预涂金属卷材用粉末涂料及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种预涂金属卷材用粉末涂料及其制备方法和应用，属于粉末涂料改性技术领域。本发明所述的预涂金属卷材用粉末涂料，是以端羧基饱和聚酯树脂和端羧基超支化聚酯树脂为基料，加入固化剂异氰尿酸三缩水甘油酯和固化促进剂固化制得。本发明所述的预涂金属卷材用粉末涂料配方简单、流平性能优异；本发明同时提供了简单易行、成本较低、安全环保的制备方法；本发明还提供了应用该粉末涂料对金属卷材进行涂装的工艺，使得粉末涂料固化速度快，得到流平性优异、厚度均匀的涂膜。

权利要求

1.一种预涂金属卷材用粉末涂料，其特征在于：以端羧基饱和聚酯树脂和端羧基超支化聚酯树脂为基料，加入固化剂异氰尿酸三缩水甘油酯和固化促进剂固化制得；

所述涂料由以下质量百分含量的原料制成：

所述端羧基饱和聚酯树脂的酸值为28-33mgKOH/g，玻璃化温度62-65℃；

所述端羧基超支化聚酯树脂的酸值28-33mgKOH/g，玻璃化温度69-72℃。

2.根据权利要求1所述的预涂金属卷材用粉末涂料，其特征在于：固化促进剂为季铵盐、季磷盐或咪唑类化合物。

3.根据权利要求1所述的预涂金属卷材用粉末涂料，其特征在于：流平剂为有机硅改性丙烯酸酯。

4.一种权利要求1-3任一所述的预涂金属卷材用粉末涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将原料混合后采用单螺杆或双螺杆挤出，挤出熔融温度为80-105℃，再冷却压片，然后粉碎、分离、过筛，制得预涂金属卷材用粉末涂料。

5.根据权利要求4所述的预涂金属卷材用粉末涂料的制备方法，其特征在于：过筛得到粉末粒子的粒径为15～40μm。

6.一种权利要求1-3任一所述的预涂金属卷材用粉末涂料的应用，其特征在于：将制得的预涂金属卷材用粉末涂料涂覆于金属卷材表面，用红外灯辐照，然后用中频电感加热金属卷材，使金属卷材底板及覆涂膜1min之内升温至195-205℃，然后经过通道式烘干机保温

1～3min，形成涂膜。

7.根据权利要求6所述的预涂金属卷材用粉末涂料的应用，其特征在于：将制得的预涂金属卷材用粉末涂料采用静电喷涂法涂覆于金属卷材表面。

8.根据权利要求6所述的预涂金属卷材用粉末涂料的应用，其特征在于：所用红外灯的功率为1.5～2.0kW，辐照5～20s。

9.根据权利要求6所述的预涂金属卷材用粉末涂料的应用，其特征在于：形成的涂膜的厚度为30～50μm。

说明书

预涂金属卷材用粉末涂料及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种预涂金属卷材用粉末涂料及其制备方法和应用，属于粉末涂料改性技术领域。

背景技术

[0002] 预涂卷材又叫有机涂层钢板、彩色钢板、塑料复合钢板、彩涂铝板等等，用户可以对其直接加工成型或直接使用，无需再进行涂装，在建筑业、家电行业取得了广泛的应用。卷材预涂目前以液体涂料为主，但其大量挥发的有机物对环境造成的压力使之应用大为受阻，粉末涂料作为完全不含有机溶剂的涂料成为液体涂料的有力竞争者，已在卷材涂装方面取得了一些进展。

[0003] 相比液体涂装，卷材的粉末涂装还存在很大差距，涂膜表面的流平性相对不足，固化速度较慢，难以达到液体涂装约100m/min的涂装速度，美国杜邦公司在国外的工业化粉末涂装线的线速约为24m/min左右，居领先地位，国内还达不到这一水平。

[0004] CN201310039170.6公开了一种端氨基硅油改性端羧基超支化聚酯树脂及其制备方法与应用，其中对端羧基超支化聚酯树脂进行改性，并应用于粉末涂料，提高了涂料的耐热性能和柔韧性。

[0005] CN201210492761.4公开了一种改性的端羧基超枝化聚酯树脂的制备方法及含有该树脂的涂料”，是将端羧基超支化聚酯树脂和有机硅低聚物反应制备改性的端羧基超支化聚酯树脂，应用于粉末涂料也提高了涂料的耐热性能和柔韧性。

[0006] CN201310043488.1公开了一种端环氧硅油改性的端羧基超支化聚酯及其制备方法应用，其应用于粉末涂料，改善了粉末涂料的耐热性能、柔韧性和抗冷热变化性能。

[0007] 但目前同时用于改善粉末涂料的流平性和固化速度的技术还未开发出来，因此有待研究。发明内容

[0008] 本发明的目的是提供一种预涂金属卷材用粉末涂料，其配方简单、流平性能优异；本发明同时提供了简单易行、成本较低、安全环保的制备方法；本发明还提供了应用该粉末涂料对金属卷材进行涂装的工艺，使得粉末涂料固化速度快，得到流平性优异、厚度均匀的涂膜。

[0009] 本发明所述的预涂金属卷材用粉末涂料，是以端羧基饱和聚酯树脂和端羧基超支化聚酯树脂为基料，加入固化剂异氰尿酸三缩水甘油酯和固化促进剂固化制得，具体由以下质量百分含量的原料制成：

[0010]

[0011]

[0012] 所述端羧基饱和聚酯树脂的酸值为28-33mgKOH/g，玻璃化温度62-65℃；

[0013] 所述端羧基超支化聚酯树脂的酸值28-33mgKOH/g，玻璃化温度69-72℃。

[0014] 所述固化促进剂为季铵盐、季磷盐或咪唑类化合物。

[0015] 所述流平剂为有机硅改性丙烯酸酯。

[0016] 所述脱气剂为安息香。

[0017] 所述颜料为耐候级，根据所需颜色选择。

[0018] 所述填料以硫酸钡和碳酸钙为主。

[0019] 端羧基超支化聚酯树脂的利用降低了粉末涂料的熔融黏度，提高了粉末涂料的流平性，并提高了TGIC型聚酯粉末涂料的柔韧性等多项机械性能。端羧基超支化聚酯树脂具有高度支化的结构和大量的端羧基活性基团，其低粘度使得端羧基超支化聚酯树脂应用于粉末涂料时，可显著改善体系的流动性；其高度支化结构使得分子链间缠结较少，不易结晶，使粉末涂料具有良好的成膜性能，即提高粉末涂料的流平性。

[0020] 本发明所述的预涂金属卷材用粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0021] 将原料用混合机充分混合后，采用单螺杆或双螺杆在80-105℃条件下熔融挤出，再冷却压片，然后用气流粉碎机粉碎，经单级或多级旋风分离器分离，用旋转筛或振动筛筛分得到平均粒径15～40μm的成品粉末粒子，即制得预涂金属卷材用粉末涂料。

[0022] 本发明所述的应用该粉末涂料对金属卷材进行涂装的工艺，包括以下步骤：

[0023] 将制得的预涂金属卷材用粉末涂料采用静电喷涂法涂覆于金属卷材表面，用红外灯在功率为1.5～2.0kW的条件下辐照5～20s，粉末粒子受红外热辐射作用迅速熔融并流平，然后用中频电感加热金属卷材，使金属卷材底板及覆涂膜1min之内升温至195-205℃，然后经设定同一温度的通道式烘干机保温1～3min，使涂膜完全固化，形成厚度为30～50μm的涂膜。

[0024] 采用包括红外、中频电感和通道式烘干机等多种加热方式在内的组合固化工艺，使得预涂金属卷材用粉末涂料固化速度显著提高，适合金属卷材的高速预涂。

[0025] 制备的预涂金属卷材用粉末涂料，适用于钢、铝等金属预涂卷材的彩色涂装。经涂装的金属卷材涂膜色彩鲜艳、美观，流平性突出，机械性能优异，适合后期各种机械加工，除适用于建筑内和户外保护装饰，在家电、汽车、家具等行业也可以广泛应用。

[0026] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0027] (1)所述的预涂金属卷材用粉末涂料配方简单，添加了端羧基超支化聚酯树脂，降低了粉末涂料的熔融黏度，提高了粉末涂料的流平性；

[0028] (2)制备方法简单易行，成本较低，安全环保，实现了卷材涂装的快速连续化生产；

[0029] (3)采用包括红外、中频电感和通道式烘干机等多种加热方式在内的组合固化工艺，使得预涂金属卷材用粉末涂料固化速度显著提高，适合金属卷材的高速预涂；

[0030] (4)经涂装的金属卷材涂膜色彩鲜艳、美观，流平性突出，机械性能优异，适合后期各种机械加工，适用于多种领域。

具体实施方式

[0031] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。

[0032] 所用原料均为市售产品。

[0033] 实施例1

[0034] 白色预涂金属卷材用粉末涂料的配方如下：

[0035]

[0036] 所述端羧基饱和聚酯树脂的酸值为30mgKOH/g，玻璃化温度63℃。

[0037] 所述端羧基超支化聚酯树脂的酸值28mgKOH/g，玻璃化温度70℃。

[0038] 将原料用混合机充分混合后，采用单螺杆在80℃条件下熔融挤出，再冷却压片，然后用气流粉碎机粉碎，经单级旋风分离器分离，用旋转筛筛分得到平均粒径15μm的成品粉末粒子，即制得预涂金属卷材用粉末涂料。

[0039] 将制得的预涂金属卷材用粉末涂料采用静电喷涂法涂覆于金属卷材表面，用红外灯在功率为1.5kW的条件下辐照5s，粉末粒子受红外热辐射作用迅速熔融并流平，然后用中频电感加热金属卷材，使金属卷材底板及覆涂膜1min之内升温至195℃，然后经通道式烘干机在195℃下保温1min，使涂膜完全固化，形成厚度为30μm的涂膜。

[0040] 实施例2

[0041] 黑色预涂金属卷材用粉末涂料的配方如下：

[0042]

[0043] 所述端羧基饱和聚酯树脂的酸值为33mgKOH/g，玻璃化温度65℃。

[0044] 所述端羧基超支化聚酯树脂的酸值30mgKOH/g，玻璃化温度72℃。

[0045] 将原料用混合机充分混合后，采用双螺杆在105℃条件下熔融挤出，再冷却压片，然后用气流粉碎机粉碎，经多级旋风分离器分离，用振动筛筛分得到平均粒径40μm的成品粉末粒子，即制得预涂金属卷材用粉末涂料。

[0046] 将制得的预涂金属卷材用粉末涂料采用静电喷涂法涂覆于金属卷材表面，用红外灯在功率为2.0kW的条件下辐照20s，粉末粒子受红外热辐射作用迅速熔融并流平，然后用中频电感加热金属卷材，使金属卷材底板及覆涂膜1min之内升温至205℃，然后经通道式烘干机在205℃下保温3min，使涂膜完全固化，形成厚度为50μm的涂膜。

[0047] 实施例3

[0048] 深灰色预涂金属卷材用粉末涂料的配方如下：

[0049]

[0050]

[0051] 所述端羧基饱和聚酯树脂的酸值为28mgKOH/g，玻璃化温度62℃。

[0052] 所述端羧基超支化聚酯树脂的酸值33mgKOH/g，玻璃化温度69℃。

[0053] 将原料用混合机充分混合后，采用单螺杆在95℃条件下熔融挤出，再冷却压片，然后用气流粉碎机粉碎，经多级旋风分离器分离，用振动筛筛分得到平均粒径30μm的成品粉末粒子，即制得预涂金属卷材用粉末涂料。