一种低温固化粉末涂料及其制备方法与流程

本发明属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种低温固化粉末涂料及其制备方法。

背景技术：

粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料，和普通溶剂型涂料及水性涂料不同，它的分散介质不是溶剂和水，而是空气。它具有无溶剂污染，100％成膜，能耗低的特点。

最先开发出来的粉末涂料通常需要180-200℃的温度固化较长时间才能固化成膜，固化条件的高要求不利于能源的节约，而且使粉末涂料无法应用于高温敏感的基材，严重限制了粉末涂料的应用范围。随着人们对粉末涂料的关注越来越高，目前已经开发出能够在150℃以下实现充分固化的粉末涂料，大大降低了粉末涂料的固化温度，拓展了粉末涂料在热敏性基材上的应用。

中国专利文献cn106752767a公开了一种低温固化粉末涂料，该粉末涂料由以下重量份的原料制成：聚酯树脂40-50份、环氧树脂10-15份、固化剂2-15份、紫外线吸收剂2-10份、快速引发剂5-15份、钛白粉20-30份、硫酸钡25-35份、流平剂0.5-1.5份。该粉末涂料可以在110-150℃的条件下实现固化，但其中添加的紫外线吸收剂为二苯甲酮紫外线吸收剂或苯并三唑紫外线吸收剂等小分子物质，虽然可以在一段时间内提高涂层的抗老化性能，但随着使用时间的延长，这些小分子类的紫外线吸收剂很容易在涂膜体系内迁移甚至析出，导致抗老化性能时效，涂膜性能严重下降。因此，有必要开发一种能够抗老化性能更优异的低温固化粉末涂料，延长涂膜的使用寿命，使得低温固化粉末涂料在具有节能环保优势的同时，也在涂膜性能上保持突出的优势，吸引越来越多的消费者选择更为环保的粉末涂料，为推动社会的可持续发展做出贡献。

技术实现要素：

为了进一步提高低温固化粉末涂料的抗老化性能，提高粉末涂料所制备涂膜的寿命，本发明公开了一种低温固化粉末涂料及其制备方法，该粉末涂料中添加了双氨基紫外线吸收剂，两端的两个氨基可以与端羧基聚酯树脂和环氧树脂发生反应，形成牢固的化学键，从而使其能够牢固地键合在涂膜体系内，长期使用也不易出现紫外线吸收剂在涂膜中迁移或析出的情况，提高抗老化性能，延长涂膜的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低温固化粉末涂料，包括如下重量份的各组分：端羧基聚酯树脂50-70份、环氧树脂30-50份、改性纳米二氧化硅20-30份、双氨基紫外线吸收剂2-6份、固化剂0.1-2份、促进剂0.05-1份、流平剂0.1-2份。

作为优选，上述双氨基紫外线吸收剂的方程式为：

制备方法为：

(1)在10℃条件下，按照1:1的摩尔比向4-氨基苯甲酰氯中加入乙酰氯，搅拌反应20min，得到产物i，反应方程式如下：

(2)在10℃条件下，按照1:1的摩尔比向3-(4-甲氧基-苯氧基)-丙胺中加入乙酰氯，搅拌反应20min，得到产物ii，反应方程式如下：

(3)将所制备的产物i和氯苯加入反应釜中，0℃下加入无水三氯化铝，待三氯化铝溶解后，在搅拌下缓慢加入产物ii(其中产物i和产物ii的摩尔比为1:1，无水三氯化铝占产物i和产物ii总质量的10％，氯苯占产物i和产物ii总质量的8％)，搅拌反应生成产物iii，反应方程式为：

(4)酸性或碱性条件下将步骤(3)获得的混合物进行水解，并将水解产物减压蒸馏，回收氯苯，冷却至70-80℃，加入乙醇及活性炭，搅拌30min左右，趁热抽滤，除去活性炭，滤液浓缩，回收乙醇，冷却、结晶、离心分离，结晶低温干燥，即得产物iv(即双氨基紫外线吸收剂)，反应方程式为：

作为优选，上述端羧基聚酯树脂的酸值为50-80mgkoh/g。

作为优选，上述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、酚醛改性环氧树脂中的一种或两种。

作为优选，上述改性纳米二氧化硅为硅烷偶联剂kh-550改性纳米二氧化硅、硅烷偶联剂kh-560改性纳米二氧化硅中的一种或两种。

作为优选，上述固化剂为双氰胺、十二烷二羧酸二酰肼中的一种或两种。

作为优选，上述促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑、双脲中的一种或两种。

作为优选，上述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂。

一种低温固化粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各组分，加入混料机中混合均匀，然后再倒入挤出机中熔融混炼，挤出造粒，获得的粒子粗粉碎后用acm气流粉碎机粉碎，过150-200目筛，得到粉末涂料。

本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明的粉末涂料中添加了双氨基紫外线吸收剂，该双氨基紫外线吸收剂中间具有紫外线吸收剂uv-9的结构，两端各连接一个氨基，uv-9结构可以有效地吸收紫外线，吸收率高、无毒、无致畸作用，对光、热稳定性好，添加到粉末涂料中可以起到有效的抗老化作用，两端的两个氨基可以与端羧基聚酯树脂和环氧树脂发生反应，形成牢固的化学键，从而使其能够牢固地键合在涂膜体系内，长期使用也不易出现紫外线吸收剂在涂膜中迁移或析出的情况，提高抗老化性能，延长涂膜的使用寿命；

(2)本发明所添加的双氨基紫外线吸收剂两端的氨基除了能够将紫外线吸收剂结构牢固地键合在体系中，还可以起到固化剂的作用，双氨基紫外线吸收剂的添加可以帮助减少固化剂的用量，同时起到紫外线吸收剂和固化剂的作用；

(3)双氨基紫外线吸收剂的添加还可以有效降低涂膜的固化温度，涂膜在110-130℃热固化后，转为紫外光固化，双氨基紫外线吸收剂可以吸收紫外线，有利于涂膜在热固化后实现更深层的紫外光固化，从而有效降低固化温度，不仅可以节约能源，还能够适用于温度要求较低的热敏感材料，进一步拓宽粉末涂料的应用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明产物iv(即双氨基紫外线吸收剂)的核磁共振谱图。

具体实施方式

现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

低温固化粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各组分，加入混料机中混合均匀，然后再倒入挤出机中熔融混炼，挤出造粒，获得的粒子粗粉碎后用acm气流粉碎机粉碎，过150-200目筛，得到粉末涂料。

实施例1-4和对比例1-3各组分及其重量百分比详见表1。

表1

将实施例1-4和对比例1-3所制备的低温固化粉末涂料喷涂于载体表面，先在110-130℃条件下加热固化10-15min，然后再紫外光固化8-15s。

分别对采用实施例1-4和对比例1-3所制备的低温固化粉末涂料在载体表面获得的漆膜进行各项性能测试，测试结果见表2：

表2

图1为本发明所制备的双氨基紫外线吸收剂的核磁共振谱图，核磁数据如下(cdcl3作溶剂)：δ＝12.21～12.24(a，1h)，δ＝7.60～7.62和δ＝6.46～6.52分别为苯环上氢原子的特征吸收峰，δ＝5.47～5.49(b，2h),δ＝4.01～4.09(c，2h),δ＝2.61～2.66(d，2h),δ＝1.93～1.98(e，2h),δ＝1.51～1.53(f，2h)。测试所得各质子的吸收峰及其积分值与产物iv(即双氨基紫外线吸收剂)中质子完全一致，说明得到了双氨基紫外线吸收剂。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。