一种含玻璃纤维和黏土矿物的耐候防腐蚀聚酯型粉末涂料的制作方法

本发明属于高分子高耐候、防腐蚀型涂层领域，具体涉及一种可以通过聚酯、固化剂、催化剂等组分复配来调整如光泽度、高耐候、防腐蚀性、自愈合性等各项表面性能的聚酯型粉末涂料。

背景技术：

随着溶剂型涂料对环境的不友好性加剧，作为替代型竞品，越来越多不同类型的粉末涂料由于无voc且易回收的优点正逐渐取代溶剂型涂料，以纯聚酯型、环氧/聚酯型为代表的粉末涂料也在家居、工业等领域中占据越来越重要的位置。

然而，与传统的溶剂型涂料相同，即便是粉末涂料，也面临着在某些场景下容易被损坏、被腐蚀、寿命较短的使用隐患，从而危及到内层材料甚至是关键机动部位的正常运行。不同领域的应用都对粉末涂料的耐候性和耐腐蚀性提出了较高的要求，越来越多的人也在尝试添加填料、改进粉料结构、使用生物基材料(如竹、麦秆、麻、椰壳纤维等)制备复合聚酯材料等方法来增强材料的功能性，然而这些方法或多或少地都会以牺牲材料本身的强度、冲击性能等为代价。

本发明利用多种类且价格低廉的饱和/不饱和聚酯固化的网络结构，辅以少量丙烯酸树脂“冷拼”，再利用高纯玻璃纤维粉和云母、蒙脱土、高岭土等黏土矿物填料来赋予聚酯型粉末涂料更健全持久的性能，在低成本、加工简便的基础上使涂料兼具包括高强度、自修复功能等多种性能，在保证涂层强度的基础上避免聚酯等粉末涂料“一撞就裂”的尴尬场景。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种表面高耐候且防腐蚀性能优异的粉末涂层材料，基于粉末涂料因无溶剂环保且粉料回收率高等优势，进一步优化其各项功能型优势。

本发明所述高耐候且防腐蚀的聚酯型粉末涂层材料由以下组分按重量比制备而成：

在一个实施方案中，所述端羧基聚酯酸值为32～38mgkoh/g，其粘度较大，胶化时间长，流平性能略差，但机械强度高，多用于户外。其优选质量份为370份。

在另一个实施方案中，通用型gma类丙烯酸树脂高耐候，且有利于光泽提高，其环氧当量在500左右。其优选质量份为10份。

在另一个实施方案中，所述不饱和聚酯树脂为196#型邻苯通用型不饱和树脂，其为1，3-异苯并呋喃二酮与2，5-呋喃二酮、2，2′-氧代双乙醇和1，2-丙二醇的聚合物。其质量份为20份。

在另一个实施方案中，所述过氧化苯甲酸叔丁酯为常用不饱和聚酯固化剂/引发剂，其优选为0.2重量份。

在另一个实施方案中，所述催化促进剂为2-甲基咪唑、乙酰丙酮锌、四丁基溴化铵、三乙基苯基溴化膦中的一种。优选重量份为1的乙酰丙酮锌。

在又一个实施方案中，所述二氧化钛为r型，即金红石型，其成分较纯，不仅作为颜料性能优异，且还可以屏蔽紫外线作用。其质量份为100份。

在又一个实施方案中，所述聚乙烯蜡优选质量份为15份。

在又一个实施方案中，所述硫酸钡优选质量份为55份。

在又一个实施方案中，所述玻璃纤维粉为高纯度800目的纤维粉，优选质量份为1份。所述黏土矿物成分包括蒙脱土、高岭土两种成分，质量份为20份的蒙脱土、10份的高岭土。

有益效果：

本发明解决一般粉末涂料板面耐候性、防腐蚀性不佳的问题主要从两个角度：

首先，通过r型二氧化钛的紫外线屏蔽作用、蒙脱土的气体阻隔作用及尺寸稳定性等物理层面隔绝外界条件的干扰；再加上少量高岭土的加入，其扁平性质可以有效阻隔水分或者酸碱液的渗透，使得涂膜耐洗刷性和抗污染性得到改善，除此之外，高岭土的化学惰性较强，晶体光轴角小，晶体排列的有序度较高，也会屏蔽部分紫外线。以上填料的加入都降低了材料板面与外界可能导致腐蚀的条件接触的机会，某种程度上也提升了板面的耐腐蚀性；另外，从材料本身而言，饱和/不饱和聚酯/少量丙烯酸酯之间的交联结构使涂料形成了很致密的三维网络结构，且不饱和聚酯的存在以及增强材料玻纤的存在会使得涂层体系强度高、耐热性好、具有优异的耐化学腐蚀性能及电性能，外界强酸碱环境或强烈日照也难以渗透。少量丙烯酸酯的存在也使得涂层和被涂物表面接触地更加紧密，不易出现局部剥离、脱落等现象。

再由于体系内存在较多的聚乙烯蜡及有助于流平作用的具有扁平性质的高岭土等成分的存在，加上涂层内部含有大量的酯基基团，伴随着催化剂如乙酰丙酮锌等的始终存在，可逆的酯基交换反应也有相当的概率能够发生，当板面发生局部损伤时，即便是微量的蜡成分及高岭土向凹痕处循序渐进的滑移在一段时间后也可以获得一定的修复效果，并且这种现象在给予加热条件的时候会变得尤为明显，包括流平过程及可逆的键交换反应，二者均能获得一定的修复效果。

综上，通过交联结构的复杂化和多种填料的加入有效改进了该聚酯粉末涂料的耐候、抗腐蚀能力。

附图说明：

图1-5为实施例1-5样品经300h盐雾试验后的腐蚀情况。

具体实施方式：

以下实施例进一步阐明本

技术实现要素：
，但不限于本发明的范围。

实施例1：

一种以玻璃纤维和黏土矿物作为填充物的高耐候且防腐蚀的聚酯/tgic型粉末涂料，其特征在于制备方法包括以下步骤：

1)、配料预混合

将各组分按以下比例预混合：

端羧基聚酯(新中法p9335atg)370份

gma型丙烯酸树脂(广州科碚诺化工科技有限公司almatexpd7610)12份

196#不饱和聚酯树脂(新阳科技集团)20份

过氧化苯甲酸叔丁酯0.2重量份

异氰脲酸三缩水甘油酯(tgic)16份

2-甲基咪唑0.5重量份

二氧化钛100份

流平剂6份

安息香1.5份

701b4份

聚乙烯蜡(南京天诗新材料科技有限公司)10份

硫酸钡60份

玻璃纤维粉1份

云母5份

蒙脱土20份

高岭土10份

2)、熔融挤出

将上述预混合的配料加入到双螺杆挤出机中，挤出形成片材。

3)、微粉过筛

将步骤2)中的片材重新放入钢磨中粉碎成粉末，并过180目筛，得出细粉料。

4)、加热固化

将步骤3)中得到的细粉料通过静电喷粉柜喷涂到马口铁板表面，控制板面厚度约70～100μm，放入温度为200℃的恒温恒湿箱中加热固化10分钟左右，取出静置。

5)、腐蚀性能测试

将经处理后的上述试验中得到的板材放入到盐雾箱中，给予5％nacl水溶液创造腐蚀条件，经300h/400h/500h后取出。观察x型刮痕周边的腐蚀情况。

6)、老化及其它性能测试

按astmd4587-05对涂层进行老化测试，测得涂层老化前后的光泽度，计算保光率考察实施案例中的耐老化性；按gb/t1732-1993对漆膜进行耐冲击性测定；按gb/t1730-93测试涂层的硬度；利用cq-60g光泽度仪进行老化前后的表面光泽度测试。

实施例2：

一种以玻璃纤维和黏土矿物作为填充物的高耐候且防腐蚀的聚酯型粉末涂料，其特征在于制备方法包括以下步骤：

1)、配料预混合

将各组分按以下比例预混合：

端羧基聚酯(新中法p9335atg)370份

gma型丙烯酸树脂(广州科碚诺化工科技有限公司almatexpd7610)10份

196#不饱和聚酯树脂(新阳科技集团)20份

过氧化苯甲酸叔丁酯0.3重量份

异氰脲酸三缩水甘油酯(tgic)16份

乙酰丙酮锌0.5重量份

二氧化钛100份

流平剂6份

安息香1.5份

701b4份

聚乙烯蜡(南京天诗新材料科技有限公司)15份

硫酸钡55份

玻璃纤维粉1.3份

云母5份

蒙脱土20份

高岭土10份

2)、熔融挤出

将上述预混合的配料加入到双螺杆挤出机中，挤出形成片材。

3)、微粉过筛

将步骤2)中的片材重新放入钢磨中粉碎成粉末，并过180目筛，得出细粉料。

4)、加热固化

将步骤3)中得到的细粉料通过静电喷粉柜喷涂到马口铁板表面，控制板面厚度约70～100μm，放入温度为200℃的恒温恒湿箱中加热固化10分钟左右，取出静置。

5)、腐蚀性能测试

将经处理后的上述试验中得到的板材放入到盐雾箱中，给予5％nacl水溶液创造腐蚀条件，经300h/400h/500h后取出。观察x型刮痕周边的腐蚀情况。

6)、老化及其它性能测试

按astmd4587-05对涂层进行老化测试，测得涂层老化前后的光泽度，计算保光率考察实施案例中的耐老化性；按gb/t1732-1993对漆膜进行耐冲击性测定；按gb/t1730-93测试涂层的硬度；利用cq-60g光泽度仪进行老化前后的表面光泽度测试。

实施例3：

一种以玻璃纤维和黏土矿物作为填充物的高耐候且防腐蚀的聚酯型粉末涂料，其特征在于制备方法包括以下步骤：

1)、配料预混合

将各组分按以下比例预混合：

端羧基聚酯(新中法p9335atg)370份

gma型丙烯酸树脂(广州科碚诺化工科技有限公司almatexpd7610)10份

196#不饱和聚酯树脂(新阳科技集团)20份

过氧化苯甲酸叔丁酯0.3重量份

异氰脲酸三缩水甘油酯(tgic)16份

四丁基溴化铵0.5重量份

二氧化钛100份

流平剂6份

安息香1.5份

701b4份

聚乙烯蜡(南京天诗新材料科技有限公司)5份

硫酸钡65份

玻璃纤维粉1份

云母5份

蒙脱土20份

高岭土10份

2)、熔融挤出

将上述预混合的配料加入到双螺杆挤出机中，挤出形成片材。螺杆机的参数设置如下，

3)、微粉过筛

将步骤2)中的片材重新放入钢磨中粉碎成粉末，并过180目筛，得出细粉料。

4)、加热固化

将步骤3)中得到的细粉料通过静电喷粉柜喷涂到马口铁板表面，控制板面厚度约70～100μm，放入温度为200℃的恒温恒湿箱中加热固化10分钟左右，取出静置。

5)、腐蚀性能测试

将经处理后的上述试验中得到的板材放入到盐雾箱中，给予5％nacl水溶液创造腐蚀条件，经300h/400h/500h后取出。观察x型刮痕周边的腐蚀情况。

6)、老化及其它性能测试

按astmd4587-05对涂层进行老化测试，测得涂层老化前后的光泽度，计算保光率考察实施案例中的耐老化性；按gb/t1732-1993对漆膜进行耐冲击性测定；按gb/t1730-93测试涂层的硬度；利用cq-60g光泽度仪进行老化前后的表面光泽度测试。

实施例4：

一种以玻璃纤维和黏土矿物作为填充物的高耐候且防腐蚀的聚酯型粉末涂料，其特征在于制备方法包括以下步骤：

1)、配料预混合

将各组分按以下比例预混合：

端羧基聚酯(新中法p9335atg)368份

gma型丙烯酸树脂(广州科碚诺化工科技有限公司almatexpd7610)10份

196#不饱和聚酯树脂(新阳科技集团)20份

过氧化苯甲酸叔丁酯0.2重量份

异氰脲酸三缩水甘油酯(tgic)16份

三乙基苯基溴化膦0.5重量份

二氧化钛100份

流平剂6份

安息香1.5份

701b4份

聚乙烯蜡(南京天诗新材料科技有限公司)5份

硫酸钡65份

玻璃纤维粉1份

云母5份

蒙脱土20份

高岭土10份

2)、熔融挤出

将上述预混合的配料加入到双螺杆挤出机中，挤出形成片材。

3)、微粉过筛

将步骤2)中的片材重新放入钢磨中粉碎成粉末，并过180目筛，得出细粉料。

4)、加热固化

将步骤3)中得到的细粉料通过静电喷粉柜喷涂到马口铁板表面，控制板面厚度约70～100μm，放入温度为200℃的恒温恒湿箱中加热固化10分钟左右，取出静置。

5)、腐蚀性能测试

将经处理后的上述试验中得到的板材放入到盐雾箱中，给予5％nacl水溶液创造腐蚀条件，经300h/400h/500h后取出。观察x型刮痕周边的腐蚀情况。

6)、老化及其它性能测试

按astmd4587-05对涂层进行老化测试，测得涂层老化前后的光泽度，计算保光率考察实施案例中的耐老化性；按gb/t1732-1993对漆膜进行耐冲击性测定；按gb/t1730-93测试涂层的硬度；利用cq-60g光泽度仪进行老化前后的表面光泽度测试。

实施例5：

一种以玻璃纤维和黏土矿物作为填充物的高耐候且防腐蚀的聚酯型粉末涂料，其特征在于制备方法包括以下步骤：

1)、配料预混合

将各组分按以下比例预混合：

端羧基聚酯(新中法p9335atg)370份

gma型丙烯酸树脂(广州科碚诺化工科技有限公司almatexpd7610)10份

196#不饱和聚酯树脂(新阳科技集团)20份

过氧化苯甲酸叔丁酯0.2重量份

异氰脲酸三缩水甘油酯(tgic)16份

乙酰丙酮锌1重量份

二氧化钛100份

流平剂6份

安息香1.5份

701b4份

聚乙烯蜡(南京天诗新材料科技有限公司)15份

硫酸钡55份

玻璃纤维粉1份

云母5份

蒙脱土20份

高岭土10份

2)、熔融挤出

将上述预混合的配料加入到双螺杆挤出机中，挤出形成片材。

3)、微粉过筛

将步骤2)中的片材重新放入钢磨中粉碎成粉末，并过180目筛，得出细粉料。

4)、加热固化

将步骤3)中得到的细粉料通过静电喷粉柜喷涂到马口铁板表面，控制板面厚度约70～100μm，放入温度为200℃的恒温恒湿箱中加热固化10分钟左右，取出静置。

5)、腐蚀性能测试

将经处理后的上述试验中得到的板材放入到盐雾箱中，给予5％nacl水溶液创造腐蚀条件，经300h/400h/500h后取出。观察x型刮痕周边的腐蚀情况。

6)、老化及其它性能测试

按astmd4587-05对涂层进行老化测试，测得涂层老化前后的光泽度，计算保光率考察实施案例中的耐老化性；按gb/t1732-1993对漆膜进行耐冲击性测定；按gb/t1730-93测试涂层的硬度；利用cq-60g光泽度仪进行老化前后的表面光泽度测试。

上述实施案例的性能测试结果如下表所示：

综上，实施例5的综合性能最优。