本发明涉及卷材涂料技术领域。更具体地，涉及一种高白度高涂覆率卷材白色面漆及其制备方法和应用。
背景技术：
世界上最早的卷材涂料出现在20世纪30年代，80年代后我国才开始建立卷材涂料生产。预涂卷材涂料是一种采用快速自动化流水线生产方式，涂布于连续的金属薄板上(薄板在涂布前经过除锈、除油、清洗、钝化和表面处理)，经高温固化后成膜，达到一定机械和物理性能的一种专用涂料。涂装后的预涂卷材产品被广泛应用于建筑、家电、集装箱、汽车制造、炊具等各领域。用户购买预涂卷材产品即彩色涂层钢板(简称彩涂板)后，能直接加工成各种形状，产品不需要重新涂装，大大简化了金属薄板制品的生产工艺，降低了涂装时的涂料损耗，减少了对环境的污染。用于建筑装饰的卷材属于建材产品，由于是户外使用需要有优异的户外耐候性，良好的耐腐蚀性、防污性和抗划伤性。
对于涂料来说涂布率，是计算涂料用量和成本的关键因素，因此，涂料涂布率是客户最关心的问题之一。涂布率是指单位重量的油漆涂料可以涂刷的施工面积。市面上常规的卷材白色面漆涂布率在350-380之间，随着涂料光泽度的降低，需要添加更多的消光剂和稀释剂，相同粘度条件下，漆膜的涂布率和白度都会降低。
涂料涂布率的计算公式如下：
式中r----理论涂布率，㎡/kg；
vs----涂料的体积固体分，％；
ρ----涂料密度，g/cm3；
dft----涂料干膜厚度，μm。
从公式中看出如果希望提高涂料涂布率，可通过调整涂料的密度与固体份来实现。涂料的密度与固体份高低，由涂料中各组分的性能、密度及其用量共同决定。涂料中各组成的用量变化，常常会影响到涂料、涂膜的各项性能以及外观的变化。其中，成膜物与颜填料的总用量变化，即涂料重量固体分的变化，会影响涂料产品的价格与施工性能等；树脂与氨基的品种与用量对涂料质量好坏具有关键作用，一般也不轻易改变；涂膜中的起分散流平消泡等作用的添加剂，用量一般较少，对涂料的密度、体积固体分影响较小。因此需要根据涂料中的着色料、填料的性能、密度进行调整它们的用量比例，来达到提高涂料涂布率目的。因卷材涂料的特殊性，适宜的可选择的颜料填料有限，其中有机颜料密度较小，着色力高，但是因色相的特殊性、价格贵重，用量也较小，不宜用来或单独用来替代密度大的无机颜料。因此卷材涂料中常用的无机颜料中钛白粉、铅铬黄、锌铬黄、氧化铁颜料等密度较大，可以用低密度的微细化或化学处理的白色颜料、填料及少量的高着色力的有机颜料组合来替代。
对于白色面漆来说，通常的提高涂布率的方法就是使用高固含树脂和使用轻质填料替代部分钛白粉，这样保证遮盖力的情况下降低涂料干膜比重，但是这样的话涂料的白度和遮盖力就会受到影响，所以提高涂布率和提高白度是相矛盾的，另外也有可能会影响涂料的物理化学性能和耐候性。常规的白色面漆在全光条件下都具备较高的白度，通常l值＞91，但是随着消光剂的加入，白度也随着下降，当光泽(60°)下降到20°-30°之间，白度也随着下降，通常白浆的l值在90-93之间，如果白色面漆的白度不高，在调色的时候很多要求低光泽高白度的颜色就根本无法制备，所以限制了产品的应用，无法满足高端客户的需求。
技术实现要素：
本发明的第一个目的在于提供一种高白度高涂覆率卷材白色面漆，该面漆具有高的涂布率，同时兼顾低光条件下高白度的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种高白度高涂覆率卷材白色面漆的制备方法。
本发明的第三个目的在于提供一种高白度高涂覆率卷材白色面漆的应用。
为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
一种高白度高涂覆率卷材白色面漆，包含以下重量份的原料：
进一步地，所述饱和聚酯树脂a的羟值不小于所述柔性饱和聚酯树脂b的羟值。
进一步地，所述饱和聚酯树脂a的质量固体份不小于所述柔性饱和聚酯树脂b的质量固体份。
进一步地，所述饱和聚酯树脂a的粘度不大于所述柔性饱和聚酯树脂b的粘度。
进一步地，所述饱和聚酯树脂a的数均分子量为1500-2500，pdi为2-2.6，羟值为110-140mgkoh/g，质量固体份为75-85％，粘度为x-z2。
进一步地，所述柔性饱和聚酯树脂b的数均分子量为2500-3500，pdi为3-3.5，羟值为90-120mgkoh/g，质量固体份为70-75％，粘度为z1～z2或z2-z3。
进一步地，所述饱和聚酯树脂a的制备方法包括如下步骤：
1)将45-70重量份的邻苯二甲酸酐、4-15重量份间苯二甲酸、15-30重量份的己二酸、15-25重量份的三羟甲基丙烷和50-80重量份的新戊二醇于反应釜中，在惰性气体保护下加热升温，当反应釜釜温到达120-180℃时开动搅拌，后加入0.02-0.05重量份的有机锡催化剂，控制反应釜内物料温度在220-250℃，反应5-10小时；
2)所述反应釜降温至120-180℃，加入35-45重量份的稀释剂，固含75-85％后过滤。即得所述饱和聚酯树脂a。
进一步地，所述饱和聚酯树脂a的制备方法中，在步骤1)和步骤2)之间，还包括在所述反应釜内加入1-8重量份的二甲苯，直到物料酸值<10kohmg/g为反应终点的步骤。
进一步地，所述稀释剂选自醋酸丁酯、s-150溶剂油，s-100溶剂油、混合二元酸酯、二甲苯中的一种或几种。
进一步地，所述钛白粉为金红石型钛白粉，其中二氧化钛含量为81-95wt％，硅或者锆3-12wt％，铝2-7wt％。
进一步地，所述钛白粉为氯化法金红石型钛白粉。
进一步地，所述助剂包含消泡剂、流平剂、硅烷偶联剂、活性稀释剂、消光剂、润湿剂中的一种或几种。
进一步地，所述润湿剂选自三乙胺、乙醇胺、三乙醇胺、异丁醇胺中的一种或几种。
进一步地，所述硅烷偶联剂为环氧烃类硅烷偶联剂。
进一步地，所述活性稀释剂为低分子量聚酯多元醇，其数均分子量区间为300～1000。
进一步地，所述助剂包含以下重量份的组分：
进一步地，所述溶剂选自乙醇、异丁醇、正丁醇、混合二元酸酯、s-150溶剂油、s-100溶剂油、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯中的两种或两种以上种。
为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：
一种高白度高涂覆率卷材白色面漆的制备方法，包括如下步骤：
将部分饱和聚酯树脂a、柔性饱和聚酯树脂b、部分溶剂混合，在搅拌条件下加入部分助剂，混合均匀，得第一混合物；
在搅拌条件下，向所述第一混合物中加入钛白粉，待钛白粉润湿后，加入直径2～3mm的玻璃珠，添加比例为预混浆体积比的60％～80％，控制细度在15um～20um，停止分散，得第二混合物；
将所得第二混合物过滤后，按得率依次加入剩余的饱和聚酯树脂a、氨基树脂、催化剂、助剂和剩余的溶剂，即得所述高白度高涂覆率卷材白色面漆。
为达到上述第三个目的，本发明高白度高涂覆率卷材白色面漆在卷材涂装中的应用。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的高白度高涂覆率卷材白色面漆具有高白度，特别是在低光条件下，白度高于行业现有产品；其具有高的涂布率，涂布率为380～420m2/kg/um，在相同的光泽条件下，比常规的白色面漆提高5～10％及以上。并且其满足建材面漆的物理机械性能、耐化学性和耐候性，具有较好的抗户外粉化性能。本发明提供的高白度高涂覆率卷材白色面漆的制备方法简单，易于实施。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
根据本发明的一个具体实施方式，提供一种高白度高涂覆率卷材白色面漆，其包含以下重量份的原料：
进一步地，所述饱和聚酯树脂的羟值不小于所述柔性饱和聚酯树脂b的羟值，优选为饱和聚酯树脂的羟值大于所述柔性饱和聚酯树脂b的羟值。
进一步地，所述饱和聚酯树脂a的质量固体份不小于所述柔性饱和聚酯树脂b的质量固体份，优选为所述饱和聚酯树脂a的质量固体份大于所述柔性饱和聚酯树脂b的质量固体份。
进一步地，所述饱和聚酯树脂a的粘度不大于所述柔性饱和聚酯树脂b的粘度，优选为所述饱和聚酯树脂a的粘度小于所述柔性饱和聚酯树脂b的粘度。
本实施方式中，饱和聚酯树脂a为高固体份的饱和聚酯。进一步地，所述饱和聚酯树脂a可通过以下制备方法获得：
1)将45-70重量份的邻苯二甲酸酐、4-15重量份间苯二甲酸、15-30重量份的己二酸、15-25重量份的三羟甲基丙烷和50-80重量份的新戊二醇于反应釜中，在惰性气体保护下加热升温，当反应釜釜温到达120-180℃时开动搅拌，后加入0.02-0.05重量份的有机锡催化剂，控制反应釜内物料温度在220-250℃，反应5-10小时；
2)所述反应釜降温至120-180℃，加入35-45重量份的稀释剂，固含75-85％后过滤。即得所述饱和聚酯树脂a。
该饱和聚酯树脂a具有优秀的抗户外老化和粉化性能，可单独作为面漆树脂使用，并且通过调整和柔性饱和聚酯树脂搭配比例，能广泛应用于大部分建材面漆，满足不同客户的性能要求。
其中，上述饱和聚酯树脂a的制备中，所述稀释剂选自醋酸丁酯、s-150溶剂油，s-100溶剂油、混合二元酸酯、二甲苯中的一种或几种。
在一个优选示例中，所述饱和聚酯树脂a的制备方法中，在步骤1)和步骤2)之间，还包括在所述反应釜内加入1-8重量份的二甲苯，直到物料酸值<10kohmg/g为反应终点的步骤。
在一个优选示例中，所述饱和聚酯树脂a的数均分子量为1500-2500，pdi为2-2.6，羟值为110-140mgkoh/g，质量固体份为75-85％，粘度为x-z2。示例性地，所述饱和聚酯树脂a的数均分子量包括但不限于为1500-2000、1900-2500、1900-2500、1900、2000等。示例性地，所述饱和聚酯树脂a的羟值为110-130mgkoh/g、110-120mgkoh/g、120-130mgkoh/g、110mgkoh/g、130mgkoh/g等。
在又一个优选示例中，所述柔性饱和聚酯树脂b的数均分子量为2500-3500，pdi为3-3.5，羟值为90-120mgkoh/g，质量固体份为70-75％，粘度为z1-z2或z2-z3。示例性地，所述柔性饱和聚酯树脂b包括但不限于为eterkyd5055-r-70树脂。
本实施方式的技术方案中，高固体份饱和聚酯树脂(饱和聚酯树脂a)具有高固低粘的特性，较高的羟值保证了涂料的反应性和对颜料的润湿分散性，并且还具有很好的抗户外老化粉化等性能，而柔性饱和聚酯树脂b能改善整个涂料的加工性能，并且能平衡涂料体系的粘性和韧性，通过两种树脂混合比例的调整能满足不同客户的性能需求。通过选择上述两种不同的饱和聚酯树脂及特定的配方，从而得到具有高涂布率和白度的白色面漆涂料，尤其是在低光泽条件下的高涂布率、高白度的特点，并且满足建材面漆的物理机械性能、耐化学性和耐候性，具有较好的抗户外粉化性能。
在一个优选示例中，所述钛白粉为金红石型钛白粉，优选为氯化法金红石型钛白粉，保持了建材面漆的高耐候性和白度，并聚酯面漆涂料本身的物理机械性能和使用寿命。该钛白粉中，二氧化钛含量为81-95wt％，硅或者锆3-12wt％，铝2-7wt％。示例性的钛白粉包括但不限于ti-purer-960、科慕ts6300，科慕r931，ti-purer-902+，blr-895中的一种或几种。
在一个优选示例中，所述氨基树脂为高烷基化甲醚化三聚氰胺甲醛树脂，包括但不限于选自氰特cymel303、yp-5603、luwipal066、os303-98中的一种。
在又一个优选示例中，所述催化剂选自甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、二壬基萘二磺酸或十二烷基苯磺酸胺中的一种或几种。
在又一个优选示例中，所述溶剂选自乙醇、异丁醇、正丁醇、混合二元酸酯、s-150溶剂油、s-100溶剂油、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯中的两种或两种以上种。
在又一个优选示例中，所述助剂包含消泡剂、流平剂、硅烷偶联剂、活性稀释剂、消光剂、润湿剂中的一种或几种。其中，润湿剂优选包括但不限于选自三乙胺、乙醇胺、三乙醇胺、异丁醇胺中的一种或几种；硅烷偶联剂优选为环氧烃类硅烷偶联剂，例如γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷中的一种；活性稀释剂优选为低分子量聚酯多元醇，数均分子量范围：300～1000，例如capa-2054，capa-2043，capa-2100，capa-2200，capa-3050，capa-3031，capa-3091，capa-4101中的一种或几种；消光剂包括但不限于为tys-300、tys-180、ed-40、ed-5中的一种。
在又一个优选示例中，所述助剂包含以下重量份的组分：
本发明的又一个实施方式提供如上所述的高白度高涂覆率卷材白色面漆的制备方法，包括如下步骤：
将部分饱和聚酯树脂a、柔性饱和聚酯树脂b、部分溶剂混合，在搅拌条件下加入部分助剂，混合均匀，得第一混合物；
在搅拌条件下，向所述第一混合物中加入钛白粉，待钛白粉润湿后，加入直径2～3mm的玻璃珠，添加比例为预混浆体积比的60％～80％，控制细度在15um～20um，停止分散，得第二混合物；
将所得第二混合物过滤后，按得率依次加入剩余的饱和聚酯树脂a、氨基树脂、催化剂、助剂和剩余的溶剂，即得所述高白度高涂覆率卷材白色面漆。
在一个优选示例中，所述制备方法包括如下步骤：
(1)预混：在高速搅拌机的容器中依次加入部分饱和聚酯树脂a、柔性饱和聚酯树脂b、部分溶剂加入到容器中，在搅拌条件下加入硅烷偶联剂、功能助剂，混合均匀；
(2)润湿分散：在搅拌条件下加入钛白粉，等钛白粉润湿后，加入直径2～3mm的玻璃珠，添加比例为预混浆体积比的60％～80％，控制细度在15um～20um，停止分散。
(3)调稀：将砂磨浆过滤后，按得率依次加入剩余的饱和聚酯树脂a、氨基树脂、催化剂、添加助剂和剩余的溶剂，即得所述高白度高涂覆率卷材白色面漆。
本发明的又一个实施方式提供如上所述的高白度高涂覆率卷材白色面漆的应用。将该面漆涂覆于卷材上。
以下结合一些具体实施例对本发明的技术方案进行说明：
需要说明，如无特殊说明，本发明实施例中各组分均可市售商购获得。
高固体份饱和聚酯a的制备
高固体份饱和聚酯a1的制备，包括如下步骤：
1、将60重量份的邻苯二甲酸酐、12重量份间苯二甲酸、21重量份的己二酸、20重量份的三羟甲基丙烷和74重量份的新戊二醇于反应釜中，在惰性气体保护下加热升温，当反应釜釜温到达120℃时开动搅拌，后加入0.03重量份的有机锡催化剂，控制反应釜内物料温度在220-230℃，反应7小时；
2、所述反应釜降温至150℃，加入35重量份的稀释剂，固含83％后过滤。即得所述饱和聚酯树脂a1。该对比例中所述饱和聚酯树脂a1的数均分子量为1900，pdi为2.3，羟值为130mgkoh/g，质量固体份为83％，粘度为z1-z2。
高固体份饱和聚酯a2的制备，包括如下步骤：
1、将64重量份的邻苯二甲酸酐、8重量份间苯二甲酸、15重量份的己二酸、24重量份的三羟甲基丙烷和65重量份的新戊二醇于反应釜中，在惰性气体保护下加热升温，当反应釜釜温到达120℃时开动搅拌，后加入0.03重量份的有机锡催化剂，控制反应釜内物料温度在220-230℃，反应10小时；
2、在所述反应釜内加入7重量份的二甲苯，直到物料酸值<10kohmg/g为反应终点；
3、所述反应釜降温至150℃，加入38重量份的稀释剂，固含83％后过滤。即得所述饱和聚酯树脂a2。该对比例中所述饱和聚酯树脂a2的数均分子量为2000，pdi为2.5，羟值为110mgkoh/g，质量固体份为78％，粘度为z2-z3。
面漆的制备
实施例1
高白度高涂覆率卷材白色面漆，其原料如下表1所示。
高白度高涂覆率卷材白色面漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)预混：在高速搅拌机的容器中依次加入表格1中a部分，开始搅拌；
(2)润湿分散：在搅拌条件下加入b，等钛白粉润湿后，加入玻璃珠，根据钛白粉分散难以控制细度测试时间，控制细度在15-20um，停止分散。
(3)调稀：将砂磨浆中玻璃珠过滤后，计算得率，在新的容器中边搅拌边加入c，持续搅拌均匀。
(4)高光涂料制备：使用混合溶剂a或混合溶剂b直接调稀，粘度110-120s(涂4杯/25℃)，即得高光白色面漆涂料。
(5)中低光涂料制备：在搅拌条件下加入d，然后使用混合溶剂a或混合溶剂b调稀，调整最终粘度110-120s(涂4杯/25℃)，即得中低光白色面漆涂料。
其中，表1中，按重量份计，混合溶剂a的组成为：
按重量份计，混合溶剂b的组成为：
实施例2-8
高白度高涂覆率卷材白色面漆，其原料如下表1所示。其制备方法同实施例1。
对比例1-2
卷材白色面漆，其原料如下表1所示。其制备方法与实施例1相似。
对比例3
重复实施例3，区别在于，将“饱和聚酯树脂a2”换成“duroftalvpi2803，羟值为185-215koh/g，固含76-80％，数均分子量1500-1800，粘度y-z(聚酯树脂a3)”，其余条件不变，制备得到白色面漆。
对比例4
重复实施例3，区别在于，将“eterkyd5055-r-70树脂”换成“danapollh-831-24，羟值为50koh/g，数均分子量2000，固含70％(聚酯树脂b2)”，其余条件不变，制备得到白色面漆。
表1各实施例及对比例面漆配方
性能测试
测试条件：基材：gi板，厚度0.5mm，聚酯底漆膜厚5～7um，面漆涂料粘度110～120s/涂4杯/25℃，面漆膜厚15～17um。
上述各实施例及对比例所得面漆性能如下表2所示。
表2各实施例及对比例所得面漆性能
以下测试上述各实施例及对比例所得面漆性能的涂料光泽50±3/60°，基板厚度0.5mm，gi镀锌板，底漆膜厚5～7um，面漆膜厚15±2um。测试结果如下表3-4所示。
表3实施例1-6所得面漆性能
表4实施例7-8及对比例1-4所得面漆性能
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。