一种低温固化的复合涂层用粉末涂料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及粉末涂料。更具体地，涉及一种低温固化的复合涂层用粉末涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在工程机械产品中，钢结构件起着非常重要的作用，但由于其质量大，结构复杂，使用环境恶劣，在使用过程中发生锈蚀的概率很大，因此其对涂料涂装的要求非常高。随着技术进步及市场竞争不断提升，当前人们对工程机械产品的涂装也提出了高装饰性的要求。因此，工程机械产品的钢结构件，不仅要求涂覆涂层具有较好的耐冲击性、耐摩擦性和柔韧性，良好的耐水性、耐湿热性、耐腐蚀性、耐候性及较好的耐污染性和耐介质性，还要保持涂层优异的附着力和良好的外观展示效果。面对机构复杂的工件一般采用“干碰干”喷涂技术，目前市场上“干碰干”即二涂一烤技术通常是高温固化，即200℃10min才能完全固化，针对不同厚度的工件，尤其升温速度慢的部位，其涂层不能保证完全固化，另外对于一些不能耐受高温的基材，如塑料、木材等，高温固化的过程显然也是不合适的。

2、目前在粉末涂料领域，户内环氧或聚酯/环氧体系可以做到比较低的固化温度，例如纯环氧体系砂纹效果产品可以做到130℃/15分钟固化；平面高光环氧体系可以做到140℃/15分钟固化。但环氧的耐黄变和耐候性能差，不能用于户外使用。聚酯/环氧混合型体系砂纹产品也可以做到135℃/15分钟，平面高光产品可以做到150℃/15分钟固化(流平稍差),耐黄变比纯环氧体系会好些。但对于户外使用的纯聚酯体系具有更低的固化温度的粉末涂料仍较少。

3、并且，户外用涂料对于耐候性能和防腐性能要求一般较高，有些需要采用复合涂层才能同时满足防腐性和耐候性要求，一般采用二涂二烤的方式，即环氧体系底粉配合聚酯体系面粉，先喷涂环氧体系底粉，固化后再喷涂聚酯体系面粉，最后再固化完成；市场上也有采用高耐候聚酯底粉与高耐候聚酯面粉配合，采用二涂一烤的方式，即先喷涂高耐候聚酯底粉，不烘烤固化，直接喷涂高耐候聚酯面粉一起固化完成，该方式不仅克服二涂一烤工艺中的底粉与面粉的相容性问题，还确保了复合涂层的高耐候性能，但由于高耐候聚酯树脂通常机械性能不好，这就导致了整个复合涂层的机械性能变差，尤其是耐冲击性和柔韧性能变差，并且涂料成本也较高。

4、因此，急需研究一种固化温度低、防腐耐候性能高、机械性能好、相容性好的纯聚酯体系复合涂层用粉末涂料。

技术实现思路

1、基于以上问题，本发明的第一个目的在于提供一种低温固化的复合涂层用粉末涂料。

2、本发明的第二个目的在于提供一种制备如上所述的复合涂层用粉末涂料的方法。

3、本发明的第三个目的在于提供一种利用如上所述的复合涂层用粉末涂料在户外工程机械行业及类似厚重金属基材的涂装中的应用。

4、为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

5、本发明公开一种低温固化的复合涂层用粉末涂料，包括底层粉末涂料和面层粉末涂料；

6、所述底层粉末涂料包括以下重量份的原料：聚酯树脂a60-80份，固化剂4.5-6份，有机膨润土0.2-0.5份，鎓离子化合物0.05-0.2份；

7、所述面层粉末涂料包括以下重量份的原料：聚酯树脂b60-80份，固化剂4.5-6份；

8、其中，所述聚酯树脂a为酸值为33-38mgkoh/g、粘度为3000-5000mpa.s、软化点为105-115℃、玻璃化温度≥60℃的工业级耐候的聚酯；

9、所述聚酯树脂b为酸值为30-36mgkoh/g、粘度为2500-5500mpa.s；软化点为110-120℃、玻璃化温度≥63℃的高耐候等级的聚酯。

10、进一步，所述有机膨润土选自海明斯德谦化学有限公司生产的bentone 38或宁波南海化学有限公司生产的as301。

11、进一步，所述鎓离子化合物包括三苯基乙基溴化膦或苄基三乙基溴化铵中的一种或两种。

12、进一步，所述底层粉末涂料还包括助剂8-12份，颜填料0-30份；优选为颜填料15-20份；

13、所述面层粉末涂料还包括助剂2-5份，颜填料0-35份；优选为颜填料10-20份。

14、进一步，所述固化剂选自异氰脲酸三缩水甘油酯，熔点为95-115℃，环氧当量≤105。

15、为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：

16、本发明公开一种制备如上所述的复合涂层用粉末涂料的方法，该方法包括底层粉末涂料的制备和面层粉末涂料的制备；

17、所述底层粉末涂料的制备方法为：

18、将原料按比例称量后预混，将预混好的物料经挤出机熔融挤出，挤出物料经压片机冷却成片料，再研磨成粉末状，旋风分离制备得所述底层粉末涂料；

19、所述面层粉末涂料的制备方法为：

20、将原料按比例称量后预混，将预混好的物料经挤出机熔融挤出，挤出物料经压片机冷却成片料，再研磨成粉末状，旋风分离制备得所述面层粉末涂料。

21、为达到上述第三个目的，本发明采用下述技术方案：

22、本发明公开一种利用如上所述的复合涂层用粉末涂料在工程机械行业及类似厚重金属基材中的应用。

23、进一步，将所述粉末涂料用于户外工程机械行业及类似厚重金属基材的涂装中。

24、进一步，在使用时，包括如下步骤：

25、采用静电喷涂技术将底层粉末涂料施加于基底上，然后再静电喷涂面层粉末涂料，喷涂完毕后在140-160℃固化10-20min。

26、进一步，所述底层粉末涂料的膜厚为40-60um；所述面层粉末涂料的膜厚为60-80um。

27、本发明的有益效果如下：

28、本发明提供的低温固化的复合涂层用粉末涂料以不同耐候等级的聚酯树脂为基础分别制备底粉和面粉，采用二涂一烤工艺在低温条件下完成固化，得到的粉末涂料适用所有的颜色体系，既可以实现低温固化，还具有较好的流平表面、良好耐候性能、耐腐蚀性能和机械性能，克服了现有技术中户外使用的二涂一烤粉末涂料复合涂层体系无法做到在提供低的固化温度的同时还保持综合性能良好的问题。

技术特征：

1.一种低温固化的复合涂层用粉末涂料，其特征在于，包含底层粉末涂料和面层粉末涂料；

2.根据权利要求1的复合涂层用粉末涂料，其特征在于，所述有机膨润土选自海明斯德谦化学有限公司生产的bentone 38或宁波南海化学有限公司生产的as301。

3.根据权利要求1的复合涂层用粉末涂料，其特征在于，所述鎓离子化合物包含三苯基乙基溴化膦或苄基三乙基溴化铵中的一种或两种。

4.根据权利要求1的复合涂层用粉末涂料，其特征在于，所述底层粉末涂料还包含助剂8-12份，颜填料0-30份；优选为颜填料15-20份；

5.一种如权利要求1-4任一项所述的复合涂层用粉末涂料的制备方法，其特征在于，包含底层粉末涂料的制备和面层粉末涂料的制备；

6.如权利要求1-4任一项所述的复合涂层用粉末涂料在工程机械行业及类似厚重金属基材中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，将所述粉末涂料用于户外工程机械行业及类似厚重金属基材的涂装中。

8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述底层粉末涂料的膜厚为40-60um；所述面层粉末涂料的膜厚为60-80um。

技术总结
本发明公开了一种低温固化的复合涂层用粉末涂料及其制备方法和应用。该复合涂层用粉末涂料包括底层粉末涂料和面层粉末涂料；所述底层粉末涂料包括以下重量份的原料：聚酯树脂A60‑80份，固化剂4.5‑6份，有机膨润土0.2‑0.5份，鎓离子化合物0.05‑0.2份；所述面层粉末涂料包括以下重量份的原料：聚酯树脂B60‑80份，固化剂4.5‑6份。得到的粉末涂料可适用所有的颜色体系，既可以实现低温固化，还具有较好的流平表面、良好耐候性能、耐腐蚀性能和机械性能，可广泛适用于户外涂层的涂装。

技术研发人员：杨华忠,李向辉
受保护的技术使用者：立邦涂料（天津）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23