一种热敏基材用粉末涂料组合物及其制备方法与流程

本发明涉及粉末涂料，具体涉及一种热敏基材用粉末涂料组合物及其制备方法。

背景技术：

1、粉末涂料是一种新型的环保型涂料，具有无溶剂、无污染、可回收、节省能源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等优点，被认为是高生产效率(efficiency)、优良涂膜性能(excellency)、生态环保(ecology)和经济型(economy)的“4e”涂料产品。因环保等性能突出，粉末涂料将逐渐取代溶剂型涂料。

2、在涂装领域，粉末涂料的应用越来越广，目前广泛应用于汽车、家电、五金、建材、输油管道的表面涂装，然而粉末涂料也有缺陷，即粉末树脂的固化温度较高(180℃-220℃)，固化时间长(10min-30min)，使其仅能应用于金属类耐热基材，不适用于木质、纸质、塑料等热敏型底材。从资源能耗上算，烘烤时间过长，直接导致生产周期变长；高温烘烤，能耗大，浪费大。因此，低温固化粉末涂料将是粉末涂料未来发展的必然趋势，也是当前科研重点攻关的对象。

3、随着粉末涂料的低温固化技术以及红外线涂装技术的不断成熟，粉末涂料应用于中密度纤维板(mdf板)等热敏性基材已经完全可能。同时，热敏基材都是属于易燃性基材，因此，粉末涂料除了需要具备优异的节能环保性能，还需要具备优异的防火阻燃性能。然而，现有技术的同类产品主要为低温固化粉末涂料但不具备阻燃效果，或者为阻燃防火粉末涂料但不具备低温固化的特性。

4、目前市场上的阻燃粉末涂料是通过选择有阻燃功能的成膜基料，另添加阻燃剂来制成的，具有防止燃烧或者燃烧发生后有阻止燃烧蔓延功能的专用阻燃粉末涂料，适用于日用电器、输配电设备等用电领域的涂装，以及防火门、机械零部件和消防设施等涂装，但这类体系的涂料固化温度要求高，涂覆在热敏性材质上不能成膜，起不到作用，因此不能应用于热敏性材质。

5、中国专利申请cn101124283a公开了一种粉末涂料组合物，其含有a)40-95重量％的至少一种树脂粘合剂，其选自聚酯树脂，环氧树脂，聚氨酯树脂和(甲基)丙烯酸树脂，b)5-60重量％的填料混合物，其含有滑石和至少一种附加填料，c)1-20重量％的至少一种蜡添加剂，其选自聚酰胺蜡，聚乙烯蜡和硬脂酸锌，和d)0-95重量％的至少一种交联剂。重量％是基于粉末涂料组合物的总重量；粉末涂料组合物迅速和完全固化，并使得到的涂料具有提高的流动性能以及高光滑性和具有优异的打磨性能，而在热敏性基材上没有任何纹理。但是该粉末涂料组合物的防火阻燃性能和低温固化性能有待进一步提高。

6、中国专利申请cn102391764a公开了一种低温固化且阻燃防火的饰面型粉末涂料，包括下列重量份配比的组分：聚酯树脂50-150份、环氧树脂50-150份、助剂0-10份、填料0-200份、酸源30-100份、碳源30-100份、气源30-100份、颜料0-30份。该发明所提供的粉末涂料虽然能解决低温固化及阻燃性能，但是低温固化性能有待进一步提高，其涂层表面缺陷明显，会出现凹坑或气孔，且附着力有待进一步提高，因此不能应用于mdf板或胶木类产品。

7、因此，开发一种能解决上述技术问题的热敏基材用粉末涂料组合物及其制备方法是非常必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种低温固化性能和阻燃性能优异，附着力高、有效改善气孔的热敏基材用粉末涂料组合物及其制备方法。

2、本发明是通过以下技术方案予以实现的：

3、本发明提供了一种粉末涂料组合物，按照重量份数计，包括如下组分：

4、

5、所述双酚a型环氧树脂由二步法制备得到，800-840g/eq，软化点为89-94℃。

6、优选地，粉末涂料组合物，按照重量份数计，包括如下组分：

7、

8、双酚a型环氧树脂二步法制备方法一般为：

9、

10、二步法环氧树脂合成方法是以低分子量环氧树脂和双酚a作为原料，通过加成聚合的方法制备环氧树脂。

11、双酚a型环氧树脂一步法制备方法一般为：

12、

13、一步法环氧树脂合成方法有水洗法、溶剂法、悬浮法等，其中应用较多的是水洗法。水洗法是将双酚a和氢氧化钠水溶液在溶解釜中溶解后，送入反应釜，在一定温度条件下，迅速地一次性加入环氧氯丙烷。控制放热反应，反应完毕后静置，使树脂和碱水分层。吸取上层碱水后，用沸水洗涤除去树脂中的残碱和副产物盐类。然后通过常压、减压脱水得到产品。

14、一步法制得的环氧树脂相对分子质量分布较宽，有机氯高，不易得到环氧值高，软化点高的产品。二步法制得的环氧树脂相对分子质量较窄，有机氯低，产品稳定，副产物少。

15、优选地，所述粉末涂料组合物还包括如下组分：脱气剂、流平剂、光亮剂、颜料、消泡剂和助剂中的至少一种。

16、更优选地，按照重量份数计，所述粉末涂料组合物还包括如下组分：

17、

18、

19、更优选地，所述填料1为硅微粉；所述填料2为云母粉；所述脱气剂为安息香；所述助剂包括抗氧剂和紫外线吸收剂中的至少一种。

20、更优选地，所述颜料包括钛白粉、酞青蓝、铁黄和炭黑中的一种或多种。

21、优选地，所述粉末涂料组合物还包括砂纹剂、消光剂和蜡粉中的至少一种。

22、更优选地，按照重量份数计，所述粉末涂料组合物还包括如下组分：

23、砂纹剂                             0.05-1.0份

24、和/或消光剂                        1.0-3.0份

25、和/或蜡粉                          0.1-2.0份。

26、优选地，所述改性聚酯树脂的制备方法具体包括如下步骤：

27、取二元醇和支化剂，加热至熔化，加入二元酸和酯化催化剂，在惰性气氛下反应至物料体系清晰透明，再在真空条件下反应一段时间，降温，加入多元酸封端剂和固化促进剂，反应结束后即得。

28、更优选地，所述二元醇包括新戊二醇、已二醇和二甘醇中的至少一种。

29、更优选地，所述支化剂包括三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷中的至少一种。

30、更优选地，所述二元酸包括对苯二甲酸pta、间苯二甲酸ipa和乙二酸ada中的至少一种。

31、更优选地，所述酯化催化剂包括单丁基氧化锡、二丁基锡和草酸亚锡中的至少一种。

32、更优选地，所述多元酸封端剂包括偏苯三酸酐tma。

33、更优选地，所述固化促进剂包括二甲基咪唑。

34、更优选地，所述在惰性气氛下反应具体包括如下步骤：在惰性气氛下升温至185℃-195℃，酯化水开始生成并馏出，再经过8-10h逐渐升温至235℃-245℃，在此温度保温2-4h至物料体系清晰透明。

35、更优选地，所述真空条件的压力为-0.093mp～-0.1mpa，反应温度为240-250℃，反应时间为30-35min。

36、更优选地，降温后的温度为190-200℃。

37、更优选地，加入多元酸封端剂和固化促进剂后，在180-190℃下保温反应1-2h。

38、本发明还涉及一种粉末涂料，包括上述的粉末涂料组合物。

39、本发明还涉及上述的粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

40、(1)将各原料组分混合，得到混合料；

41、(2)将混合料置于熔融挤出机中挤出，得到挤出料；

42、(3)挤出料粉碎、过筛后即得。

43、优选地，步骤(2)中在80-90℃温度下挤出，所述熔融挤出机为双螺杆挤出机或单螺杆挤出机。

44、优选地，步骤(3)中挤出料在立式磨粉机中粉碎，过180目筛制成粒径为32-38微米的粉末。

45、本发明还涉及一种粉末涂料组合物或粉末涂料在涂覆热敏基材中的应用，所述粉末涂料组合物为上述的粉末涂料组合物，所述粉末涂料为上述的粉末涂料或由上述的制备方法制备得到。

46、优选地，所述热敏基材包括mdf板或胶木板。

47、本发明还涉及一种采用上述粉末涂料组合物或粉末涂料涂覆热敏基材的方法，具体包括如下步骤：

48、将制成的粉末涂料用60-90kv的高压静电涂装于热敏基材表面，喷粉气压为0.05-0.2mpa，喷涂距离为16-30cm，平均涂膜厚度为50-120μm，通过热风干燥和红外固化相结合，先通过温度为45-50℃热风干燥10-20min，后采用波长为2.4-2.7μm、温度为120℃红外固化10min，即得。

49、本发明的有益效果是：

50、本发明以特定环氧当量和软化点的二步法双酚a型环氧树脂和改性聚酯树脂混合作为低温固化成膜基体，添加固化剂促进剂，明显降低了涂层固化温度，在120℃/10min即可实现固化。

51、本发明的涂料产品适用于在热敏基材表面喷涂，能够有效解决产品表面气孔、附着力不好等问题，且阻燃性能优异。