一种利用不饱和聚酯漆废料制作粉末涂料的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种利用不饱和聚酯漆废料制作粉末涂料的 方法。
【背景技术】
[0002] 粉末涂料是一种生产效率高（efficiency)、涂膜性能优良（excellency)、生态环 保（ecology)、且经济（economy)的4"E"产品，现有粉末涂料的喷涂方式多采用静电喷涂， 静电喷涂作为高效率、无污染的新型涂装方式，使用范围越来越广。
[0003] 粉末涂料的用量随着静电喷涂技术的广泛应用，需求量日益增大，静电喷涂用的 粉末涂料中不存在溶剂、成膜助剂等有机挥发成分，所有组分都为能够固结在漆膜中的有 效成分，绿色环保。粉末涂料形成的漆膜具有高强度、高硬度、高韧性、防腐抗老化、无挥发 物、易加工等优点，在涂料领域的应用越来越广泛。在家具、汽车等领域的油漆喷涂过程中， 大多采用空气喷枪进行喷漆作业，所喷油漆中接近60%的油漆因喷涂效率的问题，没有成 功固化在喷涂件表面，而成为油漆废渣，这些油漆废渣都是热固性聚合物，很难降解，也很 难进行再加工。
[0004] 现在一般只能采用焚烧或填埋的方式处理上述的油漆废渣，通常进行焚烧或填埋 处理的成本较高，在中国东部发达地区，上述油漆废渣的处理费用高达2000~3000元/ 吨，不仅成为社会的负担，存在二次污染的风险，同时也造成大量的资源浪费。对油漆废渣 进行回收利用，在倡导环保的今天，具有重要的现实意义。在保证质量的前提下，采用接近 零成本甚至负成本的油漆废渣代替油漆中的部分甚至绝大部分原料，会使产品的性价比大 为提高，不仅能够解决处理油漆废渣给企业带来的经济压力，同时能够使油漆相关生产企 业制作出更有市场竞争力的产品。在所述的油漆废渣中，不饱和聚酯漆占了很大部分，因 此，对该部分漆的回收利用显得尤为重要。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种利用不饱和聚酯漆废料制作粉末涂料的方法，以不饱和聚酯漆 废料作为粉末涂料的主要组分，得到的粉末涂料性能优良。
[0006] 一种利用不饱和聚酯漆废料制作粉末涂料的方法，包括以下步骤：原料按如下重 量份进行混合：
[0007] 不饱和聚酯漆废料粉 10~75份； 饱和聚酯树脂 0~45份； 环氧树脂 0~3 5份； 阻燃剂 0~3份； 固化剂 0~10份； 抗老化剂 0~2份； 填料 10~45份； 颜料 0~2份； 催化剂A 0~2份; 其他助剂 0~2份；
[0008] 其中，饱和聚酯树脂和环氧树脂的用量不同时为零；
[0009] 然后，依次经熔融挤出、冷却、粉碎，得到所述的粉末涂料。
[0010] 本发明对家具、汽车等领域喷漆过程中产生的不饱和聚酯废料进行回收利用，将 其作为聚酯粉末涂料或者聚酯环氧粉末涂料的主要组分（用于代替两种粉末涂料中的聚 酯树脂、颜料或填料等），一方面，能够降低聚酯粉末涂料或者聚酯环氧粉末涂料的生产成 本，另一方面，也能够省去不饱和聚酯废料的处理成本。
[0011] 本发明制备得到的粉末涂料，能够用于金属工具、家电外壳、自行车、家具等领域， 所得到的漆膜具有密度小、质地坚硬、阻燃、耐老化性能好等优点，性能优于或等同于现有 技术中的热固性纯聚酯粉末涂料。
[0012] 现有技术中的不饱和聚酯漆废料磨碎后，所得的粉料直接用于本发明提供的粉末 涂料中，不能获得性能良好的粉末涂料，需要对不饱和聚酯漆废料进行改性后使用，优选 地，所述不饱和聚酯漆废料粉按如下方法制备：
[0013] 将不饱和聚酯漆废料粉碎后，除去挥发性物质，然后依次加入偶联剂和催化剂B 进出改性，得到所述的不饱和聚酯漆废料粉。
[0014] 本发明中，不饱和聚酯漆废料粉可以采用各种不饱和聚酯漆的废料改性而成，优 选地，所述不饱和聚酯漆为PE漆固化料、环氧聚酯漆、聚氨酯漆中的至少一种。
[0015] 本发明对不饱和聚酯漆废料进行粉碎，并进一步利用偶联剂和催化剂B进行改性 加工，使粉末涂料采用静电喷涂后，在160~200°C高温固化时，在催化剂B的作用下，已经 固化的不饱和聚酯漆废料中的酯键能够打开，并与饱和聚酯树脂和/或固化剂发生交联， 形成致密且均匀的高性能漆膜。
[0016] 所述不饱和聚酯漆废料粉应具有合适的粒径，以保证不饱和聚酯漆废料粉能够充 分地与粉末涂料中的其余组分混合均匀，同时确保在粉末涂料固化形成漆膜的过程中，不 饱和聚酯漆废料粉中已经固化的酯键打开，与粉末涂料中的其余组分发生化学交联反应。
[0017] 作为优选，所述不饱和聚酯漆废料粉的粒径为80~2500目。进一步优选，所述不 饱和聚酯漆废料粉的粒径为500~2000目。再优选，所述不饱和聚酯漆废料粉的粒径为 800 ~1250 目。
[0018] 所述的催化剂A和催化剂B可以相同，也可以不同，催化剂A和催化剂B的作用都 在于将已经固化的不饱和聚酯漆中的酯键打开，使其能够与粉末涂料中的其余组分发生化 学交联反应，优选地，所述催化剂A为1，5, 7-三氮杂二环[4. 4. 0]癸-5-烯（TBD)、辛酸亚 锡（Sn (Oct) 2)、三苯基膦（PPh3)、乙酰丙酮锌（Zinc (II) Acetylacetonate)、有机钛催化剂 中的至少一种；催化剂B为1，5, 7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、辛酸亚锡、三苯基膦、乙 酰丙酮锌、有机钛催化剂中的至少一种。
[0019] 进一步优选，所述催化剂A为1，5, 7-三氮杂二环[4. 4. 0]癸-5-烯、辛酸亚锡、乙 酰丙酮锌中的至少一种。催化剂B为1，5, 7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、辛酸亚锡、乙 酰丙酮锌中的至少一种。
[0020] 偶联剂用于改善树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能，本发明中优选采用硅 烷偶联剂，所述偶联剂与不饱和聚酯漆废料的质量比为〇. 5~1. 5:100。进一步优选，所述 偶联剂与不饱和聚酯漆废料的质量比为I. 〇~1. 5:100。
[0021] 优选地，所述催化剂B与不饱和聚酯漆废料的质量比为0. 5~1. 5:100。进一步优 选，所述催化剂B与不饱和聚酯漆废料的质量比为I. 0~1. 5:100。
[0022] 进行不饱和聚酯漆废料粉制备时的具体操作操作如下：
[0023] 将固体不饱和聚酯漆废料依次进行粉碎和磨碎，得到符合粒径要求的窄粒径分布 粉料，然后搅拌升温至90~110°C，并在该温度保持30~40min，将不饱和聚酯漆废料中的 挥发性物质除去。
[0024] 除去挥发性物质后，加入偶联剂活化5~lOmin，活化后降温至80°C以下，再加入 催化剂，高速搅拌3~5min后出料，得到不饱和聚酯漆废料粉。
[0025] 饱和聚酯树脂包括端羟基型和端羧基型两种，本发明中，所述饱和聚酯树脂为端 羧基饱和聚酯树脂，端羧基饱和聚酯树脂的酸值为10~200mgK0H/g。
[0026] 所述的酸值用于衡量饱和聚酯树脂中的游离羧基的含量或者合成饱和聚酯树脂 时，聚合反应进行的程度，在不同的酸值下，饱和聚酯树脂具有不同的性能，进而影响粉末 涂料的性能。
[0027] 优选地，端羧基饱和聚醋树脂的酸值为20~100mgK0H/g。进一步优选，端羧基饱 和聚酯树脂的酸值为50~100mgK0H/g。
[0028] 本发明中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧树脂的环氧值为0. 08~ 0. 15mol/100g。环氧值是环氧树脂的重要指标，环氧值为每100g环氧树脂中含有环氧基的 摩尔数，在一定程度上，能够反映出环氧树脂的交联能力，进而影响粉末涂料的性能，优选 地，环氧树脂的环氧值为〇· 1~〇· 13mol/100g〇
[0029] 本发明提供的粉末涂料中，环氧树脂为非必要组分，不添加环氧树脂时，得到聚酯 粉末涂料；添加环氧树脂时，得到聚酯环氧粉末涂料。
[0030] 粉末涂料中的阻燃剂、固化剂、抗老化剂、颜料、催化剂A以及其他助剂都可以依 据粉末涂料的不同性能需求进行选择，本发明的目的在于，对不饱和聚酯漆废料进行回收 利用，得到聚酯粉末涂料或者聚酯环氧粉末涂料，现有技术中，用于聚酯粉末涂料或者聚酯 环氧粉末涂料的各种助剂都可以应用至本发明提供的粉末涂料中。
[0031] 作为优选，所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯、封闭型异氰酸酯、β -羟烷基酰 胺、双氰胺中的至少一种。进一步优选，所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯、封闭型异氰 酸酯、双氰胺中的至少一种。
[0032] 作为优选，所述填料为二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、蒙脱土、氢氧化镁、白炭黑、炭黑 中的至少一种。进一步优选，所述填料为二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、白炭黑中的至少一种。
[0033] 作为优选，所述阻燃剂为FT-808J阻燃剂（无卤环保阻燃剂）。
[0034] 作为优选，所述抗老化剂（受阻胺抗老化剂）为紫外光吸收剂RC131。
[0035] 所述其他助剂为流平剂、荧光剂、增白剂、偶联剂、安息香酸中的至少一种。优选 地，所述其他助剂为流平剂、偶联剂、安息香酸中的至少一种。
[0036] 作为优选，粉末涂料的原料重量份组成如下：
[0037] 不饱和聚酯漆废料粉 10~75份； 饱和聚醋树脂 10~45份； 阻燃剂 1~3份； 固化剂 2~10份； 填料 10~45份； 颜料 1~2份； 其他助剂 0.1~2份。
[0038] 作为优选，粉末涂料的原料重量份组成如下：
[0039] 不饱和聚酯漆废料粉 35~45份； 饱和聚酯树脂 20~45份； 环氧树脂 0~30份; 阻燃剂 1~3份； 固化剂 3~8份; 抗老化剂 0~2份； 填料 10~25份；
[0040] 颜料 0~2份； 催化剂A 1~2份； 其他助剂 1~3份。
[0041] 进一步优选，粉末涂料的原料重量份组成如下：
[0042] 不饱和聚酯漆废料粉 35~45份； 饱和聚酯树脂 30~40份； 环氧树脂 0~30份; 阻燃剂 1~3份； 固化剂 3~8份; 抗老化剂 0~2份； 填料 10~25份； 颜料 0~2份； 催化剂A 1~2份; 其他助剂 1~3份。
[0043] 进一步优选，粉末涂料的原料重量份组成如下：
[0044] 不饱和聚酯漆废料粉 35~45份； 环氧树脂 10~30份; 阻燃剂 1~3份； 固化剂 3~8份; 抗老化剂 0~2份； 填料 10~25份； 其他助剂 1~3份。
[0045] 进一步优选，粉