CN103694766B - 一种聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂及其制备方法，其组分为（甲基）丙烯酸缩水甘油酯与其他单体合成的丙烯酸树脂、C10～C18的长链二元酸、蜡类或蜡类似物和金属盐类或有机金属络合物，本发明通过将所述的丙烯酸树脂与C10～C18的长链二元酸、蜡类或蜡类似物、金属盐类或有机金属络合物按比例在常温下粉碎混合制得。本发明消光剂应用于聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料中，固化后可形成良好的消光涂膜，且不会对涂膜的其他性能产生不利影响。

Description

一种聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及羟烷基酰胺固化聚酯粉末涂料技术领域，具体涉及一种聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂。

背景技术

聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料安全环保，是一种重要的户外耐候型粉末涂料，现已经广泛应用于户外具有耐候性要求的设施,比如建筑铝型材、汽车、摩托车及自行车零部件、庭院金属家具、高速公路护栏、户外广告和灯饰、天花板等领域。随着人们生活水平和质量的提高，对涂层的装饰性和功能性也提出了更高的要求，比如在汽车、工程机械、家电、建材、户外休闲家具等领域应用的涂层，人们希望可以提供良好的亚光效果。因此发明一种不会降低涂层的流平性、抗冲性能、机械性能和储存稳定性等性能，同时又能够使得聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料达到消光效果的消光剂，具有巨大的市场需求和实施价值。

由于羟烷基酰胺与羧基聚酯的固化反应时，不受通常的酯化催化剂的催化，难以通过固化催化剂或促进剂调整涂膜的固化进程来实现消光。

当前市场上，提供了干混消光法和一步挤出法消光法来改善聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料消光性能。干混消光法主要是干混二种具有不同反应活性、熔融粘度或表面张力的粉末涂料。基于两种粉末涂料的胶化时间不相同，反应较快的粉末部分先交联成网状结构，降低了体系的流动性，限制了随后反应活性较低粉末的交联，两种不同反应的应力收缩形成微观粗糙表面导致消光。这种方法非常耗时，难以精确控制。可能由于混合效果的差异会导致重现性不好，有时还会产生不均匀的表面。一步挤出法消光法有：纯物理消光剂法、添加高酸值组分法等。这几种方法一定条件下能使得聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料具有消光性能，但会降低涂层的流平性、抗冲性能、机械性能和储存稳定性能。

发明内容

为克服上述不足，本发明所提供一种聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂及其制备方法。

混入这种消光剂能够使聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料达到很好的消光效果，且不会降低涂层的流平性、抗冲性能、机械性能和储存稳定性等性能。主要在汽车、工程机械、家电、建材、户外休闲家具等行业领域有广泛的应用。

一种聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂，其特征在于：组分为（甲基）丙烯酸缩水甘油酯与其他单体共聚合成的丙烯酸树脂、C10～C18的长链二元酸、蜡类或蜡类似物以及金属盐类或有机金属络合物，所述合成的丙烯酸树脂占消光剂总量的10-60wt%、C10～C18的长链二元酸占消光剂总量的10-55wt%、蜡类或蜡类似物占消光剂总量的5-15wt%、金属盐类或有机金属络合物占消光剂总量的1-5wt%。

所述的C10～C18的长链二元酸，可选自癸二酸、十二二酸、十四烷基二酸、十六烷基二酸和十八烷基二酸中的一种或多种。

所述的蜡类或蜡类似物为植物蜡、动物蜡、矿物蜡和合成的蜡中的一种。

所述金属盐类或有机金属络合物为硬脂酸铝、硬脂酸锌、乙酰丙酮铝或乙酰丙酮锌中的一种。

所述的丙烯酸树脂由如下单体共聚制得：（甲基）丙烯酸缩水甘油酯占丙烯酸树脂占总重量的50-80%，能与（甲基）丙烯酸缩水甘油酯进行共聚合的其他单体占总重量的20-50%。所述的丙烯酸树脂数均分子量为3000-20000（优选为：4000—15000），玻璃化温度为30-100℃。

合成丙烯酸树脂所用的能与（甲基）丙烯酸缩水甘油酯进行共聚合的其他单体是丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类以及其他的乙烯属不饱和单体。丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可以单独使用，或者是二个或多个单体联合使用。此类丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可以是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-乙基辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯酯等。其他的乙烯属地单体是苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、十二烷基乙烯基醚等。

所述的丙烯酸树脂采用自由基溶液聚合法共聚合成，选用（甲基）丙烯酸缩水甘油酯与其它的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类、乙烯类等作为反应单体，采用苯、甲苯、二甲苯、叔丁醇中的一种或两种作为反应溶液；选择偶氮二异戊腈、过氧化苯甲酰、过氧化二叔戊基乙烯中的一种或多种作为引发剂。所述的引发剂用量为单体总重量的0.5-2%。

一种聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂，其制备方法是：将所述丙烯酸树脂与C10～C18的长链二元酸、蜡类或蜡类似物、金属盐类或有机金属络合物按比例在常温下粉碎混合，所得小颗粒或粉末状组合物即本发明的聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂。

本发明的消光剂用于聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料配方中，用量为聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料配方总量的2-8wt%；

由于采用上述技术方案，本发明与现有产品相比具有如下优点：聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料形成的涂层具有良好的消光效果，同时又不会对涂料组合物的其他性能产生不利影响。让聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料在消光性能方面有很大的突破，使得产品弥补市场需求，有很大的市场空间和实施价值。

具体实施方式

实施例1

将100g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、30g的甲基丙烯酸叔丁酯、20g的苯乙烯、8g的甲基丙烯酸甲酯、42g的甲基丙烯酸异丁酯、2g的偶氮二异戊腈配成滴加混合溶液。将200g叔丁醇加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到80℃-85℃时，开始滴加混合溶液，90min后滴加完，80℃-85℃保温2h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃，趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸合成树脂A，玻璃化温度为55℃，数均分子量为4500。

将50g的合成的丙烯酸树脂A、110g的十四二酸、30g蜡物质DeuteronwaxMPO?、10g硬脂酸锌，按照比例为6：10：3：1的重量比进行混合粉碎，制成消光剂1。

实施例2将70g的合成的丙烯酸树脂A、50g的十烷基二酸、40g的癸二酸、30g蜡物质DeuteronwaxMPO?、10g硬脂酸铝，按照比例为7：5：：4：3：1的重量比进行混合粉碎，制成消光剂2。

实施例3

将120g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、30g的甲基丙烯酸正丁酯、10g的苯乙烯、8g的甲基丙烯酸甲酯、32g的甲基丙烯酸异丁酯、2g的偶氮二异戊腈配成滴加混合溶液。将1g的过氧化苯甲酰溶于40g叔丁醇中，配成引发剂补加溶液。将200g叔丁醇加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到80℃-85℃时，开始滴加混合溶液，90min后滴加完，80℃-85℃保温1h。开始补加引发剂溶液，补加完后保温1h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃。趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸合成树脂B，玻璃化温度为50℃，数均分子量为6500。

将60g的合成的丙烯酸树脂B、80g的十一烷基二酸、30十七烷基二酸、25g蜡物质PolymistF-5A?、5g硬脂酸锌，按照比例为12：15：6：5：1的重量比进行混合粉碎，制成消光剂3。

实施例4

将140g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、20g的甲基丙烯酸叔丁酯、20g的丙烯酸羟丙酯、10g的甲基丙烯酸甲酯、10g的甲基丙烯酸异丁酯、2g的偶氮二异戊腈配成滴加混合溶液。将1g的过氧化苯甲酰溶于40g甲苯中，配成引发剂补加溶液。将250g甲苯加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到100℃-105℃时，开始滴加混合溶液，80min后滴加完，100℃-105℃保温1h。开始补加引发剂溶液，补加完后保温1h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃。趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸合成树脂C，玻璃化温度为43℃，数均分子量为8200。

将70g的合成的丙烯酸树脂C、70g的十三烷基二酸、35g十二二酸、15g蜡物质DeuteronwaxMPO?、10g乙酰丙酮锌，按照比例为14：14：7：3：2的重量比进行混合粉碎，制成消光剂4。

实施例5

将140g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10g的甲基丙烯酸乙酯、10g的丙烯酸异辛酯、10g的甲基丙烯酸甲酯、30g的甲基丙烯酸异丁酯、1g的偶氮二异戊腈配成滴加混合溶液。将1g的过氧化苯甲酰溶于40g叔丁醇中，配成引发剂补加溶液。将200g叔丁醇加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到80℃-85℃时，开始滴加混合溶液，80min后滴加完，80℃-85℃保温1h。开始补加引发剂溶液，补加完后保温1h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃。趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸合成树脂D，玻璃化温度为37℃，数均分子量为12200。

将80g的合成的丙烯酸树脂D、80g的十四烷基二酸、30g蜡物质DeuteronwaxMPO?、10g乙酰丙酮铝，按照比例为8：8：3：1的重量比进行混合粉碎，制成消光剂5。

实施例6

将110g的合成的丙烯酸树脂D、50g的十五烷基二酸、30g蜡物质DeuteronwaxMPO?、10g乙酰丙酮锌，按照比例为11：5：3：1的重量比进行混合粉碎，制成消光剂6。

实施例7

将160g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10g的丙烯酸羟乙酯、10g的苯乙烯、20g的甲基丙烯酸甲酯、2g的偶氮二异戊腈配成滴加混合溶液。将1g的过氧化苯甲酰溶于40g叔丁醇中，配成引发剂补加溶液。将200g叔丁醇加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到80℃-85℃时，开始滴加混合溶液，90min后滴加完，80℃-85℃保温1h。开始补加引发剂溶液，补加完后保温1h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃。趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸合成树脂E，玻璃化温度为45℃，数均分子量为5600。

将120g的合成的丙烯酸树脂E、50g的十八烷基二酸、25g蜡物质DeuteronwaxMPO?、5g乙酰丙酮锌，按照比例为24：10：5：1的重量比进行混合粉碎，制成消光剂7。

实施例8

将120g的合成的丙烯酸树脂E、40g的十六烷基二酸、30g蜡物质DeuteronwaxMPO?、10g乙酰丙酮锌，按照比例为12：4：3：1的重量比进行混合粉碎，制成消光剂8。

按表一中的配方1-8和对比配方1进行配料，然后将配好混合料通过高速搅拌机进行混合，混合后的物料通过双螺杆挤出机挤出压片，挤出机挤出温度设为95℃，压片物料通过粉碎机粉碎后，再经过180目筛网过筛后，分别制得配方1-8和对比配方1的粉末涂料。

表一：本发明消光剂的应用性能检测配方

备注：1、聚酯树脂2491，美国氰特工业有限公司生产的聚酯树脂。

2、XL552，EMSChimie公司生产的羟烷基酰胺固化剂，熔点范围120-125℃，水份含量小于1.0%，羟当量82g/eq。

3、PV88：Worlee公司生产的聚丙烯酸酯型流平剂。

4、W-44HB：贵州华加精细矿业有限公司生产的硫酸钡。

5、R902：杜邦公司生产的金红石型钛白粉。

表二：涂膜性能测试数据

涂层的流平采用目测对比，评价参照PCI标准：

7、很好6、好5、较好4、一般3、较差2、差1、很差

项目	对比配方1涂膜	配方1涂膜	配方2涂膜	配方3涂膜	配方4涂膜	配方5涂膜	配方6涂膜	配方7涂膜	配方8涂膜
										60°光泽	89.7	20	27	26	18	24	25	23	26
抗冲击（Kg·cm）	50	50	50	50	50	50	50	50	50
										流平（PCI）	6	7	7	6	6	7	7	7	7

通过表二可以看出，对比配方1中不含本发明所提供的消光剂，固化后涂膜光泽度较高，几乎没有消光性能。同对比配方1比较，其他8个配方中分别含有本发明不同实施例制得的消光剂，固化后涂膜的光泽度均较低且其他性能良好，说明本发明消光剂应用于聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料中具有良好的消光效果，且不会对涂膜的其他性能产生不利影响。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂，其特征在于：组分为（甲基）丙烯酸缩水甘油酯与其他单体共聚合成的丙烯酸树脂、C10～C18的长链二元酸、蜡类以及金属盐类或有机金属络合物，所述共聚合成的丙烯酸树脂占消光剂总量的10-60wt%、C10～C18的长链二元酸占消光剂总量的10-55wt%、蜡类占消光剂总量的5-15wt%、金属盐类或有机金属络合物占消光剂总量的1-5wt%，所述消光剂的各组分的总量为100wt%；消光剂用于聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料配方中，用量为聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料配方总量的2-8wt%；

所述的丙烯酸树脂采用自由基溶液聚合法合成，其具体步骤为：将160g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10g的丙烯酸羟乙酯、10g的苯乙烯、20g的甲基丙烯酸甲酯、2g的偶氮二异戊腈配成滴加混合溶液；

将1g的过氧化苯甲酰溶于40g叔丁醇中，配成引发剂补加溶液，将200g叔丁醇加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌；

到温度达到80℃-85℃时，开始滴加混合溶液，90min后滴加完，80℃-85℃保温1h；开始补加引发剂溶液，补加完后保温1h；

在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃；趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸合成树脂，玻璃化温度为45℃，数均分子量为5600。

2.一种如权利要求1所述的聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂的制备方法，其特征在于，制备步骤是：将所述丙烯酸树脂与C10～C18的长链二元酸、蜡类、金属盐类或有机金属络合物在常温下混合粉碎，所得小颗粒或粉末状组合物即本发明的聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂。

3.根据权利要求1所述的一种聚酯-羟烷基酰胺型粉末涂料用消光剂，其特征在于：所述的C10～C18的长链二元酸，可选自癸二酸、十四烷基二酸、十六烷基二酸和十八烷基二酸中的一种或多种。