一種耐候性鋼板用涂料組合物及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐候性鋼板用涂料組合物及其制備方法，按重量百分比計，所述的涂料組合物包含以下組份：有機硅改性聚酯樹脂：30～50%；填料：20～46%；硅氧烷偶聯劑：1～2%；酞酸酯：0.5～1%；二甲苯溶劑：1～48.5%，主要是以有機硅改性聚酯樹脂作為涂料基料，然后再輔以填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑進行混合，并用球磨機研磨成漆漿而制得，所述漆漿的細度為10～20μm。在實際使用時，由于有機硅改性聚酯樹脂具有較優良的耐高溫性能，因此，由其組成的涂料更具有良好的性質，可噴涂在鐵材、鋁材或不銹鋼等金屬表面，并被廣泛應用于石油精制爐、鋁精制爐、發動機排氣系統、機動車消聲器等長期處于高溫工作狀態下的耐熱材料上。
【專利說明】一種耐候性鋼板用涂料組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于金屬材料的涂裝領域，具體的說，是一種耐候性鋼板用涂料組合物及 其制備方法。
【背景技術】
[0002] 金屬上的涂層不僅可起到保護和美化金屬外觀的作用，如防銹及著色等，有時，還 可利用涂層來實現一些特殊的功能，如改善潤滑、提高深沖性能等。在實際應用過程中，涂 層的效果與涂料有著密切的關系。以耐熱涂料為例，耐熱涂料是指其涂膜能長時間維持在 高溫(一般為150°C以上）不裂解、外觀變黃程度小、不脫落，還能保持適當的物理性能及防 護功能，現有專利文獻CN1583912 (卷材底漆涂料及其制法，2005. 02. 23)公開了一種由線 狀聚酯樹脂或環氧樹脂、氨基樹脂、防銹顏料、助劑和溶劑組成的專業涂料，在實際使用時， 由于聚酯樹脂或環氧樹脂的耐熱溫度在130?155°C，因此，適用于熱鍍鋅板、電鍍鋅板、合 金化板以及冷扎板材等效果最佳。
[0003] 隨著技術的進步，人們發現有機娃樹脂也具有$父佳的耐熱性，有機娃樹脂的基本 骨架是Si-0的主鏈，比普通高分子聚合物的C-C鍵的鍵能更高，其耐熱及抗氧化作用也較 強，通常情況下，有機硅樹脂的耐熱溫度為300°C，經實踐證明，有機硅樹脂除耐熱性外，還 表現出了優異的耐候性、抗污性、拔水性、耐寒性以及耐化學腐蝕等性能，但在實際使用時， 卻還存在如下問題，例如：需高溫固化（250°C以上)且固化時間長、不易大面積施工，對金屬 的附著力差、耐溶劑性差以及制作成本高等，為此，我們勢必需要找到一種能替代有機硅樹 脂的高性能材料，同時，還需要較現有聚酯樹脂或環氧樹脂具有更高的耐熱性。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種耐候性鋼板用涂料組合物，本發明由于采用有機硅改 性聚酯樹脂作為涂料組合物的基料，在實際使用時，由于有機硅改性聚酯樹脂具有較優良 的耐高溫性能，因此，由其組成的涂料更具有良好的性質，可噴涂在鐵材、鋁材或不銹鋼等 金屬表面，并被廣泛應用于石油精制爐、鋁精制爐、發動機排氣系統、機動車消聲器等長期 處于高溫工作狀態下的耐熱材料上。
[0005] 本發明的另一目的是提供一種耐候性鋼板用涂料組合物的制備方法，本方法制備 過程簡單，主要以有機硅改性聚酯樹脂作為涂料組合物的基料，然后再輔以填料、硅氧烷偶 聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑進行混合，并用球磨機研磨成漆漿而制得，操作流程簡單、快捷。
[0006] 本發明通過下述技術方案實現：一種耐候性鋼板用涂料組合物，按重量百分比計， 所述的涂料組合物包含以下組份： 有機硅改性聚酯樹脂：30?50% ; 填料：20?46% ; 硅氧烷偶聯劑?2% ; 酞酸酯：0. 5?1% ; 二甲苯溶劑?48. 5%。
[0007] 所述的有機硅改性聚酯樹脂是由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯樹脂經縮聚 反應而制得，所述的有機硅改性聚酯樹脂的固含量為55?65%，比重為1. 08?1. 14,酸值 為 2 ?10mgK0H/g。
[0008] 本發明是以有機硅改性聚酯樹脂作為涂料組合物的基料，并輔以其他助劑組合而 成的，在本發明中，有機硅改性聚酯樹脂由于其優良的耐熱溫度、對金屬材質的優異附著性 和加工性、優異的耐溶劑性以及良好的高熱硬度等，可用于噴涂在鐵材、鋁材或不銹鋼等金 屬表面，并被廣泛應用于石油精制爐、鋁精制爐、發動機排氣系統、機動車消聲器等長期處 于高溫工作狀態下的耐熱材料上。
[0009] 所述的填料包括玻璃粉、三氧化二鉻和瓷土，按重量百分比計，所述的玻璃粉為 15?35%、三氧化二鉻為2?5%、瓷土為3?6%，本發明涉及的玻璃粉、三氧化二鉻和瓷土 均為工業級，具有增加硬度、提高組份耐磨性的特性。
[0010] 為更好的實現本發明，所述的填料還包括鋁粉和滑石粉，按重量百分比計，所述的 填料包括：30%的玻璃粉、3%的三氧化二鉻、4%的瓷土、8%的鋁粉和1%的滑石粉。
[0011] 本發明涉及的填料還包括如下情況：所述的填料還包括鋁粉和滑石粉，按重量百 分比計，所述的填料包括：29%的玻璃粉、2%的三氧化二鉻、3%的瓷土、10%的鋁粉和2%的滑 石粉。
[0012] 本發明涉及的玻璃粉為低熔點玻璃粉，所述的玻璃粉為鉛玻璃粉、硼玻璃粉或磷 酸鹽玻璃粉。
[0013] 本發明還提出了一種耐候性鋼板用涂料組合物的制備方法，包括如下步驟： A :將質量比為1 :(0. 1?0. 4)的有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂放入反應器中，控制溫度 在150?200°C范圍內，反應制得有機硅改性聚酯樹脂，并作為基料備用； B:將填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑分別加入步驟A制得的基料中，用球磨 機研磨成漆漿，所述漆漿的細度為10?20 y m。
[0014] 在本發明中，有機硅改性聚酯樹脂兼具有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂的優勢，具有 良好的耐熱性能，通常情況下，有機硅改性聚酯樹脂的耐高溫溫度為180?250°C，在實際 使用時，有機硅樹脂含量的多少決定著涂料組合物涂膜時所展現的附著性、耐沖擊性和耐 熱性。
[0015] 本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果： (1)本發明是以有機硅改性聚酯樹脂作為涂料組合物的基料，并輔以其他助劑制備而 成，在本發明中，有機硅改性聚酯樹脂由于其優良的耐熱溫度、對金屬材質的優異附著性和 加工性、優異的耐溶劑性以及良好的高熱硬度等，可用于噴涂在鐵材、鋁材或不銹鋼等金屬 表面，并被廣泛應用于石油精制爐、鋁精制爐、發動機排氣系統、機動車消聲器等長期處于 高溫工作狀態下的耐熱材料上。
[0016] (2)本發明涉及的有機硅改性聚酯樹脂是由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯 樹脂經縮聚反應而制得，在本發明中，有機硅改性聚酯樹脂兼具有機硅樹脂和飽和聚酯樹 脂的優勢，具有良好的耐熱性能，通常情況下，有機硅改性聚酯樹脂的耐高溫溫度為180? 250。。。
[0017] (3)在本發明中，有機硅樹脂與飽和聚酯樹脂采用1 :(0. 1?0.4)的質量比反應 制得有機硅改性聚酯樹脂，有機硅樹脂含量較多，對其涂膜物進行評估可知，由本涂料組合 物噴涂獲得的涂膜材料其耐熱性和熱硬度更佳，因此，適用于石油精制爐、鋁精制爐、發動 機排氣系統、機動車消聲器等長期處于高溫工作狀態下的產品時效果最佳。
[0018] (4)本發明選用的填料有玻璃粉、滑石粉、鋁粉等能增強涂料的耐高溫性能、防裂 性能以及耐腐蝕性能的成分，并按適當比例進行配制，充分考慮到了各種填料對涂料組合 物的覆膜情況，實際使用效果良好。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
[0020] 實施例1 : 本實施例涉及的涂料組合物，按重量百分比計，包含以下組份： 有機硅改性聚酯樹脂：30% ; 填料：20% ; 硅氧烷偶聯劑：1% ; 酞酸酯：〇. 5% ; 二甲苯溶劑：48. 5%。
[0021] 以下是對上述組份的進一步描述： 有機硅改性聚酯樹脂：由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯樹脂經縮聚反應而制得， 所述有機娃樹脂與飽和聚醋樹脂的質量比為：1 :〇. 1。
[0022] 填料：包括鉛玻璃粉、三氧化二鉻和瓷土，按重量百分比計，鉛玻璃粉為15%、三氧 化二鉻為2%、瓷土為3%。
[0023] 其制備過程如下： A :將質量比為1 :0. 1的有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂放入反應器中，控制溫度在150°C 范圍內，反應制得有機硅改性聚酯樹脂，并作為基料備用； B:將填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑分別加入步驟A制得的基料中，用球磨 機研磨成漆漿，所述漆漿的細度為10 um。
[0024] 實施例2 : 本實施例涉及的涂料組合物，按重量百分比計，包含以下組份： 有機硅改性聚酯樹脂：50% ; 填料：46% ; 硅氧烷偶聯劑：2% ; 酞酸酯：1% ; 二甲苯溶劑：1%。
[0025] 以下是對上述組份的進一步描述： 有機硅改性聚酯樹脂：由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯樹脂經縮聚反應而制得， 所述有機娃樹脂與飽和聚醋樹脂的質量比為：1 :〇. 4。
[0026] 填料：包括硼玻璃粉、三氧化二鉻、瓷土、鋁粉和滑石粉，按重量百分比計，硼玻璃 粉為30%、三氧化二絡為3%、瓷土為4%、鋁粉為8%、滑石粉為1%。
[0027] 其制備過程如下： A :將質量比為1 :0. 4的有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂放入反應器中，控制溫度在200°C 范圍內，反應制得有機硅改性聚酯樹脂，并作為基料備用； B:將填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑分別加入步驟A制得的基料中，用球磨 機研磨成漆漿，所述漆漿的細度為20 y m。
[0028] 實施例3 : 本實施例涉及的涂料組合物，按重量百分比計，包含以下組份： 有機硅改性聚酯樹脂：45% ; 填料：46% ; 硅氧烷偶聯劑：1. 5% ; 酞酸酯：〇. 5% ; 二甲苯溶劑：7%。
[0029] 以下是對上述組份的進一步描述： 有機硅改性聚酯樹脂：由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯樹脂經縮聚反應而制得， 所述有機硅樹脂與飽和聚酯樹脂的質量比為：1 :〇. 3。
[0030] 填料：包括磷酸鹽玻璃粉、三氧化二鉻、瓷土、鋁粉和滑石粉，按重量百分比計，磷 酸鹽玻璃粉為29%、三氧化二鉻為2%、瓷土為3%、鋁粉為10%、滑石粉為2%。
[0031] 其制備過程如下： A :將質量比為1 :0. 3的有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂放入反應器中，控制溫度在180°C 范圍內，反應制得有機硅改性聚酯樹脂，并作為基料備用； B:將填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑分別加入步驟A制得的基料中，用球磨 機研磨成漆漿，所述漆漿的細度為16 ym。
[0032] 實施例4 : 本實施例涉及的涂料組合物，按重量百分比計，包含以下組份： 有機硅改性聚酯樹脂：40% ; 填料：30% ; 硅氧烷偶聯劑：1. 5% ; 酞酸酯：1% ; 二甲苯溶劑：27. 5%。
[0033] 以下是對上述組份的進一步描述： 有機硅改性聚酯樹脂：由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯樹脂經縮聚反應而制得， 所述有機硅樹脂與飽和聚酯樹脂的質量比為:〇. 1，制備獲得的有機硅改性聚酯樹脂的 固含量為55%，比重為1. 08,酸值為2mgKOH/g。
[0034] 填料：包括硼玻璃粉、三氧化二鉻和瓷土，按重量百分比計，硼玻璃粉為19%、三氧 化二鉻為5%、瓷土為6%。
[0035] 其制備過程如下： A :將質量比為1 :0. 1的有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂放入反應器中，控制溫度在150°C 范圍內，反應制得有機硅改性聚酯樹脂，并作為基料備用； B:將填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑分別加入步驟A制得的基料中，用球磨 機研磨成漆漿，所述漆漿的細度為10 um。
[0036] 實施例5 : 本實施例涉及的涂料組合物，按重量百分比計，包含以下組份： 有機硅改性聚酯樹脂：50% ; 填料：46% ; 硅氧烷偶聯劑：1% ; 酞酸酯：〇. 5% ; 二甲苯溶劑：2. 5%。
[0037] 以下是對上述組份的進一步描述： 有機硅改性聚酯樹脂：由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯樹脂經縮聚反應而制得， 所述有機硅樹脂與飽和聚酯樹脂的質量比為:〇. 4,制備獲得的有機硅改性聚酯樹脂的 固含量為65%，比重為1. 14,酸值為10mgK0H/g。
[0038] 填料：包括鉛玻璃粉、三氧化二鉻、瓷土、鋁粉和滑石粉，按重量百分比計，鉛玻璃 粉為30%、三氧化二絡為3%、瓷土為4%、鋁粉為8%、滑石粉為1%。
[0039] 其制備過程如下： A :將質量比為1 :0. 4的有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂放入反應器中，控制溫度在200°C 范圍內，反應制得有機硅改性聚酯樹脂，并作為基料備用； B:將填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑分別加入步驟A制得的基料中，用球磨 機研磨成漆漿，所述漆漿的細度為20 y m。
[0040] 實施例6 : 本實施例涉及的涂料組合物，按重量百分比計，包含以下組份： 有機硅改性聚酯樹脂：35% ; 填料：46% ; 娃氧燒偶聯劑：1. 2% ; 釀酸醋：〇. 8% ; 二甲苯溶劑：17%。
[0041] 以下是對上述組份的進一步描述： 有機硅改性聚酯樹脂：由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯樹脂經縮聚反應而制得， 所述有機硅樹脂與飽和聚酯樹脂的質量比為:〇. 2,制備獲得的有機硅改性聚酯樹脂的 固含量為60%，比重為1. 11，酸值為6mgKOH/g。
[0042] 填料：包括磷酸鹽玻璃粉、三氧化二鉻、瓷土、鋁粉和滑石粉，按重量百分比計，磷 酸鹽玻璃粉為9%、三氧化二絡為2%、瓷土為3%、鋁粉為10%、滑石粉為2%。
[0043] 其制備過程如下： A :將質量比為1 :0. 2的有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂放入反應器中，控制溫度在160°C 范圍內，反應制得有機硅改性聚酯樹脂，并作為基料備用； B:將填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑分別加入步驟A制得的基料中，用球磨 機研磨成漆漿，所述漆漿的細度為14 y m。
[0044] 實施例7 : 本實施例涉及的涂料組合物，按重量百分比計，包含以下組份： 有機硅改性聚酯樹脂：45% ; 填料：46% ; 娃氧燒偶聯劑：1. 5% ; 釀酸醋：〇. 8% ; 二甲苯溶劑：6. 7%。
[0045] 以下是對上述組份的進一步描述： 有機硅改性聚酯樹脂：由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯樹脂經縮聚反應而制得， 所述有機硅樹脂與飽和聚酯樹脂的質量比為:〇. 2,制得的有機硅改性聚酯樹脂的固含 量為60%，比重為1. 12,酸值為8mgKOH/g。
[0046] 填料：包括鉛玻璃粉、三氧化二鉻、瓷土、鋁粉和滑石粉，按重量百分比計，鉛玻璃 粉為30%、三氧化二絡為3%、瓷土為4%、鋁粉為8%、滑石粉為1%。
[0047] 其制備過程如下： A :將質量比為1 :0. 2的有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂放入反應器中，控制溫度在170°C 范圍內，反應制得有機硅改性聚酯樹脂，并作為基料備用； B:將填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑分別加入步驟A制得的基料中，用球磨 機研磨成漆漿，所述漆漿的細度為17 ym。
[0048] 實施例8 : 本實施例涉及的涂料組合物，按重量百分比計，包含以下組份： 有機硅改性聚酯樹脂：40% ; 填料：46% ; 硅氧烷偶聯劑：1. 2% ; 酞酸酯：〇. 6% ; 二甲苯溶劑：12. 2%。
[0049] 以下是對上述組份的進一步描述： 有機硅改性聚酯樹脂：由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯樹脂經縮聚反應而制得， 所述有機硅樹脂與飽和聚酯樹脂的質量比為:〇. 2,制得的有機硅改性聚酯樹脂的固含 量為58%，比重為1. 12,酸值為7mgKOH/g。
[0050] 填料：包括硼玻璃粉、三氧化二鉻、瓷土、鋁粉和滑石粉，按重量百分比計，硼玻璃 粉為9%、三氧化二絡為2%、瓷土為3%、鋁粉為10%、滑石粉為2%。
[0051] 其制備過程如下： A :將質量比為1 :0. 2的有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂放入反應器中，控制溫度在180°C 范圍內，反應制得有機硅改性聚酯樹脂，并作為基料備用； B:將填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑分別加入步驟A制得的基料中，用球磨 機研磨成漆漿，所述漆漿的細度為18 ym。
[0052] 將上述實施例1?8制備獲得的涂料組合物噴涂在鋼板或馬口鐵板上，置于箱式 電爐中，采用升溫程序升溫至250°C，取出并冷卻至室溫后，進行硬度、耐高溫性能、涂層性 能、涂膜附著力測試，測試結果見表1。
[0053] 表 1
【權利要求】
1. 一種耐候性鋼板用涂料組合物，其特征在于：按重量百分比計，所述的涂料組合物 包含以下組份： 有機硅改性聚酯樹脂：30?50% ; 填料：20?46% ; 硅氧烷偶聯劑?2% ; 酞酸酯：0. 5?1% ; 二甲苯溶劑：1?48. 5%， 所述的有機硅改性聚酯樹脂是由有機硅樹脂作為改性劑，與飽和聚酯樹脂經縮聚反應 而制得，所述的有機硅改性聚酯樹脂的固含量為55?65%，比重為1. 08?1. 14,酸值為2? 10mgK0H/g〇
2. 根據權利要求1所述的一種耐候性鋼板用涂料組合物，其特征在于：所述的填料包 括玻璃粉、三氧化二鉻和瓷土，按重量百分比計，所述的玻璃粉為15?35%、三氧化二鉻為 2?5%、瓷土為3?6%。
3. 根據權利要求2所述的一種耐候性鋼板用涂料組合物，其特征在于：所述的填料還 包括鋁粉和滑石粉，按重量百分比計，所述的填料包括：30%的玻璃粉、3%的三氧化二鉻、4% 的瓷土、8%的鋁粉和1%的滑石粉。
4. 根據權利要求2所述的一種耐候性鋼板用涂料組合物，其特征在于：所述的填料還 包括鋁粉和滑石粉，按重量百分比計，所述的填料包括：29%的玻璃粉、2%的三氧化二鉻、3% 的瓷土、10%的鋁粉和2%的滑石粉。
5. 根據權利要求2所述的一種耐候性鋼板用涂料組合物，其特征在于：所述的玻璃粉 為鉛玻璃粉、硼玻璃粉或磷酸鹽玻璃粉。
6. 根據權利要求1?5任一項所述的一種耐候性鋼板用涂料組合物的制備方法，其特 征在于： A :將質量比為1 :(0. 1?0. 4)的有機硅樹脂和飽和聚酯樹脂放入反應器中，控制溫度 在150?200°C范圍內，反應制得有機硅改性聚酯樹脂，并作為基料備用； B:將填料、硅氧烷偶聯劑、酞酸酯、二甲苯溶劑分別加入步驟A制得的基料中，用球磨 機研磨成漆漿，所述漆漿的細度為10?20 y m。
【文檔編號】C08G77/445GK104449367SQ201410740018
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月8日 優先權日:2014年12月8日
【發明者】張一帆 申請人:成都錦匯科技有限公司