專利名稱：太陽能熱水器用聚酯粉末涂料的制作方法
技術領域：
本發明涉及化工技術新材料領域，尤其涉及底面合一的粉末涂料。
背景技術：
隨著世界工業的迅速發展，石油和煤炭等能源的用量增大，這些能源不能再生，而 且排放的廢氣對環境造成嚴重的污染，因此世界各國都在積極開發對環境沒有污染，而且 可以再生的太陽能和風能等能源的利用。在我國也十分重視太陽能的綜合利用，其中包括 太陽能發電和太陽能熱水器等技術的開發。特別是太陽能熱水器的設備比較簡單，設備的 費用也不太貴，一般的百姓家庭都可以接受和安裝使用。尤其是日照時間比較長的地區，對 百姓的使用熱水帶來很大的方便，還可以節約大量的電能和其他能源的消耗。因為太陽能熱水器是金屬容器組成，這些容器長期放在戶外，為了保證長期的使 用壽命，需要金屬部件的裝飾和保護，所以一般用涂料進行涂裝。在過去是為了涂層的防腐 性能先涂防銹底漆，然后涂耐候性的面漆，主要用溶劑型涂料，現在考慮到環境保護和資源 節約以及提高生產效率考慮涂裝粉末涂料的增多。因為太陽能熱水器的一些部件是長期放 在戶外，一般需要涂裝耐候性粉末涂料，還應具有很好的防銹性能，但是目前使用的粉末涂 料，在耐候性方面還達不到超耐候的要求，在防銹性能方面也達不到長效的要求，其主要原 因是單層粉末涂料容易滿足單一的耐候性要求或者防銹的要求，但是一般的粉末涂料既滿 足超耐候的要求，又滿足長效防銹性能要求是比較困難的。
發明內容
為了克服上述缺陷，本發明要解決的技術問題是一般的粉末涂料既滿足超耐候 的要求的問題，提供一種太陽能熱水器用聚酯粉末涂料。為了克服背景技術中存在的缺陷，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種太陽能熱水器用聚酯粉末涂料，是由超耐候端羧基聚酯樹脂、固化劑、顏料、填料和助 劑組成的熱固性粉末涂料，組成成分的質量百分比分別為超耐候端羧基聚酯樹脂61 74%、固化劑4. 6 6%、顏料和填料的混合物15 30%、助劑3 6% ；所述的超耐候端 羧基聚酯樹脂由多元醇和多元酸或多元酸酐在酸過量存在下，經所縮聚反應得到，超耐候 端羧基聚酯樹脂聚酯樹脂的酸值范圍在28 40mgK0H/g。在本發明中使用的聚酯樹脂是由多元醇和多元酸在酸過量的情況下縮聚反應而 得到的端羧基聚酯樹脂，樹脂的酸值范圍在28 40mgK0H/g，軟化點在100 125°C，玻璃 化溫度在60 70°C。這種樹脂的特點是在合成樹脂的配方組成中，間二甲酸在羧酸中的比 例高于一般聚酯樹脂配方新戊二醇在醇中的的含量高于一般聚酯樹脂配方，以此保證聚 酯樹脂的超耐候性，這是決定聚酯樹脂粉末涂料超耐候性能的基本條件。本發明中所述的多元醇中有乙二醇、一縮乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇、環戊二醇、 新戊二醇、三羥甲基丙烷等，其中必須用新戊二醇而且它的用量占的比例要高；在多元羧酸 中有對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、己二酸、癸二酸、偏苯三甲酸酐等，其中必須
3用間笨二甲酸而且它的用量比例要高。本發明中所述的固化劑為異氰脲酸三縮水甘油酯(TGIC)、羥烷基酰胺(HAA)或多 環氧化合物，其中異氰脲酸三縮水甘油的用量決定于聚酯樹脂的酸值，根據聚酯樹脂酸值 其用量范圍在聚酯樹脂/固化劑=96/4 90/10 (質量分)變化，其中比較好的配比為聚 酯樹脂/固化劑=93/7 (質量分)左右。在本發明中顏料是根據粉末涂料超耐候的要求，有機顏料的耐光性和耐候性要求 非常高，耐光性指標達到8級(最高級)，耐候性指標達到5級(最高級)，而且從防銹性能 好的要求考慮耐酸、耐堿和耐水性也要好。在無機顏料方面從耐候性考慮鈦白粉必須使用 金紅石型鈦白粉，特別是使用氯化法制造的鈦白粉。對于無機黃色顏料必須使用表面包核 處理的產品。本發明的特點是考慮到太陽能熱水器用粉末涂料的耐候性和防銹性要求，在 配方中添加了防銹顏料。這種防銹顏料不僅防銹性能好，還要求耐候性能好，可以添加的顏 料品種有三聚磷酸鋁、鐵鈦粉、無毒新型防銹顏料等，其用量在配方量的5 10%。由于這 種防銹顏料的防銹作用，增強粉末涂料的防銹能力，起到了防銹底漆的作用。在本發明中使 用的填料是耐候性和化學穩定性好的硫酸鋇、硅微粉、云母粉等。在本發明中，除了添加一般粉末涂料常用的助劑，例如流平劑、分散劑、脫氣劑、松 散劑、促進劑等，為了提高粉末涂料的耐候性還要添加抗氧劑、紫外光吸收劑等外，還要考 慮進一步提高粉末涂料的耐候性和防銹性能，添加有特殊功能的納米材料例如納米二氧化 硅、納米二氧化鈦、納米氧化鋅等助劑。本發明所述的太陽能熱水器用聚酯粉末涂料的制備方法，將配方稱好的物料用高 速混合機進行混合；然后用單螺桿或雙螺桿擠出機進行熔融擠出混合，控制擠出機的均化 段的溫度在115 120°C ；擠出物是通過冷卻輥和冷卻帶進行冷卻至室溫，并進行破碎；被 破碎的漆片用空氣分級磨進行粉碎和分級，然后經160目篩網過篩得到太陽能熱水器用聚 酯粉末涂料。本發明得到的粉末涂料產品是用靜電粉末涂裝法進行涂裝，一般用高壓靜電粉末 涂裝設備進行涂裝，也可以用摩擦靜電粉末涂裝設備進行涂裝，但摩擦靜電粉末涂裝時粉 末涂料的配方需要進行適當的調整。高壓靜電涂裝的電壓為30 80千伏，涂裝的粉末涂 料在200°C烘烤10 15min固化成膜。有益效果本發明能解決太陽能熱水器用金屬部件的裝飾和保護用涂膜耐候性和 防銹性能的改進和提高而開發的粉末涂料新產品；雖然采用粉末涂料的涂裝改進了原來 使用溶劑型涂料時候的溶劑型涂料的污染和安全問題，也縮短了涂裝時間和減少了涂裝道 數，但是一般粉末涂料的一道涂裝無法解決涂膜超耐候和防銹的兩者兼顧的雙重要求；提 高和改進太陽能熱水器用粉末涂料的耐候性和防銹性能，也就是開發不僅滿足耐候性方面 的要求，而且還要滿足防銹方面要求的，具有底面合一功能的環境保護和資源節約型的新 型超耐候聚酯粉末涂料。
具體實施例方式實施例一超耐候端羧基聚酯樹脂61份、異氰脲酸三縮水甘油酯4. 6份、氯化法鈦白15份、 防銹及其他顏料7份、填料8份、納米助劑1. 0份、抗氧劑0. 5份、紫外光吸收劑0、5份、其他助劑2. 4份，將配方稱好的物料用高速混合機進行混合；然后用單螺桿或雙螺桿擠出機進 行熔融擠出混合，控制擠出機的均化段的溫度在115 120°C ；擠出物是通過冷卻輥和冷卻 帶進行冷卻至室溫，并進行破碎；被破碎的漆片用空氣分級磨進行粉碎和分級，然后經160 目篩網過篩得到太陽能熱水器用聚酯粉末涂料，經60千伏高壓靜電粉末涂裝，并200°C烘 烤IOmin得到的涂膜的外觀、光澤、沖擊強度、柔韌性、杯突試驗等機械性能良好，在QUV人 工加速老化試驗IOOOh涂膜保光率達到80%以上，耐中性鹽霧試驗達到IOOOh以上。實施例二 超耐候端羧基聚酯樹脂69份、異氰脲酸三縮水甘油酯5. 2份、氯化法鈦白6份、防 銹及其他顏料5份、填料9份、納米助劑1. 8份、其他助劑4. 0份，將配方稱好的物料用高速 混合機進行混合；然后用單螺桿或雙螺桿擠出機進行熔融擠出混合，控制擠出機的均化段 的溫度在115 120°C ；擠出物是通過冷卻輥和冷卻帶進行冷卻至室溫，并進行破碎；被破 碎的漆片用空氣分級磨進行粉碎和分級，然后經160目篩網過篩得到太陽能熱水器用聚酯 粉末涂料，經60千伏高壓靜電粉末涂裝，并200°C烘烤IOmin得到的涂膜的外觀、光澤、沖擊 強度、柔韌性、杯突試驗等機械性能良好；在QUV人工加速老化試驗IOOOh后，涂膜保光率達 到80%以上，耐中性鹽霧試驗達到IOOOh以上。
權利要求
一種太陽能熱水器用聚酯粉末涂料，是由超耐候端羧基聚酯樹脂、固化劑、顏料、填料和助劑組成的熱固性粉末涂料，其特征在于組成成分的質量百分比分別為超耐候端羧基聚酯樹脂61～74％、固化劑4.6～6％、顏料和填料的混合物15～30％、助劑3～6％；所述的超耐候端羧基聚酯樹脂由多元醇和多元酸或多元酸酐在酸過量存在下，經所縮聚反應得到，超耐候端羧基聚酯樹脂的酸值范圍在28～40mgKOH/g。
2.如權利要求1所述的太陽能熱水器用聚酯粉末涂料，其特征在于所述的多元醇為 乙二醇、一縮乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇、環戊二醇、新戊二醇或三羥甲基丙烷；所述的多 元酸為對苯二甲酸、間苯二甲酸、己二酸或癸二酸，所述的多元酸酐為鄰苯二甲酸酐或偏苯 三甲酸酐。
3.如權利要求1所述的太陽能熱水器用聚酯粉末涂料，其特征在于所述的固化劑為 異氰脲酸三縮水甘油酯、羥烷基酰胺或多環氧化合物。
4.如權利要求1所述的太陽能熱水器用聚酯粉末涂料的制備方法，其特征在于將配 方稱好的物料用高速混合機進行混合；然后用單螺桿或雙螺桿擠出機進行熔融擠出混合， 控制擠出機的均化段的溫度在115 120°C ；擠出物是通過冷卻輥和冷卻帶進行冷卻至室 溫，并進行破碎；被破碎的漆片用空氣分級磨進行粉碎和分級，然后經160目篩網過篩得到 太陽能熱水器用聚酯粉末涂料。
全文摘要
本發明涉及化工技術新材料領域，尤其涉及底面合一的粉末涂料，一種太陽能熱水器用聚酯粉末涂料，是由超耐候端羧基聚酯樹脂、固化劑、顏料、填料和助劑組成的熱固性粉末涂料，其特征在于組成成分的質量百分比分別為超耐候端羧基聚酯樹脂61～74％、固化劑4.6～6％、顏料和填料的混合物15～30％、助劑3～6％；所述的超耐候端羧基聚酯樹脂由多元醇和多元酸或多元酸酐在酸過量存在下，經所縮聚反應得到，超耐候端羧基聚酯樹脂的酸值范圍在28～40mgKOH/g，本發明能解決一般的粉末涂料無法既滿足超耐候又滿足防銹的要求的問題。
文檔編號C09D7/12GK101851460SQ20101019139
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月4日 優先權日2010年6月4日
發明者南仁植, 周立華, 潘锎, 程軍, 金順玉, 高新田 申請人:江蘇蘭陵高分子材料有限公司