一種快速光固化的粉末涂料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于涂料領域，特別屬于光固化的粉末涂料的領域。
【背景技術】
[0002]粉末涂料是一種組分中不含有溶劑的涂料類型，其在使用中基本不產生揮發性的有機化合物(V0C)，對環境的污染極小，是一種節能環保的涂料。粉末涂料一般包括熱塑性粉末涂料與熱固性粉末涂料，涂料中作為成膜物質的樹脂若為熱塑性的樹脂則其為熱塑性粉末涂料，若樹脂為熱固性的樹脂則其為熱固性粉末涂料，熱固性的粉末涂料中的樹脂一旦固化后，涂料在高溫下不會出現熔融，在不同的溶劑環境下也不會出現溶解，因此相對于熱塑性的粉末涂料具有更好的物理、化學性質，基于此，熱固性粉末涂料迅速占領了粉末涂料中的主要位置。
[0003]常見的熱固性粉末涂料按照其中樹脂的類型而言，主要包括環氧類粉末涂料、聚酯類粉末涂料、丙烯酸類粉末涂料、環氧/聚酯混合型粉末涂料、輻射固化型粉末涂料以及其它類型的粉末涂料，除了樹脂外，熱固性粉末涂料中一般還含有固化劑、顏料、和/或助劑、和/或填料等，熱固性粉末涂料的涂裝方式包括熱涂裝與冷涂裝，特別以冷涂裝方式中的靜電噴涂法為主。
[0004]熱固性粉末涂料雖然具有節能，環保，涂膜的耐熱性、耐溶劑性較好等優點，但相對于溶劑型涂料而言，其需要的固化溫度較高(180°C?200°C )，不利于在不同材料上的廣泛應用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提出一種能夠在紫外光下快速固化同時使用性能良好的改性的聚酯類粉末涂料的制備方法。本發明借由以下技術方案來實現上述目的:
一種快速光固化的粉末涂料的制備方法，所述粉末涂料所述包括成膜物質、光催化劑、填料、助劑，所述成膜物質包括主體樹脂與固化樹脂，所述主體樹脂由作為主體樹脂的原料的以下樹脂合成:
對苯二甲酸酐、戊二醇、二甘醇、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲醚、對苯二酚、對苯二甲酰氯(TPC)；
所述固化樹脂為苯乙烯或甲基苯烯酸甲酯中一種或兩種與乙醇胺的混合物；
所述光催化劑為安息香雙甲醚(DMPA)或2-羥基-2-甲基苯基丙酮(HMPP)中的任意一種；
所述填料為碳酸鈣、石英粉、硫酸鋇、滑石粉、高嶺土、云母粉、硅灰石中的一種或多種，其質量為所述成膜物質的質量的5%?15% ；
所述助劑為偶聯劑、流平劑與促進劑；
所述偶聯劑為硼酸酯偶聯劑，其質量為所述成膜物質的質量的0.5%?2% ;
所述流平劑的質量為所述粉末涂料總質量的0.5%?1.5% ； 所述促進劑為選自三氟化硼乙醚絡合物、氯化亞錫、辛酸亞錫中的一種或多種，其質量為所述成膜物質的質量的1%?2% ；
所述快速光固化的粉末涂料的制備方法包括以下步驟:
1)將對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、TPC加入四口燒瓶中，于氮氣氛圍下加熱到150?190°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
2)向完成步驟I)的四口燒瓶內加入戊二醇、二甘醇，于氮氣氛圍下升溫至190?210°C，并恒溫回流攪拌I?2h，其后對四口燒瓶進行抽真空，維持燒瓶內溫度為190?210°C，繼續恒溫回流攪拌3?4h ;
3)向完成步驟2)的四口燒瓶內加入鄰苯二甲醚與對苯二酚，于氮氣氛圍下降溫至170?180°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
4)將完成步驟3)的四口燒瓶停止加熱，至溫度下降至140°C以下后，于氮氣氛圍下向其中加入所述固化樹脂；
5)于70?90°C下向完成步驟4)的四口燒瓶內依次加入偶聯劑、填料、流平劑、光催化劑、促進劑，攪拌后冷卻、粉碎可得到所述快速光固化的粉末涂料。
[0006]其優選的實施方式為:選擇DMPA作為光催化劑，其使用的質量為所述成膜物質的質量的1%?5%。
[0007]其另一優選的實施方式為:選擇HMPP作為光催化劑，其使用的質量為所述成膜物質的質量的5%?10%。
[0008]其另一優選的實施方式為:主體樹脂的原料中戊二醇、二甘醇的物質的量的比為1:2 ?2:1。
[0009]其另一優選的實施方式為:主體樹脂的原料中對苯二甲酸酐與順丁烯二酸酐的物質的量的比為1:1?2:1。
[0010]其另一優選的實施方式為:主體樹脂的原料中鄰苯二甲醚、對苯二酚的物質的量的比為2?3:4?5。
[0011]其另一優選的實施方式為:主體樹脂的原料中戊二醇、二甘醇的總物質的量與對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐的總物質的量的比為2:5?2:7。
[0012]主體樹脂的原料中對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐的總物質的量的與TPC的物質的量的比為10:1?15:1ο
[0013]其另一優選的實施方式為:主體樹脂的原料中對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐的總物質的量與鄰苯二甲醚、對苯二酚的總物質的量的比為3:1?4:1。
[0014]該快速光固化的粉末涂料的光催化劑還可以為納米的半導體材料，如納米二氧化鈦，其用量為成膜物質的10%?15%。
[0015]該快速光固化的粉末涂料的流平劑可選擇常規的粉末涂料的流平劑，如聚甲基丙烯酸甲酯。
[0016]除上述組分外，若希望涂料還帶有顏色，還可以在涂料中加入顏填料。
[0017]本發明具有以下有益效果:
I)本發明制備的快速光固化的粉末涂料通過選擇適當的成膜物質中的主體樹脂的原料，能夠一方面因主體樹脂的規整性較好而得到較高的玻璃化溫度，避免涂料在低溫下粘化，另一方面能夠通過主體樹脂與固化樹脂間較低的交聯溫度，使得其能夠在較低溫度下固化使用；
2)本發明的快速光固化的粉末涂料的制備方法簡單，能夠在光催化下進行快速固化；
3)本發明的快速光固化的粉末涂料在使用過程中不會產生揮發性的溶劑，綠色環保。
【具體實施方式】
[0018]I)將對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、TPC加入四口燒瓶中，于氮氣氛圍下加熱到150?190°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
2)向完成步驟I)的四口燒瓶內加入戊二醇、二甘醇，于氮氣氛圍下升溫至190?210°C，并恒溫回流攪拌I?2h，其后對四口燒瓶進行抽真空，維持燒瓶內溫度為190?210°C，繼續恒溫回流攪拌3?4h ;
3)向完成步驟2)的四口燒瓶內加入鄰苯二甲醚與對苯二酚，于氮氣氛圍下降溫至170?180°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
4)將完成步驟3)的四口燒瓶停止加熱，至溫度下降至140°C以下后，于氮氣氛圍下向其中加入所述固化樹脂，攪拌均勻；
完成成膜物質的制備后，進一步地在70?90°C依次下將偶聯劑、填料、流平劑、光催化劑、促進劑加入其中，攪拌后冷卻至常溫或進一步的冷凍、粉碎可得到快速光固化的粉末涂料。
[0019]上述過程中使用的原料在本發明中為購買的分析純用品，在實際應用時，可以購買純度較高的工業用品，也可以自行制備雜質含量少的各種原料。在反應過程中四口燒瓶需連上氮氣輸送裝置、測溫裝置、攪拌裝置與回流冷凝裝置，反應過程中嚴格控制體系的密封程度，因原料中的一些成分在反應不完全時容易被氧化。制備得到的快速光固化的粉末涂料其玻璃化溫度為30?50°C，酸值為30?40mgK0H/g，可在0.6mff/cm2?1.0mff/cm2的紫外光下10?20min固化完全，若不添加本發明中提出的光催化劑，該粉末涂料也可選擇在100?120°C下固化10?20min。
[0020]下面結合實施例對本發明進行進一步的說明:
實施例一
將225g對苯二甲酸酐