專利名稱：：一種透明罩光粉末涂料組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種透明罩光粉末涂料組合物及其制備方法。技術(shù)背景粉末涂料是溶劑排出量極少的環(huán)保型涂料。目前，特別是在對揮發(fā)性有機(jī)化合物的排出有嚴(yán)格規(guī)定的歐美，其使用在不斷地增加，丙烯酸透明粉末也是粉末涂料未來的發(fā)展趨向。由于丙烯酸系涂料具有高耐候性、抗劃花好、透明度好等優(yōu)點(diǎn)，因此通常用于汽車表面罩光及汽車鋁輪噴涂。一般來說，丙烯酸酯系熱固性粉末涂料是指使用丙烯酸酯樹脂作為主要粘結(jié)劑樹脂的物質(zhì)，根據(jù)它們所含有的反應(yīng)性基的種類，大致可分為三種，即含有羥基的丙烯酸酯樹脂、含有酸基(羧基)的丙烯酸酯樹脂、含有縮水甘油基的丙烯酸樹脂。根據(jù)CN1462781A所記載的那樣，含有縮水甘油基的丙烯酸酯樹脂在同一分子量、同一加熱溫度下的比較，相對于含有羥基的丙烯酸酯樹脂、含有酸基的丙烯酸酯樹脂，熔融粘度降低，在焙燒過程中得到的涂膜平滑最優(yōu)異。而且，使該含有縮水甘油基的丙烯酸酯樹脂作為固化劑的多元羧基化合物組合得到的熱固性粉末涂料形成堅(jiān)固的涂膜，含有丙烯酸樹脂本來的特長即優(yōu)異的耐氣候性，能形成具有優(yōu)異的外觀特性(平滑性、高光澤等)、物理特性(抗沖擊性、耐擦傷性等)、化學(xué)特性(耐酸性、耐溶劑性等)的固化涂膜。但是，用含有縮水甘油基的丙烯酸樹脂制造的丙烯酸酯系熱固性粉末涂料存在其致命的缺點(diǎn)。含有縮水甘油基的丙烯酸酯樹脂，其是以縮水甘油基作為熱固化交聯(lián)官能基，縮水甘油基含量的大小可以決定漆膜的交聯(lián)程度，進(jìn)而影響抗沖強(qiáng)度。樹脂的玻璃化溫度可由不同單體的用量來調(diào)節(jié)。為了提高罩光清漆涂膜的抗沖擊強(qiáng)度，一般的做法是在聚合物的主鏈上引入柔性側(cè)鏈，但這樣的后果將導(dǎo)致樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg降低。由于透明粉末涂料為了保持其透明性，對填料和添加劑有嚴(yán)格的量的要求，因此透明粉末涂料的貯存穩(wěn)定性直接取決于樹脂的性質(zhì)。因此，為了改善粉末涂料的貯存穩(wěn)定性，一般要求樹脂的Tg要高，但這又將影響涂膜的抗沖擊性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是要解決上述涂膜抗沖擊性能與粉末涂料貯存穩(wěn)定性之間的問題，其目的在于提供一種貯存穩(wěn)定性好、涂膜具有良好性能的適合汽車部件及汽車外層透明涂裝的一種透明罩光粉末涂料組合物及其制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的透明罩光粉末涂料組合物，包括固化劑(B)10-30%，流平劑(D)0,1-5%,脫氣劑(E)0-5%，光穩(wěn)定劑(F)0-5%，其特征在于還包括共聚物(A)50-85%，改性劑(C)5-20Q/o。所述的共聚物(A)包括甲基丙烯酸縮水甘油酯和/或甲基丙烯酸P-甲基縮水甘油酯(Al)20-50%，還包括乙烯性不飽和單體，其中乙烯性不飽和單體選自丙烯酸酯類(A2)0-20%、甲基丙烯酸酯類(A3)0-50%、乙基丙烯酸酯類(A4)0-20%、羥甲基丙烯酸酯類(A5)0-20%。，所述的固化劑成份為碳原子數(shù)為10-18的脂肪族二元酸或它們的混合物。所述的改性劑成份為碳原子數(shù)為10-30的一元飽和脂肪族酸或它們的混合物。所述的流平劑選自聚丙烯酸脂類化合物和/或醋丁纖維素類化合物；所述的脫氣劑選自有機(jī)硅及其改性化合物和/或無機(jī)硅的聚合性化合物和/或氟碳化合物。所述的光穩(wěn)定劑選自二苯甲酮類和/或苯并三唑類和/或受阻胺類衍生物。本產(chǎn)品的制備方法為，a、將所述的甲基丙烯酸縮水甘油酯和/或甲基丙烯酸P-甲基縮水甘油酯(Al)20-50%，丙烯酸酯類(A2)0-20%、甲基丙烯酸酯類(A3)0-50%、乙基丙烯酸酯類(A4)0-20%、羥甲基丙烯酸酯類(A5)0-20%混合得到混合單體；再向反應(yīng)容器中加入惰性溶劑，開動(dòng)攪拌并控溫在100-160°C，壓力控制在0.8-1.4個(gè)大氣壓，然后滴加混合單體及引發(fā)劑，120-180分鐘滴完，保溫100-150分鐘，補(bǔ)加引發(fā)劑，最后保溫100-150分鐘；減壓蒸餾去除溶劑，即得透亮的共聚物A;b、將固化劑(B)10-30%，流平劑(D)0.1-5%，脫氣劑(E)0-5%，光穩(wěn)定劑(F)0-5%，共聚物(A)50-85%，改性劑(C)5-20%混合3-5分鐘；c、將混合物料加入擠出機(jī)熔融擠出，加料段溫度為90-ll(TC，密煉段溫度為105-13(TC，物料平均滯留時(shí)間不超過50秒；f、將擠出熔融物壓片，在磨粉機(jī)中磨粉，過180目的篩。所述的惰性溶劑選自下述溶劑中的一種苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸已酯、醋酸庚酯、四氫呋喃、丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮、甲基正戊酮、甲基異戊酮以及這些溶劑的混合物。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)為，由于合成的共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg在4(TC以上，粉末涂料即有較好的貯存穩(wěn)定性，又引入了改性劑，使得涂膜的抗沖擊性能變好，適合汽車部件及汽車外層透明涂裝。其性能如下表所示。透明罩光粉末涂料的性能測試項(xiàng)目測試結(jié)果檢測標(biāo)準(zhǔn)粉末儲(chǔ)存穩(wěn)定性(1525°C，六個(gè)月)不結(jié)團(tuán)目測透明性透明清晰，不泛黃，不起霧目測涂膜外觀光滑平整，豐滿度好目測光澤度(60°入射)》97.7%GB/T9754-88沖擊強(qiáng)度>50kgcm2GB/T1732-93柔韌性《2mGB/T1731-93表面硬度》3HGB/T6739-96附著力o級GB/T9286-98QUV試驗(yàn)(lOOOh)保光率》90.8%GB/T14522-93耐鹽霧試驗(yàn)《2畫GB/T1771-91影響粉末涂料貯存穩(wěn)定性的主要影響因素是樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，在下述條件下，即由差示掃描量熱儀(DSC，TA公司的DSC100)測定的Tg在4(TC以上，粉末涂料即有較好的貯存穩(wěn)定性。丙烯酸樹脂的性能決定于所用單體的品種和用量，合成丙烯酸樹脂的單體分為交聯(lián)單體、軟單體和硬單體。當(dāng)硬單體含量增加時(shí)樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)升高，涂膜的硬度增加柔韌性降低，抗沖擊性能變差；反之，若軟單體含量增加時(shí)，樹脂的Tg降低柔韌性提高，抗沖擊性能變好；同時(shí)，Tg越低樹脂的熔融粘度越低，涂膜的流平性越好，但涂膜的硬度、耐污染性和耐水性降低。如上所述，要得到涂膜抗沖擊性能好及粉末貯存穩(wěn)定性好的透明罩光粉末涂料，單獨(dú)依靠改變共聚物的配方是不能實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明通過引入改性劑的方法，使這一問題得以解決。具體做法是，首先合成具有較高Tg的共聚物，然后使用長鏈一元飽和脂肪酸(改性劑)來引入柔性側(cè)基。這兩種物質(zhì)在貯存階段保持化學(xué)惰性，僅在漆膜交聯(lián)固化時(shí)長鏈一元飽和脂肪酸(改性劑)的羥基才與樹脂基體中的環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，將柔性側(cè)鏈引入共聚物分子結(jié)構(gòu)中。由于合成的共聚物A有較高的Tg，所選的固化劑(B)、改性劑(C)熔點(diǎn)較高，化學(xué)穩(wěn)定性較好，因此粉末涂料有較好的貯存穩(wěn)定性。同時(shí)，在固化過程中引入柔性側(cè)鏈，使得涂膜的抗沖擊性能變好。由于所加單體的反應(yīng)活性不同，在同一溫度條件下，若將所有單體在引發(fā)劑下一起反應(yīng)，由于竟聚率不一，聚合物的分子結(jié)構(gòu)無法控制，而導(dǎo)致共聚物性能不穩(wěn)定。為了解決這一問題，本制備方法中引入滴加的方法，同時(shí)對溶劑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力有一定的控制，以制得分子量及分子量分布適中的共聚物。在粉末生產(chǎn)過程中，應(yīng)控制好加工條件，以防止透明罩光粉末涂料發(fā)生黃變及由于局部溫度過高引起的共聚物與固化劑或改性劑的反應(yīng)。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述實(shí)施例l共聚物A的配方如表1所示表1共聚物A的配方物料名稱質(zhì)量百分?jǐn)?shù)甲基丙烯酸縮水甘油酯(Al)36.4丙烯酸甲酯(A2)9.5甲基丙烯酸乙酯(A3)40.3乙基丙烯酸甲酯(A4)5.8羥甲基丙烯酸丁酯(A5)8.0引發(fā)劑3.0按配方，將上述A1-A5單體先混合，再將引發(fā)劑溶于上述單體溶液中；惰性溶劑由甲苯、醋酸丁酯組成，甲苯與醋酸丁酯的重量比為6:4;組裝反應(yīng)裝置，檢查加熱、攪拌、溫控系統(tǒng)無誤后，向反應(yīng)容器中投入惰性溶劑，開動(dòng)攪拌并升溫，反應(yīng)容器控溫在140°C，壓力控制在1.1個(gè)大氣壓，向反應(yīng)容器中恒定加入含引發(fā)劑的單體溶液，此過程在180分鐘內(nèi)完成；保溫150分鐘，補(bǔ)加引發(fā)劑，最后保溫100分鐘；減壓蒸餾除溶劑，脫氣后趁熱放出樹脂，冷卻得到無色透明的共聚物樹脂。所述的惰性溶劑選自下述溶劑中的一種苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸已酯、醋酸庚酯、四氫呋喃、丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮、甲基正戊酮、甲基異戊酮以及這些溶劑的混合物由上述配方及方法得到的共聚物，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為45°C，軟化點(diǎn)為102'C，數(shù)均分子量在1000-6000。再將共聚物60kg，固化劑20kg，改性劑20kg，脫氣劑3kg，光穩(wěn)定劑lkg，流平劑5kg高速混合3分鐘，將混合物料加入擠出機(jī)熔融擠出，加料段溫度為90。C，密煉段溫度為130°C，物料平均滯留時(shí)間不超過50秒，將擠出熔融物壓片、冷卻，在磨粉機(jī)中磨粉，過180目的篩即得透明罩光粉末涂料組合物。產(chǎn)品粒度控制62um以下粉末《3%。所述的固化劑成份為碳原子數(shù)為10-18的脂肪族二元酸或它們的混合物。所述的改性劑成份為碳原子數(shù)為10-30的一元飽和脂肪族酸或它們的混合物。所述的流平劑選自聚丙烯酸脂類化合物和/或醋丁纖維素類化合物。所述的脫氣劑選自有機(jī)硅及其改性化合物和/或無機(jī)硅的聚合性化合物和/或氟碳化合物。所述的光穩(wěn)定劑選自二苯甲酮類和/或苯并三唑類和/或受阻胺類衍生物。實(shí)施例2為改善涂層的流平性能，可適當(dāng)?shù)臏p少配方中的硬單體的含量，調(diào)整后的配方如表2所示。其它與實(shí)施例1相同。表2共聚物A的配方物料名稱質(zhì)量百分?jǐn)?shù)甲基丙烯酸甲基縮水甘油酯(Al)38.2丙烯酸乙酯(A2)18.9甲基丙烯酸甲酯(A3)28.3乙基丙烯酸甲酯(A4)6.6羥甲基丙烯酸乙酯(A5)8.0引發(fā)劑2.6由上述配方得到的共聚物其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為34°C，軟化點(diǎn)為92°C。按上述配方將Al-A5單體混合得到混合單體；再向反應(yīng)容器中加入惰性溶劑，開動(dòng)攪拌并控溫在IOCTC，壓力控制在0.8個(gè)大氣壓，然后滴加混合單體及引發(fā)劑，180分鐘滴完，保溫150分鐘，補(bǔ)加引發(fā)劑，最后保溫100分鐘；減壓蒸餾去除溶劑，即得透亮的共聚物。所述的惰性溶劑選自下述溶劑中的一種苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸已酯、醋酸庚酯、四氫呋喃、丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮、甲基正戊酮、甲基異戊酮以及這些溶劑的混合物。將共聚物60kg，固化劑20kg，改性劑20kg，脫氣劑3kg，光穩(wěn)定劑lkg,流平劑5kg高速混合3分鐘，將混合物料加入擠出機(jī)熔融擠出，加料段溫度為90'C，密煉段溫度為130°C，物料平均滯留時(shí)間不超過50秒，將擠出熔融物壓片、冷卻，在磨粉機(jī)中磨粉，過180目的篩即得透明罩光粉末涂料組合物。產(chǎn)品粒度控制62um以下粉末《3%。所述的固化劑成份為碳原子數(shù)為10-18的脂肪族二元酸或它們的混合物。所述的改性劑成份為碳原子數(shù)為10-30的一元飽和脂肪族酸或它們的混合物。所述的流平劑選自聚丙烯酸脂類化合物和/或醋丁纖維素類化合物。所述的脫氣劑選自有機(jī)硅及其改性化合物和/或無機(jī)硅的聚合性化合物和/或氟碳化合物。所述的光穩(wěn)定劑選自二苯甲酮類和/或苯并三唑類和/或受阻胺類衍生物。實(shí)施例3為改善粉末涂料的貯存穩(wěn)定性，可適當(dāng)增加硬單體的含量，調(diào)整后的配方如表3所示。其它與實(shí)施例相同。表3共聚物A的配方物料名稱質(zhì)量百分?jǐn)?shù)甲基丙烯酸縮水甘油酯(Al)44.3丙烯酸丁酯(A2)10.9甲基丙烯酸甲酯(A3)30.2乙基丙烯酸甲酯(A4)6.6羥甲基丙烯酸丁酯(A5)8.0引發(fā)劑2.6由上述配方得到的共聚物其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為52t:，軟化點(diǎn)為118°C。A、按上述配方將Al-A5單體混合得到混合單體；再向反應(yīng)容器中加入惰性溶劑，開動(dòng)攪拌并控溫在130°C，壓力控制在1.1個(gè)大氣壓，然后滴加混合單體及引發(fā)劑，150分鐘滴完，保溫130分鐘，補(bǔ)加引發(fā)劑，最后保溫130分鐘；減壓蒸餾去除溶劑，即得透亮的共聚物A。所述的惰性溶劑選自下述溶劑中的一種苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸已酉L醋酸庚酯、四氫呋喃、丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮、甲基正戊酮、甲基異戊酮以及這些溶劑的混合物。將固化劑(B)15.0，流平劑(D)2.0，脫氣劑(E)2.0，共聚物71.0，改性劑(C)10.0混合3-5分鐘；c、將混合物料加入擠出機(jī)熔融擠出，加料段溫度為100'C，密煉段溫度為115°C，物料平均滯留時(shí)間不超過50秒；f、將擠出熔融物壓片，在磨粉機(jī)中磨粉，過180目的篩。為了提高涂層的抗紫外線性能，可以加入光穩(wěn)定劑，調(diào)整后的配方如表3所示。所述的固化劑成份為碳原子數(shù)為10-18的脂肪族二元酸或它們的混合物。所述的改性劑成份為碳原子數(shù)為10-30的一元飽和脂肪族酸或它們的混合物。所述的流平劑選自聚丙烯酸脂類化合物和/或醋丁纖維素類化合物。所述的脫氣劑選自有機(jī)硅及其改性化合物和/或無機(jī)硅的聚合性化合物和/或氟碳化合物。所述的光穩(wěn)定劑選自二苯甲酮類和/或苯并三唑類和/或受阻胺類衍生物。實(shí)施例4為改善涂層的抗紫外線性能，可以在粉末涂料中加入光穩(wěn)定劑，配方如表4所示。表4透明粉末涂料的配方<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種透明罩光粉末涂料組合物，包括固化劑(B)10-30％，流平劑(D)0.1-5％，脫氣劑(E)0-5％，光穩(wěn)定劑(F)0-5％，其特征在于還包括共聚物(A)50-85％，改性劑(C)5-20％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明罩光粉末涂料組合物，其特征在于所述的共聚物(A)包括甲基丙烯酸縮水甘油酯和/或甲基丙烯酸甲基縮水甘油酯(Al)20-50%,還包括乙烯性不飽和單體，其中乙烯性不飽和單體選自丙烯酸酯類(A2)0-20%、甲基丙烯酸酯類(A3)0-50%、乙基丙烯酸酯類(A4)0-20%、羥甲基丙烯酸酯類(A5)0-20%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明罩光粉末涂料組合物，其特征在于所述的固化劑成份為碳原子數(shù)為10-18的脂肪族二元酸或它們的混合物。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明罩光粉末涂料組合物，其特征在于所述的改性劑成份為碳原子數(shù)為10-30的一元飽和脂肪族酸或它們的混合物。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明罩光粉末涂料組合物，其特征在于所述的流平劑選自聚丙烯酸脂類化合物和/或醋丁纖維素類化合物。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明罩光粉末涂料組合物，其特征在于所述的脫氣劑選自有機(jī)硅及其改性化合物和/或無機(jī)硅的聚合性化合物和/或氟碳化合物。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明罩光粉末涂料組合物，其特征在于所述的光穩(wěn)定劑選自二苯甲酮類和/或苯并三唑類和/或受阻胺類衍生物。8、一種透明罩光粉末涂料組合物的制備方法，其特征在于a、將所述的甲基丙烯酸縮水甘油酯和/或甲基丙烯酸甲基縮水甘油酯"1)20-50%，丙烯酸酯類(A2)0-20%、甲基丙烯酸酯類(A3)0-50。/。、乙基丙烯酸酯類(A4)0-20%、羥甲基丙烯酸酯類(A5)0-20%混合得到混合單體；再向反應(yīng)容器中加入惰性溶劑，開動(dòng)攪拌并控溫在100-160°C，壓力控制在0.8-1.4個(gè)大氣壓，然后滴加混合單體及引發(fā)劑，120-180分鐘滴完，保溫100-150分鐘，補(bǔ)加引發(fā)劑，最后保溫100-150分鐘；減壓蒸餾去除溶劑，即得透亮的共聚物A;b、將固化劑(B)10-30%,流平劑(D)0.1-5%，脫氣劑(E)0-5%,光穩(wěn)定劑(F)0-5%，共聚物(A)50-85%，改性劑(C)5-20%混合3-5分鐘；c、將混合物料加入擠出機(jī)熔融擠出，加料段溫度為90-1l(TC，密煉段溫度為105-130。C，物料平均滯留時(shí)間不超過50秒；f、將擠出熔融物壓片，在磨粉機(jī)中磨粉，過180目的篩。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的透明罩光粉末涂料組合物的制備方法，其特征在于所述的惰性溶劑選自下述溶劑中的一種苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸已酯、醋酸庚酯、四氫呋喃、丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮、甲基正戊酮、甲基異戊酮以及這些溶劑的混合物。全文摘要本發(fā)明涉及一種透明罩光粉末涂料組合物及其制備方法，其組合物包括固化劑(B)10-30％，流平劑(D)0.1-5％，脫氣劑(E)0-5％，光穩(wěn)定劑(F)0-5％，其特征在于還包括共聚物(A)50-85％，改性劑(C)5-20％。其制備方法為，將固化劑(B)，流平劑(D)，脫氣劑(E)，光穩(wěn)定劑(F)，共聚物(A)，改性劑(C)混合3-5分鐘；將混合物料加入擠出機(jī)熔融擠出，加料段溫度為90-110℃，密煉段溫度為105-130℃，物料平均滯留時(shí)間不超過50秒；將擠出熔融物壓片，在磨粉機(jī)中磨粉，過180目的篩。其具有較好的貯存穩(wěn)定性，涂膜的抗沖擊性能好，適合汽車部件及汽車外層透明涂裝。文檔編號(hào)C09D7/00GK101260271SQ200810069570公開日2008年9月10日申請日期2008年4月14日優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日發(fā)明者冼建廣,冼英輝,劉洪波,丹向,張永雄,李衡杰申請人:佛山市順德區(qū)廣業(yè)化工實(shí)業(yè)有限公司