CN102676011B - 超低温固化粉末涂料及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超低温固化粉末涂料，属于粉末涂料领域。本发明所述的超低温固化粉末涂料，其特点是在粉末涂料中添加紫外光引发剂和红外吸收剂。本发明是采用红外和紫外双重固化方式的超低温固化粉末涂料，其固化温度低、时间短、固化充分，且固化后的粉末涂层具有优异的耐化学品性、良好的附着力、耐水煮、抗黄变的特点，双重固化方式相得益彰、优势凸显，实现了粉末涂料的快速超低温固化。

Description

超低温固化粉末涂料及其应用方法

技术领域

本发明涉及一种超低温固化粉末涂料及其应用方法，属于粉末涂料领域。

背景技术

中国的人造板材年产量为3千万立方米左右，若按16mm板材厚度规格计算，人造板材的年产量达到18亿平方米。近年来，随着粉末喷涂技术的不断发展和粉末涂饰人造板材的大量需求，越来越受到众多木材加工企业的注意。人造板材的粉末喷涂除了粉末涂料零VOC含量等众所周知的优势外，还赋予与涂底材良好的黏附力、涂层优异的抗划伤性和抗污性、赋予涂层各种颜色和效果外观、几乎100%的利用率和高效均匀喷涂等优点。限于人造板材的较低的电导率和高排气性等固有特性，对粉末涂料提出较高的要求。使得粉末涂料的设计和人造板材的喷涂、固化工艺成为是最关键的因素。为了得到高品质的产品，粉末涂料的配方成为重中之重。

人造板材有其固有特性，例如MDF板材的表面电阻在10¹⁰~10¹¹Ω时能够为MDF粉末喷涂提供足够的电导率。通常室温下标准的MDF板材表面电阻为10¹²Ω左右，可以在MDF材料中添加少量助剂或喷涂前预热，调整电导率易于粉末喷涂。由于MDF较低的热导率，导致MDF基材在加热时内部产生较大的温度梯度，影响涂层表面效果和光泽。为了得到高质量的粉末涂层，必须小心控制MDF材料的各种性能，如表面平整性、可打磨性、排气性、特定温度的开裂性等性能。

一般粉末涂料的固化条件大多是温度130~180度，有的高达200度，时间一般为15~25分钟，存在温度较高、时间较长的缺点。烘烤温度较高对于人造板材等不耐热被涂物的涂装带来相当大的困难，对人造板材的性能造成了损伤，制约了粉末涂料的应用范围的扩展。固化时间长、产品的生产周期长、生产效率低，因此如何有效降低粉末涂料的固化温度,减少固化时间，一直是粉末涂料行业关注的问题。

市场上的低温固化MDF用粉末涂料，若单独采用专门的红外炉固化，其红外炉固化工艺很难控制，而且MDF涂层要求采用两次喷涂、表面容易出现针孔且平面效果的MDF涂层表面流平不佳。

UV固化粉末涂料是粉末涂料技术与紫外光固化技术相结合的一项新型涂装技术，它综合了传统粉末涂料和液体UV固化涂料技术的优点，并在一定程度上克服了两类涂料的缺点。国外于20世纪90年代初开始研发UV固化粉末涂料，20世纪90年代中期实现商品化，并得到迅速发展。目前已有很多UV固化粉末涂料应用于木材、金属、纸类基材上。国内UV固化粉末涂料也得到一定的发展。国内科学家用十六酰氯和十八异氰酸酯分别对端羟基的超支化聚酯进行改性，获得的粉末状超支化低聚物，具有无定形“内核”及可结晶“外壳”的分子结构，使涂膜的表观性能和力学性能得到大大提高。另外，由于端基存在大量紫外光可固化的丙烯酸酯基团，该粉末状超支化低聚物在熔融辐照时能快速固化。但单独采用UV固化粉末涂料，涂层与基材的附着力差，原材料获得困难且昂贵，而且UV固化粉末涂料的储存稳定性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超低温固化粉末涂料及其应用方法，其固化温度低、时间短、固化充分，且固化后的粉末涂层具有优异的耐化学品性、良好的附着力、耐水煮、抗黄变的特点。

本发明所述的超低温固化粉末涂料，是在粉末涂料中添加紫外光引发剂和红外吸收剂。

所述的紫外光引发剂为光引发剂369，其化学名称是2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮，添加质量为树脂总质量的3~15%。

所述的红外吸收剂为四丁基胺一二[甲基邻苯二硫]络铜，紫外光引发剂与红外吸收剂的质量比例为2~4:1。

所述的粉末涂料配方优选如下配方：树脂、固化剂、流平剂或砂纹剂、脱气剂、颜填料、安息香和抗氧剂。

所述的树脂优选丙烯酸树脂和环氧树脂的组合物或者是丙烯酸树脂，丙烯酸树脂优选加拿大Kamax T150，腾龙塑胶原料有限公司提供，环氧树脂优选KUKDO KD-213，国都化工（昆山）有限公司提供。

所述的固化剂为线性酚醛树脂或双氰胺，双氰胺固化剂优选德国德固赛Dyhard 100S；线性酚醛树脂分子式为(C11H16O·C10H14O·CH2O)x，优选Aradur 3082，上海政星发国际贸易有限公司提供。

所述的流平剂优选Hensic H-136聚醚改性有机硅流平剂，广州市亨缌克贸易有限公司提供。

所述的砂纹剂优选砂纹剂812，湖北来斯公司提供。

所述的脱气剂优选德国毕克CERAFLOUR 961脱气剂。

所述的颜料根据实际生产需要选择，可以为无机颜料、有机颜料等，所述的填料优选碳酸钙或硫酸钡。

所述的抗氧剂优选1010，化学名称四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。

所述的安息香优选广州天珑高分子材料科技有限公司的安息香。

粉末涂料的配方优选如下：

（1）所述的粉末涂料优选如下配方，以质量份数计：

（2）所述的粉末涂料也可以优选如下配方，以质量份数计：

所述的超低温固化粉末涂料的应用方法是超低温固化粉末涂料喷涂在人造木板的表面后，先进行中波红外固化再进行紫外光固化，中波红外固化条件为100~120℃固化5~8min；紫外光固化条件为2.8~3.2KW的紫外线汞灯照射15~25秒。

本发明的粉末涂料能够实现红外光和紫外光双重固化方式，相得益彰，优势凸显，能够实现超低温固化，首先采用红外固化，在红外吸收剂的作用下，快速升温，减少人造板材内部的温度梯度且快速流平；随后采用紫外光固化，得到涂层具有优异的耐化学品性能、良好的表面效果和附着力、出色的稳定性等特点。

本发明超低温固化粉末涂料由于本身的特点，主要应用于MDF板材，也可用于混凝土等建筑材料以及要求低温固化的户内户外设施的装饰性保护。

本发明粉末涂料制备方法如下：

按粉末涂料配方配比原料→在混料机中机器混料→共挤出（螺杆每个区的温度控制在80±3℃）→压片料→粉碎→研磨→过筛分级→成品。

粉末涂料的喷涂固化工艺如下：

工件表面前处理→工件前处理→喷涂超低温固化粉末涂料→中波红外固化→紫外光固化→工件检验入库。

本发明的有益效果如下：

本发明是采用红外和紫外双重固化方式的超低温固化粉末涂料，其固化温度低、时间短、固化充分，且固化后的粉末涂层具有优异的耐化学品性、良好的附着力、耐水煮、抗黄变的特点，双重固化方式相得益彰、优势凸显，实现了粉末涂料的快速超低温固化。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例中的配方中各物质均以质量份数计。

本发明实施例中所述的粉末涂料制备方法如下：

按粉末涂料配方配比原料→在混料机中机器混料→共挤出（螺杆每个区的温度控制在80±3℃）→压片料→粉碎→研磨→过筛分级→成品。

粉末涂料的涂喷涂固化工艺如下：

工件表面前处理→工件前处理→喷涂超低温固化粉末涂料→中波红外固化→紫外光固化→工件检验入库。

实施例1：

中波红外固化条件为：110℃固化6min；紫外光固化条件为：3KW的紫外线汞灯照射20秒，颜填料为酞菁蓝和硫酸钡，其质量比18:82。酞菁蓝BGS为德国科莱恩提供，型号B2G。

实施例2：

中波红外固化条件为：105℃固化7min；紫外光固化条件为：2.8KW的紫外线汞灯照射25秒，颜填料同实施例1。

实施例3：

中波红外固化条件为：100℃固化8min；紫外光固化条件为：3.5KW的紫外线汞灯照射16秒，颜填料同实施例1。

实施例4：

中波红外固化条件为：120℃固化5min；紫外光固化条件为：3KW的紫外线汞灯照射20秒，颜填料同实施例1。

将实施例1~4制备出的粉末涂料，喷涂于MDF板材上，采用双重固化方式固化，并测试结果如下表1所示：

表1实施例1~4制备得到的涂膜的性能测试结果表

实施例5：

中波红外固化条件为：115℃固化5min；紫外光固化条件为：3KW的紫外线汞灯照射15秒，颜填料同实施例1。

实施例6：

中波红外固化条件与紫外光固化条件同实施例3，颜填料同实施例1。

实施例7：

中波红外固化条件与紫外光固化条件同实施例1，颜填料同实施例1。

实施例8：

中波红外固化条件与紫外光固化条件同实施例1，颜填料同实施例1。

将实施例5~8制备出的粉末涂料，喷涂于MDF板材上，采用双重固化方式固化，并测试结果如下表2所示：

表2实施例5~8制备得到的涂膜的性能测试结果表

Claims (10)

1.一种超低温固化粉末涂料，其特征在于所述的粉末涂料由如下质量份数的原料制成：

丙烯酸树脂         40~90

环氧树脂           5~15

固化剂             2~30

紫外光引发剂       4~6

红外吸收剂         2~4

流平剂或砂纹剂     0.1~1.5

脱气剂             2~6

颜填料             5~45

安息香             0.2~0.4

抗氧剂             0~4。

2.根据权利要求1所述的超低温固化粉末涂料，其特征在于所述的紫外光引发剂为光引发剂369，其化学名称是2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮，添加质量为树脂总质量的3~15%。

3.根据权利要求1所述的超低温固化粉末涂料，其特征在于所述的红外吸收剂为四丁基胺一二[甲基邻苯二硫]络铜，紫外光引发剂与红外吸收剂的质量比例为2~4:1。

4.根据权利要求1所述的超低温固化粉末涂料，其特征在于所述的固化剂为线性酚醛树脂或双氰胺。

5.一种权利要求1~4任一所述的超低温固化粉末涂料的应用方法，其特征在于所述的超低温固化粉末涂料喷涂在人造木板的表面后，先进行中波红外固化再进行紫外光固化，中波红外固化条件为100~120℃固化5~8min；紫外光固化条件为2.8~3.2KW的紫外线汞灯照射15~25秒。

6.一种超低温固化粉末涂料，其特征在于所述的粉末涂料由如下质量份数的原料制成：

环氧树脂            40~90

 固化剂              4~50

紫外光引发剂        4~7

红外吸收剂          1~4

 流平剂或砂纹剂      0.1~1.5 

 脱气剂               2~6

安息香               0.2~0.8

抗氧剂               0~4。

7.根据权利要求6所述的超低温固化粉末涂料，其特征在于所述的紫外光引发剂为光引发剂369，其化学名称是2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮，添加质量为树脂总质量的3~15%。

8.根据权利要求6所述的超低温固化粉末涂料，其特征在于所述的红外吸收剂为四丁基胺一二[甲基邻苯二硫]络铜，紫外光引发剂与红外吸收剂的质量比例为2~4:1。

9.根据权利要求6所述的超低温固化粉末涂料，其特征在于所述的固化剂为线性酚醛树脂或双氰胺。

10.一种权利要求6~9任一所述的超低温固化粉末涂料的应用方法，其特征在于所述的超低温固化粉末涂料喷涂在人造木板的表面后，先进行中波红外固化再进行紫外光固化，中波红外固化条件为100~120℃固化5~8min；紫外光固化条件为2.8~3.2KW的紫外线汞灯照射15~25秒。