一種低溫固化型環氧基丙烯酸透明粉末涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種粉末涂料技術領域，尤其是涉及一種低溫固化型環氧基丙烯酸透 明粉末涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著技術不斷進步，在汽車鋁輪轂的涂裝中出現了一種新的噴涂工藝，該工藝是 由底粉和透明粉兩層組成，其中底粉主要是具有優異流平性能的純聚酯粉末涂料，透明粉 是丙烯酸透明粉末涂料。
[0003] 目前，低溫固化的鋁輪轂的底粉已經在市面上大量使用，但是與之配套的低溫固 化的罩光透明粉沒有相關產品。
[0004] 一般常規罩光粉末涂料的固化溫度在175-200 °C，烘烤溫度較高，在實際應用當中 能耗較高，另外，汽車鋁輪轂要求有足夠的韌性以保證抗沖擊能力，固化溫度過高也會讓 鑄造鋁輪轂的韌性下降，而降低粉末涂料固化溫度可以增加鋁輪轂的韌性，降低企業的生 產能耗，達到節能環保的目的。
[0005] 但是相對于180°C常規溫度固化，因該固化溫度較低，固化的涂層因為固化相對不 夠完全而喪失了較好的耐候性能和抗銅加速的乙酸鹽霧（CASS)性能。
[0006] 本發明旨在解決以下問題：1、降低罩光粉末涂料的固化溫度至150-160°c，降低 企業能耗；2、通過超細透明二氧化鈦改性丙烯酸樹脂結合常規抗氧劑增加涂層耐候的性能 增加涂層耐候的性能；3、保證罩光涂層在低溫固化下具有較高的致密度，從而使涂層具有 良好的抗銅加速的乙酸鹽霧（CASS)腐蝕性能。
[0007] 美國A·T·戴利和S·莫利特一利姆伯格發表的專利"環氧官能丙烯酸類粉末和 由其制得的粉末涂層"，專利【申請號】200810108733. 1，該專利雖然也采用環氧官能丙烯酸 樹脂，但是該專利中沒有給出所采用的丙烯酸樹脂的具體環氧當量，并且是在較高溫度下 固化（170-180°C)，屬于高溫固化，并非低溫固化（150-160°C)，沒有介紹在低溫固化下耐 候性和耐腐蝕性能的解決，另外該專利中采用丙烯酸酯共聚物流動改性劑作為流平劑，該 流平劑為常規非透明粉采用的流平劑，透明度較差。

【發明內容】

[0008] 本發明的目的之一在于提供一種低溫固化型環氧基丙烯酸透明粉末涂料，該粉末 涂料可以在150~160°C固化，并且保證涂層具有較高的致密度，具有良好的耐候性能和抗 銅加速的乙酸鹽霧腐蝕性能。
[0009] 本發明的目的之二提供上述低溫固化型環氧基丙烯酸透明粉末涂料的制備方法。
[0010] 本發明的第一個目的是通過以下技術方案來實現的：一種低溫固化型環氧基丙 烯酸透明粉末涂料，主要由高環氧當量丙烯酸樹脂、低環氧當量丙烯酸樹脂、十二烷二酸、 紫外線吸收劑、光穩定劑、流平劑和其它助劑組成，所述高環氧當量丙烯酸樹脂環氧當量為 500_700g/eq，所述的低環氧當量丙稀酸樹脂環氧當量為280~350g/eq。
[0011] 進一步地，本發明所述的低溫固化型環氧基丙烯酸透明粉末涂料由以下重量份的 各組分制備而成：
[0012]
[0013] 所述高環氧當量丙烯酸樹脂采用超細二氧化鈦改性的高環氧當量丙烯酸樹脂，超 細二氧化鈦改性高環氧當量丙烯酸樹脂具有極佳的紫外線吸收作用，可大大提高涂層的耐 候性，超細二氧化鈦改性的高環氧當量丙烯酸樹脂是通過如下制備方法制得：將100份高 環氧當量的丙烯酸樹脂加入反應釜加熱至140-160°C完全熔融，加入0. 1~5份的改性超細 二氧化鈦，攪拌10~20min，待兩者充分偶聯后，出料冷卻，得到超細二氧化鈦改性丙烯酸 樹脂。
[0014] 所述改性超細二氧化鈦為經過硅烷偶聯劑改性的超細金紅石型二氧化鈦，粒度為 1 ~lOOOnm，優選 50 ~300nm。
[0015] 所述改性超細二氧化鈦的制備方法如下：稱取1份超細粒度為1~lOOOnm的二 氧化鈦，加入20份的異丙醇，在采用超聲儀常溫下超聲20-30min，得到均勻懸浮液，再加入 0. 02-0. 06份的硅烷偶聯劑，超聲3-5min，然后再60-90°C下恒溫攪拌3~5min，然后離心 分離，得到硅烷偶聯劑改性的超細二氧化鈦。
[0016] 本發明所述的低環氧當量丙烯酸樹脂為低環氧當量GMA型丙烯酸樹脂，其由以下 重量份的原料單體在引發劑的作用下熔融聚合而成：
[0017]
[0018] 上述原料單體總和與引發劑重量比為100:1~5。
[0019] 所述引發劑優選為過氧化二苯甲酰（ΒΡ0)。
[0020] 本發明所述的低環氧當量GMA型丙烯酸樹脂的制備方法如下：按重量比將總和為 100份的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯和GMA原料單體和1-5份引發劑混合 均勻，加入液滴漏斗中，在裝有攪拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的三口燒瓶中加入300份甲 苯溶劑，開始攪拌，升溫至120°C，待溫度恒定后，勻速滴入溶有引發劑的原料單體，3h后 聚合反應結束，待反應液冷卻至室溫，將合成裝置換成減壓蒸餾裝置，進行減壓蒸餾至甲 苯溶劑完全除去，即可制得低環氧當量GMA型丙烯酸樹脂，所得的低環氧當量GMA型丙烯 酸樹脂環氧當量280~350g/eq，玻璃化轉變溫度Tg:45~50°C，分子量1000~3000。
[0021] 本發明所述流平劑采用氨基改性低聚酯流平劑，該流平劑具有高透明度。
[0022] 所述光穩定劑為受阻胺。
[0023] 所述其它助劑為市售涂料常規助劑，優選苯偶姻（別名安息香）。
[0024] 本發明的第二個發明目的是通過以下技術方案來實現的：一種低溫固化型環氧基 丙烯酸透明粉末涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0025] (1)按配比稱取高環氧當量丙烯酸樹脂、低環氧當量丙烯酸樹脂、十二烷二酸、流 平劑、紫外線吸收劑、光穩定劑及其它助劑，置于混料缸，充分混合并破碎，得到混合預混物 料；
[0026] (2)設置擠出機擠出溫度，將混合預混物料送入雙螺桿擠出機中擠出；
[0027] (3)擠出后的物料經壓片機壓片、冷卻、粉碎、篩分后包裝即可。
[0028] 所述步驟（1)中各組分混合并破碎的時間為5~20分鐘，優選的時間是5~15 分鐘，最佳的時間是5~10分鐘。
[0029] 所述擠出機選用履帶式雙螺桿擠出機，所述擠出溫度包括一區擠出溫度和二區擠 出溫度，一區擠出溫度為80~100°C，二區擠出溫度為80~120°C。
[0030] 所述步驟（3)中的擠出物經粉碎機粉碎并篩分后的粉體粒徑為1~100μπι，優選 1~80μm，更優選10~60μm，粉體粒徑是指粉體的等效粒徑D5。。
[0031] 本發明制備所得的粉末涂料的涂裝方法是：用高壓靜電噴槍，涂裝于表面經過處 理的金屬基材上，厚度一般為60~150μm，固化溫度150-160°C，固化時間為15~25分鐘， 采用固化爐進行固化。
[0032] 本發明所述金屬基材為鋁及其合金的鑄造件，如鋁輪或汽車內部裝潢件，并且最 好是經過預處理清潔過的基材，例如用磷酸鋅或磷酸鐵進行過預處理。
[0033] 本發明與現有技術相比具有以下優點：
[0034] (1)本發明通過采用高環氧當量丙烯酸樹脂、低環氧當量丙烯酸樹脂和十二烷二 酸反應，降低了粉末涂料的初始反應溫度，實現了 150~160°C低溫固化。
[0035] (2)丙烯酸粉末涂料在150-160°C固化時耐候性能較差，通過采用超細二氧化鈦 改性丙烯酸樹脂結合常規抗氧劑獲得極佳的紫外線吸收作用，大大提高涂層的耐候性能， 并解決了為了提升耐候性添加較多傳統紫外線吸收劑時造成的黃變問題。
[0036] (3)本發明采用280~350g/eq低環氧當量GMA型樹脂，相對于高環氧當量的GMA 型丙烯酸樹脂，增加了涂層的致密度，提高了涂層的因固化溫度較低損失的耐腐蝕性能，使 涂層具有良好的抗銅加速的乙酸鹽霧（CASS)腐蝕性能。
【具體實施方式】
[0037] 除非另外說明，所有的工藝和所有的實施例都在標準溫度和氣壓下進行。
[0038] 本文所列的范圍都包括端值且可以相互組合。
[0039] 在本文中，術語"粉末涂料"表示粉末涂料組合物，術語"粉末涂層"表示由粉末涂 料組合物形成的涂層。
[0040] 下面列舉一些具體實例對本發明進行說明，有必要在此指出的是以下具體實施例 只用于對本發明作進一步說明，不代表對本發明保護范圍的限制。其他人根據本發明做出 的一些非本質的調整和修改仍屬于本發明的保護范圍。
[0041] 以下實施例中各組分選用各種公司生產的不同產品和不同型號：
[0042] 超細二氧化鈦改性的高環氧當量丙烯酸樹脂：所采用的丙烯酸樹脂為SZ002,廣 州市玥繹化工有限公司。
[0043] 低環氧當量GMA型丙烯酸樹脂：廣州擎天樹脂
[0044] 氨基改性低聚酯流平劑：TR0Y，570CFL
[0045] 紫外線吸收劑：Tinuvin327,汽巴精細化學公司
[0046] 受阻胺：Tinuvin783,汽巴精細化學公司
[0047] 苯偶姻：市售常規
[0048] 超細金紅石型二氧化鈦：粒度1~lOOOnm，優選50~30