[发明专利]一种可热固化的粉末涂料组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及粉末涂料领域，具体公开了一种可热固化的粉末涂料组合物及其制备方法，所述粉末涂料组合物包括：i)A组分，其包含至少一种具有迈克尔加成反应供体活性基团的无定形固体聚酯树脂；ii)B组分，其包含至少一种具有迈克尔加成反应受体活性基团的无定形烯属不饱和固体聚酯树脂；iii）C组分，其包含至少一种(半)结晶烯属不饱和聚酯树脂固体反应稀释剂；iv)D组分，其包含至少一种含有环氧基团的固体物质；v)E组分，其包含至少一种碱性催化剂。相应的，本发明还公开了一种制备上述可热固化的粉末涂料组合物的制备方法。采用本发明，可实现超低温固化，固化温度低至90‑110℃，且固化时间短。

技术领域

本发明涉及粉末涂料技术领域，特别涉及一种可热固化的粉末涂料组合物及其制备方法。

背景技术

由于粉末涂料不使用传统溶剂型涂料中的有机溶剂，对大气环境几乎没有VOCs排放，属于环境友好型涂料；同时过喷的粉末涂料可以循环使用，使用效率接近100%，消除了液体涂料过喷产生的固体危险废品回收处理困难的难题，因此粉末涂料作为源头治理大气污染和固体危废的绿色环保涂料，得到了大力的发展。

粉末涂料组合物的涂布方式是静电喷涂方式，将粉末涂料分散在空气流中，经过电场粉末涂料颗粒带上静电荷，带电的粉末涂料颗粒被涂布到要涂装的工件上，工件表面涂层被加热熔融流平形成粉末涂层。

粉末涂料可以是热固性的或热塑型的，本发明涉及热固型粉末涂料组合物领域。热固型粉末涂料组合物指的是多个组分的混合物，该组合物具有不需要热自由基引发剂引发自由基的热固化之后形成不可逆的交联网络的能力。

从上世纪90年代开始，人们一直在持续研究在热敏性如木材、塑料等基材上实现粉末涂料的应用，最早实现的是对木材表面采用紫外光辐射固化粉末涂料在100-130℃加热流平3-5分钟，然后在紫外光辐射固化成涂层。然而对于着色要求高的粉末涂料，紫外光辐射很难穿透，造成粉末涂层固化不均匀，而紫外光辐射也容易造成涂层颜色泛黄；在复杂的3D工件上无法实现辐射固化，因此30多年来紫外光固化粉末涂料一直没有大规模商业应用。

低温130℃以下可热固化粉末涂料成为克服紫外光固化粉末涂料的缺点的替代方案，荷兰DSM公司的专利公布了包含结晶聚酯树脂、无定型聚酯树脂、交联剂和热自由基引发剂的可在80-130℃固化的粉末涂料组合物，但是粉末涂料组合物在混合熔融挤出生产过程的出料温度在60-100℃，与这种低温粉末涂料组合物的热固化温度70-130℃非常接近，在熔融挤出混合生产时，很容易造成粉末涂料组合物的热自由基引发剂分解产生自由基，引发粉末涂料组合物交联固化，并且粉末涂料组合物中的结晶树脂在粉末涂料熔融挤出混合后的重结晶比较困难且结晶时间长，造成粉末涂料粉碎困难，因此没有形成规模化商业应用。

在催化剂促进条件下，传统的热固化聚酯环氧混合体系或热自由基引发可以实现120-150℃热固化。由于粉末涂料的涂装使用及运输的温度最高达到40℃，因此粉末涂料组合物的玻璃化温度Tg至少要高于50℃，否则在炎热的夏天30-40℃，粉末涂料容易结团无法涂装，储存稳定性差，为了满足粉末涂料涂装使用、储存、运输的需要，粉末涂料组合物的玻璃化温度要超过50℃，粉末行业技术人员熟知的传统低温120-150℃聚酯/环氧粉末涂料组合物为了降低固化温度需要添加较多的胺类或鎓盐类催化剂，而较多的催化剂使用会降低粉末涂料组合物的玻璃化温度，因此低温粉末涂料组合物的主体树脂的玻璃化温度50-65℃才能满足上述要求，这样会导致粉末涂料组合物熔融挤出混合生产的温度在80-110℃，几乎与本发明的低温粉末涂料组合物的热固化温度90-110℃重叠，因此采用现有公开的低温粉末涂料组合物化学原理以及传统的混合、熔融挤出、磨粉的粉末涂料生产工艺无法生产出本发明的低温粉末涂料组合物。