一种适用于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种适用于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料，包括聚酯树脂、固化剂、填料、常规助剂、砂纹剂、颜料和气相氧化物。本发明还公开了该粉末涂料制备方法。该粉末涂料具有良好的铝型材边角上粉性能，铝型材的边角上粉率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末涂料，尤其涉及一种适用于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料，本发明还涉及所述粉末涂料的制备方法。 

背景技术

金属型材以其优异的耐久性、装饰性和加工成型性的特点，广泛用于建筑行业。而铝型材因其加工性能佳、质轻等特点，占金属型材用量的80%以上，因此粉末涂料在铝型材方面的应用得到了迅速增长。 

铝型材因具有大量的边角，因此一般采用静电喷涂的粉末涂料难以将铝型材边角完全涂覆，影响美观；且由于铝型材的特定使用环境，铝型材粉末涂料必须具有良好的耐水煮性能，以避免其在使用过程中变色。目前，使用在铝型材上的常规粉末涂料的边角上粉率大都在40%左右，边角上粉不足，影响边角外观；耐水煮的色差大都在ΔE在2.0左右，目测已经能看出变色，影响使用。 

CN201110417011.6公开了一种节能型铝型材粉末涂料，但是该粉末涂料为流平型，涂覆了流平粉末的铝型材在搬运过程中以及其使用环境导致表面极易被刮花且易变色，因此铝型材用流平粉越来越成为非主流产品，而铝型材用砂纹粉末恰恰解决了这个问题，正在被大量使用。CN201210303069.2公开了一种铝型材砂纹粉及其制备方法，但是该产品为常规铝型材粉末，边角上粉没有改善，且耐水煮变色大，影响美观。CN201310042733.7公开了一种耐水煮聚酯粉末涂料，但该产品采用HAA体系和异氰酸酯的混合固化剂体系，依靠疏水性填料来提高耐水煮性能，耐水煮性能与一般TGIC体系相当，且不是专门针对铝型材的砂纹粉末涂料，其耐候性一般。 

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种适用于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料，该涂料对于铝型材的变角具有良好的涂覆。 

本发明的目的之二提供上述粉末涂料的制备方法。 

本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种适用于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料，包含以下组分： 饱和羧基聚酯树脂、固化剂、填料、助剂、砂纹剂、颜料和气相氧化物。 

本发明在粉末涂料加入了气相氧化物，以提高粉末涂料在铝型材上的边角上粉率。

作为本发明的一个实施方式，所述的适用于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料由以下重量份组分制备而成： 

饱和羧基聚酯树脂      　　　　　　　　 170~250份

固化剂                                               10～18份

填料       　　　　 　　　　　　　　　  10～180份

助剂        　　　　　      　　　　　　  2～10份

砂纹剂                                                 0.1~5份

膨润土                                                  0~5份

增电剂                                                  0~2份

颜料       　　　　　　　 　　　　　　   0.1～5份

气相氧化物　　　　　　　　　 　　　  0.2~3.0份。

本发明所述的固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯或β-羟烷基酰胺。 

所述饱和羧基聚酯树脂为饱和羧基聚酯树脂，有高酸值与低酸值两种。当固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯时，采用高酸值饱和羧基聚酯树脂：酸值30～50mgKOH/g，玻璃化转变温度Tg：55～65℃，软化点：100～120℃。当固化剂为β-羟烷基酰胺固化剂反应，采用低酸值饱和羧基聚酯树脂，酸值：20～35mgKOH/g，玻璃化转变温度Tg：55～75℃，软化点：95～115℃。 

所述的气相氧化物为氧化铝和气相二氧化硅中的一种或两者的混合物。 

所述助剂采用常规的助剂，例如采用流平剂、安息香、透气剂、增光剂的一种或几种的混合物。 

所述的增电剂为ASB、T368、ZY90、RB230中的一种或是几种。 

所述填料为钛白粉、碳酸钙、硫酸钡、云母粉、硅微粉、超细铝粉中的一种或几种的混合物。 

所述颜料采用耐候型无机颜料，如：铁黑、碳黑、铬黄、铁红、钛蓝、钛青、群青、钛绿等中的一种或几种。 

本发明的第二个发明目的是通过以下技术方案来实现的：上述铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料的制备方法，包括以下步骤： 

(1) 按配方中比例称取饱和羧基聚酯树脂、固化剂、填料、助剂、砂纹剂、膨润土、增电剂、颜料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到预混物料；

(2) 预混物料送入双螺杆挤出机中挤出；

(3) 挤出后的物料经压片机压片、冷却，得到片状物料；

（4）粉碎机粉碎片状物料，边粉碎边加入气相氧化物，混合均匀，得到耐水煮砂纹粉末涂料。

所述步骤(1)中各组分混合并破碎的时间为1～20分钟，优选的时间是1～15分钟，最佳的时间是1～10分钟。 

所述步骤(4)中的耐水煮砂纹粉末涂料的粉体粒径为1～180μm，优选1～150μm，更优选1～100μm，粉体粒径是指粉体的等效粒径D₅₀。 

本发明采用的适用于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料的涂装方法是：用高压静电喷枪，涂装于表面经过前处理的铝型材上，厚度一般为60～120μm，优选80-120μm，固化温度180~200℃，固化时间为10～25分钟，采用固化炉进行固化，得到成品适用于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料。 

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1) 本发明的涂料对于铝型材的边角具有良好的涂覆，上粉率高，可达到70~80%，并且具有优异的耐水煮性能，水煮后变色能够达到ΔE＜1.0的色差，最佳能达到0.5色差，目测已经分辨不出变色，与一般耐水煮性能ΔE=1.5～2相比产生质的不同。

(2) 本发明在粉末涂料含有气相氧化物，提高了粉末涂料在铝型材上的边角上粉率，使之具有良好的铝型材边角上粉性能。 

具体实施方式

除非另外说明，所有的工艺和所有的实施例都在标准温度和气压下进行。 

在本文中，术语“粉末涂料”表示粉末涂料组合物，术语“粉末涂层”表示由粉末涂料组合物形成的涂层。 

下面列举一些具体实例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明做出的一些非本质的调整和修改仍属于本发明的保护范围。 

以下实施例中，助剂为流平剂、安息香、透气剂和增光剂的一种或几种的混合物。增电剂为ASB、T368、ZY90、RB230中的一种或是几种。填料为钛白粉、碳酸钙、硫酸钡、云母粉、硅微粉和超细铝粉中的一种或几种的混合物。颜料采用耐候型无机颜料，如：铁黑、碳黑、铬黄、铁红、钛蓝、钛青、群青、钛绿等中的一种或几种。气相氧化物为氧化铝和气相二氧化硅中的一种或两者的混合物。 

实施例1

适合于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料，其组分及重量份配比为：

高酸值饱和羧基聚酯树脂      　　           180份

异氰脲酸三缩水甘油酯                           13份

填料       　　　　　　　　　　　　　    60份

助剂        　　　　　　　　　　    　    5份

砂纹剂                                               0.5份

增电剂                                                 1份

颜料       　　　　　　　　　　　　　     3份

气相氧化物　　　　　　　　　　　　     1份

高酸值饱和羧基聚酯树脂的酸值30～50mgKOH/g，玻璃化转变温度Tg：55～65℃，软化点：100～120℃。气相氧化物为氧化铝。

制备方法：

(1) 按比例称取高酸值饱和羧基聚酯树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯、填料、助剂、砂纹剂、增电剂、颜料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到混合预混物料；置于混料缸，充分混合并破碎1～10分钟。

(2) 预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出；挤出机加热温度控制在80～120℃。 

(3) 挤出后的物料经压片机压片、冷却，得到片状物料。 

(4) 粉碎机将片状物料粉碎成粒径（等效粒径D50）为20～45 μm的粉体，边粉碎边加入气相氧化物，然后筛分后包装。 

由上述实施例得到的产品涂装固化后的涂膜性能如下： 

检测项目检验标准或方法检验指标外   观目测细砂纹纹路冲 击 强 度GB/T 1732-1993通过50Kg.cm铝型材边角上粉率/75%耐水煮GB/T 6682无气泡脱落，ΔE=0.7

实施例2

适合于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料，其组分及重量份配比为：

低酸值饱和羧基聚酯树脂                　　 250份

β-羟烷基酰胺                                       13份

填料       　　　　　　　　　　　　　    10份

助剂        　　　　　　　　     　　　    5份

砂纹剂                                                1份

膨润土                                                0.8份

增电剂                                                 1份

颜料       　　　　　　　　　　　　　     3份

气相氧化物　　　　　　　　　　　　    1.5份

低酸值饱和羧基聚酯树脂的酸值：20～35mgKOH/g，玻璃化转变温度Tg：55～75℃，软化点：95～115℃。气相氧化物为气相二氧化硅。

制备方法：

(1) 按比例称取低酸值饱和羧基聚酯树脂、β-羟烷基酰胺、填料、助剂、砂纹剂、膨润土、增电剂、颜料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到混合预混物料；置于混料缸，充分混合并破碎1～10分钟；

(2) 预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出；挤出机加热温度控制在80～120℃；

(3) 挤出后的物料经压片机压片、冷却，得到片状物料。

(4) 粉碎机将片状物料粉碎成粒径（等效粒径D50）为20～45 μm的粉体，边粉碎边加入气相氧化物，然后筛分后包装。 

由上述实施例得到的产品涂装固化后的涂膜性能如下： 

检测项目检验标准或方法检验指标外   观目测细砂纹纹路冲 击 强 度GB/T 1732-1993通过50Kg.cm铝型材边角上粉率/78%耐水煮GB/T 6682无气泡脱落，ΔE=0.6

实施例3

适合于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料，其组分及重量份配比为：

高酸值饱和羧基聚酯树脂               　　 200份

异氰脲酸三缩水甘油酯                           16份

填料       　　　　　　　　　　　　　   160份

助剂        　　　　　　　　　　　        6份

砂纹剂                                                3份

膨润土                                                2.5份

增电剂                                                2份

颜料       　　　　　　　　　　　　　     4.5份

气相氧化物　　　　　　　　　　　　    2份

高酸值饱和羧基聚酯树脂的酸值36～40mgKOH/g，玻璃化转变温度Tg：55～65℃，软化点：100～120℃。气相氧化物为氧化铝和气相二氧化硅的混合物

制备方法：

(1) 按比例称取高酸值饱和羧基聚酯树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯、填料、助剂、砂纹剂、膨润土、增电剂、颜料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到混合预混物料；置于混料缸，充分混合并破碎1～10分钟。

(2) 预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出；挤出机加热温度控制在80～120℃。 

(3) 挤出后的物料经压片机压片、冷却，得到片状物料。 

(4) 粉碎机将片状物料粉碎成粒径（等效粒径D50）为20～45 μm的粉体，边粉碎边加入气相氧化物，然后筛分后包装。 

由上述实施例得到的产品涂装固化后的涂膜性能如下： 

检测项目检验标准或方法检验指标外   观目测粗砂纹纹路冲 击 强 度GB/T 1732-1993通过50Kg.cm铝型材边角上粉率/80%耐水煮GB/T 6682无气泡脱落，ΔE=0.5

实施例4

适合于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料，其组分及重量份配比为：

低酸值饱和羧基聚酯树脂      　             200份

β-羟烷基酰胺                                      12份

填料       　　　　　　　　　　　　　    150份

助剂        　　　　　　　　　    　　    4份

砂纹剂                                                2份

膨润土                                                3份

增电剂                                               1.5份

颜料       　　　　　　　　　　　　　     1份

气相氧化物　　　　　　　　　　　　   0.5份

低酸值饱和羧基聚酯树脂的酸值：25～30KOH/kg，玻璃化转变温度Tg：55～75℃，软化点：95～115℃。气相氧化物为氧化铝和气相二氧化硅的混合物。

制备方法：

(1) 按比例称取低酸值饱和羧基聚酯树脂、β-羟烷基酰胺、填料、助剂、砂纹剂、膨润土、增电剂、颜料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到混合预混物料；置于混料缸，充分混合并破碎1～10分钟。

(2) 预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出；挤出机加热温度控制在80～120℃。 

(3) 挤出后的物料经压片机压片、冷却，得到片状物料。 

(4) 粉碎机将片状物料粉碎成粒径（等效粒径D50）为20～45 μm的粉体，边粉碎边加入气相氧化物，然后筛分后包装。 

  

由上述实施例得到的产品涂装固化后的涂膜性能如下：

检测项目检验标准或方法检验指标外   观目测粗砂纹纹路冲 击 强 度GB/T 1732-1993通过50Kg.cm铝型材边角上粉率/73%耐水煮GB/T 6682无气泡脱落，ΔE=0.6

实施例5

适合于铝型材边角上粉的耐水煮砂纹粉末涂料，其组分及重量份配比为：

高酸值饱和羧基聚酯树脂               　　 250份

异氰脲酸三缩水甘油酯                           18份

填料       　　　　　　　　　　　　　     30份

助剂        　　　　　　　　　    　　    2份

砂纹剂                                                 5份

膨润土                                                 5份

增电剂                                                 2份

颜料       　　　　　　　　　　　　　     0.1份

气相氧化物　　　　　　　　　　　　    0.3份

高酸值饱和羧基聚酯树脂的酸值40～50mgKOH/g，玻璃化转变温度Tg：55～65℃，软化点：100～120℃。气相氧化物为氧化铝。

制备方法：

(1) 按比例称取高酸值饱和羧基聚酯树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯、填料、助剂、砂纹剂、膨润土、增电剂、颜料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到混合预混物料；置于混料缸，充分混合并破碎1～10分钟。

(2) 预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出；挤出机加热温度控制在80～120℃。 

(3) 挤出后的物料经压片机压片、冷却，得到片状物料。 

(4) 粉碎机将片状物料粉碎成粒径（等效粒径D50）为20～45 μm的粉体，边粉碎边加入气相氧化物，然后筛分后包装。 

由上述实施例得到的产品涂装固化后的涂膜性能如下： 

检测项目检验标准或方法检验指标外   观目测细砂纹纹路冲 击 强 度GB/T 1732-1993通过50Kg.cm铝型材边角上粉率/70%耐水煮GB/T 6682无气泡脱落，ΔE=0.8