一种低剂量的粉末涂料流平剂及其制备方法和使用方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域(ipc分类号c08f220/00)，尤其涉及一种低剂量的粉末涂料流平剂及其制备方法和使用方法。


背景技术：

2.热固性粉末涂料在固化时会因为流动不均匀产生橘皮，气孔等缺陷，导致被涂覆物体表面的不光滑。而解决该问题的最好方法则是添加粉末涂料流平剂进入到配方中，它能降低粉末涂料体系的熔融黏度，增加熔融涂料在固化前的流动性，还能够增加体系内定向分子结构的密度，使表面张力更均匀，促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，减少橘皮形成的可能性。
3.中国专利201811303876.8公开了一种粉末涂料用多功能流平剂，通过加入高软化点物质α-甲基苯乙烯，从而增加流平剂和增光剂各自软化点，之后按比例混合得到物质弹性和韧性适宜，使得流平剂和增光剂能够较好达到各自作用，中国专利201410139372.2公开了一种环氧粉末涂料专用反应型高活性流平剂，通过引入羟基、酸酐等极性基团，促进环氧树脂与基材的相容性，然而上述一些现有技术仍然存在丙烯酸丁酯的使用量高、流平剂使用剂量高、成本高等问题，因此，开发一款成本低、用量低的高效流平剂十分具有市场前景。


技术实现要素：

4.本发明的第一个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂，所述流平剂的制备原料包括：合成单体、吸附载体、催化剂、分子量调节剂、溶剂，所述合成单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯，质量比为(1-5)：2。
5.在一些实施方式中，所述流平剂的相对分子质量为5000-20000，分子量分布为1.5-5。
6.在一些实施方式中，所述合成单体还包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。
7.进一步地，所述合成单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯。
8.进一步地，所述丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯的质量比为(1-5)：2：(0.5-2)：(0.5-2)：(1-2)：(1-2)。
9.优选地，所述丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯的质量比为(1-5)：2：(0.5-2)：(0.5-2)：0.7：0.7。
10.最优选地，所述丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯的质量比为3：2：0.5：1：0.7：0.7。
11.申请人在探究中发现，当合成单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、
丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯时，所合成的聚丙烯酸酯类与吸附载体的负载性更好，在粉末涂料加热固化的时候更易从白炭黑中析出，其分子结构可以通过涂料的降低表面张力从而促使涂料在干燥成膜的过程中形成一个平整、光滑的膜，尤其是引入丙烯酸异辛酯能够减少流平剂的使用剂量，或是在相同用量下的流平效果更佳，猜测原因可能是丙烯酸异辛酯能够增加聚合物侧链的c链长度以及空间位阻，使烷基长链更好的逸散到表面，达到更好的流平效果。而当调整合成单体的比例或是改变其种类后，会出现流平性能下降的问题，原因可能是不合适的配比导致丙烯酸异辛酯的长链基团分布不均，导致流平剂不能均匀的逸散到涂膜表面，进而造成流平剂在涂膜表面分布不均，导致不同的地方流平性能有差异从而造成流平性的下降。
12.现有技术中流平剂的配方中丙烯酸丁酯往往添加量较大，未反应的丙烯酸丁酯气味较大，对人体和环境造成很大负担。申请人在实验中意外的发现，通过引入丙烯酸异辛酯还可以降低流平剂的气味，让生产环节及使用过程更为环保。
13.在一些实施方式中，所述吸附载体包括白炭黑、介孔二氧化硅、分子筛中的至少一种。
14.在一些实施方式中，所述吸附载体的填充密度为40-60g/l，比表面积为320000
±
25cm2/g。
15.进一步地，所述吸附载体为白炭黑，购买自东莞昕科化工，hl-200。
16.本发明中所合成的聚丙烯酸酯类在常温下为可流动的黏性流体，申请人发现将其与白炭黑混合后不仅提高了其在粉末涂料中的相容性，更能够使得涂料的流平均匀。
17.进一步地，所述催化剂可以选自本领域常用的种类，包括但不限于偶氮二异丁腈。
18.进一步地，所述分子量调节剂可以选自本领域常用的种类，包括但不限于链转移剂tpms，可以购买自无锡市镒远新材料科技有限公司。
19.进一步地，所述溶剂可以选自本领域常用的种类，包括但不限于乙氧基乙醇。
20.本发明的第二个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，包括如下步骤：
21.s1.容器1中加入溶剂，惰性气体置换并加热；
22.s2.容器2中加入合成单体、催化剂、分子量调节剂，混合均匀，得到混合物；
23.s3.将混合物滴加到热的溶剂中并保温，降温后脱除溶剂，得到预聚体；
24.s4.预聚体中加入吸附载体，搅拌均匀，即得流平剂。
25.在一些实施方式中，所述合成单体与溶剂的质量比为(1-5)：(1-5)。
26.在一些实施方式中，所述s3中滴加的时间为3-6h。
27.在一些实施方式中，所述预聚体和吸附载体的质量比为(1-3)：1。
28.本发明中，预聚体和吸附载体的质量比对流平剂的流平效果影响显著，吸附载体含量过高会导致有效成分含量下降，增加助剂的使用量，而添加量过少又会导致超过吸附载体的吸附量后，白炭黑不能全部吸附所有的流平剂，导致吸附出来的产物结块，发粘，无法加入到粉末涂料的体系中，只有在二者质量比为(1-3)：1时流平效果最好，原因有可能在于二者的添加量刚好满足白炭黑的吸附极限。
29.本发明的第三个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的使用方法，所述流平剂的添加量为粉末涂料总量的1-20wt％。
30.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
31.1.本发明创造性的引入丙烯酸异辛酯能够减少流平剂的使用剂量，或是在相同用量下的流平效果更佳，还可以降低流平剂的气味，让生产环节及使用过程更为环保。
32.2.通过引入吸附载体尤其是白炭黑，能够尽量多吸附有效成分且吸附载体对粉末涂料的其他性质没有影响。
33.3.本发明的制备工艺简单、原料易得，制备成本低，适宜大规模生产。
附图说明
34.图1为实施例1所制备的流平剂的红外谱图，图中3443、2960、2934、2874处说明有聚丙烯酸类物质生成；1105、637、473为二氧化硅(白炭黑)产生的峰。
35.图2为实施例1所制备的流平剂的gpc图片，由图可知，该流平剂的数均分子量为5223，分子量分布为3.72。
具体实施方式
36.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施例1
38.本实施例第一个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂，所述流平剂的制备原料包括：合成单体、吸附载体、催化剂、分子量调节剂、溶剂。
39.所述合成单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯，质量比为3：2：0.5：1：0.7：0.7。
40.所述吸附载体为白炭黑的填充密度为40-60g/l，比表面积为320000
±
25cm2/g。
41.所述催化剂为偶氮二异丁腈。
42.所述分子量调节剂为链转移剂tpms。
43.所述溶剂为乙氧基乙醇。
44.本实施例第二个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，包括如下步骤：
45.s1.容器1中加入500ml溶剂，氮气气体置换并加热到115℃；
46.s2.容器2中加入500g合成单体、1g催化剂、1g分子量调节剂，混合均匀，得到混合物；
47.s3.将混合物滴加到115℃的溶剂中并保温3h，降温至90℃后真空脱除溶剂，得到预聚体，滴加时间为5h；
48.s4.预聚体中加入吸附载体，搅拌均匀，即得流平剂。
49.所述预聚体和吸附载体的质量比为62：38。
50.实施例2
51.本实施例第一个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述合成单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟
丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯，质量比为1：2：0.5：1：0.7：0.7。
52.本实施例第二个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，
53.实施例3
54.本实施例第一个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述合成单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯，质量比为5：2：2：2：0.7：0.7。
55.本实施例第二个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，
56.对比例1
57.本对比例第一个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述合成单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯，质量比为3：4：0.25：0.25：3：1。
58.本对比例第二个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，具体实施方式同实施例1。
59.对比例2
60.本对比例第一个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述合成单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯，质量比为3：2：0.5：1：0.7：0.7，即采用甲基丙烯酸乙酯替换丙烯酸异辛酯。
61.本对比例第二个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，具体实施方式同实施例1。
62.对比例3
63.本对比例第一个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述合成单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯，质量比为3：2：0.5：1：0.7：0.7。
64.本对比例第二个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，具体实施方式同实施例1。
65.对比例4
66.本对比例第一个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述吸附载体为分子筛，粒径为6-13nm，比表面积＞500m2/g，购买自中科雷鸣(北京)科技有限公司，型号为分子筛sba-15。
67.本对比例第二个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，具体实施方式同实施例1。
68.对比例5
69.本对比例第一个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，不含有吸附载体。
70.本对比例第二个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，具体实施方式同实施例1。
71.对比例6
72.本对比例第一个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂，具体实施方式同实施例1。
73.本对比例第二个方面提供了一种低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述预聚体和吸附载体的质量比为130：38。
74.性能测试
75.存储稳定性：将实施例和对比例所制得粉末涂料流平剂密封放在常温(25℃)下7天，观察是否结块，打开袋子闻是否有明显气味。
76.涂层外观：将流平剂按照下述配方加入到粉末涂料(购买自广东歌力思化学有限公司，gs低温系列粉末涂料)中，预混后经过挤出机熔融挤出，辊筒压片，粉碎过筛后得到丙烯酸树脂粉末涂料，粉末喷涂工艺为静电喷枪喷涂，涂层厚度约为0.5mm，底材为经过除油除锈的马口铁片，在165℃
×
10min的固化条件下进行烘烤，得到丙烯酸树脂粉末涂料涂层，观察并记录涂层外观。
77.配方：粉末涂料gs-01 400g
78.固化剂ddda 100g
79.流平剂6g
[0080][0081][0082]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种低剂量的粉末涂料流平剂，其特征在于，所述流平剂的制备原料包括：合成单体、吸附载体、催化剂、分子量调节剂、溶剂，所述合成单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯，质量比为(1-5)：2。2.根据权利要求1所述的低剂量的粉末涂料流平剂，其特征在于，所述流平剂的相对分子质量为5000-20000，分子量分布为1.5-5。3.根据权利要求2所述的低剂量的粉末涂料流平剂，其特征在于，所述合成单体还包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。4.根据权利要求3所述的低剂量的粉末涂料流平剂，其特征在于，所述吸附载体包括白炭黑、介孔二氧化硅、分子筛中的至少一种。5.根据权利要求4所述的低剂量的粉末涂料流平剂，其特征在于，所述吸附载体的填充密度为40-60g/l，比表面积为320000
±
25cm2/g。6.一种根据权利要求1-5任一项所述的低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1.容器1中加入溶剂，惰性气体置换并加热；s2.容器2中加入合成单体、催化剂、分子量调节剂，混合均匀，得到混合物；s3.将混合物滴加到热的溶剂中并保温，降温后脱除溶剂，得到预聚体；s4.预聚体中加入吸附载体，搅拌均匀，即得流平剂。7.根据权利要求6所述的低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，其特征在于，所述合成单体与溶剂的质量比为(1-5)：(1-5)。8.根据权利要求6所述的低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，其特征在于，所述s3中滴加的时间为3-6h。9.根据权利要求6所述的低剂量的粉末涂料流平剂的制备方法，其特征在于，所述预聚体和吸附载体的质量比为(1-3)：1。10.一种根据权利要求1-5任一项所述的低剂量的粉末涂料流平剂的使用方法，其特征在于，所述流平剂的添加量为粉末涂料总量的1-20wt％。

技术总结
本发明涉及涂料技术领域(IPC分类号C08F220/00)，尤其涉及一种低剂量的粉末涂料流平剂及其制备方法和使用方法，所述流平剂的制备原料包括：合成单体、吸附载体、催化剂、分子量调节剂、溶剂，所述合成单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯，质量比为(1-5)：2。本发明创造性的引入丙烯酸异辛酯能够减少流平剂的使用剂量，或是在相同用量下的流平效果更佳，还可以降低流平剂的气味，让生产环节及使用过程更为环保。更为环保。更为环保。


技术研发人员：沈佳兴 吕浩东 宋唯立
受保护的技术使用者：上海涵点科技有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/9