CN1212360C - 预涂卷材用面漆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种预涂卷材用面漆，它是酸值小于5mgKOH/g的饱和聚酯树脂10～50%，氨基树脂1～30%，用至少两种带活泼氢的封闭剂全封闭的多异氰酸酯1～30%，颜料浆40～87%和助剂0.1～5.0%，在溶剂中混合均匀的混合物，其外观为有色的粘稠状液体，23℃涂-4杯粘度为20～200秒，固体分为40～80%，上述百分数均以固体重量计，其中所述多异氰酸酯的-NCO基的2～55%被聚醚类封闭剂封闭。符合现有预涂卷材生产线的要求，在200～260℃烘烤20～90秒，固化所得干膜厚度为8～35μm，而且漆膜性能可以满足预涂卷材对面漆的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种预涂卷材用面漆。
背景技术
预涂卷材自二十世纪四十年代进入工业化至今，在用量上不断扩大。预涂卷材涂料也随着预涂卷材的大量应用不断发展，其品种由最初单一品种，发展到目前的几十个品种。在不同使用领域中，对预涂卷材用涂料性能要求也不相同。目前用于预涂卷材面漆的涂料品种主要是聚酯涂料，根据不同的应用领域有许多种品种。欧洲专利EP686678公开了一种用聚酯树脂、氨基树脂或者脲醛树脂、催化剂、颜料、蜡、聚硅氧烷、聚丙烯酸等制备的预涂卷材用面漆，虽然可以获得40～55μm的厚膜，但是，这种面漆固化温度高于260℃，在通常生产预涂卷材的烘炉内，无法使漆膜完全固化。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种预涂卷材用面漆，符合现有预涂卷材生产线的要求，在200～260℃烘烤20～90秒，固化所得干膜厚度为8～35μm，而且漆膜性能可以满足预涂卷材对面漆的要求。
实现本发明目的的技术方案：一种预涂卷材用面漆，它是酸值小于5mgKOH/g的饱和聚酯树脂10～50％，氨基树脂1～30％，用至少两种带活泼氢的封闭剂全封闭的多异氰酸酯1～30％，颜料浆40～87％和助剂0.1～5.0％，在溶剂中混合均匀的混合物，其外观为有色的粘稠状液体，23℃涂-4杯粘度为20～200秒，固体分为40～80％，上述百分数均以固体重量计，其中所述饱和聚酯树脂是由二元醇和二元以上的多元醇的混合物作为多元醇，与芳香族二元酸和脂肪族二元酸的混合物作为多元酸，在催化剂存在下，加热反应脱水制得的；所述多异氰酸酯的-NCO基的2～55％被聚醚类封闭剂封闭。
上述面漆，用作多元醇的二元醇是乙二醇、一缩乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇或2，2，4-三甲基戊二醇，用作多元醇的二元以上多元醇是甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、甘露糖醇或山梨糖醇；用作多元酸的芳香族二元酸是邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三甲酸或偏苯三甲酸酐，用作多元酸的脂肪族二元酸是己二酸、壬二酸或癸二酸。
上述面漆，所述氨基树脂是市售的甲醚化、丁醚化、甲醇和乙醇混合醚化或甲醇和丁醇混合醚化的氨基树脂。
上述面漆，所述全封闭的多异氰酸酯是由脂肪族多异氰酸酯，与至少两种带活泼氢的封闭剂，在催化剂存在下，反应至NCO值小于0.5％制成的。用于制备全封闭的多异氰酸酯的脂肪族多异氰酸酯是己二异氰酸酯、己二异氰酸酯的三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体，或者是它们的混合物；用于制备全封闭的多异氰酸酯的带活泼氢的封闭剂是醇类、醇醚类、酰胺类、酮肟类、丙二酸酯类或聚醚类中至少两种的混合物。用作封闭剂的醇类是乙醇、丁醇、戊醇、己醇或辛醇；醇醚类是乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚；酰胺类是己内酰胺；酮肟类是甲乙酮肟或环己酮肟；丙二酸酯类是乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯或乙酰丙酮；聚醚类是二羟基聚氧化丙醚、三羟基氧化丙醚、聚四氢呋喃二元醇、聚己内酯多元醇或聚碳酸酯二醇。
上述面漆，所述颜料浆是由颜料和与面漆配方中的饱和聚酯树脂相同的树脂，按1∶20～5∶1的固体重量比混合，分散研磨至细度小于10μm制成的。所用颜料根据实际需要选用常用的有机或无机颜料如钛白、酞菁蓝、碳黑、氧化铁红、中铬黄等；防腐蚀颜料如锌铬黄、磷酸锌、铬酸钙等；体质颜料如碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、瓷土等。制备过程可根据需要加入助剂和溶剂。
上述面漆，所述助剂是分散剂、催干剂、流平剂、防沉剂或者消泡剂中的一种或几种。
上述面漆，所述溶剂是芳香烃类中的苯、甲苯、二甲苯或高沸点芳烃溶剂；脂肪烃类中的石油醚、溶剂汽油或环己烷；醇类中的乙醇、丁醇、戊醇、己醇或辛醇；醇醚类中的乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚；酮类中的丙酮、甲乙酮、环己酮或丙酮醇；酯类中的乙酸乙酯、乙酸丁酯或乙酸己酯。
将上述面漆用溶剂兑稀至适合涂覆的粘度，涂覆在经过前处理并涂覆预涂卷材底漆(环氧类或聚酯类)的镀锌板上，在200～260℃之间烘烤20～90秒，形成8～35μm的面漆漆膜。
本发明的技术效果：采用本发明的技术方案后，所确定的各组分及其配比，确保本发明的面漆成膜后的漆膜性能，符合预涂卷材用面漆的要求。特别是由于采用全封闭的多异氰酸酯和氨基树脂两种固化树脂混合使用，使得本发明面漆的漆膜可以在200～260℃，20～90秒内完全固化，符合现有预涂卷材生产线的要求，所得干膜厚度范围较宽在8～35μm，这样可适用于对面漆漆膜厚薄要求不同的多种产品。另外，由于恰当地选择了多元酸和多元醇，所得饱和聚酯树脂的线型结构、支链型结构搭配合理，支化度适当，因而漆膜的柔韧性和硬度适宜。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
实施例1制备饱和聚酯树脂A
1.配方见表1
表1
| 组分 | 原料 | 用量(kg) | |
| 名称 | 规格 | ||
| 三元醇二元醇 | 三羟甲基丙烷丙二醇 | 工业品工业品 | 46318 |
| 芳香族二元酸脂肪族二元酸 | 间苯二甲酸己二酸 | 工业品工业品 | 500147 |
| 催化剂 | 二月桂酸二丁基锡 | 分析纯 | 1 |
| 溶剂 | 高沸点芳烃溶剂油1500# | 工业品 | 272 |
| 高沸点芳烃溶剂油2000# | 工业品 | 272 | |
2.工艺
在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器、高位槽的干净的反应釜中，将配方中除催化剂外的其余组分全部加入反应釜中，通二氧化碳气体，1小时内升温到180℃，开动搅拌。加入二月桂酸二丁基锡，在180℃保温1小时，升温至205℃并保持30分钟，继续升温至230℃，保温、脱水反应至酸值小于5mgKOH/g，即可降温出料，避光保存备用。所得饱和聚酯树脂A，固体分为65％。
实施例2制备全封闭的多异氰酸酯A
1.配方见表2
表2
| 组分 | 原料 | 用量(kg) | |
| 名称 | 规格 | ||
| 脂肪族多异氰酸酯 | N3390(HDI三聚体) | 德国Bayer公司产 | 100 |
| 封闭剂 | 己内酰胺 | 工业品 | 21 |
| 乙二醇乙醚 | 工业品 | 16.71 | |
| 聚醚N-220(二羟基聚氧化丙醚) | 工业品 | 92.86 | |
| 催化剂 | 二月桂酸二丁基锡 | 分析纯 | 1 |
| 溶剂 | 二甲苯 | 工业品，脱水 | 124.1 |
2.工艺
在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器、高位槽的干净的反应釜内，加入二甲苯、N3390和二月桂二丁基锡搅拌均匀，接着一次性加入己内酰胺，用冰水保温，使反应温度低于50℃，接着保温2～3小时，确保反应完全。接着滴加乙二醇乙醚并控制滴加速度，确保温度低于50℃，最后加入聚醚N-220，升温到100～120℃，保温2～3小时，测定NCO值小于0.5％时，即为合格，降温出料，避光保存备用。所得全封闭的异氰酸酯19％的NCO基被聚醚N-220封闭，固体分为65.1％。
实施例3制备颜料浆A
1.配方见表3
表3
| 组分 | 原料 | 用量(kg) | |
| 名称 | 规格 | ||
| 饱和聚酯树脂 | 实施例1 | 自制，固体分65％ | 200 |
| 颜料 | 金红石型钛白2310 | Kronos公司产 | 400 |
| 分散剂 | BYK180 | BYK公司产 | 8 |
| 溶剂 | 高沸点芳烃溶剂油1500# | 工业品 | 100 |
2.工艺
在洁净的拉缸中，依次加入配方中的饱和聚酯树脂、颜料、分散剂和溶剂，用高速分散机进行高速分散，同时控制温度在40℃以下。1小时后测定细度，小于10μm时出料，避光保存备用，颜料浆的固体分为75.9％，颜基比为3∶1。
实施例4制备预涂卷材用面漆A
1.配方见表4
表4
| 组分 | 原料 | 用量 | ||
| 名称 | 规格 | 重量(kg) | 以固体计所占百分比(％) | |
| 饱和聚酯树脂 | 实施例1 | 自制，固体分65％ | 27.2 | 17.07 |
| 氨基树脂 | 303(甲醚化三聚氰胺甲醛树脂) | CYTEC公司产 | 3.9 | 3.77 |
| 全封闭的多异氰酸酯 | 实施例2 | 自制，固体分65.1％ | 5.8 | 3.65 |
| 颜料浆 | 实施例3 | 自制，固体分75.9％ | 100.0 | 73.29 |
| 助剂 | 二月桂酸二丁基锡(催干剂)BYK-450 | 分析纯 | 0.3 | 2.22 |
| (分散剂) | BYK公司产 | 2.0 | ||
| 溶剂 | 高沸点芳烃溶剂油1500# | 工业品 | 8.4 | |
| 高沸点芳烃溶剂油2000# | 工业品 | 8.4 |
2.工艺
在干净的调漆釜中依次投入配方中的颜料浆、氨基树脂、全封闭的多异氰酸酯、饱和聚酯树脂、助剂和溶剂，搅拌均匀，过滤、包装，制得预涂卷材用面漆A，其固体分为64.8％，粘度为97秒(涂-4杯，23℃)。
实施例5面漆性能检验
在经过脱脂、清洗、活化、烘干前处理工序后得到的镀锌板，先涂覆底漆(江苏鸿业涂料科技产业有限公司产品HY-C-01预涂卷材底漆)，再涂覆实施例4的面漆A。涂覆所用线板为RDS的22号线棒。涂覆后的镀锌板，在220℃烘箱中烘烤45秒，所得干膜厚度为25μm，肉眼观察外观平整光滑。按国标方法检测，T弯：2T；杯突：6mm；耐甲乙酮擦拭：＞100次；冲击：100cm；铅笔硬度：2H。上述结果表明，预涂卷材用面漆A与环氧类预涂卷材底漆配套使用，完全可以满足预涂卷材对面漆的要求。
实施例6制备饱和聚酯树脂B
1.配方见表5
表5
| 组分 | 原料 | 用量(kg) | |
| 名称 | 规格 | ||
| 三元醇二元醇 | 三羟甲基丙烷丙二醇新戊二醇 | 工业品工业品工业品 | 46128260 |
| 芳香族二元酸脂肪族二元酸 | 间苯二甲酸己二酸 | 工业品工业品 | 435199 |
| 催化剂 | 二月桂酸二丁基锡 | 分析纯 | 0.8 |
| 溶剂 | 高沸点芳烃溶剂油1500# | 工业品 | 298 |
| 高沸点芳烃溶剂油2000# | 工业品 | 298 | |
2.工艺
在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器、高位槽的干净的反应釜中，加入配方中除催化剂外的所有原料，通入二氧化碳气体，1小时内升温到190℃，开动搅拌。加入二月桂酸二丁基锡，在190℃保温1小时，升温至210℃，保持40分钟，再升温至230℃，保温脱水，反应至酸值小于5mgKOH/g，即可降温出料，避光保存备用。所得饱和聚酯树脂B，固体分为64.2％。
实施例7制备颜料浆B
除用实施例6制备的饱和聚酯树脂B，代替实施例3配方中的饱和聚酯树脂A之外，其余(包括配方和工艺)均同实施例3。所得颜料浆B避光保存备用，其固体分为75.8％，颜基比为3∶1。
实施例8制备预涂卷材用面漆B
1.配方见表6
表6
| 组分 | 原料 | 用量 | ||
| 名称 | 规格 | 重量(kg) | 以固体计所占百分比(％) | |
| 饱和聚酯树脂 | 实施例6 | 自制，固体分64.2％ | 27.2 | 16.96 |
| 氨基树脂 | 303(甲醚化三聚氰胺甲醛树脂) | CYTEC公司产 | 2.8 | 2.72 |
| 全封闭的多异氰酸酯 | 实施例2 | 自制，固体分65.1％ | 7.5 | 4.74 |
| 颜料浆 | 实施例7 | 自制，固体分75.8％ | 100.0 | 73.64 |
| 助剂 | BYK-450(分散剂) | BYK公司产 | 2.0 | 1.94 |
| 溶剂 | 高沸点芳烃溶剂油1500# | 工业品 | 7.8 | |
| 高沸点芳烃溶剂油2000# | 工业品 | 7.8 | ||
2.工艺
采用上述配方，按实施例4的工艺操作，制得预涂卷材用面漆B，其固体分为65.3％，粘度为102秒(涂-4杯，23℃)。
实施例9面漆性能检验
在经过脱脂、清洗、活化、烘干前处理工序后得到的镀锌板，先涂覆底漆(江苏鸿业涂料科技产业有限公司产品，HY-C-01预涂卷材底漆)，再涂覆实施例8的面漆B。涂覆所用线板为RDS的16号线棒。涂覆后的镀锌板，在260℃烘箱中烘烤45秒，所得干膜厚度为15μm，肉眼观察外观平整光滑。按国标方法检测，T弯：2T；杯突：6mm；耐甲乙酮擦拭：＞100次；冲击：100cm；铅笔硬度：2H。上述结果表明，预涂卷材用面漆B与环氧类预涂卷材底漆配套使用，完全可以满足预涂卷材对面漆的要求。
Claims (9)
1、一种预涂卷材用面漆，其特征在于：它是酸值小于5mgKOH/g的饱和聚酯树脂10～50％，氨基树脂1～30％，用至少两种带活泼氢的封闭剂全封闭的多异氰酸酯1～30％，颜料浆40～87％和助剂0.1～5.0％，在溶剂中混合均匀的混合物，其外观为有色的粘稠状液体，23℃涂-4杯粘度为20～200秒，固体分为40～80％，上述百分数均以固体重量计，其中所述饱和聚酯树脂是由二元醇和二元以上的多元醇的混合物作为多元醇，与芳香族二元酸和脂肪族二元酸的混合物作为多元酸，在催化剂存在下，加热反应脱水制得的；所述多异氰酸酯的-NCO基的2～55％被聚醚类封闭剂封闭。
2、根据权利要求1所述的面漆，其特征在于：用作多元醇的二元醇是乙二醇、一缩乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇或2，2，4-三甲基戊二醇，用作多元醇的二元以上多元醇是甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、甘露糖醇或山梨糖醇；用作多元酸的芳香族二元酸是邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三甲酸或偏苯三甲酸酐，用作多元酸的脂肪族二元酸是己二酸、壬二酸或癸二酸。
3、根据权利要求1所述的面漆，其特征在于：所述氨基树脂是市售的甲醚化、丁醚化、甲醇和乙醇混合醚化或甲醇和丁醇混合醚化的氨基树脂。
4、根据权利要求1所述的面漆，其特征在于：所述全封闭的多异氰酸酯是由脂肪族多异氰酸酯，与至少两种的带活泼氢的封闭剂，在催化剂存在下，反应至NCO值小于0.5％制成的。
5、根据权利要求4所述的面漆，其特征在于：用于制备全封闭的多异氰酸酯的脂肪族多异氰酸酯是己二异氰酸酯、己二异氰酸酯的三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体，或者是它们的混合物；用于制备全封闭的多异氰酸酯的带活泼氢的封闭剂是醇类、醇醚类、酰胺类、酮肟类、丙二酸酯类或聚醚类中至少两种的混合物。
6、根据权利要求5所述的面漆，其特征在于：用作封闭剂的醇类是乙醇、丁醇、戊醇、己醇或辛醇；醇醚类是乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚；酰胺类是己内酰胺；酮肟类是甲乙酮肟或环己酮肟；丙二酸酯类是乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯或乙酰丙酮；聚醚类是二羟基聚氧化丙醚、三羟基氧化丙醚、聚四氢呋喃二元醇、聚己内酯多元醇或聚碳酸酯二醇。
7、根据权利要求1所述的面漆，其特征在于：所述颜料浆是由颜料和与面漆配方中的饱和聚酯树脂相同的树脂，按1∶20～5∶1的固体重量比混合，分散研磨至细度小于10μm制成的。
8、根据权利要求1所述的面漆，其特征在于：所述助剂是分散剂、催干剂、流平剂、防沉剂或者消泡剂中的一种或几种。
9、根据权利要求1所述的面漆，其特征在于：所述溶剂是芳香烃类中的苯、甲苯、二甲苯或高沸点芳烃溶剂；脂肪烃类中的石油醚、溶剂汽油或环己烷；醇类中的乙醇、丁醇、戊醇、己醇或辛醇；醇醚类中的乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚；酮类中的丙酮、甲乙酮、环己酮或丙酮醇；酯类中的乙酸乙酯、乙酸丁酯或乙酸己酯。
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