[发明专利]一种沸石吸附的低温固化促进剂的制备及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子涂料领域,更具体的说是涉及一种沸石吸附的低温固化促进剂的制备及其使用方法。

背景技术

相对于传统溶剂型涂料,粉末涂料以其独特的无溶剂制造及施工方式获得了广泛应用和快速发展。其优势主要表现在“4个E”,即生态环保(Ecology)、优异的涂层表观(Excellence of finish)、高经济性(Economy)和低能耗(Energy)。在传统溶剂型涂料制造、施工及烘烤固化过程中,大量挥发性有机物(VOC)挥发到空气中。很多广泛使用的溶剂为有毒有害物质,对制造工艺、操作人员及周边环境的安全、健康和环保(HSE)带来极大挑战。

粉末涂料的高温固化特性(通常固化条件为180-210℃,10-15分钟)使得其在烘烤固化过程中需要较大的能源消耗,同时,较高的固化温度也限制了其在热敏性底材例如木材、塑料、弹性体上的应用,所以行业内对低温固化粉末涂料有很大的需求。

行业内有两类方法实现粉末涂料的低温固化,一类方法是开发低温固化促进剂(又称催化剂,low cure catalyst/accelerator,或low temperature curing catalyst等)。通常使用的粉末涂料化学成分有聚酯粉末涂料(polyester/TGIC及polyester/HAA)、环氧粉末涂料(epoxy)、混合型粉末涂料(hybrid)、聚氨酯粉末涂料(polyurethane) 及丙烯酸粉末涂料(acrylic)等5种,每种粉末涂料都有其独特使用的促进剂,例如聚酯、环氧和混合型粉末涂料中使用的2-甲基咪唑 (2-methylimidazole)及其衍生物以及鎓盐(onium salt)类产品等。使用低温固化促进剂能够在相同烘烤时间的条件下降低固化温度,或者在相同固化温度的条件下缩短固化时间,以达到降低能耗、扩展粉末涂料应用领域的目的。例如美国专利US4335228提供了一种使用异氰酸酯封闭的咪唑和咪唑啉作为低温固化环氧粉末涂料的固化促进剂。

另一类方法是开发特种低温固化树脂或固化剂,例如美国专利 US5262510涉及一种低温固化聚酯粉末涂料专用的聚酯树脂,美国专利US6737163开发了一系列特定化学结构的固化剂用于低温固化环氧粉末涂料。两种方法相比较,向传统粉末涂料中添加低温固化促进剂的方法更为经济有效,且通用性更广。本专利发明属于低温固化促进剂的开发制造和使用。

在低温固化粉末涂料制造过程中,低温固化促进剂与其它配方组分如树脂、固化剂、颜料、填料及其它助剂预先混合,再经挤出机热加工(熔融状态下共挤出)以达到均质化。后续的粉末化加工工艺与普通粉末涂料无异。这种方法存在很大的弊端:熔融混合的高粘度流体在双螺杆挤出机内的平均停留时间非常短,导致混合不充分,即局部低温固化促进剂浓度过高,并在这些局部区域产生交联预固化,即“焦化点”。这种低温固化促进剂不均匀的分散和涂料不均匀的预固化的最终结果体现在喷涂施工后烘烤固化的漆膜外观质量下降,具体表现为涂层光泽(gloss)和鲜映性(DOI,Distinctness of Image)下降及橘皮纹增加。

这种方法的另外一个严重问题是由于前述的助剂空间分布不均, 低温固化粉末涂料在炎热天气地区的仓储及运输过程中很容易发生粉末部分预固化和粘连结块,导致产品性能下降甚至报废,同时也使产品的保质期严重缩短,造成浪费。另一方面,由于均质化程度不足, 通常低温固化粉末涂料需要添加比例高于理论值的低温固化促进剂, 提升了配方成本。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足,提供一种沸石吸附的低温固化促进剂的制备及其使用方法,解决了现有低温固化粉末涂料涂层光泽和鲜映性下降、橘皮纹增加；在炎热天气地区的仓储及运输过程中很容易发生粉末部分预固化和粘连结块,导致产品性能下降甚至报废,同时也使产品的保质期严重缩短,造成浪费，同时由于均质化程度不足, 通常低温固化粉末涂料需要添加比例高于理论值的低温固化促进剂, 增加了配方成本等一系列的问题。

为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:

一种沸石吸附的低温固化促进剂的制备方法,步骤如下,

(1)将低温固化粉末涂料促进剂在溶剂中溶解,然后加入沸石并搅拌 20-60min制得沸石悬浮液；

(2)将步骤(1)中的沸石悬浮液过滤,除去杂质后干燥,粉碎即制得沸石吸附的低温固化促进剂。