一種適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料及其製備方法
2023-06-13 17:36:21
專利名稱：一種適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種粉末塗料，尤其涉及一種適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，本發明還涉及所述粉末塗料的製備方法。
背景技術：
隨著些年粉末塗料迅速發展，鋁輪轂外部越來越多的使用粉末塗料塗裝。因輪轂的外觀已經成為除車身之外衡量汽車外觀的最重要標準，所以近年來，一些重要的中高檔品牌汽車越來越注重提高汽車輪轂的外觀，將平衡塊的安裝方式由夾卡式變為粘貼式，而輪轂公司反應粉末塗料供應商的輪轂底粉均不同程度存在平衡塊粘結性低的問題，平衡塊也有不同程度易脫落現象。目前，根據輪轂的基材多是鋁及其合金鑄造件，當粉末塗料噴塗在這些鑄造件上·後，這些塗覆的鑄造輪轂在熱固化的時候會有小分子溢出，導致了塗層表面會有氣孔的狀況，大都採用在粉末塗料配方中添加亞乙基雙硬脂醯胺(EBS)類物質作為透氣劑來改善塗層的透氣性能的方法，但是因為這種物質在塗層固化的過程中溢出到表面的時候，在塗層表面形成一種蠟膜，會改變塗層表面的表面張力而使塗層對平衡塊的粘貼性能下降。另外，由於汽車鋁輪的熱容量大、溫度傳遞不夠快，容易造成粉體在工件熔融時得不到充分透氣就膠化凝固，塗層表面產生氣孔且流平性差。
發明內容
本發明的目的之一在於提供一種適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，該塗料在大熱容量汽車鋁輪轂上形成的塗層具有良好的透氣效果，並且具有優異的平衡塊粘貼性能，能有效解決平衡塊易脫落的問題。本發明的目的之二提供上述粉末塗料的製備方法。本發明的第一個目的是通過以下技術方案來實現的一種適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，主要由聚酯樹脂、環氧樹脂和表面活性劑組成。本發明在聚酯樹脂和環氧樹脂的基礎上，添加表面活性劑，以增強粉末塗料的塗層的透氣性能，提高粉末塗料顆粒的粘貼性能，從而增強平衡塊的粘結性。不僅如此，添加表面活性劑後使粉末塗料在大熱容量汽車鋁輪轂塗裝時具有良好的流平性能。作為本發明的一個實施方式，所述的適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料由以下重量份組分製備而成聚酯樹脂20 50份
環氧樹脂30 80份
表面活性劑0.5 2份
消光固化劑O 8份
助劑O 10份
填料O 60份
顏料O 3份。
本發明所述的表面活性劑是一種或多種氨基改性化合物，該表面活性劑在改善了塗膜體系的透氣性能，但是不改變塗膜的表面張力。具體地，包括氨基改性酚脲化合物、氨基改性酚醛化合物和氨基改性醛脲化合物中的一種。所述的聚酯樹脂和環氧樹脂之間的配比優選為30:70 50:60。所述聚酯樹脂為飽和羧基聚酯樹脂，其酸值30 60mgK0H/g，玻璃化轉變溫度Tg 55 75°C，軟化點90 120。。。作為本發明的一種實施方式，所述飽和羧基聚酯樹脂由以下重量份的單體組分熔融聚合製備而成
芳香多元酸36 44
脂肪多元酸0.4 2 O
多元醇12 22
支化劑0.5 1.5
二丁基氧化錫0~1
水3 5
酸解劑O I所述的酸解劑採用對苯二甲酸、間苯二甲酸或者兩者的混合物。所述的芳香多元酸為對苯二甲酸或間苯二甲酸或兩者的混合物。所述的脂肪多元酸為馬來酸酐和己二酸中的一種或是兩種。所述的支化劑為三羥甲基丙烷。
所述的多元醇為乙二醇、新戊二醇和1，4-環己烷二甲醇中的一種或是混合物。作為本發明的一個實施方式，上述飽和羧基聚酯樹脂可用下述方法製備而得，包括以下步驟I)在反應釜中，加入多元醇、支化劑和水，加熱至熔化；2)依次加入芳香多元酸、脂肪多元酸和二丁基氧化錫，通入氮氣繼續升溫至130。。；3)溫度由130°C加熱到250°C，至酸值達到14 16mgK0H/g，第一次抽真空進行縮聚反應，酸值達4 6mgK0H/g、軟化點100 105°C和200°C熔體粘度3000 3500mpa.s時，加入酸解劑進行酸解反應，酸值達到40 45mgK0H/g時，第二次抽真空繼續進行酸解反應，至反應產物的酸值為30 60mgK0H/g，羥值小於15mgK0H/g時停止反應，得到飽和羧 基聚酯樹脂。該飽和羧基聚酯樹脂的酸值在3(T60mgK0H/g，軟化點為90 120°C，玻璃化溫度在60 70°C。所述環氧樹脂為固體粉末用環氧樹脂，其環氧當量為600 900g/印，熔融粘度為600 900 cp si 150 0C，軟化點(G，max.)為 70 IOiTC。所述消光固化劑為環脒和多元酸鹽消光固化劑中的一種或兩種的混合物。作為本發明的一個實施例，所述聚酯樹脂、環氧樹脂和消光固化劑之間的重量配比優選為30 : 70 : 8 50 : 60 : I。所述助劑採用常規的助劑即可，例如採用流平劑、安息香、透氣劑、增光劑、增電劑和促進劑中的一種或幾種的混合物。所述填料為鈦白粉、碳酸鈣、硫酸鋇、雲母粉、矽微粉和超細鋁粉中的一種或幾種的混合物。所述顏料採用耐候型無機顏料，如鐵黑、碳黑、鉻黃、鐵紅、鈦藍、鈦青、群青和鈦綠等中的一種或幾種。本發明的第二個發明目的是通過以下技術方案來實現的一種適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料的製備方法，包括以下步驟(I)在反應釜中，加入多元醇、支化劑和水，加熱至熔化；(2)依次加入對芳香多元酸、脂肪多元酸和二丁基氧化錫，通入氮氣繼續升溫至130。。；(3)溫度由130°C加熱到250°C，至酸值達到14 16mgK0H/g，第一次抽真空進行縮聚反應，酸值達4 6mgK0H/g、軟化點100 105°C和200°C熔體粘度3000 3500mpa.s時，加入酸解劑進行酸解反應，酸值達到40 45mgK0H/g時，第二次抽真空繼續進行酸解反應，至反應產物的酸值為30 60mgK0H/g，羥值小於15mgK0H/g時停止反應，得到飽和羧基聚酷樹脂；(4)按比例稱取飽和羧基聚酯樹脂、環氧樹脂和多元酸鹽、環脒消光固化劑組合物、助劑、表面活性劑，填料和顏料，置於混料缸，充分混合併破碎，得到混合預混物料；(5)混合預混物料送入雙螺杆擠出機中擠出；(6)擠出後的物料經壓片機壓片、冷卻、粉碎、篩分後包裝即可。所述步驟(5)中的選用JFY-30型履帶式雙螺杆擠出機，擠出溫度一區為80 100°c，優選 85 95°C，二區為 80 120°C，優選 95 115°C。
所述步驟(6)中的擠出物經粉碎機粉碎並篩分後的粉體粒徑為I 200μπι，優選I 180 μ m,更優選I 170 μ m,粉體粒徑是指粉體的等效粒徑D500本發明採用的汽車鋁輪轂專用底粉塗料的塗裝方法是用高壓靜電噴槍，塗裝於表面經過處理的汽車鋁輪轂底材材上，厚度一般為60 120 μ m,優選10(Γ120 μ m,固化溫度180°C，固化時間為10 25分鐘，採用固化爐進行固化，得到成品汽車鋁輪轂底粉粉末塗料。根據本發明，粉末塗料塗覆的金屬，是鋁及其合金的鑄造件。並且最好是清潔的經過預處理過的，例如用磷酸鋅或磷酸鐵進行過預處理。基材為鋁輪或汽車內部裝潢件。本發明與現有技術相比具有以下優點(I)本發明在聚酯樹脂和環氧樹脂的基礎上，添加了表面活性劑，增強了粉末塗料顆粒的粘帖性能，可以在鋁及其合金的鍛造輪轂件上形成高粘貼性能的粉末塗層，可以使平衡塊牢固地粘貼在輪轂，不易脫落。(2)表面活性劑還改善了粉末塗料塗膜體系的透氣性能，但是不改變塗膜的表面 張力，提高了粉末塗料的流平性，使塗層具有高透氣性以及平整的塗層外觀。
具體實施例方式除非另外說明，所有的工藝和所有的實施例都在標準溫度和氣壓下進行。本文所列的範圍都包括端值且可以相互組合。在本文中，術語「粉末塗料」表示粉末塗料組合物，術語「粉末塗層」表示由粉末塗料組合物形成的塗層。下面列舉一些具體實例對本發明進行說明，有必要在此指出的是以下具體實施例只用於對本發明作進一步說明，不代表對本發明保護範圍的限制。其他人根據本發明做出的一些非本質的調整和修改仍屬於本發明的保護範圍。實施例I本實施例採用樹脂採用酸值為30 35mgK0H/g的飽和羧基聚酯樹脂，其製備方法如下I)在反應釜中，加入13Kg新戊二醇、O. 5kg三羥甲基丙烷、Ikg 1，4_環己烷二甲醇和3kg水，加熱至熔化；2)依次加入27kg對苯二甲酸、10. 5kg間苯二甲酸、O. 6kg己二酸和O. Ikg 二丁基
氧化錫，通入氮氣繼續升溫至130°C ；3)溫度由130°C加熱到250°C，至酸值達到13mgK0H/g，第一次抽真空進行縮聚反應，酸值達4mgK0H/g、軟化點100°C和200°C熔體粘度3000mpa. s時，加入酸解劑間苯二甲酸O. 05kg,進行酸解反應，酸值達到40mgK0H/g時，第二次抽真空進行酸解反應，至反應產物的酸值為30 35mgK0H/g，羥值小於15mgK0H/g時停止反應，得到飽和羧基聚酯樹脂。該飽和羧基聚酯樹脂的酸值在30 35mgK0H/g，軟化點為101°C，玻璃化溫度在62°C。適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，其組分及重量份配比為酸值為30 35KOH/kg的飽和羧基聚酯樹脂 25份
環氧當量為600 750g/ep環氧樹脂40份
多元酸鹽與環脒消光固化劑5份
鈦白粉IOfov
硫酸鋇15份
流平劑O 8份
安息香0.5份 氨基改性酚脲化合物I份
顏料2.7份製備方法(I)按比例稱取酸值為30 35K0H/kg的飽和羧基聚酯樹脂、環氧當量為600 750g/ep環氧樹脂、環脒與多元酸消光固化劑、鈦白粉、硫酸鋇、流平劑、安息香、氨基改性酚脲化合物和顏料置於混料缸，充分混合併破碎I 10分鐘；(2)預混合後的物料進入雙螺杆擠出機擠出；擠出機加熱溫度控制在80 120。。；(3)擠出後的物料經壓片、冷卻、粉碎機粉碎成粒徑(等效粒徑D50)為30 45μ m的粉體,然後篩分後包裝。由上述實施例得到的產品塗裝固化後的塗膜性能如下
權利要求
1.一種適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，其特徵在於，主要由聚酯樹脂、環氧樹脂和表面活性劑組成。
2.根據權利要求I所述的適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，其特徵在於，由以下重量份組分製備而成 聚酯樹脂20 50份 環氧樹脂30 80份表面活性劑 0.5 2份 消光固化劑O 8份 助劑O 10份 填料O 60份 顏料O 3份。
3.根據權利要求2所述的適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，其特徵在於，所述的表面活性劑為氨基改性酚脲化合物、氨基改性酚醛化合物和氨基改性醛脲化合物中的一種。
4.根據權利要求2所述的適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，其特徵在於，所述的聚酯樹脂和環氧樹脂之間的配比為30:70 50:60。
5.根據權利要求2所述的適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，其特徵在於，當所述粉末塗料中含有消光固化劑時，所述聚酯樹脂、環氧樹脂和消光固化劑之間的重量配比優選為30 : 70 : 8 50 : 60 : I。
6.根據權利要求2所述的適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，其特徵在於，所述聚酯樹脂為飽和羧基聚酯樹脂，其酸值30 60 mgKOH/g，玻璃化轉變溫度Tg55 75°C，軟化點90 120°C，其由以下重量份的單體組分熔融聚合製備而成 芳香多元酸36 44 脂肪多元酸0.4 2.0多元醇12 22支化劑0.5 1.5 二丁基氧化錫O I 水3 5 酸解劑O I。
7.根據權利要求2所述的適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，其特徵在於，所述消光固化劑為環脒和多元酸鹽消光固化劑中的一種或兩種的混合物；所述助劑為流平齊U、安息香、透氣劑、增光劑、增電劑和促進劑中的一種或幾種的混合物；所述填料為鈦白粉、碳酸鈣、硫酸鋇、雲母粉、矽微粉和超細鋁粉中的一種或幾種的混合物。
8.一種根據權利要求2-7任一項所述的適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟 (1)在反應釜中，加入多元醇、支化劑和水，加熱至熔化； (2)依次加入對芳香多元酸、脂肪多元酸和二丁基氧化錫，通入氮氣繼續升溫至130。。； (3)溫度由130°C加熱到250°C，至酸值達到14 16mgK0H/g，第一次抽真空進行縮聚反應，酸值達4 6mgK0H/g、軟化點100 105°C和200°C熔體粘度3000 3500mpa. s時，加入酸解劑進行酸解反應，酸值達到40 45mgK0H/g時，第二次抽真空繼續進行酸解反應，至反應產物的酸值為30 60mgK0H/g，羥值小於15mgK0H/g時停止反應，得到飽和羧基聚酯樹脂； (4)按比例稱取飽和羧基聚酯樹脂、環氧樹脂和多元酸鹽、環脒消光固化劑組合物、助齊IJ、表面活性劑，填料和顏料，置於混料缸，充分混合併破碎，得到混合預混物料； (5)混合預混物料送入雙螺杆擠出機中擠出； (6)擠出後的物料經壓片機壓片、冷卻、粉碎、篩分後包裝即可。
全文摘要
本發明公開了一種適合於平衡塊黏結的汽車鋁輪轂粉末塗料，主要由聚酯樹脂、環氧樹脂和表面活性劑組成。該塗料在大熱容量汽車鋁輪轂上形成的塗層具有良好的透氣效果，並且具有優異的平衡塊粘貼性能，能有效解決平衡塊易脫落的問題。本發明還公開了上述粉末塗料的製備方法。
文檔編號C09D5/03GK102898924SQ201210372108
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者高慶福, 李光, 王景宏, 程裡, 程雷 申請人:廣州擎天實業有限公司, 中國電器科學研究院有限公司