粉末涂料及具有所述粉末涂料的成型制品技术领域
本发明涉及一种涂料，尤指一种用于模内喷涂的粉末涂料以及涂布有所述粉末涂
料的成型制品。
背景技术
为了改善用于电子、电器、航空、汽车、建筑等工业领域中塑料成型品表面的耐损
伤性，提高耐气候性，改变成型品外观色彩，延长产品寿命等目的，一般会通过在成型工件
表面喷涂涂料涂层来增加成型工件表面的耐损伤性或以此调整成型工件的色彩。然而，传
统工艺是先进行工件合模成型后再于成型工件上喷涂涂料，往往需要使用液体的涂料进行
涂布，因而会使用到挥发性有机化合物(VOC)作为溶剂导致对环境的污染，且因为VOC的挥
发，会使漆膜容易形成鼓泡，使涂层表面产生缺陷，因而需要在涂布之后对表面细部进行修
补，不仅过程复杂且耗费人力。
在此种情况下，模内涂布成型的方法受到关注，模内涂布成型方法是将涂料先涂
布于模内形成涂模，再将要成型的工件材料放入模内成型。此类涂料是无溶剂的，所以可以
避免VOC的挥发造成对环境的污染，且其是在工件成型前涂布于模内，相比于工件成型后涂
布，可使涂膜与工件的结合较好并省去工件成型后涂布涂料的步骤以及涂布后对工件进行
表面修复的工作。
针对用于模内涂布的涂料，因为需要在模内形成涂膜，不仅要求要没有溶剂且还
需要其能够在短时间内固化，无法直接将传统工件成型后所使用的涂料拿来进行模内涂
布，需要开发符合模内涂布成型可使用的粉末涂料。
发明内容
本发明的目的提供一种可用于模内涂布成型工艺使用的粉末涂料。发明人综合考
虑了固化时间、温度、压力以及在模内底材的剪应力等因素，对粉末涂料的组成成分进行研
究，最后得到能够与底材充分融合获得具有良好性能成型制品的粉末涂料。
具体而言，本发明提供一种用于模内涂布成型工艺的粉末涂料，以涂料总重量计，
其含有(A)45％～52％的不饱和聚酯树酯；(B)3％～5％的固化剂；(C)2％～3％的颜料；(D)
34％～40％的填料。
优选的，所述不饱和聚酯树脂是选自邻苯二甲酸型聚酯树脂、间苯二甲酸型聚酯
树脂、双酚A型聚酯树脂、乙烯基酯聚酯树脂和卤代不饱和聚酯树脂的至少一种。所述固化
剂为含有氨基、酰氨基、(甲基)丙烯酸酯基团和/或羟基、乙烯基醚的固化剂。所述颜料为炭
黑、钛白粉或是铁红的至少其中一种。
优选的，本发明得粉末涂料还可进一步含有光稳定剂、流平剂、脱气剂、脱模剂的
至少一者。具体的，具有以涂料总重量计，0.01％～0.02％的光稳定剂，0.2％～0.8％的脱
模剂，0.8％～1.2％的脱气剂。
本发明也关于一种含有本发明粉末涂料所形成涂层的成型制品。所述成型制品可
由如下步骤制造：a.在一模具内喷涂本发明的粉末涂料，b.将所述模具的表面温度控制在
120～160℃进行加热流平持续8-15秒；c.将一底材放入所述模具内合模，合模速度不大于2
米/分钟，固化时间为3～5min，使粉末涂料与底材交联。
优选的，所述成型制品具有厚度约100～200μm的粉末涂料涂层。优选的，底材为玻
璃钢。
本发明可以达到的增益效果是：
(1)本发明的粉末涂料制作简单，且能够与底材，特别是玻璃纤维增强塑料完美结
合，相比于现有技术降低了成本；
(2)本发明获得的成型制品应用领域广、生产效率高且节能环保；
(3)运用本发明的粉末涂料能够与底材更好的融合附着，得到的涂层光泽明亮稳
定，附着力好，不会出现毛细孔、斑点等瑕疵，提高了成型制品的表面品质；
(4)运用本发明的粉末涂料得到的成型制品，室外耐久性良好。
具体实施方式
本发明应用于模内涂布成型的粉末涂料是以不饱和聚酯树脂为基料，加入特殊原
材料来控制固化时间以及固化温度，通过合理有效应用模具的温度固化获得所要的成型制
品。具体而言，本发明所提供用于模内喷涂的粉末涂料包含，以组合物总重量计，45％～
52％的不饱和聚酯树酯，3％～5％的固化剂、2％～3％的颜料、34％～40％的填料。
所述不饱和聚酯树脂可以是常用的成型材料，例如邻苯二甲酸型、间苯二甲酸型
(简称间苯型)、双酚A型和乙烯基酯、卤代不饱和聚酯树脂等。优选的是，使用Panolam
Industries Int'l-Specialty Resins Div.生产的P-202HV Poly-UNAT不饱和聚酯树脂。
在本发明的粉末涂料中，以总重量计，不饱和聚酯树脂在粉末涂料中的含量为45％～52％，
优选的是50％～52％，更优选的是51％～51.9％。
使用的固化剂可以是所属技术领域中常用的固化剂，例如聚酯和(甲基)丙烯酸类
树脂的常规固化剂，其实例有脂环族、脂族或芳族多异氰酸酯；含有氨基、酰氨基、(甲基)丙
烯酸酯基团和/或羟基、以及乙烯基醚的固化剂，实例有半结晶乙烯基醚氨基树脂，双(β-羟
烷基酰胺)固化剂，四(2-羟乙基)己二酰胺。优选的是半结晶乙烯基醚氨基树脂，例如，帝士
曼公司生产的型号为Uracross P3307的固化剂。在本发明的粉末涂料中，以总重量计，固化
剂的含量为3％～5％，优选的是3.8％～5％，更优选的是4.3％～5％。
使用的颜料可以是所属技术领域中常用者，例如无机颜料、有机颜料、酞菁颜料
等，具体而言，可以是炭黑，钛白粉或是铁红以及其他强化耐候性能的颜料。在本发明的粉
末涂料中，以总重量计，颜料的含量为2％～3％，优选的是2.3％～2.8％，更优选的是
2.35％～2.75％。
使用的填料可以是所属技术领域中常用者，例如沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、重质碳
酸钙、高岭土、滑石粉、膨润土、沉淀二氧化硅、硅微粉、云母粉等。在本发明的粉末涂料中，
以总重量计，填料的含量为34％～40％，优选的是35％～40％，更优选的是36％～39％。
此外，为了满足与用途对应的特性，本发明的粉末涂料中还可进一步含有其他助
剂，例如光稳定剂、流平剂、脱气剂、脱模剂等。例如，本发明的粉末涂料中可进一步包含光
稳定剂、流平剂、脱气剂、脱模剂的其中一或多者。
为了加强涂料在固化后的耐紫外线性能，可以在本发明的粉末涂料中加入适量的
光稳定剂，所使用的光稳定剂可以是所属技术领域中常用者，例如4-溴代苯乙烯,对叔丁基
邻苯二酚(TBC)等。在本发明的粉末涂料中，光稳定剂的含量以总重量计，为0.01％～
0.02％，优选的是0.012％～0.019％，更优选的是0.014％～0.016％。
为了获得在固化后较好的脱模性能，可以在本发明的粉末涂料中加入适量的脱模
剂，所使用的脱模剂可以是所属技术领域中常用者，例如硬脂酸锌Zinc Stearate ACF等。
在本发明的粉末涂料中，以总重量计，脱模剂的含量为0.2％～0.8％，优选的是0.3％～
0.7％，更优选的是0.45％～0.55％。
为了调整整个涂层固化的速度以配合模压机合模时间以及实际生产产能需求，还
可以添加少量的过氧化物，例如，商品型号为大日本油墨生产的Perhexa25Z，含量以总重量
计，可为1％～3％，优选为1.2％～1.5％。
为了消除熔融粉末涂料中的气泡，还可以在本发明的粉末涂料中加入脱气剂，例
如安息香，以此消除在涂膜在固化过程中产生的针孔，缩孔，和气泡等问题。脱气剂含量以
总重量计，可为0.8％～1.2％，优选为1％。
因为涂料的主要功能是装饰和防护，如果出现流动和流平缺陷，不仅影响外观，同
时也有损防护功能。如形成缩孔造成漆膜厚度不够、形成针孔会导致漆膜的不连续性，这些
都会降低漆膜的防护性。因此，在本发明的粉末涂料中还可以加入流平剂对涂料在施工和
成膜过程中发生一些变化及涂料性质进行调整，帮助涂料获得一个良好的流平。
本发明的粉末涂料可以通过如下方法制备：首先按照配方称取原料，然后将原料
进行混合，经过挤出、压片、冷却后得到初成型的粉末涂料的块体，随后将该块体进行粉碎、
磨粉成为粉末状，再通过过筛分级得到粉末涂料，经检测合格即可包装成品。
获得的本发明粉末涂料可通过模内喷涂的方式，在底材未成型前先涂布在模具
内，再将要成型的底材放入模具中，通过加热使底材在成型的同时与涂料进行交联反应充
分结合，最终获得带有本发明粉末涂料涂膜的成型制品。具体而言，可通过如下的工艺以模
内喷涂方式制作所要的成型制品：
1.以较慢的开模速度开模，优选的速率不大于2米/分钟；
2.使用喷枪向模具内喷涂本发明的粉末涂料；
3.完成喷涂后，在模具表面温度控制在120～160℃，优选为140～150℃的条件下
进行加热流平持续8-15秒，优选为10秒的时间；
4.将切割并称重好的底材放入模具内合模，合模速度不大于2米/分钟，固化时间
为3～5min，使涂料与底材充分交联形成成型制品；
5.开模取出成型品进行检测，检测合格者即可入库。
本发明的粉末涂料可用于各种塑料底材的表面涂装，特别适合用于玻璃纤维增强
塑料，即玻璃钢。例如底材可以是的片状模塑料(sheet molding compound)，团状模塑料
(bulk molding compound)。通过本发明粉末涂料与玻璃钢底材结合所获得的成型制品表
面颜色牢固持久且涂布表面效果均匀一致。
通过上述工艺获得的成型制品可具有厚度约为100～200μm的本发明粉末涂料涂
层，优选为120～150μm的厚度。
通过使用本发明的粉末涂料结合模内喷涂的技术，可使得本发明的粉末涂料在涂
布固化工艺过程中的固化温度由模压机模具本身的温度提供，无需外置加热设备，简化了
工艺流程，提高了能源的有效利用率。除此之外，获得的成型制品具有比使用现有技术获得
的成型制品有较好的涂层附著力，并且成型制品表面可有与模具表面高度吻合的涂层表
面。
以下为本发明粉末涂料以及成型制品的制备和所获得成型制品与以现有技术获
得的成型制品性能相比较的实施例。通过下列实施例可以说明以本发明获得的粉末涂料通
过模内喷涂制得的成型制品与现有技术获得的成型制品相比，有较好的性能。
实施例
A.本发明粉末涂料的制备
选取如下成分与比例的原料进行混合：
经过挤出、压片、冷却后得到初成型的粉末涂料的块体，随后将该块体进行粉碎、
磨粉成为粉末状，再通过过筛分级得到本发明的粉末涂料。
B.带有本发明粉末涂料成型品的制作
1.以较慢的开模速度开模，速率不大于2米/分钟。
2.使用瑞士金马喷枪向模具内喷涂本发明的粉末涂料，喷枪型号为OptiFlex F。
喷涂参数优化后为喷枪电压65kv，气量为1kpa，粉量0.5kg/min，按照Z字形速度在1.5米/分
钟的行走模式均匀喷涂模具表面。
3.完成喷涂后，在模具表面温度控制在140～150℃的条件下进行加热流平持续10
秒，
4.将切割并称重好的玻璃钢底材放入模具内合模，合模速度不大于2米/分钟固化
3～5min，使涂料与底材充分交联形成成型制品，
5.开模取出成型品进行检测，检测合格者即可入库。
C.实施例B获得的成型品与涂有其他涂料的成型品性能比较
将实施例B取得的本发明成型制品与涂布有一般液体漆和汽车修补漆的成型后再
喷涂制品进行性能比对测试，此处使用的一般液体漆为大宝油漆产品丙烯酸氨基烤漆，漆
车修补漆为阿克苏诺贝尔汽车修补漆(新劲系列)，所得的测试结果如下：
漆膜硬度试验
根据ASTM D 3363标准对三种产品进行铅笔硬度测试，并获得结果如表1所示。由
测试结果可知，使用了本模内喷涂的成型品硬度远高于传统成型后再喷涂的产品。
表1.铅笔硬度--ASTM D 3363
本发明成型制品
比较例1
比较例2
|
结果
4H
2H
2H
注：比较例1为成型后再喷涂大宝油漆产品丙烯酸氨基烤漆的成型制品
比较例2为成型后再喷涂阿克苏诺贝尔汽车修补漆的成型制品
泰伯耐磨耗试验
根据ASTM D 4060标准对上述三种产品进行耐磨耗测试，获得结果如表2所示。由
测试结果可知，使用了本模内喷涂产品的成型品在负重1000g，进行1000转后漆膜磨耗程度
远低于传统成型后再喷涂的产品。
表2.泰伯耐磨耗测试(Taber Abrasion)--ASTM D 4060(1000g重量/CS-10砂轮–
1000转)
样品
初始
在1000转後
重量损失
本发明成型制品
80.7658g
80.6930g
72.8mg
比较例1
77.1279g
77.0201g
107.8mg
比较例2
80.6590g
80.5307g
129.7mg
注：比较例1为成型后再喷涂大宝油漆产品丙烯酸氨基烤漆的成型制品
比较例2为成型后再喷涂阿克苏诺贝尔汽车修补漆的成型制品
百格附着力试验
根据ASTM D 3359标准对上述三种产品进行百格附着力测试，获得结果如表3所
示。由测试结果可知，归因于树脂与漆膜进行了高密度的交链反应，使用了本模内喷涂产品
的成型品在附着力远高于传统成型后再喷涂的产品。
表3百格附着力--ASTM D 3359(等级5B-0B)
本发明成型制品
比较例1
比较例2
|
结果
5B
2B
3B
注：比较例1为成型后再喷涂大宝油漆产品丙烯酸氨基烤漆的成型制品
比较例2为成型后再喷涂阿克苏诺贝尔汽车修补漆的成型制品
抗化学药剂试验
根据ASTM D 1308标准对上述三种产品进行抗化学药剂测试，获得结果如表4所
示。由测试结果可知，除了抗碱性能稍差外，抗酸以及酒精及汽油后的色差变化均小于传统
成型后再喷涂的产品。
表4.抗化学药剂测试--ASTM D 1308
注：比较例1为成型后再喷涂大宝油漆产品丙烯酸氨基烤漆的成型制品
比较例2为成型后再喷涂阿克苏诺贝尔汽车修补漆的成型制品
由上述的测试结果可知，以本发明所提供的粉末涂料使用模内喷涂方式涂布获得
的成型制品相较于现有技术所使用成型后喷漆的制品具有优异的附着力，更好的硬度，更
低的磨耗，以及较好的抗化学药剂性能。因此，通过使用本发明的粉末涂料进行模内喷涂所
获得的成型制品可以将传统玻璃钢行业推向有更高要求的市场，例如：汽车，高铁，高端的
民用品。
以上所述仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽
然本发明已以优选实施例披露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在
不脱离本发明技术方案的范围内，应当可以利用上述揭示的技术内容作出些许改变或修饰
为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质
对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。