一种高性能热固性聚酯型粉末涂料技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高性能热固性聚酯型粉末涂料。
背景技术
粉末涂料是一种不含溶剂，并以粉末形态进行施工涂装后形成涂膜的新型
涂料。与传统的溶剂型涂料相比，粉末涂料在固化时有机溶剂挥发物(VOC)的排
放几乎为零，避免了对环境的污染；同时，粉末涂料具有利用率高，涂覆性能
良好和便于实现自动化涂装等优势，近年来获得了较快的发展。
根据粉末涂料成膜物质的性质可将粉末涂料分为热塑性粉末涂料和热固性
粉末涂料，其中聚酯粉末涂料是近年来发展起来的一种性能优异的热固性粉末
涂料，具有耐候性和耐热性优异、原材料来源丰富、涂装性能好、价格便宜等
优势，已被广泛应用于隔离墩、高速公路护栏、户外变压器、汽车、交通标志
等方面，是一种重要的用于户外的耐候性粉末涂料。但其用于户外环境时，常
受到雨水、湿度等气候因素的影响，导致涂膜的力学性能下降，出现裂纹和脆
化，同时水易扩散进入聚酯粉末涂料的涂膜中使聚酯树脂的酯基发生水解，从
而缩短涂膜的使用寿命。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高性能热固性聚酯型粉
末涂料，其耐水性、耐油性和耐热性好，耐候性、耐酸碱腐蚀性和耐污性能优
异，用做户外涂装，综合性能好，使用寿命长。
本发明提出的一种高性能热固性聚酯型粉末涂料，其原料按重量份包括以
下组分：纯聚酯树脂40-55份、含氟聚酯树脂3-8份、环氧树脂5-15份、端羧
基丁腈橡胶5-15份、N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)己二酰胺1-5份、四甲氧
甲基甘脲2-10份、异氰尿酸三缩水甘油酯1-5份、氨基树脂1-5份、2-苯基咪
唑啉1-5份、2-甲基咪唑3-10份、壳聚糖1-8份、木质素磺酸钠1-5份、淀粉
2-5份、聚乙烯2-5份、聚乙烯醇缩丁醛3-10份、纳米二氧化钛5-15份、氧化
铝2-10份、硼酸锌1-5份、云母氧化铁2-10份、蒙脱土1-5份、纳米银2-10
份、活性炭粉1-5份、氧化镧2-6份、助剂1-5份。
优选地，其原料中，纯聚酯树脂、含氟聚酯树脂、环氧树脂、端羧基丁腈
橡胶的重量比为45-53：5-8：6-12：7-13。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：纯聚酯树脂48-52份、含氟聚酯
树脂7-8份、环氧树脂8-10份、端羧基丁腈橡胶10-12份、N，N，N′，N′-
四(2-羟乙基)己二酰胺3-5份、四甲氧甲基甘脲6-8份、异氰尿酸三缩水甘油
酯2.5-4份、氨基树脂3-4.5份、2-苯基咪唑啉3-4.5份、2-甲基咪唑6-9份、
壳聚糖5-7份、木质素磺酸钠3-4份、淀粉3-4.5份、聚乙烯3-4份、聚乙烯
醇缩丁醛7-9份、纳米二氧化钛8-12份、氧化铝6-8份、硼酸锌3-4份、云母
氧化铁6-7份、蒙脱土2-3份、纳米银6-9份、活性炭粉2-3.8份、氧化镧4-6
份、助剂2-3.5份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：纯聚酯树脂50份、含氟聚酯树脂
7.6份、环氧树脂9份、端羧基丁腈橡胶11份、N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)
己二酰胺4份、四甲氧甲基甘脲7份、异氰尿酸三缩水甘油酯3份、氨基树脂
3.6份、2-苯基咪唑啉4份、2-甲基咪唑7份、壳聚糖6.5份、木质素磺酸钠
3.8份、淀粉4份、聚乙烯3.5份、聚乙烯醇缩丁醛8.2份、纳米二氧化钛10
份、氧化铝7份、硼酸锌3.8份、云母氧化铁6.5份、蒙脱土2.6份、纳米银7
份、活性炭粉3.2份、氧化镧5.3份、助剂3份。
优选地，所述纯聚酯树脂为端羧基聚酯树脂与端羟基聚酯树脂中的一种或
者两种的组合。
优选地，所述端羧基聚酯树脂的酸值为400-550mgKOH/g，分子量为
3000-5000，玻璃化温度为60-65℃；所述端羟基聚酯树脂的分子量为4000-5500，
玻璃化温度为60-65℃。
优选地，所述环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂、四酚基乙烷环氧树脂、双
酚S型环氧树脂按重量比为1-3:3-8:1-3的组合。
优选地，所述含氟聚酯树脂按照以下工艺进行制备：将环氧氯丙烷和氢氧
化钠加入反应装置中，然后加入六氟异丙醇和二甲基硅二醇，升温至55-60℃，
反应4-6h，反应结束后经过滤、减压蒸馏得到缩水甘油醚；将环己烷基二甲醇、
均苯四甲酸酐、单丁基氧化锡、环氧氯丙烷和缩水甘油醚加入二甲基甲酰胺中
混合均匀，然后在氮气的保护下升温至105-130℃，反应2-4h，反应结束后加
入丙酮，然后加入乙醇和水的混合溶剂，搅拌后静置，经过滤、洗涤、干燥得
到所述含氟聚酯树脂；在含氟聚酯树脂的制备过程中，在体系中引入了六氟异
丙醇和二甲基硅二醇，提高了涂料耐水性和耐热性，另外，选择了环己烷基二
甲醇和均苯四甲酸酐作为反应的原料，得到的含氟聚酯树脂疏水性好，改善了
涂层的耐水性和耐候性。
优选地，所述含氟聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将25-35份
环氧氯丙烷和2-3份氢氧化钠加入反应装置中，然后加入5-15份六氟异丙醇和
5-15份二甲基硅二醇，升温至55-60℃，反应4-6h，反应结束后经过滤、减压
蒸馏得到缩水甘油醚；按重量份将1-3份环己烷基二甲醇、8-15份均苯四甲酸
酐、1-2份单丁基氧化锡、30-45份环氧氯丙烷和25-50份缩水甘油醚加入8-15
份二甲基甲酰胺中混合均匀，然后在氮气的保护下升温至105-130℃，反应2-4h，
反应结束后加入10-25份丙酮，然后加入50-100份乙醇和水的混合溶剂，其中
乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积之比为1:3-5，搅拌后静置，经过滤、
洗涤、干燥得到所述含氟聚酯树脂。
优选地，所述含氟聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将32份环氧
氯丙烷和2.5份氢氧化钠加入反应装置中，然后加入12份六氟异丙醇和10份
二甲基硅二醇，升温至58℃，反应4.6h，反应结束后经过滤、减压蒸馏得到缩
水甘油醚；按重量份将2份环己烷基二甲醇、10份均苯四甲酸酐、1.5份单丁
基氧化锡、38份环氧氯丙烷和40份缩水甘油醚加入12份二甲基甲酰胺中混合
均匀，然后在氮气的保护下升温至125℃，反应3.5h，反应结束后加入20份丙
酮，然后加入80份乙醇和水的混合溶剂，其中乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和
水的体积之比为1:4，搅拌后静置，经过滤、洗涤、干燥得到所述含氟聚酯树脂。
本发明所述高性能热固性聚酯型粉末涂料可以按照常规的粉末涂料制备工
艺，按配比将各原料混合后经双螺杆挤出机混炼挤出、粉碎、过筛后得到。
本发明中，以纯聚酯树脂为主要的成膜物质，并添加了含氟聚酯树脂、环
氧树脂、端羧基丁腈橡胶与纯聚酯树脂配合，改善了粉末涂料的耐水性、耐热
性和与基材的附着力，其中，加入的含氟聚酯树脂将氟引入体系中，氟的原子
半径小，C-F键的极化率小，分子内部结构致密，显示出了低表面张力，再加上
含氟聚酯树脂的表面能低，会在表面富集，使涂层疏水疏油，改善了涂膜的耐
水性、耐污性和耐酸碱性；环氧树脂加入到体系中，一方面改善了涂膜的耐腐
蚀性，另一方面防止了因氟的加入引起的附着力降低的缺陷；端羧基丁腈橡胶
加入体系中，改善了各原料的相容性，同时提高了涂层的耐热性和耐油性，进
一步改善了涂层的耐候性；N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)己二酰胺、四甲氧甲
基甘脲、异氰尿酸三缩水甘油酯和氨基树脂配合作为固化剂，并添加了2-苯基
咪唑啉和2-甲基咪唑，在不降低涂层耐热性的同时降低了固化温度，缩短了固
化时间；纳米二氧化钛、氧化铝、硼酸锌、云母氧化铁、蒙脱土、纳米银、活
性炭粉、氧化镧加入体系中，在体系中分散均匀，性能配合后改善了涂料的硬
度、耐热性、抗污性和耐老化性，与壳聚糖、木质素磺酸钠、淀粉配合，进一
步提高了涂层的抗菌耐污性，改善了涂层的耐候性。
具体实施方式
在具体实施例中，本发明提出的一种高性能热固性聚酯型粉末涂料，其原
料中，纯聚酯树脂的重量份可以为40、42、43、45、46、48、49、49.3、51、
52、53、54.6、55份；含氟聚酯树脂的重量份可以为3、4、4.3、5、5.3、6、
6.3、7、7.4、8份；环氧树脂的重量份可以为5、6、7、8、8.6、9、9.3、10、
10.3、11、11.3、12、12.6、13、13.4、14、14.6、15份；端羧基丁腈橡胶的
重量份可以为5、6、7、8、8.5、9、9.3、10、10.2、11、11.3、12、12.6、13、
13.4、14、14.6、15份；N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)己二酰胺的重量份可以
为1、1.2、1.8、2、2.3、2.7、3、3.4、4、4.6、5份；四甲氧甲基甘脲的重
量份可以为2、3、4、5、5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.6、9、9.4、10份；异
氰尿酸三缩水甘油酯的重量份可以为1、1.2、1.8、3、3.4、3.8、4、4.5、4.8、
5份；氨基树脂的重量份可以为1、1.2、1.8、2、2.3、2.7、3、3.4、4、4.6、
5份；2-苯基咪唑啉的重量份可以为1、1.2、1.58、1.6、2、2.3、2.7、3、3.4、
3.8、4、4.2、4.8、5份；2-甲基咪唑的重量份可以为3、4、5、5.3、6、6.3、
7、7.5、8、8.6、9、9.3、10份；壳聚糖的重量份可以为1、1.2、1.8、2、2.3、
2.8、3、3.4、4、4.6、5、5.3、6、6.3、7、7.4、8份；木质素磺酸钠的重量
份可以为1、1.2、1.8、2、2.3、2.6、3、3.4、3.8、4、4.6、5份；淀粉的重
量份可以为2、2.3、2.8、3、3.4、3.8、4、4.2、4.75、5份；聚乙烯的重量
份可以为2、2.3、2.8、3、3.4、4、4.2、4.8、5份；聚乙烯醇缩丁醛的重量
份可以为3、4、5、5.3、6、6.3、7、7.5、8、8.6、9、9.3、10份；纳米二氧
化钛的重量份可以为5、6、7、7.5、8、8.6、9、9.3、10、10.6、11、11.3、
12、12.6、13、13.4、14、14.6、15份；氧化铝的重量份可以为2、3、4、4.6、
5、5.3、6、6.3、7、7.4、8、8.6、9、9.4、10份；硼酸锌的重量份可以为1、
1.2、1.8、2、2.3、3、3.4、4、4.6、5份；云母氧化铁的重量份可以为2、3、
4、4.5、5、5.6、6、6.3、7、7.8、8、8.6、9、9.4、10份；蒙脱土的重量份
可以为1、1.2、1.6、2、2.3、3、3.4、4、4.6、5份；纳米银的重量份可以为
2、3、4、4.5、5、5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.6、9、9.4、10份；活性炭粉
的重量份可以为1、1.2、1.8、2、2.3、2.6、3、3.4、4、4.6、5份；氧化镧
的重量份可以为2、2.3、2.8、3、3.4、4、4.6、6份；助剂的重量份可以为1、
1.2、1.8、2、2.6、3、3.4、4、4.6、5份。
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高性能热固性聚酯型粉末涂料，其原料按重量份包括以
下组分：端羧基聚酯树脂50份、含氟聚酯树脂7.6份、环氧树脂9份、端羧基
丁腈橡胶11份、N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)己二酰胺4份、四甲氧甲基甘
脲7份、异氰尿酸三缩水甘油酯3份、氨基树脂3.6份、2-苯基咪唑啉4份、
2-甲基咪唑7份、壳聚糖6.5份、木质素磺酸钠3.8份、淀粉4份、聚乙烯3.5
份、聚乙烯醇缩丁醛8.2份、纳米二氧化钛10份、氧化铝7份、硼酸锌3.8份、
云母氧化铁6.5份、蒙脱土2.6份、纳米银7份、活性炭粉3.2份、氧化镧5.3
份、助剂3份；
其中，所述端羧基聚酯树脂的酸值为480mgKOH/g，分子量为4300，玻璃化
温度为61℃；所述环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂、四酚基乙烷环氧树脂、双
酚S型环氧树脂按重量比为1:3:3的组合；
所述含氟聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将32份环氧氯丙烷和
2.5份氢氧化钠加入反应装置中，然后加入12份六氟异丙醇和10份二甲基硅二
醇，升温至58℃，反应4.6h，反应结束后经过滤、减压蒸馏得到缩水甘油醚；
按重量份将2份环己烷基二甲醇、10份均苯四甲酸酐、1.5份单丁基氧化锡、
38份环氧氯丙烷和40份缩水甘油醚加入12份二甲基甲酰胺中混合均匀，然后
在氮气的保护下升温至125℃，反应3.5h，反应结束后加入20份丙酮，然后加
入80份乙醇和水的混合溶剂，其中乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积之
比为1:4，搅拌后静置，经过滤、洗涤、干燥得到所述含氟聚酯树脂。
实施例2
本发明提出的一种高性能热固性聚酯型粉末涂料，其原料按重量份包括以
下组分：端羟基聚酯树脂52份、含氟聚酯树脂7份、环氧树脂10份、端羧基
丁腈橡胶10份、N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)己二酰胺5份、四甲氧甲基甘
脲6份、异氰尿酸三缩水甘油酯4份、氨基树脂3份、2-苯基咪唑啉4.5份、
2-甲基咪唑6份、壳聚糖7份、木质素磺酸钠3份、淀粉4.5份、聚乙烯3份、
聚乙烯醇缩丁醛9份、纳米二氧化钛8份、氧化铝8份、硼酸锌3份、云母氧
化铁7份、蒙脱土2份、纳米银9份、活性炭粉2份、氧化镧6份、助剂2份；
其中，所述端羟基聚酯树脂的分子量为5000，玻璃化温度为62℃；所述环
氧树脂为氢化双酚A环氧树脂、四酚基乙烷环氧树脂、双酚S型环氧树脂按重
量比为3:8:1的组合；
所述含氟聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将25份环氧氯丙烷和
3份氢氧化钠加入反应装置中，然后加入5份六氟异丙醇和15份二甲基硅二醇，
升温至55℃，反应6h，反应结束后经过滤、减压蒸馏得到缩水甘油醚；按重量
份将1份环己烷基二甲醇、15份均苯四甲酸酐、1份单丁基氧化锡、45份环氧
氯丙烷和25份缩水甘油醚加入15份二甲基甲酰胺中混合均匀，然后在氮气的
保护下升温至105℃，反应4h，反应结束后加入10份丙酮，然后加入100份乙
醇和水的混合溶剂，其中乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积之比为1:3，
搅拌后静置，经过滤、洗涤、干燥得到所述含氟聚酯树脂。
实施例3
本发明提出的一种高性能热固性聚酯型粉末涂料，其原料按重量份包括以
下组分：端羧基聚酯树脂25份、端羟基聚酯树脂23份、含氟聚酯树脂8份、
环氧树脂8份、端羧基丁腈橡胶12份、N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)己二酰
胺3份、四甲氧甲基甘脲8份、异氰尿酸三缩水甘油酯2.5份、氨基树脂4.5
份、2-苯基咪唑啉3份、2-甲基咪唑9份、壳聚糖5份、木质素磺酸钠4份、
淀粉3份、聚乙烯4份、聚乙烯醇缩丁醛7份、纳米二氧化钛12份、氧化铝6
份、硼酸锌4份、云母氧化铁6份、蒙脱土3份、纳米银6份、活性炭粉3.8
份、氧化镧4份、助剂3.5份；
其中，所述端羧基聚酯树脂的酸值为520mgKOH/g，分子量为3800，玻璃化
温度为62℃；所述端羟基聚酯树脂的分子量为4500，玻璃化温度为63℃；所述
环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂、四酚基乙烷环氧树脂、双酚S型环氧树脂按
重量比为1:8:3的组合；
所述含氟聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将35份环氧氯丙烷和
2份氢氧化钠加入反应装置中，然后加入15份六氟异丙醇和5份二甲基硅二醇，
升温至60℃，反应4h，反应结束后经过滤、减压蒸馏得到缩水甘油醚；按重量
份将3份环己烷基二甲醇、8份均苯四甲酸酐、2份单丁基氧化锡、30份环氧氯
丙烷和50份缩水甘油醚加入8份二甲基甲酰胺中混合均匀，然后在氮气的保护
下升温至130℃，反应2h，反应结束后加入25份丙酮，然后加入50份乙醇和
水的混合溶剂，其中乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积之比为1:5，搅拌
后静置，经过滤、洗涤、干燥得到所述含氟聚酯树脂。
实施例4
本发明提出的一种高性能热固性聚酯型粉末涂料，其原料按重量份包括以
下组分：纯聚酯树脂40份、含氟聚酯树脂8份、环氧树脂5份、端羧基丁腈橡
胶15份、N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)己二酰胺1份、四甲氧甲基甘脲10份、
异氰尿酸三缩水甘油酯1份、氨基树脂5份、2-苯基咪唑啉1份、2-甲基咪唑
10份、壳聚糖1份、木质素磺酸钠5份、淀粉2份、聚乙烯5份、聚乙烯醇缩
丁醛3份、纳米二氧化钛15份、氧化铝2份、硼酸锌5份、云母氧化铁2份、
蒙脱土5份、纳米银2份、活性炭粉5份、氧化镧2份、助剂5份；
其中，所述环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂、四酚基乙烷环氧树脂、双酚S
型环氧树脂按重量比为2:5:3的组合；
所述含氟聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将28份环氧氯丙烷和
2.3份氢氧化钠加入反应装置中，然后加入8份六氟异丙醇和13份二甲基硅二
醇，升温至56℃，反应5.5h，反应结束后经过滤、减压蒸馏得到缩水甘油醚；
按重量份将1.5份环己烷基二甲醇、12份均苯四甲酸酐、1.6份单丁基氧化锡、
42份环氧氯丙烷和42份缩水甘油醚加入13份二甲基甲酰胺中混合均匀，然后
在氮气的保护下升温至122℃，反应3.3h，反应结束后加入17份丙酮，然后加
入78份乙醇和水的混合溶剂，其中乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积之
比为1:3.8，搅拌后静置，经过滤、洗涤、干燥得到所述含氟聚酯树脂。
实施例5
本发明提出的一种高性能热固性聚酯型粉末涂料，其原料按重量份包括以
下组分：端羧基聚酯树脂32份、端羟基聚酯树脂23份、含氟聚酯树脂3份、
环氧树脂15份、端羧基丁腈橡胶5份、N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)己二酰
胺5份、四甲氧甲基甘脲2份、异氰尿酸三缩水甘油酯5份、氨基树脂1份、
2-苯基咪唑啉5份、2-甲基咪唑3份、壳聚糖8份、木质素磺酸钠1份、淀粉5
份、聚乙烯2份、聚乙烯醇缩丁醛10份、纳米二氧化钛5份、氧化铝10份、
硼酸锌1份、云母氧化铁10份、蒙脱土1份、纳米银10份、活性炭粉1份、
氧化镧6份、助剂1份；
其中，所述端羧基聚酯树脂的酸值为550mgKOH/g，分子量为3000，玻璃化
温度为65℃；所述端羟基聚酯树脂的分子量为4000，玻璃化温度为65℃；所述
环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂、四酚基乙烷环氧树脂、双酚S型环氧树脂按
重量比为3:6:1的组合；
所述含氟聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将33份环氧氯丙烷和
2.6份氢氧化钠加入反应装置中，然后加入12份六氟异丙醇和9份二甲基硅二
醇，升温至58℃，反应4.6h，反应结束后经过滤、减压蒸馏得到缩水甘油醚；
按重量份将2.4份环己烷基二甲醇、9份均苯四甲酸酐、1.3份单丁基氧化锡、
38份环氧氯丙烷和29份缩水甘油醚加入9份二甲基甲酰胺中混合均匀，然后在
氮气的保护下升温至109℃，反应3.8h，反应结束后加入12份丙酮，然后加入
66份乙醇和水的混合溶剂，其中乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积之比
为1:4.5，搅拌后静置，经过滤、洗涤、干燥得到所述含氟聚酯树脂。
实施例1-5所述高性能热固性聚酯型粉末涂料其外观疏松无结块、色泽均
匀，密度为1.5-1.6g/cm3；水平熔融流动性为26-30mm；粉末细度180目筛余物
＜0.5％；室温3年储存稳定，195-205℃下10-15min固化。
将实施例1-5所述高性能热固性聚酯型粉末涂料固化后对涂膜进行性能检
测，结果如下表所示：
检测项目
性能参数
外观
平滑
光泽(60°表头)
15-80％
耐冲击性(落锤法)
通过50kg.cm(4.9Nm)
杯突试验
＞5mm
压痕硬度
通过4kg(39N)
弯曲试验(锥心轴)
通过3mm
交叉开口附着力
100％附着
表面硬度
2-3H
盐雾试验
通过1000h
耐湿性
通过1000h
浸水试验
通过240h
抗紫外线试验
极佳
耐沸腾洗涤剂试验
24h无变化
室外暴晒试验
12个月良好，无粉化现象
耐酸性(5％HCl)
通过300h
耐碱性(5％NaOH)
通过300h
耐汽油性(120#汽油)
通过300h
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局
限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本
发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护
范围之内。