Pvc-丙烯酸酯共混物的制作方法
【专利摘要】批露了一种共混物，其包括聚氯乙烯(PVC)粉末和三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯。在用于流化床粉末涂覆设备中时，这种丙烯酸酯令人意外地提供非常好的熔体流动状态。在一些实施方式中，使用这种丙烯酸酯允许减少共混物中的PVC和增塑剂。使用所述共混物的涂覆的金属制品包括电器组件、户外家具和汽车零件。
【专利说明】PVC-丙烯酸酯共混物
[0001] 优先权要求
[0002] 本申请要求2012年6月22日提交的美国临时专利申请序列号61/663,255(代理 人卷号12012008)、2012年9月28日提交的美国临时专利申请序列号61/707,507(代理人 卷号12012020)以及2012年12月27日提交的美国临时专利申请序列号61/746,546(代 理人卷号12012026)的优先权，以上各文全部通过引用纳入本文。 发明领域
[0003] 本发明涉及用于制备在金属基片上的固体涂层的聚氯乙烯（PVC)粉末和丙烯酸 酯的共混物。 技术背景
[0004] 在过去的几十年，聚合物的应用改变了世界。聚合物科学迅速发展，制造在聚合物 物理学四个领域之内的数以千计的不同热塑性和热固性产品：热塑性塑料、热塑性弹性体、 热固性塑料和热固性弹性体。
[0005] 大规模生产任何聚合物或者由其制成的产品都不能停留于现有的成分或加工条 件。降低成本、提高产率、提供性能更好成本更低的产品全部驱动着聚合物科学工业。随着 新材料和相关工艺的出现，在特定应用和相关工艺中，用具有改善的性质、加工能力和/或 加工效率的材料取代旧的聚合物材料常常是有益的。
[0006] 不仅需要新的材料，还需要用于制造由该材料制成的制品的有效和可靠的方法。 已知多种工艺用于制造聚合物组分，例如如上所述的那些。
[0007] 聚合物粉末共混的流化床法是熟知的，且是将粉末转化成在基片上（通常是金属 性的）固体涂层的商业化可行手段。使用这种技术，可形成聚合物涂覆的金属零件。聚合 物不仅提供用于加工的不同表面，还保护下面的金属基片免受劣化，例如导致生锈和强度 损失的氧化。
【发明内容】
[0008] 将PVC粉末和丙烯酸酯结合，从而制备用于流化床粉末涂覆工艺的共混物。重要 的是，本发明的共混物基本上排除钙锌热稳定剂和亚磷酸盐/酯加工助剂，它们本来常常 存在于常规的PVC粉末涂层混合物中。
[0009] 本发明的一方面是聚合物共混物，其包括（a)聚氯乙烯粉末；(b)三甲基丙烯酸三 羟甲基丙烷酯；（C)增塑剂；（d)辛基锡热稳定剂；和（e)液体环氧树脂；其中共混物基本上 排除钙锌热稳定剂和亚磷酸盐/酯加工助剂。
[0010] 本发明的另一方面是采用上述粉末共混物制备的涂覆的金属制品。
[0011] 可从本发明的热塑性粉末共混物制备各种制品。能在流化床粉末涂覆设备中涂覆 的任何金属制品都是用本发明的共混物涂覆的备选者。
【具体实施方式】 [0012] 共混物成分
[0013] 聚氯乙烯是共混物的主要成分。以粉末形式制造或转化成粉末形式的任一 PVC悬 浮液或分散体树脂都是用于本发明的备选者。PVC粉末是公知且广泛接受的用于如上所述 的粉末涂覆工艺的树脂。这种备选PVC粉末的平均粒度可为约40微米（ym)-400微米，优 选地约100-250微米。
[0014] 市售的粉末形式的PVC聚合物包括来自普立万公司（PolyOne Corporation)的 GE0N?牌PVC树脂。GEONtmPVC树脂是目前优选的。
[0015] 为了提供PVC树脂的柔性和塑性，可使用增塑剂。增塑剂通常是石化来源的酯例 如邻苯二甲酸酯和生物来源的酯例如柠檬酸酯、脂肪酸酯等。在那些生物来源的增塑剂中， 环氧化植物油是目前优选的，特别是环氧大豆油，例如费勒公司（Ferro Corporation)商业 出售的Plas-Chek?牌增塑剂。
[0016] 对本发明的共混物重要的是使用特定的丙烯酸酯，即三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷 酯，来提供对基础PVC树脂的进一步改性。
[0017] 本领域普通技术人员将预期，将丙烯酸酯添加到粉末共混物会抑制共混物的熔体 性质。但是，减少增塑剂的使用和使用丙烯酸酯令人意外地得到粉末共混物，其在丙烯酸酯 进行交联之前，呈现非常好的共混物熔体流动状态。
[0018] 此外，在固化过程中，在共混物中发生足够的交联，这最小化了和优选地消除了粉 末共混物在流化床涂覆时的熔体滴落趋势。固化共混物来将硬的自连接的PVC基涂层提供 到选定用于形成涂覆的制品的金属基片上。
[0019] 还令人意外的是，在一些实施方式中，使用丙烯酸酯允许共混物在该共混物中包 括比常规用于PVC粉末涂层混合物约少28%的PVC。因此，在这些实施方式中，因为添加了 三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯并且丙烯酸酯给粉末共混物带来令人意外的性质，同时降低 了 PVC和增塑剂在这些共混物中的含量。
[0020] 共混物中的其它成分可包括例如内部润滑剂和其它润滑剂、流动剂、热稳定剂、光 稳定剂、颜料（如炭黑）、抗氧化剂、增塑剂、填料（如滑石和CaCO3)和消光剂（mattening agent)(如聚脲粉及各种二氧化硅）。无需过多实验，本领域普通技术人员可选择各种组分 和其它组分的各种用量来获得所需的性质。
[0021] 但是，令人意外的是，发现某些常规成分被基本上从该共混物排除。具体来说，已 发现本发明的共混物不应使用任何钙锌热稳定剂。此外，已发现本发明的共混物不应使用 任何亚磷酸盐/酯加工助剂。
[0022] 可接受的成分包括颜料，如二氧化钛或槽法炭黑（channel black),风化添加剂 如商业上用于嵌入和灌封电子元件的液体环氧树脂，加工助剂如细粒微悬浮PVC均聚物， 其为成品粉末共混物提供良好的流动特性。
[0023] 表1显示了可用于本发明的各组分的可接受的、所需的和优选的范围，都表示为 整个复合物的重量百分数（重量％ )。该复合物可包含这些成分，基本上由这些成分组成， 或者由这些成分组成。
[0024]
【权利要求】
1. 一种聚合物共混物，其包含： (a) 聚氯乙烯粉末； (b) 三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯； (c) 增塑剂； (d) 辛基锡热稳定剂； (e) 液体环氧树脂； 其中所述共混物基本上排除钙锌热稳定剂和亚磷酸盐/酯加工助剂。
2. 如权利要求1所述的共混物，其特征在于，所述液体环氧树脂是双官能度双酚A/表 氯醇衍生的液体环氧树脂。
3. 如权利要求1或2所述的共混物，其特征在于： (a) 所述聚氯乙烯粉末占共混物的约50-约80重量％ ; (b) 所述三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯占共混物的约0. 4-约50重量％ ; (c) 所述增塑剂占共混物的0. 1-约12重量％ ; (d) 所述辛基锡热稳定剂占共混物的约0. 1-约5重量％ ; (e) 所述液体环氧树脂占共混物的0. 1-约10重量％。
4. 如权利要求1或2所述的共混物，其特征在于： (a) 所述聚氯乙烯粉末占共混物的约55-约80重量％ ; (b) 所述三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯占共混物的约0. 4-约40重量％ ; (c) 所述增塑剂占共混物的0. 1-约12重量％ ; (d) 所述辛基锡热稳定剂占共混物的约0. 1-约2重量％ ; (e) 所述液体环氧树脂占共混物的0. 1-约5重量％ ;其中所述共混物还包括 (f) 微悬浮聚氯乙烯均聚物，其占共混物的约0. 1-约5重量％。
5. 如权利要求1或2所述的共混物，其特征在于： (a) 所述聚氯乙烯粉末占共混物的约60-约80重量％ ; (b) 所述三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯占共混物的约0. 4-约26重量％ ; (c) 所述增塑剂占共混物的1. 5-约12重量％ ; (d) 所述辛基锡热稳定剂占共混物的约1-约2重量％ ; (e) 所述液体环氧树脂占共混物的2-约4重量％ ;其中所述共混物还包括 (f) 微悬浮聚氯乙烯均聚物，其占共混物的约2-约4重量％。
6. 如权利要求1-5中任一项所述的共混物，其特征在于，聚氯乙烯粉末的平均粒度为 约40微米-约400微米。
7. 如权利要求1-5中任一项所述的共混物，其特征在于，聚氯乙烯粉末的平均粒度为 约100微米-约250微米。
8. 如权利要求1-7中任一项所述的共混物，其特征在于，其涂覆于金属基片上。
9. 一种涂覆的金属制品，其包括金属基片和如权利要求1-7中任一项所述的共混物的 涂层。
10. 如权利要求9所述的涂覆的金属制品，其是电器组件的形式。
11. 如权利要求9所述的涂覆的金属制品，其是户外家具的形式。
12. 如权利要求9所述的涂覆的金属制品，其是汽车零件的形式。
【文档编号】C08L27/06GK104379664SQ201380032208
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月18日 优先权日:2012年6月22日
【发明者】J·特雷西诺, B·卡萨塔 申请人:普立万公司