用于涂覆热敏性基材表面的粉末涂料组合物的制作方法

文档序号:3731630阅读:291来源:国知局

专利名称::用于涂覆热敏性基材表面的粉末涂料组合物的制作方法发明名称用于涂4L热敏性基材表面的粉末涂料组合物发明领城本发明涉及一种用于涂復热敏性基材表面的粉末涂料组合物,其能提供涂料增强的打磨性能(sandabimy),其可通过高能辐射,如,UV(紫外辐射)或EB(电子束辐射)固化.相关技术说明通过升高的温度固化粉末涂料不能用于温敏性基材,如,木材或塑料。因此,可借助高能福射,例如,UV而固化的粉末涂料已被发展多年.通常,该类组合物包含带有烯属不饱和基团的粘合树脂和用来引发光聚合的特殊光引发刑.这样,有可能在中等温度、短时条件下固化这些组合物,于低操作和设备费用条件下保证品质和生产率.如杲要在木材或者塑料或纸基材表面施加进一步的涂料,则需要有光滑均一的表面.底漆组合物能被用于密封这些基材的表面,并提供施加进一步的涂层所需的导电性.US5344672描述了在木纤維增强塑料基材的水基导电性涂料上结合粉末涂料以提供与溶刑基导电性涂料相比更好的粉末涂料粘附性,在低于固化导电性涂料和粉末涂料组合物所需温度的某温度下热固化涂料.EP-A846034涉及非导电性表面的粉末涂料的方法,采用例如基于不饱和、无定形或结晶聚BS的聚合物材料,且用EB/UV辐射固化着色的或未着色的涂料,由此基材表面在粉末涂復前通过对流热和/或IR(红外辐射)加热.在EP-A636669中,公开了一种用于UV固化的粉末漆制刑,其包含不饱和聚合物,如不饱和聚酯和基于例如二乙烯醚官能化的聚氨酶交联刑,其用于热敏基材的涂復.该配方为涂料提供了良好的流动性为和良好的打磨性能.在UV固化前,涂瘦的粉末制刑熔融形成厚度为50到大约200微米的涂料.一种相似的基于聚醋和聚氨癍丙烯酸酯(urethaneacrylate)作为硬化剂的粉末组合物被用来涂覆,例如MDF(中等密度纤维)板和热塑性塑料,通过IR熔融施加的粉末,并通过UV固化;该组合物也可能含有助流刑,不同增量刑,特殊的UV引发刑,见CongressPaper29,3rdNuernbergCongress,用于热敏性基材的紫外固化粉末涂料,l-9页。需要为涂料提供更高的打磨性能,其作为热敏基材表面的底漆涂料是有用的,并且其不依赖是否有着色或未着色的粉末体系用作底漆.发明概述本发明提供一种含有紧密混合物(intimatemixture)的粉末涂料组合物,其含有A)40-95重重V。的至少一种树脂粘合刑,其选自聚酴树脂,环氣树脂,聚氨醋树脂和(甲基)丙烯酸树脂,B)5-60重重%的填料混合物,其含有滑石和至少一种附加填料,C)1-20重量%的至少一种蜡添加刑,其选自聚酰胺蜡,聚乙烯蜡和硬脂酸锌,和D)0-95重量%的至少一种交联剂,重量%是基于粉末涂料组合物的总重量.根据本发明的粉末涂料组合物能快速地和完全地固化,使得到的涂料在热敏性基材表面没有任何纹理的情况下具有提高的流动性和髙光滑度及优异的打磨性能.因此,根据本发明的粉末涂料組合物非常适合在这样的基材的多层涂料体系中用作着色的或非着色的底漆涂料组合物,本发明的粉末涂料对于基材表面以及液体或粉末面漆具有优异的粘附性.发明详述通过阅读的下面详细说明,本发明的特征和优点将更容易被本领域的一般技术人员所理解.应当理解的是,为了清楚起见在分开的实施方案的上下文前面或后面所述的本发明的这些特征,也可能在单个实施方案中联合提供.相反地,为了简单起见单个实施方案上下文中叙述的本发明的各种特征也可能被分开提供或者以任何次-联合的方式提供.此外,除非上下文特别提及,否則单数形式的引用(reference)可能也包括复数(例如,"某"可能指一个,或一个或更多).除非特别说明,本申请中规定的各种范围中使用的数值表述为近似值,尽管在所述范围内的最大值和最小值前面都加了"大约"一词.如此,在所述范围上下的轻微变化也能够被用来获得与在范围内数值基本相同的结果.同样,这些范围的公开内容意指连续范围,包括最小值和最大值之间的任何值.本文引用的所有的专利,专利申请和出版物以其全文作为参考引入,根据本发明的粉末涂料组合物包含40-95重量%,优选40-60重量%的至少一种树脂粘合剂,5-60重量%,优选20-50重量%的含有滑石和至少一种附加填料的填科混合物,1-20重重%,优逸l-10重量%的至少一种蜡添加刑,和0-95重量%,优选0-60重量%的固化剂.所有上述的重量y。都是基于根据本发明的粉末涂料组合物的总重.适合的聚酯有可通过自由基聚合交联的不饱和聚酯,也可以是预聚物,如聚合物和低聚物,其每分子中含有一个或者多个可自由基聚合的烯属双鍵.本发明的不饱和聚酯可经常規方式通过多羧酸,和其酐和/或其醋与多元醇反应制备,这例如'在D.A.Bates,TheScienceofPowderCoatings,巻1&2,GardinerHouse,London,1990中所描述,合适的多羧酸,和其酑和/或其酯示例包括马来酸、富马酸、丙二酸、己二酸、1,4-环己坑二羧酸、异舦酸、对苯二甲酸、丙烯酸和它们的肝形态,或其混合物.适合醇的示例为苯甲醇、丁二醇、己二醇、二乙二醇、季戊四醇、新戊醇、丙二醇和其混合物.也可使用含有羧基和羟基的不饱和聚醋的混合物.根据本发明的羧基官能化聚醋具有10到200毫克KOH/克树脂的酸值,羟基官能化的聚酯具有10到200毫克KOH/克树脂的OH值.环氣树脂也可作为组分A)使用。适合的环氣树脂示例为不饱和环氧,如,例如,由表氯醇和双酚,例如双酚A制备的反应产物;官能化树脂如丙烯酸化的环氧.适合的(甲基)丙烯酸树脂为不饱和树脂,如,例如从(甲基)丙烯酸烷基醋与(曱基)丙烯酸缩水甘油酯和烯属单体制备的共聚物;官能化树脂如聚酯丙烯酸、环氣丙烯酸、聚氨醋丙烯酸酯.适合的聚氨酯树脂为,例如,不饱和聚酯聚氨醋、(甲基)丙烯酸聚氨癍.术语(甲基)丙烯酸酯分别意指丙烯酸和/或甲基丙烯酸.优选不饱和聚醋、聚氨癍丙烯酸、环氣丙烯酸和甲基丙烯酸癍树脂作为组分A)使用.树脂的Tg(玻璃化转变温度)在一定范闺内,例如大约35到701C,分子量Mn在例如2000到10000范围内,Mn通过凝胶渗透色谱(GPC)测定,聚苯乙烯作为标样.也可使用Tm(熔融温度)在例如50到120TC的结晶和/或半结晶树月旨*组分A)树脂也可以为至少一种含有可交联官能团的可自交联树脂.所述交联剂,组分D)包括通常的固化刑,如,例如脂环族的、脂肪族的或芳香族多异氛酸SS;含有环氣基团的交联刑,如,例如,三缩水甘油基异氰尿酸醋(TGIC);基于二乙二醇的聚缩水甘油鍵;缩水甘油官能化的(甲基)丙烯酸共聚物;和含有氨基、耽氛基、(甲基)丙烯酸酯或羟基以及乙烯酴的交联剂.进一步,也可使用常规的交联剂如双氛胺硬化刑、羧酸硬化剂或盼硬化刑.本发明的粉末涂料组合物含有5-60重量%的填料混合物,其包含滑石和至少一种选自硖酸钡、碳酸钙、破酸镁、它们的复式(double)碳酸盐和硅酸盐的填料.优逸使用含有一种或两种填料和滑石的混合物.优选混合物中填料(一种或多种)与滑石的比率从75:25到98:2,优选90:10到95:5.如果在填充混合物中使用两种填料和滑石,则两种填料它们之间有一比率,例如,2S:"到":25.本发明的粉末涂料组合物包含l-20重量%的至少一种蜡添加刑,其选自聚耽胺蜂、聚乙烯坩和硬脂酸锌.这些蜡为如,例如来自BYK的Ceraflour993和Ceraflour990,来自MicroPowders的Micromide528和MPP-230F,来自Lubrizol⑧的LancoTPW-279和LancoPE1544F.所述場可改性如被微粉化或PTFE改性,并具有溶融温度范闺,例如105到1501C.粉末涂料组合物在高能辐射下可固化.UV(紫外)賴射或电子束辐射可作为髙能辐射使用.优选紫外辐射.輻射可连续或不连续(指循环)进行.辐射可以在例如带状装置中进行,其配有一个或更多UV-辐射发射器,或将一个或更多UV-辐射发射器放在待辐射的物体、待辐射的区域或待輻射的基材前面和/或UV-輻射发射器在辐射过程中相对于彼此移动,原則上,距物体的辐射距离的持续时间和/或UV-賴射发射器的辐射输出在UV辐射期间可以变化.优选的辐射源包含发射波长在180到420纳米,尤其是,从200到400纳米波长的UV-辐射源.这样的UV-辐射源示例为任选地掺有高、中和低压汞蒸气发射器和充气的管子,如,例如,低压氙灯.然而,除了这些连续工作的UV-辐射源外,也可使用非连续的UV-辐射源.这些非连续UV-辐射源优选所谓的高能闪光装置(简称UV-闪光灯).UV-闪光灯可含有多个闪光灯管,例如,充有情性气体,如氛的石英管.无电极UV灯也可作为UV辐射源使用,如,例如,来自FusionUVSystems,Inc乂^司的UV灯.UV-辐射源与待辐射基材表面之间的距离可以是,例如,2到300厘米.用UV-辐射的辐射可由一步或更多步辐射进行.换句话说,通过辐射施加的能量可以通过单个核射步骤完全提供或者按比率以两个或更多辐射步骤提供.通常的UV刑量为1000到5000mJ/cm2.根据本发明的粉末涂料组合物可能包含在常规粉末涂料技术中的构成部分作为进一步组分,如,脱气助剂、流动-控制刑,消光刑、紋理刑、填料、增量剂、光引发刑、催化剂、硬化刑、染料和颜料.具有抗微生物活性的化合物也可以加入到粉末涂料组合物中.粉末涂料组合物可能包含光引发剂以引发自由基聚合.适合的光引发刑包括,例如,在190到600纳米波长范围有吸收的光引发刑.用于自由基固化体系的光引发刑实例有安息香及其衍生物、苯乙嗣及其衍生物、二苯嗣及其衍生物、噻吨嗣及其衍生物、蒽載、有机裤化合物,如,例如酰基鱗氧化物.优选轻烷基苯嗣和/或酰基膊氣化物作为光引发剂.例如,光引发刑的用童为相对于树脂固体和光引发刑总重量的0.1-7重量%.光引发剂可以单独或者联合使用.粉末涂料组合物可能包含透明的、赋色的和/或赋予特殊效果的颜料和/或增量剂.适合的赋色颜料为任何有机或无机物质的常规涂料颜料.无机或有机的赋色颜料示例有二氣化钛、微粉化二氣化钛、炭黑、偶氮颜料和舦青颜料.具有特殊赋色效果颜料的示例有金属颜料,例如,从铝、铜或其它金属制得的金属颜料,干涉颜料(interferencepigment),例如,金属氣化物包復的金属颜料和包戾云母.可用的增量剂示例有二氣化硅、硅酸铝、硤酸钡和碳酸钙.添加剂的用量为该领域技术人员所知的常规量,例如,基于粉末涂料组合物总重的0.01-10重量%.粉末涂料组合物也可能含有进一步的粘合树脂,如热固性树脂,如果需要,如,以,例如,相对于总粉末组合物0-90重量%的量,使双重固化变得可能.这样的树脂可能是,例如,环氣、聚酯、(甲基)丙烯酸、硅烷和/或聚氨酯树脂.所述粉末涂料可以通过在粉末涂料工业中常规的制造技术来制备.例如,在粉末涂料组合物中使用的成分能被掺混到一起,并加热到一定温度以熔融混合物,然后熔融混合物被挤出.随后挤出物在冷却辊上冷却,破碎,然后磨成细粉,细粉能被筛分成要求的顆粒尺寸,例如,20到200微米的平均顆粒尺寸.所述粉末涂料组合物也可通过超临界溶液喷雾、NAD"非水分散"方法或超声驻波雾化方法制备.本发明的粉末涂料组合物可通过静电喷雾,热或火焰喷雾,或流化床涂夜方法施加,所有这些都是为该领域技术人员所知的.所述涂料也可作为底漆涂料或作为多层膜构造中的涂层施加到非金属基材.根据本发明的粉末涂料组合物可作为底漆涂料或多层膜构造中的涂层来涂瘦金属基材.施加的根据本发明的粉末涂料组合物能够被至少一种涂层所涂覆,例如,面漆,其可以是每一种面漆,例如UV粉末面漆或液体面漆.在一定的应用中,将要被涂復的基材在施加粉末前可能被预热,随后在施加粉末涂料后加热或不加热.例如,气体常用于各种加热步骤中,但是其它方法,例如微波、IR或NIR也是已知的。可以被考虑的基材有木制基材、木纤维材料、紙或塑料零件,例如,纤维增强的塑料零件,例如,汽车和工业机体或机体部件.粉末涂料组合物的固化可能通过技术人员熟知的UV插射和/或通过热固化,例如,通过本领域熟知的气体加热、IR或NIR,例如,双固化指根据本发明的粉末涂料组合物的固化方法,这里施加的组合物可通过IJV辐射和热固化两种固化方法固化,这些固化方法都为技术人员所熟知.本发明由下面的实施例进一步详细说明.应当被理解的是这些实施例仅以说明的方式给出,从上面的讨论和这些实施例,本领域的技术人员能够确定本发明的必要特征,并且在不偏离其精神和范围的情况下,能对本发明作出各种改变和改进以使其适用于各种用途和条件.因此,本发明不受限于下文所提出的说明性实施例,而是被包含在下文中的权利要求所限定.下面的实施例举例说明了本发明.用量以重量份计.实施例实施例1根据本发明和申请的粉末涂料组合物的制备配方1:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>Uvecoa敏1000,SurfaceSpecialties(不她和聚癍)850Uvecoa柳9010,SurfaceSpecialties(不他和聚BS)150Ti-PureR-902150ResiflowPV8820Irgacure81920Irgacur^651(光引发剂)15BlancFixeMicro(碟酸扭)400MicrotalcAT1(滑石)40LancoTPW-279(坩)40每一配方的组分通过干混混合到一起,然后在60到901C的温度下,采用BussPR46(公司BussAG)挤出机熔融混合.冷却后,制刑被ACM2(公司HosokawaMikroPul)研磨机研磨,筛分得到数均粒子尺寸(dm)为35微米的粒子.每一粉末涂料组合物通过下述方法施加于MDF板将MDF平板竖直悬挂,一次性(inonepass)使用粉末喷枪在板的两面及边缘处进行静电施加.施加前,MDF经IR(优选MWIR)预加热到大约60到80TC的温度以获得更均匀的膜厚度分布.一些MDF,如导电性更好的MDF板没有必要进行预热以获得均匀的膜厚度分布.施加后,粉末在IR(优选MWIR)和对流热的共同作用下溶融至约110-130TC的峰值温度,这需要大约l-3分钟,其依賴于烘箱(oven).熔融后,当涂料仍处于熔融态时,則用掺杂镓的UV灯UV固化涂料,UV刑量大约1000-5000mJ/cm2.接着进行面涂,通过采用液体酸固化面漆,其来自BeckerAcroma的DH1325-5505CareTop35,经由喷雾涂復!30-SO微米的干燥膜厚度.实施例2涂料测试表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>1,采用ErichsenTNOPaintBorerModel518微米测量2.ISO24093.抗磨损性(TaberAbrasionResistance)—使用S33砂纸和500克重量每50次循环的重量损失毫克1(每50次循环更换砂纸)当在MDF板上施加酸固化的液体底漆DF1324-9001CarePrime和水基液体底漆ED745-9001LaqvinPrime(都来自BeckerAcroma)时,这一过程以下述方式垂直进行MDF板在一水平线上喷雾涂復.在笫一次搮作期间,背面被涂夜;在笫二次操作期间,前面被涂覆.每一次涂褒后,下一次涂夜步骤前,该漆必须经升温干燥.干燥后,通过喷雾涂復30-50微米的干燥膜厚度施加液体酸固化面漆DH1325-5505CareTop35.权利要求1、一种粉末涂料组合物,其含有A)40-95重量%的至少一种树脂粘合刑,其选自聚酯树脂,环氣树脂,聚氨酯树脂和(甲基)丙烯酸树脂,B)5-60重量%的填料混合物,其含有滑石和至少一种附加填料,C)1-20重量%的至少一种蜡添加剂,其选自聚酰胺蜡,聚乙烯蜡和硬脂酸锌,和D)0-95重量%的至少一种交联刑,重量%是基于粉末涂料组合物的总重量.2、根据权利要求l所述的粉末涂料组合物,其中40-60重量%的选自聚酯树脂,环氧树脂,聚氨醋树脂和(甲基)丙烯酸树脂的至少一种树脂粘合刑作为组分A)使用,3、根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其中至少一种聚酯树脂作为组分A)使用.4、根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其中20-50重量%的填料混合物,其含有滑石和至少一种附加填料,作为组分B)使用,5、根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其中滑石和一种或多种填料之间的比率为从25:75到2:98,6、根据权利要求5所述的粉末涂料組合物,其中滑石和一种或多种填料之间的比率为从IO:卯到5:95.7、根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其中滑石和两种附加填料的混合物作为组分B)使用.8、根据权利要求7所述的粉末涂料组合物,其中两种附加填料之间具有25:75到75:25的比率,9、一种涂覆基材的方法,其中根据权利要求1所述的粉末涂料组合物被使用。10、根据权利要求9所述的方法,其中根据权利要求1所述的粉末涂料组合物用作底漆涂料。11、根据权利要求9所述的方法,其中根据权利要求1所述的粉末涂料组合物用作多层膜构造中的涂层.12、根据权利要求9所述的方法,其中基材为木制基材、木纤维材料、纸或塑料零件、用于汽车和工业机体或机体部件的纤维增强塑料零件。13、一种经涂覆的基材,用根据权利要求1所述粉末涂料组合物进行涂覆.全文摘要本发明提供一种粉末涂料组合物,其含有A)40-95重量%的至少一种树脂粘合剂,其选自聚酯树脂,环氧树脂,聚氨酯树脂和(甲基)丙烯酸树脂,B)5-60重量%的填料混合物,其含有滑石和至少一种附加填料,C)1-20重量%的至少一种蜡添加剂,其选自聚酰胺蜡,聚乙烯蜡和硬脂酸锌,和D)0-95重量%的至少一种交联剂。重量%是基于粉末涂料组合物的总重量;粉末涂料组合物迅速和完全固化,并使得到的涂料具有提高的流动性能以及高光滑性和具有优异的打磨性能,而在热敏性基材上没有任何纹理。文档编号C09D5/00GK101124283SQ200580041238公开日2008年2月13日申请日期2005年12月1日优先权日2004年12月1日发明者A·-M·凯尔维克,H·波尔姆,M·斯特里德申请人:杜邦强力涂料斯堪的纳维股份公司
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