可低溫?zé)峁袒姆勰┩苛辖M合物的制作方法
【專利說明】可低溫?zé)峁袒姆勰┩苛辖M合物
[0001] 本申請是申請日為2011年5月6日，申請?zhí)枮?01180022834. 7,發(fā)明名稱為"包 含結(jié)晶聚酯樹脂、無定型聚酯樹脂、交聯(lián)劑和熱自由基引發(fā)劑的可低溫?zé)峁袒姆勰┩苛?組合物"的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 本發(fā)明涉及一種可熱固化的粉末涂料組合物、其制備方法、用所述組合物涂布基 材的方法、用所述組合物涂布的基材和/或所述可熱固化的粉末涂料組合物的用途。
[0003] 近年來，與液體涂料組合物相比，在室溫和大氣壓下為干燥、細(xì)散、自由流動的固 體材料的粉末涂料組合物（通常被稱為"粉末"）由于一些原因獲得相當(dāng)高的人氣。一種原 因是，粉末涂料是使用者和環(huán)境友好的材料，因為它們實際上不含有液體涂料組合物中通 常存在的有害的揮發(fā)性有機(jī)溶劑載體。因此，固化時粉末涂料向環(huán)境放出很少的（如果有 的話）揮發(fā)性物質(zhì)。這消除了與液體涂料組合物有關(guān)的溶劑排放問題（例如空氣污染和對 涂布操作中所雇用的工人的健康危害）。粉末涂料組合物還是清潔的并且便于使用，由于它 們是干燥的固體形式所以其以清潔的方式涂覆到基材上。如果溢出，粉末易于清理，并且與 液體涂料組合物相比，不需要特別的清潔和泄露控制措施。因而改善了工作衛(wèi)生狀況。此 外，粉末涂料組合物基本上是1〇〇 %可循環(huán)再用的，因為噴涂的粉末可以完全回收并與新鮮 的粉末原料重新混合。涂覆期間液體涂料的再循環(huán)通常無法進(jìn)行，這導(dǎo)致廢棄物和廢棄物 處理成本的增加。此外，粉末涂料組合物便于使用，即，不需要變稀或稀釋。
[0004] 粉末涂料組合物通常通過靜電噴涂法涂覆到基材上；將粉末涂料組合物分散在氣 流中，然后經(jīng)過電暈放電電場，顆粒從其中獲得靜電荷。帶電的顆粒被吸引并沉積到要涂布 的接地的制品上。然后將通常處于室溫的制品置于烘箱中，粉末在其中熔融并形成粉末涂 層。已發(fā)展出基于高壓靜電充電和流化床涂覆技術(shù)的組合（靜電流化床）的混合方法，以 及摩擦充電噴涂法。粉末涂料組合物及其涂覆方法是優(yōu)選的涂料組合物和用于涂布多種熟 悉的物品（例如草坪和園藝作業(yè)機(jī)具、露臺和其他金屬家具、電氣柜、照明設(shè)備、棚架和商 店裝置、以及多種汽車部件）的方法。如今，粉末涂料組合物被廣泛接受，在原始設(shè)備制造 商（OEMS)的工廠和定制涂裝車間中具有數(shù)千個裝置。
[0005] 粉末涂料組合物可以是熱固性的或熱塑性的。本發(fā)明涉及熱固性粉末涂料組合物 領(lǐng)域。"熱固性粉末涂料組合物"在本文中是指多個組分的混合物，該組合物具有固化（優(yōu) 選熱固化）之后形成不可逆的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（所謂的'固化形式'）的能力。Misev在"Powder Coatings，Chemistry and Technology"（pp. 224-300 ;1991，John Wiley)中描述了熱固性 粉末涂料組合物的制備
[0006]如 G. Maggiore 在 Pitture e Vernice Europe 1/92, pp. 15-22 的文章"Overview of the powder coatings market worldwide" 以及 D. Richart 的報告 "Powder Coating ： Current Developments,Future Trends''(Waterborne，High-Solids and Powder Coatings Symposium，1995年2月22-24)所示，人們一直在持續(xù)研宄可以在基材熱應(yīng)力很小的情況下 固化以及因而適用于熱敏性基材（例如木材和塑料）的粉末涂料組合物。
[0007] 可以使用可輻射固化的涂料組合物（如EP 0636669中所述的）來涂布熱敏性基 材。然而，使用高度著色的粉末涂料組合物時，輻射有可能無法穿透粉末涂料組合物，導(dǎo)致 固化不均勻的粉末涂層。同樣，使用輻射在復(fù)雜的三維物體上固化粉末涂料組合物時，輻射 可能無法達(dá)到物體的每個角落，同樣導(dǎo)致固化不均勻的涂層。因此，仍需要一種不具有上述 缺點的替代性的固化體系。這種替代方案可以是能在諸如至多130°C的低溫下在至多20分 鐘內(nèi)固化至可接受程度的可熱固化的粉末涂料組合物。
[0008] 在本領(lǐng)域中已知包含無定形不飽和聚酯樹脂（例如具有二酸基烯屬不飽和基團(tuán) 的聚醋樹脂）和結(jié)晶交聯(lián)劑（例如低分子量的乙烯基醚，商購自DSM Resins的Uracross? P3307)以及熱引發(fā)劑的可熱固化的粉末涂料組合物能在低溫下固化至可接受的程度，并且 可以提供具有相對好的柔韌性的粉末涂層。然而，當(dāng)形成可熱固化的粉末涂料組合物時，由 于多種原因，期望使用分子量遠(yuǎn)高于Uracross? P3307的無定形交聯(lián)劑；所述多種原因為 例如降低未反應(yīng)的低分子量物種從粉末涂層的滲出，平衡各種性能（例如低溫下可接受的 固化、良好的柔韌性、良好的平滑性和/或粘附性）。當(dāng)涂料用于家具（例如木椅和櫥柜） 時，柔韌性特別重要。沒有報導(dǎo)有關(guān)該挑戰(zhàn)的解決方案。
[0009] 除了期望涂料組合物可以在低溫下固化之外，還期望該粉末涂料組合物可以磨 碎、過篩、可擠出和/或均勻固化。這對商業(yè)上可行的粉末來說很有用，因為所述組合物可 以在已有的粉末涂料加工車間中制備，而不需要在新設(shè)備或根本不同的工藝方面進(jìn)行大的 投資。此外，期望提供可以承受基材應(yīng)力而不會分層和/或開裂的粉末涂層。當(dāng)要用粉末 涂布的制品具有復(fù)雜的三維形狀和/或當(dāng)涂料用于家具（例如木椅/金屬椅和櫥柜）時， 這特別有利。此外，當(dāng)其中的交聯(lián)劑為無定形的或結(jié)晶的時，均期望提供能表現(xiàn)出一系列如 本文所述的平衡性能的粉末涂料組合物
[0010] 因此，本發(fā)明的一個目標(biāo)是解決上面所示出的一些或所有問題。
[0011] 因此，寬泛地來說，根據(jù)本發(fā)明提供了一種可熱固化的粉末涂料組合物，其包含：
[0012] i)至少一種結(jié)晶的聚酯樹脂，其以至多90wt %的量存在；
[0013] ii)至少一種無定形的聚醋樹脂；
[0014] iii)至少一種交聯(lián)劑；以及
[0015] iv)至少一種熱自由基引發(fā)劑；
[0016] 其中，
[0017] -所述至少一種結(jié)晶的聚酯樹脂和/或所述至少一種無定形的聚酯樹脂具有二酸 稀屬不飽和基團(tuán)；
[0018] -所述至少一種交聯(lián)劑為結(jié)晶的或無定形的；
[0019] -所述至少一種交聯(lián)劑具有能與要交聯(lián)的所述至少一種結(jié)晶的聚酯樹脂和/或所 述至少一種無定形的聚酯樹脂的二酸烯屬不飽和基團(tuán)的烯屬不飽和基團(tuán)反應(yīng)的反應(yīng)性不 飽和基團(tuán)，所述交聯(lián)劑的所述不飽和基團(tuán)不同于所述至少一種結(jié)晶的聚酯樹脂和所述至少 一種無定形的聚酯樹脂的不飽和基團(tuán)；
[0020] -所述wt%是基于i)+ii)+iii)的總量。
[0021] 本發(fā)明的可熱固化的粉末涂料組合物可以在諸如至多130°C的低溫下固化至多 20分鐘而固化至可接受的程度。本發(fā)明的組合物可以磨碎、過篩并且擠出。組合物熱固化 之后可以形成亦能在良好的柔韌性、良好的平滑性和良好的粘附性之間表現(xiàn)出良好的性能 平衡的粉末涂層。還令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在交聯(lián)劑為無定形或結(jié)晶的兩種情況下，本發(fā)明的組 合物均能表現(xiàn)出如本文所述的一系列平衡的性能。
[0022] 本發(fā)明的組合物可適用于熱敏性基材和/或非熱敏性基材，即使組合物是高度著 色的或即使所述組合物被用于三維復(fù)雜的制品。此外，由于不需要使用大量能量來