粉末涂料基料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种粉末涂料基料组合物，它包含一种含有内亚甲基四氢邻苯二甲酸单元和交联剂的聚合物。该聚合物是通过，第１步，制备一种不饱和聚合物，第２步，该聚合物与环戊二烯在１６０℃～２２０℃之间的温度进行反应制备的。该聚合物优选包含至少１０ｗｔ％内亚甲基四氢邻苯二甲酸单元，并优选是不饱和聚酯。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粉末涂料基料(paint binder)组合物，它包含含有内亚甲基四氢邻苯二甲酸(HIMIC)单元的聚合物。以此种聚合物为基础的粉末涂料基料组合物描述在US-A-3956228中。该专利公开了由10～50mol％内亚甲基四氢邻苯二甲酸(HIMIC)与二元酸的混合物与二元醇的酯化，然后借助气干(自干)实现固化以生成涂层的方法。以此种组合物为基础的涂层表现出诸如耐冲击性等方面的不良机械性能。而且，这类组合物不能形成无色或浅色的粉末涂层。本专利技术的一个目的是提供一种包含HIMIC单元的粉末涂料基料组合物，该组合物可形成耐冲击性优良的粉末涂层。本专利技术的粉末涂料基料组合物包含的聚合物含有内亚甲基四氢邻苯二甲酸单元和交联剂。该基料组合物具有优良的贮存稳定性和优良的活性，且在固化后，形成具有综合的可人性能的粉末涂层，例如具有优良的流动、硬度、抗划伤、耐化学浸蚀及机械性能。再者，尽管在该可固化聚合物中存在HIMIC双键，却仍可获得浅色粉末涂层。按照本专利技术的优选实施方案，该含HIMIC单元的酸或羟基官能聚合物是通过首先制备一种不饱和聚合物，随后令其与环戊二烯(CPD)在约160℃～约220℃之间的温度起反应制备的。一般地，用于制备聚酯的先有技术两步法难以控制，因为，在第1步中制备HIMIC，随后在第2步中与其他单体结合并接着使该聚合物酯化的过程中，涉及若干放热反应。所述放热反应会导致高压和高温。按照本专利技术方法的两步法可提供安全的生产。按照本专利技术另一种优选的实施方案，该聚合物包含至少10wt％但小于100wt％(相对于单体而言)的HIMIC，优选约35～约80wt％，并因此可获得良好的耐冲击性。聚合物中的HIMIC单元可(与按照US-A-3956228的聚合物中HIMIC单元显著不同)起到与交联剂起反应的官能酸端基的作用。另一个优点是，与譬如富马酸相比，活性较小，因此，HIMIC直至酸官能团已反应后，才需要被结合进去并在产物中获得，因此总反应时间可缩短并获得相当确定的产物。优选的是，该不饱和聚合物是不饱和聚酯。在第1步中制备的不饱和聚酯一般由1种或多种脂族和/或环脂族一元、二元和/或多元醇，与1种或多种脂族、环脂族和/或芳族二元或多元羧酸和/或其衍生酯配制而成的。希望的话，也可使用一元羧酸。合适的醇的例子包括苄醇、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、丁二醇、己二醇、二羟甲基环己烷、二甘醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、水合双酚A、2，2-双-(2-羟乙氧基)苯基丙烷和/或2，2-双-(2-羟丙氧基)苯基丙烷。代替醇化合物或附加地，可使用1种或多种环氧化合物，如环氧乙烷、环氧丙烷和/或烯丙基缩水甘油基醚或者二环戊二烯。合适的二元或多元羧酸的例子包括马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、1，4-环己烷二羧酸、六氢邻苯二甲酸、六氯内亚甲基四氢邻苯二甲酸、二氯邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和/或偏苯三酸或者它们的酯。这些羧酸还可以其酐的形式使用，如四氢邻苯二甲酸酐、内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、马来酐或邻苯二甲酸酐。作为酸组分，富马酸可与间苯二甲酸和/或对苯二甲酸组合使用。任选地，饱和或不饱和单羧酸，如C2～C36-合成和/或天然脂肪酸或由这类羧酸制备的酯，与多元醇，如甘油，也可使用。合适的单羧酸的例子是月桂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、苯甲酸、丙烯酸和/或甲基丙烯酸。按照本专利技术的优选实施方案，不饱和聚合物是包含富马酸、马来酸(酐)和/或对苯二甲酸作为酸单元的不饱和聚酯。不饱和聚酯的醇组分优选是乙二醇、丙二醇和/或新戊二醇。不饱和聚酯可以是结晶的或者是无定形的。不饱和聚酯中双键的数量一般在约120～约2000g每个不饱和基团，优选约125～约1500。不饱和聚酯的分子量Mn(数均分子量)一般为约500～约6000，优选约1000～约4500。酸官能聚酯的酸值一般在约25mg KOH/g树脂～约145mg KOH/g树脂，优选其酸值为约30mg KOH/g树脂～约120mg KOH/g树脂。羟基官能聚酯的羟基值一般在约25mg KOH/g树脂～约145mgKOH/g树脂，优选其羟基值为约30mg KOH/g树脂～约120mg KOH/g树脂。官能度一般在约1.5～约4的范围，优选约1.9～3.5。该不饱和聚酯的制备中的聚合反应一般在催化剂及阻聚剂的存在下进行。合适的催化剂例如包括钛酸四丁酯及氧化二丁基锡。合适的阻聚剂例如包括丁醇和氢醌。在该不饱和聚酯的制备中，催化剂及阻聚剂相对于单体的用量一般在约0.005～约1wt％的范围。该不饱和聚酯的制备可通过一步法或多步法实施。如果不饱和聚酯的制备是通过一步法制备，则二元醇、酸、催化剂以及任选的阻聚剂可在低于220℃的温度下酯化到要求的酸值或羟基值。为了移出低分子物料或者为了获得要求的酸值或羟基值，可任选地在较低的温度下施加真空。如果不饱和聚酯的制备按两步法实施，在第1步中，不饱和酸、二元醇、催化剂及阻聚剂可在，例如约210℃～约260℃的温度下酯化约2～10h的时间，并在第2步中，不饱和化合物、酸及二元醇可在，例如约180℃～约220℃之间的温度酯化约5～16h的时间。单体及反应条件可根据要求的性能予以改变。在获得不饱和聚酯之后，可在约160℃～约220℃之间的温度将二环戊二烯(DCPD)加入到不饱和聚酯中，结果按逆狄尔斯-阿德尔反应生成CPD。接着，环戊二烯(CPD)与不饱和聚酯中的富马酸或马来酸基团起反应生成HIMIC单元。DCPD的加入量一般在单体总重量的2～40wt％。官能酸或羟基基团在该反应中不发生反应，而是在以后的阶段，在合适的交联剂存在下固化，结果形成粉末涂层。优选的是，包含HIMIC单元的聚合物实际上不含超过5个碳原子的线型烷基链。这将导致获得较高的玻璃化转变温度，同时流动性也非常好。有关热固粉末涂层制备的一般问题以及由粉末涂料形成固化涂层的化学固化反应，描述于Misev的《粉末涂层化学与技术》(1991，John Wiley)，pp.42～54，p.148～226中，在此将其披露的全部内容并入本文作为参考。热固性基料组合物一般被定义为包含聚合物与交联剂的粉末涂料的树脂部分。视聚合物的官能度及性质而定，可选择例如三缩水甘油基异氰酸酯(TGIC)、封端的异氰酸酯、氨基树脂、双酚A环氧树脂、含β-羟烷基酰胺基团的化合物之类的交联剂，以及包含环氧基团并具有5～26个碳原子的脂族链的交联剂，如环氧化油类。优选使用TGIC和双酚A环氧树脂作为交联剂。聚合物交联剂的重量比可根据粉末涂料基料组合物的最终用途的需要进行调节。还可使用树脂的混合物。官能聚合物基团官能交联剂基团之间的比例，例如可在约1∶0.5～1∶1.5的范围。本专利技术的粉末涂料基料组合物及粉末涂料体系，需要的话，可包括惯用添加剂，如颜料、填料、脱气剂、流动剂(助流剂)及稳定剂。合适的颜料包括但不限于，例如二氧化钛、硫化锌、氧化铁及氧化铬之类的无机颜料，以及有机颜料，如偶氮化合物。合适的填料例如包括金属氧化物、硅酸盐、碳酸盐及硫酸盐。合适的稳定剂例如包括基本的和/或辅助的抗氧剂、紫外稳定剂，如醌类、(空间受阻的)酚化合物、膦酸酯、亚磷酸酯、硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化粉末涂料基料组合物，它包含一种含有内亚甲基四氢邻苯二甲酸单元和交联剂的聚合物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：FA科尔迪克，EG贝尔德，CM格雷尔斯，TA米瑟夫，
申请(专利权)人：DSM有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]