可热固化的粉末涂料组合物制造技术

本申请涉及可热固化的粉末涂料组合物。本发明专利技术涉及一种在60到130℃的温度下固化的单组分可热固化粉末涂料组合物，其包含：一种热引发体系和一种树脂体系，其中热引发体系的反应性为：根据DIN 16945用1wt％的热引发体系在99wt％的二甲基丙烯酸丁二醇酯中测定，60℃下该热引发体系在二甲基丙烯酸丁二醇酯中提供2.5-1000分钟的凝胶时间；其中热引发体系的量这样选择：使所述粉末涂料组合物涂覆在基材并在130℃的温度下固化20分钟后，涂层能抵抗至少50次的丙酮双向摩擦；其中所述树脂体系包含树脂和共交联剂；其中所述树脂包含反应性不饱和基团，并且其中所述反应性不饱和基团是直接与吸电子基团相连的碳碳双键；其中所述共交联剂选自甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基酰胺、炔基醚、炔基酯、炔基酰胺、炔基胺、炔丙基醚、炔丙基酯、衣康酸酯、烯胺及其混合物；其中用1H NMR测定，每摩尔不饱和基团树脂体系的重量为100-1000克/摩尔。

【技术实现步骤摘要】
可热固化的粉末涂料组合物本申请是2011年5月9日递交的申请日为2009年11月6日、名称为“可热固化的粉末涂料组合物”的中国专利技术专利申请No.200980144740.X(PCT/EP2009/064727)的分案申请。本专利技术涉及一种可热固化的粉末涂料组合物、其制备方法、用所述粉末涂料组合物涂布基材的用途、用所述粉末涂料组合物涂布的基材以及使用所述粉末涂料组合物涂布基材的方法。如G.Maggiore在PittureeVerniceEurope1/92，pp.15-22的文章“Oveviewofthepowdercoatingsmarketworldwide”以及D.Richart的报告“PowderCoating：CurrentDevelopments，FutureTrends”(Waterborne，High-SolidsandPowderCoatingsSymposium，1995年2月22-24)所显示，人们仍在继续研究可以在基材热应力较小的情况下固化以及因而适用于热敏性基材(例如木材和塑料)的粉末涂料组合物。除了期望粉末涂料组合物能在低温下固化之外，还期望所述粉末涂料组合物能在挤出机中加工。因此，需要一种能平衡在低温(例如60-130℃)下的固化能力和在挤出机中良好可加工性的粉末涂料组合物。本专利技术的目的是提供一种在挤出机中易于加工并且在低温(例如介于60-130℃之间)下能部分或全部热固化的可热固化粉末涂料组合物，使其不仅适用于非热敏性基材，而且还特别适用于热敏性基材。该目的通过本专利技术的粉末涂料组合物实现。在一个实施方式中，本专利技术涉及一种适合在60到130℃的温度下固化的可热固化粉末涂料组合物，其包含：-一种热引发体系和一种树脂体系；-其中热引发体系的反应性为：根据DIN16945用1wt％的热引发体系在99wt％的二甲基丙烯酸丁二醇酯中测定，60℃下该热引发体系在二甲基丙烯酸丁二醇酯中提供2.5-1000分钟的凝胶时间；-其中热引发体系的量这样选择：使所述粉末涂料组合物涂覆在基材上并在130℃的温度下固化20分钟后，所产生的涂层能抵抗至少50次丙酮双向摩擦；-其中所述树脂体系包含树脂和共交联剂；-其中所述树脂包含反应性不饱和基团，并且其中所述反应性不饱和基团是直接与吸电子基团相连的碳碳双键；-其中所述共交联剂选自下列组中：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基酰胺、炔基醚、炔基酯、炔基酰胺、炔基胺、炔丙基醚、炔丙基酯、衣康酸酯、烯胺及其混合物；-其中用1HNMR测定，每摩尔不饱和基团树脂体系的重量为100-1000克/摩尔；并且-其中所述粉末涂料组合物是单组分体系。在另一个实施方式中，本专利技术涉及一种适合在60到130℃的温度下固化的可热固化粉末涂料组合物，其包含：-一种热引发体系和一种树脂体系；-其中热引发体系的反应性为：根据DIN16945用1wt％的热引发体系在99wt％的二甲基丙烯酸丁二醇酯中测定，60℃下该热引发体系在二甲基丙烯酸丁二醇酯中提供2.5-1000分钟的凝胶时间；-其中粉末涂料组合物中热引发体系的量这样选择：使得等温DSC开始后，所述粉末涂料组合物的固化反应焓的峰在120℃下为至多60分钟，在60℃下为至少2.5分钟；-其中所述树脂体系包含树脂和共交联剂；-其中所述树脂包含反应性不饱和基团，并且其中所述反应性不饱和基团是直接与吸电子基团相连的碳碳双键；-其中所述共交联剂选自下列组中：丙烯酸酯、甲基丙烯酸指、乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基酰胺、炔基醚、炔基酯、炔基酰胺、炔基胺、炔丙基醚、炔丙基酯、衣康酸酯、烯胺及其混合物；-其中每摩尔不饱和基团树脂体系的重量为100-900克/摩尔；并且-其中所述粉末涂料组合物是单组分体系。“在挤出机中易于加工”指的是粉末涂料组合物能挤出形成挤出物而不形成凝胶颗粒，优选不形成凝胶。本专利技术组合物另外的优点是具有可接受的流动性和/或可接受的储存稳定性，例如本专利技术的粉末涂料组合物在4℃可物理稳定地和化学稳定地存储至少6周。在本专利技术的范围内“可热固化”指的是，可以通过使用热来实现粉末涂料组合物的固化。本专利技术组合物中存在的热引发体系使该热固化成为可能。热固化的优点为：在无需使用附加设备(例如产生UV光或加速电子的设备)加热粉末涂料组合物的单步法中，粉末涂料可以在基材上熔融并固化；而粉末涂料组合物在基材上的辐射固化需要两步使粉末涂料在基材上熔融并固化。在所述两步的辐射固化中，首先用热使粉末涂料组合物在基材上熔融，然后用UV辐射或电子束辐射使其固化。热固化特别适用于涂布3D物体。优选地，本专利技术的粉末涂料组合物在60-130℃的温度下固化。更优选，固化温度为至少65℃，甚至更优选至少70℃，例如至少75℃，例如至少80℃。更优选，固化温度为至多125℃，甚至更优选为至多120℃，具体为至多115℃，具体为至多110℃，例如至多105℃或例如至多100℃。在具体的实例中，例如对于更加热敏性的基材来说，在甚至更低的温度(例如在低于100℃、低于95℃、低于90℃或甚至低于85℃的温度)下固化所述粉末涂料组合物可能是有利的。为了本专利技术的目的而使用的丙酮双向摩擦(acetonedoublerub，ADR)指的是用在丙酮中浸泡过的棉布包裹重量为980mg、与涂层的接触表面积为2cm2的锤头，然后该锤头在厚度约为60μm涂层表面进行往复运动。每20次摩擦后，将布浸泡在丙酮中。继续测试进行直至涂层被移除(并记下得到的ADR数)或直至达到100次ADR。优选地，当用所述涂料组合物涂覆基材(例如铝基材，例如ALQ板材)并且在130℃的温度下固化时，由本专利技术的粉末涂料组合物制备的涂层能抵抗至少60次ADR，例如涂层能抵抗至少70次ADR、至少80次ADR、至少90次ADR或至少100次ADR。“粉末涂料组合物”指的是可以作为干燥(没有溶剂或其它载体)细颗粒固体来涂覆基材的组合物，当其熔化并融合之后，形成粘附基材的连续膜。当在本文中使用时，“单组分体系”(也称为1K体系)指的是粉末涂料组合物的所有(反应性)组分形成一种粉末的一部分。这与双组分体系(也称为2K体系)相反，双组分体系中的粉末涂料组合物由至少两种具有不同化学组成的粉末组成，这使得反应性组分物理分离。至少两种不同的粉末可以在将粉末涂料组合物放入存储容器之前通过物理混合而混合或者仅在将2K体系涂覆在基材上进行固化反应之前混合。2K体系中的至少两种不同粉末的组合物通常这样选择：使得每一种粉末都包含需要固化但不存在于其他粉末中的成分。这种分离允许在加热状态(例如通过熔融混合)下制备单独的粉末组合物而不会引发固化反应。EP1477534A2公开了这种2K体系，并且具体公开了在两个或多于两个的单独部分中包含一种或多于一种树脂粉末组分的粉末组合物；并且对于每一种树脂粉末组分来说，在一个单独的部分中有一种或多于一种的粉末、液态或气态固化剂组分，其中对于每一种树脂粉末组分来说，粉末的平均颗粒尺寸与包含所述固化剂组分的粉末、液滴或气滴的平均颗粒尺寸的比例在1.3∶1到60∶1的范围内，此外其中所述树脂组分和固化剂组分在20-200℃的温度下组合在一起0.01-600秒的时间段时将反应产生固化的粉末涂层。当在本文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合在60到130℃的温度下固化的可热固化粉末涂料组合物，其包含：‑一种热引发体系和一种树脂体系；‑其中热引发体系的反应性为：根据DIN 16945用1wt％的热引发体系在99wt％的二甲基丙烯酸丁二醇酯中测定，60℃下该热引发体系在二甲基丙烯酸丁二醇酯中提供2.5‑1000分钟的凝胶时间；‑其中粉末涂料组合物中热引发体系的量这样选择：使所述粉末涂料组合物涂覆在基材上并在130℃的温度下固化20分钟后，所产生的涂层能抵抗至少50次丙酮双向摩擦；‑其中所述树脂体系包含树脂和共交联剂；‑其中所述树脂包含反应性不饱和基团，并且其中所述反应性不饱和基团是直接与吸电子基团相连的碳碳双键；‑其中所述共交联剂选自下列组：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基酰胺、炔基醚、炔基酯、炔基酰胺、炔基胺、炔丙基醚、炔丙基酯、衣康酸酯、烯胺及其混合物；‑其中用1H NMR测定，每摩尔不饱和基团树脂体系的重量为100‑1000克/摩尔；并且‑其中所述粉末涂料组合物是单组分体系。

【技术特征摘要】
2008.12.19 EP 08172327.2;2009.03.25 EP 09156130.8;1.一种适合在60到130℃的温度下固化的可热固化单组分粉末涂料组合物，所述组合物包含A和B：A.一种热引发体系，其包含：i)自由基引发剂，ii)加速剂，其选自胺、乙酰乙酰胺、铵盐、过渡金属化合物及它们的混合物，并且a)热引发体系的反应性为：根据DIN16945用1wt％的热引发体系在99wt％的二甲基丙烯酸丁二醇酯中测定，60℃下该热引发体系在二甲基丙烯酸丁二醇酯中提供2.5-1000分钟的凝胶时间；并且b)热引发体系的量这样选择：使所述可热固化单组分粉末涂料组合物涂覆在基材上并在130℃的温度下固化20分钟后，所产生的涂层能抵抗至少70次丙酮双向摩擦；以及B.一种树脂体系，其包含聚酯和共交联剂，其中i)用1H-NMR测得的所述树脂体系的每摩尔不饱和基团的重量为100-1000克/摩尔，并且ii)所述聚酯包含反应性不饱和基团，并且其中所述反应性不饱和基团是直接与吸电子基团相连的碳碳双键，并且所述聚酯具有至少1500Da的数均分子量和小于7500克/摩尔的每摩尔不饱和基团的重量，并且；iii)所述共交联剂是数均分子量小于1500Da的低聚物或数均分子量小于500Da的单体，且所述共交联剂具有能够与树脂中的反应性不饱和基团反应的碳碳双键，并且所述共交联剂选自下列组：乙烯基酯、乙烯基醚、衣康酸酯、烯胺及其混合物。2.如权利要求1所述的组合物，其中所述加速剂是原子序数从且包括等于21到且包括等于79的过渡金属的过渡金属化合物。3.如权利要求1所述的组合物，其中所述加速剂是过渡金属Mn、Fe、Co或Cu的过渡金属化合物。4.如权利要求1所述的组合物，其中所述加速剂是过渡金属化合物并且所述过渡金属化合物是过渡金属盐或络合物或其混合物。5.如权利要求1所述的组合物，其中所述加速剂是原子序数从且包括等于21到且包括等于79的过渡金属的过渡金属化合物，并且其中所述过渡金属化合物是过渡金属盐或络合物或其混合物。6.如权利要求1所述的组合物，其中所述加速剂是过渡金属Mn、Fe、Co或Cu的过渡金属化合物，并且其中所述过渡金属化合物是过渡金属盐或络合物或其混合物。7.如权利要求1所述的组合物，其中所述热引发体系还包含：iii)抑制剂，其选自酚类化合物、稳定自由基、儿茶酚类、吩噻嗪类、氢醌类、苯醌类及其混合物，其中稳定自由基选自1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇、1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮、1-氧基-2,2,6,6-四甲基-4-羧基-哌啶、1-氧基-2,2,5,5-四甲基吡咯烷、1-氧基-2,2,5,5-四甲基-3-羧基吡咯烷和加尔万氧基(2,6-二叔丁基-α-(3,5-二叔丁基-4-氧代-2,5-环己二烯-1-亚基)-对甲苯氧基)。8.如权利要求2所述的组合物，其中所述热引发体系还包含：iii)抑制剂，其选自酚类化合物、稳定自由基、儿茶酚类、吩噻嗪类、氢醌类、苯醌类及其混合物，其中稳定自由基选自1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇、1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮、1-氧基-2,2,6,6-四甲基-4-羧基-哌啶、1-氧基-2,2,5,5-四甲基吡咯烷、1-氧基-2,2,5,5-四甲基-3-羧基吡咯烷和加尔万氧基(2,6-二叔丁基-α-(3,5-二叔丁基-4-氧代-2,5-环己二烯-1-亚基)-对甲苯氧基)。9.如权利要求3所述的组合物，其中所述热引发体系还包含：iii)抑制剂，其选自酚类化合物、稳定自由基、儿茶酚类、吩噻嗪类、氢醌类、苯醌类及其混合物，其中稳定自由基选自1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇、1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮、1-氧基-2,2,6,6-四甲基-4-羧基-哌啶、1-氧基-2,2,5,5-四甲基吡咯烷、1-氧基-2,2,5,5-四甲基-3-羧基吡咯烷和加尔万氧基(2,6-二叔丁基-α-(3,5-二叔丁基-4-氧代-2,5-环己二烯-1-亚基)-对甲苯氧基)。10.如权利要求4所述的组合物，其中所述热引发体系还包含：iii)抑制剂，其选自酚类化合物、稳定自由基、儿茶酚类、吩噻嗪类、氢醌类、苯醌类及其混合物，其中稳定自由基选自1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇、1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮、1-氧基-2,2,6,6-四甲基-4-羧基-哌啶、1-氧基-2,2,5,5-四甲基吡...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·弗朗兹·格拉图斯·安东尼厄斯·詹森，林德尔特·简·莫霍埃克，简·彼得·德里夫霍特，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL