2K热固性粉末涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及热固性粉末涂料组合物C(PCC C)，其包含热固性粉末涂料组合物A(PCC A)与分开且有区别的热固性粉末涂料组合物B(PCC B)的物理混合物。本发明专利技术还涉及制造所述热固性粉末涂料组合物C的方法和利用所述热固性粉末涂料组合物C涂布制品的方法。本发明专利技术还涉及经固化的热固性粉末涂料组合物C(c‑PCC C)。本发明专利技术还涉及已在其上涂布所述热固性粉末涂料组合物C的制品和已在其上涂布并固化所述热固性粉末涂料组合物C的制品。本发明专利技术还涉及PCC C用于在低温下热固化的用途。本发明专利技术还涉及PCC C用于制造经固化的PCC C的用途，优选地所述经固化的PCC C是具有一种或多种任意组合的以下性能的粉末涂料，所述性能例如卓越的耐溶胀性、良好的平滑度、良好的耐化学性、低光泽度、低泛黄度。本发明专利技术还涉及所述热固性粉末涂料组合物C的用途、已在其上涂布所述热固性粉末涂料组合物C的制品的用途以及已在其上涂布并固化所述热固性粉末涂料组合物C的制品的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及热固性粉末涂料组合物C(PCCC)，其包含热固性粉末涂料组合物A(PCCA)与分开且有区别的热固性粉末涂料组合物B(PCCB)的物理混合物。本专利技术还涉及制造所述热固性粉末涂料组合物C的方法和利用所述热固性粉末涂料组合物C涂布制品的方法。本专利技术还涉及经固化的热固性粉末涂料组合物C(c-PCCC)。本专利技术还涉及其上涂布所述热固性粉末涂料组合物C的制品和其上涂布并固化所述热固性粉末涂料组合物C的制品。本专利技术还涉及PCCC用于在低温下热固化的用途。本专利技术还涉及PCCC用于制造经固化的PCCC的用途，优选地所述经固化的PCCC是具有一种或多种任意组合的以下性能的粉末涂料，所述性能例如卓越的耐溶胀性、良好的平滑度、良好的耐化学性、低光泽度、低泛黄度。本专利技术还涉及所述热固性粉末涂料组合物C的用途、其上涂布所述热固性粉末涂料组合物C的制品的用途以及其上涂布并固化所述热固性粉末涂料组合物C的制品的用途。近年来，与液体涂料组合物相比，在室温和大气压下为干燥、细散、自由流动的固体材料的粉末涂料组合物(通常被称为粉末)由于一些原因获得相当高的人气。一种原因是，粉末涂料是使用者和环境友好的材料，因为它们实际上不含有液体涂料组合物中通常存在的有害的挥发性有机溶剂载体。因此，固化时粉末涂料向环境放出很少的(如果有的话)挥发性物质。这消除了与液体涂料组合物有关的溶剂排放问题(例如空气污染)和对涂布操作中所雇用的工人的健康危害。粉末涂料组合物还便于使用，由于它们是干燥的固体形式所以其以清洁的方式涂覆到基材上。如果溢出，粉末易于清理，并且与液体涂料组合物相比，不需要特别的清洁和泄露控制措施。因而改善了工作卫生状况。此外，粉末涂料组合物基本上是100％可循环再用的，因为喷涂的粉末可以完全回收并与新鲜的粉末原料重新混合。涂覆期间液体涂料的再循环通常无法进行，这导致废弃物和有害废弃物处理成本的增加。此外，粉末涂料组合物便于使用，即，不需要变稀或稀释。粉末涂料组合物通常通过静电喷涂法涂覆到基材上；将粉末涂料组合物分散在气流中，然后经过电晕放电电场，颗粒从其中获得静电荷。带电的颗粒被吸引并沉积到要涂布的接地的制品上。然后将通常处于室温的制品置于烘箱中，粉末在其中熔融并形成粉末涂层。已发展出基于高压静电充电和流化床涂覆技术的组合(静电流化床)的混合方法，以及摩擦充电喷涂法。粉末涂料组合物及其涂覆方法是用于涂布多种熟悉的物品(例如草坪和园艺作业机具、露台和其他金属家具、电气柜、照明设备、棚架和商店装置、以及多种汽车部件)优选的涂料组合物和的方法。如今，粉末涂料组合物被广泛接受，在原始设备制造商(OEMS)的工厂和定制涂装车间中具有数千个装置。粉末涂料组合物可以是热固性的或热塑性的。本专利技术涉及热固性粉末涂料组合物(PCC)(其在本文中也可被称为“粉末”)领域。Misev在“PowderCoatings，ChemistryandTechnology”(第224-300页；1991，JohnWiley)中描述了热固性粉末涂料组合物的制备。尽管粉末涂料有许多优点，但它们通常不被用于涂布热敏性基材，例如木材和塑料。热敏性基材需要在低温下固化例如在至多130℃下热固化，以避免显著的基材降解和/或变形。例如当木材复合材料(例如，碎料板、纤维板和含有大量木材的其它基材)被加热至传统粉末所需的高固化温度(通常高于140℃的温度)时，木材复合材料中存在的用于基材完整的树脂粘合剂和残留水分从基材中释放出。固化期间挥发物的脱气导致硬化的膜面漆上严重的气泡、坑、小孔和其它表面缺陷。此外，过热导致木材复合材料变得易碎、发脆、烧焦以及物理性质和化学性质以其它方式变坏。从膜性质以及产品这两点出发，这是无法接受的。基于环氧树脂的低温固化型粉末涂料已被提及了，例如US5,714,206中所教导的；然而，用于实现低温固化的可共聚树脂基于脂族胺，而脂族胺在热量下易于发黄；此外，环氧涂料一般不提供包含不饱和聚酯和热自由基引发剂(例如，过氧化物)并且通过热和/或UV辐射固化的热固性粉末涂料组合物通常提供的持久性和耐气候性。可低温UV固化的热固性粉末涂料组合物被建议用于涂布热敏性基材。在UV辐射固化之前，UV粉末仍然需要暴露于热量，所述热量高于玻璃化转变温度(Tg)或熔融温度(Tm)以将粉末充分熔化并流出在基材上形成连续熔膜，UV辐射固化是通过将熔膜暴露于UV辐射而非热量以引发交联反应来实现的。因此，利用UV辐射固化型粉末对热敏性基材进行粉末涂布需要两步法，所述两步法通常包括以下步骤：i)将粉末涂料组合物加热至熔化并使其流出到基材上以形成连续膜和ii)UV辐射形成的膜以硬化(固化)它。原则上，相较于UV固化，热敏性基材的热固化仍然是期望和优选的；因为热固化具有以下优点：仅在加热粉末涂料组合物的一步法中，便可以将粉末涂料组合物熔化和固化到基材上，而无需使用额外的设备，例如产生UV光或加速电子的设备。因为当涉及粉末涂布复杂三维制品时和在其中需要厚涂层的应用中，UV固化失效；热固化是能够实现厚涂层和复杂三维制品的粉末涂布的唯一方法，所以热固性粉末涂料组合物的热固化相较于UV固化是更加期望的。利用不饱和聚酯树脂和热自由基引发剂的单组分热固性粉末涂料组合物遭受由成分的反应性特性引起的问题，尤其是早期固化从而还导致储存稳定性差的问题。一般而言，当热固性粉末涂料组合物被涂覆在制品上时，固化组合物所需的所有成分必须被包含并均匀分布在热固性粉末涂料组合物中。为了获得必需的成分均匀分布，必须充分混合粉末。熔融混合、随后粒化混合物长期以来一直是优选的混合方法。然而，熔融混合必须要小心进行以避免所述组合物中使用的不饱和聚酯树脂和热自由基引发剂的早期固化。为了努力避免所述组合物早期固化这一问题，混合经常不完全，从而导致成分不均匀分布和质量较差的涂层。在1999年，EP0957141A1(等同于US6194525B1)提出了问题的解决方案：在实际使用粉末之前，将包含不饱和聚酯树脂和热自由基引发剂的热固性粉末涂料组合物的各组分均匀且充分混合在一起以形成涂料同时避免组合物早期固化(参见EP0957141A1，[0008])。EP0957141A1提出了可热固化的双组分热固性粉末涂料组合物。更具体地，EP0957141A1提供了粉末涂料组合物，所述组合物包含粉末(A)和分开且有区别的粉末(B)的物理混合物，其中所述粉末(A)包含第一不饱和聚酯树脂和自由基引发剂，所述粉末(B)包含聚合促进剂。EP0957141A1需要存在占粉末涂料组合物的1-25重量％的结晶不饱和单体。EP0957141A1的方案存在许多实际上使得所述方案没有市场吸引力的问题；EP0957141A1的方案至今仍未成功真正商业化并非偶然；此处提到了与EP0957141A1A相关的一些问题(问题列表并非穷举性的)；例如，本领域技术人员将意识到：为了使EP0957141A1的方案可适用，两种粉末中的每一种都需要经受熔融混合以使得它们稍后能够彼此物理混合；遗憾的是且出乎专利技术人的意料，对于EP0957141A1的双组分组合物，情况并非总是如此；例如，在EP0957141A1中所示的某些双组分组合物中，组成双组分组合物中的每一种的单独粉末中的至本文档来自技高网...

【技术保护点】
热固性粉末涂料组合物C(PCC C)，其包含两种不同、分开且有区别的热固性粉末涂料组合物A(PCC A)和B(PCC B)的物理混合物，其中重量比R＝PCC A的重量/PCC B的重量，为至少0.01且至多99，并且基于PCC C的总重量，PCC C中PCC A和PCC B的混合物的总重量为至少10重量/重量％，且其中i)PCC A包含：A1：包含烯属不饱和官能团的不饱和树脂，其具有至少250g/mol且至多2200g/mol的WPU；A2：可共聚剂，其选自：a)结晶的可共聚树脂(CCR)，其具有至少190g/mol且至多1500g/mol的WPU和等于或高于350Da的Mn，和b)结晶的可共聚树脂(CCR)与无定形的可共聚树脂(ACR)的混合物，其中CCR和ACR中的每种均具有至少190g/mol且至多1500g/mol的WPU和等于或高于350Da的Mn，且所述混合物中的重量比M＝ACR的重量/CCR的重量，为至多1；其中基于PCC A的总重量，PCC A中A1和A2的总重量为至少10重量/重量％；A3：不饱和单体，基于PCC A的总重量，其量为0‑0.9重量/重量％；A4：热自由基引发剂，其量为至少1mmol且至多500mmol热不稳定基团/Kg(A1和A2的总重量)，所述热自由基引发剂包含：A4‑1：过氧化物，其选自过酸酯、烷基过氧基碳酸酯以及它们的混合物，所述过氧化物的存在量为至少1mmol且至多245mmol过氧基团/Kg(A1和A2的总重量)；A5：过渡金属物质，其量为0‑4.5mmol金属/Kg(A1和A2的总重量)，所述过渡金属物质选自Co、Mn、Cu、Fe、V、Ti、Co的过渡金属化合物、Mn的过渡金属化合物、Cu的过渡金属化合物、Fe的过渡金属化合物、V的过渡金属化合物、Ti的过渡金属化合物以及它们的混合物；A6：抑制剂，其量为至少13mg且至多5000mg抑制剂/Kg(A1和A2的总重量)；且其中i)PCC B包含：B1：包含烯属不饱和官能团的不饱和树脂，其具有至少250g/mol且至多2200g/mol的WPU；B2：可共聚剂，其选自：a)结晶的可共聚树脂(CCR)，其具有至少190g/mol且至多1500g/mol的WPU和等于或高于350Da的Mn，和b)结晶的可共聚树脂(CCR)与无定形的可共聚树脂(ACR)的混合物，其中CCR和ACR中的每种均具有至少190g/mol且至多1500g/mol的WPU和等于或高于350Da的Mn，且所述混合物中的重量比M＝ACR的重量/CCR的重量，为至多1；其中基于PCC B的总重量，PCC B中B1和B2的总重量为至少10重量/重量％；B3：不饱和单体，基于PCC B的总重量，其量为0‑0.9重量/重量％；B4：热自由基引发剂，其量为至少1mmol且至多500mmol热不稳定基团/Kg(B1和B2的总重量)，所述热自由基引发剂包含：B4‑1：过酸酐，其量为至少0.5mmol且至多300mmol过氧基团/Kg(B1和B2的总重量)；B5：过渡金属物质，其量为至少0.5mmol且至多50mmol金属/Kg(B1和B2的总重量)，所述过渡金属物质选自Co、Mn、Cu、Fe、V、Ti、Co的过渡金属化合物、Mn的过渡金属化合物、Cu的过渡金属化合物、Fe的过渡金属化合物、V的过渡金属化合物、Ti的过渡金属化合物以及它们的混合物；B6：抑制剂，其量为至少16mg且至多5000mg抑制剂/Kg(B1和B2的总重量)；且其中iii)：基于PCC C的总重量，PCC C中不饱和单体的总量在0‑0.9重量/重量％的范围内；且其中iv)：PCC C中热自由基引发剂的总量为至少22mmol且至多500mmol热不稳定基团/Kg(PCC C中不饱和树脂和可共聚剂的总重量)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 EP 14164940.01.热固性粉末涂料组合物C(PCCC)，其包含两种不同、分开且有区别的热固性粉末涂料组合物A(PCCA)和B(PCCB)的物理混合物，其中重量比R＝PCCA的重量/PCCB的重量，为至少0.01且至多99，并且基于PCCC的总重量，PCCC中PCCA和PCCB的混合物的总重量为至少10重量/重量％，且其中i)PCCA包含：A1：包含烯属不饱和官能团的不饱和树脂，其具有至少250g/mol且至多2200g/mol的WPU；A2：可共聚剂，其选自：a)结晶的可共聚树脂(CCR)，其具有至少190g/mol且至多1500g/mol的WPU和等于或高于350Da的Mn，和b)结晶的可共聚树脂(CCR)与无定形的可共聚树脂(ACR)的混合物，其中CCR和ACR中的每种均具有至少190g/mol且至多1500g/mol的WPU和等于或高于350Da的Mn，且所述混合物中的重量比M＝ACR的重量/CCR的重量，为至多1；其中基于PCCA的总重量，PCCA中A1和A2的总重量为至少10重量/重量％；A3：不饱和单体，基于PCCA的总重量，其量为0-0.9重量/重量％；A4：热自由基引发剂，其量为至少1mmol且至多500mmol热不稳定基团/Kg(A1和A2的总重量)，所述热自由基引发剂包含：A4-1：过氧化物，其选自过酸酯、烷基过氧基碳酸酯以及它们的混合物，所述过氧化物的存在量为至少1mmol且至多245mmol过氧基团/Kg(A1和A2的总重量)；A5：过渡金属物质，其量为0-4.5mmol金属/Kg(A1和A2的总重量)，所述过渡金属物质选自Co、Mn、Cu、Fe、V、Ti、Co的过渡金属化合物、Mn的过渡金属化合物、Cu的过渡金属化合物、Fe的过渡金属化合物、V的过渡金属化合物、Ti的过渡金属化合物以及它们的混合物；A6：抑制剂，其量为至少13mg且至多5000mg抑制剂/Kg(A1和A2的总重量)；且其中i)PCCB包含：B1：包含烯属不饱和官能团的不饱和树脂，其具有至少250g/mol且至多2200g/mol的WPU；B2：可共聚剂，其选自：a)结晶的可共聚树脂(CCR)，其具有至少190g/mol且至多1500g/mol的WPU和等于或高于350Da的Mn，和b)结晶的可共聚树脂(CCR)与无定形的可共聚树脂(ACR)的混合物，其中CCR和ACR中的每种均具有至少190g/mol且至多1500g/mol的WPU和等于或高于350Da的Mn，且所述混合物中的重量比M＝ACR的重量/CCR的重量，为至多1；其中基于PCCB的总重量，PCCB中B1和B2的总重量为至少10重量/重量％；B3：不饱和单体，基于PCCB的总重量，其量为0-0.9重量/重量％；B4：热自由基引发剂，其量为至少1mmol且至多500mmol热不稳定基团/Kg(B1和B2的总重量)，所述热自由基引发剂包含：B4-1：过酸酐，其量为至少0.5mmol且至多300mmol过氧基团/Kg(B1和B2的总重量)；B5：过渡金属物质，其量为至少0.5mmol且至多50mmol金属/Kg(B1和B2的总重量)，所述过渡金属物质选自Co、Mn、Cu、Fe、V、Ti、Co的过渡金属化合物、Mn的过渡金属化合物、Cu的过渡金属化合物、Fe的过渡金属化合物、V的过渡金属化合物、Ti的过渡金属化合物以及它们的混合物；B6：抑制剂，其量为至少16mg且至多5000mg抑制剂/Kg(B1和B2的总重量)；且其中iii)：基于PCCC的总重量，PCCC中不饱和单体的总量在0-0.9重量/重量％的范围内；且其中iv)：PCCC中热自由基引发剂的总量为至少22mmol且至多500mmol热不稳定基团/Kg(PCCC中不饱和树脂和可共聚剂的总重量)。2.根据权利要求1所述的PCCC，其中PCCA还包含：A7：硫醇，其量为0-5mmol巯基/Kg(A1和A2的总重量)；和/或A8：乙酰乙酰胺化合物，其量为0-200mmol乙酰乙酰胺化合物/Kg(A1和A2的总重量)；和/或A9：1，2，3-三羟基芳基化合物，其量为0-10mmol1，2，3-三羟基芳基化合物/Kg(A1和A2的总重量)，条件是A5包含Cu和Cu的过渡金属化合物中的一种或两种。3.根据权利要求1-2中任一项所述的PCCC，其中PCCA还包含：A10：游离胺，其量使得比值L＝热不稳定基团的mmol数/游离胺的mmol数，为至少1.1。4.根据权利要求1-3中任一项所述的PCCC，其中PCCB还包含：B7：硫醇，其量为0-5mmol巯基/Kg(B1和B2的总重量)；和/或B8：乙酰乙酰胺化合物，其量为0-5mmol乙酰乙酰胺化合物/Kg(B1和B2的总重量)；和/或B9：1，2，3-三羟基芳基化合物，其量为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·赫特鲁迪斯·克里斯丁娜斯·邦戈阿尔兹，皮特斯·亨利克斯·马里修斯·威伦伯格，约翰·弗朗兹·格拉图斯·安东尼厄斯·詹森，
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