贮存稳定的PU粉末涂料组合物及其在低混浊、韧性聚氨酯涂层中的应用制造技术

本发明专利技术涉及基于半结晶聚酯、无定形聚酯和封端多异氰酸酯的ＰＵ粉末涂料组合物，及其在低混浊、韧性聚氨酯粉末涂层材料，更具体地说在粉末卷材涂层中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于半结晶聚酯、无定形聚酯和封端多异氰酸酯的pu 粉末涂料组合物，及其在低混浊、韧性聚氨酯粉末涂层材料，更具体地i兌在4分末巻材涂层中的应用。
技术介绍
热固性粉末涂料组合物被大量应用在多种多样基材上的交联涂层 的生产。与热塑性组合物相比，热固性涂层材料一般更硬，更耐溶剂和 洗涤剂，对金属基材的附着力更强，并且当暴露于高温时不软化。自从1970以来，通过含羟基树脂与外或内封端多异氰酸酯之间的反 应获得的热固性粉末状材料就是已知的。此种粉末描迷在一一例如一一DE 27 35 497中。利用此种粉末，即将成形(ready - formed)的金属零部件被 逐件涂布(涂布后的金属)。巻材涂布是一种以60-200m/min的速度涂布金属带材的方法。金 属板，优选钢或铝的，经过清洗并涂以漆。这些金属板随后被送往进一 步的加工，在那儿，它们将获得其实际的形式。主要应用是涂以耐天候 老化漆的梯形型材，用于，例如，饰面和屋顶，还有门、窗框、大门、 檐沟和盖板。在室内装修领域，巻材涂布的金属板主要被用于隔墙和天 花板元件。然而其它应用领域包括钢制家具、书架、商店设施，以及家 用电器外壳。灯和灯具则构成另一类重要应用领域。在机动车领域，还 有宽的应用门类。卡车车身和外部安装的汽车零部件常常用预涂布的材 料制造。为涂布要使用的基材，通常进行预处理。作为第一道涂层膜，在随 后将成为可见的一側施涂5 - 10nm厚底漆。第一遍通过了干燥机以后， 施涂实际的面漆。干燥后，它成为膜厚为约20pm的漆膜。在某些情况 下，在该表面上趁热进一步层合临时保护片材。这样做旨在保护它免遭 才几械划伤。与可见一侧的涂布平行地，还在反面进4亍涂布。所用底漆包 括，例如，聚酯树脂。就处于腐蚀性工业大气条件下的巻材涂布的饰面和屋面而言，使用含环氧化物的体系作为底漆。作为面漆材料，则主要 采用各种各样色调的液态涂层材料。视具体应用领域而定，例如，使用聚酯、聚氨酯或PVDF面漆材料。面漆的膜厚一般为约20pm。除了液态底漆和面漆之外，粉末涂层材料也被用于金属带材的采用巻材涂布方法的涂布。粉末涂层材料与其液态对应物相比的明显优势是无溶剂，并因此更有利于生态。然而，它们在巻材涂布系统当中所占的比例迄今仍相对地低。之所以如此的原因之一是大于40 |im的高粉末涂层膜厚。这常造成视觉缺陷，因为表面不再能做到完全无孔隙。此缺点已由WO 97/47400所克服。该公开描述一种能获得小于20pm粉末膜厚的金属带材的涂布方法。与液态涂层材料相比的第二个缺点是粉末涂层材料施涂期间带材 速度极慢。采用静电喷枪，金属带材仅能以最高20m/min的线速度涂布 粉末涂层材料。由于釆用MSC Powder CloudTM技术，例如描述于F. D. Graziano, XXIIIrd International Conference in Orgainc Coatings, Athens, 1997,第139 ~ 150页或在M. Kretschmer, 6th DFO Conference on Powder Coating Practice, Dresden, 2000,第95 — 100页，现已能达到60-100 m/min的带材速度。采用PU粉末涂层材料所获得的品质是其高耐天候稳定性、卓越的 流平性和良好的柔韧性。然而，用于巻材涂层材料，迄今^^知的体系的 柔韧性通常都不够。因此，目前正在寻找一种能满足对巻材涂层材料提 出的极高柔韧性要求的新PU粉末涂层材料。这一探索的成功将克服与 传统液态涂料相比的第三个具有决定意义的缺点。US 4,387,214和US 4,442,270描述对苯二曱酸和己-1,6 - 二醇的半结晶聚酯在作为汽车底漆或面漆材料用的聚氨酯粉末涂层材料中的应 用。其涂层具有非常好的柔韧性。然而，其表面却明显地软，因此抗划 伤能力低。用此种粉末涂层材料无法生成高光泽透明涂层，因为结晶聚 酯与无定形异氰酸酯组分不相容。涂布的漆膜有出现混浊(hazing)的事 例，从而降低了光泽。它们也不能用于巻材涂布用粉末涂层材料中，因 为在极端固化条件一一高温固化，随后骤冷一一之下漆膜将出现龟裂。 US 4,859,760描述用封端多异氰酸酯交联的无定形和半结晶聚酯多 元醇的混合物制成的粉末涂料组合物。该半结晶聚酯的玻璃化转变温度介于-10~+50°C。它们包含对苯二甲酸。因此，该粉末涂层的耐天候 稳定性不足以满足要求苛刻的外部用途，例如，汽车面漆或建筑物外部 涂层的要求。WO 94/02552描述基于己-1，6 - 二醇和1，12 -十二烷二酸的半结 晶聚酯，作为增塑剂应用于粉末涂层材料中。该半结晶聚酯的加入能改 善粉末涂料的流平性、柔韧性和可变形性。粉末涂层材料用于巻材涂层 的应用则未提及。然而，由于使用含缩脲二酮(uretdione)基团的多异氰 酸酯交联剂，故必须使用高比例半结晶聚酯才能达到所要求的柔韧性， 特别是在巻材粉末涂层的场合。这将降低涂层的光泽。另外，该无定形 聚酯主要包含对苯二曱酸作为其二羧酸。结果导致粉末涂层的耐天候稳 定性的下降。WO 95/01407描述一种热固性粉末涂料组合物，包含无定形聚酯， 由环己烷二羧酸和环脂族二醇组成;半结晶聚酯，由环己烷二羧酸和线型 二醇组成;以及合适的交联剂。此种粉末涂层的显著特征包括高UV稳定 性和非常好的柔韧性。缺点是环己烷二羧酸的高原料价格。未提及采用 巻材涂布方法涂布的粉末涂料组合物 DE 102005049916公开通过附加热处理的特殊措施获得的贮存稳定的粉末涂料组合物。该处理能大大降低粉末涂料组合物的结晶分数。已表明，(半)结晶聚酯在粉末涂层材料中的应用虽然能提高柔韧 性，但与此同时却为其带来2个严重缺点:结晶组分具有降低粉末涂料制 剂的玻璃化转变点的倾向。这又进而降低贮存稳定性，以及因此降低粉 末的可喷涂性。为避免这一效应，可以使用高度结晶聚酯。但此种产品 又具有使固化后漆膜结晶并因此导致该漆膜混浊的倾向。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是找到一种粉末涂料组合物，它不仅可在40 'C贮存稳定，而且还能生成韧性和低混浊度的漆膜。令人惊奇的是，现已发现，某些(半)结晶聚酯在热固化聚氨酯粉末 涂层材料中不仅能保证贮存稳定性而且还能，在固化后，导致生成低混 浊度漆膜。这些特定半结晶聚酯的重要特征主要在于其熔点、其熔融焓 及其羟基值。其它关键因素是结晶与无定形组分之间的比例，以及特别 选择的原料单体。因此，本专利技术提供一种PU粉末涂料组合物，其特征在于，它们主 要包含A) 5%~20 wt。/。至少一种(半)结晶聚酯，其羟基值介于5-50 mg KOH/g,熔点介于60~ 120。C并且熔融焓介于70- 100 J/g，以及B) 15%-80 wtn/o至少一种含羟基无定形聚酯，其羟基官能度介于 2.0 ~ 5,数均分子量介于800 ~ 8000，熔点介于50'C ~ 120'C ，羟基值介于 15 -200 mg KOH/g并且玻璃化转变温度〉40°C ,以便A:B的重量比介于1:3-1:15, 以及C) 5。/。 — 30wt。/。至少Cl) 一种异氰酸酯组分，它完全或部分地以封端剂封端并含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＰＵ粉末涂料组合物，其特征在于，其主要包含：Ａ）５％～２０ｗｔ％至少一种（半）结晶聚酯，其羟基值介于５～５０ｍｇＫＯＨ／ｇ，熔点介于６０～１２０℃并且熔融焓介于７０～１００Ｊ／ｇ，以及Ｂ）１５％～８０ｗｔ％至少一种含羟基无定形聚酯，其羟基官能度介于２．０～５，数均分子量介于８００～８０００，熔点介于５０℃～１２０℃，羟基值介于１５～２００ｍｇＫＯＨ／ｇ并且玻璃化转变温度＞４０℃，其中Ａ∶Ｂ的重量比介于１∶３～１∶１５，以及Ｃ）５％～３０ｗｔ％至少Ｃ１）一种异氰酸酯组分，它完全或部分地以封端剂封端并含有氨酯基团或氨酯及异氰脲酸酯基团和／或Ｃ２）一种含有缩脲二酮基团（内部封端）的异氰酸酯组分，其中Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）的重量比之和等于１００％；Ｄ）要求的话，典型的助剂和辅料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E斯皮罗，C拉默斯，
申请(专利权)人：德古萨有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]