制备聚酯粉末涂料的方法技术

公开了一种制备粉末涂料的方法，它使用：一种可固化聚酯树脂（Ａ），在其末端具有羟基和／或羧基，并且还具有１，０００－３０，０００的数均分子量，３０－１００℃的玻璃化转变温度；一种固化剂（Ｂ），它在常温下为固体，并且能够与可固化聚酯树脂（Ａ）的羟基或羧基反应；和一种溶剂（Ｃ），在常压下其沸点在５０－１３０℃的范围内；并包括，在５０－１３０℃的温度条件下将可固化聚酯树脂（Ａ）、固化剂（Ｂ）和溶剂（Ｃ）捏合，使溶解在溶剂（Ｃ）中的固化剂（Ｂ）不少于２０重量％的步骤，和随后在减压下除去溶剂（Ｃ）的蒸气的步骤。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备聚酯粉末涂料的方法
本专利技术涉及一种制备包含可固化聚酯树脂的聚酯粉末涂料的方法。
技术介绍
粉末涂料在烘焙过程中不产生挥发性的有机化合物，不引起诸如空气污染的环境问题，因此被用在广泛的应用领域来代替溶液型涂料。这种粉末涂料是通过将可固化树脂与固化剂混合得到的，有代表性的是，使用具有缩水甘油基或羟基的可固化丙烯酸树脂作可固化树脂的丙烯酸粉末涂料，使用具有羟基或羧基的可固化聚酯树脂的聚酯粉末涂料，和使用环氧树脂的环氧粉末涂料。作为用于丙烯酸粉末涂料的固化剂，已知的是脂肪族二元酸、封端异氰酸酯、尿丁酮(uretdione)和氨基化合物。作为用于聚酯粉末涂料的固化剂，已知的是封端异氰酸酯、尿丁酮、氨基化合物、环氧化合物和缩水甘油基化合物。作为用于环氧粉末涂料的固化剂，已知的是双氰胺和酸酐。迄今为止，粉末涂料是通过将可固化树脂和固化剂以及颜料和用于涂料的其它添加剂干式混合，通过使用熔融捏合机来将它们捏合并分散，将其研磨并将其分级来制备的。然而，根据本方法，在加热和熔融捏合可固化树脂和固化剂时，有必要抑制可固化树脂与固化剂之间的交联反应。因此造成了一些限制，例如在短时间内进行捏合以及在低于固化剂的熔点或软化点的温度下进行捏合，使得难以均匀地分散固化剂。也就是，由于在粉末涂料中固化剂是不均匀分散的，由此所形成的膜外观欠佳，特别是平滑度欠佳。此外，颜料分散很差，并且与液体涂料相比，粉末涂料难以得到鲜明、清晰和有光泽的膜。因此，为了改进这种问题，已经提到了以湿法，也就是在溶剂中将诸如可固化树脂和固化剂的粉末涂料原料混合的方法[日本未审查专利公开(Kokai)号25531/1979(a)，日本未审查专利公开(Kokai)号-->53729/1998(b)，日本未审查专利公开(Kokai)号302567/1999(c)，日本未审查专利公开(Kokai)号349859/1999(d)，日本未审查专利公开(Kokai)号034426/2000(e)及日本未审查专利公开(Kokai)号103866/2000(f)]。已经公开了这些方法能够高度均匀地分散可固化树脂和固化剂。但是，由上述相关技术(a)、(d)和(e)所建议的方法适合丙烯酸粉末涂料，但不适合聚酯粉末涂料。即，聚酯粉末涂料使用那些不同于丙烯酸粉末涂料的树脂和固化剂，因此，这些相关技术所使用的溶剂不容易被使用。另一个原因是，就耐候性或抗片落性而言，聚酯粉末涂料具有根本不同于丙烯酸粉末涂料的特性。另外，尽管现有技术(b)和(c)没有特别规定粉末涂料的种类，但其中具体公开了丙烯酸粉末涂料，而没有具体公开聚酯粉末涂料。具体地说，相关技术(b)公开了丙烯酸树脂溶液和固化剂溶液的使用。然而，这些溶液使用了不同的溶剂。因此，当这些溶剂被混合在一起时，固化剂通常发生沉淀。此外，溶液彼此的可溶性非常低，带来了关于固化剂均匀分散的问题。相关技术(c)公开了一个使用完全溶解固化剂的溶剂的实施例。在这个实施例中，也带来了关于固化剂均匀分散的问题。相关技术(f)涉及一种使用将可固化树脂和固化剂都能溶解的溶剂，通过喷雾干燥来制备丙烯酸粉末涂料和聚酯粉末涂料的方法。但是，固化剂或颜料很容易析出到由喷雾干燥得到的粉末涂料的表面，而在交联密度和添加剂的均匀性方面带来问题，并且仍然没有得到高表面光洁度、美观和性能好的膜。另外，上述相关技术(a)到(f)中所公开的方法还有许多问题，诸如需要溶解涂料原料的容器、将其溶液混合的混合装置，和除去大量溶剂的大型蒸气-除去/回收装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过解决上述相关技术中存在的问题，来提供一种制备聚酯粉末涂料的方法，所述涂料具有极佳的膜外观，如平滑和有光泽。对于制备聚酯粉末涂料的方法，本专利技术人已经进行了深入的研究，业已发现，具有极好的平滑度和色调均匀的膜性能的粉末涂料，可以通过将溶剂和粉末涂料原料进行连续地捏合来制备，所述粉末涂料原料含有至少-->一种可固化聚酯树脂和一种固化剂，使所用的固化剂在溶剂中溶解的量不少于20％，然后，在减压的情况下，以蒸气的形式除去溶剂，而不需使用制备用的大型装置。按照本专利技术，提供了一种制备粉末涂料的方法，它使用：一种可固化聚酯树脂(A)，在其末端具有羟基和/或羧基，并且还具有从1,000-30,000的数均分子量，30-100℃的玻璃化转变温度；一种固化剂(B)，它在常温下为固体，并且能够与可固化聚酯树脂(A)的羟基或羧基反应；和一种溶剂(C)，在常压下其沸点在50-130℃的范围内；所述方法包括，在50-130℃的温度条件下将可固化聚酯树脂(A)、固化剂(B)和溶剂(C)捏合，以使溶解在溶剂(C)中的固化剂(B)不少于20％重量的步骤，和随后在减压下除去溶剂(C)的蒸气的步骤。在本专利技术中，所希望的是，以重量计，每100份固化剂(B)所使用的溶剂(C)的数量为10-1000份。按照本专利技术，将可固化聚酯树脂(A)、固化剂(B)和溶剂(C)捏合的步骤；和除去溶剂(C)的蒸气的步骤，可以通过使用单个捏合/蒸气-除去的装置来连续地进行。这种情况下，这种捏合/蒸气-除去的装置可以是具有至少一个蒸气排出口(排气口)的单螺杆或双螺杆挤出机或捏合机。另外，在本专利技术中，在将可固化聚酯树脂(A)、固化剂(B)和溶剂(C)捏合的步骤中使用的装置；和在除去溶剂(C)的步骤中使用的装置，可以以串联的形式连接在一起，来连续地进行捏合和蒸气-除去。这样，在捏合步骤中使用的装置可以是单螺杆或双螺杆挤出机，单螺杆或双螺杆捏合机或在线混合机。另外，在蒸气-除去的步骤中使用的装置可以是具有至少一个蒸气排出口(排气口)的单螺杆或双螺杆挤出机，或单螺杆或双螺杆捏合机。另外，在本专利技术中，这种捏合可以通过将用于涂料的添加剂(D)送-->入捏合可固化聚酯树脂(A)、固化剂(B)和溶剂(C)的步骤中来实现。用于涂料的添加剂(D)可以是选自熔融流动性调节剂、消泡剂、防针孔剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、固化催化剂、增塑剂、防结块剂、粉末流动性产生剂和颜料中的至少一种。按照本专利技术，合适的粉末涂料是通过研磨固化剂(B)和可固化的聚酯树脂(A)的混合物而得到的，所述混合物是通过从中除去溶剂(C)的蒸气而得到的。可固化聚酯树脂(A)：可在本专利技术中使用的可固化聚酯树脂(A)在其末端具有羟基和/或羧基，并且这些末端基团(下文通称为反应基团)与稍后描述的固化剂(B)反应以形成固化的产品。上述可固化聚酯树脂(A)可以按照已知的方法来制备。就是说，这种制备方法通过两个步骤来进行，即，形成低聚物的步骤，用来通过多元酸或其酯-形成衍生物的酸组分与多元醇的醇组分的酯化反应或酯交换反应来得到低聚合物；和形成高分子物质的步骤，用来从上述低聚合物得到所需分子量的聚酯树脂。根据情况，可以使用包括解聚步骤的三个步骤的方法，解聚步骤用来在形成高分子物质的步骤之后，将分子量返回到所需分子量。虽然不仅限于此，但酸组分可以包括脂族二羧酸，如丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十四烷双酸、环己烷二羧酸、癸烷二羧酸、降冰片烷二羧酸、三环癸烷二羧酸和五环十四烷双酸；芳族二羧酸，如对苯二酸、间苯二酸、邻苯二酸、2-甲基对苯二酸、萘二甲酸、联苯二羧酸和四氢化萘二羧酸；其酯-形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备粉末涂料的方法，它使用：一种可固化聚酯树脂（Ａ），在其末端具有羟基和／或羧基，并且还具有１，０００－３０，０００的数均分子量，３０－１００℃的玻璃化转变温度；一种固化剂（Ｂ），它在常温下为固体，并且能够与可固化聚酯树脂（Ａ） 的羟基或羧基反应；和一种溶剂（Ｃ），在常压下其沸点在５０－１３０℃的范围内；所述方法包括，在５０－１３０℃的温度条件下将可固化聚酯树脂（Ａ）、固化剂（Ｂ）和溶剂（Ｃ）捏合，使溶解在溶剂（Ｃ）中的固化剂（Ｂ）不少于２０％重量的步骤，和 随后在减压下除去溶剂（Ｃ）的蒸气的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2001-4-25 126989/011.一种制备粉末涂料的方法，它使用：一种可固化聚酯树脂(A)，在其末端具有羟基和/或羧基，并且还具有1,000-30,000的数均分子量，30-100℃的玻璃化转变温度；一种固化剂(B)，它在常温下为固体，并且能够与可固化聚酯树脂(A)的羟基或羧基反应；和一种溶剂(C)，在常压下其沸点在50-130℃的范围内；所述方法包括，在50-130℃的温度条件下将可固化聚酯树脂(A)、固化剂(B)和溶剂(C)捏合，使溶解在溶剂(C)中的固化剂(B)不少于20％重量的步骤，和随后在减压下除去溶剂(C)的蒸气的步骤。2.一种如权利要求1的制备粉末涂料的方法，其中可固化聚酯树脂(A)具有2,000-10,000的数均分子量，和40-80℃的玻璃化转变温度。3.  一种如权利要求1的制备粉末涂料的方法，其中可固化聚酯树脂(A)具有10-130mg KOH/g的羟值。4.一种如权利要求1的制备粉末涂料的方法，其中可固化聚酯树脂(A)具有10-100mg KOH/g的酸值。5.一种如权利要求3的制备粉末涂料的方法，其中固化剂(B)选自异氰酸酯化合物、封端异氰酸酯化合物、尿丁酮化合物、氨基化合物和氰酸盐化合物中的至少一种，并与可固化聚酯树脂(A)的羟基反应。6.一种如权利要求4的制备粉末涂料的方法，其中固化剂(B)选自环氧化合物、具有缩水甘油基或甲基缩水甘油基的丙烯酸树脂、和酰胺化合物中的至少一种。7.一种如权利要求1的制备粉末涂料的方法，其中固化剂(B)的数量为，可固化聚酯树脂(A)中每当量羟基和/或羧基使用0.7-1.3当量固化剂(B)。8.一种如权利要求1的制备粉末涂料的方法，其中以重量计，每100份固化剂(B)所使用的溶剂(C)为10-1000份。9.一种如权利要求5的制备粉末涂料的方法，其中固化剂(B)选自封端异氰酸酯化合物、尿丁酮化合物和氨基化合物中的至少一种，溶剂(C)选自芳香烃、卤化脂肪烃、脂肪族羧酸酯、碳酸酯、环醚、醚醇、醇和脂肪酮构成的组中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑原章二郎，小池信行，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]