环氧化聚酯基粉末涂料组合物制造技术

用于粉末涂料应用的可固化环氧化聚酯基组合物是通过将熔点至少为９０℃和在２００℃下粘度至多为５０泊的聚酯加以环氧化而制得，其中聚酯是通过将（ｉ）四氢邻苯二甲酸或酸酐，（ｉｉ）至少一种脂环族多元醇，（ｉｉｉ）至少一种饱和多羧酸，（ｉｖ）至少一种其它多元醇在足以获得熔点为至少９０℃的固体聚酯的条件下进行反应所制备的聚酯。获得了可固化的涂料粉末，它含有环氧化聚酯和酸当量在１００－１５００范围内的固体羧酸固化剂。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
环氧化聚酯基粉末涂料组合物本专利技术涉及粉末涂料组合物。一方面，本专利技术涉及可用于粉末涂料的环氧化固体树脂组合物。具有某种程度的室外耐久性的热固性粉末涂料能够由聚酯和结合适宜的共反应物的丙烯酸基树脂获得。当前可获得的室外级含环氧基材料的实例有如含有三缩水甘油基异氰尿酸酯(TGIC)和缩水甘油基甲基丙烯酸酯(GMA)的丙烯酸树脂。然而，TGIC-基粉末涂料缺乏足够的耐候性，这一点可通过其失去光泽和脱色得到证实。虽然丙烯酸材料一般具有优越的耐候性，但已知它们具有差的物理性能(例如，弹性和抗冲击性)，以及当作为污染物存在时在其它的粉末涂料中产生了漆膜缺陷。尽管还存在其它固体环氧树脂如EPON RESIN 2002，2003和2004(EPON RESIN为商标)，但它们缺乏室外耐久性，其原因在于它们是由芳族亚单元组成的。因此，需要能够与低芳族或非芳族丙烯酸树脂和聚酯反应以产生耐候性粉末涂料的改进型低芳族或非芳族固体环氧树脂。本专利技术提供可固化涂料粉末组合物，其中包括：(a)通过将熔点至少为90℃的聚酯加以环氧化而制备的固体环氧化聚酯，其中所述聚酯为通过将包括以下组分的混合物反应来制备的聚酯：(i)四氢邻苯二甲酸或酸酐，(ii)至少一种脂环族多元醇，(iii)视具体情况存在的至少一种饱和多羧酸，和(iv)视具体情况存在的至少一种其它醇，其中(i)∶(ii)∶(iii)∶(iv)的摩尔比使得酸与羟基当量比为0.8∶1∶0.96∶1，以及(i)与(iii)的当量比为100∶0-1∶4，(ii)与(iv)的当量比为100∶0-4∶1；和-->(b)具有酸当量重量在100至1500的固体羧酸组分。该涂料粉末提供了具有良好的抗水解和紫外光性能的固化粉末涂料。环氧化聚酯一定是易碎的和非熔结的，以便用于粉末涂敷应用场合。如果聚酯在室温下在一周内结块(粘连在一起)则聚酯熔结且不容易被再分散。固体环氧化聚酯优选具有至少100℃的熔点以获得良好的性能。已经发现适用于粉末涂料应用的固体环氧化聚酯能够通过将Tg优选高于50℃，熔点至少为90℃和在200℃下粘度至多为50泊(ICICone&Plate粘度)的聚酯加以环氧化来制备。该聚酯能够通过将前文规定的组分(i)-(iv)以前文规定的摩尔比反应来制备。优选总的酸与羟基的当量比为0.85∶1∶大约0.95∶1，(i)与(iii)的当量比为4∶1-1∶4，以及更优选为大约2∶1-1∶2；和(ii)与(iv)的当量比为100∶0-12.5∶1。在一个优选实施方案中，需要组分(i)与(iii)具有2∶1-1∶2的当量比以获得良好的耐候性配方。典型地，通过在150℃，优选170℃至240℃，优选至230℃范围内的温度下加热混合物直到反应混合物的酸值达到5或5以下，优选2以下进行反应。优选连续除去在反应过程中形成的水和/或其它冷凝产物。反应混合物也能够含有惰性有机溶剂，例如酮如2-丁酮，4-甲基-2-戊酮以及烃类如二甲苯和甲苯。加入催化剂有利于反应的完成。这样的催化剂包括例如从钛，锆，锡和锑制备的那些，以及其它用于聚酯化反应的常规催化剂。生产的固体聚酯树脂能够通过常规方法回收。醇优选为每分子具有5-50个碳原子和2-4个羟基的多元醇。如果有的话，少量，占总羟基含量的至多15当量百分数、优选低于10当量百分数的多元醇(具有4个或4个以下碳原子)或者一元醇也可以存在于反应混合物中。用于制备固体聚酯的四氢邻苯二甲酸或酸酐的实施例包括环己-4-烯-1，2-二羧酸酐，3-甲基环己-4-烯-1，2-二羧酸酐，4-甲基环己-4--->烯-1，2-二羧酸酐，环己-4-烯-1，2-二羧酸，3-甲基环己-4-烯-1，2-二羧酸，4-甲基环己-4-烯-1，2-二羧酸，以及它们的混合物。用于制备固体聚酯的脂环族多元醇的实施例包括环己烷二甲醇和氢化双酚A，以及它们的混合物。用于制备固体聚酯的饱和多羧酸的实施例包括六氢邻苯二甲酸酐，六氢邻苯二甲酸，1，4-环己烷二羧酸和环己烷二羧酸的二甲酯，以及它们的混合物。组分(iv)的多元醇的实施例包括三羟甲基丙烷，新戊二醇，三羟甲基乙烷，季戊四醇和它们的混合物。具有4个或4个以下碳原子的多元醇的实施例包括乙二醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇。一元醇的实施例包括丁醇，2-乙基-1-己醇和环己醇。固体聚酯能够通过任何常规环氧化方法如US专利No.5,224,985，3,493,631和2,928,805公开的方法被环氧化处理。例如在0℃，优选20℃至70℃，优选至40℃范围内的温度，固体聚酯通过用酸溶液如在强酸或酸性树脂存在下从甲酸和过氧化氢单独或就地产生的过乙酸，过甲酸，或钼酸和过氧化氢的混合物在足够量的碱如碳酸钠，碳酸氢钠或磷酸氢二钠存在下处理以中和所含的强酸而被环氧化。所得到的环氧化固体聚酯优选具有350至1500范围内的WPE值(重量每当量环氧官能度)。固体的易碎的环氧化聚酯通过常规方法回收。羧酸固化剂一定也是固体的、易碎的，以便适用于粉末涂料应用。已经发现用于粉末涂料中作为固化剂的该羧酸组分一定具有100至1500，优选110至900范围内的酸当量重量。该羧酸优选平均每个分子具有10至100个碳原子和二至四个羧基，更优选二个羧基，条件是它具有100至1500范围内的酸当量重量。多羧酸的实施例包括直链或支链固体的(优选结晶的)链烷酸如十二烷二酸和癸二酸。另一优选的多羧酸能够通过将包括至少一种脂环族二羧酸或酸酐和至少一种具有5-50个碳原子的多元醇以低于2∶1，优选1.2∶1至2∶1，优选至1.4∶1的酸与羟基当量比的混合物进行反应来制备。优选一种以上多元醇的混合物，以获得最佳性能和使处理简便易行。以上列举了脂环族二羧酸或酸酐和多元醇的实施例。固化涂料粉末组合物包括(a)固体环氧化聚酯和(b)酸官能化组-->分。(a)与(b)数量之比一般为在化学计算量上加上或减去35％的范围内。可以调整该比率以补偿催化剂类型，固化条件和所需的涂料性能。此范围外的比率会导致形成具有低于最佳性能的低分子量、不良交联的产物。也可以包括常规的粉末涂料添加剂如流动控制剂，抗爆裂剂，粉末流动材料，填料和颜料。固化涂料粉末组合物可以进一步包括低百分比的催化剂如鏻盐(例如乙基三苯基碘化鏻)，咪唑和锡盐(例如二丁基氧化锡)以便根据所需的用途来增加涂料组合物的交联率。热固性涂料粉末组合物能够通过在粉末涂料工业中已知的多种方法来制备：干混，通过双辊磨机或挤出机熔融混料和喷雾干燥。所使用的方法典型地是熔融混料方法：在行星式混合机中干混各成分，然后在80℃至130℃范围内在挤出机中熔融混合该掺混物。挤出物然后被冷却和研磨成粒状掺混物。热固性涂料粉末组合物然后能够被直接涂敷于例如金属如钢或铝的底材上。也能够使用非金属底材如塑料和复合材料。通过静电喷涂或使用流化床来涂敷。静电喷涂是优选的方法。涂料粉末能够以单扫或几道喷涂来涂敷以提供在固化后2.0至15.0密耳漆膜厚度。在涂料粉末组合物涂敷之前视具体情况而定对底材进行形成预热以促进形成均匀和较厚的粉末沉积。在涂料粉末组合物涂敷之后，典型地在120℃下，优选在150℃至205℃之间，用足以固化粉末涂料组合物的时间，典型地为1分钟至60分钟，优选10分钟至3本文档来自技高网...

【技术保护点】
可固化涂料粉末组合物，其中包括：（ａ）通过将熔点至少为９０℃和在２００℃下粘度至多为５０泊的聚酯加以环氧化而制备的固体环氧化聚酯，其中所述聚酯为通过将包括以下组分的混合物反应来制备的聚酯：（ｉ）四氢邻苯二甲酸或酸酐，（ｉｉ）至少 一种脂环族多元醇，（ｉｉｉ）视具体情况存在的至少一种饱和多羧酸，和（ｉｖ）视具体情况存在的至少一种具有５至５０个碳原子的多元醇，其中（ｉ）∶（ｉｉ）∶（ｉｉｉ）∶（ｉｖ）的摩尔比以使得酸与羟基当量比为０．８∶１∶０．９６∶１，以 及（ｉ）与（ｉｉｉ）的当量比为１００∶０－１∶４，（ｉｉ）与（ｉｖ）的当量比为１００∶０－４∶１，直到反应混合物的酸值为５或５以下为止；（ｂ）具有酸当量在１００至１５００的固体羧酸组分。

【技术特征摘要】
1、可固化涂料粉末组合物，其中包括：(a)通过将熔点至少为90℃和在200℃下粘度至多为50泊的聚酯加以环氧化而制备的固体环氧化聚酯，其中所述聚酯为通过将包括以下组分的混合物反应来制备的聚酯：(i)四氢邻苯二甲酸或酸酐，(ii)至少一种脂环族多元醇，(iii)视具体情况存在的至少一种饱和多羧酸，和(iv)视具体情况存在的至少一种具有5至50个碳原子的多元醇，其中(i)∶(ii)∶(iii)∶(iv)的摩尔比以使得酸与羟基当量比为0.8∶1∶0.96∶1，以及(i)与(iii)的当量比为100∶0-1∶4，(ii)与(iv)的当量比为100∶0-4∶1，直到反应混合物的酸值为5或5以下为止；(b)具有酸当量在100至1500的固体羧酸组分。2、权利要求1的可固化涂料粉末组合物，其中四氢邻苯二甲酸或酸酐选自环己-4-烯-1，2-二羧酸酐，3-甲基环己-4-烯-1， 2-二羧酸酐，4-甲基环己-4-烯-1，2-二羧酸酐，环己-4-烯-1， 2-二羧酸，3-甲基环己-4-烯-1，2-二羧酸，4-甲基环己-4-烯-1，2-二羧酸及其混合物。3、权利要求2的可固化涂料粉末组合物，其中组分(ii)选自环己烷二甲醇和氢化双酚A，以及它们的混合物。4、权利要求3的可固化涂料粉末组合物，其中组分(iii)选自六氢邻苯二甲酸及其酐，1，4-环己烷二羧酸，环己烷二羧酸的二甲酯，以及它们的...

【专利技术属性】
技术研发人员：CJ斯塔克，EJ马克斯，
申请(专利权)人：荷兰解决方案研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]