防垢和防污粉末涂层制造技术

一种用粉末涂层组合物涂覆的防污镶板，其包含聚合粘合剂和以约0.1重量％至约4重量％的量存在的阴离子含氟表面活性剂。

Antifouling and antifouling powder coating

An antifouling panel coated with powder coating composition comprises a polymeric adhesive and an anionic fluorinated surfactant existing in the amount of about 0.1 wt% to about 4 wt.%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防垢和防污粉末涂层相关申请的交叉引用本申请是2015年6月22日提交的美国专利申请号14/746,313的PCT国际申请。上述申请的公开内容以引用的方式并入本文。
本专利技术涉及包含阴离子含氟表面活性剂的防垢和防污粉末涂层。
技术介绍
已知某些含氟碳聚合物和含硅氧烷的聚合物能够将抗污性能添加到油漆和其它溶剂基涂层中。然而，以前整个制剂需要大量的这种含氟碳和硅氧烷的聚合物，以便在所得涂层中获得所需的防污性能。如此，所得到的涂层暴露表面的抗污性与涂层粘附到下层基材的能力之间的平衡被破坏了。因此，需要提供实现期望的暴露表面排斥性，同时不破坏与下层基材的结合强度的防污涂层，特别是防垢和防污涂层。粉末涂层体系可以受益于这种防污性能，但是与典型的油漆和涂层不同，它具有额外的限制，希望成为无溶剂体系。
技术实现思路
本专利技术的一些实施例包括一种防污镶板，其包括基材和施加到基材上的粉末涂层。在一些实施例中，粉末涂层由包含聚合物树脂、交联剂和表面活性剂组合物的掺混物的混合物形成。在一些实施例中，聚合物树脂基本上不含氟-碳基团。表面活性剂组合物可以是无溶剂的并且包含阴离子含氟表面活性剂。根据一些实施例，阴离子含氟表面活性剂可以以基于粉末涂层组合物的总重量的0.05重量％至4重量％的量存在。根据一些实施例，本专利技术涉及包含基材和施加到基材上的粉末涂层的防污镶板。粉末涂层可以由基本上不含溶剂的混合物形成。在一些实施例中，混合物包含粘合剂和颜料。在一些实施例中，混合物包含基本上不含氟-碳基团的聚合物树脂。在一些实施例中，颜料用阴离子含氟表面活性剂预处理。在一些实施例中，本专利技术涉及一种形成防污镶板的方法。该方法可包括制备包含聚合物粘合剂、颜料和阴离子含氟表面活性剂的粉末涂层的第一步骤。该方法可以进一步包括将粉末涂层施加到基材上的第二步骤。该方法可以进一步包括固化粉末涂层以形成防污镶板的第三步骤。在一些实施例中，防污涂覆基材是天花板砖或镶板。根据本专利技术的一些实施例，聚合物粘合剂基本上不含氟-碳基团，并且阴离子含氟表面活性剂以基于单一颜料的总重量的10重量％至25重量％的量存在。具体实施方式本专利技术涉及包含基材和施加到基材上的粉末涂层的防垢和防污镶板。基于包含阴离子含氟化合物，粉末涂层表现出防垢和防污特性。粉末涂层由粘合剂组合物和交联剂的高固体前体混合物形成。如本文所讨论的，前体混合物可以在升高的温度下反应以形成完全固化的粉末涂层组合物。在一些实施例中，前体混合物具有100％的固体含量并且基本上不含溶剂。如本文所讨论的，粘合剂组合物可以包括可以在固化期间与交联剂反应的聚合树脂，由此形成完全固化的基质组合物。根据一些实施例，本专利技术的聚合树脂具有特定的材料性质，包括玻璃化转变温度、分子量、官能度、熔体粘度和成膜性和流平性。在没有适当考虑上述参考材料性质的情况下，选择不合需要的聚合树脂可导致不适合用于粉末涂层的组合物，因为所得的前体混合物在加工期间可能表现出不良的储存期和不充分的流动性，并且所得的粉末涂层可能表现出不充分的成膜性，导致涂层不可操作。根据本专利技术，聚合树脂应包含至少一种具有大于室温，优选地至少约50℃的玻璃化转变温度(Tg)的聚合组合物。根据本专利技术的一些实施例，聚合树脂可具有约50℃的Tg。根据本专利技术的一些实施例，聚合树脂可具有约60℃的Tg。根据本专利技术的一些实施例，聚合树脂可具有约70℃的Tg。为了本专利技术的目的，术语“约”意指+/-5％。选择聚合树脂的正确玻璃化转变温度对于粉末涂层应用来说是重要的考虑因素，因为太低的Tg可导致在混合物的储存和/或运输期间不能抵抗烧结和聚集的前体混合物，从而降低前体混合物的储存期。相反，因为粉末涂层具有高固体含量，所以选择Tg过高的聚合树脂可导致不表现在加工期间的足够流动性或施加后的流平性的前体混合物，从而导致不均匀施加的粉末涂层组合物。如本文所述，聚合树脂的Tg可以通过选择许多参数来控制，所述参数包括但不限于分子量、聚合主链的类型和结晶度。聚合树脂的流动性通过熔体粘度来测量。在高固体含量(优选地100％固体，不含溶剂)下，获得低熔体粘度是确保聚合树脂在加工期间最大流动的考虑因素。当在混合和固化期间(如本文所讨论的)处理聚合树脂时，聚合树脂开始与存在于前体混合物中的固化剂(也称为交联剂)反应，从而产生粘度显著增加的前体混合物，因为它变成完全固化的粉末涂层。因此，使用表现出低熔体粘度的聚合物树脂是一种标准，以确保在前体混合物已经反应一定的交联度以接近完全固化的粉末涂层前，前体混合物有足够的时间混合并流过处理单元(如本文所述)。如本文所述，聚合树脂的熔体粘度是许多因素的结果，包括：分子量、官能度和聚合主链的类型。这里将讨论聚合树脂和整个前体混合物的比熔体粘度。根据本专利技术，聚合树脂应包含至少一种重量平均分子量(Mw)为约1,500至15,000的聚合组合物。在本专利技术的一些实施例中，聚合树脂可以具有约15,000至30,000的重量平均分子量(Mw)。聚合树脂的分子量影响粉末涂层的挠性、冲击强度和可加工性(即熔体粘度)。具有较高分子量(Mw)的聚合树脂表现出与较低重量(Mw)的聚合树脂相比更高的熔体粘度。在一个优选的实施例中，分子量(Mw)为约1,500至约15,000的聚合树脂具有约1的多分散性。多分散性是聚合组合物的重量平均分子量(Mw)与数量平均分子量(Mn)的比率。具有约1的多分散性确保了所得粉末涂层的物理性质(即挠性、冲击强度)最大化，而不会在加工期间牺牲前体混合物的所需低熔体粘度。如根据本专利技术的一些实施例的粉末涂层可能需要，当在高固体含量(优选地无溶剂)下加工前体混合物时，低熔体粘度是合适的。根据一些实施例，形成本专利技术粉末涂层的三维交联聚合网络需要聚合树脂包含具有平均至少两个可用于与存在于交联剂上的官能团反应的官能团的聚合物。在一些实施例中，聚合树脂可以具有平均数目的官能团，平均2至10个官能团。在一些实施例中，聚合树脂可以具有直链或支链的主链，并且官能团的位置将取决于聚合树脂主链的类型。在一些实施例中，聚合树脂是具有两个至四个位于聚合物末端的官能团的直链聚合物。聚合树脂的官能团可以选自羟基、羧酸基、异氰酸酯基、环氧基、丙烯酸基及其组合。在一些实施例中，聚合粘合剂的官能团可以如本文所述被暂时封端。根据本专利技术的一些实施例，聚合树脂可以包含主链具有选自酯基、氨基甲酸酯基、碳酸酯基、环氧基及其组合的部分的聚合物。在一些实施例中，粘合剂组合物包括选自聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和聚酯-氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂的聚合树脂。合适的聚酯树脂可以是羟基官能(OH)或羧基官能(COOH)。聚酯树脂可以是多元羧酸和多元醇的反应产物。为了本专利技术的目的，术语多元羧酸包括具有至少两个羧酸基团的化合物。为了本专利技术的目的，术语多元醇包括具有至少两个羟基的化合物。对于羟基官能聚酯，多元醇相对于多元羧酸以OH:COOH化学计量过量范围为2:1至6:1存在。过量的多元醇确保所有游离的羧酸基团被消耗，同时在酯化反应期间允许过量的羟基保持未消耗。羟基可以存在于聚酯的末端。对于羧基官能聚酯，聚羧酸相对于多元醇以COOH:OH化学计量过量范围为2:1至6:1存在。过量的多元羧酸保证所有的游离羟基被消耗，同时在酯化反应期间允许过量的羧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防污镶板，其包括：基材；以及施加到所述基材上的粉末涂层，所述粉末涂层由包含以下的掺混物的混合物形成：粘合剂，其包含基本上不含氟碳基团的聚合物树脂；交联剂；以及表面活性剂组合物，其基本上不含溶剂且包含阴离子含氟表面活性剂；其中所述阴离子含氟表面活性剂以基于所述粉末涂层组合物的总重量的0.05重量％至4重量％的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.22 US 14/746,3131.一种防污镶板，其包括：基材；以及施加到所述基材上的粉末涂层，所述粉末涂层由包含以下的掺混物的混合物形成：粘合剂，其包含基本上不含氟碳基团的聚合物树脂；交联剂；以及表面活性剂组合物，其基本上不含溶剂且包含阴离子含氟表面活性剂；其中所述阴离子含氟表面活性剂以基于所述粉末涂层组合物的总重量的0.05重量％至4重量％的量存在。2.根据权利要求1所述的防污镶板，其中所述阴离子含氟表面活性剂以基于所述粉末涂层的总重量的0.7重量％至3.0重量％的量存在。3.根据权利要求1所述的防污镶板，其中所述阴离子含氟表面活性剂包含磷酸酯基取代基。4.根据权利要求3所述的防污镶板，其中所述阴离子含氟表面活性剂的pH范围为1至6。5.根据权利要求1所述的防污镶板，其中所述阴离子含氟表面活性剂的熔点范围为50℃至70℃。6.根据权利要求1所述的防污镶板，其中所述聚合物树脂包含羟基封端的聚酯树脂，并且所述交联剂包含封端的多异氰酸酯。7.根据权利要求1所述的防污镶板，其中所述聚合物树脂包含羧化聚酯树脂和缩水甘油基官能丙烯酸类聚合物树脂，并且所述交联剂包含羟基官能化合物及其组合。8.根据权利要求1所述的防污镶板，其中所述聚合物树脂的玻璃化转变温度范围为45℃至90℃。9.根据权利要求1所述的防污镶板，其中所述混合物不含挥发性有机溶剂且具有100％的固体含量。10.根据权利要求1所述的防污镶板，其中所述粉末涂层具有45μm至120μm的厚度。11.一种防污镶板，其包括：基材；以及施加到所述基材上的粉末涂层，所述粉末涂层由基本上不含溶剂的混合物形成，所述混合物包含：粘合剂，其包含基本上不含氟碳基团的聚合物树脂；...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·L·马西亚，米歇尔·X·王，肯尼思·G·考德威尔，
申请(专利权)人：阿姆斯特郎世界工业公司，
类型：发明
国别省市：美国,US