專利名稱：混雜聚酯氟碳粉末涂料組合物及其生產(chǎn)方法
混雜聚酯氟碳粉末涂料組合物及其生產(chǎn)方法粉末涂料組合物為通常包含固體成膜樹脂或不同種類樹脂混合物的固體組合物，其通常具有一種或多種顏料和任選的ー種或多種性能添加劑如增塑劑、穩(wěn)定劑、流動(dòng)助劑和増量劑。所述樹脂通常為熱固性的，摻有例如基料樹脂和相應(yīng)的交聯(lián)劑(其自身可為另一基料樹脂)。通常所述樹脂具有30°c以上的Tg、軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)。粉末涂料的生產(chǎn)通常包括將所述組合物的各組分熔融混合。熔融混合包括將干成分高速高強(qiáng)度混合，然后將該混合物在連續(xù)式混料機(jī)中加熱至升高的溫度-高于樹脂的軟化溫度，但低于固化溫度-以形成熔融混合物。所述混料機(jī)優(yōu)選包括單或雙螺桿擠出機(jī)，這 些用于改善樹脂熔融時(shí)其他成分在該樹脂中的分散。將該熔融混合物擠出、通常輥壓成片、冷卻以使所述混合物固體化，隨后壓碎成薄片，隨后粉碎成細(xì)粉末。然后,該加工之后通常依次為顆粒分級(jí)和分離操作-如研磨、分級(jí)、過篩、篩選、旋風(fēng)分離、篩分和過濾-然后將所述粉末施加至基材并加熱所述粉末以使顆粒熔融和熔化，從而使涂料固化。施加粉末涂料的主要方法包括流化床法(其中將基材預(yù)熱并浸潰于所述粉末的流化床中，從而導(dǎo)致當(dāng)與熱表面接觸時(shí)粉末熔化并粘合至基材)、靜電流化床法和靜電噴涂法(其中通過流化床中的電極或者通過靜電噴槍使粉末涂料顆粒帶靜電，并使其沉積至接地基材上)。包含氟碳樹脂的粉末涂料組合物是本領(lǐng)域所已知的。US4916188公開了ー種混雜氟碳粉末涂料，其包含羥基官能的氟碳樹脂、封閉的ニ異氰酸酯交聯(lián)劑和羥基官能的丙烯酸系或聚酯樹脂。其實(shí)施例顯示，與不含羥基官能的丙烯酸系或聚酯樹脂的氟碳粉末涂料相比，所述混雜體系具有較差的保光性。所述粉末涂料組合物通過將各組分干混，然后將該干混物在高強(qiáng)度混合機(jī)中熔融混合，隨后由加熱的擠出機(jī)擠出熔融混合物而制備。類似エ藝還由US6864316已知。然而，需要顯示出至少與僅含有氟碳樹脂的粉末涂料組合物相似的保光性的混雜聚酯氟碳粉末涂料體系，這是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)這些混雜體系與100%氟碳體系相比顯著改善了涂層的機(jī)械性能。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，具有良好保光性(即，保光性與100%氟碳體系相當(dāng)或更高)的混雜聚酯氟碳粉末涂料體系可通過以包括如下步驟的方法生產(chǎn)混雜聚酯氟碳粉末涂料組合物而獲得-在熔融混合エ藝中制備包含聚酯樹脂和用于所述聚酯樹脂的固化劑的聚酯粉末涂料組合物A ；-在熔融混合エ藝中制備包含氟碳樹脂和用于所述氟碳樹脂的固化劑的氟碳粉末涂料組合物B ;和-將所述聚酯粉末涂料組合物A和氟碳粉末涂料組合物B干混。在另ー實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及ー種混雜聚酷-氟碳粉末涂料組合物，其包含-基于所述粉末涂料組合物總重量為30-70重量％的離散顆粒，其包含聚酯樹脂和用于所述聚酯樹脂的固化劑；和-基于所述粉末涂料組合物總重量為70-30重量％的離散顆粒，其包含氟碳樹脂和用于所述氟碳樹脂的固化劑?？筛鶕?jù)本發(fā)明用作粉末涂料組合物A成分的聚酯樹脂包括羥基官能的聚酯，其特征在于i)羥基值為約25-約50 ；ii)酸值小于或等于15，但優(yōu)選為約1-2 ;和iii)Tg高于50。。。滿足這些要求的羥基官能聚酯可以以RUCOTE 107、CARGILL 3000/3016、Uralac P1550和CRYLCOAT 3109商購獲得。然而，這類聚酯也可作為
多元羧酸與多元醇的縮合產(chǎn)物形成。用于制備這類聚酯樹脂的羧酸包括一種或多種鄰苯ニ甲酸、四氫-和六氫鄰苯ニ甲酸及其酸酐、琥珀酸、己ニ酸、癸ニ酸、對(duì)苯ニ甲酸和間苯ニ甲酸、1，3_和1，4_環(huán)己烷ニ甲酸以及偏苯三酸酐、這些酸的酷。此外，合適雙官能醇包括こニ醇、ニ甘醇、丙ニ醇、1，2_和1，3_丙ニ醇的異構(gòu)體以及三亞甲基ニ醇，合適的ニ元醇包括己~■醇、I，3-、I, 2_和1,4- 丁_■醇、新戍_■醇、2_ 丁基_2_こ基-1，3-丙_■醇、2_甲基-1，3_丙ニ醇、1，4_環(huán)己烷ニ醇、三羥甲基丙烷及其混合物。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉這類酸和醇的數(shù)量以及實(shí)施所述酸和醇縮合的方法?？筛鶕?jù)本發(fā)明用作粉末涂料組合物A成分的聚酯樹脂用固化劑包括異氰酸酷交聯(lián)組分，優(yōu)選在加熱下在大致高于所述粉末涂料熔融溫度的溫度下解封閉并活化的封閉ニ異氰酸酷?？捎糜诒景l(fā)明的潛封閉異氰酸酯交聯(lián)劑衍生自寬范圍的異氰酸酯和/或其混合物。這些例如包括異佛爾酮ニ異氰酸酯；2，4_甲苯ニ異氰酸酯；2，6_甲苯ニ異氰酸酯；亞烷基ニ異氰酸酯如1，4_四亞甲基ニ異氰酸酷、1，6_六亞甲基ニ異氰酸酯；1，12-十二烷ニ異氰酸酷；環(huán)丁烷和環(huán)己烷(1，3_和1，4_) ニ異氰酸酷；苯ニ異氰酸酯(1，3_和1，4_)和萘-1，5-ニ異氰酸酷。合適的封閉劑是本領(lǐng)域所已知的那些且包括醇類、苯酚、酮肟等。尤其優(yōu)選為2-こ基己醇和己內(nèi)酰胺。優(yōu)選的異氰酸酯包括用己內(nèi)酰胺封閉的異佛爾酮ニ異氰酸酯與多元醇如三羥甲基丙烷的加合物以及脲ニ酮連接的異佛爾酮ニ異氰酸酷。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于聚酯樹脂的固化劑為由異氰酸酯基ニ聚從而產(chǎn)生脲ニ酮結(jié)構(gòu)而獲得的內(nèi)部或自封閉異氰酸酷。在另ー實(shí)施方案中，用于聚酯樹脂的固化劑為脂環(huán)族異氰酸酯樹脂。所述聚酯粉末涂料組合物A基于重量包含約15-30重量份異氰酸酯交聯(lián)劑每100重量份反應(yīng)性聚酯聚合物?？筛鶕?jù)本發(fā)明用作粉末涂料組合物B成分的氟碳樹脂包括適于與封閉異氰酸酯化合物交聯(lián)的反應(yīng)性熱固性聚合物型氟碳聚合物樹脂。這類氟碳聚合物樹脂通常包含共聚的含C-C雙鍵不飽和度的烯屬不飽和單體，其包含少量羥基化こ烯基單體和大量的氟碳單體。市售的合適氟碳聚合物樹脂的實(shí)例包括Lumiflon LF710。優(yōu)選的反應(yīng)性熱固性氟碳聚合物包括羥烷基こ烯基醚與氟化烯烴如四氟こ烯或三氟こ烯的共聚物。最優(yōu)選的反應(yīng)性氟碳聚合物包括烷基こ烯基醚、羥烷基こ烯基醚和氟化烯烴如四氟こ烯或三氟こ烯的三元共聚物。據(jù)信共聚物鏈為三氟こ烯與由于羥烷基こ烯基醚而具有含羥基官能團(tuán)的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的こ烯基醚的交替単元的嵌段共聚物。優(yōu)選的氟碳共聚物或三元共聚物包含30-70mOl%氟化烯烴和30-70mOl%包含羥烷基こ烯基醚単元的こ烯基醚単元。優(yōu)選的氟化烯烴包括四氟こ烯、三氟こ烯和氯三氟こ烯。優(yōu)選的烷基こ烯基醚包含具有2-8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈脂族烷基，如甲基こ烯基醚、こ基こ烯基醚、異丙基、こ稀基釀、正丁基こ稀基釀和類似的低級(jí)燒基こ稀基釀。輕燒基こ稀基釀為燒基鏈上含有取代羥基的類似烷基こ烯基醚。羥基こ烯基醚単元包含l-30mOl%羥基官能的氟碳聚合物。所述羥基官能的氟碳聚合物的羥基值為2-200，優(yōu)選為3-150。非常希望的羥基氟碳為烷基こ烯基醚、羥烷基醚和三氟こ烯的三元共聚物，其可商購獲得且稱為Lumiflon聚合物。優(yōu)選的羥基官能氟碳聚合物包含共聚單體単元，所述單體単元以摩爾百分含量計(jì)包含30-70 %，優(yōu)選45-48 %的氟碳單體，1-30 %，優(yōu)選2_5 %的羥烷基こ烯基醚單體，余量為烷基こ烯基醚単體。所述官能的氟碳聚合物在環(huán)境溫度下為固態(tài)且具有約35°C以上，優(yōu)選35-50°C的軟化點(diǎn)或Tg，由GPC (凝膠滲透色譜法)ASTM D 3016-78、D 3536-76和D3593-80測得的數(shù)均分子量為8，000-16, 000，優(yōu)選為10，000-14, 000?？筛鶕?jù)本發(fā)明用作粉末涂料組合物B成分的反應(yīng)性氟碳樹脂用固化劑包括異氰酸酷交聯(lián)組分，優(yōu)選在加熱下在大致高于所述粉末涂料熔融溫度的溫度下解封閉并活化的封閉ニ異氰酸酷?？捎糜诒景l(fā)明的潛封閉異氰酸酯交聯(lián)劑衍生自寬范圍的異氰酸酯和/或其混合物。這些例如包括異佛爾酮ニ異氰酸酯；2，4_甲苯ニ異氰酸酯；2，6_甲苯ニ異 氰酸酯；亞烷基ニ異氰酸酯如1，4_四亞甲基ニ異氰酸酷、1，6_六亞甲基ニ異氰酸酯；1，12-十二烷ニ異氰酸酷；環(huán)丁烷和環(huán)己烷(1，3_和1，4_) ニ異氰酸酷；苯ニ異氰酸酯(1，3-和1，4_)和萘-1，5-ニ異氰酸酷。合適封閉劑是本領(lǐng)域所已知的那些且包括醇類、苯酚、酮肟等。尤其優(yōu)選為2-こ基己醇和己內(nèi)酰胺。優(yōu)選的異氰酸酯包括用己內(nèi)酰胺封閉的異佛爾酮ニ異氰酸酯與多元醇如三羥甲基丙烷的加合物和服ニ酮連接的異佛爾酮ニ異氰酸酷。不含封閉劑且含有脲ニ酮連接鍵的未封閉異氰酸酯可與封閉異氰酸酯組合使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于氟碳樹脂的固化劑為封閉脂環(huán)族異氰酸酯樹脂。所述氟碳粉末涂料組合物B基于重量包含約15-30重量份的異氰酸酯交聯(lián)劑每100重量份反應(yīng)性氟碳聚合物。包含聚酯樹脂和所述聚酯樹脂用固化劑的聚酷粉末涂料組合物A可在本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的熔融混合エ藝中制備。包含氟碳樹脂和所述氟碳樹脂用固化劑的氟碳粉末涂料組合物B可在本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的熔融混合エ藝中制備。聚酯粉末涂料組合物A和氟碳粉末涂料組合物B的干混可在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何合適裝置中進(jìn)行，如使用球磨機(jī)或高速攪拌機(jī)。聚酯粉末涂料組合物A和氟碳粉末涂料組合物B可含有本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于粉末涂料中的其他添加剤。除了所述樹脂體系之外，所述聚酯和氟碳粉末涂料組合物還可包含本領(lǐng)域通常已知的其他組分。這些可包括填料、流動(dòng)調(diào)節(jié)劑、脫氣劑和抗粘連劑。其他合適的添加劑可包括增粘劑、光穩(wěn)定劑和UV吸收劑、流動(dòng)和流平添加劑、光澤改進(jìn)添加剤、縮孔劑、固化劑、花紋造型劑、表面活性剤、潤濕劑、抗氧化劑(尤其是亞磷酸酷、受阻酚和丙酸酯類)、生物殺傷劑和有機(jī)增塑劑。填料可用于降低成本和/或增強(qiáng)或改善涂層的性能和外觀。本發(fā)明粉末涂料組合物中可包含填料，包括玻璃顆粒、玻璃纖維、金屬纖維、金屬薄片和云母或偏硅酸鈣顆粒。通常使用無機(jī)硫酸鹽如重晶石，碳酸鹽如白堊以及硅酸鹽如滑石。可向粉末涂料組合物中添加包括富鋅防腐蝕顆粒的金屬以賦予下層基材耐腐蝕性。流動(dòng)調(diào)節(jié)劑可以以基于所述粉末涂料組合物重量為至多3重量％的量存在于該粉末涂料組合物中?？商岣咚鼋M合物的熔融流動(dòng)性能并有助于消除表面缺陷的這類流動(dòng)調(diào)節(jié)劑通常包括丙烯酸系和氟基聚合物。市售流動(dòng)調(diào)節(jié)劑的實(shí)例包括Resifle\v P-67、Resiflow Ρ_200 和 Clearflow (均獲自 Estron Chemical Inc. , Calvert City, KY)；獲自BYK Chemie (Wallingford, CONN)的BYK 361 和BYK 300 ;獲自 Monsanto (St.Louis, MO)的Mondaflow 2000 以及獲自 BASF 的 Acranal 4F。脫氣劑可以以基于本發(fā)明粉末涂料組合物重量為0. 1-5重量％的量存在于所述組合物中。這類脫氣劑有助于在固化過程中釋放出氣體。市售脫氣劑的實(shí)例包括獲自Well Worth Medicines 的苯偶姻和獲自 GCA Chemical Corporation(Brandenton,FLA)的
Utraflwo B。 所述粉末涂料組合物也可以以基于所述組合物總重為0. 05-1. O重量％的量包含抗粘連劑(干流動(dòng)添加剤)。這類添加劑的實(shí)例包括熱解法ニ氧化硅、沉淀ニ氧化硅、熱解法氧化鋁、粘土、滑石及其混合物。包含聚酯樹脂和用于所述聚酯樹脂的固化劑且由熔融混合エ藝制備的聚酯粉末涂料組合物A由包含聚酯樹脂和用于所述聚酯樹脂的固化劑的離散顆粒、以及加入該粉末涂料組合物中的任意其他成分構(gòu)成。包含氟碳樹脂和用于所述氟碳樹脂的固化劑且由熔融混合エ藝制備的氟碳粉末涂料組合物B由包含氟碳樹脂和用于所述氟碳樹脂的固化劑的離散顆粒、以及加入該粉末涂料組合物中的任意其他成分構(gòu)成。本發(fā)明混雜粉末涂料通過將聚酯粉末涂料組合物A和氟碳粉末涂料組合物B干混而制備。該混合物含有聚酯粉末涂料組合物A的離散顆粒和氟碳粉末涂料組合物B的離散顆粒。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚酯粉末涂料組合物A與氟碳粉末涂料組合物B以70 30-30 70的重量比混合。在該方法中，獲得混雜聚酷-氟碳粉末涂料組合物，其包含-基于所述粉末涂料組合物總重為30-70重量％的包含聚酯樹脂和用于所述聚酯樹脂的固化劑的離散顆粒；-基于所述粉末涂料組合物總重為70-30重量％的包含氟碳樹脂和用于所述氟碳樹脂的固化劑的離散顆粒。使用本發(fā)明方法獲得的所述混雜聚酯-氟碳粉末涂料組合物可用于生產(chǎn)即使在延長的佛羅里達(dá)老化條件暴露下也具有良好耐UV性和優(yōu)異保光性的耐老化面板。這些粉末涂料組合物可用于處于極端或不利條件下的各種建筑應(yīng)用中。參照下文實(shí)施例闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例g在闡述本發(fā)明，但不應(yīng)理解為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。材料的Tg可使用差示掃描量熱法(DSC)測定。在該測定中，測量試樣加熱時(shí)所釋放出的能量。該測試的結(jié)果可用于確定Tg。該程序是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。本文中所提及的、值使用20K/分鐘的加熱速率測量。在每次測量之前，將試樣短時(shí)加熱至正好高于Tg(預(yù)計(jì)值)的溫度。聚合物的酸值對(duì)應(yīng)于存在于所述聚合物中的游離酸的量，該量以中和這些酸基團(tuán)所需的毫克氫氧化鉀(每克聚合物)測量。
實(shí)施例測試方法固化涂層的光澤度根據(jù)IS02813測定。實(shí)施例I在加熱的擠出機(jī)中，用下述組分使用熔融捏合エ藝制備粉末涂料組合物FPl ·
50.5pbw Lumiflon 710
16.8pbw 具有己內(nèi)酰胺封閉基團(tuán)的脂環(huán)族ニ異氣酸醋加合物 l.Opbw 分散劑
0.3pbw 苯偶姻 31.4pbw 各種顏料和填料實(shí)施例2在加熱的擠出機(jī)中，用下述組分使用熔融捏合エ藝制備粉末涂料組合物PETl
53.9pbw Uralac P155013.5pbw 未封閉的脂環(huán)族聚脈ニ酉同
l.Opbw 分散劑
0.3pbw 苯偶姻31.3pbw 各種顏料和填料實(shí)施例3在加熱的擠出機(jī)中，用下述組分使用熔融捏合エ藝制備粉末涂料組合物MIXl
50.5pbw Lumiflon 710
16.8pbw 具有己內(nèi)酰胺封閉基團(tuán)的脂環(huán)族ニ異氰酸醋加合物
53.9pbw Uralac P1550
13.5pbw未封閉的脂環(huán)族聚脈ニ酮
2.0pbw分散劑
0.6pbw苯偶姻
62.7pbw各種顏料和填料實(shí)施例4
將粉末涂料組合物FPl和PETl在用于粉末涂料材料的混合裝置中干混。所得粉末涂料標(biāo)記為MIX2。MIX2為本發(fā)明50/50混雜聚酯/氟碳粉末涂料組合物。實(shí)施例5將粉末涂料組合物FP1、MIX1和MIX2各自噴涂至金屬基材上并加熱和固化以在所述基材一面上獲得光滑的粉末涂層。在生產(chǎn)后立即測量該粉末涂覆基材的光澤度。在該初次測量之后，將涂覆的基材暴露于氙燈的強(qiáng)光下。在開始暴露于氙燈后，以特定間隔測量光澤度。結(jié)果見表I。保光性為相對(duì)于生產(chǎn)后立即測得的光澤度水平(=100)的測得光澤度水平。表I :保光性
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)混雜聚酯-氟碳粉末涂料組合物的方法，包括如下步驟 -制備包含聚酯樹脂和用于所述聚酯樹脂的固化劑的聚酷粉末涂料組合物A ； -制備包含氟碳樹脂和用于所述氟碳樹脂的固化劑的氟碳粉末涂料組合物B ； -將所述聚酯粉末涂料組合物A和氟碳粉末涂料組合物B干混， 其中聚酯粉末涂料組合物A與氟碳粉末涂料組合物B的重量比為70 30-30 70。
2.如權(quán)利要求I的方法，其中用于所述聚酯樹脂的固化劑為脂環(huán)族異氰酸酯樹脂。
3.如權(quán)利要求I或2的方法，其中用于所述聚酯樹脂的固化劑為脲ニ酮異氰酸酯樹脂。
4.如權(quán)利要求1-3中任ー項(xiàng)的方法，其中用于所述氟碳樹脂的固化劑為脂環(huán)族異氰酸酯樹脂。
5.如權(quán)利要求1-3中任ー項(xiàng)的方法，其中用于所述氟碳樹脂的固化劑為己內(nèi)酰胺封閉的異氰酸酯樹脂。
6.混雜聚酯-氟碳粉末涂料組合物，包含 -基于所述粉末涂料組合物總重量為30-70重量％的離散顆粒，其包含聚酯樹脂和用于所述聚酯樹脂的固化劑；和 -基于所述粉末涂料組合物總重量為70-30重量％的離散顆粒，其包含氟碳樹脂和用于所述氟碳樹脂的固化劑。
7.如權(quán)利要求6的混雜聚酯-氟碳粉末涂料組合物在涂覆建筑用面板中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及混雜聚酯-氟碳粉末涂料組合物及其生產(chǎn)方法。這些粉末涂料組合物以包含如下步驟的方法生產(chǎn)制備包含聚酯樹脂和用于所述聚酯樹脂的固化劑的聚酯粉末涂料組合物A；制備包含氟碳樹脂和用于所述氟碳樹脂的固化劑的氟碳粉末涂料組合物B；和將所述聚酯粉末涂料組合物A和氟碳粉末涂料組合物B干混，其中聚酯粉末涂料組合物A與氟碳粉末涂料組合物B的重量比為70∶30-30∶70。
文檔編號(hào)C09D127/12GK102666740SQ201180004154
公開日2012年9月12日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者G·A·貝爾, N·查克拉沃蒂, 江偉, 王利軍 申請人:阿克蘇諾貝爾粉末涂料(寧波)有限公司