雙涂層單一固化粉末涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了用于涂布金屬基材的方法和體系。所述方法和體系包含相繼涂覆低流動性粉末涂料和高流動性粉末涂料，然后同時進(jìn)行單一固化。所述方法和體系包含允許在涂覆期間監(jiān)測并評估涂料均勻度的標(biāo)記物。所述方法提供了具有最佳表面光滑度和邊緣覆蓋率的涂料。
【專利說明】雙涂層單一固化粉末涂料
[0001] 相關(guān)專利申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求于2012年5月4日提交的美國臨時申請序列號No. 61/642578以及于 2012年3月21日提交的美國臨時申請序列號No. 61/613647的優(yōu)先權(quán)。

【背景技術(shù)】
[0003] 粉末涂料是不含溶劑的100%固體涂料體系，其已被用作傳統(tǒng)液體涂料和油漆的 低V0C和低成本替代物。
[0004] 對金屬部件進(jìn)行粉末涂布是常見的做法。然而，使用典型的粉末涂布方法難以涂 布金屬基材的某些部分（包括例如邊緣和拐角）來獲得均勻涂層，而且邊緣腐蝕是常見的 問題。通常，當(dāng)將粉末涂料涂覆于金屬部件時，使用提供良好邊緣覆蓋率的低流動性涂料。 然而，此類涂料傾向于產(chǎn)生具有桔皮特征的波狀表面或具有凸起紋理的表面，即，具有低光 滑度的表面。在另一個方面，當(dāng)增加流動性以提供較高光滑度時，邊緣覆蓋變薄并且可能完 全失效，從而使得金屬部件的邊緣易于受到腐蝕。試圖將流動特性與高表面光滑度結(jié)合的 常規(guī)體系通常需要多個固化步驟，從而導(dǎo)致工藝效率低下和遲滯。
[0005] 綜前所述，應(yīng)當(dāng)理解的是，需要對金屬部件進(jìn)行有效的粉末涂布，其中避免了多個 固化周期，并且其中涂層展示出優(yōu)異的性能特性，例如優(yōu)異的腐蝕保護(hù)性（包括邊緣處）以 及最佳的表面光滑度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本文描述的發(fā)明包括使用一種或多種粉末組合物涂布金屬基材的方法。在一個實(shí) 施方式中，所述方法包括提供金屬基材和將第一粉末涂料涂覆在基材上，其中第一粉末涂 料的流動性不超過約40mm。然后將第二粉末涂料涂覆在第一粉末涂料上，其中第二粉末涂 料的流動性至少約為40_。兩種涂料隨后同時固化以產(chǎn)生具有良好耐腐蝕性（包括邊緣 處）和表面光滑度的涂層。
[0007] 在另一個實(shí)施方式中，本發(fā)明包括用于涂布金屬基材的體系。該體系包含流動性 不超過約40mm的第一粉末組合物和流動性至少約為40mm的第二粉末組合物。當(dāng)?shù)谝环勰?組合物和第二粉末組合物相繼涂覆于金屬基材并且同時固化時，所得涂層具有最佳的耐腐 蝕性和表面光滑度。
[0008] 在另一個實(shí)施方式中，本發(fā)明包括用于涂布金屬基材的方法，其中該方法包括至 少提供流動性不超過約40mm的第一粉末組合物，以及任選地至少提供流動性至少約為 40mm的第二粉末組合物。該方法還包括以下說明（instruction):至少將金屬基材用第一 組合物涂布，然后用第二組合物涂布，并同時固化這兩種組合物以形成固化涂層。
[0009] 在另一個實(shí)施方式中，本發(fā)明包括用于涂布金屬基材的方法和體系，其中該方法 和體系包括至少提供第一粉末組合物（其包含標(biāo)記物），以及任選地至少提供第二粉末組 合物。該方法或體系包括以下說明：至少用第一涂料涂布金屬基材，其中第一粉末組合物中 標(biāo)記物的存在使得允許監(jiān)測第二粉末組合物的涂覆。
[0010] 本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式和方面的細(xì)節(jié)在下文給出。本發(fā)明的其它特征、目 標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)說明書和權(quán)利要求書將是顯而易見的。
[0011] 詵定的定義
[0012] 除非另外指明，本文中使用的如下術(shù)語具有下文提供的含義。
[0013] 當(dāng)在涂料涂覆在表面或基材上的語境中使用時，術(shù)語"在……上"包括涂料直接或 間接涂覆于表面或基材上。因此，例如，涂覆于位于基材上的底漆層的涂料構(gòu)成涂覆在該基 材上的涂料。另外，如本文所用，術(shù)語"金屬基材"是指未經(jīng)處理、未涂底漆或經(jīng)清潔噴砂的 基材，并且還指已涂底漆或已通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種方法進(jìn)行預(yù)處理的表面。
[0014] 如本文所用，術(shù)語"流動性"是指粉末組合物在加熱時的相對流出。為測量流動性， 將粉末組合物的壓縮粒料置于傾斜至65°角的預(yù)熱的玻璃面板上，然后使其流動和膠凝。 組合物在整個板上穿行的距離以mm度量并表示組合物的流動性?？筛鶕?jù)ASTM方法D3541 中描述的工序來測量流動性。
[0015] 如本文所用，術(shù)語"光滑度"是指來自粉末涂布表面的鏡面光澤度或光反射率。其 通常通過比較來自被涂布樣品的鏡面反射率與來自黑玻璃標(biāo)準(zhǔn)品的鏡面反射率來獲得。如 本文所用，可通過粉末涂料領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的任何方式，包括粉末涂料研究所（the Powder Coating Institute)開發(fā)的視覺標(biāo)準(zhǔn)，來表示光滑度。在此標(biāo)準(zhǔn)下，使用十個經(jīng)粉 末涂布的面板的視覺量表，等級從1 (高粗糙度/桔皮）到10 (非常光滑，高光澤度飾面）。 為了測定相對光滑度，將經(jīng)粉末涂布的樣品與標(biāo)準(zhǔn)面板進(jìn)行視覺比較，通過判斷哪個標(biāo)準(zhǔn) 面板最接近樣品來分配光滑度等級。在替代方案中，表面光滑度可以使用ASTM方法D523 測量的20度或60度光澤度來表示。另外，光滑度可通過監(jiān)測鮮映性（D0I)來評估，其中對 10個PCI測試面板每一個中的經(jīng)粉末涂布的樣品的反射進(jìn)行拍照，并通過專用儀器測量自 表面反射的光束的速度。完美反映圖像的表面具有100的D0I值，而具有極低或不具有圖 像清晰度的表面具有〇的D0I值。用于測定光滑度的方法將通常取決于經(jīng)粉末涂布的基材 的最終產(chǎn)品用途。
[0016] 如本文所用，術(shù)語"邊緣覆蓋率"是指粉末涂料覆蓋基材邊緣或拐角的程度。其通 過使用ASTM方法D2967中描述的工序來測量，并且以邊緣處的涂層厚度與方形測試棒表面 上涂層厚度的百分比來表示。在本文描述的方法中，通常將棒涂布至約75至100微米（大 約3至4密耳）的厚度。
[0017] 如本文所用，術(shù)語"標(biāo)記物"是指可包含于粉末涂料組合物中并且在粉末涂覆基材 時可通過物理或化學(xué)方式檢測到的任何化學(xué)或物理實(shí)體或元件。物理檢測方式包括在特定 光照條件下進(jìn)行裸眼觀察；用專門的觀察設(shè)備或眼鏡進(jìn)行觀察；等等?；瘜W(xué)檢測方式包括 標(biāo)記物與粉末涂料中的其它組分進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，該化學(xué)反應(yīng)可在涂料中產(chǎn)生可見或可檢 測到的變化。
[0018] 除非另外指明，術(shù)語"聚合物"包括光聚合物和共聚物（即兩個或更多個不同單體 的聚合物）。
[0019] 在說明書和權(quán)利要求書中出現(xiàn)的術(shù)語"包含"及其變型沒有限制含義。
[0020] 術(shù)語"優(yōu)選的"和"優(yōu)選地"是指在某些情況下可提供某些有益效果的本發(fā)明的實(shí) 施方式。然而，在相同情況或其它情況下，其它實(shí)施方式也可以是優(yōu)選的。此外，一個或多 個優(yōu)選實(shí)施例的表述并不意味著其它實(shí)施方式不可用，并且并非意圖將其它實(shí)施方式排除 在本發(fā)明的范圍之外。
[0021] 如本文所用，"一種/個"、"所述"、"至少一種/個"和"一種/個或多種/個"可互 換使用。因此，例如，包含"一種"添加劑的涂料組合物可理解為是指該涂料組合物包含"一 種或多種"添加劑。
[0022] 另外在本文，通過端點(diǎn)表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)的所有數(shù)值（例如，1-5包含 1、1.5、2、2. 75、3、3.80、4、5等）。此外，一個范圍的公開包括較寬范圍內(nèi)包括的所有子范圍 的公開（例如1至5公開1至4、1. 5至4. 5、1至2等）。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 本文描述的發(fā)明實(shí)施方式包括用于對金屬基材（包括邊緣處）進(jìn)行粉末涂布的方 法和體系。所述方法包括的步驟為：至少將第一粉末組合物涂覆于基材上，以及至少將第二 粉末組合物涂覆在第一組合物上。該方法還包括同時固化第一粉末組合物和第二粉末組合 物以獲得具有最佳邊緣覆蓋率和光滑度的經(jīng)涂布的制品。
[0024] 因此，在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供通過采用單一固化步驟的工藝涂布基材 (包括邊緣處）的方法或體系。從而避免了多個固化周期，導(dǎo)致工藝更加有效。此外，由于 本文描述的方法對基材的拐角提供了最佳邊緣覆蓋率，因此不再需要在涂布之前用機(jī)械方 法對邊緣進(jìn)行修整。因此，本文描述的方法減少了對基材（包括邊緣處）進(jìn)行粉末涂布的 時間、能量和成本，而不會使涂層的耐腐蝕性或表面光滑度受損。
[0025] 在一個實(shí)施方式中，本文描述的方法包括至少將第一粉末組合物涂覆于基材，例 如具有尖銳邊緣的基材。第一粉末組合物為在施加熱量時熔融形成涂膜的可熔性組合物。 使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法（例如靜電噴涂方法）涂覆粉末，達(dá)到約10至50微米、優(yōu) 選20至40微米的厚度。在一個方面，將第一粉末組合物涂覆于金屬基材的清潔的（S卩，未 涂底漆）或經(jīng)預(yù)處理的表面，即，可將第一粉末組合物涂覆于已經(jīng)經(jīng)過清潔噴砂的未涂底 漆的金屬表面，或已通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的各種方法預(yù)處理的表面。
[0026] 在一個實(shí)施方式中，本文描述的方法包括在至少已涂覆第一粉末組合物之后至少 將第二粉末組合物涂覆于基材上。在一個方面，第二粉末組合物為在施加熱量時熔融形成 涂膜的可熔性組合物，并且可具有與第一組合物相同的化學(xué)成分，或化學(xué)成分可不同。使用 本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法（例如靜電噴涂方法）涂覆第二粉末組合物。第二粉末組合物 可以以低的膜厚而被涂覆，如其優(yōu)選地涂覆在第一粉末組合物的整個涂層上，達(dá)到20至40 微米、優(yōu)選25至35微米的膜厚。由第一粉末組合物和第二粉末組合物所形成的膜的總厚 度可為約60至100微米、優(yōu)選75至95微米（大約3. 0至3. 7密耳）。盡管不受理論束縛， 但據(jù)信涂覆于基材的一層第一粉末組合物形成金屬界面。在固化時，第一粉末組合物的顆 粒熔融成低流動性流體，該流體保留在其沉積的位置，包括基材的邊緣上。盡管也不受理論 束縛，但據(jù)信沉積在第一組合物上的一層第二粉末組合物形成空氣界面。在固化時，第二粉 末組合物的顆粒熔融成高流動性流體，該流體在基材表面上變平以提供光滑的涂層。
[0027] 在一個實(shí)施方式中，本文描述的方法包括在至少已將第一粉末組合物涂覆在金屬 基材上之后至少涂覆第二粉末組合物。在一個方面，第一粉末組合物優(yōu)選地由第二粉末組 合物覆蓋，使得第二粉末組合物的均勻涂層基本上覆蓋整個第一涂料，即，使得第一組合物 的極少部分暴露甚至完全不暴露。因此，在一個方面，第一粉末組合物包含在涂覆過程中可 見的標(biāo)記物，其中可通過在涂覆期間監(jiān)測標(biāo)記物來評估第二粉末涂料的規(guī)則性或均勻度。 例如，當(dāng)標(biāo)記物為UV敏感組分時，可以用不可見的光照射已涂覆第一粉末的基材。當(dāng)?shù)诙?粉末涂料涂覆在第一粉末涂料上時，被照射的標(biāo)記物將顯示出仍然暴露的第一涂料的任何 部分，從而提醒涂覆者第二粉末涂料需要重新涂覆或補(bǔ)強(qiáng)。
[0028] 盡管不受理論束縛，但據(jù)信耐腐蝕性（包括邊緣處）和涂層的光滑度與流動性有 關(guān)。典型地且優(yōu)選地，邊緣覆蓋會改善經(jīng)涂布的基材的耐腐蝕性，并且低流動性涂料被認(rèn)為 可提供改善的邊緣覆蓋率，即，流動性增加時邊緣覆蓋率降低。相反，流動性增加時光滑度 增加。當(dāng)僅一種粉末組合物涂覆于基材時，低流動性涂料將提供良好的邊緣覆蓋率但提供 低表面光滑度。在另一個方面，如果使用高流動性組合物，則實(shí)現(xiàn)高表面光滑度，但會犧牲 邊緣覆蓋率。因此，為了涂布金屬基材以提供最佳邊緣覆蓋率和光滑度，優(yōu)選的是改變涂料 組合物的流動性。
[0029] 因此，在一個方面，基于第一粉末組合物和第二組合物的相對流動性對它們進(jìn)行 選擇。在一個方面，第一粉末組合物為低流動性組合物，而第二粉末組合物為相對高流動性 組合物。第一粉末組合物的流動性不超過約40mm,優(yōu)選約為10mm至30mm,更優(yōu)選約為15mm 至25mm。在另一個方面，第二粉末組合物的流動性至少約為40mm，優(yōu)選地大于約50mm，更優(yōu) 選地大于約70mm。
[0030] 常規(guī)上，首先用低流動性粉末組合物涂布基材，然后加熱涂層來使組合物熔融并 固化。然后將第二粉末組合物（通常為高流動性組合物）涂覆在第一涂料上并且熔融和固 化。這產(chǎn)生具有良好邊緣覆蓋率和光滑度的涂層，但該工藝需要兩個獨(dú)立的固化步驟，相應(yīng) 地使生產(chǎn)線的空間、時間和能量成本增加。
[0031] 與常規(guī)做法和行業(yè)偏見相背，本文描述的方法包括相繼涂覆低流動性粉末組合物 和高流動性粉末組合物的步驟，但在涂覆第二組合物之后進(jìn)行單一固化步驟。意外的是，單 一固化方法提供了優(yōu)異的耐腐蝕性（包括邊緣處）和表面光滑度。在一個方面，本文描述 的方法產(chǎn)生的邊緣覆蓋率接近大約2%，優(yōu)選約5%，更優(yōu)選約10%的面覆蓋率。
[0032] 在一個方面，本文描述的方法產(chǎn)生最佳表面光滑度。本文描述的方法產(chǎn)生的在PCI 標(biāo)度上的表面光滑度至少為4,優(yōu)選至少為5。測量20度光澤度時，本文描述的方法產(chǎn)生的 相對表面光滑度約為25 %至90 %，優(yōu)選高于60 %。典型地且優(yōu)選地，表面光滑度將通過經(jīng) 粉末涂布的金屬基材的所需最終用途來確定。
[0033] 在一個實(shí)施方式中，第一粉末組合物或第二粉末組合物包含至少一種聚合物粘結(jié) 齊?。所述粉末組合物還可任選地包含一種或多種顏料、遮光劑或其它添加劑。
[0034] 合適的聚合物粘結(jié)劑通常包括成膜樹脂和任選的用于該樹脂的固化劑。粘結(jié)劑可 選自提供所需膜性質(zhì)的任何樹脂或樹脂的組合。聚合物粘結(jié)劑的合適實(shí)例包括熱固性和/ 或熱塑性材料，并且可用環(huán)氧樹脂、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、丙烯酸類樹脂、聚氯乙烯、尼龍、 含氟聚合物、硅酮、其它樹脂或它們的組合來制備。熱固性材料優(yōu)選用作粉末涂料應(yīng)用中的 聚合物粘結(jié)劑，并且環(huán)氧樹脂、聚酯和丙烯酸類樹脂是特別優(yōu)選的。如果需要，彈性體樹脂 可用于某些應(yīng)用中。在一個方面，根據(jù)經(jīng)粉末涂布的基材的所需最終用途，在本文描述的粉 末組合物中包含特定的聚合物粘結(jié)劑或樹脂。例如，某些高分子量的聚酯表現(xiàn)出優(yōu)異的耐 腐蝕性并且適于在用于內(nèi)部和外部應(yīng)用的基材上使用。
[0035] 在一個方面，第一粉末組合物和第二粉末組合物包含相同的聚合物粘合劑。在另 一個方面，第一粉末組合物和第二粉末組合物包含不同的聚合物粘合劑。
[0036] 優(yōu)選的粘結(jié)劑的實(shí)例包括以下：用環(huán)氧化物官能化化合物（例如，異氰脲酸三縮 水甘油酯）固化的羧基官能化聚酯樹脂、用聚合物型環(huán)氧樹脂固化的羧基官能化聚酯樹 月旨、用羥烷基酰胺固化的羧基官能化聚酯樹脂、用封端異氰酸酯或脲二酮固化的羥基官能 化聚酯樹脂、用胺（例如雙氰胺）固化的環(huán)氧樹脂、用酚官能化樹脂固化的環(huán)氧樹脂、用羧 基官能化固化劑固化的環(huán)氧樹脂、用聚合物型環(huán)氧樹脂固化的羧基官能化丙烯酸類樹脂、 用封端異氰酸酯或脲二酮固化的羥基官能化丙烯酸類樹脂、通過自由基反應(yīng)固化的不飽和 樹脂，和作為單一的粘結(jié)劑使用或與有機(jī)樹脂結(jié)合使用的硅酮樹脂。任選的固化反應(yīng)可以 熱誘發(fā)，或通過暴露于輻射（例如，UV、UV_vis、可見光、IR、近IR和電子束）來誘發(fā)。
[0037] 第一粉末組合物或第二粉末組合物可任選地用染料或顏料染色。各種有機(jī)或無 機(jī)染色顏料可用于本發(fā)明中。合適的染色顏料包括二氧化鈦（Ti02)、炭黑、紅色鐵氧化物、 黃色鐵氧化物、富錳棕土、酞菁藍(lán)、酞菁綠、萘酚紅、甲苯胺紅、各種有機(jī)黃、咔唑紫和喹吖啶 酮。如果需要，可使用經(jīng)加工的染色顏料，例如已涂布有聚合物材料的顏料。適合的此類顏 料包括購自Sun Chemical的SURPASS產(chǎn)品。
[0038] 在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一粉末組合物包含在涂覆時為第一顏色而在固化時 變?yōu)榈诙ú煌╊伾念伭?。此類型的合適顏料包括在暴露于本文所述的粉末組合物 的典型固化溫度（約130°C至200°C，優(yōu)選150°C至180°C )時發(fā)生大的永久性顏色變化的 顏料。此類顏料的實(shí)例包括但不限于Hansa Red GG 12-5000 (Clariant)、Novaperm Red HF3570 (Clariant)等等。此類型的顏料優(yōu)選地起到第一粉末組合物中的標(biāo)記物組分的作 用。
[0039] 第一粉末組合物或第二粉末組合物可任選地包含其它添加劑。這些其它添加劑可 改善粉末涂料的涂覆、涂料的熔融和/或固化或最終涂層的性能或外觀?？捎糜诜勰┑娜?選添加劑的實(shí)例包括：固化催化劑、抗氧化劑、顏色穩(wěn)定劑、爽滑和刮擦添加劑、UV吸收劑、 受阻胺光穩(wěn)定劑、光引發(fā)劑、導(dǎo)電性添加劑、摩擦起電添加劑、抗腐蝕添加劑、填料、紋理劑、 脫氣添加劑、流動控制劑、觸變膠和邊緣覆蓋添加劑。
[0040] 聚合物粘結(jié)劑與任何任選的添加劑干混在一起，然后通常經(jīng)由穿過擠出機(jī)而熔融 共混。通過冷卻來硬化所得擠出物，然后將擠出物研磨或粉碎以形成粉末。也可使用其它 方法。例如，一種替代方法使用可溶于液態(tài)二氧化碳的粘結(jié)劑。在該方法中，將干燥的成分 混合到液態(tài)二氧化碳中，然后進(jìn)行噴涂以形成粉末顆粒。如果需要，可將粉末分級或篩分以 獲得所需的粒度和/或粒度分布。
[0041] 所得粉末具有通過涂覆方法能夠有效使用的尺寸。實(shí)際上，尺寸小于10微米的顆 粒難以使用常規(guī)靜電噴涂方法進(jìn)行有效涂覆。因此，中值粒度小于約25微米的粉末難以進(jìn) 行靜電噴涂，因?yàn)檫@些粉末通常具有較大比例的小顆粒。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)研磨（或進(jìn)行篩分或 分級）以達(dá)到約25至150微米、更優(yōu)選30至70微米、最優(yōu)選30至50微米的粉末中值粒 度。
[0042] 任選地，其它添加劑可用于本發(fā)明中。如上所論述，這些任選的添加劑可在擠出之 前添加并且為基礎(chǔ)粉末的一部分，或可在擠出后添加。在擠出后添加的合適添加劑包括：如 果在擠出之前添加將不能良好地起作用的材料；將引起擠出設(shè)備額外磨損的材料，或其它 添加劑。
[0043] 另外，任選的添加劑包括可在擠出過程中添加但也可以之后添加的材料。添加劑 可單獨(dú)添加或與其它添加劑組合添加，以對粉末飾面或粉末組合物提供所需的效果。這些 其它添加劑可改善粉末的涂覆、熔融和/或固化，或最終性能或外觀?？墒褂玫娜芜x添加劑 的實(shí)例包括：固化催化劑、抗氧化劑、顏色穩(wěn)定劑、爽滑和刮擦添加劑、UV吸收劑、受阻胺光 穩(wěn)定劑、光引發(fā)劑、導(dǎo)電性添加劑、摩擦起電添加劑、抗腐蝕添加劑、填料、紋理劑、脫氣添加 齊?、流動控制劑、觸變膠和邊緣覆蓋添加劑。
[0044] 在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，本文描述的組合物包含改善粉末涂料組合物的靜電涂 覆特性的添加劑。此類型的合適添加劑包括例如可擠出涂覆添加劑、熱解金屬氧化物、它們 的組合物等。在一個方面，在擠出之前向原料中添加涂覆添加劑，其他添加劑諸如金屬氧化 物可以較晚添加、在組合物的研磨或粉碎時添加。
[0045] 其它優(yōu)選的添加劑包括性能添加劑，例如橡膠化劑、降阻劑和微膠嚢。另外，添加 劑可為研磨劑、熱敏催化劑或有助于產(chǎn)生多孔最終涂層或改善粉末潤濕的試劑。
[0046] 用于制備低流動性和高流動性粉末組合物的技術(shù)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。 混合可通過任何可用的機(jī)械混合器或通過人工混合進(jìn)行?？赡艿幕旌掀鞯囊恍?shí)例包 括Henschel混合器（例如可購自威斯康辛州格林灣的Henschel Mixing Technology)、 Mixaco混合器（例如可購自德國諾伊恩拉德的Triad Sales, Greer, SC或Dr. Herfeld GmbH)、Marion 混合器（例如可購自 Marion Mixers, Inc.，35753rd Avenue, Marion, IA)、可 倒轉(zhuǎn)混合器、Littleford混合器（購自Littleford Day, Inc.)、水平軸混合器和球磨機(jī)。 優(yōu)選的混合器將包括最容易清潔的那些。
[0047] 粉末涂料通常以多步工藝制備。將各種成分（可包括樹脂、固化劑、顏料、添加劑 和填料）進(jìn)行干混以形成預(yù)混物。然后將此預(yù)混物送入擠出機(jī)中，擠出機(jī)采用熱、壓力和剪 切的組合來使可熔性成分熔融并且使所有成分充分混合。使擠出物冷卻為脆性固體，然后 將其研磨成粉末。根據(jù)所需的涂料最終用途，通常調(diào)節(jié)研磨條件來達(dá)到約25至150微米的 粉末中值粒度。
[0048] 然后可通過各種方式（包括使用流化床和噴霧涂覆器）將最終粉末涂覆于制品 上。最常見的是，采用靜電噴涂工藝，其中使顆粒帶靜電并將其噴涂在已經(jīng)經(jīng)過研磨的制品 上，以使得粉末顆粒粘附并附著到制品上。涂布后，對制品進(jìn)行加熱。此加熱步驟導(dǎo)致粉末 顆粒熔融并且一起流動以涂布制品。任選地，可使用連續(xù)或額外加熱來固化涂料?？墒褂?其它替代方法固化涂料，例如UV固化。
[0049] 任選地固化涂料，并且此類固化可以經(jīng)由連續(xù)加熱、后續(xù)加熱或基材中的余熱進(jìn) 行。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方式中，如果選擇輻射固化性粉末涂料基料，則該粉末可通過較 對短的或低溫度的加熱循環(huán)來熔融，然后可暴露于輻射以引發(fā)固化過程。此實(shí)施方式的一 個實(shí)例是可UV固化的粉末。輻射固化的其它實(shí)例包括使用UV-Vis、可見光、近IR、IR和電 子束。
[0050] 本文描述的組合物和方法可與多種基材一起使用。典型地且優(yōu)選地，本文描述的 粉末涂料組合物用于涂布金屬基材，包括但不限于未涂底漆的金屬、經(jīng)清潔噴砂的金屬和 預(yù)處理金屬，包括電鍍基材和電涂布（ecoat)處理的金屬基材。用于金屬基材的典型預(yù)處 理包括例如用磷酸鐵、磷酸鋅等進(jìn)行的處理?？墒褂眯袠I(yè)中已知的標(biāo)準(zhǔn)方法對金屬基材進(jìn) 行清潔和預(yù)處理。實(shí)例包括但不限于鐵磷化處理、鋅磷化處理、納米陶瓷處理、各種環(huán)境溫 度預(yù)處理、含鋯預(yù)處理、酸漬或本領(lǐng)域中已知的在基材上產(chǎn)生清潔無污染表面的其它方法。
[0051] 本文描述的涂料組合物和方法不限于轉(zhuǎn)化涂層，即，用轉(zhuǎn)化涂層處理的部件或表 面。此外，本文描述的涂料組合物可涂覆于預(yù)先通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的多種方法（包 括例如電涂布方法、電鍍方法等）涂布的基材。本文描述的組合物涂布的基材并非總是露 裸的或未涂底漆的金屬基材。
[0052] 優(yōu)選地，紅涂布的基材具有所需的物理和機(jī)械性能，包括對尖銳邊緣的最佳邊緣 覆蓋率和表面光滑度。通常，最終膜涂層的厚度將為25至200微米、優(yōu)選地為50至150微 米、更優(yōu)選地為75至125微米。
[0053] 提供下面的實(shí)施例以有助于理解本發(fā)明，并且不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。除非 另外指明，所有的份數(shù)和百分比均按重量計(jì)。
[0054] 實(shí)施例
[0055] 除非另外指明，以下測試方法用于下文的實(shí)施例中。
[0056] 焙體流動件測量
[0057] 使用ASTM D3451 (涂料粉末和粉末涂料測試的標(biāo)準(zhǔn)指南（Standard Guide for Testing Coating Powders and Powder Coatings))測試粉末組合物的溶體流動性。
[0058] 邊緣覆蓋率
[0059] 使用ASTM D2967中描述的方法（粉末涂料拐角覆蓋率的標(biāo)準(zhǔn)測試方法（Standard Test Method for Corner Coverage of Powder Coatings))來測試粉末涂料的邊緣覆蓋 率。
[0060] 光滑度
[0061] 使用ASTM D523中描述的工序（鏡面光澤度的標(biāo)準(zhǔn)測試方法（Standard Test Method for Specular Gloss))以20度光澤度測量涂料的表面光澤度。
[0062] 實(shí)施例1
[0063] 涂料類型比較
[0064] 如表1所示制備粉末組合物并涂覆于0. 020英寸（0. 05cm)厚的冷軋鋼面板上。表 1 (無論是單層或是雙層）中各涂料的涂層總厚度約為75-90微米（3. 0密耳至3. 6密耳）。 然后測量每種涂料的流動性、邊緣覆蓋率和光滑度。
[0065] 表 1
[0066]

【權(quán)利要求】
1. 一種方法，其包括： 提供金屬基材； 涂覆包含流動性不超過約40mm的粉末涂料組合物的第一涂料； 涂覆包含流動性至少約為40_的粉末涂料組合物的第二涂料；以及 同時固化所述第一涂料和所述第二涂料以形成固化涂層。
2. -種方法，其包括： 至少提供流動性不超過約40mm的第一粉末組合物； 任選地，至少提供流動性至少約為40_的第二粉末組合物；以及 提供以下說明：將金屬基材用至少第一組合物涂布，然后用第二組合物涂布，并同時固 化這兩種組合物以形成固化涂層。
3. -種涂料體系，其通過包括以下步驟的方法制備： 提供流動性不超過約40mm的至少第一粉末組合物； 任選地提供流動性至少約為40_的至少第二粉末組合物；以及 提供以下說明：至少將金屬基材用第一組合物涂布，然后用第二組合物涂布，并同時固 化這兩種組合物以形成固化涂層。
4. 一種涂料體系，其包含： 包含流動性不超過約40mm的粉末組合物的第一涂料組合物；和 包含流動性至少約為40mm的粉末組合物的第二涂料組合物， 其中所述第一涂料組合物和所述第二涂料組合物是相繼涂覆的且是一起固化的以涂 布金屬基材。
5. -種方法，其包括： 提供金屬基材； 涂覆第一涂料，所述第一涂料包含 第一涂料組合物；和 標(biāo)記物； 將包含第二涂料組合物的第二涂料涂覆在所述第一涂料上， 其中通過監(jiān)測所述第一涂料中的所述標(biāo)記物來評估所述第二涂料的均勻度。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述第一涂料組合物的流動性 約為15_至40mmη
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述第一涂料組合物的流動性 約為20mm至35mm。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述第二涂料組合物的流動性 大于約50mm。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述第二涂料組合物的流動性 大于約70mm。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述第二涂料組合物的流動 性大于約75mm。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述固化涂層的邊緣覆蓋率 等于面覆蓋率的至少2%。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述固化涂層的20度光澤度 至少為50%。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述固化涂層的邊緣覆蓋率 約等于面覆蓋率的10%。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述金屬基材是未涂底漆的。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述金屬基材是經(jīng)清潔噴砂 的。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述金屬基材是經(jīng)預(yù)處理的。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述金屬基材可在涂覆所述 第一涂料組合物前加熱。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述第一涂料組合物在環(huán)境 溫度下涂覆于所述金屬基材。
19. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述標(biāo)記物為UV敏感性顏料 或UV敏感性染料。
20. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述標(biāo)記物為固化時發(fā)生顏 色變化的顏料。
21. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法或體系，其中所述標(biāo)記物為在不可見的光 下可見的可檢測組分。
【文檔編號】C23C24/00GK104204295SQ201280071593
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月21日
【發(fā)明者】歐文·戴克爾, 杰弗瑞·羅格津斯基, 羅伯特·布瑞茲曼, 卡洛斯·康查 申請人:威士伯采購公司