物。這種類型的固化劑或交聯(lián)劑包括但不限于,環(huán)氧官能化化合物、酰胺、 經(jīng)取代的烷基酰胺、雙酰胺等等。在一個(gè)優(yōu)選的方面,固化劑或交聯(lián)劑化合物是環(huán)氧官能化 化合物。典型的環(huán)氧官能化固化劑是多環(huán)氧化合物,其環(huán)氧當(dāng)量為優(yōu)選地至少約10、更優(yōu)選 地50-500、最優(yōu)選地約80-300。在一個(gè)方面,選擇固化劑以使羧基官能化聚酯樹脂中每當(dāng) 量羧基基團(tuán)具有優(yōu)選地0. 1-5、更優(yōu)選地0. 5-1. 5、最優(yōu)選地0. 8-1. 2個(gè)環(huán)氧基團(tuán)。環(huán)氧官 能化固化劑包括但不限于,異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC)、偏苯三酸三縮水甘油酯、對(duì)苯二 甲酸二縮水甘油酯、間苯二甲酸二縮水甘油酯、縮水甘油基官能化丙烯酸類樹脂等等。
[0026] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,粉末組合物的聚合物粘結(jié)劑包含TGIC作為環(huán)氧官能 化固化劑或交聯(lián)劑。TGIC是具有反應(yīng)性環(huán)氧官能團(tuán)的三嗪化合物,其在本領(lǐng)域被認(rèn)為是酸 官能化樹脂(例如,丙烯酸類樹脂、聚酯樹脂等等)的固化劑。已知這些TGIC反應(yīng)性樹脂具 有高硬度和良好的耐化學(xué)性。如果聚合物粘結(jié)劑是主要衍生自間苯二甲酸的聚酯樹脂,則 如此固化的膜通常提供最佳的耐氣候性,但具有差的柔韌性和抗沖擊性?;跇渲徒宦?lián) 劑的總重量,粉末組合物的TGIC含量通常在約3-9重量%的范圍內(nèi)。不局限于理論,可以 認(rèn)為:較高量的TGIC傾向于使涂料組合物塑化,因此本領(lǐng)域傳統(tǒng)上不贊成較大量的TGIC。 因此,如果需要在降低的固化溫度下良好的流動(dòng)和調(diào)平,常規(guī)的粉末涂料組合物通常包括 少量TGIC(即,少于約10重量% ),以及具有低酸值和相對(duì)低的樹脂Tg的樹脂。出乎意料 地,基于樹脂和交聯(lián)劑的總重量,本文所述的組合物包括優(yōu)選地至少約10重量%、更優(yōu)選 地10-15重量%的TGIC,以及具有高酸值(即,至少約40或更高)和高樹脂Tg ( 即,至少約 50 °C或更高)的樹脂。
[0027] 不局限于理論,可以認(rèn)為:可通過使用增強(qiáng)涂料組合物的抗沖擊性的添加劑來進(jìn) 一步改善粉末涂料的機(jī)械性能。因此,在一種實(shí)施方式中,第一粉末組合物任選地包含至少 一種沖擊改性劑。按照慣例,沖擊改性劑是交聯(lián)的(甲基)丙烯酸烷基酯橡膠與其它(甲 基)丙烯酸烷基酯、苯乙烯、丙烯腈等等的接枝共聚物,并具有兩層或更多層。在一個(gè)方面, 沖擊改性劑的各層具有核殼結(jié)構(gòu),其中核優(yōu)選地包括但不限于,丁二烯、苯乙烯、(甲基)丙 烯酸類單體的均聚物或共聚物,丁二烯和(甲基)丙烯酸的共聚物,丁二烯、(甲基)丙烯 酸類單體、乙烯基酯單體、乙烯基鹵代物單體等等的共聚物,或者它們的組合。殼優(yōu)選地包 括但不限于,(甲基)丙烯酸烷基酯橡膠的聚合物或接枝共聚物等等。在一個(gè)優(yōu)選的方面, 沖擊改性劑具有丁二烯或(甲基)丙烯酸酯核,和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)殼。在一種實(shí) 施方式中,基于粉末組合物的總重量,本文所述的粉末組合物包括約高達(dá)10重量%、優(yōu)選 地約0重量% -5重量%、更優(yōu)選地約2重量% -4重量%的沖擊改性劑。
[0028] 在一種實(shí)施方式中,本文所述的粉末組合物能夠在約120°C -135°C的溫度下固 化。因此,所述組合物包含有助于獲得低固化溫度的添加劑,例如催化劑。在一個(gè)方面,催 化劑是陽(yáng)離子化合物,優(yōu)選地是鑰離子化合物的鹽,包括例如,季銨鹽、鱗離子鹽、氧鑰離子 鹽等等。在一個(gè)優(yōu)選的方面,鑰離子鹽是鱗離子鹽,包括例如,溴化鱗、乙基三苯基溴化鱗、 乙基三苯基碘化鱗、甲?;鶃喖谆交?、甲?;谆交然[、苯甲?;鶃喖谆?三苯基正膦、苯基三乙基溴化鱗、甲氧基羰基甲基溴化鱗、三苯基亞正膦基乙酸乙酯(ethyl triphenyl phosphoranylidene acetate)、三苯基亞正勝基乙酸甲醋(methyl triphenyl phosphoranylidene acetate)、乙氧基羰基甲基三苯基溴化鱗、三苯基鱗乙酸乙醋-乙酸絡(luò) 合物、和它們的組合。
[0029] 在一種實(shí)施方式中,本文所述組合物中催化劑的量取決于使用的反應(yīng)物和期望的 固化溫度。鑰離子鹽催化劑以足以允許粉末組合物在約120°C -135°C的低溫下固化的量 被包含在內(nèi)。在一個(gè)方面,基于粉末組合物的總重量,鑰離子催化劑以優(yōu)選地約0. 01-1重 量%、更優(yōu)選地〇. 05-0. 5重量%、最優(yōu)選地0. 1-0. 5重量%的量存在。
[0030] 按照慣例,低固化溫度與差的機(jī)械性能和不均勻或差的成膜有關(guān),因?yàn)橥苛辖M合 物在固化之前(例如,在擠出期間)提早反應(yīng)并部分交聯(lián)。為了避免粉末涂料在貯存期間 的固結(jié)問題,組合物的Tg通常維持在高于50°C。然而,這么高的Tg值通常與高粘度有關(guān), 這阻礙了在降低的固化溫度下形成光滑、均勻的膜。出乎意料地,在本文所述的方法和組合 物中,利用Tg為至少50°C、優(yōu)選地至少60°C的樹脂獲得了約120°C _135°C的低固化溫度, 同時(shí)維持在150°C下約300-500泊的相對(duì)低粘度并產(chǎn)生具有最佳的表面平滑度和機(jī)械性能 的涂層。
[0031] 粉末組合物可包含其它添加劑。這些其它添加劑可改善涂料組合物的涂覆、涂 料的熔融和/或固化、或最終涂層的性能或外觀??捎糜诜勰┲械娜芜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、滑動(dòng)和損傷添加劑(slip and mar additive)、UV 吸收劑、受阻胺光穩(wěn)定劑、傳導(dǎo)性添加劑、摩擦帶電添加劑、防腐蝕添加劑、填充劑、紋理劑 (texture agent)、脫氣添加劑、流控劑、觸變膠和邊角覆蓋添加劑。
[0032] 通過本領(lǐng)域已知的常規(guī)方法制備本文所述的粉末涂料組合物。將聚合物粘結(jié)劑與 添加劑干混在一起,然后通常經(jīng)由通過擠出機(jī)來熔融共混。通過冷卻使產(chǎn)生的擠出物凝固, 然后研磨或粉碎以形成粉末。在一種實(shí)施方式中,將羧基官能化樹脂、TGIC和沖擊改性劑 干混在一起并熔融共混,且在擠出之前向熔融共混物中加入鑰離子催化劑。也可以使用其 它方法。例如,一種替代方法使用可溶于液態(tài)二氧化碳中的粘結(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。如果期望,可將粉末分級(jí)或篩 分以獲得期望的粒度和/或粒度分布。
[0033] 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 ym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 μπι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(jí))以達(dá)到約25-150 μ m、更優(yōu)選地30-70 μ m、最優(yōu)選地30-50 μ m的粉末中值粒度。
[0034] 任選地,其它添加劑可用于本發(fā)明中。如上所述,這些任選的添加劑可在擠出之前 加入并成為基礎(chǔ)粉末的一部分,或可在擠出之后加入。在擠出后加入的合適添加劑包括:如 果在擠出之前加入將不能良好地起作用的材料、將會(huì)擠出設(shè)備造成額外磨損的材料、或其 它添加劑。
[0035] 此外,任選的添加劑包括可在擠出過程中加入但也可以之后加入的材料。添加劑 可單獨(dú)加入或與其它添加劑組合加入,以對(duì)粉末飾面或粉末組合物提供期望的效果。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。可使用的任選添 加劑的實(shí)例包括:固化催化劑、抗氧化劑、顏色穩(wěn)定劑、滑動(dòng)和損傷添加劑(slip and mar additive)、UV吸收劑、受阻胺光穩(wěn)定劑、傳導(dǎo)性添加劑、摩擦帶電添加劑、防腐蝕添加劑、填 充劑、紋理劑(texture agent)、脫氣添加劑、流控劑、觸變膠和邊角覆蓋添加劑。
[0036] 其它優(yōu)選的添加劑包括性能添加劑,例如橡膠化劑、降阻劑和微膠囊。此外,添加 劑可為研磨劑、熱敏催化劑或有助于產(chǎn)生多孔最終涂層的試劑或改善粉末潤(rùn)濕的試劑。
[0037] 用于制備粉末組合物的技術(shù)是本領(lǐng)域技術(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(gòu)自威斯康辛州格林灣的Henschel Mixing Technology)、Mixaco混合器(例如可購(gòu)自德 國(guó)諾伊恩拉德的Triad Sales,Greer,SC或Dr. Herfeld GmbH)、Marion混合器(例如可購(gòu) 自 Marion Mixers,Inc.,35753rd Avenue,Marion,ΙΑ)、可倒轉(zhuǎn)混合器、Littleford 混合器 (購(gòu)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。
[0038] 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 和填充劑)進(jìn)行干混以形成預(yù)混物。然后將該預(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)期望的涂料最終用途,通常調(diào)節(jié)研磨條件來達(dá)到約25-150 μ m的粉 末中值粒度。
[0039] 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