[发明专利]制备粉末涂料水分散体的方法

说明书

本发明涉及一种制备包含组分A和B的粉末涂料水分散体的方法，其中组分A是基料树脂或基料树脂混合物，组分B是交联剂或交联剂混合物，或组分A是交联剂或交联剂混合物和组分B是基料树脂或基料树脂混合物。该粉末涂料水分散体任选地含有颜料、增稠剂、填料、催化剂、引发剂和/或一种或多种添加剂。

包含适当的树脂/交联剂组合的固体粉末涂料组合物常用来以交联膜涂覆底材，通过喷涂并固化在底材上形成的膜层使组合物在底材表面均匀分布。金属底材上的固化，例如在工业上一般最常采用施加高温的方式，例如160-200℃。但是，固化也可以采用辐射/光照的方式，例如紫外光或电子束辐射，这种方法特别适合不能承受高温的涂覆底材(塑料、木材等等)。

当使用固体粉末涂料组合物涂覆底材时，需要特殊的施用设备。此外，由于粉末涂料组合物中颗粒的粒径较大和形状不规则，所以很难在底材上获得厚度和外观一致的交联薄膜。降低这种组合物中的颗粒尺寸，例如通过喷射研磨，不仅成本高，而且经常导致得到的细粉末结块和其它处理/应用问题。例如，在静电应用中，装填非常小的颗粒比较困难，并且在底材上施用这种组合物时需要采取一些费事的步骤来应付粉尘。此外，一旦固体粉末涂料组合物制备完成，由于它的固体特性就不再有任何改变例如颜色、光泽等性能的灵活性。

因此，以分散体的形式施用粒状粉末涂料涂覆底材有显著优点。当分散体在底材表面铺展时无粉尘生成，并且发现分散体中的颗粒可以比固体粉末涂料组合物中小得多而且不会产生处理/应用问题。

如上所述，粉末涂料分散体与粒状粉末涂料组合物相比有许多优点。除此之外，由于这些分散体不用蒸发任何有机溶剂，所以与溶剂型涂料组合物相比具有优势。多数有机溶剂的排放影响涂料组合物的VOC水平。目前VOC水平已受到法律限制。预计这种限制将来更加严格。

并且，在液体分散体的情况下可以使用常用于处理/应用传统湿涂料的设备，而处理/应用固体粉末涂料组合物时需要特殊设备。在非导电底材如木材和塑料上施用也比较容易。

通常，可用于制备粉末涂料水分散体的组分的玻璃化转变温度T_g可比固体粉末涂料组分低得多，这是因为不需要标准(固体)粉末涂料所用的高T_g基料来确保充分的物理稳定性。

掺入T_g低得多的基料的可能性提高了基料配方的自由度。这一额外的在基料配方方面的自由度对最后的薄膜性能，如流动、外观等有积极的影响。

此外，涂料添加剂可以毫无问题地加入最后的分散体中，使得由分散体制备涂料配方更灵活。同时通过过滤分散体除去杂质/大颗粒也相对容易。

例如，WO96/37561公开了一种生产粉末涂料水分散体的湿磨方法，其中固体粉末涂料组合物在水介质中湿磨。但是，得到的粉末涂料分散体的粒径分布比较宽(3-20μm)，颗粒形状仍不规则并且较大。

制备比传统湿磨法所述的更小的颗粒一般是非常困难的并且没有任何经济吸引力。较大的颗粒在粉末涂料分散体中有很强的沉降趋势，由于这一趋势限制了最后分散体的稳定性所以是不合需要的。所形成的沉降物一般很难再分散，在实际应用中必须采取附加措施来防止沉降，例如通过添加增稠剂或其它流变改进剂来调节涂料配方的流变性。添加增稠剂的缺点一般是引起最后涂料配方固含量的下降，而这是不希望的。并且，较大颗粒的存在对成膜有负面影响，这些影响可通过如大龟裂、流动性差、膜层厚度不均匀等现象观察到。此外，该方法不能连续进行，并且得到上述尺寸的颗粒需要较长的研磨时间(约2小时)。

在US5,379,947中获得了相似粒径/形状的颗粒，该专利公开了一种生产粉末涂料水分散体的喷射研磨方法。粉末涂料薄片经喷射研磨后，得到的粉末分散于水介质中得到分散体。这一方法也不能连续进行，并且喷射研磨形成具有所需尺寸的颗粒也需要较长的时间。这种喷射研磨法的其它缺点是需要使用昂贵的设备并且能耗较高。

WO97/45476公开了一种制备粉末涂料分散体的方法，其中包含树脂和交联剂的熔融状物质在挤出条件下分散于液体介质中。在这一方法中，起始材料例如基料树脂和交联剂先混合熔融。然后向熔融混合物中加入水，从而得到粉末涂料分散体。由于得到的粉末涂料分散体通过加热固化，所以这一方法不适合制备所包含的基料/交联剂混合物在接近或低于混合物熔点或软化温度开始反应的粉末涂料分散体。

本发明的目的是提供一种没有上述缺点的、制备粉末涂料水分散体的方法。