[发明专利]粉末涂料

说明书

本发明涉及低聚物和/或聚合物、包含它们的适用于粉末涂料的组合物 及其制备方法。这些低聚物和/或聚合物以及组合物特别适合(但不局限 于)通过辐射和/或加热来固化。本发明还涉及涂层、被涂覆的基材及其制 备方法。

本发明特别涉及适用于粉末涂料的可在低烘焙温度下辐射固化和/或热 固化的低聚物和/或聚合物以及包含它们的组合物，这些物质特别适用于热 敏性和/或柔性基材。更具体地，本发明涉及晶态或半晶态低聚物或聚合 物，这种低聚物或聚合物在60-180℃、更优选60-140℃的温度下受热时熔 化并流动(flow out)，并随后在通过辐射和/或热能以熔融状态进行固化 时，得到高柔性的涂层，该涂层具有完全非晶态的低玻璃态转化温度 (Tg)的聚合基质，或高柔性、低结晶度、低Tg的聚合基质。本发明还 涉及适用于粉末涂料的基于至少一种这样的晶态或半晶态低聚物和/或聚合 物的组合物。

粉末涂料组合物是在室温下干燥、能够自由流动并为精细粉末的固体 涂料组合物。固体涂料组合物的每个颗粒应当尽可能地包含组合物的所有 成分。在由主要成膜组分组成的粘结剂基质中，存在混合良好的次要组 分，例如着色剂、流动剂和交联剂。一般地，在通常被称为“烘焙”或 “烘烤”温度的升高温度下，将粉末涂料组合物涂覆在基材表面并熔合以 形成连续膜。对于热固化配方，烘焙温度范围通常为160-200℃，但根据 不同情况，该温度范围也可以变化。

粉末涂料相对于常规液态体系的独特优点是(例如，参见Misev，T.A.， “Powder Coatings”，John Wiley and Sons Ltd，Chichester(1991)；Howard，J.， Surface Coating International(1995)，417)：

1.可在应用过程中使粉末再生，这导致涂料组合物材料几乎100％利 用；

2.不排放挥发性有机化合物(VOC)；

3.一次喷涂即可得到均匀的涂层，而不需要大量且重复的喷涂；

4.与常规方法相比降低了单位面积的成本。

因此，粉末涂料是经济、节能和对生态或环境友好的表面涂料技术。 而且，粉末涂料由于是干燥固体形式而洁净且便于使用。

尽管粉末涂料具有很多优点，但是它们通常用于涂覆金属，并且一般 不能用于涂覆热敏性基材，例如皮革、木材和塑料，而这些基材需要优选 低于120℃的较低的烘焙和/或固化温度。然而，较低的固化温度对于传统 的可热固化粉末是不可行的。这是因为用于低固化温度的反应性交联剂会 不利地影响粉末的保存期，并且由于在烘焙和固化过程中粘度快速升高而 不利地影响流动状况。由于在这些条件下流动不佳，因此不利地影响最终 涂层的光滑度并使其并非最佳。为了改善流动，现有技术描述了使用封闭 交联剂，例如封闭的异氰酸酯(参见例如DE-2542191，1974)。这些封 闭的异氰酸酯通过提高使异氰酸酯具有化学反应性的温度阈值来延缓交联 反应，从而使涂料材料在粘度因交联反应而变得过高之前有足够的时间流 动。

可低温紫外(UV)辐射固化粉末已被提议用于涂覆热敏性基材(EP 0636669、US4129488、US4163810、US5922473、US6005017、US 6017640、US6106905)。由于交联反应不是受热引发而仅通过暴露于UV 辐射而引发，因此加热后的流动步骤独立于固化和交联反应步骤。此外， UV固化速度极快(秒量级)，不需要为了完全固化而延长加热时间。因 此对于UV固化粉末，在UV固化之前，仅需在大于玻璃态转化温度 (Tg)或熔化温度的温度下加热以使粉末充分流动，形成连续、光滑的熔 融薄膜。这使得粉末可以针对低于热固化体系的烘焙温度来配制。

目前的粉末涂料是基于非晶态聚合物，或者至少非晶态聚合物作为体 系的基本树脂。这样的粉末涂料体系具有两个缺点。第一个缺点是形成的 薄膜本身坚硬而不具柔性，这是因为，为了使粉末在室温下保存期间具有 抗结块的性质(得到自由流动的精细粉末)，需要Tg高(通常大于50 ℃)的聚合物。第二个缺点是流动性质差。