[发明专利]粉末涂料挤出方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种制备粉末涂料组合物的方法，更特别地涉及一种粉末涂料挤出方法，其中将颗粒材料在水中的悬浮液或分散体注入挤出装置中。

发明背景

粉末涂料组合物为通常包含固体成膜树脂，通常具有一种或多种颜料和任选一种或多种性能添加剂如增塑剂、稳定剂、助流剂和增量剂的固体组合物。通常将树脂热固，掺入例如成膜聚合物和相应交联剂(其本身可以为另一成膜聚合物)。通常，树脂具有30℃以上的T_g，软化点或熔点。

通常，粉末涂料通过将组合物的组分一起干混合，然后将共混物在树脂的软化点以上，但在其固化温度以下的温度下挤出以生产配制成分的熔体混合料。挤出物被立即冷却并被压成固体薄片，其中将配制的涂料逐步粗磨并磨碎至明确的粒度分布以通过涂布器喷雾。

对于将含有颜料和添加剂的那些粉末涂料组合物，成膜树脂与这些组分完全干混合通常使用一系列两个高强度预混合混合机和低强度最后混合机实现。预混合混合机中高速旋转的叶片均匀分布少量颜料和添加剂并有助于树脂的分散。最后混合机-通常含有滚动和切刀叶片-接收来自预混合混合机的产物以及未通过预混合的原料。来自最后混合机或来自中间称量料斗的干混合材料然后进入挤出机的进料孔中。

尽管使用这类混合机，但对于颜料和添加剂而言仍平常的是无效“润湿”，以及因此不能均匀地分散在整个混合物和整个粉末基涂料组合物中。通常着色粉末产量的多达25％必须返回通过挤出机再加工以更完全地分散颜色并实现可重现的配色。

如果颜料不充分地分散，则可不发生粉末产物中最大色强度发展或该颜色发展可能是不一致的。这当产生浅粉色或灰色且其中有色颜料的实际使用可以为小于所产生的粉末总重量的1％时尤其真实。因此，为实现合适的色强度-就美学和功能而言-配方设计师通常需要将过量颜料与粉末基基料组合。但该过量颜料的使用可能是非常有问题的。颜料通常是粉末基涂料组合物的最昂贵组分，因此其过量使用抬高了涂料的成本。此外，过量颜料-和实际上其它添加剂-可导致在将粉末基涂料组合物应用于基质上中的困难以及直接导致固化膜的差外观。例如，太高的着色可导致表面缺陷如针孔和桔皮皱纹。

已开发了某些方法以设法解决颜色控制的问题和粉末涂料中功能添加剂非均匀分布的相关问题。

M.C.Meyer在“Modern Approach to the Pigmentation of Powder Coatings”(www.sunchemical.com)中描述了预分散颜料浓缩物或母料的开发，其中已将颜料预分散在与粉末涂料相容且通常具有低玻璃化转变温度(例如130°F)的树脂中。将这类颜料分散体以与干颜料相同的方式掺入粉末涂料配制剂中，即通过与树脂和粉末涂料配制剂的其它成分一起预混合，随后供入挤出机中。在挤出期间，载体树脂与其它组分一起熔融，从而分布颜料。

为完全实现颜料初级粒子中固有的峰值色强度，Meyer的方法要求将各个可得到的有色颜料最佳地预分散在固体载体树脂中。预分散方法包括多个阶段且以使用板框式压滤机过滤并洗涤初级颜料粒子而开始：颜料作为水润湿的“滤饼”排出，然后将其干燥、粉碎并与载体树脂混合。

WO 2006/047238(Degussa Corporation)描述了一种颜料预分散体，其中载体树脂为液体，该预分散体任选含有有机和无机溶剂、表面活性剂和抗氧化剂。预混合料通过在约1-120分钟期间将液体树脂中的颜料分散体加入以约100-6000rpm的速度旋转的分配器中的其它粉末涂料原料中，然后将预混合料装入挤出机中而制备。然后在升高的温度下加工预混合料直至当形成均匀的预混合料熔体时。

WO2005/103170(PPG Industries)提供一种生产热固性粉末涂料组合物的方法，其包括以下步骤：A)将原材料由初始位置供入挤出机中；B)在原材料进入挤出机中以后且在它离开挤出机以前，将至少一种难掺的添加剂引入原材料中；和C)使组合的原材料和难掺的添加剂通过挤出机的至少一部分以形成热固性粉末涂料组合物。在一个实施方案中，难掺的添加剂包含颜料，其优选为超分散的且可将其以液体颜料分散体或干液体颜料分散体的形式加入挤出机中。如该出版物中所用，术语液体颜料分散体意指分散在与原材料相容的加溶树脂中的颜料。