[发明专利]PVC-丙烯酸酯共混物

说明书

优先权要求

本申请要求2012年6月22日提交的美国临时专利申请序列号61/663,255(代理人卷号12012008)、2012年9月28日提交的美国临时专利申请序列号61/707,507(代理人卷号12012020)以及2012年12月27日提交的美国临时专利申请序列号61/746,546(代理人卷号12012026)的优先权，以上各文全部通过引用纳入本文。

发明领域

本发明涉及用于制备在金属基片上的固体涂层的聚氯乙烯(PVC)粉末和丙烯酸酯的共混物。

技术背景

在过去的几十年，聚合物的应用改变了世界。聚合物科学迅速发展，制造在聚合物物理学四个领域之内的数以千计的不同热塑性和热固性产品：热塑性塑料、热塑性弹性体、热固性塑料和热固性弹性体。

大规模生产任何聚合物或者由其制成的产品都不能停留于现有的成分或加工条件。降低成本、提高产率、提供性能更好成本更低的产品全部驱动着聚合物科学工业。随着新材料和相关工艺的出现，在特定应用和相关工艺中，用具有改善的性质、加工能力和/或加工效率的材料取代旧的聚合物材料常常是有益的。

不仅需要新的材料，还需要用于制造由该材料制成的制品的有效和可靠的方法。已知多种工艺用于制造聚合物组分，例如如上所述的那些。

聚合物粉末共混的流化床法是熟知的，且是将粉末转化成在基片上(通常是金属性的)固体涂层的商业化可行手段。使用这种技术，可形成聚合物涂覆的金属零件。聚合物不仅提供用于加工的不同表面，还保护下面的金属基片免受劣化，例如导致生锈和强度损失的氧化。

发明内容

将PVC粉末和丙烯酸酯结合，从而制备用于流化床粉末涂覆工艺的共混物。重要的是，本发明的共混物基本上排除钙锌热稳定剂和亚磷酸盐/酯加工助剂，它们本来常常存在于常规的PVC粉末涂层混合物中。

本发明的一方面是聚合物共混物，其包括(a)聚氯乙烯粉末；(b)三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯；(c)增塑剂；(d)辛基锡热稳定剂；和(e)液体环氧树脂；其中共混物基本上排除钙锌热稳定剂和亚磷酸盐/酯加工助剂。

本发明的另一方面是采用上述粉末共混物制备的涂覆的金属制品。

可从本发明的热塑性粉末共混物制备各种制品。能在流化床粉末涂覆设备中涂覆的任何金属制品都是用本发明的共混物涂覆的备选者。

具体实施方式

共混物成分

聚氯乙烯是共混物的主要成分。以粉末形式制造或转化成粉末形式的任一PVC悬浮液或分散体树脂都是用于本发明的备选者。PVC粉末是公知且广泛接受的用于如上所述的粉末涂覆工艺的树脂。这种备选PVC粉末的平均粒度可为约40微米(μm)-400微米，优选地约100-250微米。

市售的粉末形式的PVC聚合物包括来自普立万公司(PolyOne Corporation)的GEON^TM牌PVC树脂。GEON^TMPVC树脂是目前优选的。

为了提供PVC树脂的柔性和塑性，可使用增塑剂。增塑剂通常是石化来源的酯例如邻苯二甲酸酯和生物来源的酯例如柠檬酸酯、脂肪酸酯等。在那些生物来源的增塑剂中，环氧化植物油是目前优选的，特别是环氧大豆油，例如费勒公司(Ferro Corporation)商业出售的Plas-Chek^TM牌增塑剂。

对本发明的共混物重要的是使用特定的丙烯酸酯，即三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯，来提供对基础PVC树脂的进一步改性。

本领域普通技术人员将预期，将丙烯酸酯添加到粉末共混物会抑制共混物的熔体性质。但是，减少增塑剂的使用和使用丙烯酸酯令人意外地得到粉末共混物，其在丙烯酸酯进行交联之前，呈现非常好的共混物熔体流动状态。

此外，在固化过程中，在共混物中发生足够的交联，这最小化了和优选地消除了粉末共混物在流化床涂覆时的熔体滴落趋势。固化共混物来将硬的自连接的PVC基涂层提供到选定用于形成涂覆的制品的金属基片上。

还令人意外的是，在一些实施方式中，使用丙烯酸酯允许共混物在该共混物中包括比常规用于PVC粉末涂层混合物约少28％的PVC。因此，在这些实施方式中，因为添加了三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯并且丙烯酸酯给粉末共混物带来令人意外的性质，同时降低了PVC和增塑剂在这些共混物中的含量。