[发明专利]粉末涂料组合物

说明书

本发明涉及粉末涂料组合物及其应用。

粉末涂料成为涂料市场快速发展的一个方面。粉末涂料是固体组合物，一般采用静电喷涂法涂布，其方法是通过喷枪使粉末涂料颗粒带静电，而基体接地。在喷枪中使粉末带电是通过施加的电压或采用摩擦方法(摩擦带电)达到的。通过热处理和/或通过辐射能，具体地，红外、紫外或电子束辐射，可将附着的颗粒转化成连续涂层(在适当的时候，包括固化涂布组合物)。未附着在基体上的粉末涂料颗粒可以回收再用，因此粉末涂料在使用多成分时是经济的。另外，粉末涂料组合物一般没有加入的溶剂，尤其不使用有机溶剂，因此是没有污染的。

粉末涂料组合物一般地含有固体成膜树脂，通常还有一种或多种着色剂，例如颜料，还可含有一种或多种性能添加剂。它们通常是热固性的，例如加入成膜聚合物和相应的固化剂(它本身可能是另外一种成膜聚合物)，但是，原则上可以用热塑性体系(例如以聚酰胺为基的)代替。粉末涂料组合物一般制备如下：例如在挤出机中，在高于一种或多种成膜聚合物软化点，但低于出现明显预反应温度的温度下，充分混合这些成分(其中包括着色剂和性能添加剂)。挤出物通常辊成平片料，再例如通过研磨磨碎成所要求的粒度。

如果采用静电喷涂涂布粉末涂料组合物，通常的薄膜厚度为40微米至100微米以上。该组合物的粒度分布一般地是0-120微米，平均粒度为15-75微米，优选地是25-50微米，更优选地是20-45微米。

在工业中广泛地使用具有这样通常粒度的粉末涂料组合物。使用这些材料所遇到的一些已知缺陷与该粉末应用特性相关。粉末流动并输送通过涂布设备的难易程度影响了在整个基体上薄膜重量分布的均匀性，因而，影响了“均匀地”达到要求的薄膜厚度所需要的粉末量。使用这些通常的粉末涂料，首先沉积的细颗粒(尤其是直径10微米或10微米以下的粉末颗粒)不足以导致细颗粒(细料)在上部-喷涂的材料中积累。在许多情况下，收集上部-喷涂的材料并返回再使用。在这样的体系中，随着粉末涂布过程继续，在循环粉末中细粉末颗粒的百分数增加，而细料粘着行为开始影响循环粉末的性质。主要的影响是该粉末失去流动性，这样使得将这种粉末通过循环系统输送返回到喷枪的困难增加。

使用具有这样一般粒度分布的粉末涂料组合物所带来的另一个熟知问题，是很难涂布具有30微米或30微米以下很薄的薄膜涂层，在粉末涂料市场某些部门对这样涂层的需求还不断增加，同时也很难达到均匀的不透明性，和美学观点上令人愉快的外观，特别是光泽白色的涂料。使用具有通常粒度分布的组合物，仅在有限的粉末化学范围内，以使用嵌段的异氰酸酯的聚氨酯粉末通常获得的最好性能，达到这样的结果才是可能的。使用具有通常粒度分布的组合物，要得到20微米以下的具有均匀的不透明性和在美学观点上令人愉快的外观，如果不是不可能的话，也是非常困难的。遇到的问题(“桔皮”不完整性等)被认为是由于在具有通常粒度分布的粉末涂料组合物中大部分颗粒的尺寸相当大。

除了在粉末涂料市场本身内不断增长的需求外，还认识到，按常规可靠地达到薄膜厚度为30微米或30微米以下的，还具有在美学观点上令人愉快外观的粉末涂层的不可能性是抑制了由粉末涂料进一步取代以溶剂为基的“湿”涂料的因素之一。

曾提出，原则上使用较细粒度的粉末涂料组合物可以减轻获得令人满意的薄的薄膜粉末涂层的问题。但是，相对小的颗粒，具体地直径10微米或10微米以下的颗粒，存在着流动、处理和涂布问题。随着细颗粒比例的增加，这样一些问题变得更加明显，通常生产粉末涂料组合物，以便含有不大于10％(体积)的直径为10微米或10微米以下的颗粒。

WO 94/11446公开了粉末涂料组合物，采用干混加入了两种或多种添加剂的各种组合，优选的组合是氧化铝与氢氧化铝。按照WO94/11446，采用干混添加剂的组合，有可能减轻如前面强调的细颗粒(特别地，直径10微米或10微米以下的颗粒)的流动、处理和涂布问题，还可能减轻由于粉末颗粒过早地带有不同静电荷而产生的其他问题。WO94/11446针对的是一种粉末涂料组合物，其至少95％(体积)的粒度不超过50微米。

尽管使用在WO 94/11446中公开的添加剂组合而获得良好的结果，但已发现，按照粉末涂料组合物的流动、输送和处理特性，氧化铝/氢氧化铝最佳掺合有损于该组合物在摩擦静电涂布过程中的效用。试图通过提高氧化铝在添加剂组合中的比例补偿其作用，但有导致粉末涂料组合物流动性和输送性质不好的趋势。