<EMI ID=1.1> La présente spécification fait suite à la demande de
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bre 1973 sous le môme titre. La présente spécification contient
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particules métalliques avant leur incorporation dans une peinture
en poudre sont supérieures à celles indiquées dans la demande de brevet connexe. Les descriptions y relatives dans le corps de la spécification sont rectifiées en tenant compte des exemples sup- plémentaires.
Une technique de base pour la fabrication de matières de revêtement en poudre est le procédé dit par fusion. Cette technique consiste à mélanger les matières premières exemptes de solvant à l'état fondu, habituellement au moyen d'un appareil d'extrusion, pour procéder ensuite à un refroidissement, à une pulvérisation et à "ne classification par séparation des diffé- rentes grosseurs. Ce procédé présente un certain nombre d'incon-
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même qu'un inconvénient supplémentaire survenant lorsqu'on utilise des paillettes métalliques comme pigmenbs. La haute force de ci- saillement à laquelle on a recours lors de l'étape de mélange, entraîne une déformation des paillettes métalliques. En outre, au cours de l'étape de pulvérisation, les paillettes métalliques sont davantage déformées et la granulométrie de leurs particules est réduite. Les revêtements formés à partir de ces poudres sont caractérisés par une faible brillance et un aspect polychrome médiocre.
Une autre technique de base pour la fabrication de matières de revêtement en poudre est la technique dite de préparation en solution et de séparation de.solvant, que l'on peut effectuer suivant plusieurs procédés. Cette technique générale comprend
la préparation d'une salière de revêtement dans un solvant organique, la séparation du solvant des solides de la peinture et la classification par séparation des différentes grosseurs. De même, un certain type de pulvérisation peut être nécessaire ou non suivant le procédé de séparation de solvant adopté.
La séparation du solvant peut être effectuée par des techniques classiques de séchage par pulvérisation ou moyennant une séparation par échange de chaleur en séparant les composants d'une solution de peintura par évaporation du solvant plus volatil et séparation, par gravité, entre le solvant évaporé et les solides non évaporés de la peinture. Etant donné que les paillettes métalliques peuvent être ajoutées après la pulvérisation, si cette dernière doit âtre effectuée lorsqu'on utilise l'un ou l'autre procédé de séparation de solvant, on peut éviter la détérioration des paillettes métalliques au cours de la pulvérisation en adoptant la technique de préparation en solution et de séparation de solvant.
Toutefois, il se pose des problèmes en ce qui concerne la répartition et l'orientation des paillettes métalliques lorsque la matière de revêtement en poudre est appliquée au substrat à enduire. Cette remarque est particulièrement vraie lorsque l'application est effectuée par le procédé de pulvérisation électrostatique, à savoir le procédé le plus couramment adopté pour appliquer le revêtement final de peinture aux voitures automobiles, ainsi qu'à différents autres articles métalliques manufacturés. Lors de ces applications, les paillettes ont tendance à s'orienter d'une manière désordonnée, un faible pourcentage des paillettes étant parallèles au substrat. Globalement, de
ce fait, une importante quantité de métal ressort avec peu d'éclat métallique et un faible facteur de brillant. -
Dès lors, lorsqu'on adopte l'un ou l'autre des procédés décrits ci-dessus pour former des revêtements de peintures en poudre à pigmentation métallique conformément aux procédés de la technique antérieurs, on doit adopter, entre l'aluminium et le pigment non métallique, un rapport sensiblement plus élevé que dans les peintures liquides, afin de réaliser le même degré de brillance et le même aspect métallique qu'avec les peintures liquides. De plus, le problème que posent les paillettes métalliques qui ressortent, subsiste même lorsqu'on obtient la brillance et l'aspect métallique.
Dans les peintures liquides, il est connu d'enduire partiellement des paillettes d'aluminium utilisées comme pigments
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que de ces peintures. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.575.900, on décrit un procédé en vue de précipiter la résine du revêtement en solution sur les paillettes d'aluminium sous forme colloïdale. Cette solution est alors utilisée telle quelle ou en mélange avec une autre solution en vue de l'utilisation.
La Demanderesse tient à souligner spécifiquement que, bien qu'il soit commode de recourir à cet enrobage, il n'est nullement entendu de spécifier que les particules d'aluminium sont complètement enveloppées. La résine décrite à cet effet est un copolymère de chlorure de vinyle et de monomères à in�turation monoéthylénique
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Dans ce cas, le revêtement est obtenu avec un copolymère désordonné de méthacrylate de méthyle et d'acide méthacrylique adsorbé sur le pigment. Par ce procédé, on forme une dispersion des particules solides dans une phase continue liquide comprenant un liquide organique contenant, en solution, un polymère qui est adsorbé par les particules, de même qu'un stabilisant, la polarité de la phase continue étant modifiée de telle sorte que le polymère y soit insoluble, tandis que le stabilisant est un composé contenant un composant de fixation s'associant au polymère adsorbé à la surface des particules, ainsi qu'un composant en chaîne ramifiée solvaté par la phase continue modifiée et formant une gaine stabilisante autour des particules. On prétend que l'on a-
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gène.
Les peintures en poudre présentent certains avantages vis-à-vis des peintures liquides classiques, du fait qu'elles sont essentiellement exemptes de solvants volatils, mais elles posent
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les peintures liquides. Parmi ces différences, il y a celles relatives à l'utilisation de paillettes d'aluminium comme composant chromogène. Par exemple, lorsque, dans les peintures liquides, on
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pité de résine, le solvant organique et d'autres composants de
la solution subsistent, empêchant ainsi l'exposition directe des paillettes à l'atmosphère et à d'autres influences extérieures. De plus, dans les peintures en poudre, si les paillettes d'aluminium comportent un revêtement, ce dernier doit être solide et relativement sec, tandis que la grosseur, le poids et la continuité de l'enrobage organique sont tous des facteurs influençant la répartition de ces particules lorsqu'on effectue la pulvérisation électrostatique avec la poudre qui est l'agent filmogène principal de la composition de revêtement.
La présente invention concerne la préparation, l'utilisation et la composition de peintures en poudre contenant des particules métalliques, en particulier, des paillettes d'aluminium et, dans la plupart des applications, au moins un composant chromogène non métallique. Le "composant chromogène non métallique^ peut être une teinture, un colorant ou un pigment en particules
et il peut également être organique, par exemple, le noir de carbone, ou inorganique, par exemple, un sel métallique.
Lors de la mise en oeuvre de la présente invention, les particules métalliques qui sont incorporées dans les peintures en poudre pour former le composant chromogène métallique d'un fini monochrome ou polychrome, sont enrobées dans un revêtement organique thermoplastique à travers lequel les particules métalliques sont visibles à l'oeil nu. Le revêtement, qui est, de préférence, transparent, mais qui peut être translucide, permet d'orienter un important pourcentage des paillettes métalliques parallèlement au substrat, même lorsque la matière de revêtement en poudre est appliquée à ce dernier par n'importe quel procédé classique d'application d'une peinture par pulvérisation électrostatique. L'exprsssion "pratiquement transparent" est utilisée dans la présente spécification pour désigner des matières qui sont transparentes
ou translucides ou partiellement transparentes et partiellement translucides.
Suivant la présente invention, on mélange les particules métalliques comportant un revêtement (c'est-à-dire qu'on les mélange à froid) avec le reste de la matière de revêtement après avoir transformé l'agent filmogène principal en particules. On peut mélanger le composant chromogène non métallique avec la poudre filmogène avant, après ou pendant l'addition des particules métalliques comportant un revêtement, mais, de préférence, ce composant est ajouté avant les particules métalliques comportant un revêtement. Cet ordre de mélange permet d'éviter la dégradation des particules métalliques dans l'une ou l'autre des étapes de préparation de la poudre filmogène.
Les particules métalliques que l'on utilise le plus souvent comme composant chromogène métallique, sont des paillettes d'aluminium. Afin d'éviter des complications superflues dans la description de la présente invention, pour illustrer cette dernière, on aura recours à ces paillettes d'aluminium. Il est toutefois entendu que ce précédé est aglicable à n'importe quel métal en particules que l'on utilise comme composant chromogène dans une matière de revêtement en poudre. Cette expression englobe les particules constituées uniquement de métal, les particules organiques comportant un revêtement métallique, de même que les particules métalliques formant une structure en sandwich avec un polymère et ayant des bords métalliques exposés.
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aux particules métalliques suivant la présente invention peut être identique à ou différent de l'agent filmogène principal de la ma-
-bière de revêtement an poudre, L'agent filmogène utilisé pour
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ci-après plus en détail.
Le procédé préféré pour appliquer un revêtement aux paillettes d'aluminium consiste à disperser ces dernières, de préférence, sous forme d'une pâte d'aluminium, dans une petite quantité d'un agent filmogène thermoplastique et un solvant pour l'agent filmogène et approprié pour le séchage par pulvérisation. Ensuite, on soumet la dispersion à un séchage par pulvérisation par des techniques classiques. Etant donné qu'il y a une faible quantité d'agent filmogène par rapport à la quantité de paillettes métalliques, on obtient globalement des paillettes métalliques comportant un revêtement continu et relativement mince d'un agent filmogène thermoplastique par opposition à des paillettes métalliques enrobées dans une particule relativement grosse de l'agent filmogène.
Plus spécifiquement, on disperse tout d'abord les pail- <EMI ID=12.1>
des paillettes d'aluminium), c'est-à-dire environ 2 à environ 200 parties en poids d'agent filmogène thermoplastique par 100 parties en poids de paillettes d'aluminium. Dans une forme de réalisation dans laquelle le revêtement de ces paillettes est relativement léger, on disperse les paillettes d'aluminium dans environ
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calculas sur le poids réel des paillettes d'aluminium, soit environ 2 à environ 30 parties en poids d'agent filmogène thermoplastique par 100 parties en poids de paillettes d'aluminium. Dans la plupart des applications, on constate qu'il est avantageux d'utiliser entre 10 et 200, de préférence, entre environ 30 et environ
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parties en poids de paillettes d'aluminium. Lorsqu'on utilise -les particules métalliques d'une densité différente, on peut utiliser le-poids dos paillettes d'aluminium occupant la même surface pour déterminer la quantité d'agent filmogène à utiliser pour le revêtement des particules métalliques. Lorsqu'on utilise moins d'en-
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des précautions pour régler l'opération de séchage par pulvérisation afin de réduire au minimum la formation d'une quantité excessive de particules sphériques contenant plus d'une paillette métallique. L'incidence d'un recouvrement complet est élevée dans l'intervalle de 30 à 70 décrit ci-dessus. Ces particules sphériques peuvent être éliminées des autres paillettes d'aluminium comportant un revêtement par tamisage. L'incorporation de grosses particules à plusieurs lamelles dans un revêtement durci donne un aspect irrégulier. On peut obtenir un résultat analogue si l'on <EMI ID=16.1>
avec l'agent filmogène principal de la peinture en poudre, tandis que cette dernière est à l'état liquide, après quoi on élimine le solvant.
La pâte d'aluminium est constituée de paillettes d'alu-
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poids) d'un solvant hydrocarboné liquide servant de lubrifiant, par exemple, les essences minérales. Au cours de l'opération de broyage permettant d'obtenir les paillettes d'aluminium, on peut ajouter une faible quantité d'un lubrifiant supplémentaire, par
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mérite d'avoir appliqué pour la première fois le procédé consistant à piler de l'aluminium en fines paillettes avec des billes
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de la pâte d'aluminium, de sa fabrication, de la grosseur des paillettes, des essais auxquels elle a été soumise, de ses utilisations dans les peintures, etc., est donnée dans "Aluminium
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E.U.A., cette publication étant mentionnée ici à titre de référence.
L'agent filmogène thermoplastique utilisé pour appliquer un revêtement aux paillettes d'aluminium peut être identique à ou différent de l'agent filmogène principal de la composition de revêtement en poudre. Lorsque l'agent filmogène principal est thermoplastique, il est préférable d'utiliser, pour le revêtement des paillettes d'aluminium, un. agent filmogène ayant la même composition que l'agent filmogène principal.
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ques, le reste étant constitué d'hydrocarbures monovinyliques contenant 8 à 12 atomes de carbone, par exemple, le styrène, le
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acrylates et les méthacrylates utilisés dans l'une ou l'autre de ces formes de réalisation sont, de préférence, des esters d'un
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que ou d'acide méthacrylique ou encore d'un mélange d'acide acrylique et d'acide méthacrylique. Un copolymère de ce type contient
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mélange d'acide acrylique et d'acide méthacrylique, ainsi que 16 à 23 mole % de méthacrylate de butyle.
Un agent filmogène thermoplastique que l'on utilise de préférence comme agent filmogène principal, est un polymère acry-
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plastique en poudre décrite dans la demande de brevet des EtatsUnis d'Amérique n[deg.] 172.227 déposée le 16 août 1971. La description de cette demande de brevet est mentionnée ici à titre de référence. Idéalement, pour appliquer un revêtement aux paillettes d'aluminium utilisées avec ces peintures, on emploie des mélanges polymères de la même composition, mais d'un poids moléculaire inférieur.
Lorsqu'on choisit un agent filmogène thermoplastique pour former le revêtement sur les paillettes d'aluminium suivant la présente invention, du point de vue opératoire, cette matière doit être compatible avec l'agent filmogène principal devant
être choisi. De même, le ou les solvants volatils utilisés pour effectuer les étapes de revêtement en solution et de séchage par pulvérisation sont choisis en fonction de la capacité de dissolution de la matière de revêtement et de l'efficacité des solvants lors du séchage par pulvérisation. Partant de ce principe, les détails d'un revêtement de paillettes ou d'un agent filmogène principal donné sont évidemment bien connus de l'homme de métier. Compta tenu de ce qui précède, parmi d'autres agents filmogènes thermoplastiques pouvant être utilisés pour enrober les paillettes d'aluminium, il y a, sans aucune limitation : (1) les homopolymè-
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lène/acrylate d'éthyle et les copolymères d'éthylène/méthacrylate d'éthyle, (3) les copolymères d'hydrocarbures vinyliques/acryli-
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polymères de styrène/acrylate d'éthyle, (4) les monopolymères d'hydrocarbures vinyliques, par exemple, le polystyrène, (5) les copolymères d'éthylène/allyle, par exemple, les copolymères d'éthylène/alcool allylique, les copolymères d'éthylène/acétate d'allyle et les copolymères d'éthylène/allyl-benzène, (6) les dérivés de cellulose, par exemple, l'acétate de cellulose, le butyrate de cellulose, le-propionate de cellulose, l'acétopropionate
de cellulose et ltéthyl-cellulose, (7) les polyesters, (8) les polyamides, par exemple, le polyhexaméthylène-adipamide, le polyhexaméthylène-sébaçamide et le polycaprolactame, (9) le poly(vinyl- <EMI ID=28.1>
(12) les copolymères d'éthylène/acétate de vinyle, (13) les copolymères d'éthylène/alcool vinylique. Les matières de revêtement thermoplastiques en poudre, leur préparation et leur utilisation
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mentionné ici à titre de référence.
L'agent filmogène principal de la peinture avec laquelle on mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement thermoplastique, peut être un agent filmogène thermodurcissable. Les agents filmogènes préférés à cet effet englobent des systèmes
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réticulation pour ces derniers, un agent de réticulation d'acide
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ron 2 CI. en poids équivalent d'un acide monocarboxylique aliphatique saturé à chaîne droite de 10 à 22 atomes de carbone (voir,
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comme agent de réticulation pour ces derniers, un diphénol ayant un poids moléculaire compris entre environ 110 et environ 550
(voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.228 déposée le 16 août 1971), (d) un copolymère à fonction
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pour ces derniers, un polymère à terminaison carboxy (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.229 <EMI ID=34.1>
demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.225 déposée le 16 août 1971), (f) un copolymère autoréticulable à fonction
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que (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.238 déposée le 16 août 1971), (g) un copolymère à
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tion monoéthylénique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.237 déposée le 16 août 1971), (h) un copolymère à fonction époxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un anhydride d'un acide dicarboxylique (voir, par exemple, la. demande de brevet des Etats-
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nique et, somme agent de réticulation pour ces derniers, un composé choisi parmi les acides dicarboxyliques, les mélamines et les anhydrides (voir, par exemple, la demande de brevet des EtatsUnis d'Amérique n[deg.] 172.223 déposée le 16 août 1971), (j) un copo-
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gent de réticulation pour ces derniers, un composé contenant des atomes d'azote tertiaire (voir, par exemple, la demande de brevet
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composé à insaturation éthylénique avec, comme agent de réticulation pour ces derniers, une résine époxy contenant deux ou plusieurs groupes époxy par molécule (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.226 déposée le 16
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et à fonction anhydride de monomères à insaturatinn oléfinique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.235 déposée le 16 août 1971), (m) un copolymère à fonction époxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un polymère à terminaison carboxy, par exemple, un polyester à terminaison carboxy (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 223.746 déposée le 4 février 1972), (n) un copolymère à fonction époxy de monomères vinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un acide dicarboxylique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 228.262 déposée le 22 février 1972),
(0) un copolymère à fonction époxy et à fonction hydroxy de monomères monovinyliques et,
comme agent de réticulation pour ces derniers, un acide dicarboxyliqua aliphatique saturé à chaîna droite de 4 à 20 atomes de carbone (voir, par exemple, la demande
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(1) un acide dicarboxylique aliphatique saturé à chaîne droite
de 4 à 20 atomes de carbone et (2) un polyanhydride (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]
344.881 déposée le 6 septembre 1973), (q) un copolymèro à fonction
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agent de réticulation pour ces derniers, un anhydride d'un acide dicarboxylique (voir, par exemple, la demande de brevet des EtatsUnis d'Amérique n[deg.] 394.880 déposée le 6 septembre 1973), (r) un copolymère à fonction époxy et à fonction hydroxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers,un anhydride d'un acide dicarboxylique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 394.879 déposée le 6 septembre 1973), (s) un copolymère à fonction époxy et à fonction <EMI ID=43.1>
pour ces derniers, un polymère à terminaison carboxy (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]
394.875 déposée le 6 septembre 1973), (t) un copolymère à fonction époxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un anhydride monomère cu polymère, ainsi qu'un acide hydroxycarboxylique (voir, par exemple, la demande de brevet des Eta-ts-Unis d'Amérique n[deg.] 394.878 déposée le
6 septembre 1973) (u) un copolymère à fonction époxy et à fonction amido de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un anhydride monomère ou polymère et un acide hydroxycarboxylique (voir, par exemple, la demande de
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acide hydroxycarboxylique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 394,876 déposée le 6 septembre
1973).
Les spécifications des brevets et des demandes de bre-
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pouvant être utilisés pour appliquer un revêtement aux particules métalliques, il y a, sans aucune limitation, les systèmes thermodurcissables dans lesquels le composant polymère est un polyester, un polyépoxyde, de même que les résines acryliques, les polyépoxydes et les polyesters à modification uréthane. En ce qui concerne les résines acryliques décrites plus spécifiquement jusqu'à présent, ces résines peuvent être des polymères autoréticulants ou elles peuvent être constituées d'une combinaison d'un polymère fonctionnel et d'un composé monomère coréactif servant d'agent de réticulation.
Les peintures en poudre thermodurcissables préférées connues de la Demanderesse pour les revêtements supérieurs des
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ques trouvent leur plus grande utilité) sont constituées essentiellement d'un copolymère à fonction époxy de monomères à insa-
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mers. Ces peintures, à l'exclusion des pigments, peuvent également contenir des agents de réglage d'écoulement, des catalyseurs, etc., en très faibles quantités.
Le copolymère mentionné dans le paragraphe précédent a un poids moléculaire moyen (M ) compris entre environ 1500 et environ 15.000 et une température de vitrification comprise
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glycidyle ou le méthacrylate de glycidyle. comme constituant monomère du copolymère. Ce monomère doit représenter environ 5 à en-
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supplémentaire, par exemple, une fonctionnalité hydroxy ou une fonctionnalité amido, peut également être obtenue en incorporant
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l'acrylamide ouïe méthacrylamide, parmi les monomères constitutifs. Lorsqu'on utilise cette fonctionnalité supplémentaire, les monomères qui la fournissent, représentent environ 2 à environ
10 % en poids des monomères constitutifs. Le reste du copolymère,
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tifs, est constitué de monomères monofonctionnels à insaturation oléfinique, c'est-à-dire que l'unique fonctionnalité est l'insatu- <EMI ID=52.1>
de carbone et d'acide acrylique ou d'acide méthacrylique, par exemple, lo méthacrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, le métha-
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l'acrylate d'hexyle et l'acrylate de 2-éthylhexyle. Dans cette forme de réalisation préférée, hormis les monomères précités à fonction époxy, hydroxy et amido qui comportent également la fonc-
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pouvant être utilises en faibles quantités, c'est-à-dire entre 0 et 30 % en poids des monomères constitutifs, il y a le chlorure de vinyle, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile et l'acétate de vinyle.
Les agents de réticulation utilisés avec le copolymère décrit ci-dessus ont une fonctionnalité réagissant avec celle du copolymère. Dès lors. tous les agents de réticulation mentionnés ci-dessus à propos des brevets et des demandes de brevets relatifs aux peintures en poudre, par exemple, les acides dicarboxyliques
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carbone se situe dans le même intervalle, les copolymères à terminaison carboxy ayant un poids moléculaire (M ) se situant entre
650 et 3.000, les anhydrides monomères, de préférence, les anhydri- <EMI ID=56.1>
agents de réticulation pour ces copolymères. Les descriptions de tous les brevets et de toutes les demandes de brevets mentionnées dans la présente spécification sont reprises ici à titre de référence. En règle générale, on utilise ces agents de réticulation en quantités calculées de façon à obtenir, par groupe fonctionnel du copolymère, entre environ 0,3.et environ 1,5, de préférence, entre environ 0,8 et environ 1,2 groupe fonctionnel pouvant réagir avec les groupes fonctionnels du copolymère.
L'expression "monomère vinylique", utilisée dans la présente spécification, désigne un composé monomère comportant, dans sa structure moléculaire, le groupe fonctionnel
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- C - C - H , où X représente un atome d'hydrogène ou un groupe méthyle.
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sente spécification, englobe à la fois 1'insaturation oléfinique comprise entre 2 atomes de carbone occupant les positions a et 3 par rapport à un groupe activateur tel qu'un groupe carboxy, par exemple, l'induration oléfinique de l'anhydride maléique, de même que l'insaturation oléfinique comprise entre les deux atomes
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La préparation des paillettes métalliques comportant un revêtement est effectuée dans un solvant pour l'agent filmogène, ce solvant étant suffisamment volatil pour assurer un séchage efficace par pulvérisation sans réagir chimiquement avec l'agent filmogène ou les paillettes métalliques à un degré pouvant modifier sensiblement leurs propriétés ou leur aspect dans les durées
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méthylène. Parmi d'autres solvants pouvant être utilisés, il y
a le toluène, le xylène, la méthyléthylcétone, le méthanol, l'acétone et les naphtes à bas point d'ébullition.
Une formulation spécifique pour une matière première de charge pour le dispositif de séchage par pulvérisation suivant la présente invention comprend les ingrédients suivants :
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On donnera, ci-après les paramètres opératoires spécifiques pour un sécheur classique par pulvérisation de 0,91 m de diamètre muni d'un atomiseur classique à deux fluides, par exemple,
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que de pulvérisation de peinture (liquide) à l'air :
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L'aluminium comportant un revêtement venant du dispositif de séchage par pulvérisation est ensuite tamisé à travers un tamis prévu pour des particules de la granulométrie désirée, par exemple, un tamis à 44 microns, afin d'éliminer les particules
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sentant sous forme de particules surdimensionnées.
Le composant non métallique en poudre (appelé ci-après "composant en poudre") comprend le composant filmogène principal et, lorsque le fini doit être polychrome, au moins un composant
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peut être une teinture, un colorant ou un pigment en particules. Pour l'objet de la présente invention, le blanc et le noir seront considérés comme des couleurs, étant donné qu'une matière réfléchissant ou absorbant la lumière doit être ajoutée à l'agent filmogène organique pour conférer, au fini, un aspect blanc ou noir, au même titre qu'il convient d'ajouter, à l'agent filmogène organique, une matière réfléchissant les rayons lumineux émettant une couleur vers l'oeil, tout en en absorbant d'autres.
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qui, dans le cas d'un fini polychrome, contient un composant chromogène non métallique, est; réalisée en tenant compte de la couleur particulière choisie pour le composant chromogène métallique et de la quantité du composant chromogène métallique à utiliser. Le composant en poudre est formulé quantitativement en tenant compte de la quantité de matière que l'on doit faire intervenir au cours de l'addition des particules métalliques comportant un revêtement. On donnera ci-après une composition spécifique du composant en poudre :
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On effectue la préparation et le traitement du composant non métallique en poudre par une des techniques classiques de préparation de poudre, par exemple, l'extrusion, le séchage par pulvérisation ou l'extraction de solvant. Dès qu'elle est sous forme d'une poudre, cette matière est tamisée à travers un tamis approprié, par exemple. un tamis à 74 microns.
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tement en poudre suivant la présente invention est le mélange des deux composants principaux, à savoir le composant métallique en particules comportant un revêtement organique thermoplastique et le composant non métallique en poudre. Les proportions exactes des deux composants principaux dépendront évidemment de la formulation spécifique et de la quantité de métal nécessaire. Dans l'exemple spécifique décrit ci-dessus, si l'on mélange environ 98,5 parties en poids du composant non métallique en poudre avec environ 1,5 partie en poids de l'aluminium comportant un revêtement, on obtient une peinture "à faible teneur métallique" pour le revêtement supérieur des voiture" automobiles.
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quelle peinture en poudre thermoplastique ou thermodurcissable.
L'aspect du revêtement fini constitue évidemment un facteur primaire intervenant dans le choix de la concentration totale des paillettes d'aluminium dans la composition totale de la peinture en poudre. Cette concentration varie entre un très faible pourcentage en poids de la composition totale de la peinture en poudre dans certains finis polychromes (c'est-à-dire une
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ment plus de 0,25 % en poids et, de préférence, plus de 0,5 % en poids) et un pourcentage en poids beaucoup plus élevé de la composition totale de peinture en poudre dans les finis dits
"à l'argent" (c'est-à-dire une quantité aussi élevée qu'environ
25 � en poids). Si, par exemple, le revêtement séché par pulvé-
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en poids de ces dernières, les paillettes comportant un revêtement représenteront alors entre environ 0,005 et environ 32,5, avantageusement entre environ 0,25 et environ 28,75 et, de préférence, entre environ 0,54 et environ 28,25 % en poids de la composition totale de peinture en poudre.
Ce procédé offre un avantage supplémentaire du fait
que la mince couche de revêtement organique déposée sur les paillettes d'aluminium réduit sensiblement les risques d'explosion qui existent avec des paillettes d'aluminium sèches. La inerte/ manipulation habituelle de l'aluminium sec sous une atmosphère/ n'est pas nécessaire après avoir appliqué un revêtement aux paillettes.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture
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Exemple 1
(a) Préparation des paillettes d'aluminium comportant un revêtement
On prépare uns matière de revêtement thermoplastique pour le revêtement de paillettes d'aluminium à partir des matières suivantes et en adoptant lea procédés décrits ci-après
<EMI ID=73.1>
On mélange les ingrédients ci-dessus ensemble dans un mélangeur à double enveloppe pendant 10 minutes, puis on les ma-
<EMI ID=74.1>
mélange et on le pulvérise de façon qu'il passe à travers un tamis à 200 mailles.
On combine deux parties en poids de ce mélange thermo-
<EMI ID=75.1>
inférieur à 45 microns, la répartition la plus courante des gra-nulométries des particules se situant entre environ 7 et environ
15 microns) et 200 parties en poids de chlorure de méthylène sous une agitation à faible force de cisaillement de façon à disperser l'aluminium dans la matière thermoplastique sans détériorer les paillettes d'aluminium.
Dès que la dispersion ci-dessus a été préparée, on la sèche par pulvérisation de façon à obtenir des paillettes individuelles d'aluminium comportant un mince revêtement continu de polymères secs. On effectue cette opération dans un appareil de séchage par pulvérisation de 0,91 m de diamètre muni d'une tuyère à deux fluides en contre-courant en adoptant les conditions ai vante s :
<EMI ID=76.1>
La composition totale du produit obtenu dans ce procédé est la suivante : environ 19,5 parties en poids d'aluminium, environ 2 parties en poids du mélange thermoplastique décrit cidessus et une faible quantité (c'est-à-dire 0,05 à 0,2 partie)
de solvant résiduel qui ne s'est pas évaporé complètement au cours du procédé de séchage par pulvérisation. On tamise ensuite ce produit à travers un tamis à 44 microns.
(b) Préparation du composant non métallique en poudre
On prépare une peinture thermoplastique en poudre à partir des matières suivantes en adoptant le procédé décrit ciaprès :
<EMI ID=77.1>
On mélange les ingrédients ci-dessus dans un mélangeur à double enveloppe pendant 10 minutes, puis on les malaxe aux cylindres à 190[deg.]C pendant 15 minutes. On refroidit le mélange et on le pulvérise de façon qu'il passe à travers un tamis à
200 mailles. On prépare le composant non métallique en poudre de la composition de revêtement en poudre en mélangeant 188 parties en poids de cette matière thermoplastique avec les matières suivantes
<EMI ID=78.1>
On obtient un mélange homogène des ingrédients ci-dessus par broyage aux boulais pendant: 2 heures. Ensuite, on extrude
<EMI ID=79.1>
le tamise à travers un tamis à. 200 mailles.
(c) Préparation de la matière de revêtement en poudre
On prépare une matière de revêtement en poudre suivant la présente invention en mélangeant 1,65 partie en poids des paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec 98,35 parties en poids du composant non métallique en poudre. On obtient un mélange homogène des deux composants en remuant rapidement la ma- tière dans un récipient partiellement rempli pendant 20 minutes dans des conditions ambiantes, c'est-à-dire à une température
<EMI ID=80.1>
par ce procédé, l'homme de métier comprendra que les durées réelles de mélange varient quelque peu en fonction de la dimension du récipient et de l'effet mécanique.
La poudre ainsi obtenue est ensuite pulvérisée sur un <EMI ID=81.1>
tement ainsi obtenu possède un bon brillant et une bonne orientation des particules métalliques._
Exemple 2
On prépare une matière de revêtement en poudre en suivant le procédé de l'exemple 1 avec les différences suivantes
(1) Le mélange de départ pour la préparation des paillettes d'a-
<EMI ID=82.1>
<EMI ID=83.1>
On mélange cette matière et on la soumet à un séchage par pulvérisation comme décrit à l'exemple 1; dans la matière obtenue, les paillettes comportent un revêtement environ 2,5 fois plus épais que celui des paillettes de l'exemple 1. La composition pondérale empirique du produit séché par pulvérisation est la suivante :
<EMI ID=84.1>
(2) Etant donné que, dans ce cas, la quantité du revêtement formé sur les paillettes d'aluminium est suffisamment importante pour constituer un facteur significatif, elle est prise en considéra-
<EMI ID=85.1>
dre de l'exemple 1 (b) avec les ingrédients suivante
<EMI ID=86.1>
Le traitement ultérieur du composant non métallique en poudre est le même que celui décrit à l'exemple 1.
(3) Le mélange du composant métallique comportant un revêtement et du composant non métallique en poudre est modifié par suite
de l*épaisseur du revêtement formé sur les paillettes d'aluminium.
<EMI ID=87.1>
non métallique en poudre.. Le revêtement en poudre obtenu conserve la quantité de pigment at a la composition suivante :
<EMI ID=88.1>
On mélange cette matière, on la tamise et on la soumet à une pulvérisation électrostatique sur un substrat en acier, puis à un durcissement thermique comme décrit à l'exemple 1. Le fini obtenu possède des propriétés analogues à celles des revote- ments obtenus à l'exemple <1>.
Exemple
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence que l'on prépare le composant non métallique en poudre (b)
par le même procédé, mais avec des matières différentes. Dans <EMI ID=89.1>
tières suivantes
<EMI ID=90.1>
Exemple 4
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence que l'on prépare l'agent filmogène pour le revêtement des paillettes d'aluminium lors de l'étape (a) par le même procédé, mais avec des matières différentes, tandis que l'on prépare le composant non métallique en poudre (b) par le même procédé, mais avec des matières différentes : L'agent filmogène utilisé pour appliquer un revêtement aux paillettes d'aluminium (a) dans cet
<EMI ID=91.1>
<EMI ID=92.1>
<EMI ID=93.1>
métallique en poudre (b) est constitué d'un mélange de :
<EMI ID=94.1>
Exemple 5
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette diffé-
<EMI ID=95.1>
lique en poudre (b) par le même procédé, mais avec des matières différentes. Dans ce cas, l'agent filmogène thermoplastique est constitué des matières suivantes :
<EMI ID=96.1>
Exemple 6 i
On répète le procédé de l'exemple 5, avec cette seule
<EMI ID=97.1>
thyle et de 25 parties de méthacrylate de butyle est remplacé par une quantité égale d'un copolymère de 60 parties de méthacrylate
<EMI ID=98.1>
80.000).
Exemple 7
<EMI ID=99.1>
exception que le copolymère de 75 parties de méthacrylate de méthyle et de 25 parties de méthacrylate de butyle est remplace par une quantité égale d'un copolymère de 80 parties de méthacrylate
<EMI ID=100.1>
Exemple 8
On répète le procédé de l'exemple 5, avec cette seule exception que l'on remplace le copolymère de 75 parties d3 méthacrylate de méthyle et de 25 parties de méthacrylate de butyle par un?" quantité égala d'un copolymère de 85 parties de styrène et de 15 parties d'acrylate de butyle.
Exemple 9
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence que l'on prépare l'agent filmogène du composant non métallique en poudre (b) par le même procédé, mais avec des matières différentes. Dans ce cas, l'agent filmogène thermoplastique est constitué des matières suivantes :
<EMI ID=101.1>
Exemple 10
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence que l'on prépare l'agent filmogène du composant non métallique en poudre (b) en utilisant les matières et les procédés indiqués ci-après.
<EMI ID=102.1>
monomères vinyliques de la manière suivante ;
<EMI ID=103.1>
On mélange les ingrédients ci-dessus ensemble. Dans le
<EMI ID=104.1>
à 100 parties de toluène à reflux que l'on agite vigoureusement sous une atmosphère d'azote. Au sommet du récipient de toluène, on prévoit un condenseur afin de condenser les vapeurs de toluène et les recycler au récipient. On ajoute le mélange des monomères par une soupape de réglage et on règle la vitesse dtaddition de façon à maintenir une température de reflux (109 - 112[deg.]C), une faible fraction seulement de la chaleur étant fournie par un dispositif de chauffage extérieur. Au terme de l'addition du mélange des monomères, on maintient le reflux par une source de chaleur extérieure pendant 3 heures supplémentaires.
On verse la solution dans des cuvettes peu profondes en acier inoxydable que l'on dépose dans un four sous vide et dont on évapore le solvant. Lorsque le solvant est éliminé, la solution du copolymère devient plus concentrée. On porte la température du four sous vide à environ 110[deg.]C. On poursuit le séchage jusqu'à ce que la teneur en solvant du copolymère soit inférieure à 3 % . On refroidit les cuvettes, puis on recueille le copolymère et on le broie de façon qu'il passe à travers un tamis à
20 mailles. Le copolymère a une température de vitrification de
53[deg.]C et un poids moléculaire (M ) de 4.000.
On mélange 100 parties en poids du copolymère broyé avec les matières suivantes :
<EMI ID=105.1>
<EMI ID=106.1>
lets pendant 2 heures. On malaxe la mélange aux cylindres à une température de 85 à 90[deg.]C pendant 5 minutes. On broie le soliue obtenu dans un broyeur à boulets et on tamise la poudre avec un tamis à 140 mailles.
Exemple 11
On répète le procédé de l'exemple 10, avec cette diffé- rence que l'on prépare l'agent filmogène du composant non métal- lique en poudre comme décrit à l'exemple 10 en utilisant 166 partie� �n poids du copolymère à fonction époxy broyé de l'exemple
10, 22,64 parties en poids d'acide azélalque et 1,33 partie en
<EMI ID=107.1>
Exemple 12
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les différences suivantes :
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties en poids de la môme pâte d'aluminium que celle utilisée à l'exemple 1 (19,5 parties en poids d'aluminium) et de 4,7 parties en poids de la matière de revêtement thermoplastique.
(2) En suivant le procédé de l'exemple 2, on règle le composant non métallique en poudre et on l'utilise en une quantité permettant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être pulvérisée avec la même quantité de pigment que celle utilisée dans la matière de 1'exemple 1.
On soumet la matière de revêtement en poudre obtenue à une pulvérisation électrostatique sur un substrat en acier et on l'y durcit thermiquement comme décrit à l'exemple 1; le fini obtenu a un aspect analogue à celui obtenu à l'exemple 1.
Exemple i 3'
<EMI ID=108.1>
ces suivantes :
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties en poids de la pâte d'aluminium utilisée à l'exemple 1 (19,5 parties en poids d'aluminium) et de 0,98 partie en p�ids de la matière de revêtement thermoplastique,
(2) En suivant le procédé de l'exemple 2, on règle le composant non métallique en poudre et on l'utilise en une quantité permettant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être pulvéri-
<EMI ID=109.1>
matière de l'exemple 1.
On soumet la matière de revêtement en poudra obtenue à une pulvérisation électrostatique sur un substrat en acier et on l'y durcit thermiquement comme décrit à l'exemple 1; le fini obtenu possède un aspect analogue à celui obtenu à l'exemple 1.
Exemple 14
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les différences suivantes :
<EMI ID=110.1>
de 30 parties en poids de la pâte d'aluminium utilisée à l'exemple 1 (19,5 parties en poids d'aluminium) et de 2,93 parties en poids de la matière de revêtement thermoplastique,
<EMI ID=111.1>
non métallique en poudre et ou l'utilise en une quantité permettant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être pulvéri-
<EMI ID=112.1>
matière de 1'exemple 1.
On soumet la matière de revêtement en poudre obtenue à
<EMI ID=113.1>
l'y durcit thermiquement comme décrit à l'exemple 1; le fini obtenu possède un aspect analogue à celui obtenu à l'exemple 1.
Exemple 15
<EMI ID=114.1>
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties an poids de pâte d'aluminium (19,5 parties en poids d'aluminium) et de 1,76 partie en poids de la matière thermodurcissable.
<EMI ID=115.1> non métallique en poudre et on l'utilise en une quantité permettant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être pulvérisée avec la même quantité de pigment que celle utilisée dans la matière de l'exemple 1.
On soumet la matière de revêtement en poudre obtenue à une pulvérisation électrostatique sur un substrat métallique et on l'y durcit thermiquement comme décrit à l'exemple 1; le fini obtenu possède un aspect analogue à celui obtenu à l'exemple 1.
<EMI ID=116.1>
ces suivantes :
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties en poids de la pâte d'aluminium utilisée à l'exem-
<EMI ID=117.1>
poids de la matière de revêtement thermoplastique.
(2) En suivant le procédé de 1* exemple 2, on règle le composant non métallique en poudre et on l'utilise en une quantité permettant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être pulvérisée avec la même quantité de pigment que celle utilisée dans la matière de l'exemple 1,
<EMI ID=118.1>
Exemple 17
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les différences suivantes :
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties en poids de la pâte d'aluminium utilisée à l'exemple 1 (19,5 parties en poids d'aluminium) et de 0,39 partie en poids de la matière de revêtement thermoplastique.
(2) En suivant le procédé de l'exemple 2, on règle le composant non métallique en poudre et on l'utilise en une quantité permettant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être pulvérisée
<EMI ID=119.1>
de l'exemple 1.
<EMI ID=120.1>
On répète le procède de l'exemple 1, avec cette différence que le composant non métallique en poudre est un copolymère à fonction époxy et à fonction hydroxy de monomères vinyliques que l'on prépare de la manière suivante :
<EMI ID=121.1>
On mélange les monomères si-dessus dans les proportions
<EMI ID=122.1>
goutte à goutte la. solution obtenue dans 1500 ml de toluène à une température de 100 - �08[deg.]C sous une atmosphère d'azote. Ensuite, pendant une période de 1/2 heure, on ajoute 0,4 g de 2,2'-azobis-
(2-méthylpropionitrile) dissous dans 10 ml d'acétone et on poursuit le chauffage à reflux pendant 2 heures supplémentaires.
On dilue la solution toluène/polymère dans 1500 ml d'acétone et on la coagule dans 16 1 d'hexane. On sèche la poudre blanche dans un four sous vide à 55[deg.]C pendant 24 heures. Ce copolymère a un poids moléculaire (poids moléculaire en poids/poids moléculaire en nombre) de 6.750/3.400, tandis que le poids moléculaire par groupe époxy est d'environ 1.068.
On prépare une matière thermodurcissable en mélangeant
166 parties du copolymère à fonction époxy et à fonction hydroxy
<EMI ID=123.1>
On obtient un mélange homogène des produits ci-dessus par broyage aux boulets pendant 2 heures. Ensuite, on extrude
<EMI ID=124.1>
On pulvérise le solide ainsi obtenu dans un broyeur à turbine, par exemple, un broyeur à turbine du type à air, puis on le tamise dans un tamis à 200 mailles.
Exemple 19
On répète le procédé de 3'exemple 18, avec cette différence que l'on substitue- une, quantité fonctionnellement équiva-
<EMI ID=125.1>
Exemple 20
On répète le procédé de l'exemple 19, avec cette différence que l'on remplace environ 35 � de l'anhydride polyazé-
<EMI ID=126.1>
Exemple 21
On répète le procédé de l'exemple 18, avec les différences suivant as :
(1) On remplace le copolymère à fonction époxy et à fonction hydroxy par un copolymère à fonction époxy et à fonction amido préparé à partir des composants suivants et de la manière décrite ciaprès :
<EMI ID=127.1>
On mélange les monomères ci-dessus dans les proportions
<EMI ID=128.1>
propionitrile). On ajoute lentement le mélange à 200 ml de toluène chauffé à 80 - 90[deg.]C, tout en agitant vigoureusement sous une atmosphère d'azote. Au sommet du récipient de toluène, on prévoit un condenseur en vue de condenser les vapeurs de toluène et recycler le toluène condensé au récipient. On ajoute le mélange des monomères par une soupape de réglage et on règle la vitesse d'addition de façon à maintenir une température réactionnelle de 90 - 110[deg.]C, le reste de la chaleur étant fourni par un dispositif de chauffage extérieur. Au terme de l'addition du mélange
<EMI ID=129.1>
10 ml d'acétone et on poursuit le chauffage à reflux pendant 2 heures supplémentaires.
On dilue la solution toluène/polymère obtenue avec 200 ml d'acétone et on la coagule dans 2 1 d'hexane. On sèche la poudre
<EMI ID=130.1>
ment équivalente d'un agent de réticulation polymère à terminaison carboxy. On prépare cet agent de réticulation de la manière sui- vante : Dans un bêcher en acier inoxydable de 500 ml comportant une enveloppe de chauffage, en charge 500 g d'une résine époxy
<EMI ID=131.1>
sine époxy, on ajoute 194 g d'acide azélaïque. Après une période réactionnelle de 30 minutes, on obtient un mélange homogène. On verse la résine du mélange (qui n'a réagi qu'à moitié) dans une cuvette en aluminium et on la refroidit. En utilisant un mélangeur, on pulvérise le mélange'solide dé façon qu'il passe à travers un
<EMI ID=132.1> car, si elle réagissait complètement, elle ne pourrait être transformée en poudre.
Exemple 22
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette diffé-
<EMI ID=133.1>
Exemple 23
On répète le procédé de 1'exemple 1, avec cette seule différence que l'on mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 0,1 % en poids de la composition totale de la peinture an poudre.
<EMI ID=134.1>
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette seule différence que l'on mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 32,50 % en poids de la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 25
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette seule différence que l'on mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 0,25 � en poids de la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 26
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette seule différence que l'on mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 28,75 % en poids de la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 27
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette seule différence que l'on mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 0,45 % en poids de la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 28
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence que les paillettes d'aluminium comportant un revêtement
sont le seul pigment métallique utilisé, tandis qu'elles constituent 10 % en poids de la composition totale de peinture en poudre. Dans cet exemple, on n'utilise pas des pigments non métalliques.
Exemple 29
On répète le procédé de .L'exemple ], avec cette différen-
<EMI ID=135.1>
<EMI ID=136.1>
en poids de la composition totale de peinture en poudre. Dans cet
<EMI ID=137.1>
de la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 30
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les différences indiquées ci-après concernant la composition. On mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre
<EMI ID=138.1>
qu'elles représentent 31 % en poids de la composition totale de peinture en poudre, tandis que la poudre filmogène principale contient, comme unique pigment non métallique, un pigment de vert phtalo en une quantité calculée de telle sorte qu'il représente 0,25 % en poids de la composition totale de peinture en poudre.
<EMI ID=139.1>
On répète le procédé de l'exemple 1 avec les différences
? indiquées ci-après concernant la. composition. On mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 4 % en poids de la composition totale de
<EMI ID=140.1>
contient un mélange de pigments exempts de métaux en une quantité calculée de telle sorte que cette poudre représente 22 � en poids
<EMI ID=141.1>
pigments exempts de métaux est constitué principalement de jaune de chrome avec de la flaventhrone (organique jaune), de l'oxyde de fer rouge et du noir de carbone en quantités compri-
<EMI ID=142.1>
Exemple 32
<EMI ID=143.1>
Exemple 33
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence qu'on applique,, aux paillettes d'aluminium, un revêtement
<EMI ID=144.1>
<EMI ID=145.1>
Exemple 34
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence qu'on applique, aux paillettes d'aluminium, un revêtement
<EMI ID=146.1>
en poids des paillettes d'aluminium. On règle la température de l'appareil de séchage par pulvérisation de façon à compenser le changement de solvant.
Exemple 35
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette diffé- <EMI ID=147.1>
pérature de l'appareil de séchage par pulvérisation est réglée de façon à compenser le changement de solvant.
Exemple 36
<EMI ID=148.1>
rence qu'on applique, aux paillettes d'aluminium, un revêtement d'un copolymère de styrène/méthacrylate de méthyle (M = 15.000), le solvant étant l'acétone, tandis que ce revêtement est présent
<EMI ID=149.1>
régla la température de l'appareil de séchage par pulvérisation pour compenser le changeaient de solvant.
Exemple 37
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence qu'on applique, aux paillettes d'aluminium, un revêtement
<EMI ID=150.1>
<EMI ID=151.1>
en poids des paillettes d'aluminium. On règle la température de l'appareil de séchage par pulvérisation pour compenser le changement de solvant.
<EMI ID=152.1>
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence qu'on applique, aux paillettes d'aluminium, un revêtement de polystyrène, le solvant étant le toluène, tandis que le revêtement est présent en une quantité de 2,5 % en poids des paillettes d'a- luminium. On règle la température de l'appareil de séchage par pulvérisation pour compenser le changement de solvant.
Exemple 39
On prépare une série de peintures en poudre (A-E) à par- tir des allieras suivantes et de la manière décrite ci-après, puis,
<EMI ID=153.1>
<EMI ID=154.1>
<EMI ID=155.1>
pulvérisation, comme décrit dans les exemples précédents et on obtient un produit comprenant des paillettes d'aluminium enrobées dans un revêtement thermoplastique, les poids relatifs des compo- sants étant les suivants :
<EMI ID=156.1>
Etape III. On tamise ces paillettes d'aluminium enro- bées à travers un tamis à 44 microns. Toutes les particules res- tant sur le tamis sont mises au rebut.
Etape IV. On forme un mélange de poudre non métallique en mélangeant intimement les matières reprises ci-après, puis en <EMI ID=157.1>
<EMI ID=158.1>
* copolymère à fonction époxy de l'exemple 18.
<EMI ID=159.1>
lettes d'aluminium enrobées de l'étape III et du mélange de poudre non métallique do l'étape IV dans les proportions relatives ai vante s ;
<EMI ID=160.1>
Dans chacun de ces mélanges, les concentrations relatives des ingrédients sont les suivantes :
<EMI ID=161.1>
On pulvérise les poudres ainsi obtenues sur des substrats raccordés électriquement à la terre et on les soumet à une cuisson comme décrit à l'exemple 1. 1,'écartement et l'orientation des pigments d'aluminium sont les meilleurs lorsque .l'enrobage de résine des paillettes d'aluminium se situa dans l'intervalle
<EMI ID=162.1>
males étant obtenues avec la peinture A (50 � en poids d'enrobage, calculés sur le poids des paillettes d'aluminium).
Exemple 40
On enrobe des paillettes d'aluminium comme décrit à l'exemple 1, avec cette différence que, pour disperser la matière filmogène et les paillettes d'aluminium avant le séchage par pulvérisation, on utilise des solvants autres que le chlorure de méthylène, à savoir le toluène, le xylène, l'acétone, l'hexane et la méthyléthylcétone. On règle l'opération de séchage par pulvérisation suivant les volatilités relatives des solvants utilisés dans chaque essai. On incorpore les paillettes ainsi enrobées
<EMI ID=163.1>
damiers par pulvérisation électrostatique .sur des substrats que l'on soumet à une cuisson comme décrit à l'exemple 1.
A cet effet, on peut utiliser des hydrocarbures, des alcools et des cétones d'un point d'ébullition compris entre 50
<EMI ID=164.1>
utilisé dépasse les poids combinés des paillettes d'aluminium et de l'agent filmogène utilisé pour l'enrobage. La quantité de solvant se situe avantageusement entre environ 3 et 100 fois les poids combinés de l'agent filmogène et des paillettes d'aluminium.
Des appareils et des procédés pour la pulvérisation électrostatique de matières de revêtement en poudre sont illustrés
<EMI ID=165.1>
3.593.678 et 3.598.629.
L'expression "copolymèrell, utilisée dans la présente spécification, désigne un polymère formé à partir de deux monomères différents ou plus.
A la lecture de la présente spécification, l'homme de métier reconnaîtra de nombreuses modifications des exemples cidessus. Il est entendu que toutes ces modifications rentrent
dans le cadre de l'invention défini par les revendications ci-après.
La spécification de la demande de brevet des EtatsUnis d'Amérique n[deg.] 442.291 déposée le 12 février 1974 par Santokh S. Labana et al et avant pour titre ''Compositions de revêtement
en poudre contenant un copolymère modifié par l'ester glycidylique", est mentionnée ici à titre de référence.
Toute description apparaissant dans les revendications
et ne figurant pas spécifiquement dans le corps de la présente spécification., rentre dans le corps de cette dernière.
REVENDICATIONS
<EMI ID=166.1>
mier pigment de coloration et des particules métalliques, le perfectionnement caractérisé en ce que ces dernières sont deb paillettes d'aluminium enrobées individuellement, avant le mélange de ces particules métalliques avec cette peinture en poudre, au moyen d'environ 2 à environ 200 parties en poids d'un revêtement continu d'un agent filmogène organique thermoplastique cons-
<EMI ID=167.1>
en poids d'esters d'un alcool monohydrique contenant 1 à 8 atomes de carbone et d'acide acrylique ou d'acide méthacrylique, de 0
à environ 49 % en poids d'hydrocarbures monovinyliques contenant 8 à 12 atomes de carbone, ainsi que de 0 à environ 5 % en poids d'acide acrylique ou d'acide méthacrylique par 100 parties en poids des paillettes d'aluminium.
<EMI ID = 1.1> This specification follows a request from
<EMI ID = 2.1>
bre 1973 under the same title. This specification contains
<EMI ID = 3.1>
metallic particles before their incorporation into a paint
powder are higher than those indicated in the related patent application. Descriptions relating thereto in the body of the specification are corrected taking into account the additional examples.
A basic technique for the manufacture of powder coating materials is the so-called melt process. This technique involves mixing the solvent-free raw materials in the molten state, usually by means of an extrusion apparatus, followed by cooling, pulverization and classification by separation of the different sizes. This process has a number of drawbacks.
<EMI ID = 4.1>
even an additional disadvantage when using metallic flakes as pigmenbs. The high shear force used in the mixing step causes deformation of the metal flakes. In addition, during the spraying step, the metal flakes are further deformed and the particle size of their particles is reduced. Coatings formed from these powders are characterized by low gloss and poor polychrome appearance.
Another basic technique for the manufacture of powder coating materials is the so-called solution preparation and solvent separation technique, which can be carried out by several methods. This general technique includes
preparing a salt shaker coating in an organic solvent, separating the solvent from the solids of the paint and classifying by separating the different sizes. Likewise, some type of spraying may or may not be necessary depending on the solvent separation process adopted.
Solvent separation can be accomplished by conventional spray-drying techniques or by heat exchange separation by separating the components of a paint solution by evaporation of the more volatile solvent and separation, by gravity, between the evaporated solvent and non-evaporated solids from the paint. Since the metal flakes can be added after spraying, if the latter is to be performed when using either solvent separation process, the deterioration of the metal flakes during spraying can be avoided. adopting the technique of preparation in solution and separation of solvent.
However, there are problems with the distribution and orientation of the metal flakes when the powder coating material is applied to the substrate to be coated. This remark is particularly true when the application is carried out by the electrostatic spraying process, namely the process most commonly adopted for applying the final paint coating to motor cars, as well as to various other manufactured metal articles. In these applications, the flakes tend to orient in a disorderly fashion with a small percentage of the flakes being parallel to the substrate. Overall, from
therefore, a large amount of metal comes out with little metallic luster and a low shine factor. -
Therefore, when one or the other of the methods described above is adopted to form coatings of powder paints with metallic pigmentation according to the methods of the prior art, one must adopt, between the aluminum and the pigment non-metallic, a significantly higher ratio than in liquid paints, in order to achieve the same degree of gloss and the same metallic appearance as with liquid paints. In addition, the problem of the metallic flakes which come out remains even when the shine and metallic appearance are obtained.
In liquid paints, it is known to partially coat aluminum flakes used as pigments
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that of these paintings. In US Pat. No. 3,575,900, a process is described for precipitating the resin from the coating in solution on the aluminum flakes in colloidal form. This solution is then used as it is or mixed with another solution for use.
The Applicant wishes to specifically point out that, although it is convenient to use this coating, it is by no means intended to specify that the aluminum particles are completely enveloped. The resin described for this purpose is a copolymer of vinyl chloride and monoethylenically oxidized monomers
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In this case, the coating is obtained with a disordered copolymer of methyl methacrylate and methacrylic acid adsorbed on the pigment. By this process, a dispersion of the solid particles is formed in a continuous liquid phase comprising an organic liquid containing, in solution, a polymer which is adsorbed by the particles, as well as a stabilizer, the polarity of the continuous phase being modified by such that the polymer is insoluble therein, while the stabilizer is a compound containing a binding component associating with the polymer adsorbed on the surface of the particles, as well as a branched chain component solvated by the modified continuous phase and forming a stabilizing sheath around the particles. We claim that we have-
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uncomfortable.
Powder paints have certain advantages over conventional liquid paints in that they are essentially free from volatile solvents, but they exhibit
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liquid paints. Among these differences are those relating to the use of aluminum flakes as a chromogenic component. For example, when, in liquid paints, we
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pity of resin, organic solvent and other components of
solution remain, thus preventing direct exposure of the flakes to the atmosphere and other external influences. In addition, in powder paints, if the aluminum flakes have a coating, the coating must be strong and relatively dry, while the size, weight and continuity of the organic coating are all factors influencing the distribution. of these particles when performing the electrostatic spraying with the powder which is the main film forming agent of the coating composition.
The present invention relates to the preparation, use and composition of powder paints containing metallic particles, in particular, aluminum flakes and, in most applications, at least one non-metallic color-forming component. The "non-metallic chromogenic component" can be a dye, dye or particulate pigment.
and it can also be organic, for example, carbon black, or inorganic, for example, a metal salt.
When practicing the present invention, the metallic particles which are incorporated into powder paints to form the metallic chromogenic component of a monochrome or polychrome finish, are coated in a thermoplastic organic coating through which the metallic particles are visible to the naked eye. The coating, which is preferably transparent, but may be translucent, allows a large percentage of the metallic flakes to be oriented parallel to the substrate, even when powder coating material is applied to the latter by any method. conventional application of paint by electrostatic spraying. The term "substantially transparent" is used in this specification to denote materials which are transparent.
or translucent or partially transparent and partially translucent.
In accordance with the present invention, the metallic particles having a coating are mixed (i.e. cold mixed) with the remainder of the coating material after the main film forming agent has been converted into particles. The non-metallic color-forming component can be mixed with the film-forming powder before, after or during the addition of the coated metal particles, but preferably this component is added before the coated metal particles. This mixing order makes it possible to avoid the degradation of the metal particles in one or other of the stages of preparation of the film-forming powder.
The metallic particles which are most often used as metallic chromogenic component are aluminum flakes. In order to avoid unnecessary complications in the description of the present invention, to illustrate the latter, recourse will be had to these aluminum flakes. It is understood, however, that the above is applicable to any particulate metal which is used as a color forming component in a powder coating material. This term encompasses particles consisting only of metal, organic particles having a metallic coating, as well as metallic particles forming a sandwich structure with a polymer and having exposed metallic edges.
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metal particles according to the present invention may be identical to or different from the main film-forming agent of the ma-
- powder coating beer, The film-forming agent used to
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below in more detail.
The preferred method of coating the aluminum flakes is to disperse the latter, preferably as an aluminum paste, in a small amount of a thermoplastic film-forming agent and a solvent for the film-forming agent and suitable for spray drying. Then, the dispersion is subjected to spray drying by conventional techniques. Since there is a small amount of film-forming agent relative to the amount of metallic flakes, overall metallic flakes are obtained having a continuous and relatively thin coating of a thermoplastic film-forming agent as opposed to metallic flakes coated in it. a relatively large particle of the film-forming agent.
More specifically, we first disperse the pail- <EMI ID = 12.1>
aluminum flakes), i.e. about 2 to about 200 parts by weight of thermoplastic film-forming agent per 100 parts by weight of aluminum flakes. In one embodiment in which the coating of these flakes is relatively light, the aluminum flakes are dispersed in about
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Calculated on the actual weight of the aluminum flakes, ie about 2 to about 30 parts by weight of thermoplastic film-forming agent per 100 parts by weight of aluminum flakes. In most applications it is found to be advantageous to use between 10 and 200, preferably between about 30 and about
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parts by weight of aluminum flakes. When using the metal particles of different density, the weight of the aluminum flakes occupying the same area can be used to determine the amount of film forming agent to be used for coating the metal particles. When less en-
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precautions to regulate the spray drying operation to minimize the formation of an excessive amount of spherical particles containing more than one metal flake. The incidence of complete recovery is high in the 30 to 70 range described above. These spherical particles can be removed from other aluminum flakes having a coating by sieving. Incorporating large, multi-lamellae particles into a cured coating results in an irregular appearance. We can obtain a similar result if we <EMI ID = 16.1>
with the main film-forming agent of the powder paint, while the latter is in the liquid state, after which the solvent is removed.
Aluminum paste is made of aluminum flakes.
<EMI ID = 17.1>
weight) of a liquid hydrocarbon solvent serving as a lubricant, for example, mineral spirits. During the grinding operation making it possible to obtain the aluminum flakes, a small amount of an additional lubricant can be added, for example
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deserves to have applied for the first time the process of crushing aluminum into fine flakes with balls
<EMI ID = 19.1>
the aluminum paste, its manufacture, the size of the flakes, the tests to which it has been subjected, its uses in paints, etc., is given in "Aluminum
<EMI ID = 20.1>
E.U.A., which publication is mentioned herein by reference.
The thermoplastic film forming agent used to apply a coating to the aluminum flakes may be the same as or different from the main film forming agent of the powder coating composition. When the main film-forming agent is thermoplastic, it is preferable to use, for the coating of the aluminum flakes, a. film-forming agent having the same composition as the main film-forming agent.
<EMI ID = 21.1>
ques, the remainder being monovinyl hydrocarbons containing 8 to 12 carbon atoms, for example, styrene,
<EMI ID = 22.1>
acrylates and methacrylates used in either of these embodiments are preferably esters of a
<EMI ID = 23.1>
or methacrylic acid or a mixture of acrylic acid and methacrylic acid. A copolymer of this type contains
<EMI ID = 24.1>
mixture of acrylic acid and methacrylic acid, as well as 16 to 23 mole% of butyl methacrylate.
A thermoplastic film-forming agent which is preferably used as the main film-forming agent is an acrylic polymer.
<EMI ID = 25.1>
plastic powder disclosed in United States Patent Application No. 172,227 filed August 16, 1971. The description of this patent application is incorporated herein by reference. Ideally, for coating the aluminum flakes used with these paints, polymer blends of the same composition, but lower molecular weight, are employed.
When choosing a thermoplastic film-forming agent to form the coating on the aluminum flakes according to the present invention, operationally, this material should be compatible with the main film-forming agent before.
to be chosen. Likewise, the volatile solvent (s) used to perform the solution coating and spray drying steps are selected depending on the dissolving capacity of the coating material and the effectiveness of the solvents in spray drying. Based on this principle, the details of a given flake coating or main film-forming agent are of course well known to those skilled in the art. In view of the above, among other thermoplastic film-forming agents which can be used to coat aluminum flakes, there are, without any limitation: (1) homopolymers
<EMI ID = 26.1>
lene / ethyl acrylate and ethylene / ethyl methacrylate copolymers, (3) vinyl hydrocarbon / acrylate copolymers
<EMI ID = 27.1>
polymers of styrene / ethyl acrylate, (4) monopolymers of vinyl hydrocarbons, eg, polystyrene, (5) copolymers of ethylene / allyl, eg, copolymers of ethylene / allyl alcohol, copolymers ethylene / allyl acetate and ethylene / allyl-benzene copolymers, (6) cellulose derivatives, for example, cellulose acetate, cellulose butyrate, cellulose le-propionate, acetopropionate
cellulose and ethyl cellulose, (7) polyesters, (8) polyamides, for example, polyhexamethylene adipamide, polyhexamethylene-sebacamide and polycaprolactam, (9) poly (vinyl- <EMI ID = 28.1>
(12) ethylene / vinyl acetate copolymers, (13) ethylene / vinyl alcohol copolymers. Thermoplastic powder coating materials, their preparation and use
<EMI ID = 29.1>
mentioned here for reference.
The main film-forming agent of the paint with which the aluminum flakes having a thermoplastic coating are mixed can be a thermosetting film-forming agent. Preferred film-forming agents for this purpose include systems
<EMI ID = 30.1>
crosslinking for the latter, an acid crosslinking agent
<EMI ID = 31.1>
ron 2 CI. by equivalent weight of a straight chain saturated aliphatic monocarboxylic acid of 10 to 22 carbon atoms (see,
<EMI ID = 32.1>
as a crosslinking agent therefor, a diphenol having a molecular weight of between about 110 and about 550
(see, for example, United States Patent Application No. 172,228 filed August 16, 1971), (d) a functional copolymer
<EMI ID = 33.1>
for the latter, a carboxy terminated polymer (see, for example, U.S. Patent Application No. [deg.] 172,229 <EMI ID = 34.1>
United States Patent Application No. 172,225 filed August 16, 1971), (f) a self-crosslinkable copolymer with a
<EMI ID = 35.1>
that (see, for example, United States Patent Application No. 172,238 filed August 16, 1971), (g) a copolymer of
<EMI ID = 36.1>
monoethylenic cation (see, for example, US Patent Application No. 172,237 filed Aug. 16, 1971), (h) an epoxy-functional copolymer of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent for the latter, an anhydride of a dicarboxylic acid (see, e.g., the United States patent application
<EMI ID = 37.1>
nique and, sum crosslinking agent for the latter, a compound selected from dicarboxylic acids, melamines and anhydrides (see, for example, United States Patent Application No. [deg.] 172,223 filed August 16, 1971 ), (j) a copo-
<EMI ID = 38.1>
crosslinking gent for the latter, a compound containing tertiary nitrogen atoms (see, for example, the patent application
<EMI ID = 39.1>
ethylenically unsaturated compound with, as a crosslinking agent therefor, an epoxy resin containing two or more epoxy groups per molecule (see, for example, U.S. Patent Application No. [deg.] 172,226 filed on 16
<EMI ID = 40.1>
and anhydride functional group of olefinically unsaturated monomers (see, for example, United States Patent Application No. 172,235 filed August 16, 1971), (m) an epoxy functional copolymer of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent therefor, a carboxy terminated polymer, for example, a carboxy terminated polyester (see, for example, U.S. Patent Application No. 223,746 filed on 4 February 1972), (n) an epoxy functional copolymer of vinyl monomers and, as a crosslinking agent for the latter, a dicarboxylic acid (see, for example, United States Patent Application No. [deg.] 228.262 filed on February 22, 1972),
(0) an epoxy functional and hydroxy functional copolymer of monovinyl monomers and,
as a crosslinking agent for the latter, a straight chain saturated aliphatic dicarboxylic acid of 4 to 20 carbon atoms (see, for example, the application
<EMI ID = 41.1>
(1) a straight chain saturated aliphatic dicarboxylic acid
from 4 to 20 carbon atoms and (2) a polyanhydride (see, for example, US Patent Application No. [deg.]
344,881 filed September 6, 1973), (q) a copolymer with a functional
<EMI ID = 42.1>
crosslinking agent for the latter, an anhydride of a dicarboxylic acid (see, for example, United States Patent Application No. 394,880 filed September 6, 1973), (r) an epoxy functional copolymer and hydroxy functional monovinyl monomers and, as a crosslinking agent for the latter, an anhydride of a dicarboxylic acid (see, for example, US Patent Application No. [deg.] 394,879 filed on 6 September 1973), (s) a copolymer with an epoxy function and a <EMI ID = 43.1> function
for the latter, a carboxy terminated polymer (see, e.g., U.S. Patent Application No. [deg.]
394,875 filed September 6, 1973), (t) an epoxy functional copolymer of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent for the latter, a monomeric cu polymer anhydride, as well as a hydroxycarboxylic acid (see, for example, the application by United States Patent No. 394,878 filed on
September 6, 1973) (u) an epoxy functional and amido functional copolymer of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent therefor, a monomeric or polymeric anhydride and a hydroxycarboxylic acid (see, for example, the application by
<EMI ID = 44.1>
hydroxycarboxylic acid (see, e.g., U.S. Patent Application No. [deg.] 394,876 filed September 6
1973).
The specifications of patents and patent applications
<EMI ID = 45.1>
Suitable for use in coating metal particles, there are, without limitation, thermosetting systems in which the polymer component is a polyester, a polyepoxide, as well as acrylic resins, polyepoxides and urethane modified polyesters. With respect to the acrylic resins more specifically described heretofore, these resins may be self-crosslinking polymers or they may consist of a combination of a functional polymer and a coreactive monomeric compound serving as a crosslinking agent.
The preferred thermosetting powder paints known to the Applicant for the top coatings of
<EMI ID = 46.1>
which find their greatest utility) consist essentially of an epoxy-functional copolymer of unsaturated monomers.
<EMI ID = 47.1>
seas. These paints, excluding pigments, may also contain flow control agents, catalysts, etc., in very small amounts.
The copolymer mentioned in the previous paragraph has an average molecular weight (M) of between about 1500 and about 15,000 and a vitrification temperature of
<EMI ID = 48.1>
glycidyl or glycidyl methacrylate. as a monomeric component of the copolymer. This monomer should represent about 5 to
<EMI ID = 49.1>
additional, for example, hydroxy functionality or amido functionality, can also be obtained by incorporating
<EMI ID = 50.1>
acrylamide or methacrylamide, among the constituent monomers. When using this additional functionality, the monomers which provide it represent about 2 to about
10% by weight of the constituent monomers. The rest of the copolymer,
<EMI ID = 51.1>
tifs, consists of monofunctional olefinically unsaturated monomers, i.e. the only functionality is the unsaturated <EMI ID = 52.1>
of carbon and acrylic acid or methacrylic acid, for example, methyl methacrylate, ethyl acrylate, methacrylate
<EMI ID = 53.1>
hexyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate. In this preferred embodiment, apart from the aforementioned monomers containing epoxy, hydroxy and amido functions which also comprise the function
<EMI ID = 54.1>
which can be used in small amounts, that is to say between 0 and 30% by weight of the constituent monomers, there is vinyl chloride, acrylonitrile, methacrylonitrile and vinyl acetate.
The crosslinking agents used with the copolymer described above have functionality reacting with that of the copolymer. Since then. all crosslinking agents mentioned above in connection with patents and patent applications relating to powder paints, for example, dicarboxylic acids
<EMI ID = 55.1>
carbon is in the same range, carboxy terminated copolymers having a molecular weight (M) between
650 and 3,000, the monomeric anhydrides, preferably the anhydri- <EMI ID = 56.1>
crosslinking agents for these copolymers. Descriptions of all patents and patent applications mentioned in this specification are included here by reference. In general, these crosslinking agents are used in amounts calculated so as to obtain, per functional group of the copolymer, between about 0.3 and about 1.5, preferably between about 0.8 and about 1.2 groups. functional which can react with the functional groups of the copolymer.
The term "vinyl monomer" used in the present specification denotes a monomeric compound having, in its molecular structure, the functional group
<EMI ID = 57.1>
- C - C - H, where X represents a hydrogen atom or a methyl group.
<EMI ID = 58.1>
This specification encompasses both the olefinic unsaturation of between 2 carbon atoms occupying the a and 3 positions relative to an activator group such as a carboxy group, for example, the olefinic induration of maleic anhydride, same as the olefinic unsaturation between the two atoms
<EMI ID = 59.1>
The preparation of the coated metal flakes is carried out in a solvent for the film-forming agent, this solvent being sufficiently volatile to ensure effective spray-drying without chemically reacting with the film-forming agent or the metal flakes to a degree which can substantially alter their properties or their appearance over time
<EMI ID = 60.1>
methylene. Among other solvents that can be used, there are
has toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methanol, acetone and low boiling point naphtha.
A specific formulation for a feedstock raw material for the spray dryer according to the present invention comprises the following ingredients:
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The specific operating parameters for a conventional spray dryer 0.91 m in diameter fitted with a conventional two-fluid atomizer, for example, will be given below.
<EMI ID = 62.1>
than spray paint (liquid) in air:
<EMI ID = 63.1>
The coated aluminum from the spray dryer is then sieved through a sieve intended for particles of the desired particle size, for example, a 44 micron sieve, to remove the particles.
<EMI ID = 64.1>
smelling as oversized particles.
The non-metallic powder component (hereinafter referred to as "powder component") comprises the main film-forming component and, when the finish is to be polychrome, at least one component.
<EMI ID = 65.1>
can be a dye, dye or particulate pigment. For the purpose of the present invention, white and black will be considered as colors, since a light reflecting or absorbing material must be added to the organic film-forming agent to give the finish a white or white appearance. black, just as it is appropriate to add, to the organic film-forming agent, a material reflecting light rays emitting one color towards the eye, while absorbing others.
<EMI ID = 66.1>
which, in the case of a polychrome finish, contains a non-metallic color forming component, is; carried out taking into account the particular color chosen for the metallic chromogenic component and the amount of the metallic chromogenic component to be used. The powder component is formulated quantitatively taking into account the amount of material to be involved during the addition of the coated metal particles. The following will give a specific composition of the powder component:
<EMI ID = 67.1>
The preparation and processing of the powdered non-metallic component is carried out by one of the conventional powder preparation techniques, for example, extrusion, spray drying or solvent extraction. As soon as it is in the form of a powder, this material is sieved through a suitable sieve, for example. a 74 micron sieve.
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The powdered component according to the present invention is the mixture of the two main components, namely the particulate metallic component having a thermoplastic organic coating and the non-metallic powdered component. The exact proportions of the two main components will obviously depend on the specific formulation and the amount of metal required. In the specific example described above, if about 98.5 parts by weight of the powdered non-metallic component is mixed with about 1.5 parts by weight of the coated aluminum, a "black" paint is obtained. low metal content "for the top coating of cars" automobiles.
<EMI ID = 69.1>
which thermoplastic or thermosetting powder paint.
The appearance of the finished coating obviously constitutes a primary factor involved in the choice of the total concentration of aluminum flakes in the total composition of the powder paint. This concentration varies between a very low percentage by weight of the total composition of the powder paint in certain polychrome finishes (i.e. a
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more than 0.25% by weight and preferably more than 0.5% by weight) and a much higher percentage by weight of the total powder paint composition in the so-called finishes
"to the money" (that is to say a quantity as high as approximately
25 � in weight). If, for example, the spray-dried coating
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by weight of the latter, the coated flakes will then represent between approximately 0.005 and approximately 32.5, advantageously between approximately 0.25 and approximately 28.75 and, preferably, between approximately 0.54 and approximately 28.25% in weight of the total powder paint composition.
This process offers an additional advantage because
that the thin layer of organic coating deposited on the aluminum flakes significantly reduces the explosion risks that exist with dry aluminum flakes. The usual inert / handling of dry aluminum under an atmosphere is not necessary after applying a flake coating.
The present invention will be better understood on reading
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Example 1
(a) Preparation of coated aluminum flakes
A thermoplastic coating material for the coating of aluminum flakes is prepared from the following materials and by adopting the methods described below.
<EMI ID = 73.1>
The above ingredients are mixed together in a jacketed blender for 10 minutes, then stirred.
<EMI ID = 74.1>
mixture and pulverized so that it passes through a 200 mesh sieve.
Two parts by weight of this thermo-mixture are combined
<EMI ID = 75.1>
less than 45 microns, the most common particle size distribution being between about 7 and about
15 microns) and 200 parts by weight of methylene chloride under stirring at low shear force so as to disperse the aluminum in the thermoplastic material without damaging the aluminum flakes.
As soon as the above dispersion has been prepared, it is spray dried to obtain individual aluminum flakes having a continuous thin coating of dry polymers. This operation is carried out in a spray-drying apparatus 0.91 m in diameter fitted with a two-fluid nozzle in countercurrent, adopting the above conditions:
<EMI ID = 76.1>
The total composition of the product obtained in this process is as follows: about 19.5 parts by weight of aluminum, about 2 parts by weight of the thermoplastic mixture described above and a small amount (i.e. 0.05 to 0.2 part)
of residual solvent which has not evaporated completely during the spray drying process. This product is then sieved through a 44 micron sieve.
(b) Preparation of the powdered non-metallic component
A thermoplastic powder paint is prepared from the following materials by adopting the process described below:
<EMI ID = 77.1>
The above ingredients were mixed in a jacketed mixer for 10 minutes, then roll kneaded at 190 [deg.] C for 15 minutes. The mixture is cooled and sprayed so that it passes through a sieve.
200 stitches. The powdered non-metallic component of the powder coating composition is prepared by mixing 188 parts by weight of this thermoplastic material with the following materials
<EMI ID = 78.1>
A homogeneous mixture of the above ingredients is obtained by grinding with balls for: 2 hours. Then we extrude
<EMI ID = 79.1>
the sieve through a sieve to. 200 stitches.
(c) Preparation of the powder coating material
A powder coating material according to the present invention is prepared by mixing 1.65 parts by weight of the aluminum flakes having a coating with 98.35 parts by weight of the non-metallic powder component. A homogeneous mixture of the two components is obtained by rapidly stirring the material in a partially filled container for 20 minutes at room conditions, that is to say at a temperature.
<EMI ID = 80.1>
by this method, those skilled in the art will understand that the actual mixing times will vary somewhat depending on the size of the container and the mechanical effect.
The powder thus obtained is then sprayed on an <EMI ID = 81.1>
The material thus obtained has a good gloss and a good orientation of the metal particles.
Example 2
A powder coating material was prepared by following the method of Example 1 with the following differences
(1) The starting mixture for the preparation of the flakes of
<EMI ID = 82.1>
<EMI ID = 83.1>
This material is mixed and subjected to spray drying as described in Example 1; in the material obtained, the flakes have a coating approximately 2.5 times thicker than that of the flakes of Example 1. The empirical composition by weight of the spray-dried product is as follows:
<EMI ID = 84.1>
(2) Since in this case the amount of the coating formed on the aluminum flakes is large enough to be a significant factor, it is taken into consideration.
<EMI ID = 85.1>
dre of example 1 (b) with the following ingredients
<EMI ID = 86.1>
The further processing of the powdered non-metallic component is the same as that described in Example 1.
(3) The mixture of the coated metal component and the powdered non-metal component is changed as a result
the thickness of the coating formed on the aluminum flakes.
<EMI ID = 87.1>
non-metallic powder. The powder coating obtained retains the amount of pigment and has the following composition:
<EMI ID = 88.1>
This material is mixed, sieved and subjected to electrostatic spraying on a steel substrate, followed by thermal curing as described in Example 1. The finish obtained has properties similar to those of the coatings obtained with example <1>.
Example
The process of Example 1 is repeated, with the difference that the powdered non-metallic component (b) is prepared.
by the same process, but with different materials. In <EMI ID = 89.1>
following tiers
<EMI ID = 90.1>
Example 4
The process of Example 1 is repeated, with the difference that the film-forming agent for coating the aluminum flakes is prepared during step (a) by the same process, but with different materials, while that the powdered non-metallic component (b) is prepared by the same process, but with different materials: The film-forming agent used to apply an aluminum flake coating (a) in this
<EMI ID = 91.1>
<EMI ID = 92.1>
<EMI ID = 93.1>
metallic powder (b) consists of a mixture of:
<EMI ID = 94.1>
Example 5
The process of Example 1 is repeated, with this difference
<EMI ID = 95.1>
lique powder (b) by the same process, but with different materials. In this case, the thermoplastic film-forming agent consists of the following materials:
<EMI ID = 96.1>
Example 6 i
The process of Example 5 is repeated, with this only
<EMI ID = 97.1>
thyl and 25 parts of butyl methacrylate is replaced by an equal amount of a copolymer of 60 parts of methacrylate
<EMI ID = 98.1>
80,000).
Example 7
<EMI ID = 99.1>
except that the copolymer of 75 parts of methyl methacrylate and 25 parts of butyl methacrylate is replaced by an equal amount of a copolymer of 80 parts of methacrylate
<EMI ID = 100.1>
Example 8
The process of Example 5 is repeated, with the sole exception that the copolymer of 75 parts of methyl methacrylate and 25 parts of butyl methacrylate is replaced by an equal amount of a copolymer of 85 parts of. styrene and 15 parts of butyl acrylate.
Example 9
The process of Example 1 is repeated, with the difference that the film-forming agent of the powdered non-metallic component (b) is prepared by the same process, but with different materials. In this case, the thermoplastic film-forming agent consists of the following materials:
<EMI ID = 101.1>
Example 10
The process of Example 1 was repeated, with the difference that the film-forming agent of the powdered non-metallic component (b) was prepared using the materials and methods given below.
<EMI ID = 102.1>
vinyl monomers as follows;
<EMI ID = 103.1>
Mix the above ingredients together. In the
<EMI ID = 104.1>
to 100 parts of toluene under reflux which is stirred vigorously under a nitrogen atmosphere. At the top of the toluene container, a condenser is provided to condense the toluene vapors and recycle them to the container. The monomer mixture is added through a control valve and the rate of addition is adjusted to maintain a reflux temperature (109 - 112 [deg.] C), only a small fraction of the heat being supplied by a heater. outside. After the addition of the monomer mixture, reflux is maintained by an external heat source for an additional 3 hours.
The solution is poured into shallow stainless steel cuvettes which are placed in a vacuum oven and the solvent is evaporated off. When the solvent is removed, the copolymer solution becomes more concentrated. The temperature of the vacuum oven is brought to about 110 [deg.] C. Drying is continued until the solvent content of the copolymer is less than 3%. The cuvettes are cooled, then the copolymer is collected and crushed so that it passes through a sieve.
20 stitches. The copolymer has a vitrification temperature of
53 [deg.] C and a molecular weight (M) of 4,000.
100 parts by weight of the ground copolymer are mixed with the following materials:
<EMI ID = 105.1>
<EMI ID = 106.1>
lets for 2 hours. The mixture is kneaded on the rolls at a temperature of 85-90 [deg.] C for 5 minutes. The resulting solute is ground in a ball mill and the powder is sieved with a 140 mesh sieve.
Example 11
The process of Example 10 is repeated, with the difference that the film forming agent of the powdered non-metallic component is prepared as described in Example 10 using 166 part � � n weight of the ground epoxy copolymer of the example
10, 22.64 parts by weight of azelalic acid and 1.33 parts by weight
<EMI ID = 107.1>
Example 12
The process of Example 1 is repeated, with the following differences:
(1) The coating of the aluminum flakes is prepared from 30 parts by weight of the same aluminum paste as that used in Example 1 (19.5 parts by weight of aluminum) and 4.7 parts by weight of the thermoplastic coating material.
(2) Following the method of Example 2, the powdered non-metallic component is adjusted and used in an amount to obtain, with the coated aluminum flakes, the powder coating material to be sprayed with the same amount of pigment as used in the material of Example 1.
The obtained powder coating material was subjected to electrostatic spraying on a steel substrate and thermally cured therein as described in Example 1; the finish obtained has an appearance similar to that obtained in Example 1.
Example i 3 '
<EMI ID = 108.1>
these following:
(1) The coating of the aluminum flakes is prepared from 30 parts by weight of the aluminum paste used in Example 1 (19.5 parts by weight of aluminum) and from 0.98 parts by weight. # 65533; ids of the thermoplastic coating material,
(2) Following the method of Example 2, the powdered non-metallic component is adjusted and used in an amount to obtain, with the coated aluminum flakes, the powder coating material to be sprayed
<EMI ID = 109.1>
material of example 1.
The obtained powder coating material was electrostatic sprayed onto a steel substrate and thermally cured therein as described in Example 1; the finish obtained has an appearance similar to that obtained in Example 1.
Example 14
The process of Example 1 is repeated, with the following differences:
<EMI ID = 110.1>
30 parts by weight of the aluminum paste used in Example 1 (19.5 parts by weight of aluminum) and 2.93 parts by weight of the thermoplastic coating material,
<EMI ID = 111.1>
non-metallic powder and or uses it in an amount to obtain, with the coated aluminum flakes, the powder coating material to be sprayed.
<EMI ID = 112.1>
material of Example 1.
The resulting powder coating material is subjected to
<EMI ID = 113.1>
thermally hardens it therein as described in Example 1; the finish obtained has an appearance similar to that obtained in Example 1.
Example 15
<EMI ID = 114.1>
(1) The aluminum flake coating was prepared from 30 parts by weight of aluminum paste (19.5 parts by weight of aluminum) and 1.76 parts by weight of the thermosetting material.
<EMI ID = 115.1> non-metallic powder and used in an amount to obtain, with the coated aluminum flakes, the powder coating material to be sprayed with the same amount of pigment as that used in the material of Example 1.
The obtained powder coating material was subjected to electrostatic spraying on a metal substrate and thermally cured therein as described in Example 1; the finish obtained has an appearance similar to that obtained in Example 1.
<EMI ID = 116.1>
these following:
(1) The coating of the aluminum flakes was prepared from 30 parts by weight of the aluminum paste used in the example.
<EMI ID = 117.1>
weight of the thermoplastic coating material.
(2) Following the method of Example 2, the non-metallic powder component is adjusted and used in an amount to obtain, together with the coated aluminum flakes, the powder coating material. to be sprayed with the same amount of pigment as that used in the material of Example 1,
<EMI ID = 118.1>
Example 17
The process of Example 1 is repeated, with the following differences:
(1) The coating of the aluminum flakes is prepared from 30 parts by weight of the aluminum paste used in Example 1 (19.5 parts by weight of aluminum) and from 0.39 part by weight of the thermoplastic coating material.
(2) Following the method of Example 2, the powdered non-metallic component is adjusted and used in an amount to obtain, with the coated aluminum flakes, the powder coating material to be sprayed
<EMI ID = 119.1>
of example 1.
<EMI ID = 120.1>
The procedure of Example 1 is repeated, with the difference that the powdered non-metallic component is an epoxy functional and hydroxy functional copolymer of vinyl monomers which is prepared as follows:
<EMI ID = 121.1>
Mix the monomers above in the proportions
<EMI ID = 122.1>
drip the. solution obtained in 1500 ml of toluene at a temperature of 100 - 08 [deg.] C under a nitrogen atmosphere. Then, over a period of 1/2 hour, 0.4 g of 2,2'-azobis- is added.
(2-methylpropionitrile) dissolved in 10 ml of acetone and heating under reflux is continued for an additional 2 hours.
The toluene / polymer solution is diluted in 1500 ml of acetone and coagulated in 16 L of hexane. The white powder was dried in a vacuum oven at 55 [deg.] C for 24 hours. This copolymer has a molecular weight (molecular weight by weight / molecular weight by number) of 6,750 / 3,400, while the molecular weight per epoxy group is approximately 1,068.
A thermosetting material is prepared by mixing
166 parts of epoxy-hydroxy-functional copolymer
<EMI ID = 123.1>
A homogeneous mixture of the above products is obtained by ball milling for 2 hours. Then we extrude
<EMI ID = 124.1>
The solid thus obtained is pulverized in a turbine mill, for example, an air type turbine mill, and then sieved through a 200 mesh screen.
Example 19
The process of Example 18 is repeated, with the difference that a functionally equivalent amount is substituted.
<EMI ID = 125.1>
Example 20
The process of Example 19 is repeated, with the difference that approximately 35% is replaced. polyaze anhydride
<EMI ID = 126.1>
Example 21
The process of Example 18 is repeated, with the following differences as:
(1) The epoxy functional and hydroxy functional copolymer is replaced by an epoxy functional and amido functional copolymer prepared from the following components and in the manner described below:
<EMI ID = 127.1>
The above monomers are mixed in the proportions
<EMI ID = 128.1>
propionitrile). The mixture is slowly added to 200 ml of toluene heated to 80-90 [deg.] C, while stirring vigorously under a nitrogen atmosphere. At the top of the toluene vessel, a condenser is provided to condense the toluene vapors and recycle the condensed toluene to the vessel. The monomer mixture is added through a control valve and the rate of addition is adjusted to maintain a reaction temperature of 90-110 [deg.] C, the remainder of the heat being supplied by an external heater. At the end of the addition of the mixture
<EMI ID = 129.1>
10 ml of acetone and heating at reflux is continued for a further 2 hours.
The toluene / polymer solution obtained is diluted with 200 ml of acetone and coagulated in 2 l of hexane. We dry the powder
<EMI ID = 130.1>
The equivalent of a carboxy terminated polymeric crosslinking agent. This crosslinking agent is prepared as follows: In a 500 ml stainless steel beaker having a heating jacket, loaded with 500 g of an epoxy resin
<EMI ID = 131.1>
sine epoxy, 194 g of azelaic acid are added. After a reaction period of 30 minutes, a homogeneous mixture is obtained. The resin from the mixture (which has only half reacted) is poured into an aluminum cuvette and cooled. Using a mixer, the solid mixture is sprayed so that it passes through a
<EMI ID = 132.1> because, if it reacted completely, it could not be turned into powder.
Example 22
The process of Example 1 is repeated, with this difference
<EMI ID = 133.1>
Example 23
The process of Example 1 is repeated, with the only difference that the coated aluminum flakes are mixed with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent 0.1% by weight of the total composition of the powder paint.
<EMI ID = 134.1>
The process of Example 1 is repeated, with the only difference that the aluminum flakes having a coating are mixed with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent 32.50% by weight of the total composition of powder paint.
Example 25
The process of Example 1 is repeated, with the only difference that the coated aluminum flakes are mixed with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent 0.25%. by weight of the total powder paint composition.
Example 26
The process of Example 1 is repeated, with the only difference that the aluminum flakes having a coating are mixed with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent 28.75% by weight of the total composition of powder paint.
Example 27
The process of Example 1 is repeated, with the only difference that the aluminum flakes having a coating are mixed with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent 0.45% by weight of the total composition of powder paint.
Example 28
The process of Example 1 is repeated, with the difference that the aluminum flakes comprising a coating
are the only metallic pigment used, while they constitute 10% by weight of the total powder paint composition. In this example, non-metallic pigments are not used.
Example 29
The process of .Example] is repeated, with this differentiation
<EMI ID = 135.1>
<EMI ID = 136.1>
by weight of the total powder paint composition. In this
<EMI ID = 137.1>
of the total powder paint composition.
Example 30
The process of Example 1 is repeated, with the differences indicated below concerning the composition. The aluminum flakes having a coating are mixed with the powder
<EMI ID = 138.1>
that they represent 31% by weight of the total powder paint composition, while the main film-forming powder contains, as the sole non-metallic pigment, a phthalo green pigment in an amount calculated such that it represents 0.25 % by weight of the total powder paint composition.
<EMI ID = 139.1>
The process of Example 1 is repeated with the differences
? indicated below concerning the. composition. The coated aluminum flakes are mixed with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent 4% by weight of the total composition of
<EMI ID = 140.1>
contains a mixture of metal-free pigments in an amount calculated such that this powder represents 22 � in weight
<EMI ID = 141.1>
The metal-free pigments consist mainly of chromium yellow with flaventhrone (organic yellow), red iron oxide and carbon black in varying amounts.
<EMI ID = 142.1>
Example 32
<EMI ID = 143.1>
Example 33
The process of Example 1 is repeated, with this difference that a coating is applied to the aluminum flakes.
<EMI ID = 144.1>
<EMI ID = 145.1>
Example 34
The process of Example 1 is repeated, with this difference that a coating is applied to the aluminum flakes.
<EMI ID = 146.1>
by weight of the aluminum flakes. The temperature of the spray dryer is adjusted to compensate for the change in solvent.
Example 35
The process of Example 1 is repeated, with this difference <EMI ID = 147.1>
The temperature of the spray dryer is adjusted to compensate for the change in solvent.
Example 36
<EMI ID = 148.1>
nence that a coating of a styrene / methyl methacrylate copolymer (M = 15,000) is applied to the aluminum flakes, the solvent being acetone, while this coating is present
<EMI ID = 149.1>
Adjusted the temperature of the spray dryer to compensate for the change in solvent.
Example 37
The process of Example 1 is repeated, with this difference that a coating is applied to the aluminum flakes.
<EMI ID = 150.1>
<EMI ID = 151.1>
by weight of the aluminum flakes. The temperature of the spray dryer is adjusted to compensate for the change in solvent.
<EMI ID = 152.1>
The process of Example 1 is repeated, with the difference that a polystyrene coating is applied to the aluminum flakes, the solvent being toluene, while the coating is present in an amount of 2.5% by weight of aluminum flakes. The temperature of the spray dryer is adjusted to compensate for the change in solvent.
Example 39
A series of powder paints (A-E) is prepared from the following alloys and in the manner described below, then,
<EMI ID = 153.1>
<EMI ID = 154.1>
<EMI ID = 155.1>
spraying, as described in the preceding examples, and a product is obtained comprising aluminum flakes coated in a thermoplastic coating, the relative weights of the components being as follows:
<EMI ID = 156.1>
Step III. These coated aluminum flakes are sieved through a 44 micron sieve. Any particles remaining on the screen are discarded.
Stage IV. A mixture of non-metallic powder is formed by thoroughly mixing the materials listed below, then by <EMI ID = 157.1>
<EMI ID = 158.1>
* epoxy functional copolymer of Example 18.
<EMI ID = 159.1>
coated aluminum slips from step III and the non-metallic powder mixture from step IV in the relative proportions above;
<EMI ID = 160.1>
In each of these mixtures, the relative concentrations of the ingredients are as follows:
<EMI ID = 161.1>
The powders thus obtained are sprayed onto substrates electrically grounded and subjected to baking as described in Example 1.1, the spacing and orientation of the aluminum pigments are best when the coating. of resin of the aluminum flakes was in the interval
<EMI ID = 162.1>
males being obtained with paint A (50% by coating weight, calculated on the weight of the aluminum flakes).
Example 40
Aluminum flakes are coated as described in Example 1, with the difference that, in order to disperse the film-forming material and the aluminum flakes before spray-drying, solvents other than methylene chloride are used, namely toluene, xylene, acetone, hexane and methyl ethyl ketone. The spray drying operation is adjusted according to the relative volatilities of the solvents used in each test. We incorporate the glitter thus coated
<EMI ID = 163.1>
checkered pattern by electrostatic spraying on substrates which are subjected to baking as described in Example 1.
For this purpose, hydrocarbons, alcohols and ketones with a boiling point between 50
<EMI ID = 164.1>
used exceeds the combined weights of the aluminum flakes and the film forming agent used for the coating. The amount of solvent is preferably between about 3 and 100 times the combined weights of the film-forming agent and the aluminum flakes.
Apparatus and methods for electrostatic spraying of powder coating materials are illustrated.
<EMI ID = 165.1>
3,593,678 and 3,598,629.
The term "copolymer, used in this specification, denotes a polymer formed from two or more different monomers.
Upon reading this specification, those skilled in the art will recognize many modifications of the above examples. It is understood that all these modifications fit
within the scope of the invention defined by the claims below.
The specification of United States Patent Application No. 442,291 filed February 12, 1974 by Santokh S. Labana et al and before for the title "Coating Compositions
powder containing a copolymer modified by the glycidyl ester ", is mentioned herein by reference.
Any description appearing in the claims
and not specifically appearing in the body of this specification., fits into the body of the latter.
CLAIMS
<EMI ID = 166.1>
mier coloring pigment and metallic particles, the improvement characterized in that the latter are deb aluminum flakes individually coated, before mixing these metallic particles with this powder paint, by means of about 2 to about 200 parts in weight of a continuous coating of a thermoplastic organic film-forming agent
<EMI ID = 167.1>
by weight of esters of a monohydric alcohol containing 1 to 8 carbon atoms and of acrylic acid or methacrylic acid, from 0
to about 49% by weight of monovinyl hydrocarbons containing 8 to 12 carbon atoms, as well as from 0 to about 5% by weight of acrylic acid or methacrylic acid per 100 parts by weight of the aluminum flakes.