CN102317392B - 制备粉末涂料组合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备包含其表面结合有片状颜料的热固性树脂粉末的粉末涂料组合物的方法,该方法的特征在于包括下列步骤:第一步骤,其中准备平均粒子直径为10μm以下或者平均厚度为60nm以下的片状颜料;第二步骤,其中将所述片状颜料分散于其中不能溶解热固性树脂粉末的溶剂中,从而获得分散液;第三步骤,其中将热固性树脂粉末与所述分散液混合,从而得到混合物;和第四步骤,其中在搅拌的情况下通过挥发从所述混合物中去除所述溶剂。

Description

制备粉末涂料组合物的方法
技术领域
本发明涉及一种制备粉末涂料组合物的方法,所述粉末涂料组合物含有其表面结合有片状颜料的热固性树脂粉末。
背景技术
作为一种不使用有机溶剂的低污染涂料,粉末涂料在汽车部件、电气用具、家具、机床、商用设备、玩具等中的需求正在增长。用粉末涂料涂布带来低污染,并且,通过一次涂敷就能得到足够的涂膜厚度,并且无需如使用传统溶剂型涂料的实例中那样多次施用涂料。也就是说,可以缩短涂布的时间周期。而且,由于涂料中不含溶剂,因此粉末涂料在涂膜中不会产生小孔方面也是具有优势的。与在传统涂料中相同,也需要粉末涂料所需的颜色变化,并且对于金属色的需求也是高的。其中,近年来主要来自室内产品(interior products)的对于与镀敷相似的金属色的需求日益增长。
在使用具有如上所述特性的粉末涂料的情况下,不含片状颜料的涂膜的特性优异,并且没有问题出现。另一方面,如果含有片状颜料,如下问题将出现。
传统地,对于含有粉末涂料的金属涂料,已知下列方法:熔体共混法,其中预先使用熔融方法将片状颜料与树脂或着色颜料充分混合和捏合,其后将所得物质通过粉碎等将其粉化;干混法,其中将树脂粉末和片状颜料混合并涂敷;结合法(bonded method),其中使用具有粘附至片状颜料的表面的树脂粉末,等等(日本专利公开51-137725(专利文献1),日本专利公开09-071734(专利文献2),日本专利公开50-034642(专利文献3),WO2002/094950(专利文献4)等)。
在所述熔体共混法中,所述片状颜料在混合和捏合步骤或者随后的通过粉碎控制树脂粉末粒度的步骤中趋向于变形,并且涂布后不能获得优异的金属感。另外,当铝薄片用作片状颜料时,铝的活性表面在粉碎步骤中暴露出来,并且着火、粉尘爆炸等可能性将更高。
在所述干混法中,片状颜料的变形性相对较不可能。另一方面,由于颜料在涂布过程中需要带电荷,所以如果使用金属颜料比如铝薄片,则其表面应当预先被覆树脂或类似物。除非提供使用树脂被覆等的涂料,否则特别是在电晕式静电涂布中,施加的电压可能泄漏而导致电压降低或在电极附近可能产生火花。尤其是后者可能成为粉尘爆炸的着火源,因此利用干混法使用基本上未被覆的金属颜料(片状颜料)进行涂布可以被认为是不可能的。此外,即使在金属颜料表面被覆有树脂的这种片状颜料的情况下,由于片状颜料和树脂粉末分别具有不同的带电率,而在涂布过程中发生树脂粉末和片状颜料之间的分离现象,导致在涂膜的设计方面性能的降低。此外,颜料含量的比率在粉末涂料的涂敷之前和之后发生变化。因此,将涂料回收再利用时色调发生变化,这意味着,涂料的再循环实际上是不可能的。此外,树脂粉末和片状颜料在涂布过程中以不平衡的方式存在,从而导致颜色不均匀的可能性。
与上述两种方法相比,结合法是形成包含片状颜料的粉末最好的方法,因为如果能够实现其中树脂粉末和片状颜料以理想形式相互结合的结合结构,则先前所描述的问题都将得到解决。然而,如何形成结合结构又成为一个问题。已知下列方法作为形成结合结构的方法:通过使用刷光剂(brush polisher)将片状颜料粘附在树脂粉末表面的方法,通过将树脂粉末与分散介质比如被覆有片状颜料的氧化铝球接触而将片状颜料转移并结合至树脂粉末表面的方法,通过设置在树脂粉末熔点附近的温度的同时将树脂粉末和片状颜料分散在三维回转式混料器(three-dimensional rotarymixer)等中而将树脂粉末和片状颜料相互熔接(heat-sealing)的方法,通过使用粘合剂将片状颜料粘附至树脂粉末表面的方法等。特别是,使用粘合剂的方法具有这样的特征:得到了在片状颜料和树脂粉末之间的高结合比,并且在制备过程中不太可能进一步形成片状颜料和树脂粉末的聚集块,因此其被视为特别好的形成方法(专利文献4)。
引用列表
专利文献
PTL 1:日本专利公开51-137725
PTL 2:日本专利公开09-071734
PTL 3:日本专利公开50-034642
PTL 4:WO2002/094950
发明内容
技术问题
为了使用片状颜料获得类似于镀敷的金属色的显色(colordevelopment),应当采用具有平均粒度不大于10μm的细粒子的片状颜料,或者具有平均厚度不大于60nm的非常薄的片状颜料作为片状颜料。然而在试图使用干混法提供类似于镀敷的金属色涂布中,如果金属颜料用于片状颜料,则由于上述干混法中的问题该片状颜料的表面应当被覆树脂。
然而当片状颜料的表面被覆树脂时,在许多情况下,一种倾向是不能获得类似镀敷的清晰色调。特别是,在相对于每100g片状颜料用不少于5g树脂进行被覆的情况下,这种倾向是明显的。由于所提供的树脂涂层的漫反射,即使反射率高也不能获得类似镀敷的清晰色调。注意,清晰度(sharpness)在本文中是指在视觉上辨认的效果达到这样的程度:作为由涂膜反射的结果而观察到的反射图像(镜像)能够清晰地在视觉上辨认出。
因此,同样考虑到上述干混法中的问题,基本上不可能使用干混法涂布处于如上适于类似镀敷的金属色显色的特定形状的片状颜料。即,不能通过干混法表现出类似镀敷的金属色。
另一方面,如果寻求通过使用结合法获得具有类似镀敷的金属色的粉末涂料组合物,片状颜料就应当是干燥状态的粉末形式。在获得这样状态的过程中,片状颜料聚集,从而导致不能获得所需的结合结构。此外,在此聚集体被再次粉碎的情况下,就会面临处理金属细粉末的风险,并且另外,由于薄片形状的变形还发生色调的降低。即使可以通过操作巧妙而使片状颜料在没有聚集的情况下干燥,片状颜料的干粉末也趋向于表现如粉尘一样,它们可操作性差,并且它们带来粉尘爆炸的风险。因此,即使通过结合法也无法制备具有所需的类似镀敷的金属色的粉末涂料组合物。
因此,适合实现制备含有如下片状颜料的粉末涂料组合物的方法仍是未知的:所述片状颜料具有适合于类似镀敷的金属色的显色的形状。
本发明就是考虑到这种情况得到的,并且其目的是提供适合实现能够制备含有如下片状颜料的粉末涂料组合物:所述片状颜料具有适合于类似镀敷的金属色的显色的特定形状。
问题的解决方案
本发明人为解决上述问题进行了深入细致的研究,并注意到具有适合于类似镀敷的金属色的显色的形状的片状颜料在干燥过程中极有可能聚集。另外,相反地,本发明人设想通过利用此特性片状颜料可能会结合到树脂粉末的表面。然后,作为在这种观念的基础进一步深入细致研究的结果,本发明人发现通过将片状颜料分散在不溶解树脂粉末的挥发性溶剂中,将分散液与树脂粉末混合,并且在进行搅拌的同时挥发去除溶剂能够制备合适的粉末涂料组合物,并最终完成了本发明。
即,本发明涉及一种制备包含其表面结合有片状颜料的热固性树脂粉末的粉末涂料组合物的方法,并且所述方法包括下列步骤:第一步骤,准备平均粒度不大于10μm或者平均厚度不大于60nm的片状颜料;第二步骤,将上述片状颜料分散于不溶解热固性树脂粉末的溶剂中获得分散液;第三步骤,将热固性树脂粉末和上述分散液混合得到混合物;和第四步骤,在搅拌上述混合物的同时挥发和去除上述溶剂。
这里,在上述的第四步骤中,上述混合物优选在-5℃至50℃范围内搅拌,并且上述第三步骤和上述第四步骤也可以同时进行。此外,在上述第一步骤中,片状颜料优选以浆料状态准备,在所述浆料状态中片状颜料分散在有机溶剂中。
此外,上述不溶解上述热固性树脂粉末的溶剂优选在大气压力下具有28至130℃范围内的沸点,并且上述片状颜料优选是铝薄片。
此外,本发明还涉及用上述任何制备方法获得的粉末涂料组合物。
发明的有益效果
具有如上所述特征的根据本发明的制备粉末涂料组合物的方法,能够提供具有粉末涂料组合物所需特性的粉末涂料组合物,同时防止片状颜料的聚集(例如,诸如此类的特性:优异的可再循环性,低风险,更少颜色不均匀性的产生,和提供具有金属感、光辉感和亮度的涂膜的能力)。尤其是当金属颜料比如铝薄片用作片状颜料时,制备的粉末涂料组合物能够提供优异的类似镀敷的金属色。
具体实施方式
<粉末涂料组合物>
本发明涉及一种制备粉末涂料组合物的方法。使用根据本发明的制备方法制备的粉末涂料组合物包含其表面结合有具有特定形状的片状颜料的热固性树脂粉末。根据本发明的粉末涂料组合物可以包含其它组分,只要它包含其表面结合有这样片状颜料的热固性树脂粉末即可。例如,各种将要添加到这种粉末涂料组合物中的添加剂可以示例为这样的其它组分。
此处,“其表面结合有片状颜料的热固性树脂粉末”典型地指这样一种形式:多个片状颜料结合至一个热固性树脂粉末的表面,并且这种形式明显不同于如传统实例中见到的多个热固性树脂粉末结合至一个片状颜料的表面的形式。注意,包括多个热固性树脂粉末彼此结合或者其表面只结合了单个片状颜料的热固性树脂粉末没有偏离本发明的范围。
在这样的根据本发明的粉末涂料组合物中,在包括金属颜料比如铝薄片作为具有特定形状的片状颜料的情况下,粉末涂料组合物实现了特别好的类似镀敷的金属色的显色。
<片状颜料>
包含在根据本发明的粉末涂料组合物中的片状颜料具有不大于10μm的平均粒度或者不大于60nm的平均厚度。这种形状的片状颜料具有如果各个片状颜料以粉末状态获得则极可能聚集的特性,因此传统上难以在粉末涂料组合物中使用片状颜料。
在处于这种形状的片状颜料是金属颜料的情况下,它特别适合类似镀敷的金属色的显色。这种金属颜料的实施例包括金属薄片比如铝、锌、铜、青铜、镍、钛或不锈钢,及其合金薄片。在这些金属颜料中,铝薄片是特别合适的,因为它具有优异的金属光泽,而且廉价,并且由于其小的比重而易于处理。
适合类似镀敷的金属色的显色的片状颜料如上所述优选具有不大于10μm的平均粒度,并且进一步优选不大于8μm。虽然平均粒度的下限不受特别限制,但是考虑到制备中的各种条件,下限通常是2μm以上。此外,平均厚度优选不大于60nm,并且进一步优选不大于40nm。虽然平均厚度的下限不受特别限制,但是考虑到制备中的各种条件,下限通常是15nm以上。
在满足如上平均粒度和平均厚度两个条件中的任何一个的情况下,就能表现出类似镀敷的金属色。如果平均粒度超过10μm并且平均厚度超过60nm,就不能表现出类似镀敷的金属色,与干燥有关的片状颜料之间的聚集性质降低,并且未结合至热固性树脂粉末的片状颜料比例变得更高。此外,甚至当将在如本发明中这种规定外的片状颜料与热固性树脂粉末通过使用传统的结合法相互结合时,由此获得的涂膜的清晰度也是低的并且无法表现出类似镀敷的金属色。
在本发明中,通过上述金属颜料实施的片状颜料可以具有被覆树脂等的表面。注意,相对于每100g片状颜料被覆量优选为不大于5g。如果此被覆量超过5g,即便平均粒度或平均厚度如上设置,也不易于表现出类似镀敷的金属色,这是不优选的。其表面被覆有树脂等的片状颜料(金属颜料)同样是优选的,因为可以避免诸如颜料和在电晕粉末涂布过程中对其施加高电压的电极之间的产生火花这样的风险。
在使用球磨机等研磨的金属颜料用作如上所述金属颜料的情况下,研磨时加入的研磨助剂可能吸附至这种金属颜料的表面。这样的研磨助剂的实例包括脂肪酸(油酸,硬脂酸),脂族胺,脂族酰胺,脂族醇,酯类化合物,以及类似物。在金属颜料是铝薄片的情况下,这些研磨助剂有效抑制铝薄片表面不必要的氧化从而提高其光泽。相对于100质量份的金属颜料,这种研磨助剂的吸附量优选小于2质量份。如果所述量等于或大于2质量份,则表面光泽可能恶化。
在本发明中,使用硬脂酸作为研磨助剂是特别推荐的。在铝薄片用作片状颜料(金属颜料)的情况下,其表面上吸附了硬脂酸的铝薄片也称为漂浮型铝(leafing aluminum),它具有在形成涂膜时易于漂浮在与空气相的界面处的特性并且在表现类似镀敷的金属色方面它是特别适合的。
另一方面,在本发明中,除了如上所述的金属颜料之外,通过如下气相沉积方法制备的片状颜料也适合用作所述片状颜料:将金属等气相沉积在基材表面,其后从该基材剥离所述金属等以由此得到薄片。在这种情况下,获得非常薄的片状颜料。
此外,作为本发明中采用的片状颜料,例如,可以示例云母,表面着色云母,玻璃薄片,表面着色玻璃薄片,珍珠等。
以上示例的材料可以单独使用或者两种以上组合使用,作为本发明中的片状颜料。
注意,根据本发明的片状颜料的平均粒度是由粒度分布计算平均体积获得的,所述粒度分布是通过已知的测量粒度分布的方法比如激光衍射法,微孔筛法,或者库尔特粒度仪法(Coulter counter)测量的。根据制备片状颜料方法的差异,采用不同的方法测量平均厚度。在片状颜料通过球磨机等研磨的情况下,片状颜料通常具有相对较大的平均厚度,因此它的平均厚度能够由组成片状颜料的金属材料的密度和水表面扩散覆盖面积计算得到。另一方面,在通过气相沉积方法制备的片状颜料的情况下,片状颜料具有非常小的厚度,并且平均厚度通过原子力显微镜直接测量。根据前者,尽管无法得知每一个片状颜料的厚度,然而,作为整体的平均厚度的精确度高并且测量也简单。然而,该前一种方法,不能用于具有非常小的厚度的片状颜料,因为片状颜料聚集。后者能够精确测量甚至非常小的膜厚度,然而,测量值表示每一个片状颜料的数据。即,为了获得反映整体的平均值,应当测量至少10个片状颜料并且测量并不简单。
下面将详细描述在铝薄片用作片状颜料的情况下,平均厚度的测量方法。
最初,在上述测量方法的前一种测量方法的情况下,用丙酮洗涤含有铝薄片或粉末铝薄片的铝浆,并且测量干燥的铝薄片的质量w(g)。此外,当铝薄片均匀漂浮在水表面时测量水表面覆盖面积A(cm2),并且基于下面的方程1计算WCA(水表面扩散覆盖面积)。然后,这样计算的WCA值代入下面的方程2中,从而计算出铝薄片粒子的平均厚度。
WCA(cm2/g)=A(cm2)/w(g)                ...方程1
平均厚度(μm)=104/(2.5(g/cm3)×WCA)    ...方程2
另一方面,在上述测量方法中的后一种测量方法的情况下,在如上所述洗涤后,将干燥的铝薄片均匀分布在玻璃板上,通过探针显微镜(probemicroscope)(Nanopics 1000,Seiko Instruments Inc.生产)测量任意10个铝薄片粒子中每一个的厚度,并采用它们的平均值作为平均厚度。
在用于本发明中的片状颜料具有不大于60nm的平均厚度的情况下,使用原子力显微镜直接测量厚度的后一种方法是优选采用的。
这样的片状颜料可以以相对于每100质量份热固性树脂粉末通常为约0.05至5质量份并且更优选0.1至3质量份的混合比使用。当片状颜料少于0.05质量份时,无法获得足够的金属感和光辉感,并且为了覆盖基底,涂布厚度应当是大的。当片状颜料超过5质量份时,类似于镀敷的清晰度消失,色调变成模浆的白色,涂膜的平滑性消失,表现出具有较差外观的倾向。
<热固性树脂粉末>
任何热固性树脂粉末可用作本发明中使用的热固性树脂粉末,只要它是已知作为用于这类粉末涂料组合物的粉末涂料树脂即可。因此,本发明中的“热固性树脂粉末”表示具有在混合有硬化剂、交联剂等的情况下,在热的应用下被硬化的特性的热塑性树脂的均匀复合粉末。
例如,丙烯酸类树脂型和聚酯树脂型的树脂可以示例作为特别合适的热固性树脂粉末。上述聚酯树脂型包括,例如,由环氧树脂硬化的树脂,由异氰酸酯硬化的树脂(氨基甲酸酯型),primid硬化的树脂(primid型)等。在本发明中,如上示例的每种树脂都可以单独使用或以两种以上的组合使用,作为热固性树脂粉末。
硬化剂(交联剂)包含在根据本发明的热固性树脂粉末中。硬化剂不受特别限制,并且可以使用已知的或可商购的硬化剂。例如,可以示例胺,聚酰胺,双氰胺,咪唑,二酰肼羧酸酯,酸酐,多硫化物,三氟化硼,氨基树脂,异氰酸三缩水甘油酯,异氰脲酸三环氧丙酯,primid,环氧树脂,其它二元酸,咪唑啉,酰肼,异氰酸酯化合物等。根据需要,可以同时使用促进剂。备选地,可以加入分散剂等。这种分散剂不受特别限制,并且可以使用已知的或可商购的的分散剂。例如,可以示例已知的表面活性剂比如磷酸酯、胺、聚氧乙烯烷基醚,聚氧乙烯烷基苯基醚等。
此外,各种着色剂也可以包含在根据本发明的热固性树脂粉末中。这种着色剂的实例包括喹吖啶酮,二酮基吡咯并吡咯,异二氢吲哚酮,靛蒽酮,苝,紫环酮(perynone),蒽醌,二噁嗪,苯并咪唑酮,三苯基甲烷喹酞酮(triphenylmethane quinophthalone),蒽嘧啶,铬黄,酞菁,酞菁卤化物,偶氮颜料(偶氮甲碱金属络合物,缩合偶氮等),氧化钛,炭黑,氧化铁,铜酞菁,缩合多环类颜料等。虽然这些着色剂混合量由于其类型的不同而有所不同,但是适宜将其所述量在这样一个范围:根据本发明的片状颜料的效果没有减少,涂膜表面的平滑性没有劣化。
根据本发明的热固性树脂粉末不仅可以包含上面列出的各种添加剂成分,而且根据需要可以包含下列添加剂。这些添加剂的实例包括各种填料如膨润土、矾土白、碳酸钙、硫酸钡和滑石,各种流动性调节剂如二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝,各种流化剂如丙烯酸类低聚物和硅氧烷,各种发泡防止剂如安息香,蜡,偶联剂,抗氧化剂,磁性粉末,稳定剂,紫外线吸收剂,流平剂,增稠剂,沉淀防止剂等。因此,根据本发明的热固性树脂粉末可以包含如上述各种添加剂和各种功能材料。
虽然这种热固性树脂粉末的平均粒度不受特别限制,但是它通常优选设定在5-100μm,并且特别优选15-60μm。如果平均粒度小于5μm,则将难以均匀混合热固性树脂粉末和片状颜料,并且热固性树脂粉末更加可能聚集,由此在粉末涂布时无法实现均匀的粉化。如果平均粒度超过100μm,则涂膜表面的平滑性劣化,并且可能无法获得优异的外观。注意,平均粒度可以通过已知的测量粒度分布的方法比如激光衍射法、微孔筛法或库尔特粒度仪法获得。
为了制备这种热固性树脂粉末,例如,准备树脂,硬化剂,和各种添加剂如所需的填料作为原料,并且首先使用混合机器如混合器,掺合机等将这些原材料干混。在干混后,将原料熔融,使用捏合机混合并捏合,随后冷却。然后,使用机械式或空气式破碎机粉碎冷却的、熔化的、混合并捏合的物质,随后通过空气分级机分级,以便获得根据本发明的热固性树脂粉末。除了这种方法,喷雾干燥法或聚合方法可用于制备热固性树脂粉末。
<制备粉末涂料组合物的方法>
根据本发明制备粉末涂料组合物的方法包括下列步骤:第一步骤,制备平均粒度不大于10μm或者平均厚度不大于60nm的片状颜料;第二步骤,通过将上述片状颜料分散在不溶解热固性树脂粉末的溶剂中获得分散液;第三步骤,将热固性树脂粉末和上述分散液混合得到混合物;和第四步骤,在搅拌上述混合物的同时挥发和去除上述溶剂。每个步骤将在下面详细描述。
注意,根据本发明的制备粉末涂料组合物的方法可以包括其它步骤,只要包括以上第一至第四步骤即可。
<第一步骤>
根据本发明的第一步骤是准备平均粒度不大于10μm或者平均厚度不大于60nm的片状颜料的步骤。
作为工业产品,铝薄片所代表的片状颜料不太可能处理成干燥粉末,并且在许多情况下,它一般是处于其中片状颜料分散在有机溶剂中的浆料状态。因此,在根据本发明的第一步骤中,优选以其中片状颜料分散在有机溶剂中的浆料状态准备片状颜料。然而,片状颜料不只限于此,并且可以准备粉末状态的片状颜料,除非片状颜料聚集。
在以浆料状态准备片状颜料的情况下,将在后面描述的第二个步骤中,这种浆料状态中的片状颜料也可以按原样使用。然而,这样的浆状片状颜料是通过使用有机溶剂比如矿物油精(mineral spirit),甲苯,乙酸乙酯,乙酸丁酯,异链烷烃等而成为浆料状态的,并且除了异链烷烃以外这种有机溶剂溶解或溶胀通常用于本发明中的热固性树脂粉末。因此,在准备浆料状态的片状颜料时,在进行将在后面描述的第二个步骤前,这样的有机溶剂优选用第二步骤中使用的溶剂取代,以减少有机溶剂的影响。
这种取代溶剂的方法的实例包括例如,使用过滤装置用将用于第二步骤中的溶剂洗涤含有有机溶剂和片状颜料的浆料(也就是说,可商购的处于浆料状态的片状颜料)的方法;将这种浆料分散在将在第二步骤中使用的溶剂中,其后进行过滤或离心并且回收处于这样状态的片状颜料:其中浆料分散在将在的第二步骤中使用溶剂中。假定根据本发明的第一步骤也包括这样的溶剂取代的步骤。
<第二步骤>
根据本发明的第二步骤是通过将在上述第一步骤中准备的片状颜料分散在不溶解本发明中使用的热固性树脂粉末的溶剂中而获得分散液的步骤。
在本发明第二步骤中采用的溶剂不受特别限制,只要其具有不溶解本发明中使用热固性树脂粉末的特性即可。在这里,“不溶解热固性树脂粉末”是指溶剂不具备溶解或溶胀热固性树脂粉末的这样的性质。虽然难以用数值界定这个特性,但是通常当溶解度参数不大于8.2时表现出这样的特性。
此外,不溶解热固性树脂粉末的溶剂优选具有低沸点。由于用于粉末涂料的热固性树脂粉末通常在50℃至80℃熔融,因此溶剂优选具有这样的低沸点:它可以在比此熔融温度低的温度蒸馏出。由于将在后面描述的第四步骤是在真空下在-5℃至50℃的范围内并且优选在0℃至30℃范围的温度进行的,因此特别希望在这样的温度范围内完全挥发和去除溶剂。
满足上述条件的溶剂在大气压力下的沸点优选在一个特定范围内。也就是说,该沸点是优选不低于28℃并且特别优选不低于60℃。此外,该沸点优选不高于130℃,并且特别优选不高于110℃。
如果这种溶剂的沸点超过130℃,则除非甚至在真空下设定超过50℃的温度否则难以将该溶剂挥发,并且趋向于发生热固性树脂粉末间的结块。相反,当该沸点低于28℃时,溶剂的闪点也变低,这趋向于导致安全方面的问题。
这种溶剂的实例包括直链烷烃如戊烷、己烷、庚烷和辛烷,异链烷烃如异戊烷、异己烷、异庚烷和异辛烷,等等。
在本发明第二步骤中所得分散液中的片状颜料的浓度优选为1-35质量%,然而,这个值不可避免地根据适于在随后的第三和第四步骤中使用的溶剂的量限定。为了所需的类似镀敷的显色,确定作为最终产品的粉末涂料组合物中包含的片状颜料类型,以及片状颜料与热固性树脂粉末之间的比例。例如,假设,关于某些片状颜料与热固性树脂粉末的组合,最佳的片状颜料浓度是相对于每100g热固性树脂粉末为1g片状颜料。在这种情况下,为方便起见,假定固体浓度为91%,尽管在第三步骤和第四步骤中溶剂含量的适当范围将在后面描述。
固体含量(%)=(热固性树脂粉末质量+片状颜料质量)/(热固性树脂粉末质量+片状颜料质量+溶剂质量)×100
然后,基于上面的关系表达式,只需要将1g片状颜料和10g溶剂与100克热固性树脂粉末混合。也就是说,对于在第二步骤中准备的分散液限定相对于1g片状颜料为10g溶剂的比例,因而片状颜料的浓度为9.1%。如果假定在第一步骤中准备的片状颜料处于浆料状态并且片状颜料在浆料中的浓度是50%,则只需准备比例为相对于2g浆料为9g溶剂的分散液。
<第三步骤>
根据本发明的第三步骤,是将在上述第二步骤中获得的分散液与热固性树脂粉末混合而获得混合物的步骤。更具体地说,这一步骤优选是通过将如上获得的分散液添加到热固性树脂粉末中随后混合并捏合而获得混合物的步骤。因而,混合物优选是均匀的热固性树脂粉末和分散液的混合物。
在这里,上述分散液可以一次添加或分几次添加。尽管在工业生产中这种添加方法也不特别受限,上述分散液优选通过在搅拌热固性树脂粉末的同时喷雾至该粉末来进行添加,因为以这样的方式可以将上述的分散液和热固性树脂粉末均匀相互混合。该第三步骤优选在大气压力下进行。
当热固性树脂粉末加至上述分散液中时,分散液最初粘附至混合和搅拌浴内壁。由于搅拌叶片和内壁之间存在间隙,因此变得很难均匀混合和搅拌分散液,故不优选。
在这里,混合物的固体浓度优选是50至98质量%,并且特别优选70至95质量%。当固体浓度超过98质量%时,可能变得难以均匀混合片状颜料与热固性树脂粉末。另外,当固体浓度低于50%时,在后面描述的第四步骤中需要大量的时间和能量挥发和去除溶剂。
可以在第三步骤至用来混合的设备的实施例包括一个倒锥形螺带式混合机-搅拌机(inverted-cone-shaped ribbon mixer-stirrer),高速混合机如常压捏合机-混合机,双轴螺杆式捏合机-混合机,亨舍尔混合机(Henschelmixer),或超级混合机,和掺混机。
<第四步骤>
根据本发明的第四步骤是在搅拌以上第三步骤中得到的混合物的同时挥发和去除上述溶剂的步骤。在这里,“搅拌”应被理解为涵盖广泛概念的术语,其还包括诸如“混合和捏合”等的操作。
在该第四步骤中,根据本发明的粉末涂料组合物可以通过如下方法获得:连续搅拌直至溶剂挥发并且整个混合物变成粉末状为止,并且在完全去除溶剂后用筛子对混合物进行分级。通过这样在搅拌混合物的同时挥发和去除溶剂,片状颜料在热固性树脂粉末上聚集,因此得到在其表面结合了片状颜料的热固性树脂粉末。在这种情况下,热固性树脂粉末之间不发生结块的原因,被认为是如下。
也就是说,由于上述的平均粒度热固性树脂粉末本身不具备自聚集的性质。此外,粉末具有如粉碎的玻璃般不确定的外形,从而热固性树脂粉末之间的接触是点接触或线接触。因此,热固性树脂粉末的结块不会发生,原因在于甚至在去除溶剂的过程中也持续混合搅拌,并且由热固性树脂粉末之间的点接触或线接触形成的结合很容易被搅拌等时施加的外部物理力破坏。
相反,认为片状颜料和热固性树脂粉末之间的接触是平面接触,并且很容易表现出聚集效果,从而使该片状颜料结合到热固性树脂粉末上。片状颜料和热固性树脂粉末之间这种结合的方式很可能是范德华力结合,尽管细节不清楚。
在这里,在该第四步骤中,优选在进行真空抽吸的同时挥发和去除溶剂。此外,在该第四步骤中,上述混合物是优选在-5℃至50℃范围内搅拌。上述混合物更优选保持在特别是不低于0℃的温度并且上述混合物更优选保持在不高于35℃的温度。如果温度超过50℃,则热固性树脂粉末之间的结合得到促进并且可能会出现结块。在这种情况下,尽管聚合粒子(结块粒子)可以通过物理粉碎方法比如气流粉碎机变松和粉碎,然而在该操作下,片状颜料可能会从热固性树脂粉末的表面剥离,然后可能引起热固性树脂粉末粒子本身的毁坏。另外,如果上述温度低于-5℃,则需要长时间挥发溶剂,这是不现实的。也就是说,根据本发明的第四步骤最好是在这样的温度下进行:热固性树脂粉末之间不发生结块(即温度不高于热固性树脂粉末的熔融温度)并且有效地实现上述溶剂挥发。
在本发明中,上述第三步骤和第四步骤可以在同样的装置比如倒锥形螺带式混合机-搅拌机或真空捏合机-搅拌机中连续进行。备选地,上述第三步骤和第四步骤也可以同时进行。也就是说,在混合和搅拌热固性树脂粉末和上述分散液的同时,可以将溶剂相继从混合物中挥发和去除。然而第三步骤和第四步骤优选作为独立的步骤分别进行,因为可以提高生产率。
在上述第三步骤中使用的设备可以作为在第四步骤中用于搅拌的设备而使用,并且在使用任何设备的情况下,可在上述第三步骤结束后通过继续搅拌并且优选通过进行真空抽吸挥发和去除溶剂。
此外,第四步骤也可以在上述第三步骤结束后从设备中取出混合物时立即进行,并且其后再次将混合物引入干燥机比如振动干燥机,连续流化床干燥机等中。
<应用>
本发明还涉及通过上述制备方法获得的粉末涂料组合物。作为涂敷这样的粉末涂料组合物的方法,优选地,将粉末涂料组合物粘附至所要涂布的构件(member)(基材),接着加热并硬化,所述构件将被涂布的表面预先经受了鼓风处理、其后经受了已知处理比如化学转化处理。
虽然所要涂布的构件不受特别限制,但是不易由于加热和硬化(烘焙)而发生变形或质量变化的构件是优选的。例如,示例已知的金属,如铁,铜,铝和钛以及多种合金作为优选的构件。具体形式包括,例如,汽车车体,办公用品,家居用品,体育用品,建筑材料,电气用具等。
作为将根据本发明的粉末涂料组合物粘附至基材表面的方法,例如,浸没涂布,静电粉末涂布等可以适用。在这里,静电粉末涂布因为其优异的涂布和粘合效率而是更优选的。例如,已知的方法比如电晕放电或摩擦生电可用作静电粉末涂布方法。
上述加热和硬化温度可以根据使用的热固性树脂粉末类型按需要进行设定,并且通常设置为120℃或更高,并且优选是150至230℃。加热时间可以根据加热温度按照需要选择,并且通常设置为一分钟或更长,并且优选是5到30分钟。尽管不受限制,通过加热形成的涂膜通常具有大约20至100μm的厚度。
在本发明中,涂膜的类似镀敷的金属色的表现可以通过光泽度(光泽)进行评价。
<实施例>
本发明的实施例和比较例将在下面显示,以进一步明确本发明的特征。需要注意的是,本发明不仅限于这些实施例。
将首先描述是在实施例和比较例中的样品,评价方法,以及使用的设备。
<测量含有片状颜料的浆料中的不挥发物含量的方法>
在准备浆料状态(以下这种浆料称为“含片状颜料的浆料”)的片状颜料的情况下,作为非挥发性成分测定的数值用作含片状颜料的浆料中包含的片状颜料的比例。
最初,预先精确称量一个圆筒形金属容器(底部40mmφ,高度50mm)。然后,取约5g作为样品的含片状颜料的浆料放入该圆筒形金属容器中,并且精确称量所取的量。然后,将大约20ml矿物油精进一步加入到所述圆筒形金属容器中以分散片状颜料,随后将圆筒形金属容器放置于300℃沙浴上以从而完全挥发溶剂(约20分钟)。冷却到室温后,再次测量圆筒形金属容器的质量,并且基于下述等式测定不挥发物含量。
不挥发物含量(%)=(加热后圆筒形金属容器质量-圆筒形金属容器质量)/样品质量×100
<平均粒度(D50)的测量方法>
乙醇系溶剂(GODO Co.Ltd.生产的GS Alco EP-7)用作溶剂,并且Honeywell生产的Microtrac9320X-200用来测量平均粒度(D50)。在样品是含片状颜料的浆料的情况下,将约0.5g样品分散在甲苯中,将分散液滴入测量浴(填充有上述乙醇系溶剂)中进行超声分散(40w,30秒),随后测量平均粒度(D50)。如果样品是粉末状,约0.5g样品分散在上述乙醇系溶剂中,测量平均粒度(D50)。
<热固性树脂粉末>
本发明的实施例和比较例中使用的热固性树脂粉末是聚酯系树脂粉末(Kuboko Paint Co.,Ltd.生产的Teodur PE 785-900clear).
<热固性树脂粉末和片状颜料之间结合状态评价方法>
其表面结合有片状颜料的热固性树脂粉被称为“结合的”,然而,热固性树脂粉末和片状颜料之间的结合率在传统上没有太多的讨论。关于此结合率,从概念上讲,0%的结合率可以表示为干混并且100%的结合率可以表示为理想结合。在实际的工业产品中,从未发生过不存在未结合至热固性树脂粉末的游离片状颜料的情况。也就是说,有关在干混和结合之间的结合率没有清楚的界限。然而,如果结合率变低,前面所述的干混法中的问题就会出现。尤其是当金属颜料用作适合类似镀敷的金属色的显色的片状颜料时,静电涂布存在危险。因而,对于进行了结合操作的样品的结合状态也应当进行检查,然后进行静电喷涂。
在这里,作为热固性树脂粉末和片状颜料之间结合状态的指示,热固性树脂粉末和片状颜料之间的结合率测定如下。也就是说,本测量方法利用了“片状”和“粒子状”在外形上的区别。换句话说,该方法是基于这样的前提:其表面结合有片状颜料的热固性树脂粉末被视为“粒子状”,并且游离的片状颜料被视为“片状”。然后,利用由于其形状之间的差异而产生的特性,即,粘附至纸张(sheet)表面的粘附率的差异,近似地测量结合率。
更具体地说,测量方法基于如下的假设。即,假设纸张表面(平面)和“粒子状”物质之间的接触被视为点接触,并且“粒子状”物质有足够的质量,并因此向其施加振动时,“粒子状”物质易于从纸张表面剥离。另一方面,假定“片状”物质由于它是片状的而与纸张表面是面接触,并且它具有小的体积和质量,因此即使施加振动后它仍然粘附于纸张表面。
实际中,样品均匀遍布在黑色铜版纸(art paper)片的表面上,并且随后对该黑色铜版纸片施加振动以使样品脱落的操作。从而,“片状”物质和“粒子状”物质可以彼此分离。即,“片状”物质由于粘附于纸张表面而残留在该纸张表面上,而“粒子状”物质从纸张表面剥离,因而它们彼此分离。
因此,在铝薄片用作片状颜料的情况下,由于粘附至黑色铜版纸片的作为“片状”物质的片状颜料为银色,粘附状态可以容易地通过观察颜色的视觉检查进行检查。换句话说,当银色较强时,粘附于黑色铜版纸片的片状颜料的量大,即,上述结合率低。相反地,当粘附于黑色铜版纸片的片状颜料较少(银色较弱)时,可以得出上述结合率高的评价。
即,评价是这样的:如果几乎没有片状颜料粘附于黑色铜版纸片,则结合状态良好(表1中评价“A”),如果有少数片状颜料粘附于黑色铜版纸片,则结合状态是不完全的(评价“B”),并且如果许多片状颜料粘附于黑色铜版纸片,则结合状态差(评价“C”)。
<粉末涂布方法>
通过以下方法制成涂板(coated plate):使用电晕放电式静电粉末涂布设备(Asahi Sunac Corporation生产的商标“MXR-100VT-mini)在80kV的施加电压用粉末涂料组合物涂布由Nippon Test Panel Co.,Ltd.生产的标准测试板(100×200mm的磷化处理钢板(bonderized steel plate)),并且在190℃烘焙该板20分钟。
<光泽度测量方法>
使用光泽计(Tokyo Denshoku Co.,Ltd.生产的光泽计TC-108DP/A),通过以相对于涂板的法线为60°的角发射光,并且在单向反射的位置接受光来测量光泽度(光泽),由此评价类似镀敷的金属色。在表1中,记为“光泽”,并且较高的数值表示较好的类似镀敷的金属色。
<通过视觉检查进行的清晰度评价>
在本评价中的清晰度是基于作为涂膜反射结果的视觉辨别的反射图像(镜像)是否清晰可见来评价的。如果尽管光的反射率高而漫反射的程度也高,由于它仅发白光而不能看到镜像。由于镀敷提供像镜面那样反射,所以可以基于表现最大特征的镜像是否可见,评价与镀敷相似的程度。
具体来说,评价是按这样的方式进行的:观察者的脸映在涂板中,然后将观察者的眼睛,鼻子,嘴等可辨别的状态定义为“A”,将观察者的面部轮廓可辨别,但他/她的眼睛和鼻子不可辨别的状态定义为“B”,并且甚至观察者的面部轮廓也不可辨别的状态定义为“C”。表1显示了评价结果(清晰度(通过视觉检查评价))。
<实施例1>
准备Toyo Aluminium K.K.生产的铝浆料(商标:0670TS)(含有铝薄片作为片状颜料)作为浆料状态的片状颜料。该50g浆料状态的片状颜料分散在280g正庚烷(沸点为98.4℃)中,并且使用离心分离器(由KOKUSAN Co.,Ltd.制造的H-38F)在3000rpm对分散液进行离心20分钟。获得的沉淀物是如下处于浆料状态的片状颜料:溶剂已经被正庚烷取代,不挥发物含量为65.1%,并且片状颜料具有4.7μm的平均粒度(D50)和60nm的平均厚度(至此为“第一步骤”)。注意,“0670TS”是称为漂浮型(leafing type)的类型,并且在其表面上吸附有硬脂酸。
然后,通过将0.93g如上准备的处于浆料状态的片状颜料(其溶剂已被正庚烷取代的铝浆料)分散于20g的正庚烷(不溶解热固性树脂粉末的溶剂)中来制备分散液(第二步骤)。
然后,将全部量的如上获得的分散液添加至100g热固性树脂粉末(商标:Teodur PE785-900clear)中,随后混合并充分搅拌而获得混合物(第三步骤)。
接着,在混合和捏合(搅拌)继续进行的同时,使正庚烷自然蒸发。进行此蒸发操作直到恢复对于干燥粉末特定的流动性为止,并且干燥混合物直到获得足够的流动性为止。此后,该混合物放置于1升的茄形烧瓶中,并且在借助于蒸发器旋转的同时在真空(约20℃的室温)下搅拌,使正庚烷完全挥发和去除(第四步骤;注意,此第四步骤进行约20分钟)。通过100-μm网状筛筛选获得的粉末,获得根据本发明的粉末涂料组合物作为样品。
对由此获得的粉末涂料组合物中热固性树脂粉末和片状颜料之间的结合状态进行评价。结果,结合状态优异,并且几乎没有粘附和残留在黑色铜版纸片上的片状颜料。然后,进行粉末涂布,并且没有观察到施加电压的降低或火花。此外,有关通过用这种粉末涂料组合物进行粉末涂布而获得的涂板的清晰度通过视觉检查进行评价。结果,呈现出良好的类似镀敷的金属色。光泽度的测量结果是248。
<实施例2>
除了使用Toyo Aluminium K.K.生产的铝浆料(商标:0231E-N)代替实施例1中采用的由Toyo Aluminium K.K.生产的铝浆料(商标:0670TS)以外,通过进行如实施例1中的第一步骤准备其溶剂已经被正庚烷取代的处于浆料状态的片状颜料(铝薄片)。这些处于浆料状态的片状颜料的不挥发物含量是71.3%,并且片状颜料的平均粒度(D50)为7.2μm,平均厚度为130nm。注意,“0231E-N”也是称为漂浮型的类型,并且在其表面上吸附有硬脂酸。
然后,通过将1.68g如上准备的处于浆料状态的片状颜料(其溶剂已被正庚烷取代的铝浆料)分散于20g的正庚烷(不溶解热固性树脂粉末的溶剂)中来制备分散液(第二步骤)。
然后,除了使用全部量的如上获得的分散液以外,如实施例1中进行第三步骤和第四步骤。
对这样获得的粉末涂料组合物中热固性树脂粉末和片状颜料之间的结合状态进行评价。结果,结合状态优异,并且几乎没有粘附和残留在黑色铜版纸片上的片状颜料。然后,进行粉末涂布,并且没有观察到施加电压的降低或火花。此外,有关通过用这种粉末涂料组合物进行粉末涂布而获得的涂板的清晰度通过视觉检查进行评价。结果,呈现出良好的类似镀敷的金属色。光泽度的测量结果是231。
<实施例3>
准备Toyo Aluminium K.K.生产的铝浆料(商标:Metasheen71-0010,不挥发物含量为10%)(含有铝薄片作为片状颜料)作为处于浆料状态的片状颜料。将500g正庚烷添加到198.3克的处于浆料状态的片状颜料中,使得片状颜料分散。随后,通过进行如实施例1中的离心操作获得沉淀物,并且将300g正庚烷进一步添加到此沉淀物中用于再次分散。然后,通过对分散液再次进行如上相同的离心操作获得其溶剂已经被正庚烷取代的处于浆料状态的片状颜料(第一步骤)。这些处于浆料状态的片状颜料的不挥发物含量是38.7%,并且片状颜料的平均粒度(D50)为12.9μm,平均厚度为25nm。注意,“Metasheen71-0010”是通过气相沉积铝的方法制备的产品,并且其表面没有吸附硬脂酸。
然后,通过将1.03g如上制备的处于浆料状态的片状颜料(其溶剂已被正庚烷取代的铝浆料)分散于20g的正庚烷(不溶解热固性树脂粉末的溶剂)中来制备分散液(第二步骤)。
然后,除了使用全部量的如上获得的分散液以外,如实施例1中进行第三步骤和第四步骤。
对这样获得的粉末涂料组合物中热固性树脂粉末和片状颜料之间的结合状态进行评价。结果,结合状态优异,并且几乎没有粘附和残留在黑色铜版纸片上的片状颜料。然后,进行粉末涂布,并且没有观察到施加电压的降低或火花。此外,有关通过用这种粉末涂料组合物进行粉末涂布而获得的涂板的清晰度通过视觉检查进行评价。结果,呈现出良好的类似镀敷的金属色。光泽度的测量结果是189。
<实施例4>
使用WO2005/007755中描述的表面处理剂对通过气相沉积法获得的在铝浆料中含有的、并且在实施例3中采用的片状颜料(铝薄片,以下也称为“气相沉积铝”)进行漂浮处理(leafing treatment),并且将所得片状颜料用作将要用于本发明中的片状颜料。使用与上述每个实施例中相同的方法制备根据本发明的粉末涂料组合物。
(表面处理剂的制备)
在1升的可拆式烧瓶中,引入48.2g丙烯酸(全氟辛基)乙酯(商标:Light-Acrylate FA-108,由Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.生产),6.5g酸式磷酸(2-甲基丙烯酰氧基乙酯)(商标:Light-Ester P-1M,由KyoeishaChemical Co.,Ltd.生产),45.7g甲基丙烯酸甲酯,和360g环己酮,充分搅拌,从而获得均匀的溶液。
随后,将体系用氮充分置换,并且将温度升高至70℃。此后,加入0.8g AIBN作为聚合引发剂以开始反应。通过在反应开始后3小时和6小时加入9.8g的甲基丙烯酸甲酯,并且使所得物质反应20小时,获得片状颜料漂浮处理用的表面处理剂。
准确称取约20g的所得表面处理剂,并用20g丙酮稀释。此后,将此稀释液滴加至1700ml已经剧烈搅拌的己烷中。然后,通过过滤沉淀的聚合物组分、随后干燥并称重来计算在表面处理剂溶液中聚合物的浓度。作为活性组分的聚合物的浓度为18.1%。
(使用表面处理剂对气相沉积铝进行漂浮处理)
用208g乙酸乙酯稀释300g含气相沉积铝的铝浆料(Metasheen71-0010,不挥发物含量:10%)(即30g片状颜料)获得气相沉积铝的分散液。另一方面,通过用253g乙酸乙酯稀释6.6g上述制备的表面处理剂溶液(相当于1.2g表面处理剂(聚合物组分),因为表面处理剂溶液中的活性组分的浓度是18.1%)获得表面处理剂的稀释液。然后,在搅拌如上获得的气相沉积铝的分散液的同时,加入表面处理剂的稀释液。
然后,通过在75℃继续搅拌1小时,将表面处理剂吸附到作为片状颜料的气相沉积铝的表面上。此后,通过进行如实施例1中的离心操作获得浆料,在所述浆料中,经过漂浮处理的片状颜料分散在乙酸乙酯中。测得浆料的不挥发物含量为29.1%。
(使用经过漂浮处理的气相沉积铝制备粉末涂料组合物)
通过将25g乙酸乙酯加至24g如上获得的浆料中分散片状颜料(经过漂浮处理的气相沉积铝)。此后,通过将上述分散液倒入280g已经剧烈搅拌的正庚烷中并且进行如上相同的离心操作,分离所述片状颜料浆料。为了在移除上清液后完全除去乙酸乙酯而将280g正庚烷进一步添加至该浆料中,接着再次分散,并且进行如上相同的离心操作,由此取代溶剂,从而完成第一步骤。测得所获得的片状颜料浆料的不挥发物含量为18.3%,并且片状颜料的平均粒度(D50)为13.0μm,平均厚度为25nm。
然后,通过将2.7g如上制备的浆料状态的片状颜料(其溶剂已被正庚烷取代的铝浆料)分散于20g的正庚烷(不溶解热固性树脂粉末的溶剂)中制备分散液(第二步骤)。
然后,进行如实施例1中的第三步骤和第四步骤。
对这样获得的粉末涂料组合物中热固性树脂粉末和片状颜料之间的结合状态进行评价。结果,结合状态优异,并且几乎没有粘附和残留在黑色铜版纸片上的片状颜料。然后,进行粉末涂布,并且没有观察到施加电压的降低或火花。此外,有关通过用这种粉末涂料组合物进行粉末涂布而获得的涂板的清晰度通过视觉检查进行评价。结果,呈现出良好的类似镀敷的金属色。光泽度的测量结果是229。
<比较例1>
将5g在实施例1中的第一步骤中制备的处于浆料状态的片状颜料静置干燥。然后,在保持浆料形式的情况下片状颜料聚集。然后,将5g在实施例1中的第一步骤中制备的处于浆料状态的片状颜料放置在皮氏培养皿中并且用药匙不断地充分松动块状物的同时自然干燥。然后,在获得与干燥粉末大致同样高的流动性时,将片状颜料放入真空干燥器中在室温真空干燥1小时,从而完全挥发去除溶剂(正庚烷)。
将得到的粉末通过100-μm网状筛筛选后,通过筛网的粉末只占47%。通过筛网的粉末的平均粒度(D50)为5.4μm。然而,由于筛选方式,作为如上获得粉末的片状颜料明显聚集,并且通过使用液体作为介质的粒度分布测量方法也不知道正确的粒度,因为发生在介质中的再次分散。如前所述的,在表1中,简单标记为“聚集的”。
通过将0.6g上述粉末加至100g如实施例1中所用相同的热固性树脂粉末中并且通过进行干混,获得粉末涂料组合物。也就是说,这种粉末涂料组合物对应于通过传统的干混法获得的干混产品。
如实施例1中评价此粉末涂料组合物的结合状态。结果,大量的铝粉末粘附于黑色铜版纸片。也就是说,这证实了热固性树脂粉和片状颜料之间结合率极低,并且存在大量游离的片状颜料。因此,确定为危险并且不能进行粉末涂布。此外,即使使用这种粉末涂料组合物进行如实施例中的粉末涂布,也预计无法呈现出类似镀敷的金属色,因为片状颜料在干粉状态时聚集。
<比较例2>
通过使用在比较例1中获得的粉末状片状颜料并且使用粘合剂通过传统结合方法(专利文献4)进行结合获得粉末涂料组合物(结合的)。
具体来说,首先通过混合0.6g在比较例1中获得的粉末状片状颜料与100g如实施例1中所用相同的热固性树脂粉末而获得干混产物。将1.5g粘合剂(商标:YS Polyster TH-130,由Yasuhara Chemical Co.,Ltd.生产)溶解于20g正庚烷中,将该溶液加至如上获得的干混产物中并且与其充分混合。通过连续进行与实施例1中的第四步骤中相同的操作获得粉末涂料组合物。
对这样获得的粉末涂料组合物中热固性树脂粉末和片状颜料之间的结合状态进行评价。结果,结合状态优异,并且几乎没有粘附和残留在黑色铜版纸片上的片状颜料。然后,进行粉末涂布,并且没有观察到施加电压的降低或火花。此外,有关通过用这种粉末涂料组合物进行粉末涂布而获得的涂板的清晰度通过视觉检查进行评价。结果,呈现出良好的类似镀敷的金属色。然而,光泽度的测量结果是197。
虽然即使在使用该粉末涂料组合物的情况下,也能够从而呈现出类似镀敷的金属色,但是对实施例1增加了多个步骤:干燥步骤、筛选步骤和干混步骤,并且生产效率显着降低。此外,尽管使用如实施例1中相同的片状颜料,光泽度的测量结果也比实施例1中的差。
虽然其原因尚不清楚,但有可能地,推测是诸如片状颜料在干燥步骤中聚集,由于在传统结合法中使用的粘合剂的存在造成片状颜料的类似镀敷的金属色的显色劣化等这样的原因。也就是说,可以确认根据本发明的制备方法优于传统的制备方法。
<比较例3>
将1.5g的由Toyo Aluminium K.K.生产的铝浆料(商标:P-0100(粉末),片状颜料为具有19.7μm的平均粒度D50和300nm的平均厚度的铝薄片)分散于20g正庚烷中,并且将分散液添加至100g与实施例1中使用的相同的热固性树脂粉末中,与其充分混合。注意,商品“P-0100”也是称为漂浮型的类型,并且其表面上吸附有硬脂酸。此外,此商品是一种通过工业地干燥浆料得到的粉末状产品。随后,通过进行与在实施例1中的第四步骤中相同的操作获得粉末涂料组合物。
如实施例1中评价这种粉末涂料组合物的结合状态。结果,大量的铝粉末粘附于黑色铜版纸片。也就是说,这证实了热固性树脂粉末和片状颜料之间的结合率极低,并且存在大量游离的片状颜料。因此,确定为危险并且不能进行粉末涂布。也就是说,可以确定的是当片状颜料的平均粒度(D50)超过10μm时,在使用根据本发明方法的情况下,片状颜料无法充分结合至热固性树脂粉末表面。
<比较例4>
通过使用在比较例3中使用的片状颜料并且使用粘合剂通过传统结合方法(专利文献4)进行结合获得粉末涂料组合物(结合的)。
更具体地,首先通过混合1.5g的在比较例3中使用的粉末状片状颜料与100g的与实施例1中使用的相同的热固性树脂粉末获得干混产物。将1.5g与比较例2中使用的相同的粘合剂溶解于20g正庚烷中,并且将此溶液添加至如上获得的干混产物中并且与其充分混合。通过接着进行与在实施例1中的第四步骤中相同的操作获得粉末涂料组合物。
对这样获得的粉末涂料组合物中热固性树脂粉末和片状颜料之间的结合状态进行评价。结果,结合状态优异,并且几乎没有粘附和残留在黑色铜版纸片上的片状颜料。然后,进行粉末涂布,并且没有观察到施加电压的降低或火花。此外,有关通过用这种粉末涂料组合物进行粉末涂布而获得的涂板的清晰度通过视觉检查进行评价。结果,尽管观察到白色光泽,然而没有观察到可以评价为类似镀敷的清晰度。光泽度的测量结果是122。
<参考例>
为了检查在根据本发明的粉末涂料组合物中由类似镀敷的金属色所表现的良好清晰度的程度,通过使用充当其指示的光泽度的测量结果并且通过比较上面的实施例与下面的参考例进行验证。即,检查与下面代表参考例1的一般金属粉末涂膜的光泽度数值相比,以上根据本发明的实施例中光泽度的数值大的程度。
光泽度的测量在很大程度上也受涂膜的平滑性影响,并且如果尽管没有反射光的颜料诸如片状颜料平滑性也高,则由于树脂本身的反射而可以呈现高光泽度。因此,在涂敷这里单独用于实施例中的热固性树脂粉末的情况下,光泽度也如参考例2所示。当没有添加颜料时,在烘焙过程中获得最高的流动性。因此,该参考例2被认为是表现出得自树脂的反射的最高值,因为在用这里使用的热固性树脂粉末形成涂膜的情况下,它给出了最高的平滑性。
<参考例1>
通常用于粉末涂布中的片状颜料(铝薄片)被覆有树脂。对于在干混中的使用,提供使用树脂的被覆以确保在静电涂布过程中的安全性,以及涂膜的耐化学性,而对于在结合中的使用,提供使用树脂的被覆以确保涂膜的耐化学性。因此,作为这种片状颜料一般的、有代表性的实例,通过用树脂被覆在用作涂料的片状颜料(铝薄片)中具有称为中等粒度的粒度的片状颜料(铝薄片)而获得的粉末产品是通过干混涂布的粉末。
即,将10g由Toyo Aluminium K.K.生产的铝粉颜料(商标:PCF 7640A,平均粒度(D50)为18.1μm并且平均厚度为400nm,)和100克与实施例1中使用的相同的热固性树脂粉末干混。然后,测量通过粉末涂布该干混产品获得的涂板的光泽度。结果,光泽度为61。
<参考例2>
单独涂敷与实施例1中所用相同的热固性树脂粉末。然后,测定这样获得的涂板的光泽度。结果,光泽度为98。即,上述实施例和比较例中表现出的光泽度被认为是反映了片状颜料的反射,而没有受到树脂本身光泽的过多影响。
下面的表1总结了上述实验中的结果(评价结果)。如在表1中清楚可见,通过根据本发明的制备方法获得的粉末涂料组合物(实施例)明显表现出较比较例和参考例中的粉末涂料组合物的结果更好的结果。
Figure BDA0000083907380000261
虽然以上描述了本发明的实施方案和实施例,但是上述实施方案和实施例的适当的组合也是本申请原意。
应该认为,本文中公开的实施方案和实施例在所有方面均是示例性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求的范围而非以上描述限定,并且意在包括在与权利要求范围等同的范围和含义内的任何更改。

Claims (7)

1.一种制备粉末涂料组合物的方法,所述粉末涂料组合物含有其表面结合有片状颜料的热固性树脂粉末,其中通过所述片状颜料和所述热固性树脂粉末之间的平面接触使得所述片状颜料结合于所述热固性树脂粉末的表面,所述方法包括:
第一步骤:准备平均厚度不大于60nm的片状颜料;
第二步骤:通过将所述片状颜料分散在不溶解所述热固性树脂粉末的溶剂中获得分散液;
第三步骤:通过将所述热固性树脂粉末与所述分散液混合得到混合物;和
第四步骤:在搅拌所述混合物的同时挥发和去除所述溶剂。
2.根据权利要求1所述的制备粉末涂料组合物的方法,其中
在所述第四步骤中,在-5℃至50℃的范围内搅拌所述混合物。
3.根据权利要求1所述的制备粉末涂料组合物的方法,其中
所述第三步骤和所述第四步骤同时进行。
4.根据权利要求1所述的制备粉末涂料组合物的方法,其中
在所述第一步骤中,以浆料状态准备所述片状颜料,在所述浆料状态中所述片状颜料分散于有机溶剂中。
5.根据权利要求1所述的制备粉末涂料组合物的方法,其中:
所述不溶解所述热固性树脂粉末的溶剂具有在28至130℃范围内的在大气压力下的沸点。
6.根据权利要求1所述的制备粉末涂料组合物的方法,其中:
所述片状颜料是铝薄片。
7.一种通过根据权利要求1所述的制备方法获得的粉末涂料组合物。
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