CN105315802A - 热固性粉末涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热固性粉末涂料,其包含具有芯和树脂包覆部分的粉末颗粒,所述芯具有由岛部分和海部分构成的海岛结构,所述岛部分包含表面调节剂,所述海部分包含热固性树脂和热固化剂,所述树脂包覆部分包覆所述芯的表面。
Description
技术领域
本发明涉及热固性粉末涂料。
背景技术
近年来,由于在涂覆步骤中排放出少量的挥发性有机化合物(VOC),并且在涂覆后未附着至待涂覆材料的粉末涂料可以回收和再利用,因此从全球环境的角度考虑,利用粉末涂料的粉末涂覆技术引人注目。因此,已经对各种粉末涂料进行了研究。
例如,专利文献1公开了“一种粉末涂料,其由平均粒径彼此不同的树脂颗粒(A)和(B)构成,其中(A)的平均粒径DA为25μm至80μm,(B)的平均粒径DB为3μm至25μm,并且平均粒径比DA/DB为至少3/1,(A)和(B)的重量比为1/0.1至1/0.9”。
专利文献2公开了“一种用于粉末涂料的树脂颗粒(D)的制造方法,包括以下步骤:将包含由第一树脂(a)构成的树脂颗粒(A)和凝集剂(E)的水性分散液(W)与第二树脂(b)或其有机溶剂溶液混合,或与树脂(b)的前体(b0)或其有机溶剂溶液(O)混合,使得(O)分散在(W)中,在使用(b0)或其有机溶剂溶液的情况下使得(b0)进一步反应,在其中由树脂颗粒(A)或树脂(a)构成的被膜(P)附着到树脂颗粒(B)(其通过在(W)中形成由(b)构成的树脂颗粒(B)而获得)的表面上的树脂颗粒(C)的水性分散体(X1)中,分离除去和/或溶解除去树脂颗粒(C)的表面上的(A)和(P)的至少一部分,获得由(B)构成的或其中(B)的表面的一部分被(A)或(P)包覆的树脂颗粒(D)的水性分散体(X2),并从(X2)中除去水性介质”。
此外,专利文献3公开了“一种芯-壳型树脂颗粒(E),其由被膜状的两层壳层(P)和一层芯层(Q)构成,(P)与(Q)的重量比为(0.1:99.9)至(70:30)。在该树脂颗粒中,(P)由中间层(P1)和最外表面层(P2)构成,中间层(P1)包含含有20重量%至80重量%的醋酸乙烯酯的第一树脂(a),最外表面层(P2)包含不同于(a)的第二树脂(b)作为构成单元。此外,(Q)包含第三树脂(c)”。
[专利文献1]JP-A-2004-162021
[专利文献2]JP-A-2009-057487
[专利文献3]JP-A-2010-090355
发明内容
本发明的目的是提供一种热固性粉末涂料,其形成平滑性优异的涂覆膜。
上述目的由以下构成实现。
根据本发明的第一方面,提供一种热固性粉末涂料,包括:
具有芯和树脂包覆部分的粉末颗粒,所述芯具有由岛部分和海部分构成的海岛结构,所述岛部分包含表面调节剂,所述海部分包含热固性树脂和热固化剂,所述树脂包覆部分包覆所述芯的表面。
根据本发明的第二方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,所述表面调节剂选自由聚硅氧烷化合物和蜡组成的组。
根据本发明的第三方面,在根据第二方面所述的热固性粉末涂料中,所述聚硅氧烷化合物选自由硅油和改性硅油组成的组。
根据本发明的第四方面,在根据第二方面所述的热固性粉末涂料中,所述聚硅氧烷化合物为非反应性硅油。
根据本发明的第五方面,在根据第二方面所述的热固性粉末涂料中,所述聚硅氧烷化合物为包含长链烷基的硅油。
根据本发明的第六方面,在根据第二方面所述的热固性粉末涂料中,所述蜡为烃蜡。
根据本发明的第七方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,所述热固性树脂的SP值与所述表面调节剂的SP值之间的差值的绝对值等于或大于3.0。
根据本发明的第八方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,相对于所述粉末颗粒整体而言,所述芯中的表面调节剂的含量为0.01重量%至10.0重量%。
根据本发明的第九方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,所述热固性树脂为选自由热固性(甲基)丙烯酸树脂和热固性聚酯树脂组成的组中的至少一种。
根据本发明的第十方面,在根据第九方面所述的热固性粉末涂料中,所述热固性(甲基)丙烯酸树脂包含选自由环氧基、羧基和羟基组成的组中的至少一种基团。
根据本发明的第十一方面,在根据第九方面所述的热固性粉末涂料中,所述热固性(甲基)丙烯酸树脂的数均分子量为1,000至20,000。
根据本发明的第十二方面,在根据第十方面所述的热固性粉末涂料中,所述热固性聚酯树脂的酸值和羟基值之和为10mgKOH/g至250mgKOH/g,并且所述热固性聚酯树脂的数均分子量为1,000至100,000。
根据本发明的第十三方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,所述热固化剂包含选自由环氧基、羧基、羟基和封端异氰酸酯基组成的组中的至少一种官能团。
根据本发明的第十四方面,在根据第十三方面所述的热固性粉末涂料中,所述热固化剂包含十二烷二酸。
根据本发明的第十五方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,相对于所述热固性树脂,所述热固化剂的含量为1重量%至30重量%。
根据本发明的第十六方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,所述树脂包覆部分的包覆率为30%至100%。
根据本发明的第十七方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,还包含:相对于所述粉末颗粒整体而言,含量为0.002重量%至0.2重量%的二价或更高价的金属离子。
根据本发明的第十八方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,相对于所述粉末颗粒,所述粉末颗粒的表面包含量为0.01重量%至5重量%的外部添加剂。
根据本发明的第十九方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,所述粉末颗粒的体积平均粒径分布指数GSDv等于或小于1.50。
根据本发明的第二十方面,在根据第一方面所述的热固性粉末涂料中,所述粉末颗粒的所述芯中的包含所述表面调节剂的所述岛部分的直径为0.001μm至0.5μm。
根据本发明的第一、第七至第十二和第十五至第十八方面,提供了一种热固性粉末涂料,与其中热固性树脂和表面调节剂相容的情况相比,使用该热固性粉末涂料形成了平滑性优异的涂膜。
根据本发明的第二和第四至第六方面,提供了一种热固性粉末涂料,与其中热固性树脂和表面调节剂相容的情况相比,即使在表面调节剂为选自由聚硅氧烷化合物和蜡组成的组中的一种的情况下,使用该热固性粉末涂料仍形成了平滑性优异的涂膜。
根据本发明的第三方面,提供了一种热固性粉末涂料,与使用含有甲基丙烯酸基的硅油、含有苯基的硅油或二甲基硅油的情况相比,使用该热固性粉末涂料形成了平滑性优异的涂膜。
根据本发明的第九方面,提供了一种热固性粉末涂料,与其中粉末颗粒的体积平均粒径分布指数GSDv大于1.50的情况相比,该热固性粉末涂料具有高的储存性并且使用该热固性粉末涂料获得了平滑性优异的涂膜。
根据本发明的第二十方面,提供了一种热固性粉末涂料,与其中芯中的含有表面调节剂的岛部分的直径在上述范围外的情况相比,该热固性粉末涂料具有高的储存性并且使用该热固性粉末涂料获得了平滑性优异的涂膜。
根据本发明的第十三和十四方面,提供了一种热固性粉末涂料,尽管热固化剂具有选自由环氧基、羧基、羟基和封端异氰酸酯基组成的组中的一种官能团,即使当减小粉末颗粒的直径时,使用少量该热固性粉末涂料仍形成了平滑性优异的涂膜。
具体实施方式
以下,将对作为本发明实例的示例性实施方案进行详细说明。
热固性粉末涂料
根据示例性实施方案的热固性粉末涂料(下文也称为“粉末涂料”)包括具有芯和树脂包覆部分的粉末颗粒,所述芯具有由岛部分和海部分构成的海岛结构,岛部分包含表面调节剂,海部分包含热固性树脂和热固化剂,树脂包覆部分包覆芯的表面。
根据示例性实施方案的粉末涂料可以是在粉末颗粒中不包含着色剂的透明粉末涂料(透明涂料)和在粉末颗粒中包含着色剂的着色粉末涂料中的任一种。
根据示例性实施方案的粉末涂料由于上述构造可以形成平滑性优异的涂膜。
其原因不太清楚,但据认为如下。
在由粉末涂料进行的涂覆中,要求形成平滑性优异的涂膜。
为了形成上述涂膜,有使表面调节剂包含在构成粉末涂料的粉末颗粒中的方法。
然而,当粉末颗粒通过捏合粉碎法制备时,需要使用为固体且在捏合时于设备中不滑动的表面调节剂,因此,难以控制粉末颗粒中表面调节剂的形状。另外,在制备粉末颗粒后,即使在后面添加表面调节剂的情况下,仍难以控制粉末颗粒中表面调节剂的形状。
根据粉末颗粒中表面调节剂的形状,其中表面调节剂沉积在粉末颗粒表面上的现象(下文称为“渗出(bleed)”。另外,其中粉末颗粒中的内含物(热固化剂、除了热固化剂之外根据需要添加的着色剂或其他添加剂)沉积在粉末颗粒的表面上的现象也称为“渗出”)容易出现。另外,在形成涂膜时平滑性受到粉末颗粒中的表面调节剂的形状的影响;因此,难以制备平滑性优异的涂膜。
这里,为了获得平滑性优异的涂膜,希望进一步改善表面调节剂的功能。
在根据示例性实施方案的粉末涂料中,使用粉末颗粒,其包括芯和树脂包覆部分,所述芯具有由岛部分和海部分构成的海岛结构,岛部分包含表面调节剂,海部分包含热固性树脂和热固化剂,树脂包覆部分包覆芯的表面。
即,粉末颗粒具有以下结构:表面调节剂作为海岛结构的岛部分存在于芯中,之后芯的表面被树脂包覆部分包覆。由于此结构,即使当保存该粉末涂料时,由于表面调节剂岛部分的形态难以改变。另外,表面调节剂存在于海岛结构的岛部分中,因而在形成涂膜时,即,在涂覆并烘烤时,表面调节剂在待涂覆材料的表面上扩散,熔融的涂料的表面张力极度降低,从而获得平滑性优异的涂膜。
JP-A-2009-057487和JP-A-2010-090355还公开了在芯层中包含蜡的芯/壳结构的树脂颗粒;然而,不能说在树脂颗粒中控制了与主树脂的相容性,并且该树脂颗粒不具有本示例性实施方案的粉末颗粒那样的海岛结构。
从上述描述中,推测根据本示例性实施方案的粉末涂料形成了平滑性优异的涂膜。
由于根据本示例性实施方案的粉末涂料形成了平滑性优异的涂膜,因此还提高了所获得的涂膜的光泽性。
另外,由于可以抑制芯中内含物的渗出,因而根据本示例性实施方案的粉末涂料具有优异的储存性,在涂覆后,即使当没有附着至待涂覆表面的粉末涂料被再次利用时,仍以上述相同的方式形成了平滑性优异的涂膜。因此,根据本示例性实施方案的粉末涂料还具有高的耐久性。
此外,由于根据本示例性实施方案的粉末涂料具有高储存性,因此获得了高传送效率、高涂覆效率和优异的涂覆作业性。
下面,将详细描述根据本示例性实施方案的粉末涂料。
根据本示例性实施方案的粉末涂料包括粉末颗粒。
根据需要,为了提高流动性,粉末涂料可以包括附着到粉末颗粒表面的外部添加剂。
粉末颗粒
粉末颗粒具有芯和附着到芯的表面的树脂包覆部分。即,粉末颗粒为具有所谓的芯/壳结构的颗粒。
芯
芯被构造为包含表面调节剂、热固性树脂和热固化剂。根据需要,芯可以包含诸如着色剂等其他添加剂。
首先,将描述构成芯的组分。
表面调节剂
作为表面调节剂可以举出用于粉末涂料的任何已知表面调节剂。
表面调节剂的具体例子包括聚硅氧烷化合物、蜡、丙烯酸低聚物等。
特别是,从使用表面调节剂改善涂膜平滑性和降低表面张力的方面来看,优选的是表面调节剂为选自由聚硅氧烷化合物和蜡组成的组中的一种。
此外,从使用表面调节剂改善涂膜平滑性和相对于待涂覆材料的润湿性来看,优选的是表面调节剂在室温(25℃)下为液体。
·聚硅氧烷化合物
在本示例性实施方案中,聚硅氧烷化合物表示具有多个硅氧烷键的化合物,可以举出硅油、改性硅油等。
其中,从表面张力降低性和与作为主树脂的热固性树脂的相容性来看,优选硅油。
直链硅油或改性硅油可以用作硅油,但从岛部分的形成性来看,优选不与粉末颗粒中共存的热固性树脂等树脂成分反应的非反应性硅油。
具体来说,硅油的例子包括二甲基硅油、含氨基的硅油、含环氧基的硅油、含醚基的硅油、含甲基丙烯酸基的硅油、含巯基的硅油、含苯基的硅油、含长链烷基的硅油、含氢基的硅油等。其中,从改善涂膜平滑性的角度看,优选含有长链烷基的硅油。
硅油可以单独使用或以其两种或更多种组合使用。
·蜡
蜡的例子包括烃蜡;巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡等天然蜡;褐煤蜡等合成或矿物/石油系蜡;脂肪酸酯、褐煤酸酯等酯蜡;等。
其中,从与热固性树脂的相容性来看,优选烃蜡。
·表面调节剂的SP值
如上所述,表面调节剂处于在芯材中在含有热固性树脂的海部分中形成岛部分的状态。
为了容易地形成海岛结构,关于表面调节剂优选选择易于在热固性树脂和表面调节剂之间形成相分离的组合。
例如,相对于热固性树脂的SP值,表面调节剂的SP值优选相差等于或大于3.0,更优选在2.0至2.5的范围内彼此不同。
例如,如果形成芯部分的海部分的热固性树脂为热固性聚酯树脂,并且SP值为10.0,则优选使用SP值在7.0至13.0范围内的表面调节剂。
这里,SP值表示通过Fedor推算法获得的值。
该方法如下进行:根据内聚能密度依赖于取代基的种类和数量的假说,基于对各取代基所限定的内聚能值,以链段单元来计算高分子的SP值。另外,将根据该方法计算的内聚能除以物质的摩尔体积然后取平方根获得的值认为是SP值(参考:SP值,基础、应用与计算方法,YAMAMOTOHideki著;2005,JOHOKIKO株式会社)。
通过该方法获得的SP值的常用单位是cal1/2/cm3/2,并以无因次方式书写。另外,在说明书中,两种化合物之间的SP值的相对差很明显,因而通过使用根据上述惯例获得的值,以无因次方式书写SP值。同时,作为参考,通过该方法获得的SP值在换算为SI单位(J1/2/cm3/2)时可以乘以2046。
在本示例性实施方案中,从容易实现表面调节剂的功能、实现涂料熔融时的平滑性以及相容性的角度来看,由表面调节剂形成的岛部分的直径优选为0.001μm至0.5μm,更优选为0.01μm至0.1μm。
这里,岛部分的直径表示由表面调节剂形成的岛部分的主轴直径的平均值。
岛部分的直径的测量方法如下。
粉末颗粒中的岛部分的直径测量通过使用扫描透射电子显微镜(STEM)对粉末颗粒的截面图像进行图像分析来进行。
具体来说,首先将待测量的粉末颗粒埋入到环氧树脂中,然后将环氧树脂固化。使用切片机将固体切片成100nm的厚度。使用含有0.5%的四氧化钌的水溶液对切片的粉末颗粒的截面进行钌染色,然后使用扫描透射电子显微镜(STEM)获得粉末颗粒的截面的STEM图像。在STEM图像中,颜色浅的部分为表面调节剂的岛部分(域)。表面调节剂的岛部分的主轴直径通过对所获得的STEM图像进行图像分析而测得。具体来说,将用扫描透射电子显微镜(STEM)观察到的图像电子化,并使用由MITANI公司制造的图像分析软件(WimROOF)捕捉图像,(例如)以如下步骤来测量表面调节剂的岛部分的主轴直径。
在选择粉末颗粒的截面区域作为目标之后,使用“二值化处理”指令的“自动二值化-判别分析法”进行二值化处理,然后相对于提取出的表面调节剂的一个一个岛部分,通过分析测量项目的“绝对最大长度”来测量表面调节剂的岛部分的主轴直径。
在由于将照片成像时的浓度和噪音而通常不进行自动二值化的情况下,通过进行“滤波器中值”处理和边缘提取处理使得图像清晰,或可在手动二值化指令中确认图像的同时手动设定基线位置之后,测量表面调节剂的岛部分的主轴直径。
另外,表面调节剂的岛部分的主轴直径值采用数百个粉末颗粒的平均值。
从容易实现表面调节剂的功能、涂料熔融时的相分离以及流平性来看,相对于粉末颗粒的整体,芯中表面调节剂的含量优选为0.01重量%至10.0重量%,更优选为0.1重量%至5.0重量%。
热固性树脂
热固性树脂为具有热固化反应性基团的树脂。热固性树脂的例子包括相关领域中用于粉末涂料的粉末颗粒的各种树脂。
热固性树脂优选为非水溶性(疏水性)树脂。当非水溶性(疏水性)树脂用作热固性树脂时,粉末颗粒(粉末颗粒)的充电特性的环境依赖性降低。另外,在粉末颗粒通过聚集凝结法制备的情况下,还从在水性介质中实现乳化分散的角度考虑,优选非水溶性(疏水性)树脂用作热固性树脂。此外,非水溶性(疏水性)是指在25℃下相对于100重量份的水,对象物质的溶解量小于5重量份。
在热固性树脂中,优选选自由热固性(甲基)丙烯酸树脂和热固性聚酯树脂组成的组中的至少一种。
·热固性(甲基)丙烯酸树脂
热固性(甲基)丙烯酸树脂为包括热固化反应性基团的(甲基)丙烯酸树脂。为了将热固化反应性基团引入到热固性(甲基)丙烯酸树脂中,可以使用包括热固化反应性基团的乙烯基单体。包括热固化反应性基团的乙烯基单体可以是(甲基)丙烯酸单体(含有(甲基)丙烯酰基的单体),或可以使除(甲基)丙烯酸单体之外的乙烯基单体。
热固性(甲基)丙烯酸树脂的热固化反应性基团的例子包括环氧基、羧基、羟基、酰胺基、氨基、酸酐基团和(封端)异氰酸酯基等。其中,从容易制备(甲基)丙烯酸树脂的观点出发,作为(甲基)丙烯酸树脂的热固化反应性基团,优选选自由环氧基、羧基和羟基构成的组中的至少一种。尤其是,从粉末涂料的优异储存稳定性和涂膜外观的角度考虑,热固化反应性基团的至少一种更优选为环氧基。
具有环氧基作为热固化反应性基团的乙烯基单体的例子包括各种类型的链式含环氧基单体(例如,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、缩水甘油基乙烯基醚和烯丙基缩水甘油基醚),各种类型的含(2-氧代-1,3-二氧杂环戊烷)基团的乙烯基单体((2-oxo-1,3-oxolane)group-containingvinylmonomer)(例如,(甲基)丙烯酸(2-氧代-1,3-二氧杂环戊烷)甲酯),以及各种类型的含环氧基的脂环族乙烯基单体(例如,(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯和(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基乙酯)。
具有羧基作为热固化反应性基团的乙烯基单体的例子包括各种类型的含羧基的单体(例如,(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸和富马酸),α,β-不饱和二元羧酸与具有1至18个碳原子的一元醇形成的各种类型的单酯(例如,富马酸单甲酯、富马酸单乙酯、富马酸单丁酯、富马酸单异丁酯、富马酸单叔丁酯、富马酸单己酯、富马酸单辛酯、富马酸单-2-乙基己酯、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单丁酯、马来酸单异丁酯、马来酸单叔丁酯、马来酸单己酯、马来酸单辛酯和马来酸单2-乙基己酯),以及衣康酸单烷基酯(例如,衣康酸单甲酯、衣康酸单乙酯、衣康酸单丁酯、衣康酸单异丁酯、衣康酸单己酯、衣康酸单辛酯和衣康酸单2-乙基己酯),等。
具有羟基作为热固化反应性基团的乙烯基单体的例子包括各种类型的含羟基的(甲基)丙烯酸酯(例如,(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯和聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯),上述各种类型的含羟基的(甲基)丙烯酸酯与ε-己内酯的加成反应产物,各种类型的含羟基的乙烯基醚(例如,2-羟乙基乙烯基醚、3-羟丙基乙烯基醚、2-羟丙基乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、3-羟丁基乙烯基醚、2-羟基-2-甲基丙基乙烯基醚、5-羟戊基乙烯基醚和6-羟基己基乙烯基醚),上述各种类型的含羟基的乙烯基醚与ε-己内酯的加成反应产物,各种类型的含羟基的烯丙基醚(例如,2-羟乙基(甲基)烯丙基醚、3-羟丙基(甲基)烯丙基醚、2-羟丙基(甲基)烯丙基醚、4-羟丁基(甲基)烯丙基醚、3-羟丁基(甲基)烯丙基醚、2-羟基-2-甲基丙基(甲基)烯丙基醚、5-羟戊基(甲基)烯丙基醚和6-羟己基(甲基)烯丙基醚),以及上述各种类型的含羟基的烯丙基醚与ε-己内酯的加成反应产物,等。
在热固性(甲基)丙烯酸树脂中,除了(甲基)丙烯酸单体之外,可以共聚不具有热固化反应性基团的其他乙烯基单体。
其他乙烯基单体的例子包括各种类型的α-烯烃(例如,乙烯、丙烯和1-丁烯),除氟烯烃以外的各种类型的卤代烯烃(例如,氯乙烯和偏二氯乙烯),各种类型的芳族乙烯基单体(例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯),不饱和二羧酸和具有1至18个碳原子的一元醇形成的各种类型的二酯(例如,富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二丁酯、富马酸二辛酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、马来酸二辛酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯和衣康酸二辛酯),各种类型的含酸酐基团的单体(例如,马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、(甲基)丙烯酸酐和四氢邻苯二甲酸酐),各种类型的含磷酸酯基团的单体(例如,二乙基-2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、二丁基-2-(甲基)丙烯酰氧基丁基磷酸酯、二辛基-2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯和联苯基-2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯),各种类型的含可水解的甲硅烷基的单体(例如,γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷),各种类型的脂肪族羧酸乙烯酯(例如,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、具有9至11个碳原子的支链脂肪族羧酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯),以及各种类型的具有环状结构的羧酸乙烯酯(例如,环己烷羧酸乙烯酯、甲基环己烷羧酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯和对叔丁基苯甲酸乙烯酯),等。
在热固性(甲基)丙烯酸树脂中,在使用除(甲基)丙烯酸单体以外的乙烯基单体作为具有热固化反应性基团的乙烯基单体的情况下,使用了不具有热固化反应性基团的丙烯酸单体。
不具有热固化反应性基团的丙烯酸单体的例子包括(甲基)丙烯酸烷基酯(例如,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸硬脂基酯),各种类型的(甲基)丙烯酸芳基酯(例如,(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯和(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯),各种类型的(甲基)丙烯酸烷基卡必醇酯(例如,(甲基)丙烯酸乙基卡必醇酯),其他各种类型的(甲基)丙烯酸酯(例如,(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯和(甲基)丙烯酸四氢糠酯),各种类型的含氨基的酰胺类不饱和单体(例如,N-二甲氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺和N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺),各种类型的(甲基)丙烯酸二烷基氨基烷基酯(例如,(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙基酯和(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙基酯),以及各种类型的含氨基的单体(例如,(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基丙基酯、(甲基)丙烯酸氮丙啶基乙基酯、(甲基)丙烯酸吡咯烷基乙基酯和(甲基)丙烯酸哌啶基乙基酯),等等。
热固性(甲基)丙烯酸树脂的数均分子量优选为1,000至20,000(更优选为1,500至15,000)。
当其数均分子量在上述范围内时,容易改善涂膜的平滑性和机械性能。
热固性(甲基)丙烯酸树脂的数均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)测定。利用GPC的分子量测量是采用Tosoh公司制造的GPC·HLC-8120GPC作为测量装置,使用Tosoh公司制造的柱子TSKgelSuperHM-M(15cm),并利用THF溶剂进行的。使用由单分散的聚苯乙烯标准样品建立的分子量校准曲线由测量结果来计算重均分子量和数均分子量。
·热固性聚酯树脂
热固性聚酯树脂为(例如)至少由多元酸和多元醇缩聚而形成的缩聚物。通过调节多元酸和多元醇的使用量,实现了向热固性聚酯树脂中引入热固化反应性基团。通过调节,能够获得具有羧基和羟基中的至少一者作为热固化反应性基团的热固性聚酯树脂。
多元酸的例子包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、甲基对苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、或这些酸的酸酐;琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、或这些酸的酸酐;马来酸、衣康酸、或这些酸的酸酐;富马酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸、或这些酸的酸酐;环己烷二羧酸和2,6-萘二甲酸;等等。
多元醇的例子包括乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三乙二醇、对苯二甲酸双羟乙基酯、环己烷二甲醇、辛二醇、二乙基丙二醇、丁基乙基丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基戊二醇、氢化双酚A、氢化双酚A的环氧乙烷加成物、氢化双酚A的环氧丙烷加成物、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、异氰脲酸三羟乙基酯和羟基新戊酸羟基新戊酯,等。
热固性聚酯树脂可以通过进一步缩聚除了多元酸和多元醇以外的单体而获得。
其他单体的例子包括分子中同时具有羧基和羟基的化合物(例如,二甲醇丙酸和羟基新戊酸酯),单环氧基化合物(例如,支链脂族羧酸的缩水甘油酯,如“CarduraE10(由壳牌公司制造)”),各种一元醇(例如,甲醇、丙醇、丁醇和苄醇),各种一元酸(例如,苯甲酸和对叔丁基苯甲酸),各种脂肪酸(例如,蓖麻油脂肪酸、椰子油脂肪酸和豆油脂肪酸),等等。
热固性聚酯树脂的结构可以是支链结构或线型结构。
关于热固性聚酯树脂,酸值和羟值的总和优选为10mgKOH/g至250mgKOH/g,并且数均分子量优选为1,000至100,000。
当酸值和羟值的总和在上述范围内时,容易改善涂膜的平滑性和机械特性。当数均分子量在上述范围内时,改善了涂膜的平滑性和机械特性,并且容易改善粉末涂料的储存稳定性。
热固性聚酯树脂的酸值和羟值的测量基于JISK-0070-1992进行。另外,热固性聚酯树脂的数均分子量的测量按照与热固性(甲基)丙烯酸树脂的数均分子量的测量方式相同的方式进行。
热固性树脂可以单独使用,也可以两种或更多种组合使用。
相对于粉末颗粒的整体,热固性树脂的含量优选为20重量%至99重量%,更优选为30重量%至95重量%。
在使用热固性树脂作为树脂包覆部分的树脂时,热固性树脂的含量表示芯中和树脂包覆部分中的全部热固性树脂的含量。
热固化剂
根据热固化树脂的热固化反应性基团的类型来选择热固化剂。
这里,热固化剂表示相对于作为热固化树脂的端基的热固化反应性基团具有可反应官能团的化合物。
当热固性树脂的热固化反应性基团为环氧基时,热固化剂的具体例子包括酸,如琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、二十烷二酸、马来酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、环己烯-1,2-二羧酸、偏苯三酸和均苯四酸;这些酸的酸酐;这些酸的氨基甲酸酯改性产物。其中,作为热固化剂,从涂膜的物理性质和储存稳定性的观点出发,脂肪族二元酸是优选的,并且从涂膜的物理性质的观点出发,十二烷二酸是特别优选的。
当热固性树脂的热固化反应性基团为羧基时,热固化剂的具体例子包括各种类型的环氧树脂(例如,双酚A聚缩水甘油基醚),含环氧基的丙烯酸树脂(例如,含有缩水甘油基的丙烯酸树脂),各种类型的多元醇(例如,1,6-己二醇、三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷)的多缩水甘油基醚,各种类型的多元羧酸(例如,邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸、偏苯三酸和均苯四酸)的多缩水甘油酯,各种类型的含环氧基的脂环族化合物(例如,己二酸双(3,4-环氧基环己基)甲酯),以及羟基酰胺(例如,异氰脲酸三缩水甘油酯和β-羟烷基酰胺)。
当热固性树脂的热固化反应性基团为羟基时,热固化剂的例子包括嵌段多异氰酸酯和氨基塑料。嵌段多异氰酸酯的例子包括有机二异氰酸酯,如各种类型的脂肪族二异氰酸酯(例如,六亚甲基二异氰酸酯和三甲基六亚甲基二异氰酸酯),各种类型的脂环族二异氰酸酯(例如,亚二甲苯基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯),以及各种类型的芳族二异氰酸酯(例如,甲苯基二异氰酸酯和4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯);这些有机二异氰酸酯与多元醇、低分子量聚酯树脂(例如,聚酯多元醇)、或水的加成物;通过使这些有机二异氰酸酯聚合而得到的聚合物(聚合物包括异氰脲酸酯类的聚异氰酸酯化合物);如异氰酸酯缩二脲产物之类的各种类型的利用常用封端剂封端的聚异氰酸酯化合物;以及在结构单元中具有脲二酮键的自封端聚异氰酸酯化合物。
热固化剂可以单独使用,或者以其两种或更多种组合使用。
相对于热固性树脂,热固化剂的含量优选为1重量%至30重量%,更优选为3重量%至20重量%。
当热固性树脂用作树脂包覆部分的树脂时,热固化剂的含量表示在芯和树脂包覆部分中全部热固性树脂的含量。
着色剂
作为着色剂,例如可以使用颜料。作为着色剂,颜料可以与染料组合使用。
颜料的例子包括无机颜料,如氧化铁(例如,红色氧化铁)、氧化钛、钛黄、锌白、铅白、硫化锌、锌钡白、氧化锑、钴蓝和炭黑;有机颜料,如喹吖啶酮红、酞菁蓝、酞菁绿、永固红、汉撒黄、阴丹士林蓝、亮坚牢猩红和苯并咪唑酮黄。
另外,作为颜料,还可以使用光辉性颜料。光辉性颜料的例子包括珠光颜料、铝粉和不锈钢粉等金属粉末;金属薄片;玻璃珠;玻璃薄片;云母;以及鳞片状氧化铁(MIO)。
着色剂可以单独或者以其两种或更多种类型的组合使用。
根据颜料的类型、色调、亮度、以及涂膜所要求的深度来选择着色剂的含量。例如,相对于芯和树脂包覆部分中的全部树脂,着色剂的含量优选为(例如)1重量%至70重量%,更优选为2重量%至60重量%。
其他添加剂
作为其他添加剂,可以使用粉末涂料中使用的各种类型的添加剂。其他添加剂的具体例子包括泡沫抑制剂(例如,安息香或安息香衍生物),固化促进剂(胺化合物、咪唑化合物、或阳离子聚合催化剂等),增塑剂,电荷控制剂,抗氧化剂,颜料分散剂,阻燃剂,流动性赋予剂等。
树脂包覆部分
树脂包覆部分包含树脂。
树脂包覆部分可以仅由树脂构成,或可以包含其他添加剂(关于芯所描述的热固化剂或其他添加剂)。
然而,为了进一步降低粉末颗粒中内含物的渗出,树脂包覆部分优选仅由树脂构成。甚至当树脂包覆部分包含其他添加剂时,相对于全部树脂包覆部分,树脂的含量仍等于或大于90重量%(优选等于或大于95重量%)。
树脂包覆部分的树脂可以是非固化性树脂,或可以是热固性树脂。然而,为了提高涂膜的固化密度(交联密度),树脂包覆部分的树脂优选为热固性树脂。当热固性树脂用作树脂包覆部分的树脂时,作为该热固性树脂,使用与用于芯的热固性树脂相同的热固性树脂。尤其是,当将热固性树脂用作树脂包覆部分的树脂时,热固性树脂优选为选自由热固性(甲基)丙烯酸树脂和热固性聚酯树脂构成的组中的至少一种。然而,树脂包覆部分的热固性树脂可以是与芯的热固性树脂相同的树脂,或可以是不同的树脂。
当非固化性树脂用作树脂包覆部分的树脂时,非固化性树脂优选为选自由丙烯酸树脂和聚酯树脂构成的组中的至少一种。
为了防止渗出,树脂包覆部分的包覆率优选为30%至100%,更优选为50%至100%。
树脂包覆部分相对于粉末颗粒的表面的包覆率为通过X射线光电子能谱(XPS)测量确定的值。
具体来说,在XPS测量中,将由JEOL公司制造的JPS-9000MX用作测量装置,并且测量通过以下方式进行:使用MgKα射线作为X射线源,并将加速电压设定为10kv,将发射电流设定为30mA。
树脂包覆部分相对于粉末颗粒表面的包覆率通过以下方式确定:从在上述条件下获得的谱图中,峰分离源自粉末颗粒表面上的芯材料的组分和源自树脂包覆部分的材料的组分。在峰分离中,利用最小二乘法进行曲线拟合将所测得的谱图分离成为各个组分。
对于作为分离基础的组分谱图,使用了通过单独测量粉末颗粒制造中用到的热固性树脂、固化剂、颜料、添加剂以及包覆树脂而得到的谱图。此外,包覆率由源自包覆树脂的谱强度相对于粉末颗粒中所得到的全部谱强度的总和的比值确定。
为了防止渗出,树脂包覆部分的厚度优选为0.2μm至4μm,更优选为0.3μm至3μm。
树脂包覆部分的厚度是通过以下方法测得的值。将粉末颗粒埋入环氧树脂中,然后使用金刚钻刀进行切割,从而制造切片。利用透射型电子显微镜(TEM)观察切片,并对多个粉末颗粒的截面图像进行拍照。由粉末颗粒的截面图像测定20处树脂包覆部分的厚度,并采用平均值。在由于无色粉末涂料等原因导致截面图像中的树脂包覆部分难以观察的情况下,通过在观察前进行染色能够易于测量。
粉末颗粒的其他组分
粉末颗粒优选包含二价或更高价的金属离子(下文中也简称为“金属离子”)。金属离子是包含于粉末颗粒的芯和树脂包覆部分两者中的组分。当粉末颗粒中包含二价或更高价的金属离子时,通过金属离子在粉末颗粒中形成离子交联。例如,当采用聚酯树脂作为芯的热固性树脂以及树脂包覆部分的树脂时,聚酯树脂的羧基或羟基与金属离子发生相互作用,由此形成离子交联。由于离子交联,防止了粉末颗粒的渗出,并易于增强储存性能。另外,在用粉末涂料涂覆之后,离子交联的键由于热固化时的热量而断裂,因此,粉末颗粒的熔融粘度降低,并且容易形成具有高平滑性的涂膜。
金属离子的例子包括二价到四价的金属离子。具体而言,作为金属离子,可以列举选自由铝离子、镁离子、铁离子、锌离子、以及钙离子组成的组中的至少一种金属离子。
作为金属离子的供应源(作为添加剂添加到粉末颗粒中的化合物),例如可以使用金属盐、无机金属盐聚合物和金属络合物。例如,在通过聚集凝结法制造粉末颗粒的情况下,将金属盐或无机金属盐聚合物作为凝集剂添加到粉末颗粒中。
金属盐的例子包括硫酸铝、氯化铝、氯化镁、硫酸镁、氯化亚铁(II)、氯化锌、氯化钙、以及硫酸钙等。
无机金属盐聚合物的例子包括聚氯化铝、聚氢氧化铝、聚硫酸亚铁(II)、以及多硫化钙等。
金属络合物的例子包括氨基羧酸金属盐等。金属络合物的具体例子包括采用公知的螯合物(例如,乙二胺四乙酸、丙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、三亚乙基四胺六乙酸和二亚乙基三胺五乙酸)为基础的金属盐(例如,钙盐、镁盐、铁盐和铝盐)
这些金属离子的供应源可以不用作凝集剂,而是单纯作为添加剂加入。
随着金属离子的价态升高,容易形成网状的离子交联,并且从涂膜的平滑性和粉末涂料的储存性能的观点出发,这是优选的。因此,金属离子优选是Al离子。即,金属离子的供应源优选是铝盐(例如,硫酸铝或氯化铝)、或铝盐聚合物(例如,聚氯化铝或聚氢氧化铝)。另外,从涂膜的平滑性和粉末涂料的储存性能的观点出发,在金属离子的供应源中,无机金属盐聚合物比金属盐更为优选,即使是在金属离子的价态相同的情况下也是如此。因此,金属离子的供应源特别优选的是铝盐聚合物(例如,聚氯化铝或聚氢氧化铝)。
从涂膜的平滑性和粉末涂料的储存性能的观点出发,相对于全部粉末颗粒,金属离子的含量优选为0.002重量%至0.2重量%,更优选为0.005重量%至0.15重量%。
当金属离子的含量等于或大于0.002重量%时,通过金属离子形成合适的离子交联,防止了粉末颗粒的渗出,并且易于增强涂料的储存性能。另一方面,当金属离子的含量等于或小于0.2重量%时,防止了由于金属离子而形成过度的离子交联,因而易于增强涂膜的平滑性。
在此,在通过聚集凝结法制造粉末颗粒的情况下,作为凝集剂加入的金属离子的供应源(金属盐或金属盐聚合物)有助于控制粉末颗粒的粒径分布和形状。
具体而言,为了获得更窄的粒径分布,优选更高价的金属离子。另外,为了获得更窄的粒径分布,金属盐聚合物比金属盐更合适,即使是在金属离子的价态相同时也是如此。因此,从上述观点出发,金属离子的供应源优选铝盐(例如,硫酸铝或氯化铝)、以及铝盐的聚合物(例如,聚氯化铝或聚氢氧化铝),并且特别优选铝盐的聚合物(例如,聚氯化铝和聚氢氧化铝)。
当加入凝集剂使得金属离子的含量等于或大于0.002重量%时,水性介质中的树脂颗粒发生聚集,这有助于实现窄的粒径分布。相对于成为芯的聚集颗粒,发生成为树脂包覆部分的树脂颗粒的聚集,这有助于实现相对于整个芯表面形成树脂包覆部分。另一方面,当加入凝集剂使得金属离子的含量等于或小于0.2重量%时,能够防止在聚集颗粒中过度地形成离子交联,并且容易将进行融合凝结时生成的粉末颗粒的形状设为球形。所以,从上述观点出发,金属离子的含量优选为0.002重量%至0.2重量%,更优选为0.005重量%至0.15重量%。
金属离子的含量是通过定量分析粉末颗粒的荧光X射线强度而测定的。具体而言,例如,首先,将树脂和金属离子的供应源混合,由此得到具有已知金属离子浓度的树脂混合物。使用直径为13mm的压片工具,由200mg该树脂混合物得到球状样品。精确称量该球状样品的重量,测量球状样品的荧光X射线强度,以获得峰强度。按照上述相同方式,对其中所添加的金属离子供应源的量发生变化的球状样品进行测量,并由这些结果得到校正曲线。进而,利用该校正曲线,对作为测定对象的粉末颗粒中的金属离子的含量进行定量分析。
金属离子含量的调节方法的例子包括:1)调节所添加的金属离子供应源的量的方法,2)在通过聚集凝结法制造粉末颗粒的情况下,通过以下方式来调节金属离子的含量的方法:在聚集步骤中,加入凝集剂(例如,金属盐或金属盐聚合物)作为金属离子供应源,在聚集步骤的最后阶段,加入螯合剂(例如,乙二胺四乙酸(EDTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)或次氮基三乙酸(NTA)),通过螯合剂与金属离子形成配合物,并在洗涤步骤中除去所形成的配合物盐。
粉末颗粒的优选性质
体积平均粒径分布指数GSDv
在本示例性实施方案中,从涂膜的平滑性和粉末涂料的储存性能的观点出发,粉末颗粒的体积平均粒径分布指数GSDv优选等于或小于1.50,更优选等于或小于1.40,最优选地等于或小于1.30。
体积平均粒径D50v
另外,从使用少量的材料形成平滑性优异的涂膜的观点出发,粉末颗粒的体积平均粒径D50v优选为1μm至25μm,更优选为2μm至20μm,最优选为3μm至15μm。
平均圆度
另外,从涂膜的平滑性和粉末涂料的储存性能的观点出发,粉末颗粒的平均圆度优选地等于或大于0.96,更优选地等于或大于0.97,最优选地等于或大于0.98。
在此,粉末颗粒的体积平均粒径D50v和体积平均粒径分布指数GSDv是采用CoulterMultisizerII(由BeckmanCoulter,Inc.制造)并且使用ISOTON-II(由BeckmanCoulter,Inc.制造)作为电解液而测量的。
测量时,向2ml作为分散剂的5%的表面活性剂(优选为烷基苯磺酸钠)水溶液中添加0.5mg至50mg的测量样品。将所得到的材料加入到100ml至150ml的所述电解液中。
用超声波分散器对其中悬浮有样品的电解液进行1分钟的分散处理,并使用CoulterMultisizerII,采用孔径为100μm的小孔,对粒径为2μm至60μm的颗粒的粒径分布进行测量。此外,对50,000个颗粒进行了取样。
相对于基于所测量的粒径分布而划分的粒径范围(区间),从最小直径一侧开始绘制体积的累积分布。将累积百分比成为16%时的粒径定义为体积平均粒径D16v,而将累积百分比成为50%时的粒径定义为体积平均粒径D50v。此外,将累积百分比成为84%时的粒径定义为体积平均粒径D84v。
此外,体积平均粒径分布指数(GSDv)按(D84v/D16v)1/2来计算。
通过使用流动型颗粒图像分析仪“FPIA-3000(由Sysmex公司制造)”来测量粉末颗粒的平均圆度。具体而言,将0.1ml至0.5ml表面活性剂(烷基苯磺酸盐)作为分散剂加入到100ml至150ml的水(其中预先除去了固体杂质)中,并且向其中加入0.1g至0.5g的测量样品。使用超声波分散器对其中分散有测量样品的悬浮液进行1分钟至3分钟的分散处理,并且使分散液的浓度为3,000颗粒/μl至10,000颗粒/μl。使用流动型颗粒图像分析仪对分散液进行粉末颗粒的平均圆度的测量。
在此,粉末颗粒的平均圆度是通过确定针对粉末颗粒所测量的n个颗粒中各个颗粒的圆度(Ci)并通过以下等式进行计算而得到的值。此处,在以下等式中,Ci表示圆度(=具有与颗粒的投影面积相等面积的圆的周长/颗粒投影图像的周长),fi表示粉末颗粒的频率(frequency)。
等式1
外部添加剂
在根据本示例性实施方案的粉末涂料中,由于向粉末颗粒的表面添加外部添加剂从而该外部添加剂防止粉末颗粒之间产生聚集,因此使用少量的外部添加剂形成了平滑性优异的涂膜。
外部添加剂的具体例子包括无机颗粒。
无机颗粒的例子包括SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、以及MgSO4颗粒。
优选对作为外部添加剂的无机颗粒的表面进行疏水化处理。例如,疏水化处理通过将无机颗粒浸入疏水化试剂来实施。对疏水化试剂没有特别限定,其例子包括硅烷偶联剂、硅油、钛酸酯偶联剂和铝偶联剂。这些试剂可以单独使用或者以其两种或更多种组合使用。
通常,相对于100重量份的无机颗粒,疏水化试剂的量(例如)为1重量份至10重量份。
相对于粉末颗粒,从外部添加的外部添加剂的量(例如)优选为0.01重量%至5重量%,更优选为0.01重量%至2.0重量%。
粉末涂料的制造方法
接下来,将对根据本示例性实施方案的粉末涂料的制造方法进行说明。
根据本示例性实施方案的粉末涂料是在制备粉末颗粒之后,如有必要,从外部向粉末颗粒添加外部添加剂而获得的。
粉末颗粒可采用干式制造法(例如,捏合粉碎法)和湿式制造法(例如,聚集凝结法、悬浮聚合法、以及溶解悬浮法)中的任何方法制备而成。粉末颗粒的制造方法并不特别局限于这些制造方法,可以采用公知的制造方法。
其中,从容易将体积平均粒径分布指数GSDv、体积平均粒径D50v和平均圆度控制在上述优选范围内的观点出发,优选通过聚集凝结法获得粉末颗粒。
具体而言,粉末颗粒优选通过以下步骤制造:(1)在其中分散有表面调节剂的乳化分散颗粒、包含热固性树脂的第一树脂颗粒和热固化剂的分散液中,使得表面调节剂的乳化分散颗粒、第一树脂颗粒和热固化剂聚集,从而形成第一聚集颗粒,或者在其中分散有包含表面调节剂、热固性树脂和热固化剂的复合颗粒的分散液中,使复合颗粒聚集从而形成第一聚集颗粒;通过将分散有第一聚集颗粒的第一聚集颗粒分散液和分散有包含树脂的第二树脂颗粒的第二树脂颗粒分散液混合并使第二树脂颗粒在第一聚集颗粒的表面上聚集,从而形成第二树脂颗粒附着到第一聚集颗粒的表面上的第二聚集颗粒;以及加热分散有第二聚集颗粒的第二聚集颗粒分散液以使得第二聚集颗粒融合凝结。
在通过该聚集凝结法制造的粉末颗粒中,第一聚集颗粒的融合凝结部分为芯,附着到第一聚集颗粒的表面的第二树脂颗粒的融合凝结部分为树脂包覆部分。
以下,将对各个步骤进行详细说明。
在以下说明中,将对包含着色剂的粉末颗粒的制造方法进行说明,根据需要仅使用着色剂。
分散液制备步骤
首先,制备在聚集凝结法中使用的各分散液。具体来说,制备将表面调节剂乳化分散而获得的表面调节剂分散液、分散有包含芯的热固性树脂的第一树脂颗粒的第一树脂颗粒分散液、分散有热固化剂的热固化剂分散液、分散有着色剂的着色剂分散液以及分散有包含树脂包覆部分的树脂的第二树脂颗粒的第二树脂颗粒分散液。
另外,制备分散有包含芯用表面调节剂、热固性树脂和热固化剂的复合颗粒的复合颗粒分散液,来代替表面调节剂分散液、第一树脂颗粒分散液和热固化剂分散液。
在粉末涂料制备步骤中,将第一树脂颗粒、第二树脂颗粒和复合颗粒总称为“树脂颗粒”,并将树脂颗粒的分散液称为“树脂颗粒分散液”。
这里,树脂颗粒分散液(例如)通过使用表面活性剂将树脂颗粒分散在分散介质中而制备。
水性介质(例如)用作树脂颗粒分散液中所用的分散介质。
水性介质的例子包括水,如蒸馏水和离子交换水;醇;等等。介质可以单独使用,或者可以两种或更多种组合使用。
表面活性剂的例子包括阴离子表面活性剂,如硫酸酯盐、磺酸酯、磷酸酯和皂类的阴离子表面活性剂;阳离子表面活性剂,如胺盐和季铵盐阳离子之类的表面活性剂;以及非离子表面活性剂,如聚乙二醇、烷基酚环氧乙烷加成物和多元醇之类的非离子表面活性剂。其中,尤其是采用阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。非离子表面活性剂可以与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂组合使用。
表面活性剂可以单独使用,或者两种或更多种组合使用。
关于树脂颗粒分散液,作为将树脂颗粒分散在分散介质中的方法,可以列举使用(例如)旋转剪切式匀化器、或者具有介质的球磨机、砂磨机或研磨机(dynomill)的常规分散方法。根据树脂颗粒的类型,可以使用(例如)相反转乳化法使树脂颗粒分散在树脂颗粒分散液中。
相反转乳化法包括:将待分散的树脂溶解在树脂可溶于其中的疏水性有机溶剂中;向有机连续相(O相)中加入碱进行中和;通过投入水性介质(W相)使得树脂从W/O转变为O/W(所谓的相反转),从而形成不连续的相,由此将树脂以颗粒状分散在水性介质中。
树脂颗粒分散液的具体制造方法如下所述。
例如,在树脂颗粒分散液是其中分散有丙烯酸树脂颗粒的丙烯酸树脂颗粒分散液的情况中,使原料单体在水性介质中乳化,加入水溶性引发剂,如有必要加入用于控制分子量的链转移剂,并加热以进行乳化聚合,由此获得丙烯酸树脂颗粒分散液。
另外,在树脂颗粒分散液是其中分散有聚酯树脂颗粒的聚酯树脂颗粒分散液的情况中,加热并熔融原料单体,并在减压下缩聚以获得缩聚物,向所得的缩聚物中加入溶剂(例如,乙酸乙酯)以使缩聚物溶解,在向所得的溶液中加入弱碱性水溶液的同时进行搅拌,由此进行相反转乳化,从而获得聚酯树脂颗粒分散液。
此外,在树脂颗粒分散液是复合颗粒分散液的情况中,将表面调节剂、热固性树脂和热固化剂彼此混合,并分散(例如,进行诸如相反转乳化之类的乳化)于分散介质中,从而获得复合颗粒分散液。
分散于树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体积平均粒径例如优选为等于或小于1μm,更优选为0.01μm至1μm,甚至更优选为0.08μm至0.8μm,还更优选为0.1μm至0.6μm。
关于树脂颗粒的体积平均粒径,由激光衍射式粒径分布测定装置(例如,Horiba,Ltd.制造的LA-700)进行测量得到粒径分布,相对于利用该粒径分布而划分的粒径范围(区间),从最小直径一侧开始绘制体积的累积分布,并且相对于全部颗粒,将累积百分比成为50%时的粒径测定为体积平均粒径D50v。其他分散液中的颗粒的体积平均粒径也按照相同的方式测定。
包含在树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的含量例如优选为5重量%至50重量%,更优选为10重量%至40重量%。
例如,按照与树脂颗粒分散液的情况中相同的方式,还制备了热固化剂分散液和着色剂分散液。即,对于树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体积平均粒径、分散介质、分散方法和颗粒的含量的上述描述也适用于分散在着色剂分散液中的着色剂颗粒以及分散在热固化剂分散液中的热固化剂颗粒。
此外,与树脂颗粒分散液类似,分散乳化有表面调节剂的表面调节剂分散液也通过使用乳化剂(例如表面活性剂)来制备。可以将针对上述树脂颗粒分散液列举的表面活性剂用作表面活性剂。
表面调节剂分散液中的乳化分散颗粒的体积平均粒径优选为(例如)等于或小于0.5μm且等于或大于0.0001μm,更优选等于或小于0.1μm且等于或大于0.01μm。
乳化分散颗粒的体积平均粒径按照与树脂颗粒的体积平均粒径相同的方式测量。
表面调节剂分散液中所含的乳化分散颗粒的含量优选为(例如)1.0重量%至60重量%,更优选为10重量%至50重量%。
第一聚集颗粒形成步骤
接下来,将表面调节剂分散液、第一树脂颗粒分散液、热固化剂分散液和着色剂分散液混合。
在混合分散液中,使表面调节剂分散液、第一树脂颗粒、热固化剂和着色剂异相聚集,由此形成第一聚集颗粒,其具有接近目标粉末颗粒直径的直径并包含表面调节剂分散液、第一树脂颗粒、热固化剂和着色剂。
具体而言,例如,将凝集剂加入到混合分散液中,将混合分散液的pH调节为酸性(例如,pH为2-5)。如有必要,加入分散稳定剂。然后,在第一树脂颗粒的玻璃化转变温度下(具体而言,例如,从低于第一树脂颗粒的玻璃化转变温度30℃的温度至低于该玻璃化转变温度10℃的温度)加热混合分散液,以使分散在混合分散液中的颗粒聚集,从而形成第一聚集颗粒。
在第一聚集颗粒形成步骤中,可以通过将包含表面调节剂、热固性树脂、以及热固化剂的复合颗粒分散液与着色剂分散液混合,并使复合颗粒和着色剂在混合分散液中进行异相聚集,从而形成第一聚集颗粒。
在第一聚集颗粒形成步骤中,例如,可在用旋转剪切式匀化器搅拌混合分散液的条件下、在室温(例如25℃)下加入凝集剂,可将混合分散液的pH调节为酸性(例如,pH为2至5),如有必要可加入分散稳定剂,之后可进行上述加热。
凝集剂的例子包括具有与待加入到混合分散液中用作分散剂的表面活性剂的极性相反的极性的表面活性剂、金属盐、金属盐聚合物、以及金属络合物。在使用金属络合物作为凝集剂的情况中,表面活性剂的用量减少,并且带电特性提高。
在聚集后,如有必要,可使用添加剂以与凝集剂的金属离子形成键从而形成配合物或与其类似的键。优选使用螯合剂作为添加剂。由于添加了螯合剂,当过量加入凝集剂时,能够调节粉末颗粒的金属离子含量。
在此,作为凝集剂的金属盐、金属盐聚合物或金属配合物被用作金属离子的供应源。其例子如上文所述。
作为螯合剂,可以列举水溶性螯合剂。螯合剂的具体例子包括羟基羧酸,如酒石酸、柠檬酸、以及葡糖酸;亚氨基二乙酸(IDA);次氮基三乙酸(NTA);以及乙二胺四乙酸(EDTA)。
相对于100重量份的树脂颗粒,螯合剂的添加量例如可以为0.01重量份至5.0重量份,更优选为0.1重量份至小于3.0重量份。
第二聚集颗粒形成步骤
接下来,将获得的第一聚集颗粒分散液(其中分散有第一聚集颗粒)与第二树脂颗粒分散液混合。
此外,第二树脂颗粒可以与第一树脂颗粒相同或不同。
在其中分散有第一聚集颗粒和第二树脂颗粒的混合分散液中,使第二树脂颗粒聚集从而附着到第一聚集颗粒的表面上,由此形成其中第二树脂颗粒附着到第一聚集颗粒表面上的第二聚集颗粒。
具体而言,例如,在第一聚集颗粒形成步骤中,当第一聚集颗粒的粒径达到目标粒径时,将第二树脂颗粒分散液与第一聚集颗粒分散液混合,并在等于或低于第二树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度下对混合分散液进行加热。
通过将混合分散液的pH调节到例如约6.5至约8.5的范围内,以使得聚集过程停止。
因此,得到了第二聚集颗粒,其中第二树脂颗粒发生聚集从而附着到第一聚集颗粒的表面上。
融合凝结步骤
接下来,将其中分散有第二聚集颗粒的第二聚集颗粒分散液在(例如)等于或高于第一和第二树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度(例如,比第一和第二树脂颗粒的玻璃化转变温度高10℃至30℃的温度)下加热,使得第二聚集颗粒融合凝结,从而形成粉末颗粒。
通过上述步骤得到粉末颗粒。
这里,在融合凝结步骤结束后,使分散液中形成的粉末颗粒经历公知的洗涤步骤、固液分离步骤、以及干燥步骤,从而得到干燥的粉末颗粒。
在洗涤步骤中,从带电性能的观点出发,优选用离子交换水来充分地进行置换洗涤。此外,虽然对固液分离步骤没有特别的限制,但是从生产性的观点考虑,优选抽吸过滤、加压过滤等。另外,虽然对干燥步骤的方法也没有特别的限制,但是从生产性的观点出发,优选进行冷冻干燥、气流式干燥、流化干燥、振动式流化干燥等。
根据本示例性实施方案的粉末涂料是通过(例如)按需向所得的干燥粉末颗粒中添加和混合外部添加剂而制造的。优选利用(例如)V型混合机、亨舍尔(Henschel)混合机或罗地格混合机来进行混合。此外,如果需要,可以使用振动筛分机、风力分级器等除去粗调色剂颗粒。
涂覆制品/涂覆制品的制造方法
根据本示例性实施方案的涂覆制品是具有涂膜的涂覆制品,所述涂膜利用根据本示例性实施方案的粉末涂料形成在待涂覆对象的表面上。作为根据本示例性实施方案的涂覆制品的制造方法,有利用根据本示例性实施方案的粉末涂料进行涂覆的涂覆制品的制造方法。
具体而言,在用粉末涂料涂覆待涂覆表面后,通过加热(烘烤)来固化具有粉末涂料的涂膜,由此形成涂覆制品。
在利用粉末涂料的涂覆中,可以使用公知的涂覆方法,如静电粉末涂覆、摩擦带电粉末涂覆和流化浸渍。粉末涂料的涂膜的厚度可以是(例如)30μm至50μm。
加热温度(烘烤温度)例如优选为90℃至250℃,更优选为100℃至220℃,还更优选为120℃至200℃。此外,根据加热温度(烘烤温度)来调节加热时间(烘烤时间)。
粉末涂料的涂覆和加热(烘烤)可以一起进行。
对待用粉末涂料进行涂覆的目标产品没有特别限制,可使用各种金属部件、陶瓷部件或树脂部件。这些目标产品可以是没有成型为各产品(如板状品或线状品)的非成型品,并且可以是被成型为用于电子部件、路面车辆、建筑物内部和外部材料的成型品。另外,目标产品可以是包括预先经过表面处理(如,底漆处理、镀覆处理或电沉积涂覆)的待涂覆面的产品。
实施例
下文中,将利用实施例对本示例性实施方案进行详细说明,但是并不限于这些实施例。在以下说明中,除非另有明确指出,“份”和“%”基于重量。
第一树脂颗粒分散液(1)
·苯乙烯:320份
·丙烯酸正丁酯:80份
·丙烯酸:10份
·十二硫醇:10份
·非离子表面活性剂(由SanyoKaseiKogyoK.K.制造的Nonypol400):6份
·阴离子表面活性剂(由DaiichiKogyoSeiyakuCo.制造的NeogenR):10份
·离子交换水:550份
将上述材料在烧瓶中分散乳化,缓缓地混合并搅拌10分钟,并向其中加入50份溶解有4份过硫酸铵的离子交换水。之后,进行氮气置换,在对烧瓶中的溶液进行搅拌的同时,将溶液在油浴中加热到70℃,然后继续乳化聚合5小时,从而获得第一树脂颗粒分散液(1)。
关于分散液,采用激光衍射粒径测量仪(由HORIBA公司制造的LA-700)测量的树脂颗粒的体积平均粒径(D50)为155nm,采用差示扫描量热仪(由SHIMADZU公司制造的DSC-50)以10℃/分钟的升温速率测得的树脂的玻璃化转变温度为54℃,并且使用分子量测量装置(由Tosoh公司制造的HLC-8020)以四氢呋喃(THF)作为溶剂测量的重均分子量(聚苯乙烯换算)为33,000。
第二树脂颗粒分散液(2)
·苯乙烯:80份
·丙烯酸正丁酯:20份
·丙烯酸:2.5份
·十二硫醇:2.5份
·非离子表面活性剂(由SanyoKaseiKogyoK.K.制造的Nonypol400):1.5份
·阴离子表面活性剂(由DaiichiKogyoSeiyaku公司制造的NeogenR):1.5份
·离子交换水:150份
将上述材料在烧瓶中分散乳化,缓缓地混合并搅拌10分钟,并向其中加入50份溶解有1.0份过硫酸铵的离子交换水。之后,进行氮气置换,在对烧瓶中的溶液进行搅拌的同时,将溶液在油浴中加热到70℃,然后继续乳化聚合5小时,从而获得第二树脂颗粒分散液(2)。
关于分散液,采用激光衍射粒径测量仪(由HORIBA公司制造的LA-700)测量的树脂颗粒的体积平均粒径(D50)为155nm,采用差示扫描量热仪(由SHIMADZU公司制造的DSC-50)以10℃/分钟的升温速率测得的树脂的玻璃化转变温度为54℃,并且使用分子量测量装置(由Tosoh公司制造的HLC-8020)以THF作为溶剂测量的重均分子量(聚苯乙烯换算)为31,000。
着色剂分散液(K)
·炭黑(由EvonikIndustries制造的Nipx35):50份
·阴离子表面活性剂(由DaiichiKogyoSeiyaku公司制造的NeogenR):5份
·离子交换水:200份
将上述材料混合,并通过高压冲击型分散机ULTIMIZER(由SuginoMachine公司制造的HJP30006)进行分散处理1小时,从而获得着色剂分散液(K)。着色剂分散液(K)中的着色剂颗粒的平均粒径为190nm,并且着色剂分散液的固体含量为20%。
实施例1
粉末颗粒(1)的制备
·第一树脂颗粒分散液(1):260份
·热固化剂(由Daicel-Evonik公司制造的VESTAGONB1530):20份
·硅油乳化液(固体含量53%):25份
(由Shin-EtsuChemical公司制造的X-52-8048:含有长链烷基的硅油乳液)
·着色剂分散液(K):32.7份
·阳离子表面活性剂(由Kao公司制造的SANISOLB50):1.5份
·聚氯化铝:0.36份
·离子交换水:1000份
使用匀化器(由IKA公司制造的ULTRA-TURRAXT50)将上述材料在圆底不锈钢烧瓶中混合分散,在于烧瓶中搅拌的同时在加热油浴中加热至48℃。在将所得材料于48℃下保持30分钟后使用光学显微镜确认聚集颗粒的形成。
将130份的第二树脂颗粒分散液(2)添加到上述所得物中。之后,使用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠水溶液将液体的pH调节至8.0,将烧瓶气密封,在使搅拌轴的密封以磁力方式进行来继续搅拌溶液的同时,将溶液加热至90℃,并进一步保持3小时。在反应完成后,将烧瓶中的溶液冷却,然后通过Nutsche型抽滤进行固液分离。将固形物再次分散在1000份30℃的离子交换水中,使用搅拌桨叶以300rpm搅拌15分钟,然后通过Nutsche型抽滤进行固液分离。重复进行再分散和抽滤,在滤液的导电率等于或小于10.0μS/cmt的状态下完成洗涤。
下面,使用真空干燥器将所得物连续干燥12小时,从而获得粉末颗粒(1)。
粉末颗粒(1)的芯具有海岛结构,由硅油形成的岛部分的直径为0.1μm。
另外,粉末颗粒(1)的体积平均粒径D50v为5.8μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.25,并且平均圆度为0.97。
此外,粉末颗粒(1)的铝离子的含量为0.01重量%。
将粉末颗粒(1)埋入环氧树脂中,然后切割所埋入的粉末颗粒,通过透射电子显微镜观察颗粒的截面图像,此时确认粉末颗粒的表面被树脂包覆部分包覆。
粉末涂料(1)的制备
将0.5重量份的疏水性二氧化钛颗粒(一次粒径为50nm)混合到100重量份的所获得的粉末颗粒(1)中作为外部添加剂,从而获得粉末涂料(1)。
实施例2
在与实施例1相同的条件下获得了粉末颗粒(2),不同之处在于,将实施例1中使用的硅油乳液换成如下所述制备的“含有甲基丙烯酸基团的硅油(由Shin-EtsuChemical公司制造的X-22-2426)”的乳液,并如实施例1那样设定添加量。
硅油乳液的制备
·含有甲基丙烯酸基团的硅油:480份
(由Shin-EtsuChemical公司制造的X-22-2426)
·阴离子表面活性剂(由DaiichiKogyoSeiyaku公司制造的NeogenRK):50份
·离子交换水:520份
将上述组分的混合溶液的温度调节为30℃,并使用匀化器(由IKA公司制造的ULTRA-TURRAXT50)将混合溶液分散,然后使用Manton-Gaulin高压匀化器(由Gaulin公司制造)进行分散处理,因此制备了硅油乳液(固体含量48%)。
所获得的粉末颗粒(2)的芯具有海岛结构,由硅油形成的岛部分的直径为0.005μm。
另外,粉末颗粒(2)的体积平均粒径D50v为5.6μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.21,并且平均圆度为0.98。
此外,粉末颗粒(2)的铝离子的含量为0.005重量%。
然后,在与实施例1相同的条件下获得粉末涂料(2),不同之处在于使用了粉末颗粒(2)。
实施例3
在与实施例1相同的条件下获得粉末颗粒(3),不同之处在于,将实施例1中使用的硅油乳液换成“含有甲基丙烯酸基团的硅油乳液(固体含量48%,由Shin-EtsuChemical公司制造的X-52-8164A)”,并如实施例1那样设定所添加的量。
所获得的粉末颗粒(3)的芯具有海岛结构,由硅油形成的岛部分的直径为0.02μm。
另外,粉末颗粒(3)的体积平均粒径D50v为5.5μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.23,并且平均圆度为0.96。
此外,粉末颗粒(3)的铝离子的含量为0.02重量%。
然后,在与实施例1相同的条件下获得粉末涂料(3),不同之处在于使用了粉末颗粒(3)。
实施例4
在与实施例1相同的条件下获得粉末颗粒(4),不同之处在于,将实施例1中使用的硅油乳液换成“含有甲基丙烯酸基团的硅油乳液(固体含量30%,由Shin-EtsuChemical公司制造的KM-9739)”,并如实施例1那样设定所添加的量。
所获得的粉末颗粒(4)的芯具有海岛结构,由硅油形成的岛部分的直径为0.05μm。
另外,粉末颗粒(4)的体积平均粒径D50v为5.8μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.22,并且平均圆度为0.96。
此外,粉末颗粒(4)的铝离子的含量为0.007重量%。
然后,在与实施例1相同的条件下获得粉末涂料(4),不同之处在于使用了粉末颗粒(4)。
实施例5
在与实施例1相同的条件下获得粉末颗粒(5),不同之处在于,将实施例1中使用的硅油乳液换成如下制备的“二甲基硅油(由Shin-EtsuChemical公司制造的KF-96-1000cs)”的乳液,并如实施例1那样设定所添加的量。
硅油乳液的制备
·二甲基硅油:480份
(由Shin-EtsuChemical公司制造的KF-96-1000cs)
·阴离子表面活性剂(由DaiichiKogyoSeiyaku公司制造的NeogenRK):50份
·离子交换水:520份
将上述组分的混合溶液的温度调节为30℃,并使用匀化器(由IKA公司制造的ULTRA-TURRAXT50)将混合的溶液分散,然后使用Manton-Gaulin高压匀化器(由Gaulin公司制造)进行分散处理,从而制备了硅油乳液(固体含量48%)。
所获得的粉末颗粒(5)的芯具有海岛结构,由硅油形成的岛部分的直径为0.01μm。
另外,粉末颗粒(5)的体积平均粒径D50v为5.7μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.24,并且平均圆度为0.98。
此外,粉末颗粒(5)的铝离子的含量为0.01重量%。
然后,在与实施例1相同的条件下获得粉末涂料(5),不同之处在于使用了粉末颗粒(5)。
对比例1
将在JP-A-2010-090355中公开的实施例1中获得的芯/壳型树脂颗粒(E1)用作对比例1。
在树脂颗粒(E1)中,没有发现由蜡等的表面平滑剂获得的域结构(岛部分),仅发现着色剂。
在与实施例1相同的条件下获得粉末涂料,不同之处在于使用了树脂颗粒(E1)。
评价
粉末涂料的涂膜样品的制造
通过静电涂覆法等将在各实施例中获得的粉末涂料涂覆在磷酸锌处理过的钢板的测试板上,并在180℃的加热温度下加热(烘烤)1小时的加热时间,获得了厚度为30μm的涂膜样品。
涂膜平滑性评价
使用表面粗糙度测量仪(SURFCOM1400A,由TokyoSeimitsu公司制造)测量涂膜样品的表面的中心线平均粗糙度(下文中称为“Ra”。单位:μm)。
此外,显示随着Ra数增加,表面平滑性降低。
评价标准如下。样品的评价结果在以下表1中示出。
G1(A):Ra等于或小于0.4μm
G2(B):Ra大于0.4μm且等于或小于0.5μm
NG(C):Ra大于0.5μm
耐储存性评价
在将各实施例中所获得的粉末涂料在温度控制为50℃和湿度控制为50RH%的恒温恒湿槽中储存17小时后,使用振动筛检查通过200目(75微米(μm)孔)的粉末涂料的量,并基于下述标准进行评估。样品的评价结果在以下表1中示出。
G1(A):通过量等于或大于90%
NG(C):通过量小于90%
如表1所示,在实施例中,与对比例相比,发现:由于芯中包括表面调节剂的岛部分的海岛结构,获得了平滑性优异的涂膜。
另外,发现:实施例的粉末涂料在耐储存性方面优异。
已经出于示例和描述的目的对本发明的示例性实施方案进行了以上说明。其并非旨在穷尽地描述或将本发明限制到所公开的精确形式。显然,多种修改和变化对于本领域的技术人员来说将是明显的。选择这些实施方案并进行说明是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用,从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施方案、以及利用各种调整而适合于所预期的具体应用。本发明的范围旨在由随附的权利要求及其等同物来限定。
Claims (20)
1.一种热固性粉末涂料,包含:
具有芯和树脂包覆部分的粉末颗粒,所述芯具有由岛部分和海部分构成的海岛结构,所述岛部分包含表面调节剂,所述海部分包含热固性树脂和热固化剂,所述树脂包覆部分包覆所述芯的表面。
2.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,
其中所述表面调节剂选自由聚硅氧烷化合物和蜡组成的组。
3.根据权利要求2所述的热固性粉末涂料,
其中所述聚硅氧烷化合物选自由硅油和改性硅油组成的组。
4.根据权利要求2所述的热固性粉末涂料,
其中所述聚硅氧烷化合物为非反应性硅油。
5.根据权利要求2所述的热固性粉末涂料,
其中所述聚硅氧烷化合物为包含长链烷基的硅油。
6.根据权利要求2所述的热固性粉末涂料,
其中所述蜡为烃蜡。
7.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,
其中所述热固性树脂的SP值与所述表面调节剂的SP值之间的差值的绝对值等于或大于3.0。
8.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,
其中相对于所述粉末颗粒整体而言,所述芯中的所述表面调节剂的含量为0.01重量%至10.0重量%。
9.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,
其中所述热固性树脂为选自由热固性(甲基)丙烯酸树脂和热固性聚酯树脂组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的热固性粉末涂料,
其中所述热固性(甲基)丙烯酸树脂包含选自由环氧基、羧基和羟基组成的组中的至少一种基团。
11.根据权利要求9所述的热固性粉末涂料,
其中所述热固性(甲基)丙烯酸树脂的数均分子量为1,000至20,000。
12.根据权利要求9所述的热固性粉末涂料,
其中所述热固性聚酯树脂的酸值和羟值之和为10mgKOH/g至250mgKOH/g,并且所述热固性聚酯树脂的数均分子量为1,000至100,000。
13.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,
其中所述热固化剂包含选自由环氧基、羧基、羟基和封端异氰酸酯基组成的组中的至少一种官能团。
14.根据权利要求13所述的热固性粉末涂料,
其中所述热固化剂包含十二烷二酸。
15.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,
其中相对于所述热固性树脂,所述热固化剂的含量为1重量%至30重量%。
16.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,
其中所述树脂包覆部分的包覆率为30%至100%。
17.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,还包含:
相对于所述粉末颗粒整体而言,含量为0.002重量%至0.2重量%的二价或更高价的金属离子。
18.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,
其中相对于所述粉末颗粒,所述粉末颗粒的表面包含量为0.01重量%至5重量%的外部添加剂。
19.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,
其中所述粉末颗粒的体积平均粒径分布指数GSDv等于或小于1.50。
20.根据权利要求1所述的热固性粉末涂料,
其中所述粉末颗粒的所述芯中的包含所述表面调节剂的所述岛部分的直径为0.001μm至0.5μm。
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