CN110546218B - 粉末涂料组合物 - Google Patents
粉末涂料组合物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110546218B CN110546218B CN201880025948.9A CN201880025948A CN110546218B CN 110546218 B CN110546218 B CN 110546218B CN 201880025948 A CN201880025948 A CN 201880025948A CN 110546218 B CN110546218 B CN 110546218B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder coating
- coating composition
- weight
- component
- acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/03—Powdery paints
- C09D5/033—Powdery paints characterised by the additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2150/00—Compositions for coatings
- C08G2150/20—Compositions for powder coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
- C08K5/19—Quaternary ammonium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
- C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
- C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
- C08K5/5393—Phosphonous compounds, e.g. R—P(OR')2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明涉及含有粘合剂组合的粉末涂料组合物。所述粘合剂组合包含以下组分:A)15重量%至70重量%的一种或多种含羧基的无定形聚酯树脂的粘合剂,所述聚酯树脂具有50mg KOH/g至100mg KOH/g的算术平均酸值,B)20重量%至50重量%的一种或多种含环氧基团的聚合物的粘合剂,所述聚合物具有350克/当量至650克/当量优选为400克/当量至650克/当量的算术平均环氧当量,所述聚合物优选基于双酚A和酚醛树脂清漆(phenol novolak),C)5重量%至55重量%的一种或多种含有羧基的结晶或半结晶聚酯树脂的粘合剂,所述聚酯树脂具有15mg KOH/g至00mg KOH/g的算术平均酸值,D)0.5重量%至6重量%(基于整个配方)的用于交联反应的一种或多种催化剂(促进剂),和任选的E)0重量%至10重量%(基于整个配方)的一种或多种具有用于与组分A),B)和C)的羧基和/或环氧基团发生交联反应的反应性基团的组分。基于用于合成的单体,根据A)和C)的聚酯树脂含有总量为15重量%至75重量%,优选为15重量%至60重量%,特别优选为20重量%至50重量%的线性和未支化的脂肪族二醇或其衍生物和/或线性和未支化的脂肪族二元羧酸或其衍生物。本发明还涉及制备这种粉末涂料组合物的方法及其用途。
Description
技术领域
本发明涉及粉末涂料体系,该体系可以在非常低的烘烤温度下固化并且具有非常好的可变形性。
背景技术
根据本发明的粉末涂料含有(半)结晶组分,并可用于涂覆各种各样的基材。特别是,可以在低烘烤温度和短烘烤时间下涂覆热敏基材如木材,以获得具有良好机械性能的光滑或有纹理的粉末涂覆表面。由于具有改进的性能的缘故,特别是改善的柔韧性和可变形性的缘故,这些粉末涂料的单层涂层可用于木材,由于所述基材尺寸的变化而具有低的裂纹形成风险。本发明包括低温粉末涂料,其具有光滑的和具有纹理的表面并具有从暗熟化到高光泽的不同光泽度。
为了涂覆热敏基材,通常使用促凝的环氧/聚酯粉末涂料(混合粉末涂料)。与纯环氧树脂粉末涂料相比,它们的特征在于低烘烤温度和显著更好的紫外线抗性。
在本说明书中,术语“高反应性粉末涂料”或“低烘烤温度”(低温或低固化粉末涂料)意味着粉末涂料可用于涂覆热敏性基材,例如像LDF/MDF/HDF木纤维板或刨花板等。固化温度和烘烤时间必须非常短,以致基本上不会发生基材和涂层的热损坏。在现有技术中,使用用于热敏基材的粉末涂料,其可在135℃至150℃的基材表面温度下在3分钟至5分钟内固化。本说明书中公开的高反应性粉末涂料在这些烘烤条件下,并且如果需要,在甚至更温和的烘烤条件下,例如在130℃至140℃的基材表面温度下2分钟至5分钟显示出良好的性能;这些对于各种各样的应用例如在家具工业中是必要的。
粉末涂料储存时的稳定性是粉末涂料潜在应用的决定性因素。在本说明书的上下文中,如果在30℃的环境温度下储存粉末涂料两周后,粉末涂料的涂层质量没有恶化,则储存时的稳定性被定义为令人满意。优选地,在30℃下储存4周后,固化的粉末涂膜的性能没有劣化。假设在较低的储存温度下,例如低于20℃,粉末涂料在储存相应较长的时间后是稳定的,以便适合于工业用途。粉末涂料的质量在储存稳定性测试的背景下进行评估,主要是借助于根据8130-6进行的凝胶时间测量。对于加热块,凝胶时间测量在130℃的温度下进行。与标准中规定的相反,在将粉末涂料测试部分转移到加热块中的凹陷中之后而不是在粉末完全熔化之后立即开始时间测量。如果在储存之前和之后,在凝胶时间测量中观察到凝胶时间超过50%的差异,那么储存稳定性被解释为不充分。
此外,粉末涂料在储存时必须具有非常好的,良好的或至少可接受的物理稳定性。如果粉末涂料在30℃下储存4周后没有表现出结块,则认为储存时的物理稳定性为非常好。如果粉末涂料在30℃下储存2周后没有显示结块,则认为储存时的物理稳定性为良好。如果粉末涂料在30℃下储存1周后没有显示结块,则认为储存时的物理稳定性是可接受的,低于此,则认为储存时的物理稳定性是不可接受的。
为了固化粉末涂料,必须将其在烘箱中熔化然后热交联。对于热交联,必须至少观察到以上规定的烘烤条件。因此,涂有粉末涂料的基材暴露于粉末涂料的固化温度或烘烤温度一段规定的时间。为了熔化和固化,可以采用各种烘箱技术,例如对流烘箱、红外烘箱或其组合。红外线烘箱是优选的,因为它们更快地加热基材表面。以这种方式,避免了基材的完全加热,并且涉及基材的热损坏或放气(outgassing)的问题较少。
促凝混合粉末涂料通常不具有足够的机械性能或柔韧性和可变形性,以能够用于木材如LDF/MDF/HDF上的单层涂层。出于这个原因,各种粉末涂料制造商开发了需要构建两层涂层的涂层体系。特殊的粉末涂料底漆确保机械性能并防止面漆中形成裂纹,这反过来保护了所需的表面性能。
对仅需要作为单层涂层施加并且具有良好的抗裂性的低温粉末涂料存在巨大需求,特别是来自家具工业及其供应商,例如MDF(中密度纤维板)粉末涂料制造商。单层涂层应用的主要优点是对工厂的投资较低或者对于相同的烘箱容量具有较高的可能生产率并且降低了基材上的热负荷。另一个优点是可以采用更多的温度敏感基材选择。对于底漆涂层,诸如中密度纤维板(MDF)的木材可以变干,因此基材的导电性降低并且可能出现面漆的静电施加问题。因此,对于双层涂层应用,使用具有改进导电性的特殊MDF板(例如来自Egger的“MBP-L”型MDF),但这些成本更高。对于单层涂层面漆应用,可以使用较便宜的标准MDF板。
除了单层面漆外,还需要具有光滑表面的所有低温粉末涂料。由于高反应性,难以获得具有低温粉末涂料的光滑涂层,因为在熔化之后仅有短时间可用于粉末涂料流动和在固化反应开始之前形成光滑表面。交联的开始增加了粉末涂料的熔体粘度,并且粉末涂料无法再流动。因此,高反应性粉末涂料通常表现出所谓的桔皮表面,并且优选配制并用作纹理型粉末涂料。根据本发明的粉末涂料配方产生明显更光滑的表面,因为它们具有较低的熔体粘度。以这种方式,以熔融相流动是更好的并且光滑的配方是可能的。
除了上述要求之外,还需要相对于标准环氧/聚酯混合粉末涂料存在改进的紫外线抗性,由于其中含有环氧树脂,因此在耐光性方面受到严格限制。在室内使用数年后,这种粉末涂料可能会发黄。光稳定剂和抗氧化剂不能抑制这种泛黄,因此不能以这种方式改善耐光性。在根据本发明的粉末涂料的特别适合的实施方案中,就此而言,可以实现对现有技术的显著改进。
已经出现描述了粉末涂料配方的公开文献,所述粉末涂料配方使用无定形聚酯树脂和(半)结晶聚酯树脂的组合并且包括羧基。已经使用各种用于交联这些聚酯树脂的硬化剂,例如环氧官能硬化剂和树脂(例如AralditePT910、BPA基环氧树脂、GMA丙烯酸酯树脂等)或β-羟烷基酰胺化合物(例如Primid)。丙烯酸酯树脂优于基于BPA的环氧树脂的优点在于更好的紫外线抗性,这意味着它们可以在户外使用。然而,对于高反应性粉末涂料,不能使用环氧官能丙烯酸酯树脂,因为它们的反应性太低。
粉末涂料木材如MDF对涂覆工艺提出了很高的要求。除此之外,必须非常严格地控制三维基材的所有表面和边缘上的表面温度。为了保护粉末涂层的性能,必须在所有边缘上进行固化。另一方面,热负荷必须保持尽可能低,以避免或保持低的基材损坏和放气。由于这个原因,低温粉末涂料通常仅在烘烤窗口的下限处交联,这对烘箱技术和烘箱设置提出了很高的要求,以便将温度保持在非常窄的范围内。能够扩展该处理窗口且如此进行不会导致质量问题将是非常有利的。令人惊奇的是,已经表明本说明书中公开的粉末涂料更耐用(robust),并且当发生轻微的固化不足时,与目前已知的低温粉末涂料基于所谓的聚酯和环氧树脂的混合物相比,不会表现出那么严重的机械性能下降(例如在变形时或在根据IOS-TM-0022进行一致性测试时没有形成裂纹)。现有技术的促凝混合粉末涂料在未完全固化时表现出机械性能的严重下降。
涂覆的木材通常用于家具工业,其中除了纹理表面之外,特别需要具有低光泽度的光滑表面。光滑表面的光泽度通常小于60光泽度单位(测量角度为60°),优选小于50光泽度单位(测量角度为60°)。为了制造涂覆的家具部件,主要使用湿漆料,因为它们可以产生足够光滑的表面并且还提供低光泽度。因此,对粉末涂料的要求除了尽可能光滑的表面外,还要尽可能低的光泽度。然而,对于低温粉末涂料,没有已知的熟化方法,其在所述的低于150℃的低烘烤温度可以产生低于50光泽度单位的低光泽度(测量角度为60°)。通过添加大量的熟化蜡(mattification wax),可以产生小于50光泽度单位(测量角度为60°)的光泽度。然而,这些方法不能提供稳定的熟化(mattification),因为表面可以抛光,因此光泽度可以提高到超过50光泽度(测量角度为60°)。
十多年来,已经尝试开发满足上述要求的低温粉末涂料。在本说明书中,公开了粉末涂料配方,由于非常特殊的组合物,其具有令人惊讶的高反应性,同时在储存时是稳定的,因此适合用作热敏基材的单层涂层粉末涂料,还可用于生产光滑的表面。此外,描述了具有更好耐光性的配方。因此,可以以这种方式生产的根据本发明的粉末涂料提供了一种应用范围,迄今为止,现有技术的基于聚酯和环氧树脂的混合粉末涂料是无法达到该应用范围的。
WO 2004/041904 A1描述了一种粉末涂料组合物,其含有无定形聚酯树脂和半结晶聚酯树脂以及环氧当量EEW为150至1500克/当量的“多苯氧基”树脂。基于双酚A的环氧树脂和苯酚或甲酚-环氧酚醛树脂清漆被称为“聚苯氧基”树脂。该文献中没有描述高反应性粉末涂料。对于无定形聚酯的酸值和对于“多苯氧基”组分的EEW给出的范围不适用于高反应性粉末涂料。没有公开用于促凝低温粉末涂料以获得涂覆热敏基材所需的烘烤条件同时在储存时为粉末涂料提供足够稳定性的解决方案。
DE 102006057837 A1公开了一种粉末涂料组合物,其同时含有(半)结晶聚酯和无定形聚酯,并且通过含有环氧基团和/或羟烷基酰胺基团的硬化剂进行交联。该文献中没有描述高反应性粉末涂料。
US 6 184 311 B1或WO 91/14745描述了一种半结晶和无定形聚酯树脂的粘合剂组合物,其具有可与环氧树脂或其它反应性基团固化的羧基。然而,所述的混合粉末涂料不是高反应性粉末涂料。针对无定形聚酯的酸值、环氧树脂的EEW给出的范围以及催化剂的类型和数量并不表示它可以应用于高反应性粉末涂料。在要求保护的占聚酯树脂的重量高达100%的大量半结晶聚酯的情况下,根据本说明书给出的定义,粉末涂料在储存时不再足够稳定。
US 6 660 398 B1又描述了半结晶聚酯树脂与无定形聚酯树脂的组合。要求保护的半结晶聚酯尤其由1,12-十二烷二酸组成,并且根据说明书,优选的酸值小于30mg KOH/g。粉末涂料不是混合粉末涂料,也不是低温粉末涂料。给出的硬化剂是缩水甘油酯,如TGIC和Araldite PT 910,以及羟基烷基酰胺如Primid XL-552。
发明内容
在本发明的上下文中,令人惊讶地观察到,可以生产基于环氧树脂和聚酯树脂的高反应性混合粉末涂料(其中添加(半)结晶树脂—在优选实施方案中非常特殊),其具有良好的机械性能和可变形性。因此可以使用低温粉末涂料用于木材的单层涂覆。此外,添加(半)结晶树脂会降低熔体粘度,因此高反应性粉末涂料可以获得光滑表面。
本发明涉及一种粉末涂料配方,所述粉末涂料配方含有一种特殊的粘合剂组合,该粘合剂组合通过特殊的催化剂促凝,以获得高反应性的粉末涂料。所述粘合剂由至少三种组分组成,即,无定形聚酯树脂、(半)结晶聚酯树脂和环氧树脂。所述聚酯树脂含有在烘烤过程中与环氧基团反应的羧基,从而产生化学交联的粉末涂膜。
因此,根据本发明的粉末涂料含有包含以下组分的粘合剂组合:
A)15重量%至70重量%的由一种或多种含羧基的无定形聚酯树脂形成的粘合剂,所述含羧基的无定形聚酯树脂具有50mg KOH/g至100mg KOH/g的算术平均酸值,
B)20重量%至50重量%的由一种或多种含环氧基团的聚合物形成的粘合剂,所述含环氧基团的聚合物具有350克/当量至650克/当量,优选为400克/当量至650克/当量的算术平均环氧当量,所述聚合物优选基于双酚A和酚醛清漆(phenol novolak),
C)5重量%至55重量%的由一种或多种含有羧基的结晶或半结晶聚酯树脂形成的粘合剂,所述含有羧基的结晶或半结晶聚酯树脂具有15mg KOH/g至100mg KOH/g的算术平均酸值,
D)0.5重量%至6重量%(基于整个配方)的用于交联反应的一种或多种催化剂(促进剂),和任选的
E)0重量%至10重量%(基于整个配方)的具有用于与组分A)、B)和C)的羧基和/或环氧基团发生交联反应的反应性基团的一种或多种组分,
其中,相对于用于合成的单体,根据A)和C)所述的聚酯树脂含有总量为15重量%至75重量%,优选为15重量%至60重量%,特别优选为20重量%至50重量%的线性和未支化的脂肪族二醇或其衍生物和/或线性和未支化的脂肪族二元羧酸或其衍生物。*所述平均酸值是针对单个组分的酸值及其比例计算的,例如组分A)由80%的酸值为80mg KOH/g的聚酯和20%的酸值为40mg KOH/g的聚酯组成。因此,组分A)的平均酸值为(0.8*80)+(0.2*40)=64+8=72。
在各组分A)至D)以及任选的A)至E)的比例之和不是100重量%的情况下,相对于100重量%的剩余部分由填料提供,这在现有技术中是已知和通用的。
已经表明,通过添加如上所述的平均酸值为15至100mg KOH/g的特殊(半)结晶聚酯树脂,获得了具有非常好的可变形性的混合粉末涂料。同时,已经表明,通过添加这些(半)结晶组分,可以降低粉末涂料的反应性,因此对于涂覆温度敏感的基材如MDF木纤维板不再具有足够的反应性。令人惊奇的是,现已发现,结晶聚酯与上述非常特殊的环氧树脂的组合,具有环氧当量(EEW)的窄范围为350至650克/当量,优选为400至650克/当量,使用具有50至100mg KOH/g的较高酸值的无定形聚酯树脂,并且使用特殊催化剂,可以将反应性提高到足够高的水平,使得粉末涂料能够在135℃至150℃(基材表面温度)和更高温度下在3分钟至5分钟之后固化。因此,根据本发明,获得具有高反应性的粉末涂料,其具有高的可变形性,并且由于其交联密度,提供了耐受的涂覆表面。通过添加所述(半)结晶组分,可以生产低温粉末涂料,与常规低温粉末涂料相比,其具有明显更光滑的表面。通过(半)结晶组分,熔体粘度严重降低,因此粉末涂料在熔融时可以更好地流动,并且避免了高反应性粉末涂料的典型的桔皮效应。所述粉末涂料的熔体粘度可使用流变仪如TA Instruments Ltd的“AR 2000ex”以特定的加热速率测量。在这些流变学测量中,使用储能模量G'和损耗模量G",可以确定复数粘度η*。借助于最小的复数粘度,可以评估所述粉末涂料的熔体粘度(图1)。已经表明,对于尽可能光滑的粉末涂覆表面,当使用板-板测量几何结构以5℃/min的加热速率进行测量时,复数粘度的最小值应该在300至4000Pa*s的范围内,优选在300至2000Pa·s的范围内。
优选的是,组分A)和C)的羧基与组分B)的环氧基的化学计量比在0.3至1.5的范围内,优选在0.8至1.2的范围内,特别优选在0.9至1.1的范围内。当使用另外的组分E)时,这必须包括在化学计量比的计算中(例如,当加入多胺时,取决于胺值,可用于与羧基反应的环氧基团更少,因为它们也与胺基反应)。虽然过量的羧基在现有技术的常规粉末涂料配方中几乎没有优势,但由于它们没有交联,因此过量的环氧树脂在本发明中是有利的,因为环氧基团也可以通过均聚交联。
再次有利的是,根据A)和C)的聚酯树脂中的线性和未支化脂肪族二醇和/或脂肪族二元羧酸在其碳链中不含任何双键和/或三键。令人惊奇的是,已经表明这些不饱和键对可变形性具有负面影响,并且因此对制备的粉末涂料的水溶胀测试耐性具有负面影响。
当配方中(半)结晶树脂的比例高时,通常在粉末涂料储存时出现稳定性问题。借助于所述(半)结晶树脂,粉末涂料的玻璃化转变温度降低,因此粉末涂料生产过程、储存和运输以及在涂料设备中使用时可能出现问题。令人惊奇的是,要求保护的粉末涂料组合物在储存时表现出稳定性(其定义为充分应用本说明书中给出的参数)。储存时的稳定性可另外通过添加抗粘连添加剂(anti-blocking additive)(例如酰胺蜡(例如Ceraflour 3910或Ceraflour 6721))来改善。
储存时的稳定性的另一个方面是化学预反应(交联反应),其甚至可以在室温下以强烈促凝的混合粉末涂料观察到。对于本发明的粉末涂料配方,还进一步表明,当使用具有足够反应性的特殊催化剂时,也保证了所述粉末涂料储存时的稳定性。
通过在特定温度(回火)下临时储存所制备的粉末涂料或粉末涂料颗粒(尚未研磨的挤出物),可以实现储存稳定性的进一步改善。在这方面,储存温度在25℃至60℃的范围内,优选在30℃至45℃的范围内。储存期取决于储存温度,为在高温下的若干分钟到低温下的若干天。不希望受特定理论的束缚,假设通过该储存(回火),加速在挤出过程中至少部分熔化的组分C)的再结晶,因此储存时的稳定性进一步提高。
要求保护的粉末涂料优选使用标准粉末涂料生产方法生产成单组分粉末涂料。单组分粉末涂料的优点在于它们具有非常均匀的组成并且制造更容易且更便宜。然而,也可以生产具有要求保护的配方的双组分粉末涂料。在双组分粉末涂料中,各组分的组成可以变化。粘合剂(树脂)、催化剂、硬化剂、添加剂和填料的不同组成可用于各个组分中。
组分A:
根据本发明使用的含羧基的无定形聚酯(组分A)的酸值为50至100mg KOH/g,优选Tg为35℃至80℃。摩尔质量优选为2000至10000。如上所述,根据A)和C)所述的聚酯树脂含有相对于用于合成的单体总量为15重量%至75重量%,优选为15重量%至60重量%,特别优选为20重量%至50重量%的线性和未支化脂肪族二醇或其衍生物和/或线性和未支化脂肪族二元羧酸或其衍生物。
当组分A)由多种不同的无定形聚酯组成时,则如上所述,所述无定形聚酯必须具有50mg KOH/g至100mg KOH/g的算术平均值酸值。
所用的含有羧基的聚酯可以通过合适的二元羧酸和/或多元羧酸、酯和/或酸酐和二醇和/或多元醇的缩聚来制备。如WO 2004/041904中所给出的那样,所述多元羧酸优选由50摩尔%至100摩尔%的对苯二甲酸或间苯二甲酸或其混合物和至多50摩尔%至0摩尔%的其他脂肪族、环脂族或芳香族多元羧酸组成。关于多元醇组分,所述无定形聚酯优选由40至100摩尔%的新戊二醇和60至0摩尔%的其它脂肪族或脂环族多元醇组成。也可以使用支化的无定形聚酯,其可以使用合适的多元羧酸和/或多元醇制备。多元羧酸以及多元醇的实例可以在EP 1 426 423中找到。因此,多元羧酸的实例是对苯二甲酸,间苯二甲酸,偏苯三甲酸,均苯四甲酸,四氢邻苯二甲酸,六氢邻苯二甲酸,六氢对苯二甲酸,琥珀酸,己二酸,辛二酸,壬二酸,癸二酸,邻苯二甲酸,戊二酸,二氯邻苯二甲酸和四氯邻苯二甲酸,内亚甲基四氢邻苯二甲酸,1,4-环己烷二元羧酸或它们的酯或酸酐,如果可获得的话。如在EP 1 426423中给出的那样,多元醇的实例是单乙二醇,1,2-丙二醇和1,3-丙二醇,1,4-丁二醇和2,3-丁二醇,二-β-羟乙基丁二醇,1,5-戊二醇,1,6-己二醇,1,8-辛二醇,癸二醇,十二烷二醇,新戊二醇,环己二醇,3(4),8(9)-双(羟甲基)-三环[5.2.1.02,6]癸烷二醇(3(4),8(9)-bis(hydroxymethyl)-tricyclo[5.2.1.02,6]decane(dicidol)),双-(1,4-羟甲基)环己烷,2,2-双-(4-羟基环己基)丙烷,2,2-双-[4-(β-羟基乙氧基)苯基]丙烷,2-甲基丙烷-1,3-二醇,2-甲基-戊烷-1,5-二醇,2,2,4(2,4,4)-三甲基己烷-1,6-二醇,甘油,三羟甲基丙烷,三羟甲基乙烷,己烷-1,2,6-三醇,丁-1,2,4-三醇,三-(β-羟乙基)异氰脲酸酯,季戊四醇,甘露醇和山梨糖醇,以及二甘醇,三甘醇,四甘醇,二丙二醇,聚丙二醇,聚丁二醇,亚二甲苯基二醇和羟基新戊酸新戊二醇酯。优选使用单乙二醇,新戊二醇,二癸二醇(dicidol),环己烷二甲醇,三羟甲基丙烷和甘油。合适的羧酸和多元醇的这些实例也可以在US 2004 0236037AI中找到。无定形聚酯树脂是粉末涂料领域中经常使用的组分,并且尤其以如下商品名出现:Crylcoat(例如Crylcoat E 04187,Crylcoat E 38051,Crylcoat 1620-0,Crylcoat1557-5,Crylcoat 1572-0,Crylcoat 1660-0,Crylcoat 1506-6,Crylcoat 1551-2,Crylcoat 1553-9),Uralac(例如Uralac P 5267,Uralac P 5170,Uralac P 3250,UralacP 4260,Uralac P 4127,Uralac P 5127),Sirales(例如Sirales PE 8210,Sirales PE8231,Sirales PE 8212)和Reafree(例如Reafree 6818,Reafree 6809,Reafree 6877)。
组分B:
作为环氧树脂(组分B),使用EEW为350至650,优选为400至650克/当量的固体环氧树脂。这些树脂的软化点优选为70℃至120℃,这符合制造商的规定。30重量%至100重量%的组分B由氢化环氧树脂组成也是有利的。这种类型的实施方式是有利的,因为通过它,成品粉末涂料具有更好的紫外线抗性和更好的耐光性。
例如,可以使用WO 2001/092367中描述的环氧树脂;它们基于双酚A(“4-[2-(4-羟基苯基)丙烷-2-基]苯酚”)和表氯醇,特别是双酚A的二缩水甘油醚及其更高的加成产物。环氧树脂也可以由双酚F(“4,4'-亚甲基双酚”)以及氢化双酚A(“4,4'-异亚丙基二环己醇”)和表氯醇及更高的加成产物组成。也可以使用这样的环氧树脂,其是由表氯醇与酚醛清漆树脂通过反应生成。酚醛清漆树脂是在酸催化剂存在下酚类化合物与甲醛缩合制备的。关于酚类化合物,它们可以是苯酚,也可以是甲酚,二甲苯酚,间苯二酚,萘酚等化合物。
环氧树脂的实例可以以如下名称从如下商家商购获得:来自Dow Chemical/Olin的D.E.R.(例如D.E.R 662E,D.E.R 671),来自Huntsman Advanced Materials的Araldite(例如Araldite GT 6248,Araldite GT 7071,Araldite GT 7072),来自Sir Industriale的Eposir(例如Eposir 7161,Eposir 7165,Eposir 7167 PG)或来自Kukdo Chemical的(例如YD-012,KD-211E,KD-211G,KD-242GHF)。在本发明的特定配方中,使用EEW为350至650克/当量的酚醛清漆改性的环氧树脂,例如Araldite GT 7220(Huntsman),Araldite GT 6259(Huntsman),D.E.R.642U(Dow),KD-211D(Kukdo)或KD-211H(Kukdo)。当环氧当量的算术平均值确保在350(优选400)至650克/当量的范围内时,也可以使用环氧树脂的组合。因此,单独的环氧树脂的EEW也可以<350(400)克/当量或更高且>650克/当量,只要在对所有环氧的氢求均时,EEW在350(400)至650克/当量的范围内即可。例如,可以加入EEW<400克/当量的酚醛清漆环氧树脂(例如Araldite ECN 1299,Araldite GY280,D.E.N 438,D.E.N 439,Quatrex 1010等),只要所用环氧树脂的平均EEW不低于350(400)克/当量。例如,组分B)可以由40重量%的Araldite ECN 1299(EEW 217至244克/当量)和60重量%的D.E.R.671(EEW475至550克/当量)组成。这里的平均EEW为399.7克/当量(0.4*230.5+0.6*512.5=399.7)。
在本发明的另一方面,氢化环氧树脂如来自Kukdo的ST-5080(EEW 550至650克/当量)可单独使用或与上述环氧树脂组合使用。通过使用氢化环氧树脂,可以显著改善粉末涂料的紫外线抗性并因此显著改善涂料的耐光性。然而,一个缺点是氢化环氧树脂的低反应性。因此,氢化环氧树脂优选与酚醛清漆改性的环氧树脂组合使用,以便能够保持用于热敏基材的烘烤条件。
组分C:
含有羧基的结晶或半结晶聚酯树脂可用作组分C);它们优选具有15至100mg KOH/g的算术平均酸值。此外,这些聚酯树脂优选具有60℃至130℃的熔点或熔程(meltingrange),并且还优选在130℃下具有0.1至10Pa·s,优选0.1至1Pa·s的粘度,该粘度使用锥板法(Brookfield CAP 2000+)测得。如已经讨论的那样,相对于合成所使用的单体,A)和C)的聚酯树脂含有总量为15重量%至75重量%,优选为15重量%至60重量%,特别优选为20重量%至50重量%的线性和非支链脂肪族二醇或其衍生物和/或线性和未支化脂肪族二元羧酸或其衍生物。在一个优选的实施方式中,这些聚酯的熔化焓也为50至150J/g。甚至更优选的是,分别相对于所用的单体,C)的聚酯树脂的芳香族物质含量小于50摩尔%,优选小于20摩尔%,特别优选小于15摩尔%。令人惊奇的是,已经观察到,组合物中芳香族物质的含量越高,所制得的粉末涂料的柔韧性就会有降低的趋势。可以使用(半)结晶或结晶聚酯,其由例如DE 1020 06057837 A1中给出的那些组分构成。聚酯C)基于多元羧酸和多元醇,其中所用的多元羧酸优选为含有2至22个亚甲基的线性脂肪族二元羧酸和/或对苯二甲酸/间苯二甲酸。所用的多元醇尤其可以是含有2至10个C原子的(环)脂肪族醇。相对于用于树脂合成的单体,组分C)的芳香族物质含量应优选小于50摩尔%,特别优选小于20摩尔%,更特别优选小于15摩尔%。优选的是,使用(半)结晶或结晶聚酯树脂,其含有作为多元羧酸的主要是琥珀酸和/或其酸酐或衍生物和作为多元醇的1,4-丁二醇(优选主要是)。在这方面特别有利的是,C)的聚酯树脂的多元醇使用量大于50摩尔%,优选大于75摩尔%,特别优选大于90摩尔%的1,4-丁二醇,和作为多元羧酸的大于50摩尔%,优选大于75摩尔%,特别优选大于90摩尔%的琥珀酸和/或其酸酐和/或其衍生物。更有利的是,C)的聚酯树脂不含任何有机锡组分。
组分D:
可以使用的用于促进羧基和环氧基团之间的反应以及用于环氧均聚的催化剂可以是例如WO 2001/092367 A1中给出的那些化合物,只要使用它们时,用于所生产的粉末涂料的下面提到的凝胶时间符合要求即可。优选的是,所述催化剂在这种情况下的用量为0.5重量%至6重量%,特别优选0.8重量%至4重量%,最优选的量为1.0重量%至3.0重量%(分别相对于整个配方)。对所述催化剂或组分D给出的创造性的浓度总是相对于活性物质。
在根据本发明的一个优选实施方式中,所述粉末涂料组合物含有0.1重量%至3.0重量%(相对于整个配方)的咪唑作为催化剂(组分D)。
特别合适的催化剂的实例是咪唑类(例如“2-甲基咪唑”,“2-乙基咪唑”,“丙基咪唑”,“2-异丙基咪唑”,“2-苯基咪唑”,“2-十一烷基咪唑”,“2-十七烷基咪唑”,“1-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)萘-2-醇”),咪唑啉类(例如“2-苯基-2-咪唑啉”),叔胺类(例如“2,4,6-三-(二甲基氨基甲基)苯酚”,”N,N-二甲基-硬脂胺”),磷盐(例如“四丁基溴化磷”,“丁基三苯基氯化磷”,“丁基三苯基溴化磷”,“乙基三苯基溴化磷”),铵化合物(例如,“苄基三甲基溴化铵”,“四乙基铵-苯甲酸酯”,“氯化胆碱”),脲类(uron)(例如,“非草隆(fenuron)”,“敌草隆(diuron)”,“绿麦隆(chlortoluron)”,“TDI-脲(TDI-urons)”),胍类(例如“邻甲苯基双胍”)和/或锌化合物(例如“乙酰丙酮锌”,“2-乙基己基磷酸锌盐”)。催化剂也可以以加合物的形式使用(例如,咪唑加合物,咪唑啉加合物)。催化剂(例如,咪唑,咪唑啉,磷盐)可以早在树脂合成期间加入到所述聚酯树脂中。
优选使用2-苯基-2-咪唑啉(例如来自Eutec Chemical Co.的“Eutomer B31”)作为催化剂,相对于整个配方,优选浓度为0.3重量%至2.0重量%。然而,这种催化剂可以与一种或多种上述催化剂组合使用以获得高反应性和根据本发明在储存时同时稳定的粉末涂料,优选与咪唑类(例如2-乙基咪唑)或磷盐(例如乙基三苯基溴化磷)组合使用。通过这些类型的促进剂(accelerator)的组合,如果需要,可以获得更稳定的体系,当在粉末涂料生产期间发生均匀性变化时,其具有增强的储存时的稳定性。采用催化剂组合,各催化剂也可以为低于0.5重量%(相对于整个配方)的优选范围。在这一点上,有利的是,磷盐和/或铵盐作为催化剂(组分D)的存在量相对于整个配方为0.1重量%至1.0重量%,特别优选乙基-三苯基溴化磷。
在导致本发明的试验过程中,研究了一系列催化剂以及根据本发明的粘合剂组合的组分A,B,C和E的有效性以制备粉末涂料。在这方面,催化剂的优选量如下:
表1–用于固化反应的催化剂
此外,令人惊讶地发现,包含根据D)所述的催化剂的粘合剂组合物不含有机锡组分是特别有利的。
组分E:
作为另外的硬化剂(交联剂),如果合适,可以使用官能度≥2的化合物,并且例如含有环氧基,羧基,酸酐基,胺基,酰胺基,羟基和/或酚基。在根据本发明的粉末涂料的一个具体实施方式中,令人惊讶的是,已经观察到在任选添加另外的高反应性硬化剂(交联剂)例如多胺的过程中,可以制得20至50个光泽度单位(测量角度60°)的光泽度的光滑低温粉末涂料。
通过这些多胺和多胺加合物,例如Aradur 835(Huntsman Advanced Materials),Ancamine 2014AS/FG(Air Products)和Ancamine 2441(Air Products),与粉末涂料粘合剂特别是它含有的环氧树脂发生另外的交联反应。不希望受特定理论的束缚,假设熟化效果基于不同的固化反应以不同的反应性运行的事实。据推测,即使在较低温度下,(聚酯树脂的)胺基而不是羧基与环氧基反应和/或具有较高的反应速率。通过这些不同的固化反应,可能在粉末涂层的表面上形成粗糙度。然而,这种导致分解光并因此导致熟化效果的粗糙度足够小,以在传统工业规模上产生光滑表面。
也是有利的是,根据本发明的粉末涂料含有适量的一种或多种催化剂(促进剂)用于交联反应,以便在130℃下提供50秒至240秒的凝胶时间,优选在130℃下提供70秒至200秒的凝胶时间,特别优选在130℃下提供90秒至160秒的凝胶时间,其中凝胶时间测量按照8130-6进行,并且在将粉末涂层试验部分转移到加热块的凹陷处后立即开始时间测量。在给定的凝胶时间范围内,优化本发明粉末涂料的反应性,从而一方面获得良好的表面,另一方面获得良好的固化。
在根据本发明的粉末涂料的另一个具体实施方式中,令人惊讶地发现,添加胺化合物例如多胺可以导致粉末涂料储存时稳定性的显著改善。
在本发明的一个更具体的配方中,所述粉末涂料可含有更多的附加或替代的熟化剂。对于有纹理的表面,通常通过添加增稠剂(texturizing agent)(例如微粉化的特氟隆(Teflon)或微粉化的PTFE-蜡混合物)来实现熟化。然而,也可以使用填料、蜡、丙烯酸酯树脂或具有上述高反应性硬化剂(例如多胺)的方法来实现熟化。
粉末涂料配方的其他组分可以由现有技术中已知的添加剂、颜料和过滤剂构成。在没有声称是完整清单的情况下,可以使用的添加剂有流平剂、防缩孔添加剂、增稠剂、脱气剂、抗氧化剂、UV吸收剂、(摩擦)电荷控制物质、抗粘连添加剂(例如蜡以提高储存稳定性)、流化剂、阻燃剂、红外吸收剂和用于改善表面性能(例如硬度、耐磨性、耐刮擦性、耐化学性、复涂能力、附着力、表面张力和基材润湿性)的添加剂。
在一个具体实施方式中,组分C)和/或D)可以通过与一种或多种粘合剂混合和挤出而预分布。然后将来自该挤出的颗粒用于生产整批粉末涂料。通过这种所谓的熔融混合,可以改善粉末涂覆性能,例如反应性和储存时的稳定性。此外,可以获得粉末涂料生产过程的改进。
根据本发明的粉末涂料配方的优点可总结如下:
1.提供高反应性粉末涂料,所述粉末涂料可在130℃至150℃(基材表面温度)下烘烤3分钟至5分钟,从而提供高度可变形且具有良好表面性质的涂层。根据本发明提供的粉末涂料特别适用于由于尺寸变化可能发生显著的变形的木质基材的单层面漆应用。根据本发明的粉末涂料在室温下储存数月后可以是稳定的。
2.上述粉末涂料适合于形成具有测量角度为60°的20至50光泽度单位的低光泽度的光滑表面。
3.由于使用氢化环氧树脂,上述粉末涂料具有额外改善的紫外线抗性和耐光性。
令人惊奇的是,已经表明,根据本发明的粉末涂料组合物可用于作为单层面漆或在先期涂覆底漆之后涂覆基材,特别是用于涂覆由塑料和木材材料(例如LDF,MDF,HDF,刨花板,OSB,BOF(框架板),胶合板,热木(thermo wood),实木和WPC)形成的温度敏感基材。到目前为止,环氧-聚酯混合粉末涂料只能作为双层涂层体系使用,以符合对这些基材的要求(例如水溶胀测试中的变形性和耐受性)。根据本发明的粉末涂料能够首次使用单层涂层应用。
再次有利的是,根据本发明的粉末涂料组合物用于涂覆基材并随后用粉末涂料和/或液体涂料和/或其它涂料试剂如调色剂和着色剂进行复涂(over-painting)。
最后,根据本发明的粉末涂料组合物用于涂覆木材或木基基材如LDF、MDF、HDF、刨花板、OSB、BOF(框架板)、胶合板、热木、实木和WPC也是有利的。
具体实施方式
使用下面进一步给出的组分制备根据本发明的粉末涂料,如下所述。
将各个组分称重,采用Thermo Prism Pilot-3实验室混合器混合,然后将粉末涂料批料在Theysohn TSK 20/24双螺杆挤出机上以400/分钟和50-80%的扭矩挤出。挤出机最后两个区域的温度设定为80℃。
将挤出的材料粉碎以形成颗粒,然后在Hosokawa Alpine的ACM-2L冲击分级磨上研磨。所制得的根据本发明的粉末涂料的平均粒度(d50)为25微米至50微米。
为了测试粉末涂料的反应性,根据ISO 8130-6测量凝胶时间。凝胶时间测量在130℃的加热块的温度下进行。与标准中所述的相反,在将粉末涂料样品量转移到加热块中的凹陷中之后立即开始时间测量,而不是在所有粉末完全熔化之后开始时间测量。
采用根据本发明的粉末涂料,通过静电粉末涂覆法涂覆铝板(0.7mm厚)并在对流烘箱(电对流烘箱,Heraeus UT 12)中在160℃下烘烤5分钟。进行标准粉末涂层测试,例如根据ISO 2360的层厚度,根据ISO 2813的光泽度,根据ISO 1520的艾里逊压凹测试(Erichsen cupping test)和根据ISO 1519的心轴弯曲测试(mandrel bending test)。
根据本发明的粉末涂料也通过静电涂覆法施加到MDF板上,然后在VulcanCatalytics的气体催化红外炉中固化。使用的MDF类型是来自Egger的“MB”和“MBP-L”(板厚度为19mm和25mm)以及来自Sonae的18mm MDF板。红外炉中的烘烤过程包括60至120秒的加热阶段,其中粉末涂覆的MDF达到130℃至150℃的固化温度。接下来,调节烘箱设置,使得在3分钟至5分钟的固化期间,基材表面温度保持恒定在130℃至150℃的范围内。
涂覆有根据本发明的粉末涂料的MDF板首先用于根据IKEA测试标准IOS-TM-0022评估边缘处的抗裂性。在该测试中,在距离边缘5mm,深13mm(对于18mm厚的MDF)、14mm深(对于19mm厚的MDF)或20mm(对于25毫米厚的MDF)深处钻出直径为35mm的铰链孔。然后用蒸馏水填充该孔并在室温(20±2℃)下储存试验的持续时间。优选的是,测试在室温下进行,以模拟在实际使用温度(例如家具部件)下而不是在测试标准中给出的温度即在约6℃下的负载。耐裂性的评估是通过在边缘处或甚至在铰链孔区域中发生裂纹所经过的时间进行的(图2)。在这方面有利的是,采用在19mm厚的MDF板上具有至少80微米厚的涂层,通过IKEA测试标准IOS-TM-0022的水溶胀测试超过12小时而没有开裂,优选地超过24小时没有开裂。满足这些要求意味着可以获得涂覆木材的良好至非常好的长期抗裂性。
涂覆有根据本发明的粉末涂料的MDF样品的光泽度(60°MA)也在60°的测量角下测定,并且通过用丙酮或甲基乙基酮(MEK)的耐化学性测定固化。当在10秒的测试时间内根据EN 12720用丙酮(或MEK)进行测试时获得足够的交联,获得至少2的评估值(根据EN12720)。粉末涂料和MDF之间的粘合性通过根据ISO 2409的横切试验进行测试。对于足够的粘合性,横切试验值必须为Gt0或Gt1。这是对于下面列出的对应于根据本发明的粉末涂料的实施例获得的。
在本发明的上下文中树脂的粘度测量是使用Brookfield CAP 2000+测量仪器,使用带有主轴(锥形)的锥板法进行的,根据制造商,该主轴适合于相关的粘度范围。
在本发明的上下文中,除非另外特别说明,否则术语“脂肪族物质含量”应理解为表示组分A)和C)中的线性脂肪族二元羧酸和线性脂肪族二醇相对于用于合成组分A)和C)的单体的总含量。
在对各树脂给出的脂肪族物质含量的情况下,这些是相对于在这些树脂的合成中使用的单体。
实施例A1-A6:
实施例A1至A6用于研究哪种无定形聚酯和哪种环氧树脂可用于根据本发明的高反应性粉末涂料。
无定形聚酯具有以下酸值。“聚酯1”是羧酸聚酯,其酸值为68至76mgKOH/g,粘度为2.0至3.5Pa·s(使用锥板法在Brookfield CAP 2000+上在200℃下测量),其由必要组分对苯二甲酸、己二酸、新戊二醇、单乙二醇和偏苯三酸酐组成,并通过在高达240℃的温度下熔融聚合制备。
“Crylcoat 1783-0”的酸值为30至38mg KOH/g,粘度为4.2至5.8Pa·s(Brookfield粘度@200℃)。Crycloat 1626-0的酸值为44-52mg KOH/g,粘度为2至4Pa·s(Brookfield粘度@200℃)。Crycloat 1660-0的酸值为45至51mg KOH/g,粘度为6.8至10.2Pa·s(Brookfield粘度@175℃)。
D.E.R.692是EEW为660-720克/当量的环氧树脂,而Araldite GT 7004是EEW为714-752克/当量的环氧树脂。
表2-采用不同无定形聚酯树脂和不同环氧树脂的实施例A1)至A6)
表3–实施例A1)至A6)的测试结果
从实施例A1至A6可以看出,仅凝胶时间为159秒(在130℃下测量)的实施例A1表现出足够的反应性。使用酸值小于50KOH/g的无定形聚酯树脂和EEW大于650克/当量的环氧树脂的其它实例具有太小的反应性并且在所述烘烤条件下不能固化。
实施例1)至12):
在下面的实施例中,描述了满足反应性、可变形性和储存时的稳定性要求的粉末涂料。
粉末涂料由以下组分组成:
在上述实施例A1)至A6)中已经描述了聚酯1。Araldite GT 7220(来自Huntsman)是一种基于双酚A和苯酚酚醛清漆的环氧树脂,EEW为518至546克/当量。聚酯7是(半)结晶聚酯树脂,由琥珀酸和1,4-丁二醇制成,酸值为28至36mg KOH/g,粘度为0.1至0.2Pa·s(在130℃使用Brookfield CAP 2000+使用锥板测量法测量),熔点为120.4℃(使用DSC以20K/min的加热速率测得的熔融峰最大值)。
Eutomer B31(来自Eutec Chemical Co.)是2-苯基-2-咪唑啉催化剂。
聚酯2是OH官能的聚酯,其含有约10重量%的乙基三苯基溴化磷。聚酯2的OH值为39至49mg KOH/g,粘度为1.0至2.5Pa·s(在200℃,锥板法,Brookfield CAP 2000+)。聚酯2主要由对苯二甲酸、新戊二醇、单乙二醇和间苯二甲酸组分组成,通过在高达240℃的温度下熔融聚合然后补充约10%的乙基三苯基溴化磷来制得。
Reafree C4705-10(Arkema)是基于COOH官能聚酯的催化剂母料,其酸值为30至40mg KOH/g,含有约10重量%的乙基三苯基溴化磷。
添加Modaflow P6000和BYK-3900P作为防缩孔剂和流平剂。
优选加入Deuteron AP 348和Carbocure 8000(来自Lubrizol)作为熟化蜡。
Ceridust 6721是聚丙烯/酰胺蜡,由于其“抗粘连”性能而优选加入,以改善粉末涂料储存时的稳定性。
添加Lanco TF 1778以改善表面性质,特别是改善耐刮擦性。
表4-实施例1至6-具有光滑表面的粉末涂料
实施例1)和2)
在这些实施例中,使用两种促进剂的组合。
在实施例1)中,测得140秒的凝胶时间(在130℃下);在实施例2)中,凝胶时间为134秒。两种粉末涂料在150℃下在MDF上固化3分钟后,都具有非常好的可变形性。根据IOS-TM-0022在MDF上进行了变形性测试在室温(25℃)下48小时不开裂。两种粉末涂料的储存稳定性被分类为足够的。在30℃下储存14天后,实施例1)的凝胶时间减少至78秒(减少44.3%);在实施例2)中,凝胶时间为73秒(减少41.5%)。
实施例3)
在实施例3)中,仅使用2-乙基咪唑作为催化剂。反应性非常高,凝胶时间(在130℃下测量)为152秒,其中在(在30℃下)储存14天后,凝胶时间减少约50%。因此储存时的稳定性可以评估为足够。在实施例3)中,由于填料(Portafill A 40)的比例大,因此获得了光泽度为55(60°MA)的熟化(mattification)。由于粘合剂比例较小,艾里逊压凹测试只有2.9毫米。然而,MDF的可变形性非常好,并且在室温下进行了IOS-TM-0022测试48小时不开裂。
实施例4)
在实施例4)中,使用与实施例1)相同的催化剂组合。由于Portafill A 40的高比例而发生了熟化。在30℃下储存14天后凝胶时间的减少达到约43%(130℃下的凝胶时间减少至90秒)。在30℃下30天后,凝胶时间减少到80秒,这相当于减少了约50%。储存时的稳定性可以评估为足够至良好。
在MDF样品上针对120微米的层厚度测量光泽度为61(在60°)。进行了IOS-TM-0022测试24小时而不开裂,对应于良好的可变形性。化学抗性评估为值2(根据EN 12720)和MEK被评估为10秒。
实施例5)
在实施例5)中,通过添加剂“Carbocure 8000”进行熟化,在铝板上的光泽度为69(60°MW),在MDF样品上为56-61(60°MW)。凝胶时间在130℃下测量为180秒,并且粉末涂料进行了IOS-TM-0022测试48小时而没有开裂。在30℃下14天后凝胶时间减少至约105秒(减少约42%)和在30℃下30天后减少至98秒(减少约46%)。储存时的稳定性可以评估为良好。
实施例6)
在实施例6)中,仅使用2-戊基-2-咪唑啉作为催化剂。根据IKEA测试方法IOS-TM-0022进行可变形性测试(对边缘开裂进行测试),其中储存在室温(约25℃)下进行。在48小时溶胀时间后通过无边缘开裂测试。根据EN 12720使用丙酮测试涂膜的耐化学性。对于10秒的测试时间,用丙酮获得2的评估值(根据EN 12720)。实施例6)的烘烤粉末涂料的表面是光滑的,具有可忽略的桔皮效应。铝板和MDF样品的光泽度为63至66光泽度单位(测量角度为60°)。
实施例7)和8)
在实施例7)和实施例8)中,通过添加多胺获得具有低光泽度的光滑表面。使用的环氧树脂是来自Dow Chemicals的D.E.R.642U,其EEW为520克/当量至560克/当量。Aradur835(来自Huntsman)用作组分E);它是一种脂肪族多胺加合物,胺值为180mg KOH/g至210mgKOH/g。添加Aradur 835使粉末涂料熟化。使用2-苯基-2-咪唑啉(Eutomer B31)作为催化剂。
表6-实施例7和8-具有光滑表面的粉末涂料
表7–实施例7和8的测试结果
在实施例7)中,在铝板上获得光泽度为48(60°MW)的光滑表面。在实施例8)中,光泽度可降至23(60°MW)。
实施例9)至12)
在实施例9)至12)中,使用环氧树脂的组合。配方分别含有“Araldite ECN 1299”,其EEW为217克/当量至244克/当量,另外还含有另外的环氧树脂D.E.R 671的EEW为475克/当量至550克/当量,D.E.R 662E的EEW为590克/当量至630克/当量,而DER 692的EEW为660克/当量至720克/当量。
表8-采用环氧树脂组合的实施例
在实施例9)至12)中,满足反应性要求。实施例9)、11)和12)中储存时的稳定性良好。实施例10)显示出127秒的非常低的凝胶时间,在凝胶时间中显示出约50%的减少。借助于对MDF进行的IOS-TM-0022测试,在实施例9)、10)和11)中测试可变形性,并评估其为良好至非常好。
表9-实施例9至12的测试结果
实施例13)至19)
在实施例13)至19)中,测试作为组分A)和C)的不同聚酯树脂。这些聚酯的组成不同,并且具有不同含量的线性脂肪族二元羧酸和线性脂肪族二醇。组分A)和C)中的线性脂肪族二元羧酸和线性脂肪族二醇相对于用于合成组分A)和C)的单体的总含量将在下面描述为脂肪族物质含量。
将由7.02%脂肪族物质组成的聚酯1和具有1.1%脂肪族物质含量的聚酯3作为组分A)进行测试。聚酯3以与聚酯1类似的方式制备,但是用间苯二甲酸代替偏苯三酸酐和对苯二甲酸。聚酯3的酸值为50KOH/g至55mg KOH/g,粘度为3.0-4.5Pa·s(使用锥板测量法在Brookfield CAP 2000+中在200℃下测量)。
测试(半)结晶聚酯4、聚酯5、聚酯6和聚酯7作为组分C)。
聚酯4由琥珀酸、对苯二甲酸、己二酸和1,6-己二醇制备,脂肪族物质含量为66.4重量%。聚酯4的酸值为27.5mg KOH/g,粘度为1.6至3.5Pa·s(使用锥板测量法使用Brookfield CAP 2000+在160℃下测量)并且熔点为89.9℃(使用DSC以20K/min的加热速率测得的熔化峰最大值)。
聚酯5由琥珀酸、1,4-丁二醇和对苯二甲酸制备,脂肪族物质含量为88.1重量%。聚酯5的酸值为67.6mg KOH/g,粘度为0.1至0.27Pa·s(使用锥板测量法使用BrookfieldCAP 2000+在130℃下测量)并且熔点为97.3℃(使用DSC以20K/min的加热速率测得的熔化峰最大值)。
聚酯6由十二烷酸、1,4-丁二醇和偏苯三酸酐制备,脂肪族物质含量为89.1重量%。聚酯6的酸值为75.4mg KOH/g,粘度为0.29Pa*s(使用锥板测量法在160℃下用Brookfield CAP 2000+测量),熔点为69.9℃(使用DSC以20K/min的加热速率测得的熔化峰最大值)。
聚酯7由琥珀酸和1,4-丁二醇制备,脂肪族物质含量为100重量%。聚酯7的酸值为28mg KOH/g至36mg KOH/g,粘度为0.1至0.2Pa·s(使用锥板测量方法使用Brookfield CAP2000+在130℃下测量)并且熔点为120.4℃(使用DSC以20K/min的加热速率测得的熔化峰最大值)。
聚酯8由对苯二甲酸、己二酸和1,6-己二醇制备,脂肪族物质含量为48.5重量%。聚酯8的酸值为29.1mg KOH/g,粘度为3至4.5Pa·s(使用锥板测量法使用Brookfield CAP2000+在160℃下测量)并且熔点为126.1℃(使用DSC以20K/min的加热速率测得的熔化峰最大值)。
表10-实施例13)至19)
实施例20)至26)
在实施例20)至26)中,使用较大量的组分C),这意味着相对于所用聚酯树脂的总量,线性脂肪族二元羧酸含量和线性脂肪族二醇含量也更高。在实施例20)至26)中,脂肪族物质含量为42.5%至76.1重量%。
实施例27)至28)
在实施例27)和28)中,证明了作为组分E)的特殊含胺硬化剂的影响。经测试的组分E),Aradur 835和Ancamine 2014AS(Air产品)各自含有多胺化合物。
表14-实施例27)和28)
从实施例1)至6)和9)至12)可以看出,在30℃下储存两周后,观察到凝胶时间减少约40%至50%。这些粉末涂料满足在30℃下储存两周后最多50%凝胶时间减少的要求,并且原则上可以加工,但可能需要冷藏和冷却运输以保持足够的储存期。
在本发明的一个具体实施方式中,令人惊讶地观察到加入含有胺化合物的特殊硬化剂导致储存时的稳定性的显著改善。从实施例8)、27)和28)可以看出,通过加入这些硬化剂作为组分E),在30℃下储存两周后粉末涂料的凝胶时间减少可以减少到约10%至35%。
表15-实施例27)和28)的测试结果
Claims (18)
1.含有粘合剂组合的粉末涂料组合物,其特征在于,所述粘合剂组合包含以下组分:
A)15重量%至70重量%的由一种或多种含羧基的无定形聚酯树脂形成的粘合剂,所述含羧基的无定形聚酯树脂具有50mg KOH/g至100mg KOH/g的算术平均酸值,
B)20重量%至50重量%的由一种或多种含环氧基团的聚合物形成的粘合剂,所述含环氧基团的聚合物具有400克/当量至650克/当量,
C)5重量%至55重量%的由一种或多种含有羧基的结晶或半结晶聚酯树脂形成的粘合剂,
D)0.5重量%至6重量%的用于交联反应的一种或多种催化剂,和
E)0重量%至10重量%的一种或多种具有用于与组分A)、B)和C)的羧基和/或环氧基团发生交联反应的反应性基团的组分,
其中,相对于用于合成的单体,根据A)和C)所述的聚酯树脂含有总量为15重量%至75重量%的线性和未支化的脂肪族二醇或其衍生物和/或线性和未支化的脂肪族二元羧酸或其衍生物。
2.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于所述一种或多种含环氧基团的聚合物基于双酚A和酚醛清漆具有400克/当量至650克/当量。
3.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于所述一种或多种含有羧基的结晶或半结晶聚酯树脂具有15mg KOH/g至100mg KOH/g的算术平均酸值。
4.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,根据C)所述的聚酯树脂的熔点或熔程为60℃至130℃。
5.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,线性和未支化的脂肪族二醇和/或脂肪族二元羧酸在其碳链中不含任何双键和/或三键。
6.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,根据C)所述的聚酯树脂具有相对于所采用的单体小于50摩尔%的芳香族物质含量。
7.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,根据C)所述的聚酯树脂使用锥板法在130℃下测得的粘度为0.01Pa·s至10Pa·s。
9.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,根据C)所述的结晶或半结晶聚酯树脂含有琥珀酸和/或其酸酐和/或衍生物作为多元羧酸。
10.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,所述粉末涂料组合物含有1,4-丁二醇作为所述组分C)。
11.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,使用1,4-丁二醇作为根据C)所述的聚酯树脂的多元醇,1,4-丁二醇的量大于50摩尔%,并且使用琥珀酸和/或其酸酐和/或其衍生物作为多元羧酸,琥珀酸和/或其酸酐和/或其衍生物的量大于50摩尔%。
12.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,所述粉末涂料组合物含有多胺化合物和/或多胺加合物作为组分E)。
13.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,所述粉末涂料组合物含有0.3重量%至2.0重量%的2-苯基-2-咪唑啉作为组分D。
14.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,所述粉末涂料组合物含有0.1重量%至1.0重量%的磷盐和/或铵盐作为组分D。
15.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物,其特征在于,所述粉末涂料组合物含有0.1重量%至3.0重量%的咪唑作为组分D。
16.一种制备根据权利要求1至15中任一项所述的粉末涂料组合物的方法,其特征在于,在所述粘合剂或粘合剂的组合以及适用情况下的其它粉末涂料组分中的组分C)和/或组分D)通过挤出进行预分布,其中挤出的产品然后用作所述粉末涂料制造的原料。
17.根据权利要求1至15中任一项所述的粉末涂料组合物作为单层面漆或在采用底漆涂覆之后用于涂覆基材的用途。
18.根据权利要求17所述的用途,其特征在于,所述基材是由塑料和木材材料形成的温度敏感基材。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17157015.3 | 2017-02-20 | ||
EP17157015.3A EP3363869A1 (de) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | Pulverlackzusammensetzung |
PCT/EP2018/054089 WO2018150038A1 (de) | 2017-02-20 | 2018-02-20 | Pulverlackzusammensetzung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110546218A CN110546218A (zh) | 2019-12-06 |
CN110546218B true CN110546218B (zh) | 2022-03-15 |
Family
ID=58158830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201880025948.9A Active CN110546218B (zh) | 2017-02-20 | 2018-02-20 | 粉末涂料组合物 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200010717A1 (zh) |
EP (2) | EP3363869A1 (zh) |
CN (1) | CN110546218B (zh) |
WO (1) | WO2018150038A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI814925B (zh) | 2018-10-29 | 2023-09-11 | 美商湛新美國股份有限公司 | 低烘烤粉末塗料樹脂及塗覆基材的方法 |
CN110804377A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-18 | 老虎表面技术新材料(苏州)有限公司 | 低温快速固化粉末涂料的多涂组合体系及其涂覆方法和涂层 |
CN111073477A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 南京德嘉玻璃钢材料有限公司 | 一种阻燃低烟密度胶衣及其制备方法 |
CN111187560B (zh) * | 2020-04-01 | 2021-05-28 | 江苏江南绝缘粉末有限公司 | 一种户外母线排用超高压阻燃绝缘粉末及其制备方法 |
CN112457752B (zh) * | 2021-02-01 | 2021-08-24 | 佛山宜可居新材料有限公司 | 一种可热固化的粉末涂料组合物及其制备方法 |
WO2023094570A1 (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | Tiger Coatings Gmbh & Co. Kg | Thermosetting coating powder suitable for outdoor application |
CN114231135A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-25 | 安徽神剑新材料股份有限公司 | 一种户外用镜面粉末涂料及其制备方法以及其形成的涂层 |
CN115368810B (zh) * | 2022-08-26 | 2023-08-25 | 擎天材料科技有限公司 | 低温固化消光粉末涂料组合物 |
CN115368543B (zh) * | 2022-09-23 | 2024-03-26 | 黄山嘉恒科技有限公司 | 一种粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法 |
CN115340668B (zh) * | 2022-09-23 | 2024-03-26 | 黄山嘉恒科技有限公司 | 一种耐磨、耐高温型粉末涂料用聚酯树脂及制备方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6184311B1 (en) | 1990-03-26 | 2001-02-06 | Courtaulds Coatings (Holdings) Limited | Powder coating composition of semi-crystalline polyester and curing agent |
GB9006737D0 (en) | 1990-03-26 | 1990-05-23 | Courtaulds Coatings Ltd | Coating compositions |
JPH09221612A (ja) * | 1996-02-19 | 1997-08-26 | Kansai Paint Co Ltd | 熱硬化性ポリエステル粉体塗料 |
BE1011628A3 (fr) | 1997-12-18 | 1999-11-09 | Ucb Sa | Compositions thermodurcissables en poudre pour la preparation de revetements de faible brillant. |
JP2004501240A (ja) | 2000-05-26 | 2004-01-15 | エイチ・ビー・フラー・ライセンジング・アンド・ファイナンシング・インコーポレーテッド | 感熱基材のための粉体組成物 |
US20040087736A1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-05-06 | Bin Wu | Powder coating compositions containing anhydride end-capped crystalline polyesters |
DE10257217A1 (de) | 2002-12-07 | 2004-06-24 | Degussa Ag | Pulverlackzusammensetzungen für Beschichtungen mit mattem Erscheinungsbild |
US20040236037A1 (en) | 2003-05-19 | 2004-11-25 | December Timothy S. | Particulate coatings having improved chip resistance, UV durability, and color stability |
DE102006057837A1 (de) | 2006-12-08 | 2008-06-19 | Evonik Degussa Gmbh | Lagerstabile Pulverlackzusammensetzungen basierend auf säuregruppenhaltigen Polyestern, ihre Herstellung und ihre Verwendung für trübungsarme und flexible Pulverlacke |
-
2017
- 2017-02-20 EP EP17157015.3A patent/EP3363869A1/de not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-02-20 EP EP18705647.8A patent/EP3583175B1/de active Active
- 2018-02-20 US US16/486,876 patent/US20200010717A1/en not_active Abandoned
- 2018-02-20 WO PCT/EP2018/054089 patent/WO2018150038A1/de active Application Filing
- 2018-02-20 CN CN201880025948.9A patent/CN110546218B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200010717A1 (en) | 2020-01-09 |
EP3363869A1 (de) | 2018-08-22 |
CN110546218A (zh) | 2019-12-06 |
WO2018150038A1 (de) | 2018-08-23 |
EP3583175A1 (de) | 2019-12-25 |
EP3583175B1 (de) | 2020-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110546218B (zh) | 粉末涂料组合物 | |
US7470752B2 (en) | Powder coating of amino-urea or urethane catalyst and epoxy and/or siloxane resin | |
US7666952B2 (en) | Powder coating of polyepoxide and polyisocyanate-amine reaction product | |
EP3133130B1 (de) | Pulverlackzusammensetzungen | |
JP6567783B1 (ja) | 粉体塗料組成物及び塗膜形成方法 | |
US9169417B2 (en) | Powder coatings compositions | |
JP5175509B2 (ja) | 粉体塗料組成物 | |
US6750300B2 (en) | Hot melt paint composition | |
US20070160849A1 (en) | Powder coating composition suitable for thermo-sensitive substrates | |
EP4067452A1 (en) | Method for manufacturing ultra-low-temperature, fast-curable epoxy resin, and powder coating composition comprising resin manufactured thereby | |
HUT72809A (en) | Curable powder mixtures | |
KR20210067872A (ko) | 초저온 속경화성 에폭시 수지의 제조방법 및 이에 의해 제조된 수지를 포함하는 분체도료용 조성물 | |
JPH10212434A (ja) | エポキシ硬化型ポリエステル樹脂粉体塗料 | |
JP2006036863A (ja) | 艶消し粉体塗料組成物 | |
AU2003235485A1 (en) | Modified Epoxy Resins for Tribo Coatings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |