CN110997164A - 粉末涂覆方法和涂覆的制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂覆制品的方法和一种涂覆的制品。根据本发明的一种方法包括：提供用第一粉末涂覆层涂覆的基底；任选地加热该基底和第一层以便至少部分地熔融或软化该第一粉末涂覆层，其中所述第一粉末涂覆层未固化或仅部分固化；将第二粉末涂覆层施加到所述第一层上；和固化所述第一和第二层。

Description

粉末涂覆方法和涂覆的制品
本发明涉及粉末涂覆技术和尤其涉及一种粉末涂覆制品的方法；以及涉及一种用这样的方法获得的涂覆的制品。更详细地，提供了一种用粉末涂料组合物来粉末涂覆热敏性基底(例如MDF或木材)的方法的实施方案。本发明特别允许获得令人期望的光滑的低光泽度罩面(finish)。
本发明使用一种方法，在该方法中施加了两个粉末涂覆层。
一些现有技术文献也描述了利用两个粉末涂覆层的粉末涂覆方法。然而，这些文献没有教导如何实现光滑的低光泽度罩面，尤其是在热敏性基底上。本文中，“光滑”指的是涂层的感觉如何，和低光泽度指的是视觉外观。涂层也可以是看起来光滑的，即具有均匀外观。光滑罩面具有最小的桔皮罩面或甚至无桔皮罩面。
US2004/0253373描述了一种涂覆非导电性塑料基底的方法，其包括以下步骤：(a)清洁该基底；(b)将粘合剂/密封剂施加到该基底上；(c)借助于热来固化所述粘合剂/密封剂；(d)将热固性粉末施加到该热基底；和(e)利用热来固化该热固性粉末。所述方法为改进例如获得的纹理留下了空间。
US2007/0224352描述了一种方法，其中基底是经涂覆的和其中对于热敏性基底如MDF，第一涂层是仅在施加第二粉末涂层之前生坯固化的。该方法使用了具有多个固定的红外辐射热源的脉冲加热。该文献没有提及涂层的光泽度。
US2014/0127417描述了一种方法，其中MDF板用环氧粉末进行静电涂覆，然后输送通过红外凝胶烘箱以引起环氧粉末凝胶化或部分地液化。凝胶化的MDF板随后在约8分钟内输送到顶涂室，在这里所述板用另一粉末进行涂覆。所述板其后输送到固化烘箱，在这里底漆涂层和顶涂层进行固化。该文献没有描述如何获得光滑的低光泽度涂层。
常规的粉末涂料组合物具有例如约40-60℃的软化温度(Tg或玻璃化转变温度)，和约75-110℃的熔融温度(Tm)，其中Tm指的是初熔(incipient fusion)开始温度。这样的组合物可以例如在约200℃的温度下固化至少10分钟。通常，低烘烤组合物在较低温度下固化，例如在135-150℃下固化3-5分钟。常规粉末涂料不适合于木材基的基底，因为这些基底是热敏性的，并且容易例如在常规固化温度下发生弯曲、破裂和除气，其可引起例如涂覆层的差的均匀性。此外，在可以施加最终的罩面层之前或为了使得单涂层具有良好的表面质量，从木材基的基底如MDF、实木，和薄木板部件的纤维立起(fibre rise)使得必需进行预处理和/或后处理如打底漆和喷砂。
EP1092479描述了一种热敏性基底，其用第一低温固化涂料粉末和第二高温固化涂料粉末来涂覆。如果高温固化涂料粉末直接在基底上施加、熔合和固化，则熔合和固化该高温涂料粉末的时间/温度条件将损害基底。然而，当高温固化涂料粉末在基底上熔合和固化时，通过低温固化涂料粉末所提供的涂层保护基底免受伤害。
哑光添加剂如蜡同样是已知的，但是通常不适合于在低温下固化，例如在小于130℃下固化。这样的添加剂还可不利地影响力学性能、桔皮、抗刮性、黄变、脆性、指纹标记和耐化学性。其他纹理添加剂包括PTFE基添加剂或包含微粒的添加剂。
通常，用低温固化粉末涂料组合物难以实现光滑罩面。鉴于这样的涂料组合物通常的高反应性，粉末涂料组合物通常在熔融后具有短的时间，然后开始固化。期望的是一种实现光滑的低光泽度罩面的方法，更期望地是具有最小的桔皮。期望地，罩面是无纹理的，即触摸是光滑的。期望地，该方法适合于针对热敏性基底的粉末涂覆。该光滑的低光泽度罩面可以称作丝缎光滑。
本发明的一个目标是提供一种粉末涂覆方法，其允许纹理和光泽度的灵活组合。
另一目标是提供一种具有光滑的低光泽度罩面的涂覆的制品。期望地，该光泽度在涂覆制品上是均匀的、优选在涂覆的制品的整个涂覆表面上是均匀低光泽度的。此外，涂层期望适合于热敏性基底和/或包含木质纤维素材料的基底，例如包含或基于木材、更特定的是MDF的基底。
已经令人惊讶地发现这些目标可以在两步法中至少部分地满足，其中将第二涂覆层施加到未固化或未完全固化的第一涂覆层上，和其中该第一粉末涂覆层(例如底涂层)的材料是光滑涂覆层材料，和该第二粉末涂覆层(例如顶涂层)的材料是纹理化粉末涂覆层材料。优选地，该纹理化粉末涂覆层是细或微纹理化粉末涂层、最优选微纹理化粉末涂层。本发明的两个涂层都基于适合于施加到热敏性基底上的低温固化粉末组合物，即其在不损害热敏性基底的温度下固化。通常，这意味着粉末涂料组合物在低于150℃、优选低于140℃、更优选低于120℃、最优选低于100℃的温度下固化。
为了获得本发明设想的效果，重要的是当将第二粉末涂覆层施加到第一粉末涂覆层上时，该第一粉末涂覆层是可延展的，并且具有非硬质表面，即未固化或仅部分固化。
因此，本发明在第一方面涉及一种粉末涂覆制品的方法，包括：
a)提供用第一粉末涂覆层涂覆的基底，
b)将第二粉末涂覆层施加到所述第一层上，所述第一层为未固化的或仅部分固化的状态，
c)固化所述第一和第二层，
其中所述第一粉末涂覆层的材料是光滑粉末涂覆层材料，和所述第二粉末涂覆层的材料是纹理化粉末涂覆层材料。
本发明还涉及一种涂覆的制品，其包含热敏性基底和含两个层的粉末涂层，其中该粉末涂层具有在60°下测量的小于40光泽度单位的光泽度值，和小于1.50μm、优选小于1.00μm的平均粗糙度Sa。
该第一粉末涂覆层当施加到表面上时可以已经为未固化或部分固化的状态。在这种情况下，本发明的方法是所谓的干碰干法，其是粉末涂料中公知的和常规做法。可替代地，通过加热第一层以便至少部分地熔融或软化第一粉末涂覆层，而使得第一粉末涂覆层在施加到基底之后和在施加第二粉末涂覆层之前成为未固化或仅部分固化的状态。
因此根据一种实施方案，本发明涉及一种粉末涂覆制品的方法，包括：
a)提供用第一粉末涂覆层涂覆的基底，
b)加热该第一层以便至少部分地熔融或软化该第一粉末涂覆层，以使得所述第一粉末涂覆层是未固化或仅部分固化的，
c)将第二粉末涂覆层施加到所述第一层上，
d)固化所述第一和第二层，
其中所述第一粉末涂覆层的材料是光滑粉末涂覆层材料，和所述第二粉末涂覆层的材料是纹理化粉末涂覆层材料。
不受限于理论，该第二粉末涂覆层的材料可以至少部分地沉入该第一粉末涂覆层的材料中，由此降低或最小化第二层的顶表面的表面粗糙度。因此在一方面，本发明是基于如下这样明智的见解，在实施方案中，光滑罩面、和优选超光滑罩面可以通过将粉末涂料组合物与方法步骤组合来实现，在该方法步骤中纹理化粉末涂覆层(例如微纹理化粉末涂覆层)当在生坯固化的可延展光滑粉末底涂层上施加时变成(超)光滑的。这能够实现具有用已知的粉末涂覆方法无法实现的低光泽度水平的罩面类型，尤其对于热敏性基底而言。
表面罩面通常可以描述为是光滑的、纹理化的或波纹状的(后者也称作皱纹)。光滑表面罩面可以定义为基本上没有不规则性、粗糙性或凸起的表面。第二涂层的纹理可以具有变化的粗糙度，其可以用测量性能如纹理中的峰和谷长度的粗糙度计来测定。无论第二层的纹理/粗糙度如何，通过应用本发明的方法，罩面变得平坦和光滑(所谓的丝缎光滑)。
术语“可UV固化”包括使用电磁辐射可固化的涂料组合物，该电磁辐射波长为100-445nm范围，优选通过具有在1.5PHz-789 THz之间的指定频率的辐射源来提供。更通常地，可以使用光化辐射，并且可UV固化的涂覆层的固化指的是例如光化引发的聚合。
术语“ULB”(超低烘烤)固化粉末涂料组合物被理解为是基于粉末涂料类型，其包含热引发的或辐射引发的热固化聚合反应原理。
在现有技术中，对于可热固化的涂料来说，50-70％固化进展有时候被称作“生坯固化”阶段。在本申请中，生坯固化可以指的是例如0-70％固化、例如10-70％或50-70％固化。
根据本发明的方法包含提供用第一粉末涂覆层涂覆的基底的步骤。该基底可以例如包含热敏性基底，例如在粉末涂覆方法中常用的温度和时间下容易发生化学和/或物理改性(例如变形和/或变色)的基底，该温度和时间例如在高于180℃、高于160℃或高于140℃的温度下至少10分钟、至少5分钟或至少2分钟的时间段。该基底可以例如包含木质纤维素材料。基底可以例如包含或组成为木材或木材纤维基产品如MDF(中密度纤维板)，或任何其他类型的纤维板如HDF(高密度纤维板)。基底可以例如包含压缩木材纤维和/或颗粒以及典型地粘结剂树脂。基底因此可以例如还包含颗粒板如定向刨花板和胶合板。基底还可以包含塑料材料如热塑性聚合物，例如其玻璃化转变温度和/或熔融温度低于200℃或低于180℃、或低于160℃、或低于140℃。基底还可以包含例如纤维水泥、纸面石膏、纸箔、或塑料复合材料。在一种令人感兴趣的实施方案中，基底是复合材料，例如包含这样的塑性材料和木材基材料的复合材料。
涂覆的制品可以例如用于住宅建筑、商业建筑、办公室分隔、细木工、天花板、零售装备和海运装备如用于船舶中。涂覆的制品可以例如是家具、例如为组装形式或扁平封装。涂覆的制品例如是家具部件。
这种实施方案的粉末涂料组合物典型地适合于户外和/或室内应用。
为了在静电喷涂的同时允许恰当的粉末涂料沉积，基底或至少基底表面的电阻典型地低于1011Ω。
基底可以例如具有许多种二维和三维几何形状如板或梁、盒形件、隔音板、框架、切割和连通(routed)部件或它们的组合。基底例如具有待涂覆的平坦或弯曲表面。
基底用第一粉末涂覆层来涂覆。在一种实施方案中，在先前步骤中基底被提供为用这样的第一层涂覆的基底。该方法任选地还可以包括用第一粉末涂覆层涂覆基底的步骤，和任选的预处理步骤。预处理步骤例如是施加导电底漆、密封剂、光滑化(例如热光滑化)和特殊的去离子空气刷清洁。基底任选地预热以帮助进行均匀粉末施加。任选的预热包含例如通过选自红外辐射、电加热、气体红外加热和对流中的一种或多种来加热。第一粉末涂覆层通常用静电喷涂来施加。
该方法可以包括以下步骤：加热第一层以便至少部分地熔融或软化第一粉末涂覆层，其中所述第一粉末涂覆层未固化或仅部分地固化。例如加热基底和第一层。加热步骤可以例如包含用对流和/或红外(IR)加热来加热，有利地是二者的组合。在该步骤中，第一粉末涂料组合物典型地熔融、流平和任选地部分固化。通常加热到高于第一粉末涂料组合物的玻璃化转变温度(Tg)和/或高于熔融温度(Tm)的温度。Tg例如使用差示扫描量热法根据例如ASTM E1356如通过DSC热流(J/s)曲线的平坦区域的切线所划界的温度范围的中点测量。Tm例如是DSC热流曲线中的吸热峰，其用来表征熔融。在DSC分析中，同样可以检测任何由剩余反应势产生的放热值。通过在第一次运行中从例如40℃开始、运行加热速率如5K/分钟，直到达到所要求的固化温度Tc(例如145℃)，粉末涂料组合物将在测量期间完全固化。通过化学反应所产生的放热能量值(mJ/g)可以在曲线的峰处读取。冷却样品和以5K/分钟第二次运行整个同样的周期直到不再能够检测出放热反应峰，这意味着所述系统达到了完全固化。
任何可以在生坯固化熔融过程中发生的部分地预固化，可以通过计算完全固化的放热值和所测量涂层的放热值之间的差值来检测。该方法允许测定和量化部分固化。
在可热固化的第一粉末组合物的情况下，加热优选到低于固化温度的温度，例如低于固化温度至少5℃，和/或优选在高于固化温度Tc进行短的时间，以使得在施加第二粉末涂覆层之前没有获得固化或仅部分固化。例如在第二层材料施加到基底之前，第一层经历了高于(Tc-5℃)的温度小于10分钟或小于2分钟。优选地，第一涂覆层在该步骤中形成膜、更优选均匀的膜。优选地，第一粉末涂料在该阶段期间至少部分地熔融和/或软化，例如以产生液化和/或凝胶化的层。优选地，加热到至少75℃、至少95℃或至少120℃、或至少135℃的温度至少10秒、至少30秒、至少1分钟、或至少5分钟的时间段。
在该步骤期间，第一层是未固化的，或仅部分固化的。这产生了所谓的“生坯固化的”制品。例如如果在该步骤中发生部分固化，则该部分固化是完全或最终固化的小于80％、小于70％、小于20％或小于10％或小于5％或小于1％，其例如以反应的官能团的数目来测量。例如在施加第二粉末涂覆层的同时，第一粉末涂料组合物的数均分子量小于初始数均分子量的200％或小于150％。对于ULB(超低烘烤)第一层来说，DSC(差示扫描量热法)可以用于获得作为与任何剩余固化势等价的放热值。对于未用UV光照射的UV涂层来说，固化可以假定为是0％或在任何情况下小于10％。
根据本发明的其中生坯固化的第一层(底涂层)是用第二层(顶涂层)再涂覆的实施方案提供了两个层之间良好的层间粘合。层间粘附性的质量可以例如用交叉线测试根据DIN EN ISO 2409来测量。可以获得在两个层之间没有分层的结果，并且指示了最佳的层间粘合值。
第一层优选具有10-200μm、例如50-90μm的厚度。粉末组合物例如是超低烘烤(ULB)或可UV固化的粉末涂料组合物。
有利地，本发明的方法可以避免研磨性表面处理步骤，例如避免喷砂步骤。这对于木材基的基底如对于包含木材纤维的基底和对于其他类型的含有纤维的基底(其提供了待涂覆表面的至少部分)是尤其有利的。因此，在一种优选的实施方案中，基底在施加涂料之前表现出纤维立起。在涂覆的制品中，纤维立起可以至少部分地通过涂覆来防止。同样对于这样的基底，该方法任选地不包括喷砂。
此外，有利地是不需要底漆(密封剂)，并且第一粉末涂覆层优选直接施加到基底上。以这种方式，提供了一种非常有效的涂覆方法，其可以有利地包括与已知的粉末涂覆方法(用于例如热敏性基底的)相比更少的步骤。在一种优选的实施方案中，从施加第一涂覆层到第一和第二层完全固化的总加工时间小于30分钟、小于20分钟、或小于10分钟。
本发明的方法包括将第二粉末涂覆层(顶涂层)施加到第一层(底涂层)上的步骤。第二粉末涂覆层典型地使用静电喷涂、使用摩擦电或高压放电喷涂设备如喷枪来施加。例如当第一层的温度是10-70℃、或15-50℃，例如在环境温度下如15-30℃、或18-25℃、优选在40-45％相对湿度时，施加第二层。本发明特别涉及作为自由流动的干粉来施加的粉末涂料组合物。该粉末涂料组合物通常是无溶剂施加的。这应用于施加第二层和应用于任选的施加第一层的步骤。
在加热阶段(特别是底涂层的熔融)与施加第二涂覆层的步骤之间，待固化的部件可以例如被储存。因此，任选地储存生坯固化部件。这有利地可以允许用有限的装置来进行该方法，例如用单喷涂室和/或单烘箱。
有利地，在一些实施方案中，来自第一层的加热步骤的剩余的表面热活化(例如较高温度)使得能够进行第二层静电粉末沉积。这可以允许省略用于第二粉末施加步骤的预热单元。
此外，在一种优选的实施方案中有利的是，该方法在具有针对第一和第二层分开运行的生产线中进行，其中不同的线速度可以用于这些运行。这减少了总加工时间和能量。
在第二层施加到第一层和基底之后，该方法此外包括固化第一(底涂层)和第二层(顶涂层)的步骤。因此，对于其上施加第一和第二粉末涂覆层二者的基底来说，实现了完全固化。固化步骤可以包括热固化，例如利用100-140℃的温度至少5分钟、例如5-15分钟或5-10分钟，或使用UV光(例如暴露于波长范围110-445nm的电磁辐射)。用于低烘烤或超低烘烤涂覆层的一种可能的固化循环是例如在130-135℃下5-10分钟。固化阶段例如包括所施加的两个层的熔融、流动和完全固化。
可UV固化的粉末涂料有利地允许熔融和固化良好地分开，因为对于这样的组合物来说，熔融(和软化)取决于温度，而固化需要UV光。因此，在加热到至少部分地熔融或软化第一粉末涂覆层的步骤中，通常不应用或避免UV光。可UV固化的粉末涂料还允许低加工温度。此外，UV交联(即固化)产生了可具有高交联、高硬度和耐化学性的有利组合的涂层。
用于根据本发明所述实施方案的UV粉末涂料的一种可能的循环包含例如对于第一(底涂)层来说，典型地在低于120℃、低于100℃、低于85℃或低于75℃的温度下进行0.3-3分钟熔融，以获得在基底上熔融和成形的膜，和随后对于施加的第二层(顶涂层)来说，典型地在低于120℃、或低于100℃或低于85℃或低于75℃的温度下进行0.3-10分钟、更优选0.3-5分钟、或更优选0.3-2分钟熔融，和随后暴露于100-445nm的UV光、优选使用指定频率为1.5PHz-789THz的定义的辐射源。
在本发明的一种实施方案中，提供了一种丝缎光滑表面方面。在一种实施方案中，所提供的涂层的光泽度值低于50GU、低于40GU或低于30GU。这样的低光泽度值可以通过在以下方面中改变所用的粉末涂料来获得：例如对于底涂层来说是熔融粘度和例如对于顶涂层来说是所用的纹理类型。光泽度值可以用光泽度计如根据ISO 2813:2014来测量，其中应用了在60°角度几何形状的光泽度值(以GU–光泽度单位表示)。
在本发明中，第一层(底涂层)是如下这样的材料的光滑粉末涂覆层，该材料优选光泽度值比作为单层施加的第二层(顶涂层)粉末涂覆材料约高至少15GU、高至少30GU或甚至高至少50GU。第二层(顶涂层)是纹理化粉末涂覆层，其中光泽度值通常通过所述第二层中所用的纹理化剂的类型来控制。归因于本发明涂层中层的组合，第二层的实际光泽度值可不同于第二层(即没有第一层的单独的层)的粉末涂料配制剂所规定的光泽度值。这可以有利地用于调节涂层的光泽度值。光滑粉末涂料第一层和纹理化粉末涂料第二层的组合是开发所述丝缎光滑表面方面所需要的，其是本发明的一种优选的实施方案。
所述第一光滑涂层的材料例如可以包含流动剂(也称作填充剂)。流动剂是如下这样的流变改性剂，其降低粉末涂料配制剂的熔融粘度和降低熔体的表面张力，使其在表面上流动和延伸。合适的流动剂的实例包括但不限于吸附到二氧化硅上的聚丙烯酸酯、酰胺改性的聚醚低聚物和流动促进剂母料。这些流动剂典型地以基于总粉末涂料配制剂的重量计在0.1-10重量％之间变化的量使用。一些涂料配制剂可不需要使用流动剂以实现无缺陷(无凹坑、无鱼眼等)的光滑罩面。
目前在配制纹理化粉末涂料方面的技术需要平衡粒度、树脂粘度和填料负载量以限制材料的熔体流动，由此引起具有各种程度的桔皮或纹理的涂层表面。因此第二纹理涂覆层的材料可以包含纹理化剂。纹理化剂充当了流变改性剂，增加了粉末涂料配制剂的粘度和在粉末涂层上产生收缩效果，这导致纹理化罩面。典型地，纹理化效果可以通过使用这样的纹理化剂如聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯、二者和/或填料的组合来实现。纹理化剂典型地包含颗粒，例如具有不同于粉末涂料的颗粒粒度的颗粒。这样的纹理化剂典型地由具有受控的其粒度分布分类的颗粒组成。此外，那些试剂可以基于有机或无机材料或其组合，并且特征在于软化点或熔点是粉末涂覆方法所需的熔融温度范围的至少两倍、优选至少1.5倍。这样的纹理化剂典型地包含1-250μm范围的粒度分布、优选在1-150μm分类、更优选在1-100μm分类，甚至更优选在1-50μm或1-25μm分类。典型的颗粒具有球形或各向异性结构。嵌入成膜粘结剂基质中，提供了称作纹理或微纹理表面方面的罩面。纹理化剂的典型含量是0.1-30重量％，基于粉末涂料配制剂的总重量。通常，较高的纹理化剂含量将提供更粗糙的纹理罩面和更低的光泽度水平。影响纹理类型的其他因素是所述纹理化添加剂的形状(球形或各向异性)和它在粒度分布范围内的分类、粉末的粒度以及粉末施加的手段如电压和安培数。任选地，第二层是微纹理粉末组合物。
第一层中的流动剂和第二层中的一种或多种纹理化剂的组合有助于光滑的低光泽度罩面。在一些实施方案中，第二层的材料以比第一层中更低的浓度(基于重量)包含流动剂，优选具有比第一层中低至少50％浓度的流动剂。优选地，第一层的材料不包含纹理化剂，或至少以比第二层中更低的浓度(基于重量)、优选以至少50％更低的浓度包含。
罩面的光泽度通过第二纹理粉末涂覆层的光泽度来控制。典型地，纹理粉末涂层越粗糙，光泽度越低并且罩面将越哑光。当第二层是微纹理粉末组合物时，实现了所述丝绸光滑罩面的最佳结果。
用于第一和/或第二涂覆层的可热固化粉末涂料组合物如ULB涂料组合物的实例包括基于自由基引发的可热固化粉末涂料体系的体系。实例是不饱和聚酯、乙烯基醚-聚氨基甲酸酯聚合物和过氧化物组合物。还可以是可热固化树脂组合物如具有环氧基团的-COOH官能(羧酸)饱和/不饱和聚酯树脂。它们可以例如来自双酚如双酚A基环氧树脂，合适的Mn(数均分子量)是至少1000、优选1000-4000。例如可以使用热自由基固化粉末涂料组合物，例如包含过氧化物引发剂。
可光化辐射固化如可UV固化的粉末涂料组合物的实例包括这样的体系，其含有粘结剂不饱和树脂如不饱和(甲基)丙烯酸酯树脂、不饱和烯丙基树脂、不饱和乙烯基树脂。还可以是例如丙烯酸酯化环氧，丙烯酸酯化脂族或芳族聚氨基甲酸酯低聚物、丙烯酸酯化聚酯或丙烯酸低聚物、半结晶或无定形聚酯。可UV固化的组合物优选含有光引发剂。任选地，组合物含有自由基引发剂(例如过氧化物和偶氮二异丁腈)，和添加剂如流动剂、消泡剂、润湿剂、滑动助剂和其他涂料添加剂。还可以是聚四氟乙烯(PTFE)添加剂，以用于改进坚固性和抗刮性，特别是用于第二涂层。流动剂同样是本领域已知的。实例是聚丙烯酸酯如吸附在二氧化硅载体上或与粘结剂树脂一起，和(纤维素)酯化合物。
优选地，第一层(底涂层)的材料包含具有结晶树脂的粉末涂料配制剂。这样的结晶树脂经常具有低粘度的熔融树脂，其对于确保第二层的材料在涂覆方法期间可以至少部分地沉入第一层中是有利的。
第一和/或第二粉末涂料组合物例如具有低于1200Pa.s、或低于1000Pa.s、或甚至低于800Pa.s的在90℃下的熔融粘度。这样的低熔融粘度例如用于配制成用于水平施加的粉末涂料组合物。
第一和/或第二粉末涂料组合物也可以在90℃下的熔融粘度是至少1200Pa.s、或至少2000Pa.s、或更优选高于3500Pa.s。粉末组合物还可以具有至少1000Pa.s-2500Pa.s、或900Pa.s-1800Pa.s的在100℃下的熔融温度的熔融粘度。这样的粘度例如用于配制成被用于垂直施加的粉末涂料组合物。这些粘度可以根据ISO 2884-1、旋转粘度计(优选的方法)或锥板粘度计(针对来自未固化粉末的熔体)来测量。
第一和/或第二粉末涂料组合物具有例如2μm-100μm、或至少是2μm-80μm的粒度。
第一和/或第二粉末涂料组合物任选地包含颜料。涂料可以例如配制成没有颜料的透明涂料，其例如用于室内和户外应用。低光泽度透明涂料粉末涂料组合物可以例如用于保护基底和/或避免不想要的从基底的镜面反射。涂料可以配制用于室内使用和/或户外使用。
优选地，第二粉末涂覆层是可UV固化的，和其中所述固化步骤包括用UV光照射该制品以固化第二粉末涂覆层。优选地，第一和第二粉末涂覆层都是可UV固化的，和其中所述固化步骤包括用UV光照射制品以固化第一和第二粉末涂覆层，和其中第一粉末涂覆层并未固化，直到施加了第二粉末涂覆层之后，和典型地熔融和固化。
有利地，为了获得具有最优结果的丝缎光滑表面效果，特别是规则的和一致的罩面，UV固化可以独立于可UV固化涂覆层的温度，和因此当暴露于UV照射时，可以独立于粉末涂料组合物的熔融温度。
有利地，该方法允许以非常均匀的方式沿着整个表面产生丝缎光滑表面效果。特别是，该方法可以独立于辐射角度(即在用于固化的UV照射源和表面之间的角度)来工作。要仔细的是UV剂量达到UV粉末涂料组合物完全固化的最小值。这对于具有待涂覆的弯曲的、连通的(routed)或成角度的表面的基底来说是尤其有利的。
该方法还独立于所用的UV辐射源类型和发射的UV特定波长光谱而工作并且产生丝缎光滑表面方面，条件是总UV剂量确保涂层完全固化。
同样对于可UV固化的涂层如可UV固化的第二层来说，涂覆方法可以包括熔融粉末涂料组合物，例如在至少50℃、至少60℃、至少70℃、或至少80℃例如80-90℃的温度下进行。熔融和固化步骤可以分别用于可UV固化粉末涂料组合物，尤其是因为温度没有引发交联，而是有助于熔融和成膜。优选地，具有熔融的可UV固化的涂覆层的基底在所用聚合物的自由基反应性基团具有足够的迁移性以恰当地聚合的温度下进入UV照射区。此外，有利地用于UV固化的加工时间通常比ULB粉末涂覆层短得多。
有利地，丝缎光滑表面效果的均匀性既不取决于所施加的第一层的层厚度，也不取决于所施加的第二层的膜厚，只要第一和第二层二者都各自具有至少优选40μm、或更优选50μm的施加的膜厚就行。
优选地，第二粉末涂覆层的材料至少部分地渗透到所述第一层中，当二者处于熔融形式时。优选地，第二层是以这样的方式加热和固化地施加，第一层在施加第二层的某些阶段是软的，以固化第二层。优选地，该方法允许第二层的一部分“沉入”第一层中。
优选地，形成混合层，其中第一和第二层进行混合，其中混合层的厚度是至少1.0μm、至少2.0μm、至少5μm或至少10μm。在混合层中，优选第一层在所述层中以体积计(例如作为横截面的面积来测量)的分数是10-90％、优选30-70％。混合层在涂层厚度方面的上限和下限是通过这样的层给出的，从这些层来看，第一层的分数大于90％(在底部处)和小于10％(在顶部处，因此进入第二层)，例如在涂层厚度的横截面中并且在平行于基底的至少1mm或至少2mm的截面内来测量。优选地，形成混合层，其中所述第一和第二层在两个未混合的层之间是混合的，其中在混合层中对于每个平行于基底的至少1mm的线段，穿过第一层材料的线段的分数是10-90％、优选30-70％，和其中在每个未混合层中，穿过第一粉末涂覆层材料的这样的线段的分数对于底部未混合层是至少90％和对于顶部未混合层是小于10％。在这些情况下，第一和第二粉末涂料组合物具有不同的组成。
在一种优选的实施方案中，将第一层加热到低于140℃、优选低于100℃的温度，以熔融粉末涂料组合物的颗粒，而不固化该颗粒。在固化步骤中，将包括第一和第二层的基底加热到低于140℃、优选低于100℃的温度或进行UV照射，以获得具有光滑表面的涂层。优选地，所获得的涂层的光泽度借助于选择用于第二层的粉末涂料颗粒的类型来调节。例如第二层的光泽度和纹理可以进行调节。涂层的光泽度可以例如通过使用用于顶涂层的更细的粉末和/或具有更高光泽度值的顶涂层材料来增加。例如顶涂层材料可以含有PTFE添加剂，特别是含有PTFE颗粒和该颗粒的涂层壳的PTFE添加剂。在一些实施方案中，第一和第二层材料二者都是ULB粉末涂料组合物。在其他实施方案中，第一和第二层材料二者都是UV粉末涂料组合物。
总之，丝缎光滑表面方面可以在本发明的实施方案中实现，特别是利用UV粉末涂料组合物来实现。优选地，第一层或底涂层(或底漆)是“生坯固化的”，和施加所述第二层(顶涂层)，并且两个层的完全固化优选产生了光滑的低光泽度罩面，所谓的丝缎光滑表面方面。
更优选地，对于热敏性基底获得了这样的光滑(例如低表面粗糙度)和低光泽度罩面，特别是如果第一和第二层都是可UV固化的，因为总加工温度可以在低得多的温度值下运行。优选地，第一层(即底涂层)是光滑的，具有低粘度，和优选第二层(或顶涂层)是纹理化的。优选地，如此涂覆的制品不具有或具有低的桔皮。最小桔皮指示了光滑的表面。
有利地，本发明的方法允许避免使用溶剂、漆材料的高利用率、和简单涂覆方法。与已知的UV粉末涂覆方法相比，可以实现表面桔皮的明显减少或甚至消除。
有利地，当涂层已经施加后，本发明的方法可以消除任何必要的对显示纤维立起效果的基底的预处理。
与已知的ULB粉末涂覆方法相比，可以实现低桔皮。
此外，用于室内以及用于户外用途的制品可以用本发明的方法来涂覆。
通常，与液体涂料相比的一个优点是粉末涂料可以在单次施加中传递高膜厚例如100μm-200μm，同时仍然实现了良好的彻底固化。此外，粉末涂料允许一种优选的实施方案，其中在单个步骤中，第一和/或第二粉末涂覆层施加到表面上，特别是施加到垂直定向的平坦面板上(相对于重力)、更优选施加到这样的面板的两侧上。另外，本发明的方法允许将粉末涂覆层施加到水平表面如面板上。
通常，实施方案允许用高度发展和可持续的施加方法和用环境前景驱动的涂覆材料来涂覆热敏性基底。
该涂覆方法有利地包括在相对低的温度下固化，并且尤其适合于MDF和木材。该方法可以产生哑光或缎表面，这取决于第二涂覆层所用的粉末涂料组合物类型的选择。第二粉末涂料组合物合适的是纹理化涂料组合物以便产生低光泽度表面。优选地，本发明的涂层是丝缎光滑的，和将低表面粗糙度与低光泽度相组合。有利地，所获得的粉末涂料可以具有极其规则的哑光效果，尤其是如果第一和/或第二层是可UV固化的，例如表面是均匀哑光的，例如没有任何更高光泽度的部分或点。该方法还可以提供规则哑光，其具有有利地一致且可重复的哑光表面。
有利地，本发明的涂覆方法可以独立于所施加的层厚来施加，当施加时，例如对于可UV固化的第一和/或第二涂覆层和对于ULB第一和/或第二涂覆层而言，优选第一层是5-200μm、更优选50-70μm，和第二层优选是5-200μm、更优选50-100μm厚度。
优选地，涂覆制品具有哑光表面，例如光泽度是30光泽度单位或更低、或20光泽度单位或更低、例如15-30光泽度单位，其在60°下使用光泽度计根据ISO 2813:2014和/或DIN67530测量，第一种方法是优选的。涂覆的制品还可以例如具有半光泽度罩面，其具有在60°下测量的30-50光泽度单位。
优选地，获得了光滑表面方面。因此当固化时，第一和/或第二粉末涂料组合物优选具有无定形聚合物特性。
此外，该方法通过针对两个层使用分别的组合物而有利地允许涂料组分有效的库存，即较少的库存。细纹理涂层和光滑涂层之间的配色过程还得以简化。有利地，当要求产品从光滑变成细纹理时，可以降低生产线中交叉污染的风险，这归因于涂覆方法的灵活性，其允许调节期望的光泽度。特别是，相同的粘结剂基物可以用于第一和第二层的粉末涂料组合物。
此外，本发明涉及一种粉末涂覆制品的方法，其包括：提供用第一粉末涂覆层涂覆的基底；任选地加热该第一层以便至少部分地熔融或软化第一粉末涂覆层，以使得所述第一粉末涂覆层未固化或仅部分固化；将第二粉末涂覆层施加到未固化或仅部分固化的所述第一层；固化所述第一和第二层，其中所述第一粉末涂覆层的材料包含流动剂，和所述第二粉末涂覆层的材料包含纹理化剂。
本发明还提供一种涂覆的制品，优选利用所述方法获得。涂覆的制品优选包含热敏性基底，和包含含有两个层的粉末涂料。该粉末涂料优选具有低光泽度和光滑表面。优选地，涂覆的制品具有所述的丝缎光滑表面方面。例如粉末涂料具有在60°下测量的小于40光泽度单位、或小于30光泽度单位、或小于20光泽度单位的低光泽度。优选地，表面是光滑的，和因此表面粗糙度是相对低的。例如可以制备这样的涂覆的制品，其Sa(平均粗糙度)小于1.50μm或小于1.20μm或甚至小于1.00μm，和例如大于0.50μm，和优选其Sq(均方根粗糙度)小于1.50μm、小于1.30μm或小于1.20μm，和例如大于0.50μm。Sa和Sq根据ISO25178，使用例如宽视野共焦显微镜法测量。可替代地和/或相组合，涂层具有小于5.0μm、或小于2μm、或小于1.50μm的Ra。优选地，涂层具有小于10μm、或小于6.0μm的Rz。优选地，涂层具有小于5.0μm或小于2μm的Rq。此处Ra是平均粗糙度；Rz是ISO十点高度测量值，和Rq是均方根粗糙度，全部是根据ISO 4287和例如根据ISO 4288测量。
这两个层是界面接触的，即在它们之间具有界面。涂层包含混合层，优选如上所述。混合层的厚度是至少1.0μm、至少2.0μm、至少5μm或至少10μm。优选地，界面是波纹状的，以使得在横截面中，界面线的长度是在整个涂层厚度的所述横截面中顶表面相应长度的至少1.1倍、或至少1.2倍。
所述基底优选如上所述，和更优选包含MDF。
附图
本发明将参照附图来进一步描述。
图1从左到右显示了，A)用参照的微纹理粉末涂料涂覆的MDF部件，B)根据本发明的一种示例性实施方案涂覆的部件，和C)具有高光泽度涂层的参照的涂覆部件。基底在部件A-C中是相同的MDF材料。在A和B中使用UV粉末涂料，在C中使用不同的液体涂料来显示高光泽度光滑罩面。
在本发明的涂覆的元件B中，顶涂层的组合物与参照元件A相同。然而，在元件A中，涂层直接施加到基底上，而在涂覆的元件B中，涂料用底漆粉末涂覆层以可UV固化的方式在根据本发明的两步法中来施加；
图2显示了MDF板上的参照微纹理涂层(A)和本发明涂层(B)的235倍放大倍率的切边。部件B从底到顶显示了MDF板，其具有第一层和红色第二层。B的顶表面比A平坦；
图3显示了具有非偏振光的表面的235倍放大的图，其中反射是由纹理图案的峰和谷以及表面的其他不规则性引起的。因此，较少的亮点指示了更光滑的罩面。A是低光泽度，B是根据本发明，C是参照的高光泽度涂层，具有与图1相同的涂覆部件。这显示了部件B的光滑度高于部件A。部件C显示了喷砂和抛光的划痕；
图4显示了A)在底漆MDF上的参照微纹理化可UV固化涂层和B)本发明涂层的破坏性膜厚钻孔。板A从MDF中心向外显示了来自液体热稳定的底漆的层、UV固化的微纹理化涂层，和黑色标记笔。板B从MDF中心向外显示了UV白色底漆、UV红色微纹理涂层，和黑色标记笔。在图4A中，底漆层在进行顶涂层加工时没有软化和因此最终的罩面是微纹理的。在图4B中，第二红色层看起来在第一白色层中熔融；
图5显示了在工作实施例中制备的制品A的表面测量。
图6显示了对比的涂覆制品B的表面图像。
图7显示了在工作实施例中制备的制品C的表面图像。
图8显示了在工作实施例中制造的制品D的表面图像。
本发明的一些示例性实施方案现在将通过以下非限定性实施例来进一步说明。
实施例1
涂覆的制品A根据本发明制备，和对比的涂覆制品B具有单层细纹理涂层。用于B的粉末组合物与A的第二层顶涂层相同。结果显示在表1中。涂覆的制品A的粗糙度是对比的涂覆制品B的约30％。
Figure BDA0002386791410000181
实施例2
涂覆的制品A根据本发明利用二者都是可UV固化的第一层和第二层来制备。对比的涂覆制品B也用单层微纹理可UV固化的粉末涂料制备。用于B的粉末组合物与用于A的第二层顶涂层相同。表面纹理性能使用宽视野共焦显微镜法、使用带有Zeiss EfficientNavigation(ZEN)软件的Carl Zeiss Smartproof 5共焦显微镜测量。在表面上定义100mm×100mm的面积，并且扫描所述面积的5个4×4mm的区域。在该4×4mm区域中定义了16个单个子视野，对于每个1mm2子视野，定义了最低的谷水平和最高的峰水平。在这些垂直水平中，制作了例如1μm垂直(z轴)间隔的图，和获得了3D轮廓。
图5显示了制品A的表面测量。图6显示了对比的涂覆制品B的表面图像。表2给出了所测量的表面性能。
涂覆的制品C也根据本发明利用ULB粉末涂料利用第一和第二层来制备。图7显示了制品C的表面图像。还制备了对比的涂覆制品D，利用了与制品C的第二层相同的单层微纹理粉末涂料组合物。图8显示了制品D的表面图像。表2指示了涂覆的制品C和对比的涂覆制品D的表面性能。
Figure BDA0002386791410000191
实施例3
实施例配制剂如下：
配制剂1
Figure BDA0002386791410000192
配制剂2
Figure BDA0002386791410000193
配制剂3
Figure BDA0002386791410000201

Claims (14)

1.一种粉末涂覆制品的方法，包括：
a)提供用第一粉末涂覆层涂覆的基底，
b)将第二粉末涂覆层施加到所述第一层上，所述第一层为未固化或仅部分固化的状态，
c)固化所述第一和第二层，
其中所述第一粉末涂覆层的材料是光滑粉末涂覆层材料，和所述第二粉末涂覆层的材料是纹理化粉末涂覆层材料。
2.根据权利要求1的方法，其中在步骤a)和步骤b)之间施加另外的步骤：加热该第一层以便至少部分地熔融或软化该第一粉末涂覆层，以使得所述第一粉末涂覆层未固化或仅部分固化。
3.根据权利要求1或2的方法，其中该第一粉末涂覆层和该第二粉末涂覆层是基于低温固化粉末涂料组合物。
4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中该第二粉末涂覆层的材料是可UV固化的，和其中所述固化步骤包括用UV光照射该制品以固化第二粉末涂覆层。
5.根据权利要求4的方法，其中该第一和第二粉末涂覆层二者的材料都是可UV固化的，和其中所述固化步骤包括用UV光照射该制品以固化该第一和第二粉末涂覆层，和其中该第一粉末涂覆层未固化，直到该第二粉末涂覆层施加之后。
6.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中该第一和第二粉末涂层二者的材料是超低烘烤粉末涂覆材料。
7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中该第二粉末涂覆层的材料至少部分地渗透到该第一层中。
8.根据权利要求2的方法，其中在所述另外的步骤中，将该第一层加热到低于140℃、优选低于100℃的温度，以熔融第一粉末涂料组合物而不固化该第一粉末涂料组合物，和其中在步骤c)中将包括该第一和第二层的基底加热到低于140℃、优选低于100℃的温度或进行UV照射。
9.根据权利要求8的方法，其中该涂层的表面具有在60°下测量的小于40光泽度单位的光泽度值和小于1.50μm的平均粗糙度Sa。
10.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所获得的涂层的光泽度借助于选择该第二层中所用的粉末涂料组合物的类型来调节。
11.根据前述权利要求中任一项的方法，其中该第一层的材料包含流动剂和其中该第二层的材料包含纹理化剂。
12.一种涂覆的制品，其包含热敏性基底和含两个层的粉末涂层，其中该粉末涂层具有在60°下测量的小于40光泽度单位的光泽度值，和小于1.50μm、优选小于1.00μm的平均粗糙度Sa。
13.根据权利要求12的涂覆的制品，其中该基底包含中密度纤维板(MDF)。
14.根据权利要求12或13的涂覆的制品，其中该两个层是界面接触的，并且该涂层包含厚度至少1μm的两个层的混合层。
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