CN113088184B - 耐高温粉末涂料组合物以及制品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高温粉末涂料组合物以及制品，所述耐高温粉末涂料组合物包含：(i)丙烯酸树脂；(ii)聚有机硅氧烷树脂；(iii)固化剂；(iv)颜填料；和(v)任选地附加添加剂；其中所述聚有机硅氧烷树脂包含苯基和甲基基团，并且苯基与甲基的摩尔比在0.8:1到1.6:1的范围内。本发明还涉及具有由所述耐高温粉末涂料组合物形成的耐高温涂层的制品。

Description

耐高温粉末涂料组合物以及制品

技术领域

本发明涉及一种耐高温粉末涂料组合物和含有由该粉末涂料组合物形成的耐高温涂层的制品。

背景技术

粉末涂料被广泛用于在基材上提供装饰和/或防护涂层。粉末涂料具有与一般涂料完全不同的形态，它是以微细粉末的状态存在的。由于不使用溶剂，所以称为粉末涂料。粉末涂料具有无害、高效率、节省资源和环保等特点。经过多年的发展，粉末涂料取得了长足的进步，应用领域不断扩大。

耐高温粉末涂料属于特殊功能性涂料，广泛应用于烧烤炉、焖烧炉、取暖机、暖气管道、消音、烘箱、车用排气管、烟囱等多种设备上。因为耐高温粉末涂料在环保、安全、利用率等方面的优势，其必将逐步取代传统的高温漆。然而，粉末涂料组合物中常用的饱和聚酯树脂、环氧树脂等材料在350℃以上时，碳氧键很快就会出现断键，分解，严重显著影响粉末涂料的附着力，表现在涂层上就是粉化脱落。采用有机硅树脂和饱和聚酯树脂混拼，由于两者相容性差，因而所得粉末涂层的光泽度通常不高、并且外观呈橘皮或砂纹状。有机硅树脂由于其以硅氧键为主链，因其较高的键能而赋予了有机硅树脂较高的氧化稳定性，是耐高温粉末涂料主体树脂的首选，然而其价格过高，并且固化时间长，在制备过程中的工艺参数需要严格控制。

因此，粉末涂料工业中仍然需要一种能够克服上述缺点的耐高温粉末涂料组合物。

发明内容

本发明一方面公开了一种耐高温粉末涂料组合物，其包含：

(i)丙烯酸树脂；

(ii)聚有机硅氧烷树脂；

(iii)固化剂；

(iv)颜填料；和

(v)任选地附加添加剂；

其中所述聚有机硅氧烷树脂包含苯基和甲基基团，并且苯基与甲基的摩尔比在0.8:1到1.6:1的范围内。

对于本发明的耐高温粉末涂料组合物，根据ASTM G 154-1测量，由所述粉末涂料组合物形成的固化涂层在经受1000h的QUVA人工加速老化后，具有至少75％的保光率。

此外，对于本发明的耐高温粉末涂料组合物，根据ASTM G 154-1测量，由所述粉末涂料组合物形成的固化涂层在经受1000h的QUVA人工加速老化后，涂层色变△E<1.5。

进一步地，对于本发明的耐高温粉末涂料组合物，以ACT标准橘皮板为参考，由所述粉末涂料组合物形成的固化涂层的平整度在7级以上。

本发明的还要另一方面提供了一种制品，所述制品其包含：基材；以及由本发明的耐高温粉末涂料组合物涂布在所述基材上形成的耐高温涂层。

在本发明中，发明人开创性地在耐高温粉末涂料配方中引进丙烯酸树脂，并选择合适的聚有机硅氧烷树脂，特别是具有特定苯基/甲基比值的聚有机硅氧烷树脂。苯基含量高的有机硅树脂热稳定性好、韧性好、热塑性大、与常规有机树脂的混溶性好，但物理机械性差；而甲基含量高的有机硅树脂的柔韧性好、憎水性好、保光性好、固化速度快，但与普通有机树脂的混溶性差。发明人通过在配方中引入丙烯酸树脂，与具有特定苯基/甲基比值的聚有机硅氧烷树脂组合，改善了所得涂层的光泽度、流平性和机械性能。

令人惊讶的是，本发明的发明人惊讶地发现，由根据本发明的耐高温粉末涂料组合物制备得到的粉末涂层的耐候性明显优于常规的有机硅树脂与环氧改性酚醛树脂的混合体系；并且所得粉末涂层的耐温后保光率明显优于有机硅树脂与环氧改性酚醛树脂的混合体系，这在本发明之前是难以预见到的。

令人惊讶的是，本发明的发明人还惊讶地发现，选用特定吸油量低的颜填料，有利于涂层的流平性和光泽度，改善了耐温后涂层的保光率。

因而，上述特征的组合不仅改善了所得粉末涂层的光泽度和流平性，使粉末涂层外观媲美常规的聚酯粉末涂层，而且耐温后的保光率高、颜色变化小，综合性能非常优异。

本发明的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说明书和权利要求，本发明其它特征、目的和优点将变得清楚。

定义

在本文中使用时，不使用数量词、“至少一种”和“一种或多种”可互换使用。因此，例如包含添加剂的组合物可以被解释为表示该组合物包含“一种或多种”添加剂。

在组合物被描述为包括或包含特定组分的情况下，预计该组合物中并不排除本发明未涉及的可选组分，并且预计该组合物可由所涉及的组分构成或组成，或者在方法被描述为包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计该方法中并不排除本发明未涉及的可选工艺步骤，并且预计该方法可由所涉及的工艺步骤构成或组成。

为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

如本文所使用的，短语“酸值”是指中和1g聚合物中的碱活性基团所需的mg KOH的数值，并且单位为(mg KOH/g聚合物)。酸值根据ASTM标准测试方法D974确定。

如本文所使用的，术语“聚有机硅氧烷”是指包含有机硅氧烷重复单元的聚合物。有机硅氧烷重复单元包含Si-O键和至少一个Si-有机基团键。

“粉末涂料组合物”或“粉末”在本文中表示：粉末形式的组分的混合物且所述组合物具有在固化、优选地通过热和/或辐射固化、更优选地通过热固化后形成不可逆的交联网络(所谓的“固化形式”或“固化组合物”)的能力。为了清楚起见，对术语“粉末涂料组合物”或“粉末”中的任何一个的提及应被理解为未固化的粉末涂料组合物或等同的未固化的粉末。

“固化”在本文中表示：变得“固定”以形成不可逆的交联网络(所谓的“固化形式”或“固化组合物”)的过程，其中材料不再流动、熔融或溶解。在本文中，术语“固化”和“交联”可以互换使用。优选地，本发明的粉末涂料组合物使用热来进行固化，在这种情况下，该固化被称为“热固化”。为了清楚起见，术语“热固化”不包括紫外(UV)或电子束引起的固化。任选地，热和压力的组合可用于固化粉末涂料组合物。在本发明的上下文中，术语“热固化”不排除施加压力和/或真空与热一起来固化粉末涂料组合物。

“粉末涂层”在本文中表示呈涂层形式的固化的粉末涂料组合物。粉末涂层是在固化粉末涂料组合物之后得到的。

“室温”在本文中表示23℃的温度。

术语“成膜树脂”是指能够在一定条件下形成连续的漆膜或涂层的高分子化合物，可以是天然的，也可以是合成的，可以是通过溶剂挥发而物理成膜，也可以是通过化学交联反应而化学成膜，其中，化学成膜的成膜树脂又分为：通过与固化剂反应成膜的树脂，和自交联成膜树脂。常见的成膜树脂有：酚醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂等。

对于本文给出的任何参数的所有上限和下限来说，边界值包含在各个参数的各范围内。

除非上下文中明确指出，否则如本文中所用的术语(例如丙烯酸树脂、固化剂、粉末涂料组合物、组分)的复数形式可被解释为包含单数形式，反之亦然。

当在“涂覆在表面或基材上的涂层”的上下文中使用时，术语“在……上”包括涂层直接或间接涂覆于表面或基材上。因此，例如，涂覆于位于基材上的底漆层的涂层构成涂覆在该基材上的涂层。

当出现在本说明书和权利要求中时，术语“包含”和“包括”及其变体不具有限制性含义。

术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本发明实施方案。然而，在相同或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方案的叙述不意味着其他实施方案是不可用的，并且不旨在将其他实施方案排除在本发明范围外。

具体实施方式

本发明一方面公开了一种耐高温粉末涂料组合物，其包含：

(i)丙烯酸树脂；

(ii)聚有机硅氧烷树脂；

(iii)固化剂；

(iv)颜填料；和

(v)任选地附加添加剂；

其中所述聚有机硅氧烷树脂包含苯基和甲基基团，并且苯基与甲基的摩尔比在0.8:1到1.6:1的范围内。

适合用于本发明的聚有机硅氧烷树脂包含甲基和苯基基团。通常苯基含量高的有机硅树脂的热稳定性好、坚韧性好、热塑性大、与普通有机树脂的混溶性好，但固化速度慢、物理机械性差；而甲基含量高的有机硅树脂柔韧性好、憎水性好、保光性好、固化速度快，但与普通有机树脂的混溶性差。因此，在本发明的实施方式中，所使用的聚有机硅氧烷树脂的苯基与甲基的摩尔比在0.8:1至1.6:1范围内。若二者的摩尔比低于0.8:1，导致所得粉末涂层有裂纹；若二者的摩尔比高于1.6:1，则所得涂层外观呈橘皮状。在本发明的一些实施方式中，所述聚有机硅氧烷树脂为甲基苯基聚硅氧烷树脂。

此外，为了形成粉末涂料，聚有机硅氧烷树脂应该在室温下为固态，优选具有至少45℃的Tg(玻璃化温度)，并能在200℃温度以下熔融处理。这种聚有机硅氧烷树脂的实例包括从Dow Corning获得的甲基苯基聚硅氧烷6-2230。除非另有说明，聚有机硅氧烷树脂的玻璃化转变温度(Tg)是树脂的测定Tg，例如，采用DSC差示扫描量热法根据ISO11357测量。

在本发明某些实施方式中，基于粉末涂料组合物的总重，聚有机硅氧烷树脂的量，在40至80重量％的范围内，优选在45至75重量％的范围内。

本发明的粉末涂料组合物包含丙烯酸树脂。在本发明某些实施方式中，丙烯酸树脂包含至少一个能与固化剂(或交联剂)反应的反应性官能团，所述反应性官能团可以是羟基、羧基、氨基、环氧基、酯基或异氰酸酯。优选地，丙烯酸树脂包含选自羟基和羧基的至少一个的反应性官能团，并且还更优选羧基。因此，优选地，丙烯酸树脂是羧基丙烯酸树脂或羟基丙烯酸树脂。特别地，优选的丙烯酸树脂包含多个羧基官能团，并且特别是多个侧基羧基官能团。

可采用丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯等烯属不饱和单体形成本发明实施方式中的丙烯酸树脂。所述反应性官能团可通过单体引入到丙烯酸树脂中。例如，羟基官能的丙烯酸树脂可通过用各种丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体聚合制备，所述丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体包括，但不限于，丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯或丙烯酸羟丙酯；氨基官能的丙烯酸树脂可通过用叔丁基氨基乙基甲基丙烯酸酯和叔丁基氨基乙基丙烯酸酯聚合而形成；环氧基官能的丙烯酸共聚物可通过丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯或烯丙基缩水甘油醚的反应而形成。

可用于形成具有反应性官能团的丙烯酸树脂的其他烯属不饱和单体包括：具有3-5个碳原子的α,β-烯属不饱和单羧酸的酯或腈或酰胺；乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基酮、乙烯基酰胺，和芳族和杂环族的乙烯基化合物。代表性的实例进一步包括：丙烯酸的酰胺和甲基丙烯酸的酰胺和氨基烷基酰胺；丙烯腈和甲基丙烯腈；丙烯酸的酯和甲基丙烯酸的酯，包括与含有1至20个碳原子的饱和脂族和脂环族醇形成的那些，如丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、2-乙基己酯、异丁酯、异丙酯、环己酯、四氢糠基酯异冰片酯；富马酸、马来酸和衣康酸的酯，如马来酸二甲酯和马来酸单己酯；醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙烯基乙醚和乙烯基乙酮；苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯和2-乙烯基吡咯烷酮。

因而，在本发明的一些实施方式中，所述丙烯酸树脂包括羟基丙烯酸树脂、羧基丙烯酸树脂、环氧基丙烯酸树脂或者双或多官能团丙烯酸树脂中的一种或多种，优选羧基丙烯酸树脂。

优选地，当本发明实施方式的耐高温粉末涂料组合物中存在的丙烯酸树脂为羧基丙烯酸树脂时，其酸值(AV)为20至80mg KOH/g，更优选30至70mg KOH/g，并且还更优选40至60mg KOH/g。AV为55至68mg KOH/g或60至70mg KOH/g的丙烯酸树脂是特别优选的。羧基官能度，即每分子聚合物中存在的羧基的平均数，优选地大于2，例如是2.2至5.0。

在本发明某些实施方式中，基于粉末涂料组合物的总重，丙烯酸树脂的量，在5至30重量％的范围内，优选在5至20重量％的范围内。

根据本发明的耐高温粉末涂料组合物包含用于使成膜树脂聚合的固化剂(或交联剂)。所述固化剂包括具有至少两个可与成膜树脂反应的官能团。可与成膜树脂反应的官能团包括异氰酸酯基、封闭的异氰酸酯基、脲二酮基、环氧基、羟基、羧基、酯基、醚基、氨基甲酸酯基、氨基链烷醇基、氨基烷基醚基、酰胺基或胺基。

在根据本发明的一些实施方式中，耐高温粉末涂料组合物包含能与成膜树脂反应的多异氰酸酯固化剂。多异氰酸酯固化剂可包括任何期望的有机多异氰酸酯，所述有机多异氰酸酯具有与脂肪族、脂环族、芳脂族和/或芳族结构连接的自由的异氰酸酯基。多异氰酸酯每分子可具有2-5个异氰酸酯基。适当的实例包括1,2-亚乙基二异氰酸酯、1,4-四亚甲基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-和2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二烷二异氰酸酯、ω,ω′-二异氰酸根合二丙基醚、环丁烷1,3-二异氰酸酯、环己烷1,3-和1,4-二异氰酸酯、2,2-和2,6-二异氰酸根合-1-甲基环己烷、3-异氰酸根合甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯)、2,5-和3,5-双(异氰酸根合甲基)-8-甲基-1,4-桥亚甲基-十氢萘、1,5-、2,5-、1,6-和2,6-双(异氰酸根合甲基)-4,7-桥亚甲基六氢化茚满、1,5-、2,5-、1,6-和2,6-双(异氰酸根合)-4,7-甲基六氢化茚满、二环己基2,4′-和4,4′-二异氰酸酯、2,4-和2,6-六氢甲苯二异氰酸酯、全氢化2,4′-和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、ω,ω′-二异氰酸根合-1,4-二乙基苯、1,3-和1,4-亚苯基二异氰酸酯、4,4′-二异氰酸根合联苯、4,4′-二异氰酸根合-3,3′-二氯联苯、4,4′-二异氰酸根合-3,3′-二甲氧基联苯、4,4′-二异氰酸根合-3,3′-二甲基联苯、4,4′-二异氰酸根合-3,3′-二苯基联苯、2,4′-和4,4′-二异氰酸根合二苯基甲烷、亚萘基-1,5-二异氰酸酯、亚苄基二异氰酸酯如2,4-和2,6-亚苄基二异氰酸酯、N,N′-(4,4′-二甲基-3,3′-二异氰酸根合二苯基)脲二酮、间苯二甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二甲二异氰酸酯；以及三异氰酸酯，如2,4,4′-三异氰酸根合二苯醚、4,4′,4″-三异氰酸根合三苯基甲烷。多异氰酸酯也可含有异氰脲酸酯基团和/或缩二脲基团和/或脲基甲酸酯基和/或氨基甲酸酯基和/或脲基。含有氨基甲酸酯基的多异氰酸酯，例如，通过使一些异氰酸酯基团与多元醇，例如三羟甲基丙烷和丙三醇，反应而获得。适当的固化剂的实例包括：未封闭的和封闭的多异氰酸酯化合物，如自封闭的脲二酮化合物；己内酰胺和肟封闭的多异氰酸酯；二异氰酸酯的异氰脲酸酯；用多元醇半封闭的二异氰酸酯；和它们的组合。

在一些具体实施方式中，固化可包括异氰酸酯(自由的或封闭的)与活泼氢官能团，如羟基或者伯或仲胺基之间的反应；或者氨基塑料与活泼氢物质如氨基甲酸酯、脲、酰胺或羟基之间的反应；环氧与活泼氢物质如酸、酚、或胺之间的反应；环状碳酸酯与活泼氢物质如伯或仲胺之间的反应；硅烷(即Si-O-R，其中R＝H、烷基或芳基、或酯)与活泼氢物质的反应，包括当活泼氢物质为Si-OH时；以及这些交联配对的混合物。

本领域普通技术人员可以根据所使用的成膜树脂选择适当的固化剂。固化剂的用量可以根据所使用的成膜树脂、固化温度以及所需要的涂层性能等因素进行调节。基于粉末涂料组合物的总量，固化剂的量在5至20重量％的范围内，优选地5至15重量％的范围内。

在本发明的一些具体实施方式中，固化剂选自异氰脲酸三缩水甘油酯、偏苯三酸三缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯、羟烷基酰胺、异氰酸酯、封闭型多异氰酸酯、脲二酮、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、二氨基二苯砜、四甲基甘脲、氨基树脂、氢化环氧树脂中的一种或多种。

在本发明中，发明人开创性地在耐高温粉末涂料配方中引进丙烯酸树脂，并选择合适的聚有机硅氧烷树脂，特别是具有特定苯基/甲基比值的聚有机硅氧烷树脂。众所周知，苯基基团使树脂的热稳定性好、韧性好、热塑性大、与常规有机树脂的混溶性好，但物理机械性差；而甲基基团使树脂的柔韧性好、憎水性好、保光性好、固化速度快，但与普通有机树脂的混溶性差。然而，发明人通过在配方中引入丙烯酸树脂，与具有特定苯基/甲基比值的聚有机硅氧烷树脂组合，改善了所得涂层的光泽度、流平性和机械性能。

在附着力和耐化学品性方面，丙烯酸树脂可能比环氧树脂稍差，但耐候性要好于环氧树脂。本发明的发明人惊讶地发现，由根据本发明的耐高温粉末涂料组合物制备得到的粉末涂层的耐候性明显优于常规的有机硅树脂与环氧改性酚醛树脂的混合体系；并且所得粉末涂层的耐温后的保光率明显优于有机硅树脂与环氧改性酚醛树脂的混合体系，这在本发明之前是难以预见到的。

本发明的耐高温粉末涂料组合物可以进一步包含一种或多种填料。本文使用的术语“填料”指适用于涂料的任何体积增量剂，其可以是有机的或无机的例如颗粒形式。对颗粒的形状没有特殊限制，其可以具有任何适当的形状。填料的平均粒径可以在宽范围内变化，例如在约10纳米至约50微米的范围内变化。一些填料除了起到涂料的体积增量剂的作用以外还赋予组合物和/或由该组合物形成的涂层一种或多种所需性质。例如，一些填料可以赋予组合物以及由该组合物得到的涂层所需颜色。在这种情况下，这种填料也被称为“颜料”。一些填料可以改善化学和/或物理性质，特别可以改善由该组合物得到的涂层的机械性质。在这种情况下，这种填料也被称为“增强填料”。在本发明中，颜料和填料被统称为颜填料。

本发明的发明人还惊讶地发现，选用特定吸油量低的颜填料，有利于涂层的流平性和光泽度，改善耐温后涂层的保光率。

在本发明的一些实施方式中，所述颜填料的吸油量小于50g/100g，优选小于40g/100g，更优选小于30g/100g。

在本发明中，吸油量是指将100g颜填料完全润湿需要油的最低克数，检测方法为：在25ml滴瓶内装入精致亚麻仁油，称重(G1，准至0.01g)，称取5.00g样品(m，准至0.01g)放在玻璃板上，用滴管滴加部分亚麻仁油(10滴)于样品上，用调刀用力搅拌压研样品得到油脂状粘稠物质，估计粘住90％的样品后再小心加入几滴油，直到刚好得到均匀的团状糊膏为止(此过程必须20～25分钟内完成，称取滴瓶的重量G2，准至0.01g)。

吸油量(g/100g)＝(G1-G2)/m*100

式中：G1—第一次称滴瓶的质量g；

G2—第二次称滴瓶的质量g；

m—样品质量g

在本发明的一些实施方式中，颜填料选自铜铬黑、锌片、云母粉、滑石粉、陶瓷粉、石英粉、重晶石粉、玻璃粉中的一种或多种。颜填料可构成粉末涂料组合物的约1重量％至约40重量％，更优选地粉末涂料组合物的约3重量％至约35重量％。

本发明的耐高温粉末涂料组合物还可以任选地进一步包含常用在粉末涂料组合物的附加添加剂，这些添加剂不会不利地影响涂料组合物或由其得到的固化涂层。适当的添加剂包括例如会改善涂料组合物的加工性能或制造性能、增强组合物的美感、或改善涂层组合物或由其得到的固化涂层的特定功能性质或特性(诸如对基材的粘附性)的那些试剂。可以包含的添加剂的实例包括表面活性剂、流动控制剂、热稳定剂、防腐剂、抗氧化剂、助粘剂、光稳定剂、流平剂、脱气剂、消泡剂及其组合。附加添加剂可构成，例如粉末涂料组合物的约0重量％至约20重量％，更优选地粉末涂料组合物的约0重量％至约15重量％，甚至更优选地粉末涂料组合物的约0重量％至约10重量％。

在本发明的耐高温粉末涂料组合物中，脱气剂的合适例子是安息香。优选地，可以使用流平剂来改善涂料组合物的流平性。流平剂的例子包括但不限于宁波南海公司的流平剂GLP503/588，首诺公司的流平剂Modaflow PowderⅢ/2000，ESTRON公司的流平剂

P67和

PL-200等。根据所期望的产品性质(例如涂层光泽度、硬度、粗糙度等)，本领域技术人员能够确定添加剂的种类及其用量。

本发明的实施方式还包括一种耐高温粉末涂料组合物，其中，基于所述耐高温粉末涂料组合物的总重量，其包含：

(i)5-20重量％的丙烯酸树脂；

(ii)45-75重量％的聚有机硅氧烷树脂；

(iii)5-35重量％的颜填料；

(iv)5-15重量％的固化剂；和

(v)0-10重量％的附加添加剂，所述附加添加剂包括流平剂和脱气剂，

其中所述聚有机硅氧烷树脂包含苯基和甲基基团，并且苯基与甲基的摩尔比在0.8:1到1.6:1的范围内。

在本发明的一个实施方式中，根据ASTM D523测量，由本发明的耐高温粉末涂料组合物形成的固化涂层具有10°至80°范围内的60°光泽度。实际上，本发明的涂层可以根据客户对光泽度的要求进行调整，并不仅限于此。

在本发明的一个优选实施方式中，根据ASTM G 154-1测量，由本发明的耐高温粉末涂料组合物形成的固化涂层在经受1000h的QUVA人工加速老化后，具有至少75％、优选至少80％、更优选至少85％的保光率。

在本发明的另一个优选实施方式中，根据ASTM G 154-1测量，由本发明的耐高温粉末涂料组合物形成的固化涂层在经受1000h的QUVA人工加速老化后，涂层色变△E<1.5，优选地△E<1.3，更优选地△E<1.1。

在本发明的另一个优选实施方式中，以ACT标准橘皮板(美国ACT测试样板公司出的一系列标准板，分成10个等级，尺寸4*6英寸)为参考，由本发明的耐高温粉末涂料组合物形成的固化涂层的平整度在7级以上。

并非希望受缚于任何理论，推测本发明的耐高温粉末涂料组合物实现上述效果的原因如下：尽管在附着力、耐化学品性方面，丙烯酸树脂比环氧树脂稍差，但耐候性要好于环氧树脂，在耐高温粉末涂料配方中引进丙烯酸树脂，并选择合适的聚有机硅氧烷树脂，特别是苯基/甲基比值，二者的协同作用不仅改善了所得涂层的光泽度、流平性和机械性能，而且由根据本发明的耐高温粉末涂料组合物制备得到的粉末涂层的耐候性明显优于常规的有机硅树脂与环氧改性酚醛树脂的混合体系；并且所得粉末涂层的耐温后的保光率明显优于有机硅树脂与环氧改性酚醛树脂的混合体系，这在本发明之前是难以预见到的。此外，本发明的粉末涂料组合物结合了丙烯酸树脂和特定的聚有机硅氧烷树脂，并进一步与多种吸油量低的颜填料恰当组合使用，既满足涂层外观流平性和光泽度的要求，又满足涂层耐温后的性能要求(诸如保光率、色变和平整度)，这是现有技术从未公开的。

因此，本发明还涉及一种由根据本发明的耐高温粉末涂料组合物形成的固化涂层，根据ASTM G 154-1测量，该固化涂层在经受1000h的QUVA人工加速老化后，具有至少75％、优选至少80％、更优选至少85％的保光率，并且该固化涂层在经受1000h的QUVA人工加速老化后，涂层色变△E<1.5，优选地△E<1.3，更优选地△E<1.1，并且以ACT标准橘皮板(美国ACT公司出的一系列标准板)为参考，由本发明的耐高温粉末涂料组合物形成的固化涂层的平整度在7级以上。

此外，本发明的实施方式还提供了一种制品，其包含：基材；以及由根据本发明的耐高温粉末涂料组合物涂布在所述基材上形成的耐高温涂层。

本领域普通技术人员根据实际需要会选择并确定合适的材料作为基材。所述基材是木材、玻璃、陶瓷、金属、塑料和水泥板中的一种或多种。优选地，所述基材是金属基材，例如冷轧钢或铝材，其中冷轧钢板必须经过脱脂、除油、喷砂处理；对于铝材，为获得良好附着力和最佳涂层性能，需要最少5步磷酸铬或同等物质处理。

作为耐高温涂层，如果涂层厚度过高，则涂层在高温下容易开裂。因此，在根据本发明的一些实施方式中，所述耐高温涂层的厚度在35至65微米范围内，优选在40至60微米范围内。

根据本发明，由此得到的制品可用于如下应用，包括，但不限于：钢铁结构和大型机械设备，各种高炉、壁炉、锅炉、热风炉内外壁，烟囱、烟道、排气管、热交换器、油气田管道及设备、炼钢设备及管道，以及需要耐高温等保护措施的工业、军事和航空航天领域。

此外，本发明实施方式还提供了一种用于制备耐高温粉末涂料组合物的方法，其包括下列步骤：

a)将所有用于制造粉末涂料的丙烯酸树脂、聚有机硅氧烷树脂、固化剂、任选地添加剂在预混机中预混合粉碎；

b)将经过预混合粉碎的原料经过挤出机熔融挤出；

c)将熔融挤出的物料冷却压片；

d)将片状物通过粉碎机粉碎并过筛，得到合适粒径的粉末颗粒即为粉末涂料。

将得到的粉末颗粒利用静电喷枪喷涂到合适的基材上，放置于一定温度的烘箱中固化。固化后便得到粉末涂层。所述粉末涂层可以是底漆、面漆或中间涂层。

在加热粉末涂料组合物以使其固化的情况下，粉末涂料组合物的加热可在一定温度下进行并持续适合的时间以固化本发明的粉末涂料组合物。

粉末涂料组合物的加热可以利用常规方法进行，例如，对流烘箱、(N)IR灯，或者可利用红外激光和/或微波设备来加热。

优选地，根据本发明的粉末涂料组合物的固化时间为至多40分钟、更优选地至多30分钟。

优选地，在200-250℃范围内的温度下固化根据本发明的粉末涂料组合物持续20-45分钟范围内的时间；更优选地，在220-230℃范围内的温度下固化粉末涂料组合物持续20-30分钟范围内的时间。

下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修正和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购并且可直接使用而无需进一步处理。

实施例

测试方法

附着力：根据ASTM D3359-02，方法B，采用划格法确定，按照通0B-5B的等级进行评定，其中0B最差，而5B为最佳。

光泽度：相应的耐高温粉末涂料组合物在ALQ-46板上固化后得到的粉末涂层的光泽度60°是根据ASTM D523用BYK-Gardner GmbH浊度-光泽度仪测定的。光泽度是在60°的角度下以光泽度单位报告的并且是在Q-Panel(AL-46)板上在50±5μm的膜厚度下测量的。

铅笔硬度：根据ASTM D 3363来评估涂层的铅笔硬度。

盐雾测试：是一种用于测定涂覆到金属表面上的涂层的耐腐蚀性的标准化方法。这个测试在盐雾箱中进行，其中盐溶液(通常5％NaCl)被雾化，然后喷到其上涂覆有45-50μm干膜厚的本发明的耐高温涂层的磷化基材(Bonderite 1000)的表面上。该面板由此保持在高腐蚀性环境的盐雾中500小时，并测量被腐蚀部分的最大宽度。根据ASTM B117(用于操作盐雾装置的标准实践)使用测试参数。

流平性：该测试用于测量粉末涂料组合物成膜后涂层平整度。以ACT标准橘皮板(美国ACT测试样板公司出的一系列标准板，分成10个等级，尺寸4*6英寸)为参考评估流平性。

基材的处理

冷轧钢板必须经过脱脂、除油、喷砂处理。而对于铝材，为获得良好附着力和最佳涂层性能，需要最少5步磷酸铬或同等物质处理。

材料

各实例中使用的原料列在如下表1中。

表1

耐高温粉末涂料组合物的制备

按表2中的配方重量百分比称取丙烯酸树脂、甲基苯基聚硅氧烷树脂、固化剂、流平剂、脱气剂、颜填料和其他添加剂放入混料灌混合均匀。将上述物料通过挤出机熔融挤出，通过压片辊轮压片冷却后通过狼牙棒初破碎得到硬币大小的碎片料。将上述步骤得到的压片料，通过空气分级磨粉机研磨粉碎，旋风分离，分级过筛，检测，包装至成品。

表2

	重量百分比(％)
		羧基丙烯酸树脂	15
甲基苯基聚硅氧烷树脂	45
		固化剂	5
流平剂	1
		脱气剂	0.5
颜填料	30
		其它添加剂	3.5

根据上述用量和方法来制备粉末涂料组合物，并利用静电喷枪喷涂到脱脂、铁-磷化处理的钢板条上，然后在烘箱中烘烤固化。固化后即可测试粉末涂层的性能。

聚有机硅氧烷树脂的选择

为了选择聚有机硅氧烷树脂，特别是苯基/甲基的摩尔比，用表2中的基础配方(除了所用聚有机硅氧烷树脂的苯基/甲基的摩尔比不同，其他组分和用量均相同)，测试具有不同的苯基/甲基摩尔比的聚有机硅氧烷树脂对涂层性能的影响，实验数据如下表3：

表3

由表3中的实验结果可见，当耐高温粉末涂料组合物中所使用的聚有机硅氧烷树脂的苯基/甲基摩尔比较低(例如对比例1中，低于0.8:1)时，所得的粉末涂层在耐温测试中出现裂纹；当耐高温粉末涂料组合物中所使用的聚有机硅氧烷树脂的苯基/甲基摩尔比较高(例如对比例2中，高于1.6:1)时，所得的粉末涂层呈橘皮状。因此，可用于本发明耐高温粉末涂料组合物的聚有机硅氧烷树脂包含苯基和甲基基团，并且苯基与甲基的摩尔比应该在0.8:1到1.6:1的范围内。

耐高温涂层性能测试

对由实施例2制成的耐高温粉末涂料组合物固化形成的涂层进行性能测试，测试标准及结果记录在表4中。

表4：实施例2的涂层的性能测试

为了比较根据本发明的包含丙烯酸树脂和聚有机硅氧烷树脂的耐高温粉末涂料组合物与常规的有机硅树脂与环氧改性酚醛树脂的混合体系以及常规的有机硅树脂与环氧改性酚醛树脂的混合体系，用基础配方测试对比不同树脂和有机硅树脂匹配产品的性能，实施例和对比例的组成以及性能测试如下表5所示：

表5：

由表5的测试结果可以看出，由根据本发明的耐高温粉末涂料组合物制备得到的粉末涂层的耐候性明显优于常规的有机硅树脂与环氧改性酚醛树脂的混合体系；并且所得粉末涂层的耐温后保光率明显优于有机硅树脂与环氧改性酚醛树脂的混合体系，这在本发明之前是难以预见到的。

颜填料的选择对涂层性能的影响

为了研究颜填料的选择对涂层性能的影响，用基础配方测试对比包含不同颜填料的涂料组合物的性能，实验对比数据如下表6所示：

表6：

本发明的发明人发现，选用特定低吸油量的颜填料，有利于涂层的流平性和光泽度，改善耐温后涂层的保光率。颜填料与成膜树脂的组合使用，既满足了涂层外观流平和光泽的要求，又满足涂层耐温后的性能要求。

尽管本发明参照大量实施方式和实施例进行描述，但是本领域普通技术人员根据本发明公开的内容能够认识到可以设计其它实施方式，这并未脱离本发明的保护范围和精神。

Claims (13)

1.一种耐高温粉末涂料组合物，其包含：

(i) 5-20重量%的丙烯酸树脂；

(ii) 45-75重量%的聚有机硅氧烷树脂；

(iii) 5-35重量%的颜填料；

(iv) 5-15重量%的固化剂；和

(v) 0-10重量%的附加添加剂，所述附加添加剂包括流平剂和脱气剂；

其中所述聚有机硅氧烷树脂包含苯基和甲基基团，并且苯基与甲基的摩尔比在0.8:1到1.6:1的范围内；

其中所述颜填料的吸油量小于50g/100g；

其中所述丙烯酸树脂包含羧基丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂和环氧基丙烯酸树脂中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的耐高温粉末涂料组合物，其中，所述颜填料的吸油量小于40g/100g。

3.根据权利要求1所述的耐高温粉末涂料组合物，其中，所述颜填料的吸油量小于30g/100g。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的耐高温粉末涂料组合物，其中，所述颜填料选自铜铬黑、锌片、云母粉、滑石粉、陶瓷粉、石英粉、重晶石粉、玻璃粉中的一种或多种。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的耐高温粉末涂料组合物，其中，所述固化剂选自异氰脲酸三缩水甘油酯、偏苯三酸三缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯、羟烷基酰胺、异氰酸酯、封闭型多异氰酸酯、脲二酮、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、二氨基二苯砜、四甲基甘脲、氨基树脂、氢化环氧树脂中的一种或多种。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的耐高温粉末涂料组合物，其中，根据 ASTM G154-1测量，由所述粉末涂料组合物形成的固化涂层在经受1000h的QUVA人工加速老化后，具有至少75%的保光率。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的耐高温粉末涂料组合物，其中，根据 ASTM G154-1测量，由所述粉末涂料组合物形成的固化涂层在经受1000h的QUVA人工加速老化后，涂层色变△E < 1.5。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的耐高温粉末涂料组合物，其中，以ACT标准橘皮板为参考，由所述粉末涂料组合物形成的固化涂层的平整度在7级以上。

9.一种制品，其包含：

基材；以及

由权利要求1至8中任意一项所述的耐高温粉末涂料组合物涂布在所述基材上形成的耐高温涂层。

10.如权利要求9所述的制品，其中，所述耐高温涂层的厚度在35至65微米范围内。

11.如权利要求9所述的制品，其中，所述耐高温涂层的厚度在40至60微米范围内。

12.如权利要求9至11中任意一项所述的制品，其中，所述基材是木材、玻璃、陶瓷、金属、塑料和水泥板中的一种或多种。

13.如权利要求9至11中任意一项所述的制品，其中，所述基材是金属基材。