CN1132227A - 随角异色效应粉末涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及导电颜料含量按重量计为0.1-10％的随角异色效应粉末涂料，及其制备方法和用途。

Description

随角异色效应粉末涂料
本发明涉及按重量计导电颜料含量占0.1％至10％的随角异色效应粉末涂料，及其制备方法和用途。
通常来说，通过应用完整的涂料组合物，即涂料系统来制造涂料，在应用时，该应用时，该涂料组合物包含了涂料所有的必要成份，如粘合剂颜料、填料、添加剂、溶剂等。
对于一定的应用来说，已知不同的方法，其中粘合剂和随角异色效应物质分开使用，例如植绒、溅射涂覆、喷涂敷层等。
粉末涂料，即不含溶剂且对环境友好的涂料物系，通常也被当作完整的且材料组成均匀的系统使用。在很多情况下这导致了应用上的严重问题。
使用粉末涂料时，它们在底材上的涂用常常伴随着分离现象。举例来说，这些现象可能包括使回收的粉末涂料中细小颗粒的损耗。这种分离引起涂料的工艺性能和光学性质的改变。
在包含颜料的粉末涂层中，分离问题更加严重。染色，或者不同颜色的粉末涂料的混合是不可能的，因为这样的混合物易于分离。类似的，一旦形成了某种颜色，就不可能通过随后混入另一种仅是其颜料不同的粉末涂料而改变它。
在实践中进行了一些尝试，在某些情况下通过相对复杂的方法，来避免分离问题。例如，自动计量装置用于向多余喷浆中添加比例尽可能恒定的新粉末。
在后续添加(干混)金属或珍珠光泽颜料的情况下，发现：取决于粉末涂料和发光颜料，在被涂物件表面上出现了颜料的富集或损耗。这种情况的原因在于粉末涂料颗粒和发光颜料颗粒之间充电特性的差异。这种被涂物件的光学性质，如光泽、颜色和遮盖力，与用过喷的材料涂覆的物件相比显著不同。过喷的材料即使与大量的原始材料共同组合而被再次使用时，问题还会发生。
DE2434855介绍了制备含金属着色的粉末涂料的方法，其中采用涂刷方法使颜料颗粒固着于粉末涂料颗粒表面。通过引入机械能以及任意的热能，粉末涂层随角异色效应颜料结合在一起。
该法所需的设备相当复杂，这表现在制备含发光颜料的粉末涂料的高成本上。此外，在这种方法中制得的粉末涂料经常缺乏光泽。另一缺点是随后改变颜色的可能性受到了限制。
另一缺点在于，该粉末涂料的制备方法意味着不能按以往的方式使用发光颜料。至于粉末涂料的制备，所有组分在挤压机中呈熔化态混合，挤出的破碎粉末涂料以固体材料的形式被送入磨碎机，在那里被磨碎成涂用所需的颗粒大小，然而，在这一磨碎过程中，大量发光颜料受到破坏，从而导致发光效应的降低。
因此，目的是找到其特征在于有高光泽性和/或斑纹效果且无上述缺点的粉末涂料。
现已惊人地发现如果在粉末涂料包含导电颜料(即使含颜料的粉末涂料本身并不导电)的情况下，随角异色效应粉末涂料涂于物件时，粉末涂料颗粒的分离受到抑制。添加导电颜料使含发光颜料的粉末涂料具有不易分离的效果。加入导电颜料后，不再有粒径分布上的任何改变。
因此本发明涉及按重量计导电颜料含量为0.1％至10％的随角异色效应粉末涂料。
本发明还涉及本发明的随角异色效应粉末涂料的制备方法，其显著特点在于一种或多种导电颜料和，如果需要，一种或多种发光颜料和粉末涂料互相充分混合。
导电颜料是根据本发明的随角异色效应粉末涂料中的主要组份。可以使用本技术领域中的熟练人员所公知的所有导电颜料，优选粉末电阻小于106至107欧姆(Kleber测量计)的颜料。特别合适的导电颜料是金属颜料、非金属粉末(例如炭黑)、掺杂金属氧化物和如在EP0375575中介绍的涂有导电层的粉状载体材料。不同导电颜料的混合物也可加入到粉末涂料中。如果本发明的粉末涂料中含有一种或多种其本身就具备了足够导电性的发光颜料，那么添加另一种导电颜料就不是绝对必需的了。发光颜料包括，特别是，金属颜料和珠光颜料。
通过加入重量比仅为0.1％至10％，优选重量比0.3-7％，且特别是重量比0.5-15％的导电颜料，就可以防止颜料与粉末涂料之间或粉末涂料自身的分离。不过，所需浓度主要取决于粉末导电性和所用颜料的几何性质(大小和形状)。
所用发光颜料最好是商用粉状金属颜料，如Eckart生产的StandartR这样的薄铝片，BASF生产的Paliochyom这样的发光颜料，小片状铁氧化物和珠光颜料一涂有金属氧化物的云母片颜料一例如，可由Merck生产的商品名为Iriodin的产品得到。后者公知于，例如德国专利和专利申请1467468、1959998、2009566、2214545、2215191、2244298、2313331、2522572、3137808、3137809、3151343、3151356、3151355、3211602、3235017、3334598和3528256。在DE-A4121352中介绍了其自身已具有充分导电性的发光颜料。在存在大气湿度时，这些掺有碱土金属离子的发光颜料表现出一定的足以防止发光颜料从粉末涂料上分离的导电性。例如，为了提高抗老化性，也可以采用表面改性的发光颜料。
基于总的混合物，根据本发明的粉末涂料中的发光颜料组份按重量计比例为0.1％至40％，优选重量比为0.5％至20％，特别是重量比从1％至10％。
所有商用粉末涂料都可用于改性的粉末涂料，这些粉末涂料通常基于活性环氧衍生物、聚酯、聚丙烯酸酯或聚氨酯和其它可既具有活性又具有热塑性的聚合物。特别优选聚酯粉末涂料、环氧衍生物粉末涂料和聚酯一环氧衍生物粉末涂料、丙烯酸酯粉末涂料和不同粉末涂料的混合物。
导电颜料和添加后，不同粉末涂料，例如化学性质和/或颜色不同的商用粉末涂料的混合物涂用时不易分离。不过，在颜色变化(染色)的情况下，如果得到的带颜料的粉末涂料混合物中至少一种成份具有小于10-20μm的颗粒大小，那么这是有利的，因为假如情况相反，不同的粉末涂料颗粒可能还被单独地分辨出来。通过有意使用较粗的粉末颗粒，优选大于30μm，就可能制出具有特殊效果，如斑点效果或杂色涂层结构的粉末涂料混合物。
除了颜料组份外，根据本发明的效应粉末涂料中还可含有更多的成份，例如助流剂和流平剂。
根据本发明的随角异色效应粉末涂料的制备简单且易于管理。使用，例如叶片式搅拌机或滚筒搅拌机，将颜料组份，即导电颜料或导电颜料与非导电发光颜料的混合物与粉末涂料充分混合。在此情况中，每一组份可同时或顺序与粉末涂料混合。如果粉末涂料中加入了超过一种的成份，此时出于方便管理的理由，把制成的包含了例如导电颜料和发光颜料的颜料混合物加入到粉末涂料中将是适当的。得到的随角异色效应粉末涂料存放时稳定，即不发生分离。如果使用，例如静电法将本发明的随角异色效应粉末涂料涂于要被涂覆的底材上，那么所采取的步骤将使底材表面被完全盖上一层均匀的粉末涂料。
象基材粉末涂料一样，本发明的粉末涂料可涂用于任何所希望的基底材料，例如金属铁、钢、铝、铜、青铜、黄铜和金属箔，或玻璃、陶瓷、混凝土及类似物质的改性表面，而且出于装饰和保护的目的，还可涂于木材，例如家具，或玻璃、陶、塑料、无机建筑材料或其余材料的绝缘表面。
为了提高表面质量，可在随角异色效应粉末涂层上再涂一层或多层透明涂料，这既改善外观，而且提高整体涂层的耐久性。不过，透明涂层并不是绝对必须的。
以下的实施例旨在更详细地说明本发明，而非对其进行限制。
实施例1
将5克Iriodin103(德国，Damstadt，Merck公司生产的颗粒大小为10-50μm的TiO2云母颜料)和2克Minatec30CM(德国，Darmstadt，Merck公司生产的导电颜料)与93克Teodur00013(荷兰，Dreda，Teodur NV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料充分混合。将混合物静电喷涂到铝板上。去除未烘干的涂料层并确定颜料的含量。全部颜料含量(珠光颜料和导电颜料)为6.9％(灼烧残渣)。不发生分离。导电颜料在Kleber测量元件中的电阻为330欧姆。粉末涂料电阻大小1012欧姆。
比较例
将5克Iriodin103与95克Terodur00013(荷兰，Breda，Teo-dur NV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)充分混合。将混合物静电喷涂到铝板上。去除未烘干的涂料层并确定颜料含量。颜料含量(珠光颜料)为2.9％混合物易于分离。
实施例2
将5克Standart Spezial PC20(德国，Furth/Bavaria，Eckart公司生产的铝颜料和2克Minatec 30 CM，(德国，Darmstadt，Merck公司生产的导电颜料)与95克Teodur 00013(荷兰，Breda，TeodurNV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)充分混合。将混合物静电喷涂到铝板上。去除未烘干的涂料层并确定颜料含量。总颜料含量，以铝颜料PC20和导电颜料计算，为7.1％。不发生分离。导电颜料在Kleber测量元件中的电阻为330欧姆。粉末涂料的电阻大于1012欧姆。
比较例
5克Standart Spezial PC20(德国，Furth/Bavaria，Eckart公司生产的铝颜料)与95克Teodur 00013(荷兰，Breda，Teodur NV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)充分混合。将混合物静电喷涂到铝板上。去除未烘干的涂料层并确定颜料含量。颜料含量，以铝颜料计算，为3.3％。混合物易于分离。
实施例3
将5克Iriodin103与2克Sacon P401(德国Sachtleben公司生产的导电颜料)与93克Teodur 00013(荷兰，Breda，Teodur NV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)充分混合。将混合物静电喷涂到铝板上。去除未烘干涂层并确定颜料含量。总颜料含量(珠光颜料和导电颜料)为7.0％。不发生分离。导电颜料在Kleber测量元件中的电阻为480欧姆。粉末涂料的电阻大于1012欧姆。
比较例
5克Iriodin103和95克Teodur00013(荷兰，Breda，TeodurNV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)。将混合物静电喷涂到铝板上。去除未烘干的涂料层并确定颜料含量。颜料含量(珠光颜料)为2.9％。该混合物易于分离。
实施例4
将5克Iriodin103(德国，Darmstadt，Merck公司生产的珠光颜料)和0.5克Printex XE2(德国，Hanau，Degussa公司生产的导电颜料)与94.5克Teodur 00013(荷兰，Breda，Teodur NV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)充分混合。将混合物静电喷涂到铝板上。去除未烘干的涂料层并确定颜料含量。颜料含量(珠光颜料)为5.0％。不发生分离。导电颜料在Kleber测量元件中电阻小于20欧姆。粉末涂料的电阻大于1012欧姆。
比较例
5克Iriodin103和95克Teodur00013(荷兰，Breda，TeodurNV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)充分混合。将混合物静电喷涂到铝板上。去除未烘干的涂料层并确定颜料含量。颜料含量(珠光颜料)为2.9％。该混合物易于分离。
实施例5
将5克Iriodin119(德国，Darmstadt，Merck公司生产的颗粒大小在5-25μm之间，掺杂有Ca2+的TiO2云母颜料)与95克克Teo-dur 00013(荷兰，Breda，Teodur NV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)充分混合。将混合物静电喷涂到铝板上。去除未烘干的涂料层并确定颜料含量。颜料含量(珠光颜料)为5.0％。不发生分离。导电颜料在Kleber测量元件中电阻为1兆欧(60％相对湿度)。粉末涂料的电阻大于1012欧姆。
比较例1
将5克Iriodin120(德国，Darmstadt，Merck公司生产的颗粒大小为5-25μm的TiO2，云母颜料)与95克Teodur 00013(荷兰，Breda，Teodur NV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)充分混合。将混合物静电喷涂到铝板上。去除未烘干的涂料层并确定颜料含量。颜料含量(珠光颜料)为6.7％。该混合物易于分离。Iriodin120电阻为108欧姆(60％相对湿度)。
比较例2
将例5中提到的混合物干化(2小时，20℃，50兆帕)，然后按类似方法加工。板上实测的颜料含量为6.0％。导电颜料在Kleber测量元件中的电阻为25兆欧(于120℃干化)。该混合物对分离不再稳定。
实施例6
将46克Teodur 00013(荷兰，Breda，Teodur NV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)与2克Minatec30 CM(德国，Darmstadt，Merck公司生产的导电颜料)充分混合。将混合物静电喷涂于铝板上。去除未烘干的涂料层。分析初始材料和铝板表面上材料的颗粒大小分布。颗粒大小分布并未改变。
比较例
将50克Teodur 00013(荷兰，Breda，Teodur N.V公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)静电涂于铝板上。去除未烘干的涂料层。分析初始材料和铝板表面上材料的颗粒大小分布。颗粒大小分布明显改变了，微小颗粒(＜10μm)和粗大颗粒(＞40μm)比例增加了。该粉末涂料易于分离。
实施例7
使用空气喷射磨碎机将各为49克的黑色Interpon600和纯白Interpon600(德国，Bensheim，International Powder Coating公司生产的粉末涂料)磨碎成尺寸小于10μm的颗粒。将两种粉末涂料组合并与2克Minutec 30CM(德国，Darmstadt，Merck公司生产的导电涂料)充分混合。将混合物静电喷涂于铝板上并烘干。收集过喷材料，同样静电喷涂于铝片上并烘干。两块铝板都显示均匀的一层涂料。在均匀性、纹理和阴影方面无明显缺陷。对于两块板，光学性质(颜色、光泽、遮盖力)是一致的。
比较例
使用空气喷射磨碎机将各为50克的黑色Interpon600和纯白Interpon600(德国，Bensheim，International Powder Coating公司生产的聚酯粉末涂料)磨碎成尺寸小于10μm的颗粒。将两种粉末涂料组合并充分混合。并将混合物静电喷涂于铝板上并烘干。第一块板具有与有导电颜料的板相比颜色明显更浅的涂料层。用多余喷浆涂抹的铝板，与使用初始材料涂抹的板和用有导电颜料的粉末涂料涂抹的板相比，都具有明显更深的涂料层。
实施例8
将29克黑Interpon600(德国，Bensheim，InternationalPawder Coating公司生产的聚酯粉末涂料)和69克Teodur 00013(荷兰，Breda，Teodur NV公司生产的TGIC粉末涂料)与2克Mi-natec30CM(德国，Darmstadt，Merck公司生产的导电颜料)互相充分混合。将混合物静电喷涂于铝板上并烘干。收集过喷的材料，同样用静电将其涂于铝板上并烘干。两块板均显示带黑点的透明涂层。两块板给出的颜色印象是一致的。
比较例
将30克黑Interpon600(德国，Bensheim，InternationalPawder Coating公司生产的聚酯粉末涂料)和70克Teodur 00013(荷兰，Breda，Teodur NV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)充分混合，并将混合物静电喷涂于铝板上并烘干。收集过喷的材料，静电喷涂于铝板上并烘干。第一块板显示有很少黑斑的透明涂料层。用过喷涂的板显示有条纹颜色深得多的涂层。
这些板显著不同。它们与例8中的板(加了导电颜料)也大为不同。
实施例9
将5克Iriodin103和2克Minatec 30CM的颜料混合物与93克Teodur 00013(荷兰，Breda，Teodur NV公司生产的聚酯TGIC粉末涂料)充分混合。将混合物静电涂于铝板上。不发生分离。得到的结果与实施例1中一样。

Claims (11)

1.随角异色效应粉末涂料，其特征在于含有0.1至10％重量的导电颜料。
2.根据权利要求1所述的随角异色效应粉末涂料，其特征在于导电颜料为敷有导电层的粉碎的载体材料，非金属粉末，金属颜料或掺杂金属氧化物。
3.根据权利要求1或2所述的随角异色效应粉末涂料，其特征在于导电颜料为发光颜料。
4.根据权利要求1到3所述的随角异色效应粉末涂料，其特征在于其还含有一种或多种发光颜料。
5.根据权利要求3或4所述的随角异色效应粉末涂料，其特征在于.基于总混合物，光泽颜料的比例按重量计为0.1-40％。
6.根据权利要求1至5中某一权利要求所述的随角异色效应粉末涂料，其特征在于粉末涂料为聚酯、聚丙烯酯或聚氨酯、环氧衍生物或聚酯-环氧衍生物。
7.制备根据权利要求1所述的随角异色效应粉末涂料的方法，其特征在于一种或多种导电颜料和，如果需要，一种或多种发光颜料同时、分别或以颜料混合物形式加入粉末涂料中并将这些成份互相充分混合。
8.根据权利要求1所述的随角异色效应粉末涂料，其特征在于粉末涂料为二种或更多种化学上或颜色上不同的粉末涂料的混合物。
9.根据权利要求8所述的随角异色效应粉末涂料，其特征在于至少一种效应粉末涂料混合物的成份中具有小于10-20μm的颗粒尺寸。
10.根据权利要求8所述的随角异色效应粉末涂料，其特征在于料末涂料颗粒有大于30μm的颗粒尺寸。
11.根据权利要求1所述的随角异色效应粉末涂料用于金属、木材、玻璃、陶、塑料和无机建筑材料的涂层用途。
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