CN115698193B - 单组分粉末涂料组合物及经此粉末涂料组合物涂覆的基材 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包含固化体系的单组分粉末涂料组合物，固化体系包含可固化树脂及一种或多种用于使可固化树脂固化的固化添加剂，其中粉末涂料组合物包含：‑单粉末涂料组分，其包含可固化树脂及一种或多种固化添加剂；及‑0.5至25重量％范围内的由无机组分i)、ii)及iii)组成的干掺合无机颗粒添加剂，其中组分i)为非涂覆氧化铝或非涂覆二氧化硅，组分ii)为氢氧化铝和/或氢氧化铝氧化物，组分iii)为二氧化硅，其中，若组分i)为非涂覆二氧化硅，则组分iii)不包含非涂覆二氧化硅，其中干掺合无机颗粒添加剂包含第一及第二二氧化硅，其中第一二氧化硅为具有负摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅，第二二氧化硅为非涂覆二氧化硅或为具有正摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅，其中干掺合无机添加剂的重量％以单粉末涂料组分的重量计，其中粉末涂料组分具有至多50μm Dv90及至多30μm Dv50的粒子尺寸分布，其中Dv90及Dv50是通过激光衍射，根据ISO 13320，使用米氏模型(Mie model)测定。本发明进一步涉及经此粉末涂料组合物涂覆的基材。
Description
发明领域
本发明涉及一种包含固化体系的单组分粉末涂料组合物，固化体系包含可固化树脂及一种或多种用于使可固化树脂固化的固化添加剂；及经此粉末涂料组合物涂覆的基材。
发明背景
粉末涂料组合物为一般包含固体成膜或基料聚合物，或不同固体成膜聚合物通常与一种或多种颜料及任选地增效剂及一种或多种效能添加剂(如塑化剂、稳定剂、脱气剂及助流剂)的混合物的固体组合物。成膜聚合物通常为典型地在自身可为聚合物的交联剂存在下加热时固化的热固性聚合物。通常，聚合物具有高于30℃的玻璃转移温度(Tg)、软化点或熔点。
已知地，粉末涂料组合物的制造包含熔融混合组合物的组分。熔融混合涉及在连续混料机，如单或双螺杆挤压机中高速高强度混合干燥成分，继而将混合物加热至高于未固化聚合物的软化温度但低于固化温度的温度以形成熔融混合物。将经挤压的熔融混合物辊压成薄片形状，冷却以使混合物凝固，随后压成片状，且随后粉碎成精细粉末。通常，粉末随后经受一连串粒子尺寸化及分离操作，如研磨、分类、筛分(sifting)、筛选、旋风器分离、筛分(sieving)及过滤。
由此获得的粉末涂料组合物随后涂覆至基材上，加热至使粒子熔融及融合，并使涂料固化。粉末涂料组合物可通过流体化床方法涂覆，其中基材在粉末流体化床中经预加热及浸渍，导致粉末与热表面接触时融合及附着至基材；通过静电流体化床方法或通过静电喷涂方法涂覆，其中粉末涂料粒子通过流体化床内的电极或通过静电喷涂枪而带静电且经引导沉积于接地基材上。
粉末涂料组合物一般配制为通过将所有成分熔融混合在一起制备的所谓的单组分组合物。据信需要熔融混合所有成分以混合成膜化合物(可固化树脂及固化添加剂)、颜料及效能添加剂彼此非常接近，从而其可聚结及固化以形成具有完整性及所需特性的连贯涂层。偶尔少量固体添加剂，典型地高达1重量％与通过熔融混合形成的粉末涂料粒子干混合以尤其提高流动性(所谓的干燥流动剂)。
其他颗粒添加剂，例如消光剂，如二氧化硅、增效剂、着色剂、杀生物颜料及侵蚀抑制颜料典型地在熔融混合期间并入粉末涂料粒子中。颗粒添加剂因此嵌入树脂中，其可能不利地影响其功能。在熔融混合步骤中可添加的颗粒添加剂的量鉴于可加工性而受到限制。此外，大量颗粒添加剂将导致粉末涂料的表面流动在固化期间不可接受地减少。
因为可用于粉末涂料组合物中的颗粒消光剂(如二氧化硅)的量受到限制，所以粉末涂层的光泽降低典型地通过使用两种不兼容的树脂，例如丙烯酸类树脂及聚酯树脂或产生不兼容性的两种树脂来实现。不兼容性可通过使用起初可混溶，但在固化期间变得不兼容的树脂(例如因为其不同的反应度及因此不同的固化时间)产生。在膜形成期间变得不相容的材料可分离成不同相域且以此引起消光作用。然而，使用两种树脂相对昂贵且对剂压过程差异敏感。此外，在需要在低温下固化的粉末涂料组合物中，无法使用反应度不同的两种树脂，因为其将阻碍在低温下固化的能力。
在WO 00/01774中公开包含成膜聚合粉末涂料粒子的粉末涂料组合物，其具有标准粒子尺寸分布且其与至少一种外观改性添加剂及包含经蜡涂覆的二氧化硅或由氧化铝以及氢氧化铝组成的另一添加剂干掺合。WO00/01774中的外观改性添加剂可为着色聚合材料、用于光泽降低的聚合材料精细粉末、聚合纹理化添加剂或云母颜料或其他光泽颜料。
需要可提供具有不同光泽度外观，包括消光外观，同时避免上文所提及的可加工性问题及其他问题的涂层的粉末涂料组合物。
发明内容
现已发现，具有相对较小粒子的单组分功效涂料组合物的涂层的光泽外观可通过调节干掺合至单组分功效涂料组合物中的特定无机颗粒添加剂的量来调整。甚至相对较高量的无机颗粒添加剂可干掺合至单组分功效涂料组合物中以获得具有消光外观的涂层，而不会不利地影响可加工性，同时仍实现具有所需膜特性的连贯膜。
因此，本发明在第一方面中提供一种包含固化体系的单组分粉末涂料组合物，固化体系包含可固化树脂及一种或多种用于使可固化树脂固化的固化添加剂，其中粉末涂料组合物包含：
-单粉末涂料组分，其包含可固化树脂及一种或多种固化添加剂；及
-0.5至25重量％范围内的由无机组分i)、ii)及iii)组成的干掺合无机颗粒添加剂，其中组分i)为非涂覆氧化铝或非涂覆二氧化硅，组分ii)为氢氧化铝和/或氢氧化铝氧化物(aluminium oxyhydroxide)，及组分iii)为二氧化硅，其中，若组分i)为非涂覆二氧化硅，则组分iii)不包含非涂覆二氧化硅，
其中干掺合无机颗粒添加剂包含第一及第二二氧化硅，其中第一二氧化硅为具有负摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅，第二二氧化硅为非涂覆二氧化硅或为具有正摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅
其中干掺合无机颗粒添加剂的重量％以单粉末涂料组分的重量计，
其中粉末涂料组分具有至多50μm Dv90及至多30μm Dv50的粒子尺寸分布，其中Dv90及Dv50是通过激光衍射，根据ISO 13320，使用米氏模型(Mie model)测定。
已发现，具有不同摩擦电荷的两种不同二氧化硅的存在提供在干掺合无机颗粒添加剂的较宽浓度范围内喷涂稳定的粉末涂料组合物。因为可改变浓度，所以可改变所获得的涂层的光泽外观，同时使用相同无机颗粒添加剂。
在第二方面中，本发明提供经根据本发明的第一方面的粉末涂料组合物涂覆的基材。
实施方式
根据本发明的粉末涂料组合物包含固化体系，该固化体系包含可固化树脂及一种或多种用于使可固化树脂固化的固化添加剂。
本文中提及固化添加剂为可固化树脂的固化所需要的化合物，如与可固化树脂交联或影响固化反应速度的固化剂，如固化催化剂、自由基引发剂(如热自由基引发剂或光引发剂)、促进剂或抑制剂。本文中提及固化催化剂为催化可固化树脂与交联固化剂的间的交联反应，或在自交联可固化树脂的情况下催化自交联反应的化合物。
一种或多种用于使可固化树脂固化的固化添加剂优选包含与可固化树脂交联的固化剂和/或固化催化剂。交联固化剂可本身为树脂，如与羧基官能性聚酯树脂交联的环氧树脂或与环氧树脂交联的多元胺树脂。将理解，在具有可固化树脂及自身为树脂的固化剂的固化体系的情况下，两种树脂中的任一个可视为可固化树脂或固化添加剂。
粉末涂料组合物为包含单粉末涂料组分的单组分粉末涂料组合物，该粉末涂料组分包含可固化树脂及一种或多种固化添加剂。粉末涂料组合物因此不含任何其他粉末涂料组分。
本文中提及粉末涂料组分为通过在如挤压机的混料机中熔融混合至少两种粉末涂料成分获得的粉末涂料粒子。因为粉末涂料组分是通过熔融混合获得，所以其包含能够在混料机中软化(即，熔融)的聚合物。此聚合物可为可固化树脂和/或用于可固化树脂的固化剂(其本身为树脂)。粉末涂料组分任选地包含其他粉末涂料成分，如颜料、增效剂或效能添加剂，例如熔体流动剂、脱气剂或分散剂。
因为本发明的粉末涂料组合物为单组分粉末涂料组合物，所以单粉末涂料组分包含所有可固化树脂及一种或多种固化添加剂。
粉末涂料组分具有小粒子，即，小于标准粒子尺寸粉末涂料粒子。粉末涂料组分具有至多50μm Dv90及至多30μm Dv50，优选至多45μm Dv90及至多25μm，优选至多20μm Dv50的粒子尺寸分布。出于实际原因，Dv90优选不小于3μm且Dv50优选不小于1μm。
Dv90为90％总体积粒子具有小于该值的粒子尺寸的粒子尺寸值。因此，Dv50为50％总体积粒子具有小于该值的粒子尺寸的粒子尺寸值。本文中提及的Dv90或Dv50为如通过激光衍射，根据ISO 13320，使用米氏模型所测定的Dv90或Dv50。
优选地，粉末涂料组分具有一定粒子尺寸分布以使得Dv90与Dv50的间的比率在1.5至4.0范围内。
在一个实施方案中，粉末涂料组分的粒子尺寸分布系使得Dv90为至多25μm，优选至多20μm，Dv50为至多12μm。此类小粒子一般通过喷射研磨获得。已发现，具有此类小粉末涂料粒子的粉末涂料组合物经由更优良流动及调平而提供固化涂层的更优良美观性。此外，可喷涂更薄膜。
固化体系可为包含已知适用于粉末涂料组合物的可固化树脂及一种或多种固化添加剂的任何固化体系。此类固化体系为本领域众所周知的。
适合的可固化树脂为例如羧基官能性树脂，如羧基官能性聚酯、聚酯-酰胺或(甲基)丙烯酸酯基树脂；胺官能性树脂，如聚酰胺或聚酯-酰胺树脂；羟基官能性树脂；环氧树脂或缩水甘油基官能性树脂；酸酐官能性树脂；及具有不饱和键的树脂，如不饱和聚酯。
固化添加剂，如用于使此类可固化树脂固化的交联固化剂或固化催化剂为本领域众所周知的。用于使羧基官能性树脂固化的适合的固化添加剂为例如β-羟基烷基酰胺或聚异氰酸酯，如异氰尿酸三缩水甘油酯。
在一个实施方案中，可固化树脂为羧基官能性聚酯或羧基官能性聚丙烯酸酯，优选羧基官能性聚酯，一种或多种固化添加剂包含交联剂，优选β-羟基烷基酰胺或聚异氰酸酯，优选异氰尿酸三缩水甘油酯。优选地，可固化树脂为羧基官能性聚酯，一种或多种固化添加剂包含β-羟基烷基酰胺作为交联剂。
在其他实施方案中，固化体系可适当地为环氧-聚酯体系或环氧-胺体系。在环氧-聚酯固化体系中，一种或多种固化添加剂为环氧树脂且可固化树脂为具有可交联官能团的聚酯树脂。环氧树脂与聚酯树脂上的官能团交联。在环氧-胺固化体系中，一种或多种固化添加剂为多元胺树脂且可固化树脂为环氧树脂。多元胺树脂充当交联环氧树脂的固化剂。
根据本发明的粉末涂料组合物的优势为可调整所获得的涂层的光泽度。即使具有在低温下固化的粉末涂料组合物仍可获得低光泽涂层。典型地通过使用两种不兼容树脂或在固化期间变得不相容的两种树脂(例如因为其不同的反应度及因此不同的固化时间)来实现粉末涂料中的光泽降低。在低温下固化的固化体系中，树脂具有较高反应度。将此类树脂与具有较低反应度的树脂组合将阻碍在低温下固化的能力。在根据本发明的粉末涂料组合物的情况下，可不需要使用反应度不同的可固化树脂获得消光涂层。
因此，在一个实施方案中，固化体系能够在低于160℃，优选低于140℃的温度下固化。此类固化体系为本领域众所周知的。
粉末涂料组合物包含0.5至25重量％，优选0.8至20重量％，更优选1.0至15重量％范围内的干掺合无机颗粒添加剂。干掺合无机颗粒添加剂由无机组分i)、ii)及iii)组成，其中：
-组分i)为非涂覆氧化铝或非涂覆二氧化硅；
-组分ii)为氢氧化铝和/或氢氧化铝氧化物；
-组分iii)为二氧化硅。
若组分i)为非涂覆二氧化硅，则组分iii)不包含非涂覆二氧化硅。干掺合无机颗粒添加剂包含第一二氧化硅及第二二氧化硅，其中第一二氧化硅为具有负摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅，第二二氧化硅为非涂覆二氧化硅或为具有正摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅。
因此，若组分i)为非涂覆氧化铝，则组分iii)包含第一二氧化硅及第二二氧化硅。若组分i)为非涂覆二氧化硅，则组分iii)包含具有负摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅。优选地，组分iii)包含第一二氧化硅及第二二氧化硅。
本文中提及具有负摩擦电荷的二氧化硅为当与其混合时归因于粒子-粒子接触(所谓的摩擦带电)在粉末涂料粒子上赋予负电荷的二氧化硅。本文中提及具有正摩擦电荷的二氧化硅为当与其混合时在粉末涂料粒子上赋予正电荷的二氧化硅。在粉末涂料粒子上二氧化硅将赋予的电荷可通过将二氧化硅与粉末涂料组分粒子混合测定且随后测定混合物优先沉积的电极(负或正)。
已发现，通过控制干掺合无机颗粒添加剂的量，可调整所获得的涂层的光泽度。获得特定光泽度所需要的干掺合无机颗粒添加剂的量很大程度上视粉末涂料粒子的比表面积及因此粒子尺寸而定。粉末涂料粒子被无机粒子覆盖将导致涂层消光。粒子愈小，表面积愈大且以此消光外观所需要的干掺合添加剂的量愈大。对于粉末涂料组分的任何粒子尺寸分布，干掺合无机颗粒添加剂的量，更尤其二氧化硅的量将决定所获得的涂层的光泽度。根据本发明的涂料组合物的优势为可通过控制干掺合无机颗粒添加剂的量来调整消光程度。
在粉末涂料组分具有25μm或低于25μm Dv90及12μm或低于12μmDv50的情况下，干掺合添加剂的量可高达25重量％，同时仍获得具有良好表面外观及良好涂层完整性的涂层。若粉末涂料组分具有25μm或低于25μm Dv90及12μm或低于12μm Dv50，则用于消光涂层的干掺合无机颗粒添加剂的量优选为至少3.0重量％，更优选在5.0至25重量％，甚至更优选8.0至20重量％范围内。
在粉末涂料组分具有高于25至50μm范围内的Dv90及高于12至30μm范围内的Dv50的情况下，干掺合无机颗粒添加剂的量可低至0.5重量％，优选在0.5至10重量％，更优选1.0至8.0重量％，甚至更优选1.2至5.0重量％范围内。
本文中任何提及干掺合无机颗粒添加剂的重量％均为以单粉末涂料组分的重量计的重量％。
将无机颗粒添加剂与单粉末涂料组分干掺合。无机颗粒添加剂可与粉末涂料组分干掺合作为无机组分i)、ii)及iii)的混合物或作为单独无机组分。优选地，至少组分i)及ii)在将无机颗粒添加剂与粉末涂料组分干掺合之前预混合。无机组分iii)可至少部分地在与粉末涂料组分干掺合之前与无机组分i)及ii)预混合或可单独地与粉末涂料组分干掺合。
无机颗粒添加剂((部分)预混合或作为单独无机组分i)、ii)及iii))可以任何适合方式与粉末涂料组分干掺合，例如通过：
-在经挤压的熔融混合粉末组分研磨至所需粒子尺寸的研磨机处将颗粒添加剂注入至粉末组分中；
-在研磨之后在筛分台将颗粒添加剂添加至粉末组分中；
-在粉末转筒，如混合器或其他适合的混合装置中将颗粒添加剂后添加至粉末涂料组分中。
优选地，在粉末转筒或其他适合的混合装置中将颗粒添加剂后添加至粉末涂料组分中。
不希望受任何理论束缚，据信干掺合无机颗粒添加剂控制粉末涂料组分及添加剂中的二氧化硅的电荷，以此帮助提供二氧化硅及粉末涂料组分粒子的稳定及均匀分布配置，以使得两种类型粒子可均匀喷涂且产生具有一致及均匀光泽度外观的涂层。
无机组分(i)具有排出功能且能够与粉末涂料粒子交换电子。其在表面处具有刘易斯酸(Lewis acid)及刘易斯碱(Lewis base)位点以使得其可接收及供给电子。为了具有此类排出特性，无机组分(i)为非涂覆的。
无机组分i)可为氧化铝或非涂覆二氧化硅。氧化铝优选，但在其中氧化铝为非所需的粉末涂料应用中，例如对于与饮用水直接接触的涂层，如用于饮用水管的内表面的涂层，可改为使用非涂覆二氧化硅。若无机组分i)为氧化铝，则其优选为结晶氧化铝。可使用氧化铝的任何结构性形式(多晶型物)。任选地与σ氧化铝组合的γ氧化铝为尤其优选的。
若组分i)为非涂覆二氧化硅，则其可为任何类型的非涂覆二氧化硅，例如烟雾状二氧化硅(亦称为热解二氧化硅)、微粉化非晶形二氧化硅(作为可购自Grace)、沉淀二氧化硅、混合金属-氧化硅及天然存在的二氧化硅，如硅藻土。优选地，二氧化硅为非晶形二氧化硅。微粉化非晶形二氧化硅为尤其优选的。
无机组分ii)为氢氧化铝和/或氢氧化铝氧化物，优选结晶氢氧化铝和/或氢氧化铝氧化物。可使用氢氧化铝或氢氧化铝氧化物的任何结构性形式(多晶型物)，如α-氢氧化铝氧化物、α-氢氧化铝、γ-氢氧化铝氧化物或γ-氢氧化铝，优选γ-氢氧化铝氧化物或γ-氢氧化铝。无机组分ii)可经表面处理(涂覆)以预防组分结块。无机组分ii)帮助使其他无机组分分散于干掺合添加剂中。其亦具有缓冲功能，意义在于组分ii)使无机组分i)及iii)的功能对浓度的敏感度降低。
无机组分iii)为二氧化硅。可使用任何类型的二氧化硅，包括烟雾状二氧化硅(亦称为热解二氧化硅)、沉淀二氧化硅、微粉化非晶形二氧化硅、混合金属-氧化硅及天然存在的二氧化硅，如硅藻土。优选地，二氧化硅为非晶形二氧化硅。
干掺合无机颗粒添加剂包含不同的第一及第二二氧化硅：第一二氧化硅为具有负摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅且第二二氧化硅为具有正摩擦电荷的二氧化硅。第二二氧化硅为非涂覆二氧化硅或具有正摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅。因此，若组分i)为非涂覆氧化铝(且因此不包含非涂覆二氧化硅)，则组分iii)包含如所指定的第一及第二二氧化硅。若组分i)为非涂覆二氧化硅，则组分iii)包含具有负摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅。无机组分iii)因此包含以下或由以下组成：具有负摩擦电荷的经涂覆的二氧化硅。负摩擦电荷可例如通过用如二甲基二氯硅烷、六甲基二硅氮烷、聚二甲基硅氧烷或其混合物的有机硅烷处理二氧化硅表面来提供。
在其中组分i)为氧化铝的实施方案中，组分iii)进一步包含具有正摩擦电荷的二氧化硅。具有正摩擦电荷的二氧化硅为非涂覆二氧化硅或经表面处理的二氧化硅。正摩擦电荷可例如通过用具有氨基或铵端基的有机硅烷处理二氧化硅表面来提供。
具有负或正摩擦电荷的经表面处理的烟雾状二氧化硅为可商购的，例如烟雾状二氧化硅范围，例如Wacker Chemie AG。可通过在q/m仪表(例如Epping GmbH,Germany)中使二氧化硅粒子发泡出铁载体粒子来测定摩擦电荷。
干掺合无机颗粒添加剂可包含经蜡涂覆的二氧化硅。经蜡涂覆的二氧化硅不视为具有负或正摩擦电荷的二氧化硅。优选地，粉末涂料组合物不含任何经蜡涂覆的二氧化硅。
据信具有负摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅及非涂覆二氧化硅或具有正摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅的组合通过二氧化硅包裹粉末涂料粒子或通过使粉末涂料粒子经由二氧化硅粒子与粉末涂料粒子的间的粒子-粒子接触而摩擦带电来平衡粉末涂料粒子的电荷。
第一及第二二氧化硅的重量比优选在10:90至90:10，更优选20:80至80:20，甚至更优选30:70至70:30，再更优选40:60至60:40范围内。
关于无机粒子的术语涂覆及经表面处理在本文中互换使用。
若组分i)为氧化铝，则氧化铝粒子的Dv50优选为至多0.2μm。无机组分ii)中的氢氧化铝和/或氢氧化铝氧化物粒子的Dv50优选在0.5至3.0μm，更优选0.9至2.5μm范围内。
无机组分iii)及(若存在)组分i)中的二氧化硅的Dv50优选为至多20μm，更优选在0.01至15μm范围内。
为了避免非所需静电现象，粉末涂料组合物一般不包含以组合物的总重量计超过1.0重量％氧化铝。优选地，氧化铝的量在0.01至0.4重量％范围内。粉末涂料组合物中的组分ii)的量一般以组合物的总重量计不超过5.0重量％。优选地，组分ii)的量在0.01至3重量％，更优选0.02至1重量％范围内。在无机组分i)为氧化铝的情况下，干掺合添加剂中的无机组分i)及ii)的重量比优选在1:99至80:20，更优选10:90至60:40，甚至更优选20:80至50:50范围内。
干掺合无机颗粒添加剂中的组分iii)的百分比可适合在5至99重量％范围内。若极消光涂层为合乎需要的，则干掺合无机颗粒添加剂中的组分iii)的百分比优选在50至99重量％，更优选60至98重量％范围内。
粉末涂料组合物可包含另一干掺合无机颗粒添加剂，其不包含氧化铝、二氧化硅、氢氧化铝或氢氧化铝氧化物中的任一个。以不具有干掺合添加剂的粉末涂料组分的重量计，粉末涂料组合物中的干掺合无机颗粒添加剂的总量不应超过40重量％，优选不超过35重量％，更优选不超过30重量％。
此类另一干掺合无机颗粒添加剂可为可向粉末涂料组合物提供功能的任何无机添加剂，例如无机颜色颜料、具有金属效应的无机颜料、杀生物颜料、防腐颜料、增效剂、失透颜料、导电性或抗静电颜料、红外线吸收颜料、辐射屏蔽颜料、玻璃薄片、耐磨剂或其两种或大于两种的任何组合。
在一个实施方案中，粉末涂料组合物不含具有金属效应的任何颜料。
优选地，涂料组合物不含任何其他干掺合添加剂。若不含任何其他干掺合添加剂，则涂料组合物由单粉末涂料组分及具有无机组分i)、ii)及iii)的干掺合无机颗粒添加剂组成。
在第二方面中，本发明提供经根据本发明的第一方面的粉末涂料组合物涂覆的基材。
基材可为适用于粉末涂料的任何基材，例如金属基材。若粉末涂料组合物为在相对较低温度，即，处于或低于140℃下固化的组合物，则基材可为无法曝露于较高固化温度的基材，如木材、经工程改造的木材或塑料。
在涂覆根据本发明的粉末涂料组合物之前，基材表面可通过表面处理经处理以移除任何污染物和/或提高基材的耐腐蚀性。此类表面处理在本领域中为众所周知的且通常应用于待涂覆有粉末涂料的表面。
根据本发明的粉末涂料组合物可涂覆为粉末涂料组合物第一层上方的顶涂层。第一层可随后为不根据本发明的粉末涂料组合物。因此，在一个实施方案中，基材经粉末涂料组合物的第一层涂覆且随后经根据本发明的第一方面的粉末涂料组合物的顶层涂覆。
归因于粉末涂料组分的相对较小粒子尺寸，本发明的粉末涂料组合物可以相对较薄层涂覆。已发现，即使以薄层涂覆，仍可获得具有完整性及一致且均匀消光外观的涂层。
粉末涂料组合物可用本领域已知的任何涂覆技术涂覆，如流体床涂覆或喷涂涂覆，优选利用电晕喷枪的喷涂涂覆。
借助于以下非限制性实施例进一步说明本发明。
实施例
在表1中，展示实施例中所使用的干掺合添加剂的组合物。
表1-实施例中所使用的干掺合添加剂(成分以重量％计)
aAlu C：烟雾状氧化铝；无表面处理(非涂覆)。
b MARTINAL OL 107C：经表面处理的氢氧化铝。
cH3004(例如Wacker)：经六甲基二硅氮烷表面处理的烟雾状二氧化硅；Dv50＜20μm。
dC811(例如Grace)：微粉化非晶形多孔二氧化硅；无表面处理；平均粒子尺寸11μm。
eH2150VP(例如Wacker)：经具有氨基及铵端基的有机硅烷表面处理以为其提供正摩擦电荷的烟雾状二氧化硅；Dv50＜20μm。
f经Acematt OK520蜡处理的二氧化硅。
通过在挤压机中熔融混合如表2中所指示的所有成分来制备粉末涂料组分。一部分经挤压的粉末涂料组分经研磨及筛分成标准粒子尺寸分布(110μm Dv90及35μm Dv50)，另一部分经研磨及筛分至具有40μm Dv90及15μm Dv50的粒子尺寸分布，另一部分经喷射研磨及筛分以获得具有20μm Dv90及8μm Dv50的粒子尺寸分布。
表2-粉末涂料组分
| 重量％ | |
| 羧基官能性聚酯 | 90 |
| 羟基烷基酰胺交联剂1 | 3.8 |
| 安息香(脱气剂) | 0.4 |
| 熔体流动剂2 | 1.3 |
| 蓝色颜料3 | 4.5 |
1Primid XL-552
2BYK-LP G21191
3 Blue PG(PB 15:3)
实施例1至13
通过在Turbula粉末混合器中将添加剂1至10中的一个与表3中给出的量(以粉末涂料组分的总重量计的重量％)的粉末涂料组分干掺合30分钟来制备粉末涂料组合物。比较粉末涂料组合物11及12不具有干掺合添加剂。通过将5重量％添加剂7与具有标准粒子尺寸分布的粉末涂料组分干掺合来制备另一比较粉末涂料组合物13。
在金属板上用电晕喷枪喷涂涂覆粉末涂料组合物5至7及比较粉末涂料组合物12及13。粉末涂料组合物5至7的喷涂涂层具有10μm的膜厚度；粉末涂料组合物12的喷涂涂层具有35μm的膜厚度。
归因于粉末的不佳流动性，粉末涂料组合物11可不喷涂，且因此在热板上在200℃下使组合物11的样品熔融15分钟。在常规烘箱中在200℃下使喷涂涂覆板固化15分钟。
为了测试喷涂稳定性，使用电晕喷枪将粉末涂料组合物1a、1b、2a、2b、3a-c、4a、4b、8a、8b、9a、9b、10a及10b喷涂涂覆至两个电极：一个在+30kV下且另一个在-30kV下。在对流烘箱中在200℃下使两个电极固化15分钟。
固化涂层于金属板上及电极上的光泽度通过使用来自Rhopoint Instruments的光泽计在60°的角度下的光反射测量。光泽度(以光泽单位(GU)计)在表3中给出。粉末涂料组合物13烧结且加热固化时不会流入膜中。涂层自金属板脱落且因此无法测定光泽度。
涂料组合物1a、2a、3a-3c、4a、5至7、8a、9a、9b、10a及12全部完全流动及调平，且获得整个板或电极表面具有一致光泽外观的完整聚合物膜。二氧化硅完全粘结；其不可通过用甲基乙基酮摩擦移除。
结果表明干掺合添加剂3、7及9(全部具有两种类型的二氧化硅，其中一种向粉末涂料粒子赋予负摩擦电荷且另一种赋予正摩擦电荷)可以不同量使用以调节所得涂层的光泽度，同时在干掺合添加剂的所有浓度下提供喷涂稳定粉末涂料组合物。对于所有浓度的添加剂，具有单一二氧化硅的干掺合添加剂(添加剂1、2、4、8及10)的粉末涂料组合物不为喷涂稳定的。当使用具有单一二氧化硅的干掺合添加剂(组合物5及6)时，小粒子尺寸粉末涂料组合物5、6及7难以喷涂，若使用具有两种类型的二氧化硅的干掺合添加剂(组合物7)，则可均匀喷涂。
表3-粉末涂料组合物
*比较粉末涂料组合物
n.d.：未测定。
Claims (24)
1.一种包含固化体系的单组分粉末涂料组合物，固化体系包含可固化树脂及一种或多种用于使可固化树脂固化的固化添加剂，其中粉末涂料组合物包含：
-单粉末涂料组分，其包含可固化树脂及一种或多种固化添加剂；及
-0.5至25重量％范围内的由无机组分i)、ii)及iii)组成的干掺合无机颗粒添加剂，其中
组分i)为非涂覆氧化铝或非涂覆二氧化硅，
组分ii)为氢氧化铝和/或氢氧化铝氧化物，
组分iii)为二氧化硅，其中，若组分i)为非涂覆二氧化硅，则组分iii)不包含非涂覆二氧化硅，
其中干掺合无机颗粒添加剂包含第一及第二二氧化硅，其中第一二氧化硅为具有负摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅，第二二氧化硅为非涂覆二氧化硅或为具有正摩擦电荷的经表面处理的二氧化硅
其中干掺合无机颗粒添加剂的重量％以单粉末涂料组分的重量计，
其中粉末涂料组分具有至多50μm Dv90及至多30μm Dv50的粒子尺寸分布，其中Dv90及Dv50是通过激光衍射，根据ISO 13320，使用米氏模型(Mie model)测定。
2.如权利要求1的粉末涂料组合物，其中干掺合无机颗粒添加剂包含以干掺合无机颗粒添加剂的重量计50至99重量％范围内的无机组分iii)。
3.如权利要求2的粉末涂料组合物，其中干掺合无机颗粒添加剂包含以干掺合无机颗粒添加剂的重量计60至98重量％范围内的无机组分iii)。
4.如权利要求1的粉末涂料组合物，其中无机组分i)为氧化铝，干掺合添加剂中的无机组分i)及ii)的重量比在10:90至60:40范围内。
5.如权利要求2的粉末涂料组合物，其中无机组分i)为氧化铝，干掺合添加剂中的无机组分i)及ii)的重量比在10:90至60:40范围内。
6.如权利要求1-5中任一项的粉末涂料组合物，其中粉末涂料组分具有使得Dv90为至多45μm且Dv50为至多25μm。
7.如权利要求6的粉末涂料组合物，其中粉末涂料组分具有使得Dv50为至多20μm的粒子尺寸分布。
8.如权利要求1-5中任一项的粉末涂料组合物，其中粉末涂料组分具有使得Dv90为至多25μm且Dv50为至多12μm的粒子尺寸分布。
9.如权利要求8的粉末涂料组合物，其中粉末涂料组合物包含以单粉末涂料组分的重量计在5.0至25重量％范围内的干掺合无机颗粒添加剂。
10.如权利要求9的粉末涂料组合物，其中粉末涂料组合物包含以单粉末涂料组分的重量计在8.0至20重量％范围内的干掺合无机颗粒添加剂。
11.如权利要求1-5中任一项的粉末涂料组合物，其中粉末涂料组分具有使得Dv90在高于25至50μm范围内，Dv50在高于12至30μm范围内的粒子尺寸分布，其中粉末涂料组合物包含以单粉末涂料组分的重量计在0.5至10.0重量％范围内的干掺合颗粒添加剂。
12.如权利要求11的粉末涂料组合物，其中粉末涂料组合物包含以单粉末涂料组分的重量计在1.0至8.0重量％范围内的干掺合颗粒添加剂。
13.如权利要求1-5中任一项的粉末涂料组合物，其中粉末涂料组合物不含经蜡涂覆的二氧化硅。
14.如权利要求1-5中任一项的粉末涂料组合物，其中第一二氧化硅与第二二氧化硅的重量比在10:90至90:10范围内。
15.如权利要求14的粉末涂料组合物，其中第一二氧化硅与第二二氧化硅的重量比在20:80至80:20范围内。
16.如权利要求14的粉末涂料组合物，其中第一二氧化硅与第二二氧化硅的重量比在30:70至70:30范围内。
17.如权利要求16的粉末涂料组合物，其中第一二氧化硅与第二二氧化硅的重量比在40:60至60:40范围内。
18.如权利要求1-5中任一项的粉末涂料组合物，其中可固化树脂为羧基官能性聚酯或羧基官能性聚丙烯酸酯，一种或多种固化添加剂包含交联剂。
19.如权利要求18的粉末涂料组合物，其中交联剂为β-羟基烷基酰胺或聚异氰酸酯。
20.如权利要求18的粉末涂料组合物，其中交联剂为异氰尿酸三缩水甘油酯。
21.如权利要求1-5中任一项的粉末涂料组合物，其中固化体系能够在低于160℃的温度下固化。
22.如权利要求21的粉末涂料组合物，其中固化体系能够在低于140℃的温度下固化。
23.一种经如权利要求1-22中任一项的粉末涂料组合物涂覆的基材。
24.如权利要求23的基材，其中基材经粉末涂料组合物的第一层涂覆且随后经如权利要求1-22中任一项的粉末涂料组合物的顶层涂覆。
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