CN117396280A - 涂覆基材的方法和涂覆的基材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了涂覆粉末涂料组合物的方法，特别是涂覆基材粉末涂料组合物的方法，和制作基材容器、基材容器的一部分或容器封闭件的方法，以及粉末涂料系统。

Description

涂覆基材的方法和涂覆的基材
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2021年5月19日提交的美国临时申请序列号63/190,757的优先权，该申请以引用方式并入本文。
背景技术
卷材涂料和挤出涂料经常用于以经济的方式涂覆基材。已知此类涂料具有许多有用的性质，诸如耐磨性、柔韧性、耐久性、耐腐蚀性、耐候性、抗开裂性等。
卷材涂料和挤出涂料用于在包括金属建筑产品的广泛应用中赋予耐用、多彩的美感。挤出涂料也被称为喷涂涂料，通过手工或静电施加到预成形的金属部件上，诸如幕墙、店面、窗户、百叶窗等，而卷材涂料辊涂到平面金属片上，这些平面金属片被后成形为建筑部件，诸如建筑板、屋顶、壁板等。
多种液态的涂料组合物已用于为各种产品的表面提供硬化涂层，包括例如金属建筑产品。硬化涂层应当优选地长期对基材具有优异的粘附性，耐沾污和其他涂料缺陷，诸如“开裂”、“发红”和/或“起泡”，以及抗老化，即使暴露在恶劣环境中也是如此。此外，硬化涂层通常应当能够在制造期间保持适当的膜完整性，并且能够承受基材在使用过程中可能承受的加工条件。
液基涂料在很大程度上满足了当今市场的需求，但其使用存在一些明显的缺点。液体涂料含有大量的水和/或有机溶剂，增加了运输成本。然后，当施加液体涂料组合物时，必须消耗大量的能量，通常以燃烧化石燃料的形式，以在涂层硬化过程期间去除水或溶剂。一旦将有机溶剂从硬化膜中驱出，其有助于挥发性有机物成分(VOC)产生，或者其必须通过大型、耗能的热氧化器来减轻。另外，这些过程可以排放大量的二氧化碳。
常规液体涂料的替代品是使用层压涂层。在该工艺中，经由加热步骤将层压或挤出的塑料膜粘附到基材。生产层压膜所需的产品仅与有限数量的热塑性材料兼容(例如，材料必须具有被拉伸成薄膜所需的拉伸强度)。此类膜可以被拉伸的程度也存在限制，限制了最终涂层可以在基材上施加多薄。还需要相当大的资金投入来改造现有的生产设施以接受层压钢或层压铝。
需要一种用于刚性基材应用的改进的涂料组合物，其克服了与常规液体、粉末和层压涂料组合物相关的上述缺点。
发明内容
本公开提供将粉末涂料组合物，特别是基材粉末涂料组合物涂覆在基材上的方法，以及制作涂覆的基材、制品的一部分或制品的方法。本公开还提供粉末涂料系统，以及用于将粉末涂料组合物递送至用于涂覆基材的涂覆设备的方法和设备。
在所有实施方案中，一种优选的基材粉末涂料组合物(在与金属基材接触之前)包含：粉末聚合物颗粒，该粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至少2000道尔顿的聚合物，其中该粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米的粒度分布；并且优选地包含(i)与粉末聚合物颗粒接触的一种或多种电荷控制剂，和/或(ii)能够与粉末聚合物颗粒接触或不接触的一种或多种磁性载体颗粒。粉末聚合物颗粒优选地是化学产生的。粉末聚合物颗粒的形状因子优选为100-140(例如，球形和马铃薯形)，并且更优选为120-140(例如，马铃薯形)。按粉末涂料组合物的总重量计，粉末涂料组合物优选地包含至少40重量％(wt％)，更优选地至少50重量％，甚至更优选地至少60重量％，仍更优选地至少70重量％，仍更优选地至少80重量％，并且最优选地至少90重量％的粉末聚合物颗粒。
粉末涂料组合物优于液体涂料组合物，这至少是因为由于不需要挥发液体载体，能量成本可显著降低，并且由于运输体积和重量减少，运输成本降低。粉末涂料中由于固化过程中溶剂放气而产生的起泡等涂层缺陷也更少。
本公开还提供用于将一种或多种粉末涂料组合物递送至用于涂覆基材的涂覆设备的方法和设备，该基材可用于例如制作制品。粉末涂料组合物可使用密封筒来运输、储存和分配，该密封筒可在填充过程以及在运输、储存和分配过程中完全封闭，以限制粉末涂料组合物从筒中意外逸出。筒可在制造粉末涂料的地点填充，然后用于将粉末涂料组合物运输(根据需要，例如通过公路/铁路/水路/空运)到筒用于用于分配粉末涂料组合物的设施，以用于粉末涂覆工艺和装备。在分配其中所含的粉末涂料组合物之后，筒可优选地再次填充以减少浪费。在一些情况下，可将筒返回到粉末涂料组合物制造商处，在再次装填之前对粉盒进行清洗(如需要)。筒的再次填充可使递送过程循环进行，以减少与粉末涂料组合物的递送相关的浪费。除了减少浪费之外，从工人暴露的角度来看，限制(或防止)粉末涂料组合物在运输、储存和分配过程中从筒中意外逸出也是有益的。本文所述的粉末涂料组合物中的至少一些粉末涂料组合物的颗粒尺寸小，可造成吸入危险。使用本文所述的基于筒的系统可限制任何此类危险。
在一些实施方案中，在本文所述的基于筒的递送系统和方法中使用的筒可在膨胀构型(用于递送和分配本文所述的粉末涂料组合物)与较小的塌缩构型(用于筒的储存和运输)之间转换。较小的塌缩构型可有助于降低运输用于例如再次填充的筒的成本，以进一步降低运输和使用本文所述的粉末涂料组合物所需的能量(以及降低数次使用之间的储存空间需求)。
在一些实施方案中，适合涂覆基材的方法包括在粉末上涂覆粉末。这种粉末上涂覆粉末的涂覆方法包括：提供基材；提供多种粉末涂料组合物，其中每种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结)，并且多种粉末涂料组合物中的至少两种粉末涂料组合物是不同的；将多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至基材的至少一部分，使得至少一种粉末涂料组合物沉积在另一种不同的粉末涂料组合物上(在硬化一种或多种不同的下面的粉末涂料组合物之前或之后)；以及提供有效地使多种粉末涂料组合物在基材的至少一部分上形成硬化的连续粘附涂层的条件。
在一些实施方案中，提供一种涂料系统，该涂料系统包括多种粉末涂料组合物，其中粉末涂料组合物中的至少两种粉末涂料组合物是不同的；其中每种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，这些粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至少2000道尔顿的聚合物，其中这些粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米的粒度分布。
在一些实施方案中，提供一种涂覆基材的方法，该方法包括形成图案化涂层。该图案化涂覆方法包括：提供基材；提供粉末涂料组合物，其中该粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些粉末聚合物颗粒)；在基材的至少一部分上选择性地施加粉末涂料组合物(优选地使用包括导电或半导电运输装置(例如，金属滚筒)的施加工艺)以形成图案化涂层；以及提供有效地使粉末涂料组合物在基材的至少一部分上形成硬化的粘附图案化涂层(其可以是连续的或不连续的)的条件。
在一些实施方案中，提供涂覆的基材，该涂覆的基材包括这样的涂覆的基材：其表面至少部分涂覆有通过本文所述的粉末上涂覆粉末的涂覆方法和/或图案化涂覆方法制备的涂层。
在一些实施方案中，提供一种在一个位置中和/或在一个连续生产线或工艺中将基材制成制品的方法。该方法包括：提供基材；提供粉末涂料组合物，其中该粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的，例如喷雾干燥的粉末聚合物颗粒)；将粉末涂料组合物(优选地使用包括导电或半导电运输装置(例如，金属滚筒)的施加工艺)引导至基材的至少一部分；提供有效地使粉末涂料组合物在基材的至少一部分上形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件；以及将至少部分涂覆的基材形成为制品的至少一部分。此类方法可涉及形成图案化涂层。此类方法可涉及使用多种不同基材粉末涂料组合物。
在本文中，“卷材涂料”组合物是指适用于引导至刚性材料上(与例如至少10微米厚的自支撑塑料膜、纸或其他纤维材料或金属箔相反，然后将其施加(例如粘附)到刚性材料)或间接涂覆在预处理层或底漆层上的涂料组合物，该预处理层或底漆层不衍生自覆盖在基材上的自支撑膜(即，在施加到另一基材之前的膜，诸如通过层压形成的膜)。因此，举例来说，施加到覆盖基材的纸层或覆盖金属基材的层压塑料层的粉末涂料组合物不是本文所用的卷材涂料组合物。
本文提及的粒度可以通过对起始材料(例如，初级聚合物颗粒、电荷控制剂、润滑剂等)的激光衍射粒度分析，使用如制造商推荐的校准的Beckman Coulter LS230激光衍射粒度分析仪或等效物来测定。
“D值”-D50、D90、D95和D99-是当基于递增粒度排列颗粒时将样品体积分成指定百分比的粒度。例如，对于粒度分布，中值被称为D50(或遵循某些ISO指南时称为x50)。D50是分割该直径以上一半和以下一半的分布的以微米计的粒度。Dv50(或Dv0.5)是体积分布的中值。D90描述其中百分之九十的分布具有较小粒度并且百分之十具有较大粒度的粒度。D95描述其中百分之九十五的分布具有较小粒度并且百分之五具有较大粒度的粒度。D99描述其中百分之九十九的分布具有较小粒度并且百分之一具有较大粒度的粒度。除非本文另有说明，否则特定材料的粒度是指D50，并且D50、D90、D95和D99分别是指Dv50、Dv90、Dv95和Dv99。本文指定的D值可以通过激光衍射粒度分析来测定。
“粉末涂料组合物”是指包含粉末颗粒并且不包含液体载体的组合物，尽管其可以包含痕量的水或可用于制备粉末颗粒的有机溶剂。粉末涂料组合物通常呈细碎的自由流动粉末聚合物颗粒的形式，其可以是或可以不是附聚物的形式。粉末涂料组合物(在与金属基材接触之前)可包含或不包含一种或多种电荷控制剂、呈颗粒形式的一种或多种磁性载体(即，磁性载体颗粒)或两者。
在本文中，附聚物(或簇)是颗粒的集合，后者被称为初级颗粒。
“硬化”涂层是指其中颗粒经由交联反应共价固化(例如，热固性涂层)或颗粒在不存在交联反应的情况下简单地熔融(例如，热塑性涂层)并且粘附到基材，从而形成涂覆的基材的涂层。术语“硬化”并不暗示与涂层的相对硬度或柔软性(Tg)有关的任何事物。术语“硬化”也不是指粉末被简单地撒在基材上。
“粘附”涂层是指优选地根据测试方法中描述的粘附性测试粘附(粘结)到基材(诸如基材)的硬化涂层。粘附性等级9或10，优选10被认为是粘附性的。
“连续”涂层是指没有涂层缺陷(优选地，没有针孔)的硬化涂层，这些涂层缺陷会导致基材暴露(即，通过硬化涂层暴露的基材区域)。连续涂层可以是完全覆盖基材的全面涂层，或者它可以仅覆盖基材的部分，例如，如在图案化涂层中。
“图案化”涂层(即多部分涂层)是指印刷在基材表面上的两个或更多个区域中的硬化涂层，其在印刷(即，涂覆)区域之间和/或周围可具有或可不具有“空白”区域，其中“空白”区域上不具有涂层。“图案化”涂层是指具有以下一种或多种的任何涂层：(i)相同化学组成的两个或更多个硬化涂层部分，其不是直接邻接的，设置在相同基材表面的不同区域上并且存在于相同的整体多部分涂层中；(ii)不同化学组成(例如，具有不同颜色、光泽度等)的两个或更多个硬化涂层部分，其设置在相同基材表面的不同区域上并且存在于相同的整体多部分涂层中；或者(iii)不同厚度或纹理的相同化学组成的两个或更多个硬化涂层部分，其可以是或可以不是直接邻接的，设置在相同基材表面的不同区域上并且存在于相同的整体多部分涂层中。图案化涂层不同于全面涂层(即，具有基本上均匀/均质涂层(具有由常规涂覆工艺导致的固有厚度变化)的常规施加的液体或粉末涂层，其通常覆盖基材的整个表面)。图案化涂层的这种定义还排除：(a)仅在边缘涂覆的基材；(b)除了边缘以外的所有地方均涂覆的基材；以及(c)不表现出(i)、(ii)或(iii)中任一者的涂层。图案化涂层可包括涂覆区域的规则或不规则图案，该图案可为各种形状(例如，条纹、菱形、正方形、圆形、椭圆形)。术语“图案”和“图案化”不要求设计元素中的任何重复，但是可存在这种重复。图案化涂层的涂覆区域优选地是如上所述“连续”的(在图案要涂覆的区域中)，因为它们没有针孔和其它涂层缺陷，如果不存在下面的涂层，这些涂层缺陷会导致基材暴露。
术语“基本上不含”特定组分意指本公开的组合物或硬化涂层含有小于1,000百万分率(ppm)的所述组分(如果有的话)。术语“实质上不含”特定组分意指本公开的组合物或硬化涂层含有小于100百万分率(ppm)的所述组分(如果有的话)。术语“实质上完全不含”特定组分意指本公开的组合物或硬化涂层含有小于10百万分率(ppm)的所述组分(如果有的话)。术语“完全不含”特定组分意指本公开的组合物或硬化涂层含有小于20十亿分率(ppb)的所述组分(如果有的话)。当用于可含有所述组分(如果有的话)的组合物或硬化涂层时，本段的前述术语是指该组合物或硬化涂层中该组分的含量小于相关的ppm或ppb最大阈值，无论该组分在该组合物或硬化涂层中的情况如何(例如，无论化合物是以未反应的形式存在，以作为另一种材料的结构单元的反应形式存在，还是以它们的组合存在)。
术语“双酚”是指具有两个亚苯基基团的多元多酚，这两个亚苯基基团各自包含六碳环和附接到该环的碳原子的羟基基团，其中两个亚苯基基团的环不共享任何共有的原子。举例来说，对苯二酚、间苯二酚、儿茶酚等不是双酚，因为这些酚化合物仅包括一个亚苯基环。
当在涂料施加到表面或基材上的上下文中使用时，术语“在…上”包括直接(例如，原生基材或预处理的基材诸如电镀钢)或间接(例如，在底漆层上)施加到表面或基材的涂层。因此，例如，施加到预处理层(例如，由铬或无铬预处理形成)或覆盖基材的底漆层的涂层构成施加到基材上(或设置在基材上)的涂层。
术语“聚合物”和“聚合材料”包括但不限于有机均聚物、共聚物，诸如例如嵌段、接枝、无规和交替共聚物、三元共聚物等，以及它们的共混物和改性物。此外，除非另外具体限制，否则术语“聚合物”应包括材料的所有可能几何构型。这些构型包括但不限于全同立构、间同立构和无规对称。
术语“芳基基团”(例如，亚芳基基团)是指闭合的芳族环或环系，诸如亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚芴基和茚基，以及亚杂芳基基团(例如，其中环中的一个或多个原子是除碳之外的元素(例如，氮、氧、硫等)的闭合的芳族或类似芳族的环烃或环系)。合适的杂芳基基团包括呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、吲哚基、异吲哚基、三唑基、吡咯基、四唑基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、噻唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、咔唑基、苯并噁唑基、嘧啶基、苯并咪唑基、喹喔啉基、苯并噻唑基、萘啶基、异噁唑基、异噻唑基、嘌呤基、喹唑啉基、吡嗪基、1-氧代吡啶基、哒嗪基、三嗪基、四嗪基、噁二唑基、噻二唑基等。当此类基团为二价时，它们通常被称为“亚杂芳基”或“亚杂芳基”基团(例如，亚呋喃基、亚吡啶基等)。
如本文所用，术语“亚苯基”是指可以具有任何取代基(包括例如卤素(不优选)、烃基团、氧原子、羟基基团等)的六碳原子芳基环(例如，如在苯基团中)。因此，例如，以下芳基基团各自是亚苯基环：–C6H4-、–C6H3(CH3)-和
–C6H(CH3)2Cl-。另外，例如，萘基团的芳基环中的每一个芳基环是亚苯基环。
术语“多个”或者“多”是指两个或更多个所提及的项目(例如，材料、组分、组合物、涂层部分)。
在粉末涂料组合物的上下文中，“不同”是指粉末涂料组合物在一种或多种化学/物理方式(例如，单体类型/量、聚合物的分子量、涂料组合物的颜色、添加剂类型/量)方面不同(即，相异)，从而提供一种或多种不同的功能(例如，硬度、柔韧性、耐腐蚀性、美观性、触觉)。
术语“筒”是粉末涂料组合物容器，其不同于食品或饮料包装容器，并且不受尺寸或形状的限制。
在本文中，术语“包含”及其变型出现在说明书和实施方案中时不具有限制的含义。此类术语将被理解为暗示包括所述步骤或要素或步骤或要素组，但不排除任何其它步骤或要素或步骤或要素组。“由…组成”意指包括并限于短语“由…组成”之后的任何内容。因此，短语“由…组成”指示所列要素是必需的或强制性的，并且可以不存在其它要素。“基本上由…组成”意指包括在该短语之后列出的任何要素，并且限制于不干扰或有助于在本公开中针对所列出的要素指定的活性或作用的其它要素。因此，短语“基本上由…组成”指示所列要素是必需的或强制性的，但其它要素是任选的并且可以存在或可以不存在，这取决于它们是否实质上影响所列要素的活性或作用。在本说明书中以开放式语言(例如，包括及其派生词)叙述的任何要素或要素的组合被认为另外以封闭式语言(例如，组成及其派生词)和以部分封闭式语言(例如，基本上由…组成及其派生词)叙述。
字词“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些有益效果的本公开的实施方案。然而，在相同或其它情况下，其它实施方案也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其它实施方案是不可用的，并且并非旨在将其它实施方案排除在本公开的范围之外。
在本申请中，诸如“一个”、“一种”和“所述”的术语并非旨在仅指单数实体，而是包括其具体示例可用于说明的一般类别。术语“一个”、“一种”和“该”可与术语“至少一个”和“一个或多个”互换使用，并且包括一个、两个、三个等，包括这些术语修饰的所有项。列表之后的短语“…中的至少一个”和“包括…中的至少一个”以及“一个或多个”和“包括一个或多个”是指列表中的项中的任一个项和列表中两个或更多个项的任何组合。
如本文所用，除非内容另外明确规定，否则术语“或”通常以其常规含义采用，包括“和/或”。
术语“和/或”意指所列要素中的一个或全部或所列要素中的任何两个或更多个的组合。
同样在本文中，所有数字均假定由术语“约”修饰，并且在某些实施方案中，优选由术语“精确地”修饰。如本文中结合测量的量所使用，术语“约”是指测量量的变化，如进行测量和运用与测量的目的和所使用的测量设备的精度相称的护理水平的技术人员所预期的。在本文中，“至多”数字(例如，至多50)包括该数字(例如，50)。
另外在本文中，通过端点表述的数值范围包括该范围内包括的所有数值以及端点(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)和任何子范围(例如，1至5包括1至4、1至3、2至4等)。
如本文所用，术语“室温”是指20℃至25℃的温度。
术语“在范围内(in the range)”或“在范围内(within a range)”(和类似表述)包括所述范围的端点。
贯穿本说明书对“一个实施方案”、“某个实施方案”、“某些实施方案”或“一些实施方案”等的引用意指结合该实施方案描述的特定特征、构型、组成或特性被包括在本公开的至少一个实施方案中。因此，此类短语在本说明书各处的出现未必是指本公开的同一实施方案。此外，具体实施方案(包括特征、构型、组成或特性)可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施方案中。
本公开的上述发明内容并非意图描述本公开的每个公开的实施方案或每种实施方式。下面的描述和附图更具体地举例说明了例示性实施方案。在本申请全文的若干地方，通过示例的列表提供指导，这些示例可以各种组合使用。在每种情况下，所引用的列表仅用作代表性的组，而不应该被解释为排他的列举。因此，本公开的范围不应限于本文所述的具体示例性结构，而是至少延伸到由实施方案的语言描述的结构以及那些结构的等效物。在本说明书中作为替代方案而正向叙述任何要素可以根据需要以任何组合明确地包括在实施方案中或从实施方案中排除。尽管本文已经讨论了各种理论和可能的机制，但是在任何情况下这些讨论都不应当用于限制可要求保护的主题。
附图说明
图1A是常规研磨的聚酯粉末涂料颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像，这种颗粒太大、形状太不规则，不适合在电场或电磁场中使用。
图1B和图1C是化学生产的聚合物颗粒的SEM图像。
图1D、图1E和图1F是用于制造化学生产的聚合物颗粒的现有技术工艺的示例。
图2是喷雾干燥设备的示意图(附图复制自Büchi B290喷雾干燥器产品文献，Labortechnik AG,Flawil,Switzerland)。
图3A、图3B、图3C、图3D和图3E是能够将粉末涂料组合物递送至基材的施加装置的线路图。
图4A至图4B是包括如本文所述的多个施加装置的施加系统的例示性实施方案的示意图。
图5是运输、储存和分配如本文所述的粉末涂料组合物的一个例示性系统的示意图。
图6描绘了含有如本文所述的粉末涂料组合物的一对堆叠的筒的一个例示性实施方案。
图7描绘了如本文所述的筒在其填充期间的一个例示性实施方案。
图8描绘了如本文所述的筒的一个例示性实施方案，其中排出管连接到筒的分配端口。
图9描绘了如本文所述的处于塌缩构型的一组堆叠的可转换筒的一个例示性实施方案。
图10描绘了处于膨胀构型的可转换筒在其清洁期间的一个例示性实施方案。
图11提供了在刚性基材工业中包括多层涂层的组件的代表性示例的示意图。
图12是全合一位置方法的表示。
具体实施方式
本公开提供在刚性基材上涂覆粉末涂料组合物(即，涂料组合物)，特别是刚性基材粉末涂料组合物的方法，和制作刚性基材或其一部分以及涂覆的基材本身的方法。本公开还提供用于实现不同颜色、不同涂料性能特性等的粉末涂料组合物系统(例如，含有多种不同的粉末涂料组合物的系统)。
此类方法可被称为电图粉末涂覆(EPC)工艺。在EPC工艺中，将带电细粉末(通常为摩擦带电的细粉末)施加到基材。EPC工艺通常使用导电或半导电运输装置来运输带电细粉末，并且利用电场或者电或电磁场将带电粉末从运输装置直接移动到基材，或者移动到另一成像构件，或者移动到一系列成像构件，并且最终移动到基材。电图术包括：电子照相术或静电印刷术，其在光电导体上印刷静电潜像；离子照相术，其在绝缘或半导电成像构件上印刷由离子头写入的静电潜像；静电母版印刷，其在滚筒或带的被电偏置和/或凹陷以吸引带电粉末的部分上进行印刷；静电丝网印刷，其中通过丝网来印刷带电粉末；静电模板印刷，其中通过模板来印刷带电粉末；以及来自导电或半导电运输装置的粉末的静电偏压显影，以在基材上形成均匀的粉末层。
电图粉末涂覆方法可将粉末沉积到基材上，在最终工艺步骤中可使用或不使用中间转移构件或转熔器(transfuser)。对于颗粒的转移，将颗粒施加到基材的最后工序通常利用电场来执行。对于颗粒的转熔，将颗粒施加到基材的最后工序通常利用热来执行，并且也可能利用电场来执行，例如在美国专利6,650,860号(Brodin等人)中所述。
导电或半导电运输装置通常包括金属辊、聚合物导电辊、聚合物半导电辊、金属带、聚合物导电带或聚合物半导电带。一般来讲，导电或半导电运输装置是可用于运输粉末涂料组合物并且可用于施加电场或者电或电磁场以从运输装置移动粉末颗粒的任何构件。导电或半导电运输装置的全部表面或部分表面具有绝缘涂层或半导电涂层。导电或半导电运输装置的全部表面或部分表面是导电或半导电的。运输装置可含有固定或旋转的永磁体。
可用于形成导电或半导电运输装置的材料的示例包括金属以及填充的有机聚合物(诸如聚氨酯或聚酰亚胺)，如美国专利5,707,743号(Janes等人)和5,434,653号(Takizawa等人)中所述。
中间转移构件可呈薄柔性带或弹性体带或弹性体辊的形式。一般来讲，中间转移构件是可用于运输粉末涂料组合物并且还可用于施加电场或者电或电磁场以将粉末颗粒移动到基材的任何构件。优选地使用具有一个或多个柔性支承辊的柔顺辊或带。用于转移带电颗粒的电场或者电或电磁场可从柔性辊中、带中或一个或多个支承辊中的电极施加。中间转移系统的部件需要柔性和半导电特性，使得当转移构件与基材接触时，用于转移的电场或者电或电磁场不超过大约3伏/微米的空气击穿电压。
因此，各种材料可用于中间转移构件。对于使用薄柔性带的构型，可使用绝缘或半导电聚合物材料，诸如聚酰亚胺或填充的聚酰亚胺，带有一个或多个柔性半导电支承辊。对于在导电金属带上使用柔性弹性体带或在导电金属芯上使用柔性弹性体辊橡皮布的构型，使用半导电弹性体，诸如填充有导电颗粒、抗静电剂或电荷控制剂的聚氨酯或硅橡胶。这些构型中的所有中间转移构件可具有非导电涂层或半导电涂层，该涂层用作剥离层并且通常含有碳氟化合物。剥离剂也可直接掺入到柔性聚合物材料中。相反，中间转移构件的基底材料可以是氟化聚合物。
美国专利5,370,961号(Zaretsky等人)描述了一种可使用的转移中间件(即，中间转移构件)，其具有杨氏模量为107牛顿/m2或更小的基底和杨氏模量为5×107牛顿/m2或更大的薄外层涂料或薄皮。中间转移构件的表面优选地具有等于或小于调色剂颗粒的平均直径的20％的平均粗糙度。可使用这样的转移辊或滚筒：其具有相对较厚的填充或掺杂的聚氨酯层，例如0.6cm厚，含有适当量的抗静电材料以使其具有至少中等的导电性，并且形成在铝基底上。对于成像部件上0伏的带正电的颗粒，施加到中间转移滚筒的通常为-400伏至-1,000伏的电偏压将实现带电颗粒向转移滚筒的大量转移。然后为了将调色剂图像转移至基材上，可提供例如-3,000伏或更小的偏压和20psi或138kPa的压力以促使带正电的颗粒转移至基材。对于该示例，中间滚筒在铝芯上具有0.2英寸(0.5cm)的聚氨酯基底。可在聚氨酯基底上外涂5微米厚的硬质氨基甲酸酯树脂涂层，该硬氨基甲酸酯树脂由ICI公司的分公司Permuthane公司以商品名PERMUTHANE出售，并且具有108牛顿每平方米的杨氏模量和大约1012ohm-cm或1010ohm-m的体积电阻率。
美国专利4,729,925号(Chen等人)、5,212,032号(Wilson等人)、5,978,639号(Masuda等人)、8,668,976B2号(Wu等人)和10,125,218号(Wu等人)描述了组合物、外层涂料、导电氨基甲酸酯、聚酰亚胺和硅橡胶，以及中间转移构件的其他特性。
电场对带电物体产生作用力。电场由电荷、空间中的电压差和时变磁场产生。电场或电磁场是具有磁场的电场。磁场由电流、永磁体材料、亚原子粒子自旋和时变电场产生。
在本文中可涂覆的材料的示例可包括例如金属制品，更优选地卷材涂覆的金属片。可使用任何金属，诸如铝、铁、铜、锡、钢、锌以及合金、金属间组合物、包括这些中的一种或多种的复合材料等。铝和钢是优选的，铝是特别优选的。在一些优选的实施方案中，基材可包括例如热浸镀锌金属。
有用的基材可包括具有可变厚度的那些基材，该厚度可至少部分地取决于其特性、被涂覆的基材的最终目的、需要的性质、由其形成的一个或多个最终制品或它们的任何组合。在一些实施方案中，卷材基材的有用平均厚度可以是250μm或更厚、300μm或更厚、350μm或更厚、400μm或更厚、450μm或更厚、500μm或更厚、600μm或更厚或700μm或更厚。卷材基材的厚度可以是5mm或更薄、3mm或更薄、2mm或更薄、1.5mm或更薄、1.3mm或更薄、1mm或更薄、800μm或更薄、760μm或更薄、700μm或更薄、650μm或更薄或610μm或更薄。
有用的基材可包括具有各种尺寸的材料的卷材。例如，在一些实施方案中，有用的卷材可包括卷材宽度(卷材的宽度可被认为是垂直于卷材被卷起和/或展开的方向的尺寸)例如不小于12英寸、不小于24英寸、不小于36英寸或甚至不小于40英寸的那些卷材。例如，在一些实施方案中，有用的卷材可包括卷材宽度例如不大于144英寸、不大于96英寸、不大于72英寸或甚至不大于60英寸的那些卷材。
卷材涂覆的金属是用于多种应用的高性能材料，包括例如金属建筑板、金属屋顶、墙板、车库门、办公家具、家用电器、加热板和冷却板、汽车板和零件等应用。在一些优选的方面，涂覆的基材可用于幕墙、窗户、门、板、天窗、中庭系统、百叶窗、格栅、柱盖和任何种类的金属建筑部件。
在实施方案中，本公开提供一种涂覆的制品，即基材，优选地其上施加有一种或多种涂料组合物的基材。在一些卷材涂覆的制品中，可在施加其他涂层之前将底漆组合物施加到基材。通常，对基材进行预处理，然后涂上市售的防腐涂料。各种预处理和底漆是本领域技术人员已知的，并且可根据涂层的类型和涂层的最终用途而不同。
在一些实施方案中，可在施加其他涂层之前将底漆涂层施加到基材。通常，对基材进行预处理，然后涂上市售的防腐涂料。各种预处理和底漆是本领域技术人员已知的，并且可根据涂料的类型(例如，卷材涂料或喷涂涂料)和涂料的最终用途而不同。如果使用底漆涂层，则其厚度优选地为约1微米至15微米，更优选地5微米至12微米。
粉末涂料组合物
因此，优选地，本公开的基材粉末涂料组合物和优选的硬化涂层基本上不含双酚A、双酚F和双酚S中的每一者；本公开的粉末涂料组合物和优选的硬化涂层实质上不含双酚A、双酚F和双酚S中的每一者；本公开的粉末涂料组合物和优选的硬化涂层实质上完全不含双酚A、双酚F和双酚S中的每一者；或者本公开的粉末涂料组合物和优选的硬化涂层完全不含双酚A、双酚F和双酚S中的每一者。
更优选地，本公开的基材粉末涂料组合物和优选的硬化涂层基本上不含所有双酚化合物；本公开的粉末涂料组合物和优选的硬化涂层实质上不含所有双酚化合物；本公开的粉末涂料组合物和优选的硬化涂层实质上完全不含所有双酚化合物；或者本公开的粉末涂料组合物和优选的硬化涂层完全不含所有双酚化合物。
优选地，四甲基双酚F(TMBPF)不被排除在本公开的粉末涂料组合物或硬化涂层之外。TMBPF是4-[(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲基]-2,6-二甲基苯酚，如下所示，由以下反应制成：
例如，粉末涂料组合物基本上含双酚A，其包括600ppm双酚A和600ppm双酚A的二缩水甘油醚(BADGE)-无论双酚A和BADGE是否存在于呈反应或未反应形式的组合物中，或它们的组合。
可以基于起始成分确定双酚化合物(例如，双酚A、双酚F和双酚S)的量；测试方法不是必需的，并且考虑到这些化合物的少量，为了方便起见，可以使用百万分率(ppm)代替重量百分比。
尽管除了TMBPF显著例外，由于消费者观念的转变，现在通常不希望有意添加许多双酚化合物，但应当理解，由于例如环境污染等原因，本公开的组合物或涂料中可能存在非有意的痕量双酚A。
虽然迄今为止可用的科学证据表明，可能从现有涂料中释放的少量痕量的双酚化合物(诸如双酚A)不会对人类造成任何健康风险，但一些人仍然认为这些化合物可能对人类健康有害。因此，有些人希望从人们接触的所有表面上的涂层中消除这些化合物。
例如，在一些实施方案中，粉末涂料组合物是“不含PVC”的。即，粉末涂料组合物可含有(如果有的话)小于2重量％的氯乙烯材料和其他卤化乙烯基材料，更优选地小于0.5重量％的氯乙烯材料和其他卤化乙烯基材料，并且甚至更优选地小于1ppm的氯乙烯材料和其他卤化乙烯基材料(如果有的话)。
按粉末涂料组合物的总重量计，粉末涂料组合物优选地包含至少40重量％(wt％)，更优选地至少50重量％，甚至更优选地至少60重量％，仍更优选地至少70重量％，仍更优选地至少80重量％，并且最优选地至少90重量％的粉末聚合物颗粒。粉末涂料组合物包含基于粉末涂料组合物的总重量优选地至多100重量％，更优选地至多99.99重量％，甚至更优选地至多95重量％，并且最优选地至多90重量％的粉末聚合物颗粒。按粉末涂料组合物的总重量计，各种任选的添加剂(例如，电荷控制剂、润滑剂、颜料、磁性载体颗粒等)可以至多50重量％的量存在。如果不是出于食品接触的考虑，添加到粉末聚合物颗粒中的添加剂可类似于用于电子照相术的干调色剂中使用的添加剂。参见P.Julien和R.Gruber的“Dry Toner Technology”，该文载于Handbook of Imaging Materials，编辑A.Diamond和D.Weiss，第二版,2002年，第173-205页。
在本公开的一些实施方案中，粉末聚合物颗粒优选地与一种或多种电荷控制剂接触。更优选地，一种或多种电荷控制剂在粉末聚合物颗粒的表面上。甚至更优选地，一种或多种电荷控制剂粘附到粉末聚合物颗粒的表面。
当使用一种或多种电荷控制剂时，按粉末涂料组合物(例如，电荷控制剂和粉末聚合物颗粒)的总重量计，一种或多种电荷控制剂优选地以至少0.01重量％(wt％)、至少0.1重量％或至少1重量％的量存在。进一步优选地，一种或多种电荷控制剂以基于粉末涂料组合物(例如，电荷控制剂和粉末聚合物颗粒)的总重量至多10重量％、至多9重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多6重量％、至多5重量％、至多4重量％或至多3重量％的量存在。
在本公开的一些实施方案中，粉末聚合物颗粒优选地与一种或多种磁性载体(即，磁性载体颗粒)接触。磁性载体颗粒可在粉末涂料组合物中提供，或者粉末涂料颗粒可与其分开提供。
当使用一种或多种磁性载体时，按粉末涂料组合物(例如，粉末聚合物颗粒、磁性载体颗粒、任选的电荷控制剂和其他任选的添加剂)的总重量计，一种或多种磁性载体优选地以至少70重量％(wt％)、至少80重量％或至少97重量％的量存在。此外，优选地，按粉末涂料组合物(例如，粉末聚合物颗粒、磁性载体颗粒、任选的电荷控制剂和其他任选的添加剂)的总重量计，一种或多种磁性载体以至多75重量％、至多80重量％、至多90重量％或至多95重量％的量存在。
本文中粉末涂料组合物的所有其他组分的量以基于涂料组合物的总重量的百分比报告，该涂料组合物不存在任何可能存在的磁性载体颗粒。因此，在不存在任何可能存在的磁性载体颗粒的情况下，硬化涂层中各种组分的浓度等于粉末涂料组合物中相应的起始材料的浓度。
本文优选的粉末涂料组合物是“干燥”粉末涂料组合物。即，粉末颗粒不分散在液体载体中，而是以干粉形式存在。然而，应理解，干粉可以含有最小量的水或有机溶剂(例如，小于2重量％、小于1重量％、小于0.1重量％等)。即使当经受干燥过程时，粉末通常将包括至少一些残余液体，例如可能存在于大气湿度中的残余液体。
粉末涂料组合物和制作方法
根据本公开，提供一种基材粉末涂料组合物(即，呈自由流动粉末形式的涂料组合物)。此类组合物可在基材(诸如基材)上形成硬化的粘附涂层。在施加到金属基材之前，粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒和优选的(i)与粉末聚合物颗粒接触(例如，存在于粉末聚合物颗粒的表面上，并且通常粘附于粉末聚合物颗粒的表面)的一种或多种电荷控制剂，和/或(ii)磁性载体颗粒。
在本文中，如果使用磁性载体颗粒，则应当理解，在施加到基材之前，对粉末涂料组合物的论述可包括或不包括磁性载体颗粒。然而，优选地，粉末涂料组合物将包含磁性载体颗粒。然而，如果使用磁性载体颗粒，则在施加到金属基材之后，磁性载体不被视为本文所述的粉末涂料组合物的一部分。即，磁性载体颗粒在金属基材上沉积后不会残留在粉末涂料组合物中，并且硬化涂层不包括磁性载体颗粒。
聚合物颗粒
由于典型的聚合物覆盖一系列分子量，因此粉末涂料组合物中聚合物的分子量可以通过几个关键度量来描述。数均分子量(Mn)通过样品的总重量除以该样品中分子的总数来确定。重均分子量(Mw)通过计算样品中每种不同分子量的总和乘以样品在该分子量下的重量分数来确定。多分散指数(Mw/Mn)用于表示样品的分子量范围有多宽。多分散指数越高，分子量范围越宽。Mn、Mw和Mw/Mn均可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定，相对于一组不同分子量的聚苯乙烯标准物测量。
粉末颗粒的聚合物的Mn为至少2,000道尔顿，优选地至少5,000道尔顿，更优选地至少10,000道尔顿，并且甚至更优选地至少15,000道尔顿。粉末颗粒的聚合物的Mn可为数百万(例如，10,000,000道尔顿)，诸如可与乳液聚合的丙烯酸类聚合物或某些其他乳液聚合的胶乳聚合物一起出现，尽管Mn可为至多10,000,000道尔顿，或至多1,000,000道尔顿，或至多100,000道尔顿，或甚至至多20,000道尔顿。在某些实施方案中，聚合物颗粒的聚合物的Mn为至少2,000道尔顿并且至多10,000,000道尔顿，或至少5000道尔顿并且至多1,000,000道尔顿，或至少10,000道尔顿并且至多100,000道尔顿，或至少15,000道尔顿并且至多20,000道尔顿。
在优选的实施方案中，粉末聚合物颗粒可由多分散指数小于4、小于3、小于2或小于1.5的聚合物制成。然而，聚合物具有在前述范围之外的多分散指数可能是有利的。例如，尽管无意于受理论的束缚，但可能期望在相同材料中具有较高的多分散指数以实现较高分子量(例如，对于柔性和其它机械性质)和较低分子量(例如，对于流动和流平)的益处。
粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米，优选地小于20微米，更优选地小于15微米，并且甚至更优选地小于10微米的粒度分布。在优选的实施方案中，粉末聚合物颗粒具有D90小于25微米、小于20微米、小于15微米或小于10微米的粒度分布。在更优选的实施方案中，粉末聚合物颗粒具有D95小于25微米、小于20微米、小于15微米或小于10微米的粒度分布。在甚至更优选的实施方案中，粉末聚合物颗粒具有D99小于25微米、小于20微米、小于15微米或小于10微米的粒度分布。
优选地，作为整体的粉末涂料组合物(即，整个粉末涂料组合物或整个组合物的所有颗粒)具有D50小于25微米、小于20微米、小于15微米或小于10微米的粒度分布。在优选的实施方案中，作为整体的粉末涂料组合物具有D90小于25微米、小于20微米、小于15微米或小于10微米的粒度分布。在更优选的实施方案中，作为整体的粉末涂料组合物具有D95小于25微米、小于20微米、小于15微米或小于10微米的粒度分布。在甚至更优选的实施方案中，作为整体的粉末涂料组合物具有D99小于25微米、小于20微米、小于15微米或小于10微米的粒度分布。
本文所述的粒度分布(例如，D50、D90、D95、D99等)不限于较低粒度端。然而，D50(在优选的实施方案中，D90、D95或D99)可以大于1微米、大于2微米、大于3微米或大于4微米。
上述粒度分布(例如，D50、D90、D95和D99)应解释为可以任选地存在于一些或所有聚合物颗粒表面上的任何附加材料中的因素。因此，举例来说，如果聚合物颗粒在施加任选的电荷控制剂之前具有6.5微米的D50，并且在施加任选的电荷控制剂之后以及在完全配制的粉末涂料组合物中具有7微米的D50，则7微米是最终聚合物颗粒的相关D50。
在其中一种或多种电荷控制剂存在于聚合物颗粒的表面上的优选实施方案中，上述粒度分布(例如，D50、D90、D95和D99，如通过激光衍射粒度分析所测定)适用于整个聚合物颗粒，包括存在于聚合物颗粒上的电荷控制剂。
尽管粉末聚合物颗粒以及任选地还有整个涂料组合物(即，作为整体的粉末涂料组合物)优选地具有较窄的或非常窄的粒度分布，以努力获得非常光滑的涂层(例如，与橙皮外观相反)，以及最小化施加的涂料材料的量并且因此最小化成本，但预期本公开的粉末涂料组合物可包括粒度在上述粒度参数之外的聚合物颗粒。优选地，粉末涂料组合物中包含的此类任选的“较大”和/或“较小”聚合物颗粒或其他颗粒的总量足够低，使得粉末涂料组合物和/或硬化涂层的所需性质基本上得以保持(例如，粉末涂料组合物的所需施加性质；固化涂层的所需粘附性、柔性、耐化学性、涂层美观性等)。在此类实施方案中，优选地，粉末涂料组合物中存在的总颗粒的基本上大部分，按体积％计(例如，65％或更多、80％或更多、90％或更多、95％或更多、99％或更多等)表现出符合上述粒度参数的粒度。
激光衍射粒度分析是一种有用的方法，用于测定附聚之前的初级聚合物颗粒和其他起始材料(例如，电荷控制剂、润滑剂等)、可附聚或不附聚的粉末聚合物颗粒或粉末涂料组合物的粒度。用于此类分析的示例性装置是按照制造商建议校准的Beckman CoulterLS230激光衍射粒度分析仪或等效物。据信，该分析仪的粒度分析体现了国际标准ISO13320:2009(E)的原理。
用于激光衍射粒度分析的样品可以例如通过将样品在基本上不溶胀的溶剂(诸如环己酮或2-丁氧基乙醇)中稀释并将其振荡直至均匀分散来制备。合适溶剂的选择将取决于待测试的特定颗粒。可能需要进行溶剂筛选测试以鉴定合适的基本上非溶胀的溶剂。举例来说，其中聚合物颗粒溶胀约1％或更少(如通过激光衍射粒度分析所测定)的溶剂将被视为基本上不溶胀的溶剂。
本领域的技术人员将理解，可以在涂覆过程之前测量初级颗粒的粒度，但一旦形成附聚物，就无法容易地确定。即，基于起始物质确定形成附聚物的初级颗粒的粒度。此外，为了测量附聚物的粒度，在涂层产生过程中(例如，在喷雾干燥过程中)收集附聚物的样品。一旦形成涂层，就无法容易地确定附聚物的粒度的准确测定。
本公开的粉末聚合物颗粒可以具有任何合适的形状，包括例如薄片、片材、棒状、球状、马铃薯形、球形或它们的混合物。例如，沉淀的聚合物颗粒通常是球形的。优选地，颗粒是马铃薯形或球形的，或它们的混合物。
虽然可以使用任何合适的粉末聚合物颗粒，但优选的聚合物颗粒是化学生产的聚合物颗粒。化学生产的粉末通常可以被定义为通过除机械加工之外(例如，除通过传统研磨之外)的方法制备的精细粉末。此类聚合物颗粒具有不同于通常通过机械加工手段(例如，研磨、碾磨等)实现的表面形态和/或颗粒形状。此类机械技术需要取较大尺寸的聚合物材料的固体块并以某种方式将它们破碎以产生较小尺寸的聚合物颗粒。然而，此类方法通常产生不规则、有角的颗粒形状和粗糙的、不规则的表面形态，并导致宽粒度分布，从而需要额外的过滤以实现所需的粒度分布，这导致浪费和额外成本。由此类机械方法产生的聚合物颗粒通常被称为“粉碎的”或“研磨的”(常规制备的)颗粒。举例来说，参见图1A，其示出了常规研磨的聚酯粉末涂料颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像，这些颗粒是有角度的、不规则的并且具有宽粒度分布。
相比之下，化学生产的聚合物颗粒倾向于具有更规则和光滑的表面形态以及更规则和一致的颗粒形状和尺寸。此外，粒度分布可以更精确地定向和控制，而不产生明显的浪费。虽然不希望受理论束缚，但据信化学生产的颗粒相对于机械生产的颗粒的增强的均匀性和规则性(例如，在形状、表面形态和粒度分布方面)将导致更好和更可预测以及更有效的转移和施加到基材上，以及最终由其产生的硬化的粘附封装涂层的更好的涂层性能特性。举例来说，参见图1B(大体上为马铃薯形颗粒)和1C(大体上为球形颗粒)，其示出了化学生产的聚合物颗粒具有通常窄的粒度分布。
用于生产聚合物颗粒的化学方法的示例包括聚合，诸如界面聚合、有机溶液中的聚合、水性介质中的乳液或分散体聚合；使用低分子量或聚合的亲水性、疏水性或亲氟表面活性剂将聚合物分散在表面活性剂中(例如，在分散或连续相中)；聚合物的沉淀，诸如受控沉淀；熔融共混聚合物；颗粒聚集；微封装；重结晶；核-壳形成；和有限聚结，以及形成“复合”粉末聚合物颗粒的其他过程。用于形成聚合物颗粒的熔融共混方法的示例是在美国专利8,349,929号(Kainz等人)、9,598,601号(Malotky等人)和9,416,291号(Wilbur等人)中教导的熔融共混分散技术。
在有限聚结的实践中，如美国专利4,833,060号(Nair)中所述的分散剂助剂和纳米级无机胶体，或如美国专利4,965,131号(Nair)中所述的纳米级有机胶体用于将利用高挥发性和水不溶性溶剂的有机聚合物溶液分散到水介质中，以达到目标粒度。目标粒度由该分散体中各种组分的浓度控制。然后通过许多加热和蒸发工艺，诸如加热、瀑布式蒸发器等，从溶液中去除挥发物。去除有机溶剂后，经由适于颗粒组成的方法将颗粒过滤、洗涤并干燥。任选地，如果需要，还可处理颗粒以至少部分地去除无机胶体。
在颗粒形状、形态、尺寸和分布方面，为粉末涂料制作的聚合物颗粒可类似于为电子照相术制作的化学生产的调色剂(CPT)，并且可采用类似的工艺制作。化学生产的调色剂也被称为化学制备的调色剂、化学调色剂、聚合的调色剂、聚合物调色剂、原位聚合的调色剂、悬浮聚合的调色剂、乳液聚合的调色剂、乳液聚集调色剂、受控附聚、胶囊调色剂、微胶囊调色剂、封装的调色剂、微封装调色剂、微封装的调色剂、核-壳调色剂以及其他名称。关于制造受控尺寸的聚合物颗粒的工作可追溯到1930年代的专利文献，包括美国专利2,108,044号(Crawford等人)。
CPT的基本制造方法是悬浮聚合(由Canon和Zeon使用)、乳液聚集(由KonicaMinolta、Xerox/Fuji Xerox、Mitsubishi和Fujifilm使用)和溶剂法(由包括Ricoh、Xerox和Kodak的公司使用)，该溶剂法有许多变体。在图1D(示出了悬浮聚合工艺)、图1E(示出了乳液聚集工艺)和图1F(示出了溶剂法，溶液转化工艺)中示出了现有技术中三种类型的工艺中的每一者的示例。CPT制造方法通常是基于通过在某种液体中生长来产生调色剂颗粒，并且通常包括类似的最终阶段：洗涤、脱水和干燥。更多信息可从Graham Galliford的“Manufacturing Color Toner”获得，该文载于Comexposium Recycling TimesExhibition Services Limited的Imaging World，第119期(2021)，第33-37页,2021年6月。
图1D描绘了现有技术的悬浮聚合工艺，该工艺包括将单体、引发剂和颜料置于有机相容器1002中，并且还将水和乳化剂置于水相容器1004中。使用定量进料泵将有机相容器1002和水相容器1004的内容物递送至分散器1006中，在该分散器中通过乳化形成单体液滴。将分散器1006的内容物递送至反应器1008，在该反应器中发生自由基聚合。将反应器1008的内容物递送至洗涤器1010，随后递送至脱水器1012，并最后递送至干燥器1014。
图1E描绘了现有技术的乳液聚集工艺，该工艺包括乳液聚合，该乳液聚合包括将单体、水、水溶性引发剂和表面活性剂(例如，制备的小于1微米的胶乳)置于容器1102中，并且还将水性颜料分散体和蜡分散体置于容器1104中。将容器1102和1104的内容物递送至容器1106以进行混合和聚集，以形成调色剂尺寸的颗粒(化学受控)。将容器1106的内容物递送至容器1108，以便调色剂在Tg的温度下聚结(这实现树脂流动和颗粒固结)。将容器1108的内容物递送至洗涤器1110，随后递送至脱水器1112，并最后递送至干燥器1114。
图1F描绘了现有技术的溶液转化方法，该方法使用溶剂(有时被称为“RicohPxP”)制备CPT，该方法包括将分散在具有反应性位点的氨基甲酸酯改性的聚酯预聚物的溶液中的颜料置于容器1202中以及将蜡分散体置于容器1204中。将水和尺寸控制剂置于容器1206中。将容器1202、1204和1206的内容物递送至高剪切反应器容器1208，在该容器中去除溶剂，并且在乳液中形成颗粒，涉及同时的聚结和酯伸长。将容器1208的内容物递送至容器1210进行过滤和洗涤，以去除分散剂。将容器1210的内容物递送至容器1212进行过滤，并将容器1212的内容物递送至容器1214进行干燥。
CPT的基本制造方法也可概括为下表中的类别，并且示出了用于调色剂的典型粘合剂。
各种类型的CPT工艺和粘合剂选择：
＊Pre-Formed Polyester
溶剂型工艺的优点是能够用各种材料制造粉末涂料颗粒，而不仅仅是聚酯。例如，Kodak有限聚结(LC)工艺的优点是具能够使用任何可溶性聚合物作为调色剂树脂或使用适于进行附加聚合来制作线性或交联调色剂的单体。该颗粒制造工艺不需要任何加热。因此，该工艺不受材料的Tg或水性溶液或溶剂的沸点温度的限制。该工艺和类似的溶剂型工艺可使用与典型的低分子量聚酯电子照相调色剂显著不同的材料来制作粉末涂料颗粒。更多信息可从Didesh Tyagi的“Polyester-Based Chemically Prepared Toner for High-SpeedDigital Production Printing”获得，该文载于影像科学与技术学会(IS&T)的NIP23 andDigital Fabrication 2007Final Program and Proceedings，第270-273页。
粉末聚合物颗粒(优选地，整个粉末涂料组合物的所有颗粒)可以具有至少100或至少120的形状因子。例如，使用研磨或粉碎的颗粒，形状因子可以为至多165、或至多155、或至多140。因此，颗粒可以是球形的(具有100至小于120的形状因子)或马铃薯形(具有至少120到至多140的形状因子)或球形和马铃薯形状的混合物。相反，常规的机械生产的聚合物颗粒通常具有大于145的形状因子。粉末聚合物颗粒优选地是马铃薯形的。形状因子可以使用以下等式确定：
形状因子＝((ML)2/A)×(π/4))×100
其中：ML＝颗粒的最大长度(球面＝2r)；以及
A＝投影面积(球体＝πr2)。
形状因子可以使用流动型颗粒动态图像分析仪CAMSIZER X2使用动态图像分析(DIA)来确定。颗粒形状参数包括凸度、球形度、对称性和纵横比(长宽比)。
对于形状分析，通常忽略粒度低于1微米的颗粒。不受理论的束缚，据信此类小颗粒将具有与大颗粒相似的形状和/或大颗粒的形状将控制所形成的最终涂层的性能。
DIA使用通过照明背景前面的相机系统的颗粒流。动态图像分析系统测量自由下降的颗粒和悬浮液，并且还表征倾向于附聚的那些颗粒通过空气压力的分散。使用颗粒图像测量各种形状参数。
例如通过将待测的粉末样品分散在适当的流体中，可以制备用于DIA的粉末样品。然后可以在动态图像分析仪诸如CAMSIZER X2中测量所制备的样品，该动态图像分析仪采用动态成像技术。样品由加压空气分散并通过由两个明亮的脉冲LED光源照射的间隙。然后通过两台数字相机记录分散颗粒的图像(更具体地，是它们的阴影或投影的图像)并分析形状，以便根据需要确定颗粒的各种长度和宽度描述符，例如通过ISO测试方法13322-2(2006)(经由动态成像的粒度分析)。
粉末聚合物颗粒(优选地，整个粉末涂料组合物的所有颗粒)优选地具有至少1并且在某些实施方案中至多50，或至多30，或至多20的压缩指数。更优选地，在某些实施方案中，压缩指数可以是1至10、11至15或16至20。压缩指数可以使用以下等式确定：
压缩指数＝((振实密度–体密度)/(振实密度))×100
其中振实密度和体密度各自根据ASTM D7481-18(2018)确定。
粉末聚合物颗粒(优选地，整个粉末涂料组合物的所有颗粒)优选地具有至少1.00的豪斯纳比，并且在某些实施方案中，豪斯纳比为至多2.00或至多1.25。更优选地，在某些实施方案中，豪斯纳比为1.00至1.11、1.12至1.18或1.19至1.25。豪斯纳比可以使用以下等式确定：
豪斯纳比＝振实密度/体密度
其中振实密度和体密度如上文所定义/确定。
优选地，粉末聚合物颗粒具有至少合理的流动特性(例如，具有16至20的压缩指数以及1.19至1.25的豪斯纳比)，或至少良好的流动特性(例如，具有11至15的压缩指数以及1.12至1.18的豪斯纳比)，或出色的流动特性(例如，具有1至10的压缩指数以及1.00至1.11的豪斯纳比)。
类似于上文针对粉末聚合物颗粒所论述的粒度分布(例如，D50等)，形状因子、压缩指数和豪斯纳比应当包括可任选地存在于最终粉末涂料组合物中的聚合物颗粒表面上的任何附加材料(例如，电荷控制剂)，但磁性载体颗粒除外(如果它们存在于粉末涂料组合物中)。即，如果磁性载体颗粒存在于粉末涂料组合物中，则出于这些特性的目的，将从计算中忽略它们。举例来说，如果聚合物涂料组合物包含磁性载体颗粒，则聚合物涂料组合物的所述D50不包括磁性载体颗粒的粒度。如果磁性载体颗粒在被测量的粉末样品中，则测量将示出可归因于两个D50的双峰粒度分布—一个是粉末聚合物颗粒的，一个是磁性载体颗粒的，但只有粉末聚合物颗粒的D50用于描述粉末涂料组合物的粒度分布。
在优选的实施方案中，整个粉末涂料组合物表现出落在上文针对粉末聚合物颗粒公开的范围内的D50、D90、D95、D99、形状因子、压缩指数和豪斯纳比中的一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种以及优选全部。这些范围适用于不含磁性载体颗粒的粉末涂料组合物(粉末涂料组合物中含有磁性载体颗粒)。
在优选的实施方案中，粉末聚合物颗粒呈附聚物的形式(即，初级聚合物颗粒的集合)。附聚物(即，簇)可以具有至多25微米、至多20微米、至多15微米或至多10微米的粒度。尽管附聚物粒度的较低粒度范围不受限制，但是通常粒度将为至少1微米、至少2微米、至少3微米或至少4微米。优选地，初级聚合物颗粒具有至少0.05微米并且至多8微米、至多5微米、至多3微米、至多2微米或至多1微米的初级粒度。初级粒度可以通过起始物质的激光衍射粒度分析来确定，并且聚合物附聚物的粒度(例如，在喷雾干燥过程期间收集的附聚物的粒度)也可以通过激光衍射粒度分析来确定。
附聚颗粒通常通过喷雾干燥形成。附聚物是初级颗粒的集合，后者通过聚合方法形成。喷雾干燥方法通常涉及使用喷嘴形成液滴，其中每个液滴包括其中的初级颗粒。然后干燥液滴以形成附聚物(即，其中的每一者是在每个液滴中的初级粒子的簇或集合)。可以称为次级粒度的附聚物的粒度由附聚物内的初级颗粒的数量确定。这可以通过液滴的尺寸和/或每个液滴内初级颗粒的浓度来控制。例如，可以通过增加喷嘴压力形成小液滴的细雾来形成小附聚物。另外，可以通过降低液体中初级颗粒的浓度，但使用较低的喷嘴压力并形成较大的液滴来形成小的附聚物。
每种粉末聚合物颗粒可以由单一类型的聚合物材料形成，或者可以包括两种或更多种不同类型的聚合物材料。除了一种或多种类型的聚合物材料之外，如果需要，可以附聚或可以不附聚的粉末聚合物颗粒可以掺入基于粉末聚合物颗粒的总重量至多50重量％的一种或多种任选的添加剂。因此，优选地，按粉末聚合物颗粒的总重量计，粉末聚合物颗粒包括至少40重量％的量的一种或多种聚合物。更优选地，按粉末聚合物颗粒的总重量计，粉末聚合物颗粒包括至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、至少98重量％、至少99重量％或100重量％的量的一种或多种聚合物。
此类任选的添加剂可包括例如润滑剂、粘附促进剂、交联剂、催化剂、着色剂(例如，颜料或染料)、铁磁性颜料、脱气剂、均化剂、润湿剂、表面活性剂、流动控制剂、热稳定剂、抗腐蚀剂、粘附促进剂、无机填料、金属干燥剂和它们的组合。除了粉末聚合物颗粒之外，此类任选的添加剂还可以另外或替代地存在于包含在粉末涂料组合物中的其他颗粒中。
聚合物颗粒可以包含一种或多种热塑性聚合物、一种或多种热固性聚合物或它们的组合的任何合适的组合。对于某些优选的应用，聚合物颗粒可以包含一种或多种热塑性聚合物的任何合适的组合。术语“热塑性”是指当充分加热时熔融并改变形状并且在充分冷却时硬化的材料。此类材料通常能够经历重复的熔融和硬化而不表现出明显的化学变化。相反，“热固性”是指交联并且不“熔融”的材料。
聚合物材料优选地具有大于15克/10分钟、大于50克/10分钟或大于100克/10分钟的熔体流动指数。聚合物材料优选地具有至多200克/10分钟或至多150克/10分钟的熔体流动指数。作为整体的粉末涂料组合物可以表现出此种熔体流动指数。本文提及的“熔体流动指数”是根据ASTM D1238-13(2013)在190℃和2.16千克重量下测量的。
在某些实施方案中，聚合物颗粒由半结晶、结晶聚合物、无定形聚合物或它们的组合制成。合适的半结晶或结晶聚合物可以表现出任何合适的结晶度百分比。在一些实施方案中，本公开的粉末涂料组合物包含至少一种半结晶或结晶聚合物，其结晶度百分比(按重量计)为至少5％、至少10％或至少20％。举例来说，可以使用以下等式经由差示扫描量热法(DSC)测试来评估给定聚合物的结晶度百分比：
结晶度百分比(％)＝[A/B]×100
其中：“A”是以焦耳/克(J/g)为单位的给定聚合物的熔化热(即，“在DSC曲线的熔融部分下”的总面积)；以及
“B”是聚合物的100％结晶态的以J/g为单位的熔化热。
对于许多聚合物，理论B值可以在科学文献中获得，并且可以使用此类值。对于聚酯聚合物，例如，如果此类B值在文献中不可获得，则145J/g的B值可以用作近似值，该近似值是100％结晶聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的熔化热，如以下报道：Cheng,Stephen；Pan,Robert；以及Wunderlich,Bernard；“Thermal analysis of poly(butyleneterephthalate)for heat capacity,rigid-amorphous content,and transitionbehavior,”Macromolecular Chemistry and Physics,第189卷,第10期(1988):2443-2458。
优选地，聚合物颗粒的至少一种聚合物材料(并且更优选地，存在于聚合物颗粒中的基本上所有或所有聚合物材料)是至少半晶体的(例如，半结晶或结晶)。聚合物颗粒可以包含无定形聚合物材料或至少半结晶聚合物材料和无定形聚合物材料的共混物。ASTM-D3418-15(2015)是用于评估聚合物的结晶特性(结晶峰温度)的有用方法的示例。
所使用的聚合物可表现出任何合适的玻璃化转变温度(Tg)或Tg的组合。粉末聚合物颗粒优选地由玻璃化转变温度(Tg)为至少40℃、至少50℃、至少60℃或至少70℃并且Tg为至多150℃、至多125℃、至多110℃、至多100℃或至多80℃的聚合物制成。
在一些实施方案中，Tg较低的聚合物(例如，Tg低于40℃，诸如Tg为至少0℃或至少30℃的那些聚合物)可用于制作本文使用的粉末聚合物颗粒，只要粉末聚合物颗粒包括具有较高Tg(例如至少40℃)的至少一种聚合物即可。替代地，Tg较低的聚合物和Tg较高的聚合物可在不同层中，诸如在本公开其他地方的多层描述中所述。
聚合物颗粒可以另外具有核-壳形态(即，聚合物颗粒的外部部分或壳具有与内部部分或核不同的组成)。在这种情况下，壳理想地占总聚合物颗粒的10重量％或更多，并且上述Tg优选仅适用于聚合物颗粒的壳。换句话说，聚合物颗粒的壳优选由Tg为至少40℃、至少50℃、至少60℃或至少70℃并且Tg为至多150℃、至多125℃、至多110℃、至多100℃或至多80℃的聚合物制成。
在掺有结晶或半结晶聚合物的实施方案中，粉末聚合物颗粒优选地由熔点为至少40℃并且熔点为至多300℃的结晶或半结晶聚合物制成。
在优选实施方案中，基本上所有(即，大于50重量％)的聚合物颗粒的聚合物材料表现出此类熔点或Tg。经典无定形聚合物不会例如表现出任何可辨别的熔点(例如，不表现出DSC熔融峰)，也不包括任何结晶区域。因此，预期此类经典无定形聚合物表现出0％的结晶度百分比。因此，本公开的粉末涂料组合物可以包含一种或多种具有0％或基本上0％的结晶度百分比的无定形聚合物。然而，如果需要，本公开的粉末涂料组合物可以包含具有除0以外的结晶度百分比(例如，小于5％、小于2％、小于1％、小于0.5％、小于0.1％等)的一种或多种“无定形”聚合物。
聚合物颗粒的一种或多种聚合物可以是脂族或芳族的，或一种或多种脂族聚合物和一种或多种芳族聚合物的组合。类似地，一种或多种聚合物可以是饱和或不饱和的，或一种或多种饱和聚合物和一种或多种不饱和聚合物的组合。
合适的聚合物颗粒可以由水(例如，胶乳聚合物)或由有机溶剂(例如壬烷、癸烷、十二烷或异十六烷)或它们的组合制备。由于成本考虑，水基聚合物是优选的，以在加工期间保持VOC水平下降并将残留的有机溶剂保持在粉末涂料组合物中。
粉末聚合物颗粒可以是乳液、悬浮液、溶液或分散聚合的聚合物颗粒(即，由乳液、悬浮液、溶液或分散聚合方法制成的颗粒)。通常，水分散性聚合物包括自乳化基团(例如，羧酸、磺酸、膦酸基团或它们的盐)，尽管这不是必需的。如本领域技术人员众所周知的，中和剂(例如，胺、氨或氢氧化铵)，特别是挥发性中和剂，也可以用于制备此类聚合物颗粒。相反，如果需要，也可以使用被酸中和的碱基。也可以替代地或另外使用非离子极性基团。
粉末聚合物颗粒可以是沉淀的聚合物颗粒(即，由沉淀工艺制成的颗粒)(例如，溶液聚合的丙烯酸类聚合物、乳液聚合的丙烯酸类聚合物或它们的组合)。粉末聚合物颗粒可以经由液体介质中的聚合，然后通过合适的干燥方法(例如，喷雾干燥、真空干燥、流体床干燥、辐射干燥、闪速干燥等)来形成。粉末聚合物颗粒还可以经由熔融共混(例如，使用捏合机、混合器、挤出机等)形成，任选地耦接到分配器，诸如用于乳化的分配器(参见例如美国专利号6,512,024(Pate等人)关于此类工艺设备的描述)。然而，优选地，粉末聚合物颗粒不是研磨聚合物颗粒或由其他类似的破裂或粉碎方法形成的聚合物颗粒。更优选地，粉末聚合物颗粒是喷雾干燥的颗粒。
粉末聚合物颗粒的聚合物可以是聚丙烯酸(即，丙烯酸或丙烯酸酯或聚丙烯酸酯)、聚醚、聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯或它们的组合(即，它们的共聚物或混合物，诸如聚醚-丙烯酸酯共聚物)。聚合物可以是工程塑料。工程塑料是一组热塑性材料，其机械性能和/或热性能优于更广泛使用的商品塑料(诸如聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯)。工程塑料的示例包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯和聚酰胺。优选地，粉末聚合物颗粒的聚合物是聚丙烯酸、聚醚、聚烯烃、聚酯或它们的组合(例如，聚醚-丙烯酸酯共聚物、聚酯-丙烯酸酯共聚物等)。
单个颗粒可以由一种聚合物或两种或更多种聚合物制成。单个颗粒可以在整个结构中是均匀的或具有拥有1、2、3或更多个“壳”层的“核-壳”构型或具有梯度结构(例如，连续变化的结构)。此类“核-壳”颗粒可以包括例如经由两个或更多个不同阶段的乳液聚合，使用聚合物表面活性剂进行的乳液聚合或它们的组合产生的多阶段胶乳。颗粒群可以包括聚合物的混合物，包括均匀颗粒和核-壳颗粒的混合物。
粉末聚合物颗粒可以包含聚酯聚合物。合适的聚酯包括由一种或多种合适的多元羧酸组分(例如，二羧酸组分、三羧酸组分、四羧酸组分等)和一种或多种合适的多元醇组分(例如，二醇组分、三醇组分、具有四个羟基基团的多元醇等)形成的聚酯。如果需要，可以任选地使用一种或多种其它共聚单体。二羧酸组分和二醇组分是优选的。
合适的二羧酸组分包括例如芳族二羧酸，诸如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸(例如，2,6-萘二羧酸)和呋喃二羧酸(例如，2,5-呋喃二羧酸)；脂族二羧酸，诸如己二酸、环己烷二羧酸、癸二酸和壬二酸；不饱和酸，诸如马来酸酐、衣康酸和富马酸；以及它们的混合物。其它合适的多元羧酸(或酸酐)的示例包括苯-五羧酸；苯六羧酸；1,3,5,7萘-四羧酸；2,4,6吡啶-三羧酸；均苯四酸；偏苯三酸；均苯三酸；3,5,3',5'-联苯四羧酸；3,5,3',5'-双吡啶基四羧酸；3,5,3',5'-二苯甲酮四羧酸；1,3,6,8-吖啶二羧酸；1,2,4,5-苯四羧酸；纳迪克酸酐；偏苯三酸酐；均苯四酸酐以及它们的混合物。还可以使用上述酸的酸酐或酯以及此类酸、酸酐或酯的混合物。
合适的二醇组分包括例如由式HO-(CH2)n-OH(其中n为约2至10)表示的聚亚甲基二醇，诸如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇和癸二醇；由式HO-CH2-C(R2)-CH2-OH(其中R是具有1至4个碳原子的烷基基团)表示的支链二醇，诸如新戊二醇；二乙二醇和三乙二醇；具有环己烷环的二醇，诸如环己烷二甲醇(CHDM)；2-甲基-1,3-丙二醇；具有环丁烷环的二醇，诸如2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇；异山梨醇；三环癸烷二甲醇；螺二环二醇(例如，3,9-双(1,1-二甲基-2-羟乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(PSG))；以及它们的混合物。甘油、三羟甲基丙烷(TMP)和其它合适的三官能或更高官能的多元醇也可以单独使用或与任何其它合适的多元醇组合使用。
聚酯聚合物颗粒优选由半结晶或结晶聚合物制成。合适的示例性结晶和半结晶聚酯聚合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、PET的共聚物诸如PET/I、聚对苯二甲酸丁二醇酯(“PBT”)、聚萘二甲酸乙二醇酯(“PEN”)、聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二亚甲基二醇酯以及它们的共聚物和组合。聚酯材料可以由包括二聚体脂肪酸的成分形成。有用的市售聚酯材料的非限制性示例可以包括可以商品名DYNAPOL商购获得的聚酯，诸如例如DYNAPOLL912(包括衍生自三环癸烷二甲醇的多环基团)、DYNAPOL L952、DYNAPOL P1500、DYNAPOLP1500 HV(具有约170℃的熔点温度、约20℃的玻璃化转变温度和大约20,000的数均分子量)、DYNAPOL P1510和DYNAPOL P1550(各自购自Hiils AG，并且基于包括对苯二甲酸和/或间苯二甲酸的单体)；可以TRITAN商品名商购获得的聚酯材料(购自Eastman ChemicalCompany并且基于包括2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的单体)；以及可以商品名GRILTEX商购获得的聚酯材料，诸如例如GRILTEX DD2267EG和GRILTEX D2310EG(各自购自EMS-Chemie，并且基于包括对苯二甲酸和/或间苯二甲酸的单体)。
可用于制作合适的粉末聚合物颗粒的示例性聚酯聚合物如下，例如：美国专利公开2014/0319133号(Castelberg等人)、美国专利公开2015/0344732号(Witt-Sanson等人)、美国专利公开2016/0160075号(Seneker等人)、国际申请PCT/US2018/051726号(Matthieu等人)、美国专利5,464,884号(Nield等人)、美国专利6,893,678号(Hirose等人)、U.S.7,198,849(Stapperfenne等人)、美国专利7,803,415号(Kiefer-Liptak等人)、美国专利7,981,515号(Ambrose等人)、美国专利8,133,557号(Parekh等人)、美国专利8,367,171号(Stenson等人)、U.S.8,574,672(Doreau等人)、美国专利9,096,772号(Lespinasse等人)、美国专利9,011,999号(Cavallin等人)、美国专利9,115,241号(Gao等人)、美国专利9,187,213号(Prouvost等人)、美国专利9,321,935号(Seneker等人)、美国专利9,650,176号(Cavallin等人)、美国专利9,695,264号(Lock等人)、美国专利9,708,504号(Singer等人)、美国专利9,920,217号(Skillman等人)、美国专利10,131,796号(Martinoni等人)、美国专利公开2020/0207516号(Seneker等人)和WO 2021/105970(Riazzi等人)。
可以使用具有C4环的聚酯聚合物，诸如例如存在于衍生自环丁二醇型化合物的某些结构链段中，诸如例如包括2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇)。包括此类C4环的此类示例性聚酯如下，例如：WO2014/078618(Knotts等人)、美国专利8,163,850号(Marsh等人)、美国专利9,650,539号(Kuo等人)、美国专利9,598,602号(Kuo等人)、美国专利9,487,619号(Kuo等人)、美国专利9,828,522号(Argyropoulos等人)和美国专利公开2020/0207516号(Seneker等人)。
粉末聚合物颗粒可包括聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物。在许多实施方案中，PVDF聚合物含有至少90重量％，优选地至少95重量％，更优选地至少98重量％，并且最优选地为式-[CH CF2]-的偏二氟乙烯重复单元的均聚物。通常，偏二氟乙烯含量较大的PVDF材料可能是有利的。具有如此高的偏二氟乙烯含量的PVDF聚合物可提供优于具有较低偏二氟乙烯含量的PVDF聚合物的优点，因为具有较高偏二氟乙烯含量的聚合物可能比基于氟乙烯乙烯基醚(FEVE)的组合物更经济并且更耐候。
任选地，在PVDF聚合物不是偏二氟乙烯单元的均聚物的那些实施方案中，该PVDF聚合物可包括一种或多种附加共聚单体的聚合物。可与偏二氟乙烯共聚的单体通常包括碳-碳双键，其可以是烯丙基、苯乙烯类、乙烯类、α-甲基苯乙烯基团、(甲基)丙烯酰胺基团、氰酸酯基团、乙烯基醚基团、(甲基)丙烯酸部分等。此类单体的示例可包括乙烯、丙烯、异丁烯、苯乙烯、氯乙烯、偏二氯乙烯、二氟氯乙烯、三氟氯乙烯四氟乙烯、三氟丙烯、六氟丙烯、甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯腈、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、乙酸异丙烯酯。其他示例包括下面列出的用于形成乙烯基聚合物的单体。如果需要热固性特性，则此类单体可包括交联官能团，诸如-OH、-NCO、-COOH、-NH2、这些的组合等。PVDF树脂可以是热塑性的或热固性的，尽管热塑性实施方案可能是优选的。
PVDF聚合物的分子量(MW)理想地在约20,000至约500,000，优选地约20,000至400,000，更优选地20,000至300,000，并且最优选地50,000至200,000的范围内。
本发明的粉末聚合物颗粒还可包括至少一种热塑性聚合物和/或至少一种热固性聚合物，其中每种此类聚合物的偏二氟乙烯或其他氟含量小于约50重量％，优选地小于约20重量％，更优选地小于约10重量％，并且甚至为0重量％。热塑性和/或热固性聚合物可提供许多益处。这些益处可有助于改进所得涂层对基材的粘附性。热塑性和热固性聚合物的使用也可倾向于有助于改进所得涂层的硬度和/或耐久性。这些也可有助于降低成本，因为仅使用碳氟聚合物可能太昂贵而不具有成本效益。
附加地，除了碳氟聚合物之外还使用热塑性和热固性聚合物两者的组合提供了性能优势，特别是在两者都存在但热固性含量有限的优选的实施方案中。已经发现，当在相对较高的温度和/或相对较长的时间段下烘烤涂层时，当仅存在热塑性或热固性聚合物而不是两者时，透明度和光泽性能可能受到损害。例如，如果在此类条件下仅存在热塑性聚合物，则在沸水测试时可能发生发白，而如果仅存在热固性聚合物，则在烘烤时可能发生发白。此外，如果存在太多的热固性聚合物，即使与热塑性聚合物组合使用，在烘烤时仍可能发生发白。因此，通常理想的是，热塑性聚合物与热固性聚合物的重量比大于约2:1，并且理想地在约2:1至约50:1，优选地约2:1至约10:1的范围内。在一个特别优选的实施方案中，使用约4:1的重量比是合适的。以这种方式限制热固性含量，并因此限制所得涂层的对应热固性含量，降低了并且甚至可极大地避免这种发白发生的倾向。
热塑性和热固性聚合物中的每一者可独立地具有较宽范围的分子量。作为一般原则，它们可各自独立地具有在约5000至约200,000，更优选地约10,000至约150,000的范围内的分子量(MW)。在一个实施方案中，由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸获得的合适的热塑性乙烯基聚合物具有55,000的分子量。在一个实施方案中，由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和2-羟基丙烯酸酯获得的热固性乙烯基聚合物具有16,200的分子量。当使用热塑性和热固性聚合物两者时，热塑性聚合物的分子量与热固性聚合物的分子量的比例可在较宽范围内变化，但通常可在约1:4至约4:1，更优选地约1:2至约2:1的范围内。
多种聚合物材料可独立地用作热固性和/或热塑性聚合物。合适材料的示例包括聚酯、聚氨酯、乙烯基聚合物诸如聚(甲基)丙烯酸聚合物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚脲、聚酰亚胺、聚砜、聚己内酯、聚硅氧烷、这些的组合等。对于需要抗风化性的户外使用，聚氨酯和乙烯基聚合物将更合适，因为它们倾向于比一些其他树脂更耐候。附加地，理想的是在户外应用中限制或避免芳族成分，因为随着时间的推移，这些成分可能具有更大的变黄或降解倾向。
对于热塑性和热固性聚合物两者使用乙烯基聚合物材料在许多应用中是理想的，因为工业上对这类材料与PVDF聚合物的组合使用具有广泛的经验和信任。如本文所用，术语“乙烯基聚合物”是指通过一种或多种不同种类的单体、低聚物和/或聚合物经由碳-碳双键加成聚合而获得的聚合物。碳-碳双键的示例包括烯丙基、苯乙烯类、乙烯类或其他烯烃类、α-甲基苯乙烯基团、(甲基)丙烯酰胺基团、氰酸酯基团、乙烯基醚基团、(甲基)丙烯酸部分等。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酰基”涵盖丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。具有一个或多个碳-碳双键的多种一种或多种不同的单体、低聚物和/或聚合物材料可用于形成可用于实践本发明的乙烯基热固性或热塑性树脂。此类单体、低聚物和/或聚合物有利地用于形成共聚物，因为如此多的不同类型是市售的并且可被选择为具有多种需要的特性，这些特性有助于提供一种或多种需要的性能特性。
可用于形成乙烯基聚合物的单官能可聚合单体的代表性示例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、取代的苯乙烯、乙烯基酯、乙烯基醚、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、(甲基)丙烯酰胺、乙烯基萘、烷基化乙烯基萘、烷氧基乙烯基萘、N-取代的(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬基苯酚乙氧基化物酯、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸β-氰基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-氰基乙氧基乙基酯、对氰基苯乙烯、对(氰基甲基)苯乙烯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸β-羧乙基酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、环脂族环氧化物、α-环氧化物、(甲基)丙烯腈、马来酸酐、衣康酸、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷(月桂基)酯、(甲基)丙烯酸十八烷(硬脂基)酯、(甲基)丙烯酸二十二烷酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸三甲基环己酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸、N-乙烯基己内酰胺、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸十五烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十七烷酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油乙酸乙烯酯、这些的组合等。
为了提供用于交联目的的具有侧羟基的共聚物，可将一种或多种羟基官能单体、低聚物和/或聚合物掺入到最终聚合物中。共聚物的侧羟基不仅促进交联、分散和与制剂中颜料的相互作用，而且还促进分散和与组合物中其他成分的相互作用。羟基可以是伯羟基、仲羟基或叔羟基，尽管伯羟基和仲羟基是优选的。当使用时，羟基官能单体构成用于配制乙烯基聚合物的单体的约0.5重量％至30重量％，更优选地1重量％至约25重量％。
合适的羟基官能单体的代表性示例包括α,β-不饱和羧酸与一种或多种二醇的各种酯，例如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟基异丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟基异丁酯或(甲基)丙烯酸2-羟丙酯；l,3-二羟基丙基-2-(甲基)丙烯酸酯；2,3-二羟基丙基-l-(甲基)丙烯酸酯；α,β-不饱和羧酸与己内酯的加合物；烷醇乙烯基醚，诸如2-羟基乙基乙烯基醚；4-乙烯基苯甲醇；烯丙醇；对羟甲基苯乙烯；等等。
每分子包括多于一个碳-碳双键的多官能材料也可用于增强各种性质，诸如交联密度、硬度、耐擦伤性等。此类更高官能度单体的示例包括二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、二(甲基)丙烯酸三甘醇酯、二(甲基)丙烯酸四甘醇酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸乙氧基化三羟甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯和二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、二乙烯基苯、这些的组合等。
用于本发明的合适的自由基反应性低聚物和/或聚合物材料包括但不限于(甲基)丙烯酸酯化氨基甲酸酯(即(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯)、(甲基)丙烯酸酯化环氧树脂(即(甲基)丙烯酸环氧树脂)、(甲基)丙烯酸酯化聚酯(即(甲基)丙烯酸聚酯)、(甲基)丙烯酸酯化(甲基)丙烯酸树脂、(甲基)丙烯酸酯化硅树脂、(甲基)丙烯酸酯化聚醚(即(甲基)丙烯酸聚醚)、(甲基)丙烯酸乙烯酯和(甲基)丙烯酸酯化油。
本发明的乙烯基聚合物可通过多种附加聚合技术制备。在优选的实践方式中，本发明的乙烯基聚合物使用本领域已知的自由基聚合方法制备，包括但不限于体、溶液和分散聚合方法。所得乙烯基聚合物可具有多种结构，包括直链、支链、三维网状、接枝结构、它们的组合等。
PVDF聚合物与热塑性聚合物和热固性聚合物(如果有的话)的总重量的重量比可在较宽范围内变化，这取决于多种因素，包括但不限于所得涂层的需要的最终用途。在代表性实践方式中，PVDF树脂与热塑性和热固性聚合物的总重量的重量比可在约0.3:1至约30:1的范围内。
在此类范围内使用更大量的PVDF聚合物将更理想。然而，当最终用途要求耐久性和弹性两者时，诸如当本发明的涂层形成在外部建筑板上时可能是这样的情况，在此类范围的较高端使用太多的PVDF树脂可能并不理想。在一个特定的建筑板应用中，PVDF聚合物与热塑性和热固性聚合物的总重量的重量比为70:25，每70重量份的PVDF聚合物使用附加的5重量份的氨基塑料交联剂。
优选地，粉末聚合物颗粒可以包含聚醚聚合物。聚醚聚合物可以含有多个芳族链段，更典型地芳族醚链段。聚醚聚合物可以使用任何合适的反应物和任何合适的聚合方法形成。聚醚聚合物可以例如由包括增量剂化合物(例如，二醇，其优选为多元酚，更优选为二元酚；二酸；或具有苯酚羟基基团和羧基的化合物)和聚环氧化物的反应物形成。在优选的实施方案中，聚环氧化物是多元酚的聚环氧化物(更典型地为二元酚的二环氧化物，例如二元酚的二缩水甘油醚)。优选地，(i)多元酚化合物是邻位取代的二酚(例如，四甲基双酚F)，(ii)二环氧化物是邻位取代的二酚(例如，四甲基双酚F)的二环氧化物，或(iii)(i)和(ii)两者。
聚醚聚合物可以由包含邻位取代的二酚的二环氧化物(例如，四甲基双酚F的二缩水甘油醚)和仅具有一个酚环的二元酚(例如，氢醌、间苯二酚、儿茶酚或它们的被取代的变体)的反应物形成。
聚醚聚合物可以由包含二环氧化物(通常为二缩水甘油醚或二缩水甘油酯)的反应物制备，该二环氧化物不衍生自多元酚并且包括一个或多个主链或侧链芳基或杂芳基基团。此类芳族二环氧化物可以例如由具有两个或更多个反应性基团的芳族化合物制备，诸如二醇、二酸、二胺等。用于形成芳族二环氧化物的合适的此类示例性芳族化合物包括1-苯基-1,2-丙二醇；2-苯基-1,2-丙二醇；1-苯基-1,3-丙二醇；2-苯基-1,3-丙二醇；1-苯基-1,2-乙二醇；香草醇；1,2-苯二甲醇、1,3-苯二甲醇或1,4-苯二甲醇；呋喃二甲醇(例如，2,5-呋喃二甲醇)；对苯二甲酸；间苯二甲酸；等等。
聚醚聚合物可以由包含一种或多种脂族聚环氧化物的反应物制备，该脂族聚环氧化物通常是脂族二环氧化物，并且更通常为脂环族二环氧化物。示例性脂族二环氧化物包括以下的二环氧化物(其通常是以下的二缩水甘油醚)：环丁二醇(例如，2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇)、异山梨醇、环己烷二甲醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、三环癸二甲醇、3,9-双(1,1-二甲基-2-羟乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(PSG)以及它们的混合物。
可用于制作合适的粉末颗粒的示例性反应物、聚合工艺和聚醚聚合物描述于美国专利7,910,170号(Evans等人)、美国专利9,409,219号(Niederst等人)、美国专利公开2013/0280455号(Evans等人)、美国专利公开2013/0316109号(Niederst等人)、美国专利公开2013/0206756号(Niederst等人)、美国专利公开2015/0021323号(Niederst等人)、国际公开WO 2015/160788号(Valspar Sourcing)、WO 2015/164703(Valspar Sourcing)、WO2015/057932(Valspar Sourcing)、WO 2015/179064(Valspar Sourcing)、WO 2018/125895(Valspar Sourcing)和WO 2021/105970(SWIMC LLC)中。
聚醚聚合物可以替代地由不包含任何双酚或双酚的任何环氧化物的成分形成，尽管非有意的痕量可能由于例如环境污染而潜在地存在。用于形成此类不含双酚的聚醚聚合物的合适反应物的示例包括衍生自除前一段中引用的专利文献中所述的双酚以外的材料的任何二环氧化物和除此类专利文献中公开的双酚以外的任何增量剂化合物。氢醌、儿茶酚、间苯二酚和它们的被取代的变体是用于制备此类不含双酚的聚醚聚合物的合适的增量剂化合物的非限制性示例。
优选地，粉末聚合物颗粒可以包括经由烯键式不饱和单体的自由基聚合形成的聚合物，其中丙烯酸类聚合物是此类聚合物的优选示例。为了方便起见，此类聚合物在本文中被称为“丙烯酸类聚合物”，条件是此类聚合物通常包括选自(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸的一种或多种单体。优选的丙烯酸类聚合物包括有机溶液聚合的丙烯酸类聚合物和乳液聚合的丙烯酸类胶乳聚合物。合适的丙烯酸类聚合物包括包含(甲基)丙烯酸酯、任选的烯键式不饱和单官能或多官能酸和任选的乙烯基化合物的组分的反应产物。例如，丙烯酸酯成膜聚合物可以是包括丙烯酸乙酯和/或丙烯酸丁酯、丙烯酸和/或甲基丙烯酸以及苯乙烯和/或甲基丙烯酸环己酯的组分的反应产物(优选地在2,2'-偶氮双(2-甲基-丁腈)和过氧化苯甲酸叔丁酯自由基引发剂的存在下)。
合适的(甲基)丙烯酸酯(即，甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯)的示例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸辛酯和(甲基)丙烯酸壬酯。可以使用任何合适的异构体或上述异构体的组合。举例来说，“(甲基)丙烯酸丁酯”的公开旨在公开所有异构体，诸如(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯等。一般来讲，如本文所公开，除非具体地相反地指示，否则预期公开给定单体的所有异构体。
合适的烯键式不饱和单官能或多官能酸的示例包括甲基丙烯酸、丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、中康酸、柠康酸、山梨酸和富马酸。
合适的乙烯基化合物的示例包括苯乙烯、卤代苯乙烯、异戊二烯、共轭的丁二烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、氯乙烯(不是优选的)、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙烯基环己烷、乙烯基环辛烷、乙烯基环己烯和硬脂酸乙烯酯。
可商购获得的丙烯酸类聚合物的示例包括以商品名VIACRYL SC 454/50BSNB、VIACRYL SC383w/50WA和VANCRYL 2900DEV(全部都来自Cytec Industries Inc.,WestPatterson,NJ)，以及NEOCRYL A-639、NEOCRYL XK-64、URACON CR203 M3和URACON CS113S1G(全部都来自DSM Neoresins BV,5140AC Waalwijk,Netherlands)获得的那些。
可用于制作合适的粉末颗粒的示例性丙烯酸类聚合物描述于美国专利8,168,276号(Cleaver等人)、美国专利7,189,787号(O'Brien)、美国专利7,592,047号(O'Brien等人)、美国专利9,181,448号(Li等人)、美国专利9,394,456号(Rademacher等人)、美国专利公开2016/0009941号(Rademacher等人)、美国专利公开US2016/0376446号(Gibanel等人)、美国专利公开2017/0002227号(Gibanel等人)、美国专利公开2018/0265729号(Gibanel等人)、WO2016/196174(Singer等人)、WO2016/196190(Singer等人)、WO2017/112837(Gibanel等人)、WO2017/180895(O'Brien等人)、WO2018/085052(Gibanel等人)、WO2018/075762(Gibanel等人)、WO2019/078925(Gibanel等人)、WO2019/046700(O'Brien等人)和WO2019/046750(O'Brien等人)中。
粉末聚合物颗粒可包括干燥胶乳颗粒，该胶乳颗粒包括丙烯酸类聚合物。此类胶乳颗粒的示例描述于例如WO2017/180895(O'Brien等人)和国际申请WO2019046700号(O’Brien等人)中。
优选地，粉末聚合物颗粒可以包含聚烯烃聚合物。合适的聚烯烃聚合物的示例包括马来酸改性的聚乙烯、马来酸改性的聚丙烯、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯甲基丙烯酸共聚物、丙烯丙烯酸共聚物、丙烯甲基丙烯酸共聚物和乙烯乙烯醇共聚物。
可商购获得的聚烯烃聚合物的示例包括以商品名DOW PRIMACOR 5980i、DUPONTNUCREL、POLYBOND 1103、NIPPON SOARNOL(EVOH)、ARKEMA OREVAC 18751和ARKEMA OREVAC18360获得的那些。可以用于制备合适的粉末颗粒的示例性聚烯烃聚合物描述于美国专利号9,000,074(Choudhery)、美国专利号8,791,204(Choudhery)、国际公开号WO 2014/140057(Akzo Nobel)、美国专利号8,722,787(Romick等人)、美国专利号8,779,053(Lundgard等人)和美国专利号8,946,329(Wilbur等人)中。
合适的聚烯烃颗粒可以由聚烯烃聚合物的水性分散体制备。参见例如美国专利8,193,275号(Moncla等人)，其描述了用于生产此类水性聚烯烃分散体的合适方法。可商购获得的水性聚烯烃分散体的示例包括购自Dow的CANVERA系列产品，包括例如CANVERA 1110产品、CANVERA 3110系列和CANVERA 3140系列。本文公开的规格的干粉聚合物颗粒可以使用任何合适的方法实现，包括本文公开的任何合适的方法，例如喷雾干燥。优选地，使用化学工艺(诸如喷雾干燥或有限聚结)来形成本文公开的规格的干粉聚合物颗粒。
粉末聚合物颗粒可以包含与醚组分或金属干燥剂中的一种或两种组合的不饱和聚合物。醚组分可以存在于不饱和聚合物本身中。虽然不希望受理论束缚，但据信合适量的不饱和度(例如，脂族或脂环族碳-碳双键，诸如存在于例如降冰片烯基团和衍生自马来酸酐、衣康酸、官能化聚丁二烯等的不饱和结构单元中)以及合适量的醚组分或金属干燥剂(例如，铝、钴、铜、它们的氧化物、它们的盐)的存在可导致在粉末涂料组合物热固化以形成硬化涂层期间分子量增大。参见例如美国专利9,206,332号(Cavallin等人)，其进一步论述此类反应机制和合适的材料和浓度。粉末聚合物颗粒的聚合物可以具有至少10、至少20、至少35或至少50的碘值。合适的碘值的上限范围没有特别限制，但在大多数此类实施方案中，碘值通常将不超过约100或约120。上述碘值按照每克材料中的碘的厘克表示。可以例如使用标题为“用于测妥尔油脂肪酸的碘值的标准测试方法”的ASTM D 5768-02(2006年重新批准)测定碘值。
任选的电荷控制剂
在本公开的粉末涂料组合物的某些优选的实施方案中，在涂料组合物中包含一种或多种电荷控制剂。即，在此类优选的实施方案中，粉末聚合物颗粒与一种或多种电荷控制剂接触。
优选地，一种或多种电荷控制剂设置在粉末聚合物颗粒的表面上。聚合物颗粒优选被一种或多种电荷控制剂至少基本上涂覆或甚至完全涂覆。一种或多种电荷控制剂更优选地粘附到粉末聚合物颗粒的表面上。
电荷控制剂使粉末涂料颗粒能够有效地接受电荷(优选地，摩擦电荷)以更好地促进静电施加到基材(例如，经由导电或半导电运输装置(例如，金属滚筒)，诸如本文所述的那些运输装置中的任一种运输装置)。电荷控制剂还允许粉末涂料颗粒更好地将潜在摩擦电荷保持更长的时间段，避免静电施加性能随时间劣化。除了通过掺入一种或多种电荷控制剂所获得的益处之外，试剂不应负面影响系统。例如，电荷控制剂不应以任何有害的方式干扰施用设备的任何组件(诸如熔凝器)的功能或硬化涂层的性能(诸如粘附性、显色性、透明度或产品耐用性)。
因此，颗粒和电荷控制剂的此类组合在本文中被称为“可摩擦带电的粉末聚合物颗粒”(或简称为“可带电的聚合物颗粒”或“可带电的颗粒”)。电荷控制剂相对于粉末聚合物颗粒的用途和取向对于调色剂印刷工业中的那些是公知的。
在施加到基材期间，电荷控制剂优选通过摩擦向粉末聚合物颗粒提供电荷，从而形成带电的(即，摩擦带电的)粉末聚合物颗粒。
电荷控制剂可以与带正电的粉末涂料组合物一起使用。替代地，电荷控制剂可以与带负电的粉末涂料组合物一起使用。
电荷控制剂可以包括无机颗粒、有机颗粒或两者(例如，无机改性的有机颗粒或有机金属颗粒)。优选地，电荷控制剂包括无机颗粒。无机颗粒还可起到流动助剂的作用，以增强粉末的流动性并降低表面力，以及充当喷雾干燥的加工助剂；然而，流动助剂通常不能起到电荷控制剂的作用。电荷控制剂可以是带正电的或带负电的。
电荷控制剂颗粒可以具有任何合适的尺寸。通常，电荷控制剂颗粒具有亚微米范围内的粒度(例如，小于1微米、100纳米或更小、50纳米或更小或20纳米或更小)，但可以采用任何合适的尺寸。优选地，电荷控制剂颗粒的粒度为0.001微米至0.10微米。用于测定电荷控制剂颗粒的粒度的有用方法是激光衍射粒度分析，如本文针对粉末聚合物颗粒所述。
合适的电荷控制剂的示例包括亲水性热解法氧化铝颗粒、亲水性沉淀硅酸钠铝颗粒、金属羧酸盐和磺酸盐颗粒、季铵盐颗粒(例如，季铵硫酸盐或磺酸盐颗粒)、含有侧链季铵盐颗粒的聚合物、铁磁性颜料、过渡金属颗粒、亚硝胺或吖嗪染料颗粒、酞菁铜颜料颗粒、呈颗粒形式的铬、锌、铝、锆或钙的金属络合物或它们的组合。
任选的载体颗粒
在某些优选的实施方案中，除了一种或多种电荷控制剂之外或代替一种或多种电荷控制剂，粉末涂料组合物还包含一种或多种载体(例如，载体颗粒)。
载体(即，载体颗粒)用于运输粉末聚合物颗粒并使粉末聚合物颗粒摩擦充电至沉积所需的极性。载体通常是粒状的，并且可为粉末聚合物颗粒的大约1.5倍至100倍或更多倍。砂、玻璃、铝、铁、钢、镍、磁铁矿和铁氧体均可用作载体。
合适的非磁性载体颗粒包括玻璃、非磁性金属、聚合物和陶瓷材料。这些颗粒可以具有各种形状，例如不规则或规则形状，以及尺寸(例如，类似于粉末聚合物颗粒的粒度)，但是球形、基本上球形或马铃薯形是优选的。
磁性载体颗粒是优选的。合适的磁性载体颗粒具有例如铁、钢、镍、磁铁矿、γ-Fe2O3或某些铁氧体诸如CuZn、NiZn、MnZn和钡铁氧体的核。磁性载体可用电荷控制剂诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚偏二氟乙烯(PVF)进行溶剂涂覆或粉末涂覆，或者不涂覆，并且形状为球形或不规则形。磁性载体具有容易通过辊内的永磁体运输的优点。这样做是为了使聚合物粉末颗粒摩擦充电并将它们移动到光电导体或其他电图成像构件附近以进行沉积。磁性载体包括球形铁粉、球形铁氧体、磁铁矿和不规则铁粉。
关于载体的更多信息可见L.Jones的“Carrier Materials for Imaging”，该文载于Handbook of Imaging Materials，编辑A.Diamond,D.Weiss，第二版(2002)，第209-238页。
当与粉末聚合物颗粒混合时，使用足够的载体，使得所有载体颗粒的表面积大到足以使所有聚合物粉末颗粒与至少一个载体颗粒接触。换句话说，聚合物粉末颗粒应当涂覆所有载体，而没有大量过量的调色剂颗粒。充分摩擦充电所需的聚合物粉末颗粒的重量百分比实际上取决于每单位重量载体颗粒的表面积和颗粒的密度。
任选的添加剂
本公开的粉末涂料组合物可以包含一种或多种其他任选的添加剂以提供期望的效果。例如，此类任选的添加剂可以包含在涂料组合物中以增强组合物美观性，促进组合物的制造、加工、处理和应用，并进一步改善涂料组合物或由其产生的硬化涂层的特定功能性质。一种或多种任选的添加剂可形成颗粒本身的一部分，诸如化学生产(例如，喷雾干燥)的颗粒的一部分。
此类任选的添加剂的示例包括润滑剂、粘附促进剂、交联剂、催化剂、着色剂(例如，颜料或染料)、铁磁性颜料、脱气剂、均化剂、消光剂、润湿剂、表面活性剂、流动控制剂、热稳定剂、抗腐蚀剂、粘附促进剂、无机填料、金属干燥剂和它们的组合。粉末涂料组合物可以包含一种或多种润滑剂、颜料、交联剂或它们的组合。
在一些实施方案中，本公开的粉末涂料组合物包含一种或多种颜料。合适的颜料可包括例如二氧化钛、二氧化硅、各种颜色的氧化铁、各种硅酸盐(例如滑石、硅藻土、石棉、云母、粘土、硅酸铅等)、氧化锌、硫化锌、氧化锆、锌钡白、碳黑、碳酸钙、硫酸钡等。也可使用漂浮型和非漂浮型金属颜料。也可使用已知在用于固化或烘烤第一涂料组合物的温度下稳定的有机颜料。涂料组合物的市售的形式包括例如Valspar的FLUROPON或VALFLON，其在宽颜色空间中获得一系列颜色。因此，在实施方案中，本文所述的第一涂料组合物优选地包含至少一种颜料，按第一涂料组合物的总重量计，该至少一种颜料以优选地约1重量％至20重量％，更优选地约5重量％至15重量％的量存在。
在优选的实施方案中，本公开的粉末涂料组合物包含一种或多种润滑剂，例如用于柔性。在此上下文中，润滑剂是降低涂层表面的摩擦以赋予最终涂覆的金属基材耐磨性的化合物。它不同于有助于涂料组合物的流动和将涂料涂覆到金属基材上的流动性改进剂。
合适的润滑剂的示例包括巴西棕榈蜡、合成蜡(例如，费托蜡)、聚四氟乙烯(PTFE)蜡、聚烯烃蜡(例如，聚乙烯(PE)蜡、聚丙烯(PP)蜡和高密度聚乙烯(HDPE)蜡)、酰胺蜡(例如，微粉化的乙烯-双硬脂酰胺(EBS)蜡)、它们的组合和它们的改性形式(例如，酰胺改性的PE蜡、PTFE改性的PE蜡等)。润滑剂可以是微粉化的蜡，其可以任选地是球形的。
按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种润滑剂可以至少0.1重量％、至少0.5重量％或至少1重量％的量存在于本公开的粉末涂料组合物中。此外，按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种润滑剂可以至多4重量％、至多3重量％或至多2重量％的量存在。硬化涂层中的浓度等于粉末涂料组合物中起始材料的浓度。
润滑剂可以存在于粉末聚合物颗粒中，存在于粉末聚合物颗粒上，存在于用于形成粉末涂料组合物的另一成分中，或它们的组合。润滑剂也可以第二粉末涂料组合物的形式施用，该组合物以单独的粉末层施用。例如，在固化基础粉末层之前，润滑剂可以“粉尘对粉尘”的方式施加在包含本公开的粉末聚合物颗粒的基础粉末层上。
合适的可商购获得的润滑剂的示例包括来自Munzing的CERETAN系列产品(例如，CERETAN MA 7020、MF 5010、MM 8015、MT 9120和MXD 3920产品)；来自Munzig的LUBA-PRINT系列产品(例如，LUBA-PRINT 255/B、276/A(ND)、351/G、501/S-100、749/PM和CA30产品)；来自Shamrock的SST-52、S-483、FLUOROSLIP 893-A、TEXTURE 5347W和SPP-10产品；来自BYK的CERAFLOUR系列产品(例如，CERAFLOUR 981、988、996、258和970产品)；以及来自BYK的CERACOL 607产品。在一些实施方案中，不含PTFE的润滑剂是优选的(即，不含聚四氟乙烯)。在一些实施方案中，涂料组合物不含使用含氟成分制备的任何润滑剂。
这些润滑剂中的一些的粒度和用于测定如由供应商确定的此类粒度的方法(尽管在本文中，此类润滑剂粒度可以通过激光衍射粒度分析来测量)呈现在下表中。
*根据制造商的文献
在优选的实施方案中，本公开的粉末涂料组合物包含一种或多种交联剂和/或催化剂。另外或替代地，粉末涂料组合物可以包含一种或多种可自交联聚合物。
术语“交联剂”是指能够在聚合物之间或在相同聚合物的两个不同区域之间形成共价键的分子。合适的交联剂的示例包括羧基反应性固化树脂，其中β-羟烷基-酰胺交联剂是优选的此类交联剂(例如，可以商品名PRIMID购自EMS-Griltech(例如，PRIMID XL-552和PRIMID QM-1260产品))和羟基固化树脂，诸如例如酚类交联剂、封端异氰酸酯交联剂和氨基塑料交联剂。其它合适的固化剂可以包括苯并噁嗪固化剂，诸如例如苯并噁嗪基酚醛树脂或羟烷基脲。苯并噁嗪基固化剂的示例提供于美国专利公开2016/0297994号(Kuo等人)中。羟烷基脲的示例提供于美国专利公开2017/0204289号(Kurtz等人)中。
为了提供交联官能团，热固性聚合物例如可具有一种或多种不同种类的交联官能团。交联官能团的代表性示例包括OH、-NCO、-COOH、-NH、用于辐射固化性的碳-碳双键、这些的组合等。交联官能团可以是互补的，使得热固性聚合物材料上的一种交联官能团与热固性聚合物材料上的另一种交联官能团在有或没有交联剂和/或交联催化剂的协助下交联。例如，羟基和异氰酸酯是互补的。在其他实施方案中，交联官能团可以是相同的，但是该官能团在有或没有交联剂和/或交联催化剂的协助下是共反应性的。例如，侧碳-碳双键是共反应性的。作为另一种替代方案，交联官能团可仅在交联剂上提供的不同官能团的存在下，在有或没有催化剂的协助下是反应性的。例如，羟基官能团本身需要交联剂，诸如异氰酸酯和/或氨基塑料交联剂，以参与交联反应。在本发明的实践中，羟基官能团是优选的交联官能团，特别是当与氨基塑料交联剂组合使用时。
酚类交联剂包括醛与酚的缩合产物。甲醛和乙醛是优选的醛。可以采用各种酚，诸如苯酚、甲酚、对苯酚、对叔丁基苯酚、对叔戊基苯酚和环戊基苯酚。
本发明的粉末聚合物颗粒任选地可包括交联剂，以促进热固性聚合物(当存在时)的交联。在热固性聚合物包括羟基官能团的优选的实施方案中，氨基塑料交联剂可能是优选的。这些产物可具有较宽范围的分子量。一些产物可以是单体、低聚物或聚合物。氨基塑料交联剂通常是醛诸如甲醛、乙醛、巴豆醛和苯甲醛与含氨基或酰氨基的物质诸如脲、三聚氰胺和苯并胍胺的缩合产物。合适的氨基塑料交联树脂的示例包括苯并胍胺-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、酯化的三聚氰胺-甲醛和脲-甲醛树脂。合适的氨基塑料交联剂的一个具体示例是完全烷基化的三聚氰胺-甲醛树脂，其可从Cytec Industries,Inc.以CYMEL 303的商品名商购获得。
其它合适的交联剂(例如，酚类交联剂、氨基交联剂或它们的组合)和催化剂(例如，含钛催化剂、含锆催化剂或它们的组合)的示例描述于美国专利8,168,276号(Cleaver等人)中。
其他胺和酰胺的缩合产物也可用作氨基塑料交联剂，例如三嗪、二嗪、三唑、胍、胍胺和烷基和芳基取代的三聚氰胺的醛缩合物。此类化合物的一些示例是N,N'-二甲基脲、苯并脲、双氰胺、甲酰胍胺、乙酰胍胺、甘脲、三聚氰酸二酰胺2-氯-4,6-二氨基-l,3,5-三嗪、6-甲基-2,4-二氨基-l,3,5-三嗪、3,5-二氨基三唑、三氨基嘧啶、2-巯基-4,6-二氨基嘧啶、3,4,6-三(乙氨基)-1,3,5-三嗪等。虽然所用的醛最常见的是甲醛，但其他类似的缩合产物可由其他醛制备，诸如乙醛、巴豆醛、丙烯醛、苯甲醛、糠醛、乙二醛等。
优选的氨基塑料交联剂简单地是与胺(优选地三聚氰胺)的甲醛缩合物，以提供热硬化羟甲基官能树脂。虽然许多氨基塑料树脂是广泛有用的，诸如脲甲醛缩合物和苯并胍胺甲醛缩合物，但优选地，氨基塑料树脂是烷氧基含有1至4个碳原子的聚烷氧基甲基三聚氰胺树脂。众所周知，适当的三聚氰胺-甲醛缩合物在商业上容易获得，并且通常用低级醇醚化以用于有机溶剂溶液中。合适的氨基塑料固化剂的示例包括醚化三聚氰胺-甲醛缩合物在有机溶剂中的溶液(例如，聚甲氧基甲基三聚氰胺，其可以商品名CYMEL 303购自Cytec)。氨基塑料树脂通常以总树脂固体的0.1重量％至10重量％存在，并且优选地以总树脂固体的0.2重量％至3.0重量％的量存在。
虽然氨基塑料树脂优选地用于固化羟基官能共聚物，但也可使用与羟基官能团反应的任何固化剂，诸如酚醛塑料树脂或封端多异氰酸酯。合适的封端异氰酸酯固化剂包括用甲基乙基酮肟封端的异佛尔酮二异氰酸酯或辛醇封端的2,4-甲苯二异氰酸酯。封端异氰酸酯固化剂的种类是众所周知的，并且当烘烤导致封端异氰酸酯基团解离并变得有活性时，这些试剂通过与涂料组合物上的羟基官能团形成氨基甲酸酯基团来实现固化是众所周知的。
理想地，可根据常规实践使用催化剂以促进羟基官能热固性树脂与氨基塑料交联剂之间的交联反应。根据一种代表性方法，以合适的催化量使用封闭型酸催化剂。该酸用合适的热不稳定的掩蔽基团(诸如胺)封闭，使得涂料组合物在室温下基本上不反应并且具有良好的储存稳定性。然而，在加热时，封闭胺基团离开，从而使催化剂变得有活性并催化地促进交联。
优选地，粉末涂料组合物不包含任何添加的交联剂。在此类实施方案中，粉末颗粒的聚合物可以是或可以不是自交联聚合物，这取决于所选聚合物的化学物质和期望的涂层特性。
按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种交联剂可以至少0.1重量％、至少1重量％、至少2重量％、至少5重量％或至少8重量％的量存在于本公开的粉末涂料组合物中。按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种交联剂可以至多40重量％、至多30重量％、至多20重量％或至多10重量％的量存在。硬化涂层中的浓度等于粉末涂料组合物中起始材料的浓度。
按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种催化剂可以至少0.01重量％的量存在于本公开的粉末涂料组合物中。按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种催化剂可以至多5重量％的量存在。硬化涂层中的浓度等于粉末涂料组合物中起始材料的浓度。
在优选的实施方案中，本公开的粉末涂料组合物包含一种或多种着色剂，诸如颜料和/或染料。用于粉末涂料组合物的合适的着色剂的示例包括二氧化钛、硫酸钡、炭黑和氧化铁，并且还可以包括有机染料和颜料。
按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层组合物的总重量计，一种或多种着色剂可以例如至少1重量％、至少2重量％、至少5重量％、至少10重量％或至少15重量％的量存在于本公开的粉末涂料组合物中。。按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种着色剂可以至多50重量％、至多40重量％、至多30重量％或至多约20重量％的量存在。硬化涂层中的浓度等于粉末涂料组合物中起始材料的浓度。使用较高的着色剂浓度可能有利于用较薄的涂层实现良好的覆盖。
本公开的粉末涂料组合物可以包含一种或多种无机填料。用于本公开的粉末涂料组合物中的示例性无机填料包括例如粘土、云母、硅酸铝、热解法二氧化硅、氧化镁、氧化锌、氧化钡、硫酸钙、氧化钙、氧化铝、氧化镁铝、氧化锌铝、氧化镁钛、氧化铁钛、氧化钙钛和它们的混合物。
无机填料优选地是非反应性的，并且可以粉末的形式，优选以与一种或多种粉末聚合物颗粒的共混物的粒度分布相同或更小的粒度分布掺入粉末涂料组合物中。
按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种无机填料可以至少0.1重量％、至少1重量％或至少2重量％的量存在于本公开的粉末涂料组合物中。按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种无机填料可以至多20重量％、至多15重量％或至多10重量％的量存在。硬化涂层中的浓度等于粉末涂料组合物中起始材料的浓度。
在优选的实施方案中，本公开的粉末涂料组合物包含一种或多种流动控制剂。流动控制剂可以有助于实现均匀的薄膜并且可以进一步有助于减少可能以其他方式与精细粉末颗粒一起出现的结块和粉尘问题。
流动控制剂的示例是无机颗粒，诸如二氧化硅颗粒(例如，疏水性热解法二氧化硅颗粒、亲水性热解法二氧化硅颗粒、疏水性沉淀二氧化硅颗粒、亲水性沉淀二氧化硅颗粒)和有机树脂，诸如聚丙烯酸类。
用作流动控制剂的可商购获得的材料的示例包括来自Evonik的AEROSIL、AEROXIDE和SIPERNAT系列产品(例如，AEROSIL R972、R816、200和380产品；AEROXIDE Alu C产品；以及SIPERNAT D 17、820A、22S、50S和340产品)；来自Orient Corporation ofAmerica的BONTRON系列产品(例如，BONTRON E系列、S系列、N系列和P系列产品)；以及来自Wacker的HDK系列热解法二氧化硅产品(例如，HDK H1303VP、H2000/4、H2000T和H3004产品)。用于粉末涂料组合物的示例性流动控制剂是聚丙烯酸酯，其可以商品名PERENOL从Henkel Corporation,Rocky Hill,CT商购获得。附加地，有用的聚丙烯酸酯流动控制剂可以商品名ACRYLON MFP从Protex France商购获得，并且可从BYK-Chemie GmbH,Germany商购获得。本领域的技术人员已知的许多其他化合物也可以用作流动控制剂。
按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种流动控制剂可以至少0.1重量％或至少0.2重量％的量存在于本公开的粉末涂料组合物中。按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种流动控制剂可以至多5重量％或至多1重量％的量存在。硬化涂层中的浓度等于粉末涂料组合物中起始材料的浓度。
在某些优选的实施方案中，本公开的粉末涂料组合物包含一种或多种消光剂。消光剂可通过在涂层表面上产生散射光线并降低反射率(即，光泽)的微观粗糙度，而有助于在整个表面上均匀地或以图案选择性地产生无光泽或哑光的外观(即，看起来几乎没有光泽)。合适的消光剂的示例包括二氧化硅、蜡和填料。
用作消光剂的市售的材料的示例包括可以商品名SUNSPHERE L-121、SUNSPHEREL-31和SUNSPHERE L-51购自Asahi Glass的那些；以商品名DEOCOAT 3100、DEOCOAT 3412、DEOCOAT 3500和DEOCOAT 3607购自DOG Chemie的那些；以商品名CRAYVALLAC WN-1110和CRATVALLAC WN-1135购自Argkem的那些；以商品名CERAFLOUR 913、CERAFLOUR928和CERAFLOUR 968购自BYK的那些；和以商品名URANOX P 7150购自DSM的那些。
按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种消光剂可以至少1重量％或至少2重量％的量存在于本公开的粉末涂料组合物中。按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种消光剂可以至多15重量％或至多10重量％的量存在。硬化涂层中的浓度等于粉末涂料组合物中起始材料的浓度。
在某些优选的实施方案中，将本公开的粉末涂料组合物配制成通过在整个表面上均匀地或以图案选择性地降低涂层的微观粗糙度而实现光泽(即，高反射性)外观。这种光泽外观可通过减少或消除任何增加微观粗糙度的添加剂(特别是消光剂)的存在来实现。替代地，同一涂覆的制品的不同区域可以图案化方式在同一涂覆的制品上具有高光泽区域和高无光泽区域。
在优选的实施方案中，本公开的粉末涂料组合物包含一种或多种表面活性剂。用于粉末涂料组合物的合适的表面活性剂的示例包括润湿剂、乳化剂、悬浮剂、分散剂以及它们的组合。一种或多种表面活性剂可以是聚合物表面活性剂(例如，碱溶性树脂)。用于涂料组合物的合适的表面活性剂的示例包括非离子和阴离子表面活性剂。
按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种表面活性剂可以至少0.1重量％或至少0.2重量％的量存在于本公开的粉末涂料组合物中。按粉末涂料组合物的总重量或整个硬化涂层的总重量计，一种或多种表面活性剂可以至多10重量％或至多5重量％的量存在。硬化涂层中的浓度等于粉末涂料组合物中起始材料的浓度。
对于呈微粒形式的添加剂(例如润滑剂)，颗粒的粒度不大于粉末聚合物颗粒的粒度。通常，它们在亚微米范围内(例如，小于1微米、100纳米或更小、50纳米或更小或20纳米或更小)，但可以采用任何合适的尺寸。用于测定任选添加剂(例如润滑剂)的粒度的有用方法是激光衍射粒度分析。
制作粉末涂料组合物的方法
基材粉末涂料组合物可如下制作。在初始步骤中，提供如本文所述的粉末聚合物颗粒。然后优选地将这些与如本文所述的一种或多种电荷控制剂和/或磁性载体颗粒组合。然后将这些颗粒(优选地与一种或多种电荷控制剂和/或磁性载体颗粒接触)原样使用或与一种或多种任选的添加剂一起用作粉末涂料组合物，该粉末涂料组合物适合用作本文所述的基材粉末涂料组合物。
聚合物颗粒可以是任何合适的聚合物颗粒，包括例如沉淀的聚合物颗粒、通过除沉淀之外的方法形成的聚合物颗粒，或沉淀的和非沉淀的聚合物颗粒的组合。可以使用任何合适的方法来形成本公开的合适大小的沉淀颗粒。该方法优选包括提供具有分散在其中，优选溶解在其中的聚合物材料的载体(例如，溶剂)，并降低聚合物材料在载体中的溶解度(例如，通过冷却载体的温度，通过改变载体的组成，或通过改变聚合物在载体中的浓度)以形成沉淀颗粒。优选地，该方法包括：制备有机溶剂和固体可结晶聚合物的混合物；将混合物加热至足以将固体可结晶聚合物分散(并优选溶解)但不熔融于有机溶剂中的温度；以及冷却所述混合物以形成沉淀的聚合物颗粒。
粉末聚合物颗粒可以使用本领域技术人员众所周知的乳液、悬浮液、溶液或分散聚合方法制备。聚合物可以使用标准技术以水性乳液、悬浮液、溶液或分散体的形式制备，并且随后使用多种技术中的任一种来干燥以形成颗粒，该技术包括例如喷雾干燥、流化床干燥、真空干燥、辐射干燥、冷冻干燥和闪速干燥等。优选地，干燥包括喷雾干燥。使用乳化/悬浮液/分散体/溶液聚合生产的聚合物颗粒通常不被认为是沉淀颗粒。
粉末聚合物颗粒优选地不通过研磨聚合物以形成研磨的聚合物颗粒来制备(即，颗粒未作为研磨的颗粒提供)。
优选地，如本文所述，粉末聚合物颗粒作为初级聚合物颗粒的附聚物提供，其可以使用本领域技术人员众所周知的标准技术制备。例如，聚合物可以水性乳液/分散体/悬浮液/溶液技术的形式制备，并且随后使用例如喷雾干燥技术干燥。喷雾干燥可以直接形成附聚物。喷雾干燥包括将液体原料雾化成液滴喷雾并使液滴在干燥室中与热空气接触。喷雾通常由旋转(轮)或喷嘴雾化器产生。水分从液滴中的蒸发和干燥颗粒的形成在受控的温度和气流条件下进行。粉末颗粒通常基本上连续从干燥室中排出。根据产品规格的干燥特性选择操作条件和干燥器设计。
图2示出了合适的喷雾干燥设备(例如，Büchi B290实验室规模的喷雾干燥器)，其使用加压气体1，诸如压缩空气或氮气，以经由不锈钢喷嘴2生成液体产物的雾化喷雾。用干燥气体诸如实验室空气或氮气3将该喷雾共洗脱到玻璃干燥塔4中，在其中通过加热的空气/气体将液体产物的液滴脱水/去溶剂化，得到基本上不含其原始溶剂或分散剂的固体粉末颗粒。然后玻璃旋风分离器6将粉末与加热的溶剂蒸气分离。如果要收集样品以确定粒度和形状，则通常在塔4和旋风分离器6底部处的收集广口瓶5处收集样品。最后，水/溶剂蒸气通过颗粒过滤器7以在蒸气被排出或收集之前去除任何细小颗粒。
通常，由喷雾干燥技术形成的附聚颗粒是球形或基本上球形的(例如，马铃薯形)。附聚物的粒度通常将随着乳液/分散体/悬浮液/溶液的较高固体含量和/或随着喷雾干燥喷嘴中的较低雾化压力而增加。如果需要，可以进行二次干燥(例如，使用流化床)以从附聚物中去除结合的水。
替代地，可例如通过乳液/分散体/悬浮液/溶液聚合，或通过沉淀来形成初级颗粒，并且随后使用例如化学聚集或机械熔合(例如，加热高于聚合物的Tg以将初级颗粒熔合成附聚颗粒)来聚集和/或聚结以形成附聚颗粒。任何合适的聚集方法可以用于形成具有或不具有添加剂(例如，颜料、润滑剂、表面活性剂)的聚集分散体颗粒。
颗粒聚集方法的示例描述于美国专利号9,547,246(Klier等人)中，并且包括形成水性分散液，该水性分散液包含热塑性聚合物、能够促进形成稳定的分散体或乳液的稳定剂(例如，表面活性剂)、任选的添加剂和能够在容器中引起络合的聚集剂(例如，碱土金属盐或过渡金属盐)。然后将混合物搅拌直到均质化并加热至例如约50℃的温度。混合物可以在此类温度下保持一段时间以允许颗粒聚集到所需尺寸。一旦达到聚集颗粒的所需尺寸，就可调节混合物的pH以便抑制进一步的聚集。可以将颗粒进一步加热至例如约90℃的温度并降低pH以使颗粒能够聚结和球化。然后关闭加热器并且使反应器混合物冷却至室温，此时回收聚集和聚结的颗粒并任选地洗涤并干燥。还可以从包含热固性聚合物的水性分散体开始使用颗粒聚集方法。
而且，本公开的粉末聚合物颗粒可使用G.E.Kmiecik-Lawrynowicz,DPP2003:IS&Ts International Conference on Digital Production Printing and IndustrialApplications，第211-213页中描述的乳液聚集工艺(用于为高质量数字彩色印刷制作调色剂颗粒)来制作。
如本文所述，粉末聚合物颗粒优选地与一种或多种电荷控制剂和/或磁性载体颗粒组合，以形成可带电的粉末聚合物颗粒。优选地，制作本公开的粉末涂料组合物的方法包括将一种或多种电荷控制剂和/或磁性载体颗粒施加到粉末聚合物颗粒并形成粉末涂料组合物。可在粉末聚合物颗粒形成期间(例如，如在喷雾干燥过程中)或在其之后将电荷控制剂和/或磁性载体颗粒(与本文所述的任选的添加剂中的任一种添加剂一起)添加到粉末聚合物颗粒中。
可以在喷雾干燥过程期间、之前或期间和之前引入一种或多种电荷控制剂，使得聚合物液滴或初生形成颗粒接触电荷控制剂。虽然不希望受理论束缚，但为了提高粉末聚合物颗粒的流动性，避免或抑制粉末聚合物颗粒的结块，和/或避免或抑制粉末聚合物颗粒在工艺设备上的粘附，在喷雾干燥过程中电荷控制剂的存在可能是有利的。
可以将一种或多种电荷控制剂添加到干燥的颗粒中(例如，在喷雾干燥过程之后)。例如，可以将一种或多种电荷控制剂施加到粉末聚合物颗粒的表面。这可以涉及用一种或多种电荷控制剂完全涂覆聚合物颗粒。其可以另外或替代地涉及将一种或多种电荷控制剂粘附到粉末聚合物颗粒的表面。
电荷控制剂和粉末聚合物颗粒的这种组合形成可带电颗粒。例如，可使用在复印技术或激光打印机技术中通常已知的工艺(这些工艺阐述于例如L.B.Schein,Electrophotography and Development Physics，第32-244页，第14卷,Springer Seriesin Electrophysics(1988))来影响粉末颗粒的带电，例如通过摩擦或感应。
如果一种或多种任选的添加剂与可带电颗粒一起使用，则可以使用混合的标准方法，这是本领域的技术人员众所周知的。一种或多种任选的添加剂可以与粉末聚合物颗粒、电荷控制剂或两者组合。此类任选的添加剂可以在粉末聚合物颗粒制备期间或随后添加到其中。可以将某些此类添加剂掺入粉末聚合物颗粒中，涂覆在粉末聚合物颗粒上，或与粉末聚合物颗粒共混。
本公开还提供包括使基材粉末涂料组合物用于例如基材的表面基材上的方法。在涉及多方的一些情况下，第一方(例如，制造和/或供应基材粉末涂料组合物的一方)可向第二方(例如，金属涂覆机或品牌所有者)提供关于基材粉末涂料组合物最终用途的说明书、建议或其他公开内容。此类公开内容可包括例如关于涂覆基材以随后用于形成基材或其部分、涂覆预成型制品或其部分的基材、制备用于此类用途的粉末涂料组合物、用于此类涂层的固化条件或工艺相关条件或用于所得涂层的合适类型的产品的说明书、建议或其他公开内容。此类公开内容可出现在例如技术数据表(TDS)、安全数据表(SDS)、监管披露、担保或担保限制声明、营销资料或演示文稿中，或出现在公司网站上。向第二方作出此类公开的第一方应当被视为已使基材粉末涂料组合物用于基材上，即使实际是第二方在商业上将组合物施加到基材，在商业上在基材上使用此类涂覆的基材。
涂覆的基材和涂覆的一般方法
本公开还提供一种涂覆的基材。本公开的硬化(例如，固化)涂层优选地良好地粘附到金属(例如，钢、不锈钢、无锡钢(TFS)、镀锡钢、电解锡板(ETP)、铝等)，以及非金属基材。
可用于本文的基材可包括金属、木材、纸、陶瓷和玻璃、聚合物、皮革、织造和非织造织物、纤维、这些的组合(无论合成的和/或天然的)等。特别合适的基材包括钢、铝、锌、铜以及合金、金属间组合物、包括这些中的一种或多种的复合材料等。可受益于将本发明的涂层组合物施加在其表面上的金属基材的非限制性示例包括热轧钢、冷轧钢、热浸镀锌、电镀锌、铝、锡板、各种等级的不锈钢和铝-锌合金涂覆片材钢(例如，GALVALUME片材钢)。基材的代表性供应包括但不限于挤出件、卷材或以其他方式制造的基材，这些基材旨在被转换成例如建筑板、屋顶板、汽车车身零件、铝挤出件等。
在硬化的粘附涂层设置“在表面或基材上”的上下文中，包括直接(例如，原生金属或预处理的金属诸如电镀钢)或间接(例如，在底漆层上)施加到表面或基材上的两种涂层。因此，例如，施加到预处理层(例如，由铬或无铬预处理形成)或覆盖基材的底漆层的涂层构成施加到基材上(或设置在基材上)的涂层。
如果使用钢片作为基材，则表面处理可包括一种、两种或更多种表面处理，诸如镀锌、镀锡、镀镍、电解铬酸盐处理、铬酸盐处理和磷酸盐处理。如果使用铝片作为基材，则表面处理可包括无机化学转化处理，诸如磷酸铬处理、磷酸锆处理或磷酸盐处理；有机/无机复合化学转化处理，其基于无机化学转化处理与有机组分的组合，如通过水溶性树脂(诸如丙烯酸树脂或酚醛树脂)和鞣酸所例示；或基于水溶性树脂诸如丙烯酸类树脂与锆盐的组合的涂覆型处理。
可对基材进行低温清洁。其可作为低温清洁的金属基材提供，或者该方法涂覆可包括在将粉末涂料组合物引导至基材的至少一部分之前对金属基材进行低温清洁。在示例性过程中，可通过在金属表面处引导液氮的高压流(在5,000psi和50,000psi之间以及在150℉和250℉之间)来实现低温清洁。金属表面的温度迅速降低，导致任何污染物破裂。破裂的污染物然后被高压流引导离开金属表面，留下清洁的基材。
在优选的实施方案中，硬化的粘附涂层是连续的。照此，其不存在针孔和其他涂层缺陷，这些缺陷会导致基材暴露，从而对基材造成不可接受的腐蚀，并且甚至可能导致基材出现孔。除了在需要涂层粗糙度或纹理的实施方案中之外，硬化的连续涂层优选地是光滑的，特别是对于大多数内部涂层。
在某些实施方案中，硬化的、优选地连续的粘附涂层的平均总厚度为至多100微米(特别是如果涂层具有纹理的话)，或最大厚度为至多100微米。优选地，硬化的、优选地连续的粘附涂层的平均厚度为至多60微米、至多55微米、至多50微米、至多45微米或甚至至多35微米。优选地，硬化的、优选地连续的粘附涂层的平均总厚度为例如不小于1微米、不小于2微米、不小于10微米、不小于24微米、不小于30微米或甚至不小于45微米。不受理论的限制，小于1微米的涂层厚度将不能包括足够的颜料来向固化膜提供所需程度的颜色。另一方面，大于40微米的平均总涂层厚度将产生脆性膜，当由基材形成涂覆的制品时，该脆性膜可能弯曲或破裂。在一些实施方案中，可施加多于一层的第一涂层，并且在此类情况下，第一涂层的平均总厚度可优选地从约30微米变化到60微米，更优选地从45微米变化到55微米。
本公开的粉末涂料组合物还可用于多种类型的基材上并用于多种应用，包括例如金属建筑板、金属屋顶、墙板、车库门、办公家具、家用器具、加热和冷却板、汽车板和零件等。涂料组合物可通过喷涂、浸涂或刷涂而施加到片材金属，诸如用于灯具、建筑金属表皮(例如，檐槽、遮光帘、壁板和窗框等)，但特别适合于卷材涂覆操作，其中组合物当片材从卷材上展开时施加到片材上，然后随片材朝向卷取卷材卷绕机运行进行烘烤。还预期本发明的涂料组合物在多种其他最终用途中具有实用性，包括工业涂层应用，诸如例如，家具涂层；包装涂层应用；内部或外部钢建筑产品；HVAC应用；农业金属产品；木材涂层；等等。
在一些实施方案中，基材可呈平面卷材或片材的形式。片材涂覆涉及将涂料组合物施加到已经预切割成正方形或矩形“片材”的单独的基材片。卷材涂覆是一种特殊的施加方法，其中将卷绕的金属条(例如，铝)展开，并且然后在最终重新卷绕之前通过预处理、涂覆和干燥设备。据信，使用本公开的优选粉末涂料组合物可以消除在使用常规液体涂料时所采用的预处理步骤的需要，从而简化施加过程并去除成本。卷材涂覆允许在短时间内以高通量非常高效地涂覆大表面积。
例如，在连续过程中，卷材基材的移动表面优选地以至少50米/分钟、至少100米/分钟、至少200米/分钟或至少300米/分钟的线速度行进。通常，线速度将小于400米/分钟。施加涂料组合物的卷材涂层的固化时间优选地为至少6秒、至少10秒或至少12秒，并且至多20秒、至多约25秒或至多约30秒。在热烘烤以固化卷材涂层的情况下，此类固化时间是指烘箱中的停留时间。在此类实施方案中，通常进行固化过程以实现200℃至260℃的峰值金属温度。
在一些实施方案中，基材可以是例如已经形成的、部分形成的制品或制品的一部分。例示性制品可包括以上列出的那些，或甚至更具体地包括例如汽车车身零件或汽车车身零件的部分、器具或器具的部分、建筑板或建筑板的部分以及车库门或车库门的部分。
因此，根据本公开的将粉末涂料组合物施加到基材上的方法优选用于卷材涂覆方法或片材涂覆方法中。
硬化涂层可由如本文所述的基材粉末涂料组合物形成，其具有或不具有一种或多种任选的添加剂，特别是具有本文所述的粉末聚合物颗粒和润滑剂的基材粉末涂料组合物。润滑剂可以存在于粉末聚合物颗粒中的硬化涂层中，存在于粉末聚合物颗粒上，存在于用于形成粉末涂料组合物(或由其形成的硬化涂层)的另一种成分中，或它们的组合。替代地或附加地，可将如本文所述的润滑剂(例如，巴西棕榈蜡、合成蜡、聚四氟乙烯蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或它们的组合)施加到硬化涂层或以其他方式设置在硬化涂层的表面上(例如，经由施加另一种粉末组合物)。类似地，可以在涂层固化之前将润滑剂施加到包含本公开的聚合物颗粒的第一粉末层的单独粉末层中(即，以所谓的“粉尘对粉尘”施加技术)。然而，当将润滑剂掺入硬化涂层中或硬化涂层上时，基于粉末涂料组合物(或由其形成的硬化涂层)的总重量，润滑剂优选地以至少0.1重量％(或至少0.5重量％，或至少1重量％)的量存在，并且润滑剂优选地以至多4重量％(或至多3重量％，或至多2重量％)的量存在。
优选地，包含无定形聚合物(和/或具有无定形部分的半结晶聚合物)的硬化涂层具有至少40℃、至少50℃、至少60℃或至少70℃的玻璃化转变温度(Tg)，以及至多150℃、至多130℃、至多110℃或至多100℃的Tg。在一些情况下，为了耐腐蚀性，Tg较高的涂层是优选的。在一些实施方案中，硬化涂层可不具有任何可检测的Tg。
本文所述的涂覆的制品优选地展示出适合涂覆的制品的预期目的的铅笔硬度。在某些优选的实施方案中，涂层表现出B或更大的铅笔硬度。涂层可表现出3H或更低的铅笔硬度。涂层的铅笔硬度可在B至3H或F至2H的范围内。
本文所述的涂覆的制品优选地展示出最佳的抗风化性或耐候性。“耐候性”意指涂层对由于长时间暴露于UV辐射(即日光)而降解的抗性。抗风化性可使用测试方法中所述的抗风化性测试来确定，该抗风化性测试测量涂覆的基材展示出最佳抗风化性的能力。
涂覆基材的一般方法
还提供涂覆基材的一般方法。此类方法包括：提供如本文所述的包含颗粒(优选地包含摩擦带电的颗粒)的基材粉末涂料组合物；优选地借助于电场、电或电磁场或任何其他合适类型的施加场将基材粉末涂料组合物(优选地摩擦带电的粉末涂料组合物)引导至基材(例如，卷材或片材)的至少一部分；以及提供有效地使粉末涂料组合物在金属基材的至少一部分上形成硬化的、优选地连续的涂层的条件。
将基材粉末涂料组合物引导至基材的至少一部分优选地包括：将基材粉末涂料组合物给料于导电或半导电运输装置；以及借助于电场或者电或电磁场或任何其他合适类型的施加场将基材粉末涂料组合物(优选地摩擦带电的粉末涂料组合物)从导电或半导电运输装置引导至基材的至少一部分。引导基材粉末涂料组合物更优选地包括借助于导电或半导电运输装置与基材之间的电场将基材粉末涂料组合物从导电或半导电运输装置直接引导至基材的至少一部分。
引导基材粉末涂料组合物优选地包括：借助于导电或半导电运输装置与转移构件之间的电场或电磁场(例如，电场)或任何其他合适类型的施加场将基材粉末涂料组合物(优选地，摩擦带电的粉末涂料组合物)从导电或半导电运输装置引导至转移构件；以及将基材粉末涂料组合物从转移构件转移至基材的至少一部分。转移可通过施加例如热能(使用热处理技术)或其他力，诸如电力、静电或机械力来进行，以实现转移。
该工艺类似于常规电图印刷工艺，但可要求其连续生产完全涂覆的基材(例如，超过90％)，这与覆盖率通常远小于(例如，仅10％)的基材的印刷工艺相反。例如，通过摩擦或感应使粉末颗粒带电(被称为摩擦带电)以及运输或传送和施加到基材可使用电子照相术、复印技术或激光打印机技术中通常已知的工艺来实现。特别地，可使用常规方法施加电场，诸如电压供应或电晕放电，以产生移动或固定的反电极。此类工艺阐述于例如美国专利6,342,273号(Handels等人)和L.B.Schein,Electrophotography and DevelopmentPhysics，第32-244页，第14卷,Springer Series in Electrophysics(1988)中。
可使用转移构件，包括例如半导电或绝缘滚筒或带。转移带和滚筒通常是柔顺的或具有柔顺支承辊，并且由含有导电添加剂的聚氨酯或聚酰亚胺制成。例如，美国专利8,119,719号(Park等人)公开了转移带可具有108ohm-cm至1013ohm-cm的体积电阻率、105°至113°的接触角和0.8GPa至4.5GPa的弹性模量。导电或半导电带可具有非导电涂层，诸如含氟聚合物剥离表面。转移带和滚筒的功能类似并具有类似的组成。可使用多个转移构件在一个或多个步骤中进行转移。
粉末涂料组合物优选地包含磁性载体颗粒，但如本文所述，也可使用非磁性颗粒。
优选地，运输装置包括磁性辊，并且含有磁性载体颗粒的粉末涂料组合物借助于如例如美国专利4,460,266号(Kopp等人)所述的磁性辊传送。磁性辊可具有固定磁芯或旋转磁芯。尽管在粉末涂料组合物中优选地使用磁性载体颗粒，但基本上所有的磁性载体颗粒都留在运输装置中。一些磁性载体颗粒可能沉积在基材上，但并不旨在形成金属基材上的最终涂层的一部分。通常，此类磁性载体颗粒是可传递的，并被强磁体去除。除了磁性辊或刷设备之外，在本工艺中也有用的是例如非磁性级联显影工艺。此外，可以使用通过空气的运输，例如，粉末云显影，如美国专利号2,725,304(Landrigan等人)中所述。
图3A提供能够在不借助于磁性载体颗粒的情况下将粉末涂料组合物13递送至基材11的施加装置10的线路图。图3B提供能够借助于磁性载体将粉末涂料组合物13'递送至基材11'的施加装置10'的线路图。尽管图3A和图3B采用呈导电或半导电滚筒形式的运输装置15/15'，但可使用其他运输装置结构(例如，带等)来代替滚筒。在示例性过程期间，通过向光导滚筒15/15'的表面施加均匀负电荷的电晕充电器或辊充电器16/16'在光导滚筒15/15'(即，其上具有光导涂层的滚筒)的表面34/34'上感应出均匀电压(正电压或负电压，但在该示例中假设为负电压)。扫描光源17/17'(例如，激光和反射镜组件或发光二极管(LED)阵列)将计算机生成的图像转换成滚筒15/15'上的对应图案。滚筒15/15'的表面将在光源17/17'照射到滚筒15/15'的表面的任何地方(例如，在位置36/36'处)失去负电荷。同时，粉末涂料组合物通过移动通过一系列螺旋输送器和/或通过偏置的充电构件而摩擦带电，并施加到通常呈显影器辊19/19'形式的运输装置，该运输装置将粉末涂料组合物从料斗/储料器18/18'运送到滚筒15/15'。聚合物粉末上的静电荷和运输装置38/38'上的电压使得带负电的粉末(一旦与滚筒15/15'紧密接触)静电粘附到暴露的滚筒区域，并且带正电的粉末静电粘附到未暴露的滚筒区域。粉末粘附到放电区域被称为放电区域显影(DAD)。粉末粘附到从未放电并保持高电荷的区域被称为带电区域显影(CAD)。
在一些情况下，如图3A所示，开发粉末涂料调配物使得不需要磁性载体颗粒。这通常通过仔细选择本文其他地方论述的电荷控制剂和流动控制剂以及通过用充电构件20摩擦充电、感应或电晕充电来完成，充电构件也可以是粉末涂料枪、带电流化床等。在一些情况下，如图3B所示，采用磁性载体颗粒(其通常不转移至滚筒或基材)来使粉末涂料颗粒带静电并使它们与滚筒15'并置。
如图3A和图3B所示，一个或多个电接地件12/12'将金属基材11/11'保持在0伏(0V)电接地，以扫描光源17/17'在滚筒15/15'上产生的图案将粉末涂料颗粒从滚筒15/15'转移至基材11/11'。然后使粉末涂料颗粒在金属基材11/11'上的所得图案通过热、辐射或感应熔凝器14/14'，使颗粒彼此熔合并形成连续涂层。金属基材11/11'的表面40/40'可以是未涂覆的金属，具有导电涂层或半导电涂层，或者具有非导电绝缘涂层。
将基材11/11'偏置到接地电位(0V)通过消除或减少基材11/11'上的可能不利地影响粉末到基材11/11'的转移的任何电荷来帮助粉末到基材的转移。对于每个沉积或转移步骤，需要至少50V，优选地至少200V，并且更优选地至少400V或更大幅值的电位差。电位差的上限之一是空气击穿电压，大约为3V/微米。颗粒电荷通常为10微库仑/克(μC/g)至50μC/g的幅值。
对于带负电的颗粒和DAD，假设基材11/11'处于0V接地电位，光电导体导电层30/30'应当为至少-200V并且优选地至少-400V或更大，充电器16/16'应当在位置34/34'处将滚筒15/15'的表面充电至优选地至少-1200V的电位(导致滚筒上的暴露区域36/36'的电压为至少大约-450V或负得更大)，并且显影器辊19/19'应当在幅值上为至少-1100VDC或在DCV上负得更大。
对于带正电的颗粒和CAD，假设基材11/11'处于0V接地电位，光电导体导电层30/30'应当为至少200V并且优选地至少400V或更大，充电器16/16'应当在位置34/34'处将滚筒15/15'的表面充电至优选地至少-400V的电位(导致滚筒上的暴露区域36/36'的电压为大约350V或正得更大)，并且显影器辊19/19'应当在幅值上为至少250VDC或在DCV上正得更大。如果执行非接触显影，则将AC电压加到显影器辊DC电压。
在对偏压的论述中的关键点是光电导体导电层优选地被偏置到非零电压(并且根据现有技术不保持接地)以使得带电的粉末涂料颗粒能够沉积到接地的基材上。电压作为示例给出。如本领域众所周知的，范围将取决于成像构件的确切几何形状、分离距离和组成。偏置光电导体导电层允许使用具有单个偏压的转移辊。如果光电导体导电层处于接地电位，则转移带必须与具有相反极性的支承辊一起使用，以将粉末涂料颗粒从光电导体转移至转移带，并且随后将粉末涂料颗粒从转移带转移至基材，该基材优选地也处于0伏接地电位。
图3A和图3B中的系统用作电子照相办公室激光打印机，其具有本领域已知的附加子系统，包括调色剂供应和清洁系统。对于电子照相办公室激光打印机，基材通常是纸。对于粉末涂覆金属，基材是金属，其可能会刮擦或磨损光电导体表面。避免两个移动的硬表面彼此接触是良好的设计实践。聚合物辊19或磁性刷19'均可与相邻的硬表面一起使用。图3C示出了从聚合物辊19或磁性刷19'到基材11的直接沉积。在19/19'与11之间施加适当的偏压，以将粉末涂料组合物施加到基材11。图3D示出了通过可移动模板42从聚合物辊19或磁性刷19'的直接沉积，类似于美国专利5,450,789号(Hasegawa)。
聚合物转移辊或带也可用于与硬表面接触。图3E示出了使用聚合物转移构件60从电子照相滚筒50、从电子照相母版滚筒52或从电图母版滚筒54到基材11上的沉积。电子照相滚筒50是光电导的，并且可在其表面上的任何地方充电和暴露。电子照相母版滚筒52具有总是处于接地电位或绝缘的区域以及光电导并且可充电和暴露的其他区域。使用DAD或CAD在电子照相母版滚筒50上产生带电颗粒图案。电图母版滚筒54具有处于高电位的区域和处于低电位的其他区域。产生这种电位图案的手段包括使用其上具有绝缘图案的导电滚筒，对该绝缘图案进行电晕充电，以及偏置该滚筒或使其接地。在电图母版滚筒54上产生电位图案的另一种手段是制作具有偏置到高电位的导电区域和偏置到低电位的互补导电区域的滚筒，其中高电位导电区域与低电位导电区域电隔离。使用DAD或CAD在电图母版滚筒54上产生带电颗粒图案。电图母版滚筒56由具有凹陷区域的半导电聚合物制成，该凹陷区域涂覆有静电沉积在基材11上的带电颗粒。如果成像构件50/52/54/56可被制成柔顺的，则不需要转移构件60，并且涂层颗粒可从成像构件50/52/54/56直接施加到基材11。有效地使粉末涂料组合物在基材的至少一部分上形成硬化涂层的条件优选地包括将热能(例如，使用对流烘箱或感应线圈)、UV辐射、IR辐射或电子束辐射施加到粉末涂料组合物。此类过程可在一个或多个离散或组合步骤中进行。条件可以包括施加热能。施加热能可以包括使用至少100℃或至少177℃的烘箱温度。施加热能可以进一步包括使用至多300℃或至多250℃的烘箱温度。施加热能可包括在合适的时间段内将涂覆的基材加热到至少177℃的峰值金属温度(PMT)。优选地，施加热能包括合适的时间段内将涂覆的基材加热到至少218℃的峰值金属温度(PMT)。该时间段可短至0.5秒或小于1秒或小于3秒或小于5秒或长至15分钟，并且优选地小于12分钟、小于10分钟、小于8分钟、小于5分钟、小于4分钟、小于3分钟、小于2分钟或小于1分钟，以用于形成卷材涂层。优选地，这发生在连续工艺中。
本公开的涂覆的基材可被拉伸和再拉伸。显著地，所得薄化金属基材上的涂层保持连续和粘附。
含有多个施加装置的施加系统可用于将多个粉末涂层和图案递送至基材。例如，图3A至图3E中的施加装置可串联使用，以用顺序带电颗粒图案涂覆导电金属基材。而且，可使用一个或多个施加装置来将带电颗粒图案顺序沉积在转移设备上并累积多个带电颗粒图案以转移至导电金属基材。转移设备通常由半导电或绝缘带组成。
如果在施加装置或施加系统之间使用电晕充电器以将以第一图案施加到基材的颗粒的极性改变为与以第二图案施加的颗粒相同的极性，则使用带正电的颗粒的带电颗粒图案和使用带负电的颗粒的不同带电颗粒图案可沉积在相同的导电金属基材上。例如，可将带正电的基底层施加到导电金属基材，并且使其电晕带负电以将涂层颗粒的极性改变为负，使得随后可施加带负电的电子照相彩色调色剂层。
图4A是包括一对施加装置110的施加系统100的示意图，施加装置中的每一个施加装置被构型成使用转移设备120(例如，半导电或绝缘带等)将粉末涂料组合物递送至基材111。尽管所描绘的实施方案包括转移设备120，但在一个或多个替代实施方案中，可布置两个或更多个施加装置110来将粉末涂料组合物递送至同一基材111。无论是否存在转移设备120，使用施加装置110递送的粉末涂料组合物均可相同或不同。
图4A中结合施加系统100描绘的另一特征是筒130，每个筒130连接到施加装置110中的一个施加装置。筒130含有一定体积的本文所述的粉末涂料组合物，并被构型成将粉末涂料组合物分配到筒130所连接的施加装置110。
尽管在本文所述的基于筒的递送系统和方法中使用的筒在例如图4A中被单独描绘，但在一个或多个实施方案中，筒中的两个或更多个筒可被连接(例如，成组等)以形成多储料器筒，其中所连接的筒的不同封闭体积含有相同或不同的如本文所述的粉末涂料组合物。
图4B示出了在施加装置110'之后顺序使用的施加系统100，其中在施加装置110'之后使用电晕充电器140来对由施加装置110'施加的粉末图案再充电。例如，该施加系统可用于将带正电的基底层沉积到金属基材上，用电晕充电器改变基底层的极性，并将至少一种带负电的常规彩色成像调色剂沉积到基底层上。该彩色成像调色剂不需要具有基底层的高耐久性和高分子量。在图4B所示的工艺的简单扩展中，基材上的带负电的层可以是电晕带正电的并且涂覆有另一正保护涂层。
图3A至图3E以及图4A至图4B仅示出了向本领域技术人员描述施加装置中的每一个施加装置所必需的部件。根据现有技术，使用电源、电接地件、电压、充电器、清洁器、数字计算机和操作所必需的其他部件。
在本文所述的涂覆金属基材的某些实施方案中，该方法包括将金属基材电接地，同时将多种粉末涂料组合物中的至少一种粉末涂料组合物引导至基材的至少一部分。优选地，该方法包括在将多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至金属基材的至少一部分之前，将多种粉末涂料组合物中的至少一种粉末涂料静电粘附到运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件；其中静电粘附所述至少一种粉末涂料组合物包括在将至少一种粉末涂料组合物静电粘附到运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件之前，将运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件电偏置到非零电压。在某些优选的方法中，附加地，第一沉积的粉末涂料组合物处于第一极性，并且该方法还包括将第一沉积的粉末涂料组合物的第一极性改变为第二极性，以及将处于第二极性的第二涂料组合物施加到第一沉积的粉末涂料组合物。
基于筒的递送系统和方法
筒是运输、储存和分配本文所述的粉末涂料组合物的系统的一部分。系统的筒被完全封闭，以限制和/或防止在需要本文所述的粉末涂料组合物形成如本文所述的涂层之外，粉末涂料组合物的不期望的分配。筒优选地被构型成在需要时返回到粉末涂料组合物供应商处以进行再次填充。如本文所述，该再次填充过程可包括在再次填充之前当筒排空时(并且根据需要进行清洁后)塌缩筒以减小它们的尺寸以进行运输，从而使递送过程循环进行，从而减少与筒相关的浪费。该过程示意性地描绘于图5中，其中筒中的每一个筒的使用包括在填充位置1302处用粉末涂料组合物填充筒，随后将填充的筒1304从填充位置递送和/或储存至分配位置1306，在那里筒中的粉末涂料组合物根据需要被分配以提供如本文所述的涂层。
在筒中的粉末涂料组合物被排空(完全地或部分地(例如，在递送至分配位置时筒中的大部分粉末涂料组合物被排空))之后，该过程包括将“用过的”筒1308返回到填充位置(与先前填充筒的填充位置相同，或不同的填充位置)，在该填充位置处筒被接收以用相同的粉末涂料组合物或不同的粉末涂料组合物再次填充。
所描绘的过程包括任选的清洁过程1310，其中在填充位置1302处被接收以进行再次填充的筒的内部体积可在它们被填充/再次填充之前被清洁。如果要用与筒中先前含有的粉末涂料组合物相同或不同的粉末涂料组合物填充筒，则可执行清洁。
尽管未在图5中描绘，但该过程可涉及在分配粉末涂料组合物之后使筒塌缩，使得塌缩的筒具有塌缩的内部体积并且在运输到填充/再次填充位置期间占据较少的总体积。在这些情况下，在用粉末涂料组合物再次填充之前，塌缩的筒通常将从其塌缩的内部体积膨胀至其填充的内部体积。可能优选的是，在清洁筒的内部之前执行任何此类膨胀，以确保适当地清洁筒。然而，在一些实施方案中，塌缩的筒可在填充/再次填充过程期间膨胀。
图6至图7描绘了可用于如本文所述的基于筒的递送系统中的筒的一个例示性实施方案。所描绘的筒230包括限定封闭体积234的主体232。封闭体积234填充有如本文所述的粉末涂料组合物235。在一个或多个实施方案中，筒230的尺寸可使得封闭体积可容纳任何合适体积的本文所述的粉末涂料组合物。
筒230还包括分配端口236，该分配端口被构型成在分配筒230中含有的粉末涂料组合物期间提供离开筒230的封闭体积234的路径。分配端口236优选地在填充的筒230的运输和储存期间被密封、封闭等，以避免粉末涂料组合物的不期望的分配。筒230还包括入口端口238，该入口端口被构型成当粉末涂料组合物235从分配端口236被分配时允许补充空气进入筒230的封闭体积234。如图7所描绘，当用粉末涂料组合物235填充筒230时，可将盖239从入口端口238移除。
尽管所描绘的筒230的例示性实施方案包括单独的入口端口238和分配端口236，但筒的替代实施方案可包括被构型成执行入口端口和分配端口两者的功能的单个端口。
筒230还包括暴露在筒230的内部体积内的干燥剂材料，使得在粉末涂料组合物的分配期间进入封闭体积234的补充空气穿过干燥剂材料，以控制允许进入筒230的封闭体积234的水蒸气的量。在一个或多个实施方案中，任何顶部空间(即，封闭体积的未被粉末涂料组合物占据的一部分)可用干燥空气、一种或多种惰性气体(例如，氮气等)中的一者或多者填充。在所描绘的实施方案中，干燥剂材料可位于设置在入口端口238上方的盖239中。可使用任何合适的干燥剂材料，例如硅胶(或二氧化硅)、指示硅胶、矾土、氧化钙、氯化钙、硫酸钙、氯化锂、溴化锂、硫酸镁、蒙脱石粘土、活性氧化铝(氧化铝)、铝硅酸盐分子筛等。可能优选的是，干燥剂材料能够通过例如加热等再生和再利用，以限制与本文所述的基于筒的递送系统和方法相关的浪费。
本文所述的筒的一个或多个实施方案的另一特征是筒230上的堆叠特征部233，该堆叠特征部被构型成允许筒230在彼此上堆叠，如例如图6中所描绘。堆叠特征部233可采取多种不同形式。尽管所描绘的堆叠特征部233位于筒230的底部处，但堆叠特征部可替代地包括筒的顶部的互补结构以促进筒230的堆叠。不管它们的具体形式如何，堆叠特征部均可被构型成防止堆叠的筒230相对于彼此的横向(即，水平)移动，其中堆叠的筒在竖直方向上堆叠。
在筒230的所描绘的实施方案中，入口端口238和盖239在横向/水平方向上从筒230的中心偏移。与筒230的底部上的对应间隙结合，该偏移位置可促进筒230的堆叠，而不受入口端口238和盖239的干扰。在所描绘的实施方案中，堆叠的筒230之间的间隙也可通过以下方式来促进：将筒的底部表面成形为使得底部表面朝向分配端口236倾斜，以同样促进筒230中的粉末涂料组合物235的分配，其中在所描绘的实施方案中，分配端口236位于筒230的倾斜底部底板237上的最底部位置处。
参考图7，描绘了用于将粉末涂料组合物235递送至筒230的封闭体积234中的设备的一个例示性实施方案。在所描绘的实施方案中，入口端口238被构型成在将粉末涂料组合物235递送至筒230的封闭体积234期间接收粉末涂料组合物235。
用于将粉末涂料组合物235递送至筒230中的所描绘的设备呈连接到入口端口238(在移除盖239之后)的递送管250的形式。递送管250可任选地被构型成当粉末涂料组合物235被递送至筒230的封闭体积234时从筒230的封闭体积234中去除空气。
所描绘的递送管250包括递送腔252和返回腔254。递送腔252被构型成将粉末涂料组合物235递送至封闭体积234，并且返回腔254被构型成从封闭体积234去除空气。在所描绘的实施方案中，递送腔252和返回腔254沿着递送管250同轴地布置。特别地，递送腔252位于返回腔254内或被返回腔包围。返回腔包括排气口256以去除补充空气。尽管未描绘，但排气口256可设置有过滤器组件或其他结构/设备，该过滤器组件或其他结构/设备被构型成捕获随补充空气从内部体积234中去除的任何粉末涂料组合物235。
图7中描绘的本文所述的基于筒的递送系统的例示性实施方案的附加任选特征包括：基座240，其被构型成在填充过程期间支撑筒230；以及振荡机构260，其用于在填充过程期间以沉降模式振动或振荡筒的主体232的部分或全部，以促进粉末涂料组合物235对封闭体积234的适当填充(例如，通过促进粉末涂料组合物235的沉降)。在所描绘的实施方案中，振荡机构260附接到(例如，位于)基座240，但在替代实施方案中，一个或多个振荡机构可设置在筒230本身上。附加地，尽管该图指示了横向振荡移动，但是优选的振荡机构260可生成沿着任何空间轴线或沿着多于一个空间轴线的运动，例如竖直钝击或圆周运动。优选的振荡机构还可在其频率和/或周期性质方面变化。所描绘的实施方案的基座240包括座242，该座被构型成将筒230保持在基座240上的选定位置中，以例如限制筒230由于通过振荡机构260递送至筒230的振动能量而在基座上发生不期望的移动。
可用于如本文所述的基于筒的递送系统中的筒330的一个替代实施方案描绘于图8中。筒330包括限定封闭体积334的主体332。筒330还包括分配端口336和入口端口338，入口端口338在所描绘的实施方案中由盖339封闭。结合筒330描绘的其他特征包括基座340，该基座包括座342，该座被构型成接收筒330的底部(包括筒330上的堆叠特征部333)。振荡机构360也附接到基座340。在分配过程期间，振荡机构360以搅动模式运行以破坏沉降的粉末涂料组合物，从而防止桥和鼠洞形成并干扰粉末的分配。在所描绘的实施方案中，振荡机构360附接到(例如，位于)基座340，但在替代实施方案中，一个或多个振荡机构可设置在筒330本身上，特别是用于使筒主体332塌缩、膨胀或摇摆以防止形成桥和鼠洞。再次，尽管该图指示了横向振荡移动，但是优选的振荡机构360可生成沿着任何空间轴线或沿着多于一个空间轴线的运动，例如竖直钝击或圆周运动。优选的振荡机构还可在其频率和/或周期性质方面变化，并且振荡机构360可在移动、性质和/或位置方面相对于振荡机构260变化。
图8还描绘了附接到筒上的分配端口336的排出管370，排出管370用于将粉末涂料组合物从筒330的内部体积334分配到例如施加装置，诸如本文所述的施加装置10、10'、110和110'。所描绘的实施方案还包括阀380，该阀可用于控制筒330中的粉末涂料组合物的分配。阀380可采用与粉末涂料组合物的分配兼容的任何合适的形式，例如闸门阀、叶片阀、球阀、螺旋传送器等。阀380可优选地从用户可用的位置(诸如如图8所示的筒330的侧面)被控制。
筒330的倾斜底部底板337可成形为促进粉末涂料组合物通过分配端口336流出筒330。如图8所描绘，分配端口336位于倾斜底部底板337上的最底部位置处，以促进排空筒330中的粉末涂料组合物。
图9中所描绘的筒430描绘了更多任选特征，这些特征可在用于本文所述的基于筒的递送系统和方法的一个或多个实施方案中的筒中提供。在图9至图10的筒430中描绘的任选特征是筒430可在塌缩构型(参见图9)与膨胀构型(参见图10)之间转换。
在筒430的所描绘的实施方案中，膨胀节490在筒430的底部板492与顶部板494之间延伸。膨胀节490被构型成将底部板492连接并密封到顶部板494，使得底部板492和顶部板494能够相对于彼此在膨胀距离(与膨胀构型相关联)与塌缩距离(与塌缩构型相关联)之间移动。底部板492和顶部板494可由能够根据需要支撑分配端口436和入口端口438的相对刚性的材料构成。入口端口438可由盖439封闭。当底部板492和顶部板494彼此分开塌缩距离时，筒430处于塌缩构型，并且当底部板492和顶部板494彼此分开膨胀距离时，筒430处于膨胀构型。
在一个或多个实施方案中，底部板492与顶部板494之间的塌缩距离小于膨胀距离，使得当底部板492和顶部板494彼此分开塌缩距离时，底部板492比当底部板492和顶部板494彼此分开膨胀距离时更靠近顶部板494。在一个或多个实施方案中，塌缩距离与膨胀距离的比例为0.5:1或更小、0.4:1或更小或0.3:1或更小。
就体积而言，当处于塌缩构型时，本文所述的可塌缩筒可具有为膨胀封闭体积的60％或更小、50％或更小、40％或更小、30％或更小或20％或更小的塌缩封闭体积。就绝对体积而言，当处于塌缩构型时，本文所述的可塌缩筒可具有0.5立方米或更小、0.4立方米或更小或0.3立方米或更小、0.2立方米或更小、0.1立方米或更小、0.05立方米或更小、0.01立方米或更小、0.005立方米或更小、0.001立方米或更小的塌缩封闭体积(在上端)。当处于膨胀构型时，可塌缩筒可具有0.001立方米或更大、0.005立方米或更大、0.01立方米或更大、0.05立方米或更大、0.1立方米或更大、0.2立方米或更大、0.3立方米或更大、0.4立方米或更大、0.5立方米或更大、0.75立方米或更大或1立方米或更大的膨胀封闭体积(在下端)。优选地，本文所述的筒不会大到妨碍典型的叉车在筒填充满时运输筒。在一个或多个实施方案中，筒和/或筒可位于其上的基座可被构型成接收叉车的叉齿，以促进通过叉车进行运输。
在一个或多个实施方案中，这些塌缩/膨胀距离和塌缩/膨胀封闭体积可在运输/储存和分配两方面提供优势，因为它们可提供以下的有益组合：在膨胀构型中具有足够体积以在本文所述的涂覆工艺中经济有用，同时在处于塌缩构型时塌缩体积促进筒的运输和储存，并且柔性侧壁在分配期间辅助粉末的搅动。
图9中描绘的一组堆叠的筒430全部处于塌缩构型，其中筒430的底部板492和顶部板494彼此分开塌缩距离。图10中描绘的筒430处于膨胀构型，使得筒430的底部板492和顶部板494彼此分开膨胀距离。当筒例如被返回以进行再次填充或仅在数次使用之间被储存时，将筒430置于塌缩构型对于减小筒430的尺寸是有用的。
可能优选的是，当处于膨胀构型时，筒430能够容纳一立方米或更多的粉末涂料组合物，该粉末涂料组合物包含在限定于膨胀筒430内的封闭体积内。在一个或多个实施方案中，当处于塌缩构型时，筒430可具有0.5立方米或更小、0.4立方米或更小或0.3立方米或更小的塌缩封闭体积。
膨胀节490的结构可采取任何合适的形式。在一个或多个实施方案中，膨胀节490可包括柔性聚合物环和柔性手风琴状波纹管中的一者或两者。膨胀节490可由一种或多种柔性材料构成，诸如橡胶、LDPE、聚氨酯、氯丁橡胶等。膨胀节490和/或筒430可包括将筒430保持在膨胀构型的支柱或其他结构，其中筒430的未支撑状态是塌缩构型。在一个或多个实施方案中，筒可包括用于将粉末涂料组合物包含在筒内的可塌缩袋或囊。
参考图10，其中筒430处于膨胀构型并且设置在基座440上，本文所述的基于筒的递送系统的另一特征可包括清洁设备482，该清洁设备可被引入筒430的封闭体积，以在筒430被再次填充之前清洁筒。尽管不要求，但是在可塌缩筒的情况下，优选地可在筒已经膨胀至其膨胀构型之后执行清洁。清洁设备可呈喷雾头的形式，该喷雾头被构型成在清洁过程期间用一种或多种液体洗涤/冲洗筒430的内部表面。尽管在所描绘的实施方案中，清洁设备通过入口端口438引入，但筒的替代实施方案可允许通过分配端口436或通过任何其他合适的进入点(例如，专用清洁端口等)引入清洁设备。筒430可包括附接到分配端口336的排出管370。
涂覆的基材和一般制作方法
本公开还提供制作涂覆的基材的一般方法。该方法包括：提供具有设置在其表面的至少一部分上的硬化的、优选地连续的粘附涂层的基材(例如，卷材或片材)；硬化的、优选地连续的粘附涂层由粉末涂料组合物形成；其中粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，该粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至少2000道尔顿的聚合物，其中该粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米的粒度分布。
粉末上涂敷粉末的涂覆方法、系统和所得产物
本公开还提供一种涂覆基材的方法，该方法涉及粉末上涂敷粉末的涂覆，通常形成本文公开的粉末涂料组合物的层。在该上下文中，粉末上涂敷粉末的涂覆涉及将粉末涂料组合物施加到粉末涂料组合物上以及将粉末涂料组合物施加到硬化的粉末涂层上。该方法使用多种粉末涂料组合物(包括聚合物颗粒和添加剂)中的任一种粉末涂料组合物，以及本文所述的一般的和基于筒的系统和方法中的任一者。涂层的一般描述也适用于由该方法产生的涂层。
含有所公开的粉末涂料组合物的层可以各种比例和以任何需要的顺序组合以形成所得的硬化的、优选地连续的粘附涂层。例如，第一不同的粉末涂料组合物和第二不同的粉末涂料组合物可用于形成硬化涂层，该硬化涂层含有99重量％至1重量％的第一粉末涂料组合物和1重量％至99重量％的第二粉末涂料组合物、95重量％至5重量％的第一粉末涂料组合物和5重量％至95重量％的第二粉末涂料组合物、90重量％至10重量％的第一粉末涂料组合物和10重量％至90重量％的第二粉末涂料组合物或80重量％至20重量％的第一粉末涂料组合物和20重量％至80重量％的第二粉末涂料组合物等。
可施加多于两种(例如，三种或更多种、四种或更多种或五种或更多种)不同的粉末涂料组合物以制作硬化的多层涂层。不同的粉末涂料组合物通常在至少一种物理或化学性质方面不同。代表性性质可包括聚合物颗粒性质，诸如分子量、密度、玻璃化转变温度(Tg)、熔化温度(Tm)、固有粘度(IV)、熔融粘度(MV)、熔融指数(MI)、结晶度、嵌段或链段的排列、反应性位点的可用性、反应性、酸值，以及涂料组合物性质，诸如表面能、疏水性、疏油性、透湿性或透氧性、透明度、耐热性、对阳光或紫外线能量的抗性、对金属的粘附性、颜色或其他视觉效果以及可再利用性。对于以绝对标度测量的性质，不同的性质(即，至少两种不同的粉末涂料组合物的特定性质)可例如相差至少±5％、至少±10％、至少±15％、至少±25％、至少±50％、至少±100％或更多。
因此，在一个实施方案中，本公开提供一种涂覆基材的方法，该方法包括：提供基材；提供多种基材粉末涂料组合物，其中每种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些)，并且多种粉末涂料组合物中的至少两种粉末涂料组合物是不同的；将多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物(例如，使用导电或半导电运输装置(例如，金属滚筒))引导至基材的至少一部分，使得至少一种粉末涂料组合物沉积在另一种不同的粉末涂料组合物上(在下面的粉末涂料组合物硬化以形成涂层之前或之后)；以及提供有效地使多种粉末涂料组合物在基材的至少一部分上形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
尽管该方法可涉及提供有效地使粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积不同的粉末涂料组合物的层之间形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件，但优选地该方法涉及提供有效地使粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积所有不同的粉末涂料组合物的层之后形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。在刚性基材工业中，这种电图粉末涂覆工艺的显著优点在于，可以粉末上涂敷粉末的形式施加多个层，所有这些都在涂层经历固化或熔合步骤之前进行。在工业中目前使用的液体涂覆工艺中，通常只有当第一层已经接受至少部分固化烘烤时，才能施加随后的涂层。需要该中间固化步骤来去除仍然存在于第一次施加的涂层中的溶剂(有机溶剂或水性溶剂)并形成硬化膜，该硬化膜将抵抗存在于随后施加的层中的溶剂的任何影响。该附加中间固化步骤增加了涂覆过程的时间，并且需要显著增加涂覆/固化装备的占地面积。
类似于激光打印机的施加连续的有色调色剂粉末层的操作(随后是单个热熔合步骤)，EPC可用于施加多层粉末涂料，同时避免在任何固化之前由连续层之间的紧密接触引起任何有害影响。尽管如果需要的话可固化/熔合每个单独的涂层，但优选地，一旦施加了所有涂层，可使用单个固化/熔合步骤来形成硬化的、优选地连续的粘附涂层。
施加多种不同的粉末涂料组合物的特定优点是每种组合物可以是化学上不同的和/或物理上不同的，并且提供用单一材料难以实现的特定功能。例如，在单一涂料组合物中可能很难实现硬度和柔性，因为它们是通过将不同的官能团和结构引入到涂料的聚合物主链中而实现的。此外，相对于常规多层封装涂覆方法(例如，对于每一层使用常规液体施加涂覆方法，诸如辊涂、喷涂等)，可通过在多层粉末涂料系统中选择性地仅在需要特定层的地方(例如，与给定层的“全面涂覆”相反)施加一个或多个粉末层来实现性能增强和/或成本节约。
理想地，可根据常规实践使用催化剂以促进羟基官能热固性树脂与氨基塑料交联剂之间的交联反应。根据一种代表性方法，以合适的催化量使用封闭型酸催化剂。该酸用合适的热不稳定的掩蔽基团(诸如胺)封闭，使得涂料组合物在室温下基本上不反应并且具有良好的储存稳定性。然而，在加热时，封闭胺基团离开，从而使催化剂变得有活性并催化地促进交联。
图11提供了包括多层涂层的组件的代表性示例的示意图。如图11中基材511的左侧所示，使用该方法，可在基材511上的基底粉末层512固化之前，仅在需要的地方，在基底粉末层上在第二粉末涂料组合物中施加润滑剂513，从而不需要在整个涂层表面上施加润滑剂或作为512粉末涂料组合物的添加剂组分施加润滑剂。在大多数情况下，该润滑剂层将以图案化形式选择性地施加，使得其仅覆盖基底粉末层的50％或更少和/或通常不比所施加的润滑剂的粒度厚。
如图11中的基材511的中间部分所示，可施加两种化学上不同的粉末涂料组合物—可施加第一粉末涂料组合物514以形成彩色涂层，然后可施加第二(不同的)粉末涂料组合物515以在有色涂层514上形成最外侧(即，顶部)透明涂层。
如图11中的基材511的右侧所示，可施加第一粉末涂料组合物516以提供相对软的涂层，并且可施加(即，沉积)第二粉末涂料组合物517以提供相对硬的顶部(即，最外侧)涂层。在此上下文中，软和硬用作描述所得的第一涂层和第二涂层(与“硬化”涂层相反)的相对硬度或软度(Tg)的术语。较软的涂层516提供柔韧性和增强硬的顶部涂层517的粘附性的底漆层，而较硬的涂层517提供耐磨顶部涂层。
粉末上涂敷粉末的结构的另一示例包括使用多种不同颜色的粉末涂料组合物，其可用于彩色双色印刷以生成新的颜色。因此，多种粉末涂料组合物可包括可混合以形成其他颜色的一组基本颜色。类似于台式打印机工作的方式，多颜色加黑色方案(优选地三颜色加黑色方案)可用于仅从四种粉末(或调色剂)源(通常为品红色、青色、黄色和黑色)印刷无限颜色阵列。对于其中前一层或后一层在基材上和/或在显色层上提供连续保护层的显色层，可使用实现无限颜色阵列的像素方法。以这种方式，单个像素或点(足够小以至于不被人眼检测到)可被印刷到基材上，使得基材上的像素或点的阵列在人眼看来是混合那些颜色的结果。例如，青色和黄色像素的1:1混合在肉眼看来是绿色的。
机械上，这种颜色阵列可通过将一排4个运输装置、激光组件和调色剂筒(每种颜色一个)排成一行来实现，使得每一者都将规定量的粉末沉积到基材上，每一者都将粉末沉积在前一层的顶部上。
附加地，可将转移带用于收集来自四个施加单元中的每一个施加单元的粉末，并且然后该带可将所有收集的颜色一次转移至基材上。
可使用的粉末上涂敷粉末的结构的又一示例包括使用预处理基底层。传统的非铬铝预处理由钼和/或锆化合物(通常在聚丙烯酸基质中)组成，这些化合物在保护涂层之前以非常薄(亚微米)的层涂覆。在一些应用中，聚丙烯酸密封层提供显著百分比的预处理性能优点。这种预处理过程通常是复杂和杂乱的。有利的是例如在预处理金属化合物密封剂的非常薄的层中使用粉末涂料组合物，或者可能仅使用密封剂本身。
粉末上涂敷粉末的结构可包括以形成纹理化表面的方式沉积的多种粉末涂料组合物(例如，可通过视觉和/或触觉被无辅助人类感官检测到)。该纹理由施加到光滑/平坦基材的涂层产生。替代地，粉末上涂敷粉末的结构可包括以形成光滑/平坦表面的方式沉积的多种粉末涂料组合物。光滑/平坦表面由施加到光滑/平坦的基材或纹理化基材的涂层产生。纹理表面或光滑表面可以是人眼和/或人触觉可检测的，或者替代地，可以被测量并被报告为算术平均粗糙度(Ra)。算术平均粗糙度指示沿着取样长度的绝对值的平均值，并且可用例如3D表面轮廓仪诸如Keyence VK-X3000来测量。
粉末上涂敷粉末的结构可产生硬化的、优选地连续的粘附涂层，其形成标记，如关于图案化涂覆方法所述。
由于粉末涂料组合物以不同的量沉积，粉末上涂敷粉末的结构可产生在整个涂覆的表面上具有不同厚度的硬化的、优选地连续的粘附涂层。例如，硬化的粘附涂层可具有至多100微米的平均总厚度，或至多100微米的最大总厚度。然而，通常，最大总厚度和平均总厚度中的一者或两者将略微比100微米薄。涂层可具有多层粉末涂料组合物，从而在整个涂层中提供不同的厚度。可使用显微镜(例如，光学显微镜)测量涂层截面的最高峰。
在本公开的使用多种粉末涂料组合物的方法中，引导多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物包括借助于电场或者电或电磁场或任何其他合适类型的施加场将多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物(优选地，摩擦带电的粉末涂料组合物)引导至基材的至少一部分。如关于一般方法所述，这可涉及将多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物给料于一个或多个运输装置(例如，一个或多个显影器辊)；以及借助于一个或多个运输装置与基材之间的电场或者电或电磁场将多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从一个或多个运输装置引导至基材的至少一部分。在此类方法中，对于粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物，运输装置可相同或不同。在此类方法中，可连续采用两个或更多个运输装置以将一种或多种粉末涂料组合物施加到基材的至少一部分。
在涉及使用运输装置的某些方法中，从一个或多个运输装置引导多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物包括：借助于一个或多个运输装置与一个或多个转移构件之间的电场，将多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从一个或多个运输装置引导至一个或多个转移构件；以及将多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从一个或多个转移构件转移至基材的至少一部分。在此类方法中，对于粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物，转移构件可相同或不同。例如，滚筒式运输装置可借助于电场将粉末施加到转移构件(例如，带)，转移构件又将粉末涂料组合物施加到基材的至少一部分。
本公开还提供涂覆的基材和包括此类涂覆的基材的制品，该制品的表面有至少部分地涂覆有通过本公开的方法制备的涂层，其中使用多种粉末涂料组合物。此类制品类似于本文所述的通过上述一般方法制成的制品。
本公开还提供一种涂料系统，其包括：多种粉末涂料组合物，其中该多种粉末涂料组合物中的至少两种粉末涂料组合物是不同的；其中每种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，该粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至少2000道尔顿的聚合物，其中该粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米的粒度分布，并且其中该粉末聚合物颗粒优选地例如经由喷雾干燥或有限聚结形成，以具有合适的规则颗粒形状和形态—不同于研磨颗粒。此类系统优选地还包括说明书，其包括：将多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至基材的至少一部分，使得至少一种粉末涂料组合物沉积在另一种不同的粉末涂料组合物上(在先前施加的粉末涂料组合物硬化之前或之后)；以及提供有效地使多种粉末涂料组合物在基材的至少一部分上形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
优选地，在此类系统中，粉末涂料组合物中的至少两种粉末涂料组合物在一种或多种化学或物理性质上不同。此类性质包括聚合物颗粒性质(诸如分子量、密度、玻璃化转变温度(Tg)、熔化温度(Tm)、固有粘度(IV)、熔融粘度(MV)、熔融指数(MI)、结晶度、嵌段或链段的排列、单体组成、反应性位点的可用性、反应性和酸值)和涂料组合物性质(诸如表面能、疏水性、疏油性、透湿性或透氧性、透明度、耐热性、对阳光或紫外线能量的抗性、对金属的粘附性、颜色或其他视觉效果、可再利用性以及耐候性)。优选地，至少两种不同的粉末涂料组合物的特定性质相差至少±5％、至少±10％、至少±15％、至少±25％、至少±50％、至少±100％或更多。
在此类系统中，多种粉末涂料组合物通常包含在多个筒中，其中该多个筒中的每个筒含有粉末涂料组合物，并且其中该多个筒中的至少两个筒含有不同的粉末涂料组合物(例如，不同颜色的粉末涂料组合物)。优选地，此类筒是可再填充的和可重复使用的。
图案化涂覆方法、系统和所得产物
本公开还提供一种涂覆基材的方法，该方法涉及形成图案化涂层。该方法使用多种粉末涂料组合物(包括聚合物颗粒和添加剂)中的任一种粉末涂料组合物，以及本文所述的一般的和基于筒的系统和方法中的任一者。涂层的一般描述也适用于由该方法产生的涂层。
特别地，该方法包括：提供基材；提供粉末涂料组合物，其中该粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些粉末聚合物颗粒)；在基材的至少一部分上选择性地施加粉末涂料组合物(例如，在电磁滚筒式运输装置的帮助下)以形成图案化涂层；以及提供有效地使粉末涂料组合物在基材的至少一部分上形成硬化的粘附图案化涂层的条件。这是选择性地施加或印刷粉末涂料组合物的方法。
“图案化”涂层(即多部分涂层)是指印刷在基材表面上的两个或更多个区域中的硬化涂层，其在其上不具有涂层的印刷区域之间和/或周围可具有或可不具有空白区域。
图案化涂层可包括涂覆区域的规则或不规则图案，该图案可为各种形状(例如，条纹、菱形、正方形、圆形、椭圆形、环形)。此类涂覆区域可以是非常离散的，具有清晰描绘的过渡。替代地，此类涂覆区域可提供梯度效应(例如，在颜色或哑光/光泽方面)而没有清晰描绘的过渡。
术语“图案”和“图案化”不要求设计元素中的任何重复，但是可存在这种重复。图案化涂层的硬化涂覆区域优选地是连续的，因为它们没有针孔和其它涂层缺陷，如果不存在下面的涂层，则这些涂层缺陷会导致基材暴露。
图案化涂层可施加在另一粉末涂层上，无论其是全面涂层还是另一图案化涂层。可将图案化涂层施加到常规液体施加的底涂层上。在一些实施方案中，图案化涂层被选择性地施加在可通过EPC或传统液体涂层应用来施加的全面涂层上。
使用如本文所述的图案化涂覆方法具有许多优点。它提供了在给定的涂层中以选择性和/或差别方式做事情的能力，这与常规方法不同。例如，图案化涂层可提供标记形式的信息。在此上下文中，“标记”包括图形、文本、标志、数字、字母、代码、通信方式(例如，关于涂覆的时间和地方)以及包括高分辨率图像的其它视觉图像(例如，诸如名人、动物、人物、物体、艺术表现等的面部)。标记可以作为整个层内的部分存在，或者可以作为第二层施加(即，层的边缘边界基本上由标记或每个单独的标记限定)。标记可以例如由消费者施加到已经存在的常规连续液体施加的底涂层上。
使用如本文所述的图案化涂覆方法可能会节省消耗的粉末涂料组合物的量。还可减少废弃的基材的量。例如，在制品的制造中使用图案化涂层结构可节省成本，在制造中，所制造的制品的一些部分最终将被切除。如果待切除的区域未被涂覆，则被切除的部分可用于形成制品的不需要在其上形成涂层的某一部分，从而使得该部分可用，而如果该部分已与基材的其余部分一起被涂覆，则该部分可能不可用。
由于需要清洁制造机器，使用如本文所述的图案化涂覆方法可导致停机时间的潜在减少。例如，将粉末涂料组合物作为图案化(例如，点)涂层仅施加到需要的产品区域，可防止在制造机器中形成涂层毛的下游效应。在常规方法中，在镀锡钢上剪切有机涂层会产生从切割边缘拉出的薄涂层毛。这种涂层毛在机器中堆积，造成清洁问题和停机时间。在特定区域中施加点涂层仅允许切割边缘保持没有涂层材料。这防止了涂层毛的形成，消除了清洁所需的停机时间，并显著节省了成本。
多种粉末涂料组合物(其中多种基材粉末涂料组合物中的至少两种基材粉末涂料组合物是不同的)可用于图案化涂覆方法中，如关于粉末上涂敷粉末的涂覆方法所述。例如，方法可涉及在用不同的粉末涂料组合物形成图案化涂层之前或之后，将粉末涂料组合物引导至基材的至少一部分以形成连续涂层，该连续涂层可以是图案化涂层或全面涂层。对于外部图像/印刷，目前使用与保护层分离的图案化涂层(即，图案层)。图案化涂覆方法将允许图案层和性能层在通过涂覆设备的单个通过中完成，然后进行单个硬化步骤。
在涉及使用多种粉末涂料组合物的图案化涂覆方法的另一示例中，可将多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至基材的至少一部分，使得至少一种粉末涂料组合物任选地沉积在另一种不同的粉末涂料组合物上以形成涂层。这可包括粉末上涂敷粉末的涂覆。替代地，可将多种涂料组合物引导至不同的非覆盖区域(例如，优选地形成此类连续涂层的邻接区域)，这与粉末上涂覆粉末的方法不同。
与粉末上涂覆粉末的方法一样，提供有效地使多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物形成硬化涂层的条件涉及提供有效地使粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积不同的粉末涂料组合物的层之间形成硬化涂层的条件。然而，优选地，该方法涉及提供有效地使粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积所有不同的粉末涂料组合物的层之后(无论是否为粉末上涂覆粉末)形成硬化涂层的条件。
由于粉末涂料组合物以不同的量沉积，图案化涂层在整个涂覆的表面上可具有不同的厚度，如关于粉末上涂覆粉末的涂覆方法所述。当例如出于涂层性能和/或美观性目的而需要在基材表面上具有变化的涂层厚度(即，分度可变厚度涂层)时，这在工业中可能是有利的。优选地，此类涂层厚度可以在施加期间根据需要选择性地变化。使用常规的辊涂液体涂覆方法不能实现这种选择性。为了使用这种常规方法实现选择性可变厚度，将需要对施涂辊进行昂贵和永久的铣磨/蚀刻。此外，此类常规方法不能提供可使用本公开的方法实现的高分辨率。
图案化涂层也可具有不同的光洁度。例如，图案化涂层的至少一部分可具有光泽表面。替代地，图案化涂层的至少一部分可具有无光泽表面。图案化涂层可具有从光泽表面区域(即，区域)到无光泽表面区域的一个或多个梯度(例如，逐渐)过渡和/或从光泽表面区域到无光泽表面区域的一个或多个直接过渡。可使用光泽计诸如BYK-Gardner AG-4440数字光泽计测定此类无光泽/光泽表面。
本公开还提供图案涂覆的基材以及包括此类图案涂覆的基材的基材。更具体地，一种图案涂覆的基材，其中基材的至少一部分的表面涂覆有包括熔融粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些)的硬化的粘附图案化涂层。此类基材类似于本文所述的通过描述使用单一粉末涂料组合物的一般方法制成的基材。
本公开还提供一种用于图案化涂层的涂料系统，其包括：一种或多种粉末涂料组合物；其中每种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，该粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至少2000道尔顿的聚合物，其中该粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米的粒度分布(其中该粉末聚合物颗粒优选地例如经由喷雾干燥或有限聚结形成，以具有合适的规则颗粒形状和形态—不同于研磨颗粒)；以及说明书，其包括：将一种或多种粉末涂料组合物选择性地施加到基材的至少一部分上以形成图案化涂层；以及提供有效地使一种或多种粉末涂料组合物在基材的至少一部分上形成硬化的粘附图案化涂层(其可以是连续的或不连续的)的条件。
优选地，在包括至少两种不同的粉末涂料组合物的此类系统中，此类组合物在一种或多种化学或物理性质上不同。此类性质包括聚合物颗粒性质(诸如分子量、密度、玻璃化转变温度(Tg)、熔化温度(Tm)、固有粘度(IV)、熔融粘度(MV)、熔融指数(MI)、结晶度、嵌段或链段的排列、单体组成、反应性位点的可用性、反应性和酸值)和涂料组合物性质(诸如表面能、疏水性、疏油性、透湿性或透氧性、透明度、耐热性、对阳光或紫外线能量的抗性、对金属的粘附性、颜色或其他视觉效果、耐候性以及可再利用性)。优选地，至少两种不同的粉末涂料组合物的特定性质相差至少±5％、至少±10％、至少±15％、至少±25％、至少±50％、至少±100％或更多。
在此类系统中，一种或多种粉末涂料组合物通常包含在一个或多个筒中。优选地，每个筒包括含有不同的粉末涂料组合物(例如，不同颜色的粉末涂料组合物)的储料器。优选地，此类筒是可再填充的和可重复使用的。
制作基材的方法—全合一位置
本公开还包括一种方法，该方法涉及将电图粉末涂覆(EPC)单元与用于生产各种制品的制造压机排队放置。在此类方法中，未涂覆的基材通常以卷材或卷轴的形式供应给制造厂，并且在退绕之后，基材材料随后将通过EPC单元，然后熔合直至产生连续膜。然后可将这种涂覆的金属立即送入制造压机(例如，用于制造易开盖、拉片、罐体等)以产生成品零件。类似工艺也可用于不是连续卷材的一部分的金属片。
更具体地，本公开提供一种在一个位置中和/或在一个连续生产线或工艺中制作基材的方法，该方法包括：提供基材；提供粉末涂料组合物，其中该粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些粉末聚合物颗粒)；将粉末涂料组合物(优选地使用包括导电或半导电运输装置(例如，金属滚筒)的施加工艺)引导至基材的至少一部分；提供有效地使粉末涂料组合物在基材的至少一部分上形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件；以及将至少部分涂覆的基材形成为制品的至少一部分。
该方法在本文中被称为“全合一位置方法”。在该上下文中，“全合一位置”以及“在一个位置中和/或在一个连续生产线或工艺中”是指该方法在一个建筑物中或在具有传送器系统的一个地产上进行(任选地涉及在相邻地产上的多个相邻建筑物，其间具有传送器系统)。
该全合一位置方法使用多种粉末涂料组合物(包括聚合物颗粒和添加剂)中的任一种粉末涂料组合物，以及本文所述的一般的和基于筒的系统和方法中的任一者。涂层的一般描述也适用于由该方法产生的涂层。
例如，该全合一位置方法可涉及形成如本文所述的图案化涂层。而且，该全合一位置方法可涉及在如本文所述的粉末上涂覆粉末的涂覆方法中使用多种涂料组合物。替代地，该全合一位置方法可涉及在不需要粉末上涂覆粉末的施加的涂覆方法中使用多种涂料组合物。
该方法具有若干优点。由于涂覆设备的简单性和固化涂层所需的热输入的显著减少，EPC应当需要足够小的占地面积来使得其可与制造压机排队完成。以这种布置，制造厂可显著减少他们的涂覆的基底基材的库存，只需要他们储存未涂覆的基材。这种排队设置允许制造厂转变到准时化制造场景。此外，基材通常仅以50英尺至100英尺或15米至30米/分钟送入压机。照此，涂覆过程可显著减慢，同时有效地向整个制品的生产添加零时间。
排队过程还可包括质量控制站。例如，这可包括(在将至少部分涂覆的金属基材形成为制品的至少一部分之前或之后)质量检查步骤(例如，视觉检查)以确保适当地形成硬化的、优选地连续的粘附涂层。
此外，该方法允许制造商在数次运行之间更灵活地改变所施加的粉末涂料组合物，而不必改变基材或库存不同的预涂覆的基材，这可有助于例如不同的营销活动(例如，通过经由图案化涂层改变基材或制品的一部分的外观)。
该方法的表示在图12中示出。为了准备在制造设施处排队涂覆和制造制品，未涂覆的金属卷材或片材将例如需要由金属生产商形成并递送至制造商的地点。该过程可涉及许多工艺，包括例如金属锭成型、热轧、冷轧，然后递送未涂覆的基材。为了准备在制造商的设施处排队涂覆和制造，粉末涂料也将需要由涂料制造商生产和递送。该过程可涉及在将粉末涂料递送至制造商的地点之前要由涂料制造商完成的本公开中所述的步骤，即生产聚合物分散体、化学制备聚合物粉末颗粒(例如，喷雾干燥)、配制最终粉末涂料组合物、包装粉末涂料组合物和递送粉末涂料组合物。一旦未涂覆的基材和粉末涂料在制造商的设施现场，基材就可被清洁(如果必要或需要的话)、涂覆、制造和包装(如果需要的话)以递送至消费者或制造过程的附加参与者。
示例性实施方案
实施方案B：粉末上涂覆粉末的涂覆方法、系统和所得产物
实施方案B-1为一种涂覆基材的方法，所述方法包括：提供基材；提供多种基材粉末涂料组合物，其中每种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些)，并且所述多种基材粉末涂料组合物中的至少两种基材粉末涂料组合物是不同的；将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分，使得至少一种粉末涂料组合物沉积在另一种不同的粉末涂料组合物上(在硬化一种或多种不同的下面的粉末涂料组合物之前或之后)；以及提供有效地使所述多种粉末涂料组合物在所述基材的至少一部分上形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件，任选地其中所述粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至少2000道尔顿的聚合物，任选地其中所述粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米的粒度分布；并且其中每种金属包装粉末涂料组合物优选地包含与所述粉末聚合物颗粒接触的一种或多种电荷控制剂和/或能够与所述粉末聚合物颗粒接触或不接触的磁性载体颗粒。
实施方案B-2为根据实施方案B-1所述的方法，其中所述基材选自金属卷材。
实施方案B-3为根据前述B实施方案中任一项所述的方法，其中所述基材是宽度为24英寸至72英寸的卷材。
实施方案B-4为根据前述B实施方案中任一项所述的方法，其中提供有效条件包括提供有效地使所述粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积不同的粉末涂料组合物的层之间形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
实施方案B-3为根据前述B实施方案中任一项所述的方法，其中提供有效条件包括提供有效地使所述粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积所有所述不同的粉末涂料组合物的层之后形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
实施方案B-4为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物具有不同的化学性质。
实施方案B-5为根据实施方案B-4所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物具有不同的颜色，并且所述方法导致彩色双色印刷。
实施方案B-6为根据实施方案B-5所述的方法，其中作为最外侧(即，顶部)涂层沉积的所述粉末涂料组合物形成透明涂层。
实施方案B-7为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物提供不同的功能。
实施方案B-8为根据实施方案B-7所述的方法，其中沉积第一粉末涂料组合物以提供相对软的柔性底漆层，并且在所述第一粉末涂料组合物上沉积第二粉末涂料组合物以提供相对硬的耐磨顶部涂层。
实施方案B-9为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物以不同的量沉积以形成具有不同厚度的涂层。
实施方案B-10为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物以形成纹理化表面的方式沉积。
实施方案B-11为根据实施方案B-1至B-9中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物以形成光滑表面的方式沉积。
实施方案B-12为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述硬化的、优选地连续的粘附涂层形成标记。
实施方案B-13为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述基材为经低温清洁的金属基材。
实施方案B-14为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，所述方法还包括在将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分之前对所述基材进行低温清洁。
实施方案B-15为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述基材的平均厚度为250μm或更厚、300μm或更厚、350μm或更厚、400μm或更厚、450μm或更厚、500μm或更厚、600μm或更厚或700μm或更厚。
实施方案B-16为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述金属基材的平均厚度为5mm或更薄、3mm或更薄、2mm或更薄、1.5mm或更薄、1.3mm或更薄、1mm或更薄、800μm或更薄、760μm或更薄、700μm或更薄、650μm或更薄或610μm或更薄。
实施方案B-17为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述硬化的粘附涂层的平均总厚度或最小厚度为至多100微米，或最大厚度为至多100微米。
实施方案B-18为根据实施方案B-17所述的方法，其中所述硬化的粘附涂层的平均总厚度为至多50微米，优选地至多25微米(例如，至多20微米、至多15微米、至多10微米或至多5微米)。
实施方案B-19为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述硬化的粘附涂层的平均总厚度为至少1微米(或至少2微米、至少3微米或至少4微米)。
实施方案B-20为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些)，所述粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至少2000道尔顿(或至少5,000道尔顿、至少10,000道尔顿或至少15,000道尔顿)的聚合物。
实施方案B-21为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至多10,000,000道尔顿(或至多1,000,000道尔顿、至多100,000道尔顿或至多20,00道尔顿)的聚合物。
实施方案B-22为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括多分散指数(Mw/Mn)小于4(或小于3、小于2或小于1.5)的聚合物。
实施方案B-23为根据实施方案B-20至B-22中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％或至少95重量％的量的所述聚合物。
实施方案B-24为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米(或小于20微米、小于15微米或小于10微米)的粒度分布。
实施方案B-25为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒具有D90小于25微米(或小于20微米、小于15微米或小于10微米)的粒度分布。
实施方案B-26为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％或至少90重量％的量的所述粉末聚合物颗粒。
实施方案B-27为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至多100重量％、至多99.99重量％、至多95重量％或至多90重量％的量的所述粉末聚合物颗粒。
实施方案B-28为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含与所述粉末聚合物颗粒接触的一种或多种电荷控制剂和/或能够与所述粉末聚合物颗粒接触或不接触的磁性载体颗粒。
实施方案B-29为根据实施方案B-28所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少0.01重量％、至少0.1重量％或至少1重量％的量的一种或多种电荷控制剂。
实施方案B-30为根据实施方案B-28或B-29所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至多10重量％、至多9重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多6重量％、至多5重量％、至多4重量％或至多3重量％的量的一种或多种电荷控制剂。
实施方案B-31为根据实施方案B-28至B-30中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂能使所述粉末聚合物颗粒有效地接受摩擦电荷以便于施加到基材(例如，经由导电或半导电运输装置(例如，金属滚筒)，诸如本文所述的那些运输装置中的任一种运输装置)。
实施方案B-32为根据实施方案B-28至B-31中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括粒度在亚微米范围内(例如，小于1微米、100纳米或更小、50纳米或更小或20纳米或更小)的颗粒。
实施方案B-33为根据实施方案B-28至B-32中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括亲水性热解法氧化铝颗粒、亲水性沉淀硅酸钠铝颗粒、金属羧酸盐和磺酸盐颗粒、季铵盐(例如，季铵硫酸盐或磺酸盐颗粒)、含有侧链季铵盐的聚合物、铁磁性颜料、过渡金属颗粒、亚硝胺或吖嗪染料、酞菁铜颜料、铬、锌、铝、锆、钙的金属络合物或它们的组合。
实施方案B-34为根据实施方案B-28至B-33中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括无机颗粒。
实施方案B-35为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中引导所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物包括借助于电场或者电或电磁场或任何其他合适类型的施加场将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物(优选地，摩擦带电的粉末涂料组合物)引导至所述基材的至少一部分。
实施方案B-36为根据实施方案B-35所述的方法，其中引导所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物包括借助于电场将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分。
实施方案B-37为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物直接涂敷在所述基材的至少一部分包括：将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物给料于一个或多个运输装置；以及借助于电场或电磁场将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述基材的至少一部分。所述一个或多个运输装置可包括运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件。
实施方案B-38为根据实施方案B-37所述的方法，其中从所述一个或多个运输装置引导所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物包括借助于所述一个或多个运输装置与所述基材之间的电场将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述基材的至少一部分。
实施方案B-39为根据实施方案B-37或B-38所述的方法，其中从所述一个或多个运输装置引导所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物包括：借助于所述一个或多个运输装置与一个或多个转移构件之间的电场，将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述一个或多个转移构件；以及将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从所述一个或多个转移构件转移至所述基材的至少一部分。
实施方案B-40为根据实施方案B-39所述的方法，其中所述一个或多个转移构件包括半导电或绝缘聚合物滚筒或带。
实施方案B-41为根据实施方案B-39或B-40所述的方法，其中将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从所述一个或多个转移构件转移至所述基材的至少一部分包括施加热能或电力、静电力或机械力以实现所述转移。
实施方案B-42为根据实施方案B-37至B-41中任一项所述的方法，其中所述一个或多个运输装置包括磁性辊、聚合物导电辊、聚合物半导电辊、金属带、聚合物导电带或聚合物半导电带；并且所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含磁性载体颗粒。
实施方案B-43为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中提供有效地使所述多种粉末涂料组合物在所述金属基材的至少一部分上形成硬化涂层的条件包括将热能(例如，使用对流烘箱或感应线圈)、UV辐射、IR辐射或电子束辐射施加到所述多种粉末涂料组合物。
实施方案B-44为根据实施方案B-43所述的方法，其中提供条件包括施加热能。
实施方案B-45为根据实施方案B-44所述的方法，其中施加热能包括在至少100℃或至少177℃的温度下施加热能。
实施方案B-46为根据实施方案B-44或B-45所述的方法，其中施加热能包括在至多300℃或至多250℃的温度下施加热能。
实施方案B-47为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述基材包括热轧钢、冷轧钢、热浸镀锌钢、电镀锌钢、铝、锡板、各种等级的不锈钢和铝锌合金涂层钢板(例如，铝锌合金镀层钢板)。
实施方案B-48为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含化学生产的粉末聚合物颗粒(与机械生产的(例如，研磨的)聚合物颗粒相反)。
实施方案B-49为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含形状因子为100-140(球形和马铃薯形)(或120-140(例如，马铃薯形))的粉末聚合物颗粒。
实施方案B-50为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含压缩指数为1至50(或1至10、11至15、16至20、21至35或36至50)并且豪斯纳比为1.00至2.00(或1.00至1.11、1.12至1.18、1.19至1.25、1.26至1.50或1.51至2.00)的粉末聚合物颗粒。
实施方案B-51为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括热塑性聚合物。
实施方案B-52为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括熔体流动指数大于15克/10分钟、大于50克/10分钟或大于100克/10分钟，并且优选地熔体流动指数为至多200克/10分钟或至多150克/10分钟的聚合物。
实施方案B-53为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括玻璃化转变温度(Tg)为至少40℃、至少50℃、至少60℃或至少70℃的聚合物。
实施方案B-54为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括Tg为至多150℃、至多125℃、至多110℃、至多100℃或至多80℃的聚合物。
实施方案B-55为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述硬化涂层不具有任何可检测的Tg。
实施方案B-56为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括熔点为至少40℃并且至多300℃的结晶或半结晶聚合物。
实施方案B-57为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括选自聚丙烯酸(例如，溶液聚合的丙烯酸类聚合物、乳液聚合的丙烯酸类聚合物或它们的组合)、聚醚、聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯或它们的组合(即，它们的共聚物或混合物，诸如聚醚-丙烯酸酯共聚物)的聚合物。
实施方案B-58为根据实施方案B-57所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括选自聚丙烯酸、聚醚、聚烯烃、聚酯或它们的组合的聚合物。
实施方案B-59为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物包含一种或多种乙烯基聚合物。
实施方案B-60为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物包含聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物。
实施方案B-61为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物包含氟乙烯乙烯基醚(FEVE)聚合物。
实施方案B-62为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物包含丙烯酸类聚合物。
实施方案B-63为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含选自以下的一种或多种任选的添加剂：润滑剂、粘附促进剂、交联剂、催化剂、着色剂(例如，颜料或染料)、铁磁性颜料、脱气剂、均化剂、消光剂、润湿剂、表面活性剂、流动控制剂、热稳定剂、抗腐蚀剂、粘附促进剂、无机填料、金属干燥剂和它们的组合。
实施方案B-64为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物还包含掺入到所述硬化涂层中的一种或多种润滑剂。
实施方案B-65为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，所述方法还包括沉积粉末状润滑剂。
实施方案B-66为根据实施方案B-64或B-65所述的方法，其中按整个硬化涂层的总重量计，所述一种或多种润滑剂以至少0.1重量％、至少0.5重量％或至少1重量％的量存在于所述硬化涂层中或所述硬化涂层上。
实施方案B-66为根据实施方案B-63至B-65中任一项所述的方法，其中按所述整个硬化涂层的所述总重量计，所述一种或多种润滑剂以至多4重量％、至多3重量％或至多2重量％的量存在于所述硬化涂层中或所述硬化涂层上。
实施方案B-67为根据实施方案B-63至B-66中任一项所述的方法，其中所述润滑剂包括巴西棕榈蜡、合成蜡(例如，费托蜡)、聚四氟乙烯(PTFE)蜡、聚烯烃蜡(例如，聚乙烯(PE)蜡、聚丙烯(PP)蜡和高密度聚乙烯(HDPE)蜡)、酰胺蜡(例如，微粉化的乙烯-双硬脂酰胺(EBS)蜡)、它们的组合和它们的改性形式(例如，酰胺改性的PE蜡、PTFE改性的PE蜡等)。
实施方案B-68为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括初级聚合物颗粒的附聚物(即，簇)。
实施方案B-69为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含双酚A、双酚F和双酚S中的每一者。
实施方案B-70为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含除TMBPF以外的所有双酚化合物。
实施方案B-71为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含甲醛和含甲醛成分(例如，苯酚甲醛树脂)中的每一者。
实施方案B-72为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中当根据整体提取测试进行测试时，所述硬化的、优选地连续的粘附涂层包括小于50ppm、小于25ppm、小于10ppm或小于1ppm可提取物(如果有的话)。
实施方案B-73为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述硬化的、优选地连续的粘附涂层粘附到基材，诸如金属基材，根据粘附性测试，粘附等级为9级或10级，优选地为10级。
实施方案B-74为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述硬化的、优选地连续的粘附涂层不存在导致基材暴露的针孔和其他涂层缺陷。
实施方案B-75为根据前述实施方案B中任一项所述的方法，其中所述基材以卷材形式提供，并且所述方法是卷材涂覆方法。
实施方案B-76为根据实施方案B-1至B-75中任一项所述的方法，其中所述基材以片材形式提供，并且所述方法是片材涂覆方法。
实施方案B-77为一种涂覆的基材，所述涂覆的基材的表面有至少部分地涂覆有通过根据前述实施方案B中任一项所述的方法制备的涂层。
实施方案B-78为根据实施方案B-1至B-77中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述金属基材电接地，同时将所述多种粉末涂料组合物中的至少一种粉末涂料组合物引导至所述基材的所述至少一部分。
实施方案B-79为根据实施方案B-78所述的方法，其中所述方法包括在将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述金属基材的至少一部分之前，将所述多种粉末涂料组合物中的至少一种粉末涂料静电粘附到运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件；其中静电粘附所述至少一种粉末涂料组合物包括在将所述至少一种粉末涂料组合物静电粘附到所述运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件之前，将所述运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件电偏置到非零电压。
实施方案B-80为根据实施方案B-79所述的方法，其中第一沉积的粉末涂料组合物处于第一极性，并且所述方法还包括将所述第一沉积的粉末涂料组合物的所述第一极性改变为第二极性，以及将处于第二极性的第二涂料组合物施加到所述第一沉积的粉末涂料组合物。
实施方案C：图案化涂覆方法、系统和所得产物(包括图案化/粉末上涂覆粉末的涂 覆方法)
实施方案C-1为一种涂覆基材的方法，所述基材适用于形成涂覆的基材，所述方法包括：提供基材；提供基材粉末涂料组合物，其中所述粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些)；将所述粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分以形成图案化涂层；以及提供有效地使所述粉末涂料组合物在所述基材的至少一部分上形成硬化的粘附图案化涂层(其可以是连续的或不连续的)的条件，其中所述基材具有0.010英寸至0.025英寸的厚度。
实施方案C-2为根据实施方案C1所述的方法，其中所述硬化的粘附图案化涂层形成标记。
实施方案C-3为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物以不同的量沉积以在涂覆的表面上形成具有不同厚度的涂层。
实施方案C-4为根据前述实施方案C所述的方法，所述方法还包括在形成所述图案化涂层之前或之后，将不同的粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分以形成硬化的、优选地连续的粘附涂层，所述粘附涂层可以是图案化涂层或全面涂层。
实施方案C-5为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中：提供基材粉末涂料组合物包括提供多种基材粉末涂料组合物，其中每种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些)，并且所述多种基材粉末涂料组合物中的至少两种基材粉末涂料组合物是不同的；引导所述粉末涂料组合物包括将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分，使得至少一种粉末涂料组合物任选地沉积在另一种不同的粉末涂料组合物上以形成涂层；并且提供条件包括提供有效地使所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
实施方案C-6为根据实施方案C-4或C-5所述的方法，其中提供条件包括提供有效地使所述粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积不同的粉末涂料组合物的层之间形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
实施方案C-7为根据实施方案C-4或C-5所述的方法，其中提供有效条件包括提供有效地使所述粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积所有不同的粉末涂料组合物的层之后形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
实施方案C-8为根据实施方案C-4至C-5中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物具有不同的化学性质。
实施方案C-9为根据实施方案C-8所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物具有不同的颜色，并且所述方法导致彩色双色印刷。
实施方案C-10为根据实施方案C-9所述的方法，其中作为最外侧(即，顶部)涂层沉积的所述粉末涂料组合物形成透明涂层。
实施方案C-11为根据实施方案C-4至E-10中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物提供不同的功能。
实施方案C-12为根据实施方案C-11所述的方法，其中沉积第一粉末涂料组合物以提供相对软的柔性底漆层，并且在所述第一粉末涂料组合物上沉积第二粉末涂料组合物以提供相对硬的耐磨顶部涂层。
实施方案C-12为根据实施方案C-4至C-12中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物以不同的量沉积以形成具有不同厚度的涂层。
实施方案C-13为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中一种或多种粉末涂料组合物以形成纹理化表面的方式沉积。
实施方案C-14为根据实施方案C-1至C-12中任一项所述的方法，其中一种或多种粉末涂料组合物以形成光滑表面的方式沉积。
实施方案C-15为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述基材为经低温清洁的金属基材。
实施方案C-16为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，所述方法还包括在将所述粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分之前对所述基材进行低温清洁。
实施方案C-17为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述硬化的粘附图案化涂层的平均总厚度为至多50微米，优选地至多25微米(例如，至多20微米、至多15微米、至多10微米或至多5微米)。
实施方案C-18为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述硬化的粘附图案化涂层的平均总厚度或最小厚度为至少1微米(或至少2微米、至少3微米或至少4微米)。
实施方案C-19为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些)，所述粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至少2000道尔顿(或至少5,000道尔顿、至少10,000道尔顿或至少15,000道尔顿)的聚合物。
实施方案C-20为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至多10,000,000道尔顿(或至多1,000,000道尔顿、至多100,000道尔顿或至多20,00道尔顿)的聚合物。
实施方案C-21为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括多分散指数(Mw/Mn)小于4(或小于3、小于2或小于1.5)的聚合物。
实施方案C-22为根据实施方案C-19至C-21中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％或至少95重量％的量的所述聚合物。
实施方案C-23为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米(或小于20微米、小于15微米或小于10微米)的粒度分布。
实施方案C-24为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒具有D90小于25微米(或小于20微米、小于15微米或小于10微米)的粒度分布。
实施方案C-25为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％或至少90重量％的量的所述粉末聚合物颗粒。
实施方案C-26为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至多100重量％、至多99.99重量％、至多95重量％或至多90重量％的量的所述粉末聚合物颗粒。
实施方案C-27为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含与所述粉末聚合物颗粒接触的一种或多种电荷控制剂和/或能够与所述粉末聚合物颗粒接触或不接触的磁性载体颗粒。
实施方案C-28为根据实施方案C-27所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少0.01重量％、至少0.1重量％或至少1重量％的量的一种或多种电荷控制剂。
实施方案C-29为根据实施方案C-27或C-28所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至多10重量％、至多9重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多6重量％、至多5重量％、至多4重量％或至多3重量％的量的一种或多种电荷控制剂。
实施方案C-30为根据实施方案C-29至C-29中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂能使所述粉末聚合物颗粒有效地接受摩擦电荷以便于施加到基材。
实施方案C-31为根据实施方案C-27至C-30中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括粒度在亚微米范围内(例如，小于1微米、100纳米或更小、50纳米或更小或20纳米或更小)的颗粒。
实施方案C-32为根据实施方案C-27至C-31中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括亲水性热解法氧化铝颗粒、亲水性沉淀硅酸钠铝颗粒、金属羧酸盐和磺酸盐颗粒、季铵盐(例如，季铵硫酸盐或磺酸盐颗粒)、含有侧链季铵盐的聚合物、铁磁性颜料、过渡金属颗粒、亚硝胺或吖嗪染料、酞菁铜颜料、铬、锌、铝、锆、钙的金属络合物或它们的组合。
实施方案C-33为根据实施方案C-27至C-32中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括无机颗粒。
实施方案C-34为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中引导所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包括借助于电场或电磁场(例如，电场)或任何其他合适类型的施加场将所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物(优选地，摩擦带电的粉末涂料组合物)引导至所述基材的至少一部分。
实施方案C-35为根据实施方案C-34所述的方法，其中引导所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包括借助于电场将所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分。
实施方案C-36为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中将所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分包括：将所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物给料于一个或多个运输装置；以及借助于电场或电磁场将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述基材的至少一部分。所述一个或多个运输装置可包括运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件。
实施方案C-37为根据实施方案C-36所述的方法，其中从所述一个或多个运输装置引导所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包括借助于所述运输装置与所述基材之间的电场将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述基材的至少一部分。
实施方案C-38为根据实施方案C-36或C-37所述的方法，其中从所述一个或多个运输装置引导所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包括：借助于所述运输装置与一个或多个转移构件之间的电场将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述转移构件；以及将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个转移构件转移至所述基材的至少一部分。或者，借助于所述运输装置与一个或多个成像构件之间的电场将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述成像构件，并且借助于所述成像构件与所述转移构件之间的电场将所述粉末涂料组合物从所述一个或多个成像构件引导至所述一个或多个转移构件；以及将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个转移构件转移至所述金属基材的至少一部分。
实施方案C-39为根据实施方案C-38所述的方法，其中所述一个或多个转移构件包括半导电或绝缘聚合物带。
实施方案C-40为根据实施方案C-38或C-39所述的方法，其中将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个转移构件转移至所述基材的至少一部分包括施加热能或电力、静电力或机械力以实现所述转移。
实施方案C-41为根据实施方案C-36至C-40中任一项所述的方法，其中所述一个或多个运输装置包括磁性辊、聚合物导电辊、聚合物半导电辊、金属带、聚合物导电带或聚合物半导电带；并且所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物包含磁性载体颗粒。
实施方案C-42为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中提供有效地使所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物在所述基材的至少一部分上形成硬化涂层的条件包括将热能(例如，使用对流烘箱或感应线圈)、UV辐射、IR辐射或电子束辐射施加到所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物。
实施方案C-43为根据实施方案C-42所述的方法，其中提供条件包括施加热能。
实施方案C-44为根据实施方案C-43所述的方法，其中施加热能包括在至少100℃或至少177℃的温度下施加热能。
实施方案C-45为根据实施方案C-43或C-44所述的方法，其中施加热能包括在至多300℃或至多250℃的温度下施加热能。
实施方案C-46为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述基材包括钢、不锈钢、无锡钢(TFS)、电镀锌钢、镀锡钢、电解锡板(ETP)或铝。
实施方案C-47为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含化学生产的粉末聚合物颗粒(与机械生产的(例如，研磨的)聚合物颗粒相反)。
实施方案C-48为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含形状因子为100-140(球形和马铃薯形)(或120-140(例如，马铃薯形))的粉末聚合物颗粒。
实施方案C-49为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含压缩指数为1至50(或1至10、11至15、16至20、21至35或36至50)并且豪斯纳比为1.00至2.00(或1.00至1.11、1.12至1.18、1.19至1.25、1.26至1.50或1.51至2.00)的粉末聚合物颗粒。
实施方案C-50为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括热塑性聚合物。
实施方案C-51为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括熔体流动指数大于15克/10分钟、大于50克/10分钟或大于100克/10分钟，并且优选地熔体流动指数为至多200克/10分钟或至多150克/10分钟的聚合物。
实施方案C-52为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括玻璃化转变温度(Tg)为至少40℃、至少50℃、至少60℃或至少70℃的聚合物。
实施方案C-53为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括Tg为至多150℃、至多125℃、至多110℃、至多100℃或至多80℃的聚合物。
实施方案C-54为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述硬化涂层不具有任何可检测的Tg。
实施方案C-55为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括熔点为至少40℃并且至多300℃的结晶或半结晶聚合物。
实施方案C-56为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括选自聚丙烯酸、聚醚、聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯或它们的组合(即，它们的共聚物或混合物，诸如聚醚-丙烯酸酯共聚物)的聚合物。
实施方案C-57为根据实施方案C-56所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括选自聚丙烯酸、聚醚、聚烯烃、聚酯或它们的组合的聚合物。
实施方案C-58为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含选自以下的一种或多种任选的添加剂：润滑剂、粘附促进剂、交联剂、催化剂、着色剂(例如，颜料或染料)、铁磁性颜料、脱气剂、均化剂、消光剂、润湿剂、表面活性剂、流动控制剂、热稳定剂、抗腐蚀剂、粘附促进剂、无机填料、金属干燥剂和它们的组合。
实施方案C-59为根据实施方案C-58所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含掺入到所述硬化涂层中的一种或多种润滑剂。
实施方案C-60为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述图案化涂层上沉积粉末状润滑剂。
实施方案C-61为根据实施方案C-59或C-60所述的方法，其中按整个硬化涂层的总重量计，所述一种或多种润滑剂以至少0.1重量％、至少0.5重量％或至少1重量％的量存在于所述硬化涂层中或所述硬化涂层上。
实施方案C-62为根据实施方案C-59至C-61中任一项所述的方法，其中按所述整个硬化涂层的所述总重量计，所述一种或多种润滑剂以至多4重量％、至多3重量％或至多2重量％的量存在于所述硬化涂层中或所述硬化涂层上。
实施方案C-63为根据实施方案C-59至C-62中任一项所述的方法，其中所述润滑剂包括巴西棕榈蜡、合成蜡(例如，费托蜡)、聚四氟乙烯(PTFE)蜡、聚烯烃蜡(例如，聚乙烯(PE)蜡、聚丙烯(PP)蜡和高密度聚乙烯(HDPE)蜡)、酰胺蜡(例如，微粉化的乙烯-双硬脂酰胺(EBS)蜡)、它们的组合和它们的改性形式(例如，酰胺改性的PE蜡、PTFE改性的PE蜡等)。
实施方案C-64为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中粉末聚合物组合物中的一种或多种粉末聚合物组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括初级聚合物颗粒的附聚物(即，簇)。
实施方案C-65为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含双酚A、双酚F和双酚S中的每一者。
实施方案C-66为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含除TMBPF以外的所有双酚化合物。
实施方案C-67为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含甲醛和含甲醛成分(例如，苯酚甲醛树脂)中的每一者。
实施方案C-68为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中当根据整体提取测试进行测试时，所述硬化涂层包括小于50ppm、小于25ppm、小于10ppm或小于1ppm可提取物(如果有的话)。
实施方案C-69为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述硬化涂层粘附到基材，诸如金属基材，根据粘附性测试，粘附等级为9级或10级，优选地为10级。
实施方案C-70为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述硬化涂层不存在导致基材暴露的针孔和其他涂层缺陷。
实施方案C-71为根据前述实施方案C中任一项所述的方法，其中所述基材以卷材形式提供，并且所述方法是卷材涂覆方法。
实施方案C-72为根据实施方案C-1至C-71中任一项所述的方法，其中所述基材以片材形式提供，并且所述方法是片材涂覆方法。
实施方案C-73为一种图案涂覆的基材，所述图案涂覆的基材的表面有至少部分地涂覆有通过根据前述实施方案C中任一项所述的方法制备的涂层。
实施方案C-74为根据实施方案C中任一项所述的图案涂覆的基材，其中所述图案化涂层的至少一部分具有光泽表面。
实施方案C-75为根据前述实施方案C中任一项所述的图案涂覆的基材，其中所述图案化涂层的至少一部分具有无光泽表面。
实施方案C-76为一种基材，所述基材包括金属基材，所述金属基材的表面有至少部分地涂覆有通过根据实施方案C-1至C-75中任一项所述的方法制备的涂层。
实施方案D：制作基材的方法—全合一位置和/或在一个连续生产线或工艺中
实施方案D-1为一种在一个位置中和/或在一个连续生产线或工艺中制作包括涂覆的基材的制品的方法，所述方法包括：提供基材；提供基材粉末涂料组合物，其中所述粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些)；将所述粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分；提供有效地使所述粉末涂料组合物在所述基材的至少一部分上形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件；以及将至少部分涂覆的基材形成为制品的至少一部分。
实施方案D-2为根据实施方案D-1所述的方法，其中将所述粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分包括形成图案化涂层(如实施方案C中所述)。
实施方案D-3为根据实施方案D-1或D-2所述的方法，其中：提供基材粉末涂料组合物包括提供多种基材粉末涂料组合物，其中每种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些)，并且所述多种基材粉末涂料组合物中的至少两种基材粉末涂料组合物是不同的；引导所述粉末涂料组合物包括将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分，使得至少一种粉末涂料组合物任选地沉积在另一种不同的粉末涂料组合物上以形成涂层(如实施方案B中所述)；并且提供条件包括提供有效地使所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
实施方案D-4为根据实施方案D-3所述的方法，其中提供条件包括提供有效地使所述粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积不同的粉末涂料组合物的层之间形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
实施方案D-5为根据实施方案D-3所述的方法，其中提供有效条件包括提供有效地使所述粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积所有不同的粉末涂料组合物的层之后形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
实施方案D-6为根据实施方案D-3至D-5中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物具有不同的化学性质。
实施方案D-7为根据实施方案D-6所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物具有不同的颜色，并且所述方法导致彩色双色印刷。
实施方案D-8为根据实施方案D-7所述的方法，其中作为最外侧(即，顶部)涂层沉积的所述粉末涂料组合物形成透明涂层。
实施方案D-9为根据实施方案D-3至D-8中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物提供不同的功能。
实施方案D-10为根据实施方案D-9所述的方法，其中沉积第一粉末涂料组合物以提供相对软的柔性底漆层，并且在所述第一粉末涂料组合物上沉积第二粉末涂料组合物以提供相对硬的耐磨顶部涂层。
实施方案D-11为根据实施方案D-3至D-10中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物以不同的量沉积以形成具有不同厚度的涂层。
实施方案D-12为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述图案化涂层形成纹理化表面。
实施方案D-13为根据实施方案D-1至D-11中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物以形成光滑表面的方式沉积。
实施方案D-14为根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述图案化涂层形成标记。
实施方案D-15为根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述基材为经低温清洁的基材。
实施方案D-16为根据前述实施方案中任一项所述的方法，所述方法还包括在将所述粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分之前对所述基材进行低温清洁。
实施方案D-17为根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述硬化的粘附涂层的平均总厚度为至多100微米，或最大厚度为至多100微米。
实施方案D-18为根据实施方案D-17所述的方法，其中所述硬化的粘附涂层具有至多50微米，优选地至多25微米(例如，至多20微米、至多15微米、至多10微米或至多5微米)的平均厚度。
实施方案D-19为根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述硬化的粘附涂层具有至少1微米(或至少2微米、至少3微米或至少4微米)的平均厚度。
实施方案D-20为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的那些)，所述粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至少2000道尔顿(或至少5,000道尔顿、至少10,000道尔顿或至少15,000道尔顿)的聚合物。
实施方案D-21为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至多10,000,000道尔顿(或至多1,000,000道尔顿、至多100,000道尔顿或至多20,00道尔顿)的聚合物。
实施方案D-22为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括多分散指数(Mw/Mn)小于4(或小于3、小于2或小于1.5)的聚合物。
实施方案D-23为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％或至少95重量％的量的所述聚合物。
实施方案D-24为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米(或小于20微米、小于15微米或小于10微米)的粒度分布。
实施方案D-25为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒具有D90小于25微米(或小于20微米、小于15微米或小于10微米)的粒度分布。
实施方案D-26为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％或至少90重量％的量的所述粉末聚合物颗粒。
实施方案D-27为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至多100重量％、至多99.99重量％、至多95重量％或至多90重量％的量的所述粉末聚合物颗粒。
实施方案D-28为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含与所述粉末聚合物颗粒接触的一种或多种电荷控制剂。
实施方案D-29为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少0.01重量％、至少0.1重量％或至少1重量％的量的一种或多种电荷控制剂。
实施方案D-30为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至多10重量％、至多9重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多6重量％、至多5重量％、至多4重量％或至多3重量％的量的一种或多种电荷控制剂。
实施方案D-31为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂能使所述粉末聚合物颗粒有效地接受摩擦电荷以便于施加到基材。
实施方案D-32为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括粒度在亚微米范围内(例如，小于1微米、100纳米或更小、50纳米或更小或20纳米或更小)的颗粒。
实施方案D-33为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括亲水性热解法氧化铝颗粒、亲水性沉淀硅酸钠铝颗粒、金属羧酸盐和磺酸盐颗粒、季铵盐(例如，季铵硫酸盐或磺酸盐颗粒)、含有侧链季铵盐的聚合物、铁磁性颜料、过渡金属颗粒、亚硝胺或吖嗪染料、酞菁铜颜料、铬、锌、铝、锆、钙的金属络合物或它们的组合。
实施方案D-34为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括无机颗粒。
实施方案D-35为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中引导所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包括借助于电场或电磁场(例如，电场)或任何其他合适类型的施加场将所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物(优选地，摩擦带电的粉末涂料组合物)引导至所述基材的至少一部分。
实施方案D-36为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中引导所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包括借助于电场将所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分。
实施方案D-37为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中将所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分包括：将所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物给料于一个或多个运输装置；以及借助于电场或电磁场将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述基材的至少一部分。所述一个或多个运输装置可包括运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件。
实施方案D-38为根据实施方案D-37所述的方法，其中从所述一个或多个运输装置引导所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包括借助于所述运输装置与所述基材之间的电场将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述基材的至少一部分。
实施方案D-40为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中从所述一个或多个运输装置引导所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包括：借助于所述运输装置与一个或多个转移构件之间的电场将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述转移构件；以及将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个转移构件转移至所述基材的至少一部分。
实施方案D-41为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中所述一个或多个转移构件包括半导电或绝缘聚合物带。
实施方案D-42为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中将所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物从所述一个或多个转移构件转移至所述基材的至少一部分包括施加热能或电力、静电力或机械力以实现所述转移。
实施方案D-43为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中所述一个或多个运输装置包括磁性辊、聚合物导电辊、聚合物半导电辊、金属带、聚合物导电带或聚合物半导电带；并且所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物包含磁性载体颗粒。
实施方案D-44为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中提供有效地使所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物在所述基材的至少一部分上形成硬化的粘附涂层的条件包括将热能(例如，使用对流烘箱或感应线圈)、UV辐射、IR辐射或电子束辐射施加到所述粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物。
实施方案D-45为根据实施方案D-44所述的方法，其中提供条件包括施加热能。
实施方案D-46为根据实施方案D-44所述的方法，其中施加热能包括在至少100℃或至少177℃的温度下施加热能。
实施方案D-47为根据实施方案D-45或C-46所述的方法，其中施加热能包括在至多300℃或至多250℃的温度下施加热能。
实施方案D-48为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述基材包括钢、不锈钢、无锡钢(TFS)、镀锡钢、电解锡板(ETP)或铝。
实施方案D-49为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含化学生产的粉末聚合物颗粒(与机械生产的(例如，研磨的)聚合物颗粒相反)。
实施方案D-50为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含形状因子为100-140(球形和马铃薯形)(或120-140(例如，马铃薯形))的粉末聚合物颗粒。
实施方案D-51为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含压缩指数为1至50(或1至10、11至15、16至20、21至35或36至50)并且豪斯纳比为1.00至2.00(或1.00至1.11、1.12至1.18、1.19至1.25、1.26至1.50或1.51至2.00)的粉末聚合物颗粒。
实施方案D-52为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括热塑性聚合物。
实施方案D-53为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括熔体流动指数大于15克/10分钟、大于50克/10分钟或大于100克/10分钟，并且优选地熔体流动指数为至多200克/10分钟或至多150克/10分钟的聚合物。
实施方案D-54为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括玻璃化转变温度(Tg)为至少40℃、至少50℃、至少60℃或至少70℃的聚合物。
实施方案D-55为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括Tg为至多150℃、至多125℃、至多110℃、至多100℃或至多80℃的聚合物。
实施方案D-56为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述硬化涂层不具有任何可检测的Tg。
实施方案D-57为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括熔点为至少40℃并且至多300℃的结晶或半结晶聚合物。
实施方案D-58为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括选自聚丙烯酸、聚醚、聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯或它们的组合(即，它们的共聚物或混合物，诸如聚醚-丙烯酸酯共聚物)的聚合物。
实施方案D-59为根据实施方案D-58所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括选自聚丙烯酸(例如，溶液聚合的丙烯酸类聚合物、乳液聚合的丙烯酸类聚合物或它们的组合)、聚醚、聚烯烃、聚酯或它们的组合的聚合物。
实施方案D-60为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含选自以下的一种或多种任选的添加剂：润滑剂、粘附促进剂、交联剂、催化剂、着色剂(例如，颜料或染料)、铁磁性颜料、脱气剂、均化剂、消光剂、润湿剂、表面活性剂、流动控制剂、热稳定剂、抗腐蚀剂、粘附促进剂、无机填料、金属干燥剂和它们的组合。
实施方案D-61为根据实施方案D-60所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含掺入到所述硬化涂层中的一种或多种润滑剂。
实施方案D-62为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述图案化涂层上沉积粉末状润滑剂。
实施方案D-63为根据实施方案D-61或C-62所述的方法，其中按整个硬化涂层的总重量计，所述一种或多种润滑剂以至少0.1重量％、至少0.5重量％或至少1重量％的量存在于所述硬化涂层中或所述硬化涂层上。
实施方案D-64为根据实施方案D-61至C-63中任一项所述的方法，其中按所述整个硬化涂层的所述总重量计，所述一种或多种润滑剂以至多4重量％、至多3重量％或至多2重量％的量存在于所述硬化涂层中或所述硬化涂层上。
实施方案D-65为根据实施方案D-61至C-64中任一项所述的方法，其中所述润滑剂包括巴西棕榈蜡、合成蜡(例如，费托蜡)、聚四氟乙烯(PTFE)蜡、聚烯烃蜡(例如，聚乙烯(PE)蜡、聚丙烯(PP)蜡和高密度聚乙烯(HDPE)蜡)、酰胺蜡(例如，微粉化的乙烯-双硬脂酰胺(EBS)蜡)、它们的组合和它们的改性形式(例如，酰胺改性的PE蜡、PTFE改性的PE蜡等)。
实施方案D-66为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中粉末聚合物组合物中的一种或多种粉末聚合物组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括初级聚合物颗粒的附聚物(即，簇)。
实施方案D-67为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含双酚A、双酚F和双酚S中的每一者。
实施方案D-68为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含除TMBPF以外的所有双酚化合物。
实施方案D-69为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含甲醛和含甲醛成分(例如，苯酚甲醛树脂)中的每一者。
实施方案D-70为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中当根据整体提取测试进行测试时，所述硬化涂层包括小于50ppm、小于25ppm、小于10ppm或小于1ppm可提取物(如果有的话)。
实施方案D-71为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述硬化涂层粘附到基材，诸如基材，根据粘附性测试，粘附等级为9级或10级，优选地为10级。
实施方案D-72为根据前述实施方案D中任一项所述的方法，其中所述硬化涂层不存在导致基材暴露的针孔和其他涂层缺陷。
实施方案D-73为根据实施方案D中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述金属基材电接地，同时将所述多种粉末涂料组合物中的至少一种粉末涂料组合物引导至所述基材的所述至少一部分。
实施方案D-74为根据实施方案D-73所述的方法，其中所述方法包括在将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述金属基材的至少一部分之前，将所述多种粉末涂料组合物中的至少一种粉末涂料静电粘附到运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件；其中静电粘附所述至少一种粉末涂料组合物包括在将所述至少一种粉末涂料组合物静电粘附到所述运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件之前，将所述运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件电偏置到非零电压。
实施方案D-75为根据实施方案D-74所述的方法，其中第一沉积的粉末涂料组合物处于第一极性，并且所述方法还包括将所述第一沉积的粉末涂料组合物的所述第一极性改变为第二极性，以及将处于第二极性的第二涂料组合物施加到所述第一沉积的粉末涂料组合物。
测试方法
除非另有说明，否则可以利用以下测试方法。
粘附性测试
根据ASTM D 3359-17(2017)，测试方法B，使用SCOTCH 610胶带(可购自3MCompany,Saint Paul,MN)和由4道横向划痕和4道向下划痕(间隔约1mm-2mm)组成的晶格图案，对≤125微米厚的涂层进行粘附性测试。通常每个样品重复测试3次。粘附性以0-10的等级评定，其中等级“10”指示无粘附失效，等级“9”指示90％的涂层保持粘附，等级“8”表示80％的涂层保持粘附，依此类推。商业上可行的涂层通常需要9或10的粘附性等级。因此，在本文中，粘附性等级9或10，优选10被认为是粘附性的。
用于Tg的差示扫描量热法
将用于差示扫描量热法(“DSC”)测试的粉末组合物样品称重到标准样品盘中，并且使用标准DSC热-冷却-热方法进行分析。样品在-60℃下平衡，然后以20℃/分钟加热至200℃，冷却至-60℃，并且然后再次以20℃/分钟加热至200℃。由最后一次热循环的热谱图计算玻璃化转变温度。在转变的拐点处测量玻璃化转变。
通过凝胶渗透色谱法测定分子量
用于凝胶渗透色谱法(“GPC”)测试的样品通过首先将粉末聚合物溶解在合适的溶剂(例如，THF，如果对于给定的粉末聚合物合适的话)中来制备。然后通过GPC以及聚苯乙烯(“PS”)标准物的混合物分析此溶液的等分试样。在处理GPC运行并验证标准物之后计算样品的分子量。
柔韧性
当在10×放大倍数下观察时，固化的涂料组合物优选地具有4T或更高的柔韧性，更优选地至少2T或更高的柔韧性，并且最优选地至少1T或更高的柔韧性(即，当在10×放大倍数玻璃下观察1T试样时，没有可见的裂纹，当用#610透明胶带测试时，没有涂层剥落)。在ASTM D4145-83中提供了用于测量柔韧性的合适的测试方法，其中在用BONDERITE 1455SF预处理(Henkel International)处理的0.048cm厚的铝版上的干膜厚度为0.001651cm至0.001905cm。
耐候性
该测试通常使用未过滤的耐候测试仪，优选地碳弧未过滤的耐候测试仪执行，其中将该涂层暴露于未过滤的UV辐射并持续固定时间段(例如500小时、1000小时等)，其旨在模拟直接暴露于阳光数年，并且处于比常规加速气候测试(诸如QUV测试)更苛刻的条件下。不受理论的限制，具有特定粒度的玻璃片添加剂和第二涂层的最佳厚度的组合可组合以提供耐候性涂层。在一个方面，当经受1000小时的抗风化性测试时，本文所述的涂料组合物提供与常规涂料相当或甚至优于常规涂料的耐候性。
铅笔硬度测试
上述卷材涂层的硬度可使用根据ASTM D3363或其修改版的铅笔硬度测试进行测试。
耐洗涤剂性
耐洗涤剂性可使用诸如ASTM DD2248或其修改版的测试来确定。
耐水性
耐水性可使用诸如ASTM D870或其修改版的测试来确定。
耐腐蚀性
耐腐蚀性可使用诸如ASTM G85附录5或其修改版的测试来确定。
本文引用的专利、专利文献和公开案的完整公开内容通过引用整体并入本文，如同各自单独并入一样。在所撰写的本说明书与以引用方式并入本文的任何文献中的公开内容之间存在任何冲突或差异的情况下，将以撰写的本说明书为准。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对本公开的各种修改和更改对于本领域技术人员将变得显而易见。应当理解，本公开不旨在不适当地受到本文阐述的说明性实施方案和实施例的限制，并且此类实施例和实施方案仅以举例的方式呈现，本公开的范围旨在仅受到本文如下阐述的实施方案的限制。

Claims (82)

1.一种涂覆基材的方法，所述方法包括：
将多种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分，使得至少一种粉末涂料组合物(在硬化一种或多种不同的下面的粉末涂料组合物之前或之后)沉积在另一种粉末涂料组合物上；以及
提供有效地使所述多种粉末涂料组合物在所述基材的至少一部分上形成硬化的连续粘附涂层的条件；
其中每种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，喷雾干燥的粉末聚合物颗粒)，并且多种基材粉末涂料组合物中的至少两种基材粉末涂料组合物是不同的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基材是金属卷材。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基材是宽度为24英寸至72英寸的卷材。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供有效条件包括提供有效地使所述粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积不同的粉末涂料组合物的层之间形成硬化的连续粘附涂层的条件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供有效条件包括提供有效地使所述粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物在沉积所有所述不同的粉末涂料组合物的层之后形成硬化的、优选地连续的粘附涂层的条件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物具有不同的化学性质。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物具有不同的颜色，并且所述方法导致彩色双色印刷。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中作为最外侧(即，顶部)涂层沉积的所述粉末涂料组合物形成透明涂层。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物提供不同的功能。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中沉积第一粉末涂料组合物以提供相对软的柔性底漆层，并且在所述第一粉末涂料组合物上沉积第二粉末涂料组合物以提供相对硬的耐磨顶部涂层。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述不同的粉末涂料组合物以不同的量沉积以形成具有不同厚度的涂层。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物以形成纹理化表面的方式沉积。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物以形成光滑表面的方式沉积。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硬化的连续粘附涂层形成标记。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基材为经低温清洁的金属基材。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括在将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分之前，对所述基材进行低温清洁。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基材的平均厚度为250μm或更厚、300μm或更厚、350μm或更厚、400μm或更厚、450μm或更厚、500μm或更厚、600μm或更厚或700μm或更厚。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属基材的平均厚度为5mm或更薄、3mm或更薄、2mm或更薄、1.5mm或更薄、1.3mm或更薄、1mm或更薄、800μm或更薄、760μm或更薄、700μm或更薄、650μm或更薄或610μm或更薄。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硬化的粘附涂层的平均总厚度为至多100微米，或最大厚度为至多100微米。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硬化的粘附涂层的平均总厚度为至多50微米，优选地至多25微米(例如，至多20微米、至多15微米、至多10微米或至多5微米)。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硬化的粘附涂层的平均总厚度为至少1微米(或至少2微米、至少3微米或至少4微米)。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒(优选地，喷雾干燥的粉末聚合物颗粒)，所述粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至少2,000道尔顿(或至少5,000道尔顿、至少10,000道尔顿或至少15,000道尔顿)的聚合物。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括数均分子量为至多10,000,000道尔顿(或至多1,000,000道尔顿、至多100,000道尔顿或至多2,000道尔顿)的聚合物。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括多分散指数(Mw/Mn)小于4(或小于3、小于2或小于1.5)的聚合物。
25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％或至少95重量％的量的所述聚合物。
26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒具有D50小于25微米(或小于20微米、小于15微米或小于10微米)的粒度分布。
27.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒具有D90小于25微米(或小于20微米、小于15微米或小于10微米)的粒度分布。
28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％或至少90重量％的量的所述粉末聚合物颗粒。
29.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至多100重量％、至多99.99重量％、至多95重量％或至多90重量％的量的所述粉末聚合物颗粒。
30.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含与所述粉末聚合物颗粒接触的一种或多种电荷控制剂和/或能够与所述粉末聚合物颗粒接触或不接触的磁性载体颗粒。
31.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述金属基材电接地，同时将所述多种粉末涂料组合物中的至少一种粉末涂料组合物引导至所述基材的所述至少一部分。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述方法包括在将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至在所述金属基材的至少一部分之前，将所述多种粉末涂料组合物中的至少一种粉末涂料静电粘附到运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件；其中静电粘附所述至少一种粉末涂料组合物包括在将所述至少一种粉末涂料组合物静电粘附到所述运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件之前，将所述运输装置表面、成像构件和/或中间转移构件电偏置到非零电压。
33.根据权利要求32所述的方法，其中第一沉积的粉末涂料组合物处于第一极性，并且所述方法还包括将所述第一沉积的粉末涂料组合物的所述第一极性改变为第二极性，以及将处于第二极性的第二涂料组合物施加到所述第一沉积的粉末涂料组合物。
34.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至少0.01重量％、至少0.1重量％或至少1重量％的量的一种或多种电荷控制剂。
35.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含至多10重量％、至多9重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多6重量％、至多5重量％、至多4重量％或至多3重量％的量的一种或多种电荷控制剂。
36.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂能使所述粉末聚合物颗粒有效地接受摩擦电荷以便于施加到基材(例如，经由导电或半导电运输装置(例如，金属滚筒)，诸如本文所述的那些运输装置中的任一种运输装置)。
37.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括粒度在亚微米范围内(例如，小于1微米、100纳米或更小、50纳米或更小或20纳米或更小)的颗粒。
38.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括亲水性热解法氧化铝颗粒、亲水性沉淀硅酸钠铝颗粒、金属羧酸盐和磺酸盐颗粒、季铵盐(例如，季铵硫酸盐或磺酸盐颗粒)、含有侧链季铵盐的聚合物、铁磁性颜料、过渡金属颗粒、亚硝胺或吖嗪染料、酞菁铜颜料、铬、锌、铝、锆、钙的金属络合物或它们的组合。
39.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一种或多种电荷控制剂包括无机颗粒。
40.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中引导所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物包括借助于电场或电磁场(例如，电场)或任何其他合适类型的施加场将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物(优选地，摩擦带电的粉末涂料组合物)引导至所述基材的至少一部分。
41.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中引导所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物包括借助于电场或电磁场将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分。
42.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物引导至所述基材的至少一部分包括：将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物给料于一个或多个运输装置；以及借助于电场或电磁场将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述基材的至少一部分。
43.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从所述一个或多个运输装置引导所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物包括借助于所述一个或多个运输装置与所述基材之间的电场将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述基材的至少一部分。
44.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从所述一个或多个运输装置引导所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物包括：借助于所述一个或多个运输装置与一个或多个转移构件之间的电场，将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从所述一个或多个运输装置引导至所述一个或多个转移构件；以及将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从所述一个或多个转移构件转移至所述基材的至少一部分。
45.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一个或多个转移构件包括半导电或绝缘聚合物带。
46.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述多种粉末涂料组合物中的每一种粉末涂料组合物从所述一个或多个转移构件转移至所述基材的至少一部分包括施加热能或电力、静电力或机械力以实现所述转移。
47.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一个或多个运输装置包括磁性辊、聚合物导电辊、聚合物半导电辊、金属带、聚合物导电带或聚合物半导电带；并且所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含磁性载体颗粒。
48.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供有效地使所述多种粉末涂料组合物在所述金属基材的至少一部分上形成硬化涂层的条件包括将热能(例如，使用对流烘箱或感应线圈)、UV辐射、IR辐射或电子束辐射施加到所述多种粉末涂料组合物。
49.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供条件包括施加热能。
50.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中施加热能包括在至少100℃或至少177℃的温度下施加热能。
51.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中施加热能包括在至多300℃或至多250℃的温度下施加热能。
52.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基材包括热轧钢、冷轧钢、热浸镀锌钢、电镀锌钢、铝、锡板、各种等级的不锈钢和铝锌合金涂层钢板(例如，铝锌合金镀层钢板)。
53.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含化学生产的粉末聚合物颗粒，诸如通过喷雾干燥或有限聚结生产的颗粒(与机械生产的(例如，研磨的)聚合物颗粒相反)。
54.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含形状因子为100-140(球形和马铃薯形)(或120-140(例如，马铃薯形))的粉末聚合物颗粒。
55.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含压缩指数为1至50(或1至10、11至15、16至20、21至35或35至50)并且豪斯纳比为1至50(或1至10、11至15、16至20、21至35或35至50)的粉末聚合物颗粒。
56.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括热塑性聚合物。
57.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括熔体流动指数大于15克/10分钟、大于50克/10分钟或大于100克/10分钟，并且优选地熔体流动指数为至多200克/10分钟或至多150克/10分钟的聚合物。
58.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括玻璃化转变温度(Tg)为至少40℃、至少50℃、至少60℃或至少70℃的聚合物。
59.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括Tg为至多150℃、至多125℃、至多110℃、至多100℃或至多80℃的聚合物。
60.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硬化涂层不具有任何可检测的Tg。
61.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括熔点为至少40℃并且至多300℃的结晶或半结晶聚合物。
62.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括选自聚丙烯酸、聚醚、聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯或它们的组合(即，它们的共聚物或混合物，诸如聚醚-丙烯酸酯共聚物)的聚合物。
63.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括选自聚丙烯酸、聚醚、聚烯烃、聚酯或它们的组合的聚合物。
64.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物包含一种或多种乙烯基聚合物。
65.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物包含聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物。
66.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物包含氟乙烯乙烯基醚(FEVE)聚合物。
67.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的所述一种或多种粉末涂料组合物包含丙烯酸类聚合物。
68.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含选自以下的一种或多种任选的添加剂：润滑剂、粘附促进剂、交联剂、催化剂、着色剂(例如，颜料或染料)、铁磁性颜料、脱气剂、均化剂、消光剂、润湿剂、表面活性剂、流动控制剂、热稳定剂、抗腐蚀剂、粘附促进剂、无机填料、金属干燥剂和它们的组合。
69.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物还包含掺入到所述硬化涂层中的一种或多种润滑剂。
70.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括沉积粉末状润滑剂。
71.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中按整个硬化涂层的总重量计，所述一种或多种润滑剂以至少0.1重量％、至少0.5重量％或至少1重量％的量存在于所述硬化涂层中或所述硬化涂层上。
72.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中按所述整个硬化涂层的所述总重量计，所述一种或多种润滑剂以至多4重量％、至多3重量％或至多2重量％的量存在于所述硬化涂层中或所述硬化涂层上。
73.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述润滑剂包括巴西棕榈蜡、合成蜡(例如，费托蜡)、聚四氟乙烯(PTFE)蜡、聚烯烃蜡(例如，聚乙烯(PE)蜡、聚丙烯(PP)蜡和高密度聚乙烯(HDPE)蜡)、酰胺蜡(例如，微粉化的乙烯-双硬脂酰胺(EBS)蜡)、它们的组合和它们的改性形式(例如，酰胺改性的PE蜡、PTFE改性的PE蜡等)。
74.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物包含粉末聚合物颗粒，所述粉末聚合物颗粒包括初级聚合物颗粒的附聚物(即，簇)。
75.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含双酚A、双酚F和双酚S中的每一者。
76.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含除TMBPF以外的所有双酚化合物。
77.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种粉末涂料组合物中的一种或多种粉末涂料组合物基本上不含甲醛和含甲醛成分(例如，苯酚-甲醛树脂)中的每一者。
78.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硬化的连续粘附涂层粘附到基材，诸如金属基材，根据粘附性测试，粘附等级为9级或10级，优选地为10级。
79.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硬化的连续粘附涂层不不存在导致基材暴露的针孔和其他涂层缺陷。
80.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基材以卷材形式提供，并且所述方法是卷材涂覆方法。
81.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基材以片材形式提供，并且所述方法是片材涂覆方法。
82.一种涂覆的基材，所述涂覆的基材的表面有至少部分地涂覆有通过根据前述权利要求中任一项所述的方法制备的涂层。
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