CN117460791A - 用于热敏型基材的多组分粉末涂层组合物和方法 - Google Patents

Abstract

经涂覆的基材和方法可以包括形成涂层组合物的多种组分。每种组分可以独立地包括成膜树脂、交联剂、催化剂和/或消光剂。所述多组分涂层组合物可以在低温下固化并且可以改变固化涂层的光泽度值。

Description

用于热敏型基材的多组分粉末涂层组合物和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年6月18日提交的美国临时专利申请第63/202,635号以及于2021年8月26日提交的美国临时专利申请第63/237,159号的优先权，所述两个美国临时专利申请出于所有目的通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于热敏型基材的多组分粉末涂层组合物以及用于制备和使用所述多组分粉末涂层组合物的方法。

背景技术

将粉末涂层施涂于基材以便提供包含保护和装饰特性在内的多种特性。粉末涂层通常包括挤出的热塑性或热固性聚合物，所述聚合物然后被研磨或碾磨成粉末。然后通常将粉末静电施涂于基材，并且然后用热辐射或UV辐射固化以形成涂层。取决于涂层和基材，粉末涂层通常在约200℃的温度下固化约10-15分钟。然而，一些基材(例如，木材、聚合物)对热具有敏感性，并且当暴露于高温时可能翘曲、熔融或降解。另外，许多涂层组合物通常仅被配置成提供一种类型的饰面(哑光、光泽等)，并且实现某些饰面通常还需要高温。

需要的是改进上述情况。

发明内容

本公开提供了包括多组分涂层组合物的粉末涂层组合物和方法。所述粉末涂层组合物的每种组分可以独立地包括成膜树脂、交联剂、催化剂和消光剂中的至少一者。所述粉末涂层组合物可以在相对较低的温度(例如，低于200℃)下固化。此外，可以改变固化条件和粉末组合物以改变固化涂层的光泽度值。

本公开提供了一种粉末涂层体系，所述粉末涂层体系包含：第一组分(A)和第二组分(B)，所述第一组分包含第一成膜树脂和交联剂，所述第二组分包含第二成膜树脂和消光剂，其中所述组分(A)和(B)中的至少一个另外包括催化剂，基于相应组分的总重量，所述催化剂以至少3wt.％的量存在。

本公开还提供了一种涂覆基材的方法，所述方法包含：使第一组分(A)与第二组分(B)接触以形成涂层，其中组分(A)包括第一成膜树脂和交联剂，并且组分(B)包括第二成膜树脂和消光剂；将所述涂层施涂于基材；以及在低于130℃(266℉)的温度下加热所述基材上的所述涂层，持续小于10分钟以形成固化涂层。

本公开进一步提供了一种粉末涂层体系，所述粉末涂层体系包含：第一组分(A)和第二组分(B)，所述第一组分包含第一成膜树脂和交联剂，所述第二组分包含第二成膜树脂和消光剂；其中基于所述粉末涂层体系的总重量，所述第二成膜树脂以大于4wt.％的量存在。

附图说明

图1是涂覆基材的方法的流程图。

具体实施方式

本公开提供了包含消光剂的多组分粉末涂层组合物以及使用所述组合物、制备所述组合物和/或将所述组合物施涂于基材的方法。所述涂层组合物还可以包括成膜树脂和交联剂。固化的涂层组合物的光泽度值可以通过改变固化条件和/或通过改变涂层组合物内的组分来改变。可以通过使基材的至少一部分与多组分涂层组合物接触并且使所述组合物固化以形成涂层来涂覆基材。固化可以在低温下进行。

I.定义：

出于以下详细描述的目的，应当理解，除非明确相反地指出，否则本发明可以采取各种替代变体和步骤顺序。此外，除了在任何操作实例中或在另有指示的情况下以外，表达例如本说明书和权利要求中所使用的成分的数量的所有数字应被理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。例如，涂层厚度、组分的重量百分比或添加的组分的量所提供的数字范围应解释为由术语“约”修饰。因此，除非相反地指出，否则在以下说明书和所附权利要求中所阐述的数值参数是可以根据将通过本发明获得的期望特性而改变的近似值。至少，并且不试图将等同原则的应用限制于权利要求书的范围，每个数值参数应至少根据所报告的有效数字的数量并且通过应用普通的舍入技术来解释。

尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实例中阐述的数值是尽可能精确地报告的。然而，任何数值都固有地含有由在其相应的测试测量结果中发现的标准差必然造成的某些误差。

而且，应当理解，本文所述的任何数值范围旨在包含纳入其中的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包含陈述的最小值1与陈述的最大值10之间的所有子范围(并且包含所述最大值和所述最小值)，即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。

除非另外具体说明，否则单数的使用包含复数并且复数涵盖单数。另外，除非另外具体说明，否则“或”的使用意味着“和/或”，即使在某些情况下可以明确地使用“和/或”。

术语“聚合物”是指低聚物、均聚物(例如，由一种单体制备)、共聚物(例如，由至少两种单体制备)、三元共聚物(例如，由至少三种单体制备)和接枝聚合物。

“消光剂”是指与不含消光剂的相同涂层相比被配置成在固化时降低涂层组合物的光泽度值的任何化合物或化合物的混合物。

“成膜树脂”是指在去除组合物中存在的任何稀释剂或载体时和/或在固化时可以在基材的至少水平表面上形成自支撑连续膜的树脂。术语“树脂”与“聚合物”在此处可互换使用。

“催化剂”是指增加一种或多种反应性组分的反应速率的材料。

“交联剂”是指包括两个或更多个与其它官能团具有反应性的官能团并且能够通过化学键连接两个或更多个单体或聚合物的分子。

II.基材

本公开涉及使基材的至少一部分与多组分粉末涂层组合物接触并且使所述组合物固化以形成涂层。

根据本公开的基材可以选自各种基材和其组合。基材的非限制性实例包含运载工具以及汽车基材、工业基材、船舶基材和组件(如轮船、船只以及岸上和近海设施)、储罐、包装基材、航空航天组件、木地板和家具、紧固件、盘绕的金属、热交换器、通风口、挤出件、屋顶、车轮、炉栅、皮带、输送机、谷物或种子筒仓、金属丝网、螺栓或螺母、筛网或栅格、HVAC设备、框架、罐、绳索、电线、服装、电子组件(包含外壳和电路板)、玻璃、运动设备(包含高尔夫球)、体育馆、建筑物、桥梁、容器(如食物和饮料容器)等。如本文所使用的，“运载工具”或其变型包含但不限于民用、商用和军用飞行器，和/或陆地运载工具，如飞机、直升机、汽车、摩托车和/或卡车。基材的形状可以呈片材、板、条、杆的形式或任何期望的形状。

包含先前所描述的基材中的任何基材在内的基材可以是金属的或非金属的。金属基材包含但不限于锡、钢、冷轧钢、热轧钢、涂覆有锌金属的钢、锌化合物、锌合金、电镀锌钢、热浸镀锌钢、镀锌退火钢、铝锌合金镀层、镀锌合金的钢、不锈钢、锌铝镁合金涂覆的钢、锌铝合金、铝、铝合金、镀铝钢、镀铝合金钢、涂覆有锌铝合金的钢、镁、镁合金、镍、镀镍、青铜、马口铁、覆层、钛、黄铜、铜、银、金、3D打印金属、铸造或锻造金属和合金或其组合。

非金属基材包含聚合物、塑料、聚酯、聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚(萘二甲酸乙二醇酯)、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、EVOH、聚乳酸、其它“绿色”聚合物基材、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚碳酸酯、工程化聚合物如聚(醚醚酮)(PEEK)、聚碳酸酯丙烯丁二烯苯乙烯(PC/ABS)、聚酰胺、木材、薄板、木材复合材料、刨花板、中密度纤维板、水泥、石材、玻璃、纸、硬纸板、纺织品、合成和天然皮革、复合材料基材如玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料、3D打印聚合物和复合材料等。

III.任选的表面涂层

在施涂粉末涂层组合物之前可以用任选的表面涂层涂覆基材，并且粉末涂层组合物可以接触表面涂层。表面涂层可以提高粉末涂层组合物在基材上的覆盖率或粘附性。表面涂层也可以称为“第一材料”以及“底漆”或“底漆涂层”。在施涂涂层组合物之前用表面涂层涂覆基材的实施例中，涂层组合物可以被称为外涂层。涂层组合物本身或与表面涂层、基材和/或任何另外的涂层组合物或层组合的涂层组合物可以被称为涂层体系。

表面涂层可以被选择以与涂层组合物和/或基材互相作用。如本文所使用的，术语“相互作用”及其变型是指表面涂层作用于或影响涂层组合物和/或基材的任何方面的能力，所述方面包含例如其固化、物理/化学特性、性能、外观等，并且还涵盖化学键合。表面涂层可以包括催化涂层组合物的固化的催化剂、与涂层组合物的至少一种组分具有反应性的组分和/或影响外涂层在基材之上的流动的流变改性剂。

如本文所使用的，“催化剂”是指增加一种或多种反应性组分的反应速率的材料。因此，表面涂层可以包括催化剂，所述催化剂增加形成粘结剂的成膜树脂和任选的交联剂的反应速率，从而催化外涂层的固化。因此，用作表面涂层的全部或部分的催化剂可以基于外涂层中使用的组分来进行选择。

表面涂层可以包括与外涂层的至少一种组分具有反应性的组分。例如，表面涂层可以包括与外涂层中使用的成膜树脂和/或交联剂和/或外涂层中的粘结剂具有反应性的组分。此类反应性组分的非限制性实例包含交联剂、如成膜树脂等树脂、反应性稀释剂、单体或其任何组合。

应当理解，选择在表面涂层中使用的交联剂、树脂、反应性稀释剂和单体的官能团和类型以与外涂层的一种或多种组分的官能团反应。例如，如下文进一步讨论的，外涂层可以包括羟基官能成膜树脂，并且表面涂层可以包括与羟基官能团具有反应性的交联剂如例如，噁唑啉官能交联剂、聚碳化二亚胺官能交联剂、异氰酸酯或封闭异氰酸酯官能交联剂、氨基塑料交联剂或其任何组合。其它非限制性实例包含包括羧酸官能成膜树脂的外涂层和包括环氧交联剂、β-羟基烷基酰胺交联剂、羟基烷基脲交联剂和/或甘脲的表面涂层。

表面涂层，其可以包括催化剂、反应性组分和/或流变改性剂，可以呈固体或液体形式。表面涂层还可以分散或溶解在水性或非水性液体介质中。分散体和溶液可以包括另外的组分，包含但不限于表面活性剂和表面活性剂增溶剂。应进一步理解，粉末涂层组合物还可以包含与表面涂层的催化剂、反应性组分和/或流变改性剂不同的催化剂、如交联剂等反应性组分和/或流变改性剂。

如本文所使用的，“非水性介质”是指基于液体介质的总重量，包括少于50重量％的水的液体介质。基于液体介质的总重量，此类非水性液体介质可以包括少于40重量％的水、或少于30重量％的水、或少于20重量％的水、或少于10重量％的水或少于5％的水。构成50重量％或更多的液体介质的溶剂包含有机溶剂。合适的有机溶剂的非限制性实例包含极性有机溶剂，例如，质子有机溶剂，如乙二醇、乙二醇醚醇、醇；以及酮、乙二醇二醚、酯和二酯。有机溶剂的其它非限制性实例包含芳香族烃和脂肪族烃。

IV.粉末涂层组合物

如本文所描述的粉末涂层组合物通常包括成膜树脂、交联剂和消光剂。这些化合物中的每一种都可以分离成涂层组合物的不同组分。所述涂层组合物可以包括粉末外涂层，如本文所使用的，所述粉末外涂层是指以固体颗粒形式体现的外涂层。本文所使用的涂层组合物通常包括粉末涂层，但是为了简单起见，可以简称为“涂层组合物”或“涂层”。所述涂层组合物还可以包括液体外涂层，所述液体外涂层可以通过熔融或以其它方式液化粉末外涂层而形成。可以使所述涂层组合物固化以在基材上形成涂层。所述涂层组合物的多个层可以用于形成多层涂层。

所述涂层组合物通常包括多种组分，例如混合以形成涂层组合物的组分“A”和组分“B”。所述涂层组合物可以具有两种或更多种组分。当每种组分都是固体或粉末时可能会发生混合，并且在固体混合时，所述组分可能不会相互反应。在固化时，组分可以熔融并且作为液体混合在一起，这可能引发涂层组合物的交联和固化以形成固化涂层。只要没有达到软化或玻璃化转变温度(Tg)，涂层组合物也可以被储存不确定的时间量，如下所讨论的。

每种组分可以独立地包括成膜树脂、交联剂、催化剂、消光剂和其它添加剂(例如，流平剂、着色剂、稳定剂、脱气剂、抗氧化剂、硬化剂、蜡等)。例如，组分A可以包括第一成膜树脂和消光剂，组分B可以包括第二成膜树脂和交联剂，并且所述组分A和B中的每一者可以独立地包括催化剂和其它添加剂。标签“A”和“B”并不意味着赋予组分任何顺序或优先级，而是仅用于区分各种组分。公开为存在于组分“A”中的任何化合物或添加剂可以另外地或可替代地存在于组分“B”中，并且反之亦然。如本文所描述的任何化合物负载、重量百分比或比率可以是相对于化合物被最初发现的单独组分或相对于整个涂层组合物。

涂层组合物的组分可以以任何比率存在。例如，组分A和B可以分别以X:Y的重量比存在，其中X和Y可以各自独立地为0.5、0.75、1、1.25、1.5、1.75、2、2.25、2.5、2.75、3、3.25、3.5、3.75、4、4.5或5或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，组分A与B的比率可以为1:3至3:1、2:5至5:2、1:2至2:1、2:3至3:2或4:5至5:4。

本文中的涂层组合物可以包括一种或多种组分中的粘结剂或成膜树脂。进一步地，“粘结剂”是指在固化时将所有涂层组合物组分保持在一起的组成材料。粘结剂可以包括可以用于形成涂层的一种或多种成膜树脂。如本文所使用的，“成膜树脂”是指在去除组合物中存在的任何稀释剂或载体时和/或在固化时可以在基材的至少水平表面上形成自支撑连续膜的树脂。术语“树脂”与“聚合物”在此处可互换使用。成膜树脂可以作为液体或作为固体掺入到粉末涂层组合物的组分中。

用于本公开的涂层组合物可以包含本领域已知的任何各种热固性粉末组合物。如本文所使用的，术语“热固性”是指在固化或交联时不可逆地“固化”的组合物，其中聚合物组分的聚合物链通过共价键连接在一起。此特性通常与例如由热或辐射引起的组合物成分的交联反应相关联。一旦固化，热固性树脂在加热时将不会熔融并且不溶于溶剂。用于本公开的涂层组合物还可以包含热塑性粉末组合物。如本文所使用的，术语“热塑性”是指包含未通过共价键连接的聚合物组分并且因此可以在加热时进行液体流动的组合物。

合适的成膜树脂的非限制性实例包含(甲基)丙烯酸酯树脂、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚硅氧烷、环氧树脂、乙烯基树脂、其共聚物以及其组合。如本文所使用的，“(甲基)丙烯酸酯”和类似术语是指丙烯酸酯和对应的甲基丙烯酸酯两者。此外，成膜树脂可以具有各种官能团中的任何一种，包含但不限于羧酸基、胺基团、环氧基、羟基、硫醇基、氨基甲酸酯基团、酰胺基团、脲基、异氰酸酯基团(包含封闭异氰酸酯基团)以及其组合。

涂层组合物可以包括任何数量的成膜树脂，例如一种成膜树脂或两种或更多种成膜树脂。基于涂层组合物的总重量或基于涂层组合物的一种组分的重量，任何特定的成膜树脂或任何成膜树脂组合可以以下述量存在于涂层组合物中：至少1wt.％、至少2wt.％、至少3wt.％、至少4wt.％、至少5wt.％、至少6wt.％、至少7wt.％、至少8wt.％、至少9wt.％、至少10wt.％、至少15wt.％、至少20wt.％、至少25wt.％、至少30wt.％、至少35wt.％、至少40wt.％、至少45wt.％、至少50wt.％、至少55wt.％、至少60wt.％、至少65wt.％、至少70wt.％、至少75wt.％、至少80wt.％、至少85wt.％、至少90wt.％或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，基于涂层组合物的总重量或基于涂层组合物的一种组分的重量，任何特定的成膜树脂或成膜树脂组合可以以下述量存在于涂层组合物中：1wt.％至90wt.％、4wt.％至90wt.％、4wt.％至80wt.％、4wt.％至70wt.％、4wt.％至60wt.％、4wt.％至50wt.％、4wt.％至40wt.％、4wt.％至30wt.％、4wt.％至25wt.％、4wt.％至20wt.％、4wt.％至15wt.％、4wt.％至10wt.％、10wt.％至70wt.％、20wt.％至70wt.％、30wt.％至70wt.％、30wt.％至60wt.％或20wt.％至50wt.％。

在一些实施例中，涂层组合物的不同组分包括不同的成膜树脂。例如，组分A可以包括第一成膜树脂，并且组分B可以包括不同的第二成膜树脂。另外，任一组分可以包括在其它组分中不存在的成膜树脂。例如，组分A可以包括固态树脂和液态树脂，并且组分B可以仅包括固态树脂。

涂层组合物可以包括在一种或多种组分中的交联剂，所述交联剂可以选自本领域已知的任何交联剂，以与涂层组合物中使用的一种或多种成膜树脂的官能团反应。如本文所使用的，术语“交联剂”是指包括两个或更多个与其它官能团具有反应性的官能团并且能够通过化学键连接两个或更多个单体或聚合物的分子。可替代地，形成涂层组合物的粘结剂的成膜树脂可以具有自身反应性官能团；以此方式，此类树脂是自交联的。

交联剂的非限制性实例包含酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯、β-羟基(烷基)酰胺、烷基化氨基甲酸酯、(甲基)丙烯酸酯、异氰酸酯、封端的异氰酸酯、多元酸、酸酐、有机金属酸-功能材料、多胺、聚酰胺、氨基塑料、碳二亚胺、噁唑啉以及其组合。

基于涂层组合物的总重量或基于涂层组合物的一种组分的重量，任何特定的交联剂或任何交联剂组合可以以下述量存在于涂层组合物中：至少0.1wt.％、至少0.5wt.％、至少1wt.％、至少2wt.％、至少3wt.％、至少4wt.％、至少5wt.％、至少6wt.％、至少7wt.％、至少8wt.％、至少9wt.％、至少10wt.％、至少15wt.％、至少20wt.％、至少25wt.％或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，基于涂层组合物的总重量或基于涂层组合物的一种组分的重量，任何交联剂或交联剂组合可以以下述量存在：0.5wt.％至10wt.％、0.5wt.％至8wt.％、0.5wt.％至6wt.％、0.5wt.％至5wt.％、1wt.％至5wt.％、1wt.％至4wt.％或1wt.％至2wt.％。

涂层组合物可以包括一种或多种组分中的消光剂。如本文所使用的，“消光剂”是指与不含消光剂的相同涂层相比被配置成在固化时降低涂层组合物的光泽度值的任何化合物或化合物混合物。

通常，消光剂可以通过一种机制或两种机制一起来操作以降低涂层的光泽度值。在第一种机制中，消光剂呈蜡或蜡状物质的形式，其不与粘结剂/成膜体系反应，而是在固化时向涂层的表面迁移、流动或浓缩以降低光泽度。在第二种机制中，如本文所描述的消光剂包含官能团，如酸基，所述官能团与粘结剂/成膜体系反应以在粘结剂/成膜体系中产生化学破坏以降低光泽度。

消光剂的非限制性实例包含丙烯酸树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)丙烯酸树脂、氨基单盐、聚羧酸和苯乙烯-马来酸酐共聚物。进一步地，如上所述，消光剂可以具有各种官能团中的任何一种，所述官能团包含但不限于酸基、羧酸基、胺基团、环氧基、羟基、硫醇基、氨基甲酸酯基团、酰胺基团、脲基、异氰酸酯基团(包含封闭异氰酸酯基团)以及其组合。官能化消光剂的一个实例是酸或羧基官能丙烯酸树脂。消光剂上的官能团可以被配置成与涂层组合物内的成膜树脂或其它组分反应或以其它方式相互作用。

消光剂可以呈固体形式，如粉末或颗粒形式。

成膜树脂和/或消光剂的软化或熔融温度可以允许涂层组合物在较低温度下固化。例如，成膜树脂和/或消光剂的软化温度可以低于175℃、低于150℃、低于140℃、低于130℃、低于125℃、低于120℃、低于115℃、低于110℃、低于100℃、低于95℃、低于90℃、低于85℃、低于80℃、低于75℃、低于70℃、低于65℃、低于60℃或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，成膜树脂和/或消光剂的软化温度可以为65℃至130℃、65℃至100℃、65℃至90℃、65℃至85℃、65℃至80℃、70℃至85℃、75℃至85℃、100℃至140℃、110℃至140℃、110℃至120℃、110℃至130℃或115℃至130℃。在一些实施例中，成膜树脂的软化温度或玻璃化转变温度(Tg)低于消光剂的软化温度或玻璃化转变温度。换句话说，消光剂的软化温度或玻璃化转变温度(Tg)高于成膜树脂的软化温度或玻璃化转变温度。

基于涂层组合物的总重量或基于涂层组合物的一种组分的重量，任何消光剂或任何消光剂组合可以以下述量存在于涂层组合物中：至少1wt.％、至少2wt.％、至少3wt.％、至少4wt.％、至少5wt.％、至少6wt.％、至少7wt.％、至少8wt.％、至少9wt.％、至少10wt.％、至少15wt.％、至少20wt.％、至少25wt.％、至少30wt.％、至少35wt.％、至少40wt.％、至少45wt.％、至少50wt.％、至少55wt.％、至少60wt.％或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，消光剂可以以下述量存在于涂层组合物中：1wt.％至60wt.％、1wt.％至50wt.％、1wt.％至40wt.％、5wt.％至40wt.％、10wt.％至40wt.％、10wt.％至30wt.％、10wt.％至20wt.％、10wt.％至15wt.％、10wt.％至50wt.％、20wt.％至50wt.％、25wt.％至50wt.％、25wt.％至40wt.％或25wt.％至35wt.％。

涂层组合物也可以包括一种或多种组分中的催化剂。催化剂还可以被称为“固化催化剂”，其例如使下文所讨论的环氧组分、丙烯酸组分和交联组分之间的牢固形成反应固化。合适的催化剂可以是本领域中任何已知的催化剂。催化剂的非限制性实例包含：叔胺，如二氮杂双环[2.2.2]辛烷和1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、1-乙基-3-二乙氧膦酰硫胆碱、1-乙基-3-甲基-3-二乙氧膦酰硫胆碱-1-氧化物、1-乙基-3-甲基-3-二乙氧膦酰硫胆碱-1-硫化物、1-乙基-3-甲基-二乙氧膦酰硫胆碱、1-乙基-3-甲基-二乙氧膦酰硫胆碱-1-氧化物、3-甲基-1-苯基-3-二乙氧膦酰硫胆碱-1-氧化物和双环萜烷基或烃基芳基氧化膦或莰烯苯基氧化膦、二乙氧膦酰硫胆碱、双酚A、双酚A二缩水甘油醚、双酚F、咪唑或任何衍生物或其组合。催化剂的其它实例包含：咪唑、经取代的咪唑、或咪唑或经取代的咪唑与环氧树脂或其季铵盐的加合物以及任何前述材料的混合物，包含例如，使用了2-甲基咪唑的经取代的咪唑。另一种合适的经取代的咪唑是2-苯基咪唑。

基于涂层组合物的总重量或基于涂层组合物的一种组分的重量，任何特定的催化剂或任何催化剂组合可以以下述量存在于涂层组合物中：至少0.1wt.％、至少0.5wt.％、至少1wt.％、至少2wt.％、至少3wt.％、至少4wt.％、至少5wt.％、至少6wt.％、至少7wt.％、至少8wt.％、至少9wt.％、至少10wt.％、至少15wt.％、至少20wt.％、至少25wt.％、至少30wt.％或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，基于涂层组合物的总重量或基于涂层组合物的一种组分的重量，任何催化剂或催化剂组合可以以下述量存在于涂层组合物中：0.1wt.％至30wt.％、1wt.％至20wt.％、3wt.％至20wt.％、3wt.％至15wt.％、3wt.％至10wt.％、3wt.％至9wt.％、3wt.％至8wt.％、3wt.％至7wt.％、3wt.％至6wt.％、3wt.％至5wt.％或4wt.％至8wt.％。涂层组合物还可以基本上不含、本质上不含或完全不含先前所描述的成膜树脂和/或交联剂中的任何成膜树脂和/或交联剂。例如，涂层组合物可以基本上不含、本质上不含或完全不含羟基官能成膜树脂和/或异氰酸酯官能交联剂。如在本上下文中所使用的，术语“基本上不含”意指基于涂层组合物的总重量，外涂层含有小于百万分之1000份(ppm)，“本质上不含”意指小于100ppm，并且“完全不含”意指小于十亿分之20份(ppb)的某一成膜树脂和/或交联剂，如羟基官能成膜树脂和/或异氰酸酯官能交联剂。

涂层组合物也可以包含一种或多种组分中的其它任选材料。例如，外涂层还可以包括着色剂。如本文所使用的，“着色剂”是指向组合物赋予颜色和/或其它不透明性和/或其它视觉效果的任何物质。着色剂可以任何合适的形式(如离散颗粒、分散体、溶液和/或薄片)添加到涂层中。单一着色剂或两种或更多种着色剂的混合物可以用于本公开的涂层中。

示例着色剂包含颜料(有机或无机)、染料和色料，如在油漆工业中使用的和/或在干粉颜料制造商协会(Dry Color Manufacturers Association，DCMA)中列出的那些颜料、染料和色料，以及特殊效果组合物。着色剂可以包含例如在使用条件下不溶但可润湿的细分固体粉末。着色剂可以是有机的或无机的，并且可以是附聚的或非附聚的。着色剂可以例如通过使用研磨媒剂，如丙烯酸研磨媒剂而掺入到涂层中，所述研磨媒剂的使用对于本领域的技术人员而言是熟悉的。

示例颜料和/或颜料组合物包含但不限于咔唑二噁嗪粗颜料、偶氮、单偶氮、重氮、萘酚AS、苯并咪唑酮、异吲哚啉酮、异吲哚啉和多环酞菁、喹吖啶酮、苝(perylene)、紫环酮(perinone)、二酮吡咯并吡咯、硫靛、蒽醌、靛蒽醌、蒽素嘧啶、黄蒽酮、皮蒽酮、蒽嵌蒽醌、二噁嗪、三芳基碳鎓、喹酞酮颜料、二酮吡咯并吡咯红(“DPPBO红”)、二氧化钛、炭黑以及其混合物。

示例染料包含但不限于溶剂和/或水基染料，如酞菁绿或酞菁蓝、氧化铁、钒酸铋、蒽醌和二萘嵌苯以及喹吖啶酮。

示例色料包含但不限于分散在水基或水混溶性载体中的颜料，如可从德固萨公司(Degussa,Inc.)商购获得的AQUA-CHEM 896、可从伊士曼化学公司(Eastman Chemical,Inc.)的准确分散体部(Accurate Dispersions division)商购获得的CHARISMA着色剂(CHARISMACOLORANTS)和MAXITONER工业着色剂(MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS)。

可以与本公开的一种或多种组分的涂层组合物一起使用的组分的其它非限制性实例包含增塑剂、耐磨颗粒、填料(包含但不限于云母、滑石、粘土和无机矿物)、金属氧化物、金属薄片、各种形式的碳、抗氧化剂、受阻胺光稳定剂、UV线吸收剂和稳定剂、表面活性剂、流平和表面控制剂、蜡、触变剂、催化剂、反应抑制剂、腐蚀抑制剂和其它常规助剂。如本文所使用的，消光剂可以被设想为与可以存在于涂层组合物中的其它添加剂相比具有单独官能团的单独化合物。

如本文所使用的，消光剂和流平剂被设想为具有单独官能团的单独化合物。消光剂被配置成降低固化粉末涂层组合物的光泽度值，并且流平剂被配置成降低所形成的膜的表面张力和/或改变涂层组合物的流动特性(例如，粘度)，以便减少或消除如凹坑等膜缺陷。典型的流平剂包含聚丙烯酸酯，其在粉末涂层中通常分散在二氧化硅载体上。

在施涂在表面涂层被施涂于的基材之上后，涂层组合物可以物理吸附到基材上。如本文所使用的，“物理吸附(physisorbed)”、“物理吸附(physisorption)”和类似术语是指组合物或材料物理吸附在基材上，其中所涉及的力是分子间力。可替代地，涂层组合物可以化学吸附到基材上。如本文所使用的，“化学吸附(chemisorbed)”、“化学吸附(chemisorption)”和类似术语是指组合物或材料化学吸附在基材上，其中形成了化学或离子键。

本发明的涂层组合物可以是顶涂层，即最外部或外部暴露的涂层，其既可以直接施涂于基材制品的外表面，也可以可替代地，可以施涂在一种或多种底层涂层或底漆上。例如，一种底漆可以是表面涂层，其直接施涂于基材制品的外表面，而本发明的涂层组合物施涂在表面涂层上。本发明的涂层组合物也可以构成涂层体系的一部分，所述涂层体系包含底漆和施涂在表面涂层之上的中涂层，并且本发明的涂层组合物施涂在中涂层之上。进一步地，表面涂层可以包含一个或多个不同的、单独施涂的层，并且中涂层还可以包含一个或多个不同的、单独施涂的层。

本公开的涂层组合物可以具有任何合适的平均粒度(D₅₀)。涂层组合物的平均粒度可以为5微米至300微米(μm)，合适地5μm至150μm，如10μm至75μm或甚至10μm至50μm。具有这些大小的颗粒可以通过任何合适的方法生产。合适的方法是本领域技术人员熟知的。合适的方法的实例包含但不限于冷磨法和过筛法。

平均粒度(D₅₀)可以通过任何合适的方法测量。合适的方法是本领域技术人员熟知的。可以使用激光衍射分析测量平均粒度(D₅₀)。合适地，可以使用Microtrac S3000激光衍射分析仪(可从麦奇克公司(Microtrac)商购获得)合适地根据制造商的方案来进行激光衍射分析。

本发明的涂层组合物可以通过任何合适的方法制备。例如，涂层组合物的一种组分(例如，组分A)可以通过在搅拌机中干混将在所述组分(例如，成膜树脂、交联剂、消光剂、催化剂和/或其它添加剂)中使用的任何化合物/组分来制备。另一种组分(例如，组分B)可以通过在搅拌机中干混将在所述组分(例如，成膜树脂、交联剂、消光剂、催化剂和/或其它添加剂)中使用的任何化合物/组分来制备。搅拌机可以操作持续任何合适的时间段。合适地，搅拌机可以操作持续足以使充装其中的材料产生均匀干燥共混物的时间段。然后，每种组分的均匀干燥共混物可以在挤出机(如双螺杆同向旋转挤出机)中独立地熔融共混，在80℃至140℃的温度范围内操作。挤出物可以冷却并且碾磨至如上文所描述的平均粒度，并且每种组分可以在一经研磨后混合。

V.涂覆方法

如图1所示，示出了用于涂覆基材的方法100。方法100包括接触步骤110、施涂步骤120和固化步骤130。接触步骤110包括使至少第一组分和第二组分接触以形成涂层组合物。第一组分和第二组分可以通过混合、研磨或任何合适的接触方法接触。组分可以是固体，并且更具体地可以是具有平均粒度的粉末。可以使多于两种组分接触。每种组分中可能具有不同的化合物，并且它们也可能具有相似或相同的组分。组分可以以任何合适的比率接触以形成涂层组合物。

当涂层组合物的组分通过挤出接触/结合时，挤出可以任选地在高于200℉(90℃)但低于涂层的软化或玻璃化转变温度(Tg)的升高的温度下进行。例如，挤出可以在例如200℉至230℉、210℉至220℉的温度下进行。换句话说，此类温度可以为例如90℃至110℃或100℃至105℃。

施涂步骤120包括如通过静电喷涂将涂层组合物施涂于基材。施涂方法将在本文中更详细的描述。在施涂步骤120之前，可以将基材预加热到表面温度或本体温度。例如，基材可以被加热到下述表面温度：至少100℉、至少125℉、至少150℉、至少175℉、至少200℉、至少225℉、至少250℉、至少275℉、至少300℉、至少325℉或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。换句话说，基材可以被加热到下述表面温度：至少40℃、至少50℃、至少60℃、至少70℃、至少80℃、至少90℃、至少100℃、至少110℃、至少120℃、至少130℃、至少140℃、至少150℃或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，基材可以被加热到下述表面温度：40℃至150℃、50℃至150℃、60℃至150℃、70℃至150℃、80℃至150℃、90℃至150℃、100℃至150℃、110℃至150℃、110℃至140℃或120℃至140℃。

一旦涂层组合物已被施涂于基材，则在固化步骤130期间使涂层固化。可固化涂层组合物可以通过热量、升高或降低压力、以化学方法如通过水分或通过其它手段如光化辐射以及其组合来固化。例如，固化可以包括通过辐射的初始固化步骤，然后是加热。术语“光化辐射”是指可以引发化学反应的电磁辐射。光化辐射包含但不限于可见光、紫外(UV)线、红外(IR)、X射线和γ辐射。

涂层组合物也可以在低温下固化。例如，涂层组合物可以在下述温度下固化：低于400℉、低于375℉、低于350℉、低于325℉、低于300℉、低于290℉、低于280℉、低于275℉、低于270℉、低于260℉、低于250℉或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。换句话说，涂层组合物可以在下述温度下固化：低于200℃、低于190℃、低于180℃、低于170℃、低于160℃、低于150℃、低于140℃、低于130℃、低于120℃或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，涂层组合物可以在120℃至200℃、120℃至190℃、120℃至180℃、120℃至170℃、120℃至160℃、120℃至150℃、120℃至140℃或120℃至130℃的温度下固化。

固化步骤130可以进行任何合适的时间以允许涂层完全或至少部分地固化。固化时间可以根据基材、涂层组合物、涂层厚度、环境条件、固化方法或这些因素的任何组合而变化。固化时间可以为至少1分钟、至少2分钟、至少3分钟、至少4分钟、至少5分钟、至少6分钟、至少7分钟、至少8分钟、至少9分钟、至少10分钟、至少11分钟、至少12分钟、至少13分钟、至少14分钟、至少15分钟、至少20分钟、至少30分钟或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，固化时间可以为1分钟至30分钟、1分钟至20分钟、1分钟至15分钟、1分钟至10分钟、1分钟至6分钟、5分钟至15分钟、5分钟至10分钟或3分钟至9分钟。

固化也可以通过以特定速率改变固化条件来进行。例如，温度、压力和/或辐射强度可以在固化期间以任何合适的速率增加或降低。固化步骤130可以包含将温度从温度X增加或降低至温度Y，其中X和Y不相同并且可以独立地为400℉、375℉、350℉、325℉、300℉、275℉、250℉或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。换句话说，X和Y可以独立地为200℃、190℃、180℃、170℃、160℃、150℃、140℃、130℃、120℃、110℃、100℃或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，X和Y可以独立地为100℃至200℃、120℃至200℃、120℃至190℃、120℃至180℃、120℃至170℃、120℃至160℃、120℃至150℃、120℃至140℃或120℃至130℃。

固化条件(例如，温度)可以在时间段T内改变，其中T可以小于10分钟、小于9分钟、小于8分钟、小于7分钟、小于6分钟、小于5分钟、小于4分钟、小于3分钟、小于2分钟、小于1分钟、小于45秒、小于30秒、小于25秒、小于10秒或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，时间段T可以为10秒至10分钟、30秒至10分钟、30秒至9分钟、30秒至8分钟、30秒至7分钟、30秒至6分钟、30秒至5分钟、30秒至4分钟、30秒至3分钟、30秒至2分钟、30秒至1分钟、1分钟至10分钟、1分钟至5分钟、3分钟至9分钟或5分钟至10分钟。

固化条件的变化也可以被称为速率，例如，每单位时间的温度变化(例如，摄氏度/分钟)。速率可以通过将总温度变化(上述任何X与任何Y之间的差)除以用于改变温度的总时间(上述任何时间T)来计算。速率可以为至少1摄氏度/分钟、至少5摄氏度/分钟、至少10摄氏度/分钟、至少15摄氏度/分钟、至少20摄氏度/分钟、至少30摄氏度/分钟、至少40摄氏度/分钟、至少50摄氏度/分钟、至少60摄氏度/分钟、至少70摄氏度/分钟、至少75摄氏度/分钟或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，速率可以为1摄氏度/分钟至75摄氏度/分钟、1摄氏度/分钟至60摄氏度/分钟、1摄氏度/分钟至50摄氏度/分钟、1摄氏度/分钟至50摄氏度/分钟、1摄氏度/分钟至40摄氏度/分钟、1摄氏度/分钟至30摄氏度/分钟、1摄氏度/分钟至20摄氏度/分钟、1摄氏度/分钟至10摄氏度/分钟或1摄氏度/分钟至5摄氏度/分钟。在短时间段内增加温度可能导致固化涂层的光泽度值降低。

固化条件(例如，方法、时间等)可以改变涂层组合物和固化涂层的光泽度条件。例如，增加固化温度可以降低光泽度值。

在施涂涂层组合物之前用表面涂层或底涂层涂覆基材的实施例中，表面涂层可以直接施涂于基材，而在表面涂层与基材之间没有任何中间层。参考涂层组合物公开的关于涂覆方法、预处理、底漆等的任何参考也可以应用于表面涂层。例如，涂层组合物可以直接施涂于基材，并且表面涂层也可以直接施涂于基材(在这种情况下，涂层组合物可以施涂于表面涂层)。涂层组合物可以在表面涂层固化之前、之后和/或期间施涂于表面涂层。

涂层组合物可以直接施涂于基材，而在涂层组合物与基材之间没有任何中间层。例如，涂层组合物可以在如本文进一步描述的那样清洁和/或处理基材之前或之后，但是在施涂任何涂层之前直接施涂于金属基材。涂层组合物还可以在清洁如清洁剂的组分期间被施涂。涂层组合物可以被施涂在基材的整个表面、边缘和拐角之上，或涂层组合物可以被施涂在基材的所选部分之上。

在使用表面涂层的实施例中，表面涂层可以被选择性地施涂在基材的边缘和拐角之上，使得随后施涂的涂层组合物仅与基材的边缘和拐角之上的表面涂层相互作用。

涂层组合物还可以在基材之上形成连续或半连续的层，或者涂层组合物可以被施涂在基材的某些点/区域，如基材的边缘和拐角之上。如本文所使用的，被称为“边缘”的区域将基于特定的基材而变化，但是可以包含例如基材的最外侧面。

一旦被施涂，涂层组合物就可以物理吸附到基材上，其中涂层组合物通过分子间力而物理吸附到基材之上。可替代地，涂层组合物化学吸附到基材上，其中涂层组合物通过价力或化学键合而化学吸附到基材之上。例如，涂层组合物可以通过基材上存在的羟基与基材键合。

涂层组合物还可以掺入到施涂在基材之上的预处理组合物中。如本文所使用的，“预处理组合物”是指与基材表面反应并化学地改变基材表面以实现以下中的至少一项的组合物：1)形成保护层；2)改善基材的形貌或反应性以增强涂层粘附性；或3)与未进行预处理的基材相比形成具有改善的涂层粘附性的保护层。预处理组合物的非限制性实例包含包括以下的组合物：磷酸铁、磷酸锰、磷酸锌、稀土金属、高锰酸盐或锰、钼酸盐或钼、锆、钛、铪、镧系元素、硅烷(如烷氧基硅烷、水解硅烷和硅烷低聚物和聚合物)、金属螯合物、三价铬(TCP)、硅酸盐、二氧化硅、膦酸、铬酸盐转化涂层、水滑石、层状双氢氧化物、金属氧化物、其它金属(如第IV族金属)或其任何组合。有机预处理物的非限制性实例可以包含化学改性的树脂，如磷化的环氧树脂、硅烷化的环氧树脂和氨基官能树脂。预处理还可以包含使用如例如，硫酸、硝酸、氢氟酸、酒石酸和其它阳极氧化方法进行阳极氧化。预处理组合物可以呈溶胶-凝胶、液体或固体的形式。在一些情况下，预处理物可以含有低聚物或聚合物溶液或悬浮液或可以使用低聚物或聚合物溶液或悬浮液进行密封。在又其它情况下，预处理组合物可以含有具有反应性官能团的有机小分子或起腐蚀抑制剂作用的有机小分子。

当将预处理组合物施涂于基材并且固化或干燥时，施涂于基材的预处理层的表面区的涂层组合物的浓度可以大于施涂于基材的所述层的本体区的涂层组合物的浓度。例如，涂层组合物的表面张力可以低于预处理组合物的其它组分的表面张力。因此，涂层组合物迁移到预处理层的表面(即，穿过本体区移动到表面区)，使得可以在表面区中发现更大浓度的涂层组合物，而剩余量的涂层组合物分散在整个本体区中。

如本文所使用的，“表面区”意指通常平行于经涂覆的基材的暴露的空气表面并且具有大体上从暴露的表面下方的固化涂层的表面垂直地延伸的厚度的区。固化的组合物的“本体区”意指在表面区下方延伸并且通常平行于经涂覆的基材的表面的区。

基于预处理组合物的总重量，包含涂层组合物的预处理组合物包括的涂层组合物可以大于0.05重量％、大于0.1重量％、大于1重量％、小于20重量％、小于15重量％、小于10重量％、小于8重量％、小于5重量％、小于3重量％或在包含这些量中的任何两个作为端点的任何范围内，或者可以包括使用前述值中的任何两个作为端点的任何范围。

涂层组合物还可以被施涂在已经施涂了先前的预处理物和/或涂层的基材的至少一部分之上。例如，可以将涂层组合物施涂于先前沉积的预处理层。预处理层的非限制性实例包含由先前描述的预处理组合物中的任一种形成的层。涂层组合物还可以施涂在底漆层或另一个先前施涂的涂层之上。

一种用于将涂层组合物施涂于基材的方法包括将基材浸渍到含有涂层组合物的溶液中。所述溶液可以是例如预处理浴。如本文所使用的，“预处理浴”是指含有涂层组合物并且可以任选地含有通常在任何类型的预处理浴中发现的其它组分的液体浴。可以掺入有涂层组合物的预处理浴的非限制性实例包含清洁剂浴、脱氧剂浴、清洁剂-涂覆剂浴、冲洗调节剂浴、预处理涂层浴、冲洗浴、密封浴或去离子水冲洗浴。应当理解，可以将涂层组合物添加到任何可商购获得的预处理产物中。还应当理解，当使用喷涂预处理时，可以完全避免浸没步骤。

“清洁剂浴”是包括用于从基材去除油脂、污垢或其它异物的材料的浴。用于清洁基材的材料的非限制性实例包含弱碱性或强碱性清洁剂。

“脱氧剂浴”是包括用于去除在基材的表面上发现的氧化物层的材料(如基于酸的脱氧剂)的浴。基于酸的脱氧剂的非限制性实例包含磷酸、柠檬酸、硝酸、氟硼酸、硫酸、铬酸、氢氟酸和氟化氢铵。

“清洁剂-涂覆剂浴”是包括用于在同一阶段中清洁和涂覆基材的材料的浴。因此，清洁剂-涂覆剂浴可以在单个步骤中例如用弱碱性或强碱性清洁剂清洁基材，并且然后例如用如先前描述的预处理涂层涂覆基材。清洁剂-涂覆剂的非限制性实例包含可从PPG公司商购获得的CHEMFOS 51HD。

“冲洗调节剂浴”是包括活化剂的浴，所述活化剂用于增加基材的表面上的活化位点的数目，以改善与预处理组合物的反应，从而增强对基材的保护。冲洗调节剂浴的非限制性实例是包括活化剂的浴，所述活化剂增加在施涂磷酸盐涂层时形成磷酸盐晶体的基材的表面上的位点的数量。

“预处理涂层浴”是指包括用于在基材的表面之上形成保护层的组合物的浴。预处理组合物的非限制性实例包含先前描述的预处理组合物中的任一种预处理组合物。

“冲洗浴”是包括冲洗剂的溶液的浴，以在施涂清洁剂或预处理层(如含磷酸盐的预处理层)之后去除任何残留物。在一些非限制性实例中，冲洗浴可以仅含有自来水或去离子水。

“密封浴”是包括溶液或分散体的浴，所述溶液或分散体能够以增强其物理和/或化学特性的方式影响沉积在基材上的材料。密封剂组合物通常利用可溶的金属离子和/或其它无机材料来增强经预处理的基材的保护(例如，腐蚀保护)。非限制性实例包含CHEMSEAL 59和CHEMS EAL 100，两者均可从PPG公司商购获得。

“去离子水冲洗浴”是包括去离子水并且可以在预处理过程的多个阶段(如在干燥之前的最终冲洗阶段)中使用的浴。

可以用于将涂层组合物施涂到基材上的施涂方法的其它非限制性实例包含：喷涂，如通过将涂层组合物掺入到液体制剂并且使用喷涂设备；擦拭，其中涂层组合物被包含在擦拭物上和/或擦拭物中，并手动或自动擦拭；介质喷砂，其中涂层组合物是固体并喷砂到基材表面上；静电施涂为粉末；在基材之上刷涂或轧制涂层组合物，如通过将涂层组合物掺入到可以刷涂或轧制的制剂(例如，液体或凝胶)中；气相沉积；电沉积，其中制剂是液体并经过电镀；或其任何组合。涂层组合物还可以在基材材料的挤出期间、压延期间或其它处理期间在模内施涂。

除了那些可能已经存在于本文中的粉末涂层组合物中的粘结剂组分之外，先前描述的施涂涂层组合物的方法也可以在不存在粘结剂组分的情况下使用。例如，先前描述的浴可以基本上不含、本质上不含或完全不含粘结剂组分，所述粘结剂组分在固化时反应形成与所述涂层不同的涂层。如本上下文中所使用的，术语“基本上不含”意指基于组分(如形成浴的组分)的总重量，方法(如浴)使用或含有小于百万分之1000份(ppm)，“本质上不含”意指小于100ppm，并且“完全不含”意指小于十亿分之20份(ppb)的粘结剂组分，所述粘结剂组分在固化时反应以形成与所述涂层不同的涂层。

涂层组合物可以通过任何先前描述的方法中的一种或多种沉积到基材上。涂层组合物也可以单独或与其它处理或涂覆工艺组合施涂。例如，本公开的基材可以在基材的处理期间浸渍或浸没到包含涂层组合物的任何先前描述的浴中的一种或多种中。例如，涂层组合物可以掺入到：清洁剂浴中，以将涂层组合物直接施涂在表面基材之上；预处理涂层浴中，以将涂层组合物与预处理层一起施涂在基材之上；或最终去离子水冲洗液中，以将涂层组合物施涂在预处理层之上。在另一个非限制性实例中，在施涂预处理层或底漆层之后，用包括涂层组合物的溶液喷涂或擦拭基材。在另一个非限制性实例中，涂层组合物可以存在于多于一个工艺步骤中。

在施涂涂层组合物之前，可以对基材进行各种处理。例如，在施涂涂层组合物之前，可以对基材进行碱性清洁、脱氧、机械清洁、超声清洁、溶剂擦拭、粗糙化、等离子体清洁或蚀刻、暴露于化学气相沉积、用助粘剂处理、镀覆、阳极氧化、退火、包覆或其任何组合。可以在施涂涂层组合物之前使用先前所描述的方法中的任何方法来处理基材，如通过在施涂涂层组合物之前将基材浸渍在清洁剂和/或脱氧剂浴中。还可以在施涂涂层组合物之前对基材进行镀覆。如本文所使用的，“镀覆”是指在基材的表面之上沉积金属。基材还可以被3D打印。

涂层组合物可以施涂到施涂有表面涂层或底漆的基材，而无需任何中间步骤，如干燥或加热步骤。可替代地，可以在施涂涂层组合物之前进行另外的工艺步骤，所述步骤包含但不限于通过空气进行干燥和/或加热涂层组合物。例如，表面涂层可以施涂在最终的去离子水冲洗液中或预处理组合物中，并且然后在施涂涂层组合物之前通过空气或加热进行干燥。涂层组合物和/或表面涂层也可以施涂到基材，然后进行冲洗步骤。

可以将涂层组合物施涂到基材以形成单涂层。如本文所使用的，“单涂层”是指不含另外的涂层的单个涂层。因此，可以将涂层组合物直接施涂到基材并且固化以形成单层涂层，即，单涂层。

本公开的经涂覆的基材可以进一步包括一个或多个另外的涂层，如沉积到第一涂层组合物的至少一部分上的第二外涂层，以形成多层涂层，如通过施涂顶涂层。当形成多层涂层时，可以在施涂另外的外涂层之前使第一涂层组合物固化，或可以同时使一种或多种另外的外涂层以及第一涂层组合物固化。应当理解，第二外涂层和/或另外的外涂层可以呈固体或液体形式。

基材上的整体涂层的厚度可以大于20μm、大于30μm、大于40μm、小于250μm、小于200μm、小于150μm或包含这些量中的任何两个作为端点的任何范围。例如，整体涂层的厚度可以为20μm-250μm、30μm-200μm或40μm-150μm。厚度可以使用易高(Elcometer)薄膜量规(型号SSSBC127-X)测量，并在三次测量之间取平均值。

IV.经涂覆的基材特性

根据本公开的经涂覆的基材可以具有一种或多种改善的特性和/或可以解决涂覆工业中已知的一个或多个问题。与其它先前已知的涂层组合物相比，可以观察到改善的特性。这可以包含例如：

固化涂层可以具有根据ASTM D523，使用Micro Trigloss测试仪在60℃下测量而测定的低光泽度值。固化的经涂覆基材在60°下的光泽度值可以小于80、小于75、小于70、小于65、小于60、小于55、小于50、小于45、小于40、小于35、小于30、小于25、小于20、小于15、小于10、小于5或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。此外，如本文所描述的任何给定的多组分涂层组合物可能能够根据固化条件产生一定范围的光泽度值。

如本文所描述的粉末涂层组合物也可以在相对温度下完全固化，如使用差示扫描量热法(DSC)方法来测量涂层样品的固化放热而测定的。例如，可以制备DSC样品，然后将其保持在规定的时间和温度下(例如，在130℃下10分钟)，然后将温度降至环境温度，然后将温度斜升到220℃并且根据配方检查120℃-170℃范围内的固化放热曲线。如果观察到放热，则同样表明涂层没有完全固化。而且，根据ASTM D5402-19进行的MEK摩擦测试可以任选地用作展示固化程度的方法，通过评估是主观的。

本发明的涂层组合物可以在下述温度下固化：低于400℉、低于375℉、低于350℉、低于325℉、低于300℉、低于290℉、低于280℉、低于275℉、低于270℉、低于260℉、低于250℉或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。换句话说，涂层组合物可以在下述温度下固化：低于200℃、低于190℃、低于180℃、低于170℃、低于160℃、低于150℃、低于140℃、低于130℃、低于120℃或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，涂层组合物可以在120℃至200℃、120℃至190℃、120℃至180℃、120℃至170℃、120℃至160℃、120℃至150℃、120℃至140℃或120℃至130℃的温度下固化。

粉末涂层组合物也可以相对快速地固化。例如，粉末涂层组合物可以在上文给定的温度下在下述时间内固化：小于20分钟、小于15分钟、小于10分钟、小于9分钟、小于8分钟、小于7分钟、小于6分钟、小于5分钟、小于4分钟或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。例如，固化时间可以为4分钟至20分钟、4分钟至15分钟、4分钟至10分钟、4分钟至6分钟、5分钟至15分钟、5分钟至10分钟或4分钟至9分钟。

根据固化条件(例如，固化温度、固化时间、温度变化率、预加热基材、预热温度、将电磁辐射施加于组合物等)，如本文所描述的粉末涂层组合物还可以为给定组合物提供一定范围的光泽度值。换句话说，改变涂层组合物的固化条件可以改变固化涂层的光洁度值或光泽度值。例如，改变涂层组合物的固化条件可以将60°下的光泽度值改变至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70或包含这些值中作为端点的任何两个值的任何范围。

实例

本公开提供的实施例通过参考以下实例进一步说明，所述实例描述了制备涂层体系的方法和涂层体系的特性。对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对材料和方法两者进行许多修改。

实验方法

方法1—光泽度值

根据ASTM D523，使用Micro Trigloss测试仪在60℃下测量来测定每种固化基材的光泽度值。

实例1-3

单组分涂层组合物

在这些实例中，将三种成膜树脂与交联剂、消光剂、催化剂和其它添加剂组合使用以形成粉末涂层组合物。涂层组合物没有被分割成多种组分。然后将涂层组合物涂覆到金属基材上，进行固化，并且测定其光泽度值。

实例1至3将消光剂丙烯酸树脂Joncryl 848掺入到环氧树脂/双氰胺(dicy)固化物中。将每个实例涂覆到金属基材上，并且在260℉下固化9分钟。结果总结在下表1和2中。

应注意，在以下所有表格中，EEW或EW是指(环氧树脂)当量。另外，如本文所使用的此类术语，环氧树脂被认为是“成膜树脂”，羧基官能丙烯酸树脂被认为是“消光剂”，并且加合物促进剂和/或硬化剂被认为是“催化剂”。

表1：单组分涂层制剂

表2：实例1-3的光泽度值

实例1	实例2	实例3
			75.2	73.5	70.9

实例1-3中的配方被充分催化以在相对较低的温度下固化，但是在这些低温下没有观察到消光剂的作用。实例2和3使用环氧树脂组合以促进传统的不相容性的消光，但是光泽度的差异是最小的。组合物在金属基材上固化。

实例4和5

多组分涂层组合物

在这些实例中，制备了多组分涂层组合物。组分A包括第一成膜树脂和交联剂，并且组分B包括第二成膜树脂和消光剂。两种组分均包括催化剂和其它添加剂。将涂层涂覆到金属基材上，进行固化，并且测定其光泽度值。

基于每种组分的重量，将部分A和B分别以52/48共混物共混在一起。将每个实例涂覆到金属基材上，并且在260℉下固化9分钟。结果总结在下表3-5中。

表3：多组分涂层组合物制剂(实例4)

表4：多组分涂层组合物制剂(实例5)

/>

表5：实例4和5的光泽度值

实例4	实例5
		52.1	58.2

在实例4和5两者中，在与实例1-3相比时，使用相同的固化时间表和基材，粉末的共混物实现了显著更低的光泽度。在实例4中，部分A的催化略低于在实例5中的部分A的催化，并且在此略低的速率下的光泽度略低。

实例6

具有液态环氧树脂的多组分涂层组合物

在这些实例中，类似于实例4，制备了多组分涂层组合物，但是在组分B中使用液态环氧树脂。将涂层涂覆到金属基材上，进行固化，并且测定其光泽度值。在组分B中使用液态环氧树脂可能导致在整个涂层组合物中使用较少的组分B。由于包括消光剂的组分B可能比组分A固化得更慢，因此使用较少的组分B可能导致更短的固化时间。涂层组合物是通过将部分A和B分别以61/39的重量比共混在一起制备的。然后将涂层组合物涂覆到各种基材上并且在不同的条件下固化，如下文将描述的。实例6的制剂总结在下表6中。

表6：多组分涂层组合物制剂(实例6)

然后将实例6中制备的涂层组合物涂覆到金属基材上并且在260℉下固化9分钟。涂层组合物也被涂覆在1/2”胶合板上，在一个实例中以140V并且在另一个实例中以200V在IR下固化2分钟，然后将两个实例在300℉的对流烘箱中固化6分钟。

在另一组固化实例中，将涂层组合物涂覆到3/4”中密度纤维板(MDF)上。在施涂涂层之前，将经涂覆的MDF预加热到不同的板表面温度(BST)。一经施涂，使涂层在300℉下固化5分钟。对于每种固化方法/每组条件，测量60°光泽度值。结果总结在下表7中。

表7：具有不同固化条件的实例6的涂层组合物的光泽度值

应当注意，更快速斜升到一定温度的板和烘烤到更高温度的板的光泽度更低。还应当注意，所有所述板都常规地充分固化，使得它们具有足够的膜特性，而不论光泽度水平。

实例7和8

具有白色颜料的多组分涂层组合物

在这些实例中，类似于实例6，制备了多组分涂层组合物，但是用白色颜料代替透明颜料，并且使用略有不同的消光剂(Jonacryl 848)。将涂层涂覆到金属基材上，进行固化，并且测定其光泽度值。实例7类似于实例6使用了液态环氧树脂，并且类似于实例4和5，实例8未使用液态环氧树脂。将实例7和8的涂层施涂到预加热的3/4”MDF上，并且在不同温度下固化5分钟。制剂总结在下表8和9中，并且光泽度值总结在表10中。

表8：多组分涂层组合物制剂(实例7)

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表9：多组分涂层组合物制剂(实例8)

表10：MDF上具有不同固化条件的实施例7和8的涂层组合物的光泽度值

回顾上述数据，共混的多组分涂层体系看来相比于在单一粉末中产生类似配方呈现了较低的光泽度，并且此外，还取决于粉末涂覆的基材的加热速率和涂层组合物的组成而实现了光泽度控制。此处使用的消光剂的软化点显著高于它们旨在与之反应的环氧树脂的软化点。在不希望被束缚于理论的情况下，本发明的发明人相信，环氧树脂/dicy反应是经过高度催化的，并且反应可以在低至220F的温度下开始。如果经涂覆部分的加热足够慢，那么膜可以在消光剂变得足够软之前建立并固化以充当消光剂。虽然更快速地加热经粉末涂覆的部分将可理解地导致更快的固化时间，但是这似乎给予膜足够的流动性，同时仍然热到足以使消光剂对表面进行消光。虽然这可以被认为是厚度不同的金属基材的问题(厚的部分将比薄的部分加热得更慢)，但是此涂层旨在用于的木材基材通常相对平坦。

尽管出于说明的目的已经在上文描述了本发明的特定实例，但是对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，在不脱离如所附权利要求所定义的本发明的情况下可以对本发明作出许多细节变化。

Claims (24)

1.一种粉末涂层体系，其包括：

第一组分(A)，所述第一组分包括：

第一成膜树脂；和

交联剂；以及

第二组分(B)，所述第二组分包括：

第二成膜树脂；和

消光剂；

其中所述组分(A)和(B)中的至少一个另外包括催化剂，基于相应组分的总重量，所述催化剂以至少3wt.％的量存在。

2.根据权利要求1所述的粉末涂层体系，其中所述第一成膜树脂和所述第二成膜树脂中的至少一个包括环氧树脂。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的粉末涂层体系，其中所述第二成膜树脂包括液态环氧树脂。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的粉末涂层体系，其中组分(A)和(B)分别以X:Y的重量比存在，其中X和Y独立地为1至3。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的粉末涂层体系，其中基于所述粉末涂层体系的总重量，所述第一成膜树脂和所述第二成膜树脂中的每一个独立地以至少4wt.％的量存在。

6.根据权利要求5所述的粉末涂层体系，其中基于所述粉末涂层体系的总重量，所述第一成膜树脂以30wt.％至60wt.％的量存在，并且所述第二成膜树脂以4wt.％至40wt.％的量存在。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的粉末涂层体系，其中组分(A)和(B)中的至少一个进一步包括流平剂、脱气剂、热稳定剂和蜡中的至少一者。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的粉末涂层体系，其中如通过差示扫描量热法(DSC)测定的，所述消光剂的软化温度高于所述第一成膜树脂和所述第二成膜树脂的软化温度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的粉末涂层体系，其中所述粉末涂层体系在低于150℃(302℉)的温度下和小于10分钟的时间下完全固化。

10.根据权利要求9所述的粉末涂层体系，其中根据ASTM D 523，固化的粉末涂层体系在60°下的光泽度值小于60。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的粉末涂层体系，其中基于组分(B)的重量，所述消光剂以10wt.％至50wt.％的量存在于组分(B)中，并且基于组分(A)的重量，所述消光剂以小于0.01wt.％的量存在于组分(A)中，或者组分(A)基本上不含消光剂。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的粉末涂层体系，其中所述消光剂包括酸官能丙烯酸树脂。

13.一种涂覆基材的方法，所述方法包括：

使第一组分(A)与第二组分(B)接触以形成涂层组合物，其中组分(A)包括第一成膜树脂和交联剂，并且组分(B)包括第二成膜树脂和消光剂；

将所述涂层组合物施涂于基材；以及

在低于130℃(266℉)的温度下加热所述基材上的所述涂层组合物，持续小于10分钟以形成固化涂层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述施涂步骤包括电喷雾涂覆。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的方法，其中所述固化涂层的光泽度值小于60。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其进一步包括以下步骤：将所述涂层体系暴露于一定电压下的红外辐射，持续1分钟至5分钟的时间。

17.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其进一步包括以下步骤：在所述施涂步骤之前将所述基材预加热到至少80℃(176℉)的表面温度。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其中所述基材选自由以下组成的组：金属、木材、聚合物和其复合材料。

19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，其中所述第一成膜树脂和所述第二成膜树脂各自包括环氧树脂，并且所述消光剂包括羧基官能丙烯酸树脂。

20.一种粉末涂层体系，其包括：

第一组分(A)，所述第一组分包括第一成膜树脂和交联剂；以及

第二组分(B)，所述第二组分包括第二成膜树脂和消光剂；其中基于所述粉末涂层体系的总重量，所述第二成膜树脂以大于4wt.％的量存在。

21.根据权利要求20所述的粉末涂层体系，其进一步包括流平剂、催化剂、热稳定剂、脱气剂和蜡中的至少一者。

22.根据权利要求20或21所述的粉末涂层体系，其中所述第二成膜树脂包括液态环氧树脂。

23.一种用根据权利要求1至12中任一项所述的粉末涂层体系涂覆的基材。

24.一种用根据权利要求20至22中任一项所述的粉末涂层体系涂覆的基材。