CN1693343A - 粗混合物粉末组合物和其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了粉末组合物，其包含在粗混合物中以未结合的分散粒子形式存在的组分的混合物，所述粒子的平均粒度范围为1－25μm。该粗混合物包含无规形状的初级颗粒，初级颗粒由一种或多种成膜聚合物(共聚物)或树脂的固体组成，该粗混合物还可以进一步包含选自以下的一种或多种固体添加剂的颗粒：熔融流动助剂、非成膜着色剂、非成膜填料和其混合物。此外，该粗混合物可以包含至少一种选自以下的颗粒：一种或多种干燥流动助剂和一种或多种电荷控制剂。进一步，本发明提供了制备粗混合物的方法，其主要由以下步骤组成：提供一种或多种必须的固体且如果需要使其结合，然后将其研磨为所需的平均粒度，优选喷射研磨。可以包封该粗混合物粉末以形成利用常规静电喷涂设备可空气流化的颗粒。所以，涂料粉末、调色剂和成膜或模塑粉末可以准确的量均匀混合而不需挤出或喷雾干燥或受到其它的限制。

Description

粗混合物粉末组合物和其制备方法
发明领域
本发明涉及粉末组合物，其包含在粗混合物(raw mix)中以未结合的分散粒子形式存在的组分的混合物，本发明还涉及包封和聚集的粗混合物粉末组合物和其制备方法。更具体地，本发明涉及粉末涂料和包含空气可流化的粗混合物的调色剂，包封的粗混合物和其聚集体。
发明背景
通过使粉末涂料颗粒熔融或流动为粘合层、随后使该组分固化以形成连续薄膜的方法形成粉末涂料薄膜。
为了获得连续的薄膜，在粉末涂料组合物可以被施涂到基材上之前，经由下述两种途径通过均匀地混合粉末涂料的反应性组分来配制粉末涂料组合物(也称作“涂料粉末”)：熔混，比如通过挤出；或者通过分散或溶解在液体或流体介质中并且喷雾干燥或冷冻干燥(冻干)。所以，涂料粉末的制备过程是复杂的，总是包含大量的工艺。
在挤出工艺中，可以非必要地对粉末涂料原材料进行粗研磨，然后可以将包括粘合剂和功能组分，比如交联剂、颜料和典型的粉末涂料添加剂的粉末涂料材料的各个组分彼此预混合或转筒式共混，并且将混合物挤出、或者在超临界流体介质中加工。排出挤出物并使其在室温下成为固体形式，例如，通过在冷却带上冷却。使固体挤出物破裂为碎片，然后研磨为所需的粒度并且筛选，之后对制得的粉末涂料材料进行称重和包装。挤出的涂料粉末组合物不能在工艺过程进行中校正或改变，但必须在挤出或任何其它形式的均匀混合之前进行调节。
作为挤出的替换方案，涂料粉末的制造要求熔体或反应物混合物在剪切下分散或溶解在液体介质中来均匀地混合组分，随后喷雾干燥和如果需要，除去残余的溶剂来生成粉末。该工艺通常要求有机溶剂或挥发性有机化合物(VOC)，所以不同于挤出，该工艺在加工粉末过程中不能避免使用环境有害的化学物质。而且，在喷雾干燥的情况下，溶剂的除去要求高的能量输入。
目前的涂料粉末制造方法是费力的而且对设备要求巨大的投资，即，对于挤出而言：要求预混合机、挤出机、适合于冷冻干燥或超临界流体加工的冷却带或高压混合机、破碎机、研磨机和筛选机；对于喷雾干燥而言：要求反应器容器或混合室、喷雾干燥器、辅助干燥装置，比如冷却带；和对于两种方法而言：都要求包装机。每一次制造一种不同的配方，即，一种不同的颜色，都必须对设备进行清洁，因为例如一个单独的蓝色粉末涂料颗粒在黄色涂料中初一看就会被看出。依赖于配方，可能必须完全地拆卸设备来进行彻底的清洁。这一清洁过程可能需要数小时到多至数天的时间，并因此需要很高的成本。此外，技术人员还必须丢弃掉所有在清洁过程中除去的材料，以及一部分在获得合适的加工条件之前(即，温度和压力或合适的喷涂条件)已经被加工的起始材料。例如，在挤出的情况下，多至约1/10的所制得的每一涂料粉末的每一批料被作为废物丢弃掉，在较少的批料中会浪费更大的比例。启动所要求的和在清洁过程中所损失的材料量不能被准确地估计，所以必须生产过量的材料。所以，对于满足提供特定量的粉末组合物要求的任何挤出批料而言，初始的预混合必须包括足够的材料来制备显著高于所要求量的粉末。
没有重复的挤出步骤，挤出工艺不能为调节均匀混合物的组成提供机会。例如，在组分混合物的任何订货配方中，任何偏离可接受的允许限度(例如，所需的颜色)的偏差将导致挤出的产品不能被客户所使用。在可能的情况下，将不得不调节订货配方以使得树脂与非树脂固体的比值保持恒定，然后再挤出。一些配方，例如高度热敏感的那些配方，不能调节和再挤出。在任何情况下，任何调节后的配方都必须被再挤出。
相比于液体加工，挤出的另一缺点在于以下事实：将基于片状颜料颗粒的效果颜料(例如，云母)结合入粉末涂料材料中经常会导致颜料粒度和形态的改变。如此获得的色泽没有将这些效果颜料结合入湿涂料材料所生产的涂料有吸引力，而且缺乏亮度和典型的深嵌缎光光泽。铝效果颜料变为灰色，和在云母效果颜料的情况下，光学效果根本不再被观察到。
Ring等人的美国专利No.5,856,378公开了一种粉末涂料组合物，其包含至少一种固体、颗粒状成膜组分(可以是带颜色的)与至少一种不同的固体、颗粒状组分(可以或可不成膜)的聚集体。数种不同的单独的固体、颗粒状组分可以需要或不需挤出、单独地制备或提供。所以，通过以不定的比例混合不同的固体、颗粒状组分并使它们聚集在一起，几乎任何粉末涂料组合物都可以利用简单的间歇式混合机而制备。然而，实际上，Ring等人专利中的所述至少一种成膜组分必须被挤出，从而该方法也由于挤出所伴随的相同的不灵活、资本负担和浪费问题而受到损害。
根据本发明，本发明人已经出乎意料地发现了一种不需任何挤出、高压流体加工、或任何喷雾干燥或冷冻干燥，而且不需任何这些昂贵的设备或与使用这些设备相关联的所述问题，并且适用于制备粉末涂料和调色剂的制备粉末组合物的方法。
发明概述
根据本发明，该粉末组合物含有所需粒度的、以未结合的分散粒子形式存在的粗组分的混合物(下文中称为“粗混合物”)。形成粗混合物的方法主要由通过研磨至所需的粒度来均匀地混合粗组分组成。在粗混合物中，所述粉末组合物初级颗粒的平均粒度范围为1-25μm。该组分包含无规形状的初级颗粒和一种或多种固体添加剂的颗粒，每一种所述初级颗粒由一种或多种成膜的聚合物(共聚物)或树脂的固体组成，所述固体添加剂选自熔融流动助剂、非成膜着色剂、非成膜填料、电荷控制剂、干燥流动助剂和其混合物。
根据本发明的另一个实施方案，在一种或多种成膜聚合物(共聚物)包封剂中包封该粗混合物粉末组合物，从而形成平均粒度为15-100μm的可流化的粉末。这种粗混合物组合物包含一种或多种聚合物(共聚物)或树脂粉末的未结合分散粒子的混合物和一种或多种选自熔融流动助剂、着色剂、干燥流动助剂、电荷控制剂、填料和其混合物的固体添加剂的颗粒。可选择地，该粗混合物可以聚集形成结合的分散粒子的块状物，从而形成平均粒度为15-100μm的可流化的聚集粉末。
在本发明的仍然另一个实施方案中，制备粗混合物粉末组合物的方法主要由提供一种或多种由固体成膜聚合物(共聚物)或树脂组成的固体与研磨组成，优选喷射研磨；非必要地，可以使该固体成膜聚合物(共聚物)或树脂与选自一种或多种熔融流动助剂、一种或多种非成膜着色剂和一种或多种非成膜填料的一种或多种固体添加剂结合；非必要地，可以进一步使该固体成膜聚合物(共聚物)或树脂和非成膜固体添加剂与一种或多种固体的干燥流动助剂或电荷控制剂结合，所述结合的固体形成具有可流化粒度的粗混合物粉末组合物。均匀地研磨使固体混合形成粗混合物。此外，为了形成包封的粗混合物，该方法进一步主要由以下步骤组成：通过使粗混合物粉末组合物与一种或多种挥发性的非溶剂(比如水)混合来形成临时的细粒；将所形成的临时细粒混合入一种或多种流体的成膜树脂或聚合物(共聚物)包封剂中；干燥形成包封的粗混合物并且除去该非溶剂。
该创造性的方法能够按照订单快速地配制粉末组合物而不需挤出、喷雾干燥或冷冻干燥，使得设备的资金花费最小化并使得原材料的库存量成为流线型。
发明详述
研磨的粗组分颗粒的混合物或“粗混合物”、包封的粗混合物组合物和该粗混合物的聚集体包含适合用作调色剂或粉末涂料的空气可流化的材料。可以简单地通过称重和测量原材料并且研磨来制备这种粗混合物，因为几乎没有或没有涉及浪费，甚至小批料也可以如所要求的准确测量大小，即，准确地每次要求5千克。在制备粗混合物的一个优选方法中，在流化气体辅助下对原材料进行流体能量(fluidenergy)喷射研磨或喷射研磨能够不需加热粗混合物而将粗混合物颗粒的大小迅速地减少至小于10μm。在引入到气流粉碎机的压缩气体快速膨胀期间发生自然的冷却，从而，高于对粉末在研磨过程中的摩擦热的补偿。通过使颗粒足够的小，均匀的混合足以迅速地获得粉末涂料和调色剂而不需挤出、超临界流体加工或需要喷雾干燥或冷冻干燥的液体形式的加工。此外，已经出乎意料地发现本发明的粗混合物可以利用静电喷涂设备来施涂。然而，为了辅助静电喷涂涂布设备的使用，可能需要在施涂之前对粗混合物颗粒进行包封或聚集。包封的粗混合物或粗混合物聚集体具有直径大于15μm的平均粒度，所以存在较低的爆炸性和不利呼吸性的风险。
列举的所有范围包括端值而且可结合。例如，平均粒度为1.3μm或更高，例如，1.5μm或更高，平均粒度可以为4.5μm或更低，或4.0μm或更低，则平均粒度的范围包括1.3μm或更高-4.5μm或更低、1.5μm或更高-4.5μm或更低、1.5μm或更高-4.3μm或更低、和1.3μm或更高-4.3μm或更低。
如果没有另外指明，所有的温度和压力单位都是标准温度和压力(STP)。
所有带有括号的术语表示括号内所包括的物质和括号外物质二者中的一种或二者兼有。例如，术语“聚合物(共聚物)”以择一的方式包括聚合物、共聚物和其混合物。
如在本文中所使用的，术语“聚集体”和“细粒”可互换使用，其含义是指细粒在涂料粉末或者调色剂的施涂过程中遇到的静电力和机械力作用下不会分裂。
如在本文中所使用的，术语“平均粒度”表示通过每个制造者所推荐的方法-激光光散射测定的颗粒分布的中值粒度，其利用Malvern Mastersizer2000(Malvern Instruments Inc.，Southboro，MA的产品)测量。所述“中值”定义为这样的一个尺寸：颗粒分布中50wt％的颗粒小于该中值，和50wt％的颗粒大于该中值。符号“d(0.5)”或“D50”代表该中值。根据定义，中值是粒度分布的50th百分位。相似地，d(0.97)或D97是粒度分布的97th百分位，以致于在分布中有97％的颗粒的直径小于该百分位数值。
如在本文中所使用的，术语“涂料粉末”表示粉末涂料组合物和术语“粉末涂料”表示由粉末涂料组合物形成的涂料。
如在本文中所使用的，如果没有另外指明，术语“共聚物”独立地包括共聚物、三元共聚物、嵌段共聚物、多嵌段共聚物、接枝共聚物、和它们的任何混合物或结合物。
如在本文中所使用的，如果没有另外指明，术语“成膜聚合物或树脂”表示能够在其熔点或软化点或更高的温度下熔融或流动以形成连续薄膜的聚合物或树脂。
如在本文中所使用的，如果没有另外指明，术语“低温固化”或“低温固化的”表示在比粗混合物中的聚合物(共聚物)或树脂的Tg值高至少10℃、优选至少15℃，而且小于177℃、优选小于150℃、更优选小于125℃的温度下固化的聚合物(共聚物)、树脂、固化剂或它们的混合物。
如在本文中所使用的，如果没有另外指明，术语“熔融粘度”表示聚合物或树脂的熔融粘度，其根据ASTM D 4287-00(2001年，1月)的方法利用高温I.C.I.Cone&Plate粘度计、在150℃、以厘泊为单位测量，其中粗调(shim)为0.002，样品的大小范围为0.1-0.2g，而且当使用0-100的锭子时，以泊(P)为单位的读数要乘以2.5。
如在本文中所使用的，术语“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和其混合物；本文中使用的术语“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸、甲基丙烯酸和其混合物。
如在本文中所使用的，如果没有另外指明，术语“分子量”表示通过凝胶渗透色谱法测量的聚合物的重均分子量。
如在本文中所使用的，术语“多个”表示两个或多个，而且可能表示一个巨大的数值，例如，1015(quadrillion)的数量级，比如在粗混合物粉末的一次批料中的固体颗粒数目。
如在本文中所使用的，术语“初级颗粒”表示在颗粒混合物中所包含的一种或多种固体聚合物(共聚物)或树脂组分的颗粒。固体聚合物(共聚物)或树脂通常具有，但也可能没有，等于或大于粗混合物中任何其它组分的平均粒度。
如在本文中所使用的，术语“无规形状的颗粒”表示没有特定形状的颗粒，尽管其可能包括与具有规则形状(例如，球形)的颗粒混合的没有特定形状的颗粒，或者其可能包括具有圆形边缘的颗粒。
如在本文中所使用的，术语“粗混合物”表示研磨的固体粗组分颗粒的混合物。
如在本文中所使用的，术语“固体”表示在标准压力下、在温度低于其软化点、熔点或玻璃化转变温度(Tg)下的任何晶体、无定形或多相材料。
如在本文中所使用的，任何聚合物的玻璃化转变温度(Tg)可以如Fox在Bull.Amer.Physics.Soc.(1，3，第123页，(1956))中所描述的等式来计算。也可以利用不同的扫描量热分析来实验测量Tg值(加热速率20℃/分钟，在折线或峰的中点取得Tg值)。如果没有另外指明，本文中提及的Tg为计算的Tg值。
如在本文中所使用的，术语“非结合的”表示没有粘结在一起或者没有足够充分地粘结在一起以使其能够承受涂料粉末或调色剂施涂过程中的机械力或静电力而不分裂。
如在本文中所使用的，术语“wt％”含义为重量百分比。
本发明的“粗混合物”组合物包含已经被研磨为所需粒度的不同组分的未结合的和分散粒子的混合物。进一步，该组合物可以包含包封在成膜聚合物中的粗混合物。仍然进一步，该组合物可以包含该粗混合物的聚集体。
因为可以简单地通过研磨一种或多种固体组分至所需的粒度来形成该粗混合物，每一种形成该粗混合物的颗粒可以仅仅由单一的固体组分“组成”，例如，聚合物(共聚物)或树脂。所以，该粗混合物实际上是一种或多种固体颗粒的粉末，优选，是两种或多种固体颗粒的非均相混合物。在聚合物或树脂原材料中掺混附加的组分，比如着色剂、填料或固化剂，要求均匀的混合，例如，经由挤出或在液体中分散而且喷雾干燥，并从而消除了本发明的优点。然而，为了用于粗混合物中，任何液体形式的原材料或添加剂应当转化为固体并包含通过在固体载体上吸收原材料而制备的混合物。转化为固体的原材料或添加剂的颗粒可以包含颗粒状的混合物，比如色淀；或者通过在介质中的简单混合或高强度的混合机吸收在多孔惰性载体(比如，二氧化硅、硅灰石、硅藻土或滑石)上的液体染料、液体树脂、引发剂或催化剂。用于掺混液体添加剂和固体载体的适合的混合机可以包括具有引入液体组分的集成喷嘴的锥形、双锥形或卧式混合机，比如由Mixaco，Greer，SC所制造的那些，优选具有一个或多个由螺杆、桨叶等提供的辅助混合装置；或者具有一个引入液体的入口的叶片式或行星式搅拌器，比如由Plasmec，Lonate(Pozzolo)，IT制造的那些。
粗混合物的平均粒度(d(0.5))范围的上限可以为25μm，或者20μm，优选15μm，或更优选10μm。粗混合物的平均粒度(d(0.5))范围的下限可以为1μm，或者3μm，优选5μm，或8μm。尽管粗混合物中的平均粒度是起作用的因素，但颗粒的形状并不重要，因为产物在使用时将被熔融。但是，球形颗粒可以辅助流化，所有优选生产圆形边缘颗粒的研磨工艺，比如喷射研磨(相对于磨碎(grinding))。同样地，引起颗粒变形和熔焊的工艺，比如熔融聚集，也可以生产圆形颗粒。具有较低粒度的粗混合物在最终的涂料或油漆中提供更加均匀的外观，较高的粒度有助于粗混合物的空气流化。所以，具有较高粒度的粗混合物适合于在涂层、薄膜和印刷中提供有立体花纹的或多组分的饰面。依赖于使用的施涂方法，具有非常低的粒度的粗混合物可以提供复杂的图案。所以，调色剂可以包含平均粒度小于20μm的粗混合物，优选3-15μm。
包封的粗混合物是松散粗混合物的胶囊物，如果裂开，其将撒出粗混合物粉末。这种包封的粗混合物采用了包封粗混合物的聚合物(共聚物)的表面特征。
粗混合物的聚集体包含以大量结合的粗混合物颗粒粘结在一起的粗混合物颗粒。
包封的粗混合物和粗混合物的聚集体可以具有任何大的空气可流化的平均粒度。所以，包封的粗混合物和粗混合物聚集体的平均粒度(d(0.5))范围的上限可以为200μm，或60μm，或优选50μm，较高的平均粒度可以提供立体花纹饰面和固化的产物。如果需要，包封的粗混合物和粗混合物聚集体的平均粒度(d(0.5))范围的下限可以为15μm，或优选20μm，或30μm，
不需挤出的研磨方法能够快速形成高度热敏感材料(比如，结晶环氧树脂、半结晶聚酯和热塑性聚合物(共聚物))的稳定粉末，进一步，该方法能够将在低至40℃的温度下的共反应性组分混合为单组分或一罐装的混合物，而不是包装在分开容器中的双组分混合物。所以，本发明可以比挤出加工提供更广泛的粉末组合物。
成膜聚合物(共聚物)或树脂颗粒可以由任何下述热塑性、紫外线(UV)可固化的、或热固性树脂或聚合物(共聚物)组成：其Tg值为40℃或更高，优选45℃或更高，而且其Tg值低于涂料粉末或粉末调色剂的固化温度。一种或多种聚合物(共聚物)或树脂的适量范围为39.99-99.99wt％，基于粗混合物的总重。
该聚合物(共聚物)或树脂可以由一种或多种选自以下的颗粒组成：热固性或UV可固化的聚酯树脂、不饱和聚酯、环氧树脂、含氟树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯、有机硅树脂和这些树脂的杂化物。聚合物(共聚物)或树脂的“杂化物”可以表示加合物、接枝或嵌段共聚物、和这些聚合物(共聚物)或树脂可相容或相容的共混物。热固性树脂上的合适官能基可以包括羟基、羧基、环氧基、嵌段的异氰酸酯基和其结合物。
聚酯树脂可以包括一种或多种无定形的羧酸官能或羟基官能的聚酯树脂。合适的聚酯树脂可以是线性的或支化的，并通过多元醇和多官能羧酸的聚合反应形成。适合地，聚酯树脂链可以相对地短，使得酸官能聚酯应当具有15-100的酸值，例如，25-90，和羟基官能的聚酯树脂可以具有2-20的羟值，例如，2-12或2-10。聚酯可以包含多元醇(例如，C1-C12的线性或支化的二元醇，例如，新戊基二醇)与过量的下述酸的反应产物：庚二酸、壬二酸、琥珀酸、戊二酸、类脂肪族的多元羧酸和其酸酐、六氢化邻苯二甲酸、六氢化间苯二甲酸、甲基六氢化邻苯二甲酸、类脂环族的多元羧酸和其酸酐；通过包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸、1，2，4，5-苯四酸、类芳香族多元羧酸和其酸酐来制备较高Tg的聚酯。
优选，聚酯、环氧、丙烯酸类或聚氨酯组合物的涂料或薄膜的流动性和平滑性可以通过在组合物中包括一种或多种至少部分结晶的聚酯树脂固化剂而改进。
优选，耐候的聚酯可以包含下述酸和多元醇的反应产物：基于存在的酸的总摩尔数15-90摩尔％的间苯二甲酸，5-30摩尔％的、例如15-30摩尔％1，4-环己烷二羧酸，剩余的酸例如65摩尔％或更低的对苯二甲酸，和基于存在的多元醇的总摩尔数50-100摩尔％、比如70-100摩尔％的具有5-11个碳原子的支化多元醇，比如新戊基二醇；其中至少8摩尔％的所有反应物具有3或更高的官能度，比如三羟甲基丙烷，基于存在的酸和多元醇二者的总摩尔数。
适合的UV可固化的不饱和聚酯可以具有2-20wt％，例如4-10wt％的不饱和度，基于不饱和聚酯树脂的总重。这种树脂可以由二-和/或多官能羧酸(或其酸酐)和二-和/或多元醇形成。尽管不饱和度可能由醇或多元醇提供，即，烯丙基醇，但不饱和度典型地通过羧酸提供，比如马来酸或富马酸。优选，该不饱和聚酯包括活性的氢残基以促进表面的固化。活性氢包括选自以下多元醇反应物和羧酸的烯丙基的、苄基的、环己基的或叔烷基的氢：多元醇反应物为三羟甲基丙烷、单烯丙基醚、乙烯基环己二醇、环己烷二甲醇、环己二醇；和羧酸为丙二酸、3，6-内亚甲基-1，2，3，6-四氢化邻苯二甲酸、二聚体酸和四氢邻苯二甲酸酐。
适合的环氧树脂包括聚环氧化物，比如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的均聚物和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与例如(甲基)丙烯酸烷基酯、(低聚)双酚的缩合的缩水甘油醚(通过使双酚与卤代醇、聚缩水甘油醚和酯反应制备)的共聚物。优选，环氧树脂由一种或多种熔融粘度在150℃为300-3500厘泊(cps)的(低聚)双酚A或F的缩水甘油醚的颗粒组成。
热固性含氟树脂颗粒可以由一种或多种氟代烯烃与(全)氟代(烷基)乙烯基醚的共聚物组成，例如，四氟乙烯、六氟丙烯和0.01-5wt％全氟代(乙烯基醚)的共聚物，基于共聚物中反应物的总重。
丙烯酸类热固性树脂可以包含与1-10wt％(甲基)丙烯酸、异氰酸酯(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸氨基烷基酯、或(甲基)丙烯酸羟基烷基酯共聚的C1-C8(甲基)丙烯酸烷基酯的GMA、羟基、异氰酸酯、胺、或羧基官能的共聚物，基于所有共聚单体的重量。颗粒可以由一种或多种UV可固化的丙烯酸类树脂组成，比如丙烯酸酯封端的聚氨酯、聚酯和环氧低聚物和聚合物。
适合的热固性有机硅树脂可以包含任何线性或支化的具有以下有机取代基的有机硅树脂，即，C2-C24烷基或(烷基)芳基单价烃，以及可固化的烷氧基、(烷基)烷氧基、羟基或硅烷醇基，其在150℃的粘度为500-10,000cps，例如1000-5000cps。有用的有机硅树脂可以具有1.5或更低的有机取代度，适合的为1-1.5以提供热稳定的涂料。进一步，这种树脂应当具有硅烷醇官能度(Si-OH)或羟基官能度。本发明有机硅树脂的可缩合的硅烷醇或羟基含量为1.5-7wt％，例如2-5wt％。取代度定义为每个硅原子上的有机取代基的平均数目，并且对于每一种组分是乘以取代基数目的摩尔百分数的总和。优选的单价烃包括苯基、甲基和其混合。
热塑性聚合物(共聚物)或树脂可以由选自以下氟代烯烃的一种或多种聚合物(共聚物)或树脂的颗粒组成：比如聚偏二氟乙烯(PVDF)，乙烯/四氟乙烯共聚物，聚亚苯基硫化物，聚酰胺、比如NYLONTM，聚烯烃和线性聚酯、比如聚(己二酸亚丁酯)、聚对苯二甲酸乙二酯和其共聚酯或嵌段共聚酯。一种或多种适合的成膜聚合物(共聚物)或树脂可以由颗粒的混合物组成，每一种颗粒都由一种或多种热塑性聚合物(共聚物)或树脂组成。优选，热塑性聚合物(共聚物)或树脂颗粒由PVDF和丙烯酸酯的共混物或PVDF颗粒和丙烯酸酯颗粒的混合物组成。
适合的固化剂可以包括一种或多种胺或胺树脂、多元羧酸和其环氧树脂加合物、羧酸酐和其环氧树脂加合物、紫外线(UV)可固化的聚合物或树脂、封端异氰酸酯化合物、聚环氧化物、β-羟基烷基烷基酰胺、形成皱纹的固化剂、和多元醇化合物。任何液体固化剂可以吸附在一种或多种亚微米大小的载体上，比如用于粗混合物中形成粉末颗粒的热解法二氧化硅、硅灰石、硅藻土或滑石。一种或多种固化剂的用量使得固化剂和所有由其固化的聚合物(共聚物)或树脂之间的化学计量关系的范围为0.7-1.3。
可以使用胺和胺树脂来固化环氧树脂和聚酯。其实例包括双氰胺、咪唑、咪唑的环氧-加合物、取代咪唑，比如2-甲基或2-苯基咪唑、2-十七烷基咪唑，伯-、仲-、和/或叔-脂族胺的环氧-加合物、六甲氧基蜜胺树脂和六乙氧基蜜胺树脂。优选的胺固化剂包括低温固化的伯一元胺、二仲二元胺、和其低聚物和其环氧、多元羧酸和/或酸酐加合物。优选的胺固化剂的实例包括N-丁基胺、二乙胺、硬脂基二甲基胺、三-正己基胺、伯-、仲-、和/或叔-脂族胺的环氧-加合物、和咪唑的环氧-加合物。
可以使用多元羧酸、酸酐和其环氧树脂加合物来固化环氧、聚酯和羟基、羧基或异氰酸酯官能的丙烯酸类树脂或聚合物(共聚物)。多元羧酸和其相应酸酐的实例包括酸值为40-500的至少部分结晶的聚酯和多元羧酸，比如己二酸、癸二酸、辛二酸、十二双酸和其酸酐，以及通过使过量的这种多元羧酸与多元醇(例如，C1-C8二醇或二元醇)反应制备的酸官能的聚酯。优选的固化剂包含通过使酸或酸酐与以下芳族环氧树脂反应形成的多元羧酸或酸酐的环氧树脂加合物：比如(低聚)双酚的缩水甘油醚(例如，双酚A或F)、含有苯基或苄基残基的聚缩水甘油醚或酯、环氧甲酚线型酚醛清漆和环氧苯酚线型酚醛清漆。
适合的UV可固化的固化剂可以包含丙烯酸封端的多元醇、聚氨酯或聚酯的颗粒和二元醇和多元醇的二乙烯基醚(DVE)的颗粒，例如聚乙二醇或(PEG)，比如(PEG200-DVE)和聚乙二醇-520甲基乙烯基醚。
可以与一种或多种羟基官能的聚酯或丙烯酸类树脂一起使用封端的异氰酸酯固化剂。封端的异氰酸酯化合物的实例包括通过采用一种或多种封端剂，比如苯酚、一种或多种(二元)羧酸、己内酰胺或醇对一种或多种脂族、脂环族或芳族聚异氰酸酯封端而制备的那些。脂族、脂环族或芳族聚异氰酸酯可以是异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、氢化的苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化的甲苯二异氰酸酯或其类似物。
聚环氧化物的实例包括异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、或通过使双酚与卤代醇反应制备的缩合的(低聚)双酚的缩水甘油醚，优选双酚A或F。优选，粉末包含与一种或多种聚酯颗粒混合的聚环氧化物固化剂颗粒。
β-羟基烷基烷基酰胺的实例包括β-羟基乙基丙酰胺。优选β-羟基烷基烷基酰胺作为对环境友好的固化剂用于羧基官能的聚酯。
用于环氧树脂的形成皱纹的固化剂可以包含二水杨酸亚甲酯(MDSA)和其烷基、(烷基)芳基和芳基亚烷基的取代形式，优选与Lewis酸混合，比如BF3：胺的络合物以形成低温固化的粉末。
多元醇的实例包括三羟甲基丙烷、山梨糖醇和三(2-羟乙基)异氰脲酸酯。
为了促进连续的薄膜或涂层的形成，该粗混合物可以优选包含一种或多种熔融流动助剂的颗粒。应当选择合适的熔融流动助剂以与一种或多种聚合物(共聚物)或树脂相容，而且合适的熔融流动助剂可以包括基于丙烯酸丁酯的丙烯酸类聚合物，比如来自EstronChemical，Inc.(Calvert City，Ky.)的Resiflow P-67TM丙烯酸类低聚物和ClearflowTMZ-340；来自Monsanto(St.Louis，Mo.)的ModaflowTM2000丙烯酸类共聚物和其它聚(丙烯酸烷基酯)产品；来自Synthron，Inc.(Morgantown，N.C.)的ModarezTMMNP二氧化硅/硅酸酯混合物(用于有机硅树脂)和二氧化硅上的ModarezTM23-173-60硅氧烷丙烯酸酯；和来自BYK Chemie(Wallingford，Conn.)的BYKPowderFlow 3聚丙烯酸酯/聚硅氧烷和BYK361丙烯酸酯共聚物；以ACRONALTM来自BASF的聚丙烯酸正亚丁酯(polyacrylic acid-n-butylene)；来自Protex France的MODAREZTM聚丙烯酸酯聚合物；和来自AirProducts and Chemicals，Inc.(Allentown，PA)的SURFYNOLTM的炔属二醇。熔融流动助剂的合适总量范围为粗混合物的0.1wt％或更高，优选0.5wt％或更高，范围的上限可为粗混合物的10wt％，或高至5wt％。可以不添加任何熔融流动助剂而使用粗混合物。
非成膜添加剂可以从下述物质中选择：非成膜着色剂、填料或增量剂、消光剂、立体花纹剂、橡胶核-壳共聚物增韧剂、减小摩擦添加剂、增强剂、比如聚合物纳米颗粒(PNP)、微胶囊；催化剂；生物材料、膨胀添加剂、例如多磷酸铵和含氧的热塑性树脂；热致变色颜料和其它热敏感的材料。优选，非成膜添加剂包含色料和填料以提供具有所需的颜色或机械和物理性能，比如拉伸强度和耐热性的涂料。
在一个优选实施方案中，快速形成匹配所需或目标颜色的粉末组合物源于使用粉末状的粗混合物，该粗混合物包含平均粒度为15μm或更低的颗粒并含有至少两种或多种、三种或多种不同的着色剂。小粒度的粗混合物能够形成均匀、连续的薄膜、涂层或印刷。
适合的着色剂可以包括无机和有机颜料、染料和其结合物。如果任何着色剂在低于40℃和标准压力下为液体形式，可以将其吸收在无机载体上(比如二氧化硅、硅灰石、滑石或二氧化钛)以形成固体。无机颜料的实例包括二氧化钛白、氧化铁红和氧化铁黄、漂浮型和非漂浮型片状铝粉、着色的云母粉末、用二氧化钛和/或氧化铁(III)涂布的云母、混合的金属氧化物、铜粉末、锡粉末、不锈钢粉末、铬猩红、铬黄、长石、精细分离的铁磁材料和炭黑。合适的有机颜料的实例包括瓮染料颜料、酸的色淀、碱性染料和媒染染料、芳族或黑色油溶性染料、和白色、红色、黄色、蓝色或绿色的分散染料；例如，酞菁、偶氮、缩聚的偶氮颜料、偶氮次甲基偶氮颜料、偶氮次甲基颜料、蒽醌、索兰士林颜料、苝颜料、靛蓝/硫代靛蓝颜料、二噁嗪颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉酮系颜料和苯胺黑颜料、异二苯并蒽酮、三吩二噁烷(triphendioxane)、二酮基吡咯并吡咯、和氰基颜料。具体的着色剂包括C.I.Pigment Blue 15:3、C.I.Pigment Blue 16和邻苯二甲酰亚氨基甲基取代的铜、酞菁蓝；品红颜料比如C.I.Pigment Red122；黄色颜料比如C.I.Pigment Yellow 93、94、128、166、167、138、185和二蒽醌基(disanthraquinonyl)-单苯基氨基-s-三嗪；和黑色颜料比如C.I.Pigment Black 7，6。这些着色剂可以单独使用或者结合使用。
研磨之前，合适的无机着色剂的原料粒度范围为0.1-60μm，经常小于30μm。这些着色剂的用量可以为0.1wt％或更高、或1wt％或更高、或5wt％或更高、或10wt％或更高、或20wt％或更高，并且总量可以多至60wt％或更低、优选50wt％或更低、或更优选40wt％或更低，基于粗混合物的总重。着色剂可以在一些应用中使用。
研磨之前，将为液体的适合的有机着色剂吸收在平均粒度小于20μm、经常小于10μm的无机载体上。固体有机着色剂通常具有小于20μm的平均粒度。这种着色剂的用量可以为0.01wt％或更高、或0.1wt％或更高、或0.2wt％或更高、或0.5wt％或更高，并且总量可以多至20wt％或更低、优选10wt％或更低、或更优选5wt％或更低，基于粗混合物的总重。着色剂可以在一些应用中使用。
为了制备调色剂，使用的有机和无机着色剂的总量不应超过粗混合物的20wt％，优选不高于10wt％。
合适的非成膜填料或增量剂可以在以下材料中选择：硅灰石、硅酸钙、石英、重晶石、碳酸钙、滑石、云母、不锈钢导电须晶；芳族聚酰胺、尼龙、玻璃或丙烯腈纤维；用于耐腐蚀的锌；砂子、金属碳化物、铝土矿和其它磨料、碱性填料比如金属磷酸盐和硼酸盐，例如，二水合磷酸二钙。研磨前，非成膜填料的平均粒度范围为1-35μm。研磨后，这些颗粒依然足够的大以提供有立体花纹的饰面或有磨砂的感觉。
一种或多种非成膜填料的用量范围可多至75wt％、或多至50wt％、或多至40wt％，基于粗混合物的总重；其用量范围的下限可为0wt％、或者1wt％、或者5wt％、或者10wt％、或者20wt％，基于粗混合物的总重。
在一个优选的实施方案中，立体花纹的涂料组合物包含基于粗混合物总重1-20wt％、平均粒度为6-20μm的填料。
优选，可流化的粗混合物组合物，比如在静电喷涂施涂中应用的那些，进一步包含一种或多种干燥流动助剂的颗粒，其用量为粗混合物总重的0.01wt％或更高、或0.2wt％或更高、或0.5wt％或更高，并且可以多至5wt％、或多至1.5wt％、或多至1.0wt％。干燥流动助剂可以在以下材料中选择：热解法二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、热解法氧化镁、氢氧化镁、二氧化硅涂布的二氧化钛、其它金属氧化物和其混合物。
在选择适合的干燥流动助剂过程中，具有小的初级粒度或者高的比表面积的干燥流动助剂应当与具有更小的平均粒度的聚合物(共聚物)或树脂一起使用。对于干燥流动助剂而言，低的比表面积可以低至150m2/g，而高的比表面积可以高至325m2/g。
特别优选的干燥流动助剂包含调色剂等级的干燥流动助剂，例如，采用六甲基二硅烷基胺、二甲基硅烷、聚二甲基硅氧烷、或八甲基环四硅氧烷处理过的、并具有150-300m2/g比表面积的疏水的热解法二氧化硅。其它优选的可以用于平均粒度高于10μm的粗混合物、而且可以用于包封或聚集的粗混合物的干燥流动助剂包括可以从DegussaCorp(Parsippany，NJ)的氧化铝C。
作为干燥流动助剂的可选择方案，可流化的粗混合物组合物可以包含一种或多种分散在粗混合物中的电荷控制剂的颗粒，其用量为粗混合物总重的0.01wt％或更高、或0.5wt％或更高，并可多至10wt％、或多至5wt％。示例性的负电荷控制剂包括金属的络合物盐，比如水杨酸的铬、铝和锌的络合物盐和其衍生物，和偶氮络合物盐染料，而示例性的正电荷控制剂包括苯胺黑、叔胺化合物和季铵化合物。
可选择的，未结合颗粒的粗混合物可以不需干燥流动助剂或电荷控制剂而静电流化或施涂。流化设备，比如声波混合器和流化床或装配有粒度为1-20μm的膜的流体床加料器，直接位于涂布器装置的上游，可以用于流化该粗混合粉末，使得可以使用静电液体喷涂装置(例如，ITW Ransberg No.2号枪，或静电粉末喷涂装置)来施涂粉末。进一步，如果在相对湿度20％或更低的去离子气氛下采用静电粉末喷涂装置施涂，粗混合物可以均匀地涂布基材。
其它适用于粗混合物的添加剂可以包含消光添加剂的颗粒，比如，蜡，像巴西棕榈蜡或聚乙烯蜡，和立体花纹剂像聚四氟乙烯(PTFE)和乙酸丁酸纤维素(CAB)，其用量可多至粗混合物总重的10wt％、或多至5wt％；消光剂，比如具有羧基官能的(甲基)丙烯酸烷基酯，其用量可多至粗混合物总重的25wt％、或多至15wt％、或多至10wt％；减少摩擦的添加剂，包括PTFE或尼龙珠粒；金属银或杀微生物剂，其用量为粗混合物总重的0.0001-0.5wt％；抗氧化剂，比如受阻酚，光稳定剂，比如受阻胺，和光增辉剂，其用量为粗混合物总重的0.1-1.5wt％；放气助剂，比如苯偶姻，其用量为粗混合物总重的0.1-1.5wt％；UV、阳离子和热引发剂；不可水解的硅氧烷树脂流平剂，比如固体形式的聚二甲基硅氧烷，其在有机硅树脂组合物中的含量为0.1-2.0wt％；氧化还原催化剂；和形成皱纹饰面的催化剂。为了生成用于粗混合物的固体，可以将任何液体形式的添加剂吸附在一种或多种亚微米大小的载体(比如，热解法二氧化硅、硅灰石、硅藻土或滑石)上来形成用于粗混合物的粉末颗粒。
适合的自由基固化剂包括，例如，过氧化物、二酰基过氧化物、和基于脂肪酸、油的过渡金属化合物，例如钴皂，比如新癸酸钴。过氧化物催化剂的有效量可以为粗混合物总重的0.01-10wt％，例如0.1-6wt％、或0.5-4.0wt％。金属催化剂的有效量可以为粗混合物总重的0.01-2wt％，例如0.05-1.0wt％。适合的UV引发剂可以包括，例如，α裂解光引发剂、夺氢光引发剂等。UV引发剂的有效量可以为粗混合物总重的0.05-5wt％，例如0.1-4wt％，或0.5-2wt％。
适合的阳离子引发剂的实例包括乙基三苯基溴化鏻(ETPPB)和苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟代磷酸酯。缩合催化剂的实例包括羧酸金属盐，比如用于有机硅树脂的锌盐，比如硬脂酸锌，乙酰乙酸锌和新十二烷酸锌；和用于聚酯的锡盐。
适合的形成皱纹饰面的催化剂包括环己烷氨基磺酸或环己氨基磺酸；有机酸的胺盐，其中有机酸可以包括三氟甲烷磺酸(也称作triflic acid)、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十二烷基萘磺酸、十二烷基萘基二磺酸、和甲烷磺酸亚锡；和无机酸的胺盐，比如膦酸。催化剂的用量可以多至1.0wt％，或多至0.6wt％，基于粗混合物的总重。
制备该粗混合物的方法主要由提供所需量的一种或多种树脂或聚合物(共聚物)和然后将它们一起研磨至所需的粒度组成，其中如果使用多于一种的原材料，则以本体固体的形式结合所有的原材料，即，作为薄片、球状颗粒、小球、粉末或细粒。该方法排除了挤出、溶解或分散加工/喷雾干燥、其它常规的均匀混合步骤和后续的冷却步骤。进一步，该方法避免了用于挤出、超临界流体加工或分散/溶解和喷雾干燥的高成本的设备。
提供所需量的一种或多种树脂或聚合物(共聚物)主要由称量出与研磨的粉末组合物的最终批料大小相应的量的树脂或聚合物(共聚物)组成。
结合两种或多种本体固体形式的原材料可以包含手工称重和预混合所有单独的原材料，或者其可以包含每一种单独原材料的自动进料/计量或称重，例如，通过加料斗或具有控制阀的流化床或电子进料。任何加料斗或床进料可以由上部重力送入原材料，即，储存在位于进料装置上面的桶中。可以通过液压或电子转换器开动控制阀和电子进料。进一步，可以经由电子反馈回路(例如，中枢回路)控制器来控制任何进料的进料量和速度。优选，所有涂料组合物配方的特征被记录和储存在电子数据库中，使得来自数据库的配方信息能够输入将自动结合所有所需原材料的自动进料/计量或称重装置中。更优选，自动进料/计量或称重装置记录每一种原材料的量，用于库存的控制和未来的库存管理。
一旦已经提供原材料，和如果需要以所需的比例结合，研磨原材料至所需的粒度。对研磨而言，输入的进行研磨的原材料的大小或形状不需严格的控制，例如，单个颗粒的平均尺寸可能大至4cm。例如，当引入到粉碎机中时，气流粉碎机可以包括在线偏置(off-set)的破碎机棒或螺杆来使进料粉碎为均匀的大小。
合适的研磨设备可以包括气流粉碎机、流化床气流粉碎机、冲击研磨机和摩擦研磨机；气流分级(ACM)细粉磨机；球磨机或辊磨机；珠粒或介质研磨机；离心磨；锥形磨；圆盘式粉碎机；锤式破碎机；和针式研磨机。
优选的研磨机是气流粉碎机。更优选，一种或多种研磨机包含流体能量研磨机或流化床气流粉碎机，其中进料通过分选轮保留在研磨机中直至获得所需的平均粒度，然后将研磨的颗粒排出到收集器中。在操作过程中，处于或低于所需的平均粒度限定(设定到某一水平，例如，7μm)的颗粒被夹带在送入研磨机的气流中并流入分离收集器。因为流化床气流粉碎机对其输出物进行“自分级”，所以研磨的粉末的尺寸分布是窄的。喷射研磨过程中的压缩气体的快速膨胀高于对粉末在研磨期间的摩擦热的补偿。所以，流化床气流粉碎机在研磨期间使粉末组合物保持冷却，没有引入热历史，从而延长了粗混合物的储存稳定性。此外，可以使用其它多种热敏感的材料来配制通过喷射研磨粗混合物生成的涂料。气流粉碎机根据产量而定速，其将基于下述因素随着配方的改变而改变：比如原材料进料或加料的尺寸、化学性质和颗粒硬度。气流粉碎机根据产量而定速，并且可以研磨2-270千克/小时的粗混合物。产量根据待研磨的材料的硬度和熔点而改变。所以，tgic固化的聚酯树脂配方的产量范围略低于β-羟基烷基酰胺固化的聚酯配方的产量。
其它研磨机的使用依赖于研磨机而改变。通常而言，原材料研磨的越久，所研磨的产物的平均粒度就越低。在ACM研磨机中，为了分离亚10μm的产物，将研磨机的输入变慢，而且连续地再循环该输出物直至其满足所要求的大小。然后，在线旋风分级器可以移出所需大小范围的粉末。对于其它操作，比如球磨机，最终的粉末必须经由例如筛选、随后气流分级的方法与陶瓷球分离，其中进行研磨的过程直至颗粒精细到足以通过计量的气流带离或者通过置于计量的气流中的分选轮分离。
该研磨方法实现了均匀的混合并排除了恰恰在加工之前要得到该组分混合物的相关需要。如果使用了任何一种或多种原材料的错误用量，能够在加工过程中(即，研磨期间或之后)再次调整配方，而且可以在混合机中简单地混合粗混合物产物来均匀地分布所有的组分。只要加入的每种原材料的总量满足特定的配方，当均匀混合之后，最终的粗混合物产物将满足该特定的配方。进一步，由于其中几乎没有或没有浪费，可以严格地控制任何粉末组合物的批料大小而且可以对其进行调节以满足特定的要求，刚好制备所需量的粉末。
通过以干燥的形式将粗混合物组合物包封在成膜的树脂或聚合物包封剂中可以获得改进的粗混合物的流动性。包封的粗混合物易于流化而不需使用比如干燥流动助剂或电荷控制剂的添加剂。包封的粗混合物的表面决定了它的相容性和加工性能。所以，为了在施涂前的储存稳定性应当选择包封的聚合物(共聚物)。进一步，应当选择包封剂来为固化的涂层、薄膜或印刷提供所需水平的耐久性、耐候性、或与粗混合物中的聚合物(共聚物)或树脂的(不)相容性、或提供上述性能的任何结合。也可以根据其发展、保持或分散静电荷的倾向来选择包封剂。包封的粗混合物的平均粒度应当为15μm或更高、或20μm或更高、或30μm或更高以确保空气的流化能力，其平均粒度范围上限可如常规的涂料粉末颗粒，或高至75μm、或高至60μm、或高至50μm。
合适的包封用聚合物可以包括任何与粗混合物中的至少一种聚合物(共聚物)或树脂相容的树脂，其Tg值高于40℃，优选高于50℃，而且其Tg值要低于粗混合物中具有最低Tg值的聚合物(共聚物)或树脂，优选至少低于10℃，进一步，该包封用聚合物在加热的含水分散体或含水溶剂的混合物中或在部分真空(＜200mm/Hg)中能够软化或溶解。这种聚合物的实例包括(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物、GMA树脂、(低聚)双酚的缩水甘油醚、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷(PEO-PPO)嵌段共聚物、热塑性或线性聚酯、聚烯烃、比如低密度聚乙烯和PVDF。能够发展、保持或分散静电荷的聚合物(共聚物)的实例包括聚乙烯、聚丙烯和作为负端电介质的有机硅树脂，和PEO聚合物(共聚物)、PEO-PPO、聚氨酯和作为正端电介质的环氧树脂。这种聚合物(共聚物)能够促进将包封的粉末吸引到基材上。
包封用聚合物的用量范围可以多至15wt％、或多至10wt％、或优选多至5wt％，基于粗混合物的总重；而且其用量应当足以完全包封粗混合物，例如，0.1wt％或更高、1wt％或更高、或3wt％或更高，基于粗混合物的总重。包封用聚合物的溶液或分散体在用于包封粗混合物的含水分散体或含水溶剂混合物中的固体含量应当为0.5-80wt％，以使得易于包封同时能够快速干燥。
粗混合物的包封主要由以下步骤组成：通过向粗混合物中缓慢地加入水、或另一种用于粗混合物的挥发性非溶剂(比如烷基酯，例如乙酸乙酯，或其混合物)来形成临时的粗混合物的细粒；随后使所形成的临时细粒与一种或多种溶解在溶液中或熔融在含水分散体中的包封剂混合来包裹该临时细粒；和干燥以形成包封的粗混合物。
在形成临时细粒的过程中，可以例如在混合期间通过将非溶剂以雾化薄雾的形式喷涂在粗混合物上来实现非溶剂向粗混合物中的加入。优选，临时细粒化使用尽可能少的非溶剂，例如，为粗混合物总重的0.1-3.0wt％，或0.1-1.0wt％。有用的混合机包括低或中等强度的混合机，比如，Lodige Ploughshare或Winkworth RT混合机，和由T.K.Fielder and Co.Ltd.出售的Spectrum。可以通过提高混合速度以降低粒度和降低混合速度以提高粒度的方法来控制临时细粒的平均粒度。
或者在粗混合物被临时细粒化的低强度混合机中，或者在临时细粒被送入其中的螺带式混合机、流化床干燥器或闪干机中，不需加热对临时细粒进行包封。在混合或流化过程中，采用一种或多种包封剂的溶液或熔融分散体以包封临时细粒所需要的最少量对临时细粒进行喷雾或喷涂。在临时细粒化过程中，可以通过提高混合速度以降低粒度和降低混合速度以提高粒度的方法来控制包封的粗混合物的平均粒度。如此形成的胶囊是干燥的，例如在流化床干燥器或闪干机中，或者可以经由真空提取来除去所有的水、非溶剂和任何来自包封剂的溶剂。所制得的产物表现出类似于包封剂材料的颗粒，例如，类似于丙烯酸类树脂的颗粒。
粗混合物可以干燥形式用作调色剂、涂料粉末、成膜和模塑粉末，或者它们可以在水中淤浆化，非必要地采用0.01-1wt％的比如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酚醚，基于非离子型表面活性剂的重量。该分散体也可以含有阴离子和阳离子皂、保护性胶体、增稠剂和助剂来增加稳定性。优选地，这些稳定剂含有一种或多种与粉末固化化学相容的反应性基团，使得它们可以化学结合到交联的薄膜中。可以非必要地采用球磨机或其它相似的液体涂料工业的常用技术对稳定的分散体进行处理来进一步降低粒度。依赖于使用的稳定剂，可以使用中和来辅助分散，典型地利用链烷醇胺或其它一些氮碱。淤浆化的粉末应当含有淤浆总重30-70wt％的固体含量，但为了可喷涂性可以稀释。
作为包封的可选择方案，除了在混合过程中聚合物或树脂成粒剂的溶剂或含水分散体在粗混合物上喷雾或喷涂之外，粗混合物可以临时粒化的相同方式在低或中等强度的混合机中聚集。粗混合物颗粒的聚集体不需利用添加剂，比如干燥流动助剂或电荷控制剂，即可容易地被流化。对于热固性聚酯或丙烯酸类粉末，适合的凝结剂可以包含水性丙烯酸类聚合物(共聚物)、聚酯树脂乳液、或乙烯基或丙烯酸类聚合物胶乳；对于环氧类粉末，适合的凝结剂可以包含水基环氧树脂；对于聚酯，适合的凝结剂可以包含丙烯酸类或环氧树脂、水溶性纤维素醚、丙烯酸类树脂乳液、聚氨酯树脂乳液、聚乙二醇、纤维素、聚乙烯醇、聚环氧乙烷蜡、和丙烯酸类树脂-有机硅树脂乳液；对于有机硅树脂，适合的凝结剂可以包含胶态二氧化硅；对于聚氨酯，适合的凝结剂可以包含聚氨酯树脂乳液；和对于烃，适合的凝结剂可以包含石蜡。可选择地，可以将用于粘结剂的化学无毒的溶剂用作凝结剂，例如，甲醇和其它链烷醇，低级烷基酮、或醚，比如烷基醚，例如乙醚、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂或丁基溶纤剂。聚集之后，可以使用真空提取来辅助溶剂的除去。
将粗混合物聚集为指定的平均粒度的其它方法包括选自以下的方法：在搅拌下将粗混合物加热至粗混合物中的至少一种固体在颗粒表面熔融而不在颗粒内部熔融的温度，该温度经常为40-80℃，加热时间为50秒-20小时，随后搅拌下冷却以形成固体聚集体；在搅拌下将粗混合物在例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酚醚、或其它非离子型、或阳离子型或阴离子型表面活性剂的含水表面活性剂溶液中混合以形成淤浆，在起始组合物在颗粒表面熔融而不在颗粒内部熔融的温度下加热该淤浆，和在减压并搅拌的条件下干燥所制得的聚集体；和添加可光固化的液体组合物，例如，溶液中的丙烯酸类预聚物和光引发剂，在搅拌下将其滴加到起始的粉末涂料组合物中，通过光辐射固化可光固化的组合物，和在减压并搅拌的条件下干燥所制得的聚集体。可以使用更多的使粗混合物聚集的机械主动装置(aggressive means)，包括通过包含使用ang研磨机使塑性材料变形和微熔接的方法经由机械力使颗粒粘合的熔融聚集。
粗混合物、其包封形式和聚集体可以通过施涂而涂布在基材上，随后加热基材使粉末流动以形成粘合层并通过加热或辐射(例如，紫外线)来固化。如果使用淤浆，在固化之前可以有一个干燥的步骤。涂布器设备可以包括静电喷涂枪、流化床、磁刷，而且还可以包括淤浆和液体的喷涂设备，比如静电喷涂枪和静电钟(electrostatic bell)，比如装配有静电钟的手持式喷涂枪，即，ITW Ransberg No.2号枪。粉末喷涂涂布器可以非必要地装配一个或多个流体床加料斗、流化床、超声混合器或声波混合器来使粗混合物进料流化以进行喷涂。此外，研磨为10μm或更低的平均粒度的粗混合物可以粉末的形式利用淤浆和液体喷涂设备来施涂，因为这些粗混合物在空气中表现为流体。优选，这些精细的粗混合物粉末在液体喷涂设备上游的流化床或声波混合器中被流化。
优选，任何静电粉末喷涂枪可以装配一个或多个超声混合器或声波混合器的粉末进料器来使粗混合物在即将施涂到基材上之前流化。任何平均粒度的任何粗混合物可以利用声波混合器或超声混合器将粉末送料入静电喷涂枪中而被空气流化。例如，平均粒度＜10μm的精细粗混合物粉末可以通过声波混合器而扩展并处于流化态，可以通过常规的枪进行泵送和静电喷涂。
为了使粉末涂料流动，涂料粉末层或基材表面应当加热到70-120℃的温度以使粉末层流动。实施固化可以通过热固化，比如对流炉或红外灯，或通过辐射固化，比如紫外线或电子束。用于粗混合物、或其包封或聚集形式的固化时间、温度和其它条件应当等同于用于固化挤出的组合物(例如，由与粗混合物中的原材料相同的起始材料制备的常规涂料粉末)的条件。
无论是否包封，粗混合物的小粒度使得能够形成厚度为12.7-101.2μm，优选25.4-50.8μm的非常薄的薄膜和涂层。
用于涂布的基材可以包括钢、比如钢旋管、发动机部件、转子、定子和发电机部件、烘箱、炉子和烤架；铁和其它金属基材，比如户外家具；混凝土、陶瓷、瓷砖、玻璃、和热敏感基材，比如天然木材、胶合板、中密度纤维板(MDF)、纸张、纸板、塑料和非铁金属，比如黄铜和青铜。当作为粉末涂料用在这些基材上时，粗混合物可以提供底漆、着色剂、冲淡剂、底涂层、彩色涂层、清漆涂层、耐热涂层、电绝缘涂层、耐腐蚀涂层、防滑涂层、光滑涂层、耐候和建筑涂层、发泡涂层和装饰性涂层。
实施例
在以下实施例中，通过MPTM 0020方法A测量耐MEK溶剂性。在该方法中，当冷却至STP时，用在甲基乙基酮(MEK)中饱和的棉花头擦子以大约2.54cm长的刮程往返运动(双次刮擦)对固化的涂布板刮擦50次，同时在刮擦过程中保持适度的压力。在50次的双次刮擦期间，擦子保持被MEK浸透。当刮擦放置在秤上的固化的涂布板时，适度的压力表示施加压力使得秤的读数为4-5磅(1.814-2.25千克)，其中未计量板的重量和任何除擦子施加的压力之外的力。分值“5”表示优秀，“4”表示非常好，“3”表示良好，“2”表示一般，和“1”表示差。
利用改进的ASTM D-2794(9/1996)方法测量抗冲击性，其中使涂布的固化板冷却并利用Gardner Impact Test Model 1120冲击试验机测试，该冲击试验机装配有直径为0.64英寸(16.24mm)的不锈钢冲模，一个位于冲模中央的直径5/8英寸(15.86mm)的压头，按照制造者的说明充分校准和调节4磅(1.814千克)的冲击重量和薄膜的厚度尺寸。冲击试验机和涂布的固化板各自平放在1.5英寸(38.07mm)厚的硬木块测试支撑物上。测量涂布面向上放置的板的直接冲击。目测结果，记录涂层可以承受的最大冲击力。
通过在一个塑料袋中摇动所有组分预混合示于表1的原材料混合物。然后将样品在相对(opposed)气流粉碎机的Hosakawa AFG 100流化床上研磨，利用1.9mm的喷嘴，90psi(620.5千帕斯卡)的研磨空气和以10,000rpm运转的分选轮。所形成的粉末表征为12.8μm的D97和6.5-6.8μm的d(0.5)，利用Coulter LS装置(Beckman CoulterInc.，Fullerton，CA)以干燥进料模式测定并遵照制造者的操作说明。采用Nordson AFC II静电喷涂枪，将所制得的粉末静电喷涂在0.032英寸(813μm)厚的冷辊钢板上。将该板在190.55℃(375°F)的对流炉中烘烤15分钟。该涂布的板显示出耐甲基乙基酮50次的双次刮擦，等级为非常好的4+，进一步，显示出140英寸磅(1.6Kg-m)的耐直接冲击性而未失败。涂层的厚度为19.05μm(0.75mil)。
                           表1
  说明   Phr(每100份树脂的重量份数)1
  固体，饱和聚酯树脂酸值＝30-35mgKOH/g树脂粘度＝30-45泊   93.0
  丙烯酸类低聚物熔融流动助剂   2.0
  放气剂   1.0
  酞菁绿   0.007
  异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)   7.0
  硫酸钡   5.0
  二氧化钛   6.224
  混合的金属氧化物浅黄色(buff)金红石黄   5.566
  异吲哚啉酮黄   6.592
193重量份的聚酯树脂和7重量份的TGIC等于100重量份树脂。

Claims (10)

1.一种粉末组合物，其包含在粗混合物中以未结合的分散粒子形式存在的组分的混合物，该组分包含：
无规形状的初级颗粒，每一种初级颗粒由一种或多种成膜聚合物(共聚物)或树脂的固体组成，和
一种或多种固体添加剂的颗粒，该固体添加剂选自熔融流动助剂、非成膜着色剂、非成膜填料和其混合物，
其中所述粉末组合物颗粒以直径计的平均粒度范围为1-25μm。
2.如权利要求1的粉末组合物，其中所述粉末组合物进一步含有选自以下的分离和分散的颗粒：一种或多种用于所述成膜聚合物(共聚物)或树脂的固体固化剂、一种或多种干燥流动助剂的颗粒、一种或多种电荷控制剂的颗粒和一种或多种熔融流动助剂的颗粒。
3.如权利要求2的粉末组合物，其中所述粉末组合物初级颗粒以直径计的所述平均粒度范围为1-15μm。
4.一种粗混合物粉末组合物，其包含一种或多种聚合物(共聚物)或树脂粉末的大量未结合的分散粒子，非必要地，其与选自以下的一种或多种固体添加剂的颗粒混合：熔融流动助剂、着色剂、干燥流动助剂、电荷控制剂、填料和其混合物；
其中所述粗混合物被包封在一种或多种成膜树脂或聚合物包封剂中。
5.如权利要求4的包封的粗混合物粉末组合物，其中所述包封的粗混合物组合物以直径计的平均粒度范围为15-100μm。
6.一种制备粉末组合物的方法，其主要由以下步骤组成：
提供一种或多种由固体成膜聚合物(共聚物)或树脂组成的固体，
非必要地，使所述固体成膜聚合物(共聚物)或树脂与选自以下的一种或多种固体添加剂结合：一种或多种熔融流动助剂、一种或多种非成膜着色剂、一种或多种非成膜填料、一种或多种电荷控制剂、一种或多种干燥流动助剂和其混合物，
研磨所述固体以形成粗混合物粉末组合物，
其中所述粉末组合物颗粒以直径计的平均粒度范围为1-25μm。
7.如权利要求6的制备粉末组合物的方法，其中所述研磨包括喷射研磨。
8.如权利要求6的制备粉末组合物的方法，其进一步主要由以下步骤组成：通过使所述粉末组合物与一种或多种挥发性非溶剂混合以形成临时细粒，使所述临时细粒混合入一种或多种流体成膜树脂或聚合物包封剂中，和干燥以形成包封的粉末组合物并除去所述挥发性非溶剂来包封所述粗混合物粉末组合物。
9.如权利要求6的制备粉末组合物的方法，其进一步主要由通过选自以下的方法形成聚集体的步骤组成：在搅拌下加热所述粗混合物粉末组合物使得所述粗混合物中的至少一种固体在颗粒表面熔融而不在颗粒内部熔融，和在搅拌下冷却；在搅拌下使所述粗混合物粉末组合物与一种溶剂或凝结剂混合并干燥；和使粗混合物粉末组合物经历变形和微熔接。
10.一种在基材上制备粉末涂层的方法，其包括向所述基材施涂一种或多种粉末组合物以在所述基材上形成粉末层，加热所述粉末层以使得所述粉末组合物流动形成粘合层，和通过连续加热或辐射所述粘合层来固化粘合层以形成涂层，其中该改进包括：
选择如权利要求1的组合物作为所述粉末组合物。
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