CN1751106A - 性能增强的耐热粉末涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于可能遭受550℃以上高温的基材上的热固性耐热硅氧烷基粉末涂料组合物。该粉末涂料组合物含有在涂料的有机成分被烧掉的温度范围内软化和流动的低熔点玻璃颗粒。因此该玻璃颗粒在这种温度下就能填充涂料粉形成的膜中的空隙，避免涂层与基材的粘合失效。

Description

性能增强的耐热粉末涂料组合物
发明领域
本发明涉及热固性耐热粉末涂料组合物。具体而言，本发明的组合物提供了能普遍涂覆在可能承受高温的制品上的涂料，该涂料能抵抗制品的粘合失效。
发明背景
提供高耐热性的粉末涂料组合物已经发展了许多年。我们知道掺有聚硅氧烷树脂的粉末涂料具有高耐热性。例如1999年5月18日颁发的Eklund等的美国专利5905104描述了用于制备能承受高温的涂料的聚硅氧烷涂料粉。尽管在过去几年中已经提出了各种基于聚硅氧烷的粉末涂料组合物，但这种涂料仍有一个主要缺陷很难解决。当常规热固性聚硅氧烷粉涂布的材料暴露在包括红热条件的550℃(1022°F)或以上温度时，涂层就会损失其有机成分并快速收缩和脆裂，使它们很容易破裂并从基材剥落或剥离基材。已经作了各种尝试来解决这一问题，包括在聚硅氧烷树脂中掺入诸如有机酸基团的有机官能团，或在涂料中掺入粘合促进剂和/或补强填充剂，但仅取得有限的成功。对于诸如汽车排气部件、烤架、窑炉燃烧器等的高温应用，需要可制备能承受更高温度的涂料的涂料粉。
本发明的新颖粉末涂料组合物具有以上期望的特征。
发明概述
本发明提供了一种热固性耐热粉末涂料组合物，该组合物特别可用于涂覆高温烟囱、消音器、歧管、锅炉、烘箱、加热炉、窑炉燃烧器、蒸汽管线、热交换器、烤架装置、炊事用具和经受高温的其他部件。本发明的涂料组合物提供了具有优异的耐热特性，特别是能抵抗诸如在高温下暴露时的脱层和剥落的粘合失效的涂料。
本发明的粉末涂料组合物包含：
1)至少一种聚硅氧烷，优选羟基官能的聚硅氧烷；和
2)至少一种高温基质材料，优选低熔点无机玻璃，这种材料在聚硅氧烷树脂快速收缩和脆裂的温度范围内软化并表现出一定的流动。
本发明还包括包含一层或多层这些涂料的制品。
本发明详细描述
在本专利中，除非另有说明，所有百分比均为重量百分比。粘合剂树脂的总量，即聚硅氧烷树脂加上任何其他类型粘合剂树脂用100％(重量)表达，诸如基质材料、填料、颜料、流动控制剂、固化催化剂等的涂料粉组合物的所有其他成分基于100％(重量)树脂以％(重量)表达。此处所用聚硅氧烷树脂通常也指硅氧烷或聚硅氧烷或聚硅氧烷聚合物。
本发明基于这样的发现，即聚硅氧烷基粉末涂料的耐热性能可通过在涂料组合物中掺入一种高温基质材料来改善，该材料在聚硅氧烷涂料损失其有机成分并快速收缩和脆裂的温度范围内软化并表现出一定程度的流动。该高温基质材料被设计成填补涂层中失去其有机成分后留下的空隙，从而减少收缩并阻止裂纹在膜中扩展，使涂料能抵抗诸如在高温下从基材剥离、剥落和脱层的粘合失效。
尽管“高温”是一个相对概念，但本发明的粉末涂料往往能承受大部分有机成分，包括聚硅氧烷树脂的有机部分燃烧的温度。因此，理想的是本发明的涂料能承受例如550℃(1022°F)及以上的温度，尽管该粉末涂料的最终使用温度和其他要求会根据具体的涂覆应用而不同。
本发明的涂料粉提供了具有以上理想的特征的涂料。本发明的涂料具有改进的耐热和抗脱层特征，并胜过目前可获得的用作耐热涂料的现有产品。
“改进的耐热特征”指用本发明的涂料粉在基材上形成的涂层暴露在550℃或以上温度下后仍保持其粘合。
“改进的抗脱层特征”指用本发明的涂料粉在基材上形成的涂层暴露在550℃或以上温度下后不会从基材剥落或剥离。
本发明的涂料特别可用于承受高温的制品，包括烟囱、消音器、歧管、锅炉、烘箱、加热炉、蒸汽管线、热交换器、烤架装置、炊事用具和经受高温的其他制品。
公知的是当暴露在高于约350℃的空气下时，大部分有机涂料在几分钟内消失。聚硅氧烷基粉末涂料，尽管它们在较高温度下表现更好，但也受到影响，因为掺入这种涂料中的聚硅氧烷树脂含有有机部分。随着聚硅氧烷树脂的有机部分被氧化掉，聚硅氧烷树脂就会收缩；应力就会在涂层中集中，并通过裂纹和剥离释放。
本发明的组合物优选在树脂体系中含有大量聚硅氧烷树脂。根据本发明的优选实施方案，基本上都是聚硅氧烷的树脂体系能提供高温下的稳定性，并具有最小数量的有机部分，从而在有机部分烧掉时的收缩最小。用于粉末涂料的典型聚硅氧烷树脂的有机馏分为树脂总重量的约30-约60％。
因此，在本发明的优选实施方案中，本发明的组合物具有包含基本上100％(重量)聚硅氧烷树脂或聚硅氧烷树脂掺和物的树脂或粘合剂体系。在约140-260℃的温度下，聚硅氧烷树脂将自缩合形成交联的网络。
本发明的涂料粉还可根据具体应用含有少量聚硅氧烷树脂。当用量很少时，本发明的涂料粉通常含有以粘合剂总重量计为约10-100％(重量)，优选约30-100％，最优选约40-100％(重量)的聚硅氧烷树脂。如果聚硅氧烷含量低于10％(重量)，涂层就没有足够的耐热性。
适合此处采用的聚硅氧烷树脂可以是任何烷基和/或芳基取代的聚硅氧烷，它们的共聚物、掺和物或混合物，烷基取代基优选选自含1-4个碳原子，更优选1-3个碳原子的短链烷基，最优选甲基、丙基，而最优选的芳基取代基包括苯基。对于良好的耐热性，甲基和苯基是可选择的有机部分。通常是甲基越多，受热后观察到的涂层收缩越少。为了形成粉末涂料，聚硅氧烷树脂应该在室温下为固态，优选具有至少45℃的Tg(玻璃化温度)，并能在200℃温度以下熔融处理。这种聚硅氧烷树脂的实例是从Wacker Silicone，Adrien，Mich.获得的苯基硅氧烷Silres601或甲基硅氧烷SilresMK，以及从DowCorning获得的丙基苯基Z-6018或甲基苯基硅氧烷6-2230等。合适的树脂还描述在US 3585065、4107148、3170890和4879344中，此处参考引用。
聚硅氧烷树脂上的有机部分还可带有诸如COOH、NCO、胺、环氧官能团等的有机官能团，例如US 6046276、6274672、6376607、5280098和5516858中所公开的，此处参考引用，以提高机械性能并增强与树脂体系中所用膜形成树脂的反应性。
为了提高耐热性，获得低于200℃温度下的熔体加工性能，以及对经受交联反应的敏感度，优选的是采用羟基官能的聚硅氧烷，基于总聚硅氧烷固体的羟基官能度高达约10％(重量)，优选约0.5-约10.0％(重量)。聚硅氧烷聚合物可包括带有一个、两个或三个下述有机基的亚单位硅原子：甲基、乙基、丙基和苯基。商购的羟基官能的聚硅氧烷的实例包括来自Dow Corning(Midland，Mich.)的Dow Corning1-0543、Dow Corning6-2230和Dow CorningZ-6018；来自WackerSilicone Corp.(Adrien，Mich.)的Wacker SilresMK和WackerSilres601、602、603、604和605；来自General Electric(Waterfold，N.Y.)的General Electric SR-355；和来自Gelest，Inc.(Tullytown，Pa.)的PDS-9931。其他合适的聚硅氧烷基聚合物包括US 4107148(Fujiyoshi等)和US 4879344(Woo等)中描述的那些，此处参考引用。
本发明的粉末涂料组合物还可含有(真要存在的话)一种或多种此类涂料中常用的和本领域公知的树脂。这些树脂(如果采用的话)将构成粘合剂体系的剩余部分。这种树脂包括有机聚合物和低聚物，包括基于环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂和/或尿烷树脂的树脂，例如US 5998560中描述的那些，此处参考引用。当粉末涂料组合物中存在丙烯酸聚合物时，它们可以是甘油基、羟基或羧酸官能的丙烯酸聚合物。
本发明组合物中最关键的成分是高温基质材料。如上所述，这些材料在由本发明的粉末涂料制备的涂层经受高温时提供了期望的抗粘合失效性能。“高温基质材料”指室温下为非晶形或结晶或两种结合的坚硬的或橡胶状的固体，它在高达260℃温度(即常规的聚硅氧烷基粉末加工和固化温度)下也不会软化到足以进行流动，但在聚硅氧烷树脂损失其有机成分并快速收缩和脆裂的温度范围内软化。优选的是该基质材料在约300-700℃，特别是375-550℃的温度范围内软化和表现出一定程度的流动。低熔点无机玻璃特别可用作高温基质材料。
高温基质材料的含量优选的为组合物中聚合物含量的约0.5-90％(重量)，更优选约5-70％(重量)，最优选约10-50％(重量)，以提高高温下抗粘合失效的能力。注意这些只是一般的准则，基质材料颗粒确切的重量百分比将取决于颗粒的比重、所要求的耐热程度和粉末涂料组合物的其他成分。
如果高温基质材料的含量太低，涂层就没有足够的抗脱层性。当含量太高时，流动受阻会使涂层变得粗糙。
特别感兴趣的是无机玻璃，包括由金属氧化物、氟化物、氯化物等，以及这些成分的混合物组成的无机玻璃。更感兴趣的是主要由硅、钠、钾和硼的氧化物的混合物组成的低熔点玻璃。合适玻璃的实例可在US 4983550和US 5217928中找到，此处参考引用这些专利。
这些高温基质材料的一个有用的特征是它们很容易掺入涂料粉中。高温基质材料颗粒可以任何形状和尺寸供应到涂料制造工艺中。为了方便使用，优选的是颗粒的最大尺寸小于约100微米，使其不会引起涂层粗糙，并使其能微小地分散。基质颗粒尺寸的上限取决于期望的最终涂层厚度，其中颗粒应该具有小于涂层厚度的尺寸。大部分粉末涂料设计成以约50微米的干膜厚度涂覆。因此，在大部分应用中，颗粒应具有在其最大轮廓上小于约50微米，优选40微米的最大尺寸。
还优选的是颗粒通常为球形，特别优选的是它们具有小于约2的比重。此处所用术语“球形”或“球体”指形状通常为球形。更特别的是该术语指含有低于25％的包含尖锐的或粗糙的边沿的颗粒聚结体或破碎的颗粒的填料材料，使颗粒在进一步的加工中不会明显变化。
合适基质材料的实例是选自空心球体、固体球体、纤维和/或玻璃料的无机玻璃颗粒。诸如氟化钡锆、BaZr2F10的无机结晶颗粒也可用作基质材料。
特别优选的高温基质材料的实例包括Valley Forge，Pennsylvania的PQ公司提供的Q-Cell7040S、Q-Cell5070S和Q-Cell6042S玻璃颗粒。这些玻璃的特征示于下表1。
表1
  玻璃   组分   软化温度   形式   比重
  Q-Cell7040S   主要是Si、NaK、B的氧化物   450-500℃   空心，球形   0.4
  Q-Cell6042S   主要是Si、NaK、B的氧化物   400-450℃   空心，球形   0.4
  Q-Cell5070S   主要是Si、NaK、B的氧化物   450-500℃   空心，球形   0.7
可加入补强填充剂(与上述基质材料不同)，以改善基于聚硅氧烷树脂和高温基质材料的结合的涂料的性能或特性。这些补强填充剂是本领域公知的，包括诸如硅灰石(硅酸钙)的针状材料、诸如云母类(硅酸钾铝)的片状材料、诸如石棉的纤维材料，以及各种人造纤维、包括硅酸盐玻璃的棒形或片状耐火材料。熔点高于高温基质材料的玻璃颗粒也可用作补强填充剂。典型实例包括Nyco Corporation，Willsboro，NY提供的硅灰石填料Nyad M400；以及Boucherville，Quebec，Canada的Suzorite Mica Products，Inc.提供的金云母Suzorite 325HK。其他实例包括这里引用的专利文献中报导的材料。
理想的是包括诸如US 6248824中描述的高长宽比填料，此处参考引用该文献。
补强材料(如果确实存在(即高于0％(重量)))的含量通常为组合物的聚合物含量的约5-50％(重量)，优选约10-40％(重量)。当补强材料含量低时，处于正在固化状态的涂层的耐磨和耐物理损伤性能会降低。当含量太高时，就减少了流动而使涂层变得粗糙。
除要求的聚硅氧烷树脂和高温基质材料，有时还有期望的补强材料外，本发明的粉末涂料组合物可含有粉末涂料组合物和高使用温度粉末涂料中常用的其他添加剂。这些添加剂包括：粘合促进剂；填料；颜料；流动和流平添加剂；脱气助剂；光泽改性剂；成坑剂(crateringagent)；固化剂；固化催化剂；构造剂(texturizer)；表面活性剂；有机增塑剂；改善静电应用性能的试剂；改善防腐性能的试剂；改善粉末的干式流动性能的试剂等，如例如US 5905104中教导的，此处参考引用该文献。也可加入具有灭菌活性的化合物，如US 6093407中所教导的，此处同样参考引用该文献。
尽管聚硅氧烷树脂在高温下自缩合形成交联网络，但往往理想的是使用少量诸如辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸锌、乙酰丙酮化锌、新癸酸锌和它们的混合物的固化催化剂，以便实现快速凝胶时间。一般采用这种固化催化剂的聚合物含量的至少约0.1％(重量)，最多约2％(重量)。
该粉末基组合物中可存在以聚合物总量计最多约3.0％(重量)，优选约0.5-1.5％(重量)的流动控制剂。该流动控制剂可包括丙烯酸类、聚硅氧烷类和氟基聚合物。商购流动控制剂的实例包括来自EstronChemical，Inc.(Calvert City，Ky.)的ResiflowPL-200和ClearflowZ-340；来自Monsanto(St.Louis，Mo.)的Mondaflow2000；来自Synthron，Inc.(Morgantown，N.C.)的ModarezMFP；以及来自BYK Chemie(Wallingford，Conn.)的BYK361和BYK300。所述试剂增强了组合物的熔体流动特性，有助于减少表面缺陷。
该粉末基组合物中可使用脱气剂，有助于固化处理期间气体的释放。这些材料的含量一般为聚合物总量的约0.1-5.0％(重量)。商购脱气剂的实例包括来自GCA Chemical Corporation(Brandenton，Fla.)的UraflowB和来自Estron Chemical(Calvert City，Ky.)的Benzoin。
同样常常希望的是使用干式流动添加剂，以改善粉末基组合物的干式流动特性。实例包括气相法二氧化硅、氧化铝和它们的混合物。这些材料通常占聚合物总含量的约0.05-1％(重量)。
如果需要，可将诸如无机填料的其他非必需的成分与上述补强填充剂结合使用，以提供结构、控制光泽，并增加涂料体积，以提高其经济性。也可以常规用量采用诸如上述任何一种的非必需的其他添加剂，以进一步提高该组合物的性能。
作为固体粒状成膜混合物的本发明的粉末涂料通过粉末涂料工业中采用的常规制造技术制备。例如可将粉末涂料中采用的成分，包括高温基质材料，以干燥状态混合在一起，然后在足以熔化混合物中的树脂的温度(优选在低于200℃的温度)下在挤出机中熔融混合，然后挤压。然后在冷却辊上将挤出的材料冷却成固体，破碎然后研磨成微粉。
所形成的粉末可与另外的成分掺和。例如当另外的成分会通过挤压、冷却、破碎或研磨加工而损坏或变得无效，或当另外的成分会损坏用于干法掺和、挤压、冷却、破碎或研磨加工的设备时，可包括该加工步骤。高温基质材料一般在该步骤中加入。该步骤特别适合密度小于2.0的玻璃球。
高温基质材料也可在通过干法掺和形成后或在公知为“粘合”的工序中与涂料粉混合。在该结合工序中，涂料粉和将与其“粘合”的材料干法掺和，并加热和冲击熔化以结合不同颗粒。该基质材料可在该步骤中方便地加入。在预先形成的涂料粉和高温基质材料的流化和进料上有很大差别，导致掺和物在应用期间分离的情况下，“粘合”掺和材料就是所期望的。
本发明的粉末涂料组合物可通过静电喷涂、热或火焰喷涂，或流化床涂布法涂覆，所有这些方法都是本领域普通技术人员公知的。该涂料可涂覆在金属和/或非金属基材上。粉末涂料沉积到预期厚度后，通常将已涂覆基材在约140-260℃下加热，以熔化组合物并引起流动，并使粉末固化和结合到基材上，形成交联聚合物基质。在某些应用中，待涂覆部件可在涂布粉末前预热，然后在涂布粉末后加热或不加热。气体或电加热炉常用于各种加热步骤，但其他方法(例如微波)也是公知的。本发明的粉末涂料给配方设计师提供了改善最终涂层的耐热性能，并在甚至比本领域目前所获得的更高温度下使用耐热涂料的机会。
由本发明的粉形成的涂层提供了优异的耐热性能，特别可用于包括烟囱、消音器、歧管、锅炉、烘箱、加热炉、蒸汽管线、热交换器、烤架装置和炊事用具的承受高温的制品上。
本发明通过以下实施例进一步说明，但并不限于这些实施例。所有份和百分比除非另外说明外均基于重量。
实施例
对比实施例1-3
对比实施例1-3在本发明的范围外，用于说明公知技术的限制。
对比实施例1
本实施例说明聚硅氧烷树脂本身不形成抗脱层涂层。
通过掺和1000g Silres 604、10g Resiflow PL-200和5g苯偶因(benzoin)制备Coating Powder CEx.1。使该掺和材料通过双螺杆挤出机熔化树脂并进一步掺和该混合物。挤压物通过冷却辊固化，然后破碎成片。将碎片与10.0g HDKN 20氧化硅干式流动添加剂混合，并通过锤磨机研磨。所得粉通过80目筛子除去粗颗粒，形成Coating Powder CEx.1。
将Powder CEx.1静电喷涂到0.032”厚的冷轧钢板上，并在260℃烘箱中烘烤15分钟形成涂层。冷却到室温后，通过在丙烷/空气火焰中将涂布板背面加热到红热(约730℃)达5分钟然后冷却，试验涂层的抗脱层性。经过冷却，试验涂层发生剥落和脱层。
对比实施例2
本实施例说明低含量的补强填充剂不能赋予聚硅氧烷树脂膜抗脱层性。
通过掺和1000g Silres 604树脂、10g Resiflow PL-200、5g苯偶因、75g Nyad M400填料和75g 325HK云母填料来制备CoatingPowder CEx.2。使该掺和材料通过双螺杆挤出机熔化树脂并进一步掺和该混合物。挤压物通过冷却辊固化，然后破碎成片。将碎片与10.6gHDKN 20氧化硅干式流动添加剂混合，并通过锤磨机研磨。所得粉通过80目筛子除去粗颗粒制备Coating Powder CEx.2。
将所得Coating Powder CEx.2静电喷涂到0.032”厚的冷轧钢板上，并在260℃烘箱中烘烤15分钟形成涂层。冷却到室温后，通过在丙烷/空气火焰中将涂布板背面加热到红热(约730℃)达5分钟然后冷却，试验涂层的抗脱层性。经过冷却，试验涂层发生剥落和脱层。
对比实施例3
本实施例说明高含量的补强填充剂不能赋予聚硅氧烷基涂料抗脱层性。通过掺和1000g Silres 604树脂、10g Resiflow PL-200、5g苯偶因、300g Nyad M400填料和300g 325HK云母填料来制备CoatingPowder CEx.3。使该掺和材料通过双螺杆挤出机熔化树脂并进一步掺和该混合物。挤压物通过冷却辊固化，然后破碎成片。将碎片与16.1gHDKN 20氧化硅干式流动添加剂混合，并通过锤磨机研磨。所得粉通过80目筛子除去粗颗粒。
将所得Coating Powder CEx.3静电喷涂到0.032”厚的冷轧钢板上，并在260℃烘箱中烘烤15分钟形成涂层。冷却到室温后，通过在丙烷/空气火焰中将涂布板背面加热到红热(约730℃)达5分钟然后冷却，试验涂层的抗脱层性。经过冷却，试验涂层发生剥落和脱层。
实施例1和2
这些实施例在本发明范围内。
实施例1
本实施例说明将聚硅氧烷树脂与低熔点玻璃结合制备抗脱层涂料。
通过干法掺和1000g Silres 604、10g Resiflow PL-200和5g苯偶因制备Coating Powder Ex.1。使该掺和材料通过双螺杆挤出机熔化树脂并进一步混合该混合物。挤压物通过冷却辊固化，然后破碎成片。将碎片与10.1g HDKN 20氧化硅干式流动添加剂混合，并通过锤磨机研磨。所得粉通过80目筛子除去粗颗粒形成涂料粉。
将80g上面制备的涂料粉试样与20g Q-Cell 7040S玻璃珠混合形成Powder Ex.1。将Powder Ex.1静电喷涂到0.032”厚的冷轧钢板上，并在260℃烘箱中烘烤15分钟形成涂层。
冷却到室温后，将该板进行耐溶剂、铅笔硬度和网纹粘合试验。涂层的抗脱层性通过在丙烷/空气火焰中将涂布板背面加热到红热(约730℃)达5分钟然后冷却进行试验。经过冷却，涂层没有发生剥落或脱层。其性能示于表2。
实施例2
本实施例说明具有改进物理性能的抗脱层涂料。
通过掺和1000g Silres 604树脂、10g Resiflow PL-200、5g苯偶因、75g Nyad M400填料和75g 325HK云母填料制备CoatingPowder Ex.2。将各成分干法混合，然后通过双螺杆挤出机熔化树脂并进一步混合该混合物。挤压物通过冷却辊固化，然后破碎成片。将碎片与11.6g HDKN 20氧化硅混合，并通过锤磨机研磨。所得粉通过80目筛子除去粗颗粒得到涂料粉。
将80g上面制备所得涂料粉试样与20g Q-Cell 7040S玻璃珠干式混合形成Coating Powder Ex.2。将Coating Powder Ex.2静电喷涂到0.032”厚的冷轧钢板上，并在260℃烘箱中烘烤15分钟形成涂层。
冷却到室温后，将该板进行网纹粘合试验，发现比没有补强的Coating Ex.1有所改善。涂层的抗脱层性通过在丙烷/空气火焰中将涂布板背面加热到红热(约730℃)达5分钟然后冷却进行试验。经过冷却，涂层没有发生剥落或脱层。其性能示于表2。
表2
  试验方法   Coating Ex.1   Coating Ex.2
  网纹粘合性1   0B   3B
  抗脱层性   是   是
表的脚注：
1“网纹粘合性”在2mm间隙下用ASTM D3359方法B中描述的方法试验。结果用从0(去除＞65％)到5(没有涂层去除)的等级判断。
这些实施例得到的结论是，高温基质材料显著提高了用本发明的粉末涂料组合物形成的涂层的耐热性和抗脱层性。

Claims (11)

1.制备耐高温涂料的粉末涂料组合物，包含：
(a)至少一种聚硅氧烷；和
(b)以聚合物含量的总重量计约0.01-90重量％的至少一种在约300-700℃温度范围内软化并表现出一定的流动性的高温基质材料。
2.权利要求1的组合物，其中基质材料包含至少10％的聚合物含量。
3.权利要求2的组合物，其中由该粉末涂料组合物形成的涂料暴露在至少550℃温度下后不会脱层。
4.权利要求2的组合物，其中该组合物还含有约5-50重量％聚合物含量的补强填充剂。
5.权利要求2的组合物，其中基质材料是选自空心球体、固体球体、纤维和玻璃料的无机玻璃颗粒。
6.权利要求5的组合物，其中高温基质材料是选自比重小于2的无机玻璃颗粒。
7.权利要求1的粉末，其中所述基质材料选自无机结晶颗粒。
8.制备耐热粉末涂料组合物的方法，包括：
(a)通过标准的熔体混合方法形成含有很少高温基质材料的权利要求1的粉末涂料；和
(b)将基质材料与该粉末混合。
9.制备耐热粉末涂料的方法，包括：
(a)在熔体混合前将基质材料与聚硅氧烷混合；和
(b)用标准的粉末制造方法将熔融混合的材料转变成粉末涂料。
10.其上涂布和固化了至少一个用权利要求1的粉末涂料组合物形成的涂层的制品。
11.权利要求10的制品，其中该涂层具有至少约40微米的厚度。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101942262A (zh) * 2010-08-30 2011-01-12 杜邦华佳化工有限公司 具有高表面硬度和装饰性的粉末涂料
CN101445699B (zh) * 2008-12-17 2011-05-25 杜邦华佳化工有限公司 一种耐高温粉末涂料
CN101585666B (zh) * 2009-06-22 2011-08-31 浙江新康药用玻璃有限公司 一种药用玻璃瓶的内表面涂膜工艺
CN108588703A (zh) * 2012-03-21 2018-09-28 Swimc有限公司 双涂层单一固化粉末涂料
CN110914372A (zh) * 2017-07-12 2020-03-24 日本帕卡濑精株式会社 静电粉末涂料、具有涂膜的涂装物品及其制造方法
CN111655795A (zh) * 2018-01-31 2020-09-11 住友化学株式会社 树脂组合物
US10940505B2 (en) 2012-03-21 2021-03-09 The Sherwin-Williams Company Two-coat single cure powder coating

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7098275B2 (en) * 2001-06-27 2006-08-29 Inglefield Charles F Heat resistant material for molds and other articles
WO2007126640A1 (en) * 2006-03-27 2007-11-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Heat resistant powder coatings
GB2444617B (en) * 2006-12-06 2009-02-04 Dale Windridge Powder coating material
JP5000466B2 (ja) * 2007-11-28 2012-08-15 イビデン株式会社 排気管
GB0817589D0 (en) * 2008-09-26 2008-11-05 Univ Ulster Powder coating compositions
US8563648B2 (en) * 2009-10-28 2013-10-22 Ppg Industries Ohio, Inc. Coating composition comprising an alkoxysilane, a polysiloxane, and a plurality of particles
DE102011115379B4 (de) * 2011-10-10 2018-09-27 Schott Ag Beschichtetes Glas- oder Glaskeramik-Substrat mit haptischen Eigenschaften und Glaskeramik-Kochfeld
CN102942842A (zh) * 2012-11-09 2013-02-27 上海元方涂料有限公司 纳米级耐高温环保涂料
DE202012012372U1 (de) 2012-12-20 2013-01-16 Schott Ag Beschichtetes Glas- oder Glaskeramik-Substrat mit haptischen Eigenschaften
CN103320007B (zh) * 2013-06-05 2015-12-23 浙江华彩化工有限公司 耐高温的粉末涂料的制备方法
CN103320013B (zh) * 2013-06-05 2016-01-20 浙江华彩化工有限公司 一种耐高温的粉末涂料的制备方法
CN109504279B (zh) * 2013-06-19 2022-03-15 阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司 耐高温粉末涂料组合物、其制备方法及其用途
MX2015017158A (es) 2013-06-19 2016-03-16 Akzo Nobel Coatings Int Bv Composicion de recubrimiento en polvo resistente a altas temperaturas, metodo de preparacion de la misma y utilizacion de la misma.
DE102018209615A1 (de) 2018-06-15 2019-12-19 MTU Aero Engines AG Abdeckvorrichtung zum Abdecken von wenigstens einem Bereich eines Bauteils während einem Hochtemperaturbeschichtungsverfahren
CN112280333A (zh) * 2020-09-28 2021-01-29 河南方众环保科技有限公司 一种内墙面无机干粉涂料及其制备方法
CN112251050A (zh) * 2020-09-28 2021-01-22 河南方众环保科技有限公司 一种外墙墙面无机仿石干粉涂料

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6198773A (ja) * 1984-08-28 1986-05-17 Honda Motor Co Ltd 耐熱被覆組成物
US4983550A (en) * 1988-08-24 1991-01-08 Potters Industries, Inc. Hollow glass spheres
US5217928A (en) * 1988-08-24 1993-06-08 Potters Industries, Inc. Hollow glass spheres
US5684066A (en) * 1995-12-04 1997-11-04 H.B. Fuller Licensing & Financing, Inc. Protective coatings having enhanced properties
US5939491A (en) * 1997-08-01 1999-08-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Curable compositions based on functional polysiloxanes
CA2262294C (en) * 1998-03-31 2002-05-07 Charles P. Tarnoski Coating powder for high temperature resistant coatings
US6248824B1 (en) * 1999-04-09 2001-06-19 Morton International, Inc. Translucent high-temperature powder coatings

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445699B (zh) * 2008-12-17 2011-05-25 杜邦华佳化工有限公司 一种耐高温粉末涂料
CN101585666B (zh) * 2009-06-22 2011-08-31 浙江新康药用玻璃有限公司 一种药用玻璃瓶的内表面涂膜工艺
CN101942262A (zh) * 2010-08-30 2011-01-12 杜邦华佳化工有限公司 具有高表面硬度和装饰性的粉末涂料
CN108588703A (zh) * 2012-03-21 2018-09-28 Swimc有限公司 双涂层单一固化粉末涂料
US10940505B2 (en) 2012-03-21 2021-03-09 The Sherwin-Williams Company Two-coat single cure powder coating
US11098202B2 (en) 2012-03-21 2021-08-24 The Sherwin-Williams Company Two-coat single cure powder coating
US11904355B2 (en) 2012-03-21 2024-02-20 The Sherwin-Williams Company Two-coat single cure powder coating
US11925957B2 (en) 2012-03-21 2024-03-12 The Sherwin-Williams Company Two-coat single cure powder coating
CN110914372A (zh) * 2017-07-12 2020-03-24 日本帕卡濑精株式会社 静电粉末涂料、具有涂膜的涂装物品及其制造方法
CN111655795A (zh) * 2018-01-31 2020-09-11 住友化学株式会社 树脂组合物

Also Published As

Publication number Publication date
PL378564A1 (pl) 2006-05-02
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WO2004076572A1 (en) 2004-09-10
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