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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung ist verwandt mit und beansprucht alle verfügbaren Vorteile der provisorischen
US-Patentanmeldung 62/536,089 , eingereicht am 24. Juli 2017, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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TECHNISCHER BEREICH
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Das technische Gebiet betrifft allgemein Pulverbeschichtungen und insbesondere Pulverbeschichtungen und Zusammensetzungen davon und Verfahren zum Beschichten eines Gegenstandes.
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HINTERGRUND
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Pulverbeschichtungen werden beispielsweise verwendet, um eine Isolierung auf Drähten oder dergleichen zu bilden. Während diese Pulverbeschichtungen wünschenswerte Eigenschaften aufweisen können, besteht ein Bedarf an verbesserten Beschichtungen mit relativ hoher Flexibilität, guten mechanischen und physikalischen Eigenschaften, Fähigkeit, erhöhten Temperaturen zu widerstehen und/oder guter Wirtschaftlichkeit.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, Zusammensetzungen für Beschichtungen, Pulverbeschichtungen und Verfahren zum Beschichten eines Gegenstands bereitzustellen, die eine oder mehrere der vorstehenden gewünschten Verbesserungen adressieren. Darüber hinaus werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit diesem Hintergrund ersichtlich.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
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Zusammensetzungen für eine Pulverbeschichtung, Pulverbeschichtungen und Verfahren zum Beschichten eines Gegenstandes werden hierin bereitgestellt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform schließt eine Zusammensetzung für eine Pulverbeschichtung ein Bindemittel mit einem Bindemittelharzanteil und einem Bindemittelhärteranteil ein. Der Bindemittelharzanteil schließt ein erstes Epoxidharz, das ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 400 bis etwa 450 g/Äq aufweist, ein. Ein zweites Epoxidharz weist ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 1600 bis etwa 1950 g/Äq auf. Ein drittes Epoxidharz weist ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 850 bis etwa 1050 g/Äq auf.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird eine Pulverbeschichtung bereitgestellt. Die Pulverbeschichtung wird durch Trockenmischen einer Zusammensetzung hergestellt. Die Zusammensetzung schließt ein Bindemittel ein, das einen Bindemittelharzanteil und einen Bindemittelhärteranteil einschließt. Der Bindemittelharzanteil schließt ein erstes Epoxidharz, das ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 400 bis etwa 450 g/Äq aufweist, ein. Ein zweites Epoxidharz weist ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 1600 bis etwa 1950 g/Äq auf. Ein drittes Epoxidharz weist ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 850 bis etwa 1050 g/Äq auf. Die Zusammensetzung wird extrudiert, abgekühlt, um einen Feststoff zu bilden, und zu einem Pulver gemahlen.
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Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren zum Beschichten eines Gegenstandes bereitgestellt. Das Verfahren schließt das Auftragen einer Pulverbeschichtung auf den Gegenstand ein, um einen pulverbeschichteten Gegenstand zu bilden. Die Pulverbeschichtung wird durch Trockenmischen einer Zusammensetzung hergestellt. Die Zusammensetzung schließt ein Bindemittel, das einen Bindemittelharzanteil und einen Bindemittelhärteranteil einschließt, ein. Der Bindemittelharzanteil schließt ein erstes Epoxidharz, das ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 400 bis etwa 450 g/Äq aufweist, ein. Ein zweites Epoxidharz weist ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 1600 bis etwa 1950 g/Äq auf. Ein drittes Epoxidharz weist ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 850 bis etwa 1050 g/Äq auf. Die Zusammensetzung wird extrudiert, abgekühlt, um einen Feststoff zu bilden, und zu einem Pulver gemahlen. Der pulverbeschichtete Gegenstand wird Wärme ausgesetzt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die verschiedenen Ausführungsformen oder die Anwendung und Verwendungen davon nicht beschränken. Darüber hinaus besteht keine Absicht, an irgendeine Theorie gebunden zu sein, die im vorhergehenden Hintergrund oder in der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt ist.
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Verschiedene hier in Betracht gezogene Ausführungsformen betreffen Zusammensetzungen für Pulverbeschichtungen, Pulverbeschichtungen und Verfahren zum Beschichten eines Gegenstandes. In einer beispielhaften Ausführungsform schließt eine Zusammensetzung für eine Pulverbeschichtung ein Bindemittel ein, das einen Bindemittelharzanteil und einen Bindemittelhärteranteil einschließt. Der Bindemittelharzanteil schließt ein erstes Epoxidharz, ein zweites Epoxidharz und ein drittes Epoxidharz ein. Das erste Epoxidharz weist ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 400 bis etwa 560 g/Äq auf. Das zweite Epoxidharz weist ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 1600 bis etwa 1950 g/Äq auf. Das dritte Epoxidharz weist ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 850 bis etwa 1050 g/Äq auf.
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In einer ersten beispielhaften Ausführungsform des Bindemittelharzanteils ist das erste Epoxidharz (hier als „erstes Epoxidharz 1a“ bezeichnet und wie in den Tabellen 1A und 1B gezeigt) ein relativ niedrigmolekulares und auf ein relativ hohen Glasübergang (Tg) modifiziertes Epoxidharz, das ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 400 bis etwa 450 g/Äq, ein Epoxidprozent (%) von etwa 9,6 bis etwa 10,8, einen Epoxidgruppengehalt von etwa 2220 bis etwa 2500 mmol/kg, einen Erweichungspunkt von etwa 105 bis etwa 114°C, einen Schmelzpunkt von etwa 150°C und eine Viskosität bei 150°C von etwa 7500 bis etwa 9500 mPa*s aufweist. Wie hierin verwendet, können der Erweichungspunkt und/oder der Schmelzpunkt unter Verwendung verschiedener bekannter Techniken bestimmt werden, wie zum Beispiel durch Charakterisierung der verschiedenen hier beschriebenen Epoxidharze unter Verwendung der Differentialscanningkalorimetrie (DSC), die die Bestimmung der Glasübergangs- oder Erweichungstemperatur T(g) und des Schmelzpunkts unter Verwendung von beispielsweise einer Aufheizgeschwindigkeit von 20°C/min einschließt. Das erste Epoxidharz 1a ist im Handel erhältlich, beispielsweise unter dem Handelsnamen D.E.R.™ 6510HT Epoxy Resin, das von Dow Chemical Company hergestellt wird.
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Das zweite Epoxidharz (hierin als „zweites Epoxidharz 2“ bezeichnet und wie in den Tabellen 1A und 1B gezeigt) ist ein relativ flexibles und relativ hochmolekulares Epoxidharz, das das Reaktionsprodukt von Epichlorhydrin und Bisphenol A ist und ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 1600 bis etwa 1950 g/Äq, ein Epoxid-% von etwa 2,2 bis etwa 2,7, einen Epoxidgruppengehalt von etwa 510 bis etwa 625 mmol/kg, einen Erweichungspunkt von etwa 126 bis etwa 137°C und eine Viskosität als Lösung bei 25°C von etwa 2000 bis etwa 2900 cSt aufweist. Das zweite Epoxidharz 2 ist im Handel erhältlich, beispielsweise unter dem Handelsnamen D.E.R.™ 667E Epoxy Resin, das von Dow Chemical Company hergestellt wird.
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Das dritte Epoxidharz (hierin als „drittes Epoxidharz 3“ bezeichnet und wie in den Tabellen 1A und 1B gezeigt) ist ein Carboxyl-terminiertes Butadien-Nitril (CTBN)-modifiziertes Epoxidharz, das ein Addukt eines Bisphenol A ist Epoxidharz und Carboxyl-terminiertem Butadien-Nitril-Kautschuk ist und ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 850 bis etwa 1050 g/Äq, einen Erweichungspunkt von etwa 65 bis etwa 85°C, einen Schmelzpunkt von etwa 150°C und eine Viskosität bei 150°C von etwa 50 bis etwa 200 Poise aufweist. Das dritte Epoxidharz 3 ist im Handel erhältlich, beispielsweise unter dem Handelsnamen HyPox™ RK820 CTBN-Elastomermodifiziertes Epoxidharz, das von CVS Thermoset Specialties hergestellt wird.
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In einer beispielhaften Ausführungsform bilden das erste Epoxidharz 1a, das zweite Epoxidharz 2 und das dritte Epoxidharz 3 zusammen 100% des Bindemittelharzanteils. In einem Beispiel schließt der Bindemittelharzanteil von etwa 40 bis etwa 50 Gew.-%, wie beispielsweise etwa 45 Gew.-%, des ersten Epoxidharzes 1a, von etwa 45 bis etwa 55 Gew.-%, wie beispielsweise etwa 50 Gew.-%, des zweites Epoxidharzes 2 und von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-%, wie beispielsweise etwa 5 Gew.-%, des dritten Epoxidharzes 3, basierend auf dem Gesamtgewicht des Bindemittelharzanteils, ein. In einem anderen Beispiel beträgt ein Verhältnis des ersten Epoxidharzes 1a, des zweiten Epoxidharzes 2 und des dritten Epoxidharzes 3 von etwa 0,9:1:0,1 bis etwa 1:1:0,3, wie beispielsweise etwa 1:1:0,2. In dieser Ausführungsform, und wie weiter unten ausführlicher diskutiert wird, kann der Bindemittelharzanteil in Kombination mit dem Bindemittelhärteranteil und optional anderen Additiven einen Teil einer Beschichtung, beispielsweise einer Pulverbeschichtung, bilden, die besonders gut geeignet ist für Isolationsanwendungen für Drähte, z. B. Magnetdrähte, mit einer Fähigkeit, erhöhten Temperaturen, z. B. Hitzeschock bis zu zumindest 220°C, beispielsweise etwa 220°C zu widerstehen, mit relativ hoher Flexibilität und guten mechanischen und hohen elektrischen Isolationseigenschaften.
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In einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des Bindemittelanteils ist das erste Epoxidharz (hierin als „erstes Epoxidharz 1b“ bezeichnet und wie in den Tabellen 1A und 1B gezeigt) ein Novolak-modifiziertes Epoxidharz mit mittlerem Molekulargewicht, das ein Epoxidäquivalentgewicht von etwa 500 bis etwa 560 g/Äq, ein Epoxidprozent (%) von etwa 7,7 bis etwa 8,6, einen Epoxidgruppengehalt von etwa 1790 bis etwa 2000 mmol/kg, einen Erweichungspunkt von etwa 90 bis etwa 98°C und eine Viskosität als Lösung bei 25°C von etwa 370 bis etwa 500 cSt aufweist. Das erste Epoxidharz 1b ist im Handel erhältlich, beispielsweise unter dem Handelsnamen D.E.R.™ 642U Epoxy Resin, das von Dow Chemical Company hergestellt wird, und/oder unter dem Handelsnamen NPES™ 660U Epoxy Resin, das von Nanya Epoxy hergestellt wird.
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Das zweite und das dritte Epoxidharz sind in dieser zweiten beispielhaften Ausführungsform die gleichen wie diejenigen, die in den vorhergehenden Absätzen in Bezug auf die erste beispielhafte Ausführungsform offenbart sind, und werden entsprechend als das zweite Epoxidharz 2 beziehungsweise das dritte Epoxidharz 3 bezeichnet. In einer beispielhaften Ausführungsform bilden das erste Epoxidharz 1b, das zweite Epoxidharz 2 und das dritte Epoxidharz 3 zusammen 100% der Zusammensetzung des Bindemittelharzanteils. In einem Beispiel schließt der Bindemittelharzanteil von etwa 20 bis etwa 30 Gew.-%, wie beispielsweise etwa 25 Gew.-%, des ersten Epoxidharzes 1b, von etwa 65 bis etwa 75 Gew.-%, wie beispielsweise etwa 70 Gew.-%, des zweiten Epoxidharzes 2 und von etwa 1 bis etwa 9 Gew.-%, wie beispielsweise etwa 5 Gew.-%, des dritten Epoxidharzes 3, basierend auf dem Gesamtgewicht des Bindemittelharzanteils, ein. In einem anderen Beispiel beträgt ein Verhältnis des ersten Epoxidharzes 1b, des zweiten Epoxidharzes 2 und des dritten Epoxidharzes 3 von etwa 1:2:0,1 bis etwa 1:3:0,3, wie beispielsweise von etwa 1:2:0,3 bis etwa 1:2,5:0,2. In dieser Ausführungsform und wie weiter unten ausführlicher diskutiert wird, kann der Bindemittelharzanteil in Kombination mit dem Bindemittelhärteranteil und optional anderen Additiven einen Teil einer Beschichtung, beispielsweise einer Pulverbeschichtung, bilden, die besonders gut geeignet ist für Isolationsanwendungen für Drähte, z. B. Magnetdrähte, mit einer Fähigkeit, erhöhten Temperaturen, z. B. Wärmeschock bis zu zumindest etwa 180°C, beispielsweise etwa 180°C zu widerstehen, mit relativ hoher Flexibilität, guten mechanischen Eigenschaften und Wirtschaftlichkeit.
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Wie oben erörtert, schließt das Bindemittel den Bindemittelhärteranteil zum Härten des Bindemittelharzanteils (z.B. des Bindemittelharzanteils der ersten Ausführungsform, der die Epoxidharze 1a, 2 und 3 einschließt, oder alternativ des Bindemittelharzanteils der zweiten Ausführungsform, der die Epoxidharze 1b, 2 und 3 einschließt) ein. Der Bindemittelhärteranteil schließt ein Härtungsmittel ein. In einer beispielhaften Ausführungsform schließt das Härtungsmittel Dicyandiamid ein. Insbesondere wurde gefunden, dass Dicyandiamid ein besonders wirksames Härtungsmittel zum Aushärten von Dünnfilmbeschichtungszusammensetzungen, wie etwa auf Drähten oder dergleichen, ist, das wirksam Pockennarben und/oder Kraterbildung in dem gehärteten Dünnfilm reduziert oder eliminiert.
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Andere Härtungsmittel können entweder in Kombination mit oder ohne die Gegenwart von Dicyandiamid verwendet werden. Einige Beispiele für andere Härtungsmittel schließen Pyromellithdianhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, Trimellithsäure, einige Standardanhydridhärtungsmittel, aromatische Amine und/oder aliphatische Amine, wie beispielsweise Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Dimethylaminpropylamin, Benzyldimethylamin und Methylendianilin oder dergleichen, ein.
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Zusätzlich zu dem Härtungsmittel kann der Bindemittelhärteranteil einen Beschleuniger einschließen, um die Härtungszeit der Zusammensetzung zu verringern. In einer beispielhaften Ausführungsform schließt der Bindemittelhärteranteil 2-Methylimidazol ein. Im Handel erhältliche Beispiele eines Beschleunigers, der ein Gemisch aus 2-Methylimidazol und Dicyandiamid ist, schließen unter den Handelsbezeichnungen Epikure™ P108/Epicure™ P104, das von Hexion hergestellt wird, Dyhard™ 100S/Dyhard™ MI, das von Evonic hergestellt wird, und D.E.H.™ 40, das von Dow Chemical Company hergestellt wird, ein. Eine vollständige Beschreibung von Beschleunigern, die Mischungen von Dicyandiamid und einem Imidazol sind, die in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können, kann in
U.S. Pat. Nr. 3,631,150 , auf das hier Bezug genommen wird, gefunden werden. Andere Beschleuniger, die verwendet werden können, schließen Dihydrazid, Nitrohydrazid, Zinnoctoat, Epoxy-Novolac-Harze und/oder dergleichen ein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Bindemittelhärteranteil in dem Bindemittel in einer Konzentration vorhanden, so dass ein stöchiometrischer Überschuss an Epoxid relativ zu dem Bindemittelhärteranteil vorliegt. Das heißt, das Epoxidäquivalentgewicht (z. B. wirksame aktive Stellen) der Epoxidharze in dem Bindemittelharzanteil ist im Überschuss oder größer als das Äquivalentgewicht des Härtungsmittels (z. B. wirksame aktive Stellen) des Bindemittelhärteranteils. In einem Beispiel weist das Bindemittel einen stöchiometrischen Überschuss an Epoxid von etwa 10% relativ zu dem Härtungsmittelanteil auf (z. B. stöchiometrisches Verhältnis von etwa 1,1 von Epoxid zu dem Härtungsmittel). In einer beispielhaften Ausführungsform schließt der Bindemittelhärtungsanteil das Härtungsmittel und den Beschleuniger in einem Verhältnis von etwa 2:1 ein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist der Bindemittelhärteranteil in dem Bindemittel in einer Menge von etwa 3 bis etwa 7 Gew.-%, wie beispielsweise etwa 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Bindemittels, vorhanden.
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Zusätzlich zu dem Bindemittel kann die Zusammensetzung weiterhin andere Additive einschließen. Zum Beispiel kann die Zusammensetzung ein oder mehrere Fließkontrollmittel, Pigmente und/oder Farbstoffe, Leistungsverbesserer, Verarbeitungsmittel oder Additive und/oder dergleichen einschließen. In einer beispielhaften Ausführungsform schließt die Zusammensetzung ein Fließkontrollmittel ein, um zum Beispiel die Herstellung einer gleichförmigeren Beschichtung, die ein glatteres, glänzenderes Aussehen aufweist, zu unterstützen. In einem Beispiel ist das Fließkontrollmittel ein Acrylpolymer (z.B. Polyacrylat oder dergleichen). Beispiele für kommerziell erhältliche Flusskontrollmittel schließen unter den Handelsbezeichnungen Modaflow™, das von Monsanto Chemical Company hergestellt wird, Resiflow™ RF6000, das von Estron hergestellt wird, und Modarez™ MFP, das von Cytex hergestellt wird, ein. Andere geeignete Fließkontrollmittel schließen Thixotropiemittel ein, wie beispielsweise pyrogene Kieselsäure (z. B. kommerziell erhältlich unter den Handelsnamen Aersosil™ oder Cab-O-Sil™ von Cabot), pulverisiertes Asbest, Bentonitton oder dergleichen können verwendet werden. In einer beispielhaften Ausführungsform schließt die Zusammensetzung ein Flusskontrollmittel ein, das in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 1,5 Gew.-%, wie beispielsweise etwa 0,2 bis etwa 1 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorhanden ist.
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In einer beispielhaften Ausführungsform schließt die Zusammensetzung ein Polyvinylacetat (PVA)-Additiv zur Verbesserung der Fließ- und Pigmentbenetzungseigenschaften ein. Ein kommerziell erhältliches Beispiel eines solchen Additivs ist unter dem Handelsnamen Mowital™ erhältlich, das von Kuraray hergestellt wird. In einer beispielhaften Ausführungsform schließt die Zusammensetzung ein PVA-Additiv in einer Menge von etwa 0 bis etwa 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, ein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform schließt die Zusammensetzung ein oder mehrere Pigmente, wie beispielsweise Titandioxidpigmente zum Bereitstellen von Opazität und/oder farbige Pigmente, wie beispielsweise ein oder mehrere Gelbpigmente (z.B. Eisenoxidpigmente, Nickelpigmente, Antimonrutilpigmente oder dergleichen) zum Bereitstellen von Farbe ein. Beispiele für im Handel erhältliche Pigmente schließen unter dem Handelsnamen Hitox™ für Titandioxidpigmente oder für farbige Pigmente unter den Handelsnamen YLO™-1888D, MAPICO™ Yellow 1050A, Bayferrox™ 930, Yellow™ 10C112, Tipaque Yellow™ TY-70 ein. In einer beispielhaften Ausführungsform schließt die Zusammensetzung Titandioxidpigmente in einer Menge von etwa 0 bis etwa 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, und/oder farbige Pigmente in einer Menge von etwa 0 bis etwa 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, ein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform schließt die Zusammensetzung einen Leistungsverbesserer ein, wie beispielsweise Keramikkugeln oder dergleichen als einen Verbesserer für Durchschlagfestigkeit. Ein im Handel erhältliches Beispiel für solch einen Leistungsverbesserer ist unter dem Handelsnamen Zeeospheres Ceramic Microspheres™ G-200, der von Zeeospheres Ceramics oder 3M hergestellt wird, verfügbar. In einer beispielhaften Ausführungsform schließt die Zusammensetzung einen Leistungsverbesserer in einer Menge von etwa 0 bis etwa 5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, ein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform besteht die Zusammensetzung hauptsächlich aus dem Bindemittel mit einer geringen Konzentration an Additiven, wie beispielsweise jenen Additiven, die in den vorangehenden Absätzen diskutiert wurden. In einer beispielhaften Ausführungsform schießt die Zusammensetzung das Bindemittel in einer Menge von etwa 70 bis etwa 100 Gew.-%, wie beispielsweise von etwa 80 bis etwa 100 Gew.-%, zum Beispiel von etwa 90 bis 99 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, ein. In einer beispielhaften Ausführungsform bilden die Additive einen verbleibenden Teil der Zusammensetzung, der weniger als der Binder ist.
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In einer beispielhaften Ausführungsform wird eine Pulverbeschichtung unter Verwendung der oben diskutierten Zusammensetzung hergestellt. In einer Ausführungsform wird die Zusammensetzung homogen trocken gemischt und wird beispielsweise einem Extruder zugeführt. Vorteilhafterweise trägt der Extruder dazu bei, eine hochflexible Beschichtung zu erhalten, obwohl Zweiwalzenmühlen und andere Arten von Mischern verwendet werden können. In einer beispielhaften Ausführungsform wird eine Art Extruder, der als Kneter bezeichnet wird, verwendet. Ein Kneter funktioniert in der gleichen Weise wie ein herkömmlicher Extruder, verleiht jedoch der Extruderschnecke oder -schnecken auch eine axiale Hin- und Herbewegung. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Extrusion der Zusammensetzung gerade über dem Schmelzpunkt der Zusammensetzung durchgeführt, der beispielsweise bei etwa 40 bis etwa 100°C liegt. Mehrere Wärmezonen sind üblich, zum Beispiel kann der Extruder eine Rückzone bei etwa 40 bis etwa 60°C und eine Düse bei etwa 90 bis etwa 100°C aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform beträgt die Verweilzeit in dem Extruder von etwa 2 bis etwa 3 Minuten und, wenn der Extruder ein Kneter ist, von etwa 60 bis etwa 90 Sekunden.
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Nach der Extrusion wird die Zusammensetzung abgekühlt, um einen Feststoff zu bilden, und wird beispielsweise in einem Microcrusher gemahlen, um Stücke mit einer Größe von etwa 0,25 bis etwa 0,5 Zoll zu erzeugen. Die Stücke werden zum Beispiel in einem Pulverisierer gemahlen und dann durch ein Sieb gegeben, um das Pulver zu erhalten. Feine Pulver werden für die Herstellung dünner Beschichtungen verwendet, aber wenn das Pulver zu fein ist, wird es nicht gut fluidisieren und Probleme verursachen. In einer beispielhaften Ausführungsform beträgt die Teilchengröße zumindest etwa 400 Mesh (d.h. etwa 37 µm) und ist feiner als etwa 100 Mesh (d.h. etwa 149 µm). Es wurde gefunden, dass, wenn im Wesentlichen alle Partikel in der Pulverbeschichtung in den Bereich von etwa 100 bis etwa 400 Mesh fallen, die Pulverbeschichtung effektiv in einer elektrostatischen Wirbelschicht verwendet werden kann. In einem Beispiel liegen die Partikel in der Pulverbeschichtung im Bereich von etwa 200 Mesh (74 µm) und etwa 400 Mesh (37 µm).
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In einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren zum Beschichten eines Gegenstands mit der Pulverbeschichtung, wie in den vorhergehenden Absätzen diskutiert, bereitgestellt. Die Pulverbeschichtung wird auf einen Gegenstand, wie beispielsweise einen Draht oder dergleichen, aufgebracht, um einen pulverbeschichteten Gegenstand zu bilden. Insbesondere kann das Pulver unter Verwendung einer Wirbelschicht oder einer anderen Anwendungsvorrichtung auf den Gegenstand aufgebracht werden. Elektrostatikpistolen oder elektrostatische Wirbelschichten haben sich als wirksam zur Herstellung dünner, gleichförmiger Filme erwiesen, beispielsweise mit einer Dicke von weniger als etwa 2 mil. Der zu beschichtende Draht oder Gegenstand wird geerdet, und die Pulverbeschichtung wird durch Kontakt mit geladener Luft aufgeladen, wodurch die Pulverbeschichtung an dem Draht oder Gegenstand haftet und eine trockene Pulverschicht auf der Oberfläche des Gegenstandes bildet. Dann wird der mit Pulver beschichtete Gegenstand Wärme zum Schmelzen und Härten der Pulverbeschichtung ausgesetzt. In einigen Fällen ist ein Abschreckschritt erforderlich, um die Temperatur des beschichteten Gegenstands schnell zu senken. Dann wird ein(e) geschützte(r) Schicht oder Film gebildet.
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In einer beispielhaften Ausführungsform wird das Aushärten der Pulverbeschichtung in einem Ofen bei ungefähr 125 bis ungefähr 250°C für ungefähr 1 bis ungefähr 25 Minuten durchgeführt. Die Aushärtezeit hängt von der Temperatur ab. Für Drahtbeschichtungen können höhere Temperaturen als für die Beschichtung großer Oberflächen verwendet werden. Die Aushärtezeit kann oft reduziert werden, beispielsweise durch Verwendung zusätzlicher Infrarot- oder Induktionserwärmung, was besonders beim Beschichten von Drähten nützlich sein kann. In einer beispielhaften Ausführungsform ergibt sich eine Drahtbeschichtung von etwa 1 bis 16 mil, abhängig von der Größe der Ladung und anderen Variablen.
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Die folgenden Tabellen, speziell die Tabellen 1A und 1B, die unten bereitgestellt werden, sind (ein) Beispiel(e) von verschiedenen Zusammensetzungen für Pulverbeschichtungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Beispiele dienen nur zur Veranschaulichung und sollen die verschiedenen Ausführungsformen der Zusammensetzung in keiner Weise einschränken.
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BEISPIELE - ZUSAMMENSETZUNGEN FÜR PULVERLACKE
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Tabelle 1A
| Bestandteile | Allgemeine Bezeichnung | Produktbeispiel | Chemische Zusammensetzung | Aufgabe in der Formulierung |
| Harz 1a | niedermolekulares Harz mit hoher Tg | DER6510HT; Epon 164 | modifiziertes Epoxidharz | stellt hervorragende chemische und Korrosionsbeständigkeit und hohe Glasübergangstemperatur (Tg) bereit |
| Harz 2 | sehr flexibles hochmolekulares Harz | DER667E | Reaktionsprodukt von Epichlorhydrin und Bisphenol A; CASRN 25036-25-3 | stellt Flexibilität bereit |
| Harz 3 | CTBN-modifiziertes Epoxidharz | HyPox RK820 | Mischung von Bisphenol A-Epoxidharz (65-75%) und Addukt aus Bisphenol A-Epoxidharz mit carboxyl-terminiertem Butadien-Nitril-Kautschuk | stellt verbesserte Wirkung (impact) und Zähigkeit bereit |
| Harz 1b | Novolac modifiziert mit mittlerem Molekulargewicht | DER642U NPES-660U EPON2012 | Reaktionsprodukt von Epichlorhydrin und Bisphenol A | stellt gute mechanische Eigenschaften und chemische Beständigkeit bereit. |
| Härtungsmittel/ Beschleuniger | Dicy/Imidazol | EPIKURE P108/EPICURE P-104; Dyhard 100S/Dyhard MI | Dicyandiamid/2-Methylimidazol | wirkt als Katalysator und Härtungsmittel für Epoxidharze |
| Fließkontrollmittel | Fließmittel | Resiflow RF-6000; Mondarez MFP; Modaflow | Acrylpolymer; geschützt | hilft bei Verarbeitungs- und Anwendungserfordernissen durch Reduzierung von Oberflächendefekten |
| Additiv 1 | PVB | Mowital | Polyvinylacetat | verbesserte Fließ- und Pigmentbenetzungseigenschaften |
| Additiv 2 | pyrogene Kieselsäure | Aerosil; Cab-o-sil | Siliziumdioxid | Post-Add; stellt Fluidisierung des Pulvers bereit |
| Additiv 3 | Titandioxid | Hitox | Titandioxid | Pigment; stellt Opazität bereit |
| Additiv 4 | Gelbpigment | YLO-1888D; MAPICO Yellow; Bayferrox 930 | Eisenoxid | Pigment; stellt Farbe bereit |
| Additiv 5 | Gelbpigment | Yellow 10C112; Tipaque Yellow TY-70 | Nickel-Antimon-Rutil | Pigment; stellt Farbe bereit |
| Additiv 6 | Keramikkugeln | Zeeospheres ceramic Microspheres G-200 | Keramikkugeln | Dielektrischer Widerstandsverbesserer |
Tabelle 1B
| Bestandteile | Allgemeine Bezeichnung | Epoxidäquivalentgewicht, g/Äq | Epoxidprozent | Epoxidgruppengehalt, mmol/kg | Erweichungspunkt, °C | Viskosität | % in der Zusammensetzung |
| Harz 1a | niedermolekulares Harz mit hoher Tg | 400-500 | 9,6-10,8 | 2220-2500 | 105-114 | 7500-9500, geschmolzen bei 150°C, mPa*s | 45-50-5 |
| Harz 2 | sehr flexibles hochmolekulares Harz | 1600-1950 | 2,2-2,7 | 510-625 | 126-137 | 2000-2900, Lösung bei 25°C, cSt | 45-50-5 |
| Harz 3 | CTBN-modifiziertes Epoxidharz | 850-1050 | Nicht zutreffend | Nicht zutreffend | 65-85 | 50-200, geschmolzen bei 150°C, Poise | 45-50-5 |
| Harz lb | Novolac modifiziert mit mittlerem Molekulargewicht | 500-560 | 7,7-8,6 | 1790-2000 | 90-98 | 370-500, Lösung bei 25°C, cSt | 25-70-5 |
| Härtungsmittel/ Katalysator | Dicy/Imidazol | Nicht zutreffend | Stöchiometrie des Bindemittels: 1.10 |
| Fließkontrollmittel | Fließmittel | Nicht zutreffend | 0,5-1,5 |
| Additiv 1 | PVB | Nicht zutreffend | 0-5 |
| Additiv 2 | pyrogene Kieselsäure | Nicht zutreffend | 0,2-1,0 |
| Additiv 3 | Titandioxid | Nicht zutreffend | 0-5 |
| Additiv 4 | Gelbpigment | Nicht zutreffend | 0-5 |
| Additiv 5 | Gelbpigment | Nicht zutreffend | 0-5 |
| Additiv 6 | keramische Kügelchen | Nicht zutreffend | 0-5 |
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Während zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorstehenden detaillierten Beschreibung der Offenbarung dargestellt wurde, sollte anerkannt werden, dass eine große Anzahl von Variationen existiert. Es sollte auch anerkannt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Offenbarung in keiner Weise beschränken sollen. Vielmehr wird die vorstehende detaillierte Beschreibung den Fachleuten eine praktische Vorgehensweise zum Implementieren einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung bereitstellen. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung von Elementen, die in einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben sind, vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 62536089 [0001]
- US 3631150 [0018]