FR2644794A1 - POWDER COATING COMPOSITIONS AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME - Google Patents
POWDER COATING COMPOSITIONS AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME Download PDFInfo
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Abstract
Une composition de revêtement en poudre qui est un mélange particulaire sec d'une résine thermodurcissable ou d'une résine thermoplastique et de granulés de polymère vésiculaire. Les granulés de polymère ont un diamètre moyen en volume de 3 à 30 mum et sont formés d'une matière polymère qui ne fond pas ou ne se dégrade pas dans les conditions de temps et de température lors de la préparation des compositions ou de l'utilisation subséquente. La quantité de granulés de polymère dans la composition est d'au moins 40 % en volume. Les compositions de revêtement en poudre produisent un fini mat au lieu d'un fini brillant de l'art antérieur. Les granulés de polymère sont de préférence sphériques et les vésicules occupent de 5 à 95 % du volume des granulés. Les compositions en poudre peuvent être utilisées pour une grande variété d'utilisations.A powder coating composition which is a dry particulate mixture of a thermosetting resin or a thermoplastic resin and vesicular polymer granules. The polymer granules have a volume average diameter of 3 to 30 mum and are formed of a polymeric material which does not melt or degrade under the conditions of time and temperature during the preparation of the compositions or the preparation. subsequent use. The amount of polymer granules in the composition is at least 40% by volume. The powder coating compositions produce a matte finish instead of the glossy finish of the prior art. The polymer granules are preferably spherical and the vesicles occupy 5 to 95% of the volume of the granules. The powder compositions can be used for a wide variety of uses.
Description
ll
La présente invention concerne des compositions rési- The present invention relates to resilient compositions
neuses et plus particulièrement des compositions de revêtement en poudre. Les compositions de revêtement en poudre sont maintenant neuses and more particularly powder coating compositions. Powder coating compositions are now
utilisées en quantités croissantes et en nombre croissant d'appli- used in increasing quantities and in increasing number of applications
cations. Elles ont des avantages majeures mais en raison de leurs méthodes d'application, les revêtements produits tendent à être brillants au lieu d'un fini mat. Il est souvent souhaitable cations. They have major advantages but due to their application methods, the coatings produced tend to be shiny instead of a matte finish. It is often desirable
d'obtenir des finis mats.to obtain matte finishes.
Conformément à la présente invention, une composition de In accordance with the present invention, a composition of
revêtement en poudre comprend un mélange particulaire substantiel- powder coating includes a substantial particulate mixture-
lement sec d'une résine thermodurcissable ou d'une résine thermo- slightly dry with thermosetting resin or thermosetting resin
plastique et de granulés de polymère vésiculaire ayant un diamètre moyen en volume de 3 à 30 pm et formes d'une matière polymère qui ne fond pas ou qui ne se dégrade pas de façon substantielle soit plastic and vesicular polymer granules having a volume average diameter of 3 to 30 µm and forms a polymeric material which does not melt or does not degrade substantially either
dans les conditions de température et de temps requises pour pre- under the temperature and time conditions required for pre-
parer ladite composition et également pour durcir ladite composi- to adorn said composition and also to harden said composition
tion de résine thermodurcissable, soit dans les conditions de tion of thermosetting resin, either under the conditions of
température et de temps requises pour l'application de ladite com- temperature and time required for the application of said com-
position de résine thermoplastique sur un substrat, la quantité des granulés de polymère étant inférieure à 40 % en volume dudit mélange. Les compositions de revêtement en poudre de la présente invention sont basées sur une résine qui peut être une résine position of thermoplastic resin on a substrate, the quantity of the polymer granules being less than 40% by volume of said mixture. The powder coating compositions of the present invention are based on a resin which may be a resin
thermodurcissable ou une résine thermoplastique, mais les composi- thermosetting or a thermoplastic resin, but the composites
tions basées sur des résines thermodurcissables sont préférées. Les résines thermodurcissables sont celles qui, lorsqu'elles sont durcies, habituellement par l'action d'un agent durcissant, ne tions based on thermosetting resins are preferred. Thermosetting resins are those which, when cured, usually by the action of a curing agent, do not
fondent pas ou ne se ramollissent pas par chauffage. do not melt or soften on heating.
D'une manière générale, les résines thermodurcissables typiques comprennent les résines époxy, les polyuréthannes, les résines de polyester, les résines hybrides d'époxy-polyester et les résines acryliques. Les résines époxy qui durcissent par l'action Generally, typical thermosetting resins include epoxy resins, polyurethanes, polyester resins, hybrid epoxy-polyester resins and acrylic resins. Epoxy resins that harden by action
d'un agent durcissant à diverses vitesses dépendant de la tempéra- of a hardening agent at various speeds depending on the temperature
ture de durcissement sont disponibles. Les compositions qui fon- Hardening tures are available. The compositions that work
dent, et qui durcissent en 60 s ou moins peuvent être obtenues. Les agents durcissants typiques à base de dicyandiamide peuvent être tooth, and which harden in 60 s or less can be obtained. Typical hardening agents based on dicyandiamide can be
utilisés en particulier ceux du type modifié et substitué. used in particular those of the modified and substituted type.
Les résines de polyester telles aue les résines exemptes Polyester resins such as free resins
d'huile saturées à base d'acide isophtaLique ou d'acide téréphta- saturated oil based on isophthalic acid or terephthalic acid
lique ayant réagi avec des diols pour produire des résines à groupes hydroxyles terminaux peuvent être utilisées. Ces résines peuvent être durcies par réaction avec une résine d'amine, par Those reacted with diols to produce resins with terminal hydroxyl groups can be used. These resins can be cured by reaction with an amine resin, by
exemple une résine de mélamine-formaldéhyde. Les résines de poly- example a melamine-formaldehyde resin. Poly- resins
ester ayant des groupes hydroxyles libres peuvent être durcies par des isocyanates, tels que le diisocyanate d'isophorone qui est bloqué par un agent de blocage, par exemple le caprolactame. Ces résines durcies contiennent des groupes uréthannes et sont des esters with free hydroxyl groups can be cured by isocyanates, such as isophorone diisocyanate which is blocked by a blocking agent, for example caprolactam. These hardened resins contain urethane groups and are
polyuréthannes. D'autres polyesters contenant des groupes car- polyurethanes. Other polyesters containing car-
boxyles peuvent être utilisés et ils peuvent être durcis en utili- boxyles can be used and they can be hardened in use
sant des polyépoxydes, par exemple l'isocyanurate de triglycidyle. health of polyepoxides, for example triglycidyl isocyanurate.
Les hybrides de polyester peuvent être utilisés comme Polyester hybrids can be used as
résines thermodurcissables et peuvent être le produit de la réac- thermosetting resins and can be the product of the reaction
tion d'une résine époxy et d'un polyester. tion of an epoxy resin and a polyester.
Les résines acryliques thermodurcissables telles que Thermosetting acrylic resins such as
celles obtenues par polymérisation d'un méthacrylate sur un sque- those obtained by polymerization of a methacrylate on a sque-
lette acrylique peuvent être utilisées. Les acides dibasiques peuvent être utilisés pour réticuler ou durcir la résine. D'autres acrylic can be used. Dibasic acids can be used to crosslink or harden the resin. Others
agents durcissants appropriés sont des polymères à groupes car- suitable hardening agents are polymers with car-
boxyles terminaux.terminal boxyles.
Les résines thermoplastiques qui peuvent être utilisées pour former la composition de revêtement en poudre de la présente Thermoplastic resins which can be used to form the powder coating composition of the present
invention comprennent les suivants: polymères vinyliques, poly- invention include the following: vinyl polymers, poly-
amides, polyesters thermoplastiques, polyoléfines et polymères cellulosiques. Les résines typiques comprennent les chlorures de polyvinyle plastifiés, les polyamides ayant des températures de fusion appropriées, le polyéthylène, le polypropylène, les résines d'acétato butyrate de cellulose, les polyesters à base d'acide amides, thermoplastic polyesters, polyolefins and cellulosic polymers. Typical resins include plasticized polyvinyl chlorides, polyamides having suitable melting temperatures, polyethylene, polypropylene, cellulose acetate butyrate resins, acid-based polyesters
téréphtalique et de 1,4-butanediol, les polymères d'éthylène- terephthalic and 1,4-butanediol, ethylene polymers-
chlorotrifluoroéthylène, le poly(fluorure de vinylidène) et le chlorotrifluoroethylene, poly (vinylidene fluoride) and
poly(sulfure de phénylène).poly (phenylene sulfide).
D'une manière générale, les compositions de revêtement en poudre de la présente invention, dans le cas d'une composition de résine thermodurcissable, contiennent habituellement et également un agent durcissant pour la résine (comme décrit précédemment), un additif d'écoulement et les granulés de polymère vésiculaire. Dans le cas d'une composition de revêtement en poudre à base de résine thermoplastique, la composition habituellement contient également Generally, the powder coating compositions of the present invention, in the case of a thermosetting resin composition, usually and also contain a curing agent for the resin (as described above), a flow additive and vesicular polymer granules. In the case of a powder coating composition based on thermoplastic resin, the composition usually also contains
un plastifiant, un stabilisant et les granulés de polymère vésicu- plasticizer, stabilizer and vesicle polymer granules
laire. La composition de résine peut contenir des pigments tels que le dioxyde de titane et des pigments colorés et des colorants si nécessaire ou désirable. Les colorants colorés au dioxyde de titane et/ou les pigments colorés peuvent être présents dans la composition à l'intérieur des granulés de polymère vésiculaire ou à laire. The resin composition may contain pigments such as titanium dioxide and colored pigments and dyes if necessary or desirable. The titanium dioxide dyes and / or the colored pigments may be present in the composition inside the vesicular polymer granules or
l'extérieur de ceux-ci.outside of these.
Les granulés de polymère contiennent une ou plusieurs The polymer granules contain one or more
vésicules dont les parois sont formées par le polymère. De préfé- vesicles whose walls are formed by the polymer. Preferably
rence, les granulés sont substantiellement sphériques et occupent de 5 % à 95 Z du volume total des granulés. Plus préférablement, The granules are substantially spherical and occupy 5% to 95% of the total volume of the granules. More preferably,
les vésicules occupent de 20 Z à 80 % du volume des granulés. the vesicles occupy from 20% to 80% of the volume of the granules.
Les granulés ont une taille telle que le diamètre moyen The granules have a size such as the average diameter
C volume soit de 3 à 30 pm et de préférence de 5 à 20 pm. C volume is from 3 to 30 pm and preferably from 5 to 20 pm.
De façon typique, les vésicules dans les granulés pré- Typically, the vesicles in the granules pre-
férés ont une forme substantiellement sphérique et un diamètre fairies have a substantially spherical shape and a diameter
inférieur à 20 pm et de préférence de 0,1 à 7 pm, plus préférable- less than 20 pm and preferably 0.1 to 7 pm, more preferable-
ment de 0,1 à 1 pm.0.1 to 1 pm.
D'une manière générale, la nature du polymère des gra- In general, the nature of the polymer of the gra-
nulés n'est pas critique et le polymère peut être un polyester, obtenu par condensation d'un acide polycarboxylique et d'un polyol, un polyester amide, un polyuréthanne, une résine d'urée-aldéhyde, is not critical and the polymer can be a polyester, obtained by condensation of a polycarboxylic acid and a polyol, a polyester amide, a polyurethane, a urea-aldehyde resin,
un ester cellulosique ou tout autre matière appropriée. De préfé- a cellulose ester or any other suitable material. Preferably
rence, le polymère est une résine de polyester insaturé réticulé rence, the polymer is a crosslinked unsaturated polyester resin
par un monomère insaturé.with an unsaturated monomer.
Bien que les granulés puissent être formés à partir d'une grande variété de polymères différents, toutefois, le polymère doit Although the granules can be formed from a wide variety of different polymers, however, the polymer must
être celui qui ne fond pas ou qui ne se dégrade pas de façon subs- be the one that doesn't melt or doesn't degrade in a sub-
tantieLLe, dans le cas d'une composition de résine thermo- tantelle, in the case of a thermosetting resin composition
durcissable, dans les conditions de température et de temps Lors du curable, under temperature and time conditions When
mélangeage ou de La préparation de la composition et du durcisse- mixing or preparing the composition and hardening
ment ultérieur et, dans Le cas d'une composition thermopLastique, subsequent and, in the case of a thermopLastic composition,
dans les conditions de température et de temps Lors de l'applica- under the conditions of temperature and time When applying
tion de la composition sur un substrat. tion of the composition on a substrate.
D'autres types de particules de polymère qui peuvent être utilisés dans la présente invention sont ceux connus comme étant des particules de polymère du type à noyau-enrobage insoluble dans Other types of polymer particles which can be used in the present invention are those known to be core-coated polymer particles insoluble in
l'eau et en particulier ceux ayant une seule vésicule par parti- water and especially those with only one vesicle per part
cule. Dans ces particules, le noyau est formé d'une matière poly- cule. In these particles, the nucleus is formed from a poly-
mère qui se gonfle au contact d'une substance appropriée et l'enro- mother who swells on contact with a suitable substance and coats it
bage est formé d'une autre matière polymère qui est perméable à la bage is formed from another polymeric material which is permeable to
substance requise pour réagir avec le noyau. substance required to react with the nucleus.
Les granulés polymères, si on le désire, peuvent contenir Polymer granules, if desired, may contain
un pigment tel que le pigment dioxyde de titane qui peut être pré- a pigment such as the titanium dioxide pigment which can be pre-
sent dans les vésicules, ou dans la matière polymère ou dans les deux. feels in the vesicles, or in the polymeric material or in both.
Les granulés peuvent être formés par une méthode appro- The granules can be formed by an appropriate method.
priée quelconque mais habituellement une méthode qui met en oeuvre la formation d'une émulsion du type eau-dans-huile d'une matière polymère, telle qu'une résine de polyester dissoute dans une any but usually a method which involves the formation of a water-in-oil type emulsion of a polymeric material, such as a polyester resin dissolved in a
matière huileuse, par exemple le styrène ou un monomère de réticu- oily material, for example styrene or a crosslinking monomer
Lation. Cette émulsion est ensuite dispersée dans une autre phase Lation. This emulsion is then dispersed in another phase
aqueuse. La polymérisation produit une dispersion aqueuse de gra- aqueous. The polymerization produces an aqueous dispersion of gr
nulés de polymère ayant des vésicules. polymer beads having vesicles.
La dispersion aqueuse de granulés de polymère préparée par le procédé préféré peut être séchée par le procédé décrit dans la demande de brevet GB 2 205 154A et la composition séchée peut être utilisée pour fabriquer la composition de revêtement en poudre. Dans le procédé décrit et revendiqué dans la demande de The aqueous dispersion of polymer granules prepared by the preferred method can be dried by the method described in patent application GB 2 205 154A and the dried composition can be used to make the powder coating composition. In the process described and claimed in the application for
brevet GB 2 205 154A, la dispersion aqueuse est séchée par chauf- GB patent 2 205 154A, the aqueous dispersion is dried by heating
fage dans une atmosphère ne contenant pas d'oxygène dans des condi- fage in an atmosphere containing no oxygen under conditions
tions de temps et de température appropriées pour minimiser La appropriate time and temperature conditions to minimize
détérioration desdites particules. deterioration of said particles.
Lorsque les granulés de polymère contiennent un pigment, alors la quantité de pigment peut être de 1 Z à 60 Z en poids du When the polymer granules contain a pigment, then the amount of pigment can be from 1 Z to 60 Z by weight of the
poids des granulés, de préférence de 5 % en poids à 45 % en poids. weight of the granules, preferably from 5% by weight to 45% by weight.
La quantité de granulés de polymère dans La composition de revêtement en poudre peut varier dans un grand intervalle mais doit être inférieure à 40 X en volume de la composition et de The amount of polymer granules in the powder coating composition can vary over a wide range but should be less than 40% by volume of the composition and
préférence de 5 X à 30 Z en volume. preferably from 5 X to 30 Z by volume.
D'une manière générale, il existe deux méthodes princi- Generally speaking, there are two main methods
pales pour la fabrication des compositions de revêtement en poudre, à savoir un procédé de mélangeage à l'état fondu et un procédé de blades for the manufacture of powder coating compositions, namely a method of melt mixing and a method of
mélangeage à sec.dry mixing.
Dans le procédé de mélangeage à L'état fondula résine, les granulés de polymère vésiculaire et tout autre agent sont mélangés ensemble sous une forme sèche et ensuite chauffés pendant le mélangeage ou l'extrusion avant le refroidissement. Le chauffage doit être suffisant pour fondre la résine dans le mélange sans In the resin melt mixing process, the vesicular polymer granules and any other agent are mixed together in a dry form and then heated during mixing or extrusion before cooling. Heating should be sufficient to melt the resin in the mixture without
fondre les granulés et la température et le temps ne sont pas suf- melt the pellets and the temperature and time are not enough
fisants pour introduire un durcissement prématuré inacceptable de la composition de résine thermodurcissable. La composition extrudée curing agents to introduce unacceptable premature curing of the thermosetting resin composition. The extruded composition
ou malaxée est refroidie et granulée et broyée à une taille de par- or kneaded is cooled and granulated and ground to a part size
ticules finales désirée. Si on le désire, on peut introduire des additifs finaux désirés quelconques dans la composition avant l'emballage. Dans un procédé de mélangeage à sec, la résine sous forme desired final tiles. If desired, any desired final additives can be introduced into the composition before packaging. In a dry mixing process, the resin in the form
finement divisée est mélangée avec les granulés de polymère vésicu- finely divided is mixed with the vesicle polymer granules-
laire et tous autres ingrédients désirés et mélangés ensemble dans un mixeur à grande vitesse. La composition mélangée est refroidie et les opérations de post-mélangeage désirées sont effectuées. Si milk and all other desired ingredients and mixed together in a high speed blender. The mixed composition is cooled and the desired post-mixing operations are carried out. Yes
on le désire, la composition mixte peut être classifiée pour éli- if desired, the mixed composition can be classified for
miner les particules de taille trop grande ou trop petite indési- undermining particles of too large or too small size
rables avant l'emballage.before packing.
Des compositions de revêtement en poudre de la présente Powder coating compositions of the present
invention peuvent être utilisées dans une grande variété d'applica- invention can be used in a wide variety of applications
tions et appliquées par des techniques largement utilisées telles que le revêtement par pulvérisation électrostatique, le revêtement en lit fluide, le revêtement en lit fluide électrostatique et le flocage à chaud. Le revêtement par pulvérisation électrostatique tions and applied by widely used techniques such as electrostatic spray coating, fluid bed coating, electrostatic fluid bed coating and hot flocking. Electrostatic spray coating
est la méthode d'application préférée. is the preferred method of application.
Il est à noter que les compositions de revêtement en poudre de la présente invention sont des mélanges particulaires It should be noted that the powder coating compositions of the present invention are particulate mixtures
substantiellement secs et sont substantieLlements exemptes de sol- substantially dry and are substantially free from soil
vants ou de miLieux de dispersion.or dispersing media.
Les produits enrobés sont produits avec un fini mat avec The coated products are produced with a mat finish with
un aspect uni non tacheté. Antérieurement à l'utilisation des gra- a plain, unspotted appearance. Prior to the use of gra-
nuLés de polymère vésiculaire, Les produits à fini mat ne pré- streaks of vesicular polymer, Matt finish products do not pre-
sentent pas l'aspect nécessaire et certains ont un fini non uni tacheté. Les produits de la présente invention sont utiles pour le do not feel the necessary appearance and some have a non-spotted finish. The products of the present invention are useful for the
revêtement d'une grande variété de produits à utiliser à l'inté- coating of a wide variety of products for indoor use
rieur et en plein air.laughing and outdoors.
L'invention est illustrée par les exemples qui suivent The invention is illustrated by the following examples
dans Lesquels toutes les parties sont comptées en poids. in which all the parts are counted by weight.
Exemple 1 (Production de perles)Example 1 (Pearl production)
On prépare une résine de polyester insaturé par condensa- An unsaturated polyester resin is prepared by condensing
tion ensemble de L'anhydride maléique, de l'anhydride phtalique et du propyLèneglycol dans le rapport molaire de 3:1:4,5. Le produit a tion of maleic anhydride, phthalic anhydride and propylene glycol in the molar ratio of 3: 1: 4.5. The product has
un indice d'acide de 16 mg de KOH par gramme de résine solide. an acid number of 16 mg of KOH per gram of solid resin.
Dans 44 parties d'une solution à 57 % en poids de solides de la résine mentionnée ci-dessus dans du styrène, on incorpore par broyage 3,5 parties de pigment de dioxyde de titane commercialisé sous le nom de TIOXIDE R-HD6 et 0,18 partie d'oxyde de magnésium, jusqu'à dispersion totale (environ 30 min). A ce mélange, on ajoute parties de styrène et 4, 9 parties d'eau chaude (environ 80 C), et on poursuit le broyage pendant I min. Cette phase huileuse est ensuite laissée au repos pendant 1 h. Séparément, on mélange 0,6 partie d'une solution aqueuse à 90 % en poids de solides d'un surfactant nonylphénol éthoxylate sulfate d'ammonium avec 0,18 partie d'alcool dénaturé industriel et 0,42 partie d'eau. On incorpore par broyage ce mélange dans 42 parties d'eau à 50 C pour donner une phase aqueuse qui est ajoutée lentement à la phase huileuse sous agitation. Le mélange formé est broyé pendant 10 min pour donner une émulsion du type eau-dans-huile. In 44 parts of a 57% by weight solution of solids of the above-mentioned resin in styrene, 3.5 parts of titanium dioxide pigment sold under the name TIOXIDE R-HD6 and 0 are incorporated by grinding. , 18 parts of magnesium oxide, until completely dispersed (about 30 min). To this mixture, parts of styrene and 4.9 parts of hot water (approximately 80 ° C.) are added, and the grinding is continued for 1 min. This oily phase is then left to stand for 1 h. Separately, 0.6 part of a 90% by weight aqueous solids solution of a nonylphenol ammonium ethoxylate sulfate surfactant is mixed with 0.18 part of industrial denatured alcohol and 0.42 part of water. This mixture is incorporated by grinding in 42 parts of water at 50 ° C. to give an aqueous phase which is added slowly to the oily phase with stirring. The mixture formed is ground for 10 min to give an emulsion of the water-in-oil type.
,5 parties de cette émulsion sont ajoutées immédiate- , 5 parts of this emulsion are added immediately-
ment dans une autre phase aqueuse contenant 5 parties d'une solu- in another aqueous phase containing 5 parts of a solution
tion à 7,5 X en poids de solides d'alcool polyvinylique (comme sta- 7.5% by weight of polyvinyl alcohol solids (as
bilisant), 1 partie d'une solution à 1,5 % en poids de solides d'hydroxyéthylcellulose comme épaississant et 80 parties d'eau, et biliary), 1 part of a 1.5% by weight solution of hydroxyethylcellulose solids as thickener and 80 parts of water, and
le mélange est broyé pendant 3 min, après quoi il se forme un sys- the mixture is ground for 3 min, after which a system is formed
tème du type eau-dans-huile-dans-eau, avec des globules d'huile water-in-oil-in-water teme, with oil globules
d'environ 11 pm de diamètre moyen.about 11 µm in average diameter.
28 parties d'eau chaude sont ensuite ajoutées, avec un 28 parts of hot water are then added, with a
broyage minimum possible, suivies de 0,006 partie de sulfate fer- minimum possible grinding, followed by 0.006 part of iron sulphate
reux, dissout dans une petite quantité d'eau, 0,1 partie de di- red, dissolved in a small amount of water, 0.1 part of di-
éthylènetriamine, également dissoute dans une petite quantité d'eau, et 0, 156 partie d'hydroperoxyde de cumène. La bouillie est ethylenetriamine, also dissolved in a small amount of water, and 0.156 parts of cumene hydroperoxide. The porridge is
laissée au repos pendant une nuit et l'exothermie augmente la tem- left to stand overnight and the exotherm increases the temperature
pérature au-dessus de 50 C, assurant un durcissement complet du polyester insaturé. On obtient une bouillie à 16,1 Z en poids de solides de perles de résine de polyester pigmentée vésiculaire réticulée. Cette bouillie est séchée par la méthode décrite et revendiquée dans la demande de brevet GB 2 205 154A, comme suit. A 4 000 parties de bouillie on ajoute 15 parties de solution à 10 Z temperature above 50 C, ensuring complete hardening of the unsaturated polyester. A slurry of 16.1% by weight of bead solids of crosslinked vesicular pigmented polyester resin is obtained. This slurry is dried by the method described and claimed in patent application GB 2 205 154A, as follows. To 4,000 parts of slurry, 15 parts of 10% solution are added.
d'ammoniaque et 40 parties d'une solution à 5 X d'agent floculant. of ammonia and 40 parts of a 5% solution of flocculating agent.
L'agent floculant est le selmonoacétate d'une diamine dérivée d'un The flocculating agent is the selmonoacetate of a diamine derived from a
acide gras. La bouillie est ensuite chauffée à 70 C et agitée jus- fatty acid. The slurry is then heated to 70 ° C. and stirred until
qu'à floculation. La préparation est filtrée à travers un filtre conventionnel sous vide, et est lavée par de l'eau propre jusqu'à ce que L'on ne puisse plus déceler d'alcool polyvinylique dans le filtrat. Le test pour déceler l'alcool polyvinylique consiste à than flocculation. The preparation is filtered through a conventional vacuum filter, and is washed with clean water until polyvinyl alcohol can no longer be detected in the filtrate. The test for polyvinyl alcohol is to
mélanger un échantillon du filtrat avec dix fois son volume d'acé- mix a sample of the filtrate with ten times its volume of acetate
tone, et sur ce L'alcool polyvinylique présent précipite sous la forme d'un trouble blanc. Le gâteau filtre résultant contient tone, and on this The polyvinyl alcohol present precipitates in the form of a white cloudy. The resulting filter cake contains
18,4 % en poids de perles solides.18.4% by weight of solid pearls.
2 kg de gâteau filtrant sont broyés et places sur un pla- 2 kg of filter cake are crushed and placed on a plate
teau dans un four équipé d'un thermostat et balayé par de l'azote gazeux. Le gâteau est ensuite chauffé à 110 C dans une atmosphère d'azote pendant 16 h, après quoi aucune perte de poids ne peut être in an oven fitted with a thermostat and swept by nitrogen gas. The cake is then heated at 110 ° C. in a nitrogen atmosphere for 16 h, after which no weight loss can be
détectée.detected.
Les perles séchées forment une masse blanche friable, souple, qui peut être passée à la brosse à travers un tamis de The dried pearls form a soft, crumbly white mass, which can be passed through a brush through a sieve of
106 pm d'ouverture de maille sans laisser de résidu. 106 pm of mesh opening without leaving a residue.
Exemple 2 (Standard)Example 2 (Standard)
Un revêtement en poudre conventionnel ayant une concen- A conventional powder coating having a concentration
tration en volume de pigment (pvc) de 15 % est préparé par la méthode suivante. 692 parties de résine époxy préalablement hachée en copeaux (Dow 663U), 102 parties de méLange maître de contrôle de l'écoulement en copeaux (agent de contrôle de l'écoulement Modaflow à 5 % en poids (un copolymère d'acrylate d'éthyle et d'acrylate de 2-éthylhexyle) dans la résine époxy Dow 663U), 40 parties d'agent durcissant à base de dicyandiamide accéléré (Dow DEH 41) et 500 parties de pigment dioxyde de titane commercialisé sous le nom de TIOXIDE TR92 sont mélangées dans un malaxeur Henschel refroidi par de l'eau. Le mélangeage est conduit à une vitesse de rotor de i 800 tr/min pendant 5 min. Les parois latérales et le rotor de la 15% pigment volume (pvc) is prepared by the following method. 692 parts of pre-chopped epoxy resin in shavings (Dow 663U), 102 parts of master flow control mixture in shavings (Modaflow flow control agent at 5% by weight (an ethyl acrylate copolymer and 2-ethylhexyl acrylate) in the epoxy resin Dow 663U), 40 parts of hardening agent based on accelerated dicyandiamide (Dow DEH 41) and 500 parts of titanium dioxide pigment marketed under the name of TIOXIDE TR92 are mixed in a Henschel water-cooled mixer. The mixing is carried out at a rotor speed of 1800 rpm for 5 min. The side walls and the rotor of the
machine sont grattés après les 3 min initiales de broyage. machine are scraped off after the initial 3 min of grinding.
Le prémélange résultant est extrudé en utilisant un appa- The resulting premix is extruded using an apparatus
riel PR46 Buss Ko-Kneader, fonctionnant à faible vitesse, à 100 C, riel PR46 Buss Ko-Kneader, operating at low speed, at 100 C,
puis est refroidi et haché en coupeaux dans un dispositif granula- then cooled and chopped into slices in a granular device
teur Cumberland à couteau rotatif. L'extrudat en copeaux est ensuite broyé dans un broyeur à disques mini-KEK pin-disc, et la poudre produite est passée à travers un tamis de 200 mailles pour Cumberland Rotary Knife. The chipped extrudate is then ground in a mini-KEK pin-disc disc mill, and the powder produced is passed through a 200 mesh screen to
éliminer toutes particules supérieures à 75 lim avant La pulvérisa- remove all particles larger than 75 lim before spraying
tion.tion.
La poudre est appliquée en utilisant une unité de pulvé- The powder is applied using a spray unit
risation électrostatique Volstatic manuelle avec une tension Volstatic manual electrostatic measurement with voltage
régulée à 90 kV négative, sur des panneaux de Bonderite DG12 (phos- regulated at 90 kV negative, on Bonderite DG12 panels (phos-
phate de fer). La poudre est fondue et durcie en un revêtement con- iron phate). The powder is melted and hardened into a comfortable coating
26447c4 tinu par étuvage des panneaux à 180 C pendant 10 min. Un dispositif 26447c4 tinu by steaming the panels at 180 C for 10 min. A device
Permascope-type ES, est utilisé pour mesurer L'épaisseur du revête- Permascope-type ES, is used to measure the thickness of the coating
ment; les panneaux sont sélectionnés avec une épaisseur de revête- is lying; the panels are selected with a coating thickness
ment durci comprise entre 45 et 55 pm. hardened between 45 and 55 pm.
Les mesures de coloration sont faites sur les panneaux en utilisant un colorimètre Gardner XL-23. Les valeurs L et b sont mesurées sur l'échelle CIE Lab. Le brillant est mesuré en utilisant The coloring measurements are made on the panels using a Gardner XL-23 colorimeter. The L and b values are measured on the CIE Lab scale. Gloss is measured using
un appareil glossmètre Multigloss Byk-Labotron. a Multigloss Byk-Labotron glossmeter.
Exemples 3-6 (Invention)Examples 3-6 (Invention)
On procède à une série de revêtements en poudre, conte- We proceed to a series of powder coatings, containing
nant les perles de polymère pigmenté vésiculaire sec préparées à l'exemple 1. La concentration en volume de pigment est maintenue à %, et la concentration en volume des perles (bvc) varie entre 10 X et 40 Z. Les revêtements en poudre sont obtenus par la même méthode que celle utilisée à l'exemple 2, avec les perles ajoutées dans la même étape que le pigment. Les quantités utilisées, en parties en poids, sont les suivantes: exemple 3 4 5 6 pvc 15 % 15 % 15 % 15 % t: o 10 % 20 % 30 % 40 % résine époxy 613 531 449 367 mélange-maitre de contrôle de l'écoulement 90 78 66 54 durcissant 35 30 26 21 pigment TiO2 pigment TiO2 500 500 500 500 perles 30,4 60,7 91,4 121,4 Le test est conduit comme dans l'exemple 2. Les résultats sont nant the beads of dry vesicular pigmented polymer prepared in Example 1. The concentration by volume of pigment is maintained at%, and the concentration by volume of the beads (bvc) varies between 10 × and 40%. The powder coatings are obtained by the same method as that used in Example 2, with the beads added in the same step as the pigment. The quantities used, in parts by weight, are as follows: example 3 4 5 6 pvc 15% 15% 15% 15% t: o 10% 20% 30% 40% epoxy resin 613 531 449 367 masterbatch for controlling flow 90 78 66 54 hardening 35 30 26 21 TiO2 pigment TiO2 pigment 500 500 500 500 pearls 30.4 60.7 91.4 121.4 The test is carried out as in Example 2. The results are
groupés dans le tableau ci-après.grouped in the table below.
Exemple 7 (Comparaison) On prépare un autre revêtement en poudre, avec un diluant Example 7 (Comparison) Another powder coating is prepared with a diluent.
inorganique (carbonate de calcium, Durcal 5), ayant substantielle- inorganic (calcium carbonate, Durcal 5), having substantial-
ment La même taille que les perles, et utilisé à leur place. La ment The same size as the pearls, and used in their place. The
concentration en volume de pigment est maintenue à 15 %, et la con- volume concentration of pigment is maintained at 15%, and the
centration en volume de diluant (evc) de 20 % est utilisée. Le 20% diluent volume concentration (evc) is used. The
revêtement en poudre est obtenu par la même méthode que celle uti- powder coating is obtained by the same method as that used
lisée dans l'exemple 2. Les quantités utilisées, en parties en poids, sont les suivantes: exemple 7 pvc 15 % evc 20 % résine époxy 531 mélangemaître de contrôle de l'écoulement 78 durcissant 30 pigment TiO2 read in Example 2. The quantities used, in parts by weight, are as follows: example 7 pvc 15% evc 20% epoxy resin 531 flow control masterbatch 78 hardening 30 TiO2 pigment
2 5002,500
diluant 443 Le test conduit comme dans l'exemple 2. Les résultats sont donnés diluent 443 The test leads as in Example 2. The results are given
dans le tableau suivant.in the following table.
Résultats des exemples 2-7 Exemple pvc bvc evc L b Brillant à Brillant à Results of examples 2-7 Example pvc bvc evc L b Brillant à Brillant à
60 60
2 15 % - - 94,8 0,4 77 982 15% - - 94.8 0.4 77 98
3 15% 10 % - 94,9 1,7 32 633 15% 10% - 94.9 1.7 32 63
4 15% 20 % - 94,9 2,9 9 324 15% 20% - 94.9 2.9 9 32
15% 30 % - 94,9 3,6 2 815% 30% - 94.9 3.6 2 8
6 15% 40 % - 92,0 6,4 I 26 15% 40% - 92.0 6.4 I 2
7 15% - 20% 93,6 0,6 29 757 15% - 20% 93.6 0.6 29 75
Dans l'exemple 6, avec 40 % de bvc, il n'y a pas de fusion en un revêtement continu, et le système n'est donc pas utilisable. Dans In Example 6, with 40% bvc, there is no fusion in a continuous coating, and the system is therefore not usable. In
l'exemple 7, avec 20 % de evc, on obtient un éclat substantiel- Example 7, with 20% evc, we obtain a substantial shine-
lement inférieur à celui du standard, à l'exemple 2, ou à celui du revêtement en poudre avec un volume équivalent de perles, à l'exemple 4. Son brillant est de loin supérieur à celui de L'exemple 4, et ainsi les perles sont évidemment un agent de matage supérieur. L'accroissement de la valeur b (c'est-à-dire la teinte jaune) avec un accroissement de bvc n'est pas dû à la dégradation thermique des perles, car un échantillon de perle chauffé dans slightly lower than that of the standard, in Example 2, or that of the powder coating with an equivalent volume of pearls, in Example 4. Its gloss is far greater than that of Example 4, and so the pearls are obviously a superior matting agent. The increase in the b value (i.e. the yellow tint) with an increase in bvc is not due to the thermal degradation of the pearls, since a sample of pearl heated in
les mêmes conditions montre très peu de changement de coloration. the same conditions show very little change in color.
On pense que l'agent durcissant particulier utilisé dans ces exemples (Dow DEH41) est une amine. On sait que les amines en général interagissent avec les polyesters lors du chauffage pour The particular curing agent used in these examples (Dow DEH41) is believed to be an amine. It is known that amines in general interact with polyesters during heating to
produire des produits jaunâtres ou brunâtres. produce yellowish or brownish products.
Exemple 8 (Standard) On prépare un revêtement en poudre conventionnel avec un Example 8 (Standard) A conventional powder coating is prepared with a
pvc de 15 X par la méthode suivante. 691 parties de résine de poly- 15 X pvc by the following method. 691 parts of poly resin
ester préalablement hachées en copeaux (Uralac P2400, de la firme DSM Resins), 58 parties d'isocyanurate de triglycidyle (TGIC, Araldite PT810, de la firme Ciba-Geigy), 93 parties de modifiant d'écoulement en copeaux (Urad P2518, de la firme DSM Resins), et 500 parties d'un pigment dioxyde de titane pour l'emploi général commercialisé sous le nom de TIOXIDE TR92 sont mélangées dans un malaxeur Henschel refroidi par de l'eau. Le mélangeage est conduit à une vitesse de rotor de 1 800 tr/min pendant 5 min. Les parois latérales et le rotor de la machine sont grattés après une période de broyage initiale de 3 min. Le prémélange résultant est extrudé en utilisant une extrudeuse (PR46 Buss Ko-Kneader), fonctionnant à faible vitesse, à ester previously chopped into shavings (Uralac P2400, from the firm DSM Resins), 58 parts of triglycidyl isocyanurate (TGIC, Araldite PT810, from the firm Ciba-Geigy), 93 parts of flow modifier in shavings (Urad P2518, from the firm DSM Resins), and 500 parts of a titanium dioxide pigment for general use marketed under the name of TIOXIDE TR92 are mixed in a Henschel mixer cooled by water. Mixing is carried out at a rotor speed of 1,800 rpm for 5 min. The side walls and the rotor of the machine are scraped after an initial grinding period of 3 min. The resulting premix is extruded using an extruder (PR46 Buss Ko-Kneader), operating at low speed, at
C, puis est refroidi et haché en copeaux dans un petit granula- C, then cooled and chopped into chips in a small granule-
teur Cumberland à couteau rotatif. L'extrudat en copeaux est ensuite broyé dans un broyeur à disques (mini-KEK pin-disc) et la poudre produite est passée à travers un tamis de 200 mailles pour Cumberland Rotary Knife. The chipped extrudate is then ground in a disc mill (mini-KEK pin-disc) and the powder produced is passed through a 200 mesh screen to
éliminer toutes particules supérieures à 75 pm avant la pulvérisa- remove all particles larger than 75 µm before spraying
tion.tion.
La poudre est appliquée en utilisant une unité de pulvé- The powder is applied using a spray unit
risation électrostatique manuelle (Volstatic) avec une tension régulée à 90 kV négative, sur des panneaux en phosphate de fer (Bonderite DG 12). La poudre est fondue et durcie en un revêtement manual electrostatic application (Volstatic) with a voltage regulated at 90 kV negative, on iron phosphate panels (Bonderite DG 12). The powder is melted and hardened into a coating
continu par étuvage des panneaux à 2000 C pendant 10 min. Un dispo- continuous by steaming the panels at 2000 C for 10 min. A dispo-
sitif Permascope, Type ES, est utilisé pour mesurer l'épaisseur du revêtement, et Les panneaux sont sélectionnés avec une épaisseur de sitive Permascope, Type ES, is used to measure the thickness of the coating, and The panels are selected with a thickness of
revêtement durci comprise entre 45 et 55 pm. hardened coating between 45 and 55 µm.
Les mesures de coloration sont faites sur les panneaux en utilisant un colorimètre Gardner XL-23. Les valeurs L et b sont mesurées sur l'échelle CIE Lab. Le brillant est mesuré en utilisant The coloring measurements are made on the panels using a Gardner XL-23 colorimeter. The L and b values are measured on the CIE Lab scale. Gloss is measured using
un appareil glossmètre multigloss Byk-Labotron. a Byk-Labotron multigloss glossmeter.
Exemples 9-10 (Invention) On prépare deux revêtements en poudre contenant les Examples 9-10 (Invention) Two powder coatings were prepared containing the
perles de polymère pigmenté vésiculaire sec obtenues à l'exemple 1. beads of dry vesicular pigmented polymer obtained in Example 1.
La concentration en volume de pigment est maintenue à 15 %, et la The volume concentration of pigment is maintained at 15%, and the
concentration en volume de perles (bvc) est fixée à 10 % et 20 %. volume concentration of pearls (bvc) is fixed at 10% and 20%.
Les revêtements en poudre sont préparés par la même méthode que celle utilisée à l'exemple 8, avec les perles ajoutées dans la même étape que le pigment. Les quantités utilisées, en parties en poids, sont Les suivantes: exemple 9 10 pvc 15 % 15 % bvc 10 % 20 % résine de polyester 615 533 The powder coatings are prepared by the same method as that used in Example 8, with the pearls added in the same step as the pigment. The quantities used, in parts by weight, are as follows: example 9 10 pvc 15% 15% bvc 10% 20% polyester resin 615 533
TGIC 52 45TGIC 52 45
modifiant d'écoulement 83 72 pigment TiO2 500 500 perles 30,8 61,6 flow modifier 83 72 pigment TiO2 500 500 pearls 30.8 61.6
Le test est conduit comme dans l'exemple 8. Les résultats sont men- The test is carried out as in Example 8. The results are men-
tionnés dans le tableau ci-après.shown in the table below.
Exemple 11 (Comparaison) On prépare un autre revêtement en poudre avec un diluant Example 11 (Comparison) Another powder coating is prepared with a diluent
inorganique (carbonate de calcium, Darcal 5), ayant substantielle- inorganic (calcium carbonate, Darcal 5), having substantial-
ment la même taille que les perles, utilisé à leur place. La con- the same size as the pearls, used in their place. The con-
centration en volume de pigment est maintenue à 15 % et une concen- volume concentration of pigment is maintained at 15% and a concentration
tration en volume de diluant (evc) de 20 % est utilisée. Le revête- 20% dilution by volume of diluent (evc) is used. The coating
ment en poudre est obtenu par la même méthode que celle utilisée à l'exemple 8. Les quantités utilisées en parties en poids sont les suivantes: exemple 11 pvc 15 Z evc 20 % résine de polyester 533 The powder is obtained by the same method as that used in Example 8. The quantities used in parts by weight are as follows: example 11 pvc 15 Z evc 20% polyester resin 533
TGIC 45TGIC 45
modifiant d'écoulement 72 pigment TiO2 500 diluant 450 Le test est conduit comme dans l'exemple 8. Les résultats flow modifier 72 pigment TiO2 500 diluent 450 The test is carried out as in Example 8. The results
sont mentionnés dans le tableau ci-après. are listed in the table below.
Exemples 12-13 (Invention; mélange à sec) Examples 12-13 (Invention; dry mixing)
On prépare d'autres revêtements en poudre à des concen- Other powder coatings are prepared at concentrations
trations en volume de perles intermédiaires, en mélangeant des volumes égaux de deux poudres de revêtement à différentes bvc, pour donner un produit avec une bvc effective égale à la moyenne des bvc volume trations of intermediate pearls, by mixing equal volumes of two coating powders with different bvc, to give a product with an effective bvc equal to the average of the bvc
individuelles. Comme vérification, on prépare un mélange d'un sys- individual. As a check, a mixture of a system is prepared.
tème à 20 X de bvc et d'un système à O % de bvc (standard), donnant teme at 20 X bvc and an O% bvc system (standard), giving
une bvc effective de 10 %. Ce produit se comporte de façon iden- an effective bvc of 10%. This product behaves identically
tique aux revêtements en poudre préparés ab inito à une bvc de Z. Ainsi, les mélanges de poudres à une bvc de O Z et à une bvc de 10 % (donnant une bvc effective de 5 %) et de poudres à une bvc de 10 X et à un bvc de 20 % (donnant une bvc effective de 15 %) sont considérés comme étant équivalents aux revêtements en poudre Powder coatings prepared ab inito at a bvc of Z. Thus, mixtures of powders with a bvc of OZ and a bvc of 10% (giving an effective bvc of 5%) and powders of a bvc of 10 X and at a bvc of 20% (giving an effective bvc of 15%) are considered to be equivalent to powder coatings
préparés ab inito à une bvc de 5 % et à une bvc de 15 % respective- prepared ab inito at a 5% bvc and a 15% bvc respectively-
ment. Les poudres sont appliquées et testées comme dans l'exemple is lying. The powders are applied and tested as in the example
8. Les résultats sont mentionnés dans le tableau ci-après. 8. The results are listed in the table below.
Résultats des exemples 8-13 Exemole pvc bvc evc L b Brillant à BriLLant à Results of examples 8-13 Exemole pvc bvc evc L b Brillant à BriLLant à
*600* 600
8 15 % - - 96,1 0,3 87 978 15% - - 96.1 0.3 87 97
12 15 % 5% - 96,4 0,6 48 7412 15% 5% - 96.4 0.6 48 74
9 15 % 10 % - 96,3 0,8 24 519 15% 10% - 96.3 0.8 24 51
13 15 % 15 % - 96,4 0,9 8 2713 15% 15% - 96.4 0.9 8 27
15 % 20 % - 96,4 1,1 2 915% 20% - 96.4 1.1 2 9
11 15 % - 20% 94,6 0,3 18 6011 15% - 20% 94.6 0.3 18 60
Dans l'exemple 11 avec 20 % de evc, on a un éclat substantiellement inférieur à celui du standard, à l'exemple 8, ou à celui du revêtement en poudre avec un volume équivalent de perles, à l'exemple 10. Son brillant est de loin supérieur à celui de l'exemple 10, et les perles constituent en évidence un agent de matage supérieur. L'accroissement de la valeur b (c'est-à-dire la teinte jaune) avec un accroissement de la bvc est très inférieur à celui pour le système époxy correspondant, aux exemples 2-6, et ne constitue pas un inconvénient significatif pour l'utilisation. Il est à noter que lorsqu'on établit un graphique donnant le brillant à 60 en fonction de la bvc pour les exemples 8, 9, 10, 12 et 13, il y a une relation linéaire entre les deux variables. La majorité des agents de matage ont beaucoup moins d'effets directs sur le brillant. Ainsi, ces perles rendent plus facile la sélection d'une In Example 11 with 20% evc, there is a substantially lower brightness than that of the standard, in Example 8, or that of the powder coating with an equivalent volume of pearls, in Example 10. Its gloss is far superior to that of Example 10, and the pearls clearly constitute a superior matting agent. The increase in the b value (i.e. the yellow tint) with an increase in the bvc is much less than that for the corresponding epoxy system, in Examples 2-6, and does not constitute a significant disadvantage for use. It should be noted that when we draw a graph giving the gloss at 60 as a function of the bvc for examples 8, 9, 10, 12 and 13, there is a linear relationship between the two variables. The majority of matting agents have much less direct effect on gloss. Thus, these beads make it easier to select a
valeur bvc pour donner un résultat requis de brillant à 60 . bvc value to give a required result of gloss at 60.
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