JP2006518416A

JP2006518416A - 強化された特性を有する耐熱性粉末コーティング組成物

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Publication number: JP2006518416A
Application number: JP2006503696A
Authority: JP
Inventors: オーウェン　エイチ．デッカー; チョウウェンチン
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2006-08-10
Also published as: MXPA05008813A; RU2333926C2; NO20054323D0; CA2514939A1; US20040241443A1; BRPI0407229A; PL378564A1; EP1594933A1; CN100554353C; KR20050106016A; RU2005129322A; HUP0500827A2; CN1751106A; CZ2005599A3; NO20054323L; AU2004215459A1; WO2004076572A1

Abstract

熱硬化性の耐熱性シリコンベース粉末コーティング組成物が５５０℃より上の高温にさらされる可能性が高い基材上での使用のために提供される。粉末コーティング組成物は、コーティングの有機成分が燃え尽きる範囲の温度で軟化して流れる低融点ガラス粒子を含有する。ガラス粒子は、かかる温度でそれ故コーティング粉末から形成された塗膜中の空隙を満たし、基材からのコーティングの接着破壊を防止することができる。

Description

本発明は熱硬化性の耐熱性粉末コーティング組成物に関する。具体的には、本発明の組成物は、高温にさらされる可能性が高い物品に一般に塗布することができるコーティングを提供し、そのコーティングは物品からの接着破壊に耐性がある。

高耐熱性を提供する粉末コーティング組成物は長年にわたって開発を進められてきた。ポリシロキサン樹脂を組み入れた粉末コーティングが高耐熱性を有することは公知である。例えば、１９９９年５月１８日に発行されたエクルンド（Ｅｋｌｕｎｄ）ら米国特許公報（特許文献１）は、高温に耐えるコーティングを生み出すポリシロキサンコーティング粉末を記載している。様々なポリシロキサンベース粉末コーティング組成物が長年にわたって提案されてきたが、かかるコーティングには解決することが困難である主要な一欠点が依然として存在する。通常の熱硬化性ポリシロキサン粉末被覆材料が赤熱状態を含む５５０℃（１０２２°Ｆ）以上の温度に暴露される時、コーティングはそれらの有機成分の損失を被り、急縮および脆化を受け、それらが容易に亀裂が入る、基材から剥離するまたは基材から薄片になって剥げることをもたらす。限定された成功のみで、ポリシロキサン樹脂中への有機酸基のような有機官能基の、またはコーティング中への接着促進剤および／または強化フィラーの組み入れによってこの問題を解決するという様々な試みが行われてきた。自動車排気部品、バーベキューグリル、ストーブバーナーなどのような高温用途向けには、さらにより高温に耐えることができるコーティングを生み出すコーティング粉末が望ましい。

米国特許第５，９０５，１０４号明細書米国特許第３，５８５，０６５号明細書米国特許第４，１０７，１４８号明細書米国特許第３，１７０，８９０号明細書米国特許第４，８７９，３４４号明細書米国特許第６，０４６，２７６号明細書米国特許第６，２７４，６７２号明細書米国特許第６，３７６，６０７号明細書米国特許第５，２８０，０９８号明細書米国特許第５，５１６，８５８号明細書米国特許第５，９９８，５６０号明細書米国特許第４，９８３，５５０号明細書米国特許第５，２１７，９２８号明細書米国特許第６，２４８，８２４号明細書米国特許第６，０９３，４０７号明細書

本発明の新規な粉末コーティング組成物は前述の望ましい特性を有する。

本発明は、高温の煙突、マフラー、マニホールド、ボイラー、オーブン、炉、ストーブバーナー、スチームライン、熱交換器、バーベキュー道具、調理器具および高温にさらされる他の部品をコーティングするのに特に有用である熱硬化性の耐熱性粉末コーティング組成物を提供する。本発明のコーティング組成物は、優れた耐熱特性のコーティングを提供し、特に、高温に暴露された時に剥離および小剥がれのような接着破壊に耐性がある。

本発明の粉末コーティング組成物は、
１）少なくとも１つのポリシロキサン、好ましくはヒドロキシ官能性ポリシロキサンと、
２）ポリシロキサン樹脂が急縮および脆化を受ける温度範囲で軟化してかなりの流動性を示す、少なくとも１つの高温マトリックス材料、好ましくは低融点無機ガラスと
を含む。

これらのコーティング材料の１つまたは複数の層を含む物品もまた本発明に含まれる。

本明細書では、特に記載のない限り、すべての百分率は重量による。バインダー樹脂のすべて、すなわち、ポリシロキサン樹脂プラス任意の他のタイプのバインダー樹脂は、１００重量％として表され、マトリックス材料、フィラー、顔料、流量調整剤、硬化触媒などのような粉末コーティング組成物のすべての他の成分は、１００重量％樹脂を基準にする重量％として表される。本明細書で使用されるようなポリシロキサン樹脂はまた、しばしば、シリコーンまたはポリシロキサンまたはポリシロキサンポリマーとも言われる。

本発明は、ポリシロキサンコーティングがそれらの有機成分の損失を被って急縮および脆化を受ける温度範囲で軟化してある程度の流動性を示す高温マトリックス材料をコーティング組成物中へ組み入れることによってポリシロキサンベース粉末コーティングの耐熱性を向上させることができるという発見に基づいている。高温マトリックス材料は、それらの有機成分の損失によって残されたコーティング中の空隙を満たし、それによって収縮を低減し、亀裂が塗膜中に広がるのを止めるようにデザインされており、コーティングを高温での基材からの剥離、小剥がれおよび剥離のような接着破壊に耐性があるようにしている。

「高温」は相対的用語であるが、本発明のコーティング粉末は、ポリシロキサン樹脂の有機部分をはじめとするほとんどの有機成分が燃え尽きる温度に耐えることを意図されている。従って、コーティング粉末の最終使用温度および他の要件は特定のコーティング用途により変わってもよいが、本発明のコーティングは、例えば、５５０℃（１０２２°Ｆ）およびそれ以上の温度に耐えることが望ましい。

本発明のコーティング粉末は、前述の望ましい特性を有するコーティングを提供する。本発明のコーティングは、改善された耐熱特性および耐剥離特性を有し、耐熱性コーティングとしての使用のために現在入手可能な既存製品より性能が優れている。

「改善された耐熱特性」とは、本発明のコーティング粉末から基材上に形成されたコーティングが５５０℃以上の温度への暴露後にその接着を保持するであろうことを意味する。

「改善された耐剥離特性」とは、本発明のコーティング粉末から基材上に形成されたコーティングが５５０℃以上の温度への暴露後に基材から薄く剥がれないまたは剥離しないであろうことを意味する。

本発明のコーティングは、煙突、マフラー、マニホールド、ボイラー、オーブン、炉、スチームライン、熱交換器、バーベキュー道具、調理器具および高温にさらされる他の物品をはじめとする高温にさらされる物品で特に有用である。

約３５０℃より上の温度で空気に暴露された時に、ほとんどの有機コーティングがほんの数分で消費されることは公知である。ポリシロキサン−ベース粉末コーティングはより高温でより良好に機能するけれども、かかるコーティング中へ入るポリシロキサン樹脂が有機部分を含有するので、それらもまた影響を受ける。ポリシロキサン樹脂の有機部分は酸化されて取り除かれるので、ポリシロキサン樹脂は収縮し、亀裂および剥離によって除去される応力がコーティング中に増加する。

本発明の組成物は樹脂系中に多量のポリシロキサン樹脂を好ましくは含有する。本質的にすべてポリシロキサンである樹脂系は、本発明の好ましい実施形態に一致するところでは、最高の温度で安定性を提供し、最小量の有機部分を有し、それ故、有機部分が燃え尽きる時に最小の収縮を有する。粉末コーティングのために使用される典型的なポリシロキサン樹脂の有機部分は、総樹脂重量の約３０〜約６０％の範囲である。

従って、本発明の好ましい実施形態では、本発明の組成物は本質的に１００重量％のポリシロキサン樹脂またはポリシロキサン樹脂のブレンドを含む樹脂またはバインダー系を有する。約１４０〜２６０℃の温度で、ポリシロキサン樹脂は自己縮合して架橋したネットワークを形成するであろう。

本発明のコーティング粉末はまた、特定の用途に依存してより少量のポリシロキサン樹脂を含有することもできる。より少量が使用される時、本発明のコーティング粉末は典型的にはバインダーの総重量を基準にして約１０〜１００重量％、好ましくは約３０〜１００重量％、最も好ましくは約４０〜１００重量％のポリシロキサン樹脂を含む。ポリシロキサンレベルが１０重量％より下である場合、コーティングは不十分な耐熱性を有するかもしれない。

本明細書での使用に好適なポリシロキサン樹脂は、アルキル置換が好ましくは１〜４個の炭素原子、より好ましくは１〜３個の炭素原子の短鎖アルキル基、最も好ましくはメチル、プロピル基から選択され、アリール置換が最も好ましくはフェニル基を含む、任意のアルキルおよび／またはアリール置換ポリシロキサン、共重合体、それらのブレンドまたは混合物であることができる。良好な耐熱性のためには、メチルおよびフェニル基が選り抜きの有機部分である。一般にメチル基が多ければ多いほど、より少ないコーティング収縮が熱暴露時に観察される。粉末コーティングを形成するために、ポリシロキサン樹脂は室温で固体であり、好ましくは少なくとも４５℃のＴｇ（ガラス転移温度）を有し、２００℃未満の温度で溶融加工することできるべきである。かかるポリシロキサン樹脂の例は、ミシガン州アドリエンのワッカー・シリコーン（ＷａｃｋｅｒＳｉｌｉｃｏｎｅ，Ａｄｒｉｅｎ，Ｍｉｃｈ．）から入手可能なフェニルシリコーン・シルレス（Ｓｉｌｒｅｓ）（登録商標）６０１またはメチルシリコーン・シルレス（登録商標）ＭＫ、およびダウ・コーニング（ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ）から入手可能なプロピルフェニルＺ−６０１８またはメチルフェニルシリコーン６−２２３０などである。好適な樹脂はまた、参照により本明細書に援用される、米国特許公報（特許文献２）、米国特許公報（特許文献３）、米国特許公報（特許文献４）および米国特許公報（特許文献５）に記載されている。

ポリシロキサン樹脂上の有機部分はまた、追加の機械的性質および樹脂系で使用される塗膜形成樹脂との高められた反応性のために、参照により本明細書に援用される、米国特許公報（特許文献６）、米国特許公報（特許文献７）、米国特許公報（特許文献８）、米国特許公報（特許文献９）および米国特許公報（特許文献１０）に開示されているような、ＣＯＯＨ、ＮＣＯ、アミン、エポキシ官能基などのような有機官能基を有することもできる。

好ましくは、追加の耐熱性、２００℃未満の温度での良好な溶融加工性および架橋反応を受ける感受性のために、総ポリシロキサン固形分を基準にして約１０重量％以下、好ましくは約０．５重量％〜約１０重量％のヒドロキシル官能性を持ったヒドロキシ官能性ポリシロキサンが使用される。ポリシロキサンポリマーは次のセット（メチル、エチル、プロピルおよびフェニル）からの１つ、２つまたは３つの有機基を有するサブユニット・ケイ素原子を含んでもよい。商業的に入手可能なヒドロキシル官能性ポリシロキサンの例には、ダウ・コーニング（ミシガン州ミッドランド（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈ．））製のダウ・コーニング（登録商標）１−０５４３、ダウ・コーニング（登録商標）６−２２３０およびダウ・コーニング（登録商標）Ｚ−６０１８；ワッカー・シリコーン・コープ．（ミシガン州アドリエン）製のワッカー・シルレス（登録商標）ＭＫ、およびワッカー・シルレス（登録商標）６０１、６０２、６０２、６０４および６０５；ゼネラル・エレクトリック（ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃ）（ニューヨーク州ウォーターフォード（Ｗａｔｅｒｆｏｒｄ，Ｎ．Ｙ．））製のゼネラル・エレクトリックＳＲ−３５５；およびゲレスト社（Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．）（ペンシルバニア州ツリータウン（Ｔｕｌｌｙｔｏｗｎ，Ｐａ．））製のＰＤＳ−９９３１が挙げられる。他の好適なポリシロキサン−ベースのポリマーには、参照により本明細書に援用される、米国特許公報（特許文献３）(フジヨシ（Ｆｕｊｉｙｏｓｈｉ）ら)および米国特許公報（特許文献５）(ウー（Ｗｏｏ）ら）に記載されているものが含まれる。

本発明の粉末コーティング組成物はまた、存在する場合、かかるコーティングで一般に使用されるおよび当該技術で周知の１つまたは複数の樹脂を含有してもよい。これらの樹脂は、使用される場合、バインダー系の残りを構成するであろう。かかる樹脂には、参照により本明細書に援用される米国特許公報（特許文献１１）に記載されているもののような、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂および／またはウレタン樹脂をベースとするものをはじめとする有機ポリマーおよびオリゴマーが含まれる。アクリルポリマーが粉末コーティング組成物中に存在する場合、それらはグリシジル、ヒドロキシまたはカルボン酸官能性アクリルポリマーであってもよい。

本発明の組成物の最も決定的に重要な成分は高温マトリックス材料である。既に上述したように、これらの材料は、本発明のコーティング粉末から生み出されたコーティングが高温にさらされる時に接着破壊に対する所望の耐性を提供する。「高温マトリックス材料」とは、２６０℃以下の温度で（すなわち、標準のポリシロキサンベース粉末処理および硬化温度で）流動を起こすに足りるほど軟化しないが、ポリシロキサン樹脂がそれらの有機成分の損失を被って急縮および脆化を受ける温度範囲で軟化する、非晶質か結晶性かのどちらかの、または該２つの組合せの室温で硬いまたはゴムのような固体を意味する。好ましくは、マトリックス材料は、約３００℃〜７００℃、特に３７５℃〜５５０℃の温度で軟化してある程度の流動性を示す。低融点無機ガラスが特に有用な高温マトリックス材料である。

好ましくは、高温マトリックス材料は、高温に暴露された時に接着破壊に対する耐性を増加させるために、組成物のポリマー含量（ｐｏｌｙｍｅｒｃｏｎｔｅｎｔ）の約０．５〜９０重量％、より好ましくは約５〜７０重量％、最も好ましくは約１０〜５０重量％の範囲で存在する。これらが一般的なガイドラインであり、マトリックス材料粒子の的確な重量％が粒子の比重、所望の耐熱性の程度、および粉末コーティング組成物の他の成分に依存するであろうことは理解される。

高温マトリックス材料の含有率が余りにも低い場合、コーティングは剥離に不十分な耐性を有するかもしれない。それが余りにも高い場合、流動が阻害され、コーティングは粗くなる。

金属酸化物、フッ化物、塩化物などおよびこれらの成分の混合物よりなるものを含む無機ガラスが特に重要である。主としてケイ素、ナトリウムおよびカリウムおよびホウ素の酸化物の混合物よりなる低融点ガラスがより特に重要である。好適なガラスの例は、参照により本明細書に援用される、米国特許公報（特許文献１２）および米国特許公報（特許文献１３）に見いだされる。

これらの高温マトリックス材料の有用な特徴は、それらがコーティング粉末中へ導入するのに便利であることである。高温マトリックス材料粒子は任意の形状またはサイズでコーティング製造工程に供給することができる。使用の際の便利さを提供するために、粒子がコーティング中に粗さを誘発しないように、かつ、それらが微細に分散され得るように、粒子はそれらの最大寸法が約１００ミクロンより下であることが好ましい。粒子はコーティング厚さ未満のサイズを有するべきであるから、マトリックス粒子のサイズの上限は最終コーティングの意図される厚さに依存する。ほとんどの粉末コーティングは、約５０ミクロンの乾燥塗膜厚さで塗布されるようデザインされている。従って、ほとんどの用途では、粒子は約５０ミクロン、好ましくは４０ミクロン未満の最大寸法で最大サイズを有するべきである。

粒子はほぼ回転楕円体状であることがさらに好ましく、それらは約２未満の比重を有することが特に好ましい。用語「回転楕円体状」または「回転楕円体」は本明細書で用いるところでは形状がほぼ球状であることを意味する。より具体的には、該用語は、粒子がさらなる加工で有意に様変わりしないように、鋭いまたは粗いエッジを含有する２５％未満の粒子凝集体または亀裂入り粒子を含有するフィラー材料を意味する。

好適なマトリックス材料の例は、中空回転楕円体、中実回転楕円体、繊維、および／またはガラスフリットから選択された無機ガラス粒子である。フッ化バリウムジルコニウム（ＢａＺｒ₂Ｆ₁₀）のような無機結晶性粒子もまたマトリックス材料として使用されてもよい。

特に好ましい高温マトリックス材料の例には、ペンシルバニア州バレー・フォージのＰＱコーポレーション（ＰＱｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＶａｌｌｅｙＦｏｒｇｅ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）によって提供される、Ｑ−セル（Ｑ−Ｃｅｌｌ）（登録商標）７０４０Ｓ、Ｑ−セル（登録商標）５０７０ＳおよびＱ−セル（登録商標）６０４２Ｓガラス粒子が挙げられる。これらのガラスの特性は下の表１にリストされる。

ポリシロキサン樹脂と高温マトリックス材料との組合せをベースにするコーティングの特性または性能を向上させるために（前述のマトリックス材料とは異なる）強化フィラーが添加されてもよい。これらの強化フィラーは当該技術では周知であり、それには、珪灰石（ケイ酸カルシウム）のような針状材料、雲母（ケイ酸カリウム・アルミニウム）のような板状材料、石綿のような繊維状材料、およびケイ酸塩ガラスをはじめとする様々な人造繊維状の棒状または板状の耐火性材料が含まれる。高温マトリックス材料より高い温度で溶融するガラス粒子もまた強化フィラーとして使用されてもよい。典型的な例には、ナイアド（Ｎｙａｄ）Ｍ４００（ニューヨーク州ウィルスボーロのナイコ・コーポレーション（ＮｙｃｏＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｉｌｌｓｂｏｒｏ，ＮＹ）によって供給される珪灰石）；およびスゾライト（Ｓｕｚｏｒｉｔｅ）３２５ＨＫ（カナダ国ケベック州ボウチャーヴィルのスゾライト・マイカ・プロダクツ社（ＳｕｚｏｒｉｔｅＭｉｃａＰｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．，ｏｆＢｏｕｃｈｅｒｖｉｌｌｅ，Ｑｕｅｂｅｃ，Ｃａｎａｄａ）によって供給される金雲母）が挙げられる。他の例には、本明細書で参照される特許文献に報告される材料が挙げられる。

参照により本明細書に援用される米国特許公報（特許文献１４）に記載されているもののような高アスペクト比フィラーを含むことが望ましいかもしれない。

強化材は、存在する（０重量％より上である）場合、典型的には組成物のポリマー含量の約５〜５０重量％、好ましくは約１０〜４０重量％の範囲で含まれる。強化材レベルが低い場合、硬化されたままの状態で磨耗および物理的損傷に対するコーティング耐性は低いかもしれない。それが余りにも高い場合、流動性が減らされ、コーティングは粗くなる。

必要とされるポリシロキサン樹脂および高温マトリックス材料および時々望ましい強化フィラーに加えて、本発明の粉末コーティング組成物は、粉末コーティング組成物におよび高使用温度粉末コーティングに通常使用される他の添加剤を含有してもよい。これらの添加剤には、接着促進剤、フィラー、顔料、流動および平滑添加剤、脱ガス剤、光沢向上剤、クレーター化剤、硬化剤、硬化触媒、テクスチャ化剤、界面活性剤、有機可塑剤、静電塗布性向上剤、耐腐食性向上剤、粉末の乾燥流動性向上剤、および、例えば、本明細書に参照により援用される米国特許公報（特許文献１）に教示されているようなものが含まれる。同様に参照により本明細書に援用される米国特許公報（特許文献１５）に教示されているように、抗菌活性を有する化合物もまた添加されてもよい。

ポリシロキサン樹脂は高温で自己縮合して架橋したネットワークを形成するが、速いゲル化時間を達成するために、オクタン酸第一錫、ジブチル錫ジラウレート、オクタン酸亜鉛、亜鉛アセチルアセトナート、ネオデカン酸亜鉛およびそれらの混合物のような少量の硬化触媒を使用することが多くの場合望ましい。典型的にはポリマー含量の少なくとも約０．１重量％、約２重量％以下のかかる硬化触媒が使用される。

流動調整剤は、総ポリマー含量を基準にして約３．０重量％以下、好ましくは約０．５〜１．５重量％で粉末ベース組成物中に存在することができる。流動調整剤には、ポリアクリレート、ポリシロキサンおよびフッ素ベースのポリマーが含まれるかもしれない。商業的に入手可能な流動調整剤の例には、エストロン・ケミカル社（ＥｓｔｒｏｎＣｈｅｍｉｃａｌ，Ｉｎｃ．）（ケンタッキー州カルバート・シティ（ＣａｌｖｅｒｔＣｉｔｙ，Ｋｙ））製のレジフロー（Ｒｅｓｉｆｌｏｗ）（登録商標）ＰＬ−２００およびクリアフロー（Ｃｌｅａｒｆｌｏｗ）（登録商標）Ｚ−３４０；モンサント（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）（ミズーリ州セントルイス（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｏ））製のモンダフロー（Ｍｏｎｄａｆｌｏｗ）（登録商標）２０００；シントロン社（Ｓｙｎｔｈｒｏｎ，Ｉｎｃ．）（ノースカロライナ州モルガンタウン（Ｍｏｒｇａｎｔｏｗｎ，Ｎ．Ｃ．））製のモダレッツ（Ｍｏｄａｒｅｚ）（登録商標）ＭＦＰ；ならびにＢＹＫヘミー（ＢＹＫＣｈｅｍｉｅ）（コネチカット州ウォーリングフォード（Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎ．））製のＢＹＫ（登録商標）３６１およびＢＹＫ（登録商標）３００が挙げられる。前記調整剤は、組成物メルトフロー特性を高め、表面欠陥を排除するのを助ける。

脱ガス剤は、硬化工程中にガスの放出を助けるために粉末ベース組成物中に使用することができる。これらの材料は典型的には総ポリマー含量を基準にして約０．１重量％〜５．０重量％の範囲で存在する。商業的に入手可能な脱ガス剤の例には、ＧＣＡケミカル・コーポレーション（ＧＣＡＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（フロリダ州ブランデントン（Ｂｒａｎｄｅｎｔｏｎ，Ｆｌａ．）製のウラフロー（Ｕｒａｆｌｏｗ）（登録商標）Ｂおよびエストロン・ケミカル（ケンタッキー州カルバート・シティ）製のベンゾイン（Ｂｅｎｚｏｉｎ）が挙げられる。

粉末ベース組成物の乾燥流動特性を向上させるために、乾燥流動添加剤を使用することもまた多くの場合に望ましい。例には、溶融シリカ、酸化アルミニウムおよびそれらの混合物が挙げられる。これらの材料は典型的には総ポリマー含量を基準にして約０．０５〜１重量％の範囲で存在する。

必要ならば、テクスチャを提供する、光沢を調節する、およびコーティング容量を増やしてその経済性を高めるために、無機フィラーのような他の任意の成分を、既に述べられた強化フィラーと組み合わせて使用することができる。組成物の特性をさらに高めるために、上にリストされたもののいずれかのような任意の他の添加剤もまた通常の量で使用することができる。

固体微粒子塗膜形成混合物である本発明の粉末コーティングは、粉末コーティング工業で用いられる通常の製造技術によって製造される。例えば、高温マトリックス材料をはじめとする、粉末コーティングで使用される成分は、一緒にドライブレンドし、次に、混合物中の樹脂を溶融させるのに十分な温度で（好ましくは２００℃より下の温度で）、押出機で溶融混合し、次に押し出すことができる。押し出された材料は次に冷却ロールで固体に冷却され、粉砕され、次に細粒に磨砕される。

追加成分は形成された粉末とブレンドされてもよい。このプロセス工程は、例えば、追加成分が押出、冷却、粉砕または磨砕工程によって損傷されるまたは役に立たなくされるかもしれない場合に、または追加成分がドライブレンディング、押出、冷却、粉砕または磨砕工程のために用いられる装置を損傷するかもしれない場合に含められる。高温マトリックス材料は典型的にはこの工程で加えられる。これは２．０未満の密度のガラス球にとって特に適切である。

高温マトリックス材料はまた、それがドライブレンディングによってまたは「接合」として知られる工程で形成された後に、コーティング粉末と組み合わされてもよい。この接合工程では、コーティング粉末およびそれと「接合」されるべき材料はドライブレンドされ、異なる粒子を接合するために加熱および衝撃融合を受ける。マトリックス材料は、好都合にもこの工程で加えることができる。予め形成されたコーティング粉末および高温マトリックス材料がブレンドの塗布中に流動化し、非常に異なって突き進んで分離につながる場合には、ブレンドされた材料を「接合すること」は望ましい。

本発明の粉末コーティング組成物は、それらのすべてが当業者に公知である静電噴霧、熱溶射もしくはフレーム溶射、または流動床コーティング法によって塗布されてもよい。コーティングは金属および／または非金属基材に塗布されてもよい。所望の厚さへの粉末コーティングの溶着に続いて、組成物を溶融してそれを流動化させ、粉末を硬化させ、基材に接合させ、架橋したポリマーマトリックスを形成するために、被覆基材は典型的には約１４０℃〜２６０℃の範囲で加熱される。ある種の用途では、被覆されるべき部分は粉末の塗布前に予熱され、次に、粉末の塗布後か塗布前かのどちらかに加熱される。様々な加熱工程のためにガス炉または電気炉が一般に用いられるが、他の方法（例えば、マイクロ波）もまた公知である。本発明の粉末コーティングは最終コーティングの耐熱性を向上させる機会を配合者に提供し、当該技術で現在入手可能なものよりさらに高い温度で耐熱性コーティングを機能させる。

本発明の粉末で形成されたコーティングは優れた耐熱性を提供し、煙突、マフラー、マニホールド、ボイラー、オーブン、炉、スチームライン、熱交換器、バーベキュー道具および調理器具をはじめとする高温にさらされる部品で特に有用である。

本発明は、次の実施例によってさらに例示されるが、それらに限定されない。すべての部および百分率は特に明記しない限り重量基準である。

比較例１〜３
比較例１〜３は本発明の範囲外であり、公知技術の限界を例示することを意図している。

比較例１
本比較例は、ポリシロキサン樹脂がそれだけでは耐剥離性コーティングを形成しないことを実証する。

コーティング粉末ＣＥｘ．１を、１０００ｇのシルレス６０４、１０グラムのレジフローＰＬ−２００および５グラムのベンゾインをブレンドすることによって調製した。ブレンドした材料を、樹脂を溶融して混合物をさらにブレンドする二軸スクリュー押出機を通過させた。押出物を冷却ローラー間に通すことによって凝固させ、次にフレークにした。フレークを１０．０ｇＨＤＫＮ２０シリカ乾燥流動添加剤と混ぜ合わせ、ハンマーミルによって磨砕した。得られた粉末を８０メッシュ篩に通して粗粒子を取り除いてコーティング粉末ＣＥｘ．１を形成した。

粉末ＣＥｘ．１を０．０３２インチ厚さ冷延鋼パネルに静電塗布し、２６０℃オーブン中で１５分間ベーキングしてコーティングを形成した。室温に冷却した後、コーティングの耐剥離性を、被覆パネルを裏面からプロパン／空気火炎中で５分間赤熱（おおよそ７３０℃）に加熱し、次にそれを放冷することによって試験した。冷却すると、試験コーティングは小剥がれおよび剥離を受けた。

比較例２
本比較例は、低レベルの強化フィラーがポリシロキサン樹脂塗膜を耐剥離性にしないことを実証する。

コーティング粉末ＣＥｘ．２を、１０００ｇのシルレス６０４樹脂、１０グラムのレジフローＰＬ−２００、５グラムのベンゾイン、７５ｇのナイアドＭ４００フィラーおよび７５ｇの３２５ＨＫ雲母フィラーをブレンドすることによって調製した。ブレンドした材料を、樹脂を溶融して混合物をさらにブレンドする二軸スクリュー押出機を通過させた。押出物を冷却ローラー間に通すことによって凝固させ、次にフレークにした。フレークを１０．６ｇＨＤＫＮ２０シリカ乾燥流動添加剤と混ぜ合わせ、ハンマーミルによって磨砕した。得られた粉末を８０メッシュ篩に通して粗粒子を取り除いてコーティング粉末ＣＥｘ．２を生み出した。

得られたコーティング粉末ＣＥｘ．２を０．０３２インチ厚さ冷延鋼パネルに静電塗布し、２６０℃オーブン中で１５分間ベーキングしてコーティングを形成した。室温に冷却した後、コーティングの耐剥離性を、被覆パネルを裏面からプロパン／空気火炎中で５分間赤熱（おおよそ７３０℃）に加熱し、次にそれを放冷することによって試験した。冷却すると、試験コーティングは小剥がれおよび剥離を受けた。

比較例３
本比較例は、高レベルの強化フィラーがポリシロキサン−ベースのコーティングを耐剥離性にしないことを実証する。コーティング粉末ＣＥｘ．３を、１０００ｇのシルレス６０４樹脂、１０グラムのレジフローＰＬ−２００、５グラムのベンゾイン、３００ｇのナイアドＭ４００フィラーおよび３００ｇの３２５ＨＫ雲母フィラーをブレンドすることによって調製した。ブレンドした材料を、樹脂を溶融して混合物をさらにブレンドする二軸スクリュー押出機を通過させた。押出物を冷却ローラー間に通すことによって凝固させ、フレークにした。フレークを１６．１ｇＨＤＫＮ２０シリカ乾燥流動添加剤と混ぜ合わせ、ハンマーミルによって磨砕した。得られた粉末を８０メッシュ篩に通して粗粒子を取り除いた。

得られたコーティング粉末ＣＥｘ．３を０．０３２インチ厚さ冷延鋼パネルに静電塗布し、２６０℃オーブン中で１５分間ベーキングしてコーティングを形成した。室温に冷却した後、コーティングの耐剥離性を、被覆パネルを裏面からプロパン／空気火炎中で５分間赤熱（おおよそ７３０℃）に加熱し、次にそれを放冷することによって試験した。冷却すると、試験コーティングは小剥がれおよび剥離を受けた。

実施例１および２
これらの実施例は本発明の範囲内である。

実施例１
本実施例は、ポリシロキサン樹脂と低融点ガラスとの組合せが耐剥離性コーティングを生み出すことを実証する。

コーティング粉末Ｅｘ．１を、１０００ｇのシルレス６０４、１０グラムのレジフローＰＬ−２００および５グラムのベンゾインをドライブレンドすることによって調製した。ブレンドした材料を、樹脂を溶融して混合物をさらにブレンドする二軸スクリュー押出機を通過させた。押出物を冷却ローラー間に通すことによって凝固させ、次にフレークにした。フレークを１０．１ｇＨＤＫＮ２０シリカ乾燥流動添加剤と混ぜ合わせ、ハンマーミルによって磨砕した。得られた粉末を８０メッシュ篩に通して粗粒子を取り除いてコーティング粉末を形成した。

上に調製したコーティング粉末の８０グラムのサンプルを２０グラムのＱ−セル７０４０Ｓガラスバルーンとブレンドして粉末Ｅｘ．１を形成した。粉末Ｅｘ．１を０．０３２インチ厚さ冷延鋼パネルに静電塗布し、２６０℃オーブン中で１５分間ベーキングしてコーティングを形成した。

室温に冷却した後、試験パネルを耐溶剤性、鉛筆硬度およびクロスハッチ接着試験にかけた。コーティングの耐剥離性を、被覆パネルを裏面からプロパン／空気火炎中で５分間赤熱（おおよそ７３０℃）に加熱し、次にそれを放冷することによって試験した。冷却時に、コーティングは小剥がれおよび剥離を受けなかった。性能を表２にリストする。

実施例２
本実施例は、改善された物理的性質の耐剥離性コーティングを実証する。

コーティング粉末Ｅｘ．２を、１０００ｇのシルレス６０４樹脂、１０グラムのレジフローＰＬ−２００、５グラムのベンゾイン、７５ｇのナイアドＭ４００フィラーおよび７５ｇの３２５ＨＫ雲母フィラーをブレンドすることによって調製した。成分をドライブレンドし、次に、樹脂を溶融して混合物をさらにブレンドする二軸スクリュー押出機を通過させた。押出物を冷却ローラー間に通すことによって凝固させ、フレークにした。フレークを１１．６ｇＨＤＫＮ２０シリカと混ぜ合わせ、ハンマーミルによって磨砕した。得られた粉末を８０メッシュ篩に通して粗粒子を取り除き、コーティング粉末を与えた。

上に調製した、得られたコーティング粉末の８０グラムのサンプルを２０グラムのＱ−セル７０４０Ｓガラスバルーンとドライブレンドしてコーティング粉末Ｅｘ．２を形成した。コーティング粉末Ｅｘ．２を０．０３２インチ厚さ冷延鋼パネルに静電塗布し、２６０℃オーブン中で１５分間ベーキングしてコーティングを形成した。

室温に冷却した後、試験パネルをクロスハッチ接着試験にかけ、強化されなかったコーティングＥｘ．１よりも改善されていることを見いだした。コーティングの耐剥離性を、被覆パネルを裏面からプロパン／空気火炎中で５分間赤熱（おおよそ７３０℃）に加熱し、次にそれを放冷することによって試験した。冷却時に、コーティングは小剥がれおよび剥離を受けなかった。性能を表３にリストする。

これらの実施例からの結論は、高温マトリックス材料が本発明の粉末コーティング組成物から形成されたコーティングの耐熱性および耐剥離性を著しく増大させるということである。

Claims

（ａ）少なくとも１つのポリシロキサンと、
（ｂ）ポリマー含量の総重量を基準にして約０．０１〜９０重量％の、約３００〜７００℃の範囲で軟化し、そしてかなりの流動性を示す少なくとも１つの高温マトリックス材料と
を含むことを特徴とする耐熱性コーティングを生み出すための粉末コーティング組成物。
前記マトリックス材料がポリマー含量の少なくとも１０％を占めることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
前記粉末コーティング組成物から形成されたコーティングが少なくとも５５０℃の温度への暴露後に剥離しないことを特徴とする請求項２に記載の組成物。
前記ポリマー含量の約５〜５０重量％の強化フィラーをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の組成物。
前記マトリックス材料が中空回転楕円体、中実回転楕円体、繊維、およびフリットよりなる群から選択される無機ガラス粒子であることを特徴とする請求項２に記載の組成物。
前記高温マトリックス材料が２未満の比重の無機ガラス粒子から選択されることを特徴とする請求項５に記載の組成物。
前記マトリックス材料が無機結晶性粒子から選択されることを特徴とする請求項１に記載の粉末。
（ａ）標準溶融混合法によって、前記高温マトリックス材料を除いた請求項１に記載の粉末コーティングを形成する工程と、
（ｂ）前記マトリックス材料を前記粉末とブレンドする工程と
を含むことを特徴とする耐熱性粉末コーティング組成物の製造方法。
（ａ）溶融混合前に前記マトリックス材料を前記ポリシロキサンとブレンドする工程と、
（ｂ）標準粉末製造方法を用いて前記溶融混合材料を粉末コーティングへ変換する工程と
を含むことを特徴とする耐熱性粉末コーティングの製造方法。
請求項１に記載の粉末コーティング組成物から形成された少なくとも１つのコーティング層をその上にコーティングされ、そして硬化されたことを特徴とする物品。
前記コーティングが少なくとも約４０ミクロンの厚さを有することを特徴とする請求項１０に記載の物品。