JP6342485B2 - 耐高温性粉体被覆の組成物、その調製方法、及びその使用 - Google Patents

Description

本発明は、基材上で硬化して耐高温性被覆を生成することができる耐高温性粉体被覆の組成物に関する。さらに本発明は、組成物を調製するための方法、及び組成物の使用に関する。

オーブン、ボイラー、熱交換器、自動車部品、調理要素、調理器具などに塗布する被覆が耐高温性を示すことは明らかに望ましい。大部分の有機被覆は、５５０℃を超える温度で空気にさらされると急速に消滅する傾向があるため、このような用途には不適当である。この結果、米国特許第５９０５１０４号（Ｅｋｌｕｎｄら）に記載されているような、ポリシロキサン樹脂を取り入れた被覆や塗料の開発につながっている。その例には、シロキサン樹脂の混合物、すなわち、ダウコーニング１−０５４３とダウコーニングＺ−６０１８の混合物が述べられている。これらの樹脂は、以下の特性を有する：
−ダウコーニング１−０５４３（現在はＤＣ２２０）、Ｔ_ｇ＝４９℃、粘度（１４０℃時）９．８ポアズ；
−ダウコーニングＺ−６０１８Ｔ_ｇ＝４８℃、粘度（１４０℃時）１４．１ポアズ。

改善した耐熱性にも関わらず、ポリシロキサン樹脂を含む被覆は、依然として高温で悪影響を示すことが明らかになった。ポリシロキサン粉末被覆材料が５５０℃を超える温度にさらされるとき、被覆は酸化によってその構成有機成分が失われるため、ポリシロキサン樹脂は急速に収縮して、被覆内で応力が増加する。このような応力は割れによって除去され、被覆が材料から剥離したり、薄片になったりする原因になる。

国際公開第２００４／０７６５７２号パンフレット（Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）は、ポリシロキサン樹脂内に少なくとも１つのマトリックス材料、好ましくは低融点無機ガラスを含むことにより、この問題を解決できることが主張されており、このマトリックス材料は、ポリシロキサン樹脂が収縮及び脆化する温度範囲で軟化し、ある程度の流動を示す。

欧州特許第０９５０６９５号（Ｍｏｒｔｏｎ）では、代替の解決策が提案されており、ここで、粉末被覆組成物は、チタニアならびにマイカプレートレット及び／又はメタケイ酸カルシウム粒子の充填材と組み合わせた単一のシリコーン樹脂からなる。単一のシリコーン樹脂は、シロキサン官能基（Ｓｉ−Ｏ−Ｈ）、及び少量のみの有機部分を有することによって特徴づけられる。この引用において、単一のポリシロキサンは、１．５未満の置換度、及び上記ポリシロキサンの重量に基づいて２．０から７．５重量％の間の−ＯＨ量を有することが好ましい。ポリシロキサンが１５０℃から２６０℃の間の温度で自己硬化するとき、−ＯＨ量の制限によって水の発生が低減し、したがって、上記水が逃げることによって引き起こされる被覆内の欠陥、例えばピンホールの形成が低減される。しかし、この粉末被覆組成物は、乾燥膜厚１．８〜２．２ミル（４５〜５５μｍ）の範囲で基材に塗布することができるのみであることを述べておく。

国際公開第２００９／００３９３７号パンフレット（Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ Ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂ．Ｖ．）には、樹脂成分及び充填材を含む粉末被覆組成物が開示されており、ここで、樹脂成分は、少なくとも５℃異なるガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を有する、且つ／又は、１４０℃で測定したとき、少なくとも５ポアズ、好ましくは１０ポアズ異なる溶融粘度を有する第１のシリコーン樹脂及び第２のシリコーン樹脂を含む。組成物の充填材成分に関して、充填材は、１つの寸法が他の寸法よりも少なくとも４倍大きな耐熱材料であり、上記充填材は、樹脂成分の重量に基づいて５から９５重量％の間の量で存在することが好ましい。これらの組成物は、表面粗さの大きい基材、すなわち、形状のある（profiled）、又は平坦でない表面を有する基材に塗布されたとき、長時間の高温（〜５５０℃）への暴露に耐えることができないことが明らかになった。

加工製品を保護し、仕上げるために粉体被覆が自動車のボディに塗布されるとき、基材は比較的薄くなり、滑らかな表面を有する傾向がある。しかし、耐高温性を示す必要のある材料への被覆の塗布において、基材表面に形状があり、又は基材表面が平坦でないことがより一般的である。すなわち、十分な腐食保護及び（美しい）仕上げを、例えばブラスト処理した鋼に施すために、基材は、十分な乾燥膜厚で被覆して表面の凹凸を補わなければならない。角状グリット（angular grit）、球形ショット（rounded shot）、研磨材入りスポンジ又は高圧ウォータージェットを用いる基材のブラスト処理は典型的に、１０から８０μｍの間の「谷から山」の距離を示しうる形状のある表面を与えうる（ここで、上記形状は、ＩＳＯ ８５０３により定義されてもよい）。

このような平坦でない基材については、粉体被覆の乾燥膜厚（ＤＦＴ）に対して実用上の上限が存在することが認められており、その上限を超えると、被覆が割れたり、基材から剥離したりする。明らかに、その限界値が低いほど、基材表面の強化ブラスト形状を補う所与の粉体被覆の能力が低くなる。

したがって、当分野において、耐高温性を示しながらも、形状のある基材表面に塗布して、上記表面に耐熱性及び好ましくは耐食性を与えることができる粉末被覆組成物を提供することが必要とされている。

（発明の説明）
本発明は、有害でなく、汚染がない耐高温性粉体被覆の組成物を提供する。基材、特に形状のある基材に塗布されるとき、組成物は硬化して、基材表面に耐高温性被覆を形成することができる。また、本発明は、基材を被覆するための本発明の組成物の使用、ならびに本発明の組成物で被覆された基材も提供する。

本発明の１つの態様において、耐高温性粉体被覆の組成物が提供される。本発明では、異なるガラス転移温度及び／又は異なる溶融粘度を有する少なくとも２つのシリコーン樹脂、二官能性樹脂、マイカ含有充填材、ならびに任意選択の添加剤を主に含む組成物をベースにした一連の耐高温性粉体被覆を開発した。

本明細書において用いられるとき、用語「樹脂」は、任意の樹脂又はポリマー自体、ならびに硬化剤を含むことを意図する。本発明のシリコーン樹脂に関して、置換度は、本明細書においてケイ素原子あたりの有機置換基の平均数として定義され、モルパーセントに各原料の置換基の数を掛けたものの和である。この計算は、Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｈ．Ｂｒｏｗｎによる「Silicones in Protective Coatings」でさらに説明されている（Treatise on Coatings Vol.1, Part III, 「Film-Forming Compositions」 pp.513-563, R.R.Meyers and J.S.Long eds. Marcel Dekker, Inc. New York, 1972）。

本明細書において用いられるとき、「ガラス転移温度」又は任意のポリマーのＴ_ｇは、ＦｏｘがBull.Amer.Physics.Soc., 1, 3, page 123 (1956)に記載した通りに計算できる。また、Ｔ_ｇは示差走査熱量測定法を用いて実験的に測定することができる（加熱速度２０℃／分。ここで、Ｔ_ｇは変曲の中間点で測る）。特に記載のない限り、本明細書において用いられ記載されるＴ_ｇは、計算したＴ_ｇを指す。

理論によって制限されることなく、少なくとも２つのシリコーン樹脂のガラス転移温度及び／又は溶融粘度の差は、ポリマーの分岐度の差の結果として生じる可能性がある。一般に、高度にポリマーが分岐するほど、高温で観察される収縮が大きくなる。さらに、少なくとも２つのシリコーンポリマーは、それらのタイプ、及び構成有機部分の量、及びそれらの−ＯＨ量（すなわち、シロキサン官能基の率）に基づいて区別することができる。異なるシリコン樹脂を含む粉体被覆、及び生じる被覆の性能に関する詳しい議論は、国際公開第２００９／００３９３７号パンフレットに記載されている。

本発明の組成物での使用に適した異なるシリコーン樹脂は、少なくとも５℃互いに異なるガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を有してもよく、且つ／又は、１４０℃で測定したとき、少なくとも５ポアズ、好ましくは１０ポアズ互いに異なる溶融粘度を有してもよい。粉末被覆組成物の結果において、シリコーン樹脂の異なる熱的特性は、個別に、各樹脂が５５０℃を超える温度で異なる流動挙動を示すであろうことを意味する。しかし、これらの異なる挙動は、相乗的に組み合わされて、両方のシリコーン樹脂を含む被覆のこの温度範囲における収縮及び脆化を制限する。

本発明の好ましい実施形態の１つによれば、組成物は、第１のシリコーン樹脂及び第２のシリコーン樹脂を含み、第１及び第２のシリコーン樹脂は、樹脂成分中に２：１から１：２（第１のシリコーン：第２のシリコーン樹脂）の間の重量比で存在する。同様に、上記第１のシリコーン樹脂は、４０℃から５０℃の範囲のＴ_ｇを有し、上記第２のシリコーン樹脂は、５５℃から８０℃の範囲のＴ_ｇを有することが好ましい。第１及び第２のシリコーン樹脂の総量は、粉末被覆組成物中の全樹脂成分の全重量に基づいて、６０重量％を超え、１００重量％を下回り、好ましくは７０〜９０重量％、より好ましくは８０〜８４重量％である。具体的には、第１のシリコーン樹脂は、樹脂成分の重量に基づいて、粉末被覆組成物中に２０〜６０重量％の量で、好ましくは３０〜５０重量％、より好ましくは４０〜４５重量％の量で存在する；第２のシリコーン樹脂は、樹脂成分の重量に基づいて、粉末被覆組成物中に、２０〜６０重量％の量で、好ましくは３０〜５０重量％、より好ましくは４０〜４５重量％の量で存在する。

本発明の組成物での使用に適した第１のシリコーン樹脂は、例えば、ＳＩＬＲＥＳ（登録商標）６０４（Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅから入手可能）にすることができる。この樹脂は、３．５から７％の間の反応性ヒドロキシル含有量、５５℃から８０℃の範囲のＴ_ｇ、及び１．０３Ｐａ．ｓの溶融粘度（１４０℃時）を有し、これは、１０．３ポアズ（１４０℃時）の溶融粘度に対応する（１Ｐａ．ｓ≒１０ポアズ）。

本発明の組成物での使用に適した第２のシリコーン樹脂は、例えば、ＤＣ−２３３（ダウコーニングから入手可能）にすることができる。この樹脂は、６％の反応性ヒドロキシル含有量、４５℃のＴ_ｇ、及び２．１３Ｐａ．ｓの溶融粘度（１４０℃時）を有し、これは、２１．３ポアズの溶融粘度（１４０℃時）に対応する。

異なるシリコン樹脂の前述の組み合わせに基づいて、驚いたことに、組成物の性能は、二官能性樹脂、マイカ含有充填材、及び１つ又はそれ以上の任意選択の添加剤の添加により、耐熱性、脆性、耐割れ性、及び基材からの耐剥離性／耐薄片化の点で、さらに大幅に向上されたことが明らかになっている。既存のいかなる理論によっても制限されることは本意ではないが、適した官能基を持つ二官能性樹脂は、組成物の架橋密度の増大に寄与し、マイカ含有充填材は、高温下でも安定な網状構造の形成及び維持に寄与するため、生じる被覆を割れ、及び基材からの剥離から保護すると考えられる。

本明細書において用いられるとき、用語「二官能性樹脂」は、少なくとも２つの異なる官能基、すなわち、組成物中に存在する他の成分と反応することができる基を有する樹脂を意味する。官能基には、ヒドロキシル官能基、酸官能基、アミン官能基、グリシジル官能基、エポキシ官能基などが含まれる。

本発明の１つの実施形態によれば、二官能基樹脂は、粉末被覆組成物中に、粉末被覆組成物中の全樹脂成分の全重量（又は、樹脂の重量百分率（ｐｈｒ））に基づいて、１５〜２５重量％の量で、好ましくは、粉末被覆組成物中の全樹脂成分の全重量に基づいて、１８〜２０重量％の量で存在する。

本発明の１つの実施形態によれば、組成物での使用に適した二官能性樹脂は、二官能基のアクリル樹脂、とりわけ、グリシジル及びヒドロキシル官能基を有するアクリル樹脂である。さらに、このアクリル樹脂は、３００を超えるエポキシド当量（ＥＥＷ）を有してもよい。適した二官能基のアクリル樹脂の例には、Ｆｉｎｅ Ｃｌａｄ（登録商標）Ａ ２４１（Ｒｅｉｃｈｏｌｄ Ｉｎｃ．から入手可能）が含まれるが、これに限定されない。

本発明の１つの実施形態によれば、マイカ含有充填材は、粉末被覆組成物中に、粉末被覆組成物中の全樹脂成分の全重量に基づいて、４５〜１００重量％の量で、好ましくは、粉末被覆組成物中の全樹脂成分の全重量に基づいて、５５〜７５重量％の量で存在する。

マイカ含有充填材は、主に（＞９９％）フィロシリケート鉱物、例えば、白雲母鉱物（ＫＡｌ_２（ＡｌＳｉ_３Ｏ_１０）（ＯＨ）_２からなる材料である。これらの鉱物は、層構造又は板状構造を有する。マイカの含有は、粉末被覆組成物の基材への付着性をさらに改善して、塩水噴霧腐食を低減してもよい。本発明の組成物での使用に適したマイカ含有充填材材料の一例は、シラン処理したマイカであり、これは、ＩＭＥＲＹＳ ＩＮＣからＭＩＣＡ ＳＵＺＯＲＩＴＥ ３２５ＨＫという名称で市販されている。

本発明の１つの実施形態によれば、組成物は、補強充填材、例えば、ガラス、金属、鉱物、メタケイ酸カルシウムの薄片、アルミニウム、ケイ素、マグネシウムの混合金属酸化物、又はその組み合わせからなる群から選択される繊維又は薄片材料をさらに含む。補強充填材として用いられる繊維又は薄片材料は、耐高温性であり、細長い形態である。

本明細書において用いられるとき、用語「耐高温性」又は「耐熱」は、関連する材料が５５０℃以上の温度に耐えることができること、又は５５０℃以上の融点を有すること；好ましくは、関連する材料が６００℃以上の温度に耐えることができること、又は６００℃以上の融点を有すること；より好ましくは、関連する材料が７００℃以上の温度に耐えることができること、又は７００℃以上の融点を有することを意味する。

本明細書において用いられるとき、用語「細長い形態」は、繊維又は薄片材料の各片の外見を指し、ここで、繊維又は薄片材料の各片は、３次元でサイズが異なる。具体的には、補強充填材として用いられる繊維又は薄片材料の各片の少なくとも１つの寸法ともう１つの寸法との比は１５〜３５の範囲内、好ましくは２０〜３０の範囲内、より好ましくは、この比は約２５である。

本発明の１つの実施形態によれば、繊維又は薄片材料は、７００℃を超える融点を有するガラスで作られ、針型の形状をしており、長さ／直径の比は平均で約２５である。本発明の組成物中に加えられるとき、このタイプの補強充填材は、良好な耐高温性能を示し、しっかりした網状構造を高温時に形成するのに役立つことが明らかになった。したがって、生じる被覆は、高温下でも割れたり、基材から剥離したりすることはほとんどない。

粉末被覆組成物の改善された付着性を特定の基材に与えるために、本発明の組成物は、粉末被覆組成物中の全樹脂成分の全重量に基づいて、０．１から５．０重量％の間、好ましくは１．０から４．０重量％の間、より好ましくは２．５から３．０重量％の間の量の接着促進剤も含んでもよい。本発明においては、ポリマー接着促進剤を使用して、被覆と基材の間の付着性を改善するのが好ましい。その理由は、無機基材と有機被覆の間の結合粉末を増やすことにより、組成物に耐高温性を与えられることが明らかになったためである。本発明の組成物での使用に適した接着促進剤の一例は、エトキシ活性基を持つポリマー、例えば、Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｐｒｏｍｏｔｅｒ Ｔ７０（Ｄｏｎｇｇｕａｎ ｚｈｏｎｇ ｔｉａｎ Ｄｅｃｏｒａｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから市販されている）などである。当業者なら、当分野において公知の他の接着促進剤が代替的に、あるいは、固有の密着性を有することにより、又は比較的小さい分子サイズであることにより使用されてもよいことを理解するであろう。他の接着促進剤には、ペンダント基、又はフリーな官能基、又は極性基−例えば、カルボキシル基、無水物基、ヒドロキシル基、ハロゲン基、シアノ基、アミド基又はスルホネート基−を有する接着促進剤が含まれるが、これらに限定されない。上記接着促進剤の例には以下が含まれる：Ｐｒｉｍａｃｏｒ（登録商標）５９９０（ダウ・ケミカルから入手可能）；Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）１８５５及びＮｕｃｒｅｌ（登録商標）４０３又は４１０（ＤｕＰｏｎｔから入手可能）；Ｈｙｖｉｓ ３０（ＢＰ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能）；Ｌｉｔｈｅｎｅ Ｎ４ ６０００（Ｄｏｖｅｒｓｔｒａｎｄ Ｌｔｄから入手可能）；及び、Ｓｏａｒｎｏｌ Ｄ（ＥＶＡＬ樹脂。Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｔｒａｄｅｓ＆Ｓｈｉｐｐｅｒｓから入手可能）。

生じる被覆の安定性をさらに改善するために、本発明の組成物は、化合物と、樹脂成分の全重量に基づいて、１０から３０重量％の間、好ましくは１５から２５重量％の間、より好ましくは約１９重量％の量の金属酸化物混合物とを高温焼成することによって製造される錯体無機顔料も含んでもよい。錯体無機顔料の材料は、優れた熱安定性（最高１０００℃）、良好なアルカリ及び酸耐性、ならびに優れた耐候性及び耐光性を有する。したがって、この錯体無機顔料の材料は、関連する特性を向上させるために本発明の組成物に用いられてもよい。錯体無機顔料の材料の一例は、ＰＮ２０６１という名称で市販されている黒色顔料であり、金属酸化物混合物の高温焼成により製造された錯体無機顔料である。この錯体無機顔料の材料は、優れた熱安定性（最高１０００℃）、良好なアルカリ及び酸耐性、ならびに優れた耐候性及び耐光性を有する。

どのような充填材も、共に調製され、適した分散剤を含む可能性がある粉末被覆組成物全体にわたって一様に分散するようにすることが重要である。本明細書において、粉末被覆組成物は、全樹脂成分の全重量に基づいて、０．５から２重量％の間の分散剤を粉末被覆組成物中に含むことが好ましく、上記分散剤は、好ましくはポリビニルブチラールを含む。

さらに、亜鉛微粒子を粉末被覆組成物に加えて、下にある基材に耐食性を与えてもよいことが公知である。本明細書において、粉末被覆組成物は、全樹脂成分の全重量に基づいて、１から５０重量％、好ましくは２０から３０重量％の間の亜鉛粉末又は亜鉛薄片のうちの少なくとも１つを粉末被覆組成物中に含むことが好ましい。

好ましい実施形態において、耐微小割れ性を、特に被覆が亜鉛の融点（４１９℃）を超える温度にさらされる場合に改善するために亜鉛末が加えられる。

組成物は、亜鉛塩、例えば、亜鉛オクトエート、亜鉛アセチルアセトネート又は亜鉛ネオデカノエートを、全樹脂成分の全重量に基づいて、０．１重量％から２．０重量％の総量で粉末被覆組成物中に含んでもよい。これらの塩−又は代替物、例えば、ジブチルスズジラウレート及び第一スズオクトエート−は、シリコーン樹脂の自己縮合を触媒し、それによって、そのゲル化時間を短縮する。

流れ調整及びレベリング添加剤は、粉末被覆組成物において、粉末被覆組成物中の全樹脂成分の全重量に基づいて、０．１から１０重量％の間、好ましくは１から５重量％の間、より好ましくは約１．４重量％の量で存在してもよい。このような流れ調整剤は、組成物のメルトフロー特性を向上させ、表面欠陥の排除に役立つが、通常、アクリル及びフッ素ベースのポリマーを含む。市販されている流れ調整剤の例には以下が含まれる：Ｒｅｓｉｆｌｏｗ（登録商標）Ｐ−６７、Ｒｅｓｉｆｌｏｗ（登録商標）Ｐ−２００及びＣｌｅａｒｆｌｏｗ（登録商標）（全てＥｓｔｒｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｃ．（ケンタッキー州カルバートシティ）から入手可能）；ＢＹＫ（登録商標）３６１及びＢＹＫ（登録商標）３００（ＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ（コネティカット州ウォリングフォード）製）；及び、Ｍｏｎｄａｆｌｏｗ（登録商標）２０００（モンサント製（ミズーリ州セントルイス））。

また、本発明の粉末被覆組成物において、全樹脂成分の全重量に基づいて、０．１から５重量％の間、好ましくは０．５から２重量％の間、より好ましくは約０．８重量％の量の脱泡剤を粉末被覆組成物中で使用することもできる。このような脱泡剤は、硬化処理中の気体の放出を容易にする。市販されている脱泡剤の例には以下が含まれる：ベンゾイン（Ｗｅｌｌ Ｗｏｒｔｈ Ｍｅｄｉｃｉｎｅｓから入手可能）；及び、Ｕｒａｆｌｏｗ（登録商標）Ｂ（ＧＣＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能（フロリダ州ブレーデントン））。

粉末被覆組成物は、組成物の全重量に基づいて、乾燥流れ添加剤（dry-flow additive）も０．０５から１．０重量％の量で含んでもよい。このような添加剤の例には、ヒュームドシリカ、酸化アルミニウム、及びこれらの混合物が含まれる。

上述の成分に加えて、粉末被覆組成物は、他の従来の添加剤を含んでもよい。これらの添加剤には以下が含まれる：顔料；光沢改質（gloss-modifying）添加剤；へこみ剤（cratering agent）；硬化剤；テクスチャー改良剤（texturizer）；界面活性剤；殺生物剤；及び有機可塑剤。本発明の粉末において有用な着色剤又は顔料は、カーボンブラック、例えば、９８７５ Ｂｌａｃｋ（Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（オハイオ州）から入手可能）、金属薄片、及び耐熱顔料、例えば、各種酸化鉄顔料及び混合金属酸化物顔料を含んでもよい。着色剤又は顔料の量は、重量で樹脂の最大２０百分率（ｐｈｒ）の範囲、好ましくは０．１から１５ｐｈｒ、より好ましくは０．５から１０ｐｈｒの範囲でもよい。

本発明の別の態様において、耐高温性粉体被覆の組成物の調製方法が提供される。本発明の粉末被覆組成物は、固体微粒子の膜形成混合物であるが、これを粉体被覆業界で利用される従来の製造技術により調製した。典型的には、粉末被覆組成物の前述の成分を一緒にドライブレンドし、押出機内で多成分樹脂の溶融に十分な温度（好ましくは２００℃未満の温度）で溶融混合し、次いで押し出した。次に、押出物を冷却して固体にし、砕いて約２０〜約６０ミクロンの粒径を有する微粉末に粉砕した。

ドライブレンド及び押出が、粉末組成物の特定の成分を潜在的に損傷する可能性がある場合、又は同様に、特定の研磨成分がブレンダー及び押出機を損傷する可能性がある場合、このような成分を生成した微粉末に加える必要がある可能性がある。

本発明のさらに別の態様において、耐高温性粉体被覆の組成物の使用が提供される。粉末被覆組成物は吹付により最もよく塗布され、特に静電吹付、又は流動床の使用により塗布される。粉末被覆組成物を１回の掃引で、又は数回通過させて塗布し、硬化後に所望の厚さの膜を得ることができる。本発明の粉末被覆組成物は、金属及び非金属の基材を含む様々な基材に塗布されてもよい。

それらを所与の厚さまで塗布した後、被覆した基材は通常１２０℃から２６０℃の間の温度まで１〜６０分間加熱し、組成物を溶融して流動させるが、同時に硬化させて、基材に結合する架橋したマトリックスを形成させる。好ましくは、被覆した基材は、２００℃から２５０℃の間の温度まで２０〜４０分間加熱する。この処理の代替では、粉末被覆組成物は少なくとも部分的に溶融して、予熱した基材に塗布することによって硬化してもよい；硬化の程度に応じて、粉末を塗布後にさらに加熱してもよい。

したがって、本発明のさらに別の態様において、耐高温性粉体被覆の組成物の硬化層で被覆された基材が提供される。

本発明の組成物によって達成される利点は以下の通り：
１）本発明の組成物は、耐熱性、脆性、耐割れ性、及び基材からの耐剥離／耐薄片の点で優れた性能を有する被覆を形成することができる。これにより、組成物は、高温の環境で動作する組立品、例えば、自動車排気部品、バーベキューグリル、コンロ要素での使用に非常に適したものになる；
２）本発明の組成物は環境に優しい。その理由は、有機溶媒がないため、有害でなく、汚染がないからである；
３）本発明の組成物は調製も使用も容易である。したがって、本発明は大規模な生産での適用に便利である。

本発明を以下の実施例により、さらに説明する。ただし、これらに限定されない。

原料
実施例において、表１に一覧にした原料を用いた。

粉末被覆組成物の調製
様々な粉末被覆組成物を、表２に一覧にした成分をブレンドすることにより調製した。次に、上記ブレンドした材料を二軸スクリュー押出機に通し、これにより材料を溶融し、さらに混合した。押出物を、冷却したローラー間を通過させることによって固化し、その後、薄片に断片化した。次に、薄片をミルで粉砕した。生じた粉末を８０メッシュのふるいに通して粗い粒子を除いた。

表２の粉末被覆組成物をＳ１１０パネル（鋼板、冷間圧延、０，３ｍｍステンレス鋼球でブラスト処理）に単一の被覆としてコロナガンを用いて塗布し、７０から１００μｍの間の膜厚を得た。塗布した粉末被覆組成物は、基材を２３０℃まで加熱して硬化し、その温度で３０分間維持した。

被覆したサンプルに２つの異なる試験手順を施した。手順は以下の通り：
手順１（熱暴露）
サンプルを炉内で５５０℃まで加熱し、その温度で５時間保持する。この５時間の後、サンプルを炉から取り出し、周囲条件で室温まで徐冷する。
手順２（熱サイクル）
サンプルを炉内で５５０℃まで加熱し、その温度で１時間保持する。次いで、冷水中で急冷する。次に、この処理をさらに９回繰り返す（したがって、合計で１０回の加熱サイクル。

試験手順は、異なる組のサンプルを用いて行った。被覆のクロスハッチ付着性は、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）が発行した付着性試験法にしたがい、試験法０３３５９−０２、「テープ試験による付着性測定のための標準試験法」、試験方法Ｂ−−クロスカットテープ試験（２００２）を適用して試験した。この方法は、フィルムを指定の間隔のクロスハッチパターンに切断し、切断部分にＥｌｃｏｍｅｔｅｒ ９９テープを貼り、次いで、素早くテープを取り除くものである。次に、切断部分を検査して塗料が剥がれたり、取り除かれていないか確認し、切断部分に等級を与える。
等級５Ｂは完全な等級であり、被覆が取り除かれている必要はない。
等級０Ｂは、被覆の６５％以上が取り除かれたことを示しているであろう。それによって、被覆の基材に対する不十分な付着性を示している。最低限許容される付着性等級は３Ｂである。
様々な試験の結果を表３に示す。

これらの試験結果は明らかに、高温及び高温サイクルに対して良好な耐性を備える粉体被覆が、２つの異なるシリコーン樹脂、二官能性樹脂及びマイカ含有充填材の組み合わせを用いることで得られることを示している。

Claims (14)

1. 異なるガラス転移温度を有する少なくとも２つのシリコーン樹脂又は異なるガラス転移温度及び異なる溶融粘度を有する少なくとも２つのシリコーン樹脂、補強充填材、ならびに任意選択の添加剤を含み、ヒドロキシル官能基、酸官能基、アミン官能基またはグリシジル官能基を有するアクリル樹脂である二官能性樹脂及びマイカ含有充填材をさらに含み、
   第１のシリコーン樹脂が４０℃から５０℃の範囲のＴ_ｇを有し、及び第２のシリコーン樹脂が５５℃から８０℃の範囲のＴ_ｇを有し、エトキシ活性基、カルボキシル基、無水物基、ヒドロキシル基、ハロゲン基、シアノ基、アミド基又はスルホネート基から選択される基を有する接着促進剤を含む、粉末被覆組成物。
2. 前記少なくとも２つのシリコーン樹脂が、２：１から１：２の間の重量比で存在し、かつ、前記樹脂成分の重量に基づいて、６０重量％を超え、１００重量％を下回る総量で存在する第１のシリコーン樹脂及び第２のシリコーン樹脂を含んでなる、請求項１に記載の粉末被覆組成物。
3. 前記二官能性樹脂が、前記樹脂成分の重量に基づいて、１５〜２５重量％の量で存在する、請求項１に記載の粉末被覆組成物。
4. 前記二官能性樹脂が、ヒドロキシル官能基及びグリシジル官能基を有するアクリル樹脂である、請求項１に記載の粉末被覆組成物。
5. 前記接着促進剤が、エトキシ活性基を持つポリマーである、請求項１に記載の粉末被覆組成物。
6. 前記接着促進剤が、前記樹脂成分の全重量に基づいて、０．１から５．０重量％の間の量で存在する請求項５に記載の粉末被覆組成物。
7. 細長い形状を有し、１つの寸法ともう１つの寸法の比が１５〜３５の範囲内である補強充填材をさらに含む、請求項１に記載の粉末被覆組成物。
8. 前記補強充填材の１つの寸法ともう１つの寸法の比が２０〜３０の範囲内である、請求項７に記載の粉末被覆組成物。
9. 前記補強充填材が７００℃以上の融点を有する、請求項８に記載の粉末被覆組成物。
10. 前記補強充填材が、ガラス、金属、鉱物、メタケイ酸カルシウムの薄片、又はその組み合わせからなる群から選択される繊維又は薄片材料である、請求項８に記載の粉末被覆組成物。
11. 前記マイカ含有充填材が、前記樹脂成分の重量に基づいて、４５〜１００重量％の量で存在する、請求項１に記載の粉末被覆組成物。
12. 前記シリコーン樹脂が、少なくとも５℃互いに異なるガラス転移温度（Ｔ _ｇ ）を有し、及び／又は、１４０℃で測定したとき、少なくとも５ポアズ互いに異なる溶融粘度を有する、請求項１に記載の粉末被覆組成物。
13. 基材上に被覆を形成するための、請求項１から１２のいずれか一項に記載の粉末被覆組成物の使用。
14. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の組成物の硬化層で被覆された基材。