PL167336B1 - Powlokowa kompozycja i sposób jej wytw arzania PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Powlokowa kom pozycja proszkow a zawierajaca zywice blonotwórcze i ewentualnie dodatki nieblonotwórcze, znamienna tym, ze zawiera sproszkow ane czastki w postaci aglomeratu poszczególnych rozdrobnionych skladników stopionych lub zwiazanych razem w czastki kompozytowe nie rozpadajace sie p o d wplywem sil mechanicznych i/lub elektrostatycznych podczas nanoszenia kompozycji na podloze, przy czym poszczególne rozdrobnione skladniki obejm uja A) (i) jako skladniki blonotw órcze podstawowy, zabarwiony lub niezabarwiony, skladnik blonotw órczy na osnowie blonotwórczej zywicy wybranej sposród poliestrów, zywic akrylow ych, zywic epoksydowych, zywic fluoro- wych, poliuretanów i p o l i ( siarczków fenylenu) oraz hybryd dwóch lub wiekszej liczby tych polimerów, wzglednie dwóch lub wiekszej liczby takich skladników , które róznia sie skladem i/lu b rozm iarem czastki, ale sa mieszalne w ilosci okolo 50-100% wagowych w przeliczeniu na calkowita wage skladnika(-ów) blonotwórczych A i ewentualnie (ii) zabarw iony lub niezabarwiony skladnik blonotwórczy na osnowie zywicy blonotwórczej wybranej sposród poli- estrów, zywic akrylowych, zywic epoksydowych, zywic fluorowych, poliuretanów i .............................................................. jako jeden z wymienionych skladników, skladnik(-i) blonotwórczy A (ii) rózniacy sie mieszalnoscia od podstawowego skladnika blonotwórczego A (i) lub nieblonotwórczy dodatek B lub dwa lub wieksza liczbe takich skladników, przy czym dodatki nieblonotwórcze zawarte sa w postaci oddzielnego skladnika(-ów) B i/lub wewnatrz jednego lub wiekszej liczbie skladników blonotwórczych. 31. Sposób wytwarzania powlokowej kompozycji proszkowej przez rozdrabnianie i mieszanie skladników, znamienny tym, ze sporzadza sie A (i) podstawowy, zabarwiony lub niezabarwiony, skladnik blonotwórczy na osnowie blonotwórczej zywicy wybranej sposród poliestrów, zywic akrylowych, zywic epoksydowych, zywic fluoro- wych, poliuretanów i polisiarczków fenylenu) oraz hybryd dwóch lub wiekszej liczby tych polimerów, ...................... przy czym aglomeracje prowadzi sie przez mechaniczne stapianie i/lub termiczne zmiekczanie albo za pom oca granulowania, w którym stosuje sie srodek granulujacy ulatwiajacy adhezje miedzy czastkami, wzglednie dysperguje sie skladniki w cieklym srodow isku dyspergujacym, po czym otrzym ana dyspersje suszy sie, z tym, ze jesli aglomeruje sie dwa lub wieksza liczbe mieszalnych i nie dajacych sie fluidyzowac skladników blonotwórczych, a rozmiar czastek kazdego z tych skladników blonotw órczych jest wystarczajaco maly aby, po naniesieniu powloki proszkowej na podloze i ogrzewaniu dla utworzenia ciaglej powloki, róznice koloru w usieciowanej powloce proszkowej wynikajace z obecnosci róznie zabarwionych i wszelkich niezabarwionych czastek nie mogly byc dostrzezone ludzkim okiem, to stosuje sie takze, jako jeden z wymienionych skladników, skladnik blonotwórczy A (ii) rózniacy sie mieszalnoscia od podstawowego skladnika blonotwórczego A (i) lub nieblonotwórczy dodatek B lub dwa albo wieksza liczbe takich skladników PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku są powłokowe kompozycje proszkowe i sposób ich wytwarzania.

Powłokowe kompozycje proszkowe generalnie zawierają stałą żywicę błonotwórczą, zwykle z jednym lub więcej pigmentów. Mogą być one termoplastyczne, ale częściej są termoutwardzalne, zawierając w cząstkach proszku dwie reagujące ze sobą żywice lub zawierając czynnik sieciujący do żywicy błonotwórczej.

Powłokowe kompozycje proszkowe generalnie wytwarza się przez dokładne zmieszanie składników, na przykład w wytłaczarce, w temperaturze powyżej punktu mięknienia żywicy błonotwórczej lecz poniżej temperatury sieciowania kompozycji (proces wytłaczania) i sproszkowanie meiszaniny do żądanej wielkości cząstek w odpowiednim urządzeniu do mielenia (proces rozdrabniania).

Proszek może być naniesiony na podłoże różnymi sposobami, na przykład przy użyciu złoży fluidalnych, lub częściej za pomocą elektrostatycznego pistoletu natryskowego, a idealnie rozkład wielkości cząstek, wymagany w większości handlowych elektrostatycznych urządzeń natryskowych zawarty jest w zakresie między 10 a 120 pm, przy średniej objętościowo wielkości cząstek zawartej w zakresie 15^75 gm. (Wszystkie wymieniane tu średnie wielkości cząstek są objętościowe). Generalnie proszki mają co najmniej 90% objętościowych cząstek między 20pm a 100 pm i nie więcej niż 70% <50μιη oraz mają średnią wielkość cząstek co najmniej 35 pm i generalnie nie więcej niż 60pm, często zawartą w zakresie od 35 do 55 pm, zwykle 35 do 50gm. W procesie natryskiwania elektrostatycznego cząstki powłoki proszkowej są naładowane elektrostatycznie a naładowane cząstki są przyciągane do podłoża, które jest uziemione lub naładowane przeciwnie. Powłoka proszkowa, która nie przylega do podłoża, może być odzyskana do ponownego użycia, tak więc powłoki proszkowe są ekonomiczne w odniesieniu do zużycia składników, jak również nie zanieczyszczają środowiska. Następnie proszek sieciuje się na podłożu przez zastosowanie ciepła (proces suszenia piecowego) zazwyczaj przez okres od 5 do 30 minut i zwykle w temperaturze zawartej w zakresie od 150 do 220°C, jakkolwiek dla niektórych żywic, zwłaszcza żywic epoksydowych, mogą być stosowane temperatury niższe do 120°C; cząstki proszku topią się i rozlewają i tworzy się błona.

Można otrzymać wiele różnych wykończeń, na przykład wykończenie o zmniejszonym połysku lub wykończenie teksturowane.

Zmniejszenie połysku powłoki proszkowej od pełnego połysku (80-90% mierzone przy kącie obserwacji 60°) do jakiegoś innego niższego poziomu, na przykład połysku satynowego (55-65% połysku) lub matu (<30% połysku) osiąga się przez stworzenie powierzchni, która jest szorstka w skali mikroskopowej. Ta szorstkość powierzchni powinna być wystarczająca do spowodowania zmniejszenia odbicia lustrzanego od błony przez rozproszenie padającego światła; jednakże jeśli jest ono widzialne, na błonie uzyskuje się efekt tekstury. W farbach płynnych to zmniejszenie połysku uzyskuje się zwykle przez zastosowanie cząstek pigmentu i/lub wypełniacza w wysokich stężeniach objętościowych. Technika ta jednakże nie może być stosowana jako jedyny sposób zmniejszania połysku powłok proszkowych, ponieważ wysoka zawartość cząstek wypełniacza doprowadziłaby do zbytnio zmniejszonego rozlewania się powierzchni w trakcie sieciowania.

Stosowana procedura polega na wywołaniu reakcji wewnątrz sieciowanej błony w ten sposób, że wewnątrz matrycy sieciującej ustalają się dwie różne szybkości żelowania. W przypadku poliestrów z kwasowymi grupami funkcyjnymi proszek szybko żelujący (reagujący) i proszek wolno żelujący mogą być wytwarzane oddzielnie i zmieszane po etapie rozdrabniania, lub częściej składniki miesza się przed rozdrabnianiem. Domeny szybciej żelujące tworzą cząstki, które przerywają rozlewanie się powierzchni wolniej żelującej części matrycy. Dla uproszczenia produkcji i z powodów ekonomicznych preferowany jest mat jednoskładnikowy, ale produkcja odpowiedniego

167 336 zakresu wykończeń matowych przy użyciu systemu jednoskładnikowego nie jest możliwia dla wszystkich typów żywic i nie ma jednego czynnika matującego, który może być stosowany ze wszystkimi rodzajami żywic, dostarczając różnorodności poziomów połysku.

W przypadku tekstury istnieje duża liczba środków, które mogą być dodawane do proszków w celu uzyskania różnych efektów powierzchniowych, działając przez przerywanie rozlewania się błony polimerycznej. Do wykończenia typowego stosuje się rozdrobniony PTFE (policzterofluoroetylen). Do wykończenia marszczonego można stosować żywicę octanomaślan celulozy (CAB) lub homo- i kopolimery akrylanowe; przykładem kopolimeru akrylanowego na osnowie akrylanu butylu jest Acronal 4F (znak towarowy), który zwykle dodaje się przed wytłaczaniem jako środek poprawiający rozlewność ale który w postaci rozdrobnionej stosuje się do teksturowania. Do wykończenia młotkowego (duże obniżenia powierzchni) stosuje się pigment metaliczny i czynnik teksturujący. Ponadto do termoutwardzalnych powłok proszkowych dodaje się zwykle czynniki teksturujące na bazie tworzyw termoplastycznych o wysokim ciężarze cząsteczkowym, co powoduje jednorodnie słabe rozlewanie się powierzchni, objawiające się jako tekstura.

Zalecane jest dodawanie PTFE do przedmieszki przed wytłaczaniem i jego całkowite wprowadzenie do wyrobu wytłoczonego w celu zminimalizowania zmienności produktu związanej z segregacją. Jednakże w celu uzyskania zgodności różnych partii produktu PTFE musi być przygotowany w specjalny sposób, CAB może być dodawany do gotowego proszku lub, ponieważ jako dodatek następczy jest podatny na segregację przy stosowaniu, korzystnie na etapie przedmieszki. Nie topi się on w wytłaczarce a utworzona w ten sposób niejednorodna dyspersja powoduje powstawanie tekstury. Niektóre czynniki teksturujące, na przykład Acronal 4F, muszą być jednakże dodane po wytłaczaniu, ponieważ proces wytłaczania uczyniłby je nieefektywnymi poprzez ich dokładne zmieszanie z fazą ciągłą układu powlekającego. Proszki zawierające dodatki następcze są podatne na segregację, która powoduje niepowtarzalność efektu tekstury przy nanoszeniu proszku.

Powłoki wielowarstwowe mogą być wytwarzane przy użyciu mieszalnych układów polimerycznych przez rozwarstwienie lub „segregację powierzchni niemieszalnych faz podczas tworzenia błony. W celu utworzenia powłoki wielowarstwowej mogą być zastosowane mieszanki na przykład polimeru akrylowego i poliestru, przy czym polimer akrylowy migruje do powierzchni powłoki (granica faz z powietrzem), a poliester tworzy warstwę niższą na podłożu. W porównaniu z czystymi poliestrami powłoka wielowarstwowa zapewnia ulepszoną odporność na plamienie, rozpuszczalniki i UV, na przykład odporność na degradację przez światło słoneczne, oraz ulepszoną trwałość i odporność na starzenie w warunkach atmosferycznych, i ulepszoną w porównaniu z czystymi tworzywami akrylowymi odporność mechaniczną.

Jednakże jeżeli proszki wytwarza się przez wstępne zmieszanie obu polimerów przed wytłaczaniem, uwarstwienie w różnych formułach i różnych kolorach nie jest jednorodne, opisane ulepszenia nie mogą więc być zagwarantowane. Jeśli alternatywnie, proszki akrylowy i poliestrowy z powłok proszkowych miesza się przed naniesieniem, uwarstwienie może być skomplikowane przez tworzenie się błon teksturowanych z powodu niemieszalności dwóch układów polimerycznych. Dwa proszki będą również powodem problemów z segregacją proszków w stanie stałym.

Zaproponowano szereg sposobów powlekania kompozycją proszkową przy użyciu kombinacji oddzielnych składników, generalnie w celu zmniejszenia sklejania się (zbrylania) proszku w trakcie przechowywania.

W opisie patentowym St. Zjed. Ameryki nr 4260066 (Celanese Corporation) opisano powłokowe kompozycje proszkowe, w którym małe, lepkie cząstki, zawierające substancję modyfikującą płynięcie w stanie stopionym i promotor adhezji przywierają do cząstek nielepkich, zawierających elastomer termoplastyczny, substancję modyfikującą rozlewność w stanie stopionym, promotor adhezji i stabilizator, tworząc cząstki kompozytowe, nie ulegające aglomeracji przy przechowywaniu.

W toczących się jednocześnie zgłoszeniach EP 0250183A, EPO 372958A i EPO 389080 (nippon Paint Company Limited) opisano dodawanie, odpowiednio, usieciowanych cząstek polimeru (zwykle mikrocząstek), anizotropowego polimeru krystalicznego (zwykle w postaci mikrocząstek) i mikrocząstek o stosunkowo wysokiej Tg do żywicy podstawowej na dowolnym etapie wytwarzania. Komponenty mogą być na przykład połączone podczas etapów mieszania, mielenia, proszko8

167 336 wania lub przesiewania lub, w procesie mokrym, mogą być zdyspergowane razem w odpowiednim rozpuszczalniku lub mogą być połączone w następującym potem etapie suszenia rozpyłowego.

Jednakże w żadnym z opisanych procesów Nippon Paint Celanese Corporation drugi składnik nie jest mocno związany z powierzchnią składnika pierwszego i oporny na separację siłami mechanicznymi lub elektrostatycznymi.

W celu dodania połysku wykończeniu powłoki w powłokowych kompozycjach proszkowych stosuje się pigmenty metaliczne, takie jak na przykład płatki glinu lub „złotego brązu; najczęściej stosowanym pigmentem metalicznym jest glin. W układzie „listkowym płatki glinu układają się w warstwę ciągłą na powierzchni lub w pobliżu powierzchni błony, tworząc nieprzezroczyste srebrne wykończenie. Pigmenty zwykle wprowadza się przez mieszanie na sucho; efekt połysku, osiągany na przykład przez „listkowanie pigmentu, może być łatwo zniszczony przez silne siły ścinające, takie jak siły występujące w wytłaczarkach i rozdrabniarkach. Jednakże stracone płatki metaliczne mogą powodować niepożądane wyładowania elektryczne wewnątrz pistoletu natryskowego, a obecność wolnych pigmentów metalicznych w proszku(ach) stanowi znaczny wzrost zagrożenia wybuchowego.

Problemy te przezwyciężono za pomocą specjalnej techniki, opracowanej przez Wolstenholme Bronze Powders Ltd., Technika ta polega na mechanofuzji lub związaniu pojedynczych płatków pigmentu metalicznego z powierzchnią tradycyjnych cząstek powłoki proszkowej; gdy tylko proszek zaczyna się topić podczas suszenia piecowego, płatki metaliczne są uwalniane i dochodzą do powierzchni błony powłoki proszkowej, dając dobry efekt listkowania i jasne, metaliczne wykończenie. Szereg młotkowych i innych teksturowanych wykończeń metalicznych można wytworzyć przez stosowanie dodatkowo odpowiedniego dodatku młotkowego lub strukturalnego. W przeglądzie „ten Years of Bonded Metallic Powder Coatings napisanym przez Keith S. Cartera w Polymers Paint Colour Journal, tom 176, nr 4179, listopad 1986, autor wskazuje, że chociaż proces wiązania stosuje się głównie do pigmentów metalicznych w kształcie płatków, z powodzeniem wiązane mogą być inne pigmenty, takie jak pigmenty opalizujące, które podobnie jak pigmenty metaliczne nie powinny być wytłaczane ani mielone, i które dają specyficzne wykończenie. Jednakże technika ta nie była poprzednio stosowana poza specyficzną dziedziną wykończeń metalicznych lub połyskowych, jak również nie ma żadnych sugestii do takiego postępowania.

Wynalazek niniejszy oparty jest na zrozumieniu tego, że tworzenie się stopionego lub związanego aglomeratu zapewnia odpowiednią metodę wprowadzania szeregu dodatków do powłokowych kompozycji proszkowych, zarówno w układach jednowarstwowych jak i wielowarstwowych.

Proces aglomeracji ma wiele zalet:

(i) Po pierwsze, proces aglomeracji zapewnia sposób uzyskiwania wielu efektów dekoracyjnych, obejmujący nowe sposoby otrzymywania różnorodnie zabarwionych powłok.

(ii) Po drugie, zapewnia skuteczne utrwalenie w kompozycji znanych materiałów, które byłyby podatne na segregację w stanie stałym podczas procesu przenoszenia, na przykład w transporcie i nanoszeniu, oraz podczas recyklizacji nadmiarowo rozpylonych cząstek.

A zatem doprowadziło to w szczególności do wytworzenia powłok o zmniejszonym połysku i teksturowanych, które nie mają opisanych powyżej wad tradycyjnych powłok tego typu.

(iii) Po trzecie, przy mieszanych układach polimerycznych ułatwia to zwiększenie segregacji (rozwarstwienia) błony lub manipulację nią podczas tworzenia błony.

A zatem doprowadziło to do wytworzenia bardziej zadowalających powłok wielowarstwowych, nie mających wymienionych wyżej wad układów znanych ze stanu techniki.

(iv) Po czwarte, wprowadzenie dodatków przez aglomerację a nie przez wytłaczanie zapewnia możliwość wytwarzania szeregu nowych produktów, które nie mogłyby być wytworzone drogami tradycyjnymi (to jest przez wytłaczanie i rozdrabnianie), na przykład dlatego, że dodatek uległby uszkodzeniu w procesie wytwarzania, lub mógłby sam uszkodzić aparaturę stosowaną w procesie.

Zgodnie z tym, przedmiotem wynalazku jest powłokowa kompozycja proszkowa zawierająca żywice błonotwórcze i ewentualnie dodatki niebłonotwórcze, która według wynalazku zawiera sproszkowane cząstki w postaci aglomeratu poszczególnych rozdrobnionych składników stopionych lub związanych razem w cząstki kompozytowe nie rozpadające się pod wpływem sił mechanicznych i/lub elektrostatycznych podczas nanoszenia kompozycji na podłoże, przy czym poszczególne rozdrobnione składniki obejmują.

167 336

A) (i) jako składniki błonotwórcze podstawowy, zabarwiony lub niezabarwiony, składnik błonotwórczy na osnowie błonotwórczej żywicy wybranej spośród poliestrów, żywic akrylowych, żywic epoksydowych, żywic fluorowych, poliuretanów i polisiarczków fenylenu) oraz hybryd dwóch lub większej liczby tych polimerów, względnie dwóch lub większej liczby takich składników, które różnią się składem i/lub rozmiarem cząstki, ale są kompatibilne w ilości około 50-100% wagowych w przeliczeniu na całkowitą wagę składnika(ów) błonotwórczych A i ewentualnie (ii) zabarwiony lub niezabarwiony skłydnik błonotwórczy na o snowie żywiży błonbtwórczej wybranej spośród poliestrów, żywic akrylowych, żywic epoksydowych, żywic fluorowych, poliuretanów i poli(siarczków fenylenu) oraz hybryd dwóch lub większej liczby tych polimerów, które są niekompatybilne z podstawowym(-i) składeikiem(-ami) błonotwórczym(-i) A (i), które ewentualnie wykazują inny rozmiar cząstki, względnie dwóch lub większej liczby takich składników, w ilości około 0-50% wagowych w przeliczeniu na całkowitą wagę składników) 0tweotwerczych A, albo całkowita ilość błonotwórczegw składnika^w) wynosi 50-100% wagowych kompozycji i ewentualnie zawiera

B) jako dodatek nieOłweotwórczy, ewentualnie zawiera różniący się rozmiarem cząstki od podstawowego składnika błoeotwerczego A, wybrany spośród środków utwardzających, takich jak kauczuk, środków zmniejszających tarcie, takich jak pwlitetrafluoroetylan, środków wzmacniających, takich jak włókeo. mikrokopsułki. takie jak mikrokapsułki zawierające zapach, rozpuszczalnik, atrament, barwnik, powietrze, plastyfikator lub proszek cynkowy; cynk; piasek; karbidki metali, boksyt i inne materiały ścierne; katalizatory, takie jak trifeeylofosfiea; materiały wrażliwe na działanie ciepła, takie jak pigmenty przeciwogeiwwa, pigmenty tarmwchromiczee i materiały biologiczne, takie jak fungicydy lub enzymy; substancje antyadhazyjee lub niep^^ne takie jak silikony; dodatki wytwarzające ładunki elektryczne przez tarcie i wyładowania koronowe, takie jak czwartorzędowa sól amoniowa i materiał rozpuszczalny w wodzie, taki jak chlorek sodowy; pigmenty barwiące, takie jak dwutlenek tytanu, środki teksturujące, takie jak żywica octanomaślanu celulozy, polimery eiaOłoewtwórcze. takie jak politetrafluwrwatylae, typowe środki zmniejszające połysk, takie jak N-atylo-N-fenylodwutiokarbαmieiαe cynku i wypałniacze/eapetniacze, takie jak biel barytowa, albo dwa lub większą liczbę takich dodatków, przy czym całkowita ilość składnikaf-ów) eieOłweotwórczego B wynosi 0-50% wagowych kompozycji, z tym, że gdy aglomerat zawiera dwa lub większą liczbę kompatybilnych i nie dających się fluidyzować składników btwewtwórczych, a rozmiar cząstek każdego z tych składników Ołwewtwerczych jest wystarczająco mały aby, po naniesieniu powłoki proszkowej na podłoże i ogrzewaniu dla utworzenia ciągłej powłoki, różnice koloru w usieciwwaeaj powłoce proszkowej wynikające z obecności różnie zabarwionych i wszelkich eiezaOarwiwnych cząstek nie może być dostrzeżona ludzkim okiem, to zawiera on także, jako jeden z wymienionych składników, składnik błwewtwerczy A (ii) różniący się kompatybilnością od podstawowego sktadeikα(-ew) 0toeotwórczego A (i) lub eieOtoeotwerczy dodatek B lub dwa lub większą liczbę takich składników, przy czym dodatki niabłwewtwórcze zawarte są w postaci oddzielnego składeika(-ów) B i/lub wewnątrz jednego lub większej liczbie składników Ołoeotwórczych.

Sposób wytwarzania powłokowej kompozycji proszkowej przez rozdrabnianie i mieszanie składników, polega według wynalazku na tym, że sporządza się podstawowy składnik błwewtwerczy A (i) w ilości około 50-100% wagowych w przeliczeniu na całkowitą wagę składników Otoeotwórczych A i ewentualnie jeden lub większą liczbę składników Otonotwórczych A (ii) w ilości 0-50% wagowych w przeliczeniu na całkowitą wagę składników błonotwórczych, albo stosuje się całkowitą ilość błonotwórczych składników, która wynosi 50-100% wagowych kompozycji i ewentualnie sporządza się odatek eiabtwnotwórczy B w ilości około 0-50% wagowych kompozycji i rozdrabnia się co najmniej jeden ze składników błwnwtwórczych i ewentualnie, jeżeli jest to pożądane, jeden lub większą liczbę składników eieOłonwtwórczych. po czym składniki te miesza się i aglomeruje aż do otrzymania cząstek kompozytowych w postaci dającej się fluidyzować w powietrzu, które mogą być nanoszone na podłoże za pomocą natryskiwania elektrostatycznego, a poszczególne cząstki w cząstkach kompozytowych są stopione lub związane razem tak, że cząstki kompozytowe nie rozpadają się pod wpływem sił mechanicznych i/lub elektrostatycznych podczas nanoszenia kompozycji na podłoże, przy czym aglomerację prowadzi się przez mechaniczne

167 336 stapianie i/lub termiczne zmiękczanie albo za pomocą granulowania, w którym stosuje się środek granulujący ułatwiający adhezję między cząstkami, względnie dysperguje się składniki w ciekłym środowisku dyspergującym i następnie suszy się tę dyspersję.

W szczególności przedmiotem niniejszego wynalazku jest kompozycja nadająca się do stosowania jako powłoka proszkowa, mająca postać stopionego aglomeratu różnych składników cząstkowych, pod warunkiem, że — jeśli aglomerat zawiera składnik metaliczny lub odbłyskowy i składnik błonotwórczy o średniej wielkości cząstek 35 do 60gm i nie więcej niż 70% objętościowych <50gm, to zawiera także niemieszający się składnik błonotwórczy lub niebłonotwórczy składnik eksploatacyjny albo dwa lub więcej takich składników, i — jeśli aglomerat zawiera dwa lub więcej różnie zabarwionych, mieszających się składników błonotwórczych i ewentualnie niezabarwiony mieszający się składnik błonotwórczy i wielkość cząstek w każdym z tych składników błonotwórczych jest wystarczająco niska, aby po naniesieniu powłoki proszkowej na podłoże i ogrzaniu z utworzeniem ciągłej powłoki różnice koloru w usieciowanej powłoce proszkowej, pochodzące z różnie zabarwionych i wszystkich niezabarwionych cząstek nie były dostrzegalne ludzkim okiem, to zawiera on także niemieszający się składnik błonotwórczy lub składnik niebłonotwórczy albo dwa lub więcej takich składników.

W szczególności przedmiotem niniejszego wynalazku jest kompozycja nadająca się do stosowania jako powłoka proszkowa, mająca postać stopionego aglomeratu różnych składników cząstkowych, pod warunkiem, że — jeśli aglomerat zawiera składnik metaliczny lub odbłyskowy i fluidyzowalny składnik błonotwórczy to zawiera także niemieszający się składnik błonotwórczy lub niebłonotwórczy składnik eksploatacyjny albo dwa lub więcej takich składników, i — jeśli aglomerat zawiera dwa lub więcej różnie zabarwionych, mieszających się składników błonotwórczych i ewentualnie niezabarwiony mieszający się składnik błonotwórczy i wielkość cząstek w każdym z tych składników błonotwórczych jest wystarczająco niska aby po naniesieniu powłoki proszkowej na podłoże i ogrzaniu z utworzeniem ciągłej powłoki różnice koloru w usieciowanej powłoce proszkowej, pochodzące z różnie zabarwionych i wszystkich niezabarwionych cząstek nie były dostrzegalne ludzkim okiem, to zawiera on także niemieszający się składnik błonotwórczy lub składnik niebłonotwórczy albo dwa lub więcej takich składników.

Aglomerat według niniejszego wynalazku zawiera jeden lub więcej układów błonotwórczych (polimerycznych układów wiążących) i zwykle zawiera również co najmniej jeden środek barwiący. Układ błonotwórczy jako taki składa się ze stałej żywicy błonotwórczej i dowolnego wymaganego dla niej środka sieciującego. (Przez żywicę lub polimer błonotwórczy rozumiemy polimer lub żywicę, które działają jako środek wiążący, to jest mający zdolność zwilżania pigmentów i zapewniający wytrzymałość rozdzielczą między cząstkami pigmentu, oraz które zwilżają lub wiążą podłoże, i które topią się i rozpływają się w procesie sieciowania/suszenia piecowego po naniesieniu na podłoże z utworzeniem jednorodnej błony). Zwykle każdy środek lub środki barwiące (pigmenty i/lub barwniki) i każdy środek sieciujący wytłacza się z jedną lub więcej żywic błonotwórczych, tak że utworzone z nich cząstki zawierają żywicę błonotwórczą i środek lub środki barwiące i/lub środek sieciujący; generalnie co najmniej większość takich cząstek zawiera co najmniej jeden środek barwiący. Jednakże dowolny środek barwiący i dowolny środek sieciujący może być w razie potrzeby obecny jako oddzielny składnik. W razie potrzeby w aglomeracie może być obecnych dwa lub więcej składników błonotwórczych; każdy z nich może być zabarwiony lub niezabarwiony.

W aglomeracie może być w razie potrzeby zawarty jeden lub więcej dodatków; każdy może być obecny w składniku błonotwórczym lub jako oddzielny składnik (składnik niebłonotwórczy).

Dodatkiem niebłonotwórczym, który może być w razie potrzeby obecny jako oddzielny składnik, może być dodatek mający wpływ na eksploatację („dodatek eksploatacyjny) i/lub efekt dekoracyjny („dodatek dekoracyjny), zazwyczaj efekt wizualny („dodatek widokowy). Dodatkiem eksploatacyjnym może być dodatek wywierający wpływ na otrzymaną powłokę i/lub proces nanoszenia lub proces sieciowania.

167 336

Dowolne z dwóch lub więcej składników aglomeratu mogą być wzajemnie mieszalne lub niemieszalne. Na przykład aglomerat może zawierać dwa mieszające się składniki błonotwórcze, na przykład różnego koloru, lub jeden zabarwiony składnik błonotwórczy i jeden niezabarwiony (mieszalny) składnik błonotwórczy (stosowany na przykład w celu zapewnienia dodatkowej zawartości żywicy dla poprawienia rozlewności); lub dwa niemieszające się składniki błonotwórcze, na przykład tego samego koloru lub jeden zabarwiony a drugi niezabarwiony, i w razie potrzebny, składnik dodatkowy, który może być mieszalny z jednym z pozostałych dwóch składników. (Na przykład trójskładnikowy układ tworzywo akrylowe, epoksydowe i difluorek poliwinylidenu (PVDF) zawiera dwie fazy, przy czym PVDF jest „mieszalny z tworzywem akrylowym ale nie jest mieszalny z tworzywem epoksydowym).

W razie potrzeby jeden lub więcej ze składników błonotwórczych może zawierać dodatek niebłonotwórczy, wytłaczany razem ze środkiem błonotwórczym. Oddzielny składnik niebłonotwórczy może być mieszalny lub niemieszalny ze składnikiem błonotwórczym.

Jak będzie wyjaśnione szczegółowo poniżej, obecność składników niemieszalnych lub składników ganerujących niemieszalność (zarówno błonotwórczych jak i niebłonotwórczych) może być stosowana w celu zmniejszenia połysku i/lub tekstury w powłoce proszkowej; działają one jako dodatki dekoracyjne. '

Niemieszalność w trakcie tworzenia błony można osiągnąć na przykład przez zastosowanie polimerów o różnej budowie chemicznej, które nie mieszają się podczas aglomeracji i podczas sieciowania. Na przykład składnik akrylowy i składnik poliestrowy, epoksydowy, poliestrowoepoksydowy lub poliuretanowy są niemieszalne i nie mogą być zmieszane z utworzeniem pojedynczej (stabilnej) fazy. Takie układy mają tak różne napięcia powierzchniowe, że tworzą się rażące defekty gdy jeden proszek „zanieczyszcza drugi.

Niemieszalność podczas tworzenia błony można osiągnąć również przez zastosowanie składników, które są początkowo mieszalne (kompatybilne), lecz stają się niemieszalne podczas sieciowania. A zatem na przykład dwa układy o podobnej budowie chemicznej i w przybliżeniu takich samych czasach żelowania są mieszalne, ale składniki o różnych czasach · żelowania są początkowo mieszalne, stając się niemieszalne w miarę postępu sieciowania (i narastania ciężaru cząsteczkowego).

Materiały, które są mieszalne podczas tworzenia błony mogą rozdzielać się na dwie różne domeny fazowe, będące przyczyną efektów niemieszalności, takich jak matowienie. Oprócz tego obecność na powierzzhni błony i w obszarach/domenach nieciągłych dwóch materiałów o różnych napięciach powierzchniowych może prowadzić do rozerwania powierzchni (teksturowania).

Alternatywnie, niemieszające się składniki błonotwórcze o różnych napięciach powierzchniowych mogą być stosowane w celu uzyskania powłok wielowarstwowych; w tym przypadku działają one jako dodatki eksploatacyjne.

Do dodatków wywierających efekty dekoracyjne należą na przykład dodatki zmniejszające połysk, środki teksturujące i dodatki wytwarzające wykończenie odblaskowe (na przykład pigmenty metaliczne i powlekana mika). Korzystnie są one obecne jako oddzielne składniki.

A. Środki zmniejszające połysk:

Stwierdziliśmy, że w celu zmniejszenia połysku w aglomeratach według niniejszego wynalazku może być stosowanych wiele dodatków jako oddzielne składniki.

1. Niemieszalna substancja błonotwórcza; składnik może być zabarwiony lub niezabarwiony.

2. Polimer niebłonotwórczy (lub niepłynący), na przykład PTFE, albo substancja błonotwórcza usieciowana lub o wysokiej temperaturze topnienia, na przykład tworzywo akrylowe o wysokiej temperaturze topnienia, takie jak polimetakrylan metylu (który topi się powyżej 200°C); są one nierozpuszczalne w błonie podczas jej tworzenia. Mogą być one zabarwione lub bezbarwne.

3. Tradycyjne środki zmniejszające połysk, to jest środki stosowane do zmniejszania połysku w tradycyjnych powłokach proszkowych lub rozszerzeniach takich układów. Uważamy, że generalnie działają one przez generowanie niemieszalności w reakcji sieciowania i/lub ustalanie różnych reakcji sieciowania w trakcie tworzenia błony powlekającej. Przykłady są następujące:

167 336 (a) Drugi katalizator, dający znacznie szybszy czas żelowania niż katalizator główny, stosowany do sieciowania błony; przykładami są produkty Ciba-Geigy „XG 125 (N-etyloN-fenyloditiokarbaminian cynkowy) i „XB 3329 (sól cynkowa plus wosk zmniejszający połysk), które dodatkowo zmniejszają poziom połysku, prawdopodobnie poprzez niemieszalność (b) Dla układów z czystym tworzywem epoksydowym i epoksydowo-poliestrowych (hybrydowych), katalizator o strukturze chemicznej powodującej wytworzenie się dwóch różnych szybkości żelowania przy sieciowaniu; przykłady są podane w GB 15-45780 i obejmują produkty Huls B55 i B68, będące adduktami kwasu piromelitowego i 2-fenyloimidazoliny.

(c) Dla układów poliuretanowych z zastosowaniem poliestrów z hydroksylowymi grupami funkcyjnymi sieciowanych izocyjanianem (typowo izocyjanianem izoferonu), poliester z hydroksylowymi grupami funkcyjnymi o całkowicie różnej funkcyjności (na przykład poliester z hydroksylowymi grupami funkcyjnymi o funkcyjności 7 dodany do poliestru o funkcyjności 2).

(d) Mała ilość początkowo mieszalnej substancji błonotwórczej, mającej czas żelowania różniący się od czasu żelowania głównej substancji błonotwórczej; na przykład dla poliestrów z kwasowymi grupami funkcyjnymi zaprojektowanymi do sieciowania izocyjanuranianem triglicerylu, poliester o w przybliżeniu takim samym kolorze lub niezabarwiony, lecz o różnym czasie żelowania.

4. Wypełniacze nieorganiczne o dużej wielkości cząstek, zwykle o wielkości cząstek do pm.

Stwierdziliśmy, że przezroczyste „niemieszalne cząstki o średniej wielkości cząstek <5 pm, stopione w aglomeracie z tradycyjnym składnikiem proszkowym lub ze składnikiem błonotwórczym o mniejszej wielkości cząstek, na przykład o wielkości cząstek porównywalnej ze składnikiem niemieszalnym, są bardzo skuteczne w wytwarzaniu układów o zmniejszonym połysku o bardzo specyficznym i niezwykłym charakterze (dobre zmatowienie, dobra rozlewność, dobra podatność).

A zatem stosując jako składnik drugorzędny w stopionym aglomeracie składnik akrylowy (do 20% wagowych), przy zawartości składnika poliestrowego wynoszącej 90% objętościowych i wielkości cząstek <20 pm, otrzymuje się powłoki matowe o bardzo niskich poziomach połysku, wywołanych mikrodefektami błony. Typowo połysk w układach poliestrowych może być zmniejszony do około 5% przez dodanie 12% wagowych składnika akrylowego. Ten drugi składnik może być bezbarwny, lub mieć na przykład taki sam kolor co składnik pierwszy. Układ można dodatkowo zmieniać stosownie do wyboru polimeru, czasu żelowania, wielkości cząstek i poziomu wypełniacza w tworzywie akrylowym. Łącznie wytłaczanie takich materiałów da błony o pełnym połysku z uwarstwieniem tworzyw akrylowego i poliestrowego na całej błonie. W przeciwieństwie do tego, zastosowanie suchych mieszanek takich materiałów (nie stopionych) przy wielkości cząstek dopuszczalnej do nanoszenia elektrostatycznego spowoduje powstanie makrodefektów błony, z pewnym uwarstwieniem powodującym większy niż by należało oczekiwać (w stosunku do dodanych ilości) poziom tworzywa akrylowego przy powierzchni. Jednakże materiał aglomerowany nie ponosi uszczerbku z powodu segregacji cząstek w stanie stałym, jak to jest w przypadku produktu mieszanego na sucho, co zapewnia jednorodność produktu aglomerowanego nawet po transporcie i natryskiwaniu, a niepołyskujące wykończenia matowe dostępne przy zastosowaniu tej techniki mają doskonałe właściwości mechaniczne w porównaniu z poliestrowymi powłokami matowymi wykonanymi technikami tradycyjnymi. Taki „efekt jest użyteczny na przykład w zastosowaniach do stropów przeciwodblaskowych.

Należy jednakże wspomnieć, że jeśli składnik akrylowy jest dodany w bardzo małej proporcji (na przykład 1%) i dobrze wymieszany, skutki niemieszalności mogą nie być ewidentne. Podobnie przy składnikach błonotwórczych o różnych czasach żelowania i małej wielkości cząstek, cząstki są dokładnie mieszane i niemieszalność występuje w tak małej skali, że skutki niemieszalności są niezauważalne.

Stwierdziliśmy także, że PTFE jest substancją skutecznie zmniejszającą połysk w aglomeratach stopionych. Na przykład dodatki tak małe jak 10% wagowych dają błony o połysku 15% (połysk przy 60°). Efekt ten jest uważany za zależny w wysokim stopniu od wielkości cząstek

167 336 dodatku. Jednakże usieciowane błony łatwo się polerują; na przykład błona może być wypolerowana przez pocieranie palcem, odzieżą, etc.. Przypisujemy ten efekt usunięcia PTFE z powierzchni, ponieważ dodatek bardzo słabo wiąże się z poliestrem; jest to twardy, nielepki materiał, który nie ulega zmiękczeniu w temperaturze tworzenia błony.

Katalizatory heterogenne, takie jak w wzmiankowane powyżej XG 125 i B 55 są już stosowane w powłokach proszkowych w celu uzyskania nowych efektów, na przykład jako środki matujące. Katalizator normalnie dodawany byłby do zmielonego proszku za pomocą specjalnych technik, ale sposób aglomeracji według niniejszego wynalazku pozwala na wprowadzanie katalizatora w sposób heterogenny.

B. Środki teksturujące.

W aglomeratach według wynalazku mogą być stosowane tradycyjne środki teksturujące, ale korzystnie w nowy sposób, jako oddzielne składniki aglomeratu. Należą do nich:

1. Niebłonotwórczy polimer PTFE,

2. CAB lub inne odpowiednie polimery błonotwórcze.

Za pomocą techniki wiązania aglomeracyjnego według niniejszego wynalazku unika się problemów napotykanych w dziedzinie techniki przy stosowaniu środków teksturujących.

A zatem środki stosowane w stopionych aglomeratach mogą posiadać zdolność do działania jako środki matujące i/lub teksturujące, zależnie między innymi od wielkości składnika. A zatem na przykład jeśli wielkość cząstek PTFE w kompozycji o obniżonym połysku jest zwiększona a ilość składnika PTFE jest zmniejszona, wytwarza się wykończenie teksturowane.

Stwierdziliśmy, że błony teksturowane zawierające PTFE są mniej łatwo polerowane niż układy o zmniejszonym połysku zawierające PTGE, być może dlatego, że jest mniej wolnej żywicy do wiązania każdej cząstki PTFE, ponieważ generalnie mniej jest obecnego PTFE, a PTFE teksturujący ma mniejszą wielkość i wymaga mniej żywicy wiążącej.

Modyfikacją znanego ze stanu techniki stosowania tworzywa termoplastycznego o wysokim ciężarze cząsteczkowym jako dodatku do układów termosieciujących jest zastosowanie

3. polimeru błonotwórczego o wysokim ciężarze cząsteczkowym, mającego punkt topnienia niższy niż temperatura wytłaczania (90 do 150°C), ale wyższy niż temperatura aglomeracji (korzystnie 60 do 80°).

C. Pigmenty metaliczne.

W celu wytworzenia wykończeń, określonych jako wykończenia „lustrzane lub „błyszczące można stosować glin i wiele innych metali i stopów, na przykład stal nierdzewną, miedź, cynę, brąz i mosiądz (złoto generalnie jest zbyt drogie). Najszerzej obecnie stosowanymi pigmentami są pigmenty glinowe. Układy listkujące już omawiano. Nielistkujące pigmenty glinowe, ulegające orientacji w całej błonie powlekającej, zapewniają efekty dekoracyjne całkowicie różne niż pigmenty listkujące. Posiadają one unikalną zdolność do wywoływania polichromatycznych, iskrzących się efektów typu „flop. (Efekt „flop oznacza zdolność zmiany barwy przy obserwacji pod różnymi kątami. Zdolność ta jest związana bezpośrednio z orientacją płatków w błonie).

Mogą być również stosowane pigmenty mikowe; są to cienkie płytki naturalnego minerału miki, pokryte dwutlenkiem tytanu i/lub tlenkiem żelaza (III). W literaturze stwierdza się, że charakterystyczne właściwości ich płaskiej struktury, wysokiego współczynnika załamania i przezroczystości stwarzają w przezroczystym ośrodku efekty, które dzięki podwójnemu załamaniu światła nadają połysk perły lub macicy perłowej.

Dodatki eksploatacyjne:

Do różnych dodatków eksploatacyjnych, z których większość jest składnikami niebłonotwórczymi, należy wiele dodatków, które nie mogą być dodawane przy tradycyjnym wytwarzaniu powłok proszkowych. Przez stworzenie możliwości wprowadzania dodatków po etapie wytłaczania, proces wiązania aglomeracyjnego według wynalazku prowadzi w wielu przypadkach do nowych produktów. Ich przykładami są:

A. Dodatki kruche.

1. Środki utwardzające:

Kauczukowe środki utwardzające są stosowane w dziedzinie kompozytów w celu zapobieżenia rozchodzeniu się pęknięć. Warunkiem ich skuteczności jest dokładnie określona wielkość i kształt. Wytłaczanie lub rozdrabnianie próbki może zniszczyć jej morfologię, a co za tym idzie, jej

167 336 wewnętrzne właściwości, tak więc w celu utrzymania morfologii utwardzacza kauczukowego korzystnie powinien on być wprowadzony za pomocą metody innej niż wytłaczanie. Technika wiązania aglomeracyjnego według niniejszego wynalazku stanowi metodę wprowadzania utwardzaczy kauczukowych bez oddziaływania na ich morfologię. Przykładem jest dodawanie utwardzaczy kauczukopodobnych do układów żywic akrylowycg, które mają wysoką trwałość, lecz są słabe mechanicznie.

2. Dodatki zmniejszające tarcie:

W powłokach o niskim tarciu stosuje się często policzterofluoroetylen (PTFE) lub kulki nylonowe. Dodawanie tych typów materiałów za pomocą metody wiązania aglomeracyjnego umożliwia stosowanie ich bez ryzyka uszkodzenia ich morfologii, prowadząc w ten sposób do tworzenia się powłok niskotarciowych, które nie mogą być wytwarzane żadną z normalnych metod wytwarzania powłok proszkowych.

3. Środki wzmacniające:

Wytrzymałość strukturalną nadają materiałom kompozytowym na przykład włókna, ale nie są one odporne na proces wytłaczania; włókna mogą być również stosowane w celu zwiększenia przewodności.

4. Mikrokapsułki:

Mikrokapsułki przenoszące różne użyteczne zawartości mogą być dodawane do farb ciekłych w celu wprowadzenia różnorodnych efektów. Wiele z nich działa na zasadzie uwalniania składnika aktywnego pod ciśnieniem lub pod działaniem naprężenia. Do mikrokapsułek, stosowanych w farbach ciekłych, które mogą być również stosowane w dziedzinie powłok proszkowych jako oddzielne składniki stopionego aglomeratu, należą

- łamliwe mikrokapsułki zawierające perfumy,

- łamliwe mikrokapsułki zawierające agresywne rozpuszczalniki, do powłok samo usuwalnych,

- łamliwe mikrokapsułki zawierające atrament, barwnik lub ich prekursor chemiczny, do drukowania lub znakowania w inny sposób.

W dziedzinie tej są również pewne nowe atrakcyjne idee.

Na przykład zastosowanie

- mikrokapsułek zawierających powietrze w celu poprawienia nieprzezroczystości i być może potanienia powłok,

- mikrokapsułek przenoszących plastyfikator w celu wspomożenia rozlewności i wyrównywania (i niekoniecznie tylko podczas suszenia piecowego, być może również po zmieszaniu, uzyskując w ten sposób powłokę samoschnącą);

- mikrokapsułek zawierających cynk metaliczny w celu uzyskania powłok antykorozyjnych bez zagrożeń wynikających z posługiwania się wolnymi proszkami metali;

- łamliwe mikrokapsułki zawierające wrażliwe na ciśnienie lepiszcza, na przykład w powłokach podatnych na kształtowanie wtórne indukowane naprężeniem uwalnianie lepiszcza może poprawić adhezję na obszarach o dużym zdeformowaniu.

B. Materiały, które mogą uszkodzić lub doprowadzić do wytłazzarki:

1. Materiały ścierne:

Przeciwślizgowe powłoki proszkowe, zawierające piasek jako medium przeciwślizgowe, mogą mieć znaczny rynek dla takich wyrobów jak drabiny, przejścia, etc.. Mogą być również stosowane inne materiały ścierne, na przykład karbidki metali, boksyt i niektóre inne stałe materiały i pigmenty nieorganiczne, w celu uzyskania na przykład powłok przeciwślizgowych, papieru ściernego piaskowego i powłok odpornych na ścieranie. Stwierdziliśmy na przykład, że przez wprowadzenie do formuły proszku boksytu wytwarza się powłokę o znacznej odporności na ścieranie. Ponieważ materiały te są twarde (boksyt wyjątkowo: 9 w skali Mohsa), powłoki takie nie mogą być wytworzone metodami tradycyjnymi z powodu nadmiernego ścierania się, zachodzącego we wnętrzu wytłaczarek. Proces aglomeracji według niniejszego wynalazku umożliwia przezwyciężenie tego problemu, prowadząc do rozwoju nowego szeregu powłok.

Ponadto proces wiązania aglomeracyjnego według niniejszego wynalazku może być stosowany w celu zmniejszenia ścierania wytłaczarki, które zachodzi w przypadku tradycyjnych powłok

167 336 proszkowych przy stosowaniu niektórych wypełniaczy i rozcieńczalników, takich jak rozcieńczalniki Syenex (mieszanina bezwodnego glinokrzemianu sodowo-potasowego). Wypełniacze i/lub rozcieńczalniki mogą być stosowane nie tylko w celu zmniejszenia połysku (patrz powyżej), ale przy dużych wielkościach cząstek również zamiast części żywicy w celu zmniejszenia kosztów.

2. Katalizatory:

Katalizator: Wysoko reaktywne katalizatory i/lub wysokie stężenia katalizatorów są pożądane do uzyskania albo szybkiego sieciowania w najczęściej stosowanych temperaturach suszenia piecowego (na przykład 170-220°C) lub sieciowania w temperaturach niższych. Jednakże będą one także powodować silne sieciowanie w temperaturach wytłaczania (zwykle 90-140°C), to znaczy kompozycja będzie miała krótki czas żelowania nawet podczas wytłaczania, a to może doprowadzić do tworzenia się „wygryzień w powłoce finalnej lub nawet zablokowania wytłaczarki. Wytwarzanie proszku metodą wiązania aglomeracyjnego według wynalazku pozwala na uniknięcie konieczności wytłaczania katalizatora i pozwala na wprowadzenie bardziej reaktywnego katalizatora i/lub wyższych niż normalnie stężeń katalizatora.

C. Materiały wrażliwe na działanie temperatury:

Wysoko reaktywne środki/katalizatory sieciujące mogą być stosowane w celu stworzenia powłok o ultra-niskiej temperaturze suszenia piecowego (suszenie w temperaturze nieco wyższej niż temperatura wytłaczania). Umożliwia to wprowadzenie przez aglomerację materiałów bardzo wrażliwych na działanie temperatury, na przykład takich jak

- materiały biologiczne (na przykład fungicydy lub enzymy),

- pigmenty przeciwogniowe i

- pigmenty termochromiczne.

Pigmenty typu przeciwogniowego przy ogrzewaniu pienią się i wydzielają substancje lotne i mogą być użyte do nadania odporności ogniowej; takie materiały mogą być zawarte w stopionych aglomeratach według niniejszego wynalazku, tworząc powłoki termo- i dźwiękoizolacyjne. Pigmenty termochromowe także ulegają zmianie pod wpływem ciepła i są stosowane na przykład na zewnątrz palenisk w celu monitorowania ognisk pieca. Produkty takie mogą być również stosowane w stopionych aglomeratach według niniejszego wynalazku z uzyskaniem nowych i użytecznych kompozycji powlekających.

Strukturyzacja produktów.

W niektórych przypadkach pożądane jest nadanie produktowi jakiejś szczególnej struktury. Może to zapewnić korzyści jeśli chodzi o przechowywanie i stosowanie produktu.

D. Dodatki wytwarzające ładunki elektryczne przez tarcie i wyładowania koronowe:

Dodatki wytwarzające ładunki elektryczne przez tarcie są zwykle obecne w produkcie w postaci wolnych ugrupowań i ważne jest, aby mogły kontaktować się z naładowaną powierzchnią pistoletu natryskowego. Jednakże wiadomo jest, że ulegają one segregacji, powodując problemy przy nanoszeniu. Wprowadzenie tego dodatku w ostatniem etapie aglomeracji może utrzymać je przy powierzchni cząstki produktu. Dodatki działające przez wyładowania koronowe mogą być skuteczne w podobny sposób.

E. Segregacja powierzchni:

Wytwarzanie aglomeratu w sposób kontrolowany stwarza nam również unikalną możliwość kontrolowania struktury powłoki. Z naszych obserwacji wynika, że rozwarstwienie niemieszalnych faz podczas tworzenia błony silnie zależy od początkowej wielkości cząstek w fazach sypkich.

1. Układy o wysokiej trwałości w warunkach zewnętrznych:

Aglomeracja na przykład mieszanych proszków akrylowo-poliestrowych o zmniejszonej wielkości pozwala nie tylko uniknąć problemów z segregacją w stanie stałym, która w przeciwnym razie musiałaby zachodzić, ale stwierdzono, że również zwiększa rozwarstwienie faz niemieszalnych w stanie stopionym (w odniesieniu do cząstek „złączonych z wytłaczarką). Taka regulacja struktury błony oferuje olbrzymi zakres nowych i ulepszonych problemów.

Od pewnego czasu trwają poszukiwania efektywnych układów wielowarstwowych, posiadających najlepsze właściwości poliestrów i polimerów akrylowych. Jakkolwiek u podłoża rozdziału dwóch rodzajów cząstek w ten sposób, że cząstka akrylowa znajduje się na powierzchni, leży termodynamiczna siła napędowa, to bariery kinetyczne i przeszkody czasowe przy tworzeniu błony

167 336 sprawiają, że nie musi się tak stać. Uważamy, że zastosowanie aglomeratu według niniejszego wynalazku, w którym dwa rodzaje cząstek startują jako fazy sypkie o zmniejszonej wielkości zmniejsza wagę barier kinetycznych.

Mogą być znalezione inne układy o wysokiej trwałości w warunkach zewnętrznych. W szczególnie atrakcyjnych układach stosowany jest difluorek pwliwinylideeu (PVDF). Jego stosowanie jest jednakże ograniczone przez jego słabą adhezję do podłoży aluminiowych i może on być zatem wytłaczany łącznie z tworzywem akrylowym, następnie rozdrabniany i łączony w aglomerat z rozdrobnionymi cząstkami tworzywa epoksydowego, poliestrowego, mieszanego poliestrowo// /epoksydowego lub poliuretanowego. Uwarstwienie się składnika PVDF/akrylowago nad jednym z tych polimerów przy powierzchni rozdziału faz stwarza jednopowłokowy samogruntujący się układ o wyjątkowej trwałości. Alternatywnie, w niektórych przypadkach PVDF może być również sam stosowany jako środek błoeotwórczy, na przykład z żywicą epoksydową jako drugim składnikiem btweotwerczym; żywica epoksydowa działa jako promotor adhezji.

2. Silikonowe substancje zmniejszające przylepność i przaciwadhezyjne:

Substancje zmniejszające przylepność typu silikonowego, stosowane w technologii powłok przeciwporostwwych. nie mają dobrych ogólnych właściwości mechanicznych. Uwarstwienie tych składników Ołwnwtwerczych z utworzeniem cienkiej silikonowej błony powierzchniowej jest korzystne w urządzeniach domowych łatwych do mycia. Z drugiej strony może być pożądane uzyskanie rozwarstwienia środka „przeciwadhezyjnego na spodzie w celu otrzymania powłoki zdzieralnej.

F. Powłoki porowate.

Powłoki proszkowe nie mają ciągłej porowatości. Wyciąga się z tego wniosek, że nie ma miejsca żaden efekt, opierający się na transporcie przez błonę. Obejmuje to stosowanie pigmentów inhibitujących korozję, powłoki oddychające (na przykład do drewna) lub inne formy kontrolowanego uwalniania. Jednym ze sposobów zwiększenia porowatości może być zwiększenie obciążenia pigmentem jako oddzielnym składnikiem dużo powyżej krytycznego stężenia objętościowego pigmentu. Na przykład tradycyjne powłoki przeciwporostowe o kontrolowanym uwalnianiu na bazie Cu2 O mają charakterystycznie stężenie objętościowe pigmentu >80%. Wytwarzanie powłok proszkowych mających bardzo wysokie PVC nie jest obecnie możliwe, ale wprowadzenie porowatości może być umożliwione przez proces aglomeracji. Możliwość ta polega na zastosowaniu wysokich stężeń składnika rozpuszczalnego, na przykład chlorku sodu lub innego produktu nieorganicznego rozpuszczalnego w wodzie. Po utworzeniu powłoki proszkowej produkt może być rozpuszczony, pozostawiając pory.

Stwierdziliśmy, że metoda aglomeracji przez stopienie według niniejszego wynalazku może spowodować znaczny wzrost elastyczności tradycyjnego procesu wytwarzania proszków i zwiększyć wykorzystywanie instalacji. Na przykład środki regulujące połysk, środki teksturujące i dowolne z innych wymienionych powyżej dodatków mogą być wprowadzone w etapie mieszania dwóch kolorowych składników. W istocie formułowanie produktu jest przesunięte dalej na linii produkcyjnej. Proces według niniejszego wynalazku ma również zaletę polegającą na tym, że z ograniczonej liczby kolorów podstawowych można otrzymać szeroki zakres produktów o różnorodnym wyglądzie (kolor, tekstura, etc.). Możliwość ustawiania zawartości pigmentu lub żywicy przez dodawanie pigmentu lub niezabarwionych. mieszalnych cząstek błoewtwórczych również poprawia podatność produktu.

Wielkość zaglomerowanych cząstek.

Wielkość cząstek stopionego aglomeratu jest uwarunkowana przez charakterystyki przenoszenia produktu i proces nanoszenia proszku oraz przez pożądaną grubość uzyskiwanej błony.

Po pierwsze, wielkość musi być spójna z odpowiednim zachowaniem w masie. Zarówno wielkość cząstki, jak i w mniejszym stopniu gęstość, wpływają na to, czy proszek jest podatny na fluidyzację, i generalnie proszki o średniej wielkości cząstek mniejszej niż 15pm nie ulegają łatwo fluidyzacji, a w szczególności nie za pomocą handlowych urządzeń do natryskiwania elektrostatycznego.

Generalnie stopione cząstki powinny być podatne na fluidyzację. Metodą pomiaru właściwości nasypowych proszku powlekającego jest metoda opracowana przez Verfinstitut TNO (Metal Finishing Jo^nal 1974); dostępne jest wyposażenie do tej metody pod nazwą „Fluidimeter AS 100“. Standartową ilość proszku wynoszącą 250 g umieszcza się w naczyniu podobnym do złoża fluidalnego, ale wyposażonym w dyszę 4 mm w ścianie tuż powyżej płyty porowatej. Dysza ta jest

167 336 początkowo zamknięta i powietrze jest przepuszczane przez naczynie ze standartową szybkością 200 litrów/godzinę. Podczas fluidyzacji proszek jest mieszany aż do ustabilizowania się wysokości złoża na stałym poziomie V-1, mierzonym w cm. Doprowadzanie powietrza wyłącza się, proszek gwałtownie opada z powrotem do poziomu „resztkowego i ponownie mierzy się wysokość Vo. Następnie ponownie włącza się doprowadzanie powietrza z tą samą szybkością co poprzednio i pozwala proszkowi osiągnąć stałą wysokość. Następnie dyszę otwiera się na 30 sekund i proszek, który wypada zbiera się i waży w gramach; wykonuje się co najmniej pięć powtórzonych eksperymentów i oblicza średnią (G). Wskaźnik sypkości R jest zdefiniowany wzorem:

R = Gx V1V.

V₂

Stwierdzono empirycznie, że ten wskaźnik sypkości bardzo dobrze koreluje z praktycznymi właściwościami aplikacyjnymi.

Wskaźnik sypkości, R	Sypkość
>180	bardzo dobra
140-180	dobra
120-140	dopuszczalna
80-120	umiarkowana
<80	słaba

A zatem na przykład odpowiednie zaglomerowane proszki mają wskaźnik sypkości ^80.

Generalnie dla stopionego aglomeratu powinno być stosowane nie więcej niż 1% objętościowych cząstek o wielkości powyżej 120 gm, na przykład do 110 gm, korzystnie do DO gm, ale korzystnie co najmniej 90% objętościowych cząstek większych niż 5 gm, zwłaszcza co najmniej 10gm. Wielkość aglomeratu do 150gm może być odpowiednia do specjalnych celów, na przykład do powlekanych proszkowo prętów zbrojeniowych do betonu. Średnia wielkość cząstki aglomeratu (objętościowo) jest generalnie nie większa niż 60 gm, na przykład nie większa niż 75 gm, korzystnie nie większa niż 50gm, lub nie większa niż 40gm, i generalnie wynosząca co najmniej 15 gm, na przykład co najmniej 20gm, korzystnie co najmniej 25 gm. Należy zwłaszcza wspomnieć średnią zawartą w zakresie od 10 do 50gm. A zatem na przykład może być stosowany rozkład wielkości cząstek aglomeratu rzędu 0-120gm, korzystnie 5-110gm, zwłaszcza 10-100gm, przy średniej wielkości cząstek (objętościowo) zawartej w zakresie 15-80gm, korzystnie 20-75 gm , zwłaszcza 25-50 gm. (Należy zanotować, że podawane tu wielkości cząstek są generalnie mierzone za pomocą technik rozpraszania światła).

Co do grubości uzyskanej błony, to dla wielu obecnych zastosowań technologii powłok proszkowych grubość błony w przypadku żywic termoutwardzalnych wynosi w przybliżeniu 50 gm, ale powłoki proszkowe mają obecnie wiele zastosowań i stosuje się wiele grubości błon. Dla wykończeń dekoracyjnych znane są grubości błony tak niskie jak 20 gm, ale częściej grubość błony jest zawarta w zakresie 25-120 gm, przy czym dla niektórych zastosowań powszechnie stosowane zakresy wynoszą 30-80gm, i 60-120 gm, lub bardziej korzystnie 60-100gm dla innych zasoosowań, natomiast grubości błon 80-150gm są mniej powszechne , ale nie rzadkie . DU powook funkcjonalnych znajduje się podobne zakresy. Są jednakże pewne zastosowania, (na przykład powłoki do rurociągów do ropy i gazu i prętów zbrojeniowych do betonu), w których powszechne są grubości błon 150-500 gm, a dla niektórych zastosowań obudowywania grubość błony może być mierzona w milimetrach. Jednakże generalnie powłoki cieńsze są tańsze i w związku z tym preferowane.

A zatem wielkość aglomeratu powinna generalnie być również zgodna z osiągnięciem minimalnej odpowiedniej grubości błony.

Wielkość cząstek składnika.

Wielkość pojedynczych składników i wielkość aglomeratu są wyraźnie wzajemnie zależne, a na wybór wielkości cząstek aglomeratu i składnika ma wpływ liczba i rodzaj składników, które będą w aglomeracie obecne (i ich proporcje), jak również, w przypadku składników, pożądana wielkość aglomeratu.

167 336

Na przykład w mieszaninie dwóch cząstek w stosunku 50:50 co najmniej 90% objętościowych cząstek będzie miało maksymalną wielkość 20-30 pm, a bardzo często odpowiednia będzie znacznie mniejsza wielkość cząstek. Jeśli wielkość cząstek jednego ze składników zostanie zmniejszona, to może być zwiększona maksymalna wielkość cząstek drugiego składnika.

Mogą istnieć także szczególne wymagania co do wielkości cząstek poszczególnych składników, tak więc często aglomerat będzie zawierał składniki o różnych wielkościach.

Mieszanie kolorów.

Przy mieszaniu kolorów, to jest gdy stosuje się dwa lub więcej różnie zabarwionych składników, jednorodny kolor w uzyskanej powłoce otrzymuje się poprzez użycie wystarczająco małych wielkości cząstek, tak że różnice koloru poszczególnych cząstek w uzyskanej powłoce nie są widzialne nieuzbrojonym okiem. Rozważania teoretyczne ustawiają tę wielkość na poziomie nie wyższym niż 39pm dla cząstek obecnych w mieszaninie doskonalej. W praktyce mieszanina doskonała jest dotychczas nieosiągalna, tak więc wielkość cząstek jest dużo mniejsza.

Ta krytyczna wielkość jest zależna od wielu czynników, w tym od kontrastu odcienia i jaskrawości między różnymi cząstkami i stosunku różnie zabarwionych cząstek. Jaskrawość ma nieco większe znaczenie niż odcień, tak więc wielkość krytyczna jest niższa dla mieszaniny cząstek białych i czarnych niż dla mieszaniny różnie zabarwionych cząstek o podobnej jaskrawości. Dla dowolnej pary zabarwionych proszków wielkość krytyczna jest najniższa dla mieszaniny 1:1. Wielkość krytyczna jest również bardzo zależna od rodzaju (przypadkowości) mieszania.

Dla mieszaniny statystycznej cząstek czarnych i białych w stosunku 1:1 krytyczna wielkość wynosi dla wszystkich cząstek około 2,5 pm. Jednakże jeśli mieszanina stanowi doskonale naprzemienne ułożenie cząstek białych i czarnych, to krytyczna wielkość wynosi dla wszystkich cząstek około 20 ^m. Czułość wielkości krytycznej na przechodzenie do mieszanin niedoskonałych może być obliczona na podstawie prawdopodobieństwa statystycznego ułożenia obok siebie cząstek tego samego koloru.

Dla statycznych mieszanin cząstek niebieskich i żółtych w stosunku 1:1 wielkość krytyczna wynosi również około 2,5 pm, jakkolwiek wzrasta ona do 5,5 pm dla mieszanin cząstek niebieskich i żółtych 1:1 i do 3,3 pm dla mieszanin 1:9. Dla statycznych mieszanin cząstek czerwonych i żółtych w stosunku 1: 1 wielkość krytyczna wynosi 3,5 pm, wzrastając do około 5,0 pm dla mieszanin 9:1 i 1:9; podobne rezultaty otrzymuje się dla mieszanin cząstek czerwonych i niebieskich. Mieszaniny cząstek białych i żółtych mają wielkość krytyczną zawartą w zakresie od 10 do 15 pm. Mieszaniny zawierające trzy lub więcej składników barwnych mają wielkość krytyczną podobną lub większą od wielkości krytycznej mieszanin dwóch składników.

Jednakże dla pewnych kombinacji kolorów wykazano, że zadowalające mieszanie z uzyskaniem jednorodnego koloru może być praktycznie zrealizowane dla cząstek o wielkości 25 pm, szczególnie gdy miesza się ciemne barwy lub barwy o podobnych odcieniu (na przykład ciemny niebiesko-zielony i ciemny zielono-niebieski).

Przy mieszaniu kolorów co najmniej 90% objętościowych cząstek każdego ze składników powinno mieć wielkość cząstek <25 pm, przykładowo <22 pm, korzystnie <20. zalecana jest granica < 15pm, korzystnie <10pm, przykładowo <8pm, przykładowo <5pm, a zwykle przykładowo >0,5 pm, korzystnie > 2 pm, zalecana >4pm, w szczególności > 5 pm, przykładowo faktycznie 10 pm lub faktycznie 5 pm. Należy wymienić zakresy dla 90% objętościowych cząstek wynoszące 0,5-10pm, 2-5 pm, 5-10pm, 4-8 pm i 2-8pm. Należy również wymienić takie składniki, w których co najmniej 75% objętościowych cząstek ma takie wielkości cząstek. Generalnie nie więcej niż 1% objętościowy cząstek powinien mieć wielkość powyżej 35 pm, a zwykle wszystkie powinny mieć wielkość poniżej 39 pm.

A zatem na przykład dla uzyskania jednorodnego rezultatu wielkość cząstek składników barwnych powinna być korzystnie zawarta w zakresie 0,5 do 15 pm, korzystnie 5 do 10pm, lub 2 do 5 p m, przy czym w tym zakresie wielkości powinna być zawarta maksymalna średnica co najmniej 99% wagowych cząstek; korzystnie wszystkie cząstki powinny mieć maksymalną średnicę wynoszącą 10pm lub mniej.

Korzystnie średnia wielkość cząstek składników barwnych przy mieszaniu kolorów powinna być zawarta w zakresie od 1,5 do 12pm, korzystnie 1,5 do 8 pm. Jednakże szczególnie użyteczne są wielkości średnie, zawarte w zakresie od 2 do 8 pm, przykładowo od 2 do 6pm, oraz w zakresie od 8 do 12pm. Należy również wymienić średnie wielkości >3pm i < 5 pm.

167 336

Dogodne może być posiadanie dostępnych standartowych partii pojedynczych składników do aglomeracji do szczególnych zastosowań, takich jakie są potrzebne i wtedy kiedy są potrzebne. Stąd nawet jeśli nie ma mieszania kolorów, składnik barwny, stosowany do wytwarzania stopionych cząstek kompozytowych, może mieć powyższą wielkość cząstek.

Wykończenia cętkowane:

Alternatywnie, przez zmieszanie cząstek o wielkościach większych niż omówione powyżej, można otrzymać wykończenie cętkowane. A zatem według tej postaci niniejszego wynalazku aglomerat zawiera składniki o zmniejszonych wymiarach cząstek, które są mimo to wystarczająco duże, aby po naniesieniu na podłoże były w powłoce widziane oddzielnie: należy tu wymienić wielkości cząstek >20 gm. Jednakże wielkość cząstek powinna być taka, aby uzyskany aglomerat dwóch lub więcej rodzajów cząstek miał wielkość wystarczającą do spełnienia wymagań aplikacyjnych oraz wymagań co do grubości powłoki. Pożądanym efektem jest błona zbudowana z kilku rodzajów poszczególnych barwnych cząstek tak, aby wykończenie cętkowane było odtwarzalne i odporne na segregację. Jak dotychczas wykończenia cętkowane mogą być wytwarzane jedynie przez mieszanie na sucho gotowych proszków o normalnych wielkościach cząstek, które są podatne na segregację podczas transportu i nanoszenia z powodu różnic w rozkładzie wielkości cząstek, gęstości cząstek lub podatności na naładowanie, i dają zatem wykończenia nieodtwarzalne.

W wykończeniach cętkowanych w każdym ze składników co najmniej 90% objętościowych cząstek powinno mieć wielkość <50pm i więcej niż 10% objętościowych wielkości >20gm, a średnia wielkość cząstek powinna być zawarta w zakresie od 15 do 35 gm, szczególnie 20 do 30 //m, przykładowo faktycznie 25 pm. Korzystnie mniej niż 10% objętościowych cząstek ma wielkość <10 μ.

Proszki „okopcone - korekcja koloru:

Technika wiązania przez aglomerację według niniejszego wynalazku może być także stosowana do dobierania odcienia koloru lub korekcji koloru w partii. A zatem jeśli stwierdzono, że gotowy proszek barwny jest nieudany, jego charakterystyka barwna może być poprawiona przez dodanie jednego lub więcej barwnych składników błonotwórczych lub pigmentu(ów).

W przeszłości korekty koloru dokonywano przez dodawanie suchych pigmentów i ponowne wytłaczanie proszku. Ponowne wytłaczanie i zmiana stosunku substancje stałe: substancje wiążące mogą jednakże zmienić charakterystykę błony. Przy stosowaniu barwnego składnika błonotwórczego lub składnika pigmentowego (lub pojedynczych odcieni masy pigmentu) i dodawaniu każdego z nich metodą aglomeracji według niniejszego wynalazku, stosunek substancje stałe: substancje wiążące nie ulega dramatycznej zmianie i dodatkowe przetwarzanie nie jest tak uciążliwe.

A zatem według innej postaci niniejszego wynalazku aglomerat zawiera barwne cząstki błonotwórcze o większych wielkościach (na przykład o wielkościach tradycyjnych) i cząstki błonotwórcze lub pigmenty o mniejszej wielkości, na przykład cząstki błonotwórcze o zmniejszonej wielkości opisane powyżej przy mieszaniu kolorów, stosowane w ilościach korzystnie do 5% wagowych, na przykład do 1% wagowego, na przykład do 0,5% wagowych, w szczególności do 0,3% wagowych w celu przemieszczenia koloru składnika o większych cząstkach ponad obszar koloru o mniejszej wielkości cząstek, używanego do dobierania odcienia koloru lub korekcji koloru w partii. Ilość i wielkość mniejszych cząstek powinny być takie, aby nie były one pojedynczo widzialne w utworzonej błonie. Umożliwi to korekcję koloru w partii bez konieczności ponownego wytłaczania.

Więcej niż 10% objętościowych większych cząstek w aglomeracie powinno mieć wielkość >50 /rm, a częściej nie więcej niż 70% wielkość <50 gm, przy średniej wielkości cząstek 15 do 75 μπ, częściej 25 do 50gm, korzystnie 35 do 50pm, i co najmniej 90% objętościowych cząstek mniejszych powinno mieć wielkość 20gm, korzystnie <10gm. Korzystnie wszystkie cząstki mniejszego składnika mają wielkość <25 gm i nie więcej niż 3% cząstek ma wielkość <1 gm. Korzystnie średnia wielkość cząstek tego składnika jest zawarta w zakresie od 1,5 do 12pm, przykładowo 2 do 8//m, korzystnie 2 do 6 /m lub 8 do 12gm; należy szczególnie wymienić średnie wielkości cząstek >3 /m i <5 /m.

167 336

Wielkość innych dodatków:

Jak opisano powyżej, aglomerat według niniejszego wynalazku może także zawierać specjalny dodatek (dodatki) niebłonotwórcze, które mają 90% objętościowych cząstek o wielkości <30 μτη, zwłaszcza 20-30 pm, przykładowo faktycznie 25 μ m. Należy zwłaszcza wymienić dodatki mające 90% cząstek o wielkości <25 pm lub 20-25 pm. Wielkość cząstek dodatku(ów) jest uzależniona jednakże nie tylko od wymagań wielkości dla aglomeratu (na które mają wpływ między innymi wymagania dotyczące grubości uzyskiwanej błony), ale również od ich rodzaju i funkcji. Na przykład cząstki o wielkości >10 pm mogą wytwarzać efekty widzialne; w celu uniknięcia tego generalnie co najmniej 90% objętościowych składnika powinno mieć wielkość poniżej 10 pm. A zatem na przykład przy zastosowaniu piasku lub innych cząstek nieorganicznych mających 90% objętościowych cząstek o wielkości >10 pm można uzyskać efekt teksturowania na dużą skalę; jeśli stosuje się bezbarwny mieszalny składnik błonotwórczy do ustawiania zawartości żywicy, to powinien posiadać on korzystnie >90% objętościowych cząstek o wielkości <20 pm, zwłaszcza >90% o wielkości <10pm, tak jak przy mieszaniu kolorów, w celu uniknięcia oddzielnego widzenia go w otrzymanej powłoce.

Niemieszalne składniki błonotwórcze do matowania/teksturowania lub segregacji powierzchni; składniki niebłonotwórcze do matowania i teksturowania

Jak wspomniano powyżej, niemieszalny składnik może być stosowany w celu uzyskania zmniejszenia połysku lub tekstury lub też może on być stosowany w celu otrzymania układu wielowarstwowego.

Dla uzyskania efektu matowania podczas tworzenia błony muszą być obecne dyskretne domeny. A zatem, jak wskazano powyżej, składniki podczas tworzenia błony powinny być wzajemnie niemieszalne; dla zmniejszenia połysku bardzo pożądana jest różnica w napięciach powierzchniowych, zwłaszcza jeśli domena ma niewielką wielkość lub jeśli podstawowy składnik błonotwórczy ma wysoki ciężar cząsteczkowy; dla uzyskania z takimi układami dobrych rezultatów oraz dla teksturowania różnica napięcia powierzchniowego ma prawdopodobnie znacznie podstawowe.

Przy małej wielkości domeny osiągany efekt niemieszalności generalnie staje się bardziej zaznaczony, ale przy zbyt małej wielkości domeny w porównaniu z długością fali światła połysk wzrasta.

Składniki błonotwórcze o podobnej budowie chemicznej ale różnych czasach żelowania zapewniają niemieszalność podczas tworzenia błony, ale dla spełnienia warunku różnych napięć powierzchniowych wymagany jest polimer niebłonotwórczy lub polimer błonotwórczy o innej budowie chemicznej niż podstawowy składnik błonotwórczy, niemieszalny z nim przed sieciowaniem. Przykładem tego jest stosowanie dwóch różnych termoutwardzalnych składników polimerycznych, takich jak poliester i tworzywo akrylowe. Jeśli składniki błonotwórcze mają różne napięcia powierzchniowe, następuje segregacja i zwiększenie matowania, tak więc przy tym samym poziomie dodawania drugiego składnika zmniejszenie połysku jest większe, lub przy tym samym efekcie poziom dodawania jest mniejszy.

Różnica w napięciach powierzchniowych wspomaga transport jednego ze składników do powierzchni. Składnik ten będzie miał tendencję do uwarstwiania się jeśli rozpocznie się koalescencja dyskretnych cząstek i ostatecznie powstanie ciągła błona; to czy składnik ulegnie koalescencji czy nie, zależy od jego lepkości i od napięcia powierzchniowego: niska lepkość i/lub niskie napięcie powierzchniowe zwiększają tendencję do koalescencji.

Na przykład w celu uzyskania wykończenia o zmniejszonym połysku może być użyty niemieszalny składnik błonotwórczy o stosunkowo małej wielkości cząstek. Rodzaj wykończenia zmienia się zależnie od wielkości pierwszego składnika błonotwórczego i proporcji składników. Na przykład przy użyciu składnika poliestrowego o konwencjonalnej wielkości i 10% objętościowych składnika akrylowego o zmniejszonej wielkości otrzymaliśmy teksturowane wykończenie matowe; przy tych samych wielkościach ale połowie ilości składnika akrylowego otrzymano efekt „popękanego lodu, a przy 10% objętościowych składnika akrylowego o zmniejszonej wielkości i składniku poliestrowym również o małej wielkości cząstek otrzymano nieteksturowane wykończenie matowe.

167 336

A zatem na przykład w jednej z postaci niniejszego wynalazku aglomerat zawiera składnik błonotwórczy o dowolnej wielkości cząstek ale korzystnie mający co najmniej 90% objętościowych cząstek o wielkości <120 pm, przy preferowanej średniej wielkości cząstek zawartej w zakresie od 1,5 do 12pm, zwłaszcza 3 do 5 pm lub 8 do 12pm, oraz niemieszalny składnik błonotwórczy mający co najmniej 90% objętościowych cząstek o wielkości <20pm, szczególnie co najmniej 90% objętościowych o wielkości <10 pm, przy preferowanej średniej wielkości cząstek zawartej w zakresie od 1,5 do 12pm, przykładowo 3 do 5pm lub 8 do 12pm.

Wzrost ilości składnika akrylowego, na przykład >10%, prowadzi do segregacji/rozwarstwienia składnika akrylowego na granicy fazowej z powietrzem, czego dowodem jest wzrost połysku. Kinetyka tego procesu może być zwiększona poprzez użycie cząstek akrylowych o większej wielkości. Stopień występującego rozwarstwienia zależy od wielkości cząstek, zarówno poliestrowych jak i akrylowych.

Uważamy, że dla zwiększenia rozdziału powierzchni w wykończeniach wielowarstwowych wielkość cząstek każdego z obu składników (niemieszalnych) powinna być większa, prawdopodobnie osiągając wielkość maksymalną współmiernie z tworzeniem się aglomeratu.

W takich układach wielowarstwowych co najmniej 90% objętościowych cząstek każdego ze składników powinno mieć wielkość <50 pm i więcej niż' 10% objętościowych cząstek powinno mieć wielkość >20 pm, a średnia wielkość cząstek powinna być zawarta w zakresie od 15 do 35 pm, zwłaszcza 20 do 30 pm, przykładowo faktycznie 25 pm. Korzystnie mniej niż 10% objętościowych ma wielkość <10 pm.

Dodatek PTFE, będący polimerem niebłonotwórczym, wymieniono jako środek teksturujący i dodatek zmniejszający połysk (oraz jako dodatek zmniejszający tarcie). To, czy uzyskuje się efekt teksturowania czy matowania, zależy od wielkości cząstek.

Na przykład jeśli średniej wielkości lub stosunkowo duże cząstki PTFE poddaje się aglomeracji z małymi lub stosunkowo małymi cząstkami błonotwórczymi, lub cząstkami średniej wielkości z cząstkami średniej wielkości, to otrzymuje się wykończenie teksturowane. A zatem na przykład w jednej z postaci wynalazku PTFE ma co najmniej 90% objętościowych cząstek o wielkości >20pm i średnią wielkość cząstek zawartą w zakresie od 15 do 35 pm, a składnik błonotwórczy ma co najmniej 90% objętościowych cząstek o wielkości 20 pm, i korzystnie średnią wielkość cząstek w zakresie od 1,5 do 12pm, zwłaszcza 3 do 5pm lub 8 do 12pm.

Jednakże przy mniejszych wielkościach cząstek PTFE wielkość tekstury jest zmniejszona, a gdy deformacje stają się wystarczająco małe, otrzymuje się wykończenia o zmniejszonym połysku.

Podobne efekty teksturowania lub zmniejszenia połysku przy różnych wielkościach cząstek uzyskuje się z CAB, AcronaPem (znak towarowy) i polimerami usieciowanymi. Różne rodzaje aglomeratów:

W celu ułatwienia zrozumienia odmian i potencjału stopionych aglomeratów według niniejszego wynalazku, można wymienić teoretyczne aglomeraty, złożone z kilku różnych kombinacji wielkości składników.

(I) Aglomerat zawiera składnik błonotwórczy o większych cząstkach i jeden lub więcej składników o mniejszych cząstkach, zwykle składnik błonotwórczy lub niebłonotwórczy o małych cząstkach lub stosunkowo małych cząstkach albo dwa lub więcej składników o takiej wielkości; przykładem takiego układu jest opisany powyżej układ korekcji koloru.

(II) Aglomerat zawiera dwa składniki o średniej wielkości, z których co najmniej jeden jest błonotwórczy, jak na przykład w wykończeniu cętkowanym lub układzie warstwowym opisanych powyżej; mogą być również obecne dodatkowo składniki o małej lub stosunkowo małej wielkości cząstek.

(III) Aglomerat zawiera dwa lub więcej składników o małej lub stosunkowo małej wielkości cząstek, przy czym co najmniej jeden z nich jest błonotwórczy, jak w układzie mieszania kolorów lub układzie matowym opisanych powyżej.

(IIIA) Aglomerat zawiera składnik o dużej lub średniej wielkości cząstek i jeden lub więcej składników o mniejszej wielkości cząstek, przy czym co najmniej jeden ze składników o mniejszej wielkości cząstek jest błonotwórczy, jak na przykład w opisanym powyżej wykończeniu teksturowanym.

167 336

W szczególności te rodzaje aglomeratów mają następujące wielkości cząstek:

(I)	Składnik (i) :	mniej niż 10% obj . >50pm preferowana średnia wielkość cząstek 25-50 pm
	Każdy składnik (ii):	co η3)ππ^ζ 90% ο^.<20pm preferowana średnia wielkość cząstek 1,5-12 pm
(II)	Każdy składnik:	co nąjmniej 90% ohj . <50 /mm więcej niż 10% obj. > 20 pm średnia wielkość cząstek 15-35 pm
(III)	Każdy skladmk:	co najmnej. 90% ohj . <20pm preferowana średnia wielkość cząstek 1,5-12 pm
(IIIA)	Składnik (o :	średnia w^^d^^ść, na przykład co najmniej 90% obj. <50 pm więcej niż 10 obj. >20 pm średnia wielkość cząstek 15-35 pm lub cząstki o większej wielkości
	Każdy składnik (ii):	co nbjmniej 90% oj . <20pm preferowana średnia wielkość cząstek 1,5-12 pm

Korzystnie, co najmniej 90% objętościowych cząstek składników aglomeratów rodzaju III i składników (ii) o mniejszej wielkości aglomeratów rodzaju I i IIIA ma wielkość <15<m, w szczególności <10 pm, często <2 pm. Zwykle wszystkie cząstki składnika błonotwórczego mają wielkość <25 pm, przy czym na przykład maksymalnie 3% objętościowych cząstek może mieć wielkość <1 pm. Preferowane wielkości cząstek są zwykle zawarte w zakresie od 1,5 do 12 pm, na przykład 1,5 do 8 pm, korzystnie 2 do 8 pm, na przykład 2 do 6 pm, zwłaszcza 3 do 5 pm, lub 8 do 12 pm.

Korzystnie co najmniej 90% objętościowych cząstek składników aglomeratów rodzaju II i składników średniej wielkości (i) aglomeratów rodzaju IIIA ma wielkość faktycznie 25pm, i korzystnie również mniej niż 10% objętościowych cząstek ma wielkość <10pm. Preferowane średnie wielkości cząstek są zawarte w zakresie od 20 do 30 pm, w szczególności faktycznie 25 pm. Składniki o większej wielkości w aglomeratach rodzaju IIIA mogą mieć znaczną wielkość, zależnie od pożądanego efektu; przykładami są pigmenty metaliczne i piasek, gdzie dodatek nie może zmniejszonej wielkości bez utraty funkcji.

Korzystnie składniki o większej wielkości (i) w aglomeratach rodzaju I są cząsteczkami powłok proszkowych o tradycyjnej wielkości. Generalnie co najmniej 90% objętościowych cząstek składników ma wielkość w zakresie od 20 do 100 pm i nie więcej niż 70% objętościowych wielkość <50pm, przy średniej wielkości cząstek wynoszącej zwykle co najmniej 35pm, na przykład w zakresie od 35 do 60 pm, częściej 35 do 55 pm, na przykład 35 do 50. Alternatywnie mogą być stosowane składniki o zmniejszonej wielkości, i należy wymienić takie wielkości cząstek na przykład co najmniej 90% objętościowych cząstek <70 pm, na przykład co najmniej 90% <60 pm, lub co najmniej 90% <50 pm. Preferowane wielkości cząstek zawarte są w zakresie od 25 do 55 pm, w szczególności 25 do 50 pm. A zatem na przykład składnik może być sam podatny na fluidyzację.

Składniki błonotwórcze w aglomeratach rodzaju II lub w aglomeratach rodzaju III korzystnie mają takie same lub podobne rozkłady wielkości cząstek.

Wypełniacze lub inne cząstki obojętne stosowane w celu uzyskania zmniejszenia połysku lub teksturowania, środki teksturujące na przykład PTFE, CAB, Acronal 4F /znak towarowy/, włókna i zwłaszcza pigmenty metaliczne i mika, oraz środki ścierne (w szczególności piasek i karbidki metali), mają zwykle duże cząstki i mogą być zatem wprowadzone do aglomeratów rodzaju II lub rodzaju III (gdzie są składnikami o większej wielkości).

Wielkości cząstek wymieniane dla różnych rodzajów pigmentów mikowych wynoszą 5-20 pm, <15 pm, 10-50 pm, 10-60 pm, 5-100 pm, 30-40 pm, 40-200 pm, 5-50 pm, 10-100 pm. Z dostępnych danych wynika, że różne rodzaje pigmentów glinowych mają podobne wielkości cząstek co pigmenty mikowe.

167 336

Wielkość tych dodatków, nadających wykończenie tekstururowane lub młotkowe, uwarunkowana jest ich funkcją dekoracyjną, i może wynosić na przykład 20-30 μιη dla CAB stosowanego z pigmentem metalicznym w celu uzyskania wykończenia młotkowego; zmniejszenie wielkości cząstek wpłynęłoby niekorzystnie lub nawet zniszczyłoby ich zdolność do wytwarzania pożądanego wyglądu. Inne środki teksturujące mają generalnie tradycyjnie drobną wielkość cząstek; na przykład CAB, Acronal lub PTFE mogą być stosowane jako składnik o mniejszej wielkości w aglomeratach rodzaju I, na przykład w ilości <2% objętościowych, zwykle około 1¹% objętościowego. CAB i Acronal o większych wielkościach cząstek mogą być stosowane w celu uzyskania efektów teksturowania.

Należy zauważyć, że dla powierzchni przeciwślizgowych gładka błona nie jest wymagana, i jakkolwiek wymagane jest pokrycie środkiem wiążącym, to wystawanie części piasku lub innego dodatku ponad powierzchnię jest nie tylko dozwolone ale nawet pożądane (usunięcie przymusu co do wielkości cząstek składnika). Cząstki o dość znacznej wielkości (na przykład około 150 yum) mogą być aglomerowane pod warunkiem, że stanowią małą część mieszaniny. W takich przypadkach piasek będzie składnikiem o większej wielkości w aglomeratach rodzaju IIIA. Piasek o raczej mniejszej wielkości cząstek może oczywiście być stosowany w celu zmniejszenia połysku lub teksturowania.

Pigmenty, katalizatory heterogenne, utwardzacze kauczukowe, katalizatory, materiały biologiczne, pigmenty przeciwogniowe i termochromowe oraz dodatki wytwarzające ładunki elektryczne przez tarcie i wyładowania koronowe są zwykle potrzebne w niewielkich ilościach w stosunku do składnika błonotwórczego (na przykład dodatki wytwarzające ładunki elektryczne przez tarcie mogą być dodawane w ilości 2%> lub mniej, zwykle 1% lub mniej, katalizatory również w ilości 2% lub mniej) i/lub są skuteczne przy małej wielkości cząstek (na przykład utwardzacze kauczukowe są skuteczne przy wielkości około 1 pm). Są one zatem obecne w aglomeratach jako cząstki o stosunkowo niewielkiej wielkości i mogą zatem być wprowadzone do aglomeratów rodzaju I, III i IIIA (gdzie są składnikami o mniejszej wielkości).

W przypadku utwardzaczy kauczukowych należy zwłaszcza wspomnieć wprowadzanie do aglomeratów rodzaju III.

Środki teksturujące, takie jak PTFE, CAB i Acronal, jeśli są stosowane w postaci bardzo małych cząstek na przykład w aglomeratach rodzaju I i III, mogą mieć działanie zmniejszające połysk.

Mikrokapsułki, środki zmniejszające tarcie, niebłonotwórcze polimery matujące i inne środki zmniejszające połysk, wypełniacze i/lub rozcieńczalniki, stosowane jako częściowe zamienniki żywicy, silikonowe substancje przeciwślizgowe i przeciwadhezyjne oraz rozpuszczalne w wodzie produkty do nadawania porowatości mogą być stosowane w różnych wielkościach cząstek i mogą być zatem wprowadzone do aglomeratów rodzaju I, II, III i IIIA. Jak wspomniano powyżej, w aglomeratach rodzaju II i IIIA wypełniacze i/lub rozcieńczalniki będą również powodować zmniejszenie połysku.

Alternatywnie do zastosowania w mikrokapsułkach, cynk, który mimo zakapsułkowania stwarza problemy z powodu swojej przewodności, może być również stosowany jako składnik o dużych cząstkach w aglomeratach rodzaju IIIA; jest on zatem skutecznie kapsułkowany przez składnik błonotwórczy o mniejszych cząstkach.

Dodatki zmniejszające tarcie mogą mieć wielkość cząstek zawartą w zakresie od 1 do 30 μm lub więcej, w szczególności od 2 do 30pm. Doskonałe wyniki uzyskiwano z cząstkami o średnicy 25 gm.

Należy zwłaszcza wymienić wprowadzanie silikonowych substancji przeciwślizgowych i przeciwadhezyjnych do aglomeratów rodzaju II i mikrokapsułek do aglomeratów rodzaju I i II.

Wielkość cząstek chlorku sodu i innych składników rozpuszczalnych w wodzie przy wytwarzaniu powłok porowatych powinna być starannie dobrana i zależy od żądanej wielkości porów oraz od żądanych właściwości powłoki, na przykład szybkości przepuszczania par wody, szybkości przechodzenia tlenu, etc.. Należy zwłaszcza wymienić aglomeraty rodzaju II i III.

Wspomniano już o zastosowaniu układów zawierających epoksydy i PVDF. PVDF może stanowić cząstkę wewnętrzną w aglomeratach rodzaju IIIA lub rodzaju I z bardzo małą zawartością epoksydu; przy tworzeniu błony część epoksydu migruje do powierzchni, gdzie ulega wolnej

167 336 degradacji, powodując szybką lecz niewielką utratę połysku. Pozostały epoksyd służy do powierzchni, gdzie ulega wolnej degradacji, powodując szybką lecz niewielką utratę połysku. Pozostały epoksyd służy do promowania adhezji PVDF i wspomaga również naładowywanie i retencję ładunku w proszku oraz jego nanoszenie na powierzchnię podłoża.

Ilość każdego z dodatków eksploatacyjnych i dekoracyjnych w aglomeracie jest zależna od żądanego efektu i również od struktury aglomeratu, w tym od wielkości poszczególnych składników.

Na przykład w aglomeratach rodzaju I może być na przykład średnio nie więcej niż jedna warstwa małych cząstek na cząstkę dużą a korzystnie duża cząstka powinna być całkowicie przykryta. Przy zbyt dużej ilości dodatku jakość mieszania obniża się.

A zatem na przykład w aglomeratach rodzaju I każdy dodatek do składnika o większych cząstkach może być obecny w ilości do 2% objętościowych całego aglomeratu. Sumaryczna ilość takiego dodatków) może wynosić na przykład do 30% objętościowych.

W aglomeratach rodzaju II może być na przykład dla układu dwuskładnikowego, co najmniej 20%, korzystnie co najmniej 30% objętościowych każdego składnika, a zwykle 30 do 50% dodatku.

W aglomeratach rodzaju III lub IIIA może być na przykład do 30% objętościowych składnika eia0łonotwórczagw lub składników ogółem.

W aglomeratach rodzaju IIIA jak również II możliwe są aglomeraty cętkowane, i w tych aglomeratach, jak przy korekcji koloru w aglomeratach rodzaju I i rodzaju III, stosowanych do mieszania kolorów, proporcje składników błonotwórczych zależą od żądanego wyglądu.

Wypełniacze generalnie nie powinny stanowić więcej niż 30% objętościowych aglomeratu, korzystnie nie więcej niż 20%, i korzystnie wypełniacz i pigment łącznie nie powinny stanowić więcej niż 30% objętościowych; zwykle sam wypełniacz stanowi nie więcej niż 5% objętościowych.

Podobnie na przykład barwny lub bezbarwny niemiaszalny składnik błwnotwerczy stosowany jako podstawa matująca w dowolnym rodzaju aglomeratów może stanowić do 30% objętościowych, korzystnie do 20%, w szczególności do 15% objętościowych całości aglomeratu, a zwłaszcza co najmniej 5% objętościowych. Przy <5% objętościowych niemieszalnagw składnika Otoeotwórczego może być otrzymane wykończenie teksturowane. Polimery eiabtonotwórcze stanowią odpowiednio do 20%, korzystnie do 10%, przykładowo do 5% objętościowych całego aglomeratu. Tradycyjne dodatki zmniejszające połysk mogą stanowić do 10%, przykładowo do 5% objętościowych całego aglomeratu.

Przy wzroście ilości składnika akrylowego, połysk błony poliestrowej, epoksydowej, poliestrowo-epoksydowej lub poliuretanowej zwiększa się, ponieważ składnik akrylowy ma tendencję do koalescencji; stopień wzrostu potysku/koalescancJi jest funkcją stężenia składnika i szybkości, z którą osiąga on powierzchnię, będącej funkcją jego początkowej wielkości i napięcia powierzchniowego w stosunku do lepkiego czoła otaczającego podstawowego składnika błweotwerczego.

W układzie wielkowarstwowym stosunku rozdzielających się składników mogą wynosić na przykład od 90:10 do 50:50, korzystnie co najmniej 85:15, zalecane jest 80:20 do 50:50, zwłaszcza co najmniej 75:25, na przykład faktycznie 70:30.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest w szczególności kompozycja nadająca się do stosowania na powłoki proszkowe, mająca postać stopionego aglomeratu różnych składników cząstkowych, zawierającego podstawowy składnik Ołweotwórczy i drugi składnik błoewtwórczy lub nie0łwnotwerczy, przy czym rodzaj, ilość i wielkość cząstek tych składników jest taka, że gdy powłokę proszkową nanosi się na podłoże i ogrzewa do utworzenia ciągłej powłoki, składniki są niemieszalne i uzyskuje się efekt matowania.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest dalej kompozycja, nadająca się do stosowania na powłoki proszkowe, mająca postać stopionego aglomeratu różnych składników cząstkowych, zawierająca podstawowy składnik błonotwórczy i drugi składnik błoeotwórczy eiemieszaley z podstawowym składnikiem błonwtwórczym. przy czym rodzaj, ilość i wielkość cząstek tych składników jest taka, że po naniesieniu powłoki proszkowej na podłoże i ogrzaniu w celu utworzenia ciągłej powłoki dwa składniki ulegają segregacji i tworzą układ wielowarstwowy. Skład układów 0tonotberczych.

167 336

Żywicą błonotwórczą może być żywica termoutwardzalna lub termoplastyczna. Przy stosowaniu żywicy termoutwardzalnej układ stałego polimerycznego środka wiążącego zawiera generalnie stały środek sieciujący do żywicy termoutwardzalnej; alternatywnie mogą być stosowane dwie reagujące między sobą błonotwórcze żywice termoutwardzalne.

Z wyjątkiem przypadków, gdy wymagane są efekty lub rezultaty specjalne, dwa lub więcej składników błonotwórczych (albo barwne albo bezbarwne) powinno mieć podobne punkty topnienia, lepkość w stanie stopionym, napięcie powierzchniowe i inne właściwości reologiczne tak, aby po naniesieniu na podłoże rozlewały się i poziomowały się w tym samym stopniu, jak również zalecane jest, z wyjątkiem przypadków, gdy jest wymagane inaczej ze względu na segregację powierzchni, aby każdy z dwóch lub więcej składników błonotwórczych był oparty na takim samym układzie wiążącym, zwykle o podobnym składzie, z wyjątkiem pigmentacji lub czasu żelowania.

Przykładami pigmentów, które mogą być stosowane w podstawowych składnikach błonotwórczych lub jako składniki oddzielne są pigmenty nieorganiczne, takie jak przykładowo biel tytanowa, czerwony i żółty tlenek żelaza, purpura chromowa, żółć chromowa i sadza, oraz organiczne, takie jak przykładowo ftalocyjaniny, pigmenty azowe, antrachinonowe, tioindygowy, izodibenzantronowy, trifendioksanowy i chinakrydynowy, barwniki kadziowe, barwniki kwasowe, zasadowe i zaprawowe. Zamiast pigmentów mogą być stosowane barwniki. Każdy z barwnych składników błonotwórczych kompozycji powłokowej może zawierać pojedynczy składnik barwiący (pigment lub barwnik) lub może zawierać więcej niż jeden składnik barwiący.

Można stosować zawartość pigmentu wynoszącą 40% wagowych całkowitej zawartości pigmentu i wypełniacza (wypełniacz jest dodawany w celu zwiększenia nieprzezroczystości przy utrzymaniu niskich kosztów). Zwykle stosuje się zawartość pigmentu wynoszącą 25-30%, jakkolwiek przy kolorach ciemnych nieprzezroczystość można uzyskać przy <10% wagowych pigmentu.

Powłokowa kompozycja proszkowa może być na przykład oparta o stały polimeryczny układ wiążący, składający się z poliestrowej żywicy błonotwórczej z kwasowymi grupami funkcyjnymi, stosowanej z epoksydowym środkiem sieciującym, takim jak na przykład żywica epoksydowa, na przykład skondensowany eter glicydylowy bisfenolu A, lub niskocząsteczkowy trójfunkcyjny związek epoksydowy, taki jak na przykład izocyjanuranian triglicydylu lub beta-hydroksyalkiloamid; lub poliestru z hydroksylowymi grupami funkcyjnymi, stosowanymi z izocyjanianowym środkiem sieciującym; lub z żywicy epoksydowej stosowanej z aminowym środkiem sieciującym, takim jak na przykład cyjanoguanidyna; lub z funkcjonalnej żywicy akrylowej, stosowanej z odpowiednim środkiem sieciującym. Środkiem wiążącym może być żywica termoplastyczna, taka jak na przykład żywica fluorowa, na przykład polifluorek winylidenu lub kopolimer etylen/tetrafluoroetylen, lub polisiarczek fenylenu.

Mogą być stosowane mieszaniny łącznie wytłaczanych błonotwórczych środków wiążących; na przykład poliester z karboksylowymi grupami funkcyjnymi może być stosowany z żywicą akrylową mającą karboksylowe grupy funkcyjne i środkiem sieciującym, takim jak na przykład beta-hydroksyloalkiloamid, który służy do sieciowania obu polimerów.

W powłokowej kompozycji proszkowej może być obecny jeden lub więcej dodatków, takich jak na przykład środek poprawiający rozlewność, plastyfikator, stabilizator, na przykład stabilizator przeciwko degradacji przez UV, lub wypełniacz, lub też dwa albo więcej takich dodatków, które są mieszane ze składnikiem(kami) błonotwórczymi przed wytłaczarką lub w wytłaczarce, lub są obecne jako oddzielne składniki aglomeratu. Niektóre dodatki jednakże nie nadają się do łącznego wytłaczania i muszą być obecne jako oddzielne składniki. Wytwarzanie aglomeratów.

Tam gdzie potrzeba, składnik(i) błonotwórcze i składnik(i) niebłonotwórcze mogą być wytwarzane za pomocą ogólnie znanych metod wytwarzania powłok proszkowych, tam gdzie potrzeba mogą być wytwarzane w końcowym etapie sproszkowania, w którym wytwarza się cząstki o małej wielkości.

Generalnie cząstki błonotwórcze i niebłonotwórcze mogą mieć dowolny kształt; na przykład nie muszą być sferyczne. Jednakże włókna, mikrokapsułki, środki ślizgowe i przeciwślizgowe oraz metale generalnie mają specyficzny kształt.

Sproszkowanie może być przeprowadzane na przykład przez mielenie strumieniowe z wykorzystaniem energii złoża fluidalnego. Młyny fluidalne działają na zasadzie kolizji cząstek w strumieniu gazu o wysokiej prędkości, generalnie powietrza. Cząstki o średnicy mniejszej niż 5 gm

167 336 otrzymuje się łatwo z wsadu o średniej wielkości cząstek 50/m. Młyny fluidalne mają zaletę polegającą na tym, że kompozycja jest w sposób ciągły chłodzona przez strumień gazu. W procesie alternatywnym pojedynczy składnik, korzystnie o wielkości cząstek poniżej 500pm, może być rozproszony w nierozpuszczalniku dla zawartych w nim komponentów, na przykład wody, i sproszkowany za pomocą technik znanych dla farb mokrych, na przykład w wysokoobrotowym młynie perełkowym lub młynie kulowym. Konwencjonalne urządzenia do proszkowania stosujące metalowe łopatki tnące są mniej efektywne przy wytwarzaniu cząstek sub-10 pm, ponieważ trudno jest zapobiec zlepieniu się proszku wrażliwego na działanie ciepła.

Mieszanie różnych składników może być przeprowadzane różnymi technikami.

Zalecaną metodą mieszania cząstek błonotwórczych i innych jest mieszanie na sucho proszków w mieszalnikach silnie tnących. Proszki o wielkości cząstek poniżej 15 /zm, na przykład 0,5 do 10 /m, zachowują się jako proszki spoiste i nie ulegające napowietrzeniu. Urządzenia posiadające na przykład silnie tnące noże wytwarzają zadowalające mieszanki dla w zasadzie wszystkich składników o tej wielkości cząstek. Siły o wysokiej prędkości mogą być wymagane do rozbicia niepożądanych aglomeratów cząstek, utworzonych przy przechowywaniu i przenoszeniu składników.

Prostym przykładem odpowiedniego mieszalnika silnie tnącego jest modyfikacja miksera do żywności, znana jako upłynniacz. W komorze mieszania w pobliżu poziomu obracającej się łopatki sporządzony jest wlot. Wlot służy do wprowadzenia strumienia gazu obojętnego o wysokiej prędkości, korzystnie powietrza, w celu upewnienia się, że obracający się proszek jest utrzymywany powyżej łopatek. Innym przykładem odpowiedniego mieszalnika silnie tnącego jest mieszalnik opisany w patencie brytyjskim 2132128, w którym dezintegrator lub nóż wirujący wokół osi poziomej jest ustawiony powyżej dysku, obracającego się wokół osi pionowej, działającego jako główne mieszadło miksera. Miksery tego typu są sprzedawane przez Freund Industrial Co. Ltd.

W następnych przykładach odpowiednich mieszalników wysokoobrotowych łopatki mieszadła są zamontowane w cylindrze, obracając się wokół osi cylindra i zeskrobując wewnętrzną powierzchnię cylindra w ten sposób, że cały mieszany proszek jest ciągle przemieszczany wokół i wzdłuż cylindra. W celu poprawy mieszania proszku wzdłuż długości cylindra łopatki mogą mieć kształt lemieszy pługa. Łopatki mieszadła są zamontowane mniej więcej w połowie cylindra, tak aby mogły obracać się pod właściwymi kątami w stosunku do osi cylindra. Takimi mieszalnikami są mikser Herfelda i mikser sprzedawany przez Lodige-Morton machines Ltd. pod nazwą „Lodige Ploughshare oraz przez Winkworth Engineering Ltd. pod nazwą handlową „RT Mixer.

Alternatywnie, sproszkowanie składnika lub składników błonotwórczych i w razie potrzeby innego składnika lub składników oraz mieszanie mogą być przeprowadzone jednocześnie przez doprowadzenie mieszaniny składników do urządzenia proszkującego, takiego jak na przykład młyn fluidalny, lub przez doprowadzenie takiej mieszaniny w zawiesinie wodnej do młyna perełkowego lub młyna kulowego. Mogą pojawić się problemy z czyszczeniem urządzenia proszkującego stosowanego w tym procesie, zwłaszcza przy stosowaniu mielenia na mokro.

W alternatywnym sposobie mieszania składnik błonotwórczy i inne składniki miesza się techniką mieszania elektrostatycznego. W tym procesie składnik proszkowy, na przykład składnik barwny, jest naładowany elektrycznie, a składnik drugi, na przykład składnik bezbarwny lub drugi składnik barwny jest nienaładowany lub naładowany do innego potencjału, i proszki mieszają się. Na przykład jeden proszek może być naładowany elektrycznie dodatnio a drugi proszek może być naładowany elektrycznie ujemnie. Ponieważ cząstki naładowane łączą się w sposób uprzywilejowany z cząstkami naładowanymi przeciwnie lub nienaładowanymi, w wyniku mieszania elektrostatycznego wytwarza się produkt zbliżony raczej do mieszaniny doskonałej niż mieszaniny statycznej, co pozwala na stosowanie większych wielkości cząstek niż przy innych formach mieszania, jeśli czynnikiem jest kolor; na przykład dla proszków błonotwórczych mogą być stosowane wielkości cząstek do 20gm, nawet przy odcieniach jasnych i/lub niepodobnych, jakkolwiek zalecane są wielkości cząstek w zakresie 1,5 do 10 /m. Można zezwolić na swobodne łączenie się cząstek lub też mogą się one łączyć w pulsującym polu elektrycznym. Odpowiedni aparat do mieszania elektrostatycznego proszków opisany jest przez C. L. Tucker i N. P. Suh w „Polymer Engineering and Science, October 1976, Vol. 16, na stronach 657 do 663.

167 336

Jeśli trzeba zmieszać dwa lub więcej proszków, na przykład dwa proszki barwne i jeden proszek bezbarwny, lub trzy proszki barwne, przy mieszaniu elektrostatycznym zalecane jest mieszanie ich kolejne. Alternatywnie dwa lub trzy proszki mogą być naładowane do różnych potencjałów i połączone w jednej operacji mieszania. Na przykład jeśli trzeba zmieszać trzy proszki, to jeden może być naładowany dodatnio, jeden ujemnie a trzeci może być nienaładowany.

Aglomeracja z wytworzeniem produktu ze stopionymi cząstkami kompozytowymi wystarczająco dużymi aby substancja była fluidyzowalna w powietrzu i mogła być nanoszona na podłoże za pomocą konwencjonalnego natryskiwania elektrostatycznego, zwykle 15-100 pm, korzystnie 25 do 50 pm, może być osiągnięta na wiele sposobów.

Jednym ze sposobów aglomeracji jest proces, w którym dodawany materiał stosuje się do promowania adhezji między cząstkami.

Środek granulujący może być dodawany w postaci roztworu, ale ważne jest, aby rozpuszczalnik nie wpływał na kompozycję powlekającą. Rozpuszczalnikiem zalecanym do środka granulującego jest woda. Korzystne jest, jeśli nielotne składniki środka granulującego są mieszalne z żywicą w kompozycji powlekającej. A zatem do powłoki proszkowej na bazie żywicy akrylowej można stosować rozpuszczalny w wodzie środek granulujący, taki jak na przykład Glascol HA2, dostarczany przez Allied Colloids Ltd. Ten środek granulujący jest również odpowiedni do stosowania w powłokach proszkowych na bazie poliestrów termoutwardzalnych. Środkiem granulującym do powłok proszkowych na bazie żywic epoksydowych może być na przykład żywica epoksydowa na bazie wody. Alternatywnym środkiem granulującym do żywic poliestrowych, akrylowych lub epoksydowych jest rozpuszczalny w wodzie eter celulozy, na przykład eter sprzedawany pod znakiem towarowym „Celacol M20P“. Środek granulujący może mieć postać latektu, na przykład winylowego lub akrylowego lateksu polimerycznego. Typowo ilość środka granulującego, potrzebna do zaglomerowania proszku o średniej wielkości cząstek z otrzymaniem produktu o średniej wielkości 40 pm jest mniejsza niż 15% wagowych, na przykład 1 do 10%, w przeliczeniu na substancje stałe nielotne.

Alternatywnie, jako środek granulujący może być stosowany rozpuszczalnik nieszkodliwy chemicznie dla środka wiążącego. Rozpuszczalnik nie musi być dobrym rozpuszczalnikiem składników błonotwórczych i korzystne jest, aby był wystarczająco lotny do ułatwienia ekstrakcji po zakończeniu aglomeracji. Przykładem jest metanol (i wiele innych prostych alkoholi), chlorofluorowęglowodory, ciekły CO 2 i chlorowęglowodory, zwłaszcza chlorek metylenu. W celu ułatwienia usunięcia rozpuszczalnika po aglomeracji może być stosowana ekstrakcja próżniowa.

Zalecane jest wprowadzanie środka granulującego w postaci sprayu do ruchomej mieszaniny. Może on być w ten sposób wprowadzony do urządzenia z patentu brytyjskiego 2132128 lub miksera „Lodige Ploughshare albo „Winkworth RT w około połowie długości cylindra. Przy stosowaniu do mieszania i aglomeracji w ten sposób tego samego urządzenia, w razie potrzeby przed dodaniem środka granulującego należy przeprowadzić mieszanie na sucho. Podczas granulacji generalnie nie stosuje się mieszadła silnie ścinającego, lub też stosuje się je przy znacznie zmniejszonej prędkości. Stwierdziliśmy, że subtelnie rozdrobniony środek granulujący umożliwia lepszą regulację rozkładu wielkości cząstek produktu i bardziej efektywne wykorzystanie środka granulującego.

Alternatywnym urządzeniem, które może być stosowane zarówno do mieszania jak i granulowania jest „Spectrum, sprzedawane przez T. K. Fielder and Co. Ltd. Jest to typ mający łopatki obracające się w płaszczyźnie pionowej ponad mieszadłem obracającym się w płaszczyźnie poziomej. Wodny środek granulujący może być dodawany po mieszaniu, a urządzenie jest wyposażone w generatory mikrofal o częstości ogrzewającej wodę dodaną ze środkiem granulującym, susząc w ten sposób granulowany produkt.

W alternatywnym sposobie wprowadzania środka granulującego środek granulujący może być kapsułkowany w cząstkach żywicy błonotwórczej. Wodny roztwór środka granulującego może być zemulgowany w roztworze żywicy błonotwórczej w rozpuszczalniku organicznym, na przykład w roztworze polieterowej żywiący wiążącej w chlorowanym węglowodorze, takim jak na przykład chloroform. Emulsja jest rozpylana w celu utworzenia kapsułek o żądanej wielkości cząstek, na przykład 1,5 do 10pm. Kapsułki te dodaje się do innego składnika lub składników albo na początku mieszania albo podczas mieszania. Kapsułki są stopniowo rozbijane przez siły ścinające stosowane przy mieszaniu, uwalniając roztwór środka granulującego powodującego granulację.

167 336

Przed wyładowaniem zaglomerowanej mieszaniny z miksera zalecane jest wysuszenie jej w celu zapobieżenia niepożądanym aglomeracjom następczym. Po ostrożnym wymieszaniu środka granulującego z kompozycją powłoki proszkowej przez mikser może być przepuszczony gaz suszący, na przykład suche powietrze, w 25-80°C. Podczas suszenia zalecane jest kontynuowanie mieszania. Alternatywnie, zaglomerowana mieszanina może być po wyładowaniu z miksera wysuszona w złożu fluidalnym.

Alternatywną metodą aglomeracji przez fuzję jest zastosowanie sił mechanicznych do związania cząstek poprzez proces obejmujący deformację i mikrospawanie materiału plastycznego. Dostępne w handlu urządzenie do przeprowadzania takiej mechanicznej aglomeracji jest sprzedawane jako układ hybrydyzacyjny Nara i opisane w Europejskim Zgłoszeniu Patentowym 224659. Inne urządzenie do mejganofuzii jest sprzedawane pod nazwą młyn Ang przez Hosokawa Micron B. V. Innym urządzeniem odpowiednim do przeprowadzania aglomeracji przez mechanofuzję jest młyn posiadający ciągadła stożkowe i płaskie, opisany w WO-86/04835. Wykazaliśmy na przykład, że przy użyciu tego urządzenia może być aglomerowany materiał posiadający bardzo szeroki zakres mięknienia 45-80°C.

Następnym odpowiednim urządzeniem jest mikser FM 10 Henschel. Opiera się on na energicznym działaniu mieszającym w celu ogrzania proszku tak, że cząstki są wystarczająco zmiękczone aby związać się pod stosunkowo lekkim naciskiem. FM10 jest 10 litrową komorą, wyposażoną w pojedynczy wirnik. Szybkość obrotów jest zmienna, ale typowo działa się przy 3000 obr/min. W komorze miksera jest umiejscowiona termopara w celu monitorowania temperatury. Typowo 2 kg zmieszanych składników ogrzewa się do 50-55°C w ciągu 7 minut. W tej temperaturze zachodzi wiązanie. Stwierdziliśmy, że szczególnie korzystne jest zapewnienie zewnętrznego źródła ciepła w celu cyrkulacji gorącej wody przez zewnętrzny płaszcz naczynia.

A zatem w jednej z realizacji procesu aglomeracji przy zastosowaniu zmodyfikowanego miksera Henschela naczynie jest początkowo zimne i puste, a mieszane proszki są załadowywane do naczynia i mieszane przy wysokich obrotach przez około jedną minutę. Obroty mieszadła są następnie zmniejszane do obrotów „wolnych, a przez płaszcz przepuszczana jest gorąca woda w celu doprowadzenia temperatury wewnątrz naczynia do 60°C; w tej temperaturze proces aglomeracji przebiega dosyć szybko. Ten etap operacji trwa w przybliżeniu 30 minut. Jak sądzimy, szybkość aglomeracji jest kontrolowana przez szybkość rozgrzewania, ale na szybkość rozgrzewania ma wpływ tendencja proszku do przylepiania się do wewnętrznej ściany naczynia. W celu rozwiązania tego problemu przydatne jest zaopatrzenie urządzenia w skrobak do ścian. Po uzyskaniu aglomeracji proszek może być ochłodzony i przesiany.

Jeśli przed aglomeracją proszki są elektrostatycznie mieszane, mieszane cząstki są aglomerowane dzięki przyciąganiu przeciwnie naładowanych cząstek. Jednakże konieczne jest uzupełnienie tego następnie przez aglomerację trwalszą, na przykład za pomocą procesu granulacji lub zmiękczania termicznego.

Alternatywnie składniki mogą być mieszane i aglomerowane poprzez dyspergowanie ich razem w ciekłym medium dyspersyjnym a następnie suszenie dyspersji w warunkach powodujących aglomerację przez fuzję. Ciekłym medium dyspersyjnym jest korzystnie nierozpuszczalnik dla w zasadzie wszystkich składników kompozycji powłoki proszkowej. Zalecanym medium dyspersyjnym jest woda. Może być ona stosowana pojedynczo lub łącznie ze środkiem powierzchniowoczynnym lub mieszalną z wodą cieczą organiczną, taką jak na przykład alkohol lub eter alkoholu.

W aparacie do mieszania, używanym do wytworzenia dyspersji mogą być stosowane urządzenia mechaniczne, na przykład mikser wysokoobrotowy, wykorzystujący obracający się zębaty dysk, w celu generowania silnych sił ścinających lub też może być stosowana dyspersja ultradźwiękami, oprócz dyspergatora mechanicznego lub łącznie z nim. Na przykład po mieszaniu w dyspergatorze wysokoobrotowym może następować dyspergowanie ultradźwiękowe.

Proces, stosowany do dyspergowania kompozycji w ciekłym medium dyspersyjnym może także służyć jako etap końcowy proszkowania cząstek środka wiążącego w kompozycjach powłok proszkowych do żądanej wielkości cząstek, na przykład poniżej 10 pm.

Wytworzona dyspersja jest doprowadzana pod ciśnieniem do aparatu do suszenia, na przykład aparatu do suszenia rozpyłowego. Suszenie rozpyłowe może być prowadzone przy użyciu konwencjonalnej atomizującej głowicy rozpyłowej, w którym to przypadku średnica głowicy

167 336 rozpyłowej w najwęższym punkcie, zalecana w celu uzyskania stopionych /aglomerowanych cząstek o żądanej wielkości, odpowiedniej do natryskiwania elektrostatycznego, wynosi 20500 pm. Suszenie rozpyłowe ma zaletę polegającą na tym, że wielkość cząstek stopionej zaglomerowanej kompozycji powłoki proszkowej może być regulowana za pomocą stężenia dyspersji i średnicy głowicy rozpylającej. Rozpylanie może być alternatywnie prowadzone przy użyciu wirówkowego układu rozpyłowego, na przykład układu z wirującym dyskiem rozpylającym, lub przy zastosowaniu ultradźwięków. Zalecaną odmianą suszarki rozpyłowej jest suszarka współprądowa, w której strumień rozpylony jest generalnie skierowany w dół i, w której strumień gazu, generalnie powietrza, przechodzi wzdłuż komory suszarki w tym samym ogólnym kierunku co rozpylany strumień. Zalecaną temperaturą strumienia gazu jest temperatura pokojowa lub wyższa. Temperatura gazu na wlocie może wynosić na przykład 40-120°C. Wytworzone cząstki zaglomerowanre powłoki proszkowej zbierają się na dole komory suszarki rozpyłowej i mogą być usunięte przez odpowiedni układ zaworów. Pary medium dyspersyjnego przechodzą w górę i mogą być odpowietrzone. Alternatywnie cały uzysk suszarki rozpyłowej może być doprowadzany do cyklonu w celu oddzielenia zaglomrrowanre powłoki proszkowej.

Przy mieszaniu różnych kolorów zalecane jest prowadzenie procesu według wynalazku w połączeniu z systemem przechowywania danych, zawierającym szczegóły proporcji składników koloru, wymaganych do otrzymania powłok proszkowych w różnych odcieniach, tak że dla danego odcienia i wielkości partii procesor danych może wyliczyć ciężar każdego ze stosowanych składników. W razie potrzeby może być stosowane urządzenie do ważenia automatycznego. W razie potrzeby do wyliczenia proporcji składników koloru, wymaganych do uzyskania próbki o niestandartowym odcieniu, może być stosowany komputer kolorów.

Składniki mogą być przechowywane w zmniejszonej wielkości cząstek, na przykład poniżej 10pm, i mieszane oraz aglomerowane w razie potrzeby. Alternatywnie mogą być przechowywane składniki o wysokich wielkościach cząstek, na przykład 15-50pm, tradycyjnie stosowanych w powłokach, które są rozdrabniane w razie potrzeby oraz mieszane i aglomerowane według potrzeb.

Najbardziej rozpowszechnioną metodą nanoszenia proszków jest metoda z użyciem elektrostatycznego pistoletu natryskowego, a idealna wielkość cząstek, wymagana do większości handlowych urządzeń do nanoszenia, odpowiada rozkładowi wielkości 10-120 pm przy średniej wielkości cząstek zawartej w zakresie 15-75, korzystnie 25-50pm. W procesie natryskiwania elektrostatycznego cząstki powłoki proszkowej są naładowane elektrostatycznie przez chmurę koronową, otaczającą wyjście pistoletu natryskowego, generowaną przez elektrodę wewnątrz samego pistoletu natryskowego. Naładowane cząstki są przyciągane do podłoża, które jest uziemione lub naładowane przeciwnie. Powłoki proszkowe mogą być również nanoszone przy pomocy pistoletów trybostatycznych, w których cząstki proszku są naładowane elektrostatycznie przez tarcie o wewnętrzne uzwojenie pistoletu. Inną metodą nanoszenia powłok proszkowych jest metoda z zastosowaniem złoży fluidalnych. W tym przypadku powlekany wyrób jest zwykle wstępnie ogrzewany i zanurzany w złożu fluidalnym proszku, po czym wyrób jest wyciągany i pozostawiany do utwardzenia przez ciepło resztkowe lub przez dalsze ogrzewanie w odpowiednim piecu.

Wynalazek zostanie dalej opisany poprzez przykłady, odnoszące się do załączonych schematycznych rysunków, na których:

Figura 1 jest schematycznym przekrojem aparatury do wytwarzania powłok proszkowych przez dyspergowanie i suszenie rozpyłowe.

Figura 2 jest schematycznym przekrojem aparatury do elektrostatycznego mieszania składników proszkowych.

Figura 3 jest schematycznym przekrojem alternatywnego aparatu do elektrostatycznego mieszania składników sproszkowanych.

Figura 4 jest schematycznym przekrojem mieszalnika do mechanicznego mieszania składników sproszkowanych.

Figura 5 jest schematycznym przekrojem podłużnym alternatywnego mieszalnika do mechanicznego mieszania składników sproszkowanych.

167 336

Figura 6 jest schematycznym przekrojem poprzecznym mieszalnika z figury 5, przystosowanego do prowadzenia granulacji po mieszaniu.

Figura 7 jest schematycznym przekrojem poprzecznym aparatu do mieszania i/lub granulowania składników błonotwórczych i innych.

Figura 8 przedstawia fotografię z mikroskopu elektronowego konwencjonalnej powłokowej kompozycji proszkowej.

Figury 9A i 9B przedstawiają fotografię z mikroskopu elektronowego stopionej zaglomerowanej kompozycji powłoki proszkowej, a figura 10 przedstawia wyniki testów zdolności tryboładowania wykonanych na próbkach powłokowej kompozycji proszkowej.

Aparatura z figury 1 generalnie składa się z mieszalnika, oznaczonego liczbą odniesienia 10 i suszarki rozpyłowej, oznaczonej liczbą odniesienia 20. Mieszalnik 10 jest dyspergatorem wysokoobrotowym, posiadającym wirnik 11, osadzony wewnątrz zbiornika 13 na wale 12. Zbiornik 13 ma wlot 15 dla medium dyspergującego, na przykład wody, oraz wlot 16 do doprowadzania składników, regulowany zaworem 17. Cząstki powłoki proszkowej są dyspergowane w medium dyspersyjnym, a utworzona w ten sposób dyspersja jest pompowana przez otwór wylotowy 18 pompą 19 do suszarki rozpyłowej 20.

Suszarka rozpyłowa 20 posiada zbiornik 21, zawierający skierowaną w dół atomizującą głowicę rozpyłową. Wysuszone rozpyłowo cząstki powłoki proszkowej spadają na dno zbiornika 21 i są usuwane przez otwór wylotowy 24, regulowany zaworem 25. Pary odparowywanego medium dyspergującego przechodzą w górę w stronę zbiornika 21 i są odpowietrzane przez 30. Powietrze jest doprowadzane do suszarki 20 przez wlot 28 i przechodzi poprzez ogrzewacz 29 w dół do centralnego tunelu 33, tworząc współprądowy przepływ ogrzanego powietrza wokół głowicy rozpylającej 22.

Aparat z figury 2 w postaci przedstawionej nadaje się do mieszania czterech proszków w trzech przeprowadzanych kolejno etapach mieszania. Aparat może być przystosowany do włączenia w razie potrzeby dalszych etapów mieszania. Aparat posiada wlot 41 dla składnika pierwszego, którego składniki są naładowane dodatnio, na przykład przy użyciu urządzenia podobnego do urządzenia opisanego w „Polymer Engineering and Science, October 1976, na stronie 658, oraz wlot 42 dla drugiego składnika, którego cząstki są naładowane ujemnie lub nienaładowane. Wlot 42 może być zakończony tuleją z materiału izolacyjnego, zaprojektowanego w celu nadawania cząstkom ładunku przez tarcie. Na przykład policzterofluoroetylen będzie indukował na cząstkach ładunek ujemny. Cząstki mieszają się przy złączu 43 wlotów 41 i 42, a cząstki naładowane przeciwnie łączą się. Połączone cząstki przechodzą wzdłuż przewodu 46. Wlot 47 dla składnika trzeciego styka się z przewodem 46 przy złączu 48. Cząstki trzeciego proszku są korzystnie naładowane przeciwnie do tego z proszków pierwszego lub drugiego, który jest obecny w większej ilości (wagowo), lub jeśli drugi proszek jest nienaładowany, cząstki proszku trzeciego mogą być naładowane ujemnie. Połączone cząstki oraz cząstki trzeciego proszku łączą się przy złączu 48 i przechodzą do przewodu 52, gdzie łączą się z cząstkami czwartego składnika proszku, dostarczanego przez wlot 53 i osiągającego przewód 52 przy złączu 54. Proszek czwarty jest naładowany przeciwnie do ładunku całkowitego pierwszych trzech proszków. Otrzymane połączone cząstki przechodzą przez przewód 55 i mogą być zebrane w odpowiednim pojemniku. Następnie mogą być granulowane w celu uzyskania bardziej trwałej aglomeracji.

Aparat z figury 3 posiada trzy wloty 61,62 i 63 dla proszków pierwszego, drugiego i trzeciego. Wszystkie wloty prowadzą do komory mieszania 64. Cząstki pierwszego składnika proszkowego są naładowane dodatnio; cząstki drugiego składnika proszkowego są naładowane ujemnie a cząstki trzeciego proszkowego składnika kompozycji są nienaładowane. Cząstki łączą się w komorze mieszania 64 i przechodzą do przewodu 65, skąd mogą być zebrane do odpowiedniego pojemnika.

Aparat z figury 4 jest zmodyfikowanym mikserem do żywności „Moulinex (znak towarowy) i posiada komorę mieszania 71, zawierającą łopatkę 72, rozciągającą się w dwóch kierunkach i zamocowaną na trzpieniu obrotowym 73. Łopatka może być obracana z wysoką szybkością przez silnik napędowy 74. Łopatka 72 ma ostrą krawędź natarcia w kierunku rotacji oraz ma pochyloną w górę część 75 na jednej stronie łopatki oraz pochyloną w dół część 76 na drugiej stronie łopatki. Pochylone części 75 i 76 łopatki 72 są obie zbieżne tak, że końcówki łopatki 72 są ostrymi punktami.

167 336

Wlot 77 dla powietrza o wysokiej prędkości jest umiejscowiony w ścianie komory 71 na poziomie łopatki 72. Komora 71 ma pokrywę 78, która zatrzymuje cząstki powłoki proszkowej, ale jest przepuszczalna dla powietrza. Pokrywa 78 może być na przykład wykonana ze spiekanego materiału termoplastycznego, takiego jak polipropylen lub spiekane szkło. Połączone działanie rotacji łopatki 72 oraz powietrza o wysokiej prędkości utrzymuje cały proszek w komorze mieszania 71 w stanie zasadniczo płynnym a silne działanie ścinające łopatki 72 rozbija wszystkie aglomeraty proszku, które mają tendencję do spadania w obszar rotacji łopatki 72 z powodu ich większego ciężaru niż niezaglwmerwwanych cząstek proszku.

Aparat z figury 5 posiada cylindryczną komorę mieszania 81, zawierającą łopatki 82, zamontowane na wale napędowym 83, który jest obracany przez silnik (nie pokazany). Siekacz 84, składający się z zestawu łopatek tnących 85, zamocowanych na trzpieniu obrotowym 86 jest umiejscowiony w połowie komory mieszania 81. Trzpień obrotowy 86 jest napędzany przez silnik 87, napędzając łopatki tnące 85. Łopatki 82 mają ukształtowaną krawędź natarcia 88 zbieżną w dwóch kierunkach do punktu 89 w celu ułatwienia mieszania proszków wzdłuż komory 81. Krawędź spływu 90 łopatek 82 jest również zbieżna, ale nie do punktu.

Aparat z figury 6 jest modyfikacją aparatu z figury 5 i te same części mają te same numery. Aparat zawiera dwa rodzaje wlotów dla roztworu środka granulującego. Komora mieszania 81 jest zmodyfikowana w ten sposób, że zawiera strefę górną, w której są umiejscowione serie głowic rozpyłowych, takich jak 92, zasilanych przez rurę 93 w ten sposób, że głowice rozpyłowe 92 znajdują się na zewnątrz drogi rotacji łopatek 82. Dodatkowy wlot 94 jest umiejscowiony w około połowie wysokości komory mieszania 81 i ma swój wylot 95 w sąsiedztwie łopatek 85 siekacza 84.

Przy stosowaniu aparat z figury 6 jest naładowany potrzebną ilością proszku i ewentualnie innych składników i działa początkowo jako suchy mikser. Po upłynięciu czasu mieszania wystarczającego do uzyskania mieszaniny statystycznej cząstek przez wloty 93 i 94 wprowadza się środek granulujący i kontynuuje mieszanie aż do uzyskania zaglomerowanych cząstek kompozytu. Po zakończeniu dodawania środka granulującego do komory mieszania przez wloty 93 i 94 doprowadza się ciepłe suche powietrze w celu stopniowego suszenia proszku w miarę jego aglomeracji, ograniczając wielkość tworzonych cząstek kompozytu.

Aparat z figury 7 jest zmodyfikowanym mikserem do żywności „Kenwood A516/5Y1“ (znak towarowy) i posiada silnik 101, zawarty w obudowie 102, który napędza łopatki mieszadła 103 wewnątrz komory mieszania 104. Wlot powietrza 105 prowadzi do komory wlotowej 106, oddzielonej od komory mieszania spiekiem szklanym 107. Do wlotu 105 może być doprowadzane powietrze o wysokiej prędkości w celu fluidyzacji materiału proszkowego w komorze 104 oraz ciepłe powietrze w celu suszenia w trakcie granulacji. Ucieczce produktu podczas mieszania lub granulacji zapobiega drugi ekran spiekany 108, który oddziela produkt od powietrza wyczerpanego.

Jak jest widoczne z porównania figur 8, 9A i 9B (gdzie wielkość powiększenia jest przedstawiona przez czarne lub białe paski skali), stopiony aglomerat według niniejszego wynalazku różni się zasadniczo od proszku konwencjonalnego. Na figurze 8 wielkość >90% objętościowych proszku jest ^50μιη, >90% objętościowych <70gm, <70% objętościowych <50μπι a średnia wielkość cząstek wynosi 35-50ąm; figury 9A i 9B przedstawiają wynik aglomeracji 90% objętościowych cząstek do wielkości <10 gm.

Poniższe przykłady ilustrują wynalazek.

Przykłady . Metoda aglomeaacj i z aastorbweniem paasy hydaaulizeaej . Aglomeaację zząstek osiąga się przez połączenie ciśnienia i temperatury.

Aparatura:

Blender MoulineK

Prasa hydrauliczna Moore'a

Stalowa forma prasownicza

Młynek do kawy MoulineK

Laboratoryjne sito testowe Endecotte 106 Micron

Procedura:

Wytwarza się odpowiednie próbki o żądanych proporcjach. Mieszanie uzyskuje się za pomocą dwóch piętnαstosekuedobsch biegów w blenderze MoulineK, zeskrob^ąc ścianki blendera między biegami. Wymieszaną próbkę przenosi się następnie do prasy hydraulicznej.

167 336

Dolna i górna płyta grzewcza mają nastawy temperaturowe 80°C. Formę prasowniczą trzyma się między tymi płytami przez 45 minut w celu umożliwienia zrównowagowania jej od temperatury pokojowej. Po zrównowagowaniu dolną połowę prasy obniża się w celu umożliwienia wprowadzenia próbki. Pomiędzy próbką a formą prasowniczą umieszcza się cienką błonę z nielepkiego materiału (PTFE) w celu zapobieżenia adhezji próbki do formy. Następnie próbkę umieszcza się w środku formy i przykrywa drugą nielepką błoną.

Następnie formę prasowniczą zamyka się i tak szybko jak to możliwe zwiększa się obniżenie hydrauliczne do 20 ton. Maksymalne obciążenie utrzymuje się przez 30 sekund przed zwolnieniem i usuwa się zaglomerowaną próbkę z pomiędzy nielepkich warstw.

Zakres przykładanych ciśnień wynosi 3 X 10⁶ do 7 X 10⁶ NM~².

Przed ponownym użyciem forma prasownicza powinna być zamknięta i pozostawiona do równowagowania przez 10 minut.

Zaglomerowana próbka ma postać płaskiego, okrągłego placka. Rozdrabnia się go przez wprowadzenie na 20-40 sekund do młynka do kawy Moulinex.

Rozdrobniony proszek przesiewa się następnie przez laboratoryjne sito testowe Endecotte 106 gm i zbiera. Proszek finalny ma generalnie taki rozkład wielkości cząstek, że 90% cząstek ma wielkość <120 gm i nie więcej niż 10% <10 gm.

Metoda oceny rozdziału elektrostatycznego

Technika oceny stopnia rozdziału w zaglomerowanej próbce i jej odpowiedniku mieszanym na sucho jest przedstawiona poniżej.

Aparatura:

Woltostatyczny pistolet natryskowy

Kabina na rozpylony proszek

Piec do suszenia (szerokość min. 60 cm).

Procedura:

Płytę stalową o wymiarach 58 X 10 cm odtłuszcza się ksylenem i wyciera do sucha. Zawiesza się ją poziomo wewnątrz kabiny za pomocą klipsów metalowych. Warunki pracy pistoletu wolnostatycznego ustawia się na: przyłożone napięcie 60 KV, ciśnienie powietrza 12 funtów na cal kwadratowy. Do podajnika pistoletu wprowadza się 40 g próbki i ustawia się koniec lufy pistoletu dokładnie 20 cm od środkowego punktu płyty. Pistolet ustawia się i aktywuje się bez poruszania aż do naniesienia całego proszku na jedną stronę płyty i umieszcza się płytę w piecu z odpowiednim programem utwardzania.

Ocena:

Ponieważ pistolet jest podczas nanoszenia utrzymywany statycznie, błona na płycie odpowiada przekrojowi poprzecznemu chmury proszku. Badając zmiany specyficznych właściwości w poprzek płyty mierzy się ewentualną segregację różnych rodzajów cząstek. Wybór badanej właściwości zależy od składników próbki; na przykład wypełniacz matujący, który oddziela się od proszku, będzie powodował powstawanie różnic w poziomie połysku w poprzek płyty.

Analiza ilościowa stopnia separacji nie jest możliwia z powodu różnic w grubości błony, występujących w poprzek płyty, których przyczyną jest statyczna centralna pozycja pistoletu. Różnice grubości błony mogą mieć wpływ na wartości absolutne, ale może on być wyeliminowany z wniosku końcowego przez porównanie więcej niż jednej płyty.

W poniższych przykładach w składnikach błonotwórczych stosowano następujące produkty: środki sieciujące:

- dla poliestrów: TGIC PT810 (izocyjanuranian triglicydylu z firmy CibalGeigy)

- dla żywic akrylowych: kwas dodekadonowy (Huls) przedmieszki środków poprawiających rozlewność:

Uralac P3188 (żywica poliestrowa z karboksylowymi grupami funkcyjnymi, zawierająca 10% w/w środka poprawiającego rozlewność Acronal 4F) (DSM)

Uralac 2518 (j. w., przy czym żywica akrylowa w przeważającej mierze oparta jest na kwasie tereftalowym i glikolu neopentylowym) (DSM)

Modarez III (polimer akrylowy na osnowie akrylanu butylu) (Protex, Francja)

167 336 przedmieszki katalizatora/katalizatorów:

Curazole C17Z M/B (żywica poliestrowa z karboksylowymi grupami funkcyjnymi, zawierająca 10% w/w Curazole C17Z, katalizatora na bazie imidazolu) (Inhouse Masterbatch z M and T Chemicals), katalizator oryginalny

Stearynian cynku A (Durham Chemicals): woski:

Worlee ADD 1200 (sproszkowany wosk syntetyczny, modyfikujący właściwości powierzchniowe) (Worlee-Chemie GmbH) wosk karnauba (Industrial Waxes)

Wosk AC8A (wosk polietylenowy) (Allied Chemicals)

Benzoina (środek odgazowujący) (SNIA UK)

Biel barytowa (wypełniacz) (Manchem Ltd.) pigmenty:

Bayferrox 3950 (Bayer)

Red Oxide 130BM (Bayer)

Carbon Black BP1300 (Cabot/Tennent Group)

Black pearls 1300 luzem (Cabot/Tennent Group)

Ti-pure R960 (Du Pont)

Tiona RCL472 (SCM Chemicals)

Heucosin Fast Blue G1737 (Heubach Chemicals)

Krzemionka TS100 (Aerosil) (Degussa)

Ksylen (rozpuszczalnik czyszczący) (Shell Chemicals).

Przykład I. Dodawanie wysokich stężeń katalizatora.

Katalizator trójfenylofosfinę (TPP) (dostawca M and T Chemicals), dostarczany w postaci pastylek, przygotowano do użytku przez zmielenie w młynku do kawy Moulinex, przesianie do wielkości <106 //m i mikronizację przy użyciu młyna Gueso M100, ciśnienie powietrza mikronizującego 8 barów, powietrza zasilającego 1,5 bara. Rozkład wielkości cząstek zmikronizowanego katalizatora był taki, że 99% cząstek miało wielkość <7,9 gm, przy średniej wielkości cząstek 3 gm.

Wszystkie wytworzone formuły były oparte na białym niekatalizowanym układzie poliester/TGIC, przedstawionym poniżej:

Formuła podstawowa	% wagowy
Poliester z kwasowymi grupami funkcyjnym (liczba kwasowa 39-41)	55,31
Izocyjan^anim Srlgllpynylu	6,895
Pigment biel tytanowa	30,00
Benzoina	0,3
Środek poprawiający rkolepnkść (Uralac 2518)	7,5
100%

Powyższa formuła ma stechiometrię 1:1.

Wytworzono trzy kompozycje wytłaczane.

1) Formuła podstawowa (jak opisano).

2) Formuła podstawowa + 0,2% TPP (w stosunku do wagi kompozycji).

3) Formuła podstawowa-+0,5% TP P (w stosunk u do całko witej wagi kompozycji).

Wytwarzanie prowadzono przez wytłaczanie każdej kompozycji przy użyciu wytłaczarki Buss (RLK46) (ustawienie temperatury 140°C, prędkość ślimaka 7), śrutując wytłoczony wyrób do postaci pastylek, mieląc pastylki za pomocą młynka Msulinex i przesiewając na końcu przez sito 106gm mesh.

Wytworzono pięć zaglomerowanych kompozycji:

4) Formułn podstawowa.

5) Ροπηιώ poastawowa + 0,2% Tw P βν snkundk u dg wagi catej pompozycji)

6) Formuła podstawowa + 0,5% TPP w stosunku do wag i catej kompozycjii)

7) Formuła podstawowo + 1,0% TPP w w ttou^nku do wai i aatej kompo/ccp)

8) Formuła podttawowa + 2,0% TPP w stouunku do wagi catej kompozpoei).

167 336

Dla każdej ze zaglomerowanych kompozycji 4 do 8 wytwarzanie formuły podstawowej przeprowadzano przez wytłaczanie i śrutowanie jak dla kompozycji (1) powyżej, po czym pastylki mielono przy użyciu młyna condux, a następnie mikronizowano przy użyciu młyna Gueso (M100) przy nastawie powietrza mikronizującego na 0,8 MPa a powietrza zasilającego na 0,1-0,5 MPa. Rozkład wielkości cząstek formuły podstawowej (wagowo) był taki, że 99% cząstek miało wielkość <16 pm.

Porcje zmikronizowanych formuł zmieszano na sucho ze wskazanymi porcjami zmikronizowanego TPP, a suche mieszanki prosuku i katalizatora aglomerowano, stosując opisaną powyżej metodę aglomeracji przy użyciu prasy hydraulicznej. Otrzymane do wielkości <106 pm i mikronizację przy użyciu młyna Gueso M100, ciśnienie powietrza mikronizującego 0,8 MPa, powietrza zasilającego 0,15 MPa. Rozkład wielkości cząstek zmikronizowanego katalizatora był taki, że 99% cząstek miało wielkość 7,9 pm, przy średniej wielkości cząstek 3 pm.

Wszystkie wytworzone formuły były oparte na białym niekatalizowanym układzie poliester/TGIC, przedstawionym poniżej:

Formuła podstawowa % wagowy

Poliester z kwasowymi grupami funkcyjnymi (liczba kwasowa 39-41) 55,31

Izocyjanuranian triglicydylu 6,895

Pigment biel tytanowa 30,00

Benzoma 0,3

Środek poprawiający rozlewność (Uralac 2518) 7,5

100%

Powyższa formuła ma stechiometrię 1:1

Wytworzono trzy kompozycje wytłaczane.

1) Formuła podstawowa (jak opisano).

2) Formula podstawowa + 0,2% TPP (w stosunku do aałkowijej wagi kompozyc)i).

3) l^om^-uaa podstowowa -00,%% TPP w O o aaikowije( wggń korppozyc)i).

Wytwarzanie prowadzono przez wytłaczanie każdej kompozycji przy użyciu wytłaczarki Buss (RLK46) (ustawienie temperatury 140°C, prędkość ślimaka 7), śrutując wytłoczony wyrób do postaci pastylek, mieląc pastylki za pomocą młynka Moulinex i przesiewając na końcu przez sito 106 pm mesh.

Wytworzono pięć zaglkmerkwauych kompozycji:

4) Formuta podstawowa.

5) Formuła podstawowa +0,2% TPP (w stosunku do wagi całej kompozycji)

6) Formuła podstawowa +0,5% TPP (w stosunku do wagi całej kompozycji)

7) Formute podstowowa + 1,0% TPP w stosnnUu O o wggi Gajek kompozyc)i)

8) Formute podstowowa + 2,0% TPP w stosukUu Oo wggć cajej kompozyc)i)

Dla każdej ze zaglkmerkwauych kompozycji 4 do 8 wytwarzanie formuły podstawowej przeprowadzano przez wytłaczanie i śrutowanie jak dla kompozycji (1) powyżej, po czym pastylki mielono przy użyciu młyna condux, a następnie minrknizkwank przy użyciu młyna Gueso (M100) przy nastawie powietrza minrkuizującegk na 8 barów a powietrza zasilającego na 0,1-0,5 MPa. Rozkład wielkości cząstek formuły podstawowej (wagowo) był taki, że 99% cząstek miało wielkość <16 pm.

Porcje zmikrknizkwauych formuł zmieszano na sucho ze wskazanymi porcjami zmikromzowanego TPP, a suche mieszanki proszku i katalizatora aglomerowano, stosując opisaną powyżej metodę aglomeracji przy użyciu prasy hydraulicznej. Otrzymane płytki materiału zmielono, stosując młynek do kawy Mkulinex i przesiano przez sito 106 pm mesh.

Oznaczono czasy żelowania w 200°C dla wszystkich 8 próbek proszku. Otrzymano następujące wyniki:

167 336

% wagowy użytego TPP	Wytłaczanie	Aglomeracja
0	>840 sekund	>840 sekund
0,2	134 sekundy	157 sekund
0,5	58 sekund	94 sekundy
1,0	-	66 sekund
2,0	-	37 sekund

Układy te o wyższych niż normalnie poziomach dodawania katalizatora (to jest kompozycje 7 i 8) wykazują zadowalające właściwości mechaniczne i stanowią opcję układów o szybszym suszeniu. Takie poziomy dodawania katalizatora nie są możliwe dla kompozycji wytłaczanych.

W eksperymencie tym stosowano wytłaczarkę jednoślimakową, zasilaną w sposób ciągły przy nastawie temperatury 240°C. Dostępne dane wskazują, że czas przebywania materiału w wytłaczarce zawarty jest w zakresie od 40 do 125 sekund, przy modalnym czasie przebywania wynoszącym 55 sekund. Dane te w zestawieniu z danymi o czasach żelowania pokazują, dlaczego układy o wysokich stężeniach katalizatora nie mogą być wytłaczane bez zachodzenia w wytłaczarce w znacznym stopniu reakcji wstępnej.

Przykład II. Powłoki niskotarciowe.

Dodatek zmniejszający tarcie, polimeryczny wosk perfluoroalkoksylowy, o wysokim ciężarze cząsteczkowym PFA (z firmy Du Pont) proszek 532-5010, o średniej wielkości cząstek ~ 30 μπι, przy 99% cząstek o wielkości <90/zm, stosowano w postaci dostarczanej przez producenta.

Materiał ten dodawano do poniższego podstawowego układu powłoki proszkowej:

% wagowy

Poliester z kwasowymi grupami funkcyjnymi (liczba kwasowa 32-36) 51,92

TGIC ' ' 6,88

Uralac P3188 (przedmieszka środka poprawiającego rozlewność) 10,00

Benzoina 0,3

Wosk karnauba 0,3

Przedmieszka katalizatora 0,6

100% wagowych

Przebadano cztery kompozycje.

1) Formula podstawowa (normalna wielkość zząstek).

2) Meeszanka suhha : ίοη™^ podtaawowa+ 20% (w stosunku do wagi całej kompozycji) PFA

3) Kompozycja ąązzme wydazzana : fomm^aa poąstawowa -a 20% (w stosunku do wagi całej kompozycji) PFA

4) Aglomeaa t slopiozy: formuta podstawowa + 20% (w stosunku do wagi całej kompozycji) PFA

Kompozycję (1) wytwarzano przez wstępne mieszanie w aparacie Baker Perkins przez 90 sekund; wytłaczanie na wytłaczarce Buss (PLK46) (obroty ślimaka 12, temperatura bębna 140°C (nastawa)); śrutowanie w aparacie Baker Ptrkiaą; proszkowanie w młynie ACM3 (szybkość wirnika 10900, szybkość klasyfikatora 3600, szybkość zasilania 2,5); i na końcu przesiewanie przez sito 150pm mesh. Rozkład wielkości cząstek dla formuły przezroczystej po przesianiu był taki, że 99% wagowych cząstek miało wielkość <104 pm, przy średniej wielkości cząstek 32-40 μιη.

Kompozycję (2) otrzymano przez dodanie wosku do podstawowej czystej formuły i wytrząsanie w celu zmieszania składników.

W przypadku kompozycji (3) wosk dodawano do formuły przed przedmieszkowaaieη i wytłaczano łącznie, stosując wytłaczarkę Buss (PLK46) przy nastawie temperaturowej 140°C i obrotach ślimaka 8, a materiał wytłoczony proszkowano za pomocą młynka do kawy (MoulineK) i przesiewano przez sito 106 μm.

167 336

W przypadku kompozycji (4) składnik podstawowy, przygotowany jak dla kompozycji 1, po przesianiu sproszkowano, otrzymując rozkład wielkości cząstek z 99%<10 pm przy średniej wielkości cząstek 4 do 6 pm, i do podstawowego składnika dodano wosk poprzez aglomerację rozpuszczalnikową, dodając 22 g metanolu w ciągu 6 minut i szybkości w przybliżeniu 300 obr/min. Podczas dodawania metanolu (BDH Analar) nad próbką przepuszczano suche sprężone powietrze z prędkością w przybliżeniu 1 litra/minutę, a po zakończeniu dodawania suche sprężone powietrze przepuszczano z prędkością 15 litrów/minutę przez 15 minut. Następnie przed natryskiwaniem próbkę suszono przez dalsze 10 minut.

Po wysuszeniu próbka była sypka i fluidyzowalna oraz nadawała się do nanoszenia elektrostatycznego (tylko 10% <10pm). Rozkład wielkości cząstek (wagowo) odpowiadał 99% cząstek <87 pm przy średniej wielkości cząstek 28-37 pm.

Wszystkie kompozycje nanoszono za pomocą standardowego aparatu do elektrostatycznego natryskiwania proszków (napięcie przyłożone 70 KV). Podłożem były odtłuszczone, nieobrobione płyty stalowe walcowane na zimno (grubość 1 mm) o wymiarach w przybliżeniu 4 X 22. Suszono przez 15 minut w 200°C (całkowity czas suszenia).

Współczynnik tarcia ślizgowego mierzono stosując metodę Ministerstwa Obrony DEF STAN 80-73/1 dla powłok pokładowych, używając podłoża kauczukowego i mierząc współczynnik tylko na suchej powierzchni. Stwierdzono, że współczynnik tarcia dla kompozycji 4 jest o połowę mniejszy niż dla kompozycji 1, co wskazuje na to, że dodatek proszku PFA za pomocą opisanej metody aglomeracji skutecznie zmniejsza współczynnik tarcia ślizgowego wykończonej błony.

Pewne zmniejszenie współczynnika tarcia ślizgowego uzyskano również w kompozycjach 2 i 3 (to jest kompozycjach otrzymanych przez mieszanie na sucho i przez wytłaczanie).

Przykład III. Wprowadzanie utwardzaczy kauczukowych.

Utwardzacz kauczukowy (Paraloid KH3345 (znak towarowy), z firmy Rohm and Haas), dostarczany w wielkości cząstek 98% <170 pm i średniej wielkości cząstek 90-104 pm, przesiano przez sito 32pm mesh, otrzymując wielkość cząstek 94% <37pm. i średnią wielkość cząstek 21-28 pm.

Utwardzacz kauczukowy dodano do podstawowego układu poliester/TGIC o następującej formule:

	% wagowy
Żywica poliestrowa z karboksylowymi grupami funkcyjnymi (liczba kwasowa 35)	91,7
TGIC	6,9
Benzoina	0,4
Środek poprawiający rozlewność	1,0
	100%

Wytworzono trzy kompozycje:

1) Formuaa podsaawowa (j^ak opisano powyżj))

2) Kompozycja łącznie wytłaczana: formuła podstawowa + 15% (w stosunku do wagi całej kompozycji) utwardzacza kauczukowego.

3) Aglomeraż stopóony : formukż podsaawowa + 15% (w stosunku do wagi całej kompozycji) utwardzacza kauczukowego.

Kompozycje (1) i (2) wytwarzano przez wytłaczanie na wytłaczarce Buss (PLK 46) w temperaturze 140°C i obrotach ślimaka 7, śrutując materiał wytłoczony do postaci pastylek, mieląc pastylki za pomocą młynka do kawy Moulinex i przesiewając przez sito 106 pm.

W przypadku kompozycji (3) składnik podstawowy wytwarzano przez opisane powyżej etapy wytłaczania, śrutowania i mielenia, a następnie mikronizowanie za pomocą mikronizera M100 przy nastawie powietrza mikronizującego na 0,8 MPa i nastawie powietrza zasilającego na 0,15 MPa. Utwardzacz kauczukowy dodano do zmikronizowanego proszku i aglomerowano tę próbkę metodą aglomeracji rozpuszczalnikowej, stosując 15 g metanolu (Analar z BDH) i 100 g mieszanki zmikronizowany proszek/utwardzacz kauczukowy.

167 336

Wszystkie trzy kompozycje nanoszono stosując standardowy aparat do natryskiwania elektrostatycznego (przyłożone napięcie 70 KV) na podłoże aluminiowe Bonderite 711(1 mm) 6 X 4 (z firmy Brent). Wszystkie płyty suszono w piecu przez 15 minut w 200°C (całkowity czas suszenia).

W celu oceny udarności wszystkich trzech formuł stosowano obciążnikowy przyrząd do pomiaru udarności ze spadającym ciężarem 1 kg.

Uderzenia o sile 1 dżula na przednią i odwrotną stronę płyt powodowały w przypadku wszystkich kompozycji pewien stopień porysowania lub spękania. Wygląd płyt utwardzanych kauczukiem po uderzeniu różnił się znacznie od wyglądu płyt nie utwardzanych.

Dla kompozycji (1) (bez utwardzacza kauczukowego):

Uderzenie na stronę przednią (uderzenie bezpośrednio na powierzchnię powłoki):

Uszkodzenie składało się z serii ciągłych koncentrycznych kół wokół miejsca uderzenia.

Uderzenie na stronę odwrotną (uderzenie na niepowlekaną stronę płyty):

Uszkodzenie składało się z ciągłych linii promieniowych pokrywających cały obszar uderzenia.

Dla kompozycji 2 i 3 (15% utwardzacza kauczukowego, odpowiednio wytłaczana i aglomerowana):

Uderzenie na stronę przednią:

Uderzenie powodowało nieciągłe spękania z pewnym stopniem wiórkowania naprężeniowego, które nie pokrywało całego obszaru uderzenia.

Uderzenie na stronę odwrotną:

Uderzenie wywoływało krótkie linie uszkodzeń koncentrujące się wokół obszaru uderzenia. Inaczej niż w kompozycji (1), te linie uszkodzenia nie tworzyły ciągłych koncentrycznych kół.

Wykazano, że dodanie utwardzacza kauczukowego powoduje zmianę rodzaju uszkodzeń: utwardzacz kauczukowy zmniejsza stopień spękania i długość spękań.

Przykład IV. Zmniejszenie połysku poprzez wprowadzenie niemieszalnego składnika żywicowego.

(a) Przykład pierwszy	% wagowy
Składnik A (biały, poliester)
Poliester z karboksylowymi grupami funkcyjnymi (liczba kwasowa 29)	45,65
Przedmieszka środka poprawiającego rozlewność Uralac P3188	7,34
TGIC	3,42
Pigment: Ti-Pure R960	15,84
Pigment. Tiona RCL472	10,55
Wosk AC8A	0,20
Benzoina	0,50
Wosk ADD 1200	0,50
Katalizator (stearynian cynku A)	0,12
Wypełniacz (biel barytowa)	15,87
Składnik B (przezroczysty, akrylowy)
Poliakrylan z grupami glicydylowymi	82,00
Kwas dodekanodiowy	16,70
Benzoina	0,30
Środek poprawiający rozlewność (Modarez III)	1,00

Każda z przedmieszek A i B była wytłaczana na wytłaczarce Buss PLK46, przy obrotach ślimaka 80 obrotów/minutę i nastawie temperatury 140°C. Materiały wytłoczone następnie mikronizowano w młynie Kek i przesiewano przez stalowe sito 106pm mesh. Następnie oba materiały mikronizowano, stosując urządzenie Gueso M100, pracujące przy następujących nastawach: powietrze 0,9 MPa, powietrze mikronizujące 0,9 MPa, powietrze zasilające 0,1 MPa, szybkość doprowadzania materiału 70. Otrzymano następujące rozkłady wielkości cząstek:

167 336

Składnik A (poliester)	Składnik B (akryl)
99% poniżej 25 /tm średnia 6 pm	99% poniżej 25 pm średnia 3pm

Dla porównania wytworzono również proszek przez łączne wytłaczanie składników A i B w stosunku 85/15 przy pozostałych procedurach identycznych.

Składniki A i B poddawano aglomeracji w stosunkach 90/10 i 85/15 w/w przy użyciu opisanej powyżej metody z prasą hydrauliczną. W wyniku tego otrzymano sypkie i fluidyzowalne proszki o rozkładzie wielkości cząstek odpowiadających 90% cząstek poniżej 120gm i średniej wielkości 30-35 gm, przy niej więcej niż 10% cząstek poniżej Dgm.

Zaglomerowane proszki nanoszono za pomocą standardowych technik natryskiwania elektrostatycznego przy użyciu napięcia 70 KV na obrobione chromianem płyty aluminium (Ardrox Pyrene-Bonderite 711) o wymiarach 6' X 4' X 1 mm i suszono w komorze pieca elektrycznego przez łącznie 15 minut w 200°C.

Pomiary połysku, udarności i podatności przy próbie zginania złącza teowego usieciowanych błon (grubość błony =50 gm) dały następujące wyniki:

Połysk (pomiar w 20°, 60°C i 86°C przy użyciu reflektometru laboratoryjnego.

	Aglomerat 90/10	Aglomerat 85/15	Wytłoczka 85/15
20°C	4%	2%	31%
60°C	10%	6%	77%
86°C	16%	8%	93%

Właściwości mechaniczne

	Aglomerat 90/10	Aglomerat 85/15	Wytloczka 85/15
Udarność R	5J	2,5J	2,5J
Podatność	1T	2T	-

Wartości udarności należy porównać z wartościami dla układów jednoskładnikowych, które wynoszą generalnie 1J lub mniej dla żywic akrylowych i 10J lub więcej dla poliestru. Wyniki podatności przy próbach zginania złącza dwuteowego są dobre dla aglomeratu 85/15 i bardzo dobre dla aglomeratu 90/10.

Badania segregacji przeprowadzono dla kompozycji aglomerowanej 85/15 i kompozycji 85/15 mieszanej na sucho („normalny rozkład wielkości cząstek) zgodnie z opisaną powyżej metodą separacji elektrostatycznej.

Przy kącie obserwacji 60° płyta pokryta materiałem aglomerowanym wykazywała równomierny połysk na całej powierzchni, wynoszący 6%, natomiast dla materiału mieszanego na sucho uzyskano rozrzut połysku między 7 a 30%. To wskazuje, że w aglomerowanym materiale nie zachodzi segregacja, natomiast mieszanka sucha ulega w pewnym stopniu segregacji podczas natryskiwania, tworząc obszary bogate w jeden z materiałów, co powoduje zmienność połysku na natryskiwanej powierzchni.

(b) Przykład drugi

Jako składnik A użyto standardowy biały poliester z połyskiem, usieciowany za pomocą TGIC.

Jako składnik B użyto mikronizowany proszek akrylowy, wytworzony w opisany poniżej sposób.

Kompozycja Waga (kg)

Metakrylan metylu 1,20

Metakrylan glicydylu 0,50

Akrylan 2-etyloheksylu 0,30

Triganox 2l (inicjator nadtlenkowy) 0,03

Ksylen 2,00

167 336

Ksylen ogrzewano do wrzenia pod chłodnicą zwrotną i dodano w ciągu dwóch godzin, utrzymując wrzenie, materiały metakrylanowe i haksylwakrylanowe oraz 0,025 kg inicjatora Triganox. Wrzenie kontynuowano przez jedną godzinę, po czym dodano następnie 0,005 kg inicjatora triganox i kontynuowano ogrzewanie do wrzenia przez następną godzinę. Rozpuszczalnik oddestylowano, a pozostałość oddestylowano pod próżnią w temperaturze poniżej 180°C. Produkt miał lepkość 140 puazów w 200°C (stożek i płyta ICI), ciężar równoważnikowy 568, średni liczbowy ciężar cząsteczkowy 9900 i średni wagowy ciężar cząsteczkowy 24000.

Wytwarzanie proszku akrylowego

Proszek akrylowy wprowadzono do prostej formuły powłoki proszkowej zgodnie z proporcjami przedstawionymi poniżej.

% wagowy

Polimer akrylowy 73

Kwas dwdekaewwy 15

Środek poprawiający rozlebewść (Modarez III) 1

Benzoina 1

Wypełniacz (biel barytowa) 10

Powyższą formułę zmieszano w mikserze o silnym mieszaniu i wytłoczono na wytłaczarce dwuślimαkwwaj MPC30. (Nastawa temperatury 125°C, obroty ślimaka 400 obr/mie. moment obrotowy 60%, prędkość zasilania 250). Otrzymane pastylki zmielono (młyn condux) i przesiano przez sito 250 mikronów mesh. Wielkość cząstek tego proszku zmniejszono dodatkowo, stosując mikronizer Gueso M100 (powietrze mikronizujące 0,9 MPa, powietrze zasilające 0,1 MPa).

Do aglomeracji stosowano mikser Henschela, zmodyfikowany przez wprowadzenie płaszcza grzejnego, płaszcza chłodzącego, łopatek do raskrw0ywaeia ścianek wewnętrznych i wnętrza pokrywy oraz chłodzenia powietrzem łożyska głównego wirnika.

Aglomerację przeprowadzano w sposób następujący: temperaturę ustawiono na 72°C, obroty miksera na 2000 obr/min dla pierwszej minuty a następnie 800o0r/mie na resztę procesu. Do urządzenia załadowano 2 kg mieszanki proszku poliestrowo-akrylowego 95:5. Czas biegu wynosił 30 minut.

Wielkości cząstek materiałów wyjściowych (oddzielnie i mieszanych) oraz produktu gotowego oznaczono za pomocą miernika wielkości cząstek Galai CIS-1. Przedstawiono je jako dowód aglomeracji.

Wielkość, pm	Proszek poliestrowy	Proszek akrylowy	Mieszanina (95:5)	Produkt gotowy
Średni	56,0	4,7	4,4	62,5
% o0j.<5 ytm	0,56	63,9	3,4	0,75
%w0j.<10 yrm	1,93	99,1	7,9	1,6

Wyniki pomiarów połysku natryskanej i uaiaciobaeej płyty są następujące:

Przy kącie obserwacji 20° 60° 85°

Połysk produktu gotowego (%) 2% 5 4

Zmniejszenie frakcji <5μιη i 10 pm w procesie Henschela jest dobrym dowodem aglomeracji. Doskonały efekt matowania żywicy akrylowej jest pokazany za pomocą pomiarów połysku. Podczas gdy gotowy jest produkt był natryskiwany prawidłowo podczas nanoszenia, mieszanka sucha zachowywała się jak proszek kohezyjny (zbrylanie, odrywanie się od pistoletu, nierównomierna gęstość chmury proszku).

Przykład V. Wytwarzanie wykończeń cętkowanych.

Aglomerat wytworzono z dwóch barwnych proszków poliester/TGIC (niebieskiego i białego), przy czym proszek biały miał skład taki jak składnik A, opisany w przykładzie 4, zaś proszek niebieski miał skład następujący:

167 336 % pαgkpy

Poliester z kwasowymi grupami funkcyjnymi
(liczba kwasowa 29)	27,70
TGIC	4,50
Poliester z kwasowymi grupami funkcyjnymi
(liczba kwasowa 30-37)	22,16
Przenηiesoka środka poprawiającego rzewność
Uralac P3188	11,08
Wosk AC8A	0,30
Benzoina	0,20
Pigment· RTC30 (pigment TiO2)	0,82
Pigment: He^osin Fast Blue G1737	22,16
Wypełniacz (Biel barytowa)	11,08

Przenηleszki dla proszków niebieskiego i białego wytłaczano oddzielnie na wytłaczarce Buss PLK46 przy nastawie temperaturowej 140°C i obrotach ślimaka 9. Otrzymane wytłoczki śrubowe i proszkowe za pomocą młyna Kek i przesiewano przez sito 106/m mesh, otrzymując w każdym przypadku średnią wielkość cząstek 30-35 gm i rozkład <99% <3120/m oraz nie więcej niż 10% <10 /zm.

Oba proszki połączono w stosunku 1:1 za pomocą opisanej powyżej metody z prasą hydrauliczną. Otrzymano sypki i fluidyokwαlny proszek o średniej wielkości cząstek 30-35 /m przy rozkładzie 90% <120gm i nie więcej niż 10% <10gm.

Proszek nanoszono zwykłymi metodami natryskiwania elektrostatycznego na płyty aluminiowe Bon^nte 711 i suszono w piecu przez 15 minut w temperaturze 200°C. Wytworzone błony miały jednorodną heterogenność koloru, to jest stopień cętkowania był stały na całej powierzchni płyty; był on mierzony za pomocą Cielab Colour Computer. Rozlewność, poziomowanie i poziom połysku pozostały niezmienione w porównaniu z płytami jednobarwnymi.

Test segregacji przeprowadzono za pomocą opisanej powyżej metody separacji elektrostatycznej. Poprzez pomiary koloru wzdłuż szerokości płyty nie można stwierdzić żadnej segregacji. Dla otrzymanej na sucho mieszanki tak samo zabarwionych cząstek otrzymano znaczną segregację wzdłuż płyty, natomiast aglomerowana mieszanka tych samych cząstek nie wykazywała wcale istotnej segregacji.

Przykład VI. (a) Przykład pierwszy. Korekcja koloru.

Przygotowano trzy składniki barwne („podstawy koloru), używając następujących pigmentów

1) Żółty tlenek żelaza Bayferrox 3950

2) Syntetyczny sproszkowany czerwony tlenek Grade 130BM

3) Sadza czarna typ B.P. 1300

1) Podstawa Bayferrox 3950	% wagowy
Poliester z kwasowymi grupami funkcyjnymi
(liczbr kwasowa 32-36)	66,58
TGIC	5,73
Proenηlesoka środka poprawiającego rozlewność
Uralac P3188	10,00
Wosk karnauba	0,30
Przenηieszka katalizatora (Curazole C17Z)	0,30
Pigment Bayferrox 3950	6,48
Wypełniacz (biel barytowa)	10,00

Wytłaczanie prowadzono na wytłaczarce Buss PLK46 przy nastawie temperaturowej 140°C i obrotach ślimaka 9; proszkowanie prowadzono za pomocą młyna Keka. Po zmikronizowaniu w aparacie Gueso M100 przy ciśnieniu powietrza zasilającego 0,05 MPa, szybkości zasilania 70 i ciśnieniu powietrza ηikronizująpego 0,8-1 MPa produkt miał rozkład wielkości cząstek taki, że 99% cząstek miało wielkość <8gm i średnią wielkość cząstek 3,4/zm.

167 336

2) Podstawa z syntetycznego minrkuizkoaueak czerwonego tlenku 130 BM % wagowy Poliester z kwasowymi grupami funkcyjnymi (liczba kwasowa 32-36) 71,88

TGIC 6,13

Uralac P3188 10,00

Wosk naruasba 0,30

Benzoina 0,30

Przedmieszka katalizatora (Curaz^e C17Z) 0,60

Pigment czerwony tlenek 130BM 5,79

Wypełniacz (biel barytowa) 5,00

Sposób wytwarzania był identyczny jak opisany powyżej sposób dla podstawy Bayferrox 3950 (1). Otrzymany proszek miał rozkład wielkości cząstek odpowiadający 99% cząstek <8 pm i średnią wielkość cząstek 3,9 pm.

3) Baza sadzy czarnej typ BP 1300	% wagowy
Poliester z kwasowymi grupami funkcyjnymi
(liczba kwasowa 32-36)	67,88
TGIC	5,83
Uralac P3188	10,00
Wosk naruauba	0,30
Benzoina	0,30
Przedmleszna katalizatora (Curaz^e C17Z)	0,60
Pigment sadza BP1300	3,09
Wypełniacz (biel barytowa)	12,00

Wytwarzanie przeprowadzono tak, jak opisano powyżej w (1), oprócz tego, że przy wytłaczaniu stosowano obroty ślimaka 8.

Wytworzony proszek miał rozkład wielkości cząstek odpowiadający 99% cząstek <8 pm i średnią wielkość cząstek 3,5 pm.

Podstawy koloru dodano następnie do kompozycji powłok proszkowych o konwencjonalnej wielkości cząstek, które miały odcień nieco różniący się od pożądanego. Ilość każdego z pigmentów, potrzebne do uzyskania korekcji koloru obliczono za pomocą komputera kolorów.

Aglomerację przeprowadzono za pomocą opisanej powyżej metody z prasą hydrauliczną. Otrzymany sypki i fluidyzowalny proszek miał rozkład wielkości cząstek odpowiadający 90% cząstek <120pm i nie więcej niż 10% <10pm.

Dla celów porównania trzy pigmenty użyto również stosując technikę dodawania pigmentu na sucho.

Aglomerat nanoszono normalnymi metodami natryskiwania elektrostatycznego na płyty aluminiowe Bonderite 711 i suszono w piecu przez 15 minut w 200°C.

Obie techniki korekcji dają kolor spełniający wymagania. Jednakże dodawanie podstaw koloru daje bardziej dokładną korekcję niż dodawanie pigmentu na sucho. Sprawdzenie z bliska (< 15 cm) błony skorygowanej przez dodanie pigmentu na sucho wykazało pewien stopień niejednorodności, gdzie obszary różniących się kolorów mogą być odróżnione nieuzbrojonym okiem. Tego nie zaobserwowano przy korekcji za pomocą podstaw koloru. Nie było znaczących zmian w rozlewności i poziomowaniu, spowodowanych przez zwiększony stosunek substancje stałe: środek wiążący w błonach.

(b) Przykład drugi. Wytwarzanie składników. Proszek poliestrowy o normalnej wielkości cząstek wytworzono standardowymi metodami. Drugi składnik poliestrowy wytworzono w sposób następujący:

% wagowy
Polimer poliestrowy	76,15
Izkcyjausrauiau triglicydylu (TGIC)	5,7
Pigment purpura chromowa sickmlu red	16,5
Benzoina	0,30
Akrylanow}' środek poprawiający rzewność	1,0
Katalizator	0,05

167 336

Przed wytłaczaniem na wytłaczarce Buss PR46 Kno-Kneader w temperaturze 140°C i obrotach ślimaka 8, składniki mieszano w mikserze o wysokiej intensywności mieszania. Pastylki rozdrobniono i przesiano do wielkości poniżej 250 pm, po czym mikronizowano do wielkości cząstek odpowiadających wielkości 90% cząstek <10pm w mikronizerze Gueso M100 (ciśnienie powietrza mikronizującego 0,8-1 MPa, ciśnienie powietrza zasilającego = 0,1 MPa i prędkość zasilania proszkiem = 70).

Warunki aglomeracji: 2 kg mieszanki białego poliestru o normalnym rozkładzie wielkości cząstek i mikronizowanego proszku poliestru pomarańczowego w stosunku wagowym 95:5 załadowano do zmodyfikowanego aparatu Henschela z przykładu IVb. Warunki w aparacie były następujące: nastawienie temperatury płaszcza 65-68°C i szybkość 1500 obr/min przez 55 minut. Na dalsze 20 minut szybkość obrotów ustawiono na 1600 obr/min i zwiększono nastawę temperatury do 70°C.

Dowód aglomeracji: Płyty natryskano, stosując stacjonarny elektrostatyczny pistolet proszkowy wycelowany w środek płyty. Wysuszone błony nie powinny zatem wykazywać żadnej separacji proszków z powodu braku aglomeracji spowodowanej różnicami koloru błony w różnych miejscach płyty. Przeprowadzono pomiary błon za pomocą komputera kolorów (ICS Colour Systems Micromatch 9000) w miejscach znajdujących się w środku płyty i w stałej odległości poniżej tych miejsc (125 mm).

Różnice koloru pomiędzy pozycją środkową a pozycją ustaloną w nieaglomerowanej mieszance wyjściowej porównano z różnicami w produkcie zaglomerowanym, stosując tę samą technikę.

	AE
Materiał wyjściowy	4,69
Produkt	0,94

E jest miarą różnicy w pozycji koloru w przestrzeni między dwoma punktami i jest liczony z: AE = A L + AA + AB gdzie AL = różnic a w o si jaskrawość i, t o jest jaśniej/ciemniej gdzie A A = Γόζηίτ w osi ζίεΙεήΛ^^ίεή gdzie AB = różnica w os i błęktt/żółć

Zatem im ni/sza jest wartość E, tym bliższe są koloyy pomiędzy pozycjami.

Analiza wielkości cząstek materiałów wyjściowych i gotowego produktu przeprowadzono stosując analizator cząstek Galai CIS-1.

Wielkość, μτα	Biały poliester	Pomarańczowy poliester	Mieszanina 95.5	Produkt aglomerowany
Średni	56,0	3,5	52,1	60,6
% obj.<5 /mi	0,6	84,0	2,7	0,4
% obj.<10 /rm	1,9	100,0	4,9	1,3

Zmniejszenie frakcji <5 pm i <10pm wskazuje, że takie cząstki zostały zużyte w aglomeracji, a niewielki wzrost średniej wielkości cząstek jest dodatkowym dowodem na fuzję dużych białych cząstek ze znacznie drobniejszym proszkiem podbarwiającym.

W wyniku tego otrzymuje się błonę koloru różniącego się odcieniem od koloru podstawowego proszku o normalnej wielkości cząstek.

Przykład VII. Powłoka odporna na ścieranie.

Jako dodatki użyto kalcynowany bauksyt (300mesh) FQ0060, tlenek glinu o zawartości do 12% SiO2, o wielkości cząstek odpowiadającej 99% cząstek poniżej 30pm i średniej wielkości 5,8 pm.

167 336

Składnik błonotwórczy	% wagowy
Poliester z kwasowymi grupami funkcyjnymi
(liczba kwasowa 29)	54,67
Uralac P3188	10,93
TGIC	4,86
Wosk AC8A	0,30
Benzoina	0,20
Pigment: Black pearls 1300 luzem	1,70
Wypełniacz (biel barytowa)	27,34
Dodawanie przed mieleniem-
Dodatek poprawiający sypkość
(środek silikonowy TS100)	0,50

Surowce do składnika błonotwórczego wytłaczano na wytłaczarce laboratoryjnej Buss PLK46 (nastawa temperatury 140°C, nastawa obrotów ślimaka 9) i po dodaniu środka krzemionkowego proszkowano w młynie Kek, po czym mikronizowano w urządzeniu Gueso M100 (ciśnienie powietrza zasilającego 0,1 MPa, ciśnienie mikronizujące 0,9 MPa, szybkość zasilania 70), otrzymując wielkość cząstek odpowiadającą 99% cząstek poniżej 20pm, przy średniej wielkości cząstek 4,5 pm.

Do proszku dodano boksyt w ilości 25% wagowych, po czym przetwarzano go za pomocą metody z prasą hydrauliczną. Produkt był sypkim, fluidyzowalnym proszkiem, którego —99% cząstek miało wielkość poniżej 120 pm, 10% poniżej 10 pm, a wielkość średnia cząstek wynosiła 30-35 pm.

Zaglomerowany proszek i składnik błonotwórczy naniesiono za pomocą standardowej metody natryskiwania elektrostatycznego (przyłożone napięcie 70 KV) na płytę Taber, walcowaną na zimno płytę stalową wielkości 4 kwadratowych z umieszczonym centralnie otworem 1/4 o grubości 0,04 (1 mm). Po 15 minutach suszenia w piecu w 200°C oznaczono odporność płyt na ścieranie za pomocą standardowego testu na Odporność Powłok Organicznych na Ścieranie według Taber Abrader, opisanego w ASTM D4060-84.

Zanotowano następujące szczegóły testu:

Temperatura pokojowa 20°C Grubość powłoki w przybliżeniu 60 pm Koła ścierne Calibrase CS-10 Przyłożone obciążenie 1000 g 1000 cykli ścierania

Straty wagi dla płyty powleczonej proszkiem błonotwórczym (płyta standardowa) i dla płyty powleczonej aglomeratem (płyta testowa) były następujące:

Strata wagi płyty standardowej = 0,050 g Strata wagi płyty testowej = 0,021 g

Wyniki te wskazują, że płyta testowa, powleczona aglomeratem, była znacznie bardziej odporna na ścieranie niż płyta standartowa.

Przykład VIII. Przeciwślizgowe powłoki proszkowe.

Piasek o wielkości cząstek odpowiadającej 99% cząstek o wielkości poniżej 180 pm i średniej wielkości cząstek 120 pm wysuszono w piecu, zmielono w młynie Kek i przesiano przez sito 150pm mesh, po czym przesiano ponownie przez sito 106 pm mesh i dodano do sproszkowanego składnika błonotwórczego z przykładu VII w stosunku wagowym 1:1.

Składniki aglomerowano za pomocą metody z prasą hydrauliczną, przesiewając jednakże proszek przez sito 150 pm mesh zamiast przez sito 106 pm mesh, jak wskazano. Produkt był sypkim i fluidyzowalnym proszkiem o —99% cząstek o wielkości poniżej 180pm, 10% poniżej 10 pm i średniej wielkości cząstek 75 pm.

Produkt aglomerowany i środek wiążący nanoszono za pomocą standardowej techniki natryskiwania elektrostatycznego (przyłożone napięcie 70 KV) na płyty pochylone, walcowane na zimno blachy stalowe o wymiarach 565 mm X 100 mm X 1 mm, i suszono w piecu przez 15 minut w 200°C.

167 336

Właściwości przeciwślizgowe mierzono za pomocą testu Ministerstwa Obrony dla przeciwślizgowych powłok pokładowych - DEF STAN 80/73-1 (patrz przykład II). Testy przeprowadzano na płycie pochylonej, pokrytej samym składnikiem błonotwórczym (płyta standardowa) i płycie pokrytej próbką aglomerowaną. Płyta „przeciwślizgowa mogła być następnie porównana z płytą standardową w celu oznaczenie różnic współczynników tarcia statycznego i współczynników tarcia ślizgowego.

W testach tych stosowano przyłożone obciążenie 5,7 kg. Otrzymano następujące wartości współczynników tarcia, takie same dla tarcia statycznego i dla tarcia ślizgowego:

Płyta „standardowa =0,48

Płyta „przeciwślizgowa = 0,96

Wyraźnie płyta „przeciwślizgowa wykazuje większą odporność na ślizganie niż płyta „standardowa.

Test segregacji przeprowadzono stosując metodę elektrostatyczną. Zarówno płytę „aglomerowaną jak i płytę „mieszaną na sucho badano wizualnie. Piasek na płycie „aglomerowanej był całkowicie otoczony powłoką proszkową i przylegał do podłoża, natomiast piasek na płycie „mieszanej na sucho zbierał się na obu końcach płyty i mógł być usunięty. To pokazuje, że w płycie „mieszanej na sucho zachodziła segregacja.

Przykład IX. Dodawanie wypełniaczy Sztaex (mieszanina bezwodnego glinokrzemianu sodowo-potasowego) ^eneK jest znakiem towarowym).

Prace eksperymentalne wykazały, że współczynniki ścierania przy przetwarzaniu na wytłaczarkach formuł zawierających materiały bardzo twarde, takie jak wypełniacze SyeneK, są w przybliżeniu dwa razy większe w porównaniu z wypełniaczami takimi jak CaCO3 i BaSOą o podobnej wielkości cząstek. Ich zastosowanie w procesie aglomeracji przebadano w sposób następujący:

Syenex, dostarczany przez Elkem ^felin w różnych, przedstawionych poniżej gatunkach:

Sztatx 10-99% pomiże 8 μω, średnia wielkość 2,7(Um Sztatx 20-99% pomżzi 20μω, średnia wielkość 5 μ m Sytatx 30-99% ponlżżt 30μιτ średnia wielkość 7,5 pm Sytztx 40-99% poniżżt 44μιη, średnia wielkość ΙΟμπι dodawano do sproszkowanego składnika błoaotwórcztgo z przykładu VII w ilości 5% wagowych i aglomerowano za pomocą metody z prasą hydrauliczną. Produkt był sypkim i fluidyzowalayη proszkiem, mającym 90% cząstek o wielkości poniżej 120pm, 10% poniżej 10μm i średniej wielkości cząstek 30-35 pm.

Aglomerat nanoszono za pomocą standardowej techniki natryskiwania elektrostatycznego (przyłożone napięcie 70 KV) na płyty aluminiowe Bonderite B711 do normalnych zastosowań i na pochylone płyty ze stali walcowanej na zimno o wymiarach 565 mm X 100 mm X 1 mm do testu segregacji. Wszystkie płyty suszono w piecu przez 15 minut w 200°C. Poziomy połysku mierzono przy 20° i 60°, używając reflektometru laboratoryjnego. Porównanie płyty pokrytej proszkiem standardowym (sam składnik wiążący) z płytą pokrytą proszkiem aglomerowanym wykazało, że Sy^neK zmniejsza poziomy połysku, chociaż w niezbyt dużym stopniu; im grubszy jest gatunek Sy^eK, tym bardziej zmniejszony jest poziom połysku. Dokonano również porównania poziomów połysku „wytłaczanych i „aglomerowanych płyt, zawierających ten sam gatunek i ilość Szeaexu; w płytach „aglomerowanych zmniejszenie połysku było nieco silniejsze.

Badano również wpływ aglomeracji na segregację. Mierzono poziomy połysku płyty „aglomerowanej w pięciu różnych miejscach przy 20° i 60°, stosując reflektometr laboratoryjny. Pomiary robiono w środku płyty, 3 od środka w obu kierunkach i 6 od środka w obu kierunkach. Tę samą procedurę powtórzono dla płyty „mieszanej na sucho. Otrzymane wyniki wskazują, że płyta aglomerowana ma prawie stałe odczyty wzdłuż swojej długości, natomiast płyta mieszana na sucho daje odczyty różniące się znacznie wzdłuż swojej długości, co sugeruje, że w płycie mieszanej na sucho zachodzi segregacja.

Przykład X. Teksturowane wykończenie błon poprzez dodanie termoplastycznego środka teksturującego.

167 336

Jako dodatek stosowano środek teksturujący - octanomaślan celulozy 551-0,2 (CAB), dostarczany przez Eggar Chemicals w postaci proszku o rozkładzie wielkości cząstek odpowiadającym 100% cząstek poniżej 188 gm, 5% poniżej 10 gm i średniej wielkości cząstek 96 gm.

Składnik błonotwórczy miał skład taki jak składnik wiążący z przykładu VII, ale był otrzymany przez wytłaczanie na wytłaczarce Buss PLK46 przy obrotach ślimaka 80 obr/min i nastawie temperatury 140°C, proszkowanie za pomocą młyna Kek, przesiewanie za pomocą stalowego sita ręcznego 106gm mesh, a następnie mikronizowanie za pomocą urządzenia Gueso M100 przy następujących nastawach: ciśnienie powietrza zasilającego 0,1 MPa, ciśnienie mikronizujące 0,9 MPa, szybkość zasilania 70. Otrzymano produkt mający wielkość cząstek odpowiadającą 99% cząstek poniżej 25 gm, przy średniej wielkości cząstek 4,5gm.

Proszek następnie aglomerowano z 0,2% CAB, stosując opisaną powyżej standardową metodę z prasą hydrauliczną i otrzymując sypki i fluidyzowalny proszek o wielkości cząstek 99% poniżej 120 gm, średniej wielkości 30-35gm i nie więcej niż 10%o cząstek poniżej 10 gm. Materiał ten nadawał się do nanoszenia za pomocą standardowych technik natryskiwania elektrostatycznego przy użyciu napięcia przyłożonego 70 KV.

Usieciowane błony o grubości błony suchej 50 gm otrzymano przez natryskiwanie na obrobione chromianem płyty aluminiowe Bonderite 711 (Ardrox, Pyrene) o wymiarach 6' X 4' X 1 mm i suszenie w piecu przez łączny czas 15 minut w 200°C (konwencjonalna komora pieca).

Obserwacja wizualna wskazuje, że produkt aglomerowany daje efekt teksturowania, chociaż nie jest tak wyraźny jak dla przygotowanego w sposób konwencjonalny materiału o takim samym składzie. Jednakże CAB nie powinien rozdzielać się z produktu aglomerowanego przy nanoszeniu, jak to się dzieje w przypadku produktu otrzymanego w sposób konwencjonalny.

Przykład XI. Dodawanie dodatków trybo.

Składnik pierwszy: połyskującą poliestrową powłokę proszkową wytworzono według następującej formuły:

% wagowy

Polimer poliestrowy	68,1
TGIC	4,6
Dwutlenek tytanu	24,9
Inne pigmenty	0,6
Środek poprawiający rozlewność	1,3
Benzoina	0,3
Wosk	0,2

Przygotowano proszek o konwencjonalnej wielkości cząstek.

Składnik drugi: mikronizowany dodatek trybo (77«^<<i gm, 99% <4gm, liczbowo). Składnik ten dodano do składnika pierwszego w ilości 1 % wagowego w przeliczeniu na wagę całej mieszanki.

Aglomerację dodatku trybo na cząstkach proszku osiągnięto stosując urządzenie Henschela, opisane w przykładzie IVb. Warunki aglomeracji były następujące: temperatura 65°C, szybkość mieszania 2100obr/min, do miksera dodano 2,4 kg proszku, zawierającego 1% dodatku trybo. Aparat Henschela włączono przy tej szybkości na 15 minut, po czym proszek szybko usunięto z naczynia i ochłodzono. Próbka ta była już gotowa do testowania w urządzeniu trybo.

Przygotowano również inne próbki porównawcze w celu zbadania, jak aglomeracja tego typu przebiega w warunkach łatwości naładowania tarciowego w porównaniu z identycznymi kompozycjami, które nie przeszły takiej samej obróbki mechanicznej. Te próbki porównawcze były następujące:

1) 99% proszku poliestrowego plus 1% dodatku trybo dodanego w etapie po mieleniu, zmieszanego przez zwykłe energiczne wytrząsanie w plastykowej torbie (a zatem dodatek trybo był składnikiem niezwiązanym).

2) 99% proszku poliestrowego plus 1% dodatku trybo, przedmieszkowanego przed wytwarzaniem próbki z żywicą poliestrową (200°C przez 30 minut pod azotem).

3) 99% proszku poliestrowego plus 1% dodatku trybo, który wprowadzono do formuły i dodano przed etapem wytłaczania, chociaż nie topił się on w żadnym momencie przetwarzania, w przeciwieństwie do materiału przedmieszkowanego (wytłaczanie typowo przebiega w 120°C).

4) 100% proszku poliestrowego jako próbka kontrolna.

⁴⁶ 167 336

Badania charakterystyk naładowania przez tarcie przeprowadzono mierząc dla każdej próbki stosunek ładunku do masy przy przechodzeniu przez pistolet Nordsen ICAB. Proszkową próbkę dostarczano do wlotu pistoletu ze złoża fluidalnego poprzez rurkę z PCW z przybliżoną szybkością 100 g/minutę. Ciśnienie powietrza, zarówno wewnątrz pistoletu jak i przechodzącego do pistoletu miało stałą wartość 0,2 MPa. Po przejściu proszku przez pistolet oddzielano go od strumienia powietrza przy użyciu standardowego cyklonu, który działał również rozładowując całkowicie proszek, i w celu zmierzenia ładunku tarciowego, który pojawiał się w trakcie przechodzenia proszku przez pistolet mierzono nagromadzenie się ładunku elektrostatycznego w cyklonie. Po zebraniu proszku po oddzieleniu go od powietrza mierzono jego masę w znanym okresie czasu i obliczano stosunek ładunku do masy dla poszczególnych próbek. Następnie próbkę zawracano do złoża fluidalnego i przeprowadzano kolejny pomiar. Każdą próbkę Zadano kilka razy aż do ustabilizowania się stosunków ładunku do masy w granicach błędów eksperymentu dla operacji, wynoszących około 5%.

Dane stosunku ładunku do masy dla różnych próbek proszku, testowanych na urządzeniu trybo są pokazane na figurze 10. Widoczne jest, że czysty proszek poliestrowy ładuje się znacznie mniej niż każda z pozostałych próbek, ponieważ dodatek jako taki zwiększa zdolność poliestru do ładowania tarciowego, niezależnie od sposobu dodania go do proszku. Ponadto dość znaczne zmniejszania się naładowania w porównaniu z próbką odniesienia (1) wraz ze zwiększaniem liczby pomiarów wskazuje, że podczas recyklizacji musi następować strata dodatku, nawet przy zastosowaniu bardzo efektywnej techniki recyklizacji.

Stwierdzono, że zarówno próbki przedmieazkowana jak i wytłaczane wykazują zwiększoną aktywność trybo, ale do poziomu, który w normalnych warunkach nie byłby wystarczający do uzyskania zadowalającej adhezji proszku do podłoża metalicznego. Wydaje się, że wynik ten potwierdza hipotezę, że transfer ładunku jest zjawiskiem powierzchniowym, ponieważ naładowanie tych cząstek jest mniejsze niż naładowanie proszku dodatku niezwiązanego, w związku z tym, że duża część dodatku jest w tych przypadkach złapana wewnątrz cząstek.

Stwierdzono, że jednakże najbardziej znaczące ulepszenie charakterystyk trybo wśród wszystkich badanych próbek ma miejsce w przypadku proszku aglomerowanego. Proszek ten wykazuje dwie istotne charakterystyki: po pierwsze, wykazuje dość znaczny wzrost zdolności do ładowania tarciowego (prawie równy początkowej zdolności próbki odniesienia (1)), co wskazuje na skuteczność działania dodatku i, po drugie, wielkość jego naładowania nie zmniejsza się wraz z liczbą przebiegów, tak jak w przypadku próbki odniesienia (1). Ten drugi punkt ma istotne znaczenie, ponieważ wskazuje on na to, że małe cząstki dodatku stają się związane fizycznie z proszkiem poliestrowym i w rezultacie straty tego dodatku podczas recyklizacji następują tylko z tą samą szybkością jak straty samego proszku.

Przykład XII. Segregacja powierzchni (rozwarstwienie).

Składnik pierwszy: Standardowy biały poliester o wysokim połysku, o wielkości cząstek nieco zmniejszonej przez przesianie przez sito 53 pm, z uzyskaniem 90% objętościowych cząstek o wielkości <53 yzm.

Składnik drugi: Polimer akrylowy z glicydylowymi grupami funkcyjnymi, mający ciężar równoważnikowy 570, lepkość 140 puazów (200°C, stożek i płyta ICI), średni liczZowy ciężar cząsteczkowy 24000, granulowano do wielkości pastylek 3-5 mm i przedmieszkowano z pozostałymi, podanymi poniżej składnikami formuły przed wytłaczaniem na wytłaczarce Buss KnoKneader, w temperaturze 75 do 85°C.

% wagowy
Polimer akrylowy	47,5
Kwas dwdakaewbs	11,1
Środek poprawiający rwzlebewść (Modarez)	1,0
Wypełniacz (Ziel barytowa)	39,0
Pigment flwletwbs	1,0
Benzoina	0,4

167 336 47

Materiał wytłoczony ochłodzono i zmielono, po czym przesiano dla uzyskania 90% objętościowych cząstek o wielkości <53 pm.

Proszek poliestrowy i akrylowy połączono w stosunkach wagowych 80:20 i zmieszano wstępnie, stosując mały mikser Moulmex (produkt I). Kompozycję aglomerowano w granulki, stosując prasę Moore® (opisana powyżej metoda z prasą hydrauliczną) w 100°C przez 30 sekund. Granulki (produkt II) połamano na pastylki, zmielono i przesiano przez sito 106pm mesh, otrzymując produkt III.

Dla celów porównawczych identyczną jak opisana powyżej mieszaninę proszków poliestrowych i akrylowych połączono przez ponowne wytłaczanie w 90°C za pomocą wytłaczarki Buss Kno-K^ader. Z materiału wytłoczonego otrzymano proszek w sposób opisany powyżej (produkt IV).

Odporność na segregację przy nanoszeniu mierzono za pomocą opisanego powyżej standardowego testu, w którym proszek natryskuje się za pomocą stacjonarnego pistoletu na poziomo ustawioną płytę. Płyty suszono w piecu w 180°C przez 10 minut. Pomiary koloru przeprowadzano na środku i 20 cm od środka płyty (w kierunku poziomym). Ponieważ proszek akrylowy był fioletowy, a poliestrowy biały, pomiary koloru dały wskazania o składzie na płycie, a różnice koloru wzdłuż płyty służyły jako miara segregacji.

W przeciwieństwie do proszku aglomerowanego III, mieszanka proszku akrylowego i poliestrowego (produkt I) wykazywała znaczną tendencję do segregacji podczas nanoszenia, przy czym poliester wykazywał preferencję do osadzania się na środku płyty, a akryl tendencję do osadzania się daleko od środka.

Różnica koloru	ΔΞ
Produkt I	35,2
Produkt III	0,6

Dane te pokazują wyraźnie, że aglomeracja dwóch składników zapobiega segregacji podczas nanoszenia.

Stopień segregacji powierzchni (rozwarstwienia) mierzono przez pomiar koloru za pomocą komputera koloru Cielab Colour Computer (obserwator 10°, oświetlacz D64). Pojedyncze składniki oraz powyższe proszki III i IV nanoszono na płytę i suszono przed pomiarem koloru w piecu w 180°C przez 10 minut. W przypadku produktu II stosowano prasowane peletki (które nie były poddawane obróbce piecowej); stanowi to najbliższe przybliżenie do koloru generowanego przez mieszanie określonych proporcji bieli i fioletu.

	L	a b
Biały poliester	94,8	-1,1 1,52
Fioletowy akryl	28,5	13,6 -21,2
Produkt II	67,4	13,3 -25,6
Produkt III	54,6	23,9 -35,3
Produkt IV	65,1	16,0 -28,4

Produkt III dawał znacznie głębszy odcień niż IV, a IV głębszy niż III.

Porównanie koloru Produktu III z kolorem Produktu II wskazuje, że składnik akrylowy ma podczas tworzenia błony tendencję do migracji do powierzchni. Porównanie Produktu III z Produktem IV wskazuje, że migracja jest duża bardziej efektywna jeśli produkt jest wytwarzany drogą aglomeracji, w przeciwieństwie do łącznego wytłaczania składników poliestrowego i akrylowego.

Przykład dostarcza potwierdzenia dla naszego poglądu, że segregacja powierzchni jest promowana przez istnienie przed rozpoczęciem tworzenia błony składników oddzielających w postaci nieciągłych domen o znacznej wielkości; w przeciwieństwie do tego segregacja jest znacznie opóźniona, jeśli składniki są dokładnie zmieszane.

167 336

W powyższych przykładach nastawy obrotów wytłaczarki Buss odpowiadają następującym obrotom rzeczywistym:

nastawa 7-75 obr/min 8-85 obr/min 9 j 93 obr/min

Jako dozownik do mikronizera Gueso M100 stosowano dozownik Model 310, dostarczany przez March Systems Limited.

Powyższe przykłady są zastosowane w poniższej tabeli.

Tabela

Przykład	Wielkość pierwszego składnika błonotwórcz.	Dodatek	Proporcje wagowe dodatku	Wielkość dodatku	Wynik	Rodzaj aglome- ratu
1	d	katalizator	0,2 do 2%	d	szybsze żelowanie	III
2	d	typu PTFE	20%	99%<90 pm (f) średnio 30 pm	niższe tarcie	IIIA
3	d	utwardzacz kauczukowy	15%	b	zwiększona udarność	IIIA
4a 4	d	bezbarwny	10%; 15%	d	zmniejszenie	III
4b	c	akryl	5%	połysku	I
5	b	różnobarwne poliestry		b	wykończenie cętkowane	II
6a 6	c		ile potrzeba	d	dobieranie korekcja koloru	I
6b		5%
7	d	bauksyt	25%	d	odporność na ścieranie	III
8	d	piasek	50%	>10% >50 pm	powłoka przeciwślizgowa	IIIA
9	d	wypełniacz SyenM 10, 20 Syenżx 30, 40	5%	d	mniejsze koszty i ścieranie wytłaczarki	III
10	d	CAB	0,2%o	duza-średnio 96 pm	tekstura	IIIA
11	c	dodatek trybo	1%	d	trwały efekt ładowania tarciowego	I
12	b	polimer akrylowy	20%	b	rozwarstwie- nie	II

b = >90% obj.<50 pm, >10% obj >20pm, średnio 15-35pm (fluidyzowalny) c = >10% obj. >50 jim, >90%) obj. <70 pm, <70% obj.<50pm, średnio 35-60 pm, (fluidyzowalny) d = >90%obj. <20 pm, średnio 1,5- 12 pm, (niefluidyzowalny) (f) = fluidyzowalny, (nf) = niefluidyzowalny

Fig.4.

/08

/05 /02

Fig.7.

Fig.8.

Fig.9A.

Fig.9B.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 esz.

Cena 1,50 zł

Claims (35)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Powłokowa kompozycja proszkowa zawierająca żywice błonotwórcze i ewentualnie dodatki niebłonotwórcze, znamienna tym, że zawiera sproszkowane cząstki w postaci aglomeratu poszczególnych rozdrobnionych składników stopionych lub związanych razem w cząstki kompozytowe nie rozpadające się pod wpływem sił mechanicznych i/lub elektrostatycznych podczas nanoszenia kompozycji na podłoże, przy czym poszczególne rozdrobnione składniki obejmują A) (i) jako składniki błonotwórcze podstawowy, zabarwiony lub niezabarwiony, składnik błonotwórczy na osnowie błonotwórczej żywicy wybranej spośród poliestrów, żywic akrylowych, żywic epoksydowych, żywic fluorowych, poliuretanów i polisiarczków fenylenu) oraz hybryd dwóch lub większej liczby tych polimerów, względnie dwóch lub większej liczby takich składników, które różnią się składem i/lub rozmiarem cząstki, ale są mieszalne w ilości około 50-100% wagowych w przeliczeniu na całkowitą wagę składnika(-ów) błonotwórczych A i ewentualnie (ii) zabarwiony lub niezabarwiony składnik błonotwórczy na osnowie żywicy błonotwórczej wybranej spośród poliestrów, żywic akrylowych, żywic epoksydowych, żywic fluorowych, poliuretanów i polisiarczków fenylenu) oraz hybryd dwóch lub większej liczby tych polimerów, które są niemieszalne z podstawowym(-i) składnikiem(-ami) błonotwórczym(-i) A (i), które ewentualnie wykazują inny rozmiar cząstki, względnie dwóch lub większej liczby takich składników, w ilości około 0-50% wagowych w przeliczeniu na całkowitą wagę składnika(-ów) błonotwórczych A, albo całkowita ilość błonotwórczego składnika(-ów) wynosi 50-100% wagowych kompozycji i ewentualnie zawiera B) jako dodatek niebłonotwórczy, ewentualnie zawiera różniący się rozmiarem cząstki od podstawowego składnika błonotwórczego A, dodatek wybrany spośród środków utwardzających, takich jak kauczuk, środków zmniejszających tarcie, takich jak politetrafluoroetylen. środków wzmacniających, takich jak włókna, mikrokapsułki, takie jak mikrokapsułki zawierające zapach, rozpuszczalnik, atrament, barwnik, powietrze, plastyfikator lub proszek cynkowy; cynk; piasek; karbidki metali, boksyt i inne materiały ścierne; katalizatory, takie jak trifenylofosfina; materiały wrażliwe na działanie ciepła, takie jak pigmenty przeciwogniowe, pigmenty termochromiczne i materiały biologiczne, takie jak fungicydy lub enzymy; substancje antyadhezyjne lub nieprzylepne takie jak silikony; dodatki wytwarzające ładunki elektryczne przez tarcie i wyładowania koronowe, takie jak czwartorzędowa sól amoniowa i materiał rozpuszczalny w wodzie, taki jak chlorek sodowy; pigmenty barwiące, takie jak dwutlenek tytanu, środki teksturujące, takie jak żywica octanomaślanu celulozy, polimery niebłonotwórcze, takie jak politetrafluoroetylen, typowe środki zmniejszające połysk, takie jak N-etylo-N-fenylodwutiokarbaminian cynku i wypełniacze/napełniacze, takie jak biel barytowa, albo dwa lub większą liczbę takich dodatków, przy czym całkowita ilość składnika(-ów) nieblonotwórczego B wynosi 0,50% wagowych kompozycji, z tym, że gdy aglomerat zawiera dwa lub większą liczbę mieszalnych i nie dających się fluidyzować składników błonotwórczych, a rozmiar cząstek każdego z tych składników błonotwórczych jest wystarczająco mały aby, po naniesieniu powłoki proszkowej na podłoże i ogrzewaniu dla utworzenia ciągłej powłoki, różnice koloru w usieciowanej powłoce proszkowej wynikającej z obecności różnie zabarwionych i wszelkich niezabarwionych cząstek nie może być dostrzeżona ludzkim okiem, to zawiera on także, jako jeden z wymienionych składników, składnik(-i) błonotwórczy A (ii) różniący się mieszalnością od podstawowego składnika błonotwórczego A (i) lub niebłonotwórczy dodatek B lub dwa lub większą liczbę takich składników, przy czym dodatki niebłonotwórcze zawarte są w postaci oddzielnego składnika(-ów) B i/lub wewnątrz jednego lub większej liczbie składników błonotwórczych.
2. 2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że aglomerat zawiera dwa lub większą liczbę mieszalnych składników A (i) o różnych kolorach i ewentualnie także o różnych wielkościach cząstek.

   167 336
3. 3. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera barwny i fluidyzowalny podstawowy składnik błonotwórczy, a aglomerat zawiera jeden lub większą liczbę różne zabarwionych składników, wybranych z pigmentów barwiących i składników błonotwórczych mieszalnych z podstawowym środkiem błonotwórczym, z których każdy ma taki kolor, jest w takiej ilości i o wielkości cząstek wystarczająco małej, że po naniesieniu kompozycji na podłoże i ogrzewaniu z utworzeniem ciągłej powłoki różnice koloru w usieciowanej kompozycji, pochodzące od różnie zabarwionych cząstek nie są dostrzegalne ludzkim okiem.
4. 4. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera barwny podstawowy składnik błonotwórczy, a aglomerat zawiera różnie zabarwiony, mieszalny składnik błonotwórczy, przy czym wielkością cząstek tych składników są takie, że po naniesieniu kompozycji na podłoże i ogrzaniu z utworzeniem ciągłej powłoki różnice koloru w usieciowanej kompozycji, pochodzące od różnie zabarwionych cząstek są dostrzegalne ludzkim okiem.
5. 5. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera dwa lub większą liczbę barwnych, mieszalnych składników błonotwórczych, przy czym wielkości cząstek każdego z tych składników są wystarczająco małe, tak że po naniesieniu kompozycji na podłoże i ogrzaniu z utworzeniem ciągłej powłoki różnice koloru w usieciowanej kompozycji, pochodzące od różnie zabarwionych cząstek nie są dostrzegalne ludzkim okiem.
6. 6. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako podstawowy składnik błonotwórczy zawiera poliestrowy lub epoksydowy albo poliestrowo-epoksydowy składnik hybrydowy, a aglomerat zawiera drugi składnik błonotwórczy lub składnik niebłonotwórczy, przy czym rodzaj, ilość i wielkość cząstek tego składnika oraz podstawowego składnika błonotwórczego jest taka, że po naniesieniu powłoki proszkowej na podłoże i ogrzaniu z utworzeniem powłoki ciągłej, składniki te są niemieszalne i uzyskuje się efekt matowania.
7. 7. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako podstawowy składnik błonotwórczy (i) zawiera poliestrowy lub epoksydowy albo poliestrowo-epoksydowy składnik hybrydowy, a aglomerat zawiera drugi składnik błonotwórczy (ii) niemieszalny z podstawowym składnikiem błonotwórczym, przy czym rodzaj, ilość i wielkość cząstek tego składnika oraz zasadniczego składnika błonotwórczego są takie, że po naniesieniu powłoki proszkowej na podłoże i ogrzaniu z utworzeniem powłoki ciągłej te dwa składniki ulegają segregacji i tworzą układ wielowarstwowy.
8. 8. Kompozycja według zastrz. 3, znamienna tym, że aglomerat zawiera dwa mieszalne składniki błonotwórcze, przy czym więcej niż 10% objętościowych cząstek podstawowego składnika błonotwórczego ma wielkość ^50 pm, a średnia wielkość cząstek zawarta jest w zakresie od 25 do 50pm i co najmniej 90% objętościowych cząstek dalszego składnika(-ów) błonotwórczego ma wielkość cząstek <20 g m.
9. 9. Kompozycja według zastrz. 4, znamienna tym, że zawiera podstawowy i mieszalny składnik(-i) błonotwórczy, których co najmniej 90% objętościowych cząstek każdego składnika ma wielkość <50/rm, więcej niż 10% objętościowych cząstek ma wielkość ^20gm, a średnia wielkość cząstek jest zawarta w zakresie od 15 do 35 gm.
10. 10. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że zawiera podstawowy i mieszalny składnik(-i) błonotwórczy, których co najmniej 90% objętościowych cząstek każdego składnika ma wielkość <20μιη.
11. 11. Kompozycja według zastrz. 1 albo 6, znamienna tym, że jako podstawowy składnik błonotwórczy zawiera poliestrowy lub epoksydowy albo poliestrowo-epoksydowy składnik hybrydowy, i która jako drugi składnik błonotwórczy zawiera składnik akrylowy, którego co najmniej 90% objętościowych cząstek ma wielkość <20 gm.
12. 12. Kompozycja według zastrz. 11, znamienna tym, że zawiera drugi składnik błonotwórczy w ilości co najwyżej 15% wagowych całkowitej ilości składników błonotwórczych.
13. 13. Kompozycja według zastrz. 1 albo 7, znamienna tym, że jako niemieszalne składniki błonotwórcze zawiera (i) polimer akrylowy i (ii) poliester lub (i) difluorek poliwinylidenu wytłaczany łącznie z polimerem akrylowym i (ii) epoksyd, poliester, poliuretan lub poliester wytłaczany łącznie z epoksydem, względnie (i) difluorek poliwinylidenu i (ii) epoksyd, przy czym co najmniej 90% objętościowych cząstek jednego lub obydwu składników (i) i (ii) ma wielkość <50μιη, więcej niż 10% objętościowych ma wielkość cząstek ^20gm, a średnia wielkość cząstek jest zawarta w zakresie od 15 do 35gm.

    167 336
14. 14. Kompozycja według zastrz. 13, znamienna tym, że zawiera składnik (ii) w ilości co najmniej 10% wagowych całkowitej ilości składników błonotwórczych.
15. 15. Kompozycja według zastrz. 14, znamienna tym, że zawiera składnik (ii) w zakresie 25-50% wagowych całkowitej ilości składników błonotwórczych.
16. 16. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera podstawowy i/lub inny składnik błonotwórczy, w którym co najmniej 90% objętościowych cząstek ma wielkość <50gm.
17. 17. Kompozycja według zastrz. 16, znamienna tym, że zawiera podstawowy i/lub inny składnik błonotwórczy, w którym co najmniej 90% objętościowych cząstek ma wielkość <50pm, więcej niż 10% objętościowych cząstek ma wielkość > 20pm, a średnia wielkość cząstek jest zawarta w zakresie od 15 do 35 ^m.
18. 18. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera podstawowy i/lub inny składnik błonotwórczy, w którym co najmniej 90% objętościowych cząstek ma wielkość <20 pm.
19. 19. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera podstawowy i/lub inny składnik błonotwórczy, w którym co najmniej 90% objętościowych cząstek ma wielkość <10 gm.
20. 20. Kompozycja według zastrz. 16 albo 19, znamienna tym, że zawiera podstawowy i/lub inny składnik błonotwórczy, którego średnia wielkość cząstek jest zawarta w zakresie od 1,5 do 12 pm.
21. 21. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera podstawowy składnik błonotwórczy, którego więcej niż 10% objętościowych cząstek ma wielkość >50pm, a średnia wielkość cząstek jest zawarta w zakresie od 15 - 50 pm, a aglomerat zawiera składnik błonotwórczy lub niebłonotwórczy, w którym co najmniej 90% objętościowych cząstek ma wielkość <20 pm, względnie zawiera dwa lub większą liczbę takich składników.
22. 22. Kompozycja według zastrz. 21, znamienna tym, że zawiera podstawowy składnik błonotwórczy, w którym co najmniej 70% objętościowych cząstek ma wielkość <50pm, a średnia wielkość cząstek jest zawarta w zakresie od 35 do 50 pm, i/lub co najmniej 90% objętościowych cząstek każdego dodatkowego składnika niezależnie od innych składników, ma wielkość <10 pm.
23. 23. Kompozycja według zastrz. 21, znamienna tym, że zawiera dodatkowy składnik, który niezależnie od innych ma średnią wielkość cząstek zawartą od 1,5 do 12 pm.
24. 24. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera składnik, który niezależnie od innych, ma każdy wielkość cząstki podaną w jednym z zastrzeżeń 18-20.
25. 25. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera składnik błonotwórczy, w którym co najmniej 90% objętościowych cząstek ma wielkość <20pm i niemieszalny składnik błonotwórczy o większych cząstkach lub składnik niebłonotwórczy.
26. 26. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera składniki, z których co najmniej 90% objętościowych cząstek każdego składnika, niezależnie od innych, ma wielkość <50pm, więcej niż 10% objętościowych ma wielkość >20 pm, a średnia wielkość cząstek jest zawarta w zakresie od 15 do 35 pm.
27. 27. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera składnik niebłonotwórczy wybrany spośród pigmentów barwiących, wypełniaczy/rozcieńczalników, polimerów niebłonotwórczych, katalizatorów heterogennych, środków utwardzających, dodatków zmniejszających tarcie, mikrokapsułek, katalizatorów, materiałów biologicznych, pigmentów przeciwogniowych, pigmentów termochromicznych i innych materiałów wrażliwych na działanie ciepła, dodatków wytwarzających ładunki elektryczne przez tarcie i wyładowania koronowe, i materiałów rozpuszczalnych w wodzie, przy czym cząstki tego składnika mają wymiary podane w zastrzeżeniu 21 lub 24.
28. 28. Kompozycja według zastrz. 25, znamienna tym, że jako składnik o większych cząstkach zawiera żywicę octanomaślanu celulozy, włókna, cynk, mikrokapsułki, dodatek zmniejszający tarcie, polimer niebłonotwórczy, wypełniacz/rozcieńczalnik o dużej wielkości cząstek lub produkt rozpuszczalny w wodzie.
29. 29. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera jeden ze składników wybranych spośród żywicy octanomaślanu celulozy, włókien, cynku, mikrokapsułek, dodatku zmniejszającego tarcie, polimeru niebłonotwórczego, wypełniacza/rozcieńczalnika o dużej wielkości cząstek lub produktu rozpuszczalnego w wodzie, przy czym cząstki tego składnika mają wymiary podane w zastrzeżeniu 26.

    167 336
30. 30. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera aglomerat, którego średnia wielkość cząstek zawarta jest w zakresie od 25 do 50 pm.
31. 31. Sposób wytwarzania powłokowej kompozycji proszkowej przez rozdrabnianie i mieszanie składników, znamienny tym, że sporządza się A (i) podstawowy, zabarwiony lub niezabarwiony, składnik błonotwórczy na osnowie błonotwórczej żywicy wybranej spośród poliestrów, żywic akrylowych, żywic epoksydowych, żywic fluorowych, poliuretanów i polisiarczków fenylenu) oraz hybryd dwóch lub większej liczby tych polimerów, względnie dwóch lub większej liczby takich składników, które różnią się składem i/lub rozmiarem cząstki, ale są mieszalne w ilości około 50-100% wagowych w przeliczeniu na całkowitą wagę składnika (-ów) błonotwórczych A i ewentualnie (ii) zabarwiony lub niezabarwiony składnik błonotwórczy na osnowie żywicy błonotwórczej wybranej spośród poliestrów, żywic akrylowych, żywic epoksydowych, żywic fluorowych, poliuretanów i polisiarczków fenylenu) oraz hybryd dwóch lub większej liczby tych polimerów, które są niemieszalne z podstawowym(-i) składnikiem(-ami) błonotwórczym(-i) A (i), które ewentualnie wykazują inny rozmiar cząstki, względnie dwóch lub większej liczby takich składników, w ilości około 0-50% wagowych w przeliczeniu na całkowitą wagę składnika(-ów) błonotwórczych A, albo stosuje się całkowitą ilość błonotwórczego składnika(-ów), która wynosi 50-100% wagowych kompozycji i ewentualnie sporządza się B) dodatek nieblonotwórczy, ewentualnie różniący się rozmiarem cząstki od podstawowego składnika błonotwórczego A, wybrany spośród środków utwardzających, takich jak kauczuk, środków zmniejszających tarcie, takich jak politetrafluoroetylen, środków wzmacniających, takich jak włókna, mikrokapsułki, takie jak mikrokapsułki zawierające zapach, rozpuszczalnik, atrament, barwnik, powietrze, plastyfikator lub proszek cynkowy; cynk; piasek; karbidki metali, boksyt i inne materiały ścierne; katalizatory, takie jak trifenylofosfina; materiały wrażliwe na działanie ciepła, takie jak pigmenty przeciwogniowe, pigmenty termochromiczne i materiały biologiczne, takie jak fungicydy lub enzymy; substancje antyadhezyjne lub nieprzylepne takie jak silikony; dodatki wytwarzające ładunki elektryczne przez tarcie i wyładowania koronowe, takie jak czwartorzędowa sól amoniowa i materiał rozpuszczalny w wodzie, taki jak chlorek sodowy; pigmenty barwiące, takie jak dwutlenek tytanu, środki teksturujące, takie jak żywica octanomaślanu celulozy, polimery nieblonotwórcze, takie jak politetrafluoroetylen, środki zmniejszające połysk, takie jak N-etylo-N-fenylodwutiokarbaminian cynku i wypelniacze/napełniacze, takie jak biel barytowa, albo dwa lub większą liczbę takich dodatków, przy czym stosuje się całkowitą ilość składnika(-ów) niebłonotwórczego, która wynosi około 0-50% wagowych kompozycji i rozdrabnia się co najmniej jeden ze składników błonotwórczych i ewentualnie, jeżeli jest to pożądane, jeden lub większą liczbę niebłonotwórczych składników, po czym składniki te miesza się i aglomeruje aż do otrzymania cząstek kompozytowych w postaci dającej się fluidyzować w powietrzu i które mogą być nanoszone na podłoże za pomocą natryskiwania elektrostatycznego, a poszczególne cząstki w cząstkach kompozytowych są stopione lub związane razem tak, że cząstki kompozytowe nie rozpadają się pod wpływem sił mechanicznych i/lub elektrostatycznych podczas nanoszenia kompozycji na podłoże, przy czym aglomerację prowadzi się przez mechaniczne stapianie i/lub termiczne zmiękczanie albo za pomocą granulowania, w którym stosuje się środek granulujący ułatwiający adhezję między cząstkami, względnie dysperguje się składniki w ciekłym środowisku dyspergującym, po czym otrzymaną dyspersję suszy się, z tym, że jeśli aglomeruje się dwa lub większą liczbę mieszalnych i nie dających się fluidyzować składników błonotwórczych, a rozmiar cząstek każdego z tych składników błonotwórczych jest wystarczająco mały aby, po naniesieniu powłoki proszkowej na podłoże i ogrzewaniu dla utworzenia ciągłej powłoki, różnice koloru w usieciowanej powłoce proszkowej wynikające z obecności różnie zabarwionych i wszelkich niezabarwionych cząstek nie mogły być dostrzeżone ludzkim okiem, to stosuje się także, jako jeden z wymienionych składników, składnik błonotwórczy A (ii) różniący się mieszalnością od podstawowego składnika błonotwórczego A (i) lub niebłonotwórczy dodatek B lub dwa albo większą liczbę takich składników.
32. 32. Sposób według zastrz. 31, znamienny tym, że zmieszane cząstki aglomeruje się z wytworzeniem stopionych cząstek kompozytowych o średniej wielkości cząstek 15 - 80 pm.
33. 33. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że zmieszane cząstki aglomeruje się z wytworzeniem stopionych cząstek kompozytowych o średniej wielkości cząstek 25-50 pm.

    167 336
34. 34. Sposób według zastrz. 31, znamienny tym, że mieszanie i aglomerację prowadzi się za pomocą rozpuszczalnikowego procesu aglomeracji.
35. 35. Sposób według zastrz. 31, znamienny tym, że składniki miesza się w postaci suchych proszków i cząstki poddaje działaniu sił mechanicznych wystarczających do spowodowania aglomeracji cząstek przez stopienie.