TW201024387A - Heat-curable powder coating composition - Google Patents

Heat-curable powder coating composition Download PDF

Info

Publication number
TW201024387A
TW201024387A TW098137738A TW98137738A TW201024387A TW 201024387 A TW201024387 A TW 201024387A TW 098137738 A TW098137738 A TW 098137738A TW 98137738 A TW98137738 A TW 98137738A TW 201024387 A TW201024387 A TW 201024387A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
resin
powder coating
coating composition
acid
group
Prior art date
Application number
TW098137738A
Other languages
English (en)
Inventor
Johan Franz Gradus Antonius Jansen
Leendert Jan Molhoek
Jan Pieter Drijfhout
Original Assignee
Dsm Ip Assets Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dsm Ip Assets Bv filed Critical Dsm Ip Assets Bv
Publication of TW201024387A publication Critical patent/TW201024387A/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/03Powdery paints
    • C09D5/033Powdery paints characterised by the additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D15/00Woodstains
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D167/00Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D167/06Unsaturated polyesters having carbon-to-carbon unsaturation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0025Crosslinking or vulcanising agents; including accelerators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10Esters; Ether-esters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

201024387 六、發明說明: 本發明係有關於一種熱可固化粉末塗覆組成物,一種 其製備方法,以其塗覆一基材之此粉末塗覆組成物之用 途,一種以此粉末塗覆組成物塗覆之基材,及一種使用此 粉末塗覆組成物塗覆一基材之方法。 如 G. Maggiore於Pitture e Vernice Europe 1/92, 15-22頁 之文獻“Overview of the powder coatings market worldwide” 及D. Richart之演講"Powder Coating: Current Developments,
Future Trends”(Waterborne, High-Solids and Powder
Coatings Symposium, February 22-24,1995)所示,對於可以 極少之基材熱應力固化且因而適用於熱敏性基材(諸如,木 材及塑料)上之使用之粉末塗覆組成物之研究係仍持續。 除可於低溫固化之粉末塗覆組成物之期望外,亦欲使 此一粉末塗覆組成物仍可於一擠塑機内加工處理。 因此’需要一種使於例如6 0至13 0。C之低溫可被固化之 能力與於—擠塑機内具良好加工處理性平衡之粉末塗覆組 成物。
C:發明内容;J 本發明之目的係提供一種熱可固化粉末塗覆組成物, 其叮於擠塑機内輕易加工處理且可於,例如,6〇_13〇。匚間 之低皿伤地或元全地熱固化,使其不僅適用於非熱敏性 基材,且亦特別適於熱敏性基材。 3 201024387 此目的係藉由本發明之粉末塗覆組成物ϋ成。於一實 施例’本發明係有關於—種適於在6〇至13〇。(:之溫度固化之 熱可固化粉末塗覆組成物,包含: _一熱起始系統及一樹脂系統 -其中,熱起始系統之反應性係致使熱起始系統於丁烷 一醇甲基丙烯酸酯内於60〇c提供2 5與1〇〇〇分鐘間 之膠凝時間,其係依據DIN 16945使用於99重量%之 丁烷一醇-二曱基丙烯酸酯内熱起始系統之1重量%測 量 -其中,熱起始系統之量被選擇致使當粉末塗覆組成物 被塗敷至一基材且於13〇(3C之溫度固化2〇分鐘時,所 形成之塗層能耐至少5〇次丙酮雙擦拭 -其中,樹脂系統包含一樹脂及一共交聯劑 -其中,樹脂包含反應性不飽和,且其中,該反應性不 飽和係與一拉電子基團直接連接之碳碳雙鍵 -其中,此共交聯劑係選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、 乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基醯胺 '炔醚、炔酯、炔 醯胺、炔胺、炔丙基醚、炔丙基酯、衣康酸酯、烯胺, 及其等之混合物之族群 -其中,使用H NMR測量之於樹脂系統内之每一不飽 和之重量係於1〇〇與1〇〇〇克/莫耳之間,及 -其中,粉末塗覆組成物係--組份之系統。 於另一實施例,本發明係有關於一種適於在6〇至13〇。(: 之溫度固化之熱可固化粉末塗覆組成物,包含: 201024387 -一熱起始系統及一樹脂系統 -其中,熱起始系統之反應性係致使熱起始系統於丁烷 二醇-二甲基丙烯酸酯内於6〇。(:提供2.5與1〇〇〇分鐘間 之膠凝時間’其係依據DIN 16945使用於99重量%之 丁炫二醇-一曱基丙烯酸醋内熱起始系統之1重量%測 量 -其中,粉末塗覆組成物内之熱起始系統之量被選擇致 使粉末塗覆組成物之固化反應給峰值於等溫DSC起 始後於120°(:至多係60分鐘且於60。〇至少係2.5分鐘 _其中,樹脂系統包含一樹脂及一共交聯劑 -其中,樹脂包含反應性不飽和,且其中,該反應性不 飽和係與一拉電子基團直接連接之碳碳雙鍵 _其中,此共交聯劑係選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯' 乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基醯胺、炔醚、炔酯、炔 醯胺、炔胺、炔丙基醚、炔丙基酯、衣康酸酯、烯胺, 及其等之混合物之族群 -其中,於樹脂系統内之每一不飽和之重量係於1〇〇與 900克/莫耳之間,及 _其中,粉末塗覆組成物係--組份之系統。 【實施冷式】 於擠塑機内可輕易加工處理係意指粉末塗覆組成物可 被擠塑形成一未形成凝膠顆粒,較佳係具形成凝膠,之擠 塑物。 本發明之級成物之另外優點可為可接受之流動及/或 5 201024387 可接受之貯存安定性,例如,本發明之粉末塗覆組成物於 4°C可物理及化學貯存安定至少6週。 熱可固化係意指於本發明之框架内,粉末塗覆組成物 之固化可藉由使用熱而產生。一熱起始系統存在於本發明 之組成物以使此熱固化變可能。熱固化具以一步驟方法加 熱粉末塗覆組成物之優點,而無需使用另外之設備,例如, 產生UV光或經加速之電子之設備,粉末塗覆可被熔融及固 化於一基材上,需使粉末塗覆組成物輪射固化於一基材 上’需要二步驟使粉末塗覆物熔融及固化於一基材上。於 此二步驟輻射固化,粉末塗覆組成物係先使用熱熔融於基 材上,其後’使用UV或電子束照射固化。熱固化對於塗覆 3D物件係特別所欲的。 較佳地’本發明之粉末塗覆組成物係於60至130°C之溫 度固化。更佳地,固化溫度係至少65°C,更佳係至少70°C, 例如,至少75°C ’例如,至少80°C。更佳地,固化溫度係 至多125。0更佳係至多120。(:,特別係至多115。(:,特別係 至多110°C ’例如,至多l〇5°C,或例如,至多100。(:。於特 別情況,例如,更具熱敏性之基材,有利地係於更低之溫 度固化粉末塗覆組成物,例如,於低於100°C,低於95°C, 低於90。(:或甚至低於85°C之溫度。 為了本發明之目的,一次丙酮雙擦拭(ADR)係意指使用 一於丙酮浸濕之棉布於一約60μιη厚度之塗層之表面上前 後移動一次,此棉布覆蓋一具有980克重量之錘頭且與塗層 之接觸表面積係2公分2。以此布每擦拭20次於丙酮内浸 201024387 濕。測量持續至塗層被移除為止(且獲得之ADR次數被記下) 或至達成1〇〇次ADR為止。 較佳地,當塗覆組成物被塗敷至一基材(例如,一鋁基 材(例如,一ALQ板)且於130〇C之溫度固化時,一自本發明 之粉末塗覆組成物製備之塗層能耐至少6〇次ADr,例如, 至少70次ADR,至少80次ADR,至少9〇次ADR,或至少100 次 ADR 〇 ‘粉末塗覆組成物’係意指一可以乾燥(無溶劑或其它載 體)細微分割之固體塗敷至一基材且當於熔化及熔融時形 成一與基材黏著之連續膜之組成物。 ‘一組份之系統’於此使用時,亦稱為丨反系統,係意指 粉末塗覆組成物之所有(反應性)組份形成一粉末之一部 份。此係與二組份之系統,亦稱為2艮系統,相反,其中, 粉末塗覆組成物係由至少二具有不同化學組成之不同粉末 組成,其使反應性組份保持物理性分離。至少二不同粉末 可於粉末塗覆組成物被置於貯存容器内之前混合成一物理 性摻合物,或可於使2尺系統塗敷至一基材前混合以使固化 反應發生。2K系統内之至少二不同粉末之組成物通常被選 擇致使每-粉末包含-對於固化係必需但與其它粉末缺乏 之成份。此分離能製備呈經加熱狀態之個別粉末組成物(諸 如,藉由熔融混合),而無需起始固化反應。 ‘熱起始系統,一辭於此使用時係意指此系統引起樹脂 及共父聯㈣之反應性不鮮之基聚合反應。熱起始系統 包含基起始劑。適於本發明使用之起始系統係於此間所 7 201024387 述之‘BDDMA測試,具有2.5與1〇〇〇分鐘間之膠凝時間之起 始系統。較佳地,具有至少4分鐘之膠凝時間更佳係具有 至少6分鐘之膠凝時間及/或至多8〇〇分鐘,例如,至多6〇〇, 例如’至多400,例如至多2〇〇分鐘之熱起始系統被使用。 依除起始劑外之起始系統之反應性而定,一或多種起 始劑及/或一或多種之加速劑及/或一或多種之共加速劑可 選擇性地存在於起始系統,致使以此間所述之bddma測試 測量之起始系統之膠凝時間係於2.5與丨〇〇〇分鐘之間。 起始系統之反應性於此係使用‘BDDMA測試,決定。於 Θ 此測試,起始系統之1重量%溶於99重量%之丁烷二醇_二甲 基丙烯酸酯(BDDMA)且BDDMA固化之時間(凝膠時間)係 ; 於60。(:使用DIN 16945(6.2.2.2段落)(在此被併入以供參考 、 之用)測量。 依據本發明之粉末塗覆組成物之固化係藉由加熱而發 生;即,此粉末塗覆組成物係熱可固化。熱起始系統内之 熱起始劑於加熱時產生(自由)基,其能與共交聯劑内之不飽 和基團結合起始樹脂内之反應性不飽和之聚合反應或起始 ◎ 樹脂内之反應性不飽和之聚合反應。固體起始劑係比液體 者更佳。 粉末塗覆組成物於基材上之流動特性(流動)可藉由以 約75 μιη之塗層厚度比較此塗層與pci粉末塗層流動板 (ACT Test Panels Inc.,APR22163 (A) Batch: 50708816)之流 動而測定。流動分級係從1至10,且1表示最粗糙之塗覆, 10表示具有最佳流動之塗層。 8 201024387 ‘熱起始劑’、 使用。 ‘基起始劑’及 起始劑’之用辭於此可互換 =始劑可為熟習此項技藝者所知之任何祕劑。基 起始劑之财Μ限地包含㈣化合物,諸如,偶氣里丁 腈(纖)、U,趟雙(環己腈)、u,鐵娜,4三甲基 戊烧),C_C不穩定化合物’諸如,笨頻哪醇、過氧化物, 及其等之混合物。
較佳地,起始系統内之起始劑係過氧化物。過氧化物 可為,例如’過碳賴、過_,或過if。適合之騎係, 例如’過氧化苯甲醯(BPO)及過氧化月桂酿(可以l_xTM 購得)。適合之i«係’例如,第三丁基過苯f _及2乙 基己基過月桂酸酯。適合之過碳酸酯係,例如,二第三丁 基過破酸S旨及二.2-乙基己基過碳酸自旨或單過碳酸醋。 過氧化物之選擇原則上並不重要且可為熟習此項技藝 者所知之適用於不飽和樹脂之基固化作用之任何過氧化 物。此等過氧化物包含有機及無機之過氧化物,無論係固 體或液體(包含於載體上之過氧化物);過氧化氫亦可被應 用。適合過氧化物之例子包含’例如,(化學式_〇c(〇)〇-之) 過氧碳酸酯、(化學式-c(o)o〇-之)過氧醋、(化學 式-c(o)ooc(o)-之)二醯基過氧化物,亦稱為過針,(化學 式-00-之)二烧基過氧化物或過鍵、(化學式_〇〇H之)過氧 化氫等。過氧化物於性質上亦可為寡聚物或聚合物。廣大 系統之適合過氧化物之例子可於,例如, US 2002/0091214-A卜第[0018]段發現,其在此被併入以供 9 201024387 參考之用。 車乂佳地’過氧化物係選自有機過氧化物族群。適合之 有機過氧1 匕物之例子係:第三烧基過氧化氯(諸如,第三丁 基過氧化氫)其它過氧化氫(諸如,括稀過氧化氮)、藉由 酮,氧化物族群形成之特難類之過氧化氫(過酮,係過氧 化氫與駄加成產物,諸如,甲基乙基崎氧化物、甲基 異丁細過氧化物,及乙酿基㈣過氧化物)、過氧醋或ς 酸消如,第三丁基、過氧化苯甲醯、過乙酸醋,及過 苯甲酸醋,過氧化月桂酿’包含㈡過氧酿、過醚(諸如, 過氧二乙基⑹。當然村於本發明之餘塗餘成物中使 用過乳化物之混合物。再者,過氧化物可為混合之過氧化 物,即’於-分子内包含任何二不同之載負過氧基之部份 之過氧化物。 特別適用於本發明係任何下列起始劑:過針,例如, 過氧化苯甲·或過氧化月桂1.過氧二碳_,例如,二 (4-第三丁基環己基)_過氧二碳酸醋、二(十六院基观二碳 酸醋、一(十四烧基)過氧二碳酸酿。 於起始系統之反應性太高之情況,即,咖嫩測試顯 示少於2.5分鐘之凝膠時間’-或多種抑制劑可添加至起始 系統。另外,抑制劑可於樹脂合成期間添加。 抑制劑之例子較佳係選自酚類化合物、穩定基、兒茶 紛、吩售啡、氮酿、苯并酉昆,或其等之現合物之鱗/、 酴類化合物之例子包含2_甲氧基紛、4_ 2,6-二第三丁基-4-甲基酚、2,6-二第二丁某 土 禾一丁基酚、2,6-二-6-丁 201024387 基-4-乙基盼、2,4,6-三甲基-紛、2,4,6-三-二甲基胺基甲基 酚、4,4’-硫基-雙(3-曱基-6-第三丁基酚)、4,4,-異亞丙基二 酚、2,4-二-第三丁基酚,及6,6,-二-第三丁基-2,2,-曱撐基 二-對-甲酚。 穩定基之例子包含1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-氧 基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇(亦稱為丁£1^〇]^之化合物)、 1-氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶_4_酮(亦稱為teMPON之化合 物)、1-氧基-2,2,6,6-四甲基-4-羧基-哌啶(亦稱為4_羧 基-TEMPO之化合物)、1-氧基_2,2,5,5-四甲基比0各烧、1_氧 基-2,2,5,5-四曱基-3-羧基吡咯烧(亦稱為3_羧基_1>尺〇乂丫1^及 加爾萬氧基(galvinoxyl)(2,6-:-第三丁基+^二工第三丁 基-4-氧-2,5-亞環己二烯小基)_對-甲苯基氧)。 兒茶紛之例子包含兒茶H第三月基兒茶盼,及 3.5- 二-第三丁基兒茶酚。 氫酿之例子包含氫酿、2_甲基氫職、2第三丁基氮酿、 2.5- — -第二丁基氫醌、2,6_二_第三丁基氫醌、2,6二曱基氫 醌’及2,3,5-三甲基氫醌。 f并酿之例子包含苯并酿、2,3,5,6四氣_M_苯并酿、 甲基苯并醌、2,6-二曱基苯并醌,及萘并醌。 其匕適合之抑制劑可,例如,選自鋁-N-亞硝基苯基羥 基胺一乙基經基胺,及吩嗔讲之族群。 亦可使用(上述)抑制劑之混合物。較佳地,氫醌或兒茶 盼被作為抑制劑’其係依過渡金屬化合物t(型式及量)之選 擇而疋於起始系統之反應性太低之情況,即,BDDMA測 11 201024387 試顯不多於1000分鐘之凝膠時間,一或多種加速劑可添加 至起始系統。 加速劑可選自胺’較佳係三級胺或芳香族胺:二胺、 聚胺、乙酿基乙醯胺、銨鹽、過渡金屬化合物或其等之混 合物之族群。具有如下所解釋般之起始劑及加速劑之一些 較佳混合物。 右包含化學式-C(0)〇〇_之結構之過氧化物化合物(聚 西曰、聚碳酸醋,包含過氧聚碳酸酯;過酐、過氧酸等)被使 用’較佳地’三級芳香族胺或過渡金屬化合物可作為加速 劑後者選擇性地與共加迷劑混合。 右包含化學式—OOH之結構之過氧化物化合物(過氧化 氫,包含過蜩等)被使用,較佳地,過渡金屬被作為加速劑, 其選擇性地與共加速劑混合。 右包含化學式-〇〇_之結構之過氧化物化合物(過醚等) 被使用’較佳地’過渡金屬被作為加速劑,較佳係與共加 速劑混合。 適合之三級芳香族胺加速劑包含N,N_二曱基苯胺、 N’N-—乙基苯胺;曱苯胺及二甲苯胺,諸如,N N二異丙 醇-對-甲笨胺、N.N-二甲基-對-甲苯胺、N,N_雙(2_經基乙基) 一甲笨胺、N,N-二甲基萘胺、n,N-二曱基曱苯胺及乙基n,N-二曱基胺基苯甲酸酯。 再者,加速劑可選自具有從/等於21且最高達/等於79 之原子數之過渡金屬之過渡金屬化合物之族群。於化學及 物理’原子數(亦稱為質子幻係於一原子之核内發現之質子 12 201024387 數。傳統上係以符號z表示。原子數獨特地指定一化學元 素。於一中性電荷之原子,原子數係等於電子數。適合過 渡金屬化合物之例子係下列過渡金屬者,Sc、Ή、v、cr、 Μη、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、W等,較佳係Μη、Fe、 Co 或 Cu。 過渡金屬化合物較佳係選自過渡金屬鹽或其錯合物或 混合物之族群,較佳係自有機金屬鹽或錯合物之族群,最 佳係有機酸金屬鹽或其衍生物,例如,過渡金屬羧酸鹽或 金屬乙醯基乙酸鹽,例如,過渡金屬乙基己酸鹽。若銅化 合物被使用,其可,例如,呈銅+鹽或銅2+鹽之型式。若猛 化合物被使用,其可,例如,呈猛2+鹽或猛3+鹽之型式。若 鈷化合物被使用,其可,例如,呈鈷2+鹽之型式。 依過渡金屬化合物之反應性而定,起始系統之反應性 可使用共加速劑而促進。 適合共加速劑之例子包含U_二氧化合物、鹽,及含硫 醇之化合物。 1,3-二氧化合物較佳係具有下列化學式之13_二氧化合 物:
(A) 其中’X、Y = H、CrC20烧基、C6-C20芳基、烷基芳基、芳 基烷基、一樹脂鏈之一部份、〇r3、Nr3r4 ; Ri、&、&, 及R4,每一者個別可代表氫(H),或。·^烧基、芳基.烷 13 201024387 基芳基,或芳基烷基基團,每一者選擇性地包含〜 雜原子(例如,氧、磷、氮或硫原子)及/或取代基;=夕甸 存在於Rl#R2、Rl#R3,及/或1触4之間;壤可 -聚合物鏈之-部份,可附接至一聚合物鍵,或可包:為 可聚合物之基團。較佳地,乂及/或Y#C1_C減基及了 C6-C20芳基。更佳地,X及係甲基基團。較佳地及/或 二氧化合物係乙醯基丙酮。u_二氧化合物可為樹 n 合。 g气可聚 1,3-二氧化合物之其它例子包含13二酮、1 1,3-酮醛、ι,3-酮酯,及酮醯胺。 矚 適合之鹼共加速劑之例子係有機鹼或無機鹼。無機鹼 ^ 係,例如,鹼金屬或鹼土金屬之化合物。有機鹼較佳係= 、 含氮之化合物’較佳係胺。 ^ 可作為共加速劑之適合之含硫醇之化合物之例子包人 脂族硫醇,更佳係一級脂族硫醇。脂族硫醇較佳係α_皲^ 乙酸酯、β-毓基丙酸酯、十二烷基硫醇,或其等之混合物二 粉末塗覆組成物中之含硫醇之化合物之硫醇官能性較佳係 馨 22,更佳係仝3。 ' 適用於本發明之粉末塗覆組成物之起始系統内之選擇 性與共加速劑混口之起始劑及選擇性之抑制劑及/或加逮 劑之屍合物可由熟習此項技藝者輕易決定。此可,例如, 藉由使用此間所述之BDDMA測試及藉由改變起始劑(之 量)、抑制劑(之量)。加速劑(之量),及共加速劑(之量)而發 現此混合物,其令,使用BDDMA測試測量之膠凝時間係2 5 14 201024387 與1000分鐘之間,例如,至少4分鐘及/或至多200分鐘。 存在於本發明之粉末塗覆組成物時之樹脂系統包含一 樹脂及一共交聯劑。 樹脂包含反應性不飽和,其中’此反應性不飽和係與 拉電子基團直接連接之碳碳雙鍵。反應性不飽和係意指 與一拉電子基團直接連接之碳碳雙鍵對於藉由熱起始劑產 生之基團係具反應性。為避免疑問,反應性不飽和不包含 A 芳香族環。 樹脂系統内之每一不飽和之重量(WPU)使用1H-NMR : 測量係100與克樹脂/莫耳不飽和之間,例如,1〇〇與900 / 克樹脂/莫耳不飽和之間。WPU可,例如,使用W-NMR(例 如,於 Journal of Applied Polymer Science,第 23冊,1979, 25-38頁所述’其全部揭示内容在此被併入以供參考之用) 或藉由於此間之實驗段落中所述之方法決定。於實驗段落 之方法,每一不飽和之重量(WPU)係經由於300 MHz Varian φ NMR-光譜儀上使用吡畊作為内部標準物之1H-NMR決定, 或WPU係依理論藉由使Μη除以在樹脂及/或共交聯劑之合 成期間添加之不飽和之量而決定。 適合樹脂之例子包含聚醋、聚丙浠酸酿(=丙烯系樹 脂)、聚胺曱酸酯、環氧樹脂、聚醯胺、聚酯醯胺、聚碳酸 酯、聚尿素等,與其等之混合物。較佳地,樹脂係聚酯。 反應性不飽和(與一拉電子基團直接連接之碳碳雙鍵) 可存在於樹脂之主幹,於樹脂(之主幹)之侧,於樹脂之終 端’或於此等位置之組合。較佳地,以福馬酸、馬來酸及/ 15 201024387 或衣康酸為主之具有反應性不飽和之樹脂,更佳地以福馬 酸及/或馬來酸為主之具有反應性不飽和之樹脂,被用於本 發明之粉末塗覆組成物。 如何使反應性不飽和引至樹脂内之例子係如下所述。 聚酯一般係聚醇及聚羧酸之聚縮合產物。 可用於製備聚酯之聚羧酸之例子包含異苯二甲酸、對 苯二曱酸、六氫對苯二甲酸、2,6-萘二羧酸及4,4’-氧雙苯甲 酸、3,6-二氣鄰苯二甲酸、四氣鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲 酸、六氫對苯二甲酸、六氣内甲撐基四氫鄰苯二曱酸、内 甲撐基四氫鄰苯二曱酸、鄰苯二甲酸、壬二酸、癸二酸、 癸烷二羧酸、己二酸、琥珀酸’及偏苯三酸。此等例示之 酸可以其酸型式或若可獲得,以其酐、醢基氣化物或較低 烷基酯之型式使用。酸之混合物亦可被使用。此外’經基 羧酸及内酯可被使用。例子包含羥基特戊酸及ε己内醋。 聚醇,特別係二醇,可與如上所述之羧酸或其類似物 反應製備聚酯。聚醇之例子包含脂族二醇,例如,乙二醇、 丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、丁烷-I,2—二醇、丁烷_1,4_ 二醇、丁院-1,3_二醇、2,2-二甲基丙炫•-U-二醇(新戊基二 醇)、己烷-2,5-二醇、己烷-1,6-二醇、2,2-雙-(4_羥基環己基)_ 丙烷(氫化雙酚-A)、丨,4-二甲基醇環己烷、二甘醇、二丙甘 醇,及2,2-雙[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]丙烷、新戊基二醇之 羥基特戊酸酯,及4,8_雙_(羥基甲基)三環[5,2,1,〇]癸烷(=三 環癸烷二甲基醇)及2,3 丁烯二醇。 三官能性或更多官能性之醇(一起:聚酵)或酸可用以獲 16 201024387 “支之聚酯。適合之聚醇及聚酸之例子係丙三醇、己烷 一醇二甲基醇乙烷、三甲基醇丙烷、季戊四醇,及偏苯 三酸。 單g能性之酸,例如,對-第三丁基苯甲酸、苯甲酸、 間甲笨甲酸、肉桂酸、巴豆酸可用以阻絕聚合物鏈。 車父佳地’本發明之粉末塗覆組成物中之樹脂係自至少 下列單體製備之聚®旨:對苯二甲酸、新戊基二醇及/或丙二 參0^ ° MX ’三甲基醇丙⑥可存在。 聚知可細_由慣用之一般已知之聚合反應方法藉由酯化 ‘ 及7或轉Sa化或藉由經由使用酶之S旨化及/或轉S旨化而製 :’ 冑。例如’右需要,慣用之酯化催化劑,諸如,丁基氣錫 氫氧化物一丁基錫氧化物、四丁基鈦酸鹽或丁基錫酸, 可被使用。使用之此等醋化催化劑之量之例子通常係約0.1 重量%,其係以聚酯總重量為基準。 聚知之製備條件及COOH/OH之比例可被選擇致使具 • 彳於所欲數值範圍内之酸值或經基值之最終產物被獲得。 較佳地,聚酯樹脂之黏度係於從2至3〇1>&8之範圍,其 係於160°C使用此間所述之方法測量。 樹脂亦可為聚丙烯酸酯,亦稱為丙烯系樹脂。一般, 丙烯系樹脂係以選擇性與苯乙稀混合之(甲基)丙稀酸之烷 基醋為主。此等(甲基)丙稀酸之烷基醋可以經基或縮水甘油 基官能性(甲基)丙烯酸替代。(甲基)丙稀酸之烷基醋之例子 包含,例如,(曱基)丙烯酸乙酿、(甲基)丙稀酸異丙醋、(甲 基)丙烯酸正丁醋、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丁 17 201024387 醋、丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸環己酯,及其等之混合 物0 為獲得具有羥基官能性之丙烯系樹脂,丙烯系樹脂包 含羥基官能性(甲基)丙烯酸,較佳係與(甲基)丙烯酸之烷基 s旨混合。羥基官能性(甲基)丙烯酸酯之例子包含羥基乙基 (甲基)丙烯酸酯,及羥基丙基(甲基)丙烯酸酯等。 為獲得具有縮水甘油基官能性之丙浠系樹脂,丙豨系 樹脂包含縮水甘油基官能性(甲基)丙烯酸酯,較佳係與(甲 基)丙烯酸之烷基酯混合。縮水甘油基官能性(曱基)丙烯酸 酯之例子包含縮水甘油基甲基丙烯酸酯等。 明確地’亦可合成具有羥基及縮水甘油基官能性之丙 烯系樹脂。 聚胺曱酸酯可’例如’使用慣用之一般已知之,若需 要’於催化劑及其它添加劑存在中,之(聚)異氰酸酯與(聚) 醇之聚加成反應製備。 例如’若需要’慣用之催化劑’諸如,三級胺或寡聚 金屬化合物’諸如’單丁基錫三(2-乙基己酸鹽)、四丁基鈥 酸鹽或一 丁基錫一月桂酸鹽’可被使用。使用之此等催化 劑之量之例子通常係約0.01重量% ’其係以樹脂之總重量為 基準。 可用於製備聚胺曱酸酯之(聚)醇之例子係與可用於製 備聚醋者相同。 可用以製備聚胺曱酸酯之異氰酸酯之例子不受限地包 含二異氮酸醋’例如,曱本2,4-· —異氛酸醋、甲苯2 6-二異 18 201024387 亂酸酯、4,4’-二笨基甲烷二異氰酸酯、2,4'二苯基甲烷二 異氰酸醋、2,2,_二苯基甲烧二異氰酸酯、六 ㈣Ή氰酸基-H異氰酸基甲基M,3,3_三甲基環己烧 佛爾鋼二異氛酸醋)、間-四甲基二甲苯二異氰酸醋、二 環己基:貌4,4,·二異氰錢H異氰酸醋或二異 氰酸基苯,及二異氰賴,例如,三笨基甲院·4,4,,4”-三異 氰酸酯。 ,,一、
可,::=:::, 雙酚Α二縮水甘油趟之環氧樹胪製備形成,例如, 或Novolac環氧化物購得者 日諸如’可以Epicote™1001 聚醯胺可,例如,藉由 備。 胺與二鲮酸之聚縮合反應製 二羧酸可為分支、非線 係,例如’鄰笨二甲酸、 S線性。適合二羧酸之例子 環己烷二羧酸、萘_26二異本二甲酸、對苯二甲酸、1,4- 二賴、苯撲基二(氧乙二環己燒二乙酸 、二苯基-4,4’-二酸及/或壬二酸。 〜酸·、破ίό酸、己二酸、戊 1,2-乙二胺、1,3-丙二胺、I含’例如,異佛爾酮二胺、 撐基二胺、1,4環己烷雙甲’6、甲撐基二胺、1,12-十二烷 或對-一甲本一胺。聚酿底秦、對-一甲苯二胺及/ 灰職胺亦可伟 份之適合例子包含胺,例如 用分支組份分支。分支組 乙撐基-三胺或二-六甲於_ 境揮基-三胺,諸如,二_ 谭基、三脍· 敗’二-烷撐基-四胺或二-烷 19 201024387 · — * ,黾,例如,1,3,5-笨三羧酸、偏苯三酸酐或均笨 酐,及多官能性胺基酸,諸如,天冬胺酸或麩胺酸。 聚自曰醯胺係包含酯鍵(如於聚酯中般)及醯胺鍵(如於聚 酿胺中=)之樹脂且可’例如’自單-、二-、三-或聚官能性 之單體製備,諸如,具羧酸官能性之單體、具羥基官能性 之單體'具胺官能性之單體及/或具此等官能性之任何者之 組合之單體。 原則上,任何固體之羥基官能性聚碳酸酯可被使用。 I基g 性聚碳酸酯係可自各種來源購得。 _ 聚尿素可,例如,於相似於如上對於聚胺甲酸酯所述 之催化劑及其它添加劑存在中(若需要)使用(聚)異氰酸酯 ^ 與(聚)胺之慣用之—般已知之聚加成反應製備。用於製備% : 尿素之適合(聚)胺包含如上對於聚醯胺所例示者。用於製備 聚尿素之適合(聚)異氰酸酯包含如上對於聚胺甲酸酯所例 示者。 反應性不飽和可,例如,藉由羥基官能性之單體(諸 如,前述之聚醇)與不飽和羧酸或酐(諸如,福馬酸、馬來酸、 @ 檸康酸、衣康酸或中康酸;)反應而建構於樹脂主幹内。可藉 由羥基官能性單體與不飽和羧酸反應而使反應性不飽和建 構於主幹内之樹脂係,例如,聚酯。 再者,反應性不飽和可藉由樹脂内之環氧化物官能性 側基團(例如,縮水甘油基官能性丙烯酸酯)與不飽和羧酸 (諸如,曱基丙烯酸或丙烯酸或福馬酸、馬來酸、檸康酸、 衣康酸或中康酸之單體)反應而與樹脂上之側基團連接。 20 201024387 再者,反應性不飽和可藉由樹脂内之羥基官能性側基 團(例如,羥基官能性丙烯酸酯)與不飽和羧酸(諸如,甲基 丙烯酸或丙稀酸)或不飽和叛酸針(諸如,衣康酸、馬來酸或 檸康酸之酐)反應而連接至樹脂上之一側基團。 亦可使反應性不飽和,例如,藉由經基官能性、環氡 化物官能性或胺官能性終端基團與不飽和羧酸(諸如,福馬 酸、馬來酸、檸康酸、衣康酸、中康酸或其等之單酯、甲 基丙烯酸或丙烯酸)反應而連接至樹脂之一終端(或多個終 端)。因此’具有羥基、胺或縮水甘油基終端基團之樹脂可 與此等羧酸反應。 再者,或另外,羥基或胺官能性樹脂可以包含反應性 不飽和之羥基官能性化合物經由與二異氰酸酯反應形成胺 曱酸酯及/或尿素鍵而改質。此改質可於侧羥基基團及於終 端之經基基團為之。 有時,小量之抑制劑亦於酯化期間存在,以避免由於 二醇内之過氡化物可能存在而造成之不飽和損失,及由於 酯化溫度造成之不穩定性。 使用H-NMR決定之樹脂之每一不飽和之重量(wpu) 通常係少於7500 ’較佳係少於1500,例如,少於115〇或少 於1100或少於1〇〇〇克/莫耳及/或較佳係多於1〇〇,更佳係多 於250克/莫耳,例如,多於5〇〇克/莫耳。 於非結晶性樹脂之情況,樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)較 佳係至少20°C,更佳係至少25°C。較佳地,樹脂係具有至 少40 ’較佳係至少45°C之Tg及/或至多65。(:,較佳係至多 21 201024387 60°C,例如,至多55°C,例如,至多50°C之Tg之聚酯。 樹脂内之酸基團之量係藉由以KOH滴定酸/酐基團而 決定。酸基團之量係以以毫克KOH/克樹脂計之酸值(AV)表 示0 樹脂内之羥基基團之量係藉由以乙酸酐滴定羥基基團 及以KOH後滴定而決定。羥基基團之量係以以毫克使用之 KOH/克樹脂計之羥基值(OH-值或OHV)表示。 樹脂於羥基值低於酸值之情況係分類為酸官能性。於 羧基官能性樹脂係所欲之情況,樹脂之羥基值通常低於10 毫克KOH/克樹脂。 樹脂於酸值低於羥基值之情況被分類為羥基官能性。 於羥基官能性樹脂係所欲之情況,樹脂之酸值通常低於10 毫克KOH/克樹脂。 本發明之粉末塗覆組成物内之樹脂之羥基值通常係於 從0至70毫克KOH/克樹脂之範圍。 於乙烯基醚或乙烯基酯共交聯劑被用於本發明之粉末 塗覆組成物之情況時,所欲係具有具少於5毫克KOH/克樹 脂之酸值之樹脂(較佳係聚酯)。於非乙烯基醚或乙烯基酯之 共交聯劑被使用之情況,樹脂(較佳係聚酯)之酸值可為從〇 至250(例如,從〇至60)毫克KOH/克樹脂之範圍。 樹脂之數平均分子量(Μη)原則上不重要,且可為,例 如,從1,000至20,000 Da。較佳地,樹脂之Μη係至少1,500 Da,例如’至少2,000 Da及/或較佳係至多8,〇〇〇,例如,於 非結晶性樹脂之情況係至多4,000 Da,及較佳地,於結晶性 22 201024387 樹脂之情況係至多15,000 Da。較佳地,樹脂係具有從1,500 至8,000之範圍,例如’從2,1〇〇至4,〇〇〇Da之範圍之數平均 分子量(Μη)之聚S旨。 於粉末塗覆組成物,共交聯劑亦存在。共交聯劑係意 指一具有可與樹脂内之反應性不飽和反應之碳碳雙鍵之化 合物(此碳碳雙鍵係直接與拉電子基團連接)。 用於本發明組成物之共交聯劑係選自丙烯酸酯、甲基 丙烯酸酯、乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基醯胺、炔醚、炔 酯、炔醯胺、炔胺、炔丙基醚、炔丙基酯、衣康酸酯、稀 胺及其等之混合物之族群’較佳係自乙烯基醚、乙烯基酯、 (甲基)丙烯酸酯及其等之混合物族群。 丙稀酸醋係具有丙稀酸醋部份(見第1表之化學式(1)) 之單體、募聚物或聚合物。甲基丙烯酸酯係具有甲基丙稀 酸酯部份(見第1表之化學式(2))之單體、寡聚物或聚合物。 液體(甲基)丙烯酸酯之例子包含丁烷二醇二曱基丙稀酸醋 己烧-一醇—丙稀酸S曰及說基丙基甲基丙稀酸醋。其它(甲基) 丙稀酸酯之例子係如此間所示般(例如,見以(甲基)丙稀酸 酯改質之樹脂部份)。因為含有以(甲基)丙烯酸為主之不飽 和之樹脂可均聚合’以(甲基)丙稀酸為主之樹脂可與含有作 為共交聯劑之以(甲基)丙烯酸為主之不飽和之募聚物或聚 合物混合使用。 乙烯基酯係具有乙烯基醋部份(見第1表之化學式(3)) 之單體、寡聚物或聚合物。乙烯基酯之例子包含單官能性 乙烯基酯,例如,硬脂酸乙烯基酯、棕搁酸乙烯基酯、苯 23 201024387 曱酸乙烯基酯、月桂酸乙烯基酯、己酸乙烯基酯、特戊酸 乙烯基酯、油酸乙烯基酯、甲基丙烯酸乙烯基酯、癸酸乙 烯基酯、溴乙酸乙烯基酯、肉豆蔻酸乙烯基酯、戊酸乙烯 基酯、壬酸乙烯基酯、庚酸乙烯基酯、苯基乙酸乙烯基酯、 馬來酸(二)乙烯基酯、十一烷酸乙烯基酯、碘乙酸乙烯基 酯、2-萘酸乙烯基酯、3-氣-丁酸乙烯基酯、4-氯-丁酸乙烯 基酯及2-氣-丁酸乙烯基酯;二官能性乙烯基酯,諸如,己 二酸二乙烯基酯、福馬酸二乙烯基酯、癸二酸二乙烯基酯、 鄰苯二甲酸二乙烯基酯,及對苯二曱酸二乙烯基酯;及多 官能性乙烯基醋,例如,偏苯三酸三乙稀基自旨。 乙烯基醚係具有乙烯基醚部份(見第1表之化學式(4)) 之單體、募聚物或聚合物。本發明之粉末塗覆組成物内之 共交聯劑係,例如,乙烯基醚。液體乙烯基醚之例子包含 單(醇)官能化之乙烯基醚,例如,乙基乙烯基醚、4-羥基丁 基乙烯基醚、2-羥基乙基乙烯基醚、二甘醇單乙烯基醚, 或4-(羥基甲基)環己基甲基乙烯基醚(1,4-環己烷二甲醇乙 烯基醚);二醇官能化之乙烯基醚,諸如,丁烷二醇二乙烯 基醚、二甘醇二乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚、四甘醇二 乙烯基醚、聚-THFtm 290-二乙烯基醚、己烷二醇二乙烯基 醚、1,4-環己烷二曱醇二乙烯基醚;三醇官能化之乙烯基 醚,例如,三甲基醇丙烷三乙烯基醚、1,2,4-三乙烯基環己 烷;及單胺基官能性乙烯基醚,例如,3-胺基丙基乙烯基 鍵0 例如,乙烯基醚可自二甲基酯及羥基官能性乙烯基醚 201024387 於乙烯基醚酯形成下製備。 非結晶性或半結晶性之乙烯基醚之例子包含乙稀基醚 胺甲酸酯、乙烯基醚聚酯胺曱酸酯、乙烯基醚尿素,及乙 稀基醚聚酯尿素。乙稀基喊聚酯胺曱酸酯之聚酯部份一般 係聚醇及聚羧酸之聚縮合產物,且可具有相同單體及矸與 上述之聚酯合成類似地合成。乙烯基醚聚酯胺甲酸酯之聚 s旨部份可為飽和或不飽和且可與樹脂相似。 為製備乙烯基醚胺甲酸酯,異氰酸酯可與羥基官能性 乙烯基醚及/或聚醇反應。為製備乙烯基醚聚酯胺甲酸酯, 異氰酸酯可與羥基官能性乙烯基醚及羥基官能性聚酯(例 如,如上所述之聚酯)反應。此等反應係於催化劑及其它添 加劑存在中(若需要)之(聚)異氰酸酯與(聚)醇之慣用之一般 已知聚加成反應。催化劑、其它添加劑、聚醇及異氮酸醋 之一些例子係於此不之(例如,見聚胺曱酸酯部份)。 乙稀基_之例子亦包含乙烯基喊聚醋,其係,例如, 可自酸官能性㈣(例如,如此間例示者)魅基官能性乙烯 基醚(例如’此間例不者)製備。當然,亦可經由經基官能性 或烧基官能性聚醋與祕官能性乙婦基喊之轉㈣製備乙 烯基醚聚酯。 乙稀基醯胺係具有乙稀基酿胺部份(見第^表中之化學 式())之單體}聚物或聚合物。炔喊係具有炔醚部份(見 第表中之化子式⑹)之單體、寡聚物或聚合物。快醋係具 有炔醋部份(嫌表巾之化學_之單體、㈣物或聚合 物。快酿胺係具有块·胺部份(見第1表中之化學式⑻)之單 25 201024387 體、募聚物或聚合物。炔胺係具有炔胺部份(見第1表中之 化學式(9))之單體、募聚物或聚合物。炔丙基醚係具有炔丙 基醚部份(見第1表中之化學式(10))之單體、募聚物或聚合 物。炔丙基酯係具有炔丙基酯部份(見第1表中之化學式(11)) 之單體、募聚物或聚合物。 衣康酸酯係具有衣康酸酯部份(見第1表中之化學式 (12))之單體、募聚物或聚合物。液體衣康酸酯之例子包含 衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯等。固體衣康酸酯之例子包 含衣康酸二曱酯。非結晶性衣康酸酯之例子係如上所示(例 如’見以衣康酸之單酯或衣康酸改質之樹脂部份)。因為包 含以依康酸為主之不飽和之樹脂可均聚合,包含以衣康酸 為主之不飽和之樹脂可與作為共交聯劑之包含以衣康酸為 主之不飽和之募聚物或聚合物混合使用。 烯胺係具有烯胺部份(見第1表之化學式(13))之單體、 寡聚物或聚合物。 如此間所定義,單體具有低於500Da之Μη,寡聚物具 有低於l,500Da之Μη,且聚合物具有至少i,5〇〇Da之Μη。 第1表.用於本發明之組成物中之共交聯劑係選自包含下列 部份之一或多者之單體、募聚物或聚合物之族群:(甲基) 丙烯酸酯、乙烯基酯、乙稀基謎、乙稀基醯胺、炔謎、快 酯、炔醯胺、炔胺炔丙基酯、炔丙基醚、衣康酸酯及/或烯 胺部份。此等部份之附接點係以指示。 26 201024387
結構化學式 名稱 1、〆 0 \^CH2 (1) 丙烯酸酯 〇 丫 ch2 ch3 (2) 甲基丙烯酸酯 c AJ ) 〇^^ch2 (3) 乙烯基酯 °^^ch2 ⑷ 乙烯基醚 ο X^n^ch2 ο\αλλ 1 (5) 乙烯基醯胺 為CH ^ (6) 炔醚 C AJ ) ^ο^:^όη (7) 炔醋 〇 X^N^^CH uvvvo 1 (8) 炔醯胺 27 201024387
相同。
於樹脂不能均聚合之情況,個別之共交聯劑需存在以 獲得固化。為避免疑問,於本發明之框架内,若樹浐内 28 201024387 反應性不飽和於藉由基起始劑基起始後能彼此反應,則樹 脂可均聚合。 此個別之共交聯劑可為(半)結晶或非結晶性。再者,液 體共交聯劑可被使用。較佳地,此共交聯劑於加工處理、 塗敷及貯存此粉末塗覆組成物時使用之溫度及壓力係非揮 發性。 使用1H NMR決定之共交聯劑之每一不飽和之重量較 佳係低於870克/莫耳’例如,低於650克/莫耳,例如,低於 630克/莫耳,及/或較佳係高於7〇,更佳係高於1〇〇 ,例如, 向於150克/莫耳。共交聯劑之Μη並不重要且可於廣泛範圍 改變,例如,Μη可為100與20,000 Da之間。 用於粉末塗覆組成物之共交聯劑之量原則上不重要, 特別是若可均聚合之樹脂被使用時。於樹脂不能均聚合之 情況’例如’共交聯劑内之不飽和與樹脂内之不飽和之莫 耳比例可為9:1與1:9之間,較佳係2:1與1:2之間。較佳地, 於此情況,共交聯劑及樹脂内約等莫耳量之不飽和被使用。 使用之起始系統之量係致使當本發明之粉末塗覆組成 物被塗敷至一基材且於130。(:之溫度固化20分鐘時,形成之 塗層能耐至少5〇,較佳係70次丙酮雙擦拭。一種用以測量 丙_雙擦栻之方法於此被描述。 於本發明之一實施例,此粉末塗覆組成物於起始等溫 DSC後具有於i2(rc係至多60分鐘且於60。(:係至少2,5分鐘 之固化反應焓峰值。用以實施等溫DSC測量之方法係於此 間描述。 29 201024387 另外,欲用於本發明之粉末塗覆物之起始系統之量被 選擇致使粉末塗覆組成物之固化反應焓峰值於起始等溫 DSC後於120。<:係至多60分鐘且於60。(:係至少2.5分鐘。於 本發明之另一實施例,一自此粉末塗覆組成物製備之塗層 能需至少50,較佳係70次丙酮雙擦拭。 較佳地,固化反應徐峰值於60°C係至少4,更佳係至 少6分鐘,及/或於120°C係至多45分鐘。 等溫DSC係意指熱分析測量係使用差式掃瞄量熱術於 固定溫度實施。使用之DSC係,例如,TA Instruments之DSC Q2000裝置。約5-10毫克之粉末塗覆組成物樣品被使用。樣 品係先於室溫穩定化(2分鐘),然後以5°C/分鐘或20°C/分鐘 個別加熱至60°C或120°C,且於此等溫度維持固定一段時 間。 為了快速篩選粉末塗覆組成物-特別是對於(極具)反 應性之過氧化物-用於DSC測量之粉末塗覆組成物樣品係 如下般製備:樹脂系統(樹脂及共交聯劑)及起始系統之2〇% 溶液係於二氣曱烷及乙醇(比例3:2)之混合物内製備。樹 脂:共交聯劑之比例於莫耳不飽和係1:1。一具有15〇 厚 度之粉末塗覆組成物溶液之膜係以刮刀塗敷於一玻璃板 上。此膜被乾燥隔夜。經乾燥之膜自玻璃板刮掉,且等溫 DSC測量係以獲得之材料實施。 粉末塗覆組成物之製備係由Misev描述於,,p0W(jer
Coatings, Chemistry and Technology”(224-300 頁;1991
John Wiley),在此被併入以供參考之用。 201024387 用以製備粉末塗覆喊物之普遍方式係於—預混合 :見合個別稱重之組份’例如,於—搜合器,較佳係於 擠塑機内,加熱獲得之預混合物而獲得—擠塑物,使獲 =之擠塑物冷卻至其隨為止,錢騎末賴粒或小薄 ’其破進-步研磨崎低雌尺寸,錢適當分類而獲 得恰當顆粒尺寸之粉末塗覆組成物。因此,本發明亦係有
關於一種驗製備依據本發明之粉杨1«物之方法, 包含步驟: a ·混合粉末塗覆組成物之組份以獲得—預混合物 b.加熱獲得之預混合物,較佳係於_擠塑機内,以獲得一 擠塑物 c. 冷卻獲得之擠塑物以獲得一經固化之擠塑物,及 d. 使獲得之經固化之擠塑物碎成較小顆粒以獲得粉末塗 覆組成物。 較佳地,預混合物加熱至低於欲固化粉末塗覆組成物 之溫度之5。(:,更佳係至少1〇。(:之溫度。若預混合物於一擠 塑機内加熱,較佳係使用一溫度控制以避免會導致粉末塗 覆組成物於擠塑機内固化之太高溫度。 於另一方面,本發明係有關於一種用於塗覆一基材之 方法,包含下列步驟: 1) 使一依據本發明之粉末塗覆組成物塗敷至一基材,致使 基材以一塗層部份地或完全地塗覆, 2) 使獲得之經部份地或完全地塗覆之基材加熱致使此塗 層至少部份固化之時間及溫度。 31 201024387 本發明之粉末塗覆組成物可使用熟習此項技藝者所知 之技術塗敷,例如,使用靜電喷灑或靜電流體化床。 經塗覆之基材之加熱可使用傳統方法為之,諸如,以 一對流加熱爐及/或以一(N)IR燈。甚至微波設備可用以加熱 此基材。 塗層至少部份固化之時間於一對流加熱爐被用以加熱 此塗層之情況較佳係低於60分鐘且通常係高於丨分鐘。更佳
地’此固化時間於一對流加熱爐被用以加熱此塗層係低於 40分鐘。 塗層固化之溫度較佳係低於13〇°C且通常係高於 60°C °較佳地,此固化溫度係低於12〇〇c,更佳係低於 ll〇°C,最佳係低於10〇£3(:,最佳係低於95。(:。較佳地,此 固化溫度係至少65°C,更佳係70。<:,更佳係至少75。(:。 本發明之粉末塗覆組成物可選擇性地包含一般之添加 劑,諸如,填料/色料、消泡劑、流動劑,或(光)穩定劑。 需注意此等一般添加劑無一者被認為係過渡金屬化合物。 流動劑之例子包含BykTM 361 n。適合填料/色料之例子包含 金屬氧化物、矽酸鹽、碳酸鹽,或硫酸鹽。適合穩定劑之 例子包含uv穩定劑’諸如’亞膦酸鹽、硫醚或HALS(位阻 胺光穩定劑)。消泡劑之例子包含安息香及環己烷二曱醇雙 笨曱酸酯。其它添加劑,諸如,用以改良摩擦帶電性之添 加劑,亦可被添加。 於本發明之一特別實施例,本發明之粉末塗覆組成物 包含樹脂,較佳係聚酯,侈如,以福馬酸為主之聚酯,包 32 201024387
含共交聯劑’例如’乙烯基醚,例如,可自DSM Resins以 Uracross™P3307購得之乙烯基醚,及熱起始劑,例如’過 二碳酸醋’例如’可自AkzoNobel以名稱個別為Perkad〇xTM 16及Perkadox™ 26購得之二(4-第三丁基環己基)過氧二碳 酸酯或二肉豆蔻基過氧二碳酸酯,及抑制劑,例如,氫醌, 例如,第三丁基氫醌或2,3,5_三曱基氫醌。 本發明因此特別係有關於一種依據本發明之粉末塗覆 組成物’其中’樹脂係以福馬酸為主之聚酯,其中,共交 聯劑係乙稀基醚’且其中,熱起始系統包含過二碳酸酯, 較佳係二(4-第三丁基環己基)過氧二碳酸酯或二肉豆蔻基 過氧二碳酸醋及氫醌,較佳係第三丁基氫醌或2 3 5三甲基 氫酿。 於本發明之一特別實施例,本發明之粉末塗覆組成物 包含樹脂,較佳係聚酯,例如,以福馬酸為主之聚酯,共 交聯劑’例如,乙烯基醚,例如,可自DSM Resins以 UracrossTMP3307購得之乙烯基醚,及熱起始劑,例如,過 氧化苯甲醯(BPO)。 本發明因此特別係有關於一種依據本發明之粉末塗覆 組成物,其中,樹脂係以福馬酸為主之聚酯,其中,共交 聯劑係乙烯基醚,且其中,熱起始劑係過氧化苯甲醯。 於另一方面,本發明係有關於一種以一以依據本發明 之熱可固化粉末塗覆組成物為主之粉末塗覆物完全地或部 份地塗覆之基材。 於本發明之一實施例,此基材係一#熱敏性基材,例 33 201024387 如,玻璃、陶瓷、纖維水泥板’或金屬(例如,鋁、銅或鋼)。 於本發明之另一實施例,此基材係一熱敏性基材。因此, 本發明亦係有關於本發明粉末塗覆組成物塗覆一熱敏性基 材(較佳係木材)之用途。 熱敏性基材包含塑料基材、木材基材,例如,實木, 諸如:硬木、軟木、夾板;木皮、顆粒板、低密度纖維板、 中密度纖維板及高密度纖維板、OSB(定向刨花板)木質層合 物、创花板及其間木材係重要組份之其它基材,諸如,羯 覆蓋之木質基材、工程木材、塑料改質之木材、塑料基材 或木材塑料化合物(WPC);具纖維素纖維之基材,例如, 硬紙板或紙基材;織物及皮革基材。 其匕熱敏性基材包含係一金屬基材與一熱敏性零件 (諸如’塑料軟管、重金屬零件、帶材,例如,具熱帶材之 鋁框等)之組合物之物件。 塑料基材之例子包含不飽和聚酯為主之組成物、 ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、三聚氰胺-甲醛樹脂、聚碳酸 酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)、熱塑 性烯烴(TPO)、聚胺曱酸酯(PU)、聚環氧丙烷(ppo)、聚環 氧乙炫(PEO)、聚對苯二甲酸乙二酯及耐綸,例如,聚酿胺 6,6,及其等之混合物,例如,聚碳酸酯_ABS。 特別適合以本發明之粉末塗覆物塗覆之其它基材係其 中低溫固化對於有效率生產係所欲者,諸如,重金屬零件。 於另一方面,本發明係有關於一依據本發明之組成物 完全地或部份地塗覆一基材之用途。 201024387 物作Γ者,本發㈣㈣於—㈣本㈣之粉末塗覆組成 物作為一著色、底漆或面塗層之用途。
本發明之粉末塗覆組成射被制之特別之木材塗覆 场包含家庭用傢俱,諸如,桌子、椅子、櫃子等臥室 及浴室傢俱、辦公室傢倶、訂作傢俱,諸如,學校及兒裡 傢俱、醫絲俱、健及錢健、_之㈣及傢俱、 用於室内設計(平)面板、室内及室外之窗戶及門室内及室 外之窗框及門框、室内及室外之壁板及木地板。 ν、間本發明之粉末塗覆組成物可被使用之特別塑料塗 覆市場包含汽車應用,諸如,内部汽車零件、輪圈蓋、保 險桿、引擎蓋下之零件等,可撓性地板、運動物品、化妝 品、視聽應用,諸如,電視機、電腦外殼、電話等,家用 器具及碟形衛星接受器。 實施例 本發明參考下列非限制性實施例更詳細地解釋。 實驗部份 丁烧二醇-二曱基丙烯酸酯(BDDMA)内之起始系統之反應 性之決定 起始系統反應性之決定係藉由以標準膠凝時間設備監 測BDDMA之固化而實施。膠凝時間 60°C以1%之第2表中指示之起始系統固化BDDMA時依據 DIN 16945之6_2.2.2節之方法測量放熱反應而決定。使用設 備因而係Soform膠凝計時器,其具有Peakpro套裝軟體及 National Instruments硬體;使用之水浴及節溫器個別係 35 201024387
Haake W26,及Haake DL30。 於第2表,過渡金屬化合物(加速劑)之量係以每公斤 BDDMA之過渡金屬化合物毫莫耳。
36 201024387 第2表 編號 起始系統 膠凝時間 (分鐘) 1 偶氮-雙-異丁腈(AIBN) 31 2 二(4-第三丁基環己基)過氧二碳酸酯 (Perkadox™ 16) 5.8 3 二(十六烷基)過氧二碳酸酯 (Perkadox™ 24) 7 4 二肉豆證基過氧二碳酸醋(Perkadox™ 26) 4.3 5 二癸醯基過氧化物(Perkadox™ SE-10) 67 6 二月桂醯基過氧化物(Laurox™ S) 90 7 二苯甲醯基過氧化物(Luperox™A98) 101 8 第三戊基過氧特戊酸醋(Trigonox™ 125) 13 9 第三丁基過氧新庚酸S旨(Trigonox™ 257) 11 10 過氧化月桂醯(Luperox™ LP) 82 11 第三丁基過氧2-乙基己酸酯 (Trigonox™ 21) 131 12 二異丁基過氧化物(Trigonox™ 187-W26) < 0.4 13 桔基過氧新癸酸S旨(Trigonox™ 99-C75) 2 14 1,1,3,3-四甲基丁基過氧新癸酸酯 (Trigonox™ 423-C70) 2.2 37 201024387 編號 起始系統 膠凝時間 (分鐘) 15 1,1-二-(第三丁基過氧)-3,3,5-三甲基環 己烷(Trigonox™ 29 40B-GR) >1440 16 3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基三過氧噁烷 (Trigonox™ 310) >1440 17 二(第三丁基過氧異丙基)苯 (Perkadox™ 14S) >1440 18 2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷 (Perkadox™ 30) >1440 19 二第三丁基過氧化物 >1440 20 枯基過氧化氫 >1440 21 二枯基過氧化物(Perkadox™ BC-FF) >1440 22 第三丁基過苯甲酸酯(Trigonox™ C) >1440 23 2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧)己烷 >1440 24 甲基乙基酮過氧化物溶液(Butanox™ M50) >1440 25 乙酿基丙鋼過氧化物溶液(Trigonox™ 44B) >1440 26 環己酿1過氧化物溶液(Cyclonox™ LE50) 1105 27 二月桂醯基過氧化物/Ν,Ν-二異丙醇-對-甲苯胺(等莫耳量) 4.8 28 二苯甲醯基過氧化物/Ν-苯基二乙醇胺 (等莫耳量) 4.0 29 二苯甲醯基過氧化物/Ν,Ν-二甲基-對- 0.4 38 201024387 編號 起始系統 膠凝時間 (分鐘) 曱苯胺(等莫耳量) 30 第三丁基過苯曱酸酯/Cu (1.0毫莫耳/ 公斤) 11 31 甲基乙基酮過氧化物溶液/Co(1.0毫莫 耳/公斤) 5 32 第三丁基過苯甲酸酯/Co(6.0毫莫耳/公 斤 5.2 33 二枯基過氧化物/Mn(3.0毫莫耳/公 斤)/季戊四醇四酼基丙酸酯(1.3毫莫耳 /公斤) 41 34 二(4-第三丁基環己基)過氧二碳酸酯/ 甲基氫醌 (250 ppm) 9.2 35 二(4-第三丁基環己基)過氧二碳酸酯/ 甲基氫醌 (2000 ppm) 11.9 36 二(十六烷基)過氧二碳酸酯/甲基氫醌 (500 ppm) 10.1 37 二肉豆蔻基過氧二碳酸酯/甲基氫醌 (250 ppm) 6.8 38 二肉豆蔻基過氧二碳酸酯/甲基氫醌 (2000 ppm) 8.6 39 第三丁基過苯甲酸酯/Co (6.0毫莫耳/ 公斤)/第三丁基氫酿(500 ppm) 11.6 39 201024387 編號 起始系統 膠凝時間 (分鐘) 40 第三丁基過苯曱酸/Co(12.0毫莫耳/公 斤)/第三丁基氫酿(500 ppm) 7.9 41 第三丁基過氧2-乙基己酸酯/Co(3.0毫 莫耳/公斤) 3.8 42 第三丁基過氧2-乙基己酸酯/Cu (3.0 毫莫耳/公斤) 16.6 43 第三丁基過氧-2-乙基己基碳酸酯 (Trigonox™ 117) >1440 44 第三丁基過氧-2-乙基己基碳酸酯/Co (3.0毫莫耳/公斤) 28.3 45 第三丁基過氧-2-乙基己基碳酸酯 /Cu(3.0毫莫耳/公斤) 18.7 46 第三戊基過氧-2-乙基己酸酯 (Trigonox™ 121) 88.6 47 第三戊基過氧-2-乙基己酸酯/Co (3.0 毫莫耳/公斤) 2.8 48 第三戊基過氧-2-乙基己酸酯/Cu(3.0毫 莫耳/公斤) 13.2 49 1,1-二-(第三丁基過氧)-3,3,5-三曱基環 己烷/Co (3.0毫莫耳/公斤) > 1440 50 1,1-二-(第三丁基過氧)-3,3,5-三甲基環 己烷/Co(6.0毫莫耳/公斤) 1213 此表清楚地顯示數種過氧化物係適合之依據本發明之 起始劑系統。再者。此表證明各種相對較不具反應性之過 40 201024387 氧化物可以加速劑變成更具反應性以獲得與本發明一致之 反應性(見,例如’編號22對編號30)。再者’此表顯示各種 反應性過氧化物可以抑制劑變成較不具反應性以便獲得更 適合之反應性(見,例如,編號4對編號38)。再者,此表亦 顯示加速劑及抑制劑之混合物可用於改變反應性(編號39)。 粉末塗覆物之合成及應用
第3表:化學品 化學名稱 商業名稱 說明或用 途 丙—^醇 單體 新戊二醇 單體 三甲基醇丙烷 單體 氫化雙-盼A 單體 對苯二甲酸 單體 異苯二甲酸 單體 苯甲酸 單體 福馬酸 單體 羥基丁基乙烯基醚 單體 異佛爾酮二異氰酸 酯 乙稀碳酸醋 2,3-環氧丙基新癸酸 酯 雙-(4-乙烯基氧丁 基)六甲撐基二胺甲 DSM 之URACROSS™ P3307 共交聯劑 41 201024387 酸酯 二(4-第三丁基環己 基)過氧二碳酸酯 Akzo Nobel 之 Perkadox™ 16 起始劑 二肉豆蔻基過氧二 碳酸酯 Akzo Nobel 之 Perkadox™ 26 起始劑 二月桂醯基過氧化 物 Akzo Nobel 之 Laurox™ S 起始劑 二苯甲醯基過氧化 物(BPO) Arkema 之 Luperox™ A75 起始劑 第三丁基過氧苯曱 酸酯 Akzo Nobel 之 Trigonox™ C 起始劑 二異丁基過氧化物 AkzoNobel 之 Trigonox™ 187-W26 起始劑 枯基過氧新癸酸酯 AkzoNobel 之 Trigonox™ 99-C75 起始劑 1,1,3,3-四甲基丁基 過氧新癸酸酯 AkzoNobel 之 Trigonox™ 423-C70 起始劑 第三丁基氫醌 抑制劑 2,3,5-三甲基氫醌 抑制劑 辛酸鈷(Co),亦稱為 鈷雙(2-乙基己酸鹽) De Monchy International B.V.COMMET 辛酸鈷 加速劑 二氧化鈦色料 Kronos 之 Kronos™ 2310 色料 Byk 之 BykTM-361 N 流動劑 樹脂之合成:一般程序
42 201024387 下列實施例中使用之化學品係描述於第3表。 樹脂合成(樹脂B) 裝6又一溫度計、一攪;拌器及一蒸館裝置之一反應容舄 被填充一錫催化劑及第4表中列示之用於第一步驟之單體 (所有(聚)醇及對苯二曱酸八然後,實施攪拌且一輕氮氣流 通過反應混合物’同時溫度上升至230。〇其後,對於第二 步驟’苯甲酸於140°C之溫度添加,其後,於230〇c進行醋 化。當少於約8毫克KOH/克樹脂之酸值達成時,反應混合 物冷卻至160。〇添加福馬酸與小量之基抑制劑,且藉由增 溫至200。(:進行酯化。聚酯製備之最後階段係於減壓下實 行。 樹脂之合成(樹脂C,D, E, K) 裝設一溫度計、一授拌器及一蒸德裝置之一反應容器 被填充一錫催化劑及第4表中列示之用於第一步驟之單體 (所有(聚)醇及對苯二曱酸)。然後,實施攪拌且一輕氮氣流 通過反應混合物,同時溫度上升至230。〇其後,對於第二 步驟,苯甲酸、福馬酸及小量之基起始劑一起於160°C之溫 度添加,其後,於210°C進行酯化。酯化後係於減壓下達約 5毫克KOH/克樹脂之酸值之步驟。樹脂之酸值經由使樹脂 之剩餘酸基團與環氧或烯碳酸酯基團(見第4表’其化學品 被使用)反應而達低於5毫克KOH/克樹脂。使用量係依添加 前之酸值而定。 樹脂之合成(樹脂A,G,H, J) 裝設一溫度計、一攪拌器及一蒸餾裝置之一反應容器 43 201024387 被填充—錫催化劑及第4表中列示之用於第一步驟之單體 (所有(聚)醇及對苯二甲酸)。然後,實施攪拌且一輕氮氣流 通過反應混合物,同時溫度上升至22CTC。其後,對於第二 步驟’福馬酸及小量之基起始劑一起於180°C之溫度添加, 其後’於22〇°C進行醋化。當少於約15毫克KOH/克樹脂之 酸值達成時,反應混合物冷卻至2〇5。(:。聚酯製備之第三階 段係於減壓下實行至約5毫克K0H/克樹脂之酸值達到為 止。樹脂之酸值經由使樹脂之剩餘酸基團與環氧或烯碳酸 醋基團(見第4表,其化學品被使用)反應而達低於5毫克 @ KOH/克樹脂。使用量係依添加前之酸值而定。 樹脂之合成(樹脂F) : 麵 裝設一溫度計、一攪拌器及一蒸餾裝置之一反應容器 — 被填充一錫催化劑及第3表中列示之用於第一步驟之單體 (所有(聚)醇及對苯二甲酸)。然後,實施攪拌且一輕氮氣流 通過反應混合物,同時溫度上升至230。〇當少於約10毫克 KOH/克樹脂之酸值達成時,反應混合物冷卻至160°C。衣 Ο 康酸及小量之基起始劑一起添加且藉由增溫至220°C進行 _ 酯化。聚酯製備之最後階段係於減壓下實行。 樹脂及共交聯劑分析 玻璃轉移溫度(Tg)測量(回折點)及熔融溫度測量係經 由差式掃瞄量熱術(DSC)於MettlerToledo, TADSC821上, MN2氛圍及5。(:/分鐘之加熱速率實行。黏度測量係於 160°C,於Rheometric Scientific CT 5 (Rm 265)裝置(Mettler Toledo)上實行。一30 mm之錠子被使用。應用之剪切速率 44 201024387 係70s—1。樹脂之酸及羥基值係個別依據ISO 2114-2000及 ISO 4629-19781以滴定決定。 每一不飽和之重量(WPU)係經由i-NMR於300 MHz Varian NMR-光譜儀上使用吡啡作為内部標準物而決定。記 錄之光譜以ACD軟體完全地分析,且所有波峰之波峰面積 被計算。 每莫耳不飽和之樹脂重量係以下列方程式計算:
WPU
[‘ 1 期鳩V
Wpyr&個別係以相同單位表示之π比η井(係内部標準物) 及樹脂之重量。MWpyrS吡畊分子量(=80克/莫耳)。Ac_c係 與樹脂内之反應性不飽和(C=C組份)之碳碳雙鍵附接之氣 之波峰面積;Nc=c係特定C=C組份之氫之數量;八吵係„比啡 之波峰面積且Npyr係氫之數量(=4)。
45 201024387 輙si-^^4t.w 餿率 wwi 寸姝 量 (莫耳%) 呀· »-H ί5 ι〇 〇) <ys X 8 f-H s 量 (莫耳%) 芽 m X R in OS \n η Ρ\ K 量 (莫耳%) δ V) σ\ »-Η X 00 Β 1 卜 in ?3 〇 (Ito a\ ^Η X 〇〇 8 )Q i m <〇 心· 3 b 量 (莫耳%) 卜 Π 00 荨 FI § ?ι ω 量 (莫耳%) 二· ί$ fN § X v〇 s S s Q 量 (莫耳%) JQ § χ 8 ?} cs § m 沄 ο H* —被 Ϊ5 ίΝ § X 卜 5R s 句 2 S m m ι〇 PQ 量 (莫耳%) v〇 2 \q 3 〇 s oo CN *Ti fi < 量 (莫耳%) 0 § <Ν X 〇〇 75 A 2 S m 樹脂編號 箱 馇 Ί 新戊二醇 三曱基醇丙烷 笨甲酸 對苯二甲酸 福馬酸 衣康酸 乙稀碳酸酯 23-環氧丙基新癸酸酯 樹脂特性 ΦΙ «t^ll il ;ι ®W t/| vg- Z 萆3 K· § il Mn(理論上) 羥基值(毫克KOH/克) 酸值(毫克KOH/克) ε 160°C 之黏度(Pa_s) 201024387 以乙烯基喊為主之共交聯劑之合成:一般程序 決定自由-NCO存在之方法 FT-IR 光譜於一裝設 ATR(Golden Gate)配件之 varian Excalibur裝置上記錄。自由NCO之特性波峰於cm-1發現。 於此位置之波峰存在係指自由NCO基團。 共交聯劑之合成(II) 裝設一溫度計及一攪拌器之一反應容器以第5表所列 示之異氰酸酯填充。然後,施以攪拌且一輕氮氣流通過反 應混合物,同時溫度保持低於15cC。其後,施予第5表中列 示之乙烯基醚,致使反應混合物於添加期間保持低於 15°C。於施予所有乙烯基醚後,溫度升至65Dc,且添加錫 催化劑。施予如第5表所列示之醇,同時溫度保持低於 75。0施予所有醇後,溫度設定為⑴穴,且於此溫度維持 約半小時。其次’添加正丁醇至所有自由nc〇已反應為止 (使用如上所述之FT_IR測量)。溫度升至115义且施加真空 (0.1巴)以移除所有揮發物。真空後,容器之内容物被排放。 共交聯劑之合成(ΠΙ/IV/V) 裝設一溫度計、一攪拌器及一 一蒸餾裝置之一反應容器
47 201024387 異氰酸酯後,溫度保持或設定為l〇5°C,且於此溫度維持約 半小時。其次,添加正丁醇至所有自由NCO已反應為止。(使 用如上所述之FT-IR測量)。溫度上升至115°C且施加真空 (0.1巴)以移除所有揮發物。真空後,容器之内容物被排放。
48 201024387
第5表.共交聯劑之合成及性質
49 201024387
Tm 或 Tg(°C) Tm = 90°C Tg = 30°C = 24°C Tg = 41°C Tg = 36°C 經基值 (毫克KOH/克) n.d. 6.4 9.0 1.0 1.3 酸值 (毫克KOH/克) n.d. 0.4 1.0 0.5 0.1 160oC之黏度 (Pa.s) n.d. 1.2 0.8 3.9 1.8 粉末塗覆組成物之製備、塗敷及分析
被測試之粉末塗覆組成物之之組成係於下之表中所 示。組份係於60°C使用Prism Twin Screw擠塑機(2〇〇 rpm, 扭矩> 90%)擠塑。擠塑物被研磨及篩選;小於9〇微米之筛 選分級物被作為粉末塗覆組成物。此粉末塗覆組成物以— 電暈粉末塗敷喷槍塗敷於一鋁ALQ板上,且於對流加熱爐 (Heraeus UT 6120)内於各種溫度固化2〇分鐘。塗敷之塗層 厚度係約60 μιη。 丙酮雙擦拭 化。 丙酮雙擦拭(ADR)係如此間所述般實行 以決定此固
粉末塗覆組成物之製備 樹脂:共交聯劑之比例以莫耳不飽和係選擇。 内之起始劑之量係以樹脂系統之總重量為基準(例如 α 莫耳起始劑/公斤樹脂系統;為了起始劑及抑制劑之量’,Χ 樹脂系統係定義為包含反應性不飽和加上共&聯劑此 脂,其排除一般之粉末塗覆組成物添加劍, 之樹 』 5¾'如,色 填料等)。起始系㈣之抑關之量係簡衫統之總重量 50 201024387
為基準。起始系統内之加速劑之量係樹脂系統之總重量為 基準(例如,X莫耳加速劑/公斤樹脂系統)。流動劑及色料 之量係以總粉末塗覆組成物之重量%計算。於所有粉末塗 覆組成物,除不同指示外,0.8重量%之流動劑被使用。 51 201024387 •I f#鸯駟 比較例1.4 u ►—< << % « 雪蝌 •身2 Η 〇〇 a S »Ή >1440 比較例u o 士: S Π Is Β 5S 1比較例1·2 1 u H-l »§ s pt Sb cn i5§ m 比較例1.1 u S5令 i*沣 1擗 •|s Η 〇〇 〇 V rn υ 1—1 |S2 Η 00 S Μ _ s …1 妹R 〇 # ΰ ν〇 R R Q <·ί 00沣 g η 1 ♦» 3 η 3 §8 d 沄 i-H P ,ι Is 0U 00 戚 ?| w 1 味a ϋ 3 實施例# 率 茶 裔 萑 傘· 罨 1 钿 寒 g § f δ I ^Λ |2^ B紫起 衾w Θ缴
52 201024387 由第6表可看出,顯示以如上所述之BDDMA測試測量 之於DBBMA内之反應性為從2.5至1〇〇〇分鐘之起始系統可 作為用以固化粉末塗覆組成物之起始系統。 亦顯示藉由選擇於所請求之反應性範圍内之起始系 統,粉末塗覆組成物可於相對較低之溫度固化至可接受之 程度,即,t>5〇adr(對於塗覆物用以獲得至少5〇*adr所 需之固化溫度)係低於13(rc。再者,τ ”。舰(對於塗覆物 用以獲得至少7G次ADR所需之固化溫度)係低於】3〇〇c。
53 201024387 〇\ r4 〇 Pedc26 82Ό毫莫耳/ 公斤 ^ β 卜 1 械r槭袞 1 8 5 α Η-1 Pedc26 82.0毫莫耳/ 公斤 第三丁基氩 覼 250ppm 1 纭 S m 口 ο »—1 BPO 82Ό毫莫耳/ 公斤 1 S O m 1—i BPO 810毫莫耳/ 公斤 1 8 ^η c4 »-^ Pedcl6 820毫莫耳/ 公斤 ^5·三甲基 氫醒 250mm [G S P Q HH Laurax™S 820毫莫耳/ 公斤 1 s s (¾ >—« BPO 810毫莫耳/ 公斤 S 8 t-H m 1—1 Peric.16 820毫莫耳/ 公斤 2Λ5·三曱基 氫瞄 250〇pm t Η OQ Pedc26 82Ό毫莫耳/ 公斤 第三丁基氩 覼 250ppm 1 R 8 2 實施例# i)D i 共交聯劑 起始系統 起始劑 抑制劑 加速劑 ε I ε P H H ε ±i 念傘s
54 201024387 由上之第7表可看出,不同起始系統可用於本發明之粉 末塗覆組成物。再者,樹脂系統可改變,且因此,不同之 樹脂及共交聯劑之混合物可被使用。 第7表之結果亦顯示用於起始系統之抑制劑之量玎改 變。 實施例3添加劑之使用 第8表·添加劑(色料及流動劑)之使用於本發明粉末重覆組 成物之影響 貫孢例并 3.1 3.2 ---------- 33 街月曰 B B ----- Β 共交聯劑 I I ι-^ 起始劑 BPO 37·2亳莫耳/公斤 BPO 37.2毫莫耳/公斤 ΒΡΟ 37.2毫莫耳/公斤 色料(Kronos2310) - - 33.3重量% 流動劑(Byk-361 N) - 〇·8重量% 0.8重量% T>50ADRrV) 85 85 ____一 85 1 >70ADR (°C) 90 9ϋ ·. ____ 90 由第8表可看出,粉末塗覆組成物可於未影響用以獲得 可接受固化所需之固化溫度(T woadr維持少於13〇。〇)下包 含添加劑。 具添加劑之組成物被塗敷於一鋁基材(ALQ板)上及一 橡木木皮基材上。經塗覆之基材於1〇〇cC固化25分鐘,且獲 得良好之SHt ’因為塗層能耐HK)次ADR。此實施例因此顯 示本發明之粉末塗覆組成物係特別適於塗覆諸如本材之熱 敏性基材。 … 實施例4.以衣康酸為主之聚酯樹脂 55 201024387 第9表.作為樹脂及共交聯劑之以衣康酸為主之聚酯樹脂 實施例# 4.1 4.2 樹脂 F F 共交聯劑 - I 起始劑 BPO 61.3毫莫耳/公斤 BPO 61.3毫莫耳/公斤 T >50 ADR (°C) 120 100 T >70 ADR (°Q 130 110 於BDDMA内之起始劑反應性 (分鐘) 101 101 由第9表可看出,以衣康酸為主之聚酯樹脂可均聚合, 因此,樹脂及共交聯劑可為相同。 實施例5不同共交聯劑
56 201024387 第ίο表不同共交聯劑 實施例# 5.1 5.2 5.3 5.4 樹脂 D D D D 共交聯劑 m I Π IV 起始劑 Laurox™ S 85.3毫莫耳/公 斤 Laurox™ S 85.3毫莫耳/ 公斤 BPO 85.3毫莫耳/ 公斤 BPO 85.3毫莫耳/ 公斤 共交聯劑 理論性WPU 504 204 383 580 共交聯劑狀態 非結晶性 結晶性 非結晶性 非結晶性 共交聯劑之Tg 或Tm Tg = 24°C Tm = 90°C Tg = 30°C Tg = 41°C T >50ADR (°C) 85 80 95 110 T >70 ADR (°Q 90 90 100 115
由第10表可看出,不同之共交聯劑可用於本發明之粉 末塗覆組成物。再者,非結晶性及結晶性之共交聯劑可被 使用。 實施例6.樹脂系統之WPU、樹脂之WPU及共交聯劑之WPU 對用以獲得一可接受粉末塗覆物所需之固化溫度之影響 57 201024387 第11表 WPU之影響
共交聯劑 理論性WPU
共交聯劑 實際WPU
樹脂 實際WPU 樹脂系統WPU ' (自共交聯劑理論性 WPU及樹脂實際WPU計算) 樹脂系統實際WPU T >50 ADR (°C) 1210 530 367 286 210 870 1061 722 1130 667 1170 900 〇 由上之第11表可看出,使用iHNMR決定之樹脂系統、 WPU(實際WPU)需低於1000,較佳係低於900。再者,較佳 係使用巾NMR決定之樹脂之WPU(實際wpu)係低於117〇 及/或使用H NMR決定之共交聯劑之wpu(實際wpu)係低 於870克/莫耳,較佳係63〇克/莫耳。 實施例7.使用之起始系統量之作用 58 201024387 第12表使用之起始系統量之作用 實施例# 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 樹脂 c C C C C C C C C 共交聯劑 I I I I I I I I I 起始劑 BPO(毫莫耳 /公斤) 1.5 2.8 5.7 11.4 23.0 37.2 88.7 175.2 262.8 T >50ADR (°C) >160 >160 140 115 100 85 80 80 80 T >70 ADR (°C) >160 >160 150 120 105 90 90 85 85 由第12表可看出,熟習此項技藝者可使用例行實驗輕 易決定用以使粉末塗覆組成物固化至可接受程度(T > 50 ADR (°C)係低於130°C)所需之起始系統之最小量。 【圖式簡單說明】 (無) 【主要元件符號說明】 (無) 59

Claims (1)

  1. 201024387 七、申請專利範圍: 1. 一種適合於一從60至130°C之溫度固化之熱可固化粉末 塗覆組成物,包含: -一熱起始系統及一樹脂系統 -其中,該熱起始系統之反應性係致使該熱起始系統於丁 烷二醇-二甲基丙烯酸酯内於60°C提供2.5與1000分鐘 間之膠凝時間,其係依據DIN 16945使用於99重量%之 丁烷二醇-二甲基丙烯酸酯内該熱起始系統之丨重量% 測量 -其中,該熱起始系統之量被選擇致使當該粉末塗覆組成 物被塗敷至一基材且於一 130°C之溫度固化20分鐘時, 所形成之塗層能耐至少50次丙酮雙擦拭 -其中,該樹脂系統包含一樹脂及一共交聯劑 -其中,該樹脂包含反應性不飽和,且其中,該反應性不 飽和係與一拉電子基團直接連接之碳碳雙鍵 -其中,該共交聯劑係選自丙烯酸酯、曱基丙烯酸酯、乙 烯基酯、乙烯基醚、乙烯基醯胺、炔醚、炔酯、炔醯胺、 炔胺、炔丙基醚、炔丙基酯、衣康酸酯、烯胺,及其等 之混合物之族群 _其中,使用NMR測量之於樹脂系統内之每一不飽和 之重量係於100與1〇〇〇克/莫耳之間,及 -其中,粉末塗覆組成物係一一組份之系統。 2. 如申請專利範圍第1項之組成物,其中,藉由該熱起始 系統提供之該凝膠時間係至少6分鐘。 201024387 3.如申請專利範圍第1或2項之組成物,其中,該熱起始系 統包含一過氧化物,較佳係一有機過氡化物。 4·如申請專利範圍第Μ項中任-項之組成物,其中,該熱 起始系統包含氫酿或兒茶紛。 5·如申請專利範圍第Μ項中任一項之組成物,其中,該樹 脂係一聚醋。
    6.如申請專利㈣W-5項中任—項之組成物,其中,該共 交聯劑係選自乙稀基醚、乙稀基_、甲基丙烯酸醋、丙 烯酸酯、衣康酸酯及其等之混合物之族群。 7·如申請專利範圍第W項中任-項之組成物,其中,該共 交聯劑之每_不飽和之重量較佳係、低於㈣克/莫耳及/ 或,其中,該樹脂之每-不飽和之重量係少於⑽克/ 莫耳。 8. 如申請專利範圍第i-5或7項中任—項之組成物,其中, 該樹脂及該共交聯劑係相同。 9. 如申請專利範圍第I-7項中任— 哨夂組成物,其中,該樹 脂係以福馬酸為主之聚酯,其φ,# . ,該共交聯劑係乙烯基 醚,且其中,該熱起始系統包含 %一奴酸酯,較佳係二 (4-第三丁基環己基)過氧二碳_旨或二肉豆_基二 碳酸酯,及氫醌,較佳係第三丁 I & — 丁基虱醌或2,3,5-三甲基氫 酿。 10.如申請專利範圍第1-3或5-7項 … 、 甲任—項之組成物,豆 中,該樹脂係以福馬酸為主之甲 聚知,其中,該共交聯劑 係乙稀基醚,且其中,該熱起始劑係過氧化苯甲酿。 61 201024387 11. 一種用於製備如申請專利範圍第1-10項中任一項之粉末 塗覆組成物之方法,包含步驟: a. 混合該粉末塗覆組成物之組份以獲得一預混合物 b. 加熱該預混合物,較佳係於一擠塑機内,以獲得一擠 塑物 c. 冷卻該擠塑物以獲得一經固化之擠塑物,及 d. 使該經固化之擠塑物碎成較小顆粒以獲得該粉末塗 覆組成物。 A 12. —種用於塗覆一基材之方法,包含下列步驟: 1) 使如申請專利範圍第1-10項中任一項之粉末塗覆組成 物塗敷至一基材以獲得一經塗覆之基材, / 2) 加熱該經塗覆之基材。 13. —種基材,其係以如申請專利範圍第1-10項中任一項之 粉末塗覆組成物完全地或部份地塗覆。 14. 一種如申請專利範圍第1-10項中任一項之粉末塗覆組成 物之用途,其係用於塗覆一熱敏性基材,較佳係木材。 | 62 201024387 四、指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:第( )圖。(無) (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 五、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式:
TW098137738A 2008-11-07 2009-11-06 Heat-curable powder coating composition TW201024387A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11239008P 2008-11-07 2008-11-07
US11238408P 2008-11-07 2008-11-07
EP08172327 2008-12-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201024387A true TW201024387A (en) 2010-07-01

Family

ID=40383864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098137738A TW201024387A (en) 2008-11-07 2009-11-06 Heat-curable powder coating composition

Country Status (7)

Country Link
EP (4) EP2342289B1 (zh)
DK (3) DK2342289T3 (zh)
ES (3) ES2509492T3 (zh)
PL (3) PL2342289T3 (zh)
SI (3) SI2342290T1 (zh)
TW (1) TW201024387A (zh)
WO (3) WO2010052294A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010052294A1 (en) 2008-11-07 2010-05-14 Dsm Ip Assets B.V. Heat-curable powder coating composition
PL2342287T3 (pl) 2008-11-07 2017-02-28 Dsm Ip Assets B.V. Jednoskładnikowa, utwardzana termicznie proszkowa kompozycja powlekająca
WO2010136315A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Dsm Ip Assets B.V. Heat-curable powder coating composition for powder-in-mould-coating articles
NZ603172A (en) 2010-05-06 2013-08-30 Dsm Ip Assets Bv Low temperature cure heat-curable powder coating composition comprising a crystalline polyester resin, an amorphous polyester resin, a crosslinking agent and a thermal radical initiator
CN102884146B (zh) 2010-05-06 2015-07-01 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 包含结晶聚酯树脂、无定形树脂和过氧化物的可低温热固化的粉末涂料组合物
AR088945A1 (es) * 2011-12-02 2014-07-16 Akzo Nobel Chemicals Int Bv Composicion curable multi-componente y proceso de curado correspondiente
WO2013083875A1 (en) 2011-12-07 2013-06-13 Nokia Corporation An apparatus and method of audio stabilizing
PL2989140T3 (pl) 2013-04-26 2017-10-31 Dsm Ip Assets Bv Żywice uretanowe funkcjonalizowane winylem dla proszkowych kompozycji powlekających
BR112016011288B1 (pt) 2013-11-21 2022-10-11 Covestro (Netherlands) B.V Composições de revestimento em pó termofixas compreendendo peróxido de benzoíla substituído com metila, processo para a fabricação das composições de revestimento, artigo revestido com a composição de revestimento, processo para a fabricação do artigo, e uso das composições de revestimento e do artigo
US11479679B2 (en) 2014-04-16 2022-10-25 Covestro (Netherlands) B.V. 2K thermosetting powder coating compositions
JP6784670B2 (ja) * 2014-10-23 2020-11-11 インプリア・コーポレイションInpria Corporation 有機金属溶液に基づいた高解像度パターニング組成物および対応する方法
EP3034551A1 (en) 2014-12-17 2016-06-22 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Powder mixture comprising organic peroxide
EP3272779A1 (de) 2016-07-21 2018-01-24 TIGER Coatings GmbH & Co. KG Pulverlackformulierung
CN106189754A (zh) * 2016-08-04 2016-12-07 龙马智能科技(常熟)有限公司 粉末涂料及具有所述粉末涂料的成型制品
EP3514206A1 (en) 2018-01-19 2019-07-24 TIGER Coatings GmbH & Co. KG Thermoplastic

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8924984D0 (en) 1989-11-06 1989-12-28 Shell Int Research Interpolymer latices from esters of(meth)acrylic acid and vinyl esters of branched chain carboxylic acids
US5714206A (en) * 1996-05-06 1998-02-03 Morton International, Inc. Two component powder coating system and method for coating wood therewith
US6194525B1 (en) 1998-05-11 2001-02-27 Ferro Corporation Powder coating composition comprising unsaturated polyesters and uses thereof
EP1216991A1 (en) 2000-12-22 2002-06-26 Akzo Nobel N.V. Transportable and safely packaged organic peroxide formulations comprising reactive phlegmatizers
DE102005055852A1 (de) 2005-11-23 2007-05-24 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Carbonsäurevinylestern
BRPI0712597A2 (pt) 2006-05-19 2012-07-03 Basf Coatings Ag materiais de revestimento em pó com policarbonatos de alta funcionalidade, altamente ou hiper-ramificados.
PL2342287T3 (pl) 2008-11-07 2017-02-28 Dsm Ip Assets B.V. Jednoskładnikowa, utwardzana termicznie proszkowa kompozycja powlekająca
WO2010052294A1 (en) 2008-11-07 2010-05-14 Dsm Ip Assets B.V. Heat-curable powder coating composition

Also Published As

Publication number Publication date
ES2498682T3 (es) 2014-09-25
PL2342289T3 (pl) 2015-03-31
EP2342290A1 (en) 2011-07-13
WO2010052294A1 (en) 2010-05-14
WO2010052295A1 (en) 2010-05-14
ES2509492T3 (es) 2014-10-17
DK2342286T3 (da) 2014-09-22
EP2342286B1 (en) 2014-06-25
DK2342290T3 (da) 2014-10-27
ES2527957T3 (es) 2015-02-02
EP2342289A1 (en) 2011-07-13
PL2342290T3 (pl) 2014-12-31
EP2784138A2 (en) 2014-10-01
EP2342290B1 (en) 2014-07-30
PL2342286T3 (pl) 2014-11-28
EP2342286A1 (en) 2011-07-13
SI2342289T1 (sl) 2015-02-27
EP2342289B1 (en) 2014-10-29
SI2342290T1 (sl) 2014-11-28
SI2342286T1 (sl) 2014-10-30
DK2342289T3 (en) 2015-01-26
WO2010052296A1 (en) 2010-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201024387A (en) Heat-curable powder coating composition
US10399113B2 (en) Heat-curable powder coating composition
US10072179B2 (en) Vinyl functionalized urethane resins for powder coating compositions
US20110269908A1 (en) One component heat-curable powder coating composition
CN114929818B (zh) 非多孔微粒