TW201024387A - Heat-curable powder coating composition - Google Patents
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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。
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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)
- 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:
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