專利名稱：改進的碳氟聚合物粉末涂料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱固性碳氟聚合物粉末涂料組合物以及由這種粉末形成的固化涂層。通過使用本發(fā)明的粉末涂料可以改善涂層的性能，如耐腐蝕性和機械性能，包括撓性、耐沖擊性、硬度和粘合性。
背景技術：
由于聚偏二氟乙烯(PVDF)對紫外線輻射、粉化、耐化學性以及腐蝕的高性能，它已經(jīng)長期用于建筑應用中的液態(tài)涂料中。這些產(chǎn)品已經(jīng)以商品名Kynar和Hylar銷售。但是經(jīng)證實，將在粉末涂料中開發(fā)具有合適涂料性能的聚偏二氟乙烯是很難的。
以下所述的專利是這一領域中典型的成果。
美國專利No.6,221,429(Verwey等)揭示了具有受控光澤性粉末涂料的制備和施工方法。所述方法包括混合由60-90重量％熔點小于150℃的氟基三元共聚物及40-10重量％混有所述三元共聚物的相容性熱塑性丙烯酸類樹脂組成的樹脂混合物，來形成產(chǎn)物。所述產(chǎn)物具有與溫度有關的光澤性能，在所述產(chǎn)物中，當在140-220℃的可變溫度下烘烤基材表面時，根據(jù)ISO-2813在60°的角度下測量時，產(chǎn)生光澤，當在140-220℃內的溫度間隔烘烤基材表面時，該光澤它和溫度成反比例。然后，將粉末涂料施加到基材上并烘烤。
美國專利No.6,090,890(Murakami等)揭示了用于粉末涂料的樹脂組合物。所述組合物包含(A)環(huán)氧官能的支鏈有機聚硅氧烷，其軟化點為室溫到150℃、(B)選自包含5-70重量％含芳族乙烯單體單元的丙烯酸類樹脂和氟樹脂的化合物。所述化合物具有能和所述環(huán)氧基反應的官能團，且在室溫下是固體。組分(A)/組分(B)之間的重量比為2/98-98/2，且所述樹脂組合物形成固化涂層，其中組分(A)和組分(B)反應。
美國專利No.5,998,507(Adachi等)揭示了制備熱固性粉末涂料的方法。所述制備方法包括在40-200℃的溫度下，在裝有減壓裝置的機械中分散并混合樹脂基料和交聯(lián)劑，形成分散混合物。所述分散混合物任選包含溶劑和顏料，并在減壓條件下除去一部分溶劑。所述方法還包括將水加入所述分散的混合物中，降低壓力并降低所述分散混合物的溫度，通過分散作用使所述分散的混合物形成粉末/顆粒狀。
美國專利No.5,827,608(Rinehart等)揭示了在具有兩個相反主表面的柔性基材上形成熱塑性層的方法。所述方法包括形成熔體流動指數(shù)指數(shù)為0.008g/10分鐘，并包含(甲基)丙烯酸酯聚合物和含氟聚合物的熱塑性粉末，所述(甲基)丙烯酸酯聚合物和所述含氟聚合物的重量比為1∶1-99∶1。然后在不含溶劑的條件下，將該粉末施涂到所述基材的主表面上，形成顆粒層。然后，將所述基材高溫加熱和加壓，直到所述顆粒層中的粉末溶成粘結到所述基材上的連續(xù)層。通過使所述涂覆的基材經(jīng)過包括具有外表面的加熱輥和托輥的加熱壓送(nip)結構，同時進行加熱和加壓。
美國專利No.5,599,873(Verwey等)揭示了用于鍍鋅鋼的氟化粉末涂料。所述氟化粉末涂料產(chǎn)品由混有顏料的樹脂組分組成。所述樹脂組分由60-90重量％偏二氟乙烯共聚物和40-10重量％相容性樹脂組成，上述共聚物的熔點低于約150℃，且熔體粘度在100秒-1和232℃下大于約400Pa-s，但是小于1000Pa-s。每100重量份的樹脂組分中存在1-35重量份的顏料。
美國專利No.5,439,896(Ito等)揭示了熱固性粉末涂料組合物，所述組合物包含含氟共聚物和固化劑的混合物。所述含氟共聚物的含量為40-98重量份，選自四氟乙烯、三氟氯乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯和五氟丙烯，并且它至少具有一種選自羧基、縮水甘油基、酰胺和異氰酸酯類的交聯(lián)反應基。所述共聚物的氟含量至少為10重量％，在30℃下，在四氫呋喃中所測定的特性粘度為0.05-3dl/g，玻璃化轉變溫度為35-120℃，在105℃下加熱3小時的重量損失不超過2％。所述固化劑的量為60-2重量份，并且通過在含氟共聚物中和交聯(lián)反應基反應能形成交聯(lián)。所述固化劑選自脂族二元酸的酸酐、鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、酸值為10-300mg KOH/g的聚酯樹脂、酸值為10-300mgKOH/g的丙烯酸類樹脂、雙氰胺化合物、咪唑化合物、二元酸二酰肼、胺化合物、含縮水甘油基的化合物、1，4-二(2’-羥基乙氧基)苯、對苯二甲酸二(羥乙基)酯、苯乙烯和烯丙醇螺環(huán)二醇的共聚物和異氰脲酸三(2-羥乙基)酯。
美國專利No.5,244,944(Bott等)揭示了熱固性粉末涂料組合物。所述組合物包含分子量約為300-4000，且每100g樹脂具有約0.05-0.99個環(huán)氧基的環(huán)氧官能的樹脂、羧基或酸酐官能的交聯(lián)化合物以及季銨鹽或氫氧化物。所述季銨鹽或氫氧化物選自氫氧化雙十八烷基二甲基銨、氯化雙十八烷基二甲基銨、溴化雙十八烷基二甲基銨、氫氧化雙十八烷基二乙基銨、氯化雙十八烷基二乙基銨、氫氧化雙十八烷基二丙基銨、氯化雙十八烷基二丙基銨。
美國專利No.5,229,460(Yousuf等)揭示了用于制備熱塑性聚合物基粉末的方法。所述方法包括將聚偏二氟乙烯和具有來自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的單元的相容性丙烯酸類聚合物混合，加熱所述混合物制得熔融的混合物，并緩慢地將所述熔融的混合物冷卻至室溫，無需驟冷或者之后使所述混合物冷卻至室溫的退火步驟，由此制得結晶度至少為85％的固體物質。然后，在大于-50℃的溫度下將所述固體物質研磨成顆粒。
美國專利No.5,177,150(polek)揭示了粉末涂料組合物，所述組合物包含樹脂組分、熱塑性丙烯酸類樹脂以及顏料組分。所述樹脂組分包含約50-90重量％偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物樹脂，其熔點約為160-170℃，熔體粘度在100秒-1和232℃下測得為1-4千泊。所述熱塑性丙烯酸類樹脂含量為10-50重量％。在每100重量份樹脂組分中，所述顏料組分包含5-30份至少一種顏料。
美國專利No.5,147,934(Ito等)揭示了熱固性粉末涂料組合物，所述組合物包含含氟共聚物和封端異氰酸酯化合物。所述含氟共聚物為40-98份，是來自含氟烯烴化合物的單體部分，并具有作為可交聯(lián)反應基的羥基，其氟含量至少為10重量％，在30℃下四氫呋喃中測得的特性粘度為0.05-2(dl/g)，玻璃化轉變溫度為35-120℃，加熱時重量損失不超過2％。所述封端異氰酸酯化合物是能通過和含氟共聚物中的可交聯(lián)的反應基反應而形成交聯(lián)的固化劑，其含量為60重量份。
美國專利No.5,093,427(Barber)揭示了通過在攪拌的水性反應介質中使偏二氟乙烯和六氟丙烯乳液聚合來制備偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物的方法。所述方法包括往反應器中加入水、偏二氟乙烯、引發(fā)所述聚合反應的引發(fā)劑、以及在聚合反應過程中能乳化所述引發(fā)劑和反應物質的水溶性表面活性劑。再加入偏二氟乙烯和引發(fā)劑來繼續(xù)所述偏二氟乙烯的聚合反應，直到所述方法所用偏二氟乙烯總重量的約50-90％已經(jīng)加到所述反應介質中。然后，往所述反應介質中加入以下物質來進一步聚合以工藝中加入反應介質中的六氟丙烯混合重量和偏二氟乙烯總重量計，1-20重量％的六氟丙烯以及工藝中所用余量的偏二氟乙烯。
美國專利No.5,030,394(Sietses等)揭示了用于制備加入顏料的PVdF基粉末涂料產(chǎn)品的方法。所述方法包括混合PVdF樹脂和至少一種相容性熱塑性PMMA樹脂、作為流動改進劑(flow improver)的小量低分子量丙烯酸類聚合物以及少量的至少一種顏料。PVdF-PMMA的重量比約為80∶20-40∶60。然后，在低于約-50℃的溫度下將所述混合物造粒和研磨，形成平均粒度約為0.03-0.05mm的顆粒粉末。
美國專利No.4,690,968(Mitani等)揭示了比濃對數(shù)粘度為0.05-2.0dl/g的含氟烯烴共聚物，它包含(I)10-70摩爾％來自含氟烯烴的單體單元、(II)5-60摩爾％來自羧酸乙烯酯的單體單元、(III)5-70摩爾％來自乙烯醚的單體單元以及(IV)0-30摩爾％來自含羥基的乙烯醚的單體單元。
美國專利No.4,446,259(Vasta)揭示了涂料組合物，所述組合物包含約10-80重量％成膜粘合劑和20-90重量％液態(tài)載體。所述液態(tài)載體選自用于粘合劑的有機溶劑、水性液體或者溶劑混合物、以及用于粘合劑的非溶劑。所述粘合劑由約20-90重量％丙烯酸類聚合物的混合物組成，所述丙烯類酸聚合物由約10-50重量％聚合的甲基丙烯酸縮水甘油酯或者丙烯酸縮水甘油酯以及50-90重量％其它聚合的烯鍵式不飽和單體組成，上述不飽和單體選自具有1-12個碳原子的甲基丙烯酸烷基酯、具有1-12個碳原子的丙烯酸烷基酯、苯乙烯和烷基取代的苯乙烯。所述丙烯酸類聚合物的重均分子量約為10000-100000，數(shù)均分子量約為2000-20000，分子量分布約為2-5，玻璃化轉變溫度約為20-50℃。所述粘合劑還由10-80重量％具有烷基、羥基和苯基的可交聯(lián)的聚硅氧烷組成，并包含足量的羥基，提供約為0.5-7重量％的硅烷醇含量，上述烷基單獨選自具有1-6個碳原子的烷基。
美國專利No.4,916,188(Reising)揭示了一種粉末涂料組合物，所述組合物包含熱固性聚合粘合劑。所述熱固性聚合粘合劑包含共聚單體的羥基官能碳氟共聚物，所述單體包含羥基烷基乙烯醚和含氟烯烴。所述碳氟共聚物包含1-30％摩爾％羥基烷基乙烯醚，它通過在無水條件下共聚所述單體來制備。包含能和官能的碳氟共聚物反應和交聯(lián)的封端二異氰酸酯。也可以包含能和所述封端異氰酸酯反應的官能團反應性羥基丙烯酸類共聚物或者羥基聚酯共聚物。以重量計，所述粘合劑包含20-86％官能的碳氟聚合物、0-60％官能團反應性羥基丙烯酸類聚合物或者羥基官能的聚酯聚合物、以及10-40％封端二異氰酸酯交聯(lián)劑。Reising的碳氟聚合物涂料和本發(fā)明的碳氟聚合物涂料之間存在明顯的差異，這是因為Reising的羥基添加劑和所述羥基官能的碳氟聚合物反應，而本發(fā)明的添加劑并不反應。
本發(fā)明粉末涂料和所得的涂層認為是碳氟粉末涂料領域中的進步，這是因為添加某些成分導致明顯提高涂層的性能。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及粉末涂料和由這種粉末涂料形成的的涂層，所述粉末涂料以具有羥基官能團的熱固性碳氟聚合物為基礎。加入有效量的封端或未封端的二異氰酸酯固化劑，使之和羥基反應并進行固化。一方面，將熱塑性碳氟化合物加入粉末涂料中，來提高所得涂料的耐腐蝕性、撓性和粘合性。另一方面，通過加入不和熱固性碳氟聚合物反應的改性成分來提高所得涂層的機械性能。這種改性成分可以包括官能團反應性羧基丙烯酸類聚合物、官能團反應性羧基聚酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)或其混合物。所述改性成分不與二異氰酸酯組分反應，因此，需要交聯(lián)劑如用于羧基丙烯酸類聚合物或者羧基聚酯的異氰脲酸三縮水甘油酯(TGIC)；用于GMA的二羧酸。
在另一方面，在所述粉末涂料和所得涂層中使用具有大部分羥基(-OH)和小部分羧基(-COOH)的熱固性碳氟聚合物。這種聚合物使用兩種固化劑進行固化。例如，這種固化劑可以是用于和羥基反應的二異氰酸酯以及用于和羧基反應的異氰脲酸三縮水甘油酯。當和僅用二異氰酸酯固化的相同熱固性碳氟粉末涂料比較時，含有兩種固化劑的涂層呈現(xiàn)優(yōu)越的撓性和高耐沖擊性。
與使用熱塑性碳氟聚合物有關的上述各方面，可以單獨或混合使用非反應性成分和多種固化劑，來獲得各方面的單個或者組合的好處。
具體實施例方式
本發(fā)明的粉末涂料和涂層以具有大部分羥基和小部分羧基的熱固性碳氟聚合物為基礎。所述羥基用異氰酸酯固化劑進行固化，如異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)或者四甲氧基甲基甘脲(TMMGU)，且所述羧基用合適的次要固化劑如TGIC或羥基烷基酰胺(HAA)進行固化。
當由上述熱固性碳氟聚合物制備涂層時，要求提高其重要的涂層性能如耐腐蝕性、表面外觀(粗糙度)以及機械性能，包括撓性、耐沖擊性、硬度和粘合性。上述性能對于裝飾和建筑應用來說很重要。這種改進的性能可以通過往所述碳氟聚合物原料中加入額外的成分來獲得。
羥基官能團反應性碳氟聚合物通常包含具有碳-碳雙鍵不飽和度的共聚烯鍵式不飽和單體，它包含少量的羥基化乙烯基單體和大量的碳氟單體。
合適的官能團反應性羥基碳氟聚合物包含羥烷基乙烯醚和含氟烯烴如四氟乙烯或者三氟乙烯的共聚物。而且，預期是包含烷基乙烯醚、羥烷基乙烯醚和含氟亞烷基如四氟乙烯或者三氟乙烯的三元共聚物的反應性碳氟聚合物。共聚物鏈認為是交替三氟乙烯和乙烯醚單元并由于羥烷基乙烯醚而具有包含羥基官能度的側鏈結構的封端共聚物。碳氟共聚物或者三元共聚物可以包含30-70摩爾％含氟烯烴和30-70摩爾％含有羥烷基乙烯醚單元的乙烯醚單元。含氟烯烴可以包括四氟乙烯、三氟乙烯和三氟氯乙烯。烷基乙烯醚可以包括具有2-8個碳原子的直鏈或支鏈脂族烷基，如甲基乙烯醚、乙基乙烯醚、異丙基乙烯醚、正丁基乙烯醚和類似的低級烷基乙烯醚。羥烷基乙烯醚是所述烷基鏈上具有取代羥基的類似烷基乙烯醚。羥基乙烯醚單元包含1-30摩爾％羥基官能的碳氟聚合物。所述羥基官能的碳氟聚合物的羥基值為2-200，較好是5-150。合適的羥基碳氟化合物是市售的烷基乙烯醚、羥烷基醚和三氟乙烯的三元共聚物，稱為Lumiflon Polymer。尤其優(yōu)選的Lumiflon Polymer是公開的歐洲專利申請0186 186中所述的LF-200D。
美國專利No.4,916,188提到，所述羥基官能的碳氟聚合物宜包含共聚的單體單元，所述單元包含45-48摩爾％碳氟單體、1-30摩爾％(較好是2-5％)羥基烷基乙烯醚單體，以及余量的烷基乙烯醚單體。所述官能的碳氟聚合物在室溫下是固體，其軟化點或Tg大于約35℃，較好是在35-50℃之間，且由GPC(凝膠滲透色譜法)ASTM D 3016、D 3536-76和D 3593-80測得，其數(shù)均分子量為8,000-16,000，較好是10,000-14,000。這種類型的碳氟聚合物也適用于本發(fā)明。這種聚合物稱為LF-200D，由Asahi Glass Co.，Japan銷售。
本發(fā)明可以使用官能團反應性羥基和羧基碳氟聚合物，其分子結構為-(CF2CFXCH2CH～CF2CFXCH2CH～CF2CFXCH2CH～CF2CFXCH)-OR1OR2OR3OHOR4COOH式中，R1-R4(a)分別為具有1-17個碳原子的烷基；(b)在熱固化所述粉末涂料時和所述碳氟聚合物反應和交聯(lián)的封端或未封端二異氰酸酯；(c)可以和環(huán)氧官能的固化劑如TGIC反應的官能團反應性羧基。
所述官能團反應性羥基碳氟聚合物的數(shù)均分子量約為8000-16000，更好是碳氟聚合物的數(shù)均分子量約為9000-13000，最好是碳氟聚合物的數(shù)均分子量約為10000-11000。
在所述粉末涂料組合物中所用的優(yōu)選官能團反應性羥基碳氟聚合物是LF-710F，由Asahi Glass Co.Japan制造。LF-710F的OH#為46±5，Tg＝55，平均分子量為10000，熔點為100℃。LF-710F具有碳氟交替序列，并提供優(yōu)越的耐候性能。這種聚合物具有羥基和羧基反應性基團，其中大多數(shù)為羥基。因此，根據(jù)本發(fā)明，加入次要固化劑有利于這種聚合物。
當往本發(fā)明粉末涂料中加入封端或未封端二異氰酸酯時，一旦熱固化所述粉末它們就可以和所述碳氟聚合物反應和交聯(lián)。優(yōu)選的異氰酸酯是封端的二異氰酸酯，它在加熱和在高于所述粉末涂料組合物熔點的溫度下時會去封端并活化。潛在的封端異氰酸酯交聯(lián)劑可以來自各種異氰酸酯類和/或它們的混合物。非限制性的例子包括異佛爾酮二異氰酸酯，2，4-甲苯二異氰酸酯，2，6-甲苯二異氰酸酯，亞烷基二異氰酸酯如1，4-四亞甲基二異氰酸酯、1，6-六亞甲基二異氰酸酯，二異氰酸1，12-十二烷基酯，(1，3-和1，4-)二異氰酸環(huán)丁酯和環(huán)己酯，苯二異氰酸酯(1，3-和1，4-)和萘-1，5-二異氰酸酯。合適的封端劑包括醇、苯酚、酮肟等。尤其優(yōu)選的封端劑為2-乙基己醇和己內酰胺。優(yōu)選的異氰酸酯包括和多元醇如三羥甲基丙烷加合并且用己內酰胺封端的異佛爾酮二異氰酸酯，以及已知為Huls BF 1540的用脲二酮(urethdione)連接的異佛爾酮二異氰酸酯。所述不含封端劑且包含鍵合脲二酮的未封端異氰酸酯可以和封端的異氰酸酯混合使用。
其它有用的二異氰酸酯類包括二異氰酸乙二酯、亞乙基二異氰酸酯、二異氰酸丙二酯、3-異氰酸根合甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯、3-異氰酸根合甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯氰脲酸酯、二異氰酸正二酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、亞環(huán)戊基-1，3-二異氰酸酯、亞環(huán)己基二烯-1，4-二異氰酸酯、亞環(huán)己二基烯-1，2-二異氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2，2-二苯基丙烷4，4’-二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、1，4-亞萘基二異氰酸酯、1，5-亞萘基二異氰酸酯、聯(lián)苯-4，4’-二異氰酸酯、偶氮苯-4，4’-二異氰酸酯、二苯砜-4，4’-二異氰酸酯、二氯六亞甲基二異氰酸酯、亞糠基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和1-氯苯-2，4-二異氰酸酯。
當使用包含羥基和羧基官能團的碳氟聚合物如LF-710F時，包含有效量的主要(羥基)和次要(羧基)固化劑有利于進行所述碳氟聚合物的固化。通常，以所述粉末涂料的重量計，主要固化劑的有效量約為5-30重量％。通常，以所述粉末涂料的重量計，次要固化劑的有效量約為0.5-5重量％。
本發(fā)明中用于提高所述涂覆基材的耐腐蝕性的實施方式包括往所述熱固性碳氟/固化劑基組合物中加入熱塑性碳氟聚合物。以所述粉末涂料的重量計，所述熱塑性碳氟聚合物的量通常約為5-40重量％。加入量為25重量％或以下的熱塑性碳氟聚合物可以提供極好的耐腐蝕性和撓性組合，并因此優(yōu)選使用之。另一方面，以所述粉末涂料的重量計，所述加入量約為25-40重量％的熱固性碳氟聚合物導致形成粗糙的裝飾涂層外觀(當需要時)，以及改進的耐腐蝕性。
本領域熟知熱塑性碳氟聚合物，包括例如Kynar和Hynar。
以下對比例說明了上述涂層在耐腐蝕性和機械性能方面的上述改進。
實施例1熱固性碳氟聚合物和熱塑性碳氟聚合物的混合物

本發(fā)明第二實施方式包括將改性成分加入所述熱固性碳氟聚合物/固化劑基材料中。這樣可以提高涂層的機械性能，如耐沖擊性、撓性和硬度。由于所述粉末涂料的二異氰酸酯組分不會和改性成分如官能團反應性羧基丙烯酸類聚合物、官能團反應性羧基聚酯、GMA、聚酐類、縮水甘油基官能的丙烯酸類或者它們的混合物反應和交聯(lián)，所以要求使用另一種交聯(lián)劑進行交聯(lián)。關于這一點，應加入有效量的TGIC來進行和羧基丙烯酸類和/或羧基聚酯聚合物的交聯(lián)。這種交聯(lián)通過TGIC鍵來進行。當所述粉末涂料中包含GMA時，往所述粉末涂料中加入有效量的交聯(lián)劑，如二羧酸或十二烷二酸(DDDA)，來進行和GMA的交聯(lián)。GMA交聯(lián)通過環(huán)氧鍵來進行。
以所述粉末涂料的重量計，本發(fā)明粉末涂料包含約5-40重量％羧基丙烯酸類聚合物、羧基聚酯。GMA、聚酐類和縮水甘油基官能的丙烯酸類。
合適的羧基丙烯酸類聚合物包括SCX 815、SCX 817、SCX819、SCX820、SCX821和SCX822(SC Johnson Polymer)。
合適的羧基聚酯包括CC630(USB)、CC2988(UCB)、VAN9959(Solutia)和SP6400(Sun Polymer)。
合適的聚酐類包括VXL1381(Solutia)、VSC1436(Solutia)、VSC1438(Solutia)和VXL9827(Solutia)。
合適的縮水甘油基官能的丙烯酸類包括A-229-30A(Reichhold)、A-244-A(Reichhold)和A-249-A(Reichhold)。
這些材料可以用作硬化劑和/或添加劑。包含這些材料和其它粉末涂料成分可以使得最大耐沖擊性高達約160英寸-磅。
以下對比例說明了上述涂層機械性能的上述改進。
實施例2熱固性碳氟聚合物和羧基官能的聚酯樹脂以及GMA丙烯酸類樹脂

本發(fā)明第三實施方式包括將次要固化劑和主要固化劑如二異氰酸酯一起加入配制物中，來提高涂層的機械性能如撓性和耐沖擊性。這種實施方式可以用于在其主鏈中具有羥基和羧基的熱固性碳氟聚合物。LF-710F具有這種主鏈化學結構。
這種熱固性碳氟聚合物具有大部分羥基和小部分羧基。其涂層性能的改進認為是歸結于通過使羧基和次要固化劑反應所獲得的更高或者更加完全的交聯(lián)。
可以和熱固性碳氟聚合物的羧基反應的次要固化劑包括TGIC和HAA。
以下對比例說明了通過使用主要和次要固化劑來提高涂層的機械性能。
實施例3熱固性碳氟聚合物和次要固化劑(TGIC)

由粉末涂料制得的涂層可以用作表面保護涂層，連續(xù)薄膜施加到基材上，用于基材的裝飾外觀和保護。將粉末涂料作為干粉施加到基材上，并將所述粉末顆粒加熱熔化成連續(xù)涂膜，所述涂膜可以通過加熱熔融并熱固。
粉末涂料通常包含顏料、著色劑和其它各種添加劑。顏料可以是有機或無機的，用于提供不透明性和顏色，以及耐久性和硬度，雖然一些粉末涂料包含少量或者不含不透明顏料并被稱作透明涂料。顏料通常包括不透明顏料如二氧化鈦、氧化鋅、無機混合金屬顏料以及著色顏料如炭黑、黃色氧化物、褐色氧化物、黃棕色氧化物、黃土顏料或富錳棕土(和富鐵煅黃土或燒褐土)、氧化鉻綠、酞菁綠、鄰苯二甲腈藍、群青藍、鎘顏料、鉻顏料等。可以加入填充顏料如粘土、二氧化硅、滑石、云母、硅灰石、硫酸鋇等。其它添加劑包括流動添加劑、脫氣劑、樹脂改性劑、光澤控制劑、抗氧化劑、UV吸收劑等。
為了制備粉末涂料，可以在高強度混合器中混合各批原料成分，由此原料以均勻混合物的形式排出。所述高強度混合器將所述批料組分排到加熱螺桿擠出機中，所述擠出機內部加熱。根據(jù)所制備的粉末涂料的類型，調節(jié)所述擠出機的出口溫度，通常在所述螺桿進料擠出機的加熱出口模頭處約為90-150℃。所述擠出物以薄帶狀從擠出機擠出，它經(jīng)過水冷不銹鋼傳送帶，由此所述塑料帶狀擠出物完全硬化。然后，所述冷卻的擠出物通過置于所述冷卻不銹鋼帶末端的機械粉碎器，高效地將所述易碎脆的帶粉碎成很小的薄片。然后，將所述小薄片排列冷卻的研磨機如錘式或者空氣分級研磨機中，將小顆粒研磨至小于325目的粉末涂料，較好是能通過200目的美國標準篩，若需要的話，所述粉末然后可以進一步分級成各種粒度。
權利要求
1.一種粉末涂料，所述涂料包含具有羥基官能團的熱固性碳氟聚合物、足以固化所述碳氟聚合物的有效量二異氰酸酯以及為之后在基材上加熱固化所述粉末涂料所形成的涂層提供良好耐腐蝕性和機械性能的有效量熱塑性碳氟聚合物。
2.權利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，以所述粉末涂料的重量計，所述熱塑性碳氟聚合物的量約為5-40重量％。
3.權利要求2所述的粉末涂料，其特征在于，以所述粉末涂料的重量計，所述熱塑性碳氟聚合物的量約為5-25重量％。
4.權利要求2所述的粉末涂料，其特征在于，以所述粉末涂料的重量計，所述熱塑性碳氟聚合物的量約為25-40重量％。
5.一種基材上熱固化的涂層，所述涂層具有高耐腐蝕性，它包含已經(jīng)用二異氰酸酯固化的熱固性碳氟聚合物以及為所述涂層提供良好耐腐蝕性的有效量熱塑性碳氟聚合物。
6.權利要求5所述的熱固性涂層，其特征在于，以用于形成所述涂層的粉末涂料的重量計，所述熱塑性碳氟聚合物的量約為5-40重量％。
7.權利要求6所述的熱固性涂層，其特征在于，以用于形成所述涂層的粉末涂料的重量計，所述熱塑性碳氟聚合物的量約為5-25重量％。
8.權利要求6所述的熱固性涂層，其特征在于，以用于形成所述涂層的粉末涂料的重量計，所述熱塑性碳氟聚合物的量約為25-40重量％。
9.一種粉末涂料，所述涂料包含具有羥基的熱固性碳氟聚合物、足以固化所述碳氟聚合物的有效量二異氰酸酯、為之后在基材上熱固化所述粉末涂料所形成的涂層提供良好機械性能的有效量改性成分、以及有效量的用于交聯(lián)所述改性成分的試劑，所述改性成分不和所述熱固性碳氟聚合物反應，并選自羧基丙烯酸類聚合物、羧基聚酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚酐類、縮水甘油基官能的丙烯酸類和它們的混合物。
10.權利要求9所述的粉末涂料，其特征在于，以所述粉末涂料的重量計，所述改性成分的量約為5-40重量％。
11.權利要求9所述的粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料還包含為之后在基材上熱固化所述粉末涂料所形成的涂層提供良好耐腐蝕性的有效量的熱塑性碳氟聚合物。
12.一種基材上熱固化的涂層，所述涂層具有良好的機械性能，它包含已經(jīng)用二異氰酸酯固化的熱固性碳氟聚合物和不與所述熱固性碳氟聚合物反應并為所述涂層提供良好機械性能的有效量改性成分、以及有效量的用于交聯(lián)所述改性成分的試劑，所述改性成分選自羧基丙烯酸類聚合物、羧基聚酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚酐類、縮水甘油基官能的丙烯酸類和它們的混合物。
13.權利要求12所述的涂層，其特征在于，以用于形成所述涂層的粉末涂料的重量計，所述改性成分的量約為5-40重量％。
14.權利要求12所述的涂層，其特征在于，所述涂層還包含為之后在基材上加熱固化所述粉末涂料所形成的涂層提供良好耐腐蝕性的熱塑性碳氟聚合物。
15.一種熱固性粉末涂料，所述粉末涂料包含具有大部分羥基和小部分羧基的熱固性碳氟聚合物、有效量的作為主要固化劑通過和所述羥基反應來固化所述碳氟聚合物的二異氰酸酯、以及有效量的通過和所述羧基反應來固化所述碳氟聚合物的次要固化劑，為之后在基材上形成的涂層提供良好的撓性。
16.權利要求15所述的粉末涂料，其特征在于，所述次要固化劑是異氰脲酸三縮水甘油酯。
17.權利要求15所述的粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料還包含為之后在基材上熱固化所述粉末涂料所形成的涂層提供良好耐腐蝕性的熱塑性碳氟聚合物。
18.權利要求15所述的粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料還包含不和所述熱固性碳氟聚合物反應的改性成分，所述改性成分選自羧基丙烯酸類聚合物、羧基聚酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚酐類、縮水甘油基官能的丙烯酸類和它們的混合物。
19.權利要求18所述的粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料還包含為之后在基材上熱固化所述粉末涂料所形成的涂層提供良好耐腐蝕性的熱塑性碳氟聚合物。
20.一種基材上熱固化的涂層，所述涂層具有良好的撓性，它包含已經(jīng)用作為主要固化劑的二異氰酸酯和次要固化劑進行固化來為所述涂層提供良好撓性的的熱固性碳氟聚合物。
21.權利要求20所述的涂層，其特征在于，所述次要固化劑是異氰脲酸三縮水甘油酯。
22.權利要求20所述的涂層，其特征在于，所述涂層還包含為之后在基材上熱固化所述粉末涂料所形成的涂層提供良好耐腐蝕性的熱塑性聚合物。
23.權利要求20所述的涂層，其特征在于，所述涂層還包含不和所述熱固性碳氟聚合物反應的改性成分，所述改性成分選自羧基丙烯酸類聚合物、羧基聚酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚酐類、縮水甘油基官能的丙烯酸類和它們的混合物。
24.權利要求23所述的涂層，其特征在于，所述涂層還包含為之后在基材上熱固化所述粉末涂料所形成的涂層提供良好耐腐蝕性的熱塑性聚合物。
25.一種粉末涂料，所述粉末涂料包含具有大部分羥基官能團和小部分羧基官能團的熱固性碳氟聚合物、足以固化所述碳氟聚合物的有效量二異氰酸酯、以粉末涂料重量計約為5-40重量％的熱塑性碳氟聚合物、以粉末涂料重量計約為5-40重量％的不會和所述熱固性碳氟聚合物反應的改性成分、有效量的用于交聯(lián)所述改性成分的試劑、以及有效量的用于和所述熱固性碳氟聚合物的羧基反應的次要固化劑；所述改性成分選自羧基丙烯酸類聚合物、羧基聚酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚酐類、縮水甘油基官能的丙烯酸類和它們的混合物。
26.一種基材上固化的涂層，所述涂層用權利要求25所述的粉末涂料制得。
全文摘要
通過使用本發(fā)明熱固性碳氟聚合物粉末涂料來改善涂層性能，如耐腐蝕性和機械性能，包括撓性、耐沖擊性、硬度和粘合性。
文檔編號C09D127/12GK1502662SQ20031011649
公開日2004年6月9日 申請日期2003年11月20日 優(yōu)先權日2002年11月20日
發(fā)明者Y·J·金, Y J 金 申請人:斯普雷賴特股份有限公司