[发明专利]聚氨酯粉末涂料

说明书

本发明公开了聚氨酯粉末涂料。本发明涉及聚氨酯粉末涂料，涉及这种聚氨酯粉末涂料的用途，涉及制备涂层的方法，并且涉及经涂布的基材。

技术领域

本发明涉及聚氨酯粉末涂料，涉及这种聚氨酯粉末涂料的用途，涉及制备涂层的方法，并且涉及经涂布的基材。

背景技术

在日益严格的环境法规的压力下，近年来已经看到粉末涂料的开发与高固体份涂料和水性涂料体系一起变得越来越重要。粉末涂料在施涂过程中完全不释放任何有害溶剂，可以以极高水平的材料效率进行加工，因此被认为特别环保且经济。

可以使用可热固化的聚氨酯基粉末涂料来制备特别高品质的耐光和耐候涂层。目前市场上已有的聚氨酯（PU）粉末涂料通常由固体聚酯多元醇组成，其使用固体的封闭型脂族或通常脂环族的多异氰酸酯来固化。然而，这些体系的缺点在于在热交联过程中，用作封闭剂的化合物被裂解并且大部分逸出。在它们的加工过程中，不仅出于与设备相关的原因，而且还出于环境和职业卫生的原因，必须采取特殊的预防措施以清洁排出的空气和/或回收封闭剂。

通过含有脲二酮基团的已知PU粉末涂料交联剂提供了避免排放封闭剂的一种方法（例如DE-A 2 312 391、DE-A 2 420 475、EP-A 0 045 994、EP-A 0 045 996、EP-A 0 045998、EP-A 0 639 598或EP-A 0 669 353）。这些产品所用的交联原理是脲二酮基团热裂解回到游离的异氰酸酯基团以及后者与羟基官能基料的反应。然而，在实践中，迄今为止几乎未曾使用脲二酮粉末涂料交联剂。其原因在于内部封闭的异氰酸酯基团的反应性相对较低，这通常需要至少160℃的烘烤温度。

尽管已知的是，从大约100℃起，脲二酮基团的分裂已经明显开始，尤其是在含羟基反应物的存在下，但在该温度范围内的反应仍然如此缓慢，以致于涂膜的完全固化花费数小时，这对于实际应用而言是不切实际的长的时间。尽管DE-A 2 420 475、DE-A 2 502934或EP-A 0 639 598陈述了低至110℃的温度，且在DE-A 2 312 391中甚至陈述了从90℃起的温度，作为含有脲二酮基团的粉末涂料体系的可能的烘烤条件，但是具体描述的工作实施例表明，即使使用这些公开文件中描述的粉末涂料，也仅在150至160℃的温度下在不超过30分钟的实际烘烤时间内可以获得足够交联的涂层。在这些公开文件中没有公开如何能够提供实际上可以在恰好低于150℃至160℃的温度下充分固化至商业上可利用的程度的粉末涂料。

一直不缺乏通过伴随使用合适的催化剂来加速脲二酮交联PU粉末涂料的固化的尝试。为此目的已经提出了多种化合物，实例是由聚氨酯化学已知的有机金属催化剂，如乙酸锡(II)、辛酸锡(II)、乙基己酸锡(II)、月桂酸锡(II)、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡（例如EP-A 0 045 994、EP-A 0 045 998、EP-A 0 601 079、WO 91/07452或DE-A 2 420 475）、氯化铁(III)、氯化锌、2-乙基己酸锌和乙醇酸钼、叔胺，如三乙胺、吡啶、甲基吡啶、苄基二甲胺、N,N-内亚乙基哌嗪、N-甲基哌啶、五甲基二亚乙基三胺、N,N-二甲基氨基环己烷和N,N'-二甲基哌嗪（例如EP-A 0 639 598）或N,N,N'-三取代脒，尤其是双环脒，如1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯（DBN）（例如EP-A 0 803 524）。

在这些催化剂中，所述双环脒允许最低的烘烤温度。然而，同时，它们导致在烘烤时的黄化，这对于许多应用领域而言高得不可接受。由于这个原因，脒催化的脲二酮体系迄今为止还未能进入市场。