[发明专利]粉末涂料组合物及用其形成涂层的方法和所获涂覆的物品

说明书

本发明涉及粉末涂料组合物及用其在被涂物上形成涂层的方法，以及用该方法涂覆的被涂物。

粉末涂料形成了涂料市场的一个迅速增长的部分。粉末涂料是固体组合物，通常用静电喷涂法涂覆此组合物。在静电喷涂法中，通过喷枪使粉末涂料颗粒带静电，并且使被涂物接地或者带相反的电荷。通过施加电压或通过利用摩擦(摩擦起电)实现使粉末在喷枪中带电。然后，为了熔化和熔合这些颗粒并固化涂料，加热涂覆的组合物。可将未粘着于被涂物的粉末涂料颗粒回收再使用，因此在成分的使用方面，粉末涂料是经济的。此外粉末涂料组合物通常还不添加溶剂，特别是不用有机溶剂，因此它是不污染的。

粉末涂料组合物通常含有固体的成膜树脂，通常和一种或多种着色剂，例如颜料，以及不是必须地还含有一种或多种性能添加剂。它们通常是热固的，混合的，例如是一种成膜聚合物和一种相应的固化剂(它本身可以是另一种成膜聚合物)。一般通过均质混合这些成分(包括着色剂和性能添加剂)，例如在挤出机中，在高于成膜聚合物的软化点但低于会发生显著预反应的温度，来制备粉末涂料组合物。一般将挤出物辊压成平片并通过例如碾磨将其粉碎至所需的粒径。大部分工业用的静电喷涂设备要求的粒径分布在10-120微米之间，平均粒径为15-75微米，优选为25-50微米。通常以40-50微米或40-50微米以上的膜厚涂覆这样的粉末。

用这样的常规粒径分布的粉末涂料，难以涂覆薄型薄膜涂层，比方说30微米或小于30微米的涂层(对于这样的涂层，在粉末涂料市场的某些部门有增加的需要)，以获得均匀不透明性和美学上令人喜欢的外观，特别是光泽白色涂层。这样的效果的实现只有在粉末化学的有限范围内是可能的，就最好的性能而言，通常是借助于使用封端异氰酸酯的聚氨酯粉末来获得的。如果可能，也很难获得具有均匀不透明性和美学上令人喜欢的外观、厚度小于20微米的涂层。据认为遇到的一些问题(“桔皮皱纹”缺陷等)是由于常规粒径分布的粉末涂料组合物中多数颗粒的比较大的粒径所致。

除了在粉末涂料市场本身范围内增加的需要以外，人们还认识到，粉末涂料不能可靠和经常地获得30或小于30微米的膜厚以及美学上令人喜欢的外观，是妨碍用粉末涂料进一步代替溶剂基“湿”涂料的因素之一。

据认为通过使用比较细小粒径的粉末涂料组合物，基本上可以减轻为获得令人满意的薄型薄膜粉末涂料迂到的问题。但是，在比较小的颗粒，尤其是10或小于10微米直径的颗粒的流体化、加工和应用方面，还存在一些问题。随着细小颗粒的比例的增加，上述问题变得更加明显，至今，一般是这样制备粉末涂料组合物，以致含有不大于10％体积的直径为10或小于10微米的颗粒。

本发明的目的是减轻细小颗粒，特别是直径为10或小于10微米的颗粒的流体化、加工和应用的问题，以便允许这样的颗粒的比例显著增加，可以容许这种增加并由此便于形成良好质量外观的薄涂层。通过使用由Grenoble的SAMES制造的AS100 Flowmeter确定粉末涂料组合物的所谓流动指数(或“喷涂系数”)，可以获得该组合物的流体化和加工性(喷涂性能)的量度。

除了流动性以及有关的加工性和工作特性的问题之外，本发明还涉及防止或减轻各种其他问题，这些问题起因于由于粉末组合物的混合和加工期间自发产生的摩擦起电所造成的不希望有的粉末颗粒带静电的差异和过早的带静电。由带静电的差异所引起严重问题是在不同的操作电压时的不希望有的沉积效率的变化，因为它导致被涂物的不均匀和不一致的涂层。还存在所谓的静电分离，也就是说，在静电喷涂过程中粉末涂料组合物的两种组分在被涂物的不同部分上的不想要的分离或沉积差。

本发明提供一种粉末涂料组合物，它含有至少一种成膜聚合物材料，并且它含有与此干混的选自固体的、细粒的、无机的、水不溶性物质的两种或更多种添加剂，上述水不溶物质可以是陶瓷或矿物质，和/或可以是金属和非金属的氧化物、混合的氧化物、水合的氧化物、氢氧化物、氧化物-氢氧化物或含氧盐，这种粉末涂料组合物体积的至少95％具有小于50微米的粒径。

通过采用本发明的干混添加剂的组合，有可能减轻，以至有可能防止以上概述的细小颗粒(特别是直径为10或小于10微米的那些)的流体化、加工和应用的问题，并且还有可能减轻起因于粉末颗粒带静电的差异和过早地带静电的其它问题。在任一个别的情况中所获得的效果将主要取决于如下参数：

1)添加剂的性质，

2)每种添加剂在粉末涂料组合物中的数量，和

3)粉末涂料组分的粒径。