[发明专利]热固性粉末涂料组合物

说明书

本发明涉及热固性粉末组合物，该组合物包括作为粘合剂的由一种含羧基的非晶形聚酯，一种含羧基的半晶形聚酯，以及一种具有能与这些聚酯中羧基反应的官能团的交联剂形成的混合物，更具体地涉及一种热固性粉末组合物，其经过固化，可获得具有非常好的耐候性和良好的机械性能的涂料。

本发明也涉及这些组合物在通过生产这些涂料来制备粉末漆和清漆上的应用，以及如此获得的涂料。

热固性粉末组合物在现有技术中是公知的，在众多制件的涂敷上，它被广泛地用作漆和清漆。这些粉末具有许多优点；一方面，完全消除了溶剂问题，另一方面，该粉末百分之百地被使用，这是由于该粉末与基质直接接触而被后者保留，理论上讲，任何过量的粉末都可完全地被回收和再利用。这就是这些粉末组合物以一种在有机溶剂中的溶液形式被优选用在涂料组合物中的原因。

热固性粉末组合物已被广泛应用在家用电器，汽车工业等零部件的喷涂上。它们通常含有构成漆的粘合剂的热固性有机化合物，填充料，颜料，催化剂和各种添加剂，以加强它们使用的性能。

现已存在各种类型的热固性粉末组合物。众所周知的组合物含有作为粘合剂的由含羧基的聚合物如含羧基的聚酯或含羧基的聚丙烯酸酯，和环氧化合物如三缩水甘油基异氰脲酸酯或含缩水甘油基的丙烯酸共聚物或β-羟基烷基酰胺形成的混合物，或者由含羟基的聚合物，通常为含羟基的聚酯，与封闭或非封闭的异氰酸酯，甘脲或蜜胺树脂，多元羧酸酐等形成的混合物。

可用来制备清漆和漆的含羧基或羟基的聚酯已构成许多出版物的主题。这些聚酯通常由芳族多元羧酸，主要是对苯二酸和间苯二酸和任选的小比例脂族或环脂族二羧酸，以及各种脂族多醇如乙二醇，新戊二醇，1，4-丁二醇，三羟甲基丙烷等制备。当与适当的交联剂一起使用时，这些基于芳族二羧酸的聚酯提供了热固性组合物，该组合物提供了无论对外观还是机械性能(抗冲强度，柔韧性等)都良好的漆和清漆涂层。这样一些聚酯和由其制备的粉末，由于其杰出的耐候性，也通常被使用。

后种类型的聚酯通常含有酸，多数为间苯二酸。然而，尽管由这些聚酯所获的涂料具有良好的耐候性，但在另一方面，它们不具有良好的机械强度。

如今，大量的在热固性粉末组合物中使用的聚酯为非晶形聚酯。然而，当该聚酯为非晶形时，制备优良的粉末热固性组合物是困难的，这是因为它们必须满足时常相反的准则。这样，在处理，运输和储存期间，这些粉末一定不能再附聚，这就意味着非晶形聚酯必须具有足够高的玻璃转化温度(Tg)。另一方面，对于能聚结和形成非常均匀一致的涂层的粉末粒子，固化温度时的粘度及因此，聚酯的玻璃转化温度(Tg)必须足够低以保证颜料和其它在该热固性粉末组合物形成时随聚酯加入的固体物的良好润湿。此外，该粉末必须在固化温度时能熔融，以在导致最后固化的交联反应开始前形成一种均匀薄膜。为在基质表面上获得良好展涂的熔融膜，聚酯的熔融粘度必需要足够低。这是因为非常高的熔融粘度阻碍了熔融膜的良好展涂，使涂层不均匀和缺少光泽。最后，组合物交联反应在给定的温度上的速率，可仅通过改变交联剂以及任选使用的交联催化剂的量和/或特性而控制。

这些在粉末组合物中的各种问题得以解决的方法是由含羧基或羟基的半结晶聚酯形成粘合剂，这种半晶形聚酯以单独或与含羧基或羟基的非晶形聚酯的混合物形式使用。这是因为半晶形聚酯的性质在很大程度上可避免上述由控制玻璃转化温度(Tg)，熔融粘度以及非晶形聚酯反应性所引起的缺陷。

首先，半晶形聚酯具有高熔融点以及有时具有低玻璃转化温度(Tg)。因而半晶形聚酯的熔融粘度要比通常用于热固性粉末组合物中相似分子量的非晶形聚酯的熔融粘度低很多。这就意味着基于半晶形聚酯的粉末涂料组合物展示出更好的熔融状态下涂层膜的流动性，最终提供无橙皮效果的涂层。

而且，由于聚酯的结晶度，与适当交联剂配合的粉末具有非常好的储存稳定性。此外，与非晶形聚酯相比，半晶形聚酯提供具有杰出机械性能的涂料。

含有半晶形聚酯的热固性组合物以文章和专利的形式已构成大量出版物的主题。在PCT国际专利申请W091/14745中，描述了热固性粉末涂料组合物，其包括作为粘合剂的由一种交联剂和一种含羧基聚酯形成的混合物，该混合物的组成如下：

(a)5-100wt％的含羧基且具有10-70mg KOH/g的酸值和小于11mg KOH/g羟值的半晶形聚酯，

(b)0-95wt％含羧基且具有15-90mg KOH/g的酸值的非晶形聚酯。

交联剂可以是聚环氧化合物或双(β-羟烷基酰胺)。