[发明专利]基于含烯属不饱和基团的半结晶聚酯和丙烯酸共聚物的粉末组合物

说明书

本发明涉及新的辐射固化粉末组合物，该粉末组合物包含至少一种含异丁烯酰端基的半结晶聚酯和至少一种含烯属不饱和基团的丙烯酸共聚物的混合物；本发明还涉及所述组合物的制备和用途。

更特别地，本发明涉及可通过紫外辐射或加速电子束固化的粉末组合物，该粉末组合物的粘合剂包括由至少一种含异丁烯酰端基的半结晶聚酯和至少一种含烯属不饱和基团，优选丙烯酰或异丁烯酰基团的丙烯酸共聚物形成的混合物；所述粉末组合物可用于生产油漆和清漆涂层，该涂层可具有独特的装饰性能，特别是其优异的硬度和挠性、出色的溶剂耐性以及同时具有的优良贮存稳定性。

热固化粉末组合物在本领域中是公知的，它们可广泛用作涂覆各种物体的油漆和清漆。这些粉末具有许多优点；一方面，由溶剂所引起的问题被完全消除，另一方面，粉末可100％使用，就此而言，后者就能保持粉末直接与基质接触，过量的粉末基本上能够完全被回收和再利用。这就是该组合物优于以有机溶剂的溶液形式存在的涂层组合物的原因。

热固化粉末组合物已被广泛地用于涂覆家用电器、汽车工业附件、金属家具等。为适应使用性能，它们通常包含热固化有机化合物，所述有机化合物构成油漆、填料、颜料、催化剂和各种添加剂的粘合剂。

目前存在着各种类型的热固化粉末组合物。最有名的组合物含有作为粘合剂的与交联剂混合的含羧基基团或羟基基团的聚酯，带有缩水甘油基、羧基或羟基等的丙烯酸共聚物，所述交联剂含有能够与上述聚合物官能团反应的官能团。

用于热固化粉末组合物的含有缩水甘油基、羧基或羟基的丙烯酸共聚物可典型地含有丙烯酸和异丁烯酸烷基酯、乙烯基或烯丙基单体、丙烯酰胺、丙烯酸或异丁烯酸，或者含有丙烯酸和异丁烯酸羟基烷基酯或缩水甘油酯。这些丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度约为45至85℃；由于在较低温度下，组合物会在贮存过程中不稳定和再附聚，因此有必要使用具有这种玻璃化转变温度的丙烯酸共聚物。

丙烯酸共聚物的熔化粘度也很高，在200℃时的粘度约为10至10,000mPa·s(圆锥/平板方法)。丙烯酸共聚物的这种高粘度会导致许多问题。这是由于在制备涂层时，在包含所述共聚物的组合物的熔化过程中，可随着粘度值的升高而使得涂层流动减慢。

最后，在包含带有缩水甘油基、羧基或羟基的丙烯酸共聚物的热固化组合物的烘烤温度中还存在着另外的问题。事实上，即使是仔细选择用于丙烯酸共聚物的官能团与交联剂之间反应的交联剂和适当催化剂，也不会推荐在低于140℃温度下烘烤这种组合物至少10分钟时间。如果采用较低的烘烤温度，所得涂层一般具有较差的外观。所以需要发现降低这种温度和烘烤时间的方式。

进一步地，即使在理想条件下，由包含丙烯酸共聚物的热固化组合物得到的涂层也具有挠性差且冲击强度低的缺陷。

正如国际专利申请WO 94/01505中所描述，为了解决挠性和冲击强度问题，人们近来建议在这里所述的热固化粉末组合物中添加包含羧基基团或羟基基团的半结晶聚酯。

然而，尽管已经考虑到了其优良性能，但即使是将这些半结晶聚酯用作改性市购常规丙烯酸共聚物或聚酯的附加成分，现有技术中的半结晶聚酯也在工业规模上具有显著的不足。

事实上，由包含半结晶聚酯的这种组合物得到的涂层的表面硬度下降(HP铅笔硬度)。

再者，为了能够在温和温度(一般为至少140℃)下固化，丙烯酸共聚物中需要存在交联剂和催化剂。目前，为了制备粉末，丙烯酸共聚物应当与交联剂一起熔化，挤出机中的催化剂和其它添加剂处于体系交联温度区域中。如果不采取特别措施，就会通过丙烯酸共聚物和交联剂之间的反应，在制备粉末的过程中发生无需的粘合剂早期交联。在不采取特别措施的条件下，这种粘合剂早期交联会导致挤出机阻塞，构成严重的现实危险。由于存在胶状颗粒，所以制得的粉末可产生不良的涂层。再者，当将熔融膜铺展于待涂基质上时，大量过量交联催化剂的存在可引起早期交联，从而导致涂层粘度迅速上升。粘度升高会阻止均匀涂覆，导致所得涂层外观畸形，如出现桔皮皱纹等。

为了克服这些缺陷并进一步降低包含丙烯酸共聚物的可固化粉末组合物的烘烤温度和时间，人们近来试图使用可通过紫外线辐射或通过电子束固化的组合物。为此，例如人们使用不饱和丙烯酸共聚物。在国际专利申请WO 93/25596中，通过降低粘度且降低玻璃化转变温度，粉末在100至150℃之间熔化10至30分钟时间，得到涂覆均匀且具有优良挠性的涂层。但是，玻璃化转变温度降低会导致缺乏贮存稳定性，在40℃下延长贮存时间后会发生粉末再附聚。