[发明专利]使用硅烷或硅烷处理的填料的粉末涂料或粘合剂

说明书

发明的领域

本发明属于使用有机硅烷化合物或它们的水解物或缩合物作为交联剂和/或粘合促进剂的粉末涂料和粘合剂配制物。

发明的背景

粉末涂料是对环境友好的体系，这使它们成为传统的溶剂基涂料体系的理想替代物。总地来看，其操作和材料成本可与溶剂和水基体系有利地进行市场竞争。

虽然粉末涂料与溶剂型体系相比，只占有一部分市场份额，但此技术具有相当多的优点。最值得提出的是，由于粉末涂料没有溶剂，所以没有挥发性有机化合物(VOC)问题需要考虑。另外，由于产生较少的废物，所以粉末涂料技术对环境的影响较小。

粉末涂料的制作包括几个步骤，其中最关键的是成分的预混合。在此起始阶段，粘合剂与其他添加剂一起，在设备中进行彻底混合。第一阶段的不充分预混合，会导致涂料成为不均匀组合物并使最终产品的机械性能差或产生表面缺陷。接着将形成的预混合物喂入挤出机。冷却从挤出机中生成的熔融材料，挤成容易折断的条。然后将条子研磨成特定尺寸范围的粒子。

施用粉末涂料最常用的方法是静电喷涂。此方法的基本原理包括由压缩空气推出粉末、经过喷涂枪，在此处它变成带有静电。除了给粉末充电，喷涂枪也用来沉积由进料器供应的粉末。当撤掉电场，带电粒子仍然保留在表面上，由基质上的电荷所吸附。收集超出喷涂范围的不带电粉末，并重复使用。

粉末涂料的另一个常用的方法是摩擦带电喷涂。除了粒子是带正电(静电带电的粒子具有负电荷)以外，它与静电喷涂相似。为平坦平面开发出的新技术是采用电磁刷，电磁刷能够以足够高的速度施加很薄的涂层，而不需重复。

热固性粉末涂料体系的缺点是很难由低分子量的成分形成坚韧膜，因此它在剪切条件下易于流动。由于粉末涂料的施用包括超范围喷涂，也需要特殊的回收设备来回收未使用的粉末。基质也必须能够承受通常为150-190℃的粉末涂料的固化温度。

用本发明的硅烷能够有利地改善热塑性粉末涂料的物理和化学性能。这些粉末涂料的配方不需固化剂，而且能够由上述的静电或摩擦静电喷涂技术来实施。然而，大多数热塑性粉末是将加热过的基质经过流化床来实施。

已知硅烷在液体涂料中很有用。例如在WO96/39468中，描述了可喷涂的液体涂料组合物，它包括成膜的含有反应性甲硅烷基团的化合物和不溶于该液体涂料组合物的聚合物微粒。

发明的概述

本发明的一个方面是粉末涂料或粘合剂配制物，它包括成分(A)：至少一种结构式为(I)的硅烷，或此种硅烷的水解物或缩合物，其中R¹是烃基、酰基、烷基甲硅烷基或烷氧基甲硅烷基基团，R²是单价的烃基，R³是亚烷基，任选由一个或更多个醚氧原子间隔，a是0或1，Z是直接键接或二价有机连接基团，X是单价的有机基团或H，m是1-20；和(B)至少一种有机树脂成分。

本发明的一个实施方式是如上所述的粉末涂料或粘合剂配方，其中硅烷具有如下结构式：其中A和B独立地是-NH-或-O-，R¹、R²、R³，a和m的定义如上。在一些实施方式中，硅烷是结构式为II的氨基甲酸酯化合物，即A和B的其中之一是NH，而另一个是O。

熔点约为30-170℃的结构式为II的氨基甲酸硅烷酯化合物构成了本发明的另一方面。

在本发明中有用的硅烷，能够由许多合成路线制备。例如末端不饱和有机化合物能够被氢化硅烷化产生硅烷。对具有有机官能团的硅烷可进一步进行化学反应。在本发明中有用的氨基甲酸甲硅烷基酯能够由多醇化合物与异氰酸基多烷氧基硅烷的反应制取。在本发明中有用的其他氨基甲酸酯能够由多异氰酸酯与羟烷基多烷氧基硅烷的反应制取。这样的氨基甲酸甲硅烷酯也能够由多异氰酸酯与末端不饱和醇的反应，以及其反应产物随后的氢化硅烷化反应制取。异氰酸甲硅烷酯能够低聚化：产生氮氧甲基聚酯、脲基甲酸酯、缩二脲、异氰尿酸酯。甲硅烷基胺能够与酐反应生成酰胺，或与异氰酸酯反应生成尿素。

本发明的粉末涂料或粘合剂可以以传统的树脂体系为基础。在这样的涂料中，结构式为I的硅烷成分用作性能调节剂和/或交联添加剂。结构式为I的硅烷化合物(其中m大于1，尤其是那些其中X为聚合物的硅烷化合物)可以用作本涂料配方中的基本交联树脂。