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CN109071866B - 微粒涂料 - Google Patents

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CN109071866B CN201780026363.4A CN201780026363A CN109071866B CN 109071866 B CN109071866 B CN 109071866B CN 201780026363 A CN201780026363 A CN 201780026363A CN 109071866 B CN109071866 B CN 109071866B
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Abstract

一种微粒涂料组合物,优选粉末涂料组合物,包含:(i)至少一种硬化剂诸如至少一种含环氧基的化合物;(ii)至少一种聚酯聚合物;(iii)至少一种氨基醇;以及(iv)至少一种金属颜料。

Description

微粒涂料
技术领域
本发明涉及使用颜料诸如铝形成的金属效果微粒涂料(微粒涂层,粒状涂料,particulate coating)。具体地,本发明涉及避免这些颜料在所形成的涂料(涂层,coating)中的腐蚀以及避免在这种涂料上的划痕(scuff mark)或指痕。本发明还涉及微粒涂料涂覆基底(衬底,substrate)的用途、以及用于制备微粒涂料的方法、用于固化涂料的方法和涂料的用途。本发明的微粒涂料优选在基底上形成顶涂层(表层涂层,top coat)。
背景技术
传统上,通过挤出树脂和固化剂(和标准添加剂等)的混合物制备涂料粉末以得到均匀的混合物,然后磨碎挤出物并筛分产物以得到所需的粒径和粒径分布。然后将粉末静电喷涂到基底上,传统上是金属基底,并在高温下固化。通过添加添加剂来调节基底上的饰面(finish)的性质。
金属粉末涂料领域内有粉末涂料的增长的市场,该金属粉末涂料在被涂覆物品的表面上提供金属效果。通过在适当的时间将金属颜料添加到粉末涂料中来实现金属效果。但是,如果它们暴露于氧气、湿气等,则这些金属效果颜料可能会腐蚀。与酸、碱和水接触也可能导致腐蚀。这破坏了涂料的外观和完整性。为了避免这个问题,目前的实践包括在金属效果涂料上单独涂布额外的透明涂料层,以便提供防腐蚀保护。然而,涂布这种另外的涂层是耗时且昂贵的,并且客户想要更简单的解决方案以避免使用额外的透明涂层。减少一个涂层节省了大量的时间和金钱。
还观察到,如果金属颜料未在涂料中适当分散,则这些含金属颜料的粉末涂料组合物可能遭受不均匀性。另一个值得关注的问题是在所形成的涂料上的划痕或指痕。为了保持理想的美学外观,期望避免这些痕迹。期望制备能够解决这些问题中的一些或全部的微粒涂料组合物。
本发明人通过向粉末涂料中添加氨基醇来解决该问题。本发明优选涉及聚酯/环氧粉末涂料组合物,其含有金属效果颜料,如铝粉/薄片和氨基醇。出乎意料地,该粉末涂料组合物可以作为单一涂料涂布而无需涂布额外的顶涂层。
该配方出乎意料地使金属颜料稳定抵抗腐蚀,例如提高耐酸性、耐碱性和耐水/湿性。因此,需要取消透明的顶涂料层。氨基醇还有助于金属颜料在粉末涂料组合物中的分散性。当处理或触摸时,本发明的涂料显著不易于被指纹褪色。
之前已经认识到金属颜料的腐蚀问题,并且已经尝试以其他方式解决该问题,但收效有限。在US2009/0264575中,发明人建议涂覆金属颜料颗粒。涂料理想地基于环氧树脂和聚酯树脂,因此与粘结剂相容,该粘结剂通常形成成膜涂料的主要部分。该想法是将金属颜料包埋在环氧/聚酯树脂中以防止颜料的腐蚀。因此,本质上,该参考文献提供了涂覆以将金属与空气和水分隔离的金属颗粒。涂覆的金属颗粒可用作粉末涂料中的母料,以提供所需量的颜料。一些制造商甚至使用双涂料技术,例如基于无机/有机双涂料,诸如二氧化硅涂料,然后是丙烯酸酯涂料或聚酯/环氧化物涂料。
金属颗粒的涂料改善了颜料在储存期间的稳定性,但是一旦涂布到基底,这些颗粒对腐蚀的抵抗力仍然不理想。因此,虽然许多金属颗粒被涂覆以在涂布前能够长期储存,但是我们的经验是这些颗粒在被涂布时仍然易于氧化。而且,涂覆颗粒是昂贵且耗时的。
CN101225279A考虑了设计为解决指痕问题的组合物。然而,它使用环氧树脂、聚酯树脂、颜料和填料、以及铝薄片。据称铝薄片改善了流动性能、增强了耐磨性和耐刮擦性,并具有消泡功能。
CN103483979A公开了粉末涂料组合物,其含有铝薄片、环氧树脂、聚酯树脂和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷作为粘附促进剂。据称这种组合改善了耐磨性、耐伤性和消泡功能。
然而,之前没有人建议在这些粉末涂料组合物中使用氨基醇的可能性。因此,不仅氨基醇导致更好的美学外观,而且改善了金属颜料的分散性。此外,氨基醇的使用导致耐腐蚀性的改善。这可能表现出涂料的耐酸性或耐碱性的改善。最后,能够改善耐湿性。
发明内容
从一个方面来看,本发明提供一种微粒涂料组合物(微粒涂层组合物,粒状涂料组合物,particulate coating composition),优选粉末涂料组合物,其包含:
(i)至少一种硬化剂,诸如至少一种含环氧基的化合物;
(ii)至少一种聚酯聚合物;
(iii)至少一种氨基醇;以及
(iv)至少一种金属颜料。
从另一个方面来看,本发明提供了一种涂覆有微粒涂料组合物,优选粉末涂料组合物的基底,该组合物包含:
(i)至少一种硬化剂,诸如至少一种含环氧基的化合物;
(ii)至少一种聚酯聚合物;
(iii)至少一种氨基醇;以及
(iv)至少一种金属颜料。
从另一个方面来看,本发明提供了一种基底,涂覆有底漆层和在其上的微粒涂料组合物层优选粉末涂料组合物层,包含:
微粒涂料组合物,优选粉末涂料组合物,包含:
(i)至少一种硬化剂,诸如至少一种含环氧基的化合物;
(ii)至少一种聚酯聚合物;
(iii)至少一种氨基醇;以及
(iv)至少一种金属颜料。
从另一个方面来看,本发明提供了涂覆有如本文所限定的微粒涂料组合物的基底或涂覆有底漆层和在其上的微粒涂料组合物的基底,其中所述粉末涂料组合物是固化的。
优选地,所述微粒涂料组合物在基底上形成顶层。
从另一个方面来看,本发明提供了一种套件(试剂盒,成套工具,配套元件,工具箱,工具包,kit),包含:
第一组合物,该第一组合物包含至少一种硬化剂诸如至少一种含环氧基的化合物、至少一种聚酯聚合物和至少一种氨基醇;以及
包含至少一种金属颜料的第二组合物。
从另一个方面来看,本发明提供了一种用于制备微粒涂料组合物优选粉末涂料组合物的方法,包含共混至少一种硬化剂诸如至少一种含环氧基的化合物、至少一种聚酯聚合物、以及至少一种氨基醇以形成混合物;
挤出所述混合物以获得颗粒;
添加至少一种金属颜料以形成微粒粉末涂料。
从另一个方面来看,本发明提供了如上所述的方法的产物。
从另一个方面来看,本发明提供了一种例如使用静电喷涂用如上所限定的微粒涂料涂覆基底的方法,包括例如使用静电喷涂将所述微粒涂料涂布(施加)到所述基底以及任选地固化涂料。
从另一个方面来看,本发明提供了一种使用微粒涂料组合物优选粉末涂料组合物涂覆基底的方法,包含共混至少一种硬化剂诸如至少一种含环氧基的化合物、至少一种聚酯聚合物、和至少一种氨基醇以形成混合物;
挤出所述混合物以获得颗粒;
添加至少一种金属颜料以形成微粒粉末涂料;
例如使用静电喷涂将所述微粒涂料涂布到所述基底和任选地固化涂料。
从另一个方面来看,本发明提供了氨基醇防止粉末涂料组合物中存在的金属颜料腐蚀的用途,该粉末涂料组合物包含至少一种硬化剂诸如至少一种含环氧基的化合物、至少一种聚酯聚合物和至少一种金属颜料。
如果本文所述的涂料是顶涂层,则是优选的。因此,不应在本发明的涂料顶部涂布进一步的涂料。
具体实施方式
本发明涉及可用于涂覆基底的微粒涂料组合物诸如粉末涂料组合物。微粒涂料组合物必须含有至少四种组分:至少一种硬化剂诸如含环氧基的化合物、至少一种聚酯聚合物、至少一种氨基醇和至少一种金属颜料。本发明的微粒涂料组合物优选用作基底上的顶涂层,其可以或不可以设置有底漆层。术语顶涂层意味着不在本发明的微粒涂料层顶部涂布额外的涂料层。
尤其认为氨基醇防止涂料内金属颜料的腐蚀,因此避免了在涂料层上涂布透明顶涂层的需要。因此,氨基醇可有助于防止酸、碱和水对涂料的损害。氨基醇还有助于将金属颜料分散在微粒涂料中。氨基醇有助于防止例如通过指纹或其他人体皮肤接触或通过磨损的涂料的美观变色。
本发明的微粒组合物优选通过共混两种微粒,优选粉末组合物可获得。含有氨基醇的微粒组合物可以与含有金属颜料的微粒组合物共混。
聚酯聚合物
本发明的涂料组合物含有至少一种反应性聚酯聚合物。术语反应性意味着聚酯聚合物必须含有能够与硬化剂的官能团反应以固化涂料的官能团。存在于聚酯上的合适的官能团包括羧基基团、酯基团、异氰酸酯基团和羟基官能团。理想地,聚酯是固体。聚酯进一步优选为羧化或羟基化聚酯,尤其是饱和羧化聚酯树脂或饱和羟基化聚酯树脂。最优选地,聚酯是羧化聚酯树脂,因此包含多个侧链COOH基团。
因此,聚酯聚合物优选是含有多个游离羧基基团或羟基基团的固体树脂。优选地,聚酯聚合物具有高于40℃,更优选高于50℃的Tg。
理想地,聚酯树脂在其酸值(AV)方面表征。最优选的是具有在20-80mg KOH/g之间,诸如30-70mg KOH/g,优选40-60mg KOH/g的酸值(AV)的聚酯树脂。特别优选在55至68mgKOH/g或60至70mg KOH/g范围内的树脂。
更优选地,聚酯聚合物是酸官能化聚酯,尤其是具有上述AV的聚酯聚合物。
因此,聚酯聚合物优选含有多个羧基基团。这些基团必须能够与硬化剂,理想地是环氧基团反应,因此必须可用于反应。这意味着羧基基团应该悬挂在分子上。另外,本发明的粉末涂料的这种组分是例如由单体聚合形成的聚合物,其中至少一个单体是含有羧基基团的单体。
可以使用聚酯聚合物的混合物或使用一种聚酯聚合物。
使用羧基官能化聚酯是优选的,特别是指定为50/50型树脂至80/20型树脂的那些(即,其中存在80wt%的羧基官能化聚酯用于粘结剂的20wt%环氧化合物)。AV和EEW的值应该优选相互补充。例如,50/50型树脂的AV可以是60至80mg KOH/g。限定为80/20树脂的树脂具有较低的AV,诸如20至40mg KOH/g。
用于形成本发明的聚酯的单体可以基于对苯二甲酸、间苯二甲酸单体以及例如二醇,诸如新戊二醇。
可替换地,聚酯可以是OH官能的。羟值优选为约50-300mg KOH/g。
另一种替代方案也可以是不饱和聚酯。这些可以使用过氧化物引发剂硬化。术语不饱和聚酯意味着在聚酯的侧链中存在例如通过(甲基)丙烯酸酯引入的多个不饱和键。在该具体实施方式中使用的不饱和聚酯是无定形的或结晶的。结晶不饱和聚酯描述于WO2011/138431 A1和WO2011/138432 A1中。这些材料可以使用过氧化物硬化,任选地与红外辐射或辐射结合或使用光引发剂用UV辐射固化。在这方面,硬化剂是引发剂。
聚酯聚合物优选为具有至少1000,更优选至少2000的Mw的聚酯聚合物。上限Mw值可以是10,000。优选的Mw值为2000-6000,优选2500-5000,诸如约3000。使用聚苯乙烯标准通过凝胶渗透色谱(GPC)确定分子量。
这种树脂在本领域中是众所周知的,并且以商品名诸如来自DSM的Uralac和来自Allnex的Crylcoat出售。
硬化剂
使用至少一种硬化剂也是必不可少的。硬化剂在固化反应期间与聚酯聚合物反应以在基底上提供膜涂料(膜涂层)。
如果硬化剂是含环氧基的化合物诸如环氧树脂,则是优选的。也可以使用含环氧基的化合物的混合物。
含环氧基的化合物优选为环氧树脂。理想地,它是含有一个或多个环氧基团的固体树脂。合适的树脂又在本领域中是众所周知的并且是众所周知的商业产品。含环氧基的化合物包括TGIC(异氰脲酸三缩水甘油酯)、Araldite PT 910/PT912、双酚A类树脂、酚醛清漆树脂、酚醛清漆改性树脂、4,4'-异丙叉基二酚-表氯醇树脂(双酚F)类树脂(4,4'-亚异丙基二酚-表氯醇树脂(双酚F)类树脂)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等。
在一个优选的实施方式中,环氧树脂是TGIC、Araldite PT910/PT912、双酚A类树脂、酚醛清漆改性树脂或4,4'-异丙叉基二酚-表氯醇树脂(双酚F)类树脂。因此,在一个实施方式中,排除使用通常的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)或多个甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。特别优选的是双酚A树脂。
最优选的是具有300-2000的当量环氧重量(环氧当量,equivalent epoxyweight)(EEW)的固体环氧树脂。通常用它们的“类型”来描述这些树脂。类型2、2.5、3、4和酚醛清漆改性型树脂(novalac modified type resin)在此都是合适的。2型树脂可具有EEW=550-700,例如,Epikote树脂1002、Epikote树脂3022-FCA。2.5型树脂可具有EEW=600-750,例如,Araldite GT 6450。3型树脂可具有EEW=700-850,例如,Epikote树脂3003、Araldite GT 7004。4型树脂可具有EEW=800-1000,例如,Epikote树脂1055。酚醛清漆改性型树脂可包括Epikote树脂2017或Araldite GT 7255。
特别优选使用EEW 730至840(诸如类型3)的环氧树脂。
作为环氧树脂的替代物,本发明还设想使用其它硬化剂,诸如羟基烷基酰胺硬化剂和聚异氰酸酯硬化剂,诸如异氰酸酯二聚体类型(脲二酮类型,uretdione type)或己内酰胺封端的异氰酸酯(例如,异佛尔酮二异氰酸酯)之一。特别地,聚异氰酸酯硬化剂优选与羟基官能化聚酯树脂一起使用以得到聚氨酯。羟基烷基酰胺硬化剂可以与羧基官能化聚酯树脂一起使用。特别优选使用羟基烷基酰胺硬化剂,诸如从Ems Primid可获得的PrimidXL-552。
另一种替代的硬化剂仅仅是过氧化物,其中聚合物是不饱和聚酯,并且在用过氧化物引发时可以与其自身发生固化反应。
应理解,硬化剂和聚酯需要反应以便固化涂料。因此,如果这些组分以这样的比例混合使得聚酯中的反应性基团例如羧基和硬化剂中的例如环氧基团在±25%的化学计量比范围内,则它是优选的。更优选羧基和环氧比在±10%的化学计量比范围内。最优选羧基和环氧比在±5%的化学计量比范围内。
技术人员将意识到下面讨论的一些添加剂可含有羧基基团。在计算EEW与AV比时,应考虑到粉末涂料中使用的标准添加剂中任何羧基基团所作出的贡献。
因此,应该理解,该计算基于存在的羧基和环氧基团的总数。如果化合物含有多个羧基或环氧基团,则必须在这些计算中考虑,但这对于熟练的化学工作者来说是常规的。
硬化剂和聚酯聚合物的组合在本文中称为粘结剂体系。理想地,本发明采用混合环氧-羧基官能化聚酯粘结剂体系。这些体系在本领域中是众所周知的。使用其中粘结剂是可以通过环氧化物硬化的不饱和聚酯的纯聚酯粘结剂在本发明的范围内。
因此,聚酯可以形成50wt%至97wt%的粘结剂,优选60wt%至96wt%的粘结剂。硬化剂可以形成3wt%至50wt%,优选3wt%至40wt%的粘结剂。因此,聚酯聚合物的量将与硬化剂化合物的量大致相同或超过硬化剂化合物的量。在使用不饱和聚酯粘结剂的情况下,聚合物可以形成几乎100wt%的粘结剂,而引发剂硬化剂的贡献很小。
本发明的粉末涂料中粘结剂的量可以为40wt%至99wt%,优选50wt%至95wt%。
金属颜料
本发明的微粒涂料包含金属颜料。金属颜料的目的是提供具有金属色彩效果的涂覆基底。因此,这些用于涂覆家用电器、家具、建筑构件、工具、车辆等以提供金属效果涂料(金属效果涂层,metallic effect coating)。
尽管颜料应该是经受腐蚀的颜料,但是任何金属颜料都可用于本发明中。本发明尤其涉及减少金属颜料腐蚀或防止金属颜料腐蚀的方法。因此,显然所讨论的颜料应优选为可腐蚀的颜料。
所讨论的金属通常是过渡金属(元素周期表的第3至12族)、Al或Sn。颜料也可以作为合金存在。颜料理想地包含元素或合金形式而不是盐(例如氧化物)或离子形式的金属。因此,可以理解,许多粉末涂料含有二氧化钛和其它金属盐作为填料。二氧化钛是白色粉末,并且不会经受腐蚀并且不是金属颜料。金属颜料必须能够在形成的涂料中提供金属效果。
金属颜料通常为薄片形式或颗粒形式,并且可以包括铝或铝合金或其他金属或合金,例如,不锈钢、铜、锡、青铜或黄铜(金通常太昂贵)并且可以用于产生各种金属效果,包括那些被称为“光泽”或“魅力”饰面的效果。可以使用两种或更多种不同金属颜料的组合。
金属颜料有利地是铝或其合金。可以使用“漂浮(leafing)”或“非漂浮(non-leafing)”体系。在漂浮体系中,铝薄片它们自己在涂布的涂料膜表面处或附近以连续层取向,产生不透明的银色饰面。
非漂浮铝颜料它们自己在整个涂料膜中定向,提供与漂浮铝颜料完全不同的美观性。它们具有它们独特的投射“翻转(flop)”、多色和闪光(sparkle)效果的能力。“翻转”是在以不同角度观看时改变颜色的能力。这种能力与膜中的薄片取向直接相关。
一种或多种金属颜料通常在挤出或其它均化过程(下文中为“后共混(post-blended)”)后加入粉末涂料组合物中。一种形式的后共混方法包括干共混,并且可以使用任何可用的干共混合并方法。可以在研磨之前或之后,例如在颗粒筛分阶段添加颜料。然而,理论上,金属颜料可以在制造过程的各个阶段,例如在研磨之前的部分和在筛分之前的部分加入。本领域技术人员可以设计将颜料添加到粉末涂料中的方法。在一个可能的实施方式中,在预混合阶段,即在挤出之前加入颜料。以商品名“Powdersafe”或“Powdersafe-02”广告的产品适用于直接挤出。这些颜料的应用形成了本发明的另一个方面。
从另一个方面来看,本发明提供了一种用于制备微粒涂料组合物,优选粉末涂料组合物的方法,包含共混至少一种硬化剂诸如至少一种含环氧基的化合物、至少一种聚酯聚合物、至少一种金属颜料和至少一种氨基醇以形成混合物;
挤出所述混合物并任选地研磨和/或磨碎以得到微粒粉末涂料。
特别地,颜料和粉末涂料可以“结合”。结合方法应理解为粉末涂料和金属颜料的混合方法,其中通过将混合物加热至粉末涂料的玻璃化转变温度使金属颜料颗粒与粉末涂料颗粒物理结合。因此实现了金属颜料与粉末涂料颗粒表面的粘合。
除了金属颜料之外,还可以使用合适的锤子(hammer)或其他结构添加剂来生产一系列锤子和其他纹理金属饰面。
金属颜料可以是未涂覆或涂覆的材料。涂覆的材料的实例包括涂覆有二氧化硅或其它惰性无机材料的颜料,以得到更大的耐化学性和耐久性。可替换地,为了类似目的,颜料可以涂覆有聚合物材料,例如丙烯酸、PTFE或热固性塑料材料,或者可以在与粉末涂料组合物的成膜粘结剂相容的聚合物或增塑剂中携带,诸如聚酯/环氧化物涂料。作为另一种可能性,金属颜料可以涂覆有着色剂,诸如金属氧化物颜料,诸如例如铁氧化物(氧化铁),以提供特殊的颜色效果。使用涂覆有二氧化硅的金属颜料是优选的,以在储存期间和进一步涂覆期间改善颗粒的稳定性。双涂覆颗粒(例如使用无机涂料然后是有机涂料)是可能的,但由于它们的金属效果降低而不太受欢迎。还可以使用硅烷作为金属颜料中的粘合剂以将涂料层结合到颗粒。
理想地,颗粒未涂覆有机涂料。理想地,颗粒不涂覆低聚物或聚合物涂料。
加入涂料组合物中的一种或多种金属颜料的总比例可以在0.1重量%至10重量%(基于涂料组合物的重量),例如,0.4重量%至8重量%,优选0.5重量%至5重量%,通常1重量%至4重量%的范围内。这些值是指可以或可以不涂覆的颗粒的实际重量。
金属颜料的粒径d50可以在3-50μm的范围内。通常,粒径为d50 10-30μm。理想的平均粒径不小于d50 10μm。可以使用以d50给出尺寸的Malvern机器测量粒径。D50是质量中值直径(MMD)。MMD被认为是质量平均粒径。
氨基醇
本发明的氨基醇是包含至少一个羟基基团和至少一个伯、仲或叔胺基团的化合物。也可以使用它们的盐。优选地,本发明的氨基醇仅由元素C、H、O和N形成。优选使用伯或仲氨基醇。
通常,可以根据本发明使用的氨基醇包括具有下式的那些:
NH2R1
其中R1是具有1至10个碳,优选2至8个碳,并且更优选2至4个碳的含有至少一个羟基基团的直链或支链烷基基团;以及
NHR1R2
其中R1是具有1至10个碳,优选2至8个碳,并且更优选2至4个碳的直链或支链烷基基团,或具有1至10个碳,优选2至8个碳,并且更优选2至4个碳的含有至少一个伯羟基基团的直链或支链烷基基团,并且R2是具有1至10个碳,优选2至8个碳,并且更优选2至4个碳的含有至少一个羟基基团的直链或支链烷基基团。
也可以使用这些氨基醇的混合物。如果这些式中的羟基基团是伯羟基基团,即与其所连接的碳形成-CH2-OH基团,则它是优选的。
根据本发明使用的氨基醇可以是液体或固体形式。本领域普通技术人员熟悉可用于将液体氨基醇加入粉末混合物中的技术。例如,在将液体氨基醇加入到本发明的粉末涂料混合物中之前,液体氨基醇可以被吸收到惰性载体诸如二氧化硅上。
优选地,本发明的氨基醇包括但不限于二乙醇胺、乙醇胺、2-氨基-1-丁醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、三(羟甲基)氨基甲烷、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、单甲基氨基乙醇、异丙基氨基乙醇、叔丁基氨基乙醇、乙基氨基乙醇、正丁基氨基乙醇、异丙醇胺、二异丙醇胺以及它们的混合物。更优选地,本发明的烷醇胺是二乙醇胺、三(羟甲基)氨基甲烷以及它们的混合物。
优选地,用于本发明中的氨基醇将具有小于500g/mol,诸如50g/mol至400g/mol,例如75g/mol至350g/mol的分子量。
氨基醇可具有1至3个氨基基团,优选1至2个氨基基团,优选1个氨基基团。如果胺官能度(胺官能团,amine functionality)包含N-H键,即胺是伯胺或仲胺,尤其是伯胺(-NH2),则它是优选的。
氨基醇可包含一个羟基基团或2至5个羟基基团,诸如2或3个羟基基团。
理想地,氨基醇具有一个胺基团,理想地伯胺以及2个或更多个,诸如3个羟基基团。
优选的氨基醇是三(羟甲基)氨基甲烷(THAM)和二乙醇胺。因此可能的氨基醇包括:
乙醇胺;
2-(甲基氨基)乙醇;
3-氨基-1-丙醇;
氨基-2-丙醇
DL-氨基丙醇(DL-Alaninol)
3-氨基-1,2-丙二醇
丝氨醇(C3H9NO2)
1,3-二氨基-2-丙醇
1-氨基-2-甲基-2-丙醇
1-甲氧基-2-丙胺
2-(乙基氨基)乙醇
2-氨基-1-丁醇
2-氨基-2-甲基-1-丙醇
2-氨基-2-甲基-1-丙醇
2-二甲基氨基乙醇
3-甲氧基丙基胺
3-甲基氨基-1-丙醇
4-氨基-1-丁醇
2-(2-氨基乙氧基)乙醇
3-甲基氨基-1,2-丙二醇
二乙醇胺
三(羟甲基)氨基甲烷
N-(2-羟乙基)乙二胺
内消旋-1,4-二氨基-2,3-丁二醇(meso-1,4-Diamino-2,3-butanediol)
反式-2-氨基环戊醇盐酸盐
1-二甲基氨基-2-丙醇
2-(异丙基氨基)乙醇
2-(丙基氨基)乙醇
2-氨基-3-甲基-1-丁醇
3-二甲基氨基-1-丙醇
3-乙氧基丙胺
5-氨基-1-戊醇
2-氨基-1-戊醇
3-(二甲基氨基)-1,2-丙二醇
N-甲基二乙醇胺
2-(3-氨基丙基氨基)乙醇
1-氨基-1-环戊烷甲醇
反式-2-氨基环己醇
反式-4-氨基环己醇
2-(丁基氨基)乙醇
2-(二乙基氨基)乙醇
2-(叔丁基氨基)乙醇
2-二甲基氨基-2-甲基丙醇
4-(二甲基氨基)-1-丁醇
6-氨基-1-己醇
2-氨基-1-己醇
双(2-羟丙基)胺
N-乙基二乙醇胺
三乙醇胺
N,N'-双(2-羟乙基)乙二胺
3-二乙基氨基-1-丙醇
3-(二乙基氨基)-1,2-丙二醇
1,3-双(二甲基氨基)-2-丙醇
2-{[2-(二甲基氨基)乙基]甲基氨基}乙醇
2-(二异丙基氨基)乙醇
N-丁基二乙醇胺
N-叔丁基二乙醇胺;以及
2-(二丁基氨基)乙醇。
本发明的组合物中氨基醇的量可以是0.1wt%至10wt%,诸如0.2wt%至5wt%,优选0.2wt%至4wt%,例如0.2wt%至3wt%。
从另一个方面来看,本发明因此提供一种微粒涂料组合物,优选粉末涂料组合物,包含:
(i)至少一种硬化剂,
(ii)至少一种聚酯聚合物,其中组分(i)和(ii)一起形成40wt%至99wt%的涂料组合物;
(iii)0.1wt%至10wt%的至少一种氨基醇;以及
(iv)0.1wt%至10wt%的至少一种金属颜料。
本发明还提供了涂覆有这种微粒涂料的基底。
如果氨基醇形成0.3wt%至5wt%,诸如0.3wt%至3wt%的涂料组合物,则它是优选的。
硅烷
本发明的粉末涂料组合物还可以含有至少一种硅烷。本发明人已经发现,通过向粉末涂料组合物中加入硅烷能够解决金属颜料腐蚀的问题。
这种硅烷不应该是金属颗粒上的涂料(涂层)或者作为金属颗粒内的粘合剂。它与其分开。因此,与其分开意味着硅烷没有涂覆在金属颜料上。
使用的硅烷通常具有诸如小于400g/mol的低Mw。合适的硅烷具有通式(I)或(II)
Y-R(4-z)SiXz (I)或
Y-R(3-y)R1SiXy (II)
其中z是1至3的整数,
其中y是1至2的整数,
R是具有1至12个碳原子的任选地含有醚或氨基连接基(连接子)的烃基基团,
R1是具有1至12个碳原子的烃基基团;
Y是与R结合的可与相应的硬化剂官能度反应的官能团,并且
每个X独立地代表卤素基团或烷氧基基团。
优选异氰酸酯、环氧基、氨基、羟基、羧基、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团作为官能团Y。Y基团可以结合到链R的任何部分。应理解,当Y代表环氧基团时,则R将具有至少两个碳原子以允许形成环氧化物环体系。
如果Y是氨基基团或环氧基团,则它是特别优选的。氨基基团优选为NH2
如果X是烷氧基基团,诸如C1-6烷氧基基团,尤其是甲氧基或乙氧基基团,则它是特别优选的。如果存在两个或三个烷氧基基团,则它也是特别优选的。因此,z理想地为2或3,尤其是3。下标y优选为2。
R1优选为C1-4烷基,诸如甲基。
R是具有多达12个碳原子的烃基基团。它可以包含亚烷基链,或亚烷基链和环诸如苯基或环己基环的组合。术语“任选地含有醚或氨基连接基”意味着碳链可被链中的-O-或-NH-基团中断,例如以形成硅烷,诸如[3-(2,3-环氧基丙氧基)丙基]三甲氧基硅烷:H2COCHCH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3。如果基团Y不与结合至这种连接基-O-或-NH-的碳原子结合,则它是优选的。
因此,R可以代表(C6H5)-NH-(CH2)3-或Ph-NH-(CH2)3-或(C6H5)-(CH2)3等。
R优选是具有2至8个碳原子的任选地含有醚或氨基连接基的未取代的(明显不同于Y)、无支链烷基链。
因此优选的硅烷通式具有结构(III)
Y'-R'(4-z')SiX'z' (III)
其中z'是2至3的整数、R'是具有2至8个碳原子的任选地含有醚或氨基连接基的未取代的、无支链烷基链,Y'是与R'基团结合的氨基或环氧基官能团,并且X'代表烷氧基基团。
这种硅烷的实例是由Degussa在Rheinfelden制造并以商标名Dynasylan(R)D销售的产品、由OSi Specialties制造的Silquest(R)硅烷和由Wacker制造的GENOSIL(R)硅烷的许多代表。
具体实例包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Dynasylan MEMO、Silquest A-174NT)、3-巯基丙基三(m)乙氧基硅烷(Dynasylan MTMO或3201;Silquest A-189)、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(Dynasylan GLYMO、Silquest A-187)、三(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯(SilquestY-11597)、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(Silquest A-189)、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷(SilquestA-186)、γ-异氰酸基丙基三甲氧基硅烷(γ-异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷,gamma-isocyanatopropyltrimethoxysilane)(Silquest A-Link 35、Genosil GF40)、(甲基丙烯酰氧基甲基)三甲氧基硅烷(GenosilXL33)、异氰酸基甲基)三甲氧基硅烷(isocyanatomethyl)trimethoxysilane)(GenosilXL43)、氨丙基三甲氧基硅烷(Dynasylan AMMO;Silquest A-1110)、氨基丙基三乙氧基硅烷(Dynasylan AMEO)或N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(Dynasylan DAMO、Silquest A-1120)或N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、三氨基官能化三甲氧基硅烷(Silquest A-1130)、双(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺(Silquest A-1170)、N-乙基-γ-氨基异丁基三甲氧基硅烷(N-ethyl-gamma-aminoisobytyltrimethoxysilane)(Silquest A-Link 15)、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(Silquest Y-9669)、4-氨基-3,3-二甲基丁基三甲氧基硅烷(Silquest Y-11637)、(N-环己基氨基甲基)三乙氧基硅烷(Genosil XL 926)、(N-苯基氨基甲基)三甲氧基硅烷(Genosil XL 973)、Deolink EpoxyTE和Deolink Amino TE(D.O.G Deutsche Oelfabrik)以及它们的混合物。
其他特定的感兴趣的硅烷包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(氨基乙基)-氨基丙基三甲氧基硅烷H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷、(H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2)、[3-(2,3-环氧基丙氧基)丙基]三乙氧基硅烷(H2COCHCH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3、[3-(2,3-环氧基丙氧基)丙基]三甲氧基硅烷(H2COCHCH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3)。
特别优选使用硅烷([3-(2,3-环氧基丙氧基)丙基]-三乙氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷。也可以使用硅烷的混合物。
与所述金属颜料分开。
粉末涂料中存在的硅烷的量总体上可以为总重量的0.1wt%至10wt%,优选0.2wt%至6wt%,更优选0.4wt%至3wt%,理想地为0.6wt%至3wt%。
硅烷可以负载在载体上,或者它可以以其天然形式(或作为溶液的一部分)添加。使用载体使得硅烷的添加更容易,因为硅烷可以作为固体而不是液体加入。因此,可以使用其中50wt%是载体材料并且50wt%是硅烷的硅烷材料。清楚的是,粉末涂料中上面引用的硅烷的量总体上是指硅烷“本身”并且不计算载体材料的重量。如果使用载体,则技术人员需要相应地调整其重量。
从另一个方面来看,本发明因此提供一种微粒涂料组合物,优选粉末涂料组合物,包含:
(i)至少一种硬化剂,诸如至少一种含环氧基的化合物;
(ii)至少一种聚酯聚合物;
(iii)至少一种氨基醇;
(iv)至少一种金属颜料;以及
(v)至少一种硅烷。
本发明还提供了涂覆有这种微粒涂料的基底。
制造
优选将聚酯聚合物、硬化剂和氨基醇预混合并挤出。挤出条件是已知的并且通常将保持在低温下以避免过早固化。
如本领域已知的,可以将成分混合并挤出以形成颗粒,然后可以将颗粒研磨以形成粉末。金属颜料可以在挤出后加入,或者使用上面讨论的粉末安全技术(Powdersafetechnology),它们也可以在挤出之前加入。金属颜料和微粒涂料可以在其中颜料和微粒涂料混合并加热到微粒涂料的玻璃化转变温度的过程中结合在一起。因此实现了金属颜料对微粒涂料颗粒表面的粘附。
可以在研磨之前或之后添加颜料,优选在研磨之后添加。研磨后,筛分可用于最大化颗粒分布均匀性。
为了在挤出之前确保均匀性,必须将共混物的组分充分混合。优选将挤出物温度保持在140℃以下以防止过早固化。
挤出的颗粒可以通过所有类型的常规研磨机研磨,然后通过选择的方法将颗粒分类为发现最适合于粉末应用(涂布)的粒径。粉末涂料组合物的粒径分布d50可以在10至120μm的范围内,优选的粒径d50在15至75μm的范围内,优选至少20或25μm,有利地不超过50μm,更特别是20至45μm。通常,可以使用Malvern粒径分析仪确定粒径。
添加剂
还应理解,本发明的微粒涂料可含有各种各样的标准工业添加剂。使用的添加剂包括光泽度改性剂、耐刮擦剂(scratch resistor)、颜料(不可腐蚀的金属和非金属颜料)、填料、脱气添加剂、流动控制剂、蜡、抗氧化剂、光学增白剂和表面改性剂。总共这些添加剂通常可以形成多达约60wt%的粉末涂料,例如多达40wt%,理想地多达20wt%,诸如多达10wt%的涂料。添加剂可以以低至2wt%或更少的微粒涂料存在,特别是当还存在底漆层时。
填料包括微粉化矿物质(micronized minerals)。感兴趣的颜料包括有机颜料和无机颜料,诸如炭黑。
特别地,颜料和填料可以形成基于总重量多达50wt%,诸如多达40wt%,优选2.0-20wt%的涂料。因此,这些数字包括上面详细讨论的金属颜料。
其他添加剂可以形成基于总重量为0.1wt%至15wt%,诸如0.5wt%至15wt%,优选0.7wt%至10wt%,尤其是1wt%至8wt%的粉末涂料。应理解,本发明的粉末涂料必须是干燥的并且不含水和其它挥发性有机溶剂。
稳定添加剂
在这方面,发明人还发现,向本发明的微粒涂料中加入某些稳定添加剂引起性能的显著改进,诸如协同改进。特别地,稳定添加剂的存在在更长的时间内保持光泽度并改善耐酸性(ΔL)和耐湿性(ΔE)。
稳定添加剂可以包含选自由下述组成的组中的至少一种硅酸盐材料:(a)通过混合或优选二氧化硅或硅酸盐与三价金属的化合物反应可得到的物质;以及(b)天然存在的或合成的金属硅酸盐。
有利地,稳定添加剂还包括选自氧化锌、氧化镁或二氧化硅中的氧化物,优选氧化锌,其加入量可以基于稳定添加剂的总重量在2重量%至30重量%的范围内,有利的是至少5重量%、10重量%或15重量%,更特别是不超过20重量%或25重量%。
实施方式(a)中优选的三价金属是铬、铁或铝,特别是铝。实施方式(b)有利地使用三价金属的硅酸盐。
三价金属的化合物可以是,例如,磷酸盐(优选磷酸一氢盐或磷酸二氢盐(mono-ordi-hydrogen phosphate))、氟化物、硅氟化物、氯化物、硫酸盐或链烷羧酸盐(alkanecarboxylate)。磷酸铝或硫酸铝是优选的。
实施方式(a)中的二氧化硅有利地是无定形二氧化硅或其前体。
用于实施方式(b)中的天然存在的金属硅酸盐的实例是瓷土(陶土,china clay)和膨润土。
作为实施方式(a)中的二氧化硅和三价金属化合物的相对比例的指示,硅与三价金属原子的比例可以是例如1.5至30:1,有利地是至少1.5:1、2.5:1或3.5:1,优选不超过20:1、15:1或10:1。通常,相同的硅:金属比例也适用于实施方式(b),特别是在金属硅酸盐是三价金属的硅酸盐的情况下。
可用作稳定添加剂的其它种类的材料包括基于或包含磷酸盐或硼酸盐的材料,通常为金属磷酸盐或硼酸盐。磷酸盐优选是正磷酸盐(ortho-phosphate),但也可以是磷酸氢盐或多磷酸盐。
因此,例如,可以使用的另一种稳定添加剂包括二水磷酸二钙(磷酸二钙二水合物,dicalcium phosphate dihydrate),例如由Budenheim Chemische Fabrik提供的材料“Budit 222”。还可以提及三水磷酸二镁(磷酸二镁三水合物,dimagnesium phosphatetrihydrate),诸如材料“Budit 229”和“Budit 246“(Budenheim Chemische Fabrik)。
稳定添加剂可以是磷酸锌,例如:(a)磷酸锌二水合物或四水合物;(b)球状磷酸锌作为结晶相,与包含Fe(II)磷酸盐和Fe(III)磷酸盐的无定形相混合;(c)用钼酸锌改性并通过适当的表面处理使其具有亲有机性的磷酸锌。
作为稳定添加剂考虑的其它材料包括:(i)碱土金属磷酸氢盐(alkaline earthhydrogen phosphates)与碱土金属碳酸盐一起,任选还包括一种或多种选自氟硅酸盐、氟硼酸盐、碱金属和碱土金属氟化物中的添加剂;
(ii)磷酸氢镁和磷酸氢钙的混合物;
(iii)多磷酸盐和多磷酸盐水合物,包括多磷酸铵;改性多磷酸锶铝水合物;多磷酸锌铝水合物;改性多磷酸硅酸锌钙铝水合物(modified zinc calcium aluminiumpolyphosphate silicate hydrate);以及改性多磷酸硅酸铝钙水合物(modified calciumaluminium polyphosphate silicate hydrate);
(iv)正磷酸盐水合物,包括改性正磷酸硅酸锌钙锶水合物(modified zinccalcium strontium orthophosphate silicate hydrate);改性正磷酸锌铝水合物(modified zinc aluminium orthophosphate hydrate);有机处理的碱式正磷酸锌水合物;分别是改性碱式正磷酸锌钼水合物(modified basic zinc molybdenumorthophosphate hydrate)和有机/无机改性碱式正磷酸锌或碱式磷酸硅酸锌水合物(basic zinc phosphate silicate hydrate);
(v)磷硅酸盐,诸如例如磷硅酸钙锶锌(calcium strontium zincphosphosilicate)、磷硅酸钙(calcium phosphositicate)和磷硅酸锌铝(zinc aluminiumphosphosilicate);
(vi)有机膦酸盐,包括金属有机膦酸盐,诸如例如多价金属阳离子和含有至少两个膦酸基团的有机膦酸的盐,例如,依替膦酸钙(1-羟基乙烷-1,1-二膦酸一钙二水合物)。关于这些材料的进一步的信息可以在GB 2 121 419A中找到。
(vii)偏硼酸钡一水合物;
(viii)有机硝基化合物的锌盐;
(ix)氧化锌/肉桂酸组合;以及
(x)钼酸盐,包括碱式钼酸盐,诸如例如钼酸锌和钼酸锌钙络合物(复合物),其在碳酸钙核上包含钼酸锌钙络合物。
在特别优选的实施方式中,稳定添加剂是金属磷酸盐,诸如过渡金属、碱金属或碱土金属磷酸盐,尤其是碱土金属磷酸盐,诸如二水磷酸二钙。存在的稳定添加剂的量可以为0.25wt%至3.0wt%,诸如0.25wt%至2.0wt%。我们已经确定稳定添加剂和氨基醇的组合可以导致性质的协同改进。特别是二水磷酸二钙及THAM的组合导致协同作用。
我们在实施例中显示,少量THAM(诸如0.25wt%至1.5wt%)与少量二水磷酸二钙(诸如0.25wt%至1.5wt%)的组合导致协同作用。
从另一个方面来看,本发明因此提供一种微粒涂料组合物,优选粉末涂料组合物,包含:
(i)至少一种硬化剂,诸如至少一种含环氧基的化合物;
(ii)至少一种聚酯聚合物;
(iii)至少一种氨基醇;
(iv)至少一种金属颜料;以及
(v)至少一种稳定添加剂,诸如金属磷酸盐添加剂,尤其是二水磷酸二钙。
根据本发明使用的稳定添加剂可以通过在挤出或其它均化过程之前与组合物的一种或多种其他组分紧密混合而加入和/或可以在该过程中加入。
可替换地,本发明的一种或多种添加剂可以通过如上文关于加入一种或多种金属颜料所述的任何可用的后共混方法加入涂料组合物中。
涂布到基底
本发明的微粒涂料可以通过任何常规的粉末涂覆方法(诸如喷涂,例如静电方式)被涂布(施加)到基底。也可以使用摩擦电枪(triboelectric gun)。涂覆技术在本领域中是众所周知的,并且是技术人员熟悉的。涂料组合物可以用作单层涂料或用于底漆顶部上形成顶涂层。在任何实施方式中,优选本发明的涂料形成在任何基底上使用的顶层。因此,本发明的涂料可用作双底漆和顶涂层,或可涂布在常规底漆层上。
基底
其上应该涂布本发明的微粒涂料的基底可以是任何基底,诸如金属基底(钢、镀锌钢、铝)、木材、MDF、HDF、胶合板、纤维板、刨花板、塑料、玻璃、陶瓷、石墨填充的复合材料等。设想用于内部或外部使用的基底。
涂覆制品包括器具(appliance)、建筑构件、家具、车辆、固定装置(fixture)和配件(fitting)等。
尽管被涂覆的物体可以设置有底漆层,但这不是必需的。底漆可以使用含锌或不含锌的粉末或液体腐蚀抑制底漆。典型的环氧(环氧树脂)和环氧/聚酯底漆包含0wt%至85wt%的锌。本发明的粉末涂料在任何基底上形成顶涂层。因此,不在其上涂布额外的涂料层。因此,基底可以包含底漆层和包含本发明的粉末组合物的顶涂层,或者仅包含本发明的顶涂层而没有基础底漆层。
固化
一旦基底涂覆有粉末涂料,则涂料必须固化。涂覆的基底可以在常规的对流烘箱或IR/对流组合烘箱中固化。也可以使用感应加热。还考虑使用对流/感应烘箱或者甚至对流/感应/IR烘箱。使用热固化是优选的。
在固化期间使用加热的情况下,温度应优选在100℃至250℃,例如150℃至200℃的范围内。
本发明的粉末涂料可以使用短固化周期,例如15分钟或更短时间固化。
粉末涂料优选在固化操作期间自由流动,因此这形成光滑、均匀的饰面(finish)。
固化涂料的膜厚度优选为20至200微米,诸如30至120微米,尤其是40至100微米。
本发明的特征是本发明的粉末涂料不会腐蚀。没有腐蚀也表现出它自己良好的保色性和低光泽度变化。因此涂料优选耐酸、碱和水。
应理解,涂料还应提供可接受的金属效果。本发明涂料的重点是提供具有金属漆效果的涂覆基底。本发明的涂料能够提供良好的金属效果,同时还能减少腐蚀。理想地,涂料提供“湿漆”效果。当在20°和60°下测量的光泽度之间的光泽度差异最小化时,实现湿漆外观。如果在这些角度下测量的Δ光泽度值为50或更小,则是优选的。
现在将参考以下非限制性实施例描述本发明。
分析方法
膜厚度:根据ISO 2178测量。
光泽度:根据ISO 2813在60°或20°测量角度下测量。
EEW:根据ASTM D-1652测量
酸值(AV):根据ASTM D974测量
使用Largo Coloreye 3000仪器测量颜色变化、ΔL和ΔE。
实施例-一般程序
粉末的制备:
将成分(除了金属颜料之外)在高速混合器中干混,以便确保粉末预混合物的充分分散。然后将预混合物加入到Theyson TSK 20-24双螺杆挤出机中并在以下条件下挤出:进料区30度、熔融区50度、混合和分散区100度、头部100度、500rpm、60-65扭矩。
将挤出的材料供给到冷却辊并通过破碎机,将冷却的材料减小成薄片。然后将破碎的薄片供给到研磨机。将挤出的碎片在研磨机中研磨并通过125μm旋转筛进行筛分,以便确保25-50μm的粒径分布(PSD)(d50)(使用Malvern粒径分析仪测定)。
然后将金属颜料与粉末逐渐混合。
粉末涂布至基底
使用标准电晕充电喷枪(standard corona charging spray-gun)将粉末涂布至铁磷酸化冷轧钢(iron phosphated cold roll steel)面板。
膜固化
涂覆有粉末的基底使用Heraeus常规台式烘箱通过对流传热以常规热传递固化。
固化温度为180℃物体温度(目标温度),在物体温度下固化时间为10分钟。
实施例:
本发明的实施例基于表1中所述的粉末涂料组合物。在挤出机后加入1.5wt%标准铝粉特殊PCR 901。预共混和挤出所有其他组分。
典型的膜厚度:50-100μm。
表1总结了每个实施例中的组分:
表1(以wt%的数)
Figure BDA0001843905440000251
试验结果
耐指纹性
将人的手指压在涂覆的表面上以在表面上留下指纹。含有氨基醇的涂料在它们被处理或触摸时不易被指纹弄变色,并且更容易用纸巾(薄棉纸,paper tissue)去除。下面的标度用于评估耐指纹性性能。
F1=难以去除的严重的指纹识别
F2=难以去除的显著的指纹识别
F3=很容易去除的明显的指纹识别
F4=易于去除的轻微可见的指纹识别。
F5=无可视指纹识别
还根据外观评估涂料。在20°角测量的光泽度和在60°角测量的光泽度之间的较小差距(间隙,gap)被限定为“湿漆外观”。我们观察到50或更小的差异以反映“湿漆”外观。
表2
Figure BDA0001843905440000261
外观A:雾度,金属颜料结块
外观B:湿漆外观,无金属颜料结块
耐酸性
面板在两侧上都被涂覆。将一半面板浸入5%HCL溶液中持续一段给定时间。试验前后的暗度差ΔL描述了面板的腐蚀。对于腐蚀具有高性能的面板具有低的绝对ΔL值,而高度腐蚀的面板具有高的绝对ΔL值。
具有氨基醇的涂料的暗度几乎没有表现出变化。对于THAM,性能随着THAM的水平而增加。
表3
Figure BDA0001843905440000271
抗碱性
将1cm2Whatman滤纸597浸入1%NaOH溶液中,并立即置于涂覆的面板上。记录视觉变暗的时间。在含有氨基醇的涂料被NaOH溶液腐蚀之前需要更长的时间。性能也随着添加剂水平的增加而增加。
表4
Figure BDA0001843905440000272
耐湿性
进行了根据ISO 6270-2的腐蚀试验/湿度试验。将涂料暴露于具有恒定湿度(CH)的冷凝气氛中。空气温度为40±3℃、相对湿度为约100%,试样上有冷凝。测量试验前后的光泽度和颜色。
颜色差ΔE描述了面板的腐蚀。对于腐蚀具有高性能的面板具有低ΔE值,而高度腐蚀的面板具有高ΔE值。性能也随着添加剂水平的增加而增加。
表5
Figure BDA0001843905440000281
*完全破坏
粘附性
根据ISO 2409标准,使用具有6个切削刃的多个切削刀具以2-5cm/s的切削速率在涂料中制作横切(crosscut)。然后在横切中间制作5mm Erichsen,并将胶带(3M No#250)压在网格图案上。然后去除胶带并进行Gt0至Gt5的分类。Gt0描述没有去除涂料,而Gt5描述所有涂料已被去除。本发明的涂料对表面具有更好的粘附性。
表6
Figure BDA0001843905440000282
添加稳定添加剂和氨基醇
本发明的其他实施例基于表7中所述的粉末涂料组合物。在挤出机后加入1.5wt%标准铝粉特殊PCR 901。预共混和挤出所有其他组分。
表7总结了每个实施例中的组分:
表7(以wt%的数)
组分 1(参考)
羧基官能化聚酯树脂(AV 60-70) 37.4
羧基官能化聚酯树脂(AV 55-68) 8.6
环氧类型3 40.3
脱气添加剂 0.3
流动添加剂 1.1
TiO<sub>2</sub> 1.5
钠长石填料 4.3
BaSO<sub>4</sub>填料 6.5
向上述参考例1中的组分中加入三(羟甲基)氨基甲烷(THAM)和/或磷酸氢钙二水合物CaHPO4。下表8中所示的添加量基于相对于上述参考1的组合物的wt%。如上所述,将涂料涂布至面板并固化。膜厚度为50至100微米。
按照上述方法测试所得涂料的耐湿性、耐碱性和耐指纹性。
表8
Figure BDA0001843905440000291
表9-腐蚀试验
Figure BDA0001843905440000301
表10
耐指纹性和耐碱性
耐指纹性 NaOH[min]
参考1 F1 5
参考2 1%CaHPO<sub>4</sub> F1 7.5
参考3 1%CaHPO<sub>4</sub> F1 7.5
参考4 2%CaHPO<sub>4</sub> F1 7.5
发明8 0.3%Tham F3 10
发明9 1%Tham F4 12.5
发明10 2%Tham F4+ 15
发明11 0.17%CaHPO<sub>4</sub>+0.17%Tham F2 10
发明12 0.26%CaHPO<sub>4</sub>+0.26%Tham F2 12.5
发明13 0.5%CaHPO<sub>4</sub>+0.5%Tham F3 15
发明14 1%CaHPO<sub>4</sub>+1%Tham F5 25
讨论
明显看出,THAM和CaHPO4的组合对湿度(腐蚀)、耐碱性和耐指纹性提供了改善。

Claims (21)

1.一种涂覆有微粒涂料组合物的基底,所述微粒涂料组合物包含:
(i)至少一种环氧树脂、羟基烷基酰胺或聚异氰酸酯硬化剂;
(ii)至少一种聚酯聚合物;
(iii)至少一种氨基醇,所述氨基醇具有50 g/mol至400 g/mol的分子量并且具有1至3个氨基基团和1至5个羟基基团;以及
(iv)至少一种金属颜料;
其中所述微粒涂料组合物在所述基底上形成顶层。
2.根据权利要求1所述的基底,其中所述金属颜料未涂覆或涂覆有二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的基底,其中所述金属颜料中的金属包括Al。
4.根据权利要求1所述的基底,其中组分(i)和(ii)组合形成40 wt%至99 wt%的涂料组合物。
5.根据权利要求1所述的基底,其中所述金属颜料形成0.1 wt%至10 wt%的涂料组合物。
6.根据权利要求1所述的基底,其中所述组合物是粉末涂料组合物。
7.根据权利要求1所述的基底,其中所述金属颜料形成0.2 wt%至4 wt%的涂料组合物。
8.根据权利要求1所述的基底,其中所述氨基醇形成0.1 wt%至10 wt%的涂料组合物。
9.根据权利要求1所述的基底,其中所述氨基醇形成0.3 wt%至5 wt%的涂料组合物。
10.根据权利要求1所述的基底,其中所述至少一种氨基醇具有式:
NH2R1
其中R1是具有1至10个碳的含有至少一个羟基基团的直链或支链烷基基团;或者
NHR1R2
其中R1是具有1至10个碳的直链或支链烷基基团,或具有1至10个碳的含有至少一个伯羟基基团的直链或支链烷基基团,并且R2是具有1至10个碳的含有至少一个羟基基团的直链或支链烷基基团;或它们的混合物。
11.根据权利要求1所述的基底,其中所述至少一种氨基醇具有式:
NH2R1
其中R1是具有2至4个碳的含有至少一个羟基基团的直链或支链烷基基团;或者
NHR1R2
其中R1是具有2至4个碳的直链或支链烷基基团,或具有2至4个碳的含有至少一个伯羟基基团的直链或支链烷基基团,并且R2是具有2至4个碳的含有至少一个羟基基团的直链或支链烷基基团;或它们的混合物。
12.根据权利要求10所述的基底,其中所述至少一种氨基醇选自二乙醇胺、乙醇胺、2-氨基-1-丁醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、三(羟甲基)氨基甲烷、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、单甲基氨基乙醇、异丙基氨基乙醇、叔丁基氨基乙醇、乙基氨基乙醇、正丁基氨基乙醇、异丙醇胺、二异丙醇胺、以及它们的混合物。
13.根据权利要求1所述的基底,其中所述氨基醇是三(羟甲基)氨基甲烷(THAM)或二乙醇胺。
14.根据权利要求1所述的基底,其中所述硬化剂是环氧树脂。
15.根据权利要求1所述的基底,其中所述组合物还包含至少一种硅烷。
16.根据权利要求1所述的基底,其中所述组合物还包含稳定添加剂。
17.根据权利要求16所述的基底,其中所述稳定添加剂是金属磷酸盐。
18.根据权利要求1所述的基底,其中所述组合物还包含CaHPO4
19.根据权利要求1所述的基底,其中所述至少一种硬化剂是至少一种含环氧基的化合物。
20.根据权利要求6所述的基底,其中所述粉末涂料组合物是固化的。
21.一种用于制备根据权利要求1至19任一项所述的基底的方法,包含共混至少一种硬化剂、至少一种聚酯聚合物、以及至少一种氨基醇以形成混合物;
挤出所述混合物以获得颗粒;
添加至少一种金属颜料以形成微粒粉末涂料;
将所述微粒涂料涂布到所述基底作为顶涂层以及任选地固化所述涂料。
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