專利名稱：粉末涂覆的基底的裝飾方法
技術領域：
本發明涉及一種對粉末涂覆的基底進行裝飾以得到性能提高的裝飾涂層的方法。
背景技術：
通常，涂覆基底的裝飾可通過本領域已知的升華法將裝飾物熱轉印到涂覆基底上 來進行。此類方法描述于例如W0 96/29208和W0 98/08694中。EP-A 0060107公開了在基 于諸如醇酸、聚酯、聚氨酯或環氧涂料的熱固性材料的涂層上的轉移印花。EP-A 1140524涉及在特定條件下采用升華法來制備裝飾基底，其中這些基底可涂 覆有在特定條件下固化的粉末涂料組合物。EP-A 1162241公開了適于制備裝飾基底的熱固 化粉末涂料組合物。需要為涂覆的基底提供裝飾物，從而使這些基底上的涂層具有防污性能；具體地 講，需要為裝飾基底提供長期高質量的防涂鴉保護。發明概述本發明提供一種對粉末涂覆的基底進行裝飾的方法，所述方法包括以下步驟(a)處理要涂覆的基底表面；(b)將粉末涂料組合物涂覆于處理過的基底表面上并且固化該粉末涂料組合物； 以及(c)用包含裝飾物的載體覆蓋固化的粉末涂料，并且通過加熱將裝飾物轉移到涂 覆的基底表面上，其中所用粉末涂料組合物包含(A) 30至80重量％的至少一種聚酯樹脂A與至少一種聚酯樹脂B的混合物，所述 至少一種聚酯樹脂A具有30至60mg KOH/g范圍內的羥基數、3100至5000范圍內的重均摩 爾質量(Mn)以及40至60°C的玻璃化轉變溫度(Tg)，所述至少一種聚酯樹脂B具有250至 350mg KOH/g范圍內的羥基數、2000至3000范圍內的重均摩爾質量(Mn)；(B) 10至40重量％的至少一種選自二異氰酸酯、聚異氰酸酯和脲二酮的硬化劑； 以及(C) 0. 01至40重量％的至少一種涂料添加劑、顏料和/或填料，所述重量百分比是按所述粉末涂料組合物的總重量計的，并且其中通過加熱進行的轉移在160°C至220°C之間的溫度范圍內進行。根據本發明的方法在涂覆的基底表面上提供了永久性裝飾物，并且除了提供諸如 高室外耐久性和耐化學品性的良好涂層性質外，還提供了極好的長期防涂鴉性能。發明詳述通過閱讀下列發明詳述，本領域的技術人員將更容易了解本發明的特點和優點。 應當理解，為清楚起見，在參照不同實施方案的上文和下文中所描述的本發明的那些特點 可在單個實施方案中以組合的方式給出。反之，為簡化起見，在參照單個實施方案中描述的本發明的多個特點也可以分別給出，或以任何子組合給出。此外，單數所指的內容也可以包 括復數(例如，“一個”和“一種”可以指一個、或者一個或多個)，除非上下文特別地另外指明。可使用略高于或低于指定數值范圍的變化值以獲得與所述范圍內的值基本上相 同的結果。而且，公開的這些范圍均應視為連續的范圍，包括最大值和最小值之間的每一個值。本文所引用的所有專利、專利申請和出版物均以引用方式全文并入本文。本發明描述中所述的所有數均或重均摩爾質量數據由或將由凝膠滲透色譜法 (GPC ；二乙烯基苯交聯聚苯乙烯作為固定相，四氫呋喃作為液相，聚苯乙烯為標準品)測得。就根據本發明方法的步驟(a)而言，要涂覆的基底可通過熟知的方法來處理以清 理表面，例如本領域內技術人員已知的刷涂、洗滌、脫脂、磷化和/或鉻酸鹽化。還可在涂覆 粉末組合物之前對基底表面進行預加熱，然后在涂覆粉末后加熱或者不加熱。例如，通常將 氣體用于各種加熱步驟，但是其他方法，例如微波、傳導方法、紅外(IR)輻射、近紅外(IR) 輻射以及電感應加熱，也是已知的。通常使用催化氣紅外線爐和電熱紅外線爐，其在很多情 況下聯合氣體對流爐使用。步驟(b)中將粉末涂料組合物涂覆于處理過的表面可通過例如靜電噴涂、熱噴涂 或火焰噴涂、或流化床涂覆的方法來完成，所有方法對本領域的技術人員而言是已知的。可將涂料組合物作為單涂層體系或者作為多層膜構造中的涂層涂覆到例如金屬 基底、非金屬基底上，所述非金屬基底的實例有紙材、木材、塑料、玻璃和陶瓷，還包括熱敏基底。根據本發明的粉末涂料組合物可直接涂覆在基底表面上或底漆層上，該底漆可為 液體底漆或粉末底漆，例如在涂覆非導電基底(如木材或MDF)的情況下為導電底漆。根據 本發明的粉末涂料組合物還可作為多層涂料體系的涂層來涂覆，該多層涂料體系基于液體 涂層或粉末涂層，例如基于涂覆到賦予顏色和/或賦予特殊效果的底漆層上的粉末或液體 透明涂層或者涂覆到前一涂層上的著色的單層粉末或液體面涂層。所施用和熔化的粉末涂層可通過熱能固化。可通過例如本領域已知的對流、氣體 和/或輻射加熱(如紅外(IR)和/或近紅外(NIR)輻射)使涂層暴露于例如100°C至300°C 的溫度下，優選180°C至280°C的溫度下(各情況下均指物體溫度)。如果將根據本發明的組合物與不飽和樹脂以及任選地光引發劑一同使用，或者將 根據本發明的組合物與包含不飽和樹脂的粉末一同使用，則還可采用雙重固化。雙重固化 是指對根據本發明的粉末涂料組合物進行固化的方法，其中所施用的組合物可通過例如高 能輻射(如紫外線(UV)輻射)和技術人員已知的熱固化方法來固化。步驟(b)中，可使用的粉末涂料組合物包含(A) 30至80重量％的至少一種聚酯樹脂A與至少一種聚酯樹脂B的混合物，該至 少一種聚酯樹脂A具有30至60mg KOH/g范圍內的羥基數、3100至5000范圍內的重均摩 爾質量(Mn)以及40至60°C的玻璃化轉變溫度(Tg)，該至少一種聚酯樹脂B具有250至 350mg KOH/g范圍內的羥基數、2000至3000范圍內的重均摩爾質量(Mn)；(B) 10至40重量％的至少一種選自二異氰酸酯、聚異氰酸酯和脲二酮的硬化劑；以及(C) 0. 01至40重量％的至少一種涂料添加劑、顏料和/或填料，所述重量百分比是按所述粉末涂料組合物的總重量計的。組分A)的合適的聚酯樹脂為具有30至60mg KOH/g范圍內的羥基數、3100至5000范圍內的重均摩爾質量(Mn)以及40至60°C的玻璃化轉變溫度(Tg)的聚酯樹脂A和具有 250至350mg KOH/g范圍內的羥基數、2000至3000范圍內的重均摩爾質量(Mn)的聚酯樹 脂B。這些聚酯可通過將一種或多種脂族、芳族或脂環族二元羧酸或多元羧酸及其 酸酐和/或酯與多元醇反應以常規方式制備，如D.A.Bates在“TheScience of Powder Coatings”卷1和卷2 (Gardiner House, London, 1990)中有所描述，以及如本領域技術人 員所知的那樣。例如，這些聚酯可通過將酸組分與醇組分在氮氣氛中、例如在介于140°C和 260°C之間的溫度下、使用或不使用常規的酯化催化劑的情況下進行酯化反應以常規方式 制備。合適的多元羧酸和酸酐和/或它們的酯的例子包括馬來酸、富馬酸、丙二酸、己二 酸、1，4_環己二酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、丙烯酸、以及它們的酸酐形式、或它們的混合 物。一般而言，合適的多元醇的實例為芐醇、丁二醇、己二醇、乙二醇、二甘醇、季戊四醇、新 戊二醇、丙二醇、以及它們的混合物。合適的多元羧酸和合適的多元醇以這樣的方式選擇，使得可以獲得具有所述羥基 數、重均摩爾質量(Mn)以及40至60°C的玻璃化轉變溫度(Tg)的根據本發明的聚酯A和聚 酯B。組分A)的聚酯混合物可與少量含羧基聚酯一同使用，例如0至10重量％的具有 例如10至200的羧基值的含羧基聚酯。優選的是使用羥基官能化聚酯，無需添加或限制性地添加含羧基聚酯。也可使用結晶的和/或半結晶的飽和羥基官能化聚酯樹脂，其具有在例如50至 150°C范圍內的通過DSC測得的Tm(熔融溫度)。本發明的這些聚酯還可為本領域內的技術人員已知的包含可交聯官能團的部分 可自交聯的聚酯。聚酯樹脂混合物(A)的含量可優選地例如介于40至65重量％之間的范圍內，尤 其優選介于40至60重量％之間，所述重量百分比是按粉末涂料組合物的總重量計的。聚酯A與聚酯B的混合比在70 30至80 20的范圍內，優選在75 25的范 圍內。本發明的組分B)用作組分A)的硬化劑。硬化劑可用作選自作為嵌段化合物或非 嵌段化合物的二異氰酸酯、聚異氰酸酯和脲二酮的組分B)。二異氰酸酯和聚異氰酸酯的實例為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰 酸酯(HDI)、甲代亞苯基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、三甲基己烷二異氰酸酯、環己 烷二異氰酸酯、環己烷二亞甲基二異氰酸酯、四亞甲基苯二亞甲基二異氰酸酯、二環己基甲 烷二異氰酸酯或三元聚合產物，例如脂族二異氰酸酯基異氰脲酸酯或它們的混合物。還可 存在芳族二異氰酸酯化合物，例如甲苯基二異氰酸酯(TDI)、二苯基烷基二異氰酸酯或它們 的混合物。脲二酮的實例為 Vestagon BF1320 (Degussa)、Crelan EN403 (Bayer)。
二異氰酸酯、聚異氰酸酯以及脲二酮還可以嵌段的形式使用。嵌段可使用常規試 劑來進行，例如使用一元醇、乙二醇醚、酮肟、內酰胺、丙二酸酯、乙酰乙酸酯，例如乙二醇單 丁醚、丁酮肟、酚、乙酰乙酸乙酯、二甲基吡唑或己內酰胺。優選的是使用至少一種脲二酮。硬化劑(B)的含量可優選地在例如介于15和40重量％之間的范圍內，尤其優選 介于30至40重量％之間，所述重量百分比是按所述粉末涂料組合物的總重量計的。根據本發明的粉末涂料組合物可包含另外的組分(C)，組分(C)為粉末涂料技術中常規的組分，例如本領域內技術人員已知的添加劑、顏料和/或填料。添加劑為例如除氣助劑、流控劑、消光劑、紋理劑、填料(增量劑)、催化劑、染料、 抗氧化劑、抗紫外線助劑、摩擦靜電或電暈靜電充電助劑。還可向粉末涂料組合物中添加具 有抗微生物活性的化合物。通過向根據本發明的粉末涂料組合物中加入已知的熱交聯催化劑可進一步加快 交聯反應的速度。此類催化劑為例如錫鹽、羧酸鉍、金屬絡合物、有機金屬絡合物、鋯螯合 物。以例如粉末涂料組合物總重量的0. 01至3重量％的量使用這些催化劑。本發明的粉末涂料組合物可包含透明的、賦予顏色的和/或賦予特殊效果的顏料 和/或填料(增量劑)。鑒于其熱穩定性必須足以保持本發明粉末涂料組合物的固化，合 適的賦予顏色的顏料為任何有機或無機性質的常規涂層顏料。無機或有機的賦予顏色的顏 料的實例為二氧化鈦、微粉化的二氧化鈦、炭黑、偶氮顏料和酞菁顏料。賦予特殊效果的顏 料的實例為金屬顏料，例如由鋁、銅或其他金屬所制成的顏料；干涉顏料，例如金屬氧化物 涂敷的金屬顏料和金屬氧化物涂敷的云母。可用的增量劑的實例為二氧化硅、硅酸鋁、硫酸 鋇、碳酸鈣、碳酸鎂以及微粉化的白云石。這些組分以本領域內的技術人員已知的常規量來使用。例如根據粉末涂料組合物 的總重量計算，對于顏料和/或填料而言，使用量為0至40重量％、優選0至30重量％，對 于添加劑而言，使用量為0. 01至10重量％、優選1至5重量％。根據本發明的粉末涂料組合物可通過粉末涂料行業中使用的常規制備技術進行 制備，例如通過擠出和/或研磨工藝進行制備。例如，可將粉末涂料組合物中使用的成分共混在一起并且將混合物擠出。在擠出 機中，將該混合物熔融并且勻化，通過剪切效應來確保顏料分散。隨后將擠出的材料在冷卻 輥上冷卻、打碎、再研磨成細粉，細粉可被分粒到所需的顆粒大小，例如分粒到20至200 μ m 的平均粒度，優選20至50 μ m的平均粒度。粉末涂料組合物還可以通過超臨界溶液噴霧、NAD “非水性分散”方法或者超聲駐 波霧化方法來制備。此外，通過采用沖擊熔融的“粘合”法，使用擠出和研磨后最終得到的粉末涂料顆 粒對根據本發明的組合物的特定組分(例如添加劑、顏料、填料)進行處理。為此，可將這 些特定的組分與粉末涂料顆粒混合。在共混期間，單獨處理粉末涂料顆粒以軟化其表面，以 使這些組分粘附在其上面并且與粉末涂料顆粒的表面均勻地結合。這些粉末顆粒表面的軟 化可通過加熱來實現，其將顆粒處理至一定溫度，例如該組合物的玻璃化轉變溫度Tg在例 如50至60°C的范圍內。將混合物冷卻后，通過篩分法得到所得顆粒的所需粒度。根據本發明的粉末涂料組合物尤其適于作為基底上裝飾物熱轉印的涂料，該基底涂覆有本發明的粉末涂料組合物。根據本發明方法的步驟(c)，固化的粉末涂料覆蓋有包含裝飾物的載體，并且該裝 飾物通過加熱而從載體轉移到涂覆基底上。使該載體與涂覆基底表面進行接觸。載體與涂覆表面之間的接觸可通過施加物理 壓力來完成和保持。物理壓力是指適于將載體保持在涂覆表面上的各壓力方法。使載體與 涂覆表面之間保持接觸的另一種方法可通過將載體像袋子一樣封閉并且施加真空來完成 和保持。將載體旋擰于涂覆基底周圍并且封閉，再施加真空。載體將粘附在置于其內的涂 覆基底上。 施加熱量以促使油墨從載體的裝飾物向涂覆基底表面遷移。可通過例如直接壓向 載體和/或壓在涂覆基底和/或載體上來施加熱量。在介于160和220°C之間的溫度范圍 內進行加熱。保持該接觸直到實現裝飾物的部分或完全轉移。這可在下述溫度范圍內于例如20 秒至3分鐘的時段內完成。裝飾物轉移完成后移除載體。該載體可為基于如紙材、塑性或紡織物的材料，例如類似于膜或片材。以下實施例進一步定義了本發明。應當理解，這些實施例僅以示例性方式給出，并 且本發明不受下文示出的示例性實施例的限制，而是由下文包含的權利要求來限定。
實施例實施例1根據本發明的粉末涂料組合物的制備和涂覆
采用以下成分來制備根據本發明的粉末涂料組合物 將這些成分在120°C下于擠出機中混合并擠出。然后將熔融混合的配方冷卻、打 碎，將所得材料研磨成D50值為35至40 i! m的粒度分布。將最終的粉末組合物通過電暈技術涂覆到金屬板上，并且通過對流爐在200°C下 固化15分鐘。所得干膜厚度為70至80 y m。實施例2im^m^mm^mm^mM采用以下成分來制備用于熱轉印的現有技術的粉末涂料組合物
將各配方的成分在120°C下于擠出機中混合并擠出。然后將熔融混合的配方冷卻、 打碎，將所得材料研磨成D50值為35至40 μ m的粒度分布，然后將基于配方2. 1和2. 2所 得的兩種組合物以干混法混合在一起。將最終的粉末組合物通過電暈技術涂覆到金屬板上，并且通過對流爐在200°C下 固化15分鐘。所得干膜厚度為70至80 μ m。實施例3現有技術的粉末涂料組合物的制備和涂覆采用以下成分(使用與實施例1中聚酯A和聚酯B的重均摩爾質量(Mn)不同的 聚酯A和聚酯B)來制備用于熱轉印的現有技術的粉末涂料組合物 根據以上所述來進行涂覆。實施例4升華轉移后的涂料的測試通過將采用實施例1、2和3的配方得到的薄膜用包含升華油墨的熱轉印膜來覆蓋 以及將其在200°C下保持于壓力機中1分鐘來進行裝飾。在該操作之后移除熱轉印膜。防涂鴉性能和裝飾(升華)性能詳述于表1和表2中。表 1測試的防涂鴉產品Henkel Magnus 1302、Socostrip T421U Graff orange bio。測試的涂鴉油墨藍墨。 侵蝕性測試對表面上使用的得自SNCF(French railway company)的防涂鴉產品 進行侵蝕性評價。功效測試使用防涂鴉產品去除涂鴉。DE為使用防涂鴉產品從涂覆有配方的表面清除涂鴉(由涂鴉產品引起)后的色差 測量值。低DE值表示防涂鴉產品去除了涂鴉而未損壞涂覆的表面。彪
權利要求
對粉末涂覆的基底進行裝飾的方法，所述方法包括以下步驟(a)處理要涂覆的基底表面；(b)將粉末涂料組合物涂覆到所述處理過的基底表面上并且固化所述粉末涂料組合物；以及(c)用包含裝飾物的載體覆蓋所述固化的粉末涂料，并且通過加熱將所述裝飾物轉移到所述涂覆的基底表面上，其中使用粉末涂料組合物，所述粉末涂料組合物包含(A)30至80重量％的至少一種聚酯樹脂A與至少一種聚酯樹脂B的混合物，所述至少一種聚酯樹脂A具有30至60mg KOH/g范圍內的羥基數、3100至5000范圍內的重均摩爾質量Mn以及40至60℃的玻璃化轉變溫度Tg，所述至少一種聚酯樹脂B具有250至350mg KOH/g范圍內的羥基數、2000至3000范圍內的重均摩爾質量Mn；(B)10至40重量％的至少一種選自二異氰酸酯、聚異氰酸酯和脲二酮的硬化劑；以及(C)0.01至40重量％的至少一種涂料添加劑、顏料和/或填料，所述重量百分比是按所述粉末涂料組合物的總重量計的，并且其中通過加熱進行的轉移在介于160℃和220℃之間的溫度范圍內進行。
2.根據權利要求1的方法，其中聚酯A和聚酯B的混合物在40至65重量％的范圍內。
3.根據權利要求1和2的方法，其中聚酯A與聚酯B的混合比在70 30至80 20 的范圍內。
4.根據權利要求1至3的方法，其中聚酯A與聚酯B的混合比在75 25的范圍內。
5.根據權利要求1至4的方法，其中二異氰酸酯和脲二酮用作組分(B)。
6.根據權利要求1至5的方法，其中通過加熱進行的轉移在20秒至3分鐘的時段內。
7.根據權利要求1至6的方法，其中所述固化的粉末涂料通過施加物理壓力和/或通 過施加真空用所述載體來覆蓋。
8.使用根據權利要求1至7的方法裝飾的基底。
全文摘要
本發明涉及一種對粉末涂覆基底進行裝飾的方法，該方法包括以下步驟(a)處理要涂覆的基底表面；(b)將粉末涂料組合物涂覆到所述處理過的基底表面上并且固化所述粉末涂料組合物；以及(c)用包含裝飾物的載體覆蓋所述固化的粉末涂料，并且通過加熱將所述裝飾物轉移到所述已涂覆的基底表面上，其中所用粉末涂料組合物包含(A)30至80重量％的至少一種聚酯樹脂A與至少一種聚酯樹脂B的混合物，所述至少一種聚酯樹脂A具有30至60mg KOH/g范圍內的羥基數、3100至5000范圍內的重均摩爾質量(Mn)以及40至60℃的玻璃化轉變溫度(Tg)，所述至少一種聚酯樹脂B具有250至350mg KOH/g范圍內的羥基數、2000至3000范圍內的重均摩爾質量(Mn)；(B)10至40重量％的至少一種選自二異氰酸酯、聚異氰酸酯和脲二酮的硬化劑；以及(C)0.01至40重量％的至少一種涂料添加劑、顏料和/或填料，所述重量百分比是按所述粉末涂料組合物的總重量計的，并且其中所述通過加熱進行的轉移在介于160℃和220℃之間的溫度范圍內進行。所述方法在涂覆基底表面上提供了永久性裝飾物并且還提供了極好的長期防涂鴉性能。
文檔編號C09D5/03GK101878119SQ200880118294
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月24日 優先權日2007年11月30日
發明者C·羅德里格斯-桑塔馬塔, E·馬雷利, V·雷科夫斯基 申請人:納幕爾杜邦公司;杜邦伊比利亞有限公司