專利名稱：具有高表面硬度和裝飾性的粉末涂料的制作方法
技術領域：
本發明是有關粉末涂料組合物。更確切地說，本發明是有關具有高表面硬度和裝 飾性能、使用特殊的100%含量的氟碳樹脂、特性耐磨無機填料或它們的結合作為涂層表面 增硬材料的粉末涂料組合物；更進一步地，本發明也和這類特殊的氟碳樹脂以及由之構成 的粉末涂料組合物的應用有關。
背景技術：
熱固性粉末涂料是一種溶劑和揮發物排放量沒有或者極少的環保型涂料，特別是 在以VOC(Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物)排放標準日益嚴格的今天，其 意義十分重大，市場份額正逐年增加。熱固性粉末涂料主要有官能性成膜樹脂材料、固化劑、流平劑、顏/填料、一種或 多種添加劑(助劑)、表面風格劑和其他性能改進劑等構成。制備通常是將所有的組分一起 置于高速混合機中干混合，然后通過一合適的擠出機熱熔融混煉、壓片、粉碎和過篩。這樣 制成的粉末涂料可以通過粉末靜電槍、摩擦槍噴涂或流化床浸涂使其粘附在底材上，通常 是金屬的表面，然后加熱或輻射固化形成涂膜。一般情況下通過以上步驟所形成的涂層具有良好的裝飾和保護效果，能夠滿足多 種應用的要求。但是，在一些特殊的應用領域，例如需要捆扎的金屬件、鋁型材以及某些金 屬器皿，由于捆扎期間的相互碰撞和摩擦、型材構件與保護性塑膠膜或在運輸期間件體之 間的碰撞和摩擦以及大容器保護性涂層所易遭受不可避免的物體或人為因素的撞擊和摩 擦，都將在涂膜的表面留下劃痕或創傷，造成裝飾效果的下降或損失，因此設法提高涂層的 硬度或改進現有粉末涂料的抗劃傷性能是非常必要的。要解決涂層的硬度和抗劃傷等問題，通常有三種已知的解決方案，例如向涂料的 組成中添加玻璃珠、碳化硅之類的無機填料以及PTFE改性的聚乙烯或聚烯烴蠟。例如 由 EricRohr/The Lubrizol Corp. , ffickliffe, OH 發表的"Defining and Predicting Performance ofSurface Modifiers in Coatings”一文中就有類似用這樣的賭作為涂層增 硬劑的記載，現全文引證作為參考。US2002137872，PPG工業公司，發表于2002年9月26日，現全文引證作為參考，公 開了使用分散于樹脂中的有機粒子分別結合金剛石、碳化硅、a-型氧化鋁以及由3M公司 提供的瓷粉Zeeospheres等作為耐磨劑。另一 US20030055168，PPG工業公司，發表于2003年3月20日，現全文引證作為參 考，公開了使用一種三氨基甲酰三嗪化合物(Tricarbamoyl triazine)作為涂層的抗劃傷 劑，據報道具有明顯的改進效果和表面裝飾性能。同樣地，授權專利US6761764，Clariant公司公布于2003年8月21日，現全文引 證作為參考，公開了使用一組蠟，例如采用金屬茂催化法制成的聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟 與不同的蒙旦蠟結合作為涂料的表面改性劑。盡管據稱能夠改進粉末的抗劃傷性能，但是 由于這些蠟相對較軟，相信其效果也是相當有限的。
發表于2006年4月13日，PPG工業公司的US2006078748，現全文引證作為參考，
更是特別推薦使用分散在氨基樹脂中的納米硅粒子，其化學結構
權利要求
具有高表面硬度和裝飾性的粉末涂料，包含(a)成膜樹脂、固化劑、耐磨或抗劃傷添加劑和其他顏填料；(b)如(a)所述耐磨或抗劃傷添加劑，其特征是至少一種耐磨的添加劑是100％含量的氟碳樹脂。
2.根據權利要求1所述的具有高表面硬度和裝飾性的粉末涂料，其特征在于所述耐磨或抗劃傷添加劑還含有至少一種任選的無機耐磨添加劑，所述的添加劑來自 玻璃微珠、陶瓷微球以及主要成份為霞巖的特殊填料。
3.根據權利要求1所述的具有高表面硬度和裝飾性的粉末涂料，其特征在于 所述的(a)氟碳樹脂是任何在其樹脂的乙烯基結構中含有一個至多個H原子被F原子所取代的均聚物或共聚物。
4.根據權利要求3所述的具有高表面硬度和裝飾性的粉末涂料，其特征在于 所述的均聚物或共聚物樹脂來自均聚物聚四氟乙烯(PTEF)，特征是擁有(_CF2CF2_)n重復結構單元；聚三氟氯乙烯，特征是擁 有(_CF2CFCl_)n重復結構單元；聚氟乙烯(PVF)，特征是擁有(-CF2CHF-)n重復結構單元 ’聚 偏二氟乙烯(PVDF)，特征是擁有(-CH2CF2-) 重復結構單元的均聚物； 共聚物由上述各均聚物所含的特征結構單體聚合形成的共聚物①，包括全氟代丙烯-乙烯 醚、全氟代丙烯和乙烯_三氟氯乙烯三元共聚物；由共聚物①為主要構成鏈段、其余鏈段含有能和成膜樹脂固化劑交聯的特征官能團聚 合形成的共聚物②，包括由45-55% mol (I)三氟氯乙烯和/或四氟乙烯、2-40% mol (II)具 有碳數4或5，且含有叔碳原子烷基的乙烯基醚、5-20%mol (III)含能和相應固化劑交聯的 反應官能團的乙烯基醚以及0-32% mol (IV)碳數3_5，且含有叔碳原子烷基的乙烯基酯；在 這樣構成的共聚物中其(II)和(IV)合計占單體總量的30-50mol。
5.根據權利要求3或4所述的具有高表面硬度和裝飾性的粉末涂料，其特征在于所述的氟碳樹脂，作為耐磨添加劑可以是其中的任意一種或多種，也包括它們的混合 物；用量是涂料總組成重量份的1_30%。
6.根據權利要求2所述的具有高表面硬度和裝飾性的粉末涂料，其特征在于 所述的無機耐磨添加劑是③主要成分為霞巖，結合少量的氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣和鎂以及鋁硅酸鹽等的構成 物；其主要構成為 Si02/Al203/Na20/K20/Ca0/Fe203/Mg0，平均粒度< 5μπι ；④玻璃微珠，其主要成份是由硅、鈉、鉀和硼氧化物等組成的混合物，具有中空球型結 構和低熔點；受熱軟化溫度< 50(TC，平均粒度< 30 μ m ；⑤陶瓷微球，具有多孔壁狀與厚壁狀結合的SiO2-氧化鋁的合金，平均粒度<10 μ m。
7.根據權利要求6所述的具有高表面硬度和裝飾性的粉末涂料，其特征在于 所述的添加劑，是任選的③、④或⑤以及它們的結合；用量是單獨或③+④或⑤涂料總組成重量份的1_30%。
8.根據權利要求1所述的具有高表面硬度和裝飾性的粉末涂料，其特征在于 所述的(a)成膜物+固化劑為任何可構成相互反應的交聯系統包括環氧/雙氰胺、環氧/線形酚醛、環氧/羧基聚酯、羧基聚酯/TGIC、羧基聚酯/羥烷基酰胺(HAA)、縮水甘油 基丙烯酸樹脂(GMA樹脂)/脂肪族二元酸或它們的酐、羧基聚酯/GMA樹脂以及羥基聚酯/ 封閉的聚異氰酸酯或二氮丁酮(Uretdione類)。
全文摘要
本發明公開了一種具有高表面硬度和裝飾性的粉末涂料。該粉末涂料含有組成為一種或多種100％含量的氟碳樹脂、一種或多種來自玻璃微珠、陶瓷微球以及主要成份為霞巖的特征無機填料。本發明與現有技術相比，所述的氟碳樹脂和成膜樹脂具有很好的配伍性能，涂層體現出優良的裝飾效果。
文檔編號C09D127/20GK101942262SQ20101027022
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月30日 優先權日2010年8月30日
發明者吳正亮, 吳洪波, 童乃斌 申請人:杜邦華佳化工有限公司