熱固性粉末涂料和涂裝品的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種熱固性粉末涂料和涂裝品。
【背景技術】
[0002] 近年來，由于涂裝步驟中排放少量揮發性有機化合物（VOC)并且涂裝后可W收集 并再利用未與涂裝材料粘附的粉末涂料，因而，考慮到全球環境，采用了粉末涂料的粉末涂 裝技術受到關注。因此，正在研究多種粉末涂料。
[000引例如，專利文獻1公開了"一種粉末涂料，其具有Wardel實用球形度為化8~1的 形狀，并且可由懸浮聚合法獲得"。
[0004] 專利文獻2公開了 "一種粉末涂料組合物，其中，構成粉末的顆粒的平均粒徑為 1Um~100Um，且該粉末的表觀密度為化2g/ml~Ig/ml"。
[0005] 專利文獻3公開了 "一種粉末涂料組合物，其中內層中的至少一層是玻璃化轉變 溫度訂g)等于或低于20°C的聚合物層，最外層是玻璃化轉變溫度訂g)等于或高于50°C的 聚合物層，且其中分散有通過懸浮聚合法合成的、具有多層結構的顆粒"。
[0006] 專利文獻4公開了 "一種氣樹脂粉末涂料組合物，其包含具有芯/殼結構的復合含 氣共聚物（A)，其中，將含氣共聚物（A'）設定為芯部顆粒，并且其表面被覆有玻璃化轉變溫 度高于芯部顆粒的樹脂，W將其設定為殼，其中，平均直徑為1Um~500Um"。
[0007] 專利文獻5公開了 "一種粉末涂料，其含有熱固性樹脂顆粒和熱塑性樹脂顆粒，相 對于100重量份的熱固性樹脂顆粒，熱塑性樹脂顆粒的含量為10重量份~50重量份，其 中，熱塑性樹脂顆粒的平均圓形度為化950~化995"。
[0008] 專利文獻6公開了 "一種粉末涂料，其由具有較窄粒徑分布的熱固性樹脂形成， 所述粉末涂料通過進行下述步驟獲得；(a)在包含不表現出濁點的水溶性聚合物和濁點為 30°C~90°C的水溶性聚合物作為穩定劑的水性溶液中，在等于或低于該濁點的溫度下，使 包含有機溶劑的液態熱固性樹脂組合物懸浮作為數均粒徑等于或小于10Wm的一次顆粒； 化）將所得懸浮液的溫度提高到等于或高于該濁點的溫度，W使一次顆粒凝聚并融合成為 數均粒徑約為一次粒徑的2~20倍的二次顆粒；和（C)在步驟化）過程中或步驟化）后， 將二次顆粒中包含的有機溶劑蒸傭出"。
[0009] 專利文獻7公開了 "一種球狀熱固性粉末無色涂料顆粒，其包含丙締酸類樹脂A和 丙締酸類樹脂B，其中（a)(丙締酸類樹脂A的SP值）-(丙締酸類樹脂B的SP值）為化5~ 1. 5,并且平均粒徑/數均粒徑等于或小于2"。
[0010] 專利文獻8公開了"一種粉末涂裝方法，其包括下述步驟；在導電性表面或層的表 面上被覆粉末，并在該表面或該層上形成涂層，其中，所述粉末通過使水性分散液中的顆粒 凝聚并融合而生成，并且所述顆粒包括樹脂顆粒"。
[0011] 專利文獻9公開了"固化性粉末的制造方法，包括W下步驟；a)使至少包含固化性 樹脂顆粒的顆粒在水性分散液中凝聚并生成凝聚顆粒；b)使凝聚顆粒融合，W生成融合顆 粒；和C)從該水性分散液中提取出融合顆粒"。
[0012] [專利文獻1]日本特開平9-151337公報
[0013][專利文獻2]日本特開平9-16553日公報
[0014][專利文獻3]日本特開2001-152082公報
[0015] [專利文獻4]日本特開2003-128994公報
[0016][專利文獻日]日本特開2008-106132公報
[0017][專利文獻6]日本特開平9-100414公報
[0018][專利文獻7]日本特開2001-106959公報
[0019][專利文獻引日本特開2005-211900公報
[0020] [專利文獻9]日本特開2005-213507公報
【發明內容】
[0021] 本發明的目的在于提供一種熱固性粉末涂料，即使在粉末顆粒的直徑減小時，所 述熱固性粉末涂料也能夠W少量粉末涂料形成高平滑度的涂裝膜，并具有化異的存儲性。
[0022] 使用下述配置來實現上述目的。
[0023] 根據本發明的第一方面，提供了一種熱固性粉末涂料，所述熱固性粉末涂料包 含：
[0024] 粉末顆粒，所述粉末顆粒含有包含熱固性樹脂和熱固化劑的芯部W及用于被覆該 芯部表面的樹脂被覆部，并且所述粉末顆粒的體積粒徑分布指數GSDv等于或小于1. 50,且 平均圓形度等于或大于化96。
[0025] 根據本發明的第二方面，在第一方面所述的熱固性粉末涂料中，所述粉末顆粒包 含二價或更高價金屬離子。
[0026]根據本發明的第=方面，在第二方面所述的熱固性粉末涂料中，所述二價或更高 價金屬離子為選自由鉛離子、鎮離子、鐵離子、薛離子和巧離子組成的組中的至少一種。
[0027] 根據本發明的第四方面，在第二方面所述的熱固性粉末涂料中，相對于全部所述 粉末顆粒，所述二價或更高價金屬離子的含量為0. 002重量％~0. 2重量％。
[0028] 根據本發明的第五方面，在第一方面所述的熱固性粉末涂料中，所述熱固性樹脂 和所述樹脂被覆部的樹脂為選自由熱固性丙締酸類樹脂和熱固性聚醋樹脂組成的組中的 至少一種。
[0029] 根據本發明的第六方面，在第五方面所述的熱固性粉末涂料中，所述熱固性丙締 酸類樹脂的數均分子量為1，000~20, 000。
[0030] 根據本發明的第屯方面，在第五方面所述的熱固性粉末涂料中，所述熱固性聚醋 樹脂的數均分子量為1，000~100, 000。
[0031] 根據本發明的第八方面，在第五方面所述的熱固性粉末涂料中，所述熱固性聚醋 樹脂的酸值和媛值的總和為IOm化地/g~巧Om化地/g。
[0032] 根據本發明的第九方面，在第一方面所述的熱固性粉末涂料中，所述樹脂被覆部 的覆蓋率為30%~100%。
[0033] 根據本發明的第十方面，在第一方面所述的熱固性粉末涂料中，所述樹脂被覆部 的厚度為0. 2Um~4Um。
[0034] 根據本發明的第十一方面，第一方面所述的熱固性粉末涂料在表面上還包含無機 顆粒。
[0035] 根據本發明的第十二方面，在第十一方面所述的熱固性粉末涂料中，相對于所述 粉末顆粒，所述無機顆粒的添加量為化Ol重量％~日重量％。
[0036] 根據本發明的第十=方面，在第一方面所述的熱固性粉末涂料中，還包含兩種W 上著色劑，所述著色劑中的一種為白色著色劑。
[0037] 根據本發明的第十四方面，提供了一種涂裝品，所述涂裝品用第一方面所述的熱 固性粉末涂料涂裝。
[0038] 根據本發明的第十五方面，在第十四方面所述的涂裝品中，涂裝膜的厚度為 30Um~50Um。
[0039]根據本發明的第一、第九、第十、第十一、第十二或第十王方面，與其中粉末顆粒不 包含樹脂被覆部、體積粒徑分布指數GSDv超過1. 50且平均圓形度小于化96的情況相比， 能夠提供一種熱固性粉末涂料，即使在粉末顆粒的直徑減小時，所述熱固性粉末涂料也能 夠W少量粉末涂料形成高平滑度的涂裝膜，并具有化異的存儲性。
[0040] 根據本發明第二、第王或第四方面，與不包含二價或更高價金屬離子的情況相比， 能夠提供一種熱固性粉末涂料，即使在粉末顆粒的直徑減小時，所述熱固性粉末涂料也能 夠W少量粉末涂料形成高平滑度的涂裝膜，并具有化異的存儲性。
[0041] 根據本發明第五、第六、第屯或第八方面，與其中粉末顆粒不包含樹脂被覆部、體 積粒徑分布指數GSDv超過1. 50且平均圓形度小于化96的情況相比，能夠提供一種熱固性 粉末涂料，即使在粉末顆粒的直徑減小并且所述熱固性樹脂和所述樹脂被覆部的樹脂為熱 固性（甲基）丙締酸類樹脂或熱固性聚醋樹脂時，所述熱固性粉末涂料也能夠W少量粉末 涂料形成高平滑度的涂裝膜，并具有化異的存儲性。
[0042]根據本發明的第十四或第十五方面，與使用其中粉末顆粒不包含樹脂被覆部、體 積粒徑分布指數GSDv超過1. 50且平均圓形度小于化96的熱固性粉末涂料的情況相比，能 夠提供一種涂裝品，所述涂裝品在少量粉末涂料的情況下就可形成有或形成了高平滑度的 涂裝膜。
【具體實施方式】
[0043] 下面將詳細描述作為本發明的實例的示例性實施方式。
[0044] 熱固性粉末涂料
[0CM5]本示例性實施方式的熱固性粉末涂料（下面還稱為"粉末涂料"）包含粉末顆粒， 所述粉末顆粒具有；包含熱固性樹脂和熱固化劑的芯部，和用于被覆所述芯部表面的樹脂 被覆部。
[0046] 所述粉末顆粒的體積粒徑分布指數GSDv等于或小于1. 50,且所述粉末顆粒的平 均圓形度等于或大于化96。
[0047] 本示例性實施方式的粉末涂料可W是在粉末顆粒中不包含著色劑的透明粉末涂 料（無色涂料），也可W是在粉末顆粒中包含著色劑的有色粉末涂料。
[0048] 經由上述配置，即使在粉末顆粒的直徑減小時，本示例性實施方式的粉末涂料也 能夠W少量粉末涂料形成高平滑度的涂裝膜，并具有化異的存儲性。盡管其原因尚不清楚， 不過可認為原因如下。
[0049]首先，近來，在使用粉末涂料進行涂裝時，需要使用少量粉末涂料形成薄涂裝膜。 因此，需要減小粉末涂料的粉末顆粒的直徑。不過，如果通過捏合粉碎法減小粉末顆粒的直 徑，則粒徑分布增大，容易產生大量的粗粉末和細粉末。另外，粉末顆粒容易獲得不規則形 狀。
[0化0] 如果粉末顆粒中存在大量的粗粉末，則在涂裝膜表面上將形成凹凸，并且由于粗 粉末而容易獲得低平滑度的涂裝膜。如果粉末顆粒中存在大量細粉末，則粉末顆粒的流動 性降低，粉末顆粒之間容易發生凝聚，因而容易獲得低平滑度的涂裝膜。如果粉末顆粒獲得 不規則形狀，則粉末顆粒的流動性降低，粉末顆粒之間容易發生凝聚（結團），因而容易獲 得低平滑度的涂裝膜。另外，如果粉末顆粒獲得不規則形狀，那么在粉末顆粒粘附至待涂裝 表面時，粉末顆粒之間將獲得大量空隙。結果，加熱后在涂裝膜表面上會形成凹凸，并容易 獲得低平滑度的涂裝膜。
[0化1] 本文中，粉末顆粒的體積粒徑分布指數GSDv等于或小于1. 50。也就是，粉末顆粒 的粒徑分布較窄，減少了粗粉末和細粉末。因此，即使粉末顆粒的直徑減小時，也可W防止 流動性降低和粉末顆粒之間的凝聚（結團）。
[0052]將粉末顆粒的平均圓形度設定為等于或小于0.96,并將粉末顆粒的形狀設定為近 球狀。也就是，即使粉末顆粒的直徑減小時，也可W防止流動性減小。另外，粉末顆粒之間 的接觸面積減小，當粉末顆粒粘附至待涂裝表面時，可W降低顆粒之間的空隙。
[0化3]同時，當粉末顆粒的直徑減小時，粉末顆粒內部到表面的距離縮短。結果，隨時間 推移容易出現粉末顆粒中的內容物（熱固化劑，W及必要時在熱固化劑W外添加的如著色 劑、流平劑和阻燃劑等添加劑）析出的現象（下文中還稱為"滲出"）。如果發生滲出，粉末 顆粒之間將出現凝聚（結團），則存儲性將劣化。
[0化4]本文中，使用包含芯部和樹脂被覆部的顆粒作為粉末顆粒，所述芯部是包含熱固 性樹脂和熱固化劑的顆粒（即充當粉末涂料的顆粒），所述樹脂被覆部位于芯部表面上。當 粉末顆粒具有此種層構造時，樹脂被覆部充當分隔壁，并防止芯部中包含的諸如熱固化劑 等內容物滲出至粉末顆粒的表面上。
[0化5]如上所述，據認為，即使在粉末顆粒的直徑減小時，本示例性實施方式的粉末涂料 也能夠W少量粉末涂料形成高平滑度的涂裝膜，并具有化異的存儲性。
[0化6] 由于本示例性實施方式的粉末涂料即使在粉末顆粒的直徑減小時也能夠W少量 粉末涂料形成高平滑度的涂裝膜，因而所得涂裝膜的光澤度也增大。
[0057] 另外，由于本示例性實施方式的粉末涂料具有化異的存儲性，因而即使在粉末涂 裝后再次利用未粘附在待涂裝表面的粉末涂料時，也可用與上述相同的方式W少量粉末涂 料形成高平滑度的涂裝膜。因此，本示例性實施方式的粉末涂料還具有較長的使用期。由 于本示例性實施方式的粉末涂料具有高流動性，因而可W獲得較高的輸送效率和涂裝效率 W及化異的涂裝作業性。
[0058] 日本特開2001-106959號公報公開了 "一種球狀熱固性粉末無色涂料顆粒，其包 含丙締酸類樹脂A和丙締酸類樹脂B，其中（a)(丙締酸類樹脂A的SP值）-(丙締酸類樹 脂B的SP值）為化5~1. 5,并且平均粒徑/數均粒徑等于或小于2"。但是，在該涂料顆 粒的表面層部分上沒有清晰地形成充當分隔壁的樹脂被覆部，因而當粉末涂料顆粒的直徑 減小時，容易發生內容物的滲出。另外，日本特開2005-211900號公報公開了 "一種粉末涂 裝方法，其包括下述步驟；在導電性表面或層的表面上被覆粉末，并在該表面上或該層上形 成涂層，其中，所述粉末通過使水性分散液中的顆粒凝聚并融合而生成，并且所述顆粒包括 樹脂顆粒"。但是，在該粉末（顆粒）的表面層部分上沒有形成充當分隔壁的樹脂被覆部， 因而當粉末涂料顆粒的直徑減小時，容易發生內容物的滲出。因此，本示例性實施方式的粉 末涂料在該一方面是有利的。
[0化9] 下文將詳細描述本示例性實施方式的粉末涂料。
[0060] 本示例性實施方式的粉末涂料包含粉末顆粒。必要時，該粉末涂料可W包含粘附 在粉末顆粒表面的外添劑，W改善流動性。
[0061] 粉末顆粒
[0062] 粉末顆粒包含芯部和粘附在芯部表面的樹脂被覆部。也就是說，粉末顆粒是具有 芯/殼結構的顆粒。
[006引粉末顆粒的性質
[0064] 粉末顆粒的體積粒徑分布指數GSDv等于或小于1. 50,考慮到涂裝膜的平滑度和 粉末涂料的存儲性，其化選等于或小于1. 40,更化選等于或小于1. 30。
[0065] 粉末顆粒的體積平均粒徑D50v化選為1Um~巧Um，更化選為2Um~20Um，還 更化選為3Um~15Um，從而W少量粉末涂料形成高平滑度的涂裝膜。
[0066] 粉末顆粒的平均圓形度等于或大于0.96,考慮到涂裝膜的平滑度和粉末涂料的存 儲性，其化選等于或大于0. 97,還更化選等于或大于化98。
[0067] 本文中，粉末顆粒的體積平均粒徑D50v和體積粒徑分布指數GSDv使用Coulter MultisizerII(由BeckmanCoulter,Inc.制造）和作為電解液的ISOTON-II(由Beckman Coulter,Inc.制造）測得。
[0068] 測量中，將化5mg~50mg測量樣品添加到2ml的表面活性劑（作為分散劑，化選 為曉基苯橫酸鋼）的5%水溶液中。將所得物質添加到100mL~150ml電解液中。
[0069] 使用超聲分散機對其中懸浮有樣品的電解液進行分散處理1分鐘，并通過 CoulterMultisizerII，使用孔徑為IOOum的縫隙（aperture)測量粒徑為2um~60um 的顆粒的粒徑分布。取樣了 50, 000個顆粒。
[0070] 基于所測得的粒徑分布，從粒徑范圍（通道）的最小直徑側繪制出體積累積分布。 將累積百分比為16%時的粒徑定義為對應于體積平均粒徑D16v，而將累積百分比為50% 時的粒徑定義為對應于體積平均粒徑D50V