close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3018

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3018
(13)
C1
(51)
(12)
6
C 09D 5/03,
C 09D 133/06,
C 09D 167/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
ТЕРМОРЕАКТИВНАЯ ПОРОШКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
ДЛЯ ПОКРЫТИЙ
(21) Номер заявки: 428
(22) 1993.05.26
(31) 920405
(32) 1992.07.27
(33) US
(46) 1999.09.30
(71) Заявитель: ЕМС-ИНВЕНТА АГ (СН)
(72) Авторы: Меррит Ричард Фостер, Аурелия
Шеппард де ла Куэста, Вуд Курт Артур (US)
(73) Патентообладатель: ЕМС-ИНВЕНТА АГ (СН)
(57)
1. Термореактивная порошковая композиция для покрытий, включающая полимер, содержащий карбоксильную группу, являющийся полиэфиром или полиакрилом, и бета-гидроксиалкиламидный отверждающий агент общей формулы:
,
где R1 − атом водорода, С1-С5 алкил или
BY 3018 C1
НО - СН - СН2 - ;
|
R2
R2 - Н или С1-С5 алкил;
А - химическая связь или одно- или поливалентный радикал, полученный из насыщенного, ненасыщенного или ароматического углеводорода, включая замещенные углеводородные С2-С20 радикалы;
m = 1,2; n = 0 - 2 ; m + n равно по меньшей мере 2,
отличающаяся тем, что она дополнительно включает вещество, содержащее гидроксиалкиламидную группу кислоты жирного ряда, в количестве 2-13 мас. % по отношению к массе полимера.
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что включает вещество, содержащее гидроксиалкиламидную
группу кислоты жирного ряда, в количестве 2-10 мас. % по отношению к массе полимера, выбранное из
группы, включающей лаурамид диэтаноламина, ацетамид диэтаноламина, стеарамид диэтаноламина.
3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что включает полиэфир, содержащий карбоксильную группу, полученный в результате реакции конденсации алифатических или циклоалифатических полиолов с алифатическими
или ароматическими поликарбоновыми кислотами и ангидридами и имеющий температуру стеклования от 30 °С
до 85 °С и кислотное число от 20 до 80.
4. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что включает полиакрил, содержащий карбоксильную группу,
имеющий температуру стеклования от 35 °С до 100 °С, предпочтительно от 45 °С до 70 °С.
5. Композиция по одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что эквивалентное cоотношение бетагидроксиалкиламида к эквивалентам карбоновой кислоты составляет от 0,6:1 до 1,6:1.
BY 3018 C1
(56)
1. Патент США 4801680.
2. Патент США 4417022.
3. Патент США 01034471.
4. Патент США 4889890 A, МПК4 С 08L 33/08, 67/02, 1989 (прототип).
Настоящее изобретение относится к термореактивной порошковой композиции для покрытий. В частности, настоящее изобретение относится к порошковым композициям для покрытий, имеющим улучшенные
оптические свойства, такие как уменьшенная "оранжевая корка" (дефект поверхности) и усиленная четкость
изображения (DOI).
Из предшествующего уровня техники известно, что порошковые композиции для нанесения покрытий
используются при окрашивании металлических подложек. Такие композиции для покрытий исключительно
удобны, поскольку их применение значительно сокращает и даже может исключить органические растворители в жидких красочных покрытиях. При обработке порошковых композиций для покрытий путем нагревания, если присутствует какой-либо летучий компонент, то в окружающую среду попадает совсем малое его
количество. Это является большим преимуществом перед жидкими красочными покрытиями, в которых органические растворители испаряются в атмосферу при обработке этих покрытий нагреванием.
Для обеспечения внешней долговечности в состав порошковых композиций для покрытий из предшествующего уровня техники входили полиэфир, содержащий группу карболовой кислоты, или акриловый полимер, вещество, содержащее дикарбоновую кислотную группу, и бета-гидроксиалкиламидное отверждающее
вещество. Такие порошковые композиции для покрытий и отверждающие системы считались стойкими и
обладали хорошими физическими свойствами. Равным образом также хорошо известно, что механизм отверждения порошкового покрытия является важным признаком порошковых композиций для покрытий. Известна термореактивная порошковая композиция для покрытий, содержащая полиэфир с дифункциональной
карбоновой кислотной группой и бета-гидроксиалкиламидное отверждающее вещество [1]. Также известна
композиция для покрытия, которая может быть использована для нанесения жидких покрытий на подложки,
состоящая главным образом из отверждаемого пленкообразующего полиосодержащего компонента и органического реактивного разбавителя, химически совместимого с отверждаемым пленкообразующим компонентом [2]. Известна быстросохнущая акриловая эмульсия для покрытия, содержащая полимер на основе
эфира акрилата, парафин, а также добавку, способствующую высыханию, из диэтиламина кокосовой жирной
кислоты, этот вспомогательный материал используется в качестве нетканого покрытия внутреннего салона
автомобиля [3].
Наиболее близким аналогом является композиция, включающая полимер, содержащий карбоновую кислотную группу, вещество, содержащее эпоксигруппу, имеющее более чем одно вещество с эпоксигруппой
на молекулу, и бета-гидроксиалкиламид [4].
Порошковые композиции для покрытий, упомянутые в предшествующем уровне техники, не всегда обладали хорошими оптическими свойствами, такими как блеск, "оранжевая корка" и четкость изображения
(DOI).
Задача настоящего изобретения - получить порошковые композиции для покрытий, обладающие улучшенными оптическими свойствами, такими как блеск, "оранжевая корка" и четкость изображения (DOI).
Для решения поставленной задачи, согласно настоящему изобретению, получена термореактивная порошковая композиция для покрытий, включающая полимер, содержащий карбоксильную группу, являющийся полиэфиром или полиакрилом, и бета-гидроксиалкиламдный отверждающий агент общей формулы
,
где R1- атом водорода, C1 - C5 алкил или
HO
CH
CH 2
;
R2
2
R - Н или C1 - C5 алкил;
А - химическая связь или одно- или поливалентный радикал, полученный из насыщенного, ненасыщенного или ароматического углеводорода, включая замещенные углеводороды C2 - C20 радикалы;
BY 3018 C1
m = 1, 2; n = 0 - 2; m + n равно по меньшей мере 2.
Композиция дополнительно включает вещество, содержащее гидроксиалкиламидную группу кислоты
жирного ряда, в количестве 2 - 13 маc. % по отношению к массе полимера.
В предпочтительном варианте композиция включает вещество, содержащее гидроксиалкиламидную
группу кислоты жирного ряда, в количестве 2 - 10 маc. % по отношению к массе полимера, выбранное из
группы, включающей лаурамид диэтаноламина, ацетамид диэтаноламина, стеарамид диэтаноламина.
Композиция предпочтительно включает полиэфир, содержащий карбоксильную группу, полученный в
результате реакции конденсации алифатических или циклоалифатических полиолов с алифатическими или
ароматическими поликарбоновыми кислотами и ангидридами и имеющий температуру стеклования от 30 °С
до 85 °С и кислотное число от 20 до 80.
В другом варианте композиция включает полиакрил, содержащий карбоксильную группу, имеющий температуру стеклования от 35 °С до 100 °С, предпочтительно от 45 °С до 70 °С.
В предпочтительном варианте эквивалентное соотношение бета-гидроксиалкиламида к эквивалентам
карбоновой кислоты составляет от 0,6:1 до 1,6:1.
Преимущества, связанные с данным изобретением, заключаются в том, что порошковые композиции для
покрытий по данному изобретению обладают улучшенными оптическими свойствами, такими как блеск,
"оранжевая корка" и четкость изображения (DOI). Порошковые покрытия, согласно настоящему изобретению, пригодны для использования в общих промышленных покрытиях, для покрытий машин и оборудования, особенно для покрытий металлических изделий, таких как контейнеры, электроприборы, части автомобиля и т.п. Дополнительно порошковые композиции для покрытий могут быть использованы в пленках,
волокнах, красках, лаках, олифах, бесшовных покрытиях для полов, уплотняющих составах и для пропитки.
Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением, получена термореактивная порошковая композиция для покрытий. Согласно одному варианту осуществления, композиция включает полимер, такой как
полиэфир, содержащий карбоновую кислотную группу, бета-гидроксиалкиламидное отверждающее вещество и вещество, содержащее гидроксиалкиламидную группу жирной кислоты для усиления оптических
свойств и улучшения внешнего вида. В другом варианте осуществления, порошковая композиция для покрытий может также включать полиэфир, содержащий карбоновую кислотную группу, эпокси функциональное отверждающее вещество, такое как триглицидил изоцианурат (TGIC) или смеси TGIC с гидроксиалкиламидным отверждающим веществом, а также вещество, содержащее гидроксиалкиламидную группу
жирной кислоты. В еще одном дополнительном варианте осуществления изобретения порошковая композиция для покрытий может включать акриловую функциональную кислоту, эпокси функциональное отверждающее вещество, такое как триглицидил изоцианурат (TGIC) или смеси из TGIC с гидроксиалкиламидным отверждающим веществом, а также вещество, содержащее гидроксиалкиламидную группу жирной
кислоты. Таким образом, порошковая композиция для покрытия по настоящему изобретению содержит однородную смесь различных веществ. Однако существует три основных ингредиента в порошковой композиции для покрытий, согласно настоящему изобретению, а именно: полимер, такой как полиэфир, содержащий
карбоновую кислотную группу или акриловый полимер, бета-гидроксиалкиламидное отверждающее вещество и гидроксиалкиламидное вещество жирной кислоты. Добавление гидроксиалкиламидного вещества жирной кислоты улучшает оптические свойства, такие как блеск, "оранжевую корку" и DOI.
Среди полиэфиров, содержащих карбоновую кислотную группу, которые могут быть использованы, существуют такие, которые получены в результате реакции конденсации алифатических полиолов, включая
циклоалифатические полиолы, с алифатическими и/или ароматическими поликарбоновыми кислотами и ангидридами. Примерами алифатических полиолов, которые могут быть использованы, являются 1,2-этандиол,
1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, неопентил гликоль, циклогексан диметанол, триметилолпропан и т.п. Подходящими поликарбоновыми кислотами и ангидридами являются янтарная кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, терефталевая кислота, изофталевая кислота, тетрагидрофталевая кислота, гексагидрофталевая кислота, тримеллитовая кислота, а так же ангидриды указанных
кислот.
Полиол, а также кислота или ангидрид взаимодействуют вместе с избытком кислоты по сравнению со
спиртом с образованием полиэфира, который имеет свободные карбоновые группы. Предпочтительно, чтобы полиэфир, содержащий карбоновые кислотные группы имел бы кислотное число равное примерно от 20
до примерно 80, более предпочтительно, чтобы это число равнялось примерно от 20 до 50, и был бы твердым при комнатной температуре. Полиэфир дополнительно можно охарактеризовать, как имеющий Tg от
примерно 30 °С до примерно 85 °С, предпочтительно от примерно 40 °С до примерно 75 °С.
Tg полимера является мерой твердости и расплавленности потока полимера. Самое высокое значение
имеет Tg, самое низкое - расплав потока и самое твердое - покрытие. Tg описана в "Principles Of Polymer
Chemistry" (1953), Cornell University Press. В настоящее время Tg может быть измерена или может быть вычислена, как описано Fox в "Bull. Amer. Physics Soc." 1, 3, с. 123 (1956). Tg, как использовано в данном случае,
относится к измеряемым величинам. Для измерения Tg полимера может быть использована дифференциаль-
BY 3018 C1
ная сканирующая калориметрия (DSC) (скорость нагрева на 10 °С за минуту, с Tg, замеренной при первой
точке притока).
Если Tg полимера ниже 30 °С, то полимер и порошковая композиция для покрытия, включающая такой
полимер, могут быть вязкими и трудными в обращении. Если Tg полимера выше 85 °С, то поток расплава
полиэфира мал и покрытие может иметь плохой внешний вид.
Вторым основным ингредиентом порошковой композиции для покрытий по настоящему изобретению является бета-гидроксиалкиламид. Бета-гидроксиалкиламид является отверждающим веществом для кислотнофункционального полиэфира. Бета-гидроксиалкиламид может помочь получить полимер с поперечносвязанной структурой, который является прочным, жестким, коррозионностойким и стойким к растворителям.
Полагают, что обработка покрытия бета-гидроксиалкиламидами в ходе реакции этерификации с карбоксисодержащим полиэфиром приводит к образованию многочисленных эфирных связей. Гидроксильная функциональность бета-гидроксиалкиламида должна равняться, на среднем уровне, по крайней мере, двум, предпочтительно более чем двум (2), а более предпочтительно от двух (2) до четырех (4), с целью получения
оптимального отверждения.
Бета-гидроксиалкиламид может быть получен путем взаимодействия эфира алкила низшего ряда или
смеси эфиров карбоновых кислот с бета-гидроксиалкиламидом при температуре, находящейся в пределах от
температуры окружающей среды до примерно 200 °С в зависимости от выбора реагентов и присутствия или
отсутствия катализатора. Пригодными катализаторами, включая основные катализаторы, такие как метилат
натрия, метилат калия, бутилат натрия, бутилат калия, гидроксид натрия, гидроксид калия, могут быть и им
подобные, находясь в количествах от около 0,1 % до 1 % веса по сравнению с весом эфира алкина.
Для получения наиболее эффективного отверждения порошковой композиции для покрытия эквивалент
соотношения бета-гидроксиалкиламида (гидрокси эквиваленты) к карбоксисодержащему полиэфиру (эквиваленты карбоновой кислоты) предпочтительно составляет от 0,6 до 1,6:1, более предпочтительно от 0,8 до
1,3:1. Соотношения вне пределов от 0,6 до 1,6:1 обычно нежелательны вследствие плохого отверждения.
Третьим основным элементом порошковой композиции для покрытий по настоящему изобретению является вещество, содержащее кислотную группу жирного ряда. Вещество, содержащее кислотную группу жирного ряда, выбрано из группы состоящей из лаурамида диэтаноламина, ацетамида диэтаноламина, капрамида
диэтаноламина, стеарамида диэтаноламина или другого алканоламина и тому подобное. Вещество кислоты
жирного ряда составляет от 0,1 % до примерно 15 % веса по сравнению с весом полиэфирной смолы, предпочтительно от примерно 2 % до примерно 10 %. Вещество кислоты жирного ряда совершенно неожиданно
улучшает оптические свойства, такие как блеск, "оранжевую корку" и DOI.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения акриловый полимер, содержащий кислотную
группу, используется вместо полиэфирного полимера. Предпочтительно, чтобы акрил, содержащий карбоновую кислотную группу, имел бы кислотное число, равное от примерно 20 до примерно 80, более предпочтительно, чтобы это число составляло от примерно 20 до примерно 50, а вещество было бы твердым при
комнатной температуре. Акрил дополнительно характеризуется тем, что имеет Tg от примерно 35 °С до
примерно 100 °С, предпочтительно от примерно 45 °С до примерно 70 °С. При использовании акрилового
полимера, содержащего карбоновую кислотную группу, вещество кислоты жирного ряда применяется в концентрации, равной от примерно 0,1 % до примерно 15 % веса по сравнению с весом акриловой смолы, предпочтительно от примерно 2 % до примерно 10 %. При получении акрилового полимера, содержащего кислотную группу, смешивают вместе различные мономеры и приводят их во взаимодействие с помощью
соответствующего cвободного радикала, инициирующего процессы полимеризации. Среди инициаторов
свободных радикалов, которые могут быть использованы, можно назвать перекись бензола, гидроперекись
третичного бутила, перекись дитретичного бутила, азобис (2-метилпропионитрил) и т.д. Вещества, расщепляющие цепочки, такие как меркаптопропионовая кислота, также могут быть использованы.
Акриловый полимер, содержащий карбоновую кислотную группу, может быть получен путем взаимодействия полимеризуемой альфа, бета-этиленово ненасыщенной карбоновой кислоты с одним или более полимеризуемым альфа, бета-этиленово ненасыщенным мономером, например сложными эфирами альфа, бетаэтиленово ненасыщенной карбоновой кислоты, и, выборочно, винил ароматическими мономерами.
Примерами мономеров, содержащих карбоновую кислотную группу, и которые могут быть использованы, служат
акриловая кислота и метакриловая кислота, которые являются предпочтительными, также как и кротоновая кислота,
итаконовая кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, цитраконовая кислота и т.п., также как моноалкильные
сложные эфиры ненасыщенных дикарбоновых кислот. Мономер, содержащий кислотную группу, предпочтительно
содержится в полимере в количествах от примерно 6 до примерно 25 % веса, более предпочтительно от примерно 8 до
примерно 18 % веса, еще более предпочтительно от примерно 10 до примерно 14 % веса по сравнению с общим весом мономеров. Количества, составляющие меньше 6 % веса, могут привести к плохой стойкости по отношению к
растворителям и плохой механической прочности в покрытии.
Сложные эфиры альфа, бета-этиленово-ненасыщенных карбонатных кислот также используются при получении
акрилового полимера. Предпочтительно такими сложными эфирами являются сложные эфиры C1 - C20 алкила акриловой кислоты или метакриловой кислоты и включают метил акрилат, этил акрилат, бутил акрилат, 2-этилгексил ак-
BY 3018 C1
рилат, додецил акрилат, метил метакрилат, этил метакрилат, бутил метакрилат, 2-этилгексил метакрилат и т.п. Предпочтительно эти сложные эфиры находятся в количествах от примерно 5 до 70, более предпочтительно от примерно
10 до 50 % веса по сравнению с общим весом мономеров. Более предпочтительно сложные эфиры альфа, бетаэтиленово ненасыщенных кислот являются смесью C1 - C2 алкилов сложных эфиров и C4 - C20 алкилов сложных эфиров, такой как смесь метил метакрилата и бутил метакрилата.
Примерами винил ароматических cоединений являются монофункциональные винил ароматические соединения, такие как стирен, который является предпочтительным, и алкилзамещенные стирены, такие как альфа-метил
стирен, и замещенные стирены, такие как хлорстирен. Винил ароматический мономер может находится в составе
композиции в количествах от 0 до 94 % веса, предпочтительно от примерно 35 до 70 % веса по сравнению с общим весом мономеров. Более высокие количества винил ароматического мономера могут привести к низкой стойкости к ультрафиолетовым лучам, тогда как более низкие количества выразятся в плохой стойкости к детергентам.
В дополнение к сложным эфирам альфа-бета-этиленово ненасыщенных кислот и выборочным винил
ароматическим соединениям другие этиленово ненасыщенные сополимеризуемые мономеры могут быть использованы. Примерами могут служить нитрилы, такие как акрилонитрил, винил галиды и винилиден галиды, такие как винил хлориды и винилиден хлорид, а также сложные эфиры винила, такие как винил ацетат.
Эти дополнительные мономеры могут находиться в количествах, равных от 0 до примерно 40 % веса, предпочтительно от 0 до примерно 30 % веса по сравнению с общим весом мономеров.
Полимеризацию предпочтительно проводят в растворе с использованием растворителя, в котором растворимы
мономеры, таком как толуол или ксилол. По окончании полимеризации реакционную смесь обрабатывают до потери
летучести путем помещения в вакуум для удаления органического растворителя и восстановления полимера как твердого вещества. Другим путем полимер может быть осажден и затем высушен. Обычно полимер, потерявший летучесть, содержит менее чем 1 % веса веществ, которые улетучиваются при температурах, используемых для сушки покрытий.
Полимер, содержащий кислотную группу, может быть также акриловым полимером, полученным путем
эмульсионной полимеризации, суспензионной полимеризацией, блочной полимеризацией или соответствующим комбинированием перечисленных операций, как подчеркнуто в патенте США № 4 727 111. Эти
приемы хорошо известны специалистам.
Предпочтительные бета-гидроксиалкиламидные вещества могут быть структурно описаны следующим
образом:
,
где R1 является Н или C1 - C5 алкил; R2 является Н, C1 - C5 алкил или
HO
CH
CH 2
,
R2
где R является тем, что указано выше; А - химическая связь, одновалентный или поливалентный органический радикал, полученный из насыщенного, ненасыщенного или ароматического углеводорода, включая замещенные углеводородные радикалы, содержащие от 2 до 20 атомов углерода, m равно от 1 до 2, n равно от
0 до 2, а m + n равно по крайней мере 2, предпочтительно больше, чем 2, обычно в пределах от 2 до 4, включая и 4. Предпочтительно А является алкилен радикалом --(СН2)х-, где x равняется от 2 до 12, предпочтительно от 4 до 10.
Порошковая композиция для покрытий может также включать вещество, содержащее группу поликарбоновой кислоты, выбранное из группы C4 - C20 алифатических поликарбоновых кислот, полимерных полиангидридов, полиэфиров с низким молекулярным весом, имеющих вес кислотного эквивалента от 150 до примерно 600 и их смеси.
Среди алифатических поликарбоновых кислот, которые могут быть использованы, можно назвать дикарбоновые кислоты, такие как адипиновая кислота, пробковая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота и додеканодионовая кислота. Предпочтительно, чтобы алифатические дикарбоновые кислоты содержали четное число углеродов.
Композиция для покрытий может также содержать некоторые другие добавки, которые обычно введены в
порошковые композиции для покрытий, такие как пигменты, вещества, контролирующие текучесть, вещества против вздутия, порошковые добавки для текучести, а также стабилизаторы цвета. Например, для того,
чтобы придать порошковой композиции для покрытия соответствующий цвет, в состав композиции для по-
BY 3018 C1
крытия может быть введен пигмент обычно в количествах, равных от 1 до 50 % веса, по сравнению с общим
весом порошковой композиции для покрытия. Пигменты, которые могут быть использованы для порошковых композиций для покрытий, являются как органическими, так и неорганическими и включают кварцевый
хромат основного свинца, диоксид титана, голубой ультрамарин, голубой фталоцианин, зеленый фталоцианин, черный уголь, оксид черного железа, оксид зеленого хрома, желтый феррит и красный кинто.
В качестве веществ, контролирующих текучесть могут быть использованы акриловые полимеры или сополимеры, такие как полилаурил акрилат, полибутил акрилат, поли(2-этилгексил)акрилат, поли(этил акрилат-со-2этилгексил акрилат), полилаурил метакрилат, полиизодецил-метакрилат и т.п., а также фторированные полимеры, такие как сложные эфиры полиэтилен гликоля или полипропилена гликоля с фторированными кислотами
жирного ряда, например эфир полиэтилен гликоля, имеющий молекулярный вес примерно выше 2500, и перфтороктановая кислота. Полимерные силоксаны с молекулярным весом выше 1000 также могут быть использованы в качестве веществ, контролирующих текучесть, например полидиметилсилоксан или поли(метилфенил)силоксан. Вещества, контролирующие текучесть могут быть добавлены для снижения
поверхностного напряжения во время нагревания порошка и для исключения образования лунок. Обычно вещества, контролирующие текучесть при использовании находятся в количествах, равных от 0,05 до примерно 5
% веса по сравнению с общим весом порошковой композиции для покрытий. Вещества, применяемые против
вздутия, могут быть добавлены в композиции для того, чтобы любой летучий компонент, присутствующий в
композиции, был удален из пленки во время горячей сушки. Бензоин является предпочтительным дегазирующим веществом и при его использовании он находится в количествах, находящихся в пределах от 0,5 до примерно 3 % веса по сравнению с общим весом порошковой композиции для покрытия. Композиции для покрытий могут также предпочтительно содержать вещества, поглощающие ультрафиолетовые лучи, такие как
TINUVIN®, который является коммерчески доступным и товарный знак которого зарегистрирован фирмой
Ciba-Geigy. При использовании TINUVIN® обычно находится в композициях в количествах, равных от примерно 0,5 до 6 % веса, по сравнению с общим весом порошковой композиции для покрытия.
Дополнительно порошковая композиция для покрытия может содержать белую сажу или подобные вещества в качестве порошковой добавки, снижающей спекание порошка во время длительного хранения. Примером белой сажи является продукт, продаваемый фирмой Cabot Corporation с товарным знаком CAB-OSIL®. При использовании порошковая добавка обычно содержится в количествах, находящихся в пределах
от 0,1 до примерно 0,5 веса, по сравнению с общим весом порошковой композиции для покрытия. Порошковую добавку обычно вносят для разрыхления порошковой композиции для покрытия после приготовления
смеси частиц.
Термореактивные порошковые композиции для покрытий получают путем смешивания расплава ингридиентов композиции для покрытия. Это может быть осуществлено путем первичного смешивания в высокоскоростном смесителе, например Хеншелла (Henschell), а затем путем смешивания расплава смеси в экструдере, например тангенциальном двухшнековом экструдере с противотоком ZSK-30 фирмы Вернер и Пфляйдер
при температуре от примерно 80 °С до примерно 130 °С. Экструдат затем охлаждают и распыляют в порошок.
Порошковая композиция для покрытий может быть непосредственно нанесена на металл, такой как сталь
или алюминий, стекло, пластик или подложки из пластмассы, усиленной волокнами.
Нанесение порошка может быть произведено путем электростатического напыления (напыления коронным
разрядом или трибоэлектрическим напылением) или же путем использования псевдоожиженного слоя. Электростатическое напыление является предпочтительным. Порошковая композиция для покрытий может быть
нанесена за один прием или за несколько приемов для получения толщины пленки после отверждения, равной
примерно от 0,5 до примерно 5 мил (0,00127 см - 0,0127 см). Предпочтительным для получения конечного высококачественного продукта при приемлемых ценах является толщина порошкового покрытия, равная от примерно 1,2 до примерно 4 мил, предпочтительно от 1,4 до примерно 3 мил (0,003556 см - 0,00762 см).
Подложка, на которую будет нанесено покрытие, может быть по желанию предварительно нагрета перед
нанесением порошка для получения более равномерного распределения порошка по поверхности. После нанесения порошка подложка, покрытая порошком может быть подвержена горячей сушке обычно при температуре от примерно 300 °F до примерно 400 °F (от 149 °С до 204 °С) в течение от 5 до 60 минут, предпочтительно в течение 20 - 40 минут.
Следующие примеры иллюстрируют получение различных гидроксиалкиламидных отверждающих веществ, карбоно-кислотных функциональных полиэфирных полимеров, акриловых полимеров с карбоновокислотной функциональностью, обработанных гидроксиалкиламидом кислот жирного ряда, которые используются при получении термореактивных порошковых композиций для покрытий по данному изобретению с
неожиданным улучшением блеска, "оранжевой корки" и DOI.
Настоящее изобретение будет теперь описано только с помощью примеров.
В нижеследующих примерах ссылки будут сделаны на следующие контрольные операции.
(1) 20 ° и 60 ° блеска были измерены с помощью измерительных инструментов, выполненных фирмой
Gardner Instrument Company.
BY 3018 C1
(2) "Оранжевая корка" была определена визуально на панелях отверждения и проклассифицирована в соответствии со степенью существующей шероховатости поверхности.
(3) Четкость изображения была измерена с помощью аппарата, который отражает полукруглые изображения или изменяющий размер на поверхности панели. Размер изображений, ясно видимый на панели, определяет указанное значение DOI.
Пример 1. Получение полиэфирного порошкового покрытия (белого цвета).
Окрашенная порошковая композиция для покрытия, содержащая бета-гидроксиалкиламидное вещество для
образования поперечных связей, полиэфир, солесодержащий карбоновую кислоту, и различные количества
гидроксиалкиамида жирной кислоты. Для сравнения взята подобная композиция без гидроксиалкиламида
жирной кислоты. Все величины являются процентами от общего состава.
Ингредиенты
Образцы
А
В
C
D
Полиэфир, содержащий группу карбоновой кислоты1
55,81
55,83
55,37
54,24
Гидроксиалкиламид
2,94
2,30
1,66
Modaflow III2
0,75
0,76
0,76
0,76
Лаурамид диэтаноламина (гидроксиалкиламид жирной
кислоты)
1,12
2,21
5,00
Бензоин
0,50
0,49
0,50
0,50
Диоксид титана
40,00
39,50
39,50
39,50.
Примечания: 1 - полиэфир, имеющий кислотное число, равное 34, распространяемый как grilesta V76-12
фирмой EMS-American Grilon; 2 - Modaflow III является акриловым сополимером на подложке из двуокиси
кремния и распространяемым фирмой Monsanto Company.
Ингредиенты состава были предварительно смешаны в высокоскоростном миксере Хеншелла при скорости 1800 об/мин в течение одной (1) минуты с последующей экструзией в экструдере ZSK-30 фирмы ВернерПфляйдер при 110 °С. Экструдаты были затем охлаждены, раздроблены, измельчены в молотковой дробилке
Микропул, просеяны через сито размером 140 меш, и распылены электростатическим путем на подложки Bonderite 1000 с помощью распылителя Voltstatic. Отверждение порошкового покрытия проводилось в печи с
подачей воздуха при температуре 180 °С в течении 20 минут. Механические и оптические свойства этого покрытия приведены в таблице 1. Образцы, содержащие гидроксиалкиамид кислоты жирного ряда продемонстрировали улучшенные блеск, DOI и "оранжевую корку".
Таблица 1
% жирной кислоты1
Блеск
Четкость изображеШагреневая по2
ния
верхность3
Гидроксиалкиламид
20/60
А (контроль)
0
70/92
40
4
В
2
78/91
30
6
С
4
81/93
60
5-6
D
100
87/94
70
7-8
Примечания: 1 - процент основан на полиэфирной смоле; 2 - масштаб четкости изображения составляет 0
- 100, при 100 = наилучший; 3 - масштаб шагреневой поверхности составляет 0 - 10, при 10 = наилучший.
Пример 2. Получение полиэфирного порошкового покрытия (белый цвет).
Окрашенная порошковая композиция для покрытий, содержащая бета-гидроксиалкиламидное вещество для образования поперечных связей, полиэфир, содержащий карбоновую кислоту и гидроксиалкиламид другой жирной кислоты. Для сравнения взята подобная композиция без гидроксиалкиламида жирной кислоты. Все величины даны в процентах общего состава.
Ингредиенты
Образцы
А
В
Полиэфир, содержащий группу карбоновой кислоты1
55,81
56,15
Гидроксиалкиламид
2,94
1,41
Modaflow III2
0,75
0,76
Ацетамид диэтаноламина (гидроксиалкиламид жирной
кислоты)
1,68
Бензоин
0,50
0,50
Диоксид титана
40,00
39,49.
Примечания: 1 - А является полиэфиром, имеющим кислотное число, равное 34, и распространяемым как
Grilesta V76-12 фирмой EMS-American Grilon; 2 -Modaflow III является акриловым сополимером на подложке из двуокиси кремния и распространяемым фирмой Monsanto Company.
Ингредиенты состава были предварительно смешаны в высокоскоростном миксере Хеншелла при скорости 1800 об/мин в течение одной (1) минуты с последующей экструзией в экструдере ZSK-30 фирмы Вернер
и Пфляйдер при температуре 110 °С. Затем зкструдаты были охлаждены, раздроблены, измельчены в молотковой дробилке Микропул, просеяны через сито размером 140 меш и нанесены электростатическим спосоПроба
BY 3018 C1
бом на подложки Бондерит 1000 с помощью распылителя Вольтстатик. Отверждение порошковых покрытий
проводилось в печи с подачей воздуха при температуре 180 °С в течение 20 минут. Механические и оптические свойства этих покрытий приведены в таблице 2. Образцы, содержащие гидроксиалкиламид жирной кислоты, продемонстрировали улучшенные DOI и "оранжевую корку".
Таблица 2
% жирной кислоты1
Блеск
Четкость изображеШагреневая пония2
верхность3
Гидроксиалкиламид
20/60
А (контроль)
0
70/92
40
4
В
3
72/91
60
4-5
Примечания: 1 - проценты исчисляются на основе полиэфирной смолы; 2 -шкала DOI составляет от 0 до
100, где 100 = лучшее; 3 - шкала "оранжевой корки" составляет от 0 до 10 с 10 = лучшее значение.
Пример 3. Получение полиэфирного порошкового покрытия (белый цвет).
Порошковая композиция для покрытий белого цвета, содержащая бета-гидроксиалаиламидное вещество для образования поперечных связей, полиэфир, содержащий карбоновую кислоту и гидроксиалкиламид другой жирной кислоты. Для сравнения взята подобная композиция без гидроксиалкиламида жирной кислоты. Все величины даны в процентах от общего состава. Ингредиенты композиции были предварительно смешаны в
высокоскоростном миксере Хеншелла при скорости 1800 об/мин в течение одной (1) минуты с последующей
экструзией а экструдере ZK-30 фирмы Вернер и Пфляйдер при температуре 110 °С. Затем экструдаты были охлаждены, раздроблены, измельчены в молотковой дробилке Микропул, просеяны через сито размером 140 меш,
и распылены электростатическим путем на подложки Бондерит 1000 с помощью распылителя Вольтстатик. Отверждение порошковых покрытий проводилось в печи с принудительной подачей воздуха при температуре 180
°С в течение 20 минут. Механические и оптические свойства этих покрытий приведены в таблице 3.
Ингредиенты
Образцы
А
В
Полиэфир, содержащий группу карбоновой кислоты1
55,81
55,36
Гидроксиалкиламид
2,94
2,22
Modaflow III2
0,75
0,76
Стеарамид диэтаноламина (гидроксиалкиламид жирной кислоты)
1,66
Бензоин
0,50
0,50
Диоксид титана
40,00
39,50.
Примечания: 1 - А является полиэфиром, имеющим кислотное число, равное 34, и распространяемым как
Грилеста V76-12 фирмой EMS-American Grilon;
2 - Modaflow III является акриловым сополимером на подложке из двуокиси кремния и распространяется
фирмой Monsanto Company.
Таблица 3
Проба
% жирной кислоты1
Блеск
Четкость изображеШагреневая пония2
верхность3
Гидроксиалкиламид
20/60
А (контроль)
0
70/92
40
4
В
3
75/92
40
5.5
Примечания: 1 - все значения даны в процентах от полиэфирной смолы; 2 - шкала DOI составляет от 0 до
100, где 100 - лучшее значение; 3 - шкала "оранжевой корки" составляет от 0 до 10, где 10 - лучшее значение.
Образцы, содержащие гидроксиалкиламид жирной кислоты продемонстрировали улучшенные блеск и
"оранжевую корку".
Пример 4. Получение полиэфирного порошкового покрытия.
Окрашенная порошковая композиция для покрытия, содержащая бета-гидроксиалкиламидное вещество для образования поперечных связей полиэфир, содержащий карбоновую кислоту, обычно используемый для эпокси/полиэфирных гибридных композиций, и/или гидроксиалкиламид жирной кислоты. Для сравнения взята
подобная композиция без гидроксиалкиламида кислоты жирного ряда. Все значения даны в процентах от
общего состава.
Ингредиенты
Образцы
А
В
C
Полиэфир, содержащий группу карбоновой кислоты1
54,75
54,75
52,09
Гидроксиалкиламид
4,39
3,06
Modaflow III2
0,75
0,75
0,75
Лаурамид диэтаноламина (гидроксиалкиламид жирной кислоты)
1,64
6,66
Бензоин
0,50
0,50
0,50
Диоксид титана
40,00
40,00
40,00.
Проба
BY 3018 C1
Примечания: 1 - А является полиэфиром, имеющим кислотное число, равное 50, и распространяемым в
качестве Crylcoat 2680 Фирмой UCB Chemical;
2 - Modaflow III является акриловым сополимером на подложке из двуокиси кремния и распространяется
фирмой Monsanto Company.
Ингредиенты композиции были предварительно смешаны в высокоскоростном миксере Хеншелла при
скорости 1800 об/мин в течение 1 минуты с последующей экструзией в экструдере ZSK-30 фирмы Вернер и
Пфляйдер при температуре 110 °С. Затем экструдаты были охлаждены, раздроблены, измельчены в молотковой дробилке Микропул, просеяны через сито размером 140 меш и распылены электростатическим способом на подложки Бондерит 1000 с помощью распылителя Вольтстатик. Отверждение порошковых покрытий
проводилось в печи с принудительной подачей воздуха при температуре 180 °С в течение 20 минут.
Механические и оптические свойства этих покрытий приведены в таблице 4.
Таблица 4
Шагреневая поверхПроба
20 % блеск
60 % блеск
Четкость изображения
ность
А
56
84
30
4
В
64
84
45
5
С1
Примечание: 1 - образец С не может быть распылен электростатическим способом из-за сильного спекания (блокирования) порошка после нахождения при комнатной температуре по окончании просеивания и
размола.
Образцы, содержащие гидроксиалкиламид кислоты жирного ряда, показали улучшенный блеск, DOI и
"оранжевую корку'".
Пример 5. Получение акрилового порошкового покрытия.
Окрашенная порошковая композиция для покрытия, содержащая бета-гидроксиалкиламидное вещество для
образования поперечных связей, акриловый полимер, содержащий карбоновую кислоту, и гидроксиалкиламид. Для сравнения взята подобная композиция без гидроксиалкиламида кислоты жирного ряда. Все значения даны в процентах от общего состава.
Ингредиенты
Образцы
А
В
Акриловая резина, содержащая группу карбоновой кислоты
53,49
51,48
Гидроксиалкиламид
5,85
2,80
Средство, повышающее текучесть
0,60
0,56
Лаурамид диэтаноламина (гидроксиалкиламид жирной кислоты)
4,93
Бензоин
0,49
0,47
Диоксид титана
39,56
39,77.
Проба
20 % блеск
60 % блеск
Четкость изображения
А (контроль)
В
57
68
90
89
20
40
Таблица 5
Шагреневая поверхность
2,5
5
Образцы, содержащие гидроксиалкиламид кислоты жирного ряда, показали улучшенный блеск, DOI и
"оранжевую корку".
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
224 Кб
Теги
by3018, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа