對鋁基底進行粉末塗覆的方法

2023-04-24 11:58:26 2

專利名稱：對鋁基底進行粉末塗覆的方法
技術領域：
本發明涉及對鋁基底表面進行粉末塗覆的方法以在鋁基底表面上提供特殊效應 以用於建築和工業市場中的內部和外部應用。相關領域說明基於鋁的材料被越來越多地用於建築市場中並且用於工業和裝飾應用。鋁建築部件或者元件常常需要通過將它們的表面進行特殊整理而製備以提供優 異的特殊效應和保護，因此它們通常通過所謂的「陽極氧化工藝」來進行整理。所述陽極氧 化工藝是電化學工藝，其中鋁表面被轉變成氧化鋁。所得的氧化鋁與鋁基牢固結合，並且其 為表面提供優異的硬度、耐腐蝕性、耐氣候性和光不褪色性。可使用有機染料來將所得的氧 化物薄膜染色。雖然為鋁表面提供了所期望的特性，但是陽極氧化工藝需要使用強酸和強 鹼，因此可能造成危害和廢物處理的問題。此外，該工藝可能在金屬表面上提供不可取的單 色部分，並且可能由於表面裂紋而導致拉伸斷裂。陽極氧化工藝的一個替代工藝是塗覆，尤其是使用粉末塗料組合物。此類粉末組 合物可在固化的塗層上提供特定的金屬效應，如色移、珠光、螢光。一般的金屬顏料被用來 產生此類塗層。WO 03/033172公開了一種兩部分粉末塗覆體系，該塗覆體系提供有顏色的 和金屬效應的著色，其中第一部分粉末體系包含金屬的和有顏色的顏料並且形成底層，而 其中第二部分粉末體系不含有顏色的顏料並且形成透明塗層。提供此類金屬效應的粉末塗料組合物可顯示出與由鋁的陽極氧化所得的所需效 應差的色彩匹配，並且它們可能顯示出與可見的所謂「橘皮」效應相關的差的光滑度。此外， 所得的塗層需要用至少第二層例如透明塗層保護，並且由於生產線的生產能力這不會被重 視。需要提供基於粉末塗覆工藝的塗層，該塗覆工藝提供具有所期望的特需要提供基於粉末塗覆工藝的塗層，該塗覆工藝提供具有所期望的特殊效應的塗 層，其具有已知的陽極氧化工藝產生的優異表面效應，並且實現了建築塗料應用的需要，如 高外觀和光滑度。此外，所期望的特性應通過粉末塗料組合物的單層塗覆而提供。發明概述本發明提供一種對鋁基底表面進行粉末塗覆的方法，所述方法包括以下步驟a)通過無色化學處理工藝預處理鋁基底表面，b)塗覆透明的基於至少一種(甲基)丙烯酸類樹脂和至少一種選自聚酯樹脂和 聚氨酯樹脂的樹脂的粉末塗料組合物，從而提供根據DIN 67530(IS02813)在60°角處在1 至20光澤度單位範圍內的低光澤固化塗層，並固化塗料組合物。根據本發明的方法使得可能提供所期望的被塗覆表面的特殊效應，其實現了使用 陽極氧化工藝所產生的效應，在下文中稱作「陽極氧化效應」。所述基底的單層塗層可能還提供所固化塗層的高外觀和光滑度，對無底層塗料的 鋁基底表面的強粘附性，以及所固化塗層優異的硬度、耐腐蝕性、耐氣候性和光不褪色性。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 括複數(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。可使用略微高於或低於指定範圍的變化以獲得與所述範圍內值基本上相同的結 果。而且，公開的這些範圍均應視為連續的範圍，包括最大值和最小值之間的每一個值。根據本發明的工藝提供具有低光澤度的塗層，所述光澤度在60 °角處在1至20光 澤度單位的範圍內，優選在1至15光澤度單位的範圍內。所述光澤度根據DIN 67 530(IS02813)在60°角處測得。通常，可將光澤度調節 到1至130光澤度單位的範圍內。低光澤度通常具有1至30光澤度單位範圍內的光澤度， 而中等光澤的拋光面在30至70光澤度單位的範圍內。根據本發明的工藝提供塗層，使得所述固化塗層的表面結構的特徵在於通過力學 輪廓術傅立葉分析測得的積分1的值(value of integral 1)在高於8. OOE+OO的範圍內， 優選在1. 00E+01至1. 40E+01的範圍內。根據本發明的力學輪廓術傅立葉分析是指使用本領域技術人員已知的 Hommeltester (Hommel, Germany)進行的表面結構分析，其中表面輪廓在15mm的掃描長度 上記錄。根據DIN EN 10049，根據平均粗糙度係數Ra的值估算力學輪廓測量值給出關於表 面結構的整體信息。通過精確的定位工作檯，將樣本在雙線掃描之間移動微小的距離。對 於15mm的掃描長度，使用2. 5mm的截止波長在粗糙和波狀輪廓之間分割。表示表面輪廓的 計算出的正弦波和餘弦波的振幅平方(強度，以μ m2為量度)對相應的波數(波長倒數) 作圖。積分1是1至IOmm的波長範圍內振幅的平方和。根據本發明的工藝包括步驟a)通過無色化學處理工藝預處理鋁基底表面以防 止表面腐蝕並且使表面無油脂或其它汙染物。此類化學預處理工藝的實例是無鉻表面處 理。可使用產生無色表面的本領域已知的所有無鉻預處理以滿足所期望的陽極氧化效應。 例如，在第一階段清潔鋁基底表面，在第二階段用水衝洗，而最終在第三階段用形成化學轉 化塗層的水溶液潤溼，使液膜變幹。例如，此類工藝可包括以下步驟a)用包含無機酸的酸 性水溶液衝洗鋁基底表面，b)用水衝洗，c)使表面與無鉻且無聚合物的酸性水溶液接觸。 步驟c)的溶液可包含不同濃度和不同PH值的絡合的氟化物，例如鈦(Ti)和鋯(Zr)絡合 的氟化物，也可以是它們的混合物。在隨後的乾燥之後，可產生2至15毫克/平方米重的 層(以鈦/鋯金屬計算)。根據本發明的方法包括步驟b)塗覆透明的基於至少一種(甲基)丙烯酸類樹脂 和至少一種選自聚酯樹脂和聚氨酯樹脂的樹脂的粉末塗料組合物。術語(甲基)丙烯酸類旨在分別表示丙烯酸類和/或甲基丙烯酸類。合適的(甲基)丙烯酸類樹脂是不飽和的樹脂，例如由烷基(甲基)丙烯酸酯與 縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯和烯屬單體製備的共聚物；官能化樹脂，例如聚酯(甲基)丙 烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯。優選地使用至少一種縮水甘油基(甲基)丙烯酸類樹脂。
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所述縮水甘油基-官能化的(甲基)丙烯酸類樹脂優選地具有在300至2000範圍 內，優選地在400至700範圍內的環氧當量(EEW)和在例如30至80°C，優選地40至70°C 範圍內的玻璃化轉變溫度Tg，環氧當量通過ADSAM142方法測定；ADSAM142是使用自動滴定 器(Brinkman Metrohm751GPD Titrino)的EEW測試的方法代碼並且是本領域的技術人員 已知的；Tg通過差示掃描量熱法(DSC)測定。對於本發明尤其優選的是具有在400至700範圍內的EEW的縮水甘油基官能化的 (甲基)丙烯酸類樹脂。縮水甘油基-官能化的(甲基)丙烯酸類樹脂的實例是縮水甘油基官能 化的丙烯酸類樹脂或得自其的共聚物，例如Isocryl EP570(WOrleeChemie GbmH)、 Almatex PD 7610 、 Almatex PD 7690、 Almatex PD-1700、 Almatex PD-6190 (Anderson Development Co·)、Synthacryl 700、Synthacryl 710(Cytec Surface Specialties)、FinePlllS AC2490、FinePlus AC2660 (DIC)。所述(甲基)丙烯酸類樹脂具有優選地在40至70°C範圍內的玻璃化轉變溫度Tg， Tg通過差示掃描量熱法(DSC)測定。所述(甲基)丙烯酸類樹脂的數均摩爾質量Mn在例如2000至15. 000的範圍內， Mn通過或將通過凝膠滲透色譜法(GPC ；二乙烯基苯交聯的聚苯乙烯作為固定相，四氫呋喃 作為液相，聚苯乙烯為標準物)測得。結晶的和/或半結晶的(甲基)丙烯酸類樹脂也是能用的，其具有優選地在例如 50至150°C的範圍內的Tm(熔融溫度)，Tm通過DSC方法測定。所述(甲基)丙烯酸類樹脂可包含自交聯樹脂，其包含本領域技術人員已知的可 交聯官能團。它們還可通過本領域技術人員已知的適於(甲基)丙烯酸類樹脂的交聯劑交 聯。實例是脂環族、脂族或芳族的聚異氰酸酯；包含環氧基團的交聯劑，例如三縮水甘油基 異氰脲酸酯(TGIC)；基於二甘醇的多縮水甘油醚；縮水甘油基-官能化的(甲基)丙烯酸 類共聚物；以及包含氨基、醯氨基、(甲基)丙烯酸酯和/或羥基、以及乙烯醚的交聯劑。此 外，常規的交聯劑如雙氰胺硬化劑、羧酸硬化劑或酚類硬化劑是可用的。優選的是包含氨 基、醯氨基、和/或羥基的交聯劑的使用，所述交聯劑按所述透明的粉末塗料組合物的總重 量計在例如0. 1至15重量％，優選地0. 1至5重量％的範圍內。本發明的透明的粉末塗料組合物可包含作為另外的組分的粉末塗覆技術中的常 規組分，如本領域技術人員已知的添加劑和填料。所述組分以本領域技術人員已知的常規 量使用，例如基於所述粉末塗料組合物的總重量計0. 01至25重量％。為了涵蓋陽極化效應所有的微妙之處，所述透明的粉末塗料組合物可通過至少一 種顏料和/或染料染色。所述至少一種顏料和/或染料可以是透明的和/或半透明的，其 可以是本領域的技術人員已知的任何常規的有機或無機類型的塗料顏料和/或染料，其根 據本發明的工藝被選擇以提供所需光澤度和表面結構(由力學輪廓術傅立葉分析測得)的 塗層以及所期望的塗層顏色。所述至少一種顏料和/或染料的量依賴於顏料和/或染料的類型，並且按所述總 粉末塗料組合物的重量計在例如0至10重量％的範圍內。添加劑為例如除氣助劑、流動控制劑、消光劑、蠟、織構化劑、填料(增量劑)、光引 發劑、催化劑、以及染料。還可向所述粉末塗料組合物中添加具有抗微生物活性的化合物。
6可用的填料的實例是二氧化矽、矽酸鋁、硫酸鋇、以及碳酸鈣。也優選使用無填料的粉末塗 料組合物。所述交聯反應可通過根據本發明的透明的粉末塗料組合物中存在的已知的催化 劑由熱交聯進一步加速。此類催化劑為例如錫鹽、磷化物、胺、醯胺和咪唑。可基於所述粉 末塗料組合物的總重量計以例如0. 02至3重量％的量使用它們。為了引發自由基聚合，所述透明的粉末塗料組合物可包含光引發劑。合適的光引 發劑包括例如在190至600nm的波長範圍內有吸收的那些。用於自由基固化體系的光引發 劑的實例為苯偶姻及衍生物、苯乙酮及衍生物、二苯甲酮及衍生物、噻噸酮及衍生物、蒽醌、 有機磷化合物(例如醯基膦氧化物)。可以按所述粉末塗料組合物的總重量計例如0至7 重量％的量使用光引發劑。在第一實施方案中，可使用包含至少一種聚酯樹脂和至少一種(甲基)丙烯酸類 樹脂的組合的透明的粉末塗料組合物。所述至少一種聚酯樹脂和所述至少一種(甲基)丙 烯酸類樹脂可以4 1至1 3，優選3. 5 1至2 2的比率使用。合適的(甲基)丙烯酸類樹脂是如上所述的那些。合適的聚酯為飽和的和不飽和的聚酯。可按照例如D.A.Bates，TheScience of Powder Coatings，第 1 和 2 卷，Gar diner House，London，1990 中所述，通過多元羧酸和酸 酐和/或它們的酯與多元醇反應，以常規方法製備它們。不飽和的聚酯可通過自由基聚合 交聯並且可以是預聚物，如聚合物和低聚物，每分子包含一個或多個自由基可聚合的烯屬 雙鍵。合適的多元羧酸和酸酐和/或它們的酯的實例包括馬來酸、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。合適的醇的實例為苄醇、丁二醇、己二醇、二甘醇、季戊四醇、新戊二醇、丙二醇、以及它 們的混合物。可使用含羧基和羥基的聚酯的混合物。根據本發明的羧基_官能化聚酯具有10 至IOOmg的ΚΟΗ/g樹脂，優選地10至50mg的ΚΟΗ/g樹脂的酸值，而所述羥基-官能化聚酯 具有10至400mg的ΚΟΗ/g樹脂，優選20至IOOmg的ΚΟΗ/g樹脂的OH值。優選的是使用羧基_官能化聚酯。所述聚酯具有優選地在例如35至70°C範圍內的玻璃化轉變溫度Tg，Tg通過差示 掃描量熱法(DSC)測定。所述聚酯的數均摩爾質量Mn優選地在例如2000至10，000的範圍內，Mn通過或將 通過凝膠滲透色譜法(GPC ；二乙烯基苯交聯的聚苯乙烯作為固定相，四氫呋喃作為液相， 聚苯乙烯為標準物)測得。結晶的和/或半結晶的聚酯也是可使用的，其具有優選地在例如50至150°C (要 核對)範圍內的Tm (熔融溫度)，Tm通過DSC方法測定。所述聚酯可包含自交聯樹脂，其包含本領域技術人員已知的可交聯官能團。它們 還可通過本領域技術人員已知的適於聚酯的交聯劑來交聯。實例是脂環族、脂族或芳族的 聚異氰酸酯；包含環氧基團的交聯劑，例如三縮水甘油基異氰脲酸酯(TGIC)；基於二甘醇 的多縮水甘油醚；縮水甘油基_官能化的(甲基)丙烯酸類共聚物；以及包含氨基、醯氨 基、(甲基)丙烯酸酯和/或羥基、以及乙烯醚的交聯劑。此外，常規的交聯劑如雙氰胺硬化劑、羧酸硬化劑或酚類硬化劑是可用的。優選的是使用包含氨基、醯氨基、和/或羥基的 交聯劑，所述交聯劑按所述透明的粉末塗料組合物的總重量計在例如0. 5至15重量％的範 圍內。在第二實施方案中，可使用包含至少一種聚酯樹脂和至少一種(甲基)丙烯酸酯 樹脂的組合以及特定的一類提供上述陽極氧化效應的至少一種顏料和/或染料的透明的 粉末塗料組合物。合適的(甲基)丙烯酸類樹脂是如上所述的那些。合適的聚酯是如上所述用於第一實施方案的飽和的和不飽和的聚酯。所述至少一種聚酯樹脂和所述至少一種(甲基)丙烯酸類樹脂可以按針對第一實 施方案所述的比率使用。第二實施方案的粉末塗料組合物可包含按總的粉末塗料組合物計0. 1至10重 量％，優選0. 1至5重量％，並且最優選0. 1至3重量％的至少一種顏料和/或染料。所述 至少一種顏料和/或染料可以是透明的和/或半透明的，其可以是本領域的技術人員已知 的任何常規的有機或無機類型的塗料顏料和/或染料，其根據本發明的工藝被選擇以提供 所需光澤度和表面結構(由力學輪廓術傅立葉分析測得)的塗層以及所期望的塗層顏色。透明的和半透明的顏料和/或染料的實例是氧化鐵顏料如Sicotrans (basf)顏料，基於金屬絡合物的染料如NE0ZAP0N (basf)、0RAS0L (Ciba)、Nymco (Heubach)、Savinyl (Clariant)，微粉化的二氧化鈦，炭黑。除了透明的和/或半透明的顏料和/或染料之外，還可以按總的粉末塗料組合物 計在例如0. 01至5重量％範圍內的量來使用部分的顏色傳遞顏料和/或染料。顏色傳遞 顏料的實例為金屬顏料，例如葉片性的和非葉片性的金屬顏料，其基於銀、銅、鋁、無機的和 /或有機塗覆的和/或包封的鋁薄片和/或顆粒、和/或雲母，可使用無機的和/或有機的 顏色鮮豔的顏料。葉片性顏料方向上平行於塗層薄膜的表面，而非葉片性顏料與塗料基質
糸也糹口 口。例如，可使用一種透明的粉末塗料組合物，其包含(A) 60至99重量％的包含至少 一種聚酯樹脂和至少一種(甲基)丙烯酸酯樹脂的混合物，(B)O至30重量％的至少一種 交聯劑，(C)O至10重量％，優選0. 1至10重量％的至少一種顏料和/或染料，其提供根據 DIN 67530 (IS02813)在60°角處在1至20光澤度單位範圍內的低光澤固化塗層，以及所 述固化塗層的表面結構，所述表面結構的特徵在於通過力學輪廓術傅立葉分析測得的積分 1的值在高於8. 00E+00的範圍內，優選在1. 00E+01至1. 40E+01的範圍內，並且其中的重量 百分數是按所述粉末塗料組合物的總重量計的。在第三實施方案中，可使用包含至少一種聚氨酯樹脂和至少一種(甲基)丙烯酸 類樹脂的組合的透明的粉末塗料組合物。所述至少一種聚氨酯樹脂和所述至少一種(甲 基)丙烯酸類樹脂可以4 1至1 3，優選3. 5 1至2 2的比率使用。合適的(甲基)丙烯酸類樹脂是如上所述的那些。作為聚氨酯樹脂，可以按總的粉末塗料組合物計例如30至90重量％，優選40至 70重量％的量優選使用至少一種羧基官能化的聚氨酯樹脂。這些是在室溫下優選是固體的 羧基官能化的聚氨酯樹脂。所述羧基官能化的聚氨酯樹脂可通過例如使羥基官能化的聚氨酯與酸酐反應而
8製備。此外，所述羧基官能化的聚氨酯樹脂可通過使二異氰酸酯或聚異氰酸酯或異氰酸酯 官能化的預聚物與羥基羧酸反應來製備。所述羥基官能化的聚氨酯可以本領域技術人員已知的常規方法，具體地講，通過 使聚異氰酸酯與過量的多元醇反應而製備。適於製備聚氨酯的多元醇不僅是由經驗式和結 構式定義的低摩爾質量化合物形式的多元醇，而且是具有例如最多800數均分子量的低聚 或聚合的多元醇，例如相應的羥基官能化的聚醚、聚酯或聚碳酸酯；然而優選由經驗式和結 構式定義的低摩爾質量多元醇。有用的多元醇的實例是以下的二醇乙二醇、同分異構的 丙二醇和丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、1，12-十二烷二醇、新戊二醇、丁 基乙基丙二醇、同分異構的環己二醇、同分異構的環己二甲醇、氫化的雙酚A、三環癸烷二甲 醇、和二聚體脂肪醇(作為具有62至600範圍內的低摩爾質量的由經驗式和結構式定義的 (環)脂族二醇的代表)，以及遠螯(甲基)丙烯酸類聚合物二醇、聚酯二醇、聚醚二醇、聚碳 酸酯二醇(作為低聚或聚合的二醇的代表，各自具有例如最多800的數均摩爾質量)。另外 的多元醇的實例是聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、聚內酯多元醇、和/或聚(甲 基)丙烯酸酯多元醇。酸酐的實例是馬來酸、琥珀酸、四氫鄰苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、甲 基六氫鄰苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四甲酸、以及檸檬酸的酸酐。二異氰酸酯的實例是六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、四甲基苯二甲基二異氰酸酯、 異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、環己烷二異氰酸酯、甲代亞苯基二異氰酸 酯、以及二苯基甲烷二異氰酸酯。聚異氰酸酯的實例是在連接異氰酸酯基團的殘基中包含雜原子的那些。這些的實 例是包含碳二亞胺基團、脲基甲酸酯基團、異氰脲酸酯基團、氨基甲酸酯基團、醯化的脲基 團或縮二脲基團的聚異氰酸酯。所述聚異氰酸酯具有高於2的異氰酸酯官能度，例如以上 段落中所述的二異氰酸酯的二聚或三聚產生的脲二酮或異氰脲酸酯型的聚異氰酸酯。另外 的實例是通過以上段落中所述的二異氰酸酯與水的反應而產生的包含縮二脲基團的聚異 氰酸酯。另外的實例是同樣地通過與多元醇的反應而產生的包含氨基甲酸酯基團的聚異氰 酸酯。已知用於異氰酸酯-固化塗層體系並且基於六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二 異氰酸酯和/或二環己基甲烷二異氰酸酯的聚異氰酸酯交聯劑是非常高度適合作為聚異 氰酸酯的。實例是本身已知的這些包含縮二脲、氨基甲酸酯、脲二酮和/或異氰脲酸酯基 團的二異氰酸酯的衍生物。它們的實例可在由Bayer Material Science所售的名稱為 Desmodur 的產品中找到。羥基羧酸的實例是羥基琥珀酸、12-羥基硬脂酸或者單環氧化物和二羧酸的加合 物。可在有機溶劑的存在下製得羧基_官能聚氨酯樹脂，然而這使得需要分離以此方 式獲得的聚氨酯樹脂，或需要從中移除溶劑。然而，聚氨酯樹脂的製備優選在無溶劑和無後 續純化操作的情況下進行。所組成的羧基-官能聚氨酯樹脂具有在50至300範圍，優選80至200範圍內的酸值。酸值定義為中和Ig樹脂的羧基所需要的氫氧化鉀(KOH)的mg數。本領域的技術人員對用於聚氨酯樹脂製備的聚異氰酸酯和多元醇的性質和比例的選擇方式是使所獲得的聚氨酯樹脂在室溫下是固體。在第四實施方案中，可使用包含至少一種聚氨酯樹脂和至少一種(甲基)丙烯酸 類樹脂的組合以及特定的一類至少一種顏料的透明的粉末塗料組合物。所述至少一種聚氨酯樹脂和所述至少一種(甲基)丙烯酸類樹脂可按針對第三實 施方案所述的比率使用。合適的(甲基)丙烯酸類樹脂是如上所述的那些。合適的聚氨酯樹脂是如上所述的那些。第四實施方案的粉末塗料組合物可包含按總的粉末塗料組合物計0. 1至10重 量％，優選0. 1至5重量％，並且最優選0. 1至3重量％的至少一種顏料和/或染料。所述 至少一種顏料和/或染料可以是透明的和/或半透明的顏料和/或染料，其可以是本領域 的技術人員已知的任何常規的有機或無機類型的塗料顏料和/或染料，其通過根據本發明 的工藝被選擇以提供所需光澤度和表面結構(由力學輪廓術傅立葉分析測得)的塗層以及 所期望的塗層顏色。合適的顏料和染料是如上所述用於第二實施方案的那些。例如，可使用一種透明的粉末塗料組合物，其包含A) 30至90重量％的至少一種縮 水甘油基-官能化的(甲基)丙烯酸類樹脂，B) 30至90重量％的至少一種羧基官能化的 聚氨酯樹脂，C)0至10重量％的至少一種交聯劑，以及D)0. 05至30重量％的至少一種塗 料添加劑、顏料和/或染料和/或填料，其包含0至10重量％，優選地0. 1至10重量％的 至少一種顏料和/或染料，其提供根據DIN 67530 (IS02813)在60°角處在1至20光澤度 單位範圍內的低光澤固化塗層，以及所述固化塗層的表面結構，所述表面結構的特徵在於 通過力學輪廓術傅立葉分析測得的積分1的值在高於8. 00E+00的範圍內，優選在1. 00E+01 至1.40E+01的範圍內，並且其中的重量百分數是按所述粉末塗料組合物的總重量計的。所述交聯劑可以與第一實施方案所述的相同，例如包含環氧基團的交聯劑，例如 三縮水甘油基異氰脲酸酯(TGIC)；基於二甘醇的多縮水甘油醚；縮水甘油基-官能化的 (甲基)丙烯酸類共聚物；以及包含氨基、醯氨基、(甲基)丙烯酸酯和/或羥基、以及乙烯 醚的交聯劑。此外，常規的交聯劑如雙氰胺硬化劑、羧酸硬化劑或酚類硬化劑是可用的。優 選的是包含氨基、醯氨基、和/或羥基的交聯劑的使用，所述交聯劑按所述透明的粉末塗料 組合物的總質量計在例如0. 5至10重量％的範圍內。根據本發明工藝的透明的粉末塗料組合物可通過粉末塗覆工業中使用的常規制 造技術如擠出和/或碾磨工藝來製備。例如，可將用於所述粉末塗料組合物的組分與顏料和/或染料一起混合，然後加 熱至熔化所述混合物的溫度，然後擠出所述混合物。然後將所擠出的物質在冷卻機上冷卻， 破碎，然後磨成細粉，其可被歸入所需的晶粒尺寸，例如20至200 μ m的平均粒度。所述粉末塗料組合物還可以通過由超臨界溶液噴霧、NAD 「非水性分散」工藝或者 超聲駐波霧化工藝而製備。作為另外一種選擇，根據本發明的粉末塗料組合物的成分還可首先在沒有顏料和 /或染料下被加工。在此類情況下，顏料和/或染料可以與完成後的粉末塗覆顆粒一起加工。例如，所述顏料和/或染料，尤其是顏料，可通過將顏料和/或染料與完成後的粉
10末塗覆顆粒幹混而在所述粉末塗料組合物的成分擠出和碾磨後被加工。此外，所述顏料和/或染料，尤其是顏料，可通過所謂的「粘接」工藝與擠出和碾磨 後的完成的粉末塗覆顆粒一起被加工。具體地講，這是指使用衝擊熔化將顏料與所述粉末 塗覆顆粒結合。為此目的，可將顏料與所述粉末塗覆顆粒混合。在共混期間，單獨處理粉末 塗覆顆粒以軟化它們的表面，以便使顏料粘附在它們上面並且與所述粉末塗覆顆粒的表面 均勻地結合。所述粉末顆粒表面的軟化可通過加熱而實現，其將顆粒處理至一定溫度，例如 所述組合物的玻璃化轉變溫度Tg，在例如40至70°C的範圍內。在冷卻後，可篩分所述混合 物以收得所需粒度的所得顆粒。因此，本發明還涉及用於粉末塗料組合物的製備的方法。可通過例如靜電噴霧、熱噴塗或火焰噴塗、或者流化床塗覆方法應用本發明的粉 末塗料組合物，所有方法對於本領域的技術人員是已知的。可將所述塗料組合物塗覆至所有種類的鋁基底，例如鋁片材、卷材、剖面、合金、窗 框。可將根據本發明的粉末塗料組合物用於在鋁上高速塗覆，例如通過卷材連續塗覆 工藝以例如約> 30m/min的塗覆速度，例如在30至50m/min的範圍內。在某些應用中，可將要被塗覆的基底在應用粉末組合物之前預熱，然後在粉末應 用之後加熱或不加熱。例如，通常將氣體用於各種加熱步驟，但是其它方法，例如微波、紅外 (IR)和/或近紅外(NIR)照射也是已知的。根據本發明的工藝使得可能將所述塗料組合物作為單塗料體系直接塗覆在鋁基 底表面上以提供上述本發明的有益效果。所塗覆的和熔化的粉末塗覆層可通過熱能固化。例如，所述塗層可通過如本領域 已知的對流、氣體和/或輻射加熱(例如IR和/或NIR照射)暴露在例如80°C至220°C， 優選地120°C至200°C的溫度(各種情況下的目標溫度)下。還可將所述粉末塗料組合物通過技術人員已知的高能輻射固化。可將UV(紫外 線)輻射或電子束輻射用作高能輻射。紫外線輻射是優選的。照射可連續地或不連續地進 行。還可使用雙重固化。雙重固化是指根據本發明的粉末塗料組合物一種固化方法， 其中可通過技術人員已知的紫外照射和熱固化法兩者固化所塗覆的組合物。因此，本發明還涉及通過根據本發明的工藝生產的製品。以下實施例進一步定義了本發明。應當理解，這些實施例僅以例證的形式給出。
實施例實施例1粉末塗料組合物的製造和應用根據以下配方1和2製備粉末塗料組合物
1權利要求
對鋁基底表面進行粉末塗覆的方法，所述方法包括以下步驟a)通過無色化學處理工藝預處理所述鋁基底表面，b)塗覆透明的粉末塗料組合物，所述粉末塗料組合物基於至少一種(甲基)丙烯酸類樹脂和至少一種選自聚酯樹脂和聚氨酯樹脂的樹脂，從而提供在60°角處在1至20光澤度單位範圍內的低光澤固化塗層，並固化所述塗料組合物。
2.對鋁基底表面進行粉末塗覆的方法，所述方法包括以下步驟a)通過無色化學處理工藝預處理所述鋁基底表面，b)塗覆透明的粉末塗料組合物，所述粉末塗料組合物基於至少一種(甲基)丙烯酸類 樹脂和至少一種選自聚酯樹脂和聚氨酯樹脂的樹脂，從而提供在60°角處在1至20光澤 度單位範圍內的低光澤固化塗層，並且提供具有所述固化塗層的表面結構的塗層，所述表 面結構的特徵在於如所述力學輪廓術傅立葉分析所測，積分1的值在高於8. 00E+00的範圍 內，並固化所述塗料組合物。
3.根據權利要求2的方法，其中塗覆透明的粉末塗料組合物以提供具有所述固化塗 層的表面結構的塗層，所述表面結構的特徵在於如所述力學輪廓術傅立葉分析所測，積分1 的值在ι. 00E+01至1. 40E+01的範圍內。
4.根據權利要求1至3的方法，其中塗覆透明的粉末塗料組合物以提供在60°角處在 1至15光澤度單位範圍內的低光澤固化塗層。
5.根據權利要求1至4的方法，其中塗覆透明的粉末塗料組合物，所述組合物包含 41至13比率的至少一種聚酯樹脂和至少一種(甲基)丙烯酸類樹脂的組合。
6.根據權利要求1至5的方法，其中塗覆透明的粉末塗料組合物，所述組合物包含(A)60至99重量％的包含至少一種聚酯樹脂和至少一種(甲基)丙烯酸類樹脂的混合物，(B)O至30重量％的至少一種交聯劑，(C)O至10重量％的至少一種顏料和/或染料，從而提供在60°角處在1至20光澤度單位範圍內的低光澤固化塗層，和所述固化塗 層的表面結構，所述表面結構的特徵在於如所述力學輪廓術傅立葉分析所測，積分1的值 在1. 00E+01至1. 40E+01的範圍內，並且其中所述重量百分數是按所述粉末塗料組合物的 總重量計的。
7.根據權利要求6的方法，其中塗覆透明的粉末塗料組合物，所述組合物包含0.1至 10重量％的的至少一種顏料和/或染料作為(C)。
8.根據權利要求1至4的方法，其中塗覆透明的粉末塗料組合物，所述組合物包含 4 1至1 3比率的至少一種聚氨酯樹脂和至少一種(甲基)丙烯酸類樹脂。
9.根據權利要求1至4和8的方法，其中塗覆透明的粉末塗料組合物，所述組合物包含A)30至90重量％的至少一種縮水甘油基_官能化的(甲基)丙烯酸類樹脂，B)30至90重量％的至少一種羧基官能化的聚氨酯樹脂，C)0. 01至10重量％的至少一種交聯劑，和D)0. 05至30重量％的至少一種塗料添加劑、顏料和/或染料和/或填料，包含0至10 重量％的至少一種顏料和/或染料，從而提供根據DI N 67530(1 S02813)在60°角處在1 至20光澤度單位範圍內的低光澤固化塗層，以及所述固化塗層的表面結構，所述表面結構的特徵在於如所述力學輪廓術傅立葉分析所測，積分1的值在高於8. 00E+00的範圍內，優 選地在1. 00E+01至1. 40E+01的範圍內，並且其中所述重量百分數是按所述粉末塗料組合 物的總重量計的。
10.根據權利要求9的方法，其中塗覆透明的粉末塗料組合物，所述組合物包含0.1至 10重量％的至少一種顏料和/或染料作為(D)。
11.根據權利要求6、7、9和10的方法，其中所述至少一種顏料和/或染料選自透明的 和/或半透明的顏料和/或染料，所述顏料和/或染料由氧化鐵顏料、基於金屬絡合物的染 料、微粉化的二氧化鈦、炭黑組成。
12.根據權利要求1至11的方法，其中塗覆透明的粉末塗料組合物，所述組合物包含 至少一種縮水甘油基(甲基)丙烯酸類樹脂作為(甲基)丙烯酸類樹脂，所述樹脂具有在 400至700範圍內的環氧當量EEW和在40至70°C範圍內的玻璃化轉變溫度Tg。
13.根據權利要求1至12的方法製備的製品。
全文摘要
本發明提供了對鋁基底表面進行粉末塗覆的方法，所述方法包括以下步驟a)通過無色化學處理工藝預處理鋁基底表面，b)塗覆透明的粉末塗料組合物，所述組合物基於至少一種(甲基)丙烯酸類樹脂和至少一種選自由聚酯樹脂和聚氨酯樹脂組成的組的樹脂，從而提供在60°角處在1至20光澤度單位範圍內的低光澤固化塗層，並固化所述塗料組合物。本發明的方法使得能夠提供所期望的被塗覆表面的特殊效應，其實現了使用陽極氧化工藝所產生的效應，稱為「陽極氧化效應」。所述基底的單層塗層還可能提供所固化塗層的高外觀和光滑度，對無底層塗料的鋁基底表面的強粘附性，以及所固化塗層的優異的硬度、耐腐蝕性、耐氣候性和光不褪色性。
文檔編號B05D1/06GK101952048SQ200880104251
公開日2011年1月19日 申請日期2008年8月18日 優先權日2007年8月24日
發明者C·羅德裡格斯-桑塔馬塔, E·馬雷利, V·雷科夫斯基 申請人:杜邦粉末塗料伊韋裡卡有限公司