PL235856B1 - Kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku - Google Patents
Kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku Download PDFInfo
- Publication number
- PL235856B1 PL235856B1 PL411644A PL41164415A PL235856B1 PL 235856 B1 PL235856 B1 PL 235856B1 PL 411644 A PL411644 A PL 411644A PL 41164415 A PL41164415 A PL 41164415A PL 235856 B1 PL235856 B1 PL 235856B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- composition
- ranging
- coating composition
- weight
- total weight
- Prior art date
Links
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 title claims description 83
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 45
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 39
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 16
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 14
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 11
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 11
- ISAOCJYIOMOJEB-UHFFFAOYSA-N desyl alcohol Natural products C=1C=CC=CC=1C(O)C(=O)C1=CC=CC=C1 ISAOCJYIOMOJEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- -1 monosubstituted aliphatic diamines Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 10
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 9
- 229940123457 Free radical scavenger Drugs 0.000 claims description 8
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 claims description 8
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 7
- 244000028419 Styrax benzoin Species 0.000 claims description 7
- 235000000126 Styrax benzoin Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000008411 Sumatra benzointree Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000019382 gum benzoic Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- BGNXCDMCOKJUMV-UHFFFAOYSA-N Tert-Butylhydroquinone Chemical group CC(C)(C)C1=CC(O)=CC=C1O BGNXCDMCOKJUMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 239000004250 tert-Butylhydroquinone Substances 0.000 claims description 6
- 235000019281 tert-butylhydroquinone Nutrition 0.000 claims description 6
- 229960002130 benzoin Drugs 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical group C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims description 4
- XYFRHHAYSXIKGH-UHFFFAOYSA-N 3-(5-methoxy-2-methoxycarbonyl-1h-indol-3-yl)prop-2-enoic acid Chemical compound C1=C(OC)C=C2C(C=CC(O)=O)=C(C(=O)OC)NC2=C1 XYFRHHAYSXIKGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 claims description 3
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims 1
- GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N tert-butyl benzenecarboperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 15
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 13
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 12
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 11
- 150000002978 peroxides Chemical group 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- HBTYDDRQLQDDLZ-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;2-ethylhexyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C.CCCCC(CC)COC(=O)C=C HBTYDDRQLQDDLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- RYRZSXJVEILFRR-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylterephthalic acid Chemical compound CC1=C(C)C(C(O)=O)=CC=C1C(O)=O RYRZSXJVEILFRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N Acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N ferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009503 electrostatic coating Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 2
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 2
- OUPZKGBUJRBPGC-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(oxiran-2-ylmethyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound O=C1N(CC2OC2)C(=O)N(CC2OC2)C(=O)N1CC1CO1 OUPZKGBUJRBPGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 101000614399 Homo sapiens Serine/threonine-protein phosphatase 2A regulatory subunit B'' subunit beta Proteins 0.000 description 1
- 102100040471 Serine/threonine-protein phosphatase 2A regulatory subunit B'' subunit beta Human genes 0.000 description 1
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- VNGOYPQMJFJDLV-UHFFFAOYSA-N dimethyl benzene-1,3-dicarboxylate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC(C(=O)OC)=C1 VNGOYPQMJFJDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000011499 joint compound Substances 0.000 description 1
- 238000013035 low temperature curing Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/03—Powdery paints
- C09D5/033—Powdery paints characterised by the additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D167/06—Unsaturated polyesters having carbon-to-carbon unsaturation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D177/00—Coating compositions based on polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D177/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Opis wynalazku
Niniejszy wynalazek dotyczy kompozycji powłokowej w postaci termoutwardzalnego proszku.
Konkretniej, niniejszy wynalazek dotyczy kompozycji powłokowej (lub farby) w postaci termoutwardzalnego proszku mającego doskonałą wszechstronność i utwardzalność, lub która może być polimeryzowana w niskiej temperaturze i która tworzy, po polimeryzacji, warstwę powłokową mającą doskonałe cechy estetyczne (takie jak połysk i przejrzystość), z doskonałymi właściwościami fizycznymi (przykładowo udarnością, odpornością na odpryskiwanie, odpornością na zarysowanie i optymalną przyczepnością), odpornością barwy na żółknięcie, odpornością na wpływy atmosferyczne, odpornością na światło ultrafioletowe i doskonałą odpornością chemiczną (odpornością na kwasy i rozpuszczalniki, przykładowo).
Niniejszy wynalazek dotyczy także sposobu powlekania taką kompozycję powłokową lub farbą.
Dokładniej, niniejszy wynalazku dotyczy dziedziny kompozycji powłokowych w postaci termoutwardzalnego proszku.
Należy pamiętać, że do powlekania trójwymiarowych wyrobów, szczególnie gdy są przeznaczone do zastosowań (przykładowo w dziedzinie przemysłu samochodowego), dla których istnieją skrajnie sztywne wymagania w kategoriach jakości końcowego produktu, opracowano farby, które spełniają te szczególnie ostre warunki. Są to jednakże, niemal wyłącznie farby oparte na rozpuszczalnikach, ponieważ kompozycje powłokowe w postaci termoutwardzalnych proszków według stanu techniki, ogólnie proszków opartych na nasyconych żywicach poliestrowych i/lub opartych na żywicach epoksydowych, nie mają właściwości fizyko-chemicznych porównywalnych do właściwości farb opartych na rozpuszczalnikach, przykładowo głównie pod względem odporności na wpływy atmosferyczne (odpornością na kwaśny deszcz) i odporności na rozpuszczalniki.
Ponadto, ponieważ są termoutwardzalnymi kompozycjami powłokowymi, wymagają w przybliżeniu temperatur rzędu 160°C-200°C i czasów w zakresie od 10 do 15 minut dla uzyskania pełnego sieciowania/polimeryzacji.
Ostatnio jednakże krajowe i międzynarodowe przepisy dotyczące ochrony zdrowia, zdrowia i bezpieczeństwa w pracy, ochrony środowiska, zapobiegania pożarom i wybuchom, itp. narzuciły rosnące restrykcje na stosowanie rozpuszczalników organicznych w kompozycjach powłokowych, takich jak, przykładowo, kompozycje powłokowe lub ochronne. W szczególności, restrykcje związane z zanieczyszczeniem ograniczyły zakres stosowania powłok opartych na rozpuszczalnikach i wymagają rozwoju nowych typów produktów lub farb powłokowych, które nie zanieczyszczają, lub, w każdym przypadku, ograniczają zanieczyszczenie powietrza do minimum. Jednocześnie konieczne jest jednakże, aby żywica tworząca podłoże (środek wiążący) farby była komponowana tak, aby uzyskiwać warstwę powłokową mającą dobrą odporność na warunki pogodowe, ścieranie i rozpuszczalniki.
Z latami, tendencja ta doprowadziła więc do powstania alternatywnych rozwiązań takich jak oparte na wodzie kompozycje powłokowe, w których tradycyjny organiczny rozpuszczalnik zastąpiono wodą i/lub doprowadziła do poszukiwania nowych kompozycji powłokowych w postaci proszku, spełniających ostre jakościowe warunki, głównie wymagane przez zastosowania na trójwymiarowych wyrobach metalowych lub niemetalowych, głównie użytkowanych na zewnątrz.
Kompozycje sieciowane za pomocą UV, głównie oparte na nienasyconych poliestrach, są znane i stosowane w dziedzinie kompozycji powłokowych w postaci proszku. Są to jednakże kompozycje powłokowe, które są zasadniczo stosowane i nadające się do użytku na podłożach drewnianych i tylko na produktach, które nie mają złożonej trójwymiarowej struktury. Nienasycony poliester, w istocie, jest sieciowany przez zwiększanie masy cząsteczkowej w mechanizmie rodnikowym, w którym tworzenie wolnego rodnika zachodzi pod działaniem promieniowania UV, które pada na powlekany element.
Oczywiste jest więc, przykładowo, że w obszarach elementu nie oświetlanych promieniowaniem UV polimeryzacja nie może zajść i wskutek tego otrzymany produkt nie spełnia koniecznych jakościowych wymagań, głównie jeśli produkt jest trójwymiarowy i niepłaski.
Celem wynalazku jest więc znalezienie termoutwardzalnej kompozycji powłokowej w postaci proszku, która przezwycięży wady kompozycji powłokowych w postaci termoutwardzalnego proszku ze stanu techniki.
Konkretniej, celem niniejszego wynalazku jest znalezienie termoutwardzalnej kompozycji powłokowej w postaci proszku, która wykazuje doskonałą wszechstronność, utwardzalność w niskich temperaturach i która tworzy po polimeryzacji, warstwę powłokową z doskonałymi cechami estetycznymi (ta
PL 235 856 B1 kimi jak połysk i przejrzystość), z doskonałymi właściwościami fizycznymi (przykładowo udarnością, odpornością na odpryskiwanie, odpornością na zarysowanie i optymalną przyczepnością), odpornością barwy na żółknięcie, odpornością na wpływy atmosferyczne, odpornością na światło ultrafioletowe i doskonałą odpornością chemiczną (przykładowo, odpornością na kwasy i rozpuszczalniki).
Dokument US 20110269908 A1 ujawnia jednoskładnikową proszkową kompozycję powlekającą utwardzaną termicznie.
Dokument WO 2010108962 A1 ujawnia kompozycję nienasyconej żywicy poliestrowej, podczas gdy dokument CN 103570930 A1 ujawnia sposób wytwarzania nienasyconego poliestru.
Te cele, a nawet więcej, osiąga się w niniejszym wynalazku.
Niniejszy wynalazek dotyczy termoutwardzalnej kompozycji powłokowej w postaci proszku, zawierającej:
- nienasycony polimer wybrany spośród poliestrów lub poliamidów lub ich mieszanin, przy czym polimer ma Tg w zakresie od 50 do 70°C, lepkość w zakresie od 2000 do 9000 centypuazów w temperaturze 200°C, korzystnie od 2500 do 4500, temperaturę topnienia w zakresie od 60 do 80°C, z polarnymi grupami funkcyjnymi z liczbą kwasową w zakresie od 5 do 60 mg KOH/g, korzystnie od 20 do 50 mg KOH/g, i z liczbą hydroksylową w zakresie od 0 do 20 mg KOH/g, korzystnie od 2 do 10 mg KOH/g;
- katalizator/inicjator, którym jest organiczny nadtlenek wybrany spośród nadtlenowęglanów dialkilu, nadtlenoestrów tert-alkilowych, nadtlenoketali ditert-alkilowych, nadtlenoeterów di-tert-alkilowych, mających temperaturę zmniejszenia stężenia do połowy po 10 godzinach w zakresie od 49°C do 140°C;
- pochłaniacz wolnych rodników, który jest wybrany spośród hydrochinonu, 1,4-dihydroksybenzenu i/lub ich pochodnych, lub związków należących do rodziny HALS mających temperaturę topnienia w zakresie od 50 do 90°C.
Kolejny cel niniejszego wynalazku dotyczy sposobu powlekania podłoża kompozycją powłokową. Nienasyconym polimerem korzystnie jest nienasycony poliamid otrzymany przez polikondensację nienasyconych kwasów dikarboksylowych i mono-podstawionych diamin alifatycznych lub mono-podstawionych diamin cykloalifatycznych.
Polarnymi grupami funkcyjnymi są grupy -OH, -COOH, -CON(Ri) (R2) itp., obecne w takiej ilości, aby zapewnić, że nienasycony polimer „zwilża wypełniacze i pigmenty, gdy występują.
Organiczny nadtlenek jest korzystnie wybrany spośród nadtlenku benzoilu, nadtlenooctanu tertbutylu, nadtlenobenzoesanu tert-butylu, nadtlenku dikumylu. Pośród związków wskazanych jako katalizatory, korzystne są związki mające dłuższy okres użytkowania, aby umożliwić przechowywanie końcowego produktu przez czasy dłuższe niż 6 miesięcy z temperaturami nie wyższymi niż 30°C.
Korzystnym pochłaniaczem wolnych rodników jest tert-butylohydrochinon (TBHC).
Można również użyć dodatkowej ilości benzoiny, która również działa jako pochłaniacz wolnych rodników.
Kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku korzystnie zawiera:
- nienasycony polimer w ilości w zakresie od 50 do 98% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- katalizator w ilości w zakresie od 0,01 do 1% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- pochłaniacz wolnych rodników w ilości w zakresie od 0,01 do 1% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- pigment i/lub wypełniacz w ilości w zakresie od 0 do 48% wagowych względem łącznej masy kompozycji.
Poza składnikami wymienionymi powyżej, kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku może więc również zawierać pigmenty i wypełniacze.
Pigmenty stosowane w kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku są wybrane spośród:
- pigmentów organicznych takich jak PY14 (CAS 546875-7), PO36 (CAS 12236-62-3), PO73 (CAS 8462-59-7), PY194 (82199-12-0), PY83 (CAS 5567-15-7), PO34 (CAS 239898-6), PY154 (CAS 68134-22-5), PO13 (CAS 3520-72-7), PY139 (CAS 36888-99-0), PV19 (CAS 1047-16-1), PR48:3 (CAS 15782-05-5), PV23 (CAS 6358-30-1), PR57:1 (CAS 5281-04-09), PR122 (CAS 980-26-7), PR188 (CAS 61847-481), PR146 (CAS 5280-68-2), PR254 (CAS 84632-65-5), PR170 (CAS 2786-76-7), PG7 (CAS 1328-53-6), PB15:1 (CAS 14714-8), PB15:3 (CAS 14714-8); i/lub
PL 235 856 B1
- pigmentów nieorganicznych takich jak: dwutlenek tytanu (CAS 13463-67-7), PY42 (CAS 2034449-4), PY53 (CAS 8007-18-9), py42 (CAS 51274-00-1), PB24 (CAS 68186-903), PY184 (CAS 14059-33-7), PR101 (CAS 1309-37-1), PV15 (12769-96-9), PG17 (CAS 14302-13-7), PB29 (CAS 10135730-6), PB7 (CAS1333-86-4), PB11 (CAS 1317-61-9).
Wypełniacze stosowane w kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku są wybrane spośród:
naturalnego siarczanu baru (CAS 7727-43-7), strącanego siarczanu baru (CAS 7727-43-7), węglanu wapnia (CAS 471-34-1), talku (CAS 14807-96-6), wodorotlenku glinu (CAS 21645-51-2), nefelinu (CAS 37244-96-5) i/lub ich mieszanin.
Możliwe dalsze dodatkowe składniki występują w zmiennej ilości, która może najwyżej stanowić 2% wagowych względem łącznej masy kompozycji i tymi dodatkowymi składnikami są korzystnie:
- benzoina lub PhCH(OH)C(O)Ph w ilości w zakresie od 0,30 do 0,70% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- wosk polietylenowy w ilości w zakresie od 0,10 do 0,30% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- poliakrylan w ilości w zakresie od 0,10 do 1% wagowych względem łącznej masy kompozycji.
Korzystna kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku składa się z:
- nienasyconego poliamidu mającego liczbę OH < 5 mg KOH/g, liczbę kwasową 20-50 mg KOH/g, lepkość w zakresie od 2500 do 4500 cP w temperaturze 200°C, Tg w zakresie od 52°C do 60°C i temperaturę topnienia w zakresie od 60°C do 70°C w ilości w zakresie od 50 do 98% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- nadtlenku dikumylu w ilości w zakresie od 0,8 do 1,0% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- tert-butylo-hydrochinonu w ilości w zakresie od 0,05 do 0,10% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- pigmentu i/lub wypełniacza w ilości w zakresie od 0 do 48% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- benzoiny lub PhCH(OH)C(O)Ph w ilości w zakresie od 0,40 do 0,70% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- wosku polietylenowego w ilości w zakresie od 0,20 do 0,30% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- poliakrylanu w ilości w zakresie od 0,40 do 1,00% wagowych względem łącznej masy kompozycji.
Ilość pigmentu i/lub wypełniacza waha się w szczególnie szerokim zakresie, który głównie zależy od barwy kompozycji powłokowej. W przypadku białej kompozycji powłokowej, przykładowo, pigment występuje w ilości równej w przybliżeniu 25% wagowych względem łącznej masy kompozycji, podczas gdy w przypadku czarnej kompozycji powłokowej, pigment występuje w ilości równej w przybliżeniu 1% wagowych i wypełniacz w ilości równej w przybliżeniu 24% wagowych, przy czym zawartości procentowe wskazano względem łącznej masy kompozycji powłokowej.
Niniejszy wynalazek dotyczy także sposobu powlekania podłoża, który obejmuje osadzanie i przywieranie kompozycji powłokowej w postaci termoutwardzalnego proszku według niniejszego wynalazku, na podłożu do powlekania i polimeryzacji osadzonej kompozycji powłokowej w temperaturze w zakresie od 100 do 120°C, korzystnie od 100 do 110°C, przez czas w zakresie od 5 do 10 minut, korzystnie od 7 do 10 minut.
Kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku według niniejszego wynalazku jest szczególnie korzystna, ponieważ, dzięki swojemu szczególnemu składowi, pozwala połączyć zalety polimeryzacji UV z naturalnymi zaletami termoutwardzalnych farb proszkowych, które nakłada się w tradycyjnym piecu na gorące powietrze.
Nadtlenek organiczny, obecny jako katalizator w kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku, w istocie rozkłada się termicznie i generuje wolny rodnik, który wyzwala reakcję polimeryzacji.
Nienasycony polimer, korzystnie nienasycony poliamid kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku, ulega sieciowaniu/polimeryzacji, zwiększając masę cząsteczkową, z mechanizmem rodnikowych, gdzie tworzenie wolnego rodnika jest inicjowane dzięki rozkładowi termicznemu nadtlenku, a nie przeciwnie wskutek działania promieniowania UV, jak to jest w przypadku poprzednio opisanych kompozycji powłokowych w postaci proszku utwardzanego za pomocą UV.
PL 235 856 B1
Ponieważ polimeryzacja jest polimeryzacją rodnikową, wskutek tego przebiega ze znacznie wyższą szybkością w porównaniu z kinetyką addycyjną lub kondensacyjną. Ponadto, temperatura, do której należy podgrzać wyrób, na który nakładana jest kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku, jest znacznie niższa. Dostateczne jest w istocie ogrzanie wyrobu do temperatury około 100-120°C w porównaniu ze 180°C-200°C koniecznymi w przypadku tradycyjnej termoutwardzalnej kompozycji powłokowej według stanu techniki.
Dostateczne jest w istocie stopienie proszku pokrywającego wyrób z uzyskaniem ruchliwości polimeru, podczas gdy zachodzi rzeczywista reakcja polimeryzacji, jak już wspomniano, następnie i przez mechanizm rodnikowy inicjowany przez rozkład termiczny nadtlenek.
Kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku według niniejszego wynalazku jest więc szczególnie korzystna, ponieważ reaguje w znacznie niższej temperaturze (około 100-110°C) w porównaniu z wymaganą dla klasycznej termoutwardzalnej farby proszkowej (od 160 do 200°C) i sieciowanie ulega ukończeniu w znacznie krótszych czasach (kilka sekund) w porównaniu z 10-15 minutami dla tradycyjnej termoutwardzalnej farby proszkowej.
Kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku jest również szczególnie korzystna, ponieważ dzięki swojemu szczególnemu składowi, sieciowanie/polimeryzację można uzyskać w dowolnej części powierzchni powlekanej tą kompozycją, ponieważ nie jest konieczne poddanie części naświetlaniem promieniowaniem UV dla zainicjowania procesu rodnikowego.
Możliwe więc jest powlekanie trójwymiarowych wyrobów, nawet skrajnie złożonych, a nie tylko wyrobów płaskich.
Nadtlenki stosowane jako inicjatory/katalizatory są nadtlenkami organicznymi i są trwałe do temperatury 100-110°C. Trwałość nadtlenku odnosi się do jego tendencji do rozkładania się na dwa rodniki R*. Im większa trwałość nadtlenku, tym mniejsza jego tendencja do rozkładu. Ten parametr mierzy się jako temperaturę, przy której po 10 godzinach, stężenie nadtlenku maleje do połowy.
Obecność pochłaniaczy wolnych rodników, tj. korzystnie związków z rodziny hydrochinonów, pozwala na przedłużenie życia nadtlenku: w istocie, chronią one kompozycję powłokową w fazach ogrzewania procesu produkcyjnego, a podczas fazy nanoszenia pozwalają kompozycji osiągnąć, podczas procesu stapiania na powlekanym wyrobie, optymalną wielkość lepkości przed rozpoczęciem fazy polimeryzacji. Dla osiągnięcia dobrego przepływu podczas procesu topnienia, lepkość stopu musi osiągać wartości w zakresie 2000-3500 cP w temperaturze 200°C przez czas w zakresie od 3 do 5 minut. Takie wartości lepkości są optymalne dla uzyskania koniecznego przepływu, jak również uniknięcia problemów kapania z krawędzi.
Kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku według niniejszego wynalazku wykazuje również wielką zaletę możliwości nanoszenia i sieciowania na tych samych instalacjach przystosowanych do przetwarzania klasycznych termoutwardzalnych powłok proszkowych: końcowa fizyczna postać kompozycji powłokowej według wynalazku (przykładowo, proszkowej kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku ma krzywą granulometryczną typu <30 mikrometrów: 40%, <73 mikrometrów: 90%; <100 mikrometrów: 100%), a sposoby nanoszenia są w istocie takie same i produkt można więc zawsze sieciować w piecu z wymuszoną cyrkulacją na gorące powietrze, lecz przy krótszych czasach i niższych temperaturach, jak wyjaśniono powyżej.
W opisie i przykładach niniejszego zgłoszenia patentowego, lepkość mierzy się zgodnie ze sposobem ASTM D 4287.
W szczególności, polimeryzowana warstwa powłokowa zgodnie z niniejszym ujawnieniem ma następującą charakterystykę fizyczną:
- bezpośrednią i pośrednią udarność (ISO 6272) wyższą niż 25 kg*cm;
- głębokie zarysowanie przyrządem Erichsen (ISO 1520) > 5 mm;
- przywieranie do metalu i MDF (ISO 2409) równe GT0;
- twardość Wolfa-Wilborga (ASTM D 3363) równa H-4H;
- odporność na odpryskiwanie przy uderzeniu kamieniem (ISO 20567) wynosi <2,5.
Pod względem odporności na środki chemiczne, polimeryzowana warstwa powłokowa według niniejszego ujawnienia ma następujące właściwości:
- odporność na MEK (ASTM D4752) równą 150 podwójnym powłokom bez zmiękczenia polimeryzowanej warstwy;
- odporność na rozpyloną solankę (ISO 9227): po 500 godzinach ekspozycji, penetracja kropli w krzyżowym nacięciu wynosi < 1 mm;
- humidostat (ISO 6227) po 500 godzinach, nieobecność pęcherzenia, tj. warstwa niezmieniona.
PL 235 856 B1
Pod względem odporności na czynniki atmosferyczne, polimeryzowana warstwa powłokowa według niniejszego ujawnienia ma właściwości równe lub wyższe niż produkt klasy 2, tj.:
- zachowanie połysku wyższe niż 50% po ekspozycji przez 2000 godzin na działanie lampy ksenonowej (EN 11341).
Sposób wytwarzania proszkowej kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku
Najpierw opisano sposób wytwarzania dla uzyskania kompozycji powłokowej w postaci termoutwardzalnego proszku według niniejszego wynalazku, z kolei do nanoszenia na wyrób powlekany.
Proszkowa kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku może być wytwarzana za pomocą sprzętu, który obejmuje, przykładowo, mieszalnik lub mieszalnik turbinowy, wytłaczarkę, jeden lub większą liczbę kalandrów, oraz maszynę młotkującą i młyn rozdrabniający.
Całość lub część składników kompozycji miesza się na sucho (30 minut przy 50-150 obrotach na minutę lub miesza turbinowo przez 5 minut przy 1000 obrotów na minutę) . Fazę mieszania prowadzi się w temperaturze w zakresie od 15°C do 30°C, pod warunkiem, że otrzyma się zasadniczo jednorodną mieszaninę.
Warunki do zastosowania w mieszalniku lub mieszalniku turbinowym, poza czasem i liczbą obrotów na minutę, można dogodnie określić na podstawie wiedzy specjalisty w tej dziedzinie.
Kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku jest następnie przetwarzana na wytłaczarce wyposażonej w sterowanie temperaturą (chłodzenie) dla zapobiegania rozkładowi nadtlenku. Odpowiednie środki są również stosowane w tym samym celu w sposobie chłodzenia wytłaczanego produktu na wylocie głowicy wytłaczarki.
Dla wytworzenia kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku, możliwe więc jest przyjęcie dwu alternatywnych sposobów. Pierwszy sposób obejmuje:
a) mieszanie na sucho całości lub części składników kompozycji powłokowa (30 minut przy 50-150 obrotach na minutę lub mieszanie turbinowe przez 5 minut przy 1000 obrotów na minutę);
b) wytłaczanie w kontrolowanej temperaturze (niższej lub równej 100°C dla czasów przebywania krótszych niż 1 minuta);
c) szybkie chłodzenie (doprowadzanie materiału na wylocie pierwszego kalandra do temperatury niższej niż 70°C) ;
d) rozdrabnianie w kontrolowanej temperaturze (niższej niż 30°C dla uniknięcia problemów z pakowaniem ze względu na niską Tg polimeru).
Alternatywnie, można realizować następujące etapy:
a) mieszanie na sucho wszystkich składników kompozycji powłokowej, poza katalizatorem (30 minut przy 50-150 obrotach na minutę lub mieszanie turbinowe przez 5 minut przy 1000 obrotów na minutę);
b) wytłaczanie w kontrolowanej temperaturze i dodawanie katalizatora przez dozowanie na głowicy wytłaczarki (niższej lub równej 100°C dla czasów przebywania krótszych niż 1 minuta);
c) szybkie chłodzenie (doprowadzanie materiału na wylocie pierwszego kalandra do temperatury niższej niż 70°C);
d) rozdrabnianie w kontrolowanej temperaturze (niższej niż 30°C dla uniknięcia problemów z pakowaniem ze względu na niską Tg polimeru).
Drugi alternatywny proces produkcyjny jest szczególnie korzystny, ponieważ pozwala na zminimalizowanie czasów ekspozycji katalizatora (tj. nadtlenku) na działanie wysokich temperatur (tylko czas przebywania w wytłaczarce), tak więc ochronę katalizatora przed rozkładem i zwiększenie jego skuteczności podczas początkowej fazy sieciowania.
Sposób powlekania i sposób polimeryzowania
Kolejnym przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób powlekania kompozycją powłokową w postaci termoutwardzalnego proszku.
Sposób ten pozwala na utworzenie warstwy powłokowej z kompozycji powłokowej w postaci termoutwardzalnego proszku.
PL 235 856 B1
W szczególności, kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku przywiera do powierzchni powlekanego wyrobu, tj. wyrobu, na którym należy utworzyć warstwę powłokową. Powlekany wyrób może mieć dowolną formę lub być dowolnym materiałem, który wytrzymuje temperatury w zakresie od 100°C do 120°C przez kilka minut (do 10 minut).
Przywieranie kompozycji powłokowej w postaci termoutwardzalnego proszku według niniejszego wynalazku do powlekanego wyrobu można uzyskać za pomocą powlekania lub powlekania elektrostatycznego lub powlekania w układzie złoża fluidalnego.
Ponadto, powłoka kompozycji powłokowej w postaci termoutwardzalnego proszku według niniejszego wynalazku może być jedyną powłoką nałożoną na powlekany wyrób lub może być dolną, górną lub pośrednią powłoką.
W tym przypadku, kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku według niniejszego wynalazku może również być nanoszona, w istocie, jako dolna warstwa powłokowa i z kolei wykańczana ciekłą rozpuszczalnikową lub wodną farbą dla uzyskania jakościowo doskonałego wyniku w postaci poziomu wykończenia powierzchni (wyrównanie i połysk).
Gdy spowoduje się przywarcie kompozycji powłokowej w postaci termoutwardzalnego proszku według niniejszego wynalazku do powlekanego wyrobu, ogrzewa się go do temperatury w zakresie od 100 do 120°C, korzystnie od 100 do 110°C, przez czas w zakresie od 5 do 10 minut, korzystnie od 7 do 10 minut. Katalizator nadtlenkowy ulega rozkładowi, aktywując rodnikową polimeryzację polimeru i tworzenie warstwy powłokowej, charakteryzującej się doskonałą zdolnością przywierania, połyskiem, odpornością na czynniki atmosferyczne.
Kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku według niniejszego wynalazku jest równomiernie nanoszona na podłoże (który może więc być warstwą farby lub powlekanym wyrobem) i następnie ogrzewana tak, że może zajść reakcja polimeryzacji (lub sieciowania lub utwardzania).
Nadtlenek organiczny, występujący jako katalizator w kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku, rozkłada się termicznie i generuje wolny rodnik, który wyzwala reakcję polimeryzacji. Nienasycony polimer, korzystnie nienasycony poliamid z kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku, ulega sieciowaniu/polimeryzacji, zwiększając masę cząsteczkową, przez mechanizm rodnikowy.
Polimeryzacja jest więc polimeryzacją rodnikową, aktywowaną termicznie, która zachodzi zatem ze znacznie większą szybkością i w znacznie niższej temperaturze w porównaniu z warunkami koniecznymi w przypadku tradycyjnej termoutwardzalnej kompozycji powłokowej według stanu techniki.
Jak wskazano powyżej, w istocie dostateczne jest osiągnąć temperatury w zakresie od 100 do 120°C, przez czas w zakresie od 5 do 10 minut, dla uzyskania warstwy powłokowej charakteryzującej się doskonałą zdolnością przywierania, połyskiem, odpornością na czynniki atmosferyczne.
P r z y k ł a d y
Pewne przykłady kompozycji powłokowych według niniejszego wynalazku i pewne przykłady porównawcze przedstawiono poniżej dla celów poglądowych, nie stanowiących ograniczenia niniejszego wynalazku.
P r z y k ł a d 1
680,5 części nienasyconego poliamidu (CAS: 63428-84-2), mającego liczbę OH < 5 mg KOH/g, liczbę kwasową 20-26 mg KOH/g, lepkość równą 3 200 cP w temperaturze 200°C, Tg równą 53°C i temperaturę topnienia równą 63°C, mieszano na sucho przez 30 minut przy 50-150 obrotach na minutę z 40 częściami przedmieszki ciekłych polimerów akrylowych (CAS: 26760-85-0; konkretnie prop2-enian 2-etyloheksylu - prop-2-enian butylu (1:1)) na bazie hydroksylowanego poliestru (CAS: 2513573-3; konkretnie benzeno-1,3-dikarboksylan dimetylu; kwas 2,3-dimetylo-tereftalowy; glikol etylenowy), 4 częściami ciekłego polimeru akrylowego (CAS: 26760-85-0; konkretnie prop-2-enian 2-etyloheksylu prop-2-enian butylu (1:1)) na nośniku krzemionkowym (CAS: 7631-86-9), 15 części wosku polietylenowego (CAS: 8002-74-2), 10 częściami nadtlenku benzoilu (CAS: 94-36-0), 0,5 częściami hydrochinonu (CAS: 123-31-9) i 250 częściami barwnika, rutylowego dwutlenku tytanu (CAS: 13463-67-7).
Tak otrzymaną mieszaninę wytłaczano następnie w kontrolowanej temperaturze, tj. temperaturze która jest taka, że materiał na wylocie głowicy wytłaczarki nie przekracza 105°C, dla czasów przebywania krótszych niż minuta; wytłaczany materiał poddawano szybkiemu chłodzeniu, doprowadzają materiał na wylocie pierwszego kalandra do temperatury równej 67°C. Ochłodzony wytłoczony materiał następnie rozdrobniono w kontrolowanej temperaturze niższej niż 30°C, utrzymywanej na tym poziomie przez dodawanie ciekłego azotu na okruchy do rozdrabniana.
PL 235 856 B1
W taki sposób otrzymano białą kompozycję powłokową w postaci termoutwardzalnego proszku.
P r z y k ł a d 2
650 części nienasyconego poliamidu (CAS: 63428-84-2), mającego liczbę OH < 5 mg KOH/g, liczbę kwasową 20-26 mg KOH/g, lepkość równą 3200 cP w temperaturze 200°C, Tg równą 53°C i temperaturę topnienia równą 63°C, mieszano na sucho przez 30 minut przy 50-150 obrotach na minutę z 40 częściami przedmieszki ciekłych polimerów akrylowych (CAS: 26760-85-0; konkretnie prop-2enian 2-etyloheksylu - prop-2-enian butylu (1:1)) na bazie hydroksylowanego poliestru (CAS: 2513573-3; konkretnie benzeno-1,3-dikarboksylan dimetylu; kwas 2,3-dimetylo-tereftalowy; glikol etylenowy), 4 częściami ciekłego polimeru akrylowego (CAS: 26760-85-0; konkretnie prop-2-enian 2-etyloheksylu prop-2-enian butylu (1:1)) na nośniku krzemionkowym (CAS: 7631-86-9), 5 częściami wosku polietylenowego (CAS: 8002-74-2), 4 części benzoiny (CAS 119-53-9), 8 części nadtlenooctanu tert-butylu (CAS 540-88-5), 0,7 częściami tert-butylohydrochinonu (CAS 1948-33-0), 421,7 części siarczanu baru (CAS 7727-43-7) i 10 częściami barwnika, sadzy (CAS 1333-86-4).
Zgodnie z tą samą procedurą jak w Przykładzie 1, otrzymano czarną kompozycję powłokową w postaci termoutwardzalnego proszku.
P r z y k ł a d 3
650 części nienasyconego poliamidu (CAS: 63428-84-2), mającego liczbę OH < 10 mg KOH/g, liczbę kwasową 42-48 mg KOH/g, lepkość równą 4200 cP w temperaturze 200°C, Tg równą 57°C i temperaturę topnienia równą 65°C, mieszano na sucho przez 30 minut przy 50-150 obrotach na minutę z 40 częściami przedmieszki ciekłych polimerów akrylowych (CAS: 26760-85-0; konkretnie prop-2enian 2- etyloheksylu - prop-2-enian butylu (1:1)) na bazie hydroksylowanego poliestru (CAS: 2513573-3; konkretnie benzeno-1,3-dikarboksylan dimetylu; kwas 2,3-dimetylo-tereftalowy; glikol etylenowy), 4 częściami ciekłego polimeru akrylowego (CAS: 26760-85-0; konkretnie prop-2-enian 2-etyloheksylu prop-2-enian butylu (1:1)) na nośniku krzemionkowym (CAS: 7631-86-9), 5 częściami wosku polietylenowego (CAS: 8002-74-2), 4 częściami benzoiny (CAS 119-53-9), 10 częściami nadtlenku dikumylu (CAS 80-43-3), 0,5 częściami tert-butylohydrochinonu (CAS 1948-33-0), 484,5 częściami siarczanu baru (CAS 7727-43-7), 50 częściami nefelinu (CAS 37244-96-5), 5 częściami dwutlenku tytanu (CAS 13463-67-7), 10 częściami żółtego tlenku żelaza (CAS 20344-49-4), 2 częściami czerwonego tlenku żelaza (CAS 1309-37-1) i 2 częściami sadzy (CAS 1333-86-4).
Zgodnie z tą samą procedurą jak w Przykładzie 1, otrzymano brązowo zabarwioną kompozycję powłokową RAL 8008 w postaci termoutwardzalnego proszku.
P r z y k ł a d 4
Wyrób mający postać trójwymiarową, konkretniej pudełko do wytwarzania elektrycznych tablic rozdzielczych, powlekano kompozycją powłokową w postaci termoutwardzalnego proszku otrzymanego jak opisano w poprzednich przykładach 1-3, za pomocą powlekania lub powlekania elektrostatycznego.
Wyrób powlekany kompozycją powłokową według niniejszego wynalazku doprowadzono następnie do temperatury 110°C przez 7 minut.
Tak powlekany wyrób z warstwą powłokową polimeryzowaną według niniejszego ujawnienia charakteryzuje się fizykochemicznymi właściwościami wskazanymi w poniższych Tabelach 1 i 2.
Fizykochemiczne właściwości podobnego wyrobu powlekanego kompozycją powłokową w postaci termoutwardzalnego proszku według stanu techniki wskazano w ostatnim wierszu tych tabel: konkretniej, użyto czerwono zabarwionej poliestrowej farby RAL 3000 klasy 1 bez TGIC (utwardzanej βhydroksyalkiloamidem). Taka proszkowa kompozycja powłokowa jest oparta na nasyconej żywicy poliestrowej (SPR), sieciowanej za pomocą procesu polikondensacji (a więc odwracalnego) w obecności 5% wagowych β-hydroksyalkiloamidu (CAS 6334-25-4), przy czym 5% wagowych obliczono względem masy wiążącej żywicy poliestrowej.
Różnica pomiędzy proszkową kompozycją powłokową według stanu techniki i proszkową kompozycją powłokową według niniejszego wynalazku jest fundamentalna pod względem wiążącego polimeru (nasycony zamiast nienasyconego i tylko natury poliestrowej) i katalizatora (β-hydroksyalkiloamid zamiast nadtlenku).
PL 235 856 Β1
Różnica w systemie wiązania implikuje również oczywiście różnicę w mechanizmie wzrostu masy cząsteczkowej : kompozycja powłokowa według stanu techniki ulega sieciowaniu w reakcji polikondensacji (odwracalnej), podczas gdy kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku ulega sieciowaniu za pomocą polimeryzacji rodnikowej (nieodwracalnej).
Tabela 1
| Bezpośrednia i pośrednia udarność (ISO 6272) (kg*cm) | Głębokie zarysowanie przyrządem Erichsen (ISO 1520) (m) | Przywieranie do metalu i MDF (ISO 2409) | Twardość Wolfa-Wilborga (ASTM 3363) | Odporność na odpryskiwanie przy uderzeniu kamieniem (ISO 20567) | |
| Powłoka Przykład 1 | 35 Kg*cm | 7 mm | GT0/GT0 | 2H | < 1,5 |
| Powłoka Przykład 2 | 28 Kg*cm | 7 mm | GT0/GT1 | 2H | < 2 |
| Powłoka Przykład 3 | 42 Kg*cm | 9 mm | GT0/GT1 | 3H | < 1,5 |
| 5020/0005 „ stan techniki | 27 Kg*cm | 6 rrnn | GT0/ brak przywierania na MDF | HB-H | < 2,5 |
Tabela 2
| Odporność na MEK (ASTM D4752) | Odporność na rozpyloną solankę (ISO 9227) (mm) | Humidostat (ISO 6227) | Zachowanie połysku (EN ISO 11341) | |
| Powłoka Przykład 1 | 170 | <1 mm | Brak pęcherzenia po 800 godzinach | 61% po 2000 godzin |
| Powłoka Przykład 2 | 175 | <1 mm | Brak pęcherzenia po 800 godzinach | 53% po 2000 godzin |
| Powłoka Przykład 3 | 182 | <0,5 mm | Brak. pęcherzenia po fi00 godzinach | 55% po 2000 godzin |
| 5020/0005 „stan techniki' | 35 | <1 mm | Pęcherzenia po 625 godzinach | 53% po 1000 godzin |
Oczywiste jest, że wyrób powlekany proszkowymi kompozycjami powłokowymi według niniejszego wynalazku wykazuje polepszone ogólne właściwości i przede wszystkim znacznie wyższą zdolność przywierania i właściwości odporności w porównaniu z wyrobem powlekanym kompozycją termoutwardzalnego proszku według stanu techniki.
Ponadto, powłoka według stanu techniki wymaga temperatury około 170°C dla umożliwienia zajścia polimeryzacji warstwy powłokowej.
Claims (10)
1. Kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku, zawierająca:
- nienasycony polimer wybrany spośród poliestrów lub poliamidów lub ich mieszanin, przy czym polimer ma Tg w zakresie od 50 do 70°C, lepkość w zakresie od 2000 do 9000 centypuazów w temperaturze 200°C, korzystnie od 2500 do 4500, temperaturę topnienia w zakresie od 60 do 80°C, z polarnymi grupami funkcyjnymi z liczbą kwasową w zakresie od 5 do 60 mg KOH/g, korzystnie od 20 do 50 mg KOH/g, i z liczbą hydroksylową w zakresie od 0 do 20 mg KOH/g, korzystnie od 0 do 10 mg KOH/g;
- katalizator/inicjator, którym jest organiczny nadtlenek wybrany spośród nadtlenowęglanów dialkilu, nadtlenoestrówtert-alkilowych, nadtlenoketali di-tert-alkilowych, nadtlenoeterów di-
PL 235 856 B1 t ert-alkilowych, mających temperaturę zmniejszenia stężenia do połowy po 10 godzinach w zakresie od 49°C do 140°C;
- pochłaniacz wolnych rodników, który jest wybrany spośród hydrochinonu, 1,4-dihydroksybenzenu i/lub ich pochodnych, lub związków należących do rodziny HALS mających temperaturę topnienia w zakresie od 50 do 90°C.
2. Kompozycja powłokowa według zastrz. 1, znamienna tym, że nienasyconym polimerem jest nienasycony poliamid otrzymany przez polikondensację nienasyconych kwasów dikarboksylowych i monopodstawionych diamin alifatycznych lub monopodstawionych diamin cykloalifatycznych.
3. Kompozycja powłokowa według jednego z zastrz. 1-2, znamienna tym, że organiczny nadtlenek jest wybrany spośród nadtlenku benzoilu, nadtlenooctanu tert-butylu, nadtlenobenzoesanu tert-butylu, nadtlenku dikumylu.
4. Kompozycja powłokowa według jednego z zastrz. 1-3, znamienna tym, że pochłaniaczem wolnych rodników jest tert-butylohydrochinon (TBHC).
5. Kompozycja powłokowa według jednego z zastrz. 1-4, znamienna tym, że zawiera:
- nienasycony polimer w ilości w zakresie od 50 do 98% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- katalizator w ilości w zakresie od 0,01 do 1% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- pochłaniacz wolnych rodników w ilości w zakresie od 0,01 do 1% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- pigment i/lub wypełniacz w ilości w zakresie od 0 do 48% wagowych względem łącznej masy kompozycji.
6. Kompozycja powłokowa według jednego z zastrz. 1-5, znamienna tym, że dodatkowe składniki występują w zmiennej ilości, która może być najwyżej równa 2% wagowych względem łącznej masy kompozycji, przy czym dodatkowymi składnikami są:
- benzoina lub PhCH(OH)C(O)Ph w ilości w zakresie od 0,30 do 0,70% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- wosk polietylenowy w ilości w zakresie od 0,10 do 0,30% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- poliakrylan w ilości w zakresie od 0,10 do 1% wagowych względem łącznej masy kompozycji.
7. Kompozycja powłokowa według jednego z zastrz. 1-6, znamienna tym, że składa się z:
- nienasyconego poliamidu mającego liczbę OH < 5 mg KOH/g, liczbę kwasową 20-50 mg KOH/g, lepkość w zakresie od 2500 do 4500 cP w temperaturze 200°C, Tg w zakresie od 52°C do 60°C i temperaturę topnienia w zakresie od 60°C do 70°C w ilości w zakresie od 50 do 98% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- nadtlenku dikumylu w ilości w zakresie od 0,8 do 1,0% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- tert-butylo-hydrochinonu w ilości w zakresie od 0,05 do 0,10% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- pigmentu i/lub wypełniacza w ilości w zakresie od 0 do 48% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- benzoiny lub PhCH(OH)C(O)Ph w ilości w zakresie od 0,40 do 0,70% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- wosku polietylenowego w ilości w zakresie od 0,20 do 0,30% wagowych względem łącznej masy kompozycji;
- poliakrylanu w ilości w zakresie od 0,40 do 1,00% wagowych względem łącznej masy kompozycji.
8. Sposób wytwarzania kompozycji powłokowej w postaci termoutwardzalnego proszku według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 7, który obejmuje następujące etapy:
a) mieszania na sucho całości lub części składników kompozycji powłokowej;
b) wytłaczania w kontrolowanej temperaturze z możliwym dozowaniem na głowicy wytłaczarki składników kompozycji nie zmieszanych w etapie a), w temperaturze niższej lub równej 100°C dla czasów przebywania krótszych niż 1 minuta;
PL 235 856 B1
c) szybkiego chłodzenia, doprowadzania materiału przychodzącego z etapu c) na wylocie pierwszego kalandra do temperatury niższej niż 70°C;
d) rozdrabniania w kontrolowanej temperaturze, niższej niż 30°C.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że etap a) prowadzi się w mieszalniku przez 30 minut przy 50-150 obrotach na minutę lub w mieszalniku turbinowym przez 5 minut przy 1000 obrotów na minutę.
10. Sposób powlekania podłoża, który obejmuje osadzanie i przywieranie kompozycji powłokowej w postaci termoutwardzalnego proszku według któregokolwiek z zastrzeżeń od 1 do 7, na podłożu do powlekania i polimeryzację kompozycji powłokowej osadzonej w temperaturze w zakresie od 100 do 120°C, korzystnie od 100 do 110°C, przez czas w zakresie od 5 do 10 minut, korzystnie od 7 do 10 minut.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI2015A000313 | 2015-03-03 | ||
| ITMI20150313 | 2015-03-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL411644A1 PL411644A1 (pl) | 2016-09-12 |
| PL235856B1 true PL235856B1 (pl) | 2020-11-02 |
Family
ID=52815135
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL411644A PL235856B1 (pl) | 2015-03-03 | 2015-03-18 | Kompozycja powłokowa w postaci termoutwardzalnego proszku |
| PL16158308T PL3064555T3 (pl) | 2015-03-03 | 2016-03-02 | Termoutwardzalna proszkowa kompozycja powłokowa |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL16158308T PL3064555T3 (pl) | 2015-03-03 | 2016-03-02 | Termoutwardzalna proszkowa kompozycja powłokowa |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3064555B1 (pl) |
| ES (1) | ES2712050T3 (pl) |
| PL (2) | PL235856B1 (pl) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107916064B (zh) * | 2017-12-20 | 2020-02-14 | 航天科工武汉磁电有限责任公司 | 一种吸波粉末涂料及其制备方法 |
| TWI730723B (zh) * | 2020-04-14 | 2021-06-11 | 雄獅鉛筆廠股份有限公司 | 塗料組合物及塗佈製品 |
| US12043755B2 (en) * | 2020-11-25 | 2024-07-23 | Xerox Corporation | Compositions, methods, and articles relating to in-situ crosslinking of polyamides during additive manufacturing |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110269908A1 (en) * | 2008-11-07 | 2011-11-03 | Jansen Johan F G A | One component heat-curable powder coating composition |
| US8790762B2 (en) * | 2009-03-25 | 2014-07-29 | Dsm Ip Assets B.V. | Unsaturated polyester resin |
| CN103570930A (zh) * | 2012-08-10 | 2014-02-12 | 上海集浪能源科技有限公司 | 耐热性不饱和聚酯制备方法及应用 |
-
2015
- 2015-03-18 PL PL411644A patent/PL235856B1/pl unknown
-
2016
- 2016-03-02 ES ES16158308T patent/ES2712050T3/es active Active
- 2016-03-02 PL PL16158308T patent/PL3064555T3/pl unknown
- 2016-03-02 EP EP16158308.3A patent/EP3064555B1/en not_active Revoked
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3064555B1 (en) | 2018-11-28 |
| ES2712050T3 (es) | 2019-05-09 |
| PL411644A1 (pl) | 2016-09-12 |
| PL3064555T3 (pl) | 2019-05-31 |
| EP3064555A1 (en) | 2016-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102368048B1 (ko) | 메틸-치환된 벤조일 퍼옥사이드를 포함하는 열경화성 분말 코팅 조성물 | |
| CN105209513B (zh) | 用于粉末涂料组合物的乙烯基官能化聚氨酯树脂 | |
| EP1593717B1 (en) | Raw mix powder compositions and methods of making the same | |
| CN103788841B (zh) | 单组分可热固化的粉末涂料组合物 | |
| US9169419B2 (en) | Powder coating composition comprising a polyester and a β-hydroxyalkylamide as crosslinker | |
| EP2291433B1 (en) | Modified polyester resin | |
| US10513566B2 (en) | Epoxidized oil and resin compositions | |
| CN106459655B (zh) | 2k热固性粉末涂料组合物 | |
| EP3074470A1 (en) | Polyester resin for highly filled powder coating | |
| US20080132606A1 (en) | Crackle finish powder compositions and coatings and films made therefrom | |
| CN1396224A (zh) | 含流变改性树脂的溶剂型高固体分涂料 | |
| US9353254B1 (en) | Powder coating flow aid | |
| EP3064555B1 (en) | Thermosetting powder coating composition | |
| HK1208877A1 (en) | Anti-blocking waterborne topcoat compositions, methods of preparing the topcoat compositions, and substrates coated with the topcoat compositions | |
| JP2022543466A (ja) | ポリオールポリマー、そのようなポリマーの調製方法、およびそれを含有するコーティング組成物 | |
| CN108586719B (zh) | 一种粉末涂料用阻燃型聚酯树脂及其制备方法 | |
| CN111492020B (zh) | 超耐久涂料组合物 | |
| JP4744709B2 (ja) | 樹脂水性分散体 | |
| CA2612684C (en) | Powder coating compositions, mid-gloss range coatings, related methods and substrates | |
| WO2010136315A1 (en) | Heat-curable powder coating composition for powder-in-mould-coating articles | |
| HUP0000033A2 (hu) | Matt és fényes bevonatok előállítására alkalmas készítmények,eljárás ezek előállítására,alkalmazásuk,továbbá az így előállított bevonatok | |
| EP1953199A1 (en) | Powder coating composition comprising an encapsulated crosslinker | |
| KR20150115299A (ko) | 폴리에스테르-아크릴계 수지, 그 제조방법 및 이를 함유하여 무광 효과를 개선한 분체도료 조성물 | |
| HK1219286B (zh) | 用於粉末涂料组合物的乙烯基官能化聚氨酯树脂 | |
| HK40006803A (en) | Thermosetting powder coating compositions having lower chalk-free temperature |