耐腐蚀tgic底漆涂料的制作方法
【专利说明】耐腐蚀TGIC底漆涂料
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本发明要求2013年1月4日提交的美国临时申请No.61/749, 056的优先权。 发明领域
[0003] 粉末涂料是无溶剂、100%固体的涂料体系，其已被用作传统液体涂料和漆料的低 V0C且低成本的替代品。
[0004] 粉末涂料可以用于建筑应用，尤其是其中需要提高的耐候性和耐大气暴露性的建 筑应用。这种涂料通常由聚酯树脂形成，并且典型地展示出优良的保光性和良好的耐化学 性。然而，当进行标准测试（例如循环腐蚀测试（CCT))时，这些涂料未展示出足够的耐腐 蚀性。因此，传统地，尚未发现这些涂料作为单一组分涂料用于外部耐候性应用，并且典型 地被100%覆盖地涂布面漆，以确保底漆不随着长时间暴露于阳光而降解。
[0005]从前述内容中可以理解，需要外部聚酯树脂基的底漆涂料，该涂料提供优异的耐 候特性和最佳的耐腐蚀性。
[0006] 发明概述
[0007] 本文中所描述的本发明包括用于改善外部耐候性粉料涂料的耐腐蚀性的体系。所 述体系包含配制物，所述配制物包含TGIC-反应性粘合剂树脂和约1至10重量％的至少一 种饱和的高分子量直链聚酯。相对于外部耐候性应用中所使用的标准或传统粉末配制物， 由该体系制成的经固化的涂层在循环腐蚀测试（CCT)中提供改善的耐腐蚀性。
[0008] 在另一个实施方式中，本发明包括用于涂布金属基材的方法和体系。该方法包括 提供基材和至少一种粉末配制物，其中该粉末配制物包含TGIC-反应性聚合物粘合剂和饱 和的高分子量聚酯树脂组合物。使该配制物涂覆并固化，以形成涂层，该涂层在CCT中展示 出至少约40%的改善的耐腐蚀性。
[0009] 下面详细说明本发明的一个或多个实施方式和方面。根据说明书和权利要求书， 本发明的其他特征、目标和优点将更加清楚。
[0010] 精选的定义
[0011] 除另有指明外，本文中使用的下列术语具有下面提供的含义。
[0012] 术语"在……上"，当用于涂覆在表面或基材上的涂料的上下文中时，包括直接 地或间接地涂覆在表面或基材上的涂料。因此，例如，涂覆于覆盖基材的底漆层上的涂料构 成涂覆于基材上的涂料。此外，本文中使用时，术语"基材"指的是未经处理、未涂底漆或者 经喷砂清理的表面，并且也指已经通过本领域技术人员已知的各种方法被涂布底漆或预处 理过的表面，例如电涂布处理。
[0013] 除另有说明外，术语"聚合物"既包括均聚物又包括共聚物（即两种或多种不同 单体的聚合物）。本文中使用时，术语"（甲基）丙烯酸酯"既包括丙烯酸单体和均聚物，又 包括甲基丙烯酸单体和均聚物，以及包含其的共聚物。
[0014] 本文中使用时，术语"耐腐蚀性"指的是在标准腐蚀测试中涂层防止金属测试板腐 蚀的能力。循环腐蚀测试（CCT)指的是用于产生涂层失效的标准测试，涂层失效代表发生 在腐蚀性户外环境中的失效。在重复的循环中，测试板被暴露于一系列不同的环境（例如 湿环境或干环境）给定的时间段。通过CCT的涂料被认为是耐腐蚀性的。
[0015]当在说明书和权利要求书中出现时，术语"包含"及其变体没有限制性的含义。
[0016] 术语"优选的"和"优选地"是指在某些情况下可以给予某些益处的本发明的实施 方式。然而，在相同的或其它情况下，其它实施方式也可以是优选的。此外，一个或多个优 选的实施方式的表述并不意味着其它实施方式不可用，也并非意图将其它实施方式排除在 本发明的范围之外。
[0017] 本文中使用时，" 一个"、"一种"、"该"、"至少一个"和" 一个或多个"可互换使用。 因此，例如包含"一种"添加剂的涂料组合物可以被解释为是指该涂料组合物包含"一种或 多种〃添加剂。
[0018]同样在本文中，由端点表述的数值范围包括归入在该范围内的所有数字（例如，1 至5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4、5等）。此外，范围的公开包括在较广义范围内所包含的 所有子范围的公开（例如，1至5公开了 1至4、1. 5至4. 5、1至2等）。
[0019] 发明详述
[0020] 本文中描述的本发明的实施方式包括用于粉末涂布金属基材的配制物、方法和体 系。该方法包括如下步骤：将至少一种粉末配制物涂覆于基材，其中该配制物包含TGIC-反 应性粘合剂和直链聚酯树脂。该方法还包括将该组合物固化以获得经固化的涂层，经固化 的涂层在循环腐蚀测试中展示出优异的耐腐蚀性。
[0021] 因此，在一些实施方式中，本发明提供用于涂布基材的配制物、方法或体系。在一 个方面，本文中所描述的配制物、方法和体系包括将粉末组合物涂覆于在外部或户外环境 中使用的基材。在另一个方面，本文中所描述的方法和体系包括将粉末组合物涂覆于要在 腐蚀性环境中使用的金属基材。在另外一个方面中，本文中所描述的方法和体系包括将粉 末组合物涂覆于未涂底漆的基材，即作为涂布在例如冷轧钢上的底漆，以使对于腐蚀性保 护或耐候性来说没有必要用面漆进行完全覆盖。
[0022] 在一个实施方式中，本文中描述的方法包括将至少一种第一粉末组合物涂覆于基 材。粉末组合物是一种可熔组合物，其受热时熔化以形成涂料膜。使用本领域技术人员已知 的方法（例如静电喷涂方法）涂覆粉末至约10-约50微米、优选地20-40微米的膜厚度。 在一个方面，第一粉末组合物被涂覆于干净的（即未涂底漆的）或者经预处理的金属基材 表面，即第一粉末组合物被涂覆于未涂底漆、已被喷砂清理的金属表面，或者被涂覆于通过 本领域技术人员已知的各种方法（例如电涂）进行预处理的表面。在另一个方面，粉末组 合物被涂布于户外或外部环境中使用的基材。
[0023] 在一个实施方式中，第一粉末组合物包含至少一种聚合物粘合剂。粉末组合物还 可以任选地包含一种或多种颜料、遮光剂或其他添加剂。
[0024] 合适的聚合物粘合剂通常包含成膜树脂，并任选地包含用于该树脂的固化剂。粘 合剂可以选自提供期望的膜性质的任何树脂或树脂的组合。合适的聚合物粘合剂的实例包 括无定形和结晶的热固性和/或热塑性材料，并且可以用环氧化物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、 丙烯酸树脂、聚氯乙烯、尼龙、含氟聚合物、硅酮、其他树脂或者它们的组合来制备。热固性 材料用作粉末涂料应用中的聚合物粘合剂是优选的，并且尤其优选的是环氧化物、聚酯和 丙烯酸树脂。如果期望的话，弹性体树脂可以被用于某些应用。在一个方面，根据粉末涂布 的基材的所期望的最终用途，在本文中所描述的粉末组合物中包含特定的聚合物粘合剂或 树脂。例如，某些高分子量聚酯示出优越的耐腐蚀性，并且适用于用在内部和外部应用的基 材上。类似地，无定形聚酯可用于需要清晰度、颜色和耐化学性的应用中。
[0025] 优选的粘合剂的实例包括如下：用环氧化物官能的化合物（例如三缩水甘油基异 氰酸酯或TGIC)固化的羧基官能聚酯树脂，用聚合物环氧树脂固化的羧基官能聚酯树脂， 用羟烷基酰胺固化的羟基官能聚酯树脂，用封端的异氰酸酯或脲二酮（uretdione)固化的 羟基官能聚酯树脂，用胺（例如二氰二胺）固化的环氧树脂，用酚醛官能树脂固化的环氧 树脂，用羧基官能固化剂固化的环氧树脂，用聚合物环氧树脂固化的羧基官能丙烯酸树脂， 用封端的异氰酸酯或脲二酮固化的羟基官能丙烯酸树脂，经由自由基反应固化的不饱和树 月旨，和仅用作粘合剂或者与有机树脂组合使用的硅酮树脂。可选的固化反应可以是热引发 的，或者通过暴露于辐射（例如UV、U