粉体涂料的制造方法、涂装物品及其制造方法、以及含羧基氟树脂的制造方法_2

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可以为通过聚合物的反应性基团转变而导入了羟基的含羟基 的含氟聚合物。作为该含羟基的含氟聚合物,优选使具有源自氟烯烃的单元、源自具有除羟 基以外的反应性官能团的单体的单元和根据需要的前述单体(a2)的含氟聚合物与具有与 前述反应性官能团发生反应的第二反应性官能团和羟基的化合物进行反应而得到的含氟 聚合物。
[0070] 氟烯烃是烃系烯烃(通式CnH2n)的1个以上氢原子被氟原子取代而成的化合物。
[0071 ]氟烯烃的碳数优选为2~8、特别优选为2~6。
[0072]氟烯烃中的氟原子的数量优选为2以上、特别优选为3~4。氟原子的数量为2以上 时,固化膜的耐候性优异。氟烯烃中,1个以上未被氟原子取代的氢原子可以被氯原子取代。 氟烯烃具有氯原子时,容易使颜料等(特别是花青蓝、花青绿等有色的有机颜料)分散在氟 树脂(A)中。另外,能够将含羟基氟树脂(B)的玻璃化转变温度设计为50°C以上,能够抑制固 化膜的粘连。
[0073]作为氟烯烃,优选为选自由四氟乙烯(以下也记作"TFE")、三氟氯乙烯(以下也记 作"CTFE")、六氟丙烯、偏氟乙烯和氟乙烯组成的组中的1种以上。特别优选TFE或CTFE。
[0074] 氟烯烃可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
[0075] 作为氟烯烃单元,优选通过氟烯烃的聚合而直接形成的单元。
[0076] 与氟烯烃共聚的单体(单体(al)、单体(a2)等)也可以为除氟烯烃以外的具有氟原 子的单体,但优选不具有氟原子的单体。
[0077]单体(al)为具有羟基的单体。
[0078]作为具有羟基的单体,例如可列举出烯丙醇、羟基烷基乙烯基醚(2-羟基乙基乙烯 基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、环己二醇单乙烯基醚等)、羟基烷基烯丙基醚(2-羟基乙基烯丙 基醚等)、羟基烷酸乙烯酯(羟基丙酸乙烯酯等)、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯((甲基)丙烯酸 羟基乙基酯等)等。
[0079] 单体(al)可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
[0080] 作为单体(a2),优选乙烯基系单体、即具有碳-碳双键的化合物。乙烯基系单体与 氟烯烃的交替共聚性优异,聚合收率能够提高。另外,即使未反应而残留时,对固化膜的影 响也少,并且能够通过制造工序容易地去除
[0081] 作为乙烯基系单体,例如可列举出乙烯基醚、烯丙基醚、羧酸乙烯酯、羧酸烯丙酯、 烯烃等。
[0082] 作为乙烯基醚,例如可列举出环烷基乙烯基醚(环己基乙烯基醚(以下也记作 "CHVE")等)、烷基乙烯基醚(壬基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、己基乙烯基醚、乙基乙烯 基醚、正丁基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚等)。
[0083] 作为烯丙基醚,例如可列举出烷基烯丙基醚(乙基烯丙基醚、己基烯丙基醚等)。 [0084]作为羧酸乙烯酯,例如可列举出羧酸(乙酸、丁酸、特戊酸、苯甲酸、丙酸等)的乙烯 酯。另外,也可以使用作为具有支链状烷基的羧酸的乙烯酯而市售的VeoVa-9、VeoVa-10 (均 为壳牌化学公司制造、商品名)等。
[0085]作为羧酸烯丙酯,例如可列举出羧酸(乙酸、丁酸、特戊酸、苯甲酸、丙酸等)的烯丙 酯。
[0086]作为烯烃,例如可列举出乙烯、丙烯、异丁烯等。
[0087]作为单体(a2),从能够将含羟基氟树脂(B)的玻璃化转变温度设计为50°C以上、能 够抑制固化膜的粘连的观点出发,优选环烷基乙烯基醚、特别优选CHVE。
[0088] 作为单体(a2),从固化膜的柔软性优异的观点出发,优选具有碳数3以上的直链状 或支链状的烷基。
[0089] 单体(a2)可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
[0090] 作为构成含羟基氟树脂(B)的单体的组合,从耐候性、密合性、柔软性、耐粘连性的 观点出发,优选下述组合(1)、特别优选组合(2)或(3)。
[0091] 组合(1)
[0092]氟烯烃:TFE 或 CTFE、
[0093] 单体(al):羟基烷基乙烯基醚、
[0094]单体(a2):选自环烷基乙烯基醚、烷基乙烯基醚和羧酸乙烯酯中的1种以上。
[0095]组合(2)
[0096]氟烯烃:TFE、
[0097] 单体(al):羟基烷基乙烯基醚、
[0098] 单体(a2):CHVE或叔丁基乙烯基醚。
[0099]组合(3)
[0100]氟烯烃:CTFE、
[0101] 单体(al):羟基烷基乙烯基醚、
[0102] 单体(a2):CHVE或叔丁基乙烯基醚。
[0103]氟烯烃单元的比率在含羟基氟树脂(B)中的全部单元(100摩尔% )中优选为30~ 70摩尔%、特别优选为40~60摩尔%。氟烯烃单元为前述下限值以上时,固化膜的耐候性优 异。氟烯烃单元为前述上限值以下时,固化膜为单层结构的情况下,与基材的密合性优异, 固化膜为2层结构的情况下,氟树脂层与其它树脂层的密合性优异。
[0104] 单体(al)单元的比率在含羟基氟树脂(B)中的全部单元(100摩尔% )中优选为0.5 ~20摩尔%、特别优选为1~15摩尔%。单体(al)单元的比率为前述下限值以上时,固化膜 为单层结构的情况下,与基材的密合性优异,固化膜为2层结构的情况下,氟树脂层与其它 树脂层的密合性优异。单体(al)单元的比率为前述上限值以下时,固化膜的耐擦伤性优异。
[0105] 单体(a2)单元的比率在含羟基氟树脂(B)中的全部单元(100摩尔% )中优选为20 ~60摩尔%、特别优选为30~50摩尔%。单体(a2)单元的比率为前述下限值以上时,含羟基 氟树脂(B)的玻璃化转变温度适当,且容易制造粉体涂料。单体(a2)单元的比率为前述上限 值以下时,固化膜为单层结构的情况下,与基材的密合性优异,固化膜为2层结构的情况下, 氟树脂层与其它树脂层的密合性优异。
[0106] 含羟基氟树脂(B)的数均分子量优选为3000~50000、特别优选为5000~30000。含 羟基氟树脂(B)的数均分子量为前述下限值以上时,固化膜的耐水性、耐盐水性优异。含羟 基氟树脂(B)的数均分子量为前述上限值以下时,固化膜的表面平滑性优异。
[0107] 含羟基氟树脂(B)的羟值优选为5~100mgK0H/g、特别优选为10~80mgK0H/g。含羟 基氟树脂(B)的羟值为前述下限值以上时,固化膜为单层结构的情况下,与基材的密合性优 异,固化膜为2层结构的情况下,氟树脂层与其它树脂层的密合性优异。含羟基氟树脂(B)的 羟值为前述上限值以下时,l〇〇°C以上的高温和10°C以下的低温下的温度循环下的固化膜 的耐裂纹性优异。羟值的测定根据JIS K 1557-1(2007年度版)进行。
[0108] 含羟基氟树脂(B)的玻璃化转变温度优选为30~150°C、更优选为35~120°C、特别 优选为35~100°C。含羟基氟树脂(B)的玻璃化转变温度为前述下限值以上时,容易制造粉 体涂料。含羟基氟树脂(B)的玻璃化转变温度为前述上限值以下时,固化膜的表面平滑性优 异。
[0109] (酸酐(C1))
[0110] 作为酸酐,从与含羟基氟树脂(B)的反应性优异的观点出发,优选分子量为90~ 200的化合物。从与含羟基氟树脂(B)的反应性优异的观点出发,优选碳数为4~15的化合 物。从与含羟基氟树脂(B)的反应性优异的观点出发,优选熔点为20~180°C的化合物。
[0111] 作为酸酐,可列举出二元酸酐。
[0112] 作为二元酸酐,可列举出琥珀酸酐(分子量:100.1、熔点:120°〇、碳数:4)、戊二酸 酐(分子量:114.1、熔点 :52°〇、碳数:5)、衣康酸酐(分子量:112.1、熔点:67°〇、碳数:5)、1, 2-环己烷二羧酸酐(六氢邻苯二甲酸酐)(分子量:154.0、熔点:35°C、碳数:8)、顺-4-环己 稀-1,2-二羧酸酐(分子量 :152.0、恪点:66°〇、碳数:8)、邻苯二甲酸酐(分子量:148.1、恪 点:131°C、碳数:8)、4_甲基六氢邻苯二甲酸酐(分子量:168.0、熔点:22°C、碳数:9)、1,8_萘 二甲酸酐(分子量:198.2、恪点 :17°〇、碳数:11)、马来酸酐(分子量:98.1、恪点:52.6°(3、碳 数:4)等。
[0113] (化合物(C2))
[0114] 化合物(C2)为具有烷氧基甲娃烷基和异氛酸酯基的化合物。
[0115] 作为该化合物,可列举出具有异氰酸酯基的硅烷偶联剂。
[0116]作为该硅烷偶联剂,可列举出3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三 甲氧基硅烷等。
[0117] (固化剂(D))
[0118] 固化剂(D)是与树脂(氟树脂(A)或其它树脂(F))的反应性基团反应而使树脂交联 等而高分子量化从而使树脂固化的化合物。固化剂(D)具有2个以上能与树脂所具有的反应 性基团(羟基、羧基等)反应的反应性基团。对于固化剂(D)的反应性基团,从不优选在常温 下容易与树脂的反应性基团反应的观点出发,优选为能在粉体涂料加热熔融时反应的反应 性基团。例如,与常温下具有高反应性的异氰酸酯基相比,更优选封端化异氰酸酯基。封端 化异氰酸酯基在粉体涂料加热熔融时,封端剂脱离而生成异氰酸酯基,该异氰酸酯基作为 反应性基团发挥作用。
[0119] 作为固化剂(D),可以使用公知的化合物,例如可列举出封端化异氰酸酯系固化 剂、胺系固化剂(三聚氰胺树脂、胍胺树脂、磺胺树脂、尿素树脂、苯胺树脂等)、β_羟基烷基 酰胺系固化剂、异氰脲酸三缩水甘油酯系固化剂等。从与基材的密合性、涂装后的制品的加 工性、固化膜的耐水性优异的观点出发,特别优选封端化异氰酸酯系固化剂(D1)。
[0120] 含羟基氟树脂(B)的羟基全部转变成羧基而成的氟树脂(A)的情况下,作为固化剂 (D),优选β-羟基烷基酰胺系固化剂、异氰脲酸三缩水甘油酯系固化剂。
[0121] 固化剂(D)可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
[0122] 固化剂(D)的软化温度优选为10~120°C、特别优选为40~100°C。软化温度为前述 下限值以上时,粉体涂料在室温下不易固化,不易形成粒状的块。软化温度为前述上限值以 下时,将组合物熔融捏合制造粉体时,容易使固化剂(D)均匀分散于粉体中,所得到的固化 膜的表面平滑性、强度和耐湿性等优异。
[0123] 作为封端化异氰酸酯系固化剂(D1),优选在室温下为固体的物质。
[0124] 作为封端化异氰酸酯系固化剂(D1),优选如下制造的物质:使脂肪族、芳香族或芳 香脂肪族的二异氰酸酯与具有活性氢的低分子化合物反应,使由此得到的多异氰酸酯与封 端剂反应而进行掩蔽,从而制造。
[0125] 作为二异氰酸酯,可列举出甲苯二异氰酸酯、4,4'_二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二 亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'_亚甲基双(环己基异氰酸酯)、甲基环己烷 二异氰酸酯、双(异氰酸酯甲基)环己烷异佛尔酮二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯、赖氨酸二 异氰酸酯等。
[0126] 作为具有活性氢的低分子化合物,可列举出水、乙二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷、甘 油、山梨糖醇、乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、六亚甲基二胺、异氰脲酸酯、脲二酮、含有羟基的 低分子量聚酯、聚己内酯等。
[0127] 作为封端剂,可列举出醇类(甲醇、乙醇、苄醇等)、酚类(苯酚、甲酚等)、内酰胺类 (己内酰胺、丁内酰胺等)、肟类(环己酮肟、甲乙酮肟等)等。
[0128] (颜料(E))
[0129] 作为颜料(E),优选选自由光泽颜料、防锈颜料、着色颜料和体质颜料组成的组中 的至少1种
[0130] 光泽颜料为用于对涂膜赋予光泽的颜料。作为光泽颜料,可列举出铝粉、镍粉、不 锈钢粉、铜粉、青铜粉、金粉、银粉、云母粉、石墨粉、玻璃鳞片、鳞片状氧化铁粉等。
[0131]防锈颜料是用于对需要防锈性的基材防止基材的腐蚀、变质的颜料。作为防锈颜 料,优选对环境的负荷少的无铅防锈颜料。作为无铅防锈颜料,可列举出氰胺锌、氧化锌、磷 酸锌、磷酸钙镁、钼酸锌、硼酸钡、氰胺锌钙等。
[0132] 着色颜料为用于对固化膜进行着色的颜料。作为着色颜料,可列举出氧化钛、炭 黑、氧化铁、酞菁蓝、酞菁绿、喹吖啶酮、异吲哚啉酮、苯并咪唑酮、二噁嗪等。
[0133] 体质颜料是用于提高固化膜的硬度且增加固化膜的厚度的颜料。另外,从基材被 切断时能够整齐地形成固化膜的切断面的观点出发,也优选配混体质颜料。作为体质颜料, 可列举出滑石、硫酸钡、云母、碳酸钙等。
[0134] 包含氧化钛的无机颜料在高温多湿地区容易进行光催化反应。光催化反应因水分 和紫外线而得以促进。固化膜中存在孔隙(空隙)时,水浸入到孔隙中,由于氧化钛的光催化 作用而使固化膜劣化。由通过本发明的制造方法得到的粉体涂料形成的固化膜中由于孔隙 少,因此即使在固化膜中存在氧化钛,固化膜也不易因光催化反应而劣化。
[0135] 作为氧化钛,优选进行了使光催化反应不易进行的表面处理,具体而言,优选利用
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