专利名称：活性粉末涂料组合物的制备方法
技术领域：
本发明涉及用低分子量惰性化合物作为助剂来制备粉末涂料的方法。
在大量已知粉末涂料制备方法中，最广泛应用的方法是将预配制的粉末涂料挤出成膏状熔体，然后将该熔体冷却，通过细磨将粗粒粉碎，随后过筛制成所需粒度。以下是制备彩色粉末涂料的具体通用工艺步骤。
1．将粉末涂料各组分按所要求的比例以固体干态形式进行充分的初步混合。
2．将所得混合物在挤出机中在很低的温度下进行熔融，以避免过早交联，然后进行充分混合。在混合过程中，粘合剂和硬化剂被塑化，并使颜料和填料润湿。
3．将所得到的任选着色的挤出物轧成薄层，经冷却和破碎后得到粗颗粒。
4．将该粗颗粒在磨中碾磨得到成品粉末涂料。通常将碾磨过程中不可避免地产生的小于10μm的微细级分在随后的筛分过程中除去。所得到的粉末的平均粒度一般为40～70μm。
(请比较Ullmanns技术化学大全，卷15，680页，1978年，VerlagChemie Weinheim，和专题论文《粉末涂料科学》卷1和2(编者D．A．Bate，伦敦，1990))。在这些方法的情形中，存在一些困难和／或费力的后续操作，尤其对挤出和碾磨步骤而言。在高活性粘合剂混合物的情况下，挤出步骤可能进行得太慢，以致产生部分凝胶化，使得产物不能再用作涂料。另一方面，如果限制在挤出机中的停留时间，则会导致颜料在粘合剂中的非最佳分散。在用粉末涂料进行涂布时，这种不良的分散会导致不良的遮盖力，因而必须用较高比例的颜料来补偿。挤出步骤对于能使用的粘合剂也有限制，因为只有在一定的粘度范围内才能进行操作。例如，在熔点以上具有很低的熔体粘度并能得到优异粉末涂料的一些新近开发出来的结晶树脂就无法在挤出机中进行加工。使用粘度极不相同的各种树脂的混合物在挤出机中进行加工时也只具有有限的可能性，这是由于这种体系的均化不良所致。在碾磨过程中形成的宽粒度谱的范围，例如为0．1～500μm，因此对于特殊的应用而言需要额外的筛分和碾磨步骤。此外，所产生的微细粉末无论对于健康还是对于加工都是不利的。
将粉末涂料熔体进行喷雾来制备粉末涂料的方法(DE-A-2233138，EP-A-0537233)也是已知的。基料树脂和硬化剂组分的熔融可能导致粉末涂料组合物的热应力。而要减少基料树脂与硬化剂在熔融状态的接触时间则只有以大的技术代价才能实现。
使用可压缩流体形式的低分子量惰性化合物作为助剂来制备粉末和粉末涂料的方法也是已知的。例如，按照EP-A-0157827、WO95／34606和EP-A-0720999的方法，将粉末涂料组合物各组分溶解在一种超临界流体中，然后将所得溶液用释压法进行喷雾。
释压步骤所产生的冷却作用导致粉末颗粒的形成。释压可以自发地进行，或作为时间的函数连续地或分步进行。采用适当的喷咀可以得到5～150μm的粒度，但也会产生1～5μm范围或更小的极细微粒。
这种方法的缺点在于在许多情况下有关组分在超临界流体中只具有微小的溶解度。为了使固体溶解在超临界流体中，需要高压和大量的气体。
EP-A-0669858和EP-A-0661091涉及在工艺条件下不希望使固体起始物料溶解在超临界流体中的涂料粉末的制备方法。这种方法的一个目的是避免由于将起始物料从释压容器中输送出来而造成的损失。按照EP-A-0669858的方法，先将固体起始物质均匀地混合在超临界流体中，然后将该混合物减压。而按照EP-A-0666091的方法，则是先将各粉末组分熔融，然后将该液体物料分散在一种适当的流体中。
采用这种类型的方法，就混合物的均匀性而言是有问题的。
利用可压缩流体，通过将溶液释压，并同时使溶剂蒸发而从含有溶剂的组合物中制备粉末的方法也是已知的，其例子是EP-A-0711586和JP 8-104830。所使用的溶剂必须能与各固体组分部分混溶，且必须具有高的挥发速率。
由于要使用有机溶剂，以及为回收这些有机溶剂需要作出许多努力，因而使得这类方法没有优越性。
为避免高压和大量气体，以及避免使用有机溶剂和有关其回收费用，按照WO 95／21688开发了一种方法，其中可压缩流体在压力下溶解于待处理的物质混合物中，然后将所得溶液减压。为此目的，要将各固体组分熔融，然后在压力下将一种适当的流体溶解在其中。
这种方法涉及颗粒和粉末的制备，例如生产乳化剂和洗涤剂，以及药物活性成分用的起始物料的制备。当用这种方法对各种不同物质的混合物进行加工时，首先是制备这些混合物，然后将其插入到该方法中。没有提到活性粉末涂料的制备。包含基料树脂、硬化剂和颜料／填料以及还有涂料添加剂的各种不同的粉末涂料组分的混合物可能会在基料树脂和硬化剂之间发生不希望的化学反应，从而对涂料组合物的性能产生不良影响。
本发明的目的是提供一种能以简单的方式并能避免强热应力的连续或分批制备粉末涂料的方法。此外，本发明的目的是通过将含有气体的熔体进行喷雾来制备均匀粉末涂料配方的方法，该方法不发生粉末涂料中各组分之间的过早的化学反应。该方法预期能生产出在10～80μm范围内平均粒度可调节而且粒度分布窄的均匀粉末涂料颗粒，该方法也允许使用宽粘度范围的原料材。此外，具有低交联温度的粉末涂料组合物的加工应该是可能的。同此，与传统方法相比，本发明的方法可以避免颇费劳力的除去溶剂的操作，且不必使用高压。
已经发现，这一目的可通过构成本发明主题的方法，即通过含有低分子量惰性化合物的组合物的压力释放，使该低分子量惰性化合物以气体或蒸气形式释放出来。从而制备粉末涂料配方的方法来达到，该方法的特征在于通过加热将一种或多种基料树脂和一种或多种基料树脂用硬化剂，或者一种或多种自固化基料树脂，以及，如果希望的话，其它常用的涂料组分，例如在彩色粉末涂料的情况下作为添加剂的颜料、染料、和如果希望的话，填料等一起或分别转变成可流动的形态；然后在压力下将所述低分子量惰性化合物溶于至少一种所用的基料树脂或硬化剂组分中，此操作在这些组分与其它组分混合之前进行，或者将其溶解在已制备好的混合物中；再将整个混合物进行均化；最后使包含所有组分的混合物释压，产生冷却作用，从而形成具有窄粒度分布、平均粒度为10～200μm的粉末。均化例如在0．1秒～5分钟的时间内完成。
在本发明的方法中，各组分，尤其基料树脂和硬化剂可以通过加热变成彼此独立的流动状态。这一操作避免了过早的交联反应。颜料、填料和添加剂可以作为与基料树脂或硬化剂组分的混合物形式而转变成一种可流动的熔体。合适的做法是将这些组分与粘合剂混合，因为在许多情况下硬化剂的使用量相当少。但是，也可以将颜料、填料和各种添加剂与硬化剂组分进行初步混合。基料树脂和硬化剂的单独液化可导致在工艺过程的混合器部分中的非常短的接触时间，这对大大减少过早交联反应是有好处的。
低分子量惰性化合物在硬化剂和基料树脂组分的混合操作之前或与此同时，在能使所述化合物在压力下至少部分地溶解在该混合物中，或溶解在该混合物的至少一种组分中的条件下供入。在随后的释压过程中，该低分子量惰性化合物被释放出来，而混合物则降到低于粉末涂料配方的凝固温度。低分子量惰性化合物体积的同时增加导致形成具有窄粒度分布的基本上球形的颗粒，然后可以将其分离。
尤其在特别高的活性物质的情况下，可以通过在压力下在各组分混合之前，在各组分熔融之前和／或期间供入低分子量惰性化合物的办法来变换本发明的方法。
特别是在基料树脂和硬化剂组分的粘度极不相同的粉末涂料组合物的情况下，可以将低分子量惰性化合物溶解在一种起始组分中，例如溶解在基料树脂中，然后将所得到的溶液与第二种组分混合。
这种工艺变换一方面可以降低加热这一组分所需的温度，使熔体粘度降低，因而可在较低的温度下进行混合操作。在热高活性体系的情况下这是有其优越性的。另一方面，按照这种方法可以降低混合之前组分的粘度。这在基料树脂和硬化剂组分的粘度极不相同的粉末涂料体系的情况下尤其具有重大意义，因为在这种体系中如果按照传统的粉末涂料制备方法，要达到各组分的均匀混合是困难的。在本发明的方法中，通过首先将低分子量惰性化合物溶解在粘度较高的组分中，从而能在混合操作之前使粘度协调，这样就可以使两种组分的粘度一致。这就可以在随后的混合操作中获得更好的均化效果，因而能产生使用性能得到改善的粉末涂料。
本发明方法中所要求的混合操作可以这样来进行，例如，将构成粉末涂料组合物的基料树脂和硬化剂组分，以及任何添加剂、颜料和填料在静态混合器中进行混合，同时添加惰性低分子量化合物。另一种可能的做法是将基料树脂和硬化剂组分在惰性化合物单独溶解在各组分中之后在静态混合器中进行混合，混合时可以加入或不加入添加剂。
在本发明方法的一种变换方法中，也可以简单地将由基料树脂、硬化剂、添加剂、任何颜料和填料构成的全部粉末涂料混合物置于挤出机中进行熔融，然后在压力下将惰性低分子量化合物溶解在该混合物中。这一操作仍可使用例如静态混合器来完成，使用静态混合器可以使颜料更好地分散在粉末涂料混合物中。在这种变换方法的情况下，为了避免过早反应，在挤出机中的停留时间较好少于5分钟。
本方法的另一种变换方法在于将部分废粉末涂料，尤其是从喷涂工艺中得到的过喷的粉末涂料转移到粉末涂料组分中，且如有必要的话，转移到添加剂、颜料和／或增量剂中，然后或在此过程中将它们互相混合和／或与低分子量惰性化合物混合，并通过释压、冷却与本发明指定的组分一起进行制造。
按照本发明的另一个具体实施方案，基料树脂和硬化剂组分可用作粉末涂料过喷物或粉末涂料过喷混合物。作为基料树脂和硬化剂可以使用粉末涂料过喷物或粉末涂料过喷混合物。
低分子量化合物对基料树脂和硬化剂组分而言是惰性的，这种化合物可在涂料各组分混合之前或混合之后，在高于或低于低分子量气体化合物的临界压力和临界温度的压力和温度条件下加入到粉末涂料组分中，以便得到该低分子量化合物在初始加料的物质或物质混合物中的加压溶液。这一操作过程可经历例如0．1秒～5分钟，优选1秒～1分钟，更优选小于1分钟，尤其小于30秒的平均时。
该混合物，最好是用低分子量化合物饱和的混合物，在一个适当的压力释放装置中迅速减压。按照本发明，混合机中的压力和温度是这样确定的，即应使得该惰性化合物能在释压操作过程中被释放出来，并产生冷却，达到能降至低于要处理的粉末涂料配方的凝固温度的程度。于是该粉末涂料配方就凝固。由于惰性化合物释放时体积大大增加，所以可以得到呈微粉状的凝固的粉末涂料配方。将颗粒分离出来之后，如有必要，可以将其分级。
在这种情况下，低分子量化合物与粉末涂料配方或各组分之间的质量之比优选为0．05∶1～8∶1，更优选为0．05∶1～4∶1，特别优选为0．1∶1～2∶1，尤其是0．2∶1～1∶1。
所以，在释压过程中，物质混合物至少达到且优选降到其凝固温度以下，在粉末涂料的情况下，该温度一般为25～70℃。如果在释压操作之前存在一定的压力和温度条件则是有利的。
所采用的凝固温度是该混合物在常压下的玻璃化转变温度，这个温度可借助差示扫描量热法(DSC)测定。由于通过溶解本发明的惰性低分子量化合物使得玻璃化转变温度得以降低，所以该混合物也可以在凝固温度以下进行喷雾。差示扫描量热法(DSC)可以例如按照Schwarzl，Polymermechanik(聚合物力学)1990，第273页中所述方法进行。
优选的温度范围是低至常温常压下凝固点以下20℃，高至该凝固点以上100℃的范围。
在确定了该物质混合物在常压下的固化温度和混合器的操作温度范围后就可以正确地选择合适的惰性化合物。本发明中适用的惰性化合物的例子是能溶于该粉末涂料配方中的至少一种组分、且在混合器的操作温度范围内其对比温度为0．5～2，优选0．7～1．7的低分子量化合物。对比温度是指该混合物的操作温度与该低分子量化合物的临界温度〔K〕的比值。进行混合操作的压力优选为0．5 MPa～60 MPa，更优选为0．1 MPa～35MPa，最优选为0．3 MPa～20 MPa。
作为惰性化合物，原则上可以使用任何低分子量物质或任何物质混合物，尤其如果这种物质符合上述关于在混合器的操作温度下对比温度和绝对压力的条件下、且能溶于粉末涂料配方中的至少一种组分的话。
对基料树脂和硬化剂组分而言是惰性的低分子量化合物的优选例子是二氧化碳、一氧化二氮、氨气、氮气、稀有气体、六氟化硫、卤代烃如一氯三氟甲烷、一氟甲烷、三氟一氟乙烷、三氟甲烷，链烷烃如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷，链烯如乙烯、丙烯和丁烯，醚类如二甲基醚和二乙基醚，胺类如二甲胺，醇类如甲醇、乙醇和异丙醇，酮类如丙酮、甲乙酮和甲基异丙基酮，酯类如乙酸乙酯，以及这些化合物的混合物。
特别优选使用二氧化碳。
例如，对于常压下凝固温度为45℃的粉末涂料配方而言，可以在80℃的混合器温度下用二氧化碳(临界温度304．3 K，在混合器温度下的对比温度1．16)进行操作。对于常压下凝固温度为65℃的粉末涂料配方而言，可以在150℃的混合器温度下使用甲醇(临界温度313．65K，临界压力7．89 MPa，混合器温度下的对比温度0．82)作为惰性化合物。
优选采用静态混合器来混合粉末涂料的各组分和惰性低分子量组分。混合器的温度最好可以调节。或者，也可以用搅拌式或振动式设备或任何其它用于均化操作的设备，例如超声波源或转子一定片装置来制备均匀的混合物。此外，还可以采用适当的流动导向，例如采用切向流动，根据水喷射原理的喷射流动，或冲击流动等方法来制备均匀混合物。混合作用可以通过超强压力脉冲的办法来改善。
随后将压力降低至例如常压的操作可用各种方式进行。例如，可用喷咀在很短的时间内使压力自发地释放，或者在压力容器中，例如在几秒至数小时期间内，作为时间的函数进行压力释放。如有必要，可在释压前进行过滤，使该溶液不含有例如由粉末涂料过喷而产生的不溶于该惰性化合物中的机械杂质。过滤可以通过例如采用筛子、滤布、过滤纤维或烧结板等方法间歇进行，或者，优选地，通过例如采用在线管式过滤器的方法连续地进行。
粉末涂料配方和惰性化合物的溶液或混合物的自发释压例如可以通过喷入到优选为常压的环境中来进行。可以利用例如液化的或超临界的惰性化合物的蒸发热函来使所形成的粉末颗粒冷却至其玻璃化转变温度／凝固温度以下。
同样也可以选择低粉末涂料组合物的玻璃化温度的环境温度。这可通过间接冷却喷射容器或直接冷却的方法来实现。在直接冷却的情况下，喷射容器可以通过引入喷射形式的气体或液体气体进行冷却。在此情况下可将冷却介质施加到释压设备区域上，喷射容器的盖上，底部或四周壁上。
可用连接到该压力容器上的喷射设备来进行喷射，其例子是扇形喷咀、实心锥形喷咀、空心锥形喷咀、双物质喷咀、孔板、毛细管、手动或自动阀、喷咀／挡板体系或旋转盘或旋转带。优选垂直地进行喷射。
所形成的颗粒与气体物流的分离按已知方法，例如采用旋风分离器进行。按照本发明，所得到的粉末无需进一步处理就可用作粉末涂料材料。
如有必要，可用例如金属网将所得颗粒进一步筛分成适用于各种具体用途的粒度类别。
通过适当选择工艺参数，例如温度、压力、流量、喷咀类型、喷咀直径、粘度、加压溶液的浓度，可以影响粉末涂料颗粒的粒度。颗粒的直径通常为1～150μm。粒度为1～100μm是优选的，特别优选的是平均粒度低于50μm。
本发明的方法也可以以粉末涂料工艺的形式直接进行。在这种情况下可将上述加压溶液直接喷射到要进行涂布的基质上。喷射后使所形成的粉末涂料颗粒在射落到基材表面上之前冷却至其玻璃化转变温度以下。涂布后使粉末涂料颗粒熔化、流动，以及，如有必要的话，使其交联。
按照本发明的方法，可以对所选定的低分子量惰性化合物在适当的压力和温度下能溶解在其中的所有热固性或所有热塑性粉末涂料组合物进行加工。
所谓基料树脂是指粉末涂料中的成膜组分。合适的例子是通常用于粉末涂料的基料树脂及这类树脂的混合物。其例子是聚酯树脂、(甲基)丙烯酸类共聚物、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂和硅氧烷树脂。基料树脂的玻璃化转变温度为30～120℃，优选低于80℃，数均分子量(Mn)为500～20，000，优选小于10，000。也可以使用不饱和树脂，这类树脂适用于例如辐射固化体系。也可使用结晶和半结晶聚合物。
作为硬化剂组分可以使用精通本技术的人们所熟悉的基料树脂组分用的硬化剂，其例子是胺类、酚醛树脂、多官能低聚环氧化物、低分子多官能环氧化物、如异氰脲酸三缩水甘油酯，以及羟烷基酰胺。对于辐射固化体系，可以使用传统的引发剂。
硬化剂组分的数均分子量(Mn)为，例如，100～10，000，优选小于2．000。
基料树脂和硬化剂的选择取决于互相反应的官能基团，这对于精通本技术的人们来说是熟悉的。就此而言，如果希望的话，可以组合各种互相反应的基团。基料树脂和硬化剂平均每个分子中可含有至少2个官能基团。基料树脂与硬化剂的重量比一般为，例如98∶2～50∶50，优选可为95∶5～70∶30。混合物中可以存在2种或更多种基料树脂和2种或更多种硬化剂。
作为添加剂，可以使用传统粉末涂料添加剂，其例子是流平剂、脱挥发分剂、抗氧化剂、光稳定剂、消光剂、粘合促进剂、润滑剂、催化剂、流变控制剂，以及用于调整涂层表面结构的添加剂。
本发明的方法适用于制备彩色的透明的和粉末涂料。制备彩色粉末涂料时可以使用本领域技术人员所熟知的所有有机或无机颜料和染料。加入填料，例如硫酸钡或硫酸钙，可以提高涂料的遮盖力，并可改善机械性能和光学性能。按照本发明，颜料和／或填料的分散性良好，据此可以获得具有优异遮盖力的彩色粉末。
按照本发明制备的粉末涂料可用作例如抗腐蚀涂料和装饰工业涂料，用于例如表面涂饰、办公设备、电气设备和汽车辅助设备等领域中。涂层厚度例如可以为15～200μm。本发明的方法尤其对小于50μm的涂层提供了相当大的优点，这种涂层用传统的粉末涂料是很难实现的，而本发明的方法能制备出平均粒度小于40μm的粉末，这种粉末对于达到这样小的涂层厚度以及对于使其本身用普通粉末涂料加工方法进行加工时具有优异的加工性能都是必要的。按照本发明方法制备的粉末涂料同样也适于用作填料或抗落石的外涂层，以及底涂层或顶涂层。按照本发明制备的粉末涂料也可用作透明涂料用于例如汽车工业部门，其涂层厚度为例如30～150μm。
按照本发明方法制备的粉末涂料可采用传统的粉末涂料涂布技术进行涂布，其例子有喷涂、烧结技术(例如摩擦起电喷涂、借助ESTA的喷涂、借助ESTA的流化床烧结，以及点蘸涂布工艺)。
本发明的方法使得能够简单地制备粉末涂料。可以避免基料树脂和硬化剂组分的接合温度-应力熔化和挤出。采用本发明的方法无需费力的碾磨工艺就能制备均匀而微细的粉末涂料混合物。这是借助于采用本发明的方法所制得的粉末涂料组分的混合物具有均匀性，并借助于所能达到的窄粒度分布和所得到的粉末涂料颗粒具有类似球形的形态而实现的。
本发明方法的特别优点在于低分子量惰性化合物可以在各组分熔融之前和／或熔融过程中供入。采用这种方法，只有非常轻微的基料树脂和硬化剂组分的温度应力。此外，该方法能使基料树脂和硬化剂组分在混合操作过程中彼此之间的接触时间大大减少，从而避免了各组分相互之间的过早反应，尤其在高反应性粉末涂料组分的情况下更是如此。
该方法允许使用粘度变化大的原料，而且有可能将颜料和／或填料预分散在树脂中，而不产生副反应。
本发明方法的示范性的具体实施方案。
按照图1描绘的实例，粘合剂组分和硬化剂组分在各自的贮罐(1)中分别进行熔融和热平衡，可以在1个或2个贮罐中掺入或不掺入添加剂、颜料和填料。分别熔融后的各组分通过泵设备(2)供入混合点。同时使惰性化合物也通过该混合点，惰性化合物来自贮罐(3)，经过压缩机(4)压缩，然后才供入混合点。另外，还装配有热交换器(5)，用于调节惰性化合物的混度。混合点的下游最好是1台温度可调节的混合器(6)，在该混合器中生产出均匀的混合物。通过混合器(6)之后，为了喷雾，应使该溶液／混合物通入到压力释放设备(8)中，例如通入列一种高压喷咀、阀、毛细管、或孔板中，该释放设备(8)安装在喷雾塔(7)的顶部。为了避免在喷雾操作过程中在混合器(6)中产生压降，应连续计量加入惰性化合物和粉末涂料配方的各个组分。在压力释放过程中惰性化合物以气体形式逃逸，而要粉化的涂料组合物则以固体颗粒形式分离出来。
喷雾塔(7)的尺寸应能使得当量直径＞100μm的粒子通过沉降作用优先沉积下来。这种粒子被收集在卸料罐(10)中，或者采用适当的设备进行连续卸料。不含较大粒子的气流在顶端离开喷雾塔(7)，供入旋风分离器(9)中。旋风分离器的尺寸应能使粒径大于1μm的粒子优先沉积。这种粒子被收集在安装在旋风分离器下部的卸料罐(10)中，或者采用适当的设备(锁、螺杆、带溢流的流化床等)从该卸料罐连续卸料。粒径小于1μm的粒子可借助精制过滤器如电过滤器从离开旋风分离器(9)的气流中过滤出来。惰性化合物可以回收并重新供入贮罐(3)。
本发明方法的另一个示范性的具体实施方案示于图2。该实施方案与图1所示实施方案的区另别在于首先使这两种反应性组分中的一种与来自贮罐(3)的惰性化合物在混合器(6)中进行接触。最好是先让粉末涂料配方中粘度较高的组分与惰性化合物混合。惰性化合物与有关的粉末涂料组分组成溶液／混合物的粘度可以明显低于纯粹粉末涂料组分的粘度。随后在另一个混合点将粉末涂料配方中的另一种组分加入到该混合物／溶液中，并在混合器(6)中进行充分混合，如果希望的话，也可事先在所述的另一组分中加入惰性化合物。这种变异的例子是比较简单的充分混合和进一步减少在混合和／或溶解操作过程中各反应性粉末涂料组分的接触时间。此外，从而可以避免有关粉末组分的熔融。不完全排除添加进一步的组分。压力释放、粒子形成、分离、粒度分级，以粒料排放等与图1所示的具体实施方案均无区别。
实施例1在一个相当于图1的装置中将20kg通常用于制备粉末涂料的甲基丙烯酸缩水甘油酯以130℃的熔体状态加入到1个贮罐中。将5kg作为硬化剂组分的Additol VXL 1381(酸酐硬化剂)以10℃的熔体状态加入到另一个贮罐中。该两组分通过计量泵供入到一台静态混合器(购自Sulzer公司，型号SMX，长200mm)中。粘合剂的质量流量为10kg／小时，硬化剂的质量流量为2kg／小时。在该静态混合器中将二氧化碳加入到该粉末涂料配方中，且使其至少部分溶解。选择二氧化碳的温度以便使得静态混合器中的温度为105℃。该粉末涂料混合物的凝固温度用差热分析测定时为87℃。压力是110巴。二氧化碳的质量流量是7kg／小时。混合物通过静态混合器后，在出口直径为0．8mm的传统工业高压喷咀中发生压力释放。喷咀组装到喷雾塔的顶部。喷雾操作过程中喷雾塔中的温度是39℃。这明显低于所生产出的粉末涂料配方的凝固温度，即87℃。压力释放过程中释放出的二氧化碳采用排风扇通过抽吸与所形成的微细级分粉末一起被吸出，并通过一个旋风分离器。从旋风分离器抽吸出来的气体先通过超细过滤纸，然后再通过抽吸风扇。
经过45分钟的喷雾时间后总共10kg的粉化的粉末涂料配方从喷雾塔(1kg)、旋风分离器(8．95kg)和超细过滤器(约50g)中排出。从旋风分离器中得到的主要级分的平均粒度为22μm。在一台涂布设备中采用ESTA技术将该产品涂布到一块钢板上。在130℃固化后得到平均涂层厚度为35μm的牢固附着的均匀涂层。
实施例2在一个相当于图2的装置中将20kg通常用于制备粉末涂料的甲基丙烯酸缩水甘油酯以136℃的熔体状态加入到1个贮罐中。将5kg作为硬化剂组分的Additol VXL 1381以100℃的熔体状态加入到另一个贮罐中。用计量泵将该粘合剂供入到第一静态混合器(购自Sulzer公司，型号SMX，长度70mm)中。粘合剂的质量流量是10kg／小时，在该第一静态混合器中，作为惰性化合物的二氧化碳与该粘合剂掺混，并至少部分地溶解。通过第一静态混合器后，硬化剂组分以2kg／小时的质量流量加入到由粘合剂和惰性化合物组成的低粘度的溶液／混合物中，所得到的混合物在第二静态混合器中(购自Sulzer公司，型号SMX，长度200mm)中进行充分混合。在该混合器中的温度是123℃。压力是105巴。二氧化碳的质量流量是8．2kg／小时。喷雾塔中的温度是44℃。在经过30分钟的喷雾时间后，从喷雾塔、旋风分离器和超细过滤器抽出的粉化粉末涂料配方的量分别为0．75kg、5．23kg和0．02kg。从旋风分离器回收的主要级分的平均粒度为34μm。用该产品生产的涂布膜的性能与实施例1的膜的性能没有任何差别。
权利要求
1．通过含有一种低分子量惰性化合物的组合物的压力释放使该低分子量惰性化合物释放出来从而制备活性粉末涂料配方的方法，其特征在于通过加热使一种或多种基料树脂和一种或多种基料树脂用硬化剂，或者一种或多种自固化基料树脂，以及，如果希望的话，其它常用的涂料组分一起或分别转变成可流动的形态；在压力下将所述低分子量惰性化合物溶于至少一种所用的基料树脂或硬化剂组分中，这一操作在这些组分与其它组分混合之前进行，或者将其溶于已制备好的混合物中；将整个混合物进行均化0．1秒至5分钟；然后将该包含所有组分的混合物释压，产生冷却作用。
2．按照权利要求1的方法，其特征在于低分子量化合物与粉末涂料配方的质量之比为0．05∶1～8∶1。
3．按照前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于粉末涂料配方与惰性化合物的混合操作是在比该粉末涂料配方在常压下的凝固温度最多低20K至高100K的温度范围内进行的。
4．按照前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于进行混合操作的压力是0．5 MPa～60 MPa。
5．按照前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所述组分与惰性化合物的混合时间少于1分钟。
6．按照前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所述低分子量惰性化合物在混合操作之前溶解在粘度较高的组分中。
7．按照前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所用的基料树脂是聚酯树脂、(甲基)丙烯酸类共聚物、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂和／或硅氧烷树脂。
8．按照权利要求7的方法，其特征在于使用可结晶和／或半结晶基料树脂。
9．按照前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于除了基料树脂和硬化剂外，还使用过喷的粉末涂料。
10．按照权利要求1～8中任何一项的方法，其特征在于基料树脂和硬化剂以过喷的粉末涂料或过喷粉末涂料的混合物的形式使用。
11．按照前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于用二氧化碳作为低分子量惰性化合物。
12．按照前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于它是以粉末涂布工艺的形式进行的，压力释放直接发生在要涂布的基质方向上。
13．由权利要求1～11中任何一项的方法制得的粉末涂料配方。
14．按照权利要求13的粉末涂料配方，它由具有类似于球形的形态、窄的粒度分布和小于100μm的可调节的平均粒度的粒子构成。
全文摘要
本发明涉及一种通过使含有一种低分子量惰性化合物的组合物发生膨胀,使所述低分子量惰性化合物释放出来,从而制造粉末涂料配方的方法。通过加热使一种或几种基料树脂和一种或几种基料树脂用硬化剂,或者一种或几种自硬化树脂,以及任选地,其它常用涂料组分一起或分别转变为可流动的状态。在压力下将低分子惰性化合物在其与其它组分混合之前溶解于至少一种基料树脂或硬化剂组分中,或将其溶解于预制的混合物中。将整个混合物均化,使包含所有组分的混合物膨胀。
文档编号C09D5/46GK1280591SQ98811750
公开日2001年1月17日 申请日期1998年10月29日 优先权日1997年11月12日
发明者P·克罗斯特曼恩, K·马格, D·萨特韦伯, H·U·斯姆罗克, E·韦德纳 申请人:纳幕尔杜邦公司