热固性粉末涂料和涂装品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热固性粉末涂料和涂装品。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于在涂装步骤中排放出少量挥发性有机化合物（V0C)并且在涂装后可 收集并再利用没有附着至被涂装物上的粉末涂料，利用粉末涂料的粉末涂装技术从全球环 境的角度得到关注。因此，各种粉末涂料得到了研究。
[0003] 为了提供具有耐粘着性的球形热固性粉末透明涂装颗粒并获得具有优异平滑性 和充分耐酸性的涂装膜，专利文献1公开了包含丙烯酸类树脂A和丙烯酸类树脂B的球形 热固性粉末透明涂装颗粒，其中（a)(丙烯酸类树脂A的SP值）-(丙烯酸类树脂B的SP值） 为0. 5~1. 5,（b)(丙烯酸类树脂A的Tg)-(丙烯酸类树脂B的Tg)大于或等于10°C，（c) 丙烯酸类树脂A的Tg为40°C~100°C，并且丙烯酸类树脂B的Tg为20°C~50°C，（d)丙烯 酸类树脂A的数均分子量为2, 000~4, 000,并且丙烯酸类树脂B的数均分子量为4, 000~ 10, 〇〇〇,并且（e)丙烯酸类树脂A/丙烯酸类树脂B的固形分重量的比为5/95~50/50,并 且体积平均粒径/数量平均粒径小于或等于2。
[0004] 为了提供利用以化学方式原位形成而无需使用已知的粉碎和/或分级方法的粉 末组合物的粉末涂装方法，专利文献2公开了粉末涂装方法，包括以下步骤：以粉末涂装导 电性表面或该表面上的层，并在该表面上或该层上形成涂层，其中所述粉末通过在水性分 散液中使颗粒凝集合一而产生，并且所述颗粒包含树脂颗粒。
[0005] 为了提供可形成具有优异粘合性和耐溶剂性的固化涂装膜的环氧类或环氧?聚酯 类的固化性粉末涂料组合物，以及进一步提供固化涂装膜的优异机械特性，专利文献3公 开了含有环氧树脂或环氧·聚酯杂化树脂和特定的包合络合物的固化性粉末涂料组合物。
[0006] 为了提供具有充分的低温固化性并且通过湿式制造法获得的热固性粉末涂料，即 使在相对较低温度烘烤并固化该热固性粉末涂料时也赋予涂装膜以高交联密度和高水平 的外观，同时充分防止黄变和发泡，并且适用于淡色彩而不仅仅是浓色彩，专利文献4公开 了通过以下方式获得的热固性粉末涂料：通过将含有有机溶剂的树脂溶液分散在含有水溶 性聚合物的水溶液中来制造悬浮液，将悬浮液的分散相中的有机溶剂蒸馏从而使分散相中 的颗粒固化，并将固化的分散相中的颗粒与悬浮液分离，其中树脂溶液包括：含有环氧基 和封端的异氰酸酯基的丙烯酸类树脂，和作为固化剂的含有羧酸基团或羧酸酐基团的化合 物。
[0007] 为了提供具有高消光效果、改善涂装膜的外观并具有高耐候性的热固性消光粉末 涂料组合物，专利文献5公开了热固性消光粉末涂料组合物，该组合物由含酸基?羟基的聚 酯树脂（a)、含缩水甘油基的丙烯酸类树脂（b)、封端异氰酸酯（c)、含羧基的化合物（d)和 固化催化剂（e)形成，其中含酸基?羟基的聚酯树脂（a)在180°C的熔融黏度为5泊~280 泊，并且含缩水甘油基的丙烯酸类树脂（b)的重均分子量为20, 000~100, 000。
[0008] 为了提供具有优异输送性和结块倾向并且可在低温烘烤条件下固化的粉末涂料 组合物，专利文献6公开了包含第一颗粒和第二颗粒的粉末涂料组合物，第一颗粒由包含 在一个分子中具有两个以上叔异氰酸酯基的封端异氰酸酯化合物和羟值为20~150的 含羟基树脂的涂装膜形成树脂组合物形成，并且第二颗粒的体积平均粒径为〇. 005 μπι~ 0. 5 μ m〇
[0009] 为了提供在使用粉末涂料时可向涂装膜赋予优异的基本特性（如烘烤固化后的 涂装膜的涂装膜强度和表面光滑度）的粉末涂料形成树脂，专利文献7公开了用于粉末涂 料的聚酯树脂（A)，其中多元醇成分（r)和多元羧酸成分（s)在特定的含钛催化剂（a)的存 在下缩聚。
[0010] [专利文献 1] JP-A-2001-106959
[0011] [专利文献 2] JP-A-2005-211900
[0012] [专利文献 3] JP-A-2013-155266
[0013] [专利文献 4] JP-A-2005-343982
[0014] [专利文献 5] JP-A-2002-212499
[0015] [专利文献 6] JP-A-2001-294806
[0016] [专利文献 7] JP-A-2008-174636
【发明内容】
[0017] 本发明的目的是提供一种具有高涂装效率的热固性粉末涂料。
[0018] 上述目的通过以下方式实现。
[0019] 根据本发明的第一方面，提供了一种热固性粉末涂料，所述热固性粉末涂料包 含：
[0020] 热固性树脂；热固化剂；和包含碳原子数为5~20的烷基的金属盐。
[0021] 根据本发明的第二方面，在第一方面的热固性粉末涂料中，所述热固性树脂包含 选自由热固性（甲基）丙烯酸类树脂和热固性聚酯树脂组成的组中的至少一种树脂。
[0022] 根据本发明的第三方面，在第一方面的热固性粉末涂料中，所述金属盐包括包含 碳原子数为5~20的烷基的脂肪酸金属盐。
[0023] 根据本发明的第四方面，在第一方面的热固性粉末涂料中，所述金属盐包括Sn。
[0024] 根据本发明的第五方面，在第一方面的热固性粉末涂料中，相对于所述热固性树 月旨，所述金属盐的含量为〇. 01重量％~2重量％。
[0025] 根据本发明的第六方面，在第一方面的热固性粉末涂料中，体积平均粒径分布指 数GSDv小于或等于1. 50。
[0026] 根据本发明的第七方面，在第一方面的热固性粉末涂料中，体积平均粒径D50v为 1 μ m ~ 25 μ m〇
[0027] 根据本发明的第八方面，在第一方面的热固性粉末涂料中，平均圆形度大于或等 于 0. 96。
[0028] 根据本发明的第九方面，在第二方面的热固性粉末涂料中，所述热固性（甲基）丙 烯酸类树脂的数均分子量为1，〇〇〇~20, 000。
[0029] 根据本发明的第十方面，在第二方面的热固性粉末涂料中，所述热固性聚酯树脂 的酸值和羟值的总和为10mgK0H/g~250mgK0H/g，数均分子量为1，000~100, 000。
[0030] 根据本发明的第十一方面，在第一方面的热固性粉末涂料中，相对于所述热固性 树脂，所述热固化剂的含量为1重量％~30重量％。
[0031] 根据本发明的第十二方面，在第一方面的热固性粉末涂料中，相对于全部树脂，包 含1重量％~70重量％的着色剂。
[0032] 根据本发明的第十三方面，第一方面的热固性粉末涂料还包含被覆有树脂的树脂 被覆部，其中，被覆率为30%~100%。
[0033] 根据本发明的第十四方面，在第十三方面的热固性粉末涂料中，所述树脂被覆部 的厚度为〇· 2 μπι~4 μπι。
[0034] 根据本发明的第十五方面，第一方面的热固性粉末涂料还包含体积平均粒径为 5nm~200nm的外添剂。
[0035] 根据本发明的第十六方面，提供了一种涂装品，所述涂装品涂装有第一方面所述 的热固性粉末涂料。
[0036] 根据本发明的第十七方面，在第十六方面的涂装品中，涂装膜的厚度为30 μm~ 50 μ m〇
[0037] 根据本发明的第一、第六至第八和第十一至第十五方面，通过包含含有具有特定 碳原子数的脂肪族基团的金属盐，提供了具有高涂装效率的热固性粉末涂料。
[0038] 根据本发明的第二、第九和第十方面，可以包含含有具有特定碳原子数的脂肪族 基团的金属盐作为合成热固性聚酯树脂的催化剂。
[0039] 根据本发明的第三方面，与特定金属盐不包括含有具有特定碳原子数的脂肪族基 团的脂肪族金属盐的情况相比，进一步改善了涂装效率。
[0040] 根据本发明的第四方面，与特定金属盐不含有Sn的情况相比，特定金属盐更有效 地发挥了作为热固性聚酯树脂的合成催化剂的功能。
[0041] 根据本发明的第五方面，与相对于热固性树脂的特定金属盐的含量不为0. 01重 量％~2重量％的情况相比，提供了具有更优异涂装效率的热固性粉末涂料。
[0042] 根据本发明的第十六和十七方面，提供了以具有高涂装效率的热固性粉末涂料涂 装的涂装品。
【具体实施方式】
[0043] 下面将详细描述本发明的热固性粉末涂料、其制造方法、涂装品和其制造方法的 示例性实施方式。
[0044] 热固性粉末涂料及其制造方法
[0045] 示例性实施方式的热固性粉末涂料（下文中也称为"粉末涂料"）包括热固性树 月旨、热固化剂和含有碳原子数为5~20的脂肪族基团的金属盐。
[0046] 示例性实施方式的粉末涂料可以是在粉末颗粒中不含有着色剂的透明粉末涂料 (透明涂料）和在粉末颗粒中含有着色剂的着色粉末涂料中的任何一种。
[0047] 在通过喷涂法利用粉末涂料对被涂装表面进行涂装时，通过摩擦生电法或电晕法 在粉末上施加电荷，利用电场使粉末涂料附着在被涂装表面上，并对被涂装表面涂装粉末 涂料。在此情况下，尽可能均匀地在粉末颗粒之间施加电荷可提高涂装效率。例如，不保持 电荷或保持微小量电荷的粉末颗粒具有弱静电力，因此该粉末涂料可能不附着到被涂装物 上。因此，在现有技术的粉末中，涂装效率可能由于相对不均匀的电荷而低下。
[0048] 当使用示例性实施方式的粉末涂料时，涂装效率得到改善。其原因不明，但据认为 如下。
[0049] 由于示例性实施方式的粉末涂料包含含有碳原子数为5~20的脂肪族基团的金 属盐，粉末涂料颗粒的表面在其上存在金属盐时容易保持电荷。因此，不保持电荷或保持微 小量电荷的粉末颗粒的百分比下降。结果，据认为粉末颗粒之间更均匀地保持了电荷，并且 涂装效率得到改善。
[0050] 下面，将详细描述示例性实施方式的粉末涂料。
[0051] 示例性实施方式的粉末涂料包括粉末颗粒。粉末涂料必要时可含有外添剂以改善 流动性。
[0052] 粉末颗粒
[0053] 示例性实施方式的粉末涂料中所含的粉末颗粒的结构没有具体限制。粉末颗粒优 选具有包括芯和用于被覆所述芯部的表面的树脂被覆部的结构，以防止粉末颗粒中可能含 有并且将在下文描述的颜料暴露于粉末颗粒的表面。即，粉末颗粒优选具有芯/壳结构。
[0054] 粉末颗粒的性质
[0055] 从涂装膜的平滑度和粉末涂料的储存性的角度而言，粉末颗粒的体积平均粒径分 布指数GSDv优选小于或等于1. 50,更优选小于或等于1. 40,进而更优选小于或等于1. 30。
[0056] 粉末颗粒的体积平均粒径D50v优选为1 μ m~25 μ m，更优选为2 μ m~20 μ m，进 而更优选为3 μπι~15 μπι，从而可以以少量涂料形成具有高平滑度的涂装膜。
[0057] 从涂装膜的平滑度和粉末涂料的储存性的角度而言，粉末颗粒的平均圆形度优选 大于或等于〇. 96,更优选大于或等于0. 97,进而更优选大于或等于0. 98。
[0058] 此处，利用库尔特 Multisizer II (Beckman Coulter, Inc.制造）并以 IS0T0N-II (Beckman Coulter, Inc.制造）作为电解质测定粉末颗粒的体积平均粒径D50v 和体积平均粒径分布指数GSDv。
[0059] 在测量中，将0. 5mg~50mg的测量样品加入作为分散剂的2ml的表面活性剂（优 选烷基苯磺酸钠）的5%水溶液中。将所获得的材料加入到100ml~150ml电解液中。
[0060] 使用超声分散机对其中悬浮有样品的电解液进行分散处理1分钟，并通过库尔特 Multisizer II，使用孔径为100 μπι的孔隙测量粒径为2 μπι~60 μπι的颗粒的粒径分布。 取样了 50, 000个颗粒。
[0061] 相对于基于所测得的粒径分布分割的粒径范围（通道），从最小直径侧绘制体积 累积分布。将累积百分比为16%时的粒径定义为对应于体积粒径D16v，而将累积百分比变 为50%时的粒径定义为对应于体积平均粒径D50v。另外，将累积百分比为84%时的粒径定 义为对应于体积粒径D84v。
[0062] 将体积平均粒径分布指数（GSDv)计算为（D84v/D16v)1/2。
[0063] 粉末颗粒的平均圆形度通过使用流动型颗粒图像分析仪"FPIA-3000 (由Sysmex Corporation制造）"测得。具体而言，将0· lml~0· 5ml作为分散剂的表面活性剂（烷基 苯磺酸盐）添加到l〇〇ml~150ml通过预先除去作为固体物质的杂质而获得的水中，并进 而向其添加〇. lg~〇. 5g测量样品。使用超声分散设备对其中分散有测量样品的悬浮液进 行分散处理1分钟~3分钟，使分散液的浓度为3, 000/ μ 1~10, 000/ μ 1。对于该分散液， 通过使用使用流动型颗粒图像分析仪测量粉末颗粒的平均圆形度。
[0064] 此处，粉末颗粒的平均圆形度