Композиция термоотверждаемого порошкового покрытия

Композиция термоотверждаемого порошкового покрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к термоотверждаемому порошковому покрытию, способу его получения, использованию композиции порошкового покрытия для нанесения ее на подложку, подложке, покрытой композицией порошкового покрытия, и способу нанесения покрытия на подложку с использованием композиции порошкового покрытия.

EP 0844286 A1 раскрывает композицию порошкового покрытия двойного отверждения термического и ультрафиолетом, которая является композицией твердых частиц, содержащей смесь из:

a) пленкообразующей смолы;

b) второй смолы, сополимеризуемой с указанной основной смолой;

c) фотоинициатора; и

d) термоинициатора.

JP 55 027423 А раскрывает композицию, содержащую (а) 100 частей масс. ненасыщенных сложных полиэфиров, твердых при комнатной температуре; (b) <1 части масс. по металлу Pb (соединение) или Mn (соединение); и (c) <5 частей масс. радикального инициатора.

EP 0957141 A1 раскрывает низкотемпературную смесь порошка (A) и порошка (B), в которой, по меньшей мере, порошок (A) содержит ненасыщенную полиэфирную смолу и инициатор свободнорадикальной полимеризации для инициирования полимеризации ненасыщенных полиэфирных смол в композициях порошковых покрытий, и порошок (B) содержит ускоритель полимеризации.

Как показано в статье "Краткий обзор мирового рынка порошковых покрытий (Overview of the powder coatinogs market worldwide)" G. Maggiore in Pitture e Vernice Europe 1/92, стр. 15-22 и лекции D. Richart "Порошковое Покрытие: Развитие сегодня, будущие тенденции" (Waterborae, High-Solids and Powder Coatings Symposium, February 22-24, 1995), все еще продолжается поиск композиций порошковых покрытий, которые могут быть отверждены с небольшим термическим напряжением в подложке и которые, следовательно, являются подходящими для использования на термочувствительных подложках, таких как, например, древесина и пластмасса.

Помимо потребности в композиции порошкового покрытия, которое может быть отверждено при низкой температуре, также существует потребность в том, чтобы такая композиция порошкового покрытия еще могла быть переработана в экструдере.

Поэтому есть потребность в композиции порошкового покрытия, которая совмещает способность отверждаться в приемлемой степени при отверждении при низкой температуре, например не более 130°C с хорошей перерабатываемостью в экструдере. Такие композиции порошкового покрытия были бы весьма подходящими не только при использовании для теплостойких подложек, но и в особенности также для термочувствительных подложек

Кроме того, существует потребность в однокомпонентной композиции порошкового покрытия в противоположность двухкомпонентной композиции порошкового покрытия, поскольку однокомпонентная композиция порошкового покрытия может обеспечить покрытия с лучшими свойствами, такими как, например, внешний вид, стойкость к ацетону, ударная прочность и т.д.

Поэтому целью настоящего изобретения является создание однокомпонентной термоотверждаемой композиции порошкового покрытия, которая легко перерабатывается в экструдере и которая может быть отверждена до приемлемой степени при отверждении при низких температурах, например менее 130°C.

Эта цель достигается однокомпонентной термоотверждаемой композицией порошкового покрытия, содержащей смолу, содержащую реакционноспособную ненасыщенность, и в которой вся указанная реакционноспособная ненасыщенность является двойными связями углерод-углерод, соединенными непосредственно с электроноакцепторной группой, систему термического инициирования, содержащую катализатор на основе переходного металла и пероксид, причем пероксид выбран из группы пероксиэфиров, монопероксикарбонатов и их смесей, и совместный сшивающий агент, выбранный из группы простых виниловых эфиров, сложных виниловых эфиров, виниламидов, итаконатов, енаминов и их смесей.

Дополнительным преимуществом композиции настоящего изобретения может быть приемлемая текучесть.

Реологические характеристики (текучесть) композиций порошковых покрытий на подложке могут быть определены сравнением текучести покрытия на PCI панелях для определения текучести порошковых покрытий (ACT Test Panels Inc) с толщиной покрытия около 60 мкм. Текучесть оценивается от 1 до 10, где 1 представляет самое грубое покрытие и 10 представляет покрытие с лучшей текучестью.

Легкая перерабатываемость в экструдере означает, что композиция порошкового покрытия может быть экструдирована с формированием экструдата, без образования гелевых частиц, предпочтительно без образования геля.

Отверждение до приемлемой степени' означается, что порошковое покрытие при отверждении при температуре не более 130°C, например не более 20, предпочтительно в течение не более 15 минут, выдерживает, по меньшей мере, 50 двойных шагов при истирании в ацетоне (ADR).

В целях изобретения под стойкостью к ацетону с двойным шагом при испытании на истирание (ADR) понимается одно движение вперед и назад по поверхности покрытия, с толщиной около 60 мкм с использованием хлопковой ткани, пропитанной в ацетоне, причем хлопковая ткань покрывает головку молотка весом 980 граммов, и с площадью поверхности контакта с покрытием 2 см². Каждые 20 шагов ткань пропитывают в ацетоне. Измерение продолжают до удаления покрытия (и регистрируют полученное число ADR) или до достижения 100 ADR.

Предпочтительно, покрытие, полученное из композиции порошкового покрытия настоящего изобретения, выдерживает, по меньшей мере, 60 ADR, например, по меньшей мере, 70 ADR, по меньшей мере, 80 ADR, по меньшей мере, 90 ADR или, по меньшей мере, 100 ADR, когда композиция покрытия нанесена на подложку, например, на алюминиевую подложку (панель ALQ) и отверждена при температуре не более 130°C в течение не более 20, более предпочтительно не более 15 минут.

Термоотверждаемость в рамках настоящего изобретения означает, что отверждение композиции порошкового покрытия может быть произведено нагревом. Система термического инициирования присутствует в композиции настоящего изобретения, чтобы сделать это термоотверждение возможным. Преимущество термоотверждения в том, что за одну стадию процесса нагревания композиция порошкового покрытия без использования дополнительного оборудования, например оборудования, генерирующего УФ свет или ускоренные электроны, порошковое покрытие может быть расплавлено и отверждено на подложке, тогда как при радиационном отверждении композиции порошкового покрытия на подложке необходимы две стадии, чтобы расплавить и отвердить порошковое покрытие на подложке. В таких двух стадиях радиационного отверждения сначала композиция порошкового покрытия расплавляется на подложке с использованием нагрева, после чего ее отверждают с использованием облучения УФ или электронным пучком. Термоотверждение особенно желательно для покрытия трехмерных объектов.

Предпочтительно композицию порошкового покрытия настоящего изобретения отверждают при температуре 60-130°C. Более предпочтительно, температура отверждения составляет, по меньшей мере, 65°C, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 70°C, например, по меньшей мере, 75°C, например, по меньшей мере, 80°C. Более предпочтительно температура отверждения составляет не более 125°C, еще более предпочтительно не более 120°C, в частности не более 115°C, в особенности, не более 110°C, например, не более 105°C или, например, не более 100°C. В особых случаях, например для подложек, которые более термочувствительны, может быть предпочтительным отверждать композицию порошкового покрытия при еще более низкой температуре, например при температуре менее 100°С, менее 95°C, менее 90°C или даже менее 85°C.

“Композиция порошкового покрытия” означает композицию, которая может быть нанесена на подложку в виде сухого (без растворителя или другого носителя) тонкоизмельченного твердого вещества, которое при расплавлении и растекании образует непрерывную пленку, которая адгезионно присоединяется к подложке.

Количество катализатора и пероксидов вычисляют на основе количества смолы и совместного сшивающего агента (система смолы) в композиции порошкового покрытия. Другими словами, для вычисления количества пероксида, система смолы определена как смола, содержащая реакционноспособную ненасыщенность плюс совместный сшивающий агент, исключая обычные добавки композиций порошковых покрытий, подобные пигментам, наполнителям и т.д.

Смола содержит реакционноспособную ненасыщенность, в которой вся указанная реакционноспособная ненасыщенность является двойными связями углерод-углерод, соединенными непосредственно с электроноакцепторной группой. Реакционноспособная ненасыщенность означает, что двойные связи углерод-углерод, соединенные непосредственно с электроноакцепторной группой, являются реакционноспособными по отношению к радикалам, образованным термоинициатором. Для избежания неправильного толкования реакционноспособная ненасыщенность не включает ароматические кольца.

Примеры подходящих смол включают сложные полиэфиры, полиакрилаты (=акриловые смолы), полиуретаны, эпоксидные смолы, полиамиды, полиэфирамиды, поликарбонаты, полимочевины и т.д., так же? как их смеси. Предпочтительно смола является сложным полиэфиром.

Реакционноспособная ненасыщенность (двойные связи углерод-углерод, соединенные непосредственно с электроноакцепторной группой) может находиться в основной цепи смолы, боковой цепи (основной цепи) смолы, в качестве концевой группы смолы или в комбинации этих положений.

В композиции порошкового покрытия настоящего изобретения используются предпочтительно смолы с реакционноспособной ненасыщенностью на основе фумаровой кислоты, малеиновой кислоты, итаконовой кислоты, акриловой кислоты и/или метакриловой кислоты, более предпочтительно смолы с реакционноспособной ненасыщенностью на основе фумаровой и/или малеиновой кислот. Примеры того, как ввести реакционноспособную ненасыщенность в смолу, описаны далее.

Сложные полиэфиры обычно являются продуктами поликонденсации полиспиртов и поликарбоновых кислот.

Примеры поликарбоновх кислот, которые могут использоваться при получении сложного полиэфира, включают изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, гексагидротерефталевую кислоту, 2,6-нафталиндикарбоновую кислоту и 4,4'-оксибисбензойную кислоту, 3,6-дихлорфталевую кислоту, тетрахлорфталевую кислоту, тетаргидрофталевую кислоту, гексагидротерефталевую кислоту, гексахлорэндометилентетрагидрофталевую кислоту, эндометилентетрагидрофталевую кислоту, фталевую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, декандикарбоновую кислоту, адипиновую кислоту, янтарную кислоту и тримеллитовую кислоту. Эти пояснительные кислоты могут быть использованы в форме кислоты или при возможности в форме их ангидридов, ацилхлоридов или эфиров низших алкилов. Также могут быть использованы смеси кислот. Кроме того, могут быть использованы гидроксикарбоновые кислоты и лактоны. Примеры включают гидроксипивалевую кислоту и е-капролактон.

Полиспирты, в частности диолы, могут реагировать с карбоновыми кислотами или их аналогами, как описано выше, чтобы получить сложный полиэфир. Примеры полиспиртов включают алифатические диолы, например этиленгликоль, пропан-1,2-диол, пропан-1,3-диол, бутан-1,2-диол, бутан-1,4-диол, бутан-1,3-диол, 2,2-диметилпропан-1,3-диол (неопентилгликоль), гексан-2,5-диол, гексан-1,6-диол, 2,2-бис-(4-гидроксициклогексил)-пропан (гидрированный бисфенол-А), 1,4-диметилолциклогексан, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль и 2,2-бис[4-(2-гидроксиэтокси)-фенил]пропан, гидроксипивалат неопентилгилколя и 4,8-бис-(гидроксиметил)трицикло[5,2,1,0]декан (=трициклодекандиметилол) и 2,3-бутендиол.

Трифункциональные или более функциональные спирты (в общем: полиолы) или кислоты могут быть использованы для получения разветвленных сложных полиэфиров. Примерами подходящих полиолов и поликислот являются глицерин, гексантриол, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритритол и тримеллитовая кислота.

Монофункциональные кислоты, например пара-трет-бутилбензойная кислота, бензойная кислота, мета-толуиловая кислота, коричная кислота, кротоновая кислота могут быть использованы для блокировки цепи полимера.

Смола в композиции порошкового покрытия настоящего изобретения предпочтительно является сложным полиэфиром, полученным, по меньшей мере, из следующих мономеров: терефталевой кислоты, неопентилгликоля и/или пропиленгликоля. Для разветвления в сложном полиэфире может присутствовать триметилолпропан.

Сложные полиэфиры могут быть получены традиционными, общеизвестными способами полимеризации этерификацией и/или переэтерификацией или этерификацией и/или переэтерификацией с использованием катализатора. Например, при необходимости могут быть использованы традиционные катализаторы этерификации, такие как, например, бутилхлордигидроксид олова, дибутилоловооксид, тетрабутилтитанат или бутилоловянная кислота. Примером количества этих используемых катализаторов этерификации обычно является около 0,1 % масс. по отношению к общей массе сложного полиэфира.

Условия приготовления сложного полиэфира и отношение COOH/OH могут быть выбраны таким образом, чтобы кислотное число или гидроксильное число конечных получаемых продуктов находились в пределах заданного диапазона величин.

Вязкость полиэфирной смолы предпочтительно находится в диапазоне 2-30 Па·с, измеренная при 160°C с использованием способа, описанного в заявке.

Смола также быть может полиакрилатом, также известным как акриловая смола. Обычно акриловая смола основана на алкильных эфирах (мет)акриловой кислоты необязательно в комбинации со стиролом. Эти алкильные эфиры (мет)акриловой кислоты могут быть заменены (мет)акриловой кислотой с гидроксильными или глицидильными функциональными группами. Примеры алкильных эфиров (мет)акриловой кислоты включают, например, этил(мет)акрилат, изопропил(мет)акрилат, n-бутил(мет)акрилат, n-пропил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат, этилгексилакрилат, циклогексил(мет)акрилат и их смеси.

Для получения акриловой смолы с гидроксильными функциональными группами, акриловая смола содержит (мет)акриловую кислоту с гидроксильными функциональными группами предпочтительно в комбинации с алкильными эфирами (мет)акриловой кислоты. Примеры эфиров (мет)акриловой кислоты с гидроксильными функциональными группами включают гидроксиэтил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат и т.д.

Для получения акриловой смолы с глицидильными функциональными группами акриловая смола содержит эфиры (мет)акриловой кислоты с глицидильными функциональными группами предпочтительно в комбинации с алкильными эфирами (мет)акриловой кислоты. Примеры эфиров (мет)акриловой кислоты с глицидильными функциональными группами включают глицидилметакрилат и т.д.

Очевидно, что также возможно синтезировать акриловые смолы и с гидроксильными и с глицидильными функциональными группами.

Полиуретаны могут быть получены, например, с использованием традиционной, общеизвестной реакции полиприсоединения (поли)изоцианата с (поли)спиртом в присутствии при необходимости катализатора и других добавок.

Например, при необходимости могут быть использованы традиционные катализаторы, такие как, например, третичные амины или металлоорганические соединения, такие как, например, трис(2-этилгексаноат) монобутилолова, тетрабутилтитанат или дилаурат дибутилолова. Примером количества этих используемых катализаторов обычно является около 0,01% масс. по отношению к общей массе смолы.

Примерами (поли)спиртов, которые могут быть использованы при получении полиуретанов, являются те же, что могут быть использованы при получении сложного полиэфира.

Примеры изоцианатов, которые могут быть использованы при получении полиуретанов, включают, но не ограничены диизоцианатами, например толуол-2,4-диизоцианат, толуол-2,6-диизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат, 2,4'-дифенилметандиизоцианат, 2,2'-дифенилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, 5-изоцианато-1-(изоцианатометил)-1,3,3-триметилциклогексан (изофорондиизоцианат), m-тетраметилксилолдиизоцианат, дициклогексилметан-4,4'-диизоцианат, нафталин-1,5-диизоцианат или 1,4-диизоцианатобензол; и триизоцианаты, например трифенилметан-4,4',4''-триизоцианат.

Смола также может быть полиэпоксидом, также известным как эпоксидная смола. Эпоксидные смолы могут быть получены, например, из фенольных соединений в комбинации с эпихлоргидринами, приводящими к эпоксидным смолам, подобным, например, диглицидиловому эфиру бисфенола А, который коммерчески доступен как Epicote™1001 или Novolac epoxide.

Полиамиды могут быть получены, например, реакцией поликонденсации диамина и дикарбоновой кислоты.

Дикарбоновые кислоты могут быть разветвленными, нелинейными или линейными. Примерами подходящих дикарбоновых кислот являются, например, фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, 1,4-циклогександикарбоновая кислота, нафталин-2,6-дикарбоновая кислота, циклогександиуксусная кислота, дифенил-4,4'-дикарбоновая кислота, фениленди(оксиуксусная кислота), себациновая кислота, янтарная кислота, адипиновая кислота, глутаровая кислота и/или азелаиновая кислота.

Примеры подходящих алифатических диаминов включают, например, изофорондиамин, 1,2-этилендиамин, 1,3-пропилендиамин, 1,6-гексаметилендиамин, 1,12 додецилендиамин, 1,4-циклогексанбисметиламин, пиперазин, р-ксилилендиамин и/или m-ксилилендиамин. Полиамид также может быть разветвленным с использованием разветвленных компонентов. Подходящие примеры разветвленных компонентов включают амины, например ди-алкилен-триамины, такие как, например, ди-этилен-триамин или ди-гексаметилен-триамин; ди-алкилен-тетрамины или ди-алкилен-пентамины; кислоты, например, 1,3,5-бензолтрикарбоновая кислота, тримеллитовый ангидрид или пиромеллитовый ангидрид; и многофункциональные аминокислоты, такие как, например, аспарагиновая кислота или глутаминовая кислота.

Амиды сложного полиэфира являются смолами, содержащими и сложноэфирные связи (как в сложном полиэфире), и амидные связи (как в полиамиде), и могут быть получены, например, из моно-, ди-, три- или полифункциональных мономеров, таких как мономеры с функциональными группами карбоновых кислот, мономеры с гидроксильными функциональными группами, мономеры с функциональными аминогруппами и/или мономеры с комбинацией любых из этих функциональных групп.

В принципе может быть использован любой твердый поликарбонат с гидроксильными функциональными группами. Гидроксифункциональные поликарбонаты коммерчески доступны из различных источников.

Полимочевины могут быть получены, например, с использованием традиционных, общеизвестных реакций полиприсоединения (поли)изоцианата с (поли)амином в присутствии при необходимости катализатора и других добавок, подобных тем, что описаны выше для полиуретанов. Подходящие (поли)амины для получения полимочевин включают те, что проиллюстрированы выше для полиамидов. Подходящие (поли)изоцианаты для получения полимочевин включают те, что проиллюстрированы выше для полиуретанов.

Реакционноспособная ненасыщенность может быть встроена в основную цепь смолы, например, взаимодействием мономера с гидроксильной функциональной группой (например, полиспирты, упомянутые выше) с ненасыщенной карбоновой кислотой или ангидридом, такими как, например, фумаровая кислота, малеиновая кислота, цитраконовая кислота, итаконовая кислота или мезаконовая кислота.

Смолы, где можно встроить реакционноспособную ненасыщенность в основную цепь, взаимодействием мономера с гидроксильной функциональной группой с ненасыщенной карбоновой кислотой, являются, например, сложными полиэфирами.

Кроме того, реакционноспособная ненасыщенность может быть связана с боковой группой смолы взаимодействием боковой эпоксидной функциональной группы смолы, например акрилата, с глицидильной функциональной группой, с ненасыщенной карбоновой кислотой, такой как, например, метакриловая кислота или акриловая кислота или моноэфиры фумаровой кислоты, малеиновой кислоты, цитраконовой кислоты, итаконовой кислоты или мезаконовой кислоты, предпочтительно с метакриловой или акриловой кислотой.

Кроме того, реакционноспособная ненасыщенность может быть связана с боковой группой смолы, взаимодействием боковой гидроксильной функциональной группы смолы, например, акрилата с гидроксильной функциональной группой, с ненасыщенной карбоновой кислотой, такой как, например, метакриловая кислота или акриловая кислота, или ненасыщенного ангидрида карбоновой кислоты, такого как, например, ангидриды итаконовой кислоты, малеиновой кислоты или цитраконовой кислоты.

Также можно связать реакционноспособную ненасыщенность с концевой (или концевыми) группами смолы, например, взаимодействием с концевыми функциональными гидроксильной, эпоксидной или аминогруппами с ненасыщенной карбоновой кислотой, такой как, например, фумаровая кислота, малеиновая кислота, цитраконовая кислота, итаконовая кислота, мезаконовая кислота или их моноэфиры, метакриловая кислота или акриловая кислота, предпочтительно с метакриловой или акриловой кислотой. Таким образом, смола с гидроксильной, амино или глицидильной концевой группой может реагировать с такими карбоновыми кислотами.

Кроме того, или альтернативно, смолы с гидроксильными или аминофункциональными группами могут быть модифицированы соединениями с гидроксильными функциональными группами, содержащими реакционноспособную ненасыщенность, по реакции с диизоцианатом, образующей уретановую и/или мочевинную связь. Эта модификация может быть проведена и на боковых гидроксильных группах и на концевых гидроксильных группах.

Иногда небольшое количество ингибитора также присутствует в ходе этерификации для предотвращения потери ненасыщенности из-за возможного присутствия пероксидов в гликолях и неустойчивости из-за температур этерификации.

Масса на двойную связь (WPU) смолы, определенная с использованием ¹Н-ЯМР обычно составляет менее 7500, предпочтительно менее 1500, например менее 1150, или менее 1100, или менее 1000 г/моль, и/или предпочтительно более 100, более предпочтительно более 250 г/моль, например более 500 г/моль.

WPU может быть определена, например, с использованием ¹Н-ЯМР, например, как описано в Journal of Applied Polymer Science, Vol. 23, 1979, pp. 25-38, полное раскрытие которого тем самым включено ссылкой, или способом, представленным в экспериментальной части описания. В способе в экспериментальной части массу на двойную связь (WPU) определяют по ¹Н-ЯМР на 300 MHz Varian ЯМР-спектрометре с использованием пиразина в качестве внутреннего стандарта или WPU определяют теоретически делением Мп на количество двойных связей, добавленных во время синтеза смолы и/или совместного сшивающего агента.

В случае аморфной смолы температура стеклования (Tg) смолы составляет предпочтительно, по меньшей мере, 20°C, более предпочтительно, по меньшей мере, 25°C. Предпочтительно смола является сложным полиэфиром с Tg, по меньшей мере, 40, предпочтительно, по меньшей мере, 45°C и/или Tg не более 65°C, предпочтительно не более 60°C, например не более 55°C или не более 50°C.

Количество кислотных групп в смоле определяют титрованием КОН групп кислоты/ангидрида. Количество кислотных групп выражают в виде кислотного числа (AV) в мг KOH/г смолы.

Количество гидроксильных групп в смоле определяют титрованием уксусным ангидридом гидроксильных групп и обратным титрованием КОН. Количество гидроксильных групп выражают в виде гидроксильного числа (OH-число или OHV) в мг КОН, расходуемого на г смолы.

Смолу классифицируют как с кислотными функциональными группами в случае, если гидроксильное число ниже, чем кислотное число. В случае если необходима смола с карбоксильными функциональными группами, гидроксильное число смолы обычно ниже 10 мг КОН на г смолы.

Смолу классифицируют как гидроксифункциональную в случае, если кислотное число ниже, чем гидроксильное число. В случае если необходима смола с гидроксильными функциональными группами, кислотное число смолы обычно ниже 10 мг КОН на г смолы.

Гидроксильное число смолы в композиции порошкового покрытия настоящего изобретения обычно находится в диапазоне 0-70 мг КОН на г смолы.

Желательно получать смолу, предпочтительно сложный полиэфир, с кислотным числом менее 10, предпочтительно менее 5 мг KOH на г смолы в случае, если используется простой виниловый эфир или сложный виниловый эфир как совместный сшивающий агент в композиции порошкового покрытия настоящего изобретения. В случае если используется совместный сшивающий агент, отличный от простого винилового эфира или сложного винилового эфира, кислотное число смолы, предпочтительно сложного полиэфира, может составлять 0-250, например 0-60 мг КОН на г смолы.

Среднечисленная молекулярная масса (Mn) смолы в принципе не критична и может, например, составлять 1000-20000 Да. Предпочтительно Mn смолы составляет, по меньшей мере, 1500 Да, например, по меньшей мере, 2000 Да и/или предпочтительно не более 8000, например не более 4000 Да в случае аморфной смолы и/или предпочтительно не более 15000 Да в случае кристаллической смолы. Смола предпочтительно является сложным полиэфиром, со среднечисленной молекулярной массой (Mn) в диапазоне 1500-8000, например в диапазоне 2100-4000 Да.

В соответствии с использованием в описании термин система термического инициирования означает систему, которая вызывает радикальную полимеризацию.

Отверждение композиции порошкового покрытия согласно изобретению может быть выполнено нагревом; то есть композиция порошкового покрытия является термоотверждаемой. Термоинициатор в системе термического инициирования после нагрева дает (свободные) радикалы, способные начать полимеризацию реакционноспособной ненасыщенности в смоле в комбинации с ненасыщенными группами совместного сшивающего агента или с полимеризацией реакционноспособной ненасыщенности в смолах.

Катализатор на основе переходного металла может быть выбран из группы солей переходного металла, комплексов переходного металла и их смесей. Переходные металлы являются элементами с атомными номерами 21-79. В химии и физике атомны

й номер (также известный как протонное число) является числом протонов, находящихся в ядре атома. Его традиционно представляют символом Z. Атомное число однозначно определяет химический элемент. В атоме с нейтральным зарядом атомное число равно числу электронов. Примерами подходящих катализаторов на основе переходного металла являются соли и комплексы следующих переходных металлов: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, W, и т.д., предпочтительно Mn, Fe, Co или Cu. По экологическим соображениям более предпочтительно использовать Cu, Fe или Mn.

Часть соли или комплекса катализаторов на основе переходного металла предпочтительно является органической, например соли органических кислот переходного металл или их производные, например карбоксилаты переходного металла или ацетилацетонаты переходного металла, например может быть использован этилгексаноат переходного металла. Если используется соединение меди, оно может быть, например, в виде соли меди⁺ или соли меди²⁺. Если используется соединение марганца, оно может быть, например, в виде соли марганца²⁺ или соли марганца³⁺. Если используется соединение кобальта, оно может быть, например, в форме соли кобальта²⁺.

Оптимальное количество катализатора на основе переходного металла зависит от выбора переходного металла и пероксиэфира или монопероксикарбоната, но легко может быть определено специалистом в данной области техники обычным экспериментированием. Обычно количество катализатора на основе переходного металла может быть выбрано в диапазоне 0,00001-25 ммоль катализатора на основе переходного металла/кг системы смолы.

Предпочтительно, пероксид представляет собой пероксиэфир или монопероксикарбонат формулы (1)

где R¹, R² и R³ каждый независимо обозначает алкил, и где X обозначает R⁴ или OR⁴, где R⁴ обозначает алкил, арил или олигомер, или полимер.

Предпочтительно, R¹, R² и R³ каждый независимо обозначает алкил с 1-6 С-атомами, более предпочтительно метил или этил. Наиболее предпочтительно, пероксидом является соединение формулы (1), где R¹ является метилом, R² является метилом и R³ является этилом или метилом. Пероксид предпочтительно является t-бутилпероксибензоатом, t-бутилперокси-2-этилгексаноатом, t-амилперокси(2-этил)гексаноатом или t-бутилперокси-2-этилгексилкарбонатом.

Предпочтительно R⁴ обозначает арил с 6-20 С-атомами, предпочтительно R⁴ обозначает фенил, или R⁴ обозначает алкил с 1-20 С-атомами, более предпочтительно алкил с 6-12 С-атомами.

Пероксиэфиры и/или монопероксикарбонаты формулы (1), подходящие для использования в композиции настоящего изобретения, являются пероксидами, которые способны к инициированию реакции радикальной сшивки с реакционноспособной ненасыщенностью в смоле, которая присутствует в композиции порошкового покрытия.

Примеры перэфиров включают трет-бутилпероксибензоат (Trigonox С), трет-бутилпероксиацетат (Trigonox F-C50), трет-амилпероксибензоат (Trigonox 127), трет-амилпероксиацетат (Trigonox 133-СК60), трет-бутил-2-этилгексаноат (Trigonox 2IS), трет-бутилпероксидиэтилацетат (Trigonox 27), ди-трет-бутилпероксипивалат (Trigonox 25-С75), трет-бутилпероксинеогептаноат (Trigonox 257-С75) и кумилпероксинеодеканоат (Trigonox 99-С75). Примеры моноперкарбонатов включают трет-бутилперокси-2-этилгексилкарбонат (Trigonox 117), трет-бутилпероксиизопропилкарбонат (Trigonox BPIC75) и трет-амилперокси-2-этилгексилкарбонат (Trigonox 131). Нужно отметить, что Trigonox является торговой маркой Akzo Nobel.

Конечно, также можно использовать смеси пероксидов формулы (1) в композиции порошкового покрытия изобретения.

Оптимальное количество пероксида формулы (1) зависит от выбора переходного металла и пероксиэфира или монопероксикарбоната, но легко может быть определено специалистом в данной области техники обычным экспериментированием. Обычно, количество пероксида формулы (1) оставляет, по меньшей мере, 1 ммоль пероксида/кг системы смолы, предпочтительно, по меньшей мере, 10, более предпочтительно, по меньшей мере, 25 ммоль пероксида/кг системы смолы. Обычно, количество пероксида формулы (1) составляет не более 1000, предпочтительно не более 500, например не более 250 или не более 200 ммоль пероксида/кг системы смолы.

Количество термической системы инициирования предпочтительно выбрано так, чтобы при нанесении композиции порошкового покрытия на подложку и отверждении при температуре 130°C в течение 20 минут, получаемое покрытие выдерживало, по меньшей мере, 50 двойных шагов при истирании с ацетоном, предпочтительно 70 двойных шагов при истирании с ацетоном. Способ определения стойкости к истиранию в ацетоне описан в заявке.

Композиция настоящего изобретения содержит совместный сшивающий агент, выбранный из группы простых виниловых эфиров, сложных виниловых эфиров, виниламидов, итаконатов, енаминов и их смесей, предпочтительно из группы простых виниловых эфиров, сложных виниловых эфиров и их смесей.

Простой виниловый эфир является мономером, олигомером или полимером, с фрагментами простого винилового эфира (см. формулу (2) в таблице 1). Совместный сшивающий агент в композиции порошкового покрытия настоящего изобретения является, например, простым виниловым эфиром. Примеры жидких простых виниловых эфиров включают простые виниловые эфиры с моно(спиртовой)функциональной группой, например этилвиниловый эфир, 4-гидроксибутилвиниловый эфир, 2-гидроксиэтилвиниловый эфир, моновиниловый эфир диэтиленгликоля или 4-(гидроксиметил)циклогексилметилвиниловый эфир (1,4-циклогександиметанол виниловый эфир); простые виниловые эфиры с двумя спиртовыми функциональными группами, такие как, например, бутандиолдивиниловый эфир, диэтиленгликольдивиниловый эфир, триэтиленгликольдивиниловый эфир, тетраэтиленгликольдивиниловый эфир, поли-THF™ 290-дивиниловый эфир, гександиолдивиниловый эфир, 1,4-циклогександиметанолдивиниловый эфир; простые виниловые эфиры с тремя спиртовыми функциональными группами, например триметилолпропантривиниловый эфир, 1,2,4-тривинилциклогексан; и простые виниловые эфиры с одной функциональной аминогруппой, например 3-аминопропилвиниловый эфир.

Например, простой виниловый эфир может быть получен из диметилового эфира и гидроксифункционального простого винилового эфира при формировании простого-сложного винилового эфира.

Примеры аморфных или полукристаллических простых виниловых эфиров включают простой виниловый эфир уретанов, простой виниловый эфир сложного полиэфира уретанов, простой виниловый эфир мочевины и простой виниловый эфир сложного полиэфира мочевины. Сложная полиэфирная часть винилового эфира уретана обычно является продуктом поликонденсации полиспиртов и поликарбоновых кислот и может иметь те же мономеры и может быть синтезирована аналогично синтезу сложных полиэфиров, как описано выше. Сложная полиэфирная часть винилового эфира уретана может быть насыщенной или ненасыщенной и может быть подобна смоле.

Для получения простого винилового эфира уретана, изоцианат может взаимодействовать с гидроксифункциональным простым виниловым эфиром и/или многоатомным спиртом. Для получения сложного полиэфира простого винилового эфира уретана, изоцианат может взаимодействовать с гидроксифункциональным простым виниловым эфиром и гидроксифункциональным сложным полиэфиром (например, сложным полиэфиром, как описано выше). Эти реакции относятся к типичной, общеизвестной реакции полиприсоединения (поли)изоцианата и (поли)спирта в присутствии при необходимости катализатора и других добавок. Некоторые примеры катализаторов, других добавок, полиспиртов и изоцианатов приведены в описании (см. например, часть, относящуюся к полиуретанам).

Примеры простых виниловых эфиров также включают простой виниловый эфир сложных полиэфиров, который, например, может быть получен из полиэфиров с кислотной функциональной группой (например, как представлены в описании) с гидроксифункциональными простыми виниловыми эфирами (например, как представлены в описании). Конечно, также можно получить простой виниловый эфир сложных полиэфиров переэтерификацией гидроксифункциональных или алкилфункциональных полиэфиров гидроксифункциональными простыми виниловыми эфирами.

Сложный виниловый эфир является мономером, олигомером или полимером с фрагментом сложного винилового эфира (см. формулу (3) в таблице 1). Примеры сложных виниловых эфиров включают монофункциональные сложные виниловые эфиры, например виниловый эфир стеариновой кислоты, виниловый эфир пальмитиновой кислоты, виниловый эфир бензойной кислоты, виниловый эфир лауриновой кислоты, виниловый эфир капроновой кислоты, виниловый эфир пивалевой кислоты, виниловый эфир олеиновой кислоты, виниловый эфир метакриловой кислоты, виниловый эфир каприновой кислоты, виниловый эфир бромуксусной кислоты, виниловый эфир миристиновой кислоты, виниловый эфир валериановой кислоты, виниловый эфир пеларгоновой кислоты, виниловый эфир энантовой кислоты, виниловый эфир фенилуксусной кислоты, (ди)виниловый эфир малеиновой кислоты, виниловый эфир ундекановой кислоты, виниловый эфир йодуксусной кислоты, виниловый эфир 2-нафтойной кислоты, виниловый эфир 3-хлормасляной кислоты, виниловый эфир 4-хлормасляной кислоты и виниловый эфир 2-хлормасляной кислоты; дифункциональные сложные виниловые эфиры, такие как, например, дивиниловый эфир адипиновой кислоты, дивиниловый эфир фумаровой кислоты, дивиниловый эфир себационовой кислоты, дивиниловый эфир фталевой кислоты и дивиниловый эфир терефталевой кислоты; и полифункциональные сложные виниловые эфиры, например тривиниловый эфир тримеллитовой кислоты.

Виниламид является мономером, олигомером или полимером с фрагментом виниламида (см. формулу (4) в таблице 1).

Итаконат является мономером, олигомером или полимером с фрагментом итаконата (см. формулу (5) в таблице 1). Примеры жидких итаконатов включают диэтилитаконат, дибутилитаконат и т.д. Примеры твердых итаконатов включают диметилитаконат. Примеры аморфных итаконатов являются теми, что п