Порошкообразная кроющая композиция

Порошкообразная кроющая композиция

Реферат

Настоящее изобретение предлагает порошкообразные кроющие композиции. Более конкретно, настоящее изобретение предлагает порошкообразные кроющие композиции, подходящие для нанесения на металлические подложки для придания устойчивости к коррозии и отслаиванию.

Стальные спиральные рессоры и, в частности, имеющие высокую прочность при растяжении стальные спиральные рессоры, в колесных сборках автомобилей и других транспортных средствах эксплуатируются в очень жестких условиях. Высокопрочные стальные спиральные рессоры являются чувствительными к царапинам и зарубкам и, таким образом, нуждаются в защите от повреждений при ударах вылетающих камней и частиц гравия в процессе езды по мощеным и грунтовым дорогам. Соответственно, требуются порошкообразные композиции, подходящие для нанесения покрытия на подложку, в частности, подложку из стали, такой как, например, высокопрочная сталь, причем покрытие, изготовленное из такой композиции, должно проявлять высокий уровень устойчивости к отслаиванию, а также устойчивости к коррозии.

Европейский патент № EP 230145 описывает эпоксидные полимерные порошкообразные кроющие композиции. Сообщается, что эти композиции обеспечивают высокую ударопрочность и превосходную защиту от коррозии. Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что эти кроющие композиции не удовлетворяют требованиям испытаний на устойчивость к коррозии в условиях, моделирующих атмосферное воздействие (SCAB).

Патент США № US 6677032 описывает двухслойное покрытие, включающее обогащенное цинком ударопрочное эпоксидное грунтовочное покрытие, которое обеспечивает устойчивость к коррозии, и бесцинковое поверхностное покрытие, содержащее такой же термоотверждающийся эпоксидный полимер, которое обеспечивает устойчивость к отслаиванию. Хотя ударопрочные покрытия для высокопрочной стали можно было обрабатывать в течение одного термического цикла, толщина поверхностных покрытий, описанных в этом документе, увеличивала стоимость покрытия, которое должно было удовлетворять условиям изготовителя исходного автомобильного оборудования в отношении испытания покрытия на устойчивость к отслаиванию.

Патентная заявка США № US 2009/0110934 также описывает поверхностные покрытия, в том числе порошкообразные покрытия, изготовленные из одного или нескольких восковых и полимерных компонентов одного или нескольких ударопрочных эпоксидных полимеров и двухслойные покрытия, включающие ударопрочные эпоксидные порошкообразные грунтовочные покрытия и поверхностные покрытия. Это изобретение предлагает устойчивые к отслаиванию порошкообразные покрытия для стали, в частности, высокопрочной стали, которые представляют собой имеющие меньшую толщину и/или более экономичные поверхностные покрытия.

Патент США № US 7244780 описывает порошкообразные кроющие композиции, которые содержат пленкообразующий полимер, пигмент, такой как силикат алюминия (каолин), создающий металлический эффект, и стабилизирующую добавку, которая ингибирует разложение металлического пигмента.

Патент США № US 7018716 описывает устойчивые к коррозии и отслаиванию покрытия, предназначенные для высокопрочных стальных деталей, таких как автомобильные спиральные рессоры, и состоящие из кроющей порошкообразной композиции, содержащей "ударопрочный эпоксидный полимер". Согласно однослойному варианту осуществления, все покрытие содержит, по меньшей мере, 75 мас. ч. цинкового порошка на 100 мас. ч. полимера. Согласно двухслойному варианту осуществления, внутреннее покрытие содержит, по меньшей мере, 75 мас. ч. цинка на 100 мас. ч. полимера, а наружное бесцинковое покрытие армируется посредством добавления волокон и/или посредством пенообразующего вещества, которое делает покрытие пористым.

Наконец, патентная заявка США № US 2010/0256282 описывает порошкообразную композицию, содержащую полимер и от 5% до 70% ингибирующего коррозию пигмента по отношению к массе порошкообразной композиции, причем в данной композиции практически отсутствует пигмент, создающий металлический эффект.

Соответственно, по-прежнему требуется порошкообразная кроющая композиция, подходящая для нанесения покрытия на подложку, в частности, подложку из стали, такой как, например, высокопрочная сталь, причем однослойное покрытие, изготовленное из этой композиции, должно проявлять высокий уровень устойчивости к отслаиванию и устойчивость к коррозии не за счет использования в высоких концентрациях металлического цинка, составляющего, например, более чем 25-40 мас. ч. на 100 мас. ч. полимера, или за счет использования ингибирующих коррозию пигментов. Кроме того, данное покрытие должно быть подходящим для обеспечения высокого уровня устойчивости к отслаиванию и устойчивости к коррозии при однослойном нанесении.

Согласно аспекту настоящего изобретения, предлагается порошкообразная кроющая композиция. Данная порошкообразная кроющая композиция содержит, по меньшей мере, один эпоксидный полимер, по меньшей мере, один усилитель адгезии и, по меньшей мере, один наполнитель.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предлагается способ нанесения покрытия на стальную подложку. Данный способ включает нанесение однослойной порошкообразной кроющей системы, включающей порошкообразную кроющую композицию, содержащую, по меньшей мере, один эпоксидный полимер, по меньшей мере, один усилитель адгезии и, по меньшей мере, один наполнитель. Кроме того, данный способ включает нагревание порошкообразной кроющей композиции до эффективной температуры в течение эффективного времени, достаточного для плавления композиции.

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения, предлагается стальная подложка, которую покрывает однослойная порошкообразная кроющая система. Данная порошкообразная кроющая система включает порошкообразную кроющую композицию, содержащую, по меньшей мере, один эпоксидный полимер, по меньшей мере, один усилитель адгезии и, по меньшей мере, один наполнитель.

Таким образом, настоящее изобретение предлагает порошкообразные кроющие композиции, содержащие, по меньшей мере, один полимер, по меньшей мере, один усилитель адгезии и, по меньшей мере, один наполнитель; способы нанесения покрытий на подложки, такие как стальные подложки; и подложки, покрытые кроющей композицией. Порошкообразные кроющие композиции проявляют высокие уровни устойчивости к отслаиванию и устойчивости к коррозии без необходимости высокого содержания металлического цинка или использования ингибирующих коррозию пигментов, причем они могут обеспечивать такие преимущества и в случае однослойного покрытия. Соответственно, порошкообразные кроющие композиции согласно настоящему изобретению обеспечивают сопоставимую или улучшенную устойчивость к коррозии и/или отслаиванию по сравнению с традиционными двухслойными порошкообразными кроющими системами и традиционными порошкообразными кроющими системами, основу которых представляет собой использование ингибирующих коррозию пигментов.

Порошкообразная композиция согласно настоящему изобретению включает, по меньшей мере, один полимер, т. е. полимерный состав, подходящий для нанесения порошкообразных покрытий, такой как, например, термопластический или термоотверждающийся полимер, в частности, эпоксидный полимер. В качестве эпоксидного полимера могут выбираться разнообразные эпоксидные полимеры, пригодные для использования в составе порошкообразных покрытий, такие как, без ограничения, полимеры, которые образуются в процессе реакции эпохлоргидрина или простого полиглицидилового эфира и ароматического многоатомного спирта, такого как, без ограничения, бисфенол, например, бисфенол A. Согласно варианту осуществления, эпоксидный полимер, как правило, содержит эпоксидные функциональные группы, число которых в расчете на одно звено составляет более чем 1,0 и предпочтительнее более чем 1,9. Как правило, эпоксидная эквивалентная масса (ЭЭМ) должна составлять, по меньшей мере, приблизительно 170 г/экв., но в некоторых случаях могут оказаться приемлемыми и меньшие значения. Эпоксидная эквивалентная масса составляет предпочтительно менее чем приблизительно 2300 г/экв., предпочтительнее более чем приблизительно 400 г/экв. и менее чем приблизительно 1500 г/экв., предпочтительнее более чем приблизительно 700 г/экв. и менее чем приблизительно 1500 г/экв. Такие эпоксидные полимеры можно синтезировать, например, посредством реакции образования простых эфиров, в которой участвуют ароматический или алифатический многоатомный спирт и эпихлоргидрин или дихлоргидрин в присутствии щелочи, такой как гидроксид натрия. Ароматический многоатомный спирт может представлять собой, например, бис(4-гидроксифенил)-2,2-пропан (т. е. бисфенол A), бис(4-гидроксифенил)-1,1-этан, бис(4-гидроксифенил)-1,1-изобутан, бис(4-гидрокси-трет-бутилфенил)-2,2-пропан, бис(2-гидроксинафтил)метан, 4,4'-дигидроксибензофенон или 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль или дипропиленгликоль, например, могут использоваться диглицидиловые простые эфиры или конденсированные глицидиловые простые эфиры таких двухатомных спиртов. Другие содержащие оксирановые группы полимеры, которые могут использоваться в качестве эпоксидного полимера в гибридных порошкообразных кроющих композициях согласно настоящему изобретению, включают содержащие полиглицидиловые функциональные группы акриловые полимеры или эпоксидные новолачные полимеры. Предпочтительные эпоксидные полимеры для использования согласно настоящему изобретению, представляют собой полимеры на основе бисфенола A. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, порошкообразные кроющие композиции могут включать один или несколько эпоксидных полимеров.

Эпоксидные полимеры, подходящие для использования согласно настоящему изобретению, можно получить от компаний SIR Industriale, Kukdo, Dow, Huntsman, Cheil Ciba-Geigy, Kumho P&B Chemicals, Mitsui Chemicals, Anhui Hengyuan Chemicals Company Co. Ltd, Chang Chun Plastics, CVC Specialty Chemicals, Estron Chemical и Nan Ya Plastics, и они могут быть идентифицированы по своему интервалу ЭЭМ. Некоторые эпоксидные полимеры могут иметь перекрывающиеся интервалы ЭЭМ, но, тем не менее, они могут быть идентифицированы. Эпоксидный полимер может представлять собой, в качестве неограничительного примера, эпоксидный полимер на основе бисфенола A, имеющий ЭЭМ в интервале от приблизительно 730 г/экв. до приблизительно 820 г/экв., эпоксидный полимер на основе бисфенола A, имеющий ЭЭМ в интервале от приблизительно 1250 г/экв. до приблизительно 1400 г/экв., эпоксидный полимер на основе бисфенола A, имеющий ЭЭМ в интервале от 780 г/экв. до приблизительно 900 г/экв., эпоксидный полимер на основе бисфенола A, имеющий ЭЭМ в интервале от 750 г/экв. до приблизительно 850 г/экв., эпоксидный полимер на основе бисфенола A, имеющий ЭЭМ в интервале от 730 г/экв. до приблизительно 840 г/экв., эпоксидный полимер на основе бисфенола A, имеющий ЭЭМ в интервале от приблизительно 1150 г/экв. до приблизительно 1300 г/экв., или их сочетание. Такие эпоксидные полимеры поставляются компанией Dow Chemical Company под наименованиями D.E.R.™ 663U, D.E.R.™ 6155, D.E.R.™ 6330-A10 и D.E.R.™ 672U и компанией Kukdo Chemical Company под наименованиями EPOKUKDO KD213 и KD214M, соответственно. Могут также использоваться сочетания таких эпоксидных полимеров.

При использовании в настоящем документе, включая следующие иллюстративные примеры, выражения "эффективное количество эпоксидного полимера", "эффективное количество содержащего множество гидроксильных функциональных групп фенольного отверждающего вещества" и "эффективное количество материала наполнителя", соответственно, описывают количества, в которых присутствуют эпоксидный полимер, содержащее множество гидроксильных функциональных групп фенольное отверждающее вещество и материал наполнителя, чтобы получалось покрытие, которое соответствует приемлемым в промышленности стандартам устойчивости к коррозии для заданного применения, таким как технические условия GMW14656 компании GM в случае высокопрочных подвесных рессор.

Другие эпоксидные полимеры для использования в порошкообразной кроющей композиция включают, в качестве неограничительного примера, эпоксидированные фенольно-новолачные полимеры, у которых температура размягчения составляет от приблизительно 80°C до приблизительно 125°C. Согласно некоторым вариантам осуществления, температура размягчения составляет от приблизительно 90°C до приблизительно 115°C. Согласно некоторым вариантам осуществления, используется эпоксидный полимер, модифицированный новолаком на основе простого диглицидилового эфира бисфенола A (DGEBA).

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, эпоксидный полимер на основе бисфенола A получатся, в качестве неограничительного примера, в реакции конденсационной полимеризации бисфенола A с эпихлоргидрином. Могут использоваться и другие полимерные соединения, такие как, без ограничения, эпоксидный полимер на основе бисфенола A, отвержденный дициандиамином или прореагировавший совместно с содержащим карбоксильные функциональные группы сложным полиэфиром (гибрид).

Количество эпоксидного полимера или сочетания эпоксидных полимеров в порошкообразной кроющей композиции может различаться в зависимости от количества добавок и наполнителей. В качестве неограничительного примера, полимер и отверждающее вещество в сумме составляют сто массовых частей (100 мас. ч.) в расчете на 100 мас. ч. полимерной композиции. При этом суммарное процентное содержание эпоксидного полимера в композиции изменяется в зависимости от содержания добавок и наполнителей в расчете на 100 мас. ч. полимера. Согласно некоторым вариантам осуществления, эпоксидный полимер или сочетание эпоксидных полимеров присутствует в количестве от приблизительно 35 до приблизительно 95 частей из возможных 100 частей. В качестве альтернативы, согласно варианту осуществления, эпоксидный полимер или сочетание эпоксидных полимеров присутствует в количестве, составляющем более чем приблизительно 10 мас.%, предпочтительнее более чем приблизительно 20 мас.%, еще предпочтительнее более чем приблизительно 30 мас.% и наиболее предпочтительно более чем приблизительно 40 мас.%, и менее чем приблизительно 75 мас.%, предпочтительнее менее чем приблизительно 60 мас.% и наиболее предпочтительно менее чем приблизительно 55 мас.%, по отношению к полной массе порошкообразной кроющей композиции.

Эпоксидный полимер может становиться ударопрочным посредством использования добавок или вспомогательных реагентов, которые выступают, например, как модификаторы ударопрочности, придающие гибкость вещества, пластификаторы и придающие жесткость материалы. Эти вещества могут включать:

- модифицирующие эластомеры, в том числе в составе основного полимера, которые реагируют с кроющей композицией посредством сшивания, или присутствуют как нереагирующие добавки, такие как, например, каучук на основе сополимера бутадиена и акрилонитрила с концевыми карбоксильными группами (CTBN), бутадиен/стирольный, нитрильный, неопреновый, акриловый, бутильный, этилен/пропилен/диеновый, полисульфидный, полизопреновый, кремнийорганический и уретановый каучук;

- статистический или блочный сополимер, добавление которого придает некоторую степень внутренней пластификации, и примерами которого могут служить продукты FORTEGA™ (Dow Chemical Co.);

- пластифицирующие добавки, такие как эпоксидированное соевое масло;

- сшитые или несшитые полимеры типа "сердцевина/оболочка", имеющие разнообразные составы и содержащие, например, эпоксидные, акриловые или полиуретановые полимеры, составляющие части сердцевины или оболочки.

Кроме того, придающие жесткость материалы могут включать полые сферические частицы, представляющие собой полимерные или стеклянные шарики. Кроме того, в некоторых из них могут присутствовать дискретные микродомены, которые могут придавать устойчивость к отслаиванию.

Согласно одному варианту осуществления эпоксидный полимер, предпочтительно полимер на основе бисфенола A, образует аддукт с эластомером, у которого температура стеклования T_g находится на уровне -30°C или ниже и предпочтительно -40°C или ниже. Предпочтительный эластомер представляет собой каучук CTBN. Такие аддукты эпоксида и каучука CTBN представляют, например, описание британского патента № 1407851 (C. G. Taylor), опубликованное 24 сентября 1975 г. и статья "Модифицированные эластомерами эпоксидные порошкообразные покрытия: обзор", Powder Coatings (Порошкообразные покрытия), т. 184 от 13 апреля 1994 г., № 4347. Чтобы обеспечить жесткость (гибкость) в целях низкотемпературной устойчивости к отслаиванию, компонент CTBN должен присутствовать, составляя, по меньшей мере, 5 мас.% по отношению к суммарной массе CTBN и эпоксидных компонентов. При содержании CTBN, составляющем выше чем приблизительно 25 мас.%, никакой дополнительный полезный эффект не достигается, и считается нежелательным его содержание выше 25 мас.%, потому что в противном случае содержание эпоксидного компонента будет недостаточным для хорошего отверждения. Тот факт, что эластомерный компонент химически присоединяется к эпоксидному компоненту посредством реакции этерификации карбоксильных групп CTBN эпоксидными группами, обеспечивает, что полное разделение фаз не происходит в процессе плавления и отверждения кроющего порошка. Однако присутствуют эпоксидные и каучуковые микродомены. Примерные подходящие модифицированные эластомерами эпоксидные полимеры представляют собой полимеры типа бисфенола A, модифицированного каучуком, которые поставляет под наименованиями EPOKUKDO KR-100, KR-102, KR 104L, KR170, KR-207 и KR-450 компания Kukdo Chemical Company. Другие подходящие модифицированные эластомерами эпоксидные полимеры поставляются компаниями Nan Ya, Dow Chemical Company (ударопрочный эпоксидный полимер FORTEGRA 201), EPON (модифицированный CTBN диглицидиловый эфир бисфенола A (DGEBPA) EPON 58005, модифицированный CTBN DGEBPA EPON 58006, модифицированный CTBN DGEBPA EPON 58120, модифицированный CTBN DGEBPA 58901), Huntsman (аддукт содержащего концевые эпоксидные группы эпоксида бисфенола F и полимера CTBN Araldite® LT 1108, аддукт содержащего концевые эпоксидные группы эпоксида бисфенола F и полимера CTBN Araldite® LT 1115, аддукт содержащего концевые эпоксидные группы эпоксида бисфенола F и полимера CTBN Araldite® LT 1146, аддукт содержащего концевые эпоксидные группы эпоксида бисфенола F и полимера CTBN Araldite® LT 1134, твердый аддукт содержащего концевые эпоксидные группы эпоксида бисфенола F и полимера CTBN Araldite® LT 1522); другие аналогичные полимеры поставляются компаниями Kumho P&P, Asahi Kasei, Epoxital srl, Chang Chun Plastics (CCP) и Bakelite.

Согласно альтернативному варианту осуществления, используется полимер со структурой типа ядро/оболочка, в которой акриловый каучуковый полимер образует ядро, а эпоксидный полимер, предпочтительно эпоксидный полимер на основе бисфенола A, образует оболочку. И в этом случае химическая связь между карбоксильными функциональными группами акрилового каучукового полимера ядра и эпоксидным полимером оболочки предотвращает фазовое разделение в процессе плавления и отверждения кроющего порошка, образованного с использованием полимера, состоящего из ядра и оболочки. Такие модифицированные акриловым каучуком эпоксиды описали, например, H.-J. Sue и E. I. Garcia-Melfin, Polymer Reprints, т. 32(3), с. 358-9.

Согласно варианту осуществления, порошкообразная кроющая композиция дополнительно содержит в эффективном количестве модифицированный эластомером эпоксидный полимер, имеющий ЭЭМ от приблизительно 700 г/экв. до приблизительно 1600 г/экв., и, согласно еще одному варианту осуществления, от приблизительно 1000 г/экв. до приблизительно 1600 г/экв.. Согласно варианту осуществления, модифицированный эластомером эпоксидный полимер может представлять собой эпоксидный полимер на основе бисфенола A, с которым образует аддукт содержащий концевые карбоксильные группы бутадиен-акрилонитрильный каучук (CTBN), и образуется композитный полимер, имеющий ЭЭМ от приблизительно 900 г/экв. до приблизительно 1500 г/экв. или от приблизительно 1000 г/экв. до приблизительно 1300 г/экв. Согласно некоторым вариантам осуществления, Tg составляет от приблизительно 30°C до приблизительно 50°C. T_g представляет собой температуру стеклования, которая является критической температурой, при которой некристаллический материал изменяет свое поведение и переходит из "стеклообразного" в "каучукообразное" состояние. В данном контексте термин "стеклообразный" означает твердый и хрупкий (и, таким образом, относительно легко разрушающийся) материал, в то время как термин "каучукообразный" означает эластичный и гибкий материал.

Количество модифицированного эластомером эпоксидного полимера или сочетания модифицированных эластомером эпоксидных полимеров в порошкообразной кроющей композиции может изменяться в зависимости от количеств добавок и армирующего волокна. В качестве неограничительного примера, эпоксидный полимер, модифицированный эластомером эпоксидный полимер и содержащий карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирный полимер в сумме составляют сто массовых частей (100 мас. ч.) в расчете на 100 мас. ч. полимерной композиции. При этом суммарное процентное содержание модифицированного эластомером эпоксидного полимера в композиции изменяется в зависимости массового содержания добавок и армирующих волокон в расчете на 100 мас. ч. полимера. Согласно некоторым вариантам осуществления, модифицированный эластомером эпоксидный полимер или сочетание модифицированных эластомером эпоксидных полимеров присутствует в количестве от приблизительно 5 до приблизительно 35 частей из допустимых 100 частей. В качестве альтернативы, согласно варианту осуществления, модифицированный эластомером эпоксидный полимер присутствует в порошкообразной кроющей композиции в количестве, составляющем более чем приблизительно 1 мас.%, предпочтительнее более чем приблизительно 2 мас.% и наиболее предпочтительно более чем приблизительно 3 мас.%, и менее чем приблизительно 25 мас.%, предпочтительнее менее чем приблизительно 15 мас.%, и наиболее предпочтительно менее чем приблизительно 10 мас.%, по отношению к полной массе порошкообразной кроющей композиции.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, порошкообразная кроющая композиция может также содержать в эффективном количестве содержащий карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирный полимер, у которого кислотное число составляет от приблизительно 25 до приблизительно 85 мг KOH/г или от приблизительно 45 до приблизительно 75 мг KOH/г для повышенной устойчивости к отслаиванию.

Количество содержащий карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирный полимер или сочетания содержащих карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирных полимеров в порошкообразной кроющей композиции может изменяться в зависимости от количеств добавок и армирующих волокон. В качестве неограничительного примера, эпоксидный полимер, модифицированный эластомером эпоксидный полимер и содержащий карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирный полимер в сумме составляют сто массовых частей (100 мас. ч.) в расчете на 100 мас. ч. полимерной композиции. При этом суммарное процентное содержание содержащего карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирного полимера в композиции изменяется в зависимости массового содержания добавок и армирующих волокон в расчете на 100 мас. ч. полимера. Согласно некоторым вариантам осуществления, содержащий карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирный полимер или сочетание содержащих карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирных полимеров присутствует в количестве от приблизительно 30 до приблизительно 85 частей из допустимых 100 частей.

Содержащие карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирные полимеры можно синтезировать, осуществляя любой общеизвестный способ, включающий, в качестве неограничительного примера, реакции конденсации между алифатическими двухатомными или многоатомными спиртами и циклоалифатическими, ациклическими или алифатическими дикарбоновыми или поликарбоновыми кислотами или их ангидридами, или между алифатическими двухатомными спиртами и ароматическими дикарбоновыми или поликарбоновыми кислотами или их ангидридами. В качестве неограничительного примера, содержащие карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирные полимеры можно синтезировать, используя алифатические двухатомные или многоатомные спирты, в частности, низшие алифатические двухатомные спирты, такие как, без ограничения, этиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 2,2-диметилпропан-1,3-диол (т. е. неопентилгликоль), 1,6-гександиол, 2,3-гександиол, 2,5-гександиол, диэтиленгликоль или дипропиленгликоль. Многоатомные спирты, такие как, без ограничения, триметилолпропан или аналогичные спирты, можно также использовать, чтобы синтезировать содержащие карбоксильные функциональные группы сложные полиэфиры. Примерные подходящие дикарбоновые или поликарбоновые кислоты и ангидриды представляют собой, без ограничения, фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, суберовая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, додекандикарбоновая кислота, тетрагидрофталевая кислота, гексагидрофталевая кислота и малеиновая кислота, а также ангидриды этих кислот. Согласно некоторым вариантам осуществления, содержащий карбоксильные функциональные группы сложнополиэфирный полимер представляет собой содержащий ароматическую группу сложный полиэфир, в качестве неограничительного примера, сложный полиэфир, который образуют ароматическая карбоновая кислота, такая как, без ограничения, фталевая кислота, изофталевая кислота или терефталевая кислота, и многоатомный спирт, такой как, без ограничения, неопентилгликоль.

Кроющие композиции согласно настоящему изобретению дополнительно содержат, по меньшей мере, один усилитель адгезии. Подходящие усилители адгезии включают, но не ограничиваются этим, усилители адгезии на основе модифицированного сополимера, адсорбированного на SiO₂.

Примеры таких усилителей адгезии представляют собой BYK®-LP X 21725, поставляемые компанией BYK Additives and Instruments (BYK-Chemie GmbH), и SHO SHI T70, поставляемый компанией Shanghai Zhongtian. Согласно еще одному варианту осуществления, подходящие усилители адгезии могут представлять собой жидкие силаны, такие как DOW A187, поставляемый компанией Dow Chemical Company. Согласно варианту осуществления, усилитель адгезии или сочетание усилителей адгезии присутствует в количестве, составляющем от приблизительно 0,1 мас.% или более, предпочтительно приблизительно 0,5 мас.% или более, и предпочтительнее приблизительно 1,0 мас.% или более, до приблизительно 5,0 мас.%, предпочтительно приблизительно 3,0 мас.% или менее, предпочтительнее, приблизительно 2,5 мас.% или менее, по отношению к полной массе композиции.

Согласно варианту осуществления, порошкообразные кроющие композиции согласно настоящему изобретению также содержат эффективное количество материала наполнителя. Подходящие наполнители представляют собой, но не ограничиваются этим, комплексный алюмосиликат (белая слюда или мусковит), метасиликат кальция (волластонит), микронизированный силикат магния (тальк), порошкообразный оксид цинка, цинковая пыль, порошкообразный кварц, силикаты алюминия, силикаты кальция, силикаты магния, карбонат кальция, сульфат бария, сульфат кальция, оксид алюминия, чешуйчатое стекло, модифицированное углеродом композитное чешуйчатое стекло, нефелиновый сиенит как наполнитель и их сочетания. Согласно предпочтительному варианту осуществления, в качестве материал наполнителя выбираются карбонат кальция, нефелиновый сиенит и их сочетания.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, используются метасиликат кальция (волластонит), имеющий медианный размер частиц от приблизительно 2 до приблизительно 15 мкм, и/или микронизированный силикат магния (тальк), имеющий медианный размер частиц от приблизительно 0,5 до приблизительно 3,0 мкм. Эти наполнители своим действием улучшают устойчивость к коррозии посредством сочетания свойств регулирования pH и влагопоглощения. Медианные размеры частиц волластонита и микронизированного талька определяются методами лазерной дифракции и составляют, согласно некоторым вариантам осуществления, от приблизительно 10 до приблизительно 40 мкм и от приблизительно 1 до приблизительно 8 мкм соответственно.

Согласно некоторым вариантам осуществления, материал наполнителя может дополнительно содержать материал пластинчатого наполнителя. Материал пластинчатого наполнителя для использования согласно настоящему изобретению представляют собой, в качестве неограничительного примера, комплексный алюмосиликат (белая слюда или мусковит), имеющий медианный размер частиц от приблизительно 10 до приблизительно 35 мкм; силикат магния (тальк), имеющий медианный размер частиц от приблизительно 10 до приблизительно 35 мкм, модифицированное углеродом композитное чешуйчатое стекло, имеющее медианный размер частиц от приблизительно 150 до приблизительно 200 мкм, и их сочетания. Эти наполнители состоят из частиц, имеющих пластинчатую геометрическую форму и склонных к ориентации параллельно слою грунтовочного покрытия, что повышает устойчивость к коррозии посредством улучшенных свойств непроницаемости. Медианный размер частиц белой слюды (мусковита), талька и чешуйчатого стекла определяются методом седиментационного анализа на приборе Sedigraph и составляет, согласно некоторым вариантам осуществления, от приблизительно 10 до приблизительно 50 мкм и, согласно другим вариантам осуществления от приблизительно 10 до приблизительно 40 мкм.

Согласно необязательному варианту осуществления, эффективное количество добавляемого пенообразующего/порообразующего вещества присутствует в порошкообразной кроющей композиции для создания пористой структуры в объеме кроющкроющей пленки. Эта пористая структура придает покрытию такие физические свойства, как способность поглощать энергию удара без разрушения.

Согласно некоторым вариантам осуществления, пенообразующие и порообразующие вещества используются в количестве от приблизительно 0,2 до приблизительно 2,0 массовых частей (мас. ч.) на сто массовых частей (100 мас. ч.) полимера. Согласно некоторым вариантам осуществления, в композициях используются пенообразующие вещества, основу которых составляют п,п'-оксибис(бензолсульфонилгидразид) и активированный азодикарбонамид. Другие пенообразующие вещества представляют собой, без ограничения, пенообразующие вещества, основу которых составляют п-толуолсульфонилгидразид, модифицированный азодикарбонамид, п,п'-оксибис(бензолсульфонилгидразид), п-толуолсульфонилгидразид, бензолсульфонилгидразид, нанесенные на поверхность лимонная кислота и бикарбонат натрия, производные карбамида, дибензолсульфинат цинка, дитолуолсульфинит цинка и сферические гранулы (например, термически расширяющиеся микросферы). Армирующее волокно в эффективном количестве также присутствует в порошкообразной кроющей композиции в целях компенсации любой потери прочности, которая может быть вызвана, например, необязательным присутствием пенообразующего/порообразующего вещества. В качестве неограничительного примера, могут использоваться разнообразные алюмосиликатные стеклянные волокна или природные добываемые волокна, содержащие метасиликат кальция (волластонит). Согласно некоторым вариантам осуществления, используется наполнитель, имеющий средний диаметр частиц от приблизительно 3 до приблизительно 15 мкм и среднее соотношение размеров (для частиц наполнителей покрытий соотношение размеров определяется как соотношение наибольшего и наименьшего измерений) от приблизительно 5 до приблизительно 20. Могут также использоваться и другие армирующие волокна, такие как, без ограничения, арамидные и углеродные волокна.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения используются армирующие волокна в количестве приблизительно 20 до приблизительно 70 мас. ч. на 100 мас. ч. полимера. Согласно некоторым вариантам осуществления, армирующие волокна представляют собой обработанные силаном волокна из энергосберегающего стекла, имеющие диаметр от 0,1 до 50 мкм и длину от 5 до 1000 мкм, которые поставляет на продажу компания Fibertec. Другие подходящий стеклянные армирующие волокна поставляются компаниями Well Development Company Limited, Glass Flake, Johns Manville, Chance & Hunt (стеклянный порошок), Bead Brite Research (стеклянный порошок) и Owens Corning.

Согласно варианту осуществления, стеклянные армирующие волокна могут присутствовать в количестве, составляющем от более чем 15 мас.% до приблизительно 50 мас.%, предпочтительнее от 20 мас.% до приблизительно 40 мас.% и наиболее предпочтительно от приблизительно 25 мас.% до приблизительно 30 мас.%, по отношению к полной массе порошкообразной кроющей композиции.

Стеклянные армирующие волокна используются в количестве от 35 до 95 мас. ч. на 100 мас. ч. полимера. Если количество стеклянных армирующих волокон составляет менее чем 35 мас. ч. на 100 мас. ч. полимера, то эффект упрочнения является чрезмерно малым, а если количество стеклянных армирующих волокон составляет более чем 95 мас. ч. на 100 мас. ч. полимера, то могут ухудшаться различные свойства покрытия, такие как гибкость, пригодность для распыления и защита от коррозии.

Кроющие композиции согласно настоящему изобретению могут также содержать добавки, такие как, без ограничения, пигменты, катализаторы/отверждающие вещества, дегазирующие вещества, воски, регулирующие текучесть вещества и антиоксиданты.

Пигменты для использования в порошкообразных кроющих композициях согласно настоящему изобретению представляют собой, в качестве неограничительного примера, диоксид титана, оксиды железа (желтый, бурый, красный, черный), технический углерод и органические пигменты. Эти пигменты могут добавляться в традиционных количествах, известных обычному специалисту в данной области техники.

Хотя настоящее изобретение способно обеспечивать устойчивость к коррозии и отслаиванию на требуемых уровнях, предусматривается, что композиции согласно настоящему изобретению могут необязательно включать ингибирующие коррозию пигменты, которые придают дополнительную устойчивость к коррозии. В качестве ингибирующих коррозию пигментов может присутствовать, например, по меньшей мере, одно из следующих веществ:

- простые молибдаты, такие как молибдат цинка, молибдат стронция, и комплексные молибдаты, такие как двойной молибдат кальция и цинка, двойной фосфомолибдат кальция и цинка (например, MOLYWHITE™ MZAP);

- простые хроматы, такие как хромат цинка, хромат бария, хромат стронция, хромат магния, хромат кальция, и комплексные хроматы, такие как силикохромат свинца, тетраоксихромат цинка;

- фосфиды металлов, такие как фосфид железа, например, фосфид железа FERROPHOS™ от компании Occidental Chemical Corp. (Даллас, штат Техас, США);

- силикаты, такие как фосфосиликат цинка и боросиликат кальция; и

- простые фосфаты, такие как фосфат железа, фосфат цинка, пирофосфат цинк, гидрофосфат кальция, и комплексные фосфаты, такие как борат-ортофосфат цинка, двойной полифосфат стронция и алюминия, двойной полифосфат цинка и алюминия, ортофосфат молибдена, цинка и алюминия, двойной ортофосфат цинка и алюминия.

Согласно варианту осуществления, порошкообразная композиция может содержать от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 70 мас.% ингибирующего коррозию пигмента по отношению к полной массе порошкообразной композиции. Согласно еще одному варианту осуществления, порошкообразная композиция содержит от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 50 мас.%, предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 40% и предпочтительнее от приблизительно 1% до приблизительно 35% ингибирующего коррозию пигмента по отношению к полной массе порошкообразной кроющей композиции.

Пигменты могут присутствовать в своей основной форме, могут подвергаться органической модификации, а также могут присутствовать в гидратной форме. Другие подходящие ингибирующие коррозию пигменты описаны в па