專利名稱：流動(dòng)性粉末淤漿涂料組合物的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉末淤漿涂料組合物。更具體地說，本發(fā)明涉及在粉末淤漿涂料組合物中減少起泡而形成一種平滑、流動(dòng)性粉末淤漿涂料組合物。
特別感興趣的是在汽車涂裝中使用粉末淤漿涂料組合物。這些涂料是非常需要的，因?yàn)榇祟愑贊{使用粉末涂料，使液體涂料獲得良好的施工性能，同時(shí)具有十分低的VOC含量。工業(yè)上需要具有較低VOC含量的涂料，以符合有關(guān)環(huán)境法規(guī)。目前，已開發(fā)出多種粉末基透明涂料組合物，用作汽車涂裝的粉末淤漿涂料。
在配制粉末淤漿涂料組合物時(shí)常遇到的問題是，在粉末涂料與水混合形成淤漿時(shí)粉末淤漿會(huì)起泡。起泡的原因與用于淤漿的聚合物樹脂或樹脂的合成方法、用于淤漿的聚合物樹脂的配方或用于淤漿的粉末涂料的粉末粒度有關(guān)。有人認(rèn)為起泡與在水和用于粉末涂料的樹脂之間的氫鍵有因果關(guān)系。某些樹脂配方趨向于形成較多的氫鍵。例如，一種含羥基官能團(tuán)和不含酸官能團(tuán)的丙烯酸樹脂會(huì)引起淤漿起泡，而同樣的丙烯酸樹脂，只是包含酸官能團(tuán)，卻不引起淤漿起泡。
通過真空或其它機(jī)械方法無法除去泡沫。試圖通過抽真空除去泡沫，結(jié)果加劇了泡沫的形成。同樣，使用消泡劑并不能減少起泡。
因此，本發(fā)明針對一種通過在淤漿組合物中減少或消除泡沫的形成，制成平滑性粉末淤漿涂料配制物的方法。
在粉末淤漿組合物中減少或消除泡沫的方法包括以下步驟a)制成粉末淤漿涂料組合物，和b)向該粉末淤漿涂料中添加一種選自水溶性酸和具有酸官能團(tuán)的水溶性化合物的化合物。
本發(fā)明是在粉末淤漿涂料組合物中大大減少或消除泡沫形成的方法。該方法包括首先形成粉末淤漿涂料組合物的步驟，隨后，向該粉末淤漿涂料組合物中添加水溶性酸或含有酸官能團(tuán)的其它水溶性化合物，以減少泡沫形成。
通過讓粉末涂料組合物與水和表面活性劑混合，制成粉末淤漿。粉末涂料組合物可包括任何合適的聚合物樹脂。這些樹脂包括但不限于此丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、胺改性樹脂、酚醛樹脂、飽和和不飽和聚酯樹脂、尿素樹脂、聚氨酸樹脂、嵌段的異氰酸酯樹脂及其混合物。就本發(fā)明而言，減少泡沫的方法對于含有丙烯酸共聚物樹脂的淤漿涂料是特別有用的，該樹脂含有活性官能團(tuán)羥基、羧基、異氰酸酯基、環(huán)氧基、胺基或酸酐或它們的混合物。
同樣優(yōu)選的是包括一種含有0.5-50％(重量)的縮水甘油基的單體和至少一種選自二元酸、多元酸和酸酐的單元的丙烯酸系共聚物的組合物。
對于本發(fā)明還優(yōu)選的是具有羧基官能團(tuán)的聚酯樹脂。
為了制成粉末淤漿，從樹脂制得粉末涂料，該樹脂是從上述共聚物制得的并被擠出加工成片材。該片材被冷卻，然后通過破碎機(jī)制成涂粉碎屑。碎屑由現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何合適裝置研磨到所需要的粉末尺寸，這些裝置包括錘式磨、風(fēng)力分級磨(ACM)或射流磨，按照在1993年11月9日申請的美國專利申請流水號08/149,425所講述的方式研磨，該文獻(xiàn)引入本文供參考。在一個(gè)實(shí)施方案中，平均粒徑在3-5微米、最大粒徑為10微米的粉末涂料包含在汾末淤漿中。
在本發(fā)明的方法中，粉末涂料組合物的添加量為至多40％(重量)，一般以在5.0％-40.0％(重量)之間的用量添加，以總涂料組合物重量為基礎(chǔ)。
研磨包含粉末、表面活性劑和水的粉末涂粒制成淤漿。加入表面活性劑是為了減少水的表面張力，獲得最佳顆粒潤濕效果。合適表面活性劑的例子是聯(lián)合碳化物(Union Carbide)公司(紐約)的TergitolTMN-6。表面活性劑的優(yōu)選含量占總淤漿涂料重的0.05-4.0％(重量)。
在向水中加入粉末涂料之后，加入分散劑以防止?jié)櫇竦姆勰┚奂?。合適的分散劑包括陰離子型丙烯酸聚合物分散劑，如Tamol731或Tamol850(羅姆和哈斯公司的商品名，費(fèi)城，賓夕法尼亞州)。分散劑加入量占總淤漿涂料重量的0.5-10.0％(重量)在該淤漿中還可包括其它物質(zhì)，如酸官能團(tuán)樹脂(例如，由乳液聚合或懸浮聚合得到的那些樹脂)，在這種情況下，任何所存在的表面活性劑是非離子型較合適。
當(dāng)上述成分進(jìn)行混合時(shí)，通常在制備粉末淤漿的這一階段形成泡沫。加入脫泡劑不能有效地減少所有泡沫的形成。脫泡劑一般減少起泡程度至多50％。最大程度減少泡沫形成的其它嘗試，如使用真空，會(huì)加劇泡沫形成。
加入水溶性酸或具有酸官能團(tuán)的水溶性化合物，會(huì)消除絕大部分的或全部的泡沫。適宜的水溶性酸具有大于3的pH值，包括但不限于乙酸和乳酸。具有酸官能團(tuán)的那些合適的水溶性化合物包括具有酸官能團(tuán)的陰離子表面活性劑、增稠劑、流變控制劑和分散劑。在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，具有酸官能團(tuán)的水溶性化合物是由酸官能化的增稠劑提供的，如羅姆和哈斯公司的AcrysolASE-60。水溶性酸或具有酸官能團(tuán)的化合物的添加量足以在淤漿組合物中獲得4-7的pH值。酸或具有酸官能團(tuán)的化合物的添加量占總淤漿組合物重的0.5-5.％(重量)。
當(dāng)將酸或具有酸官能團(tuán)的水溶性合物加入到涂料組合物時(shí)，有必要使用非離子型增稠劑，因?yàn)殛栯x子型增稠劑需要添加胺來促進(jìn)增稠效果。在本發(fā)明的情況下，添加胺是有害的，因?yàn)闀?huì)引起淤漿混合物凝結(jié)。
可以設(shè)想通過向淤漿中添加酸能減少淤漿起泡，因?yàn)樗犭x子與樹脂上的羥基發(fā)生作用，破壞樹脂和水之間的氫鍵。
本發(fā)明的方法還包括向淤漿涂料組合物中添加其它合適的添加劑。這些添加劑包括附加的流變控制劑、分散劑、增稠劑和潤濕劑。
通過以下非限制性實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例實(shí)施例1A-1D用酸添加劑制備丙烯酸粉末淤漿按下表中所列的成分和用量制備涂料組合物1A-1D。所有用量是占總淤漿涂料組合物重量的重量百分?jǐn)?shù)。
1Joncryl 587；S.C.Johnson and Son公司(Racine，Wisconsin 53403)出品的不帶酸官能團(tuán)的丙烯酸類產(chǎn)品。2Tamol731，羅姆和哈斯公司(Philadelphia，Pa.19105)出品。3TergitolTMN-6，聯(lián)合碳化物公司(New York，N.Y.)出品。4AorysolASE-60，羅姆和哈斯公司(Philadelphia，Pa.19105)出品的pH值約3.5的產(chǎn)品。5消泡劑。
實(shí)施例1A混合水和表面活性劑。將平均粒度在3-5微米和最大粒度為10微米的粉末涂料分兩階段加入到水中。然后向混合物中加入分散劑，混合物出現(xiàn)起泡現(xiàn)象。添加酸官能化增稠劑，減少起泡。添加二乙基乙醇胺，加料后混合物顯示出起泡作用，且變得粘稠和疏松。由脫泡劑無法充分地減少起泡。真空加劇起泡。
實(shí)施例1B按照實(shí)施例1A的方式混合各成分，并向混合物中添加酸官能化增稠劑。結(jié)果得到平滑的混合物，在添加增稠劑之后添加胺。在添加胺之后，疏松度增大。
實(shí)施例1C按照實(shí)施例1A的方式混合各成分，在該體系中使用非離子增稠劑。不添加胺。為減少起泡，添加酸官能化增稠劑，直到得到平滑、流動(dòng)性混合物為止。沒有發(fā)生凝結(jié)作用。實(shí)施例1D混合物在制成淤漿后出現(xiàn)起泡。添加ASE-60有所期望的減少泡沫的作用。
權(quán)利要求
1.在粉末淤漿組合物中減少泡沫的方法，其特征在于包括以下步驟a)制成粉末淤漿涂料組合物，b)向該粉末淤漿涂料組合物中添加具有酸官能團(tuán)的水溶性化合物，其添加量足以保持pH值在4-7之間。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于進(jìn)一步包括下面一步驟在形成粉末淤漿組合物之前，將粉末涂料的平均粒度降低至3-5微米之間，其中最大粒度為10微米。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于添加具有酸官能團(tuán)的水溶性化合物的步驟包括添加選自增稠劑、分散劑、潤滑劑和水溶性稀酸的化合物。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于在形成粉末淤漿涂料組合物的步驟(a)中，添加水溶性、酸官能化樹脂。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于形成粉末淤漿涂料組合物的步驟包括向水中加入非離子型表面活性劑作為唯一的表面活性劑。
6.權(quán)利要求1、2、3、4或5的方法，進(jìn)一步包括下面一步驟向粉末淤漿涂料組合物中添加至少一種選自流變控制劑、分散劑、增稠劑和潤濕劑的添加劑。
7.權(quán)利要求1、2、3、4或5的方法，其特征在于具有酸官能團(tuán)的化合物或水溶性酸的添加量占總淤漿組合物的0.5-5.0％(重量)。
8.權(quán)利要求1、2、3、4或5的方法，其特征在于粉末涂料組合物的添加量占總涂料組合物的至多40％(重量)。
9.權(quán)利要求1、2、3、4或5的方法，其特征在于通過混合表面活性劑、水和粉末涂料組合物而形成粉末淤漿涂料組合物，其中表面活性劑的添加量占總淤漿組合物的0.05-4.0％(重量)。
全文摘要
在粉末淤漿涂料組合物中減少或消除泡沫的方法，該方法包括形成粉末淤漿涂料組合物和添加水溶性酸或具有酸官能團(tuán)的水溶性化合物將淤漿的pH值調(diào)節(jié)到4-7之間。
文檔編號C09D5/00GK1151422SQ9512027
公開日1997年6月11日 申請日期1995年11月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月28日
發(fā)明者C·F·威廉斯 申請人:巴斯福公司