[發明專利]包含聚酯和帶環氧乙烷基團的交聯劑且能為由其涂布的基材提供改善的耐腐蝕性的粉末涂料組合物

有效

• 申請號: 201080019091.3
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN102414245B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 保盧斯·弗朗西斯科斯·安娜·布杰森;馬瑟利紐斯·赫曼努斯·約翰尼斯·舒爾特;朱爾·奎杰博斯;約翰尼斯·阿伯圖斯·海廷加
• 申請（專利權）人: 帝斯曼知識產權資產管理有限公司
• 主分類號: C08G63/183
• 分類號: C08G63/183;C08G63/20;C08G63/48;C08K5/00;C08L67/02;C08K5/19;C08K5/50;C08K5/1515;C08K5/17;C08K5/49;C08L63/02
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司11258
• 代理人: 肖善強

本發明涉及一種聚酯、包含所述聚酯和帶環氧乙烷基團的交聯劑的熱固性粉末涂料組合物、由所述組合物制成的粉末涂層、用所述粉末涂層涂布的基材，還涉及所述聚酯或所述組合物在為所涂布的金屬基材提供改善的耐腐蝕性的用途。

包含聚酯和帶環氧乙烷基團的交聯劑的粉末涂料組合物在本領域是眾所周知的，其用在多種應用中，例如(金屬)家具、油和氣體、粉末、工業和基礎建設等。通常期望這種類型的涂料和涂覆操作具有低成本、良好的耐腐蝕性和良好的外觀。

根據WO?03082996A2，在涂料工業中對使用較便宜的成膜材料越來越感興趣。一種較便宜的選擇是利用含有多元醇(例如乙二醇)的聚酯樹脂。大量較便宜的多元醇(例如乙二醇)的使用直接關系到“低成本”。但是，眾所周知主要基于乙二醇作為多元醇的聚酯非常易于縮孔、形成魚眼和針孔。這些通常稱為“表面缺陷”(下文將解釋術語“縮孔”、“魚眼”和“針孔”)。

在包含聚酯和帶環氧乙烷基團的交聯劑的熱固性粉末涂料組合物的情況下，有一個附加的問題。這種類型的粉末涂層的耐腐蝕性受到用于促進聚酯和帶環氧乙烷基團的交聯劑之間固化的典型試劑(環氧固化催化劑)的不利影響。更具體地，這種類型的熱固性粉末涂料組合物中聚酯與交聯劑的固化速度可以通過改變環氧固化催化劑的用量和種類來控制。這種類型的粉末涂料組合物固化之后，環氧固化催化劑保留在粉末涂層中。不幸的是，這種環氧固化催化劑的存在降低了粉末涂層為金屬基材(例如鋼基材)提供的耐腐蝕性能。這種環氧固化催化劑的存在降低了耐腐蝕性能，特別是在下列情況下：當環氧固化催化劑基于聚酯的含量高于0.3％w/w，例如高于0.5％w/w時和/或當環氧固化催化劑是季銨鹽或季鏻鹽時(這兩種是最常用的環氧固化催化劑)。

因此，當聚酯的制備中使用了大量較便宜的多元醇(例如乙二醇、二乙二醇，其中后者與環氧固化催化劑在熱固性粉末涂料組合物中組合)時，由這些熱固性粉末涂料組合物的固化得到的粉末涂層存在以下問題：至少較差的外觀和在金屬基材上降低的耐腐蝕性，特別是在快速或低溫固化的熱固性粉末涂料組合物中，其中需要相對較高量的環氧固化催化劑。

因此，本發明的目標是提供一種低成本的粉末涂層，其包含聚酯和帶環氧乙烷基團的交聯劑，優選地還包含環氧固化催化劑，所述粉末涂層對金屬基材具有良好的耐腐蝕性和/或良好外觀和/或足夠的抗反向沖擊性和/或良好的平滑性。

該目標通過一種熱固性粉末涂料組合物用的羧酸官能的支化聚酯實現，其中：

-所述羧酸官能的支化聚酯由至少下列單體制成：雙官能的芳香酸，該雙官能的芳香酸是對苯二甲酸(TPA)和間苯二甲酸(IPA)的組合；至少三官能的單體和雙官能醇，該雙官能醇是至少乙二醇(EG)和/或二乙二醇(DEG)與新戊二醇(NPG)的組合；

-所述羧酸官能的支化聚酯中TPA和IPA的摩爾比為至多12.4；并且

-所述羧酸官能的支化聚酯的官能度為2.15-4.0；并且

-所述羧酸官能的支化聚酯的酸值為14-80mg?KOH/g羧酸官能的支化聚酯；并且

-所述羧酸官能的支化聚酯的玻璃化轉變溫度為至少40℃。

當本發明的羧酸官能的支化聚酯與帶環氧乙烷基團的交聯劑以及可選的環氧固化催化劑(用量基于聚酯為至少0.3％w/w)一起用在熱固性粉末涂料組合物中時，所述熱固性粉末涂料組合物固化之后，能提供低成本的粉末涂層，該粉末涂層使鋼基材(具體是冷軋鋼)的耐腐性增強并且表現出下列兩種性能中的至少一種：良好的外觀和/或足夠的抗沖擊性。此外，所述低成本和耐腐蝕的粉末涂層還可以表現良好的平滑性。本發明的聚酯、熱固性粉末涂料組合物和粉末涂層還可以在經濟上更劃算或更具商業吸引力。

此外，當用在表面未經預處理的鋼材上時，包含本發明的聚酯的熱固性粉末涂料組合物特別有利，因為它們也能為未處理的表面提供增強的耐腐蝕性。涂布未處理的金屬基材具有很多好處，因為省去了昂貴和多步的金屬基材(例如鋼)的預處理，這對完成的涂布制品的成本影響很大。此外，使用這種熱固性粉末涂料組合物還可以降低能量消耗和碳排放量(carbon?footprint)，因為金屬表面的預處理是一個消耗能量的過程。此外，這種熱固性粉末涂料組合物使金屬的涂布制品的制造商可以增大其涂料生產線的生產力和生產量，因而直接得到更經濟有效和更具商業吸引力且具有綠色特征的解決方案。

在本發明的上下文中，“羧酸官能的聚酯”表示主要具有羧酸端基的聚酯。