热塑性粉末组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种可用于粉末涂覆应用的组合物，其包含聚酰胺和离聚物，以及用于将所述组合物转化成颗粒或粉末形式以施加至金属物体的方法。本发明专利技术还涉及涂覆的金属物体，其包含所述组合物作为涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了一种可用于粉末涂覆应用的组合物，其包含聚酰胺和离聚物，以及用于将所述组合物转化成颗粒或粉末形式以施加至金属物体的方法。本专利技术还涉及涂覆的金属物体，其包含所述组合物作为涂层。【专利说明】热塑性粉末组合物本专利申请要求提交于2011年12月30日的美国专利申请序列号13/341，684的优先权。
本专利技术涉及用于涂覆和保护金属物体的粉末涂覆材料。
技术介绍
用于金属材料或物体的粉末涂料是已知的。粉末涂覆金属的成功主要是由于它们的功能和/或装饰性能以及在制造涂覆基底的过程中有毒副产物的减少或消除。粉末涂料用于装饰目的或保护目的。大多数装饰性涂层为薄涂层，并且着色、光泽度和外观可能是主要的属性。出于保护的目的，涂层较厚，并且长寿命、防腐蚀、抗冲击性特性以及绝缘是最重要的属性。 用于容纳和运输多种材料的金属容器、管道和其它形式受到被容纳或运输的材料的腐蚀或溶蚀。金属物体还受到它们所接触的环境的腐蚀或溶蚀。例如，污垢、盐水或大气条件和环境条件能够对金属产生恶劣影响。为避免此类腐蚀和溶蚀，金属常常被涂覆有塑性材料。除了提供腐蚀或溶蚀防护之外，某些塑性涂料还提供所用塑料中固有的期望的特性。例如，非常平滑的表面可降低管道中的摩擦系数，因此减少通过所述管道泵送流体所需的能量。 大部分粉末涂料为热固性涂料。这些涂料通常在施用后焙烧期间化学反应以形成一般将不再熔融的聚合物网络。用于热固性粉末涂料的材料包含环氧化物、聚酯和丙烯酸类树脂。通常采用的交联剂包括胺、酸酐和异氰酸酯。 热固性材料具有相对低的膨胀系数和较小的与金属的膨胀系数差的优点。然而，它们很脆，因此以相当薄的层形式使用。此外，它们必须被固化。热固性环氧树脂是优异的粘合剂但是不一定提供对很多用途而言理想的涂料。 另一方面，热塑性树脂通常具有高分子量并且需要相对高温度以在涂覆期间实现熔融和流动。然而，在涂覆工序期间分子量和熔体粘度保持恒定，使得聚合物可容易地再熔融用于修复或修补。 已经在粉末涂覆应用方面对很多热塑性树脂进行了评价，但是很少具有物理特性和机械特性、稳定性以及熔体粘度的适当组合。为实现功能性能和长寿命，理想的热塑性聚合物应该具有低密度、与湿度无关的高机械强度和良好的表面硬度、高冲击强度、耐刮擦性和耐磨性、低吸水性、对金属的良好粘附性、良好的耐普通化学品性、以及耐候性。 典型的热塑性涂料聚合物包括聚酰胺(尼龙)、聚烯烃、增塑PVC、聚酯、聚(偏二氟乙烯)以及离聚物。 尼龙_11和尼龙_12是已知的粉末涂料广品，但是这些粉末涂料是昂贵的并且对于一些应用而言可能是过度设计的。另外，尼龙-11和尼龙-12对金属的粘附性可能不是非常强，所以就耐用的应用而言，它们可能需要底漆预处理。尼龙-6比尼龙-11或尼龙-12更便宜，但是其具有高得多的吸水性，从而限制了其作为粉末涂料的用途。聚酰胺粉末涂料的耐刮擦性和耐磨性也可能较差。 美国专利4，440，908教导了由聚乙烯或乙烯_乙酸乙烯酯共聚物制备某些热塑性树脂的粉末。美国专利4，481，239教导了用于利用可热硬化的合成树脂涂覆金属基底的方法。 离聚物为酸共聚物，其中所述共聚物中的羧酸基团的一部分被中和成包含金属离子的盐。美国专利3，264，272公开了组合物，所述组合物包含以下共聚单元的无规共聚物:具有两至十个碳原子的α -烯烃、其中10至90%的酸基团用金属离子中和的具有三至八个碳原子的α，烯键式-不饱和羧酸、以及任选的第三单烯键式不饱和共聚单体如甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯。 已长期将离聚物用于多种多样的粉末涂覆应用中。美国专利4，056，653公开了制备球形离聚物颗粒的方法，所述球形离聚物颗粒具有10至100微米的平均直径。美国专利5，320，905教导了由共聚物制备乙烯羧酸树脂以形成最终被制成细小颗粒或粉末的盐，所述共聚物具有85至50重量％的烯烃如乙烯，以及15至50重量％的至少一种α，β -烯键式不饱和羧酸和至少一种阳离子金属化合物或配合物。 美国专利5，344，883公开了聚合物粉末涂料组合物，其包含加入聚合物树脂粉末中以降低光泽度的低分子量离聚物。JP1995-145271-A公开了用于粉末涂覆的组合物，其具有至多300微米的平均粒度，所述组合物包含乙烯/不饱和羧酸共聚物，所述共聚物包含5至15重量％不饱和羧酸或其盐，以及0.3至5.0重量％邻苯二甲酸盐型增塑剂化合物。美国专利6，090，454公开了用于在由低导电性材料形成的中空物体上形成热塑性聚合物粉末如离聚物的涂层的方法。 最近，混合离子离聚物组合物已被开发用于粉末涂覆应用中(美国专利6，680，082)。 在金属粉末涂料中实现功能性能和涂覆性能两者已经困难。虽然乙烯酸共聚物的中和可提供物理特性方面的一些有益效果，但是其实际上可能负面地影响他们作为粉末涂料的使用。例如，高硬度和刚性以及完美的耐刮擦性和耐磨性是与离聚物相关联的期望的特性，但是这些化合物还具有减小的粘附性、高粘度、易受风化和吸水性，并且更易与添加剂如颜料反应。 就很多应用而言，离聚物粉末涂料可具有有限的耐温性，这是与尼龙-11或尼龙-12粉末产品竞争的关键阻碍。即使使用低温条件，离聚物粉末也极难研磨，这增加了成本。由于低熔点和低结晶度，与其它半结晶粉末产品相比，离聚物粉末在粉末涂覆操作中固化缓慢。这降低了如在流化床涂覆操作中的生产速率。 因此，仍然需要热塑性聚合物粉末涂料组合物，其很好地起到金属涂层和/或金属底漆涂层的作用，并且易于制备和施加至金属上作为腐蚀防护，同时还具有适当的特性平衡。需要一种粉末涂料，其具有与经中和的乙烯酸共聚物相关联的所有物理优点，所述粉末涂料还提供对金属的合适粘附性、良好的耐候性以及其它期望的粉末涂料特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于粉末涂覆应用的聚酰胺和离聚物共混组合物，其具有对金属的高粘附性，高刚度、硬度和韧性，良好的耐刮擦性、低熔体粘度和高可加工性。 本专利技术提供了一种组合物，所述组合物包含以下的共混物: (I)半结晶聚酰胺，其具有如根据ASTM D789测量的在160°C至230°C范围内的熔点和在250°C和12秒―1的剪切速率下在毛细管流变仪中测量的小于500Pa-s的熔体粘度，其在⑴和⑵的组合的40至70重量％的范围内；以及 (2)离聚物，其在⑴和⑵的组合的30至60重量％的范围内，其中所述离聚物包含至少一种部分中和的酸共聚物，其中所述酸共聚物包含基于所述共聚物的总重量计， (i)79至90重量％的α-烯烃的共聚单元；(ii) 10至21重量％的α-β不饱和羧酸的共聚单元；(iii)0至7重量％的任选的第三共聚单体的共聚单元，使得除所述α -烯烃外的共聚单体的总计含量在所述共聚物的10重量％至21重量％的范围内；(iv)所述总羧酸基团的20摩尔％至50摩尔％被中和成盐，所述盐包含锌阳离子以及任选地第二元素(M2)的阳离子，所述第二元素是不同于Zn并选自元素周期表的第I族的，其中锌的摩尔当量占所述盐的至少20% ;并且(iv)所述离聚物具有在190°C下使用2.16kg荷重测量的在10至200g/10min范围内的熔体指数。 优选地，所述组本文档来自技高网...

【技术保护点】
组合物，包含以下的共混物：(1)半结晶聚酰胺，其具有如根据ASTM D789测量的在160℃至230℃范围内的熔点和在250℃和12秒‑1的剪切速率下在毛细管流变仪中测量的小于500Pa·s的熔体粘度，其在(1)和(2)的组合的40至70重量％的范围内；和(2)离聚物，其在(1)和(2)的组合的30至60重量％的范围内，其中所述离聚物包含至少一种部分中和的酸共聚物，其中所述酸共聚物包含基于所述共聚物的总重量计，(i)79至90重量％的α‑烯烃的共聚单元；(ii)10至21重量％的α‑β不饱和羧酸的共聚单元；(iii)0至7重量％的任选的第三共聚单体的共聚单元，使得除所述α‑烯烃外的共聚单体的总含量在所述共聚物的10重量％至21重量％的范围内；(iv)所述总羧酸基团的20摩尔％至50摩尔％被中和成盐，所述盐包含锌阳离子以及任选地第二元素(M2)的阳离子，所述第二元素(M2)不同于Zn并选自元素周期表的第I族，其中锌的摩尔当量占所述盐的至少20％；并且(iv)所述离聚物具有在190℃下使用2.16kg荷重测量的在10至200g/10min范围内的熔体指数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RT仇，MB凯利，O马格宁，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US