Pvc-丙烯酸酯共混物的制作方法
【專利摘要】批露了一種共混物，其包括聚氯乙烯(PVC)粉末和三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯。在用于流化床粉末涂覆設(shè)備中時，這種丙烯酸酯令人意外地提供非常好的熔體流動狀態(tài)。在一些實施方式中，使用這種丙烯酸酯允許減少共混物中的PVC和增塑劑。使用所述共混物的涂覆的金屬制品包括電器組件、戶外家具和汽車零件。
【專利說明】PVC-丙烯酸酯共混物
[0001] 優(yōu)先權(quán)要求
[0002] 本申請要求2012年6月22日提交的美國臨時專利申請序列號61/663,255(代理 人卷號12012008)、2012年9月28日提交的美國臨時專利申請序列號61/707,507(代理人 卷號12012020)以及2012年12月27日提交的美國臨時專利申請序列號61/746,546(代 理人卷號12012026)的優(yōu)先權(quán)，以上各文全部通過引用納入本文。 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及用于制備在金屬基片上的固體涂層的聚氯乙烯（PVC)粉末和丙烯酸 酯的共混物。 技術(shù)背景
[0004] 在過去的幾十年，聚合物的應(yīng)用改變了世界。聚合物科學(xué)迅速發(fā)展，制造在聚合物 物理學(xué)四個領(lǐng)域之內(nèi)的數(shù)以千計的不同熱塑性和熱固性產(chǎn)品：熱塑性塑料、熱塑性彈性體、 熱固性塑料和熱固性彈性體。
[0005] 大規(guī)模生產(chǎn)任何聚合物或者由其制成的產(chǎn)品都不能停留于現(xiàn)有的成分或加工條 件。降低成本、提高產(chǎn)率、提供性能更好成本更低的產(chǎn)品全部驅(qū)動著聚合物科學(xué)工業(yè)。隨著 新材料和相關(guān)工藝的出現(xiàn)，在特定應(yīng)用和相關(guān)工藝中，用具有改善的性質(zhì)、加工能力和/或 加工效率的材料取代舊的聚合物材料常常是有益的。
[0006] 不僅需要新的材料，還需要用于制造由該材料制成的制品的有效和可靠的方法。 已知多種工藝用于制造聚合物組分，例如如上所述的那些。
[0007] 聚合物粉末共混的流化床法是熟知的，且是將粉末轉(zhuǎn)化成在基片上（通常是金屬 性的）固體涂層的商業(yè)化可行手段。使用這種技術(shù)，可形成聚合物涂覆的金屬零件。聚合 物不僅提供用于加工的不同表面，還保護下面的金屬基片免受劣化，例如導(dǎo)致生銹和強度 損失的氧化。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 將PVC粉末和丙烯酸酯結(jié)合，從而制備用于流化床粉末涂覆工藝的共混物。重要 的是，本發(fā)明的共混物基本上排除鈣鋅熱穩(wěn)定劑和亞磷酸鹽/酯加工助劑，它們本來常常 存在于常規(guī)的PVC粉末涂層混合物中。
[0009] 本發(fā)明的一方面是聚合物共混物，其包括（a)聚氯乙烯粉末；(b)三甲基丙烯酸三 羥甲基丙烷酯；（C)增塑劑；（d)辛基錫熱穩(wěn)定劑；和（e)液體環(huán)氧樹脂；其中共混物基本上 排除鈣鋅熱穩(wěn)定劑和亞磷酸鹽/酯加工助劑。
[0010] 本發(fā)明的另一方面是采用上述粉末共混物制備的涂覆的金屬制品。
[0011] 可從本發(fā)明的熱塑性粉末共混物制備各種制品。能在流化床粉末涂覆設(shè)備中涂覆 的任何金屬制品都是用本發(fā)明的共混物涂覆的備選者。
【具體實施方式】 [0012] 共混物成分
[0013] 聚氯乙烯是共混物的主要成分。以粉末形式制造或轉(zhuǎn)化成粉末形式的任一 PVC懸 浮液或分散體樹脂都是用于本發(fā)明的備選者。PVC粉末是公知且廣泛接受的用于如上所述 的粉末涂覆工藝的樹脂。這種備選PVC粉末的平均粒度可為約40微米（ym)-400微米，優(yōu) 選地約100-250微米。
[0014] 市售的粉末形式的PVC聚合物包括來自普立萬公司（PolyOne Corporation)的 GE0N?牌PVC樹脂。GEONtmPVC樹脂是目前優(yōu)選的。
[0015] 為了提供PVC樹脂的柔性和塑性，可使用增塑劑。增塑劑通常是石化來源的酯例 如鄰苯二甲酸酯和生物來源的酯例如檸檬酸酯、脂肪酸酯等。在那些生物來源的增塑劑中， 環(huán)氧化植物油是目前優(yōu)選的，特別是環(huán)氧大豆油，例如費勒公司（Ferro Corporation)商業(yè) 出售的Plas-Chek?牌增塑劑。
[0016] 對本發(fā)明的共混物重要的是使用特定的丙烯酸酯，即三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷 酯，來提供對基礎(chǔ)PVC樹脂的進一步改性。
[0017] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將預(yù)期，將丙烯酸酯添加到粉末共混物會抑制共混物的熔體 性質(zhì)。但是，減少增塑劑的使用和使用丙烯酸酯令人意外地得到粉末共混物，其在丙烯酸酯 進行交聯(lián)之前，呈現(xiàn)非常好的共混物熔體流動狀態(tài)。
[0018] 此外，在固化過程中，在共混物中發(fā)生足夠的交聯(lián)，這最小化了和優(yōu)選地消除了粉 末共混物在流化床涂覆時的熔體滴落趨勢。固化共混物來將硬的自連接的PVC基涂層提供 到選定用于形成涂覆的制品的金屬基片上。
[0019] 還令人意外的是，在一些實施方式中，使用丙烯酸酯允許共混物在該共混物中包 括比常規(guī)用于PVC粉末涂層混合物約少28%的PVC。因此，在這些實施方式中，因為添加了 三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯并且丙烯酸酯給粉末共混物帶來令人意外的性質(zhì)，同時降低 了 PVC和增塑劑在這些共混物中的含量。
[0020] 共混物中的其它成分可包括例如內(nèi)部潤滑劑和其它潤滑劑、流動劑、熱穩(wěn)定劑、光 穩(wěn)定劑、顏料（如炭黑）、抗氧化劑、增塑劑、填料（如滑石和CaCO3)和消光劑（mattening agent)(如聚脲粉及各種二氧化硅）。無需過多實驗，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可選擇各種組分 和其它組分的各種用量來獲得所需的性質(zhì)。
[0021] 但是，令人意外的是，發(fā)現(xiàn)某些常規(guī)成分被基本上從該共混物排除。具體來說，已 發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的共混物不應(yīng)使用任何鈣鋅熱穩(wěn)定劑。此外，已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的共混物不應(yīng)使用 任何亞磷酸鹽/酯加工助劑。
[0022] 可接受的成分包括顏料，如二氧化鈦或槽法炭黑（channel black),風(fēng)化添加劑 如商業(yè)上用于嵌入和灌封電子元件的液體環(huán)氧樹脂，加工助劑如細粒微懸浮PVC均聚物， 其為成品粉末共混物提供良好的流動特性。
[0023] 表1顯示了可用于本發(fā)明的各組分的可接受的、所需的和優(yōu)選的范圍，都表示為 整個復(fù)合物的重量百分?jǐn)?shù)（重量％ )。該復(fù)合物可包含這些成分，基本上由這些成分組成， 或者由這些成分組成。
[0024]
【權(quán)利要求】
1. 一種聚合物共混物，其包含： (a) 聚氯乙烯粉末； (b) 三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯； (c) 增塑劑； (d) 辛基錫熱穩(wěn)定劑； (e) 液體環(huán)氧樹脂； 其中所述共混物基本上排除鈣鋅熱穩(wěn)定劑和亞磷酸鹽/酯加工助劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的共混物，其特征在于，所述液體環(huán)氧樹脂是雙官能度雙酚A/表 氯醇衍生的液體環(huán)氧樹脂。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的共混物，其特征在于： (a) 所述聚氯乙烯粉末占共混物的約50-約80重量％ ; (b) 所述三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯占共混物的約0. 4-約50重量％ ; (c) 所述增塑劑占共混物的0. 1-約12重量％ ; (d) 所述辛基錫熱穩(wěn)定劑占共混物的約0. 1-約5重量％ ; (e) 所述液體環(huán)氧樹脂占共混物的0. 1-約10重量％。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的共混物，其特征在于： (a) 所述聚氯乙烯粉末占共混物的約55-約80重量％ ; (b) 所述三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯占共混物的約0. 4-約40重量％ ; (c) 所述增塑劑占共混物的0. 1-約12重量％ ; (d) 所述辛基錫熱穩(wěn)定劑占共混物的約0. 1-約2重量％ ; (e) 所述液體環(huán)氧樹脂占共混物的0. 1-約5重量％ ;其中所述共混物還包括 (f) 微懸浮聚氯乙烯均聚物，其占共混物的約0. 1-約5重量％。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的共混物，其特征在于： (a) 所述聚氯乙烯粉末占共混物的約60-約80重量％ ; (b) 所述三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯占共混物的約0. 4-約26重量％ ; (c) 所述增塑劑占共混物的1. 5-約12重量％ ; (d) 所述辛基錫熱穩(wěn)定劑占共混物的約1-約2重量％ ; (e) 所述液體環(huán)氧樹脂占共混物的2-約4重量％ ;其中所述共混物還包括 (f) 微懸浮聚氯乙烯均聚物，其占共混物的約2-約4重量％。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項所述的共混物，其特征在于，聚氯乙烯粉末的平均粒度為 約40微米-約400微米。
7. 如權(quán)利要求1-5中任一項所述的共混物，其特征在于，聚氯乙烯粉末的平均粒度為 約100微米-約250微米。
8. 如權(quán)利要求1-7中任一項所述的共混物，其特征在于，其涂覆于金屬基片上。
9. 一種涂覆的金屬制品，其包括金屬基片和如權(quán)利要求1-7中任一項所述的共混物的 涂層。
10. 如權(quán)利要求9所述的涂覆的金屬制品，其是電器組件的形式。
11. 如權(quán)利要求9所述的涂覆的金屬制品，其是戶外家具的形式。
12. 如權(quán)利要求9所述的涂覆的金屬制品，其是汽車零件的形式。
【文檔編號】C08L27/06GK104379664SQ201380032208
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月22日
【發(fā)明者】J·特雷西諾, B·卡薩塔 申請人:普立萬公司