"Peintures en poudre contenant des particules métalliques" La présente spécification fait suite à la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 422.472 déposée le 6 décembre
1973 sous le même titre. La présente spécification contient les exemples illustratifs de la demande de brevet connexe, ainsi que des exemples illustratifs supplémentaires dans lesquels les quantités de la matière filmogène thermodurcissable déposée sur les particules métalliques avant leur incorporation dans une peinture en poudre sont supérieures à celles indiquées dans la demande de brevet connexe. Les descriptions y relatives dans le corps de la spécification sont rectifiées en tenant compte des exemples supplémentaires.
une technique de base pour'la fabrication de matières de revêtement en poudre est le procédé dit par fusion. Cette technique consiste à mélanger les matières premières exemptes de solvant à l'état fondu, habituellement au moyen d'un appareil
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pulvérisation et à une classification par séparation des diffé- rentes grosseurs. Ce procédé présente un certain nombre d'incon- vénients qui ne sont pas en relation avec la pigmentation, de même qu'un inconvénient supplémentaire survenant lorsqu'on uti- lise des paillettes métalliques comme pigments. La haute force
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ge, entraîne- une déformation des- paillettes métalliques. En
outre, au cours de l'étape de pulvérisation, les paillettes métalliques sont davantage déformées et la granulométrie de leurs particules est réduite. Les revêtements formés à partir de ces pou- dres sont caractérisés par une faible brillance et un aspect polychrome médiocre.
Une autre technique de base pour la fabrication de ma- tières de revêtement en poudre est la technique dite de prépara-
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effectuer suivant plusieurs procédés. Cette technique générale comprend la préparation d'une matière de revêtement dans un solvant organique, la séparation du solvant des solides de la peinture et la classification par séparation des différentes grosseurs. De même, un certain type de pulvérisation peut être nécessaire ou non suivant le procédé de séparation de solvant adopté.
La séparation du solvant peut être effectuée par des techniques classiques de séchage par pulvérisation ou moyennant une séparation par échange de chaleur en séparant les composants d'une solution de peinture par évaporation du solvant plus volatil et séparation, par gravité, entre le solvant évaporé et les solides non évaporés de la peinture. Etant donné que les paillettes métalliques peuvent être ajoutées après la pulvérisation,
si cette dernière doit être effectuée lorsqu'on utilise l'un ou. l'autre procédé de séparation de solvant, on peut éviter la détérioration des paillettes métalliques au cours de la pulvérisation en adoptant la technique de préparation en solution et de séparation de solvant. Toutefois, il se pose des problèmes en ce qui concerne la répartition et l'orientation des paillettes métalliques lorsque la matière de revêtement en poudre est appliquée
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lorsque l'application est effectuée par le procédé de pulvérisation électrostatique, à savoir le procédé le plus couramment adopté pour appliquer le revêtement final de peinture aux voitures automobiles, ainsi qu'à différents autres articles métalliques manufacturés. Lors de ces applications, les paillettes ont tendance à s'orienter d'une manière désordonnée, un faible pourcentage des paillettes étant parallèles au substrat. Globalement, de ce fait, une importante quantité de métal ressort avec peu d'éclat métallique et un faible facteur de brillant.
Dès lors, lorsqu'on adopte l'un ou l'autre des procédés <EMI ID=5.1> décrits ci-dessus pour former des revêtements de peinture en poudre à pigmentation métallique conformément aux procédés de la technique antérieure, on doit adopter, entre l'aluminium et le pigment non métallique, un rapport sensiblement plus élevé que dans les peintures liquides, afin de réaliser le même degré de brillance et le même aspect métallique qu'avec les peintures liquides. De plus, le problème que posent les paillettes métalliques qui ressortent, subsiste même lorsqu'on obtient la brillance et l'aspect métallique.
Dans les peintures liquides, il est connu d'enduire partiellement des paillettes d'aluminium utilisées comme pigments afin. d'augmenter l'efficacité de la pulvérisation électrostatique de ces peintures. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]
3.575.900, on décrit un procédé en vue de précipiter la résine du revêtement en solution sur les paillettes d'aluminium sous forme colloïdale. Cette solution est alors utilisée telle quelle ou en mélange avec une autre solution en vue de l'utilisation. La Demanderesse tient à souligner spécifiquement que, bien qu'il soit commode de recourir à cet enrobage, il n'est nullement entendu de spécifier que les particules d'aluminium sont complètement enveloppées.
La résine décrite à cet effet est un copoly- mère de chlorure de vinyle et de monomères à insaturation monoéthylénique contenant environ 60 à environ 90% en poids de chlorure de vinyle. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]
3.532.662, les paillettes d'aluminium comportent également un revêtement partiel. Dans ce cas, le revêtement est obtenu avec un copolymère désordonné de méthacrylate de méthyle et d'acide méthacrylique adsorbé sur le pigment.
Par ce procédé, on forme une dispersion des particules solides dans une phase continue liquide comprenant un liquide organique contenant, en solution, un polymère qui est adsorbé par les particules, de même qu'un stabilisant, la polarité de la phase continue étant modifiée de telle sorte que le polymère y soit insoluble, tandis que le stabilisant est un composé contenant un composant de fixation s'associant au polymère adsorbé à la surface des particules, ainsi qu'un composant en chaîne ramifiée solvaté par la phase continue modifiée et formant une gaine stabilisante autour des particules. On
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traitées par la composition de revêtement constituée d'une disper- :
sion de la matière filmogène.
Les peintures en poudre présentent certains avantages vis-à-vis des peintures liquides classiques, du fait qu'elles sont essentiellement exemptes de solvants volatils, mais elles posent
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tives à l'utilisation de paillettes d'aluminium comme composant chromogène. Par exemple, lorsque, dans les peintures liquides, on utilise des paillettes comportant un revêtement partiel du précipité de résine, le solvant organique et d'autres composants de
la solution subsistent, empêchant ainsi l'exposition directe des paillettes à l'atmosphère et à d'autres influences extérieures. De plus, dans les peintures en poudre, si les paillettes d'aluminium comportent un revêtement, ce dernier doit être un solide relativement sec, tandis que la grosseur, le poids et la continuité de l'enrobage organique sont tous des facteurs influençant la répartition de ces particules lorsqu'on effectue la pulvérisation électrostatique avec la poudre qui est l'agent filmogène principal de la composition de revêtement.
La présente invention concerne la préparation, l'utilisation et la composition de peintures en poudre contenant des particules métalliques, en particulier, des paillettes d'aluminium et, dans la plupart des applications, au moins un composant chromogène non métallique. Le "composant chromogène non métallique" peut être une teinture, un colorant ou un pigment en particules
et il peut être organique, par exemple, le noir de carbone, ou inorganique, par exemple, un sel métallique.
Lors de la mise en oeuvre 'de la présente invention, on enrobe des particules métalliques incorporées dans des peintures en poudre pour former le composant chromogène métallique d'un fini monochrome ou polychrome, au moyen d'un revêtement organique thermodurcissable à travers lequel les particules métalliques sont visibles à l'oeil nu. Ce revêtement qui est, de préférence, transparent, mais qui peut être translucide, permet d'orienter un important pourcentage des paillettes métalliques parallèlement au substrat; même lorsque la matière de revêtement en poudre est appliquée à ce dernier par le procédé classique d'application d'une peinture par pulvérisation électrostatique.
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la présente spécification, désigne des matières qui sont transparentes ou translucides ou encore partiellement transparentes et partiellement translucides.
Suivant la présente invention, on mélange des particules métalliques comportant un revêtement (c'est-à-dire qu'on les mélange à froid) avec le reste de la matière de revêtement après
que l'agent- filmogène principal ait été transformé en particules. On peut mélanger le composant chromogène non métallique avec la i poudre filmogène avant, après ou pendant l'addition des particules métalliques comportant un revêtement mais, de préférence, ce com- posant est ajouté avant les particules métalliques comportant un revêtement. Cet ordre de mélange permet d'éviter la dégradation
des particules métalliques dans l'une ou l'autre des étapes de préparation de la poudre filmogène.
Les particules métalliques que l'on utilise le plus souvent comme composant chromogène métallique sont des paillettes d'aluminium. Afin d'éviter des complications superflues dans la '
<EMI ID=10.1> description de la présente invention, pour illustrer cette dernière, on aura recours à des paillettes d'aluminium. Il est toutefois entendu que ce procédé est applicable à n'importe quel métal en
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matière de revêtement en poudre. Cette expression englobe les particules constituées uniquement d'un métal, les particules organi-
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liques formant une structure en sandwich avec un polymère et ayant des bords métalliques exposés.
L'agent filmogène utilisé pour enrober les particules métalliques conformément à la présente invention peut être identique à ou différent de l'agent filmogène principal de la matière de revêtement en poudre. L'agent filmogène utilisé pour enrober
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lable ou d'un polymère chimiquement fonctionnel et d'un agent de réticulation pouvant réagir avec ce dernier. Dans la forme de réalisation préférée, il est également réticulable avec l'agent filmogène principal de la composition de revêtement en poudra.
Le procédé préféré pour appliquer un revêtement aux paillettes d'aluminium consiste à disperser les paillettes, de préférence, sous forme d'une pâte d'aluminium, dans une petite quantité d'un agent filmogène organique thermodurcissable et d'un solvant pour l'agent filmogène et approprié pour le séchage par pulvérisation. On soumet ensuite la dispersion à un séchage par pulvérisation par des techniques classiques. Etant donné qu'il y
a une faible quantité d'agent filmogène par rapport à la quantité de paillettes métalliques, on obtient globalement des paillettes métalliques enrobées d'un revêtement continu et relativement min- ce de l'agent filmogène, contrairement à des paillettes métalli-
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filmogène.
Plus spécifiquement, on disperse tout d'abord les pail-
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d'un agent filmogène thermodurcissable (en se basant sur le poids réel des paillettes d'aluminium), c'est-à-dire environ 2 à environ 200 parties en poids d'agent filmogène thermodurcissable par 100 parties en poids de paillettes d'aluminium. Dans une forme de réalisation dans laquelle le revêtement de ces paillettes est relativement léger, on disperse les paillettes d'aluminium dans environ 2 à environ 30% en poids d'un agent filmogène thermodurcissable, calculés sur le poids réel des paillettes d'aluminium, soit environ 2 à environ 30 parties en poids d'agent fil-
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minium. Lorsqu'on utilise des particules métalliques d'une densité différente, on peut utiliser le poids des paillettes d'aluminium
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filmogène à utiliser pour le revêtement des particules métalli- ques. Lorsqu'on utilise moins d'environ 2% en poids d'agent fil-
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gent filmogène, il convient de prendre des précautions pour régler l'opération de séchage par pulvérisation afin de réduire au minimum la formation d'une quantité excessive de particules sphériques contenant plus d'une paillette métallique. L'incidence d'un recouvrement complet est élevée dans l'intervalle de
30 à 70 décrit ci-dessus. Ces particules sphériques peuvent être éliminées des autres paillettes d'aluminium comportant un revêtement par tamisage. L'incorporation de grosses particules à plusieurs lamelles dans un revêtement durci donne un aspect ir- ' régulier. On peut obtenir un résultat analogue si l'on mélange les paillettes métalliques ne comportant pas de revêtement avec l'agent filmogène principal d'une peinture en poudre, tandis que cette dernière est à l'état liquide, après quoi on élimine le solvant.
La pâte d'aluminium est constituée de paillettes d'aluminium (habituellement environ 60 à environ 70% en poids) dans une plus petite quantité (habituellement environ 30 à environ
40% en poids) d'un solvant hydrocarboné liquide servant de lubrifiant, par exemple, les essences minérales. Au cours de l'opération de broyage permettant d'obtenir les paillettes d'aluminium, on peut ajouter une faible quantité d'un lubrifiant supplémentaire, par exemple, l'acide stéarique. On attribue à Everett J. Hall le mérite d'avoir appliqué pour la première fois le procédé consistant à piler de l'aluminium en fines paillettes avec des billes d'acier polies dans un broyeur rotatif, tout en imprégnant les paillettes avec un hydrocarbure liquide. (Voir brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 1.569.484 (1926)). Une description dé-
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seur des paillettes, des essais auxquels elle a été soumise, de ses utilisations dans les peintures,etc. est donnée dans
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3me édition (1955), "Library of Congress Catalog Card Number" :
55-6623, "Reinhold Publishing Corporation", 430 Park Avenue, New York, N.Y., E.U.A., cette publication étant mentionnée ici
à titre de référence.
L'agent filmogène utilisé pour appliquer un revêtement aux paillettes d'aluminium peut être un polymère ou un copoly- mère autoréticulant, un polymère ou un copolymère chimiquement fonctionnel et un agent de-réticulation monomère. Les agents filmogènes préférés à cet effet englobent des systèmes de copoly mères thermodurcissables comprenant : (a) un copolymère à fonc- tion époxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réti- culation pour ces derniers, un agent de réticulation d'acide di- carboxylique aliphatique saturé à chaîne droite de 4 à 20 atomes de carbone (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats- Unis d'Amérique n[deg.] 172.236, déposée le 16 août 1971), (b) un copolymère à fonction époxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un mélange d'en- !
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monocarboxylique aliphatique saturé à chaîne droite de 10 à 22 atomes de carbone (voir, par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.730.930), (c) un copolymère à fonction époxy de
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entre environ :10 et environ 550 (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.228, déposée le 16 août 1971), (d) un copolymère à fonction époxy de monomères mono-! vinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un polymère à terminaison carboxy (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.229, déposée le 16 août
1971), (e) un copolymère à fonction époxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation, un polymère à terminaison hydroxy phénolique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.225, déposée le 16 août 1971), <EMI ID=23.1> ple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.238, déposée le 16 août 1971), (g) un copolymère à fonction hydroxy
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que (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.237, déposée le 16 août 1971), (h) un copoly- mère à fonction époxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un anhydride d'un acide d�car- boxylique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172,224, déposée le 16 août 1971), (i) un copolymè- re à fonction hydroxy de monomères à insaturation monoéthylénique et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un composé choisi parmi les acides dicarboxyliques, les mélamines et les anhydrides (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172.223, déposée le 16 août 1971), (j) un copolymè-
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de réticuiation pour ces derniers, un'composé contenant des atomes d'azote tertiaire (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 172,222., déposée le 16 août 1971),
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composé à insaturation éthylénique avec, comme agent de réticulation pour ces derniers, une résine époxy contenant deux ou plu-
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août 1971), (1) un copolymère autoréticulable à fonction époxy et à fonction anhydride de monomères à insaturation oléfinique
(voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Améri-
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fonction époxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un polymère à terminaison carboxy, par exemple, un polyester à terminaison carboxy (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 223.746, déposée le 4 février 1972), (n) un copolymère à fonction époxy de monomères vinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un acide dicarboxylique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 228.262, déposée le 22 février 1972), (o) un copolymère à fonction époxy et à fonction hydroxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un acide dicarboxylique aliphatique satu-
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ple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 294.874, déposée le 6 septembre 1973), (p) un copolymère à fonction époxy de monomères monovinyliques éventuellement avec une fonction hydroxy et/ou une fonction amido et, comme agent de réticulation pour ces derniers, (1) un acide dicarboxylique aliphatique saturé à chaîne droite de 4 à 20 atomes de carbone et (2) un polyanhydride (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amé-
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à fonction époxy et à fonction amido de .monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un anhydride d'un acide dicarboxyliques (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 394.380, déposée le Septembre
1973), (r) un copolymère à fonction époxy et à fonction hydroxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un anhydride d'un acide dicarboxylique (voir, par
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394.879,déposée le 6 septembre 1973), (s) un copolymère à fonc- tion époxy et à fonction amido de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un polymère à terminaison carboxy (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 394.875, déposée le 6 septembre 1973),
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et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un anhydride monomère ou polymère et un acide hydrcxy-carboxylique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]
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fonction époxy et à fonction amido de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un anhydride monomère ou polymère et un acide hydroxy-carboxylique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]
394.877, déposée le 6 septembre 1973) et (v) un copolymère à fonction époxy et à fonction hydroxy de monomères monovinyliques et, comme agent de réticulation pour ces derniers, un anhydride monomère ou polymère et un acide hydroxy-carboxylique (voir, par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]
394.876, déposée le 6 septembre 1973).
Les descriptions des brevets et demandes de brevets ci-dessus sont mentionnées ici à titre de référence.
L'expression "monomère vinylique". utilisée dans la présente spécification; désigne un composé monomère comportant, dans sa structure moléculaire, le groupe Fonctionnel
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méthyle.
Parmi d'autres agents filmogènes thermodurcissables pouvant être utilisés pour appliquer un revêtement aux particules métalliques, il y a, sans aucune limitation, les systèmes thermodurcissables dans lesquels le composant polymère est un polyester, un polyépoxyde, de même que les résines acryliques, les polyépo-
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ne les résines acryliques décrites plus spécifiquement jusqu'à présent, ces résines peuvent être des polymères autoréticulants ou elles peuvent être constituées d'une combinaison d'un polymère fonctionnel et d'un composé monomère coréactif servant d'agent de réticulation,
Les peintures en poudre thermodurcissables préférées connues de la Demanderesse pour les revêtements supérieurs des voitures automobiles (domaine dans lequel les pigments métalliques trouvent leur plus grande utilité) sont constituées essentiellement d'un copolymère à fonction époxy de monomères à insaturation oléfinique et d'un agent de réticulation pour ces derniers. Ces peintures, à l'exclusion des pigments, peuvent également contenir des agents de réglage d'écoulement, des catalyseurs, etc., en très faibles quantités.
Le copolymère mentionné dans le paragraphe précédent a
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viron 15.000 et une température de vitrification comprise entre environ 40 et environ 90[deg.]C. La fonctionnalité époxy est fournie en utilisant un ester glycidylique d'un acide carboxylique à insaturation monoéthylénique, par exemple, l'acrylate de glycidyle ou
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lymère. Ce monomère doit représenter environ 5 à environ 20% en poids de la quantité totale. Une fonctionnalité supplémentaire, par exemple, une fonctionnalité hydroxy ou une fonctionnalité amido, peut également être obtenue en incorporant un hydroxyacrylate ou un hydroxy-méthacrylate contenant 5 à 7 atomes de carbone, par exemple, l'acrylate d'éthyle, le méthacrylate d'éthyle, l'acrylate de propyle ou le méthacrylate de propyle, ou encore
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ou le méthacrylamide, parmi les monomères constitutifs. Lorsqu'on utilise cette fonctionnalité supplémentaire, les monomères qui la
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monomères constitutifs. Le reste du copolymère, soit environ 70 à environ 93% en poids des monomères constitutifs, est constitué
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à-dire que l'unique fonctionnalité est l'insaturation éthylénique. Ces monomères monofonctionnels à insaturation oléfinique sont,
du moins en majeure partie, c'est-à-dire plus de 50% en poids des monomères constitutifs, des monomères acryliques. Les monomères acryliques monofonctionnels préférés à cet effet sont des esters d'alcools monohydriques de 1 à 8 atomes de carbone et d'acide acrylique ou d'acide méthacrylique, par exemple, le méthacrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, le méthacrylate de propyle,
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xyle et l'acrylate de 2-éthylhexyle. Dans cette forme de réalisation préférée, hormis les monomères précités à fonction époxy, hydroxy et amido qui comportent également la fonctionnalité d'insaturation oléfinique épuisée lors de la polymérisation du copolymère, le reste éventuel est constitué, de préférence, d'hydrocarbures monovinyliques contenant 8 à 12 atomes de carbone, par exemple, le styrène, le vinyl-toluène, l'a-méthylstyrène et le tert-butylstyrène. Parmi d'autres monomères vinyliques pouvant être utilisés en faibles quantités, c'est-à-dire entre 0 et 30% en poids des monomères constitutifs, il y a le chlorure de vinyle,
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Les agents de réticulation utilisés avec le copolymère décrit ci-dessus ont une fonctionnalité réagissant avec celle du copolymère. Dès lors, tous les agents de réticulation mentionnés ci-dessus à propos des breveta et des demandes de brevets relatifs aux peintures en poudre, par exemple, les acides dicarboxyliques aliphatiques saturés de 4 à 20 atomes de carbone, les mélanges d'acides dicarboxyliques aliphatiques saturés de 4 à 20 atomes
de carbone et d'acides monocarboxyliques dont le nombre d'atomes de carbone se situe dans le même intervalle, les copolymères à terminaison carboxy ayant un poids moléculaire (Mn) se situant entre 650 et 3000, les anhydrides monomères, de préférence, les anhydrides ayant un point de fusion compris entre environ 35 et
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l'anhydride cyclohexane-1,2-dicarboxylique, l'anhydride succini- que, etc., les homopolymères d'anhydrides monomères, ainsi que des mélanges de ces anhydrides et d'hydroxy-acides ayant un point
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titre de référence. En règle générale, on utilise ces agents de réticulation en quantités calculées de façon à obtenir, par grou-
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de préférence, entre environ 0,8 et environ 1,2 groupe fonctionnel pouvant réagir avec les groupes fonctionnels du copolymère.
Les meilleurs revêtements thermoplastiques acryliques en poudre connus de la Demanderesse sont constitués de copolymè-
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diacide acrylique ou d'acide aile, Dans la forme de
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poids de monomères acryliques, le reste est constitué d'hydro- carbures monovinyliques de 8 à 12 atomes de carbone, par exemple,
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styrène. Les acrylates et les méthacrylates utilisés dans l'une ou l'autre de ces formes de réalisation sont, de préférence, des esters d'un alcool monohydrique de 1 à 8 atomes de carbone et
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d'acide acrylique et d'acide méthacrylique. Un copolymère de ce type contient environ 76 à environ 81 mole % de méthacrylate de méthyle, 1 à 3 mole % d'acide acrylique ou d'acide méthacrylique ou encore d'un mélange d'acide acrylique et d'acide méthacrylique, ainsi que de 16 à 23 mole % de méthacrylate de butyle.
L'expression "insaturation a,p", utilisée dans la pré- sente spécification, englobe à la fois l'insaturation oléfinique comprise entre 2 atomes de carbone occupant les position a et p par rapport à un groupe activateur tel qu'un groupe carboxy, par exemple, l'insaturation oléfinique de l'anhydride maléique, de même que l'insaturation oléfinique comprise entre les deux atomes de carbone occupant les position a et par rapport à la terminaison d'une chaire aliphatique carbone-carbone, par exemple, l'insaturation oléfinique de l'acide acrylique, du méthacrylate de méthyle ou du styrène.
La préparation des paillettes métalliques comportant un revêtement est effectuée dans un solvant pour l'agent filmogène, ce solvant étant suffisamment volatil pour assurer un séchage efficace par pulvérisation sans réagir chimiquement avec l'agent filmogène ou les paillettes métalliques à un degré pouvant modifier sensiblement leurs propriétés ou leur aspect dans les durées de contact adoptées pour effectuer le procédé de séchage par pulvé-
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Une formulation spécifique pour une matière première de charge pour le dispositif de séchage par pulvérisation suivant la présente invention comprend les ingrédients suivants :
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On donnera ci-après les paramètres opératoires spécifi- ques pour un sécheur classique par pulvérisation de 0,9144 m de diamètre muni d'un atomiseur classique à deux fluides, par exemple, un gaz et un liquide, comme c'est le cas dans un pistolet classique de pulvérisation de peinture (liquide) à l'air :
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L'aluminium comportant un revêtement venant du dispositif de séchage par pulvérisation est ensuite tamisé à travers un tamis prévu pour des particules de la granulométrie désirée, par exemple, un tamis à 44 microns, afin d'éliminer les particules excessivement grosses. On élimine environ 20% du produit se présentant sous forme de particules surdimensionnées.
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et, lorsque le fini doit Être polychrome, au moins un composant chromogène non métallique. Ce composant chromogène non métallique
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de la présente invention, le blanc et le noir seront considérés comme des couleurs étant donné qu'une matière réfléchissant ou absorbant la lumière doit erre ajoutée à l'agent filmogèna organique pour conférer, au fini, un aspect blanc ou noi ; au même titre qu'il convient d'ajouter, à l'agent filmogène organique, une matière réfléchissant les rayons lumineux émettant une couleur vers l'oeil, tout en en absorbant d'autres.
Le composant filmogène du composant en poudre est, de préférence, une matière filmogène thermodurcissable. Les matières filmogènes thermodurcissables décrites jusqu'à présent et destinées à être utilisées pour. former le revêtement des lamelles métalliques, peuvent être utilisées comme agent filmogène principal du composant en poudre. Les matières thermodurcissables préférées pour le revêtement des lamelles'métalliques sont également les matières thermodurcissables préférées à cet effet.
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poudre de la présente invention peut être une poudre thermoplastique, par exemple, un polymère thermoplastique acrylique ayant
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par exemple, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]
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revêtement peuvent évidemment être utilisées avec n'importe quel-.1 le poudre thermoplastique pouvant être employée comme agent fil- mogène principal de n'importe quelle peinture thermoplastique en poudre. La formulation du composant non métallique en poudre qui, dans le cas d'un fini polychrome, contient un composant chromo- gène non métallique , est réalisée en tenant compte de la couleur ' particulière choisie pour le composant chromogène métallique et
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composant en poudre est formulé quantitativement en tenant compte de la quantité de matière que l'on doit faire intervenir au cours de l'addition des particules métalliques.comportant un revêtement.'
On donnera ci-après une formulation spécifique du composant en poudre :
<EMI ID=63.1>
On effectue la préparation et le traitement du composant non métallique en poudre par une des techniques classiques de préparation de poudre, par exemple, l'extrusion, le séchage par pulvérisation ou l'extraction de solvant. Dès qu'elle est sous forme d'une poudre, cette matière est tamisée à travers un tamis approprié, par exemple, un tamis à 74 microns.
L'étape finale de la préparation de la matière de revêtement en poudre suivant la présente invention est le mélange des deux composants principaux, à savoir le composant métallique en particules comportant un revêtement organique thermodurcissable et le composant non métallique en poudre. Les proportions exactes des deux composants principaux dépendront évidemment de la formulation spécifique et de la quantité de métal nécessaire. Dans l'exemple spécifique décrit ci-dessus, si l'on mélange environ 98,5 parties en poids du composant non métallique en poudre avec environ 1,5 partie en poids de l'aluminium comportant un revêtement, on obtient une peinture "à faible teneur métallique" pour le revêtement supérieur des voitures automobiles.
L'aspect du revêtement fini constitue évidemment un
<EMI ID=64.1>
quantité aussi faible qu'environ 0,005% en poids) et un pourcentage en poids beaucoup plus élevé de la composition totale de peinture en poudre dans les finis dits "à l'argent" (c'est-à-
<EMI ID=65.1>
exemple, le revêtement séché par pulvérisation sur les paillettes représente environ 2 à environ 30% en poids de ces dernières,
les paillettes comportant un revêtement représenteront alors entre environ 0,005 et environ 32,5, avantageusement entre environ 0,25 et environ 28,75 et, de préférence, entre environ 0,54 et environ 28,25% en poids de la composition totale de peinture en poudre. La poudre filmogène principale et le pigment non métallique éventuel constitueront le reste de la composition de peinture en poudre. Lorsqu'on utilise des paillettes métalliques, le pigment non métallique constituera entre 0 et environ 22% en poids de la composition totale.
Ce procédé offre un avantage supplémentaire du fait que la mince couche de revêtement organique formé sur les paillettes d'aluminium réduit sensiblement les risques d'explosion existant avec les paillettes d'aluminium sèches, tandis que la manipulation habituelle de l'aluminium sec sous une atmosphère d'un gaz inerte n'est pas nécessaire.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture des exemples ci-après donnés à titre d'illustration.
Exemple 1
(a) Préparation des paillettes d'aluminium comportant un revête:!tent. '
On prépare une peinture en poudre conformément à la présente invention à partir des matières suivantes et en adoptant les procédés décrits ci-après :
1 . Préparation d'un copolymère acrylique à fonction �poxy de monomères vinyliques :
<EMI ID=66.1>
On mélange les ingrédients ci-dessus ensemble. Dans le <EMI ID=67.1> azobis-(2-méthylpropionitrile). On ajoute lentement le mélange
à 100 parties de toluène à reflux que l'on agite vigoureusement sous une atmosphère d'azote. On prévoit un condenseur au sommet du récipient de toluène, afin de condenser les vapeurs de toluène et les recycler au récipient. On ajoute le mélange des monomères par une soupape de réglage et on règle la vitesse d'addition de façon à maintenir une température de reflux (109-112[deg.]C), une faible fraction seulement de la chaleur étant fournie par un dis- positif de chauffage extérieur. Au terme de l'addition du mélange <EMI ID=68.1>
extérieure pendant trois heures supplémentaires.
On verse la solution dans des cuvettes peu profondes en acier inoxydable. On place ces cuvettes dans un four sous vide et on en évapore le solvant. Lorsque le solvant est éliminé, la solution du copolymère est plus concentrée. La température du four sous vide est portée à environ 110[deg.]C. On poursuit le séchage jusqu'à ce que la teneur en solvant du copolymère soit inférieure à 3%. On refroidit les cuvettes, puis on recueille le copolymère et on le broie de façon qu'il passe à travers un tamis
à 20 mailles. Le copolymère obtenu a une température de vitrifi-
<EMI ID=69.1>
avec les matières suivantes :
<EMI ID=70.1>
On mélange les matières -ensemble dans un broyeur à boulets pendant deux heures. On malaxe le mélange aux cylindres
<EMI ID=71.1>
solide obtenu dans un broyeur à boulets et on tamise la poudre avec un tamis à 140 mailles.
On combine deux parties en poids de ce mélange thermo-
<EMI ID=72.1>
luminium passant à travers un tamis à 325 mailles et ayant une surface spécifique de 7,5 m2/g, des particules d'un diamètre maximum inférieur à 45 microns, la répartition la plus courante des granulométries des particules se situant entre environ 7 et environ 15 microns) et 200 parties en poids de chlorure de méthylène sous une agitation à faible force de cisaillement de façon à disperser l'aluminium dans la matière thermodurcissable sans détériorer les paillettes d'aluminium.
<EMI ID=73.1>
sèche par pulvérisation de façon à obtenir des paillettes individuelles d'aluminium comportant un mince revêtement continu d'un copolymèr�sec. On effectue cette opération dans un appareil de séchage par pulvérisation de 0,9144 m de diamètre muni d'une tuyère à deux fluides en contre-courant en adoptant les conditions suivantes :
<EMI ID=74.1>
<EMI ID=75.1>
est la suivante : 19,5 parties en poids d'aluminium et 2 oarties en poids du mélange thermodurcissable décrit ci-dessus plus une faible quantité de solvant résiduel (c'est-à-dire 0,05 il 0,2 partie) ne s'évaporant pas complètement au cours du procédé de séchage par pulvérisation. On tamise ce produit à travers un tamis à 44 microns.
(b) Préparation du composant non métallique en poudre
On prépare une matière thermodurcissable en mélangeant
166 parties en poids du copolymère à fonction époxy utilisé dans
<EMI ID=76.1>
sur les paillettes d'aluminium sub (a) ci-dessus avec les matières suivantes :
<EMI ID=77.1>
On obtient un mélange homogène des ingrédients ci-dessus par broyage aux boulets pendant deux heures. Ensuite, on ex-
<EMI ID=78.1> avec malaxage. On pulvérise le solide ainsi obtenu dans un mélangeur à turbine, c'est-à-dire un mélangeur à turbine du type
à air, puis on le tamise à travers un tamis à 200 mailles.
(c) Préparation de la matière de revêtement en poudre
On prépare une matière de revêtement en poudre suivant la présente invention en mélangeant 1,65 partie en poids de l'aluminium comportant un revêtement avec 98,35 parties du composant non métallique en poudre. On obtient un mélange homogène des deux composants en remuant rapidement la matière dans un récipient partiellement rempli pendant 20 minutes dans des conditions
<EMI ID=79.1>
durcissable utilisée pour former le revêtement sur les paillettes d'aluminium, de même que la matière thermodurcissable utilisée pour former le composant non métallique en poudre peuvent être ! réticulées l'une avec l'autre. Ensuite, on pulvérise la poudre ainsi obtenue sur un substrat en acier raccordé électriquement à la terre au moyen d'un pistolet classique de pulvérisation de
<EMI ID=80.1>
d'environ 50 KV. Après la pulvérisation, on chauffe le substrat revêtu à une température d'environ 177[deg.]C pendant environ 25 minutes. Le revêtement ainsi obtenu possède un bon brillant et une bonne orientation des particules métalliques. Il résiste aux agents atmosphériques et il peut être appliqué comme revêtement supérieur sur les voitures automobiles.
Exemple 2
On prépare une matière de revêtement en poudre en sui- vant le procédé de l'exemple 1 avec les différences suivantes :
(1) On prépare les paillettes d'aluminium comportant un revêtement à partir des matières suivantes :
<EMI ID=81.1>
Le produit obtenu après séchage par pulvérisation a la
<EMI ID=82.1>
partie en poids de matière thermodurcissable et 0,001 partie en poids d'acrylate de polylauryle. !
On combine l'aluminium revêtu ainsi obtenu en une quantité de 1,52 partie en poids avec 98,48 parties en poids du composant non métallique en poudre de l'exemple 1, pour former une poudre de la composition suivante :
<EMI ID=83.1>
On dépose cette matière de revêtement en poudre par voie électrolytique sur un substrat métallique et on la soumet à un durcissement thermique comme décrit à l'exemple 1. Le revê- tement obtenu possède de bonnes .propriétés en ce qui concerne le brillant, l'orientation métallique et la résistance aux agents atmosphériques.
Exemple 3
On prépare une matière de revêtement en poudre en sui-
<EMI ID=84.1>
<EMI ID=85.1>
minium comportant un revêtement a la composition suivante :
<EMI ID=86.1>
on mélange cette matière et on la sèche par pulvéri- sation comme décrit à l'exemple 1; dans la matière obtenue, les paillettes comportent un revêtement environ 2,5 fois plus épais
<EMI ID=87.1>
<EMI ID=88.1>
que en poids du produit séché par pulvérisation est la suivante
<EMI ID=89.1>
(2) Etant donné que, dans ce cas, la quantité du revêtement <EMI ID=90.1>
dération lors de la formulation du composant non métallique en poudre. Dans ce cas, on prépare le composant non métallique en poudre en combinant 166 parties en poids du copolymèrd broyé à fonction époxy de l'exemple 1 avec les ingrédients suivants :
<EMI ID=91.1>
Le traitement ultérieur du composant non métallique en poudre est identique à celui de 1'* exemple 1.
<EMI ID=92.1>
lique en poudre est modifié par suite de l'épaisseur du revêtement formé sur les paillettes d'aluminium. Dans ce cas, le rap-
<EMI ID=93.1>
tement pour 98,08 parties en poids de composant non métallique en poudre. Le revêtement en poudre obtenu conserve sa teneur en pigment et a la composition suivante :
<EMI ID=94.1>
On mélange cette matière, on la tamise, on la soumet à une pulvérisation électrostatique sur un substrat en acier, puis on la durcit thermiquement comme décrit à l'exemple 1. Le fini obtenu possède d'excellentes propriétés et son aspect est analogue à celui des revêtements obtenus à l'exemple 1.
Exemple 4
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les diffé- rences suivantes :
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties en poids de la même pâte d'aluminium que celle
<EMI ID=95.1>
poids d'acrylate de polylauryle.
(2) En suivant le procédé de l'exemple 3, on règle le composant non métallique en poudre et on l'utilise en une quantité permettant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un. revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être pulvé-� risée avec la même quantité de pigment que dans la matière de l'exemple 1.
On soumet la matière de revêtement en poudre obtenue à une pulvérisation électrostatique sur un substrat en acier et on l'y durcit thermiquement comme décrit à l'exemple 1; le fini obtenu a un aspect analogue à celui de l'exemple 1.
Exemple 5
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les diffé- ' rences suivantes :
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties en poids de la pâte d'aluminium utilisée à l'exem-ple 1 (19,5 parties en poids d'aluminium) et de 0,98 partie en poids de la matière thermodurcissable, c'est-à-dire le copolymère
<EMI ID=96.1>
proportions utilisées dans cet exemple, 0,1 partie en poids de bromure de tétrabutylammonium et 0,005 partie en poids d'acryla- te de polylauryle.
(2) En suivant le procédé de l'exemple 3, on règle le composant non métallique en poudre et on l'utilise en une quantité permet- tant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être pulvé-
<EMI ID=97.1>
Exemple
On répète le procédé de l'exemple 1 , avec les diffé- rences suivantes :
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties en poids de la pâte d'aluminium utilisée à l'exem- ple 1 (19,5 parties en poids d'aluminium) et de 2,93 parties en poids de la matière thermodurcissable, c'est-à-dire le copolymère à fonction époxy de l'exemple 1 et l'acide azélaîque dans les proportions utilisées dans cet exemple, 0,29 partie en poids
<EMI ID=98.1>
late de polylauryle.
(2) En suivant le procédé de l'exemple 3, on règle le composant non métallique en poudre.et on l'utilise en une quantité permettant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être <EMI ID=99.1>
de l'exemple 1.
On soumet la matière de revêtement en poudre obtenue à une pulvérisation électrostatique sur un substrat en acier et
<EMI ID=100.1>
Exemple 7
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les différences suivantes :
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties en poids de la pâte d'aluminium utilisée à l'exem-
<EMI ID=101.1>
late de polylauryle.
(2) En suivant le procédé de l'exemple 3, on règle le composant non métallique en poudre et on l'utilise en une quantité permettant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être pulvé-. risée avec la même quantité de pigment que dans la matière de l'exemple 1.
On soumet la matière de revêtement en poudre obtenue à une pulvérisation électrostatique sur un substrat métallique et on l'y durcit thermiquement comme décrit à l'exemple 1; le fini obtenu possède un aspect analogue à celui de l'exemple 1.
Exemple 8
on répète le procédé de l'exemple 1, avec les diffé- rences suivantes :
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties en poids de la pâte d'aluminium utilisée à l'exemple <1> (19,5 parties en poids d'aluminium) et 2,54 parties en poids de la matière thermodurcissable, c'est-à-dire le copoly-
<EMI ID=102.1>
late de polylauryle.
(2) En suivant le procédé de l'exemple 3, on règle le composant non métallique en poudre et on l'utilise en une quantité permettant dbbtenir: avec .les .paillettes d'aluminium comportant un
<EMI ID=103.1>
l'exemple 1 .
On soumet la matière de revêtement en poudre obtenue
<EMI ID=104.1>
et on l'y durcit thermiquement comme décrit à l'exemple 1; le fini obtenu possède un aspect analogue à celui de l'exemple 1.
Exemple 9
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les différences suivantes :
(1) On prépare le revêtement des paillettes d'aluminium à partir de 30 parties en poids de la pâte d'aluminium utilisée à l'exemple 1 (19,5 parties en poids d'aluminium) et 0,39 partie en poids de la matière thermodurcissable.., c'est-à-dire le copoly-
<EMI ID=105.1>
les proportions utilisées dans cet exemple, 0,04 partie en
poids de bromure de tétrabutylammonium et 0,002 partie en
poids d'acrylate de polylauryle.
(2) En suivant le procédé de l'exemple 3, on règle le composant non métallique en poudre et on l'utilise en une quantité permet-tant d'obtenir, avec les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, la matière de revêtement en poudre devant être pulvérisée avec la même quantité de pigment que dans la matière de l'exemple 1.
On soumet la matière de revêtement en poudre obtenue
à une pulvérisation électrostatique sur un substrat métallique ' et on l'y durcit thermiquement comme décrit à l'exemple 1; le fini obtenu possède un aspect analogue à celui de 1'exemple 1.
Exemple 10
On répète le procédé de l'exemple 1 , avec cette diffé-
<EMI ID=106.1>
le copolymère à fonction époxy et à fonction hydroxy utilisé dans cet exemple à partir des composants suivants et de la manié- re décrite ci-après :
<EMI ID=107.1>
On mélange les monomères ci-dessus dans les proportions précitées et, au mélange des monomères, on ajoute 70 g (4,5%,
<EMI ID=108.1>
toluène à 100-108[deg.]C sous une atmosphère d'azote. Ensuite, pendant une période d'une demi-heure, on ajoute 0,4 g de 2,2'azobis-(2-méthylpropionitrile) dissous dans 10 ml d'acétone et on poursuit le chauffage à reflux pendant deux heures supplémen-
<EMI ID=109.1>
On dilue la solution toluène/polymère dans 1500 ml d'acétone et on la coagule dans 16 litres d'hexane. On sèche la poudre blanche obtenue dans un four sous vide à 55[deg.]C pendant 24 heures. Ce copolymère a un poids moléculaire (poids moléculaire en poids/poids moléculaire en nombre) de 6750/3400, tandis que le poids moléculaire par groupe époxy est d'environ 1068.
Exemple 11
On répète le procédé de l'exemple 10, avec cette seule
<EMI ID=110.1>
Exemple 12
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette diffé- rence que l'on substitue une quantité fonctionnellement équiva- lente d'un copolymère à fonction époxy et à fonction amido de monomères vinyliques au copolymère à fonction époxy de l'exemple 1, tandis que l'on substitue une quantité fonctionnellement équi
<EMI ID=111.1>
On prépare le copolymère à fonction époxy et à fonction amido utilisé dans cet exemple à partir des composants ci-dessous et de la manière décrite ci-après :
<EMI ID=112.1>
<EMI ID=113.1>
sommet du récipient de toluène afin de condenser les vapeurs de toluène et recycler le toluène condensé au récipient. On ajoute le
<EMI ID=114.1>
vitesse d'addition afin de maintenir une température réactionnelle
<EMI ID=115.1>
<EMI ID=116.1>
monomères (3 heures), pendant une période d'une demi-heure, on ajoute 0,8 g de 2,2'-azobis-(2-méthylpropionitrile) dissous dans
<EMI ID=117.1>
deux heures supplémentaires.
<EMI ID=118.1>
ml d'acétone et on la coagule dans 2 litres d'hexane. On sèche
la poudre blanche dans un four sous vide à 55[deg.]C pendant 24 heures. Son poids moléculaire (poids moléculaire en poids/poids moléculaire en nombre) est de 6700/3200, tandis que son poids moléculaire par groupe époxy est d'environ 1000.
On prépare le polymère à terminaison carboxy devant
être utilisé comme agent de réticulation à partir des matières suivantes et de la manière décrite ci-après : dans un becher en acier inoxydable de 500 ml comportant une chemise de chauffage,
on charge 500 g d'une résine époxy disponible dans le commerce "Epon 1001" (équivalent époxy : 450-525, intervalle de fusion :
64-76[deg.]C, poids moléculaire moyen : 900). On chauffe la résine époxy à 110[deg.]C. Tout en agitant la résine époxy, on ajoute 194 g
<EMI ID=119.1>
on obtient un mélange homogène. On verse la résine du mélange (qui n'a réagi qu'à moitié) dans une cuvette en aluminium et on la refroidit. En utilisant un mélangeur, on pulvérise le mélange solide de façon qu'il passe à travers un tamis à 100 mailles. La résine du mélange n'a réagi qu'à moitié car, si elle avait
<EMI ID=120.1>
On pèse une portion du polymère à terminaison carboxy pour former une composition de revêtement en poudre conformément à la présente invention.
Exemple 13
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence que l'on substitue une quantité fonctionnellement équiva-
<EMI ID=121.1>
On prépare le copolymère à fonction hydroxy utilisé dans cet exemple à partir des composants ci-dessous et de la manière décrite ci-après :
<EMI ID=122.1>
On chauffe un ballon d'un litre à quatre tubulures contenant 150 ml de toluène et 150 ml de méthyléthylcétone jusqu'à ce que le contenu du ballon soit à une température de reflux de 85[deg.]C. Pendant une période d'une heure et demie, au mélange réactionnel maintenu à 85[deg.]C, on ajoute goutte à goutte un mélange des monomères repris ci-dessus et de 4 parties en poids de 2,2'-azobis-(2-méthylpropionitrile) en une quantité totale de 208 g. Au terme de l'addition des monomères, on ajoute goutte à goutte 0,5 g de 2,2'-azobis-(2-méthylpropionitrile) (dissous <EMI ID=123.1>
dant une demi-heure supplémentaire afin d'achever la polymérisation.
On verse la solution dans des cuvettes peu profondes en acier inoxydable. On dépose ces cuvettes dans un four sous vide et on en évapore le solvant. Lorsque le solvant est éliminé, le copolymère devient plus concentré. On porte la température du four sous vide à 110[deg.]C. On poursuit le séchage jusqu'à ce que la teneur en solvant du copolymère soit Inférieure à
3%. On refroidit les cuvettes, puis on recueille le copolymère
<EMI ID=124.1>
mailles.
Exemple 14
<EMI ID=125.1>
On prépare le copolymère autoréticulant utilisé dans cet exemple à partir des composants repris ci-dessous et de la manière décrite ci-après :
<EMI ID=126.1>
On mélange les monomères repris ci-dessus avec 12 g d'un initiateur, à savoir le peroxypivalate de t-butyle. Dans un ballon de 1 litre muni d'un entonnoir à robinet, d'un condenseur, d'un agitateur, d'un thermomètre et d'une admission d'azote, on charge 300 g de benzène. On dépose le mélange des monomères dans l'entonnoir à robinet. On chauffe le ballon à
<EMI ID=127.1>
<EMI ID=128.1>
mélange des monomères pendant une période de 2 heures. Au terme
de l'addition, on poursuit la réaction pendant deux heures supplémentaires. Ensuite, on refroidit le contenu du ballon à la température ambiante.
On mélange 100 ml de la solution obtenue avec 0,3 g d'acrylate de poly(2-éthylhexyle). On disperse le mélange, puis on le sèche dans un four sous vide à 70[deg.]C. On broie le revêtement en poudre obtenu de façon qu'il passe à travers un tamis à 200
i mailles.
Exemple 15
<EMI ID=129.1>
rence que l'on remplace l'acrylate de polylauryle par une quanti-
<EMI ID=130.1>
i�
Exemple 16
<EMI ID=131.1>
tité équivalente de méthacrylate de polyisododécyle.
Exemple 17
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette diffé-
<EMI ID=132.1>
un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 0,005% en poids de la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 19
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette seule différence que l'on mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 32,5% en poids de la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 20
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette seule différence qu'on mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité
<EMI ID=133.1>
la composition totale de peinture en coudre.
Exemple 21
<EMI ID=134.1>
différence qu'on mélange les paillettes d'aluminium composant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 28,75% en poids de la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 22
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette seule différence qu'on mélange .les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 0,54% en poids de la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 23
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette seule différence qu'on mélange les paillettes d'aluminium comportant
un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 28,25% en poids de ' la composition totale de peinture en poudre.
.Z
Exemple 24
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence que les paillettes d'aluminium comportant un revêtement constituent l'unique pigment métallique utilisé, tandis qu'elles
<EMI ID=135.1>
poudre. Dans cet exemple, on n'emploie pas des pigments non métalliques.
Exemple 25
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence que les paillettes d'aluminium comportant un revêtement
sont le seul pigment métallique utilisé, tandis qu'elles consti-
<EMI ID=136.1>
en poids de la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 26
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les différences suivantes concernant la composition. On mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre Filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles représentent 32,5% en poids de la composition totale de peinture en poudre et que la poudre filmogène principale contienne, comme unique pigment non métallique, un pigment vert phtalo en une quantité calculée de telle sorte qu'il représente 0,25% en poids de
la composition totale de peinture en poudre.
Exemple 27
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les différen-
�. ces suivantes concernant la composition. On mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène
<EMI ID=137.1>
<EMI ID=138.1>
poudre, tandis que la poudre filmogène principale contient un mélange de pigments exempts de métaux en une quantité calculée de telle sorte qu'il représente 22% en poids de la composition
<EMI ID=139.1>
métaux est constitué principalement de jaune de chrome avec de
la flaventhrone (organique jaune), de l'oxyde de fer rouge et du noir de carbone en quantités comprises entre des traces et plus de 1% en poids.
Exemple 28
On répète le procédé de l'exemple 1, avec les différen- ces suivantes concernant la composition : on mélange les paillettes d'aluminium comportant un revêtement avec la poudre filmogène principale en une quantité calculée de telle sorte qu'elles repré-
<EMI ID=140.1>
dre.
Exemple 29
On répète le procédé de l'exemple 1, avec cette différence que le composant non métallique en poudre avec lequel sont mélangées les paillettes d'aluminium comportant un revêtement, est une poudre thermoplastique préparée à partir des matières suivantes en adoptant les procédés décrits ci-après :
<EMI ID=141.1>
On mélange les ingrédients ci-dessus dans un mélangeur à double enveloppe pendant 10 minutes, puis on les malaxe aux
<EMI ID=142.1>
on le pulvérise de façon qu'il passe à travers un tamis à 200 mailles.
On mélange les matières ci-dessus en une quantité de
188 parties en poids avec 8,26 parties en poids du pigment d'oxy-
<EMI ID=143.1>
1,34 partie en poids d'acrylate de polylauryle.
On obtient un mélange homogène des ingrédients ci-dessus par broyage aux boulets pendant deux heures. On extrude ce mélange à 100[deg.]C au moyen d'un appareil d'extrusion à malaxage. On pulvérise le solide ainsi obtenu dans un mélangeur à turbine, c'est-à-dire un mélangeur à turbine du type à air, puis on le tamise à travers un tamis à 200 mailles.
Diverses autres poudres thermoplastiques pouvant être utilisées avec les paillettes d'aluminium enrobées sont décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.532.530 mentionné ici à titre de référence.
Exemple 30
On prépare une série de peintures en poudre (A - E) à partir des matières suivantes et de la manière décrite ci-après, puis on les soumet à une pulvérisation électrostatique comme décrit à 1'-exemple 1 en vue d'effectuer des essais.
<EMI ID=144.1>
On mélange convenablement les matières ci-après :
<EMI ID=145.1>
Stage ^11
On soumet ensuite ce mélange à un séchage par pulvérisation comme décrit dans les exempts précédents et on obtient un produit comprenant des paillettes d'aluminium enrobées dans
<EMI ID=146.1>
les poids relatifs des composants étant les suivants :
<EMI ID=147.1>
<EMI ID=148.1>
On tamise ces paillettes d'aluminium enrobées à travers un tamis à 44 microns. Toutes les particules restant sur le tamis sont mises au rebut.
<EMI ID=149.1>
On forme un mélange en poudre non métallique en mélangeant convenablement les matières ci-après, après quoi on pulvérise le mélange et on le tamise à travers un tamis à 75 microns. Toutes les particules restant sur le tamis sont mises au rebut.
<EMI ID=150.1>
* Copolymère à fonction époxy de l'exemple 1.
<EMI ID=151.1>
On forme un mélange uniforme à partir des paillettes d'aluminium enrobées de l'étape III et du mélange en poudre non métallique de l'étape IV dans les proportions relatives suivantes :
<EMI ID=152.1>
Dans chacun de ces mélanges, les concentrations relati'les des ingrédients'sont les suivantes :
<EMI ID=153.1>
On pulvérise les poudres ainsi obtenues sur des substi-ats raccordés électriquement à la terre et on les soumet à
une cuisson comme décrit à l'exemple 1. On obtient le meilleur écartement et la meilleure orientation dans les pigments d'aluminium lorsque l'enrobage de résine formé sur les paillettes d'aluminium constitue 50 à 70% en poids de l'aluminium, les valeurs optimales étant obtenues avec la peinture A (50% en poids d'enrobage, calculés sur le poids des paillettes d'aluminium).
Exemple 31
On enrobe des paillettes d'aluminium comme décrit à l'exemple 1, avec cette différence que, pour disperser la matiè-re filmogène et les paillettes d'aluminium avant le séchage par pulvérisation, on utilise des solvants autres que le chlorure de méthylène, à savoir le toluène, le xylène, l'acétone, l'hexane et
<EMI ID=154.1>
risation suivant les volatilités relatives du solvant utilisé dans chaque essai. On incorpore les paillettes enrobées ainsi formées dans la peintura en poudre de l'exemple 1, que l'on pulvérise ensuite par voie électrostatique sur des substrats, les- quels sont alors soumis à une cuisson comme décrit à l'exemple 1.
A cet effet, on peut utiliser des hydrocarbures, des alcools et des cétones dont le point d'ébullition se situe entre
<EMI ID=155.1>
minium.
Des appareils et des procédés pour la pulvérisation électrostatique de matières de revêtement en poudre sont illus- trés et décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n[deg.]
3.536.514, 3.593.678 et 3.598.629.
L'expression "copolymère", utilisée dans la présente spécification désigne un polymère formé de deux moncmères diffé- rents ou plus.
A la lecture de la présente spécification, l'homme de métier reconnaîtra de nombreuses modifications des exemples ci- dessus. Il est entendu que toutes ces modifications rentrent dans le cadre de l'invention défini par les revendications ci- après.
La spécification de la demande de brevet des Etats-Uni d'Amérique n[deg.] 442.291, déposée le 12 février 1974 par Santokh
S. Labanaet al et ayant pour titre "Compositions de revêtement en poudre contenant un copolymère codifié par l'ester glycidylique", est mentionnée ici à titre de référence.
Toute description apparaissant dans les revendications
et ne figurant pas spécifiquement dans le corps de la présente spécification, rentre dans le corps de cette dernière.
REVENDICATIONS
1. Dans une peinture en poudre pigmentée par un premier pigment de coloration et des particules métalliques, le perfectionnement caractérisé en ce que ces dernières sont des paillettes d'aluminium enrobées individuellement avant le mélange avec
<EMI ID=156.1>
d'un agent de réticulation pouvant réagir avec la fonction époxy
<EMI ID=157.1>
100 parties en poids des paillettes d'aluminium.
"Powder coatings containing metallic particles" This specification is in response to United States Patent Application No. 422,472 filed December 6
1973 under the same title. This specification contains the illustrative examples of the related patent application, as well as additional illustrative examples in which the amounts of the thermosetting film-forming material deposited on the metal particles before their incorporation into a powder paint are greater than those indicated in the application. related patent. The related descriptions in the body of the specification are corrected taking into account the additional examples.
a basic technique for the manufacture of powder coating materials is the so-called melt process. This technique involves mixing the solvent-free raw materials in the molten state, usually by means of an apparatus.
<EMI ID = 1.1>
spraying and classification by separation of the different sizes. This process suffers from a number of drawbacks unrelated to pigmentation, as well as an additional drawback which arises when using metallic flakes as pigments. High strength
<EMI ID = 2.1>
ge, causes deformation of the metal flakes. In
In addition, during the spraying step, the metal flakes are further deformed and the particle size of their particles is reduced. Coatings formed from these powders are characterized by low gloss and poor polychrome appearance.
Another basic technique for the manufacture of powder coating materials is the so-called preparation technique.
<EMI ID = 3.1>
perform following several procedures. This general technique involves preparing a coating material in an organic solvent, separating the solvent from the solids of the paint, and classifying by separating the various sizes. Likewise, some type of spraying may or may not be necessary depending on the solvent separation process adopted.
Solvent separation can be accomplished by conventional spray drying techniques or by heat exchange separation by separating the components of a paint solution by evaporating the more volatile solvent and separating, by gravity, between the evaporated solvent and non-evaporated solids from the paint. Since metallic flakes can be added after spraying,
whether the latter should be performed when using either or. Other method of solvent separation, the deterioration of metal flakes during spraying can be avoided by adopting the technique of solution preparation and solvent separation. However, there are problems with the distribution and orientation of the metal flakes when the powder coating material is applied.
<EMI ID = 4.1>
when the application is carried out by the electrostatic spraying process, namely the process most commonly adopted for applying the final paint coating to motor cars, as well as to various other manufactured metal articles. In these applications, the flakes tend to orient in a disorderly fashion with a small percentage of the flakes being parallel to the substrate. Overall, therefore, a significant amount of metal emerges with little metallic luster and low shine factor.
Therefore, when adopting either of the <EMI ID = 5.1> methods described above to form metallic pigmentation powder paint coatings according to the prior art methods, one should adopt, between aluminum and non-metallic pigment, a significantly higher ratio than in liquid paints, in order to achieve the same degree of gloss and the same metallic appearance as with liquid paints. In addition, the problem of the metallic flakes which come out remains even when the shine and metallic appearance are obtained.
In liquid paints, it is known to partially coat aluminum flakes used as pigments. to increase the efficiency of the electrostatic spraying of these paints. In United States Patent No. [deg.]
3,575,900 describes a process for precipitating the resin from the coating in solution on the aluminum flakes in colloidal form. This solution is then used as it is or mixed with another solution for use. The Applicant wishes to specifically point out that, although it is convenient to use this coating, it is by no means intended to specify that the aluminum particles are completely enveloped.
The resin described for this purpose is a copolymer of vinyl chloride and monoethylenically unsaturated monomers containing from about 60 to about 90% by weight of vinyl chloride. In United States Patent No. [deg.]
3,532,662, the aluminum flakes also have a partial coating. In this case, the coating is obtained with a disordered copolymer of methyl methacrylate and methacrylic acid adsorbed on the pigment.
By this process, a dispersion of the solid particles is formed in a continuous liquid phase comprising an organic liquid containing, in solution, a polymer which is adsorbed by the particles, as well as a stabilizer, the polarity of the continuous phase being modified by such that the polymer is insoluble therein, while the stabilizer is a compound containing a binding component associating with the polymer adsorbed on the surface of the particles, as well as a branched chain component solvated by the modified continuous phase and forming a stabilizing sheath around the particles. We
<EMI ID = 6.1>
treated with the coating composition consisting of a disper-:
sion of the film-forming material.
Powder paints have certain advantages over conventional liquid paints in that they are essentially free from volatile solvents, but they exhibit
1
<EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
tives to the use of aluminum flakes as a chromogenic component. For example, when in liquid paints flakes are used having a partial coating of the resin precipitate, the organic solvent and other components of the resin.
solution remain, thus preventing direct exposure of the flakes to the atmosphere and other external influences. In addition, in powder paints, if the aluminum flakes have a coating, the latter must be a relatively dry solid, while the size, weight and continuity of the organic coating are all factors influencing the distribution. of these particles when performing the electrostatic spraying with the powder which is the main film forming agent of the coating composition.
The present invention relates to the preparation, use and composition of powder paints containing metallic particles, in particular, aluminum flakes and, in most applications, at least one non-metallic color-forming component. The "non-metallic color-forming component" can be a dye, dye or particulate pigment.
and it can be organic, for example, carbon black, or inorganic, for example, a metal salt.
In practice of the present invention, metallic particles incorporated in powder paints are coated to form the metallic chromogenic component of a monochrome or polychrome finish, by means of a thermosetting organic coating through which the particles. metals are visible to the naked eye. This coating, which is preferably transparent, but which can be translucent, makes it possible to orient a large percentage of the metal flakes parallel to the substrate; even when the powder coating material is applied thereto by the conventional method of applying electrostatic spray paint.
<EMI ID = 9.1>
this specification designates materials which are transparent or translucent or alternatively partially transparent and partially translucent.
According to the present invention, metallic particles having a coating are mixed (i.e. cold mixed) with the remainder of the coating material after
that the main film-forming agent has been converted into particles. The non-metallic color-forming component can be mixed with the film-forming powder before, after or during the addition of the coated metal particles, but preferably this component is added before the coated metal particles. This mixing order avoids degradation
metallic particles in one or the other of the stages of preparation of the film-forming powder.
The metallic particles which are used most often as the metallic chromogenic component are aluminum flakes. In order to avoid unnecessary complications in the '
<EMI ID = 10.1> description of the present invention, to illustrate the latter, use will be made of aluminum flakes. It is however understood that this process is applicable to any metal in
<EMI ID = 11.1>
powder coating material. This expression encompasses particles consisting only of a metal, organic particles.
<EMI ID = 12.1>
liques forming a sandwich structure with a polymer and having exposed metal edges.
The film forming agent used to coat the metal particles in accordance with the present invention may be the same as or different from the main film forming agent of the powder coating material. The film-forming agent used to coat
<EMI ID = 13.1>
lable or a chemically functional polymer and a crosslinking agent capable of reacting therewith. In the preferred embodiment, it is also crosslinkable with the main film forming agent of the powder coating composition.
The preferred method of applying a coating to aluminum flakes is to disperse the flakes, preferably as an aluminum paste, in a small amount of a thermosetting organic film-forming agent and a solvent therefor. film forming agent and suitable for spray drying. The dispersion is then subjected to spray drying by conventional techniques. Since there
has a small amount of film-forming agent relative to the amount of metal flakes, overall metallic flakes are obtained coated with a continuous and relatively thin coating of the film-forming agent, unlike metallic flakes.
<EMI ID = 14.1>
film forming.
More specifically, the pail-
<EMI ID = 15.1>
of a thermosetting film-forming agent (based on the actual weight of the aluminum flakes), i.e. about 2 to about 200 parts by weight of thermosetting film-forming agent per 100 parts by weight of flakes of aluminum. In one embodiment in which the coating of these flakes is relatively light, the aluminum flakes are dispersed in about 2 to about 30% by weight of a thermosetting film-forming agent, calculated on the actual weight of the aluminum flakes, or about 2 to about 30 parts by weight of fil-
<EMI ID = 16.1>
minimum. When using metal particles of different density, the weight of the aluminum flakes can be used
<EMI ID = 17.1>
film-forming for use in coating metal particles. When using less than about 2% by weight of film agent
<EMI ID = 18.1>
If film forming, care should be taken in adjusting the spray drying operation to minimize the formation of an excessive amount of spherical particles containing more than one metal flake. The incidence of complete recovery is high in the range of
30-70 described above. These spherical particles can be removed from other aluminum flakes having a coating by sieving. Incorporating large, multi-lamellae particles into a cured coating results in an uneven appearance. A similar result can be obtained if the uncoated metal flakes are mixed with the main film-forming agent of a powder paint, while the latter is in the liquid state, after which the solvent is removed.
Aluminum paste consists of aluminum flakes (usually about 60 to about 70% by weight) in a smaller amount (usually about 30 to about
40% by weight) of a liquid hydrocarbon solvent serving as a lubricant, for example, mineral spirits. During the grinding operation to obtain the aluminum flakes, a small amount of an additional lubricant, for example, stearic acid, can be added. Everett J. Hall is credited with applying for the first time the process of pounding aluminum into fine flakes with polished steel balls in a rotary mill, while impregnating the flakes with a liquid hydrocarbon. . (See US Patent No. [deg.] 1,569,484 (1926)). A description of
<EMI ID = 19.1>
sor of glitter, of the tests to which it has been subjected, of its uses in paints, etc. is given in
<EMI ID = 20.1>
3rd edition (1955), "Library of Congress Catalog Card Number":
55-6623, "Reinhold Publishing Corporation", 430 Park Avenue, New York, N.Y., E.U.A., where reference is made to this publication
for reference.
The film-forming agent used to apply a coating to the aluminum flakes can be a self-crosslinking polymer or copolymer, a chemically functional polymer or copolymer and a monomeric crosslinking agent. Preferred film-forming agents for this purpose include thermosetting copolymer systems comprising: (a) an epoxy-functional copolymer of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent therefor, a di- acid crosslinking agent. straight chain saturated aliphatic carboxylic acid of 4 to 20 carbon atoms (see, for example, U.S. Patent Application No. [deg.] 172,236, filed August 16, 1971), (b) a copolymer of epoxy function of monovinyl monomers and, as crosslinking agent for the latter, a mixture of!
<EMI ID = 21.1>
straight chain saturated aliphatic monocarboxylic of 10 to 22 carbon atoms (see, for example, U.S. Patent No. [deg.] 3,730,930), (c) an epoxy functional copolymer of
<EMI ID = 22.1>
between about: 10 to about 550 (see, e.g., U.S. Patent Application No. [deg.] 172,228, filed Aug. 16, 1971), (d) an epoxy-functional copolymer of mono-monomers ! vinyls and, as a crosslinking agent therefor, a carboxy terminated polymer (see, for example, U.S. Patent Application No. [deg.] 172,229, filed Aug. 16
1971), (e) an epoxy-functional copolymer of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent, a hydroxy-phenolic terminated polymer (see, for example, U.S. Patent Application No. [deg.] 172,225 , filed August 16, 1971), <EMI ID = 23.1> ple, United States Patent Application No. 172,238, filed August 16, 1971), (g) a hydroxy functional copolymer
<EMI ID = 24.1>
that (see, for example, US Patent Application No. 172,237, filed Aug. 16, 1971), (h) an epoxy-functional copolymer of monovinyl monomers and, as a stabilizing agent. crosslinking for the latter, an anhydride of a carboxylic acid (see, for example, US patent application no. [deg.] 172,224, filed August 16, 1971), ( i) a hydroxy functional copolymer of monoethylenically unsaturated monomers and, as a crosslinking agent for the latter, a compound selected from dicarboxylic acids, melamines and anhydrides (see, for example, U.S. Patent Application). United States of America n [deg.] 172.223, filed August 16, 1971), (j) a copolymer
<EMI ID = 25.1>
crosslinking for the latter, a compound containing tertiary nitrogen atoms (see, for example, U.S. Patent Application No. [deg.] 172,222., filed August 16, 1971),
<EMI ID = 26.1>
ethylenically unsaturated compound with, as a crosslinking agent therefor, an epoxy resin containing two or more
<EMI ID = 27.1>
August 1971), (1) a self-crosslinkable epoxy functional and anhydride functional copolymer of olefinically unsaturated monomers
(see, for example, the patent application of the United States of America
<EMI ID = 28.1>
epoxy function of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent therefor, a carboxy terminated polymer, for example, a carboxy terminated polyester (see, e.g., U.S. Patent Application No. [deg. ] 223,746, filed Feb. 4, 1972), (n) an epoxy-functional copolymer of vinyl monomers and, as a crosslinking agent for the latter, a dicarboxylic acid (see, for example, the United States patent application of America n [deg.] 228.262, filed February 22, 1972), (o) an epoxy functional and hydroxy functional copolymer of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent for the latter, a saturated aliphatic dicarboxylic acid.
<EMI ID = 29.1>
ple, United States Patent Application No. 294,874, filed September 6, 1973), (p) an epoxy functional copolymer of monovinyl monomers optionally with a hydroxy function and / or an amido function and , as a crosslinking agent for the latter, (1) a straight chain saturated aliphatic dicarboxylic acid of 4 to 20 carbon atoms and (2) a polyanhydride (see, for example, United States patent application of Amé -
<EMI ID = 30.1>
epoxy- and amido-functional monovinyl monomers and, as a crosslinking agent therefor, an anhydride of a dicarboxylic acid (see, for example, US Patent Application No. [deg.] 394,380, filed September
1973), (r) an epoxy functional and hydroxy functional copolymer of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent for the latter, an anhydride of a dicarboxylic acid (see, by
<EMI ID = 31.1>
394,879, filed September 6, 1973), (s) an epoxy-functional and amido-functional copolymer of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent therefor, a carboxy-terminated polymer (see, for example, the application by U.S. Patent No. 394,875, filed September 6, 1973),
<EMI ID = 32.1>
and, as a crosslinking agent for the latter, a monomeric or polymeric anhydride and a hydrcoxycarboxylic acid (see, for example, U.S. Patent Application No. [deg.]
<EMI ID = 33.1>
epoxy and amido function of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent for the latter, a monomeric or polymeric anhydride and a hydroxycarboxylic acid (see, for example, U.S. Patent Application No. .]
394,877, filed September 6, 1973) and (v) an epoxy-functional and hydroxy-functional copolymer of monovinyl monomers and, as a crosslinking agent for the latter, a monomeric or polymeric anhydride and a hydroxy-carboxylic acid (see, e.g. , United States Patent Application No. [deg.]
394,876, filed September 6, 1973).
The above descriptions of the patents and patent applications are incorporated herein by reference.
The expression "vinyl monomer". used in this specification; denotes a monomeric compound comprising, in its molecular structure, the Functional group
<EMI ID = 34.1>
<EMI ID = 35.1>
methyl.
Among other thermosetting film-forming agents which can be used to apply a coating to metal particles, there are, without limitation, thermosetting systems in which the polymer component is a polyester, a polyepoxide, as well as acrylic resins, polyepoxides, -
<EMI ID = 36.1>
Not the acrylic resins described more specifically so far, these resins can be self-crosslinking polymers or they can consist of a combination of a functional polymer and a coreactive monomeric compound serving as a crosslinking agent,
The preferred thermosetting powder paints known to the Applicant for the top coatings of motor vehicles (field in which metallic pigments find their greatest utility) consist essentially of an epoxy functional copolymer of olefinically unsaturated monomers and of an agent. crosslinking for the latter. These paints, excluding pigments, may also contain flow control agents, catalysts, etc., in very small amounts.
The copolymer mentioned in the previous paragraph has
<EMI ID = 37.1>
about 15,000 and a vitrification temperature of between about 40 and about 90 [deg.] C. Epoxy functionality is provided using a glycidyl ester of a monoethylenically unsaturated carboxylic acid, for example, glycidyl acrylate or
<EMI ID = 38.1>
lymer. This monomer should be about 5 to about 20% by weight of the total amount. Additional functionality, for example, hydroxy functionality or amido functionality, can also be obtained by incorporating a hydroxyacrylate or hydroxy-methacrylate containing 5 to 7 carbon atoms, for example, ethyl acrylate, methacrylate. ethyl, propyl acrylate or propyl methacrylate, or else
<EMI ID = 39.1>
or methacrylamide, among the constituent monomers. When using this additional functionality, the monomers that make it
<EMI ID = 40.1>
constituent monomers. The remainder of the copolymer, i.e. about 70 to about 93% by weight of the constituent monomers, consists of
<EMI ID = 41.1>
that is, the only functionality is ethylenic unsaturation. These olefinically unsaturated monofunctional monomers are,
at least the major part, that is to say more than 50% by weight of the constituent monomers, of the acrylic monomers. Preferred monofunctional acrylic monomers for this purpose are esters of monohydric alcohols of 1 to 8 carbon atoms and acrylic acid or methacrylic acid, for example, methyl methacrylate, ethyl acrylate, methacrylate propyl,
<EMI ID = 42.1>
xyl and 2-ethylhexyl acrylate. In this preferred embodiment, apart from the aforementioned monomers containing an epoxy, hydroxy and amido function which also comprise the functionality of olefinic unsaturation exhausted during the polymerization of the copolymer, the possible remainder consists, preferably, of monovinyl hydrocarbons containing 8 12 carbon atoms, for example, styrene, vinyl-toluene, α-methylstyrene and tert-butylstyrene. Among other vinyl monomers which can be used in small amounts, that is to say between 0 and 30% by weight of the constituent monomers, there is vinyl chloride,
<EMI ID = 43.1>
The crosslinking agents used with the copolymer described above have functionality reacting with that of the copolymer. Therefore, all the crosslinking agents mentioned above in connection with the patents and patent applications relating to powder paints, for example, saturated aliphatic dicarboxylic acids of 4 to 20 carbon atoms, mixtures of aliphatic dicarboxylic acids saturated with 4 to 20 atoms
carbon and monocarboxylic acids with the number of carbon atoms in the same range, carboxy terminated copolymers having a molecular weight (Mn) between 650 and 3000, monomeric anhydrides, preferably anhydrides having a melting point of between about 35 and
<EMI ID = 44.1>
cyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride, succinic anhydride, etc., homopolymers of monomeric anhydrides, as well as mixtures of these anhydrides and hydroxy acids having a point
<EMI ID = 45.1>
<EMI ID = 46.1>
<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
reference title. As a rule, these crosslinking agents are used in amounts calculated so as to obtain, per group
<EMI ID = 49.1>
preferably between about 0.8 and about 1.2 functional groups capable of reacting with the functional groups of the copolymer.
The best acrylic thermoplastic powder coatings known to the Applicant consist of copolymer-
<EMI ID = 50.1>
acrylic diacid or wing acid, In the form of
<EMI ID = 51.1>
weight of acrylic monomers, the remainder is monovinyl hydrocarbons of 8 to 12 carbon atoms, for example,
<EMI ID = 52.1>
styrene. The acrylates and methacrylates used in either of these embodiments are preferably esters of a monohydric alcohol of 1 to 8 carbon atoms and
<EMI ID = 53.1>
acrylic acid and methacrylic acid. A copolymer of this type contains about 76 to about 81 mole% of methyl methacrylate, 1 to 3 mole% of acrylic acid or of methacrylic acid or of a mixture of acrylic acid and methacrylic acid, as well as from 16 to 23 mole% of butyl methacrylate.
The expression "a, p unsaturation", used in the present specification, embraces both the olefinic unsaturation of between 2 carbon atoms occupying the a and p positions with respect to an activating group such as a carboxy group. , for example, the olefinic unsaturation of maleic anhydride, as well as the olefinic unsaturation between the two carbon atoms occupying the a position and relative to the termination of a carbon-carbon aliphatic chair, for example, the olefinic unsaturation of acrylic acid, methyl methacrylate or styrene.
The preparation of the coated metal flakes is carried out in a solvent for the film-forming agent, this solvent being sufficiently volatile to ensure effective spray-drying without chemically reacting with the film-forming agent or the metal flakes to a degree which can substantially alter their properties. properties or their appearance in the contact times adopted in carrying out the spray-drying process
<EMI ID = 54.1>
A specific formulation for a feedstock raw material for the spray dryer according to the present invention comprises the following ingredients:
<EMI ID = 55.1>
The specific operating parameters will be given below for a conventional spray dryer 0.9144 m in diameter fitted with a conventional atomizer with two fluids, for example, a gas and a liquid, as is the case in a conventional air paint (liquid) spray gun:
<EMI ID = 56.1>
The coated aluminum from the spray dryer is then sieved through a sieve provided for particles of the desired particle size, for example, a 44 micron sieve, to remove excessively large particles. About 20% of the product in the form of oversized particles is removed.
<EMI ID = 57.1>
and, where the finish is to be polychrome, at least one non-metallic color component. This non-metallic chromogenic component
<EMI ID = 58.1>
of the present invention, white and black will be considered as colors since a light reflecting or absorbing material must be added to the organic filmogenic agent to impart a white or black appearance to the finish; just as it is appropriate to add, to the organic film-forming agent, a material reflecting light rays emitting one color towards the eye, while absorbing others.
The film-forming component of the powder component is preferably a thermosetting film-forming material. The thermosetting film-forming materials heretofore described and intended for use in. forming the coating of the metal lamellae, can be used as the main film forming agent of the powder component. Preferred thermosets for coating the metal lamellae are also the preferred thermosets for this purpose.
<EMI ID = 59.1>
powder of the present invention may be a thermoplastic powder, for example, a thermoplastic acrylic polymer having
<EMI ID = 60.1>
for example, United States Patent Application No. [deg.]
<EMI ID = 61.1>
The coating can of course be used with any thermoplastic powder which can be employed as the main film-forming agent of any thermoplastic powder paint. The formulation of the powdered non-metallic component which, in the case of a polychrome finish, contains a non-metallic chromogenic component, is carried out taking into account the particular color chosen for the metallic chromogenic component and
<EMI ID = 62.1>
powder component is formulated quantitatively taking into account the amount of material to be involved during the addition of the coated metallic particles.
A specific formulation of the powder component will be given below:
<EMI ID = 63.1>
The preparation and processing of the powdered non-metallic component is carried out by one of the conventional powder preparation techniques, for example, extrusion, spray drying or solvent extraction. As soon as it is in powder form, this material is sieved through a suitable sieve, for example, a 74 micron sieve.
The final step in the preparation of the powder coating material according to the present invention is the mixing of the two main components, namely the particulate metal component having a thermosetting organic coating and the non-metallic powder component. The exact proportions of the two main components will obviously depend on the specific formulation and the amount of metal required. In the specific example described above, if about 98.5 parts by weight of the powdered non-metallic component is mixed with about 1.5 parts by weight of the coated aluminum, a "black" paint is obtained. low metal content "for the top coating of motor cars.
The appearance of the finished coating is obviously a
<EMI ID = 64.1>
as low as about 0.005% by weight) and a much higher percentage by weight of the total powder paint composition in so-called "silver" finishes (i.e.
<EMI ID = 65.1>
example, the spray-dried coating on the flakes represents about 2 to about 30% by weight of the latter,
the flakes comprising a coating will then represent between approximately 0.005 and approximately 32.5, advantageously between approximately 0.25 and approximately 28.75 and, preferably, between approximately 0.54 and approximately 28.25% by weight of the total composition of powder paint. The main film forming powder and any non-metallic pigment will constitute the remainder of the powder paint composition. When using metallic flakes, the non-metallic pigment will constitute from 0 to about 22% by weight of the total composition.
This process offers an additional advantage in that the thin layer of organic coating formed on the aluminum flakes significantly reduces the explosion hazards existing with the dry aluminum flakes, while the usual handling of dry aluminum under a vacuum. inert gas atmosphere is not required.
The present invention will be better understood on reading the examples given below by way of illustration.
Example 1
(a) Preparation of aluminum flakes comprising a coating:! tent. '
A powder paint is prepared in accordance with the present invention from the following materials and by adopting the methods described below:
1. Preparation of an acrylic copolymer with a β-poxy function of vinyl monomers:
<EMI ID = 66.1>
Mix the above ingredients together. In <EMI ID = 67.1> azobis- (2-methylpropionitrile). Slowly add the mixture
to 100 parts of toluene under reflux which is stirred vigorously under a nitrogen atmosphere. A condenser is provided at the top of the toluene container, in order to condense the toluene vapors and recycle them to the container. The mixture of monomers is added through a control valve and the rate of addition is adjusted so as to maintain a reflux temperature (109-112 [deg.] C), only a small fraction of the heat being supplied by a dis. - outdoor heating positive. After addition of the mixture <EMI ID = 68.1>
outdoor for three additional hours.
The solution is poured into shallow stainless steel bowls. These cuvettes are placed in a vacuum oven and the solvent is evaporated. When the solvent is removed, the copolymer solution is more concentrated. The temperature of the vacuum oven is raised to about 110 [deg.] C. Drying is continued until the solvent content of the copolymer is less than 3%. The cuvettes are cooled, then the copolymer is collected and crushed so that it passes through a sieve.
to 20 stitches. The copolymer obtained has a vitrification temperature
<EMI ID = 69.1>
with the following subjects:
<EMI ID = 70.1>
The materials are mixed together in a ball mill for two hours. The mixture is kneaded with the cylinders
<EMI ID = 71.1>
solid obtained in a ball mill and the powder is sieved with a 140 mesh sieve.
Two parts by weight of this thermo-mixture are combined
<EMI ID = 72.1>
luminium passing through a 325 mesh sieve and having a specific surface area of 7.5 m2 / g, particles with a maximum diameter of less than 45 microns, the most common particle size distribution being between about 7 and about 15 microns) and 200 parts by weight of methylene chloride under stirring at low shear force so as to disperse the aluminum in the thermosetting material without damaging the aluminum flakes.
<EMI ID = 73.1>
spray-dried to obtain individual aluminum flakes having a continuous thin coating of a dry copolymer. This operation is carried out in a spray-drying apparatus 0.9144 m in diameter equipped with a two-fluid nozzle in countercurrent by adopting the following conditions:
<EMI ID = 74.1>
<EMI ID = 75.1>
is as follows: 19.5 parts by weight of aluminum and 2 parts by weight of the thermosetting mixture described above plus a small amount of residual solvent (i.e. 0.05 to 0.2 parts) does not not evaporating completely during the spray drying process. This product is sieved through a 44 micron sieve.
(b) Preparation of the powdered non-metallic component
A thermosetting material is prepared by mixing
166 parts by weight of the epoxy functional copolymer used in
<EMI ID = 76.1>
on the aluminum flakes sub (a) above with the following materials:
<EMI ID = 77.1>
A homogeneous mixture of the above ingredients is obtained by ball milling for two hours. Then we ex-
<EMI ID = 78.1> with mixing. The solid thus obtained is sprayed in a turbine mixer, that is to say a turbine mixer of the type.
air, then sifted through a 200 mesh sieve.
(c) Preparation of the powder coating material
A powder coating material according to the present invention is prepared by mixing 1.65 parts by weight of the coated aluminum with 98.35 parts of the powdered non-metallic component. A homogeneous mixture of the two components is obtained by rapidly stirring the material in a partially filled container for 20 minutes under conditions
<EMI ID = 79.1>
curable material used to form the coating on the aluminum flakes, as well as the thermosetting material used to form the powdered non-metallic component can be! crosslinked with each other. Then, the powder thus obtained is sprayed onto a steel substrate electrically connected to the earth by means of a conventional spray gun.
<EMI ID = 80.1>
of about 50 KV. After spraying, the coated substrate is heated to a temperature of about 177 [deg.] C for about 25 minutes. The coating thus obtained has a good gloss and a good orientation of the metal particles. It is resistant to atmospheric agents and can be applied as a top coating on motor cars.
Example 2
A powder coating material is prepared by following the process of Example 1 with the following differences:
(1) The coated aluminum flakes are prepared from the following materials:
<EMI ID = 81.1>
The product obtained after spray drying at the
<EMI ID = 82.1>
part by weight of thermosetting material and 0.001 part by weight of polyauryl acrylate. !
The coated aluminum thus obtained in an amount of 1.52 parts by weight was combined with 98.48 parts by weight of the powdered non-metallic component of Example 1, to form a powder of the following composition:
<EMI ID = 83.1>
This powder coating material is electrolytically deposited on a metal substrate and subjected to thermal curing as described in Example 1. The resulting coating has good properties in terms of gloss, gloss. metallic orientation and resistance to atmospheric agents.
Example 3
A powder coating material is prepared as follows.
<EMI ID = 84.1>
<EMI ID = 85.1>
minium comprising a coating of the following composition:
<EMI ID = 86.1>
this material is mixed and spray dried as described in Example 1; in the material obtained, the flakes have a coating approximately 2.5 times thicker
<EMI ID = 87.1>
<EMI ID = 88.1>
that by weight of the spray-dried product is as follows
<EMI ID = 89.1>
(2) Since in this case the amount of coating <EMI ID = 90.1>
deration during the formulation of the powdered non-metallic component. In this case, the powdered non-metallic component is prepared by combining 166 parts by weight of the epoxy-functional ground copolymer of Example 1 with the following ingredients:
<EMI ID = 91.1>
The further processing of the powdered non-metallic component is identical to that of Example 1.
<EMI ID = 92.1>
The powder lique is modified by the thickness of the coating formed on the aluminum flakes. In this case, the report
<EMI ID = 93.1>
based on 98.08 parts by weight of powdered non-metallic component. The resulting powder coating retains its pigment content and has the following composition:
<EMI ID = 94.1>
This material is mixed, sieved, subjected to electrostatic spraying on a steel substrate, and then thermally hardened as described in Example 1. The obtained finish has excellent properties and its appearance is similar to that. coatings obtained in Example 1.
Example 4
The process of Example 1 is repeated, with the following differences:
(1) The coating of the aluminum flakes was prepared from 30 parts by weight of the same aluminum paste as that
<EMI ID = 95.1>
weight of polylauryl acrylate.
(2) Following the method of Example 3, the non-metallic component is powdered and used in an amount to obtain, together with the aluminum flakes having a. coating, the powder coating material to be sprayed - � rized with the same amount of pigment as in the material of Example 1.
The obtained powder coating material was subjected to electrostatic spraying on a steel substrate and thermally cured therein as described in Example 1; the finish obtained has an aspect similar to that of Example 1.
Example 5
The process of Example 1 is repeated, with the following differences:
(1) The coating of the aluminum flakes is prepared from 30 parts by weight of the aluminum paste used in Example 1 (19.5 parts by weight of aluminum) and from 0.98 part by weight of the thermosetting material, i.e. the copolymer
<EMI ID = 96.1>
proportions used in this example, 0.1 part by weight of tetrabutylammonium bromide and 0.005 part by weight of polyauryl acrylate.
(2) Following the method of Example 3, the non-metallic component is powdered and used in an amount to obtain, with the coated aluminum flakes, the coating material. powder to be pulverized
<EMI ID = 97.1>
Example
The process of Example 1 is repeated, with the following differences:
(1) The coating of the aluminum flakes is prepared from 30 parts by weight of the aluminum paste used in Example 1 (19.5 parts by weight of aluminum) and 2.93 parts by weight of the thermosetting material, that is to say the epoxy functional copolymer of Example 1 and azelaic acid in the proportions used in this example, 0.29 part by weight
<EMI ID = 98.1>
polylauryl late.
(2) Following the method of Example 3, the non-metallic component is powdered and used in an amount to obtain, with the aluminum flakes having a coating, the coating material in powder to be <EMI ID = 99.1>
of example 1.
The obtained powder coating material is subjected to electrostatic spraying on a steel substrate and
<EMI ID = 100.1>
Example 7
The process of Example 1 is repeated, with the following differences:
(1) The coating of the aluminum flakes was prepared from 30 parts by weight of the aluminum paste used in the example.
<EMI ID = 101.1>
polylauryl late.
(2) Following the method of Example 3, the powdered non-metallic component is set and used in an amount to obtain, together with the coated aluminum flakes, the powder coating material to be sprayed. rized with the same amount of pigment as in the material of Example 1.
The obtained powder coating material was subjected to electrostatic spraying on a metal substrate and thermally cured therein as described in Example 1; the finish obtained has an appearance similar to that of Example 1.
Example 8
the process of Example 1 is repeated, with the following differences:
(1) The coating of the aluminum flakes is prepared from 30 parts by weight of the aluminum paste used in Example <1> (19.5 parts by weight of aluminum) and 2.54 parts by weight. weight of the thermosetting material, i.e. the copoly-
<EMI ID = 102.1>
polylauryl late.
(2) Following the process of Example 3, the non-metallic component is powdered and used in an amount to obtain: with .aluminum flakes having a
<EMI ID = 103.1>
example 1.
The resulting powder coating material is subjected to
<EMI ID = 104.1>
and it is thermally cured therein as described in Example 1; the finish obtained has an appearance similar to that of Example 1.
Example 9
The process of Example 1 is repeated, with the following differences:
(1) The coating of the aluminum flakes is prepared from 30 parts by weight of the aluminum paste used in Example 1 (19.5 parts by weight of aluminum) and 0.39 part by weight of the thermosetting material .., that is to say the copoly-
<EMI ID = 105.1>
the proportions used in this example, 0.04 part in
weight of tetrabutylammonium bromide and 0.002 part in
weight of polylauryl acrylate.
(2) Following the method of Example 3, the non-metallic component is powdered and used in an amount to obtain, with the aluminum flakes having a coating, the coating material powder to be sprayed with the same amount of pigment as in the material of Example 1.
The resulting powder coating material is subjected to
by electrostatic spraying on a metallic substrate and thermally cured therein as described in Example 1; the finish obtained has an appearance similar to that of Example 1.
Example 10
The process of Example 1 is repeated, with this difference
<EMI ID = 106.1>
the epoxy and hydroxy functional copolymer used in this example from the following components and in the manner described below:
<EMI ID = 107.1>
The above monomers are mixed in the aforementioned proportions and, to the mixture of monomers, 70 g (4.5%,
<EMI ID = 108.1>
toluene at 100-108 [deg.] C under a nitrogen atmosphere. Then, over a period of half an hour, 0.4 g of 2,2'azobis- (2-methylpropionitrile) dissolved in 10 ml of acetone is added and heating under reflux is continued for two more hours.
<EMI ID = 109.1>
The toluene / polymer solution is diluted in 1500 ml of acetone and coagulated in 16 liters of hexane. The resulting white powder was dried in a vacuum oven at 55 [deg.] C for 24 hours. This copolymer has a molecular weight (molecular weight by weight / molecular weight by number) of 6750/3400, while the molecular weight per epoxy group is about 1068.
Example 11
The process of Example 10 is repeated, with this only
<EMI ID = 110.1>
Example 12
The process of Example 1 is repeated, with the difference that a functionally equivalent amount of an epoxy-functional and amido-functional copolymer of vinyl monomers is substituted for the epoxy-functional copolymer of Example 1. , while we substitute a functionally equal quantity
<EMI ID = 111.1>
The epoxy functional and amido functional copolymer used in this example is prepared from the components below and as described below:
<EMI ID = 112.1>
<EMI ID = 113.1>
top of the toluene container to condense the toluene vapors and recycle the condensed toluene to the container. We add the
<EMI ID = 114.1>
rate of addition to maintain a reaction temperature
<EMI ID = 115.1>
<EMI ID = 116.1>
monomers (3 hours), over a period of half an hour, 0.8 g of 2,2'-azobis- (2-methylpropionitrile) dissolved in
<EMI ID = 117.1>
two extra hours.
<EMI ID = 118.1>
ml of acetone and coagulated in 2 liters of hexane. We dry
the white powder in a vacuum oven at 55 [deg.] C for 24 hours. Its molecular weight (molecular weight by weight / molecular weight by number) is 6700/3200, while its molecular weight per epoxy group is about 1000.
The carboxy terminated polymer is prepared before
be used as a crosslinking agent from the following materials and as described below: in a 500 ml stainless steel beaker with a heating jacket,
500 g of a commercially available epoxy resin "Epon 1001" (epoxy equivalent: 450-525, melting range:
64-76 [deg.] C, number average molecular weight: 900). The epoxy resin is heated to 110 [deg.] C. While stirring the epoxy resin, add 194 g
<EMI ID = 119.1>
a homogeneous mixture is obtained. The resin from the mixture (which has only half reacted) is poured into an aluminum cuvette and cooled. Using a mixer, the solid mixture is pulverized so that it passes through a 100 mesh screen. The resin in the mixture only reacted halfway because, if it had
<EMI ID = 120.1>
A portion of the carboxy terminated polymer is weighed to form a powder coating composition in accordance with the present invention.
Example 13
The process of Example 1 is repeated, with the difference that a functionally equivalent amount is substituted.
<EMI ID = 121.1>
The hydroxy functional copolymer used in this example is prepared from the components below and as described below:
<EMI ID = 122.1>
A one liter four-necked flask containing 150 ml of toluene and 150 ml of methyl ethyl ketone was heated until the contents of the flask were at a reflux temperature of 85 ° C. Over a period of one and a half hours, to the reaction mixture maintained at 85.degree. C. is added dropwise a mixture of the monomers listed above and 4 parts by weight of 2,2'-azobis- ( 2-methylpropionitrile) in a total amount of 208 g. At the end of the addition of the monomers, 0.5 g of 2,2'-azobis- (2-methylpropionitrile) (dissolved <EMI ID = 123.1>) is added dropwise.
for an additional half hour to complete the polymerization.
The solution is poured into shallow stainless steel bowls. These cuvettes are placed in a vacuum oven and the solvent is evaporated. When the solvent is removed, the copolymer becomes more concentrated. The temperature of the vacuum oven is brought to 110 [deg.] C. Drying is continued until the solvent content of the copolymer is less than
3%. The cuvettes are cooled, then the copolymer is collected
<EMI ID = 124.1>
mesh.
Example 14
<EMI ID = 125.1>
The self-crosslinking copolymer used in this example is prepared from the components listed below and in the manner described below:
<EMI ID = 126.1>
The monomers listed above are mixed with 12 g of an initiator, namely t-butyl peroxypivalate. 300 g of benzene are charged in a 1 liter flask fitted with a funnel with a stopcock, a condenser, a stirrer, a thermometer and a nitrogen inlet. The mixture of monomers is placed in the stopcock funnel. We heat the balloon to
<EMI ID = 127.1>
<EMI ID = 128.1>
mixing of the monomers over a period of 2 hours. At the end
of the addition, the reaction is continued for a further two hours. Then, the contents of the flask are cooled to room temperature.
100 ml of the solution obtained are mixed with 0.3 g of poly (2-ethylhexyl) acrylate. The mixture is dispersed and then dried in a vacuum oven at 70 ° C. The resulting powder coating is ground so that it passes through a sieve at 200
i stitches.
Example 15
<EMI ID = 129.1>
rence that one replaces the polyauryl acrylate by a quantity
<EMI ID = 130.1>
i �
Example 16
<EMI ID = 131.1>
equivalent amount of polyisododecyl methacrylate.
Example 17
The process of Example 1 is repeated, with this difference
<EMI ID = 132.1>
coating with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent 0.005% by weight of the total powder paint composition.
Example 19
The process of Example 1 is repeated, with the only difference that the aluminum flakes having a coating are mixed with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent 32.5% by weight of the total composition of powder paint.
Example 20
The process of Example 1 is repeated, with the only difference that the aluminum flakes having a coating are mixed with the main film-forming powder in an amount
<EMI ID = 133.1>
the total composition of paint in sewing.
Example 21
<EMI ID = 134.1>
The difference is that the aluminum flakes composing a coating are mixed with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent 28.75% by weight of the total powder paint composition.
Example 22
The process of Example 1 is repeated, with the sole difference that the coated aluminum flakes are mixed with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent 0.54% by weight of the total composition of powder paint.
Example 23
The process of Example 1 is repeated, with the only difference that the aluminum flakes comprising
coating with the main film-forming powder in an amount calculated such that it represents 28.25% by weight of the total powder paint composition.
.Z
Example 24
The process of Example 1 is repeated, with the difference that the aluminum flakes comprising a coating constitute the only metallic pigment used, while they
<EMI ID = 135.1>
powder. In this example, non-metallic pigments are not used.
Example 25
The process of Example 1 is repeated, with the difference that the aluminum flakes comprising a coating
are the only metallic pigment used, while they are
<EMI ID = 136.1>
by weight of the total powder paint composition.
Example 26
The process of Example 1 is repeated, with the following differences concerning the composition. The aluminum flakes having a coating are mixed with the main film forming powder in an amount calculated such that they represent 32.5% by weight of the total powder paint composition and that the main film forming powder contains, as sole non-metallic pigment, a phthalo green pigment in an amount calculated such that it is 0.25% by weight of
the total composition of powder paint.
Example 27
The process of Example 1 is repeated, with the different
�. the following concerning the composition. The aluminum flakes having a coating are mixed with the film-forming powder
<EMI ID = 137.1>
<EMI ID = 138.1>
powder, while the main film-forming powder contains a mixture of metal-free pigments in an amount calculated such that it represents 22% by weight of the composition
<EMI ID = 139.1>
metals consists mainly of chrome yellow with
flaventhrone (organic yellow), red iron oxide and carbon black in amounts ranging from trace amounts to greater than 1% by weight.
Example 28
The process of Example 1 is repeated, with the following differences in composition: the coated aluminum flakes are mixed with the main film-forming powder in an amount calculated such that they represent.
<EMI ID = 140.1>
dre.
Example 29
The process of Example 1 is repeated, with the difference that the powdered non-metallic component with which the coated aluminum flakes are mixed, is a thermoplastic powder prepared from the following materials by adopting the processes described above. after:
<EMI ID = 141.1>
The above ingredients are mixed in a jacketed mixer for 10 minutes, then kneaded with
<EMI ID = 142.1>
it is sprayed so that it passes through a 200 mesh sieve.
The above materials are mixed in an amount of
188 parts by weight with 8.26 parts by weight of the oxy- pigment
<EMI ID = 143.1>
1.34 part by weight of polylauryl acrylate.
A homogeneous mixture of the above ingredients is obtained by ball milling for two hours. This mixture is extruded at 100 [deg.] C by means of a kneading extrusion apparatus. The solid thus obtained is pulverized in a turbine mixer, i.e. an air type turbine mixer, and then sieved through a 200 mesh screen.
Various other thermoplastic powders which can be used with the coated aluminum flakes are disclosed in US Pat. No. 3,532,530, incorporated herein by reference.
Example 30
A series of powder paints (A - E) are prepared from the following materials and as described below, and then subjected to electrostatic spraying as described in Example 1 for testing. .
<EMI ID = 144.1>
The following materials are suitably mixed:
<EMI ID = 145.1>
Stage ^ 11
This mixture is then subjected to spray drying as described in the previous exempts and a product is obtained comprising aluminum flakes coated in
<EMI ID = 146.1>
the relative weights of the components being as follows:
<EMI ID = 147.1>
<EMI ID = 148.1>
These coated aluminum flakes are sieved through a 44 micron sieve. Any particles remaining on the sieve are discarded.
<EMI ID = 149.1>
A non-metallic powder mixture is formed by thoroughly mixing the following materials, after which the mixture is pulverized and sieved through a 75 micron sieve. Any particles remaining on the sieve are discarded.
<EMI ID = 150.1>
* Epoxy functional copolymer of Example 1.
<EMI ID = 151.1>
A uniform mixture is formed from the coated aluminum flakes from step III and the non-metallic powder mixture from step IV in the following relative proportions:
<EMI ID = 152.1>
In each of these mixtures, the relative concentrations of the ingredients are as follows:
<EMI ID = 153.1>
The powders thus obtained are sprayed on substi-ats electrically connected to the earth and they are subjected to
baking as described in Example 1. The best spacing and the best orientation are obtained in the aluminum pigments when the resin coating formed on the aluminum flakes constitutes 50 to 70% by weight of the aluminum, the optimum values being obtained with paint A (50% by coating weight, calculated on the weight of the aluminum flakes).
Example 31
Aluminum flakes are coated as described in Example 1, with the difference that, to disperse the film-forming material and the aluminum flakes before spray-drying, solvents other than methylene chloride are used, namely toluene, xylene, acetone, hexane and
<EMI ID = 154.1>
risation according to the relative volatilities of the solvent used in each test. The coated flakes thus formed are incorporated into the powdered paint of Example 1, which are then sprayed electrostatically onto substrates, which are then subjected to baking as described in Example 1.
For this purpose, it is possible to use hydrocarbons, alcohols and ketones having a boiling point between
<EMI ID = 155.1>
minimum.
Apparatus and methods for electrostatic spraying of powder coating materials are illustrated and described in US Patents Nos. [Deg.]
3,536,514, 3,593,678 and 3,598,629.
The term "copolymer" as used in this specification refers to a polymer formed from two or more different monomers.
Upon reading the present specification, one skilled in the art will recognize many modifications of the above examples. It is understood that all these modifications come within the scope of the invention defined by the claims below.
The specification of United States Patent Application No. 442,291, filed February 12, 1974 by Santokh
S. Labanaet al and titled "Powder coating compositions containing a copolymer codified by the glycidyl ester", is mentioned herein by reference.
Any description appearing in the claims
and not specifically appearing in the body of this specification, falls within the body of the latter.
CLAIMS
1. In a powder paint pigmented with a first coloring pigment and metallic particles, the improvement characterized in that the latter are aluminum flakes individually coated before mixing with
<EMI ID = 156.1>
a crosslinking agent which can react with the epoxy function
<EMI ID = 157.1>
100 parts by weight of the aluminum flakes.