Концентрат пигмента

1 Данное изобретение относится к способу получения концентрата пигмента, а более конкретно - концентрата пигмента, пригодного для получения порошковых покрытий. Следует отметить, что порошковые покрытия являются типом покрытий, которые наносят погружением в псевдоожиженный слой или электростатическим напылением. После этого проводят спекание, в результате которого порошок образует гомогенную пленку. Порошковое покрытие изготавливает производитель красок из одного или более пигментов, смешанных с кроющей системой (состоящей из смолы и, если это требуется, отвердителя) и, обычно, одной или более добавок и/или наполнителей. Полученную смесь затем сплавляют до гомогенного состояния (где это возможно - при температуре ниже температуры образования поперечных связей) в установке для экструзии и экструдируют. Экструдат затем охлаждают до комнатной температуры как можно быстрее и тонко размалывают с получением порошка, который можно использовать в качестве порошкового покрытия. Недостатком такого порошкового покрытия, однако, является то обстоятельство, что полученный порошок может иметь еще возможный резерв по интенсивности окраски; при этом под резервом по интенсивности окраски понимают количество пигмента, окрашивающая способность которого не используется. Это может привести, например, к различию цвета для различных партий.GB-A-1197053 описывает способ получения пигментных композиций путем смешивания водной массы пигмента и водной эмульсии или раствора носителя (полиолефин, поливинилхлорид, производное полиэтиленоксида, канифоль или производное канифоли) с образованием неагломерированной смеси, и распылительной сушкой указанной смеси.US-A-3759864 описывает способ получения пигментированных твердых частиц пленкообразующего полимера путем испарения жидкой непрерывной фазы пигментированной дисперсии пленкообразующего полимера. ВЕ-А-842049 описывает способ получения пигментных композиций путем смешивания водной суспензии полимера, содержащей 30-70 мас.% полимера, с водной суспензией минерального пигмента, содержащего, по меньшей мере, 30 мас.% пигмента, и распылительной сушкой этой смеси при 30-200 С.WO-A-95/31507 описывает способ получения концентрата пигмента, который отличается тем, что частицы пигмента измельчают в присутствии водного связующего и, предпочтительно, диспергирующей добавки с образованием стабильной пасты или суспензии; полученную пасту или суспензию подвергают обработке сушкой, и собирают концентрат пигмента. Связующим предпочтительно является смола, 003372 2 имеющая температуру стеклования 25-55 С. Наиболее предпочтительным связующим является насыщенная полиэфирная смола, имеющая кислотное число от 20 до 55. Однако известные способы также обладают указанным выше недостатком. Таким образом, имеется необходимость создания улучшенного способа получения концентрата пигмента, пригодного для порошковых покрытий, а конкретно - необходимость создания улучшенного состава для применения в этом способе. Предложенный в данном изобретении способ получения концентрата пигмента, пригодного для получения порошкового покрытия,отличается тем, что частицы пигмента измельчают в присутствии водного связующего, состоящего, по существу, из сложного полиэфира,имеющего температуру стеклования, по меньшей мере, 60 С и кислотное число, по меньшей мере, 60, с образованием стабильной пасты или суспензии, а полученную пасту или суспензию подвергают обработке сушкой и собирают концентрат пигмента. Применяемая обработка сушкой предпочтительно заключается в распылительной сушке; также можно использовать другие способы обработки сушкой, такие как способы с применением сушильных барабанов или ленточных сушилок. Следует отметить, что стабильная паста или суспензия получается, если измельченные частицы пигмента более не оседают в пасте или суспензии в течение установленного периода покоя для пасты или суспензии. Обычно для этой цели устанавливают период в 5-30 мин. В ходе сушки испаряется только то количество воды, которое присутствует в применяемом водном связующем. Таким образом, данный способ является особенно безопасным для окружающей среды, а также имеет экономические преимущества, так как не надо утилизировать какой-либо материал. В способе по данному изобретению предпочтительно, чтобы в дополнение к связующему не присутствовало никаких диспергирующих добавок. Ранее предполагали (например, в WOA-95/31507), что диспергирующая добавка может облегчить получение стабильной суспензии или пасты. Таким образом, в обычном случае концентрат пигмента будет содержать 35-65% пигмента, а остальное составит (безводное) связующее. Из соображений целесообразности используют связующее, не содержащее дополнительного растворителя. На практике, однако, было обнаружено, что при использовании дополнительного растворителя в связующем в количестве примерно до 5% получают весьма приемлемые результаты. Наилучшие результаты получают, однако, при содержании дополнительного растворителя от 0 до 1%. 3 В способе по данному изобретению используемое связующее предпочтительно является смолой, которая имеет температуру стеклования, по меньшей мере, 60 С, более предпочтительно, по меньшей мере, 65 С, и предпочтительно не выше 80 С, более предпочтительно не выше 70 С. Было также обнаружено, что такой материал легко плавится в аппарате для экструзии при последующем формовании порошкового покрытия. В данном контексте следует отметить, что температура, используемая в аппарате для экструзии, обычно составляет от 110 до 130 С. Связующие для использования в концентратах пигментов по данному изобретению состоят в основном из полиэфирных смол. Предпочтительно используется насыщенная полиэфирная смола. Особенно подходящая полиэфирная смола имеет кислотное число между 60 и 90, более предпочтительно, по меньшей мере,70. Как указано выше, в данном изобретении частицы пигмента измельчают с образованием стабильной пасты или суспензии. На практике было обнаружено, что паста или суспензия является стабильной, если получается размер частиц менее 15 мкм, предпочтительно менее 10 мкм; такой размер частиц получают предпочтительно с применением шаровой мельницы. Очевидно частицы пигмента всегда должны быть меньше толщины пленки покрытия, которая должна быть получена в конечном счете. Более того, размер частиц важен для глянца пленки покрытия, которая должна быть получена, в том смысле, что глянец частично определяется размером частиц пигмента и их дисперсностью. Было обнаружено, что данное изобретение является особенно пригодным для органических пигментов; это происходит потому, что очень трудно диспергировать такие пигменты при производстве порошковогопокрытия. Однако было обнаружено, что при их использовании для получения концентрата пигмента эти проблемы можно полностью преодолеть. Органическими пигментами, которые могут быть использованы, являются, например,сажа, фталоцианиновый зеленый, фталоцианиновый синий, органический красный и органический желтый. Данное изобретение также относится к способу получения порошка для использования в качестве порошкового покрытия путем смешивания пигмента с термопластичным или термореактивным пластиком, отвердителем - при необходимости, и добавками, путем смешивания, плавления, экструдирования и тонкого измельчения смеси в порошок, при этом способ отличается тем, что используемый пигмент является концентратом пигмента, полученным описанным выше способом. Данное изобретение относится также к способу нанесения на подложку порошкового 4 покрытия путем смешивания частиц пигмента с термопластичным или термореактивным пластиком, отвердителем при необходимости, и добавками, плавления и экструдирования полученной смеси, измельчения образованного экструдата в порошок, нанесения полученного порошка на подложку в виде тонкого слоя и расплавления указанного тонкого слоя с образованием покрытия, который отличается тем, что используемые частицы пигмента представляют собой частицы концентрата пигмента, полученные в соответствии с описанным выше способом. Данное изобретение особенно применимо для композиций порошковых покрытий на основе сложного полиэфира или эпоксиполиэфирных смол. Данное изобретение описано ниже более подробно со ссылкой на следующие варианты выполнения. Примеры Примеры 1 и 2. а. Полиэфирная эмульсия. Карбоксилированная полиэфирная смола,имеющая кислотное число 75 (мг КОН/г) и температуру стеклования 60 С (определенную с использованием ДСК), была получена при использовании 53 масс. частей (м.ч.) терефталевой кислоты, 28 м.ч. неопентилгликоля, 10 м.ч. ангидрида тримеллитовой кислоты и 9 м.ч. диэтиленгликоля. Смолу эмульгировали с образованием эмульсии, содержащей 16 мас.% сложного полиэфира в смеси с водой (79 мас.%), диметилэтаноламином (3 мас.%) и бутилгликолем (2 мас.%). б. Концентрирование пигмента. Смешали 400 м.ч. полиэфирной эмульсии,1,4 м.ч. антипенного вещества и 64 м.ч. пигмента. В примерах 1 и 2 использовали, соответственно, зеленый и фиолетовый пигмент. Каждый пигмент был диспергирован с помощью шаровой мельницы до размера частиц максимум 10 мкм; в результате этой операции была получена паста пигмента. Каждая паста затем была высушена распылением, и были получены частицы желаемого концентрата пигмента, которые состояли, по существу, из 50 мас.% пигмента и 50 мас.% связующего. в. Порошковые покрытия. Полиэфирные композиции порошковых покрытий были получены из следующих компонентов: сложного полиэфира, поступающего в продажу под торговым названием NeboresTN6400; отвердителя, поступающего в продажу под торговым названием Primid XL552; диоксида титана; концентрата пигмента и обычных добавок. 5 Составы указаны в табл. 1 и 2 соответственно. Каждый из составов был нанесен на подложку и подвергнут спеканию с образованием покрытия. Сравнительные примеры R1 и R2 (эталонные). Композиции для порошковых покрытий были получены непосредственно (то есть без использования концентрата пигмента) с применением тех же компонентов, что и в примерах 1 и 2, соответственно, в количествах как можно более близких (с целью достижения такого же соотношения ТiO2 /пигмент). Составы приведены соответственно в табл. 1 и 2. Каждый из них был нанесен на подложку и подвергнут спеканию с образованием покрытия. Сравнительные примеры РА 1 и РА 2 (согласно аналогам). а. Концентраты пигментов. Концентраты пигментов были получены,по существу, как описано в примерах 1 заявки(ii) количество пигмента было увеличено,чтобы получить концентрат, содержащий 55 и 60 мас.% пигмента, соответственно, для РА 1 и РА 2. б. Порошковые покрытия. Композиции для порошковых покрытий были получены с использованием тех же компонентов, которые применялись в примерах 1 и 2, в количествах как можно более близких (с целью достичь такого же соотношения ТiO2/пигмент). Составы указаны, соответственно, в табл. 1 и 2. Каждый из них был нанесен на подложку и подвергнут спеканию с образованием покрытия. Интенсивность окраски. Интенсивность окраски оценивали для каждого покрытия по отношению к сравнительным примерам R1 и R2, соответственно, в качестве стандартов для сравнения (то есть взятых за 100%), содержащих тот же пигмент; более высокое значение выражало лучшую интенсивность окраски. Кластеры. Кластеры пигментов были оценены визуально с использованием микроскопа (х 10) по шкале от 0 (кластеры отсутствуют) до 10 (много больших кластеров). Таблица 1 (зеленый пигмент; состав в мас.%) Пример 1 РА 1 Пример 3. С использованием концентрата пигмента из примера 1 был приготовлен состав порошкового покрытия в соответствии с табл. 3; состав был нанесен на подложку и обработан спеканием. Таблица 3 (зеленый пигмент; состав в мас.%) Пример 3 Эпоксидная смола 34,52% Сложный полиэфир примера 1 34,52% Диоксид титана 22,30% Концентрат пигмента 4,95% Добавки 3,71% Пигмент 2,475% Соотношение ТiO2/пигмент 9,0 Кластеры 5 Это пример использования концентрата пигмента по данному изобретению в эпоксиднополиэфирном составе порошкового покрытия. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения концентрата пигмента, пригодного для получения порошкового покрытия, при котором частицы пигмента измельчают в присутствии водного связующего, состоящего, по существу, из сложного полиэфира,с образованием стабильной пасты или суспензии, полученную пасту или суспензию подвергают обработке сушкой и собирают концентрат пигмента, отличающийся тем, что сложный полиэфир имеет температуру стеклования, по меньшей мере, 60 С и кислотное число, по меньшей мере, 60. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что связующее является насыщенным сложным полиэфиром. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сложный полиэфир имеет кислотное число, по меньшей мере, 70. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что используют связующее, имеющее содержание дополнительного растворителя 0-5%. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что частицы пигмента измельчают с использованием шаровой мельницы до размера частиц менее 15 мкм. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что применяемый пигмент является органическим пигментом, выбранным, в частности, из сажи, фталоцианинового зеленого, фталоцианинового синего, органического красного и органического желтого. 7. Концентрат пигмента, полученный способом по любому из пп.1-6. 8. Способ получения порошка для использования в качестве порошкового покрытия,включающий смешивание пигмента с термопластичным или термореактивным пластиком, отвердителем при необходимости и одной или более добавкой, путем перемешивания, расплавления, экструдирования и тонкого измельчения смеси в порошок, отличающийся тем, что 8 используемый пигмент является концентратом пигмента по п.7. 9. Способ нанесения порошкового покрытия на подложку путем смешивания частиц пигмента с термопластичным или термореактивным пластиком, отвердителем при необходимости и одной или более добавкой, расплавления и экструдирования полученной смеси,измельчения полученного экструдата в порошок, нанесения полученного порошка на подложку в виде тонкого слоя и расплавления указанного тонкого слоя с образованием тонкой пленки, отличающийся тем, что используемые частицы пигмента являются частицами концентрата пигмента, полученного способом по любому из пп.1-6. 10. Способ по любому из пп.1-6, 8 или 9, в котором порошковое покрытие является покрытием на основе полиэфирных или эпоксиполиэфирных смол.