專利名稱：施加含氟聚合物粉末涂層作為底漆層和外涂層的方法
專利說(shuō)明施加含氟聚合物粉末涂層作為底漆層和外涂層的方法 發(fā)明領(lǐng)域 本發(fā)明屬于形成耐久剝離表面的領(lǐng)域，其通過(guò)在基材上施加底漆粉末以形成含氟聚合物底漆層，和在底漆層上施加含氟聚合物粉末以形成外涂層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及選擇一種含氟聚合物底漆粉末，能夠與四氟乙烯/全氟烷基(乙烯基醚)共聚物粉末涂層獲得良好的層間粘合并與基材維持持久的粘合。
背景技術(shù)：
具有良好的化學(xué)耐性、優(yōu)異的剝離性能、良好的耐熱性和電絕緣性等的氟聚合物樹(shù)脂是許多應(yīng)用領(lǐng)域所期望的。熔融流動(dòng)的含氟聚合物粉末已發(fā)現(xiàn)可用于涂層炊具制品例如飯盤、烤架和烤盤，以及許多工業(yè)應(yīng)用例如用于復(fù)印機(jī)和印刷機(jī)的上色輥或帶子，和化學(xué)加工反應(yīng)器。施加粉末涂層作來(lái)替代液體涂料的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以免去用于施加液體涂層的干燥和通風(fēng)步驟以及與施加液體涂層有關(guān)的設(shè)備。另外，粉末涂層不需要使用涉及環(huán)保問(wèn)題的揮發(fā)性有機(jī)溶劑和昂貴的補(bǔ)救步驟。
同時(shí)用于底漆層和外涂層兩者的粉末涂層已經(jīng)公開(kāi)于Rau等人的美國(guó)專利US 5,093,403。在這個(gè)專利中，舉例說(shuō)明了用于底漆層和外涂層兩者的全氟烷氧基聚合物(PFA)。該專利承認(rèn)難以將PFA樹(shù)脂粘合到金屬基材，而且PFA必須在比較高的溫度下施加-例如，在約675-約720范圍內(nèi)(357-382℃)。Rau等人公開(kāi)了在這樣的高溫下通過(guò)利用粘結(jié)劑例如聚(亞苯基硫化物)(PPS)以實(shí)現(xiàn)PFA樹(shù)脂與金屬基材的粘合，PFA沒(méi)有顯著的惡化(降解)。
由于其高操作溫度、良好的耐磨性和優(yōu)異的剝離性能，PFA是用于苛刻的商業(yè)應(yīng)用表面的理想選擇，例如用于商用烤盤的剝離表面。商用的烘焙盤每天經(jīng)歷許多次高溫循環(huán)，必須顯著的長(zhǎng)時(shí)間保持其剝離性能以使烘焙成品的商業(yè)生產(chǎn)是經(jīng)濟(jì)的。然而，經(jīng)驗(yàn)表明在PFA底漆層上施加PFA外涂層會(huì)隨著時(shí)間導(dǎo)致體系的不充分粘合。因此，Rau等人公開(kāi)的PFA/PFA體系可能會(huì)很快的失敗，不適合用于那些需要基材與剝離表面每年承受數(shù)千次烘焙循環(huán)的工業(yè)操作。
因此，仍然需要一種改進(jìn)的可以與PFA面漆使用的粉末底漆組合物，其允許底漆/面漆體系可以在高操作溫度下使用，具有改進(jìn)的粘合和較長(zhǎng)壽命，同時(shí)維持良好的剝離性能和耐磨性。 發(fā)明概述 令人驚訝地，發(fā)現(xiàn)了作為底漆粉末施加的四氟乙烯/全氟烯烴共聚物和四氟乙烯/全氟代(乙烯基烷基醚)共聚物粉末涂層一起使用，亦稱全氟烷氧基聚合物(PFA)，當(dāng)烘焙到基材上時(shí)涂料體系和基材產(chǎn)生了優(yōu)良的和更耐久的粘合。粘合質(zhì)量通過(guò)沸水剝離測(cè)試進(jìn)行測(cè)定。
此外，本發(fā)明中在外涂層中使用PEA的體系，在該層中使用已知的良好剝離性能、耐磨性和高操作溫度的PFA。
因此，本發(fā)明提供在基材上形成剝離表面方法，所述方法包括(a)在所述基材上施加底漆粉末以形成底漆層，(b)在所述底漆層上施加外涂層粉末以形成在所述底漆層上的外涂層，所述底漆包含四氟乙烯/全氟烯烴共聚物和聚合物粘合劑，所述外涂層包含四氟乙烯/全氟代(烷基乙烯基醚)共聚物，(c)烘焙所述底漆層和所述外涂層以形成所述剝離表面。粉末層優(yōu)選通過(guò)靜電噴涂施加。聚合物粘合劑優(yōu)選聚醚砜、聚苯硫醚和聚芳醚酮。在一個(gè)實(shí)施方案中，包含四氟乙烯/全氟烯烴共聚物的底漆粉末進(jìn)一步包含四氟乙烯/全氟代(烷基乙烯基醚)共聚物。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種在基材上形成剝離表面的方法。該方法包括在基材上施加包含四氟乙烯/全氟烯烴共聚物和聚合物粘合劑的底漆粉末以形成底漆層，以及在底漆層上施加包含四氟乙烯/全氟代(烷基乙烯基醚)共聚物的粉末外涂層以在其上形成外涂層。底漆層和外涂層在基材上烘焙形成剝離表面。
全氟聚合物 本發(fā)明在底漆和外涂層中使用的含氟聚合物是熔融流動(dòng)的。通常，根據(jù)共聚物用美國(guó)專利US 4,380,618公開(kāi)的ASTM D-1238改性，以及ASTM D-2116或D-3307方法，在372℃下測(cè)量的熔融粘度范圍從102-約106Pa·s，優(yōu)選103-約105Pa·s。熔融流動(dòng)含氟聚合物的例子包括四氟乙烯(TFE)的共聚物和至少一種氟化可共聚單體(共聚單體)以充足的量存在于該聚合物中以降低該共聚物熔點(diǎn)，使其實(shí)質(zhì)上低于TFE均聚物、聚四氟乙烯(聚四氟乙烯)，例如，熔化溫度不高于315℃ 用于本發(fā)明的底漆粉末包括四氟乙烯(TFE)和全氟烯烴的共聚物，全氟烯烴共聚單體優(yōu)選具有3-8個(gè)碳原子，例如六氟丙烯(HFP)。在一個(gè)實(shí)施方案中，包括四氟乙烯(TFE)和全氟烯烴共聚物的底漆粉末還包含最高達(dá)60重量％的四氟乙烯和全氟代(烷基乙烯基醚)的共聚物，其中線性或分枝的烷基優(yōu)選包含1-5個(gè)碳原子。
涂層粉末包括四氟乙烯和全氟代(烷基乙烯基醚)(PAVE)的共聚物，其中線性或分枝的烷基優(yōu)選包含1-5個(gè)碳原子。優(yōu)選的PAVE單體是烷基中包含1、2、3或4個(gè)碳原子的，該共聚物可以使用若干PAVE單體制備。優(yōu)選TFE共聚物包括PFA(TFE/PAVE共聚物)、TFE/HFP/PAVE、和/或PPVE和MFA(TFE/PMVE/PAVE中PAVE的烷基具有至少兩個(gè)碳原子)，其中PAVE是PEVE和/或PPVE。
底漆中TFE/全氟烯烴共聚物的熔點(diǎn)通常低于涂層粉末中的TFE/PAVE共聚物。例如TFE/HFP，亦稱FEP的熔點(diǎn)通常約510(266℃)，低于TFE/PPVE通常約590(310℃)的熔點(diǎn)。因此令人驚訝的是包含較低熔點(diǎn)TFE/全氟烯烴共聚物底漆層與較高熔融的TFE/PAVE(PFA)共聚物外涂層形成優(yōu)良的和耐久的涂料體系。人們可能料想具有較低熔融含氟聚合物的底漆無(wú)法經(jīng)得起高硫化或烘焙溫度，通常675(357℃)-720(382℃)與PFA體系使用，低熔融共聚物會(huì)降解(起泡)并導(dǎo)致從基體剝離。已令人驚訝地發(fā)現(xiàn)TFE/全氟烯烴底漆粉末層和PFA粉末涂層一起形成的涂料體系當(dāng)烘焙時(shí)粘合到現(xiàn)有技術(shù)中的PFA底漆/PFA體系表現(xiàn)優(yōu)越。
聚合物粘合劑 用于本發(fā)明的底漆粉末涂層除了四氟乙烯/全氟烯烴共聚物之外，進(jìn)一步包含一種耐高溫聚合物粘合劑，5-90重量％聚合物粘合劑，基于含氟聚合物和聚合物粘合劑的總重量計(jì)。粘結(jié)劑組分包括一種聚合物，該聚合物加熱高于熔點(diǎn)時(shí)熔融成膜，是熱穩(wěn)定的和具有高保持溫度的用途。粘結(jié)劑是在不粘處理中為人熟知的，用于將含氟聚合物粘合到基材和用于成膜。粘結(jié)劑通常不含氟但是與含氟聚合物粘合。用于本發(fā)明的優(yōu)選聚合物粘合劑包括一種或多種(1)聚醚砜(PES)，其為無(wú)定形的熱塑性聚合物，具有約230℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和約170-190℃的保持使用溫度，(2)聚苯硫醚(PPS)，其為部分結(jié)晶的聚合物，具有約280℃的熔化溫度和約200-240℃的保持使用溫度，和(3)聚芳醚酮，例如聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮(PEEK)，和聚醚酮(PEK)。聚芳醚酮至少250℃熱穩(wěn)定，至少300℃熔化，公開(kāi)于以下美國(guó)專利中的一個(gè)或多個(gè)US3,065,205、US3,441,538、US3,442,857、US5,357,040、US5,131,827、US4,578,427。上面列出的所有聚合物粘合劑是熱穩(wěn)定的，在其保持使用范圍內(nèi)或低于該范圍，在尺寸上是穩(wěn)定的，并且耐磨。這些聚合物也能較好的粘合到清潔的金屬表面。
其它添加劑 除了含氟聚合物之外，粉末底漆和粉末涂層可以包含無(wú)機(jī)填料、薄膜固化劑、色素、穩(wěn)定劑和其它的添加劑。適合的填料和薄膜固化劑的例子包括無(wú)機(jī)氧化物、氮化物、硼化物和碳化硅、鋯、鉭、鈦、鎢、硼和鋁以及玻璃薄片、玻璃珠、玻璃纖維、鋁或硅酸鋯、云母、金屬薄片、金屬纖維、細(xì)陶瓷粉末、二氧化硅、二氧化鈦、硫酸鋇、滑石、炭黑等等和聚酰胺、聚酯和聚酰亞胺的合成纖維。在一個(gè)實(shí)施方案中，粉末底漆包含10-20重量％的無(wú)機(jī)填料，基于含氟聚合物、聚合物粘合劑和填料的總重量計(jì)。
底漆粉末制備 如上所述的包含四氟乙烯/全氟烯烴共聚物、聚合物粘合劑、任選地其它的含氟聚合物和其它的添加劑的粉末底漆可以是使用常規(guī)機(jī)械方法混合各組分粉末來(lái)制得的。
另一選擇為，多組分的粉末底漆顆粒，即四氟乙烯/全氟烯烴共聚物和含有任選地其它含氟聚合物，可以根據(jù)Brothers等人美國(guó)專利US6,232,372的教導(dǎo)來(lái)制得，是通過(guò)含氟聚合物顆粒與其它含有聚合物粘合劑溶液的組分結(jié)合、將含氟聚合物與聚合物粘合劑溶液混合以及用非分散聚合物粘合劑分離含氟聚合物的多組分顆粒組合物。“非分散聚合物粘合劑”是指底漆粉末的顆粒的多組分關(guān)系不是一個(gè)，其中聚合物粘合劑組分分散在含氟聚合物組分中。因此用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的聚合物粘合劑組分不是分散在含氟聚合物組分中的填料形式，而是作為圍繞該含氟聚合物顆粒的涂層存在。存在于該實(shí)施方案的多組分顆粒表面的非分散聚合物粘合劑，當(dāng)該組合物用作底漆涂料時(shí)能提高顆粒與基材的粘合。
在更優(yōu)選實(shí)施方案中，底漆粉末根據(jù)Felix等人在美國(guó)專利US6,518,349中的教導(dǎo)被制成可噴涂粉末，是通過(guò)將四氟乙烯/全氟烯烴共聚物的初級(jí)顆粒連同聚合物粘合劑，以及任選的如上所述其它的組分的液體分散體噴霧干燥，從而生產(chǎn)四氟乙烯/全氟烯烴共聚物和聚合物粘合劑的團(tuán)聚顆粒的易粉碎微粒。“易粉碎的”的意思是微?？梢赃€原成更小的顆粒尺寸(細(xì)碎的)而不會(huì)導(dǎo)致可見(jiàn)的顆粒變形，例如形成從顆粒表面伸出的原纖維。通過(guò)噴涂物烘干法形成的聚合物和組分的混合比那些在粉末形成之后通過(guò)常規(guī)機(jī)械方法形成的各組分的混合粉末更均勻。通過(guò)噴霧干燥形成的多組分粉末在靜電施加期間不分離，從而在基材上提供更均勻的涂層。
用于噴霧干燥的含氟聚合物組分通常市場(chǎng)上可買到該聚合物在水中的分散體，該形式是用于本發(fā)明組合物的優(yōu)選形式，便于施加和環(huán)境容許性?！胺稚Ⅲw”的意思是含氟聚合物顆粒穩(wěn)定地分散在水介質(zhì)中，在當(dāng)將被使用的時(shí)間內(nèi)分散體不會(huì)發(fā)生顆粒沉積；這是由分散體制造商通過(guò)小尺寸的含氟聚合物顆粒(也稱為初級(jí)顆粒)，通常數(shù)量級(jí)為0.2微米，和在水分散體中使用表面活性劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這些分散體可以直接地通過(guò)被稱為分散聚合作用的方法獲得，任選地在濃縮和/或進(jìn)一步添加表面活性劑之后。
粉末的施加 底漆粉末和外涂層粉末可以通過(guò)隨意地將干燥粉懸浮于含有適合的表面活性劑或粘度調(diào)節(jié)劑的適合液體中，用濕涂布技術(shù)沉積組合物，從而施加到基材上。優(yōu)選的，用于本發(fā)明的粉末涂層通過(guò)熟知的常規(guī)技術(shù)以烘干的形式來(lái)沉積，例如，熱凝聚、靜電噴涂、靜電流化床、旋轉(zhuǎn)涂襯等。優(yōu)選的是靜電噴涂，例如摩擦帶電噴涂或電暈噴涂。
底漆粉末通常施加到清潔和去油脂的基材上，該基材優(yōu)選通過(guò)常規(guī)處理例如吹砂、蝕刻或化學(xué)處理，以助于涂層和基材的粘合。同時(shí)可以涂布任何適合的基材，典型的金屬基材的例子包括鋼、高碳鋼、不銹鋼、滲鋁鋼和鋁。施加粉末底漆和外涂層底漆到基材的方法優(yōu)選當(dāng)基材是在15-25℃的溫度下。
粉末外涂層可以施加到基材的粉末底漆上，以所謂的單烘焙施加，而不需要首先烘焙粉末底漆，即，通常地用外涂層的烘焙來(lái)烘焙底漆層。在單烘焙體系中，涂覆后的基材通常在大約735(390℃)烘焙60分鐘。另一選擇為，粉末涂層可以在底漆層烘焙之后施加和烘焙，即所謂的雙重烘焙施加。通常，粉末底漆施加到基材和在725(385℃)烘焙約30分鐘，后來(lái)施加的涂層粉末之后在725(385℃)烘焙約另一個(gè)30分鐘。在典型的施加中，底漆層的厚度小于約2密耳(50微米)和外涂層不大于約25密耳(650微米)。在其它的施加中，底漆層的厚度小于約1.5密耳(38微米)和外涂層的厚度在約1.5-3密耳(38-76微米)之間。
如上所述粉末涂層用作底漆層和外涂層，用于在本發(fā)明的基材上形成剝離表面。這些涂層應(yīng)用于炊具、烤盤以及許多工業(yè)應(yīng)用中，例如用于復(fù)印機(jī)和印刷機(jī)的上色輥或帶子、閥、槽、葉輪、導(dǎo)管、金屬箔、鞋模、雪鏟和犁、船底部、滑槽、輸送機(jī)、模孔、工具、工業(yè)容器、模、襯里反應(yīng)容器、汽車的嵌板、換熱器、缸等。 檢測(cè)方法 粘合強(qiáng)度附著試驗(yàn) 鋁板4.0″×12.0″(10.1cm×30.5cm)面板用丙酮清洗。面板具有噴砂表面。面板根據(jù)每個(gè)實(shí)施例的描述涂布。面板經(jīng)受粘合強(qiáng)度附著試驗(yàn)在下面詳細(xì)描述。
涂布金屬板的粘合強(qiáng)度是通過(guò)將涂層基材經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的T-剝離測(cè)試(粘合劑的剝離抗力)來(lái)確定的。烘焙涂層是以平行線切入金屬基材一英寸。一英寸寬的鑿子用于撬起足以拉住的涂層片。從基材上用手拉下涂層，另一選擇為用一對(duì)鑷子。
在耐沸水試驗(yàn)前后評(píng)價(jià)粘合強(qiáng)度。耐沸水試驗(yàn)中面板以預(yù)置時(shí)間沉浸在沸水中。用1-4的評(píng)價(jià)體系從質(zhì)量上評(píng)價(jià)粘合損壞，評(píng)價(jià)4是最好的粘合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)1給予顯示出粘合破壞，導(dǎo)致膜非常容易剝離的樣品。評(píng)價(jià)2給予顯示出粘合破壞，但需要顯著的努力來(lái)剝離膜的樣品。評(píng)價(jià)3給予剝離失敗但卻引起薄膜顯著伸長(zhǎng)或薄膜逐漸撕裂之后伸長(zhǎng)的樣品。評(píng)價(jià)4給予顯示出整齊的涂層斷裂或斷裂之后伸長(zhǎng)的樣品。
實(shí)施例 在以下實(shí)施例中，鋁板基材大約4″×12″，用丙酮清潔和用100粒度氧化鋁噴砂到大約70-125微英寸的粗糙度，Ra使用Pro-砂室，Model-3648可以從Empire Abrasive Equipment Company獲得。
粉末涂層使用Nordsen Sure-Coat靜電粉末噴涂槍施加到基材上。涂布板在電熱的熱空氣對(duì)流烘箱中用實(shí)施例中規(guī)定的時(shí)間和溫度烘焙。用于實(shí)施例的烘箱是A類溶劑通風(fēng)烘箱。
用于實(shí)施例的底漆粉末是用四氟乙烯/全氟烯烴共聚物和聚合物粘合劑通過(guò)噴霧干燥來(lái)制備的，使用的噴霧干燥器是APV Pilot SprayDryer PSD52型，由APV Anhydro AS，Copenhagen，Denmark制造。噴霧干燥器是用入口空氣溫度300℃-320℃和出口溫度110℃-125℃進(jìn)行操作。粉末在旋風(fēng)分離器中收集，細(xì)小的在終濾器中收集，熱空氣和水蒸氣被排出。分散體使用蠕動(dòng)泵泵送和用雙流體的(空氣和液體)噴嘴噴涂。噴嘴上的氣壓是60psig。
含氟聚合物 在以下實(shí)施例中除非另有說(shuō)明，分散體濃縮是基于固體和液體總重量的重量％。分散體的固體含量是重量分析確定的和是用基于固體和液體總重量的重量％記錄的。
熔體流動(dòng)速率在372℃通過(guò)ASTM(D-2116或D-3307)來(lái)測(cè)量。MFR與熔體粘度(MV)有關(guān)，當(dāng)MFR以g/10分為單位和MV以103Pa·s為單位時(shí)，其關(guān)系式為MV＝53.15/MFR。
原始的分散體顆粒尺寸(RDPS)通過(guò)光子相關(guān)光譜學(xué)測(cè)量。
粉末顆粒的平均粒度通過(guò)激光散射烘干顆粒來(lái)測(cè)量(使用Microtrac 101 Laser Particle Counter，由Leeds & Northrup，Honeywell Corporation的分公司獲得)。
FEP分散體TFE/HFP共聚物樹(shù)脂在水中的分散體固體含量28-32重量％和原始的分散體顆粒尺寸(RDPS)160-220納米，該樹(shù)脂的六氟丙烯含量為10.3-13.2重量％，和熔體流動(dòng)速率為2.95-13.3。該樹(shù)脂的熔點(diǎn)是507(264℃)。
PFA分散體TFE/PPVE共聚物樹(shù)脂在水中的分散體固體含量28-32重量％和原始的分散體顆粒尺寸(RDPS)150-245納米，該樹(shù)脂的PPVE含量為2.9-3.6重量％，和熔體流動(dòng)速率為1.3-2.2。該樹(shù)脂熔點(diǎn)是590(310℃)。
FEP粉末(由DuPont公司生產(chǎn)，市場(chǎng)上可買到的產(chǎn)品碼532-8110)TFE/HFP共聚物粉末包含10.3-13.2％HFP，顆粒尺寸在26.3-46.6微米范圍內(nèi)和熔體流動(dòng)速率為2.95-13.3g/10min，堆積密度48-72g/100cc。該樹(shù)脂的熔點(diǎn)是507(264℃)。
PFA粉末(由DuPont公司生產(chǎn)，市場(chǎng)上可買到的產(chǎn)品碼532-7410，350型)TFE/PPVE含氟聚合物粉末包含2.9-3.6％PPVE，顆粒尺寸在28.5-0.9微米范圍內(nèi)和熔體流動(dòng)速率為1.3-2.2g/10min，堆積密度56-87g/100cc。該樹(shù)脂熔點(diǎn)是590(310℃)。
聚合物粘合劑 聚苯硫醚(PPS)市場(chǎng)上可買到Chevron Phillips ChemicalCompany的Ryton PR11-10。
聚乙烯砜(PES)市場(chǎng)上可買到Sumitomo Chemical的SumikaExcel PES 4100mp。
聚醚醚酮(PEEK)市場(chǎng)上可買到Victrex的as150PF類。
其它組分 市場(chǎng)上可買到的EMD Chemicals的Afflair類的云母。
市場(chǎng)上可買到的GE Silicones的Silwet L-77表面活性劑 黑色顏料在市場(chǎng)上可買到Engelhard Corporation的C.I.pigmentblack 28 對(duì)比實(shí)施例1-用機(jī)械方法混雜的PFA/PPS底漆粉末 用機(jī)械方法混雜的底漆粉末是通過(guò)將PPS粘結(jié)劑和PFA粉末，DuPont 532-7410根據(jù)表1列出的比例放置到塑料瓶中并翻滾15分鐘來(lái)制備。粉末通過(guò)靜電噴涂施加到根據(jù)上述方式準(zhǔn)備好的噴砂鋁板上。PFA涂層粉末、DuPont 532-7410，用靜電施加在底漆粉末涂層上面以形成外涂層。面板放入735(390℃)的烘箱并以單烘焙操作烘焙一小時(shí)。最終涂層厚度是2.8密耳，底漆厚度約1密耳(25.4微米)和外涂層厚度約1.8密耳(45.7微米)。涂層結(jié)合到基材的粘合強(qiáng)度使用上述剝離測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)，結(jié)果列于表1中。
一般而言，在煮沸之前抵抗剝離，然而，在面板處于沸水14小時(shí)之后，該涂層從基材剝離。因此，檢測(cè)表現(xiàn)出差的、不耐久的粘合。表1 實(shí)施例1-FEP/PPS底漆粉末-機(jī)械方法混合 用機(jī)械方法混合的底漆粉末是通過(guò)將PPS粘結(jié)劑和FEP粉末、DuPont 532-8110根據(jù)表2列出的比例放置到塑料瓶中并翻滾15分鐘來(lái)制備。粉末通過(guò)靜電噴涂施加到根據(jù)上述方式準(zhǔn)備好的噴砂鋁板上。PFA涂層粉末、DuPont 532-7410，用靜電噴涂施加在底漆粉末涂層上面以形成外涂層。面板735(390℃)放入的烘箱并以單烘焙操作烘焙一小時(shí)。最終涂層厚度是2.8密耳，底漆厚度約1密耳(25.4微米)和外涂層厚度約1.8密耳(45.7微米)。涂層結(jié)合到基材的粘合強(qiáng)度使用上述剝離測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)，結(jié)果列于表2中。
一般而言，該烘焙涂層在煮沸之前和在煮沸之后14小時(shí)抵抗剝離，表現(xiàn)出強(qiáng)的、耐久的粘合。
實(shí)施例2-FEP/PFA/PPS底漆粉末-機(jī)械方法混合 用機(jī)械方法混合的底漆粉末是通過(guò)將PPS粘結(jié)劑、FEP粉末(DuPont 533-8110)和PFA粉末(DuPont 532-7410)根據(jù)表3列出的比例放置到塑料瓶中并翻滾15分鐘來(lái)制備。粉末通過(guò)靜電噴涂施加到根據(jù)上述方式準(zhǔn)備好的噴砂鋁板上。PFA涂層粉末、DuPont532-7410，用靜電噴涂施加在底漆粉末涂層上面以形成外涂層。面板在735(390℃)下放入的烘箱并以單烘焙操作烘焙一小時(shí)。最終涂層厚度是2.8密耳，底漆厚度約1密耳(25.4微米)和外涂層厚度約1.8密耳(45.7微米)。涂層結(jié)合到基材的粘合強(qiáng)度使用上述剝離測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)，結(jié)果列于表3中。
一般而言，該烘焙涂層在煮沸之前和之后都抵抗剝離。
對(duì)比實(shí)施例2-PFA/PPS底漆粉末-噴涂烘干 PFA/PPS底漆粉末使用噴霧干燥制備。如表4A所示去離子水、表面活性劑(Silwet L-77)和PPS首先使用高剪切攪拌葉片混合。在五分鐘的混合之后關(guān)閉混合器，PFA分散體使用低剪切混合攪拌。打開(kāi)APV控制尺寸噴霧干燥器，預(yù)熱入口空氣溫度到300℃，DI水供給噴射裝置以維持出口溫度在115℃。從DI水到PFA混合物噴霧干燥器的供給是變化的。用于混合物的泵速調(diào)節(jié)噴射裝置的出口溫度保持在115℃。在噴霧干燥器中水以熱空氣流蒸發(fā)，得到的粉末通過(guò)旋風(fēng)分離器收集。該底漆粉末顆粒的組合物列于表4b中。
底漆粉末通過(guò)靜電噴涂施加到根據(jù)上述方式準(zhǔn)備好的噴砂鋁板上。PFA涂層粉末、DuPont 532-7410，用靜電噴涂施加在底漆粉末涂層上面以形成外涂層。面板放入735(390)的烘箱并以單烘焙操作烘焙一小時(shí)。最終涂層厚度是2.8密耳，底漆厚度約1密耳(25.4微米)和外涂層厚度約1.8密耳(45.7微米)。涂層結(jié)合到基材的粘合強(qiáng)度使用上述剝離測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)，結(jié)果列于表4b中。
一般而言，在煮沸之前抵抗剝離，然而，在面板處于沸水14小時(shí)之后，該涂層從基材剝離。因此，檢測(cè)表明該粘合是差的、不耐久。 實(shí)施例3-FEP/PPS底漆粉末-噴涂烘干 FEP/PPS底漆粉末使用噴霧干燥制備底漆層。如表5a所示去離子水、表面活性劑(Silwet L-77)和PPS首先使用高剪切攪拌葉片混合。在五分鐘的混合之后關(guān)閉混合器，F(xiàn)EP分散體使用低剪切混合攪拌。打開(kāi)APV控制尺寸噴霧干燥器，預(yù)熱入口空氣溫度到300，DI水供給噴射裝置以維持出口溫度在115。從DI水到FEP混合物噴霧干燥器的供給是變化的。用于混合物的泵速調(diào)節(jié)噴射裝置的出口溫度保持在115℃。在噴霧干燥器中水以熱空氣流蒸發(fā)，得到的粉末通過(guò)旋風(fēng)分離器收集。收集的粉末的平均粒度是25微米。該底漆粉末顆粒的組合物列于表5b中。
底漆粉末通過(guò)靜電噴涂施加到噴砂鋁板上。PFA粉末、DuPont532-7410，是涂布在底漆層上的粉末。面板放入735(390)的烘箱并烘焙一小時(shí)。最終涂層厚度是2.8密耳，底漆厚度約1密耳(25.4微米)和外涂層厚度約1.8密耳(45.7微米)。涂層結(jié)合到基材的粘合強(qiáng)度使用上述剝離測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)，結(jié)果列于表5b中。
一般而言，該烘焙涂層在煮沸之前和在煮沸之后14小時(shí)抵抗剝離，表現(xiàn)出強(qiáng)的、耐久的粘合。
實(shí)施例4-FEP/PFA/PPS底漆粉末-噴涂烘干 接在PFA/FEP/PPS底漆粉末后面使用實(shí)施例3的步驟。如表6a所示去離子水、表面活性劑(Silwet L-77)和PPS首先使用高剪切攪拌葉片混合。在高剪切混合之后，F(xiàn)EP分散體和PFA分散體攪拌為混合物并噴涂烘干。收集的粉末的平均粒度是22微米。該底漆粉末顆粒的組合物列于表6b中。
底漆粉末通過(guò)靜電噴涂施加到噴砂鋁板上。PFA粉末、DuPont532-7410，是涂布在底漆層上的粉末。面板在735(390℃)下放入的烘箱并烘焙一小時(shí)。最終涂層厚度是2.8密耳，底漆厚度約1密耳(25.4微米)和外涂層厚度約1.8密耳。涂層結(jié)合到基材的粘合強(qiáng)度使用上述剝離測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)，結(jié)果列于表6b中。
一般而言，該烘焙涂層在煮沸之前和在煮沸之后14小時(shí)抵抗剝離，表現(xiàn)出強(qiáng)的、耐久的粘合。
實(shí)施例5-工業(yè)模擬，面包房檢測(cè) 接著形成FEP/PPS底漆粉末進(jìn)行實(shí)施例3的步驟，除了底漆粉末另外還有色素和填料。底漆粉末用3266g去離子水、9.9g表面活性劑(Silwet L-77)、460g PPS、85g硫酸鋇、65g Afflair 520(云母)和40g黑色顏料制成。在高剪切混合之后，攪拌加入1084g FEP。該底漆粉末的成分為46％PPS、35％FEP、8.5％硫酸鋇、6.5％Afflair(云母)、4％黑色顏料。
粉末底漆通過(guò)靜電噴涂施加到噴砂滲鋁鋼面包盤上，大約2英尺×3英尺，該盤預(yù)先通過(guò)上文中劃線的步驟清潔和噴砂。該盤具有容納漢堡包用于烘焙的凹部。PFA粉末，DuPont 532-7410，是涂布在底漆層上的粉末。面包盤放入735(390℃)的烘箱并烘焙1小時(shí)。最終涂層厚度是2.8密耳，底漆厚度約1密耳(25.4微米)和外涂層厚度約1.8密耳(45.7微米)。色素和填料使涂層良好的遮蓋基材和得到均勻的外觀。
涂層結(jié)合到基材的粘合強(qiáng)度是使用上述剝離測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)的。該烘焙涂層在蒸煮之前和在蒸煮之后14小時(shí)抵抗剝離，通過(guò)強(qiáng)度評(píng)價(jià)表現(xiàn)出強(qiáng)的、耐久的粘合。
用這樣的方式制備的面包盤在面包房經(jīng)受模擬工業(yè)應(yīng)用的檢測(cè)。生面團(tuán)放置到該面包盤的凹部，該盤放置到烘箱，烘箱的溫度等變率到450(232℃)制作漢堡包，20分鐘一個(gè)加熱周期，一天循環(huán)4次。在6個(gè)月、1500次循環(huán)之后，沒(méi)有涂層與面包盤基材粘合破壞的跡象。
實(shí)施例6-FEP/PES底漆粉末-噴涂烘干 接在FEP/PES底漆粉末后使用實(shí)施例3的步驟。如表7a所示去離子水、表面活性劑(Silwet L-77)和PES首先使用高剪切攪拌葉片混合。在高剪切混合之后，向混合物中攪拌加入FEP分散體并噴涂干燥。收集粉末的平均粒度是15微米。該底漆粉末顆粒的組合物列于表7b中。
底漆粉末通過(guò)靜電噴涂施加到噴砂鋁板上。PFA粉末，DuPont532-7410，是涂布在底漆層上的粉末。面板放入735(390℃)的烘箱并烘焙一小時(shí)。最終涂層厚度是2.8密耳，底漆厚度約1密耳(25.4微米)和外涂層厚度約1.8密耳(45.7微米)。涂層結(jié)合到基材的粘合強(qiáng)度是使用上述剝離測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)的。
該涂料體系的粘合強(qiáng)度是在蒸煮之前和在蒸煮之后14小時(shí)，表現(xiàn)出強(qiáng)的、耐久的粘合。
實(shí)施例7-FEP/PEEK底漆粉末-噴涂干燥 接在FEP/PEEK底漆粉末后使用實(shí)施例3的步驟。如表8a所示去離子水、表面活性劑(Silwet L-77)和PES首先使用高剪切攪拌葉片混合。在高剪切混合之后，F(xiàn)EP分散體攪拌加入混合物并噴涂干燥。收集的粉末的平均粒度是19微米。該底漆粉末顆粒的組合物列于表8b中。
底漆粉末通過(guò)靜電噴涂施加到噴砂鋁板上。PFA粉末，DuPont532-7410，是涂布在底漆層上的粉末。面板在735(390℃)下放入的烘箱并烘焙一小時(shí)。最終涂層厚度是2.8密耳，底漆厚度約1密耳(25.4微米)和外涂層厚度約1.8密耳(45.7微米)。涂層結(jié)合到基材的粘合強(qiáng)度是使用上述剝離測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)的。
一般而言，該涂料體系的粘合強(qiáng)度是在蒸煮之前和在蒸煮之后14小時(shí)，表現(xiàn)出強(qiáng)的、耐久的粘合。
權(quán)利要求
1.一種用于在基材上形成剝離表面的方法，所述方法包括(a)在所述基材上施加底漆粉末以形成底漆層，(b)在所述底漆層上施加外涂層粉末以形成在所述底漆層上的外涂層，所述底漆包含四氟乙烯/全氟烯烴共聚物和聚合物粘合劑，所述外涂層包含四氟乙烯/全氟代(烷基乙烯基醚)共聚物，(c)烘焙所述底漆層和所述外涂層以形成所述剝離表面。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述全氟烯烴包含3-8個(gè)碳原子。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述全氟烯烴是六氟丙烯。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述全氟代(烷基乙烯基醚)的烷基包含1-5個(gè)碳原子。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述全氟代(烷基乙烯基醚)是全氟代(丙基乙烯基醚)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述底漆粉末是通過(guò)靜電噴涂施加的。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述外涂層粉末是通過(guò)靜電噴涂施加的。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚合物粘合劑選自聚醚砜、聚苯硫醚和聚芳醚酮。
9.權(quán)利要求2的方法，其中所述聚合物粘合劑包括聚苯硫醚。
10.權(quán)利要求2的方法，其中所述底漆粉末還包含最高達(dá)60重量％的四氟乙烯/全氟代(烷基乙烯基醚)。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述底漆粉末包含5-90重量％的聚合物粘合劑，基于所述含氟聚合物和所述聚合物粘合劑的總重量計(jì)。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述底漆包含10-20重量％的無(wú)機(jī)填料，基于所述含氟聚合物、聚合物粘合劑和填料的總重量計(jì)。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述底漆粉末的粉末包含所述含氟聚合物和所述聚合物粘合劑。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述底漆粉末已經(jīng)通過(guò)噴霧干燥形成。
15.權(quán)利要求1的方法，其中所述基材選自碳鋼、鋁或滲鋁鋼。
16.權(quán)利要求1的方法，其中當(dāng)進(jìn)行步驟(a)和(b)時(shí)所述基材是在15-25℃的溫度下。
17.權(quán)利要求1的方法，其中所述外涂層粉末在所述底漆層上的施加是在烘焙所述底漆層之前進(jìn)行的，其中所述外涂層的烘焙也烘焙所述底漆層。
18.權(quán)利要求1的方法，其中所述外涂層粉末在所述底漆層上的施加是在烘焙所述底漆層之后進(jìn)行的，并且所述外涂層是在施加所述外涂層粉末之后烘焙的。
19.權(quán)利要求1的方法，其中所述底漆層的厚度小于2密耳(50微米)，并且所述外涂層不大于約25密耳(650微米)。
20.權(quán)利要求17的方法，其中所述底漆層厚度小于1.5密耳。
21.權(quán)利要求17的方法，其中所述外涂層厚度是1.5-3密耳(38微米-76微米)。
22.一種基材，所述基材在其上具有通過(guò)權(quán)利要求1的方法制備的釋放涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及作為底漆粉末施加的四氟乙烯/全氟烯烴共聚物和四氟乙烯/全氟代(乙烯基烷基醚)共聚物粉末涂層一起使用，亦稱全氟烷氧基聚合物(PFA)，當(dāng)烘焙到基材上時(shí)涂料體系和基材產(chǎn)生了優(yōu)良的和更耐久的粘合。粘合質(zhì)量通過(guò)沸水剝離測(cè)試。
文檔編號(hào)C09D127/12GK101061191SQ200580039809
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月19日
發(fā)明者C·K·亨尼西 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司