用于基材涂布的方法以及含有添加劑的粉末涂料材料在該方法中的用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及含有顆粒的粉末涂料材料在涂布方法中的用途，其中添加劑已經(jīng)至少部分地施用至顆粒的表面，所述涂布方法特別地為冷氣噴涂、火焰噴涂、高速火焰噴涂、熱等離子體噴涂和非熱等離子體噴涂。此外，本發(fā)明涉及涂布方法，特別是使用根據(jù)本發(fā)明的粉末涂料材料的上述方法。
【專利說明】用于基材涂布的方法以及含有添加劑的粉末涂料材料在該方法中的用途
[0001]本發(fā)明涉及粉末涂料材料用于涂布基材的用途。此外，本發(fā)明包括使用這種粉末涂料材料用于基材涂布的方法。此外，本發(fā)明包括適用于上述用途和/或方法的粉末涂料材料。
[0002]已知許多用于不同基材的涂布方法。例如，將金屬或其前體從氣相沉積在基材表面上，參見例如PVD或CVD方法。此外，能夠例如從溶液通過電化學方法來沉積相應的物質(zhì)。另外，能夠例如以清漆的形式將涂料施用至表面上。然而，所有的方法都具有特定的優(yōu)點和缺點。例如，在以清漆的形式沉積的情況下，需要大量的水和/或有機溶劑，需要干燥時間，待施用的涂料材料必須與基礎(chǔ)清漆相容，基礎(chǔ)清漆的殘余物同樣保持在基材上。例如，通過PVD法施用需要大量能量以將非揮發(fā)性物質(zhì)帶入氣相。
[0003]鑒于上述限制，已經(jīng)開發(fā)了大量涂布方法以提供用于各自預期用途所需的性質(zhì)。已知的方法使用例如動能、熱能、或它們的混合以產(chǎn)生涂層，其中熱能可源自例如常規(guī)燃燒火焰或等離子體火焰。后者進一步分為熱和非熱等離子體，這是指氣體已被部分或完全地分離成自由電荷載子如離子或電子。
[0004]在冷氣噴涂的情況下，涂層是通過施加粉末至基材表面形成的，其中粉末顆粒被大大加速。為此，通過在德-拉伐爾噴嘴中膨脹將經(jīng)加熱的工藝氣體加速至超音速，然后將粉末噴射。作為高動能的結(jié)果，當顆粒撞擊基材表面時它們形成致密層。
[0005]例如，W02010/003396A1公開了采用冷氣噴涂作為涂布方法來施加耐磨保護涂層。此外，例如在EP136 3811A1、EP0911425B1和US7, 740, 905B2中發(fā)現(xiàn)冷氣噴涂方法的公開。 [0006]火焰噴涂屬于熱涂布方法組。這里，將粉末涂料材料引入燃料氣體/氧氣混合物的火焰。這里，可達到最高約3200°C的溫度，例如使用氧乙炔火焰。該方法的細節(jié)可自公開如 EP830464B1 和 US5, 207，382A 學到。
[0007]在熱等離子體噴涂的情況下，將粉末涂料材料注入熱等離子體。在通常使用的熱等離子體中，達到最高約20，000K的溫度，從而使注入的粉末熔融并沉積在基材上作為涂層。
[0008]熱等離子體噴涂的方法及其具體實施方案以及方法參數(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。例如，參考W02004/016821，其描述了使用熱等離子體噴涂以施加非晶涂層。此外，EP0344781例如公開了使用火焰噴涂和熱等離子體噴涂作為使用碳化鎢粉末混合物的涂布方法。在文獻中多次描述了在等離子體噴涂法中使用的特定設(shè)備，例如在EP0342428A2、US7, 678，428B2、US7, 928，338B2 和 EP1287898A2 中。
[0009]在高速火焰噴涂的情況下，燃料在高壓下燃燒，其中燃料氣體、液體燃料和它們的混合物都可以用作燃料。將粉末涂料材料注入高度加速的火焰。已知這種方法特征在于相對致密的噴涂涂層。高速火焰噴涂也是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并且已經(jīng)在許多出版物中進行了描述。例如，EP0825272A2公開了使用高速火焰噴涂的用銅合金涂布的基材。此外，例如W02010/037548A1和EP0492384A1公開了高速火焰噴涂的方法以及在其中使用的設(shè)備。[0010]非熱等離子體噴涂很大程度上類似于熱等離子體噴涂和火焰噴涂進行。粉末涂料材料被注入非熱等離子體，并與其一起沉積在基材表面上。如可例如從EP1675971B1得知的，該方法的特征在于經(jīng)涂布的基材的特別低的熱負荷。該方法中，特定的實施方案和相應的方法參數(shù)也是本領(lǐng)域技術(shù)人員從不同的出版物中已知的。例如EP2104750A2描述了該方法的用途和實施該方法的設(shè)備。例如，DE10320379A1描述了使用該方法的可電加熱的元件的制造。關(guān)于該方法或用于非熱等離子體噴涂的設(shè)備的進一步公開可見于例如 EP1675971B1、DE102006061435A1、W003/064061A1、W02005/031026A1、DE19807086A1、DE10116502A1、W001/32949A1、EP0254424B1、EP1024222A2、DE19532412A1、DE19955880A1和DE19856307C1 中。
[0011]使用粉末涂料材料的涂布方法的一般問題是粉末的傳輸。粉末涂料材料的非常均勻的進料是必要的，特別是例如為生產(chǎn)特別薄的層。因此，也發(fā)現(xiàn)各種專門設(shè)計的傳輸機設(shè)備是單獨的專利申請的主題。例子可見于W003/029762A1和W02011/032807A1中。
[0012]本發(fā)明的目的在于使得有可能生產(chǎn)新穎的涂層或改進已知涂層的生產(chǎn)。此外，本發(fā)明的目的在于使得有可能生產(chǎn)特別薄的高質(zhì)量涂層。此外，本發(fā)明的目的在于解決關(guān)于用于涂布方法中的粉末涂料材料的可傳輸性的現(xiàn)存問題。
[0013]本發(fā)明的再一目的是提供用于基材涂布的方法，其特征在于新穎的涂層或改善的
涂層質(zhì)量。
[0014]本發(fā)明的再 一目的是提供粉末涂料材料，其特別適用于涂布方法的上述用途之
O
[0015]本發(fā)明涉及含有顆粒的粉末涂料材料在涂布方法中的用途，其中粉末涂料材料的顆粒至少部分地具有至少一種添加劑，且其中所述涂布方法選自冷氣噴涂、火焰噴涂、高速火焰噴涂、熱等離子體噴涂和非熱等離子體噴涂。
[0016]在上述用途的特定實施方案中，相對于涂料材料和添加劑的總重量，一種或多種添加劑的重量比例為至多32重量％。
[0017]在上述用途的特定實施方案中，在每種情況下相對于涂料材料和添加劑的總重量，一種或多種添加劑的重量比例在0.02重量％和32重量％之間。
[0018]在上述用途的特定實施方案中，在每種情況下相對于涂料材料和添加劑的總重量，粉末涂料材料的含有添加劑的顆粒的碳含量為0.01重量％至15重量％。
[0019]在上述用途的特定實施方案中，相對于涂料材料和添加劑的總重量，一種或多種添加劑的重量比例為至少0.02重量％。
[0020]在上述用途的特定實施方案中，用作添加劑的一種或多種化合物具有至少6個碳原子。
[0021]在上述用途的特定實施方案中，粉末涂料材料的顆粒包含金屬顆?；蛘邽榻饘兕w粒，并且所述金屬選自銀、金、鉬、鈕、銀、鉻、猛、鈷、鍺、鋪、招、鋅、錫、鐵、銅、鎳、鈦、娃、它們的合金和混合物。
[0022]在上述用途的特定實施方案中，涂布方法選自火焰噴涂和非熱等離子體噴涂。特別優(yōu)選非熱等離子體噴涂。
[0023]在上述用途的特定實施方案中，至少一種添加劑不包含硬脂酸和/或油酸，優(yōu)選不包含飽和或不飽和的C18羧酸，更優(yōu)選不包含飽和或不飽和的C14至C18羧酸，還更優(yōu)選不包含飽和或不飽和的C12至C18羧酸，最優(yōu)選不包含飽和或不飽和的ClO至C20羧酸。
[0024]在上述用途的特定實施方案中，一種或多種添加劑選自聚合物、單體、硅烷、蠟、氧化蠟、羧酸、膦酸、上述的衍生物及其混合物。
[0025]在上述用途的特定實施方案中，粉末涂料材料具有在0.4至2.9范圍內(nèi)的跨度值，
它被定義為如下:
[0026]
【權(quán)利要求】
1.含有顆粒的粉末涂料材料在涂布方法中的用途，其中所述涂布方法選自冷氣噴涂、火焰噴涂、高速火焰噴涂、熱等離子體噴涂和非熱等離子體噴涂，其中粉末涂料材料的顆粒至少部分地具有至少一種添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其中相對于涂料材料和添加劑的總重量，所述至少一種添加劑的重量比例為至多32重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其中相對于涂料材料和添加劑的總重量，具有至少一種添加劑的粉末涂料材料的碳含量為0.01重量％至15重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用途，其中相對于涂料材料和添加劑的總重量，所述至少一種添加劑的重量比例為至少0.02重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的用途，其中用作添加劑的一種或多種化合物具有至少6個碳原子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用途，其中所述顆粒包含金屬顆?；蛘邽榻饘兕w粒，并且所述金屬選自銀、金、鉬、鈕、銀、鉻、猛、鈷、鍺、鋪、招、鋅、錫、鐵、銅、鎳、鈦、娃、它們的合金和混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用途，其中所述涂布方法選自火焰噴涂和非熱等離子體噴涂，并優(yōu)選為非熱等離子體噴涂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的用途，其中所述至少一種添加劑不包含硬脂酸和/或油酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的用途，其中所述至少一種添加劑選自聚合物、單體、硅烷、蠟、氧化蠟、羧酸、膦酸、上述的衍生物及其混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的用途，其中可使用有機和/或水性溶劑從經(jīng)涂布的顆粒移除所述至少一種添加劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的用途，其中粉末涂料材料的粒度分布為D5tl值在1.5至53 μ m的范圍內(nèi)。
12.一種用于涂布基材的方法，所述方法選自冷氣噴涂、火焰噴涂、高速火焰噴涂、熱等離子體噴涂和非熱等離子體噴涂， 其特征在于: 所述方法包括以下步驟: 將含有顆粒的粉末涂料材料引入定向至待涂布的基材上的介質(zhì)，其中所述顆粒具有至少一種添加劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述涂布方法選自火焰噴涂和非熱等離子體噴涂，并優(yōu)選為非熱等離子體噴涂。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中粉末涂料材料作為氣溶膠傳輸。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項所述的方法，其中定向至基材上的介質(zhì)是空氣或已經(jīng)從空氣產(chǎn)生。
【文檔編號】C23C4/04GK103827344SQ201280046396
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月25日
【發(fā)明者】S·赫費納, M·魯普雷希特, C·沃爾夫魯姆, M·格萊布, A·賴斯 申請人:?？ㄌ赜邢薰?br>