專利名稱：：粉末涂覆底涂層的制作方法粉末涂覆底涂層交叉參考相關(guān)申請本申請的優(yōu)先權(quán)基于2005年5月6日申請的臨時申請序列號60/678908,將其在此引入作為參考。發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及不粘涂料在基質(zhì)上的施涂?，F(xiàn)有技術(shù)將含氟聚合物和熱塑性聚合物的粉末以及顏料的無機(jī)填料一起混合，其后將粉末混合物施涂在金屬基質(zhì)上，并使施涂的粉末熔化以在基質(zhì)上形成均勻涂層由出版物如WO2005/58389眾所周知。各種氟樹脂和熱塑性聚合物的多層施涂也由出版物如WO2003/015935已知。本發(fā)明基于發(fā)現(xiàn)一種包括連續(xù)步驟獨(dú)特組合的方法，其中將多層含氟聚合物與熱塑性聚合物、無機(jī)填料和全氟聚合物的混合物施涂至基質(zhì)上。發(fā)明綜述因此，本發(fā)明包括一種用包含含氟聚合物的涂料涂覆基質(zhì)的方法。該方法包括如下連續(xù)步驟a.制備一種包含一種或多種含氟聚合物和一種或多種在超過400X:的溫度下熱穩(wěn)定的熱塑性聚合物的固體混合物；b.在約2501C至約400'C的溫度下將固體混合物熔融混合并擠出以實(shí)現(xiàn)均一性；c.使擠出物經(jīng)受機(jī)械方法以得到至多約IOO微米平均粒度的粉末；d.將產(chǎn)生的粉末與平均粒度為約5-100微米的無機(jī)填料，和粒度為約5-100微米的全氟聚合物粉末混合到步驟e的共混物以得到粉末涂料；其中無機(jī)填料和全氟聚合物可以與步驟c的粉末同時混合，或在全氟聚合物之前與無機(jī)填料混合，或在無機(jī)填料之前與全氟聚合物混合；e.將粉末涂料施涂在基質(zhì)上；以及f.將基質(zhì)加熱至足夠?qū)е路勰┎糠志劢Y(jié)的溫度。本發(fā)明的其他實(shí)施方案涉及關(guān)于方法和所用材料的詳細(xì)資料。發(fā)明詳述本發(fā)明方法基于產(chǎn)生在底涂層與頂涂層之間具有極好附著力的多層不粘涂層的步驟、材料和條件的獨(dú)特組合。本發(fā)明有利地提供一種無VOC涂料體系。目前商業(yè)的液體底漆為溶劑基的并因此具有不想要的高VOC含量。甚至水基體系含明顯的VOC水平。本發(fā)明還將該方法簡化成完全粉末方法。除降低voc外，這還降低涂料涂覆器必須保持的裝置的量和復(fù)雜性。本發(fā)明不粘粉末涂料的粉末底漆基于含氟聚合物、熱塑性聚合物和全氟聚合物，以及無機(jī)填料的粉末。這區(qū)別于商業(yè)上使用的具有溶劑的基于FEP(六氟丙烯和四氟乙烯的共聚物)或PFA(全氟丙基乙烯基醚和四氟乙烯的共聚物)的粉末涂料。將本發(fā)明這些材料轉(zhuǎn)化成粉末涂料的方法為將原料混合，其后共擠出，然后研磨成所需的粒度。關(guān)于底涂層，以及含氟聚合物和熱塑性聚合物的使用，本發(fā)明技術(shù)類似于但不同于專利申請US2004/0253387Al中所述的，將其在此引入作為參考。然而，如果那個專利申請所述發(fā)明用作粉末涂料的底涂層，則將存在底涂層和全氟聚合物粉末頂涂層之間的中間涂層附著力的不足。當(dāng)通過基礎(chǔ)附著試驗(劃格法附著力和指甲附著力)而測試時，頂涂層，通常為PFA、FEP和/或MFA(四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚的共聚物)將完全層離。本發(fā)明涂料可與任何所需硬度的基質(zhì)一同使用。涂料所施涂的基質(zhì)的類型和形成的形狀不限于本發(fā)明范圍。在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明不粘涂料用于涂覆金屬基質(zhì)，例如鋼或鋁，其形成炊具。高度優(yōu)選例如通過化學(xué)浸蝕或噴砂預(yù)處理基質(zhì)以改善底涂層的附著力。噴砂為最好的。本發(fā)明使用兩種途徑以改善中間涂層附著力。一種改善中間涂層附著力的途徑是在底涂層上產(chǎn)生粗糙表面，其產(chǎn)生底涂層(底漆)與頂涂層之間的機(jī)械粘合，粒度越小，底涂層表面越不粗糙，中間涂層附著力則越差。此Wt^面和改善的機(jī)械附著力可通過將具有當(dāng)施涂并烘烤底漆時將產(chǎn)生粗糙表面的粒度的無機(jī)填料如顏料混合成擠出并研碎的粉末涂料而得到。這種顏料的一個實(shí)例為已結(jié)合到粉末底涂層的片狀鋁粉。這樣，當(dāng)將產(chǎn)生的粉末底漆施涂至金屬基質(zhì)上并固化，其后施涂粉末頂涂層并固化時，底涂層和頂涂層之間的粘合足夠強(qiáng)而能經(jīng)受沸水、劃格法和膠帶附著試驗。然而，當(dāng)通過標(biāo)準(zhǔn)后沸水指甲附著力試驗測試時，以此方式制備的涂料自身的中間涂層附著力將失效。笫二種改善中間涂層附著力的途徑是將將包含底涂層的粉末混合，其可包含粒度類似于待施涂至底涂層上的頂涂層的FEP、PFA和MFA。這通過化學(xué)和機(jī)械粘合而提高底涂層與頂涂層之間的更緊密粘合。將底涂層與頂涂層的附著力改善至產(chǎn)生的涂層通過沸水、劃格法和膠帶試驗以及指甲試驗的程度，其對于大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用如市售烤盤的涂覆非常重要。可使用上述途徑之一或兩者，但最好的附著力通過使用兩者得到。如這里所用，關(guān)于粒度的術(shù)語"類似"意指所迷粒子的平均直徑大于或小于比較粒子的平均直徑不多于50%。為形成底涂層，本發(fā)明在約250'C至約400。C的溫度下進(jìn)行含氟聚合物和熱塑性聚合物的熔融混合以實(shí)現(xiàn)均一性。優(yōu)選產(chǎn)生的固體混合物中含氟聚合物的量為約5重量％至約50重量％,固體混合物中熱塑性聚合物的量為約50重量％至約95重量％，固體混合物在約250-400C的優(yōu)選溫度下混合并用雙螺桿擠出機(jī)擠出。擠出物可以在約-10r至20X:的溫度下在空氣中研磨成至多約100微米平均粒度的粉末。然后將粉末與平均粒度為約5-100微米的無機(jī)填料如顏料，以及平均粒度為約5微米至約100微米的全氟聚合物粉末混合以得到粉末涂料。無機(jī)填料和全氟聚合物可以與磨碎的擠出物粉末同時混合，或在全氟聚合物之前與無機(jī)填料混合，或在無機(jī)填料之前與全氟聚合物混合。優(yōu)選無機(jī)填料粉末的粒度類似于聚合物粉末的粒度。無機(jī)填料/聚合物混合物可在步驟e之前粘合，借此將混合物加熱直至聚合物粒子變得足夠粘以粘住無機(jī)填料粒子。優(yōu)選用于本發(fā)明的含氟聚合物可選自PTFE(聚四氟乙烯)、TFE(四氟乙烯)與這種共聚單體如PMVE(全氟甲基乙烯基醚)、PPVE(全氟丙基乙烯基醚)、HFP(六氟丙烯)、乙烯、CTFE(氯三氟乙烯)以及以上共聚單體的組合的共聚物。優(yōu)選用于本發(fā)明的熱塑性聚合物可選自聚醚砜(PES)、聚芳基砜(PAS)、聚苯石克醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亞胺(PI)和聚酰胺酰亞胺(PAI)。最優(yōu)選PPS?？捎糜诒景l(fā)明的無機(jī)填料包括云母甲基硅酸鹽(methasilicate)或硅灰石(wollostonite)、滑石和片狀鋁粉。最優(yōu)選片狀鋁粉。一個實(shí)例為如PCF7130已知由Alcon-Toya制造的片狀鋁粉。有利的是用丙烯酸樹脂涂覆片狀鋁粉。優(yōu)選無機(jī)填料的平均粒度等于或大于以下步驟f中基質(zhì)上涂層的厚度。然后將粉末混合物施涂至基質(zhì)上，取決于施涂，優(yōu)選以約20-60微米厚，但可以為至多100微米厚的層靜電施涂，將基質(zhì)加熱至足夠引起粉末部分聚結(jié)的溫度(僅熔融至粉末粒子將相互附著的程度)，通常為約370'C至約415"C。為形成頂涂層，然后將全氟聚合物粉末施涂在涂覆的基質(zhì)上，再次將基質(zhì)也在通常為約370。C至約415'C的溫度下加熱，以產(chǎn)生全氟聚合物粉末充分變成流體并粘合在第一層上。如先前所述，形成頂涂層的粉末優(yōu)選粒度類似于形成底涂層的粉末。優(yōu)選用于本發(fā)明底涂層和頂涂層中的全氟聚合物為PFA、FEP和MFA，由于其物理性能(韌性、釋放性能等)，最優(yōu)選PFA。一旦施涂底涂層，則它可在約370-400'C下閃蒸2-3分鐘。然后可施涂頂涂層，其后在400'C下后固化約IO分鐘。如果不使用閃蒸，則后固化可在約400-425"C，優(yōu)選約415t:下進(jìn)行10分鐘。在如下非限定性實(shí)施例中，將基質(zhì)用其中僅一種為根據(jù)本發(fā)明制備的各種底涂層施涂，并經(jīng)受三種試驗以測定全氟聚合物頂涂層將如何好的附著在底涂層上。第一個試驗為鉛筆測試，其中將各種硬度的鉛筆畫在涂覆的表面上，并觀察切割時頂涂層是否與底涂層層離。在第二個試驗中用各種壓力將圓珠筆推進(jìn)涂層中以做同樣的測定。第三個試驗為指甲觸壓試驗以測定頂涂層是否可使用試驗者的指甲而剝離，第一種易于用指甲剝離，第二種在涂覆板浸入沸水中30分鐘后用指曱剝離。實(shí)施例1在此實(shí)施例中滿足本發(fā)明所有要求，不同之處在于不使用填料并且不將全氟聚合物與粉狀擠出物混合。實(shí)施例2在此實(shí)施例中滿足本發(fā)明所有要求，不同之處在于不將全氟聚合物與粉狀擠出物混合。實(shí)施例3此實(shí)施例在所有方面闡述本發(fā)明。下表概況了上面實(shí)施例中所用的原料:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>粘度聚笨琉醚。PTFETL10為含氟聚合物，人所共知為聚四氟乙烯。它由AGCChemicalsAmericas，IncofDownningtown，Pennsylvania制備。槽法炭黑為由KeystoneAnilineCorp.ofChicago,Illinois出售，僅用于賦予色彩的微粉化槽法炭黑。NeocrylBT-44為由DSM的營業(yè)單位NeoResinsInc.生產(chǎn)的45%固體的水基丙烯酸膠乳。氣相法白炭黑，由CabotCorp.或Degussa生產(chǎn)，為用于改善粉末涂料噴涂的添加劑。PCF7130為由ToyalAmericaInc.生產(chǎn)的非浮型片狀鋁粉顏料。這種顏料的D50粒度為23微米。HyflonPFA7010為四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚的共聚物，其D50粒度為38微米。在實(shí)施例1-3中，步驟c后產(chǎn)生的碎粉的D50粒度(約50%的粒子具有指定直徑)為22微米，擠出溫度為30ox:，空氣溫度為-rc。包含全氟聚合物的頂涂層的粒度為約20-25孩4:米。關(guān)于鉛筆試驗，鉛的硬度為B、HB和F，硬度由小到大。關(guān)于圓珠筆試驗，所用的壓力為20、50和70psi.。下表概括了結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>僅實(shí)施例3的涂料通過所有試驗，頂涂層不層離或剝離。權(quán)利要求1.一種用包含含氟聚合物的涂料涂覆基質(zhì)的方法，所述方法包括如下連續(xù)步驟a.制備一種包含一種或多種含氟聚合物和一種或多種在超過400℃的溫度下熱穩(wěn)定的熱塑性聚合物的固體混合物；b.在約250℃至約400℃的溫度下將固體混合物熔融混合并擠出以實(shí)現(xiàn)均一性；c.使擠出物經(jīng)受機(jī)械方法以得到至多約100微米平均粒度的粉末；d.將產(chǎn)生的粉末與平均粒度為約5-100微米的無機(jī)填料，和粒度為約5-100微米的全氟聚合物粉末混合到步驟c的共混物以得到粉末涂料；其中所述無機(jī)填料和全氟聚合物與步驟c的粉末同時混合，或在全氟聚合物之前與無機(jī)填料混合，或在無機(jī)填料之前與全氟聚合物混合；e.將所述粉末涂料施涂在基質(zhì)上；以及f.將所述基質(zhì)加熱至足夠?qū)е滤龇勰┎糠志劢Y(jié)的溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中將步驟d的所述無機(jī)填料粉末和聚合物粉末的共混物粘合。3.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中將全氟聚合物粉末涂料施涂在來自步驟f涂覆的基質(zhì)上；將所述基質(zhì)再加熱以引起粉末充分變成流體并作為第二層粘合在第一層上。4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所迷步驟e的粉末涂料以約20-100微米厚度的層靜電施涂。5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述無機(jī)填料的平均粒度等于或大于下面步驟f中基質(zhì)上的涂層的厚度。6.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述無機(jī)填料包含顏料。7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述顏料包含片狀鋁粉。8.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述步驟c的粉末的粒度類似于步驟d的無機(jī)填料的粒度。9.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所迷形成第二層的粉末的粒度類似于形成第一層的粉末的粒度。全文摘要本發(fā)明涉及一種用涂料涂覆基質(zhì)的方法，其包括用含氟聚合物、熱塑性聚合物、具有特定粒度的全氟聚合物和無機(jī)填料的粉末的混合物涂覆基質(zhì)的連續(xù)步驟。涂覆的基質(zhì)具有在包含全氟聚合物的頂涂層上的強(qiáng)附著性能。文檔編號C09D5/03GK101171310SQ200680015545公開日2008年4月30日申請日期2006年5月8日優(yōu)先權(quán)日2005年5月6日發(fā)明者J·卡韋羅,P·L·休斯曼申請人:阿克佐諾貝爾國際涂料股份有限公司