非導(dǎo)電性涂覆基材的制造方法
【專利說明】非導(dǎo)電性涂覆基材的制造方法
[0001]本申請是國際申請?zhí)枮镻CT/FR2009/000571，國際申請日為2009年5月14日的PCT國際申請進(jìn)入中國國家階段后的申請，申請?zhí)枮?00980118465.4，發(fā)明名稱為“非導(dǎo)電性涂覆基材的制造方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種制造非導(dǎo)電性涂覆基材即由塑料或復(fù)合材料制備的絕緣基材的方法。
[0003]因此，本發(fā)明屬于對不導(dǎo)電的非金屬部件進(jìn)行涂覆的方法這一較窄領(lǐng)域，更具體涉及由塑料或復(fù)合材料制備的基材。
【背景技術(shù)】
[0004]通常，漆包括三種組分，即顏料，粘結(jié)劑和溶劑。
[0005]顏料為漆提供顏色、外觀、不透明性和某些特殊的性質(zhì)，粘結(jié)劑是大分子物質(zhì)，用于將顏料和填料粘結(jié)在一起，從而將漆粘附在基材上，溶劑用于溶解粘結(jié)劑并通過調(diào)節(jié)所述溶劑的粘度和蒸發(fā)速率來促進(jìn)漆的施涂。在沉積到待涂覆的基材上之后，溶劑立即蒸發(fā)，漆聚合或通過化學(xué)結(jié)合而轉(zhuǎn)化。
[0006]糟糕的是，使用的溶劑通常包括揮發(fā)性有機(jī)組分，這些組分對人體和環(huán)境都有害。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)正日益嚴(yán)格，因此最好使用不造成污染的漆。
[0007]因此，可以考慮使用溶劑為水的漆。但是，這類漆有時含有二醇醚類的添加劑，這類添加劑對環(huán)境也有害。
[0008]因此，已經(jīng)開發(fā)了另一類漆，即粉末漆。粉末漆是熱塑性或熱固性粉末形式的粉末狀材料，它不含任何溶劑。
[0009]然后，將粉末漆沉積在需涂覆的基材上，粉末隨后在熱效應(yīng)(例如在烘箱中烘烤)作用下轉(zhuǎn)化為漆膜。當(dāng)待涂覆的基材是金屬時，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員使粉末漆帶電，然后將其施涂到待涂覆的基材上?；膸в信c粉末漆正負(fù)性相反的電荷，因此粉末漆被基材吸引，暫時附著在基材上。
[0010]然后，加熱該粉末漆(例如通過烘烤加熱)，使粉末漆熔化，隨后硬化，從而形成覆蓋基材的漆膜。
[0011]該方法非常有效，但是并不適合用于非導(dǎo)電性基材，即由熱固性復(fù)合材料或熱塑性材料制備的基材，例如，或塑料類材料。
[0012]而且，該方法需要待涂覆的基材在其外表面一端被固定。因此，該方法不適合不應(yīng)具有未涂覆的任何表面的部件，也不適合應(yīng)完全被漆覆蓋的部件。
[0013]在將粉末漆施涂到非導(dǎo)電性材料的第一種方法中，在待涂覆的基材中引入導(dǎo)電材料(例如石墨)以改善基材的導(dǎo)電性。
[0014]在第二種方法中，對基材覆蓋一層導(dǎo)電底漆。然后，粉末漆可利用基材的底漆層而附著在基材上。
[0015]該方法通過使得能夠?qū)⒎俏廴拘苑勰┢嵊迷诓粚?dǎo)電的基材上而滿足要求。
[0016]但是，使用的底漆層可能本身對環(huán)境是有害的。另外，底漆層為待涂覆的基材提供導(dǎo)電性，但是根據(jù)基材要投入的用途這種特征可能是無法接受的。
[0017]因此，已知的第三種方法尋求彌補(bǔ)該缺點，具體的做法是避免使應(yīng)保持電中性的基材具有導(dǎo)電性。
[0018]依據(jù)文獻(xiàn)EP O 927 082，例如使用噴槍將導(dǎo)電性底漆層施加到待涂覆基材上，然后再用粉末漆覆蓋。
[0019]隨后，施加熱循環(huán)，以烘烤粉末漆。另外，由于底漆層的特性，涂覆基材在熱循環(huán)結(jié)束時又回到不導(dǎo)電的狀態(tài)。
[0020]盡管第三種方法是有效的，但是人們發(fā)現(xiàn)該方法仍然需要使用底漆層。
[0021]此外，文獻(xiàn)FR 2 180 676提出一種對模塑部件上清漆的方法，文獻(xiàn)EP O 698 476涉及將稱為〃凝膠-涂料(gel-coat) 〃的涂料施涂到模塑的復(fù)合片上。因此，這些文獻(xiàn)都與本發(fā)明相距甚遠(yuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]因此，本發(fā)明的一個目的是提出一種涂覆的方法，該方法避免了上述限制，該涂覆方法不使用對環(huán)境有害的物質(zhì)。
[0023]依據(jù)本發(fā)明，提供一種制造電絕緣性涂覆基材的方法，該方法的特征在于依次進(jìn)行以下步驟:
[0024]a)將配備了導(dǎo)電元件的處理涂層設(shè)置在模具上，所述處理涂層包含與所述模具接觸的基于脫模劑的至少一個制備層；
[0025]b)用粉末漆靜電覆蓋所述處理涂層，使得所述粉末漆被所述模具吸引，并保持抵靠所述處理涂層；
[0026]c)使所述粉末漆至少部分地轉(zhuǎn)化，以得到漆膜，即一層經(jīng)過預(yù)硬化并均勻的漆；和
[0027]d)在所述膜上制備所述基材，即基材體，以得到所述涂覆基材。
[0028]令人驚奇的是，粉末漆硬化并很好地附著在基材上，在粉末漆和基材之間廣生化登?士么子&口 η。
[0029]應(yīng)該注意到，本發(fā)明的方法沒有暗示在非導(dǎo)電性基材和粉末漆之間使用導(dǎo)電底漆層。
[0030]本發(fā)明克服了以前占主導(dǎo)意見的技術(shù)偏見，即對模具的處理涂層而不是對待涂覆的基材施加粉末漆，后者乍看之下似乎是無意義的。在本發(fā)明中，涂覆基材是這樣制得的:直接在漆膜上制備基材，而不是先制備基材然后再涂覆它。
[0031]這種直接在漆膜上制備基材的方法是首創(chuàng)且新穎的。本發(fā)明提供一種這樣的制造涂覆基材的方法，該方法與文獻(xiàn)FR 2 180 676和EP O 698 476建議的方法不同。
[0032]不存在導(dǎo)電底漆層并且不存在包含溶劑的漆確保了對環(huán)境的影響最小。
[0033]此外，不存在導(dǎo)電底漆層最大程度地或多或少地減輕了涂覆基材的重量，具體取決于基材的尺寸。
[0034]最后，應(yīng)該注意到，本發(fā)明方法顯著縮短了基材制造周期，因為該方法消除了涂覆階段涉及的步驟。由此節(jié)省的費用是不可忽略的。
[0035]而且，本發(fā)明確保整個基材被涂覆，因為并不需要為了涂覆基材而在基材的一端固定基材。
[0036]本發(fā)明還包括以下附加特征中的一個或多個。
[0037]粉末漆可選自熱塑性或熱固性粉末漆類別中的一部分，可以是例如環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚酯或丙烯酸類漆。
[0038]另外，脫模劑可以是基于硅酮的物質(zhì)，基于溶劑的物質(zhì)，水性物質(zhì)，硅氧烷類物質(zhì)或無溶劑的物質(zhì)。
[0039]而且，在步驟d)中，在第一技術(shù)中，任選地通過在粉末漆膜頂上覆蓋預(yù)浸漬的復(fù)合材料織物來制備基材。
[0040]然后，仍然在步驟d)中，在覆蓋所述預(yù)浸漬的織物后，對包含模具、處理涂層、漆膜和基材復(fù)合材料的組合件進(jìn)行加熱，以使其聚合，得到涂覆基材。
[0041]在此方式中，將所述組合件加熱到80°C -400°C的溫度，以使漆膜和基材都轉(zhuǎn)化，例如使它們聚合。
[0042]使用的復(fù)合材料可包含聚酯環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺、酚類、熱塑性材料或熱固性類材料與碳、玻璃、芳族聚酰胺或任何其它類型的紡織纖維的復(fù)合材料。
[0043]應(yīng)該注意到，最終的基材是電絕緣的，因此它不能導(dǎo)電。該特征并非與使用碳纖維不相容，因為碳纖維最終完全嵌入樹脂中。
[0044]在第二技術(shù)中，在步驟d)中，通過以下步驟制備基材:將纖維放置在漆膜上，然后注入熱固性或熱塑性樹脂，該樹脂原位反應(yīng)(先注入單體，然后注入催化劑)，或者將材料在80°C -420°C的溫度以熔融態(tài)注入。
[0045]使用的纖維可以是碳、玻璃、芳族聚酰胺或任何其它紡織纖維。
[0046]最后，在第三技術(shù)中，在步驟d)中，通過在80°C -500°C將塑料材料注射到漆膜上來制備基材。
[0047]在步驟c)中實施的物理或化學(xué)轉(zhuǎn)化(例如聚合)適宜使用熱型、磁型或輻射型等常規(guī)加熱器裝置進(jìn)行，例如，通過感應(yīng)來加熱模具。
[0048]但是，這種能使漆膜至少部分地由粉末漆得到的轉(zhuǎn)化也可使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。
[0049]另外，在步驟a)中，可以考慮將基于脫模劑的至少一個制備層放置在模具上，然后用基于清漆的修飾層覆蓋所述制備層，以最終完成處理涂層。
[0050]任選地，粉末漆和/或修飾層包含添加劑，以使涂覆基材具有特定的性質(zhì)。例如，這些添加劑可為涂覆基材提供抗沖性、抗光性、抗臟性或抗紫外線性質(zhì)。
[0051]較佳地，處理涂層包含基于脫模劑的第一和第二制備層，所述脫模劑任選地是不同的脫模劑，在步驟a)中，將脫模劑的第一制備層放置在模具上，然后使脫模劑的第一制備層聚合，隨后用脫模劑的第二制備層覆蓋。
[0052]這種制備可以使模具中的整個脫模劑層具有更好的品質(zhì)，因為與施加單獨一個厚層相比，兩個層的厚度和分布能更好地進(jìn)行控制。
[0053]然后，可以用基于清漆的修飾層覆蓋第二制備層，以完成處理涂層。
[0054]而且，為處理涂層配備導(dǎo)電元件，在步驟b)中，使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)使該導(dǎo)電元件具有第一正負(fù)性的電荷，帶有第二正負(fù)性的電荷的粉末漆從導(dǎo)電元件噴出，該第二正負(fù)性與第一正負(fù)性的符號相反，這樣粉末漆被模具或處理涂層吸引。
[0055]與普通實踐相反，在本發(fā)明方法中，粉末漆被處理涂層吸引，因而被模具吸引，并不抵靠在要涂覆的基材上。
[0056]在已經(jīng)將粉末漆以穩(wěn)定的方式沉積抵靠在處理涂層上之后，立即通過例如覆蓋預(yù)浸漬的復(fù)合材料織物來制備抵靠粉末漆的基材。
[0057]因此，處理涂層包括導(dǎo)電元件。因此，不再需要模具能夠?qū)щ?，因為處理涂層是帶電荷的，從而將已?jīng)帶有與處理涂層正負(fù)性相反的電荷的粉末漆的顆粒吸引到該處理涂層上。
[0058]在第二實施方式的第一變體中，至少一個基于脫模劑的制備層包括導(dǎo)電元件。
[0059]在該第二實施方式的第二變體中，處理涂層包括基于清漆的修飾層，該修飾層在步驟a)中沉積在所述處理涂層的至少一個基于脫模劑的制備層上，該基于清漆的修飾層配備有導(dǎo)電元件。
[0060]無論是該第二實施方式的哪種變體，導(dǎo)電元件都包含厚度在納米級別、長度在微米級別的納米填料，這些納米填料通過〃瓦片(tiling) 〃效應(yīng)在處理涂層內(nèi)形成電連續(xù)性。
[0061]因此，每片納米填料與相鄰的納米填料片重疊，從而部分遮蓋后者，就像瓦片相互部分遮蓋一樣，這樣在處理涂層內(nèi)構(gòu)成連續(xù)的導(dǎo)電層。