从涂覆基材上除去聚合物涂层的方法

专利名称：从涂覆基材上除去聚合物涂层的方法
技术领域：
本发明总体上涉及除去聚合物涂层的方法，以及具体涉及用常压等离子体放电将聚合物涂层从涂覆基材上除去。
背景技术：
术语“等离子体”一般描述为包含离子、电子和中性物种的部分电离气体。等离子体可以通过能量输入如经由化学方法的能量输入、非常高的温度、强的恒定电场以及特别是射频(RF)电磁场的作用来产生。
等离子体已经广泛用于众多的工业和高技术应用中，例如包括半导体制造、各种表面改性、以及窗口面板和光盘用反射膜的涂覆。从高真空(＜0.1毫乇)至若干乇的压力范围内的等离子体是常见的，并且已经用于膜沉积、活性离子蚀刻、溅射和各种其他形式的表面改性。例如，气体等离子体已知用于塑料和成型基材(例如汽车工业中用作保险杠和仪表板的热塑性烯烃基材)的处理以提高随后涂覆的涂层的粘附。该改性通常是几个分子层深，因而聚合物基材的整体性质不受影响。为上述目的使用等离子体的主要优点在于形成“全干”工艺，其很少产生或不产生废水，不需要危险的条件如高压，以及可适用于各种真空相容材料，其中包括硅、金属、玻璃和陶瓷。
一般已知使用等离子体、通常是O2等离子体作为从各种基材除去烃和其他有机表面污染物的手段。然而，由于这些反应物短的寿命及其在表面上的视线(line-of-sight)活性，这些高度活化的反应物不是特别适合于不规则表面、未经抛光的或经粗糙化的金属表面、或具有三维外形的表面的表面清洁。
另外，等离子体在减压下的使用具有若干缺点，其中待处理或清洁的基材必须抽空并且必须能够在上述减压条件下经受得住。等离子体在常压下或常压之上的使用避免了这些缺点。常规的常压放电的一个问题在于原子氧与O2+在该压力下的快速再结合。然而，等离子体中形成的亚稳态的氧(1ΔgO2)具有0.1秒(常压下)至45分钟(零压力下)的寿命，以及还具有1eV的内能以提高其化学活性。在更高压力下等离子体中亚稳态氧的产生增加。包括亚稳态O2的亚稳态物用于清洁表面是已知的，且容许在降低的成本和复杂性下等离子体处理真空相容性或不相容性材料。
常压等离子体炬和焰通常依靠大功率DC或RF放电和热电离，以及通常在高温下操作以产生充分的电离。从而，这些等离子体会破坏大多数基材表面。
在汽车修补工业中，往往需要在向修补区域上涂覆修补涂料之前，从车体上如碰撞损伤的区域中至少部分地除去一部分涂层或完全除去一个或多个涂层。根据对涂层的损伤程度，可能需要仅仅除去彩色加透明面漆的透明涂层，或者可能需要除去彩色涂层和透明涂层，或者可能需要将两者都除去。同样地，可能需要除去包括顶涂层、头二道混合底漆层和/或电涂覆底漆层在内的所有涂层以露出金属或非金属的基材。类似地，涂层清除在汽车装配厂中对于原始设备涂层的“生产线末端”修补可能是必要的。通常，该涂层清除是由砂磨或研磨将涂层磨穿来完成的。如可以预期的，控制一个或多个涂层待通过砂磨除去的厚度量是相当困难的。此外，砂磨过程对于从敏感基材上除去涂层是不合意的。例如，万一“磨穿”所有的涂层到达基材(特别是弹性基材)的话，可能会使基材刮伤或擦伤至片材可能需要废弃的程度，或者至少可能需要在随后的涂覆整修或修补涂料之前用头二道混合底漆进行再涂覆。另外，制造的物品，例如车体或其各种涂覆部件和配件除了基本上平坦的水平和垂直表面(如引擎罩、车顶和主要的门表面)以外，会具有三维外形或轮廓(如保险杠和挡泥板)，其不容易均匀砂磨。
鉴于上述问题，提供用于从包括具有不同的外形和轮廓的那些涂覆基材在内的各种涂覆基材上，至少部分地和选择性地除去一个或多个聚合物涂层的除了通过打磨以外的方法，将会是所期望的。
发明概述在一种实施方式中，本发明涉及从具有至少一个涂覆表面的涂覆基材上至少部分除去一个或多个聚合物涂层的方法，该方法包括在常压下放电的电离气流中产生至少一种活性物种；和将所述涂覆表面置于该电离气流中，其中所述至少一种活性物种与一个或多个聚合物涂层反应以使得在常压下该一个或多个涂层至少部分地从所述基材的涂覆表面上除去。
另外，本发明涉及从具有至少一个涂覆表面的基材上至少部分除去一个或多个聚合物涂层的方法，其中该基材的至少一个涂覆表面涂覆有包含两个或多个聚合物涂层的多层复合涂层。
发明详述除了在实施例中以外，或者其中另作说明时，表示在说明书和权利要求中所用的成分的量、反应条件等等的所有数字理解为一切情况下都由术语“约”修饰。因此，除非有相反指示，否则在以下的说明和所附权利要求中给出的数值是近似值，其可以根据由本发明得到的所需性能来变化。最起码，以及并非作为限制等同原则对权利要求范围的应用的企图，各数值参数应当至少按照所报道的有效数字并采用一般的四舍五入技术来解释。
尽管给出本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值，但是在特定的实施例中给出的数值尽可能精确地报道。然而，任何数值固有地包含由它们相应的试验测量中所发现的标准偏差必然引起的一定误差。
此外，应该理解的是本文列出的任何数值范围希望包括其中所含的所有子范围。例如，“1至10”的范围希望包括在所列举的最小值1和所列举的最大值10(包括端值)之间的所有子范围，即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。
如之前所提及的，本发明涉及从具有至少一个涂覆表面的涂覆基材上至少部分除去一个或多个聚合物涂层的方法。该方法包括在常压下放电的电离气流中产生至少一种活性物种；和将所述涂覆表面置于该电离气流中的步骤。所述至少一种活性物种与一个或多个聚合物涂层反应以使得在常压下该一个或多个涂层至少部分地从所述基材的涂覆表面上除去。
本发明的方法可以用于从可以接受聚合物涂层的实际上任何的基材上除去一个或多个聚合物涂层，所述基材诸如木材、金属、玻璃、织物、塑料、玻璃纤维和玻璃纤维增强复合物、泡沫体、以及弹性基材等等。在一特定的实施方式中，本发明的方法可以用于从通常适合用于制品制造中的基材上除去一个或多个聚合物涂层。
在本发明的一种实施方式中，基材可以包含金属基材。适合的金属基材的例子可以包括黑色金属和有色金属。适合的黑色金属包括铁、钢及其合金。可用的钢材料的非限制性例子包括冷轧钢、镀锌钢、电镀锌钢、不锈钢、酸洗钢、其上涂覆有GALVANNEAL、GALVALUME和GALVAN锌-铝合金的钢、及其组合。可用的有色金属包括铝、锌、钛、镁及其合金。也可以使用黑色和有色金属的结合或复合物，或者金属与非金属的结合或复合物。基材可以用本领域已知的任意的清洁剂组合物和预处理组合物进行清洁或未进行清洁、和/或进行预处理。
在本发明的另一实施方式中，基材可以包含弹性基材。适合的弹性基材可以包括本领域中已知的任意的热塑性或热固性合成材料，包括纤维增强的热固性或热塑性材料在内。用于本文时，“热固性材料”或“热固性组合物”指的是在固化或交联时不可逆地“固定”，其中聚合物成分的聚合物链通过共价键连接在一起。该性质通常与往往是例如通过热或辐射引起的组合物成分的交联反应相联系。Hawley，Gessner G.，The Condensed Chemical Dictionary，第9版，第856页；Surface Coatings，卷2，Oil and Colour Chemists’Association，Australia，TAFE Educational Books(1974)。一旦固化或交联，热固性材料或组合物在施加热量时不会熔化以及不溶于溶剂中。相反，“热塑性材料”或“热塑性组合物”包含没有通过共价键相连的聚合物成分，由此可以在加热时经历液体流动以及可溶于溶剂中。Saunders，K.J.，Organic Polymer Chemistry，第41-42页，Chapmanand Hall，London(1973)。
适合的弹性基材的非限制性例子包括聚乙烯、聚丙烯、热塑性聚烯烃(“TPO”)、反应注塑聚氨酯(“RIM”)和热塑性聚氨酯(“TPU”)。
可用作本发明基材的热固性材料的非限制性例子包括聚酯、环氧化物、酚醛、聚氨酯如“RIM”热固性材料以及上述任意物质的混合物。适合的热塑性材料的非限制性例子包括热塑性聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺如尼龙、热塑性聚氨酯、热塑性聚酯、丙烯酸系聚合物、乙烯基聚合物、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“ABS”)共聚物、乙烯丙烯二烯三元共聚物(“EPDM”)橡胶、共聚物以及上述任意物质的混合物。
需要的话，上述聚合物基材可以具有存在于基材表面上的粘合促进剂，在其上可以涂覆任意的若干个涂料组合物(包括以下所述的涂料组合物)。为促进有机涂料对聚合物基材的粘附，可以用粘合促进剂层或过渡层(tie coat)如0.25密尔(6.35微米)厚的薄层，或者通过火焰、电晕或常压等离子体预处理来使基材进行预处理。
在聚合物基材上使用的粘合促进剂的适合的非限制性例子包括氯化聚烯烃粘合促进剂、饱和的多羟基化聚二烯聚合物、及其混合物。
对本发明而言，术语“聚合物涂层”和“聚合物层”希望排除研磨、润滑、和/或机油、以及例如来自指纹的油等等的层。应当理解的是用于本文时，在至少部分的“基材”“上”形成的聚合物层或组合物指的是直接形成在至少部分的基材表面上的聚合物层或组合物，以及形成在预先施加于至少部分表面上的任意的涂层或粘合促进剂材料或预处理材料之上的聚合物层或组合物。
换句话说，其上形成第一聚合物层的“基材”可以包含已经预先对其涂覆一个或多个涂层的金属或弹性基材。例如，“基材”可以包含金属基材和在至少部分基材表面上的底漆涂层，而第一聚合物层可以包含电沉积底漆涂层。同样地，“基材”可以包含具有在其至少一部分上形成的电沉积底漆的金属基材(任选地，已经进行预处理)，以及在至少部分的电沉积底漆上的头二道混合底漆。第一聚合物层例如可以包含在至少部分的该多层“基材”上的着色底涂层，而第二聚合物层可以包含在至少部分的着色底涂层上形成的基本上不合颜料的顶涂层。
如之前所提及的，本发明也涉及从具有至少一个涂覆表面的基材上至少部分除去一个或多个聚合物涂层的方法，其中该基材的至少一个涂覆表面涂覆有多层复合涂层。所述多层复合涂层包含两个或多个聚合物层，其中一个或多个涂层在一个或多个在先涂覆的涂层上形成。上述多层复合涂层可以仅含两个聚合物涂层，其中第一聚合物涂层在至少部分的基材上形成而第二聚合物涂层在至少部分的第一聚合物涂层上形成。或者，本发明的多层复合涂层可以包含在至少部分基材上的第一聚合物涂层，以及在至少部分的第一聚合物层上形成的第二聚合物涂层，其中在至少部分的第二聚合物层上形成一个或多个后继的聚合物层，或者在所述第一聚合物涂层涂覆之前已经存在涂覆至基材上的一个或多个聚合物层。
例如，第一聚合物层可以包含头二道混合底漆而第二聚合物层可以包含色彩增强底涂层，其随后涂覆上透明顶涂层。另外，第一聚合物涂层可以包含电沉积底漆而第二涂层可以包含头二道混合底漆，其随后涂覆上外观增强单涂层或含有着色底涂层和基本上不含颜料的顶涂层的彩色加透明涂层体系。另外，第一聚合物层可以包含透明顶涂层(作为彩色加透明涂层体系中的透明涂层)而第二聚合物层可以包含修补顶涂层。
在本发明的一个实施方式中，经涂覆的基材具有三维外形。当该基材用作制造制品的成分时，此类制品可以具有任意的形状和外形，以及可以由任意的上述基材组成。
在本发明的方法中，通过首先在常压下放电的电离气流(即等离子体)中生成至少一种活性物种，然后将涂覆表面置于该电离气流中，从而将一个或多个聚合物涂层从任意的上述涂覆基材上除去。所述活性物种与所述一个或多个聚合物涂层反应来实现一个或多个涂层的至少部分清除。活性物种例如可以包括光子、亚稳态物、原子物种、自由基、分子碎片、单体、电子和离子。任意的这些物种可以存在于电离气流中，只要所述活性物种足够化学活泼以清除或消除待除去的涂层。例如，氧等离子体可以包含O、O2*和O3。所述方法在常压下进行，因此消除了将基材抽空的需要，而这是在减压条件下进行的许多常规等离子体技术所要求的。
任何等离子体源可以用于本发明的方法中，只要该方法可以在常压(环境压力)下进行。本领域技术人员会理解“常压”(或“环境压力”)相对于海平面而变化，以及因此会随地理位置变化。应当理解的是就本发明而言，除去涂层时电离气流的具体温度会基于待从涂覆基材上除去的聚合物涂层的种类以及在某些情况下基于基材本身来进行选择。
任何适合的常压等离子体源可以用于本发明的方法中。适合的等离子体源包括但是不限于美国专利5,961,772在第3栏第66行至第7栏第10行以及6,262,523B1在第4栏第29行至第7栏第16行中所述的常压等离子体喷射；和美国专利5,414,324在第2栏第66行至第5栏第28行中所述的一种大气压、均匀辉光放电等离子体装置。
在本发明的一个特定实施方式中，所述至少一种活性物种在电磁场内的电离气流中产生。在本发明的另一实施方式中，活性物种可以在例如处于RF电磁场、DC电磁场、脉冲DC电磁场或任意生成的不对称脉冲电磁场内的电离气流中产生。
对本发明而言，等离子体源可以是使用期间手提式的，或者可以用作静止的“在线”等离子体源，或者等离子体源可以是通过机器人或其他机械装置可移动的，从而例如在线圈生产线(coil line)上从卷曲的金属基材上除去一个或多个涂层。同样，本发明的方法可以用于成品部件，以及特别适于从具有三维外形的涂覆基材上除去涂层。
在本发明的方法中，所述至少一种活性物种在源自含有多种气体中的任一种或其组合的原料气的电离气流中产生。在本发明的一个实施方式中，电离气体可以源于选自氦、氩、氖、氪、氧、二氧化碳、氮、氢、甲烷、乙炔、丙烷、氨和/或空气的原料气。
在本发明的另一实施方式中，原料气包含氦和氧的混合物。在上述氦/氧气体混合物中，以该混合物的总体积计，氦通常以99.5-75体积％、或95-80体积％、或90-85体积％的量存在于混合物中；而氧以0.5-25体积％、或5-20体积％、或10-15体积％的量存在于混合物中。
在本发明的另一实施方式中，原料气包含氮和氧的混合物。在上述氮/氧气体混合物中，以该混合物的总体积计，氮通常以99.5-75体积％、或95-80体积％、或90-85体积％的量存在于混合物中；而氧以0.5-25体积％、或5-20体积％、或10-15体积％的量存在于混合物中。
在本发明的一个特定实施方式中，所述至少一种活性物种在源自可能包含水蒸气和/或多种其他气体的环境空气的电离气流中产生。
应当理解的是对本发明而言，特定的原料气或原料气的混合物、以及这些气体的混合比可以基于待从涂覆基材上除去的聚合物涂层的种类以及在某些情况下基于基材本身来进行选择。
在本发明的方法中，有效的原料气流速可以宽范围变化，例如，原料气流速可以是1-100标准立方英尺/小时(scfh.)，如5-75scfh.，或10-50scfh.，或10-35scfh.。另外，例如，在采用常压辉光放电等离子体源的情况下，可以不必使用除下述以外的气流由涂覆基材通过板间空隙的传送所引起的气流，或由施加在经处理的基材离开电离气流的区域中的负压所引起的气流。此外，已经发现等离子体源与涂覆基材表面的间隔距离会影响聚合物涂层清除。有效的间隔距离可以改变，以及通常例如是0.1-50mm，如0.1-35mm，或0.1-25mm或0.1-10mm。同样，等离子体(即电离气流)的有效功率密度(每单位体积的功率)可以是0.1W/cm3、如0.5W/cm3至150W/cm3。此外，应当理解的是停留时间(即涂覆基材表面在电离气流中的停留时间)可以根据其他方法参数以及待清除的聚合物涂层或基材本身而覆盖宽范围。例如，在从玻璃纤维复合基材上逐层除去热固性聚氨酯涂层体系中已经发现0.01-1秒的停留时间是有效的。
本领域技术人员将会理解的是，实现聚合物涂层从基材上至少部分清除所需的任何先前提及的参数如间隔距离、功率密度、原料气流速和停留时间，可以根据所用的等离子体源宽范围变化。例如，常压辉光放电等离子体源通常会产生比通过常压等离子体炬式等离子体源所生成的等离子体更加散开的等离子体。因此，前一等离子体源可能具有比后者低得多的功率密度。同样，常压辉光放电等离子体源可能需要比用常压等离子体炬式等离子体源所需的更长停留时间以实现聚合物层的清除。
通过等离子体源和/或相关工艺参数如功率、原料气、原料气的流速、温度、停留时间等等的明智选择，本发明的方法特别有用于一个或多个聚合物涂层的受控和/或选择性清除，同时保持先于受清除的层涂覆的涂层的完整性、或基材本身的完整性、或此两者。也就是说，例如，通过应用受控清除参数可以除去一个涂层(如单涂层或透明顶涂层)的一部分层，或者可以受控制地和/或选择性地除去所有的顶涂层，同时先于顶涂层涂覆的底涂层保持完整。同样，可以如此进行所述方法，以使得可以除去所有的顶涂层(如底涂层/透明涂层体系、或单涂层)，先于被除去的顶涂层涂覆的头二道混合底漆涂层保留完整。此外，所有的涂层可以从敏感基材上除去而不用侵蚀性的溶剂或砂磨，由此保持基材的完整性。
在本发明方法中得以至少部分清除的一个或多个涂层可以具有1-10,000μm、如0.001μm-5,000μm、或0.001μm-1,000μm、或0.01μm-500μm、或0.1μm-250μm的总厚度。涂层厚度可以处于任意的这些值之间，包括所列举的值在内。
此外，可以预期的是，通过使用对经由特定活性物种的清除更为敏感的涂料(其作为单涂层或作为多层复合涂层中的一个或多个涂层涂覆)，可以提高本发明方法的有效性，例如，如同本领域已知的，能够对氧离子或氧化和/或还原敏感的聚酯基和/或聚醚基涂料。
可以通过本发明方法清除的一个或多个涂层可以选自电沉积成膜组合物、底漆组合物、着色或非着色的单涂层组合物、着色底涂层组合物、透明或基本上不合颜料的顶涂层组合物、以及常用于基材涂覆中的其他涂料。所述多层复合涂层由上述涂料组合物中至少两种的结合构成。非限制性的例子包括继之以喷涂底漆组合物的电泳涂覆组合物、或继之以喷涂底漆组合物然后是单涂层组合物的电泳涂覆组合物、或继之以喷涂底漆组合物然后是彩色加透明涂料组合物的电泳涂覆组合物。或者，第一涂料组合物可以是直接涂覆至任选经过预处理的基材上、或者涂覆至在先已经用一个或多个保护性和/或装饰性涂层涂覆的基材上的单一组合物。第二涂料组合物可以直接涂覆至作为第一涂料组合物的上述组合物中任一种之上。
涂料组合物可以包含任意的各种本领域已知的热塑性和/或热固性组合物。涂料组合物可以是水基或溶剂基液体组合物，或者，换之，以固体颗粒形式，即粉末涂料。
热固性涂料组合物通常包含例如可以选自氨基塑料、包括封端异氰酸酯的多异氰酸酯、聚环氧化物、β-羟基烷基酰胺、多元酸、酸酐、有机金属酸官能化材料、多元胺、聚酰胺、以及上述任一种的混合物的交联剂。
除了上述交联剂以外或者代替上述交联剂，涂料组合物通常包含至少一种成膜树脂。热固性或可固化的涂料组合物通常包含具有与交联剂反应的官能团的成膜聚合物。第一涂料组合物中的成膜树脂可以选自任意的各种本领域已知的聚合物。成膜树脂可以例如选自丙烯酸系聚合物、聚酯聚合物、聚氨酯聚合物、聚酰胺聚合物、聚醚聚合物、聚硅氧烷聚合物、其共聚物、及其混合物。一般这些聚合物可以是任何由本领域技术人员已知的方法制成的这些类聚合物。上述聚合物可以是溶剂基的或者是可水分散的、可水乳化的、或具有有限水溶解性。成膜树脂上的官能团可以选自任意的各种反应性官能团，其例如包括羧基、胺基、环氧基、羟基、硫醇基、氨基甲酸酯基、酰胺基、脲基、异氰酸酯基(包括封端异氰酸酯基)、硫醇基、及其结合。
在涂料组合物的制备中也可以使用成膜树脂的适当混合物。
需要的话，用于形成任一所述涂层的涂料组合物可以包含配制表面涂料领域中已知的其他非必要的材料，如增塑剂、抗氧化剂、受阻胺光稳定剂、UV光吸收剂和稳定剂、表面活性剂、流动控制剂、触变剂如膨润土、颜料、填料、有机溶剂、催化剂，包括膦酸和其他常用助剂。这些材料可以占涂料组合物总重量的至多40重量％。
为形成涂层，可以通过包括电沉积、刷涂、浸渍、流涂、喷涂、辊涂等等的常规方法将涂料组合物涂覆至基材上。在电沉积过程中，充当电极的进行涂覆的导电基材和导电性对电极与离子性可电沉积组合物接触放置。当电极和对电极之间通过电流同时其与可电沉积的组合物接触时，该电沉积组合物的附着膜以基本上连续的方式沉积在金属基材上。
在向基材涂覆涂层之后，在基材表面上形成膜，通常经由加热或空气干燥过程将水和/或有机溶剂从膜中赶出(闪蒸)。如果将多于一种涂料组合物涂覆在基材上，可以在每一涂层涂覆后进行闪蒸或任选地固化。
可以将经涂覆的基材加热到使涂层至少部分固化。在固化操作中，除去溶剂并对成膜材料进行交联。加热或固化操作可以在环境温度或作为选择地在160-350(71-177℃)的温度下进行。需要的话，可以根据需要采用更低或更高的温度以活化交联机理。如果多于一种涂料组合物涂覆至基材上的话，在每一涂层涂覆后再次进行固化，或者可以同时固化多个层。应提及的是上述涂料组合物可以配制成单组分组合物，其中固化剂如氨基塑料树脂和/或封端异氰酸酯化合物如上述提及的那些与其他组成成分混合。配制时该单组分组合物可以是存储稳定的。或者，可以将组合物配制成双组分组合物，其中例如多异氰酸酯固化剂如上述那些可以刚好在涂覆之前添加到其他组成成分的预制混合物中。该预制混合物也可以包含固化剂例如氨基塑料树脂和/或封端异氰酸酯化合物如上述的那些。
如之前所提及的，涂料组合物可以是热塑性组合物。在这种情况下，用于涂料组合物中的一种或多种成膜聚合物可以包含反应性官能团或者可以不含。同样，热塑性涂料组合物中所含的任意的附加聚合物或辅助材料可以包含反应性官能团或者可以不含。合适的话，涂料组合物可以进一步包含一种或多种颜料(除了任意的上述组分以外)。适合的金属颜料的非限制性例子包括铝薄片、青铜薄片和金属氧化物涂覆的云母。除了金属颜料，涂料组合物也可以包含通常用于表面涂料中的非金属颜色颜料例如无机颜料如二氧化钛、氧化铁、氧化铬、铬酸铅和炭黑；以及有机颜料如酞菁蓝和酞菁绿。
如同本领域技术人员会理解的那样，涂膜厚度、固化温度和条件会取决于待形成的涂层种类，即电沉积涂层、头二道混合底漆层、底涂层、单涂层；以及涂料组合物本身，即热固性还是热塑性、环境条件下可固化还是热固化、以及热固性的话所需固化反应的类型。下列实施例是举例说明本发明，并不认为其使本发明限于它们的细节。
实施例实施例A本实施例描述用具有下列参数的常压等离子体枪从两种飞机基材(即玻璃纤维复合物基材和碳纤维复合物基材)上除去聚氨酯涂层体系层(底漆和顶涂层)。
原料气环境空气气体流速 10-35scfh.
间隔距离 3-10mm功率级300-500W对于每一涂覆基材类型，切下1英寸×1英寸的片。对于每一涂覆基材试样，将测试片固定在其上装有常压等离子体枪的转台上。设置该常压等离子体枪以使得等离子体源垂直于待测试片大致的中心。转台以50RPM的速度在等离子体(电离气流)下旋转总共8圈以便等离子体接触基材的涂覆表面(暴露宽度5mm/暴露长度25.4mm)。除去涂层以露出基材(总的涂层厚度约70μm)。如下确定每单位时间除去的涂层面积。测量旋转试样的半径为2.5”，计算出15.71”的圆周。在1”处理长度下，暴露/处理长度与整个圆周的比例是0.064。将8圈除以50RPM，总计处理时间是0.16分钟。将总计处理时间乘以处理长度与圆周的比例，对试样的处理时间计算为0.01分钟。了解到如果用0.01分钟露出0.07mm×5mm×25.4mm体积的话，那么计算清除1ft×1ft试样的时间。用5mm暴露宽度计算出在25.4mm试样中包含5.08bins。然后确定，为清除1平方英寸试样，将会需要的时间是以5.08bins乘0.01分钟，等于0.052分钟。清除1英寸×12英寸涂层试样所需时间的计算是将0.052分钟乘以12个1英寸bins，即0.621分钟。最后将0.621分钟再乘以又一12个1英寸bins以计算清除1ft2涂层试样的时间，其等于7.451分钟，即8ft2/min。
实施例B本实施例描述通过暴露于常压等离子体而除去涂层的速率的计算。未着色的航空聚氨酯底漆涂料组合物旋涂至硅晶片上。经涂覆的硅晶片表面暴露于(上述压力参数下的)等离子体(用其处理)。如以上对于涂覆基材片所述的那样，经涂覆的硅晶片试样固定在转台上。转台以60RPM的速度旋转10圈。测得3.69μm的阶跃高度(从暴露出的基材表面至刚好与通过等离子体除去了涂层的区域相邻的未处理涂层表面的高度)。通过测量处理/暴露试样的半径和处理/暴露长度，计算出处理长度与旋转圆周之比为0.33。这构成0.055分钟的总的暴露/处理时间。3.69μm的阶跃高度除以0.055分钟的处理时间，从而确定67μm/min的清除速率。
尽管以上为了说明已经描述了本发明的特定实施方式，对于本领域技术人员明显的是，在不脱离所附权利要求中限定的本发明范围的情况下，可以进行本发明细节的多种变动。
权利要求
1.从具有至少一个涂覆表面的涂覆基材上至少部分除去一个或多个聚合物涂层的方法，所述方法包括在常压下放电的电离气流中生成至少一种活性物种；和将所述涂覆表面置于所述电离气流中，其中至少一种活性物种与一个或多个聚合物涂层反应以使得在常压下一个或多个涂层从所述基材的涂覆表面上至少部分地除去。
2.权利要求1的方法，其中所述至少一种活性物种在处于电磁场内的电离气流中生成。
3.权利要求1的方法，其中所述至少一种活性物种在处于射频电磁场的电离气流中生成。
4.权利要求1的方法，其中所述电离气流包含源于选自氦、氩、氖、氪、氧、二氧化碳、氮、氢、甲烷、乙炔、丙烷、氨和/或空气的原料气的电离气体。
5.权利要求4的方法，其中所述原料气包含氮和氧的混合物。
6.权利要求5的方法，其中氮以99.5-75体积％的量存在于所述混合物中，和氧以0.5-25体积％的量存在于所述混合物中。
7.权利要求1的方法，其中从所述至少一个涂覆表面上除去的一个或多个涂层具有1-10,000μm的总厚度。
8.权利要求1的方法，其中所述基材的至少一个涂覆表面用包含两个或多个聚合物涂层的多层复合涂层覆盖。
9.权利要求1的方法，其中从所述至少一个涂覆表面上除去的一个或多个聚合物涂层包含多层复合涂层中的至少一部分顶涂层。
10.权利要求1的方法，其中从所述至少一个涂覆表面上除去的一个或多个聚合物涂层包含多层复合涂层中的至少一部分底涂层。
11.权利要求1的方法，其中从所述至少一个涂覆表面上除去的一个或多个聚合物涂层包含多层复合涂层中的至少一部分底涂层和至少一部分顶涂层。
12.权利要求1的方法，其中从所述至少一个涂覆表面上除去的一个或多个聚合物涂层包含至少一部分底漆层。
13.权利要求1的方法，其中所述涂覆基材包括经涂覆的汽车部件。
14.权利要求1的方法，其中所述涂覆基材包括含有金属基材、弹性基材、玻璃基材、玻璃纤维基材、木材基材、其复合物和/或其组合的基材。
15.权利要求16的方法，其中所述涂覆基材包括黑色金属基材、有色金属基材和/或其组合。
16.权利要求1的方法，其中所述涂覆基材具有三维外形。
17.权利要求4的方法，其中所述原料气的流速是1-100标准立方英尺/小时。
18.权利要求1的方法，其中所述涂覆表面在所述电离气流中0.01-1秒的时间。
19.权利要求1的方法，其中所述至少一种活性物种处于功率密度为0.1W/cm3-200W/cm3的电离气流中。
20.权利要求1的方法，其中所述涂覆表面与所述电离气流来源之间的距离是0.1-50mm。
全文摘要
本发明提供从具有至少一个涂覆表面的涂覆基材上至少部分除去一个或多个聚合物涂层的方法。该方法包括在常压下放电的电离气流中产生至少一种活性物种；和将所述涂覆表面放在该电离气流中。所述至少一种活性物种与一个或多个聚合物涂层反应以使得在常压下该一个或多个涂层至少部分地从所述基材的涂覆表面上除去。
文档编号B08B7/00GK1968763SQ200580019681
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月16日 优先权日2004年6月16日
发明者J·A·克拉尔, J·J·科莫, D·A·迪尔, C·J·奥尔德姆, R·C·桑沃尔德, T·F·威尔特, P·J·扬西 申请人:Ppg工业俄亥俄公司