施加含氟聚合物粉末涂层作为底漆层和外涂层的方法

专利名称：施加含氟聚合物粉末涂层作为底漆层和外涂层的方法
专利说明施加含氟聚合物粉末涂层作为底漆层和外涂层的方法 发明领域 本发明属于形成耐久剥离表面的领域，其通过在基材上施加底漆粉末以形成含氟聚合物底漆层，和在底漆层上施加含氟聚合物粉末以形成外涂层来实现的。具体来说，本发明涉及选择一种含氟聚合物底漆粉末，能够与四氟乙烯/全氟烷基(乙烯基醚)共聚物粉末涂层获得良好的层间粘合并与基材维持持久的粘合。
背景技术：
具有良好的化学耐性、优异的剥离性能、良好的耐热性和电绝缘性等的氟聚合物树脂是许多应用领域所期望的。熔融流动的含氟聚合物粉末已发现可用于涂层炊具制品例如饭盘、烤架和烤盘，以及许多工业应用例如用于复印机和印刷机的上色辊或带子，和化学加工反应器。施加粉末涂层作来替代液体涂料的一个优点是可以免去用于施加液体涂层的干燥和通风步骤以及与施加液体涂层有关的设备。另外，粉末涂层不需要使用涉及环保问题的挥发性有机溶剂和昂贵的补救步骤。
同时用于底漆层和外涂层两者的粉末涂层已经公开于Rau等人的美国专利US 5,093,403。在这个专利中，举例说明了用于底漆层和外涂层两者的全氟烷氧基聚合物(PFA)。该专利承认难以将PFA树脂粘合到金属基材，而且PFA必须在比较高的温度下施加-例如，在约675-约720范围内(357-382℃)。Rau等人公开了在这样的高温下通过利用粘结剂例如聚(亚苯基硫化物)(PPS)以实现PFA树脂与金属基材的粘合，PFA没有显著的恶化(降解)。
由于其高操作温度、良好的耐磨性和优异的剥离性能，PFA是用于苛刻的商业应用表面的理想选择，例如用于商用烤盘的剥离表面。商用的烘焙盘每天经历许多次高温循环，必须显著的长时间保持其剥离性能以使烘焙成品的商业生产是经济的。然而，经验表明在PFA底漆层上施加PFA外涂层会随着时间导致体系的不充分粘合。因此，Rau等人公开的PFA/PFA体系可能会很快的失败，不适合用于那些需要基材与剥离表面每年承受数千次烘焙循环的工业操作。
因此，仍然需要一种改进的可以与PFA面漆使用的粉末底漆组合物，其允许底漆/面漆体系可以在高操作温度下使用，具有改进的粘合和较长寿命，同时维持良好的剥离性能和耐磨性。 发明概述 令人惊讶地，发现了作为底漆粉末施加的四氟乙烯/全氟烯烃共聚物和四氟乙烯/全氟代(乙烯基烷基醚)共聚物粉末涂层一起使用，亦称全氟烷氧基聚合物(PFA)，当烘焙到基材上时涂料体系和基材产生了优良的和更耐久的粘合。粘合质量通过沸水剥离测试进行测定。
此外，本发明中在外涂层中使用PEA的体系，在该层中使用已知的良好剥离性能、耐磨性和高操作温度的PFA。
因此，本发明提供在基材上形成剥离表面方法，所述方法包括(a)在所述基材上施加底漆粉末以形成底漆层，(b)在所述底漆层上施加外涂层粉末以形成在所述底漆层上的外涂层，所述底漆包含四氟乙烯/全氟烯烃共聚物和聚合物粘合剂，所述外涂层包含四氟乙烯/全氟代(烷基乙烯基醚)共聚物，(c)烘焙所述底漆层和所述外涂层以形成所述剥离表面。粉末层优选通过静电喷涂施加。聚合物粘合剂优选聚醚砜、聚苯硫醚和聚芳醚酮。在一个实施方案中，包含四氟乙烯/全氟烯烃共聚物的底漆粉末进一步包含四氟乙烯/全氟代(烷基乙烯基醚)共聚物。
优选实施方案的详细描述 根据本发明，提供了一种在基材上形成剥离表面的方法。该方法包括在基材上施加包含四氟乙烯/全氟烯烃共聚物和聚合物粘合剂的底漆粉末以形成底漆层，以及在底漆层上施加包含四氟乙烯/全氟代(烷基乙烯基醚)共聚物的粉末外涂层以在其上形成外涂层。底漆层和外涂层在基材上烘焙形成剥离表面。
全氟聚合物 本发明在底漆和外涂层中使用的含氟聚合物是熔融流动的。通常，根据共聚物用美国专利US 4,380,618公开的ASTM D-1238改性，以及ASTM D-2116或D-3307方法，在372℃下测量的熔融粘度范围从102-约106Pa·s，优选103-约105Pa·s。熔融流动含氟聚合物的例子包括四氟乙烯(TFE)的共聚物和至少一种氟化可共聚单体(共聚单体)以充足的量存在于该聚合物中以降低该共聚物熔点，使其实质上低于TFE均聚物、聚四氟乙烯(聚四氟乙烯)，例如，熔化温度不高于315℃ 用于本发明的底漆粉末包括四氟乙烯(TFE)和全氟烯烃的共聚物，全氟烯烃共聚单体优选具有3-8个碳原子，例如六氟丙烯(HFP)。在一个实施方案中，包括四氟乙烯(TFE)和全氟烯烃共聚物的底漆粉末还包含最高达60重量％的四氟乙烯和全氟代(烷基乙烯基醚)的共聚物，其中线性或分枝的烷基优选包含1-5个碳原子。
涂层粉末包括四氟乙烯和全氟代(烷基乙烯基醚)(PAVE)的共聚物，其中线性或分枝的烷基优选包含1-5个碳原子。优选的PAVE单体是烷基中包含1、2、3或4个碳原子的，该共聚物可以使用若干PAVE单体制备。优选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的烷基具有至少两个碳原子)，其中PAVE是PEVE和/或PPVE。
底漆中TFE/全氟烯烃共聚物的熔点通常低于涂层粉末中的TFE/PAVE共聚物。例如TFE/HFP，亦称FEP的熔点通常约510(266℃)，低于TFE/PPVE通常约590(310℃)的熔点。因此令人惊讶的是包含较低熔点TFE/全氟烯烃共聚物底漆层与较高熔融的TFE/PAVE(PFA)共聚物外涂层形成优良的和耐久的涂料体系。人们可能料想具有较低熔融含氟聚合物的底漆无法经得起高硫化或烘焙温度，通常675(357℃)-720(382℃)与PFA体系使用，低熔融共聚物会降解(起泡)并导致从基体剥离。已令人惊讶地发现TFE/全氟烯烃底漆粉末层和PFA粉末涂层一起形成的涂料体系当烘焙时粘合到现有技术中的PFA底漆/PFA体系表现优越。
聚合物粘合剂 用于本发明的底漆粉末涂层除了四氟乙烯/全氟烯烃共聚物之外，进一步包含一种耐高温聚合物粘合剂，5-90重量％聚合物粘合剂，基于含氟聚合物和聚合物粘合剂的总重量计。粘结剂组分包括一种聚合物，该聚合物加热高于熔点时熔融成膜，是热稳定的和具有高保持温度的用途。粘结剂是在不粘处理中为人熟知的，用于将含氟聚合物粘合到基材和用于成膜。粘结剂通常不含氟但是与含氟聚合物粘合。用于本发明的优选聚合物粘合剂包括一种或多种(1)聚醚砜(PES)，其为无定形的热塑性聚合物，具有约230℃的玻璃化转变温度和约170-190℃的保持使用温度，(2)聚苯硫醚(PPS)，其为部分结晶的聚合物，具有约280℃的熔化温度和约200-240℃的保持使用温度，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℃热稳定，至少300℃熔化，公开于以下美国专利中的一个或多个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剂是热稳定的，在其保持使用范围内或低于该范围，在尺寸上是稳定的，并且耐磨。这些聚合物也能较好的粘合到清洁的金属表面。
其它添加剂 除了含氟聚合物之外，粉末底漆和粉末涂层可以包含无机填料、薄膜固化剂、色素、稳定剂和其它的添加剂。适合的填料和薄膜固化剂的例子包括无机氧化物、氮化物、硼化物和碳化硅、锆、钽、钛、钨、硼和铝以及玻璃薄片、玻璃珠、玻璃纤维、铝或硅酸锆、云母、金属薄片、金属纤维、细陶瓷粉末、二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡、滑石、炭黑等等和聚酰胺、聚酯和聚酰亚胺的合成纤维。在一个实施方案中，粉末底漆包含10-20重量％的无机填料，基于含氟聚合物、聚合物粘合剂和填料的总重量计。
底漆粉末制备 如上所述的包含四氟乙烯/全氟烯烃共聚物、聚合物粘合剂、任选地其它的含氟聚合物和其它的添加剂的粉末底漆可以是使用常规机械方法混合各组分粉末来制得的。
另一选择为，多组分的粉末底漆颗粒，即四氟乙烯/全氟烯烃共聚物和含有任选地其它含氟聚合物，可以根据Brothers等人美国专利US6,232,372的教导来制得，是通过含氟聚合物颗粒与其它含有聚合物粘合剂溶液的组分结合、将含氟聚合物与聚合物粘合剂溶液混合以及用非分散聚合物粘合剂分离含氟聚合物的多组分颗粒组合物。“非分散聚合物粘合剂”是指底漆粉末的颗粒的多组分关系不是一个，其中聚合物粘合剂组分分散在含氟聚合物组分中。因此用于本发明一个实施方案的聚合物粘合剂组分不是分散在含氟聚合物组分中的填料形式，而是作为围绕该含氟聚合物颗粒的涂层存在。存在于该实施方案的多组分颗粒表面的非分散聚合物粘合剂，当该组合物用作底漆涂料时能提高颗粒与基材的粘合。
在更优选实施方案中，底漆粉末根据Felix等人在美国专利US6,518,349中的教导被制成可喷涂粉末，是通过将四氟乙烯/全氟烯烃共聚物的初级颗粒连同聚合物粘合剂，以及任选的如上所述其它的组分的液体分散体喷雾干燥，从而生产四氟乙烯/全氟烯烃共聚物和聚合物粘合剂的团聚颗粒的易粉碎微粒。“易粉碎的”的意思是微粒可以还原成更小的颗粒尺寸(细碎的)而不会导致可见的颗粒变形，例如形成从颗粒表面伸出的原纤维。通过喷涂物烘干法形成的聚合物和组分的混合比那些在粉末形成之后通过常规机械方法形成的各组分的混合粉末更均匀。通过喷雾干燥形成的多组分粉末在静电施加期间不分离，从而在基材上提供更均匀的涂层。
用于喷雾干燥的含氟聚合物组分通常市场上可买到该聚合物在水中的分散体，该形式是用于本发明组合物的优选形式，便于施加和环境容许性。“分散体”的意思是含氟聚合物颗粒稳定地分散在水介质中，在当将被使用的时间内分散体不会发生颗粒沉积；这是由分散体制造商通过小尺寸的含氟聚合物颗粒(也称为初级颗粒)，通常数量级为0.2微米，和在水分散体中使用表面活性剂来实现的。这些分散体可以直接地通过被称为分散聚合作用的方法获得，任选地在浓缩和/或进一步添加表面活性剂之后。
粉末的施加 底漆粉末和外涂层粉末可以通过随意地将干燥粉悬浮于含有适合的表面活性剂或粘度调节剂的适合液体中，用湿涂布技术沉积组合物，从而施加到基材上。优选的，用于本发明的粉末涂层通过熟知的常规技术以烘干的形式来沉积，例如，热凝聚、静电喷涂、静电流化床、旋转涂衬等。优选的是静电喷涂，例如摩擦带电喷涂或电晕喷涂。
底漆粉末通常施加到清洁和去油脂的基材上，该基材优选通过常规处理例如吹砂、蚀刻或化学处理，以助于涂层和基材的粘合。同时可以涂布任何适合的基材，典型的金属基材的例子包括钢、高碳钢、不锈钢、渗铝钢和铝。施加粉末底漆和外涂层底漆到基材的方法优选当基材是在15-25℃的温度下。
粉末外涂层可以施加到基材的粉末底漆上，以所谓的单烘焙施加，而不需要首先烘焙粉末底漆，即，通常地用外涂层的烘焙来烘焙底漆层。在单烘焙体系中，涂覆后的基材通常在大约735(390℃)烘焙60分钟。另一选择为，粉末涂层可以在底漆层烘焙之后施加和烘焙，即所谓的双重烘焙施加。通常，粉末底漆施加到基材和在725(385℃)烘焙约30分钟，后来施加的涂层粉末之后在725(385℃)烘焙约另一个30分钟。在典型的施加中，底漆层的厚度小于约2密耳(50微米)和外涂层不大于约25密耳(650微米)。在其它的施加中，底漆层的厚度小于约1.5密耳(38微米)和外涂层的厚度在约1.5-3密耳(38-76微米)之间。
如上所述粉末涂层用作底漆层和外涂层，用于在本发明的基材上形成剥离表面。这些涂层应用于炊具、烤盘以及许多工业应用中，例如用于复印机和印刷机的上色辊或带子、阀、槽、叶轮、导管、金属箔、鞋模、雪铲和犁、船底部、滑槽、输送机、模孔、工具、工业容器、模、衬里反应容器、汽车的嵌板、换热器、缸等。 检测方法 粘合强度附着试验 铝板4.0″×12.0″(10.1cm×30.5cm)面板用丙酮清洗。面板具有喷砂表面。面板根据每个实施例的描述涂布。面板经受粘合强度附着试验在下面详细描述。
涂布金属板的粘合强度是通过将涂层基材经过简化的T-剥离测试(粘合剂的剥离抗力)来确定的。烘焙涂层是以平行线切入金属基材一英寸。一英寸宽的凿子用于撬起足以拉住的涂层片。从基材上用手拉下涂层，另一选择为用一对镊子。
在耐沸水试验前后评价粘合强度。耐沸水试验中面板以预置时间沉浸在沸水中。用1-4的评价体系从质量上评价粘合损坏，评价4是最好的粘合评价。评价1给予显示出粘合破坏，导致膜非常容易剥离的样品。评价2给予显示出粘合破坏，但需要显著的努力来剥离膜的样品。评价3给予剥离失败但却引起薄膜显著伸长或薄膜逐渐撕裂之后伸长的样品。评价4给予显示出整齐的涂层断裂或断裂之后伸长的样品。
实施例 在以下实施例中，铝板基材大约4″×12″，用丙酮清洁和用100粒度氧化铝喷砂到大约70-125微英寸的粗糙度，Ra使用Pro-砂室，Model-3648可以从Empire Abrasive Equipment Company获得。
粉末涂层使用Nordsen Sure-Coat静电粉末喷涂枪施加到基材上。涂布板在电热的热空气对流烘箱中用实施例中规定的时间和温度烘焙。用于实施例的烘箱是A类溶剂通风烘箱。
用于实施例的底漆粉末是用四氟乙烯/全氟烯烃共聚物和聚合物粘合剂通过喷雾干燥来制备的，使用的喷雾干燥器是APV Pilot SprayDryer PSD52型，由APV Anhydro AS，Copenhagen，Denmark制造。喷雾干燥器是用入口空气温度300℃-320℃和出口温度110℃-125℃进行操作。粉末在旋风分离器中收集，细小的在终滤器中收集，热空气和水蒸气被排出。分散体使用蠕动泵泵送和用双流体的(空气和液体)喷嘴喷涂。喷嘴上的气压是60psig。
含氟聚合物 在以下实施例中除非另有说明，分散体浓缩是基于固体和液体总重量的重量％。分散体的固体含量是重量分析确定的和是用基于固体和液体总重量的重量％记录的。
熔体流动速率在372℃通过ASTM(D-2116或D-3307)来测量。MFR与熔体粘度(MV)有关，当MFR以g/10分为单位和MV以103Pa·s为单位时，其关系式为MV＝53.15/MFR。
原始的分散体颗粒尺寸(RDPS)通过光子相关光谱学测量。
粉末颗粒的平均粒度通过激光散射烘干颗粒来测量(使用Microtrac 101 Laser Particle Counter，由Leeds & Northrup，Honeywell Corporation的分公司获得)。
FEP分散体TFE/HFP共聚物树脂在水中的分散体固体含量28-32重量％和原始的分散体颗粒尺寸(RDPS)160-220纳米，该树脂的六氟丙烯含量为10.3-13.2重量％，和熔体流动速率为2.95-13.3。该树脂的熔点是507(264℃)。
PFA分散体TFE/PPVE共聚物树脂在水中的分散体固体含量28-32重量％和原始的分散体颗粒尺寸(RDPS)150-245纳米，该树脂的PPVE含量为2.9-3.6重量％，和熔体流动速率为1.3-2.2。该树脂熔点是590(310℃)。
FEP粉末(由DuPont公司生产，市场上可买到的产品码532-8110)TFE/HFP共聚物粉末包含10.3-13.2％HFP，颗粒尺寸在26.3-46.6微米范围内和熔体流动速率为2.95-13.3g/10min，堆积密度48-72g/100cc。该树脂的熔点是507(264℃)。
PFA粉末(由DuPont公司生产，市场上可买到的产品码532-7410，350型)TFE/PPVE含氟聚合物粉末包含2.9-3.6％PPVE，颗粒尺寸在28.5-0.9微米范围内和熔体流动速率为1.3-2.2g/10min，堆积密度56-87g/100cc。该树脂熔点是590(310℃)。
聚合物粘合剂 聚苯硫醚(PPS)市场上可买到Chevron Phillips ChemicalCompany的Ryton PR11-10。
聚乙烯砜(PES)市场上可买到Sumitomo Chemical的SumikaExcel PES 4100mp。
聚醚醚酮(PEEK)市场上可买到Victrex的as150PF类。
其它组分 市场上可买到的EMD Chemicals的Afflair类的云母。
市场上可买到的GE Silicones的Silwet L-77表面活性剂 黑色颜料在市场上可买到Engelhard Corporation的C.I.pigmentblack 28 对比实施例1-用机械方法混杂的PFA/PPS底漆粉末 用机械方法混杂的底漆粉末是通过将PPS粘结剂和PFA粉末，DuPont 532-7410根据表1列出的比例放置到塑料瓶中并翻滚15分钟来制备。粉末通过静电喷涂施加到根据上述方式准备好的喷砂铝板上。PFA涂层粉末、DuPont 532-7410，用静电施加在底漆粉末涂层上面以形成外涂层。面板放入735(390℃)的烘箱并以单烘焙操作烘焙一小时。最终涂层厚度是2.8密耳，底漆厚度约1密耳(25.4微米)和外涂层厚度约1.8密耳(45.7微米)。涂层结合到基材的粘合强度使用上述剥离测试来检验，结果列于表1中。
一般而言，在煮沸之前抵抗剥离，然而，在面板处于沸水14小时之后，该涂层从基材剥离。因此，检测表现出差的、不耐久的粘合。表1 实施例1-FEP/PPS底漆粉末-机械方法混合 用机械方法混合的底漆粉末是通过将PPS粘结剂和FEP粉末、DuPont 532-8110根据表2列出的比例放置到塑料瓶中并翻滚15分钟来制备。粉末通过静电喷涂施加到根据上述方式准备好的喷砂铝板上。PFA涂层粉末、DuPont 532-7410，用静电喷涂施加在底漆粉末涂层上面以形成外涂层。面板735(390℃)放入的烘箱并以单烘焙操作烘焙一小时。最终涂层厚度是2.8密耳，底漆厚度约1密耳(25.4微米)和外涂层厚度约1.8密耳(45.7微米)。涂层结合到基材的粘合强度使用上述剥离测试来检验，结果列于表2中。
一般而言，该烘焙涂层在煮沸之前和在煮沸之后14小时抵抗剥离，表现出强的、耐久的粘合。
实施例2-FEP/PFA/PPS底漆粉末-机械方法混合 用机械方法混合的底漆粉末是通过将PPS粘结剂、FEP粉末(DuPont 533-8110)和PFA粉末(DuPont 532-7410)根据表3列出的比例放置到塑料瓶中并翻滚15分钟来制备。粉末通过静电喷涂施加到根据上述方式准备好的喷砂铝板上。PFA涂层粉末、DuPont532-7410，用静电喷涂施加在底漆粉末涂层上面以形成外涂层。面板在735(390℃)下放入的烘箱并以单烘焙操作烘焙一小时。最终涂层厚度是2.8密耳，底漆厚度约1密耳(25.4微米)和外涂层厚度约1.8密耳(45.7微米)。涂层结合到基材的粘合强度使用上述剥离测试来检验，结果列于表3中。
一般而言，该烘焙涂层在煮沸之前和之后都抵抗剥离。
对比实施例2-PFA/PPS底漆粉末-喷涂烘干 PFA/PPS底漆粉末使用喷雾干燥制备。如表4A所示去离子水、表面活性剂(Silwet L-77)和PPS首先使用高剪切搅拌叶片混合。在五分钟的混合之后关闭混合器，PFA分散体使用低剪切混合搅拌。打开APV控制尺寸喷雾干燥器，预热入口空气温度到300℃，DI水供给喷射装置以维持出口温度在115℃。从DI水到PFA混合物喷雾干燥器的供给是变化的。用于混合物的泵速调节喷射装置的出口温度保持在115℃。在喷雾干燥器中水以热空气流蒸发，得到的粉末通过旋风分离器收集。该底漆粉末颗粒的组合物列于表4b中。
底漆粉末通过静电喷涂施加到根据上述方式准备好的喷砂铝板上。PFA涂层粉末、DuPont 532-7410，用静电喷涂施加在底漆粉末涂层上面以形成外涂层。面板放入735(390)的烘箱并以单烘焙操作烘焙一小时。最终涂层厚度是2.8密耳，底漆厚度约1密耳(25.4微米)和外涂层厚度约1.8密耳(45.7微米)。涂层结合到基材的粘合强度使用上述剥离测试来检验，结果列于表4b中。
一般而言，在煮沸之前抵抗剥离，然而，在面板处于沸水14小时之后，该涂层从基材剥离。因此，检测表明该粘合是差的、不耐久。 实施例3-FEP/PPS底漆粉末-喷涂烘干 FEP/PPS底漆粉末使用喷雾干燥制备底漆层。如表5a所示去离子水、表面活性剂(Silwet L-77)和PPS首先使用高剪切搅拌叶片混合。在五分钟的混合之后关闭混合器，FEP分散体使用低剪切混合搅拌。打开APV控制尺寸喷雾干燥器，预热入口空气温度到300，DI水供给喷射装置以维持出口温度在115。从DI水到FEP混合物喷雾干燥器的供给是变化的。用于混合物的泵速调节喷射装置的出口温度保持在115℃。在喷雾干燥器中水以热空气流蒸发，得到的粉末通过旋风分离器收集。收集的粉末的平均粒度是25微米。该底漆粉末颗粒的组合物列于表5b中。
底漆粉末通过静电喷涂施加到喷砂铝板上。PFA粉末、DuPont532-7410，是涂布在底漆层上的粉末。面板放入735(390)的烘箱并烘焙一小时。最终涂层厚度是2.8密耳，底漆厚度约1密耳(25.4微米)和外涂层厚度约1.8密耳(45.7微米)。涂层结合到基材的粘合强度使用上述剥离测试来检验，结果列于表5b中。
一般而言，该烘焙涂层在煮沸之前和在煮沸之后14小时抵抗剥离，表现出强的、耐久的粘合。
实施例4-FEP/PFA/PPS底漆粉末-喷涂烘干 接在PFA/FEP/PPS底漆粉末后面使用实施例3的步骤。如表6a所示去离子水、表面活性剂(Silwet L-77)和PPS首先使用高剪切搅拌叶片混合。在高剪切混合之后，FEP分散体和PFA分散体搅拌为混合物并喷涂烘干。收集的粉末的平均粒度是22微米。该底漆粉末颗粒的组合物列于表6b中。
底漆粉末通过静电喷涂施加到喷砂铝板上。PFA粉末、DuPont532-7410，是涂布在底漆层上的粉末。面板在735(390℃)下放入的烘箱并烘焙一小时。最终涂层厚度是2.8密耳，底漆厚度约1密耳(25.4微米)和外涂层厚度约1.8密耳。涂层结合到基材的粘合强度使用上述剥离测试来检验，结果列于表6b中。
一般而言，该烘焙涂层在煮沸之前和在煮沸之后14小时抵抗剥离，表现出强的、耐久的粘合。
实施例5-工业模拟，面包房检测 接着形成FEP/PPS底漆粉末进行实施例3的步骤，除了底漆粉末另外还有色素和填料。底漆粉末用3266g去离子水、9.9g表面活性剂(Silwet L-77)、460g PPS、85g硫酸钡、65g Afflair 520(云母)和40g黑色颜料制成。在高剪切混合之后，搅拌加入1084g FEP。该底漆粉末的成分为46％PPS、35％FEP、8.5％硫酸钡、6.5％Afflair(云母)、4％黑色颜料。
粉末底漆通过静电喷涂施加到喷砂渗铝钢面包盘上，大约2英尺×3英尺，该盘预先通过上文中划线的步骤清洁和喷砂。该盘具有容纳汉堡包用于烘焙的凹部。PFA粉末，DuPont 532-7410，是涂布在底漆层上的粉末。面包盘放入735(390℃)的烘箱并烘焙1小时。最终涂层厚度是2.8密耳，底漆厚度约1密耳(25.4微米)和外涂层厚度约1.8密耳(45.7微米)。色素和填料使涂层良好的遮盖基材和得到均匀的外观。
涂层结合到基材的粘合强度是使用上述剥离测试来检验的。该烘焙涂层在蒸煮之前和在蒸煮之后14小时抵抗剥离，通过强度评价表现出强的、耐久的粘合。
用这样的方式制备的面包盘在面包房经受模拟工业应用的检测。生面团放置到该面包盘的凹部，该盘放置到烘箱，烘箱的温度等变率到450(232℃)制作汉堡包，20分钟一个加热周期，一天循环4次。在6个月、1500次循环之后，没有涂层与面包盘基材粘合破坏的迹象。
实施例6-FEP/PES底漆粉末-喷涂烘干 接在FEP/PES底漆粉末后使用实施例3的步骤。如表7a所示去离子水、表面活性剂(Silwet L-77)和PES首先使用高剪切搅拌叶片混合。在高剪切混合之后，向混合物中搅拌加入FEP分散体并喷涂干燥。收集粉末的平均粒度是15微米。该底漆粉末颗粒的组合物列于表7b中。
底漆粉末通过静电喷涂施加到喷砂铝板上。PFA粉末，DuPont532-7410，是涂布在底漆层上的粉末。面板放入735(390℃)的烘箱并烘焙一小时。最终涂层厚度是2.8密耳，底漆厚度约1密耳(25.4微米)和外涂层厚度约1.8密耳(45.7微米)。涂层结合到基材的粘合强度是使用上述剥离测试来检验的。
该涂料体系的粘合强度是在蒸煮之前和在蒸煮之后14小时，表现出强的、耐久的粘合。
实施例7-FEP/PEEK底漆粉末-喷涂干燥 接在FEP/PEEK底漆粉末后使用实施例3的步骤。如表8a所示去离子水、表面活性剂(Silwet L-77)和PES首先使用高剪切搅拌叶片混合。在高剪切混合之后，FEP分散体搅拌加入混合物并喷涂干燥。收集的粉末的平均粒度是19微米。该底漆粉末颗粒的组合物列于表8b中。
底漆粉末通过静电喷涂施加到喷砂铝板上。PFA粉末，DuPont532-7410，是涂布在底漆层上的粉末。面板在735(390℃)下放入的烘箱并烘焙一小时。最终涂层厚度是2.8密耳，底漆厚度约1密耳(25.4微米)和外涂层厚度约1.8密耳(45.7微米)。涂层结合到基材的粘合强度是使用上述剥离测试来检验的。
一般而言，该涂料体系的粘合强度是在蒸煮之前和在蒸煮之后14小时，表现出强的、耐久的粘合。
权利要求
1.一种用于在基材上形成剥离表面的方法，所述方法包括(a)在所述基材上施加底漆粉末以形成底漆层，(b)在所述底漆层上施加外涂层粉末以形成在所述底漆层上的外涂层，所述底漆包含四氟乙烯/全氟烯烃共聚物和聚合物粘合剂，所述外涂层包含四氟乙烯/全氟代(烷基乙烯基醚)共聚物，(c)烘焙所述底漆层和所述外涂层以形成所述剥离表面。
2.权利要求1的方法，其中所述全氟烯烃包含3-8个碳原子。
3.权利要求2的方法，其中所述全氟烯烃是六氟丙烯。
4.权利要求1的方法，其中所述全氟代(烷基乙烯基醚)的烷基包含1-5个碳原子。
5.权利要求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.权利要求1的方法，其中所述底漆粉末是通过静电喷涂施加的。
7.权利要求1的方法，其中所述外涂层粉末是通过静电喷涂施加的。
8.权利要求1的方法，其中所述聚合物粘合剂选自聚醚砜、聚苯硫醚和聚芳醚酮。
9.权利要求2的方法，其中所述聚合物粘合剂包括聚苯硫醚。
10.权利要求2的方法，其中所述底漆粉末还包含最高达60重量％的四氟乙烯/全氟代(烷基乙烯基醚)。
11.权利要求1的方法，其中所述底漆粉末包含5-90重量％的聚合物粘合剂，基于所述含氟聚合物和所述聚合物粘合剂的总重量计。
12.权利要求1的方法，其中所述底漆包含10-20重量％的无机填料，基于所述含氟聚合物、聚合物粘合剂和填料的总重量计。
13.权利要求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剂。
14.权利要求1的方法，其中所述底漆粉末已经通过喷雾干燥形成。
15.权利要求1的方法，其中所述基材选自碳钢、铝或渗铝钢。
16.权利要求1的方法，其中当进行步骤(a)和(b)时所述基材是在15-25℃的温度下。
17.权利要求1的方法，其中所述外涂层粉末在所述底漆层上的施加是在烘焙所述底漆层之前进行的，其中所述外涂层的烘焙也烘焙所述底漆层。
18.权利要求1的方法，其中所述外涂层粉末在所述底漆层上的施加是在烘焙所述底漆层之后进行的，并且所述外涂层是在施加所述外涂层粉末之后烘焙的。
19.权利要求1的方法，其中所述底漆层的厚度小于2密耳(50微米)，并且所述外涂层不大于约25密耳(650微米)。
20.权利要求17的方法，其中所述底漆层厚度小于1.5密耳。
21.权利要求17的方法，其中所述外涂层厚度是1.5-3密耳(38微米-76微米)。
22.一种基材，所述基材在其上具有通过权利要求1的方法制备的释放涂层。
全文摘要
本发明涉及作为底漆粉末施加的四氟乙烯/全氟烯烃共聚物和四氟乙烯/全氟代(乙烯基烷基醚)共聚物粉末涂层一起使用，亦称全氟烷氧基聚合物(PFA)，当烘焙到基材上时涂料体系和基材产生了优良的和更耐久的粘合。粘合质量通过沸水剥离测试。
文档编号C09D127/12GK101061191SQ200580039809
公开日2007年10月24日 申请日期2005年11月18日 优先权日2004年11月19日
发明者C·K·亨尼西 申请人:纳幕尔杜邦公司