Základný povlak poťahovaný práškom

Číslo patentu: E 5030

Dátum: 08.05.2006

Autori: Cavero Jose, Huesmann Peter

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Opis ODKAZ NA SÚVISIACE PRIHLÁŠKY0001 Priorita tejto prihlášky sa zakladá na predbežnej prihláške poradové č. 60/678908 podanej 6. mája 2005 sem zaćlenenej odkazom.0002 Tento vynález sa týka nanášania nelepivých povlakov na podklad. Doterajšl stav0003 Zmiešaníe práškov fluórpolymérov a termoplastových polymérov, ako aj anorganíckých plniv pigmentov, za ktorým nasleduje nanášanie práškovej zmesi na kovový podklad astavenie naneseného prášku, aby sa vytvoril homogénny povlak na podklady, je dobre známe ztakých spisov ako je W 0 2003/015935.0004 Nanesenie viacerých vrstiev roznych fluorovaných živlc atermoplastových polymérov je taktiež známe z takých spisov ako je W 0 2003/015935.0005 Spôsob zahŕňajúci kroky potahovania podkladu práškom, obsahujúcim zmes fluórpolyméru atermoplastového polyméru, pričom uvedený prášok optimálne obsahuje perfluórpolymer alebo hliníkové vločky, a Zohriatie podkladu na teplotu dostatočnú, aby spôsobila že prášok sa stane dostatočne tekutým, aby pokryl podklad, je známy z W 0 2004/108842.0006 Tento vynález je založený na nájdeni spôsobu zahŕňajúceho jedinečnú kombináciu postupných krokov, ktorými sa na podklad nanáša viacero vrstiev zmesi fluórpolymérov a terrnoplastových polymérov, anorganíckých plniv a perfluórpolymérov.0007 Takže tento vynález poskytuje sposob poťahovania podkladu povlakom obsahujúcim fluórpolymér. Spôsob zahrnuje nasledovné krokya. Prlpravu tuhej zmesi obsahujúcej jeden alebo viac fluórpolymérov ajeden alebo viac termoplastových polymérov, tepelne stabilných pri teplotách nad 400 °Cb. Tavné miešanie a extrudovanie tuhej zmesi pri teplote od okolo 250 C do okolo 400 °C,aby sa dosiahla homogenita c. vystavenie extrudátu mechanickým prostriedkom, aby sa ziskal prášok do priemernej velkosti časti 100 mikrometrovd. Miešanie výsledného prášku s anorganickým plnivom, s priemernou veľkosťou častlc od okolo 5 do 100 mikrometrov, a perfluórpolymérového prášku s veľkosťou častíc od okolo 5 do 100 mikrometrov do zmesi podľa kroku c., aby sa ziskal práškový povlak zároveň sa pritom mieša anorganické plnivo a perfluórpolymér s práškom podľa kroku c., alebo sa anorganické plnivo mieša s perfluórpolymérom, alebo sa perfluórpolymér mieša pred anorganickým plnivome. Nanesenie práškového povlaku na podklad af. Zohriatie podkladu na teplotu dostatočnú, aby spôsobila, že prášok sa čiastočne zleje.0008 Iné uskutočnenia vynálezu sa týkajú detailov ohladne spôsobu a použitých materiálov. PODROBNÝ 0 P|S WNÁLEZU0009 Spôsob podla tohto vynálezu je založený na jedinečnej kombinácii krokov, materiálov apodmienok, ktoré vedú kviacvrstvovemu nelepivému povlaku svynikajúcou adhéziou medzi základným a vrchným povlakom.0010 Tento vynález výhodne poskytuje povlakový systém bez prchavých organických látok (VOC). Kvapalné základné povlaky, ktoré sú vsúčasnosti komerčne dodávané, sa zakladajú na-2 rozpúšťadlách a preto majú nežiaduco vysoký obsah prchavých organických látok (VOC). Dokonca systém založený na vode obsahuje značnú úroveň prchavých organických látok (VOC).0011 Vynález taktiež redukuje spôsob na spôsob, ktorý je kompletným práškovým spôsobom. Okrem zníženia prchavých organických látok (VOC), znižuje množstvo a komplikovanosť zariadení,ktoré musí pracovník vykonávajúci nanášanie. udržiaval.0012 Práškový základný povlak pre nelepivé práškové povlaky podľa tohto vynálezu sa zakladá na práškoch fluórpolymérov, termoplastových polymérov a períluorovaných polymérov, ako aj na anorganickom plnive. Ten sa líši od práškových povlakov založených na FEP (kopolymér hexafluórpropylénu a tetrafluóretylénu), alebo PFA (kopolymér períluórpropylvínyléteru a tetrafluóretylénu), komerčne používaných s rozpúštadlami. Spôsob prevodu týchto materiálov podla vynálezu na práškový povlak je zmiešaníe materiálov, za ktorým nasleduje spoločné extrudovanie a potom mletie na požadovanú veľkosť častíc.0013 Vzhľadom na základný povlak apoužitie fluórpolymérov atermoplastových polymérov,technológia podla tohto vynálezu je podobná, avšak nie rovnaká ako je opísané vpatentovej prihláške US 2004/0253387 A 1. Avšak ak vynález opísaný v tejto patentovej prihláške sa použije ako základný povlak práškových povlakov, nastal by deficit medzipovlakovej edhézie medzi základným povlakom a perfluórpolymérovým práškovým vrchným povlakom. Vrchný povlak, typicky PFA, FEP a/alebo MFA (kopolymér tetrafluóretylénu a perfluórmetylvinyléteru) by doslovne delaminoval, keby sa skúšal základnými testami adhézie (mriežková skúška adhézie a skúška adhézie nechtom).0014 Povlak podla tohto vynálezu možno používať na podklad akejkolvek požadovanej tvrdosti. Typ podkladu, na ktorý sa povlak nanáša a tvar, do ktorého sa vyfom-iuje, neobmedzuje rozsah vynálezu. Vo výhodnom uskutočnení nelepivý povlak podľa tohto vynálezu sa používa na poťahovaníe kovového podkladu, ako je ocel alebo hliník, ktorý sa tvaruje na čiemy riad. Je nanajvýš výhodné, aby sa podklad vopred ošetril kvôli vylepšenej adhézii základného povlaku, ako je chemické leptanie alebo pieskovanie. Najlepšie je pieskovanie.0015 Tento vynález používa dva prístupy na zlepšenie medzipovlakovej adhézie. Jeden prístup zlepšenia medzipovlakovej adhézie je vytvorit drsný povrch na základnom povlaku, ktorý vytvára mechanickú väzbu medzi základným povlakom a vrchným povlakom, čím menšia je veľkost častíc,tým menej drsný je povrch základného povlaku atým horšia je medzipovlaková adhézia. Tento drsný povrch a zlepšenú mechanickú adhéziu možno získať primiešanlm anorganického plniva, ako je pigment, ktorý má veľkosť častíc, ktorá vedie kdrsnému povrchu, ked sa základný povlak nanesie a vypečie, do vytlačeného a pomletého práškového povlaku. Jedným príkladom takéhoto pigmentu sú hliníkové vločky, ktoré sa viažu na práškový základný povlak. Týmto spôsobom, ked sa výsledný práškový základný povlak nanesie na kovový podklad a vytvrdí sa, za čim nasleduje nanesenie práškového vrchného povlaku a vytvrdenie, väzba medzi základným a vrchným povlakom je dostatočne silná, aby prešla skúšaním vriacou vodou, mriežkou a leplacou páskou. Avšak samotný povlak pripravený týmto sposobom neprejde skúškou medzipovlakovej adhézie,keď je skúšaný štandardnou skúškou nechtom po vriacej vode.0016 Druhý prístup zlepšenia medzipovlakovej adhézie je namiešať prášok, ktorý má tvoriť základný povlak, ktorý může obsahovat FEP, PFA a MFA s časticami veľkosti podobnej ako vrchný povlak, ktorý sa má nanášat na základný povlak. Toto podporuje omnoho silnejšiu väzbu medzi základným a vrchným povlakom, chemickými a mechanickými väzbami. Adhézia základného a vrchného povlaku sa zlepší do bodu, že výsledný povlak prejde skúškou vriacou vodou, mriežkou alepiacou páskou, ako aj skúškou nechtom, čo je velmi dôležité pre väčšinu priemyselných aplikácií, ako pri povlakoch komerčného čierneho riadu na pečenie.0017 Využiť možno jeden alebo oba vyššie uvedené prístupy, avšak najlepšia adhézia sa získa pomocou oboch prístupov.0018 Ako sa používa tu, pojem podobný vzhladom na veľkost častíc znamená, že stredný priemer príslušných častíc nie je viac ako o 50 , väčší alebo menší, než stredný priemer častíc, s ktorým sa porovnávajú.0019 Aby sa vytvoril základný povlak, tento vynález uskutočňuje tavné miešanie fluorpolyméru atermoplastového polyméru pri teplote od okolo 250 °C do okolo 400 °C, aby sa dosiahla homogénnosť. Je výhodné, aby množstvo fluórpolyméru vo výslednej tuhej zmesi bolo od okolo 5 hmotn. do okolo 50 hmotn. a množstvo termoplastového polyméru vtuhej zmesi bolo od okolo 50 hmotn. do okolo 95 hmotn., pričom tuhá zmes sa mieša a vytláča dvojzávitnicovým vytláčacím lisom pri výhodnej teplote od okolo 250 až 400 °C. Extrudát možno mliet na prášok s priemernou veľkosťou častíc okolo 100 mikrometrov na vzduchu pri teplote do okolo 10 až 20 °C.3 0020 Prášok sa potom zmieša s anorganickým plnivom ako je pigment, s priemernou veľkosťou častíc od okolo 5 do 100 mikrometrov a s perfluórpolymérovým práškom s veľkosťou častíc od okolo 5 do okolo 100 mikrometrov, aby sa získal práškový povlak. Anorganické plnivo a perfluórpolymér možno zároveň miešať s práškom pomletého extrudátu, alebo anorganické plnivo vmiešať pred perfluórpolymérom, alebo perfluórpolymér vmiešať pred anorganickým plnivom. Je výhodné,aby veľkosť častíc práškového anorganického plniva bola podobná velkosti častíc polymérnych práškov.0021 Zmes anorganického plniva a polyméru sa može spojit pred krokom e., pričom sa zmes nahrieva kým sa polymérne častice nestanú dostatočne lepkavými, aby sa prilepili na častice anorganického plniva.0022 Výhodné íluórpolyméry na použitie podľa vynálezu možno vybrať zo skupiny, zahrnujúcej PTFE (polytetrafluóretylén), kopolyméry TFE (tetrafluóretylén) s takými komonomérrni ako PMVE(chlórtrifluóretylén) a kombinácie vyššie uvedených komonomérov.0023 Výhodné termoplastové polyméry na použitie podľa vynálezu možno vybrať zo skupiny zahrnujúcej polyétersulfóny (PES), polyarylsulfóny (PAS), polyfenylsulñd (PPS), polyéteréterketóny0024 Anorganické plnivá, ktoré možno použit podľa vynálezu, zahŕňajú sludový metasilikát(metakremičitan vápenatý) alebo wollostonit, mastenec a hliníkové vločky. Hliníkové vločky sú najvýhodnejšie. Príkladom sú hliníkové vločky vyrábané spoločnosťou AIcon-Toya, známe ako PCF 7130. Je výhodné poťahovať hliníkové vločky akrylovou živicou.0025 Je výhodné, aby priemerná veľkost častíc anorganického plniva sa rovnala alebo bola väčšia než hrúbka povlaku na podklade po kroku f.0026 Prášková zmes sa potom nanesíe na podklad, výhodne elektrostaticky vo vrstve hrubej okolo 20 až 60 mikrometrov, avšak može byt hrubá až 100 mikrometrov vzávislosti od aplikácie,a podklad sa zohreje na teplotu dostatočnú, aby spôsobila že prášok sa čiastočne zleje (roztopl sa len do rozsahu, že častice prášku priľnú navzájom), zvyčajne od okolo 370 °C do okolo 415 °C. 0027 Na vytvorenie vrchného povlaku sa potom na potiahnutý podklad nanesíe perfluórpolymérový prášok a podklad sa znovu zohreje taktiež zvyčajne na teplotu od okolo 370 °C do okolo 415 °C, aby spôsobila, že perfluórpolymérový prášok sa stane dostatočne tekutým a naviaže sa na prvú vrstvu. Ako bolo uvedené vyššie, prášok ktorý tvorí vrchný povlak, má výhodne veľkosť častíc podobnú práškom, ktoré tvoria základný povlak.0028 Výhodné perfluórpolyméry na použitie podľa vynálezu tak v základnom povlaku ako aj vo vrchnom povlaku sú PFA, FEP a MFA, najvýhodnejšl je PFA kvoli svojim fyzikálnym vlastnostiam0029 Ked sa naniesol základný povlak, možno ho odvetrávať 2 až 3 minúty pri teplote od okolo 370 °C do 400 °C. Potom možno naniesť vrchný povlak, za ktorým nasleduje konečné tvrdenie okolo 10 minút pri 400 °C. Ak sa odvetranie nepoužije, konečné vytvrdenie možno robiť 10 minút pri teplote od okolo 400 až 425 °C, výhodne okolo 415 °C.0030 Vnasledujúcich neobmedzujúcich príkladoch sa podklad poťahoval rôznymi základnými povlakmi, z ktorých len jeden bol pripravený podľa tohto vynálezu a boli podrobené trom skúškam,aby sa stanovilo, ako perfluorpolymérový vrchný povlak priľne na základné povlaky. Prvá skúška bola skúška ceruzkou, pri ktorej sa ceruzkové tuhy rôznej tvrdosti ťahali po povrchu povlaku a pozorovalo sa, či vrchný povlak, ked sa prereže sa bude delaminovať od základného povlaku. Vdruhej skúške sa tlačilo guľôčkové pero do povlaku rôznymi tlakmi, aby sa vykonalo rovnaké stanovenie. Tretia skúška bola skúška nechtom, aby sa určilo či vrchný povlak možno odlúpit pomocou nechta skúšajúceho, po prvé sa ľahko odlupovali nechtom a po druhé, odlupovali sa nechtom potom, čo sa natreté panely ponorili na 30 minút do vriacej vody.0031 V tomto príklade boli splnené všetky požiadavky podľa vynálezu, s výnimkou že sa nepoužilo plnivo a perfluórpolymér sa zmiešal s práškovým extrudátom.0032 Vtomto príklade boli splnené všetky požiadavky podľa vynálezu, svýnimkou že sa nezmiešal pertluórpolymér s práškovým extrudátom.0033 Tento príklad ilustruje vynález vo všetkých ohladoch. 0034 Nasledujúca tabuľka zhŕňa materiály použité vo vyššie uvedených príkladoch.a. Zmes v ššie uveden ch materiálov a v tlačenieb. Zmes nasledujúceho materiálu (materiálov) s extrudovanými úlomkami omletieD miv oxid kremići 110111151111 c. Spojenie drviny s následnými hliníkovými vločkami sposobom Benda-LutzPCF 7130 neodlupujúce sa Hliníkové vločk d. Miešaníe s následn m ráškomRyton V 1 je nízko viskózny polyfenylénsulfid vyrábaný spoločnosťou Chevron-Phillips z Bartlesville, Oklahoma.PTFE TL 10 je fluórpolymér, najlepšie známy ako polytetrafluoretylen. Vyrába ho spoločnosť AGC Chemicals Americas, Inc z Downningtown, Pennsylvánia.Kanálové sadze sú mikropomlete kanálové uhlíkové sadze, ktoré predáva spoločnosť Keystone Aniline Corp. z Chicaga, Illinois, používané len na dodanie farby.Neocryl BT-44 je vodný akrylový latex, vyrábaný zo 45 tuhých látok spoločnosťou NeoResins Inc., ktorá je obchodným útvarom DSM.Dymlvý oxid kremičitý vyrábaný spoločnosťou Cabot Corp. alebo Degussa je prísada používaná na zlepšenie nanášanie práškových povlakov striekanlm.PCF 7130 je pigment z neodlupujúcich sa hliníkových vločiek od spoločnosti Toyal America Inc. Tento pigment má pri D 50 veľkosť častíc 23 mikrometrov.HyfIon® PFA 7010 je kopolymér tetrafluóretylénu a perfluórpropylvinyléteru, ktorý má pri D 50 veľkosť častíc 38 mikrometrov.0036 V príkladoch 1 až 3 drvina vytvorená po kroku c. má pri D 50 (okolo 50 častíc má špecifikovaný priemer) velkost častíc 22 mikrometrov, teplota extrudovania bola 300 °C, pri teplote vzduchu -1 °C. Veľkosť častíc perfluórkopolyméru tvoriaceho vrchný povlak bola okolo 20 až 25 mikrometrov.0037 Vzhľadom na skúšku ceruzkou tvrdost túh bola B, HB a F, v rastúcom poradí tvrdosti.0038 Vzhľadom na skúšku guíočkovým perom použité tlaky boli 20, 50 a 70 psi (138, 345 a 483 kN/mz).0039 Nasledujúca tabuľka zhrňuje výsledky

MPK / Značky

MPK: C09D 127/12, C09D 5/03, C09D 181/00

Značky: základný, povlak, práškom, poťahovaný

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-e5030-zakladny-povlak-potahovany-praskom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Základný povlak poťahovaný práškom</a>

Podobne patenty