[发明专利]用内部带电式静电喷涂机施涂的导电涂层

说明书

发明领域

本发明涉及使用内部带电式静电喷涂机进行喷涂的组合物，其硬化后会形成导电材料，此外还涉及包含一层或多层此导电材料的物品。

发明背景

汽车可以采用多种方法进行涂装，其中包括具有高压喷头(50-140千伏)的静电喷涂机。在此工艺中汽车车身通常是由金属制成的，并且接地以便在喷头与汽车车身之间形成一个电位差。喷头中的一个电极使涂料液滴带有电荷，从喷头中喷出的带有电荷的喷雾被吸引到接地的汽车车身上。涂料的涂敷效率(例如，从喷涂机转移到底材表面的涂料的量)由于喷涂的涂料带有电荷而提高了。内部带电式静电喷涂机的喷头内通常有一条管，可以使管内大约90％的涂料带电。而外部带电式静电喷涂机通常在喷头孔口周围有外突出部分，使离开喷头的涂料带电。与内部带电式静电喷涂机相比，外部带电式静电喷涂机只能使较少百分数的涂料带有电荷，并且使用外部带电式静电喷涂机的涂装工艺与使用内部带电式静电喷涂机的工艺相比，涂敷效率也较低。

大多数汽车车身还包含塑料部件，例如车身的塑料外壁板、塑料内饰部件等。在静电喷涂过程中，静电荷聚集在未涂装的塑料部件的表面上，从而使喷头与未涂装的塑料表面之间的电压下降。下降的电压会减弱作用于带电涂料液滴上的电场力。当进行塑料表面的静电喷涂时，聚集的表面电荷也可能会在未涂装的塑料表面形成一个方向相反的电场，排斥空气中悬浮的涂料颗粒，从而导致涂敷效率降低。

在进行静电喷涂时，涂有导电底漆的塑料表面被认为会减少表面电荷的聚集。已涂有底漆的塑料部件在涂装前连接到的汽车车身上，因此在随后的面漆、清漆、和/或其它汽车面漆的静电喷涂过程中，塑料可以被看作像金属一样接地。不幸的是由于回溯(Track back)现象内部带电式静电喷涂机不能高效地喷涂可形成导电涂层的组合物，回溯是指电流沿涂料喷涂的方向移动，再回到静电喷涂机的能力。采用内部带电式静电喷涂机喷涂的大多数涂料组合物其导电性均不够高，在喷涂过程中不足以导致回溯现象的发生。然而在用内部带电式静电喷涂机喷涂可形成导电涂层的组合物时，就会给电流提供一个回溯的通路，从而使喷涂机短路。因此在汽车生产前，经常是用空气喷涂机或者外部带电式静电喷涂机来涂装塑料部件。涂装后的塑料部件与汽车车身连接，然后在涂装前涂第二次底漆(同时为金属部件表面涂一层底漆)。结果是塑料部件表面一般包括两层底漆。

能够生成导电涂层、并且能够使用内部带电式静电喷涂机对金属和塑料进行喷涂的组合物将会是理想的。金属和塑料两种部件可以同时涂装底漆，从而可以在汽车车身装配前减少塑料部件预涂装这一生产步骤。使用内部带电式静电喷涂机喷涂此组合物，与使用外部带电式静电喷涂机的工艺相比，将会提高涂料的涂敷效率。

发明简述

本发明提供包含石墨、基料前体以及低极性溶剂的组合物。这类组合物能够使用内部带电式静电喷涂机进行喷涂，而且经过硬化后可形成一层导电材料。汽车车身的金属及塑料部件均可以用本发明的组合物进行静电喷涂，所以在生产过程中塑料部件只需涂装一次底漆，减少了在汽车装配前因塑料部件单独涂装一层导电材料而产生的成本。本发明的组合物也可以用作金属部件的底漆，在静电喷涂面漆前使用。因此本发明的导电组合物部分地提供了至少两个功能：金属的一种底漆和为塑料提供导电表面。本发明的导电组合物可以通过内部带电式静电喷涂机的喷头进行喷涂，而不会产生回溯现象，也不会使喷涂设备短路(点火故障限制通常设定在180微安)。用来喷涂本发明组合物的内部带电式静电喷涂机喷头的电压范围为约50-约140千伏，约80-约90千伏更好。采用静电喷涂此组合物可以从汽车生产流程中省去一个步骤，因此汽车生产商可以节约一部分成本。本发明的涂层除了具有抗碎裂性、抗冲击性以外，还具有良好的外观而且与金属和塑料之间的附着力良好。

本发明还提供一种在底材上附着有一层导电材料的物品。本发明的组合物硬化后会在底材表面形成一个涂层(一层导电材料)。

本发明还提供一种涂装方法，包括使用内部带电式静电喷涂机喷涂含有石墨、基料前体及低极性溶剂的组合物的各个步骤。

关于本发明所使用的(术语)如下：

“可静电喷涂”是指可以通过内部带电式静电喷涂机进行喷涂而不会产生回溯现象的组合物。

“组合物”是指包括基料前体、石墨以及低极性溶剂的处于可流动状态的涂料。

“涂层”是指硬化后的上述组合物。

“颜料”是指炭黑、石墨、TiO₂或给组合物提供颜色的其它颗粒。

发明详述