[发明专利]用于制造具有随着时间稳定的金属外观并具有改进的抗铅笔画痕性的制品的粉状组合物

说明书

发明领域

本发明涉及用于制造具有金属外观的制品的粉状聚合物组合物领域。本发明更特别涉及通过熔融至少一个粉末涂层使粉末聚结(agglomeration de poudre)来制造制品的至少一个表面部分(即至少外表面)。

本发明不仅涉及三维制品的完全制造，还涉及这些制品的至少一个表面部分的制造，只要通过由辐射引起的熔融或烧结使至少一个粉末层聚结以进行这种制造。术语“辐射”是指例如，激光束(激光烧结)、红外辐射或紫外辐射，或可熔融粉末以制造3D制品或该制品的至少表面部分，如该制品的涂层的任何电磁辐射源。

因此，本发明尤其涉及用于涂覆制品，如洗碗机的金属篮的聚合物涂料领域。由于预先沉积在制品上的至少一个粉末层的熔融，这些涂料在制品上形成膜。

在工业规模下通过静电粉化、通过流化床浸渍、通过摩擦电床浸渍(如专利EP 1 119 422中所述)或通过本领域技术人员公知的任何其它涂布方法制造这些涂层。

现有技术

文献US 5 520 956 (Merck)描述了具有光泽效果的颜料在通过交联(热固化)获得的涂层中的用途。

文献US 2007/0 032 574 (Eckart)描述了其表面经有机磷化合物改性的珠光颜料在涂料粉末中的用途。所用涂料粉末是聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯或环氧树脂。

这种类型的聚合物涂料具有若干缺点：耐磨性不足、耐腐蚀性不足、要求在炉中在精确的时间和温度条件下交联的复杂实施方式。

也可以提到如Plascoat公司的文献GB 2 097 809中所述的用包含例如来自(甲基)丙烯酸的极性官能的热塑性聚烯烃粉末(例如基于聚乙烯或聚丙烯)获得的涂料。但是，这些涂料具有不足的耐磨性和耐腐蚀强度，并难以用在由金属丝制成的制品，如洗碗机篮上。

相反，聚酰胺涂料具有良好的耐磨性、良好的耐腐蚀性且极易使用。专利EP 0 367 653、EP 0 706 544、EP 0 821 039、EP 1 453 906、EP 1 541 650和申请人提交的专利申请WO 2008/029 070描述了用聚酰胺涂料获得的这些有利性质。

现有技术的涂料中最常遇到的缺陷是气孔、起泡、鱼眼、边缘剥离和桔皮。

气孔相当于在其成膜和硬化时由聚合物膜涂铺中的缺陷引起的涂层表面处的空穴形成。起泡相当于在聚合物膜表面处的气泡形成。鱼眼是以该薄膜表面上某些区域处的涂层消失为特征的缺陷。在涂料不能充分润湿该表面时或在聚合物粒子彼此很差地聚结时通常形成鱼眼。熔融的涂层形成类似鱼眼的图案。边缘涂覆缺陷或边缘剥离与聚合物膜对制品末端的差涂覆性相关。另一可能的外观缺陷是桔皮，即由聚合物膜的差的拉伸(tendu)造成的涂层的过度表面波纹。

除不美观外，这些缺陷造成腐蚀问题。

还显示出某些涂层和制品表面发生色调损失或黄化。

如今，显著的市场趋势是需要兼具高耐腐蚀性和改善的美学外观，特别是金属外观(例如银色、金色或虹彩色)的涂料。

为了改善涂层膜的金属外观，在涂料配方中使用金属颜料。

美国专利申请US 2006/0 135 670描述了含有金属粉末，如不锈钢粉末的热塑性聚合物组合物，以获得具有金属外观的涂层。该申请中所用的金属粉末的量为在每100份(按质量计)热塑性聚合物1至10份，优选1至3份的范围内。

在包含金属颜料的这些涂层中常观察到的问题是在它们与水的长期接触过程中金属效果的损失和涂层的失去光泽。某些两性金属在水介质中反应形成导致金属粒子失去光泽和因此该涂层在使用过程中失去光泽的化学物类。

为减轻这种失去光泽问题，一种现有方式在于使用不透水基质或使用例如被二氧化硅涂布的金属粒子(例如铝)。非漂浮型铝粉的情况尤其如此。但是，这些方式不提供所需美观性。

另一问题在于该涂层由于水解产生的脆性。与其它热塑性聚合物相比，聚酰胺(PA)，特别是聚酰胺11，表现出较好的抗水解、抗腐蚀和抗磨性并且容易使用(例如通过流化床浸渍)。这种结晶聚酰胺因此构成特别适用于涂布洗碗机篮的阻隔材料。

另一问题是颜料在通过干混添加到该组合物中时的分离。施用过程中的颜料分离问题主要与存在倾向于将聚合物与颜料分离的静电力相关。为避免这一问题，必须选择适于该颜料的粒度和充足的混合时间。

金属涂层的主要问题是它们在在任何表面上摩擦该制品后被留下画痕的趋势。在运输经涂布的制品时情况尤其如此。

使用顶涂层无法解决这一问题，因为在涂布过程中，在聚合物再熔时会损害这种涂层。