[发明专利]涂覆方法

说明书

通过离子交换对产品进行涂覆的方法，该方法包括：a)提供包含表面分离物质(SSS)的产品，所述表面分离物质具有低表面能组分和离子组分，其中，所述SSS分离至所述产品的外表面以形成活化的表面；以及b)用包含表面改性剂的液体对所述产品的活化的表面进行处理，所述表面改性剂含有一种或多种聚离子物质，其中，所述聚离子物质通过离子交换过程被吸引至所述活化的表面并沉积在所述活化的表面上。

技术领域

公开了一种通过离子交换方法涂覆基材的方法。该方法基于利用表面分离物质来活化基材表面，然后将该基材表面用表面改性剂处理从而在基材上形成涂层。该方法可采取用于预涂漆(pre-painted)产品的涂覆方法的形式，或者该方法可包括将表面分离物质施用至产品表面的步骤。本公开延伸至通过本方法生产的涂覆产品。本公开还延伸至用于生产涂覆产品的组合物。

背景技术

通常希望具有能够提供多种功能的物质。由本体材料(bulk material)赋予一组固定的性能，例如不透明性、机械强度、颜色等。通过提供赋予复合物质(composite)其各自性能的材料的层压结构，可赋予挤出的聚合物多种性能。这些是复杂的共挤出结构(coextrusion constructions)，并且主要限于聚合物膜应用，例如包装和粘合层压。在这些情况下，表面性能为最外层聚合物层的性能。这种多层方法对于涂料(包括卷材涂料)来说实用性小得多。热固性卷材涂层可包含5-10微米的薄底漆层，该薄底漆层被10微米或以上的较厚彩色涂层覆盖。大多数涂覆设施能够在单线道中施加两个涂层。有时可能施加第三涂料层，但由于机会成本损失，多线道过会带来严重的经济损失，通常避免这种做法。如在共挤压的情况下，表面性能为最外层的性能。

通过将添加剂掺入本体聚合物或涂料基质中可引入另外的功能性能。其可为提供例如颜色、UV透过性和热反射性等性能的颜料，或改变本体机械性能的填料的形式。然而，本体添加方法对于不涉及材料质量的表面性能并不有效。例如，抗微生物性能可通过添加含银玻璃颗粒来赋予，但是大部分玻璃仍埋在本体膜中，因此银离子利用较差。

改变材料性能的一种方法是对表面进行改性。对于主要或完全为表面组合物的功能的期望性能，其实例包括但不限于：硬度、韧性、耐磨性、UV耐受性、表面反射率的目标水平、电性能、与其它材料的粘附增强、自动清洁、润滑性、水润湿性、疏水性、疏油性、抗污性、抗微生物作用和抗微生物沉降性。

理想地，这些性能可通过在本体材料表面上形成薄的功能层来引入。然而，虽然有许多方法用于对这些商业产品的表面进行改性，由于这些方法复杂、昂贵和/或应用受限，它们各自遇到一个或多个障碍。

大多数涂料和聚合物的表面难以进行改性，因为它们往往是化学惰性的。它们通常是疏水性的，以至于难以用水基的产品润湿，并且与其它材料的粘附差。溶剂润湿更容易，但聚合物和涂料通常会吸收有机材料，有时会破坏现有的表面性能。此外，溶剂的使用通常有助于挥发性有机污染物的排放。表面活性剂可用于改善水性处理的润湿，但所需的表面活性剂水平往往较高，它们通常与功能性处理相互影响从而改变其性能，并且微米级的表面的均匀润湿最初并不总能在微米级实现或在干燥过程中保持，特别是在粗糙表面上。通常，处理的化学品积聚在低点中，而峰未得到好的值即使有涂覆也不充分(如果有的话)。对于需要在纳米级完全覆盖且要良好地控制膜厚度的性能，这是不可接受的。

疏水材料的低表面能以及随之与其它材料相互作用的能力弱导致与其它物质的粘附相互作用弱。由于这些问题，可能难以用简单的方法对聚合物和涂料的表面进行改性并且在使用中保持表面性能。

可通过改变表面化学以在表面上引入极性官能团来解决这些问题。对于印刷和层压等目的，电晕处理、火焰处理、等离子体蚀刻和铬酸氧化可有效增强表面的粘附性质，但它们的使用主要局限于这些领域。这些处理方法存在以下缺点：

·需要额外的工艺步骤来实施改性；

·由于表面上的聚合物/涂料能够重新定向和重新排列从而最小化界面能量以响应其环境，可能使处理的寿命受损。