[发明专利]制备带静电颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种制备带静电颗粒的方法，特别涉及制备高电阻的预带静电的粉末，例如粉末油漆，家用洗涤颗粒和生物医学用的带电颗粒。

静电涂覆技术在商品应用中日益广泛，它要求耐久的、高质量的涂层。静电涂覆技术涉及在底衬上，一般是但不仅是金属底衬，通常通过喷涂，涂敷带静电的颗粒，优选地是被加了颜色的颗粒，接着烘烤形成均匀的附着涂层。含有颜料的油漆颗粒的电荷引起颗粒在底衬上附着，并且直到热处理前，都保持在原来位置上。

静电涂覆技术几乎独占家用白色商品市场，并且日益应用于汽车工业。所知略少的应用领域包括家具工业和瓶子涂覆的应用。

已知有两种关于使油漆颗粒带静电的方法，它们或是通过电晕带电，或通过摩擦或由摩擦产生的效应带电。已知这两种技术效率低，并且非常难以预料。使粉末带电的重要过程是最终使用者的职责，一般是通过在商业上可买到的设备来完成。

电晕带电方法依赖于建立一种高电荷密度的单极离子云，接着，离子云的离子附着在预定的颗粒外表面，这些颗粒分散到空中的云中。典型地，只有大约全部带电离子的0.5％附着在空中颗粒上，余下的95.5％作为自由离子保留，它们极有损于涂敷应用中的涂层质量。

颗粒的摩擦或由摩擦引起的带电是很难预计的，而且带电方法对一些参数敏感，它包括使用的材料性质、相对湿度、接触时间、相对介电常数、表面条件、接触类型和可能的电阻。

因此，现有技术方法具有缺点，颗粒的带电取决于表面机理，而且带电过程一般是处在最终使用者的控制下。对沉积在单个颗粒上的电荷水平控制极有限的。

现在我们开发了一种为粉末颗粒带电的比较能重复的方法，它克服了现有技术的缺点。

因此，本发明提供一种制备高电阻材料的带静电颗粒的方法，它包括在等于或高于其玻璃相变温度，或高于其熔点温度时，把一种单极电荷加到材料中，该单极电荷被加到材料本体中，并接着将带电材料粉碎，或者在生成其颗粒的同时，将电荷加到材料中。

正如本领域技术人员所知，术语玻璃相变温度被定义为这样的温度，在该温度下，非结晶材料，例如聚合物或玻璃，从脆性状态变成塑性状态。

本发明的方法是在等于或高于其玻璃相变温度，或高于其熔点温度时，或者通过单极电荷的注入，或者通过单极电荷的感应将单极电荷加入到材料中来实施的。单极电荷可能加到材料本体中，并紧接着通过粉碎，例如通过研磨的方式形成其颗粒。在粉碎过程中，材料将保持它的电荷，它被有力地固定在材料上。或者反过来，在产生其颗粒时，可以将单极电荷加到材料中，例如经过预定小孔的喷嘴喷出。按照本发明产生的颗粒可以任意地带以正电荷或负电荷。

按照本发明的方法，能被带电的材料的实例是聚合材料，例如聚乙烯或环氧树脂/聚酯；或石蜡，如合成石蜡或天然石蜡，例如Carnauba石蜡。

按照本发明方法生产的带电颗粒的粒径优选地为10-300μm，较优选地为10-40μm。

本发明的方法可用于生产复合的聚合材料的带静电颗粒，以作为粉末油漆的涂覆应用，合成的聚合材料一般在其中加入一种或多种颜料。本发明的带电颗粒的其他应用是用作家庭洗涤颗粒、生物医学目的的带电颗粒，以及以昆虫控制为目的的带电颗粒。

本发明在它的范围内也包括聚合材料或石蜡的带静电颗粒，其中单极电荷被加到颗粒本体内。

本发明的带电颗粒与可能采用的现有技术相比，具有更多的能再现的电荷水平。尤其，这些优点是电荷被置于颗粒的本体内，而且在制造阶段就把颗粒预带电了，而不是使用前立刻带电。这些导致这种电荷的保持时间要比表面带电颗粒的时间长，而且提供的颗粒比表面带电颗粒有更好的雾化特性。

本发明将参阅附图进行叙述，其中：

图1是表示电荷处于现有技术的颗粒表面的示意图；

图2是表示电荷处于本发明的预带电的油漆颗粒内部的示意图；

图3是装置按照本发明的方法使颗粒感应带电的示意图；

图4是装置按照本发明的方法使颗粒电晕注入带电的示意图。

参考这些附图，图1表示油漆颗粒1，其表面具有一个负电荷2。在1a处表示的是颗粒的本体；通过颗粒的断面观察，它是不带电的。图2表示按照本发明生产的预带电颗粒。颗粒3在其表面不具有任何电荷。颗粒内部的断面被表示在4，此处清楚地表示了颗粒的本体被充以负电。

虽然颗粒1和颗粒3分别表示表面带负电荷或整体带负电荷，但应该理解这两种颗粒也许同样能带有正的单极电荷。