CN111448247A - 基于聚合物的基材及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于聚合物的基材，所述基材特别是能静电涂覆的，其中所述基材具有在使用聚合物材料的情况下生产的基材基体和施加到该基材基体的表面区域上的两层或多层涂层，其中所述涂层的第一层形成为粘附层并且布置成与所述基材基体的表面区域接触，其中所述涂层的第二层形成为可涂漆的覆盖层，其中所述涂层的至少一层在使用非电绝缘材料份额的情况下制成为具有减小的表面电阻的层，从而得到该层的约1010欧姆或更小的比表面电阻，其中所述涂层的至少一层形成为薄膜。

Description

基于聚合物的基材及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种基于聚合物的基材及其生产方法，该基于聚合物的基材尤其可进行静电涂覆。
背景技术
基材的静电涂覆、特别是粉末涂漆在许多应用领域中非常重要，其不仅用于装饰目的，而且特别是也作为腐蚀防护。
DE 10 2011 110 899 A1中提出一种绝缘隔板，该绝缘隔板用于连接第一金属外部型材和第二金属外部型材，配备有线状的导电纵向元件，以便为粉末涂漆做准备。在此，导电的纵向元件在横向上彼此导电地连接并且与第一或第二外部型材连接，使得由绝缘隔板和两个金属外部型材组成的复合型材可进行粉末涂漆。
在EP 0 667 625 B1中描述了用粉末漆静电涂覆的聚酰胺材料。在此，除聚酰胺外，聚酰胺材料还包含最高达10重量％的碳纤维和30至60重量％的金属粉末，其中金属粉末与碳纤维的重量比应为150:1至6:1。这样得到也可以与金属部件一起粉末涂漆的塑料部件。
EP 0 685 527 B1中推荐一种特殊的基于聚苯醚-聚酰胺的聚合物材料，其中每100重量份聚合物具有1至7重量份导电碳黑，从而获得一方面大于15kJ/m2的埃左缺口冲击强度，以及小于106欧姆·cm的体积电阻值。该聚合物材料构思用于使用静电涂覆工艺的应用。
EP 2 071 585 A1提出一种具有基于聚酰胺的连续相的热塑性组合物，其中分散有聚苯醚。该组合物还包含在连续相中包含至少50％的导电添加剂。体积电阻为小于105欧姆·cm。提到汽车制造作为该材料的应用领域，在该应用领域中金属和塑料基部件经常要一起进行粉末涂漆。
从WO 2005/097902 A1中已知另一种适合于汽车制造的用于涂覆基材的方法。为了生产基材，提出了一种导电聚酰胺组合物，其除了聚酰胺作为主要成分外，还包含一定份额的酚醛清漆树脂、一定份额的增强材料和至少0.1重量％的导电颗粒填料。
EP 2 427 518 B1中描述了具有降低的吸水能力的导电聚酰胺模塑料。除聚酰胺外，该模塑料还包含丙烯聚合产物、聚丙烯接枝共聚物形式的增容剂和一定份额的碳纳米管(CNT)。
为了提高复合型材的纵向剪切强度，在DE 32 36 357 A1中建议为绝缘隔板的端部区域设置牢固粘附的金属镀层，所述端部区域啮合到金属型材的槽中。根据该文献，还可以为其他表面区域设置金属镀层，以使其反射热辐射，从而改善复合型材的隔热性。但是，在此必须确保端部区域的金属镀层与其他表面区域的金属镀层或多个金属镀层之间保持1-2mm的距离，以使复合型材中的绝缘隔板的隔热效果不受太大影响。
同样，为了通过热辐射的反射来改善复合型材的隔热性，EP 2 360 341 B1提出在金属型材的位于复合型材内部的表面上可选地以胶带的形式施加红外反射层。这些红外反射层也应当施加到塑料绝缘隔板的伸入复合型材内部空间中的突起中。这些突起主要用于抑制复合型材内部空间中的对流。据描述，复合型材可在其外表面上涂覆热塑性粉末漆。
在现有技术中的方法中存在的问题是，在塑料构件例如复合型材的绝缘隔板的区域中在粉末涂覆之后总是观察到不足的粉末漆覆盖率、不足的漆粘附性和/或漆层的起泡。
尤其是在使用聚酰胺材料作为待涂漆基材的情况下，经常出现非常狭窄、困难或不可控制的工艺参数范围，要遵守该范围以避免造成缺陷的起泡(例如基材残留水分太高)和粉末漆覆盖率不足或其他漆缺陷，例如漆厚度波动(通常基材的静电性能不足，例如基材的残留水分太低)。
此外，在现有技术中常常例如通过添加导电填料来改变体积中的基材的聚合物材料，从而实现整个体积中的改善的(耗散)导电性。然而，此外这样做可能对物理性质例如机械强度和导热性产生负面影响，但也可能对材料成本产生负面影响。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种基材，其中可静电粉末涂漆性可再现地并且工艺稳定地得到改善，而不会显著损害其隔热性能和其他相关的材料性能和产品性能，特别是拉伸强度和弯曲强度。
该目的在具有权利要求1的特征的基于聚合物的基材的情况下得以实现。
令人惊讶的是，现已发现可以将涂层施加到基材基体上，所述涂层在宽的加工窗口中显著改善涂漆性能(减少了漆中和漆下的气泡形成；改善了粉末或漆的吸引力以及漆在基材上的粘附性)，而在此情况下不显著提高所获得的产品中的热传递(特别是通过热传导)。此外，根据本发明的基材可以廉价地生产并且与可能的其他工艺步骤相容，例如用于阳极氧化工艺的湿化学预处理。
根据本发明，在使用聚合物材料的情况下制成的基材基体的表面区域上施加两层或多层涂层，其中涂层的第一层设计为粘附层并且布置成与基材基体的表面区域接触，其中涂层的第二层设计为能够涂漆的覆盖层，其中在使用非电绝缘材料份额的情况下将涂层的至少一层制成为具有减小的表面电阻的层，从而得到该层的约1010欧姆或更小的比表面电阻，并且其中所述涂层的至少一层设计为薄膜。
粘附层构成独立的层，其确保根据本发明的涂层的其它(一个或多个)层与基材基体的粘附。
粘附层尤其可以设计为粘接剂层、具有粘接剂层的底漆层或者也可以设计为可以与基材基体焊接的层。
在已调节状态下测量层的比表面电阻，即在23℃+/-2℃和50％+/-10％的相对湿度下并且根据DIN EN 61340-2-3的要求储存之后。比表面电阻减小到约1010欧姆或更小的层在下面也被称为导电的。
为了比较：玻璃纤维含量为25重量％(水含量≤0.4重量％)且不添加降低表面电阻的添加剂的干燥聚酰胺PA66的比表面电阻约为1014欧姆。在调节之后，即以上定义的储存之后，水含量增加至约1.9重量％，并且比表面电阻降低至约1013欧姆。
或者，可以使用快速方法进行测量，其中用具有点状测量尖端的电极确定表面电阻，该表面电阻用市售的数字万用表可确定到最高108欧姆。
由于按照快速方法进行的表面电阻测量通常得到比按照上述标准测试方法进行的比表面电阻的测量更高的值——在上述标准测试方法中测量是在正方形表面上进行的，其中电极布置在正方形的两个相对边上——因此在每种情况下表面电阻的测量允许来评估样品中比表面电阻是否低于例如1010欧姆的上限，特别是也低于109欧姆或低于108欧姆。
如果按照该快速方法获得例如108欧姆或更小的表面电阻的测量值，则可以说明在这种情况下小于109欧姆的比表面电阻。另一方面，如果由于超出万用表的测量范围而没有显示任何值，则不能得出比表面电阻高于109欧姆的结论；在这种情况下，必须使用具有更大测量范围的仪器重新测试。
可以根据上述标准测试方法精确地进行比表面电阻的测量，但是在个别情况下，在待测样品的复杂、小规模的表面几何形状的情况下会导致标准测试方法的实施出现问题。如上所述，这里也可以替代地以快速方法进行表面电阻的测量。
另外，当然可以将根据本发明所要使用的涂层施加到足够尺寸的由基材基体的聚合物材料制成的平面试样体上，此后可以按照标准方法确定比表面电阻。
降低(比)表面电阻的非电绝缘材料这样通常可以表征为导电或半导电的。
根据本发明的基材已证明易于粉末涂漆，并且尤其可以由于以下特性而突出：
a)当将带静电的漆粉末施加到、特别是喷涂到接地或带电的基材上时，具有良好的粉末吸引力和均匀的粉末覆盖率；
b)正确的固定，例如通过烘烤、熔化、烧结或漆的热固化，尤其是在漆层内或在基材与漆层之间没有起泡或形成孔(缺陷点)，尤其是在经过必要的加热程序或温度程序时，例如在烘烤期间；
c)漆层在基材上的牢固粘附，从而在正常使用条件下防止漆层的分层、剥落或碎裂。
粉末漆的烘烤过程通常需要170℃或更高、优选180℃或更高的温度，也可能需要超过200℃的温度。
在此，将基材在高温下保持几分钟，例如10分钟或更长时间，例如20分钟或更长时间，以完成粉末漆的成膜和交联。干燥步骤也可以是涂漆过程的一部分，在该过程中通常预先在80℃至150℃的中等温度下干燥基材。这种预先提供的干燥步骤优选用于例如减少或防止在漆烘烤工艺过程中挥发性物质的逸出，尤其是残留水分的释放。
比表面电阻优选为约108欧姆或更小，特别是约107欧姆或更小。
两层或多层涂层可以设计为自粘合的，并且于是包含粘附层作为第一层。
此外，粘附层作为两层或多层涂层的第一层可以通过施加粘合剂来单独施加，例如通过刮涂，即独立于涂层的层或其他层地也施加在基材基体上和/或涂层的其他(一个或多个)层上。
合适的粘合剂尤其是反应性粘合剂、压敏粘合剂和可热活化的粘合剂。粘合剂尤其也可以以胶带的形式提供。
两层或多层薄膜也可以通过溶剂粘合与基材基体连接，或者也通过焊接，其中于是相应地选择第一层作为粘附层。
涂层与基材基体的连接可以在大面积上、在表面片段上或者还仅点状地进行。
例如，如果基材基体具有凹空部、缺口或通孔，这些凹空部、缺口或通孔被连续的根据本发明的涂层覆盖或遮盖，则实现涂层与基材基体的部分接触。同样，例如基材基体可以具有表面轮廓不应被或不能被根据本发明的涂层覆盖的几何结构、形状或形状元素，例如连续的槽、底切、沟、凹陷，或突起或跳跃上的半径或尖锐的弯曲。这例如在图2E中示出，其中涂层没有在整个表面上贴靠基材基体。
此外，可能有必要或有意义的是，粘附层不是全面且连续地施加，而是仅部分地施加，例如仅以线条或点的形式，因此涂层仅在设有粘附层的区域中相应地与基材基体连接。
比表面电阻的降低可以优选地通过导电或半导电材料来实现。这些材料优选地选自碳基组分，特别是导电碳黑、CNT、碳纤维、碳层材料，特别是石墨、石墨烯和氧化石墨烯，导电和半导电陶瓷，特别是半导体氧化锡，导电聚合物、金属，例如金属层、金属粉末、金属薄片和金属纤维的形式。
在半导电陶瓷例如半导体氧化锡的情况下，特别优选铟掺杂的和氟掺杂的氧化锡(ITO或FTO)。它们特别是以连续层的形式或以结合了聚合物的粉末的形式使用。
表面电阻减小的层也可以由导电材料的基本上连续的层构成。
根据本发明的优选基材包括呈金属层特别是铝、铜或银层形式的导电材料，其中所述金属层优选具有约500nm或更小、特别是约200nm或更小、特别优选约100nm或更小的厚度。
如果将金属铝或另一种化学上容易被侵蚀的金属用作导电材料，则优选将其用于覆盖层下方，以便例如避免不希望的氧化成Al2O3，从而避免该层的电导率降低。
通过使用特别是由合适的聚合物制成的保护性覆盖层，即使根据本发明的基材经过了化学或电化学预处理浴例如阳极氧化浴，也可以因此保持薄金属层(例如，层厚度为100nm或更小的铝蒸镀层)的电导率。这种湿法化学预处理是用于生产粉末涂漆的塑料-金属复合型材的工艺中的常见过程。
在根据本发明的特别优选的基材的情况下，具有导电材料的层包括选自以下的非金属导电材料：
a)导电碳材料，特别是导电性碳黑(导电碳黑)、石墨、石墨烯、碳纳米管(CNT)或碳层；
b)导电无机材料，特别是导电氧化锡；
c)本征导电聚合物，特别是具有连续共轭双键的聚合物，例如聚对苯撑、聚苯胺或聚噻吩；和/或
d)配置成导电的聚合物材料，其包含非导电聚合物和降低该非导电聚合物的电阻的添加剂，该添加剂特别选自导电碳黑、石墨、石墨烯、CNT和导电无机材料以及本征导电聚合物。
在选项a)中提到的碳层可以例如通过溅射或本领域技术人员已知的其他沉积工艺来生产。
在根据本发明的其他优选的基材中，具有导电材料的层包括具有导电或半导电纤维的纤维材料，特别是扁平材料的形式，特别是纤维毡、纤维无纺布、纤维织物和/或纤维网结构的形式，其中纤维材料特别是包含金属纤维、由导电聚合物制成的纤维、配备成导电的聚合物纤维和/或碳纤维。
根据纤维类型，建议使用不同的最大纤维厚度，例如以下纤维的使用效果良好：
-厚度约60μm或更小的铜纤维，
-厚度约10μm或更小的碳纤维，
-厚度为100nm或更小的碳纳米管(CNT)，
-厚度约50μm或更小的钢纤维，以及
-厚度约50μm或更小的由导电聚合物制成的纤维。
在此，优选地选择纤维的取向，从而获得纤维的交叉并且纤维接触一根或多根其他纤维并进行电接触。这可以通过电阻的宏观测量验证，或者也可以微观地验证。
纤维长度优选为纤维厚度的数倍，优选为厚度的5倍或更大。
为了使两层或多层涂层的绝对层厚度保持较低，建议使具有减小的表面电阻的层尽可能薄。如果导电材料本身可以尽可能薄或可以薄地涂覆，并且即使这些材料的份额小也可以形成用于耗散电荷的渗流路径，则这将被简化。
因此优选的是纤维状、棒状或板状的导电性颗粒，优选具有A≥2的长宽比A，特别优选A≥5。在此，长宽比A由在空间方向(例如x或y)上的长度L与在垂直于x或y的空间方向z上的厚度D(例如板状颗粒或棒状或纤维状颗粒)的商所限定。因此以下关系成立
A＝L/D
然而，也可以使用基本上球形或立方体形的颗粒，只要使用的量或使用的比例确保(耗散)电导率并充分降低该层的比表面电阻即可。
在此，选择在一个空间方向上具有尽可能小的厚度的颗粒，导电颗粒的厚度D在这种情况下优选为约100μm或更小，特别优选约20μm或更小的厚度D。这种导电颗粒可以分散在非导电基质中，例如聚合物或聚合物材料中，并因此形成可操纵的导电材料，它然后可以再形成电耗散层。
在本发明的一种特别优选的实施方案中，两层或多层涂层在其面对基材基体的表面上具有粘附层，该粘附层是在使用导电材料的情况下制成的。这可以是粘合剂，优选压敏粘合剂，其在使用上述的导电或半导电颗粒的情况下配置成有电耗散能力。
这样的配置成导电的粘合剂可以例如共挤出、刮涂到基材基体上，通过使用转移辊进行转移、通过喷涂到或以其他方式施加到基材基体上。
在本发明的另一个特别优选的实施方案中，覆盖层是在使用导电材料的情况下制成的。在此，必须注意匹配性地选择材料，并且在进一步处理过程中、例如在氧化作用的阳极氧化浴中，电耗散能力不受操纵步骤或处理步骤损害。
根据本发明的基材优选包括两层或多层涂层，该涂层具有这样的一层：它包括基于聚烯烃特别是PP或PE、基于EVA、基于聚酯特别是PET或基于聚酰胺特别是PA6、PA66、PA12、PPA和部分芳基化PA、基于乙烯基聚合物特别是聚苯乙烯(PS)以及基于上述聚合物的共聚物的塑料材料，特别是以薄膜形式。
此外，优选根据本发明的基材，其中两层或多层薄膜包括具有增强材料的层，其中该增强材料特别是选自增强纤维，优选玻璃纤维、矿物纤维、碳纤维或塑料纤维，或选自颗粒状无机材料，优选氧化硅、氧化铝、滑石粉、白垩、煤炭、硅酸盐或玻璃。
根据本发明的优选基材包括两层或多层涂层，其中至少一层是单轴或双轴拉伸的薄膜材料，其中该层优选由选自聚烯烃、聚酰胺或聚酯聚合物材料的聚合物材料制成。
在根据本发明的另一种优选的基材中，对两层或多层涂层的覆盖层的表面进行预处理，以改善随后要施加的漆层、特别是粉末漆层的粘附性，特别是通过硅化、PVD或CVD涂覆、等离子、火焰或电晕处理、酸洗处理和/或施加底漆层。
包括酸洗材料和底漆材料在内的合适的预处理方法记载于例如G.Habenicht的“Kleben(胶粘)”，2009年第6版，Springer出版社(ISBN978-3-540-85264-3)，第2.7.15f章，第161页起以及第14.1章第652页起。
基材基体的表面区域上的两层或多层涂层优选具有约200μm或更小的厚度，特别是约5μm至约100μm，进一步优选约10μm至约80μm。
根据本发明的基材的两层或多层涂层可以可脱离地与基材基体连接。在此，在产品生命周期结束时基材基体的单品种的回收特别容易，因为仅需从待回收的基材部件上脱离两层或多层涂层即可。因此，随后再施加的漆层也可以以特别简单的方式与基材基体分离。
在这方面，粘附层可以优选地设计成使得其在回收步骤中被预定的溶剂或化学物质选择性地侵蚀、分解或溶解，或者某些物理参数例如高温导致脱离。
在对根据本发明的基材有其他要求的情况下，可以规定两层或多层涂层不可脱离地与基材基体连接。在此，优选地需要高的下拉力，使得在尝试机械脱离时涂层被破坏。
对于将基材基体与两层或多层涂层不可脱离地连接，反应性或硬化性或交联性粘合剂(1K、2K反应性粘合剂等)特别适于形成粘附层。优选使用基于环氧树脂或聚氨酯的反应性或固化性层合粘合剂。但是，也可以使用溶剂基粘合剂、热熔粘合剂、压敏粘合剂或分散粘合剂。
此外，在根据本发明的基材的情况下，两层或多层涂层可以形成为扩散屏障，以防止基材基体的脱气，特别是水蒸气的脱气。
优选地，将扩散屏障选择或设计成使得根据DIN 53122在38℃的温度和90％的相对大气湿度下测量达到约40g/m2d或更小的水蒸气渗透率。更优选地，水蒸气渗透率为大约20g/m2d或更小，特别是大约5g/m2d或更小。
良好的水蒸气扩散屏障对涂漆结果具有有利影响，因为特别是减少或抑制了基材基体的脱气，由此可以避免在可能施加的漆层之下或之内的缺陷点，例如气泡。
根据本发明，基材基体可以具有各种各样的形状和材料。在此，空心腔室型材的使用和非空心腔室型材的使用一样都是可能的。
根据本发明的基材可以有利地被设计和用作隔热型材，特别是用于制造窗户、门和立面元件。那里所需的隔热性能不因施加两层或多层涂层而明显受损。隔热型材的实例可以例如从Ensinger公司的品牌
Figure BDA0002526686440000121
的供货目录中或从WO 01/48346A1中获知。
优选选择两层或多层涂层，其中将各个层、特别是导电层的层厚度或各自的层厚度最小化，以保持导热最小。
优选选择这样的两层或多层涂层：其中各层厚度和各自的热导率的乘积之和的值为1.0×10-4(W·m/m·K)即(W/K)或更小。该热导率的计算由DIN EN ISO 10077-1:2010-05附件E3中的“
Figure BDA0002526686440000122
Figure BDA0002526686440000123
des Glas-Rahmen-Verbindungsbereiches”(玻璃框架连接区域的长度相关的传热系数)的计算得出。然而，与该标准的要求相反，当前情况的计算仅涉及根据本发明的基材的两层或多层涂层，而不涉及基材基体(基础型材)。在此，导热率值可以从数据库、数据表和表格的已知材料中获取，或者使用适当的方法测量。
为了解释给出一个例子：根据本发明的涂层由常规轧制铝和丙烯酸粘合剂层制成，轧制铝层的层厚度为约20μm，热导率值λ为约236W/m·K，丙烯酸粘合剂层的层厚度为约10μm，热导率值λ为约0.18W/m·K，得出λ-厚度乘积之和为约4.72×10-3(W·m/m·K)即(W/K)。
与此相反，例如根据本发明的具有约50μm的厚度的多层涂层具有约2.38×10-5(W/K)的λ-厚度乘积之和，所述多层涂层包括包含自粘合的第一层(λ值约0.24W/m·K)在内的多个塑料层和两个独立的位于内部的铝金属化层，每个的厚度约为50nm(λ值约为236W/m·K)。
用作绝缘型材的合适的基材基体是本领域技术人员熟悉的，并且在文献中已被多次描述。通常使用在垂直于纵向方向的横截面直的、骨状的、折流板状的、成角度的、曲柄状的、偏置的和/或设有空心腔室的型材。这样的型材可以具有附加的功能区或功能元件，例如钩、槽、箭头和/或螺钉通道。
通常，本发明可以以这种形式的基材实现：所述基材设计成用于户外使用的模制件，特别是设计成具有保持元件或覆盖元件的功能的模制件。
基材基体优选是型材，例如挤出的或拉挤的塑料型材；但是也可以考虑的是，其他的基材基体也设有根据本发明的涂层作为功能涂层，例如注塑件或夹层部件。
根据本发明，以下作为基材特别重要：在诸如风力发电、太阳能、水力发电厂等用于可再生能源的设备技术领域中，或者在汽车制造、运输领域中，用于园艺工具以及用于体育和休闲设备，具有保持元件或覆盖元件功能的模制件。
在本发明的优选实施方案中，基材基体的聚合物材料包括增强材料，特别是选自颗粒和纤维状增强材料，更优选选自玻璃球、中空玻璃球、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、陶瓷颗粒、聚合物颗粒或聚合物纤维。同样地，基材基体可以包含作为功能元件或增强元件的金属元件，例如配件或增强金属线。
根据本发明，基材基体还可以制成多孔的或在部分区域是多孔的。
合适的基材基体通常是细长的塑料产品，优选是挤出或拉挤的塑料型材。它们可以以各种几何结构或形状获得。
根据本发明的进一步处理的基材可以具有粉末漆层，所述粉末漆层特别地具有约10μm至约300μm、优选约60μm至约200μm范围内的层厚度。粉末漆层尤其是通过粉末烘烤涂漆工艺施加。
可以以简单的方式设计根据本发明施加在基材基体上的两层或多层涂层，使得它基本上不受损地经受操纵和加工过程，特别是在高达200℃以上的温度和高达约30分钟的停留时间下耐受粉末漆的烘烤。
此外，根据本发明施加在基材基体上的两层或多层涂层可以特别配置成耐化学腐蚀的，使得即使在阳极氧化浴或阳极化浴的条件下它也基本上保持不变，并且保持了基材的静电可涂漆性。这种涂层优选具有布置在覆盖层下方的包含金属铝的层或具有导电碳黑的层，其中后者在这种条件下也能够用作覆盖层。
根据本发明施加在基材基体的表面区域上的涂层可以以多种方式设计，特别是也可以设计成连续的或大面积的表面覆盖物。
优选为基材基体的所谓的可见表面、尤其是在最终应用中可能可见的表面根据本发明配备涂层。
但是，也可以为在最终应用中不可见的表面配备涂层，特别是基材基体的背面，因为存在的静电效应也可以穿过基材基体起作用，于是使未涂覆的可见侧可静电涂漆。在这种情况下可有利的是使用非温度稳定的薄膜，该薄膜虽然在涂漆过程中在可见侧上引起良好的粉末吸引，但随后在后续的漆烘烤步骤中脱离，因此在最终产品中不再有助于导热。
对于某些应用情形，也可以为基材基体的小面积的表面区域设置涂层。
在此，于是将涂层选择性地施加到基材基体的一个或多个预定的、较小和/或较大的表面区域上，所述一个或多个表面区域用于随后的静电涂覆、特别是粉末涂漆，或其基本上平行于用于静电涂覆、特别是粉末涂漆的基材的表面区域延伸。
根据另一方面，本发明涉及一种具有权利要求21的特征的用于生产可涂漆的、特别是可静电粉末涂漆的基于聚合物的基材的方法。
根据本发明的方法包括：
-提供基于聚合物的基材基体，其包含具有第一聚合物的聚合物材料，
-在待涂覆的基材的基材基体的表面区域上施加一个两层或多层涂层，所述涂层包括第一层作为粘附层以及第二层作为可涂漆的覆盖层，其中使第一层作为粘附层与基材基体的表面区域接触，其中涂层的至少一层在使用非电绝缘材料份额的情况下制成为具有减小的表面电阻的层，从而得到该层的约为1010欧姆或更小的比表面电阻，并且其中涂层的至少一层设计为薄膜。
当施加漆层时，尤其是粉末漆层的静电施加时，可以以高的漆覆盖比率对根据本发明的基材进行涂漆，从而可以实现涂漆的表面的非常均匀的外观。
根据本发明，尤其是即使当基材干燥时，即在基材基体中存在的残余水分的含量为约0.5重量％或更少、特别是约0.3重量％或更少时，也可以以可再现的和工艺稳定的方式实现高的漆覆盖比率。该性能特别是对于吸湿性聚合物材料(例如聚酰胺基材料)的涂漆工艺有利。
可以通过为代表性参考面喷涂漆粉末或漆涂层、然后直接或烘烤后确定没有涂漆的面积比例，来确定漆覆盖比率。放大倍数为50倍的真实比例、未失真的光学显微图像适合用于评估。代表性参考面在纵向和横向方向上具有例如25mm的长度，并且优选地位于基材的直接视野中。此后，确定该参考面内未被漆覆盖的面积比例(＝无漆面积)。这可以通过手动测量或通过基于软件确定面积积分来完成。如有必要，可以在不同参考面重复进行此分析，然后取平均值。然后按以下方式计算漆覆盖比率：
Figure BDA0002526686440000161
在具有不平坦表面和/或底切的复合型材的情况下，以及其中根据本发明的基材紧邻起屏蔽作用的突出金属部件(类似于“法拉第笼”)的型材的情况下，可以局部降低漆覆盖率。这些区域不应被视为代表性参考面。
根据本发明的方法的一种变型，将两层或多层涂层施加到基材基体的表面区域上，该表面区域用于随后的涂漆、特别是粉末涂漆。
在根据本发明的方法中，所述两层或多层涂层优选作为幅材提供并施加到基材基体上。
特别有利地，根据本发明的方法可以用于如下表面区域：该表面区域在粉末涂漆之后在最终应用中构成可见表面区域。
根据本发明的方法的替选变型方案，将两层或多层涂层施加到基材基体的表面区域上，该表面区域基本上平行于用于随后的粉末涂漆的表面区域布置。在此，粉末漆不是施加在涂层的覆盖层上，而是施加在基材基体的无涂层的表面区域上。
根据本发明的方法也可以这样进行：首先将第一层作为粘附层施加到基材基体上，然后将第二层以及涂层的可选的其他层施加到第一层上。
在许多应用中，根据本发明的基材与至少一种金属型材结合使用并在这种情况下进行粉末涂漆。
在此有利的是，在与至少一个金属型材例如铝型材连接的基材上，将两层或多层涂层预先施加到基材基体上，使得在将基材与金属型材连接后，涂层具有与金属型材的实体接触。
该接触可以使得涂层或其表面电阻减小的层与金属型材导电接触。在此，于是可以实现在粉末涂覆过程中良好的粉末吸引和沉积，这主要通过所谓的接地机制实现。
根据另一种变型，即使没有与金属型材的导电接触，也可以通过所谓的电容机制实现良好的粉末吸引。在此可能的是，涂层在没有与金属型材的任何接触的情况下施加到基材基体上。
在本发明意义上的接地机制中，经由带静电的粉末颗粒施加的电荷通过接地电线从基材引走。因此防止在粉末施涂过程中产生或积累静电排斥力。
在电容机制的情况下，就本发明而言，尤其是在基材上提供局部电容以接纳电荷；它暂时没有被引走，而是仅分布在较大的区域上，由此减小了起作用的电场力(带电粉末颗粒之间的排斥力)。
根据本发明的方法的一种变型，将基材与至少一个金属型材、特别是铝型材连接，其中将两层或多层涂层施加到基材基体上，使得在将基材与金属型材连接之后，具有减小的表面电阻的涂层的层具有与金属型材的实体接触。
这可以例如通过以下方式来实现：具有减小的表面电阻的涂层的层在涂层的边缘处侧向突出，从而可以使具有减小的表面电阻的层直接与金属型材接触。
替选地，例如铝型材可以以如下方式预备：使铝中的齿状结构(“滚花”)在用于制造塑料-铝复合型材的轧制工艺过程中侵入涂层中，并且至少侵入到导电层或耗散层并与其直接接触。如果存在涂层的多层结构并且第二层和/或在导电层或耗散层与第二层之间的其他层是电绝缘的，则这是优选的。
根据本发明方法的另一种变型，将基材基体与至少一个金属型材、特别是铝型材连接，并且在将基材基体与金属型材连接之后将两层或多层涂层的表面电阻减小的层、可选地将整个两层或多层涂层施加到基材基体上，使得表面电阻减小的层具有与金属型材的实体接触。在此，对于金属-塑料复合材料特别容易获得均匀的表面外观。
附图说明
本发明的这些和其他优点以及有利的配置由以下附图说明和实施例得出。
其中详细示出：
图1A至1D示出根据本发明的基材的几种变型的生产示意图；
图2A至2F示出根据本发明的基材的另外的实施例，所述基材作为金属-塑料复合型材的一部分；
图3A和3B以示意图示出用于生产根据本发明的基材的两层涂层的实施例；
图4A至4G示出用于生产根据本发明的基材的多层涂层的多个实施例；
图5A至5D以多个变型示出图2A的片段的详细视图；
图6A至6D示出根据本发明的具有不同漆覆盖率的已粉末涂漆的基材；并且
图7示出用于以快速方法确定表面电阻的测量结构的示意图。
具体实施方式
下面详细描述的附图是示意图，其不是按比例绘制的，特别是不反映各层的层厚度之间的任何真实关系。所示的层顺序是示例性的，并且可以根据本发明以许多方式改变。关于命名法，在本发明的意义上提及第一层和第二才能时，参考权利要求1中所作的定义。在根据本发明的第一层和根据本发明第二层之间可以存在另外的层，因此从几何顺序出发的涂层的第二层不一定代表本发明意义上的涂层的第二层。
图1以所谓的绝缘型材为例在各个子图1A、1B、1C、1D或1E中以各种变型示出根据本发明的基材10、30、50、70、90，它们都具有基材基体12，所述基材基体在两侧垂直于其纵向方向的横截面中具有曲柄形构造，其中在曲柄部分的两个边缘区域上模制出所谓的滚入突起14和16。
基材基体12通常被挤出，可选地也被拉挤，然后已经具有图1所示的形状，该形状具有曲柄形横截面以及模制的滚入凸起14和16。
根据本发明，在该基材基体12上施加两层或多层涂层18、38、58、78或98，其在图1A、1B、1C、1D和1E中不同地配置。
在图1A中，两层或多层涂层18以其边缘区域20和22延伸到一个滚入突起14或另一个滚入突起16。其结果是，当将基材10通过滚入与金属型材连接时，可以产生金属型材与两层或多层涂层18的实体接触，这将结合图2A更详细地说明。
在图1B中，两层或多层涂层38以其边缘区域40、42延伸到包围滚入突起14和16。
图1C中示出了根据本发明的基材50的一种变型，其中绝缘型材(基材)50设置有涂层58，所述涂层尽管仍以其边缘区域60、62覆盖绝缘型材50的曲柄区域的一部分，但是它不是与滚入突起14和16的区域相切，而是相反地与其保持一定距离，该距离在滚入状态下足以避免与金属型材的实体接触(见图2C)。
图1D中示出了根据本发明的基材70的实例，其中绝缘型材(基材70)在横截面中仅有一半被涂层78覆盖，该涂层又从涂层78的边缘区域82延伸到滚入突起之一，即滚入突起16。在此，如图1A的实施方案中那样，在滚入之后又实现在涂层78或其边缘区域82与金属型材之间产生实体接触。
在图1E中示出了根据本发明的基材90的另一实施方案，其中涂层仅覆盖基材基体12的表面的选定区域，其中涂层98在此划分成四个彼此平行布置的、在基材的纵向方向上延伸的条状涂覆元件100、101、102、103。
同样在图1E的该实施方案中，避免了涂层98与处于滚入状态的金属型材的实体接触，这类似于图2D所示。
图2在子图2A、2B、2C、2D、2E和2F中示出了根据本发明的基材的不同实施方案，所述基材与金属型材连接成塑性-金属复合型材。这些复合型材被设计成在图2所示的组装之后，在根据本发明的基材的区域中以及在相关的金属型材中均共同用漆层、特别是粉末漆层进行涂覆。
图2的不同实施方案的细节如下：
图2A示出具有根据本发明的基材10以及第一和第二金属型材114、116的金属-塑料复合型材110，它们通过滚入与根据本发明的基材或绝缘型材10的滚入突起14或滚入突起16连接。
在此，将滚入突起14和16引入金属型材114或116的槽118、119中，然后通过滚入过程，通过金属型材114或116的称为滚入锤的型材部分115和117的变形借助形状锁合和/或力锁合固定。
在此，实现金属型材114和116与绝缘型材10的两层或多层涂层18的实体接触。
如果金属型材或多个金属型材设有尖齿的滚花，则在滚入时具有足够压力的情况下，即使涂层具有电绝缘覆盖层，即具有大于1010欧姆的比表面电阻的层，也可以形成导电层与金属型材或与多个金属型材的导电接触。
图2B中示出金属-塑料型材120，其中根据本发明的基材30以绝缘型材的形式与第一金属型材124和第二金属型材126连接。
在此通过将绝缘型材30的滚入突起14和16引入槽128、129中然后进行滚入来实现复合，其中又产生金属型材124和126与绝缘型材30的两层或多层涂层38的实体接触。在此，金属型材124、126与绝缘型材30的两层或多层涂层38之间的实体接触在较大的面积上是可能的，因为两层或多层涂层38的边缘区域40、42在滚入突起14、16的较大面积上延伸。
与此相对，在图2C的实施方案中存在金属-塑料复合型材130，其中根据本发明的基材以绝缘型材50的形式通过其滚入突起14和16与第一金属型材134和第二金属型材136如上所述通过滚入连接进行连接。
绝缘型材50的两层或多层涂层58具有边缘区域60、62，所述边缘区域在金属-塑料复合型材130的组装状态下与金属型材保持一定距离。
尽管在图2A和2B的实施方案中产生两层或多层涂层18或38的具有减小的表面电阻的层与也可以具有导电性的金属型材或多个金属型材的实体接触，但是在图2C的实施方案中有意放弃了一方面的金属型材134、136和另一方面的涂层58的具有减小的表面电阻的层之间的导电连接的可能性，从而在这里在静电粉末涂覆中利用电容机制。
如图2D所示，将相同的原理应用于金属-塑料复合型材140，其中将绝缘型材142与两个金属型材144、146一起使用，并且再次通过基材主体12的滚入突起14和16的滚入实现了一方面的金属型材与另一方面的绝缘型材142之间的连接。
在根据本发明的基材/绝缘型材142的该实施方案中规定，将两层或多层涂层148仅施加到绝缘型材142的未弯曲的区域上，使得与在2C中的实施例相比更清楚地产生涂层148的边缘区域与金属型材144和146的空间距离。在图2D的该实施例中，在静电粉末涂覆中再次利用电容机制。
在另一实施例中，在图2E中示出了金属-塑料复合型材160，其中首先具有滚入突起14和16的基材基体12通过滚入与金属型材164以及另一个金属型材166连接。此后才在基材基体12的表面区域上并且在以边缘区域170、172伸出其外在金属型材164或166的表面区域上进行两层或多层涂层168的涂覆。同样在该实施方案中，再次建立一方面的涂层168与另一方面的金属型材164和166之间的实体的和必要时导电的接触。
在该实施例中，金属型材166设置有匹配的形状，以便产生金属-塑料复合型材160的特别均匀、吸引人的外观，其中两层或多层涂层168与金属型材166的突出部167齐平地邻接。
此外，该实施例表明，根据本发明，涂层168不一定必须在整面地贴靠在基材基体12的表面上，而是还可以与其保持一定距离，例如在连续的槽、底切、通道、凹陷、通孔，或在突起或跳跃处形成的尖锐的弯曲和半径的区域中，如图2E所示，其中涂层未在整个表面上贴靠在基材基体上。
最后，图2F示出金属-塑料复合型材180，其中使用绝缘隔板182形式的根据本发明的基材，所述基材一方面包括基材基体12，所述基材基体具有模制在其上的滚入突起14和16，这些滚入突起又分别通过滚入连接与金属型材184、186连接。
然而，另一方面，在绝缘型材182的安装(滚入)之前，将两层或多层涂层188施加在其基材主体12上，然而是在基材基体12的平行于基材基体的稍后将设置漆层的表面189延伸的表面上。在此又提出，两层或多层涂层188与金属型材184和186处于实体接触，从而在此可以可选地在静电涂覆中使用电接地机制。
为了简单起见，在图1的图中未示出静电施加的漆层。在所示的实施例中，将后者施加到配备有两层或多层涂层的金属-塑料复合型材的按图中方向布置在上方的表面上。
图3示出两层涂层的两个替代方案，所述两层涂层可用于根据本发明的基材中，特别是图1和2中所示的那些，其中图3A中示出具有第一层192和第二层194的涂层190，所述第一层设计为增粘层(粘附层)，所述第二层在使用将该层194的比表面电阻减小到约1010欧姆或更小的值的材料的情况下制成。
对于这种类型的涂层，对于层194特别适合的是填充有导电碳黑的聚合物材料，例如PET，特别是薄膜形式。
在各层的替代性布置中，如两层涂层195所示，根据图3B设置粘附层形式的第一层196，其同时承担具有减小的表面电阻的层的功能。作为第二层198，这里使用例如聚合物薄膜形式的覆盖层，其充当具有减小的表面电阻的第一层(粘附层)196的保护层。
如果具有减小的表面电阻的层不是同时在根据本发明的两层或多层涂层中形成覆盖层的层，则不能直接在涂层的表面上测量比表面电阻。在这种情况下，建议例如机械地分离(分层)涂层的层结构，以便能够直接在从而暴露的耗散层或具有减小的表面电阻的层上测量比表面电阻。
图4中示出多层涂层的多种变型，其也可以用于根据本发明的基材，特别是图1和2所示的那些。
根据图4A的图示，提供了多层涂层200，其具有三层结构，并且除了设计为粘附层的第一层202之外，还包括放置在其上的具有减小的表面电阻的另一层204，该另一层最终由设计为覆盖层206的第二层覆盖。在多层涂层的该实施方案中，用于减小另一层204中的表面电阻的材料可以选自宽范围的材料，特别是还选自在进一步的加工过程中可能会经受腐蚀的金属材料，因为这些材料被覆盖层206完全覆盖和保护。该层结构可以例如简单地由薄金属化的聚合物薄膜构成，所述聚合物薄膜在金属化层204的一侧配备有粘合剂体系202作为粘附层(第一层)，其中聚合物薄膜206于是充当第二层或覆盖层。
图4B中示出作为多层涂层210的四层实施方案，其中在第一层212(粘附层)上施加例如由聚合物薄膜制成的层214作为载体层。然后在其上布置具有减小的表面电阻的另一层216。然后，涂层210的表面形成覆盖层218(本发明意义上的第二层)，这使得也可以使用对腐蚀敏感的材料作为用于减小层216的表面电阻的材料。
图4C中基本上是图4B的层结构，但是其中在多层涂层230中除了第一层232(粘附层)之外还有设计为载体层的层234、具有减小的表面电阻的另外的层236以及设计为连接层238的层，所述连接层例如由层合粘合剂形成以实现更好的层内聚。该结构再次被另一层240覆盖，所述另一层具有用于粘附要施加的漆体系的特殊粘附特性。在此，图4C的实施方案的层结构可以被实现为例如可以容易地施加到基材基体上的自粘合薄膜材料。
在图4D的多层涂层250的情况下，当构建涂层250时，首先提供第一层252作为粘附层，在该第一层上布置载体层254形式的另一层。然后在载体层254上布置具有减小的表面电阻的层，该具有减小的表面电阻的层又被保护层或载体层258覆盖。然后，涂层250的表面由层260形成，该层也形成为具有减小的表面电阻。
具有减小的表面电阻的两个层256、260可以各自以不同的份额包含不同的材料，其中在每种情况下将一层的比表面电阻设置为1010欧姆或更小的值。
如果将层260有意地由诸如铝的非惰性金属制成，则尤其可以在阳极氧化工艺中进行该层的氧化。然后在位置260处产生的氧化铝层形成可涂漆的覆盖层，该覆盖层由于氧化铝的化学结构而具有对于涂漆的良好粘附性能。因为具有减小的表面电阻的位于内部的层256由于保护层258而保持完整，因此仍然存在良好的漆覆盖的前提条件，并且获得的结构大致对应于图4C中所示的结构。
最后，图4E中示出了多层涂层270，所述多层涂层基于作为粘附层的第一层272具有载体层形式的另一层274和放置在其上的具有减小的表面电阻的另一层276。在该结构上放置具有将层结构保持在一起的功能的另一层278(其例如由层合粘合剂制成)，然后是具有减小的比表面电阻的另一层280。
具有减小的表面电阻的层280被另一层282覆盖，该另一层282承担另一载体层的功能，该另一载体层最终被另一层284(本发明意义上的第二层)覆盖，该另一层284具有覆盖层的功能和与稍后要施加在涂层上的漆体系建立或确保粘附连接的层的功能。
该结构可以被设计为使得层274和282是相同的，并且必要时层276和280也是相同的。这可以容易地以如下方式实现：例如简单金属化的塑料薄膜的两个幅材(金属化层276、280和塑料薄膜274、282)通过层合粘合剂278彼此粘合。然后可以在该层合体上施加第一层272和另一层284。
图4F示意性地示出根据本发明要使用的涂层300的结构，该涂层具有作为粘附层的第一层302、设计为载体层的另一层304以及放置在其上的具有减小的表面电阻的另一层306。
然后在该层306上施加两个另外的层308和310，它们如图4C中已经描述的那样充当连接层以及充当覆盖层(或本发明意义上的第二层)，其中后者具有用于粘附要施加的漆体系的特殊粘附特性。
与图4C的涂层结构不同，两个最上的层308和310设计成具有较小的宽度，从而在涂层300的两侧上具有由层302、304和306组成的突起314，这使得如下所述成为可能：因此部分暴露的、具有减小的表面电阻的层306可以由金属型材直接实体地接触，并且因此可以以导电的方式连接。
图4G示出根据本发明要施加在基材基体上的涂层320的另一示例性结构，该涂层具有设计为粘附层的第一层322。在该实施例中，如在本发明的所有其他实施例中一样，第一层322可以与另外的层一起被施加到基材基体上，或者分开地施加，其中然后将另外的一个或多个层优选一起地放置在粘附层322上。
在涂层320的结构中，接着第一层322的是PET薄膜形式的另一层324和由铝制成的具有减小的表面电阻的金属层326。跟在其后的层328由层合粘合剂形成，该层合粘合剂确保层326和后续层330之间的持久复合。层330是具有减小的表面电阻的另一层并且由铝制成，层332又由PET薄膜组成。通过由层合粘合剂制成的另一层334，具有减小的表面电阻的层336与已述的层连接。最后，作为第一层的由PET薄膜形成的层338形成涂层320的可涂漆的覆盖层。
使用多于一个具有减小的表面电阻的层的优点是提高了涂层的电容，因此特别是当要按照电容方法施加粉末涂层时推荐这种涂层。同样，通过存在具有阻挡作用(例如具有铝涂层)的多个层，可以容易地降低例如水蒸气对这种复杂的层结构的渗透性。
图5在细节图5A中示出了图2A的片段，即复合型材110的一部分，其中滚入体16接合在金属部件116的槽中，其中在这里通过滚入产生涂层18与金属型材116的所谓的滚入锤117的实体接触。
涂层18与滚入锤117或金属型材116之间的这种接触可以以不同的方式进行，如图5B至5D中示意性表示。作为涂层18示出了多层涂层，其在图5B和5C的情况下对应于图4C的示意性示出的结构的层结构，而在图5D中使用图4F的涂层300。
在图5B中，产生金属型材116的滚入锤117与涂层18或230之间的机械接触，其中在此没有产生金属型材116与具有减小的表面电阻的层236之间的导电连接。
图5C中的情况不同，其中金属型材116的滚入锤117的表面在与涂层接触的一侧上滚花，并具有一种齿型廓320，该齿型廓穿透两个表面层238、240并可以与层236发生接触，从而在此也产生金属型材116和具有减小的表面电阻的层236之间的导电接触或电耗散接触。
在图5D中所示的另一替代方案中，将图4F中所示的涂层300用作涂层18，其中涂层300的边缘上的突起314在滚入过程中与滚入锤117发生实体接触，其中通过暴露区域314中的具有减小的表面电阻的层306还实现金属型材116与涂层或层306之间的导电接触。
图6示例性地示出常规的和根据本发明的粉末涂覆的基材的涂层覆盖率的确定，其中图6A中可见放大50倍的光学显微图像，其中将白色粉末漆层施涂到了常规的黑色基材基体上(没有根据本发明的涂层)。从颜色结构或图案已经看到漆覆盖不完整，并且漆层被分为许多孤立的或岛状的区域。
从图6B可以看出，图6A的图像被转换为黑白图像，然后对该图像关于白色面积比例进行评估，这在这种情况下得出47.2％的漆覆盖率。
图6C中示出具有与图6A和6B相同的分辨率的根据本发明的基材，其中可见在根据本发明的涂层上施加的白色漆涂层，其中在图6D中在转换成黑白图像之后示出了相同的表面。在此已清楚地看到均匀的漆覆盖。在与图6A/B的样品相同的涂漆条件下，此处获得100％的漆覆盖率。
实施例
以下材料用于生产根据本发明的涂层：
材料A：具有如图4G所示的层结构的涂层。这里存在一个薄膜层合体，其由约40μm至43μm厚的三层塑料薄膜(聚酯薄膜(PET)，层324、332、338)堆叠而成，每层的厚度为约10μm至约13μm，其中每个PET薄膜分别用铝金属化(每个PET薄膜的金属化厚度分别<80nm，层326、330、336)。三个金属化薄膜通过丙烯酸酯粘合剂彼此连接(层328、334)，于是形成薄膜层合体。薄膜层合体因此具备带有减小的表面电阻的三个层。在此，作为权利要求1意义上的第二层，存在暴露的PET层(层338)。由于所描述的层合体结构，存在位于内部的金属化层。作为第一层(层322)，选择基于丙烯酸酯的压敏粘合剂的单独的粘附层，其层厚度为约20μm至约30μm。
材料B：具有基于PET薄膜的如图4A所示的层结构的涂层，厚度为约10μm至约15μm。薄膜(第二层206)在一侧用铝(层204)金属化，金属化的厚度＜40nm。金属化薄膜(层204、206)通过单独施加的交联粘合剂(粘附层或第一层202)粘合到基材基体上，使得金属化直接与粘附层的粘合剂邻接。因此，金属化是位于内部的层。粘附层由交联粘合剂(混合粘合剂，由1K水分交联的硅烷封端的聚合物组成)形成，施加的层厚度为约20μm至约40μm。
基材基体：作为基材基体，使用Ensinger GmbH公司的
Figure BDA0002526686440000291
REG和
Figure BDA0002526686440000292
LO18类型的市售绝缘型材(黑色)。这些绝缘型材由材料
Figure BDA0002526686440000293
66GF(具有25％玻璃纤维份额的聚酰胺66)或
Figure BDA0002526686440000301
LO(具有20％玻璃纤维份额(GF)的聚酰胺66+聚苯醚共混物)组成。塑料型材或基材基体的水分含量根据Karl-Fischer方法(DIN ENISO 15512)进行定量测定。
基材或基材基体在下面的实施例中可选地与可商购的铝型材通过滚入连接成复合型材。
涂漆测试是使用SA816G Interpon D1036类型的白色粉末漆(制造商：Akzo NobelPowder Coatings GmbH)进行的。粉末漆用可商购的用于静电粉末涂覆的粉末枪施加，并在烘箱中在200℃烘烤20分钟。
为了通过快速方法进行测量，使用市售的电子手持式测量设备，即所谓的万用表，这里是Fluke 177型万用表(Fluke Deutschland GmbH)，它以“电阻测量”模式进行操作。结合对根据本发明构造的图4C的涂层230的样品的测量，在图7中示意性地示出了试验装置。使用的电极具有通常的点状测量尖端。
在这种情况下，在测量设备400上，将具有裸露的点状测量尖端406、408的两个电极402、404联接到设备400上，并且所述测量尖端在涂层230的层结构的要测试的暴露表面410上彼此间隔大于测量尖端406、408的直径的距离X(X例如为1cm)放置。为此将层238和240部分地脱离。在这种情况下，样品230必须位于不导电的基底上(例如有机玻璃制成的板；未示出)。
实施例1：材料的表面电阻的测量
在根据本发明和非根据本发明的测试样品上进行相应表面电阻的测量。为此，既使用用于确定比表面电阻的根据DIN EN 61340-2-4的测量设备进行测量，其中该测量设备具有约1×105欧姆的测量下限，也使用具有约5×107欧姆的测量上限的上述快速方法进行测量。
实施例1a(参考)：在市售绝缘型材
Figure BDA0002526686440000311
REG(无涂层)上的测量
所发现的是，没有导电性或表面电阻太高。这些值示于表1中。
实施例1b和1c：在具有位于外部的PET层和位于其下的金属化层的单独存在的多层薄膜层合体(材料A)上的测量
该层合体可用于在基材基体上产生根据本发明的涂层。为了λ-厚度乘积的近似计算，采取热导率值为0.24W/mK的总层厚为42μm的聚合物(PET薄膜和丙烯酸酯层合粘合剂)，以及各自80nm(即铝的总厚度为240nm)的热导率值为236W/mK(纯铝)的三层铝。
6.7×10-5W/K的结果小于1×10-4W/K，因此表明较低的、因此理想的热传递。即使在包括压敏粘合剂以将层合体粘合到基础型材表面上后(假设：30μm粘合剂，0.18W/mK；附加地得到的λ-厚度乘积为5.4×10-6W/K)，总合7.2×10-5W/K不超过1×10-4W/K的限制值。
在实施例1b中，测试了构成根据本发明的第二层的层合体的外表面的电导率。发现没有导电性或(比)表面电阻太高。
在实施例1c中，将位于内部的金属化层之一制备成暴露的。为此，将层合体机械地分层，以便可以检测位于内部的金属化层的表面电阻。于是，根据两种测量方法，具有减小的表面电阻的这种暴露的铝蒸镀层均显示出导电性。
实施例1d(参考)：轧制铝箔的检测
于是，这种由轧制铝制成的纯金属层按照两种测量方法均显示出导电性。轧制铝层的厚度(厚度：11μm)与纯铝的热导率值236W/mK的乘积得出2.6×10-3W/K的近似值，因此表明高的、因此不希望的热传递。具有μm范围内的这种大厚度的轧制铝箔通常在复杂的复合型材中用作IR反射器，但是为此将它们垂直于传热的主方向使用，因此它们不会对导热产生不利影响。由于高导热率，这样的箔片不适合用于基本平行于传热主方向的隔热型材中。
实施例1e和1f：在一侧用铝金属化的PET薄膜上的测量
经涂覆的该薄膜可用于生产根据本发明的涂层。为了λ-厚度乘积的近似计算，采取热导率估计值为0.24W/mK的最大层厚为15μm的聚合物(PET薄膜)，以及最大层厚度为40nm的热导率为236W/mK(纯铝)的铝制金属化层。
1.3×10-5W/K的λ-厚度乘积结果或2.5×10-5W/K的包括厚粘附层后的λ-厚度乘积结果(估计后加上1.2×10-5W/K：40μm粘合剂，0.3W/mK)低于1×10-4W/K，因此表明理想的低热传递。在金属蒸镀侧进行测量时(实施例1e)，导电性测试现在给出良好的导电性，其中比表面电阻<1×105欧姆，或按照快速测试为约3.0×103欧姆的值。薄膜的PET侧的测量(实施例1f)给出高的表面电阻，该表面电阻超出快速测试的测量范围，并且根据标准方法DIN EN61340-2-4得出的比表面电阻值为1.21×1015欧姆。
表1:表面性质和表面电阻的确定
Figure BDA0002526686440000331
实施例2：复合型材粉末涂层的涂漆结果
实施例2a(参考)：塑料-铝复合型材，由
Figure BDA0002526686440000332
REG型绝缘型材和匹配的铝半壳构成
在粉末涂漆之前，将型材复合材料干燥至型材中的残留水分<0.3重量％。所发现的是，在涂漆和烘烤后，塑料型材上的漆施涂是不完全，并且漆覆盖率变化很大。在此，漆覆盖比率仅在约40％至55％的范围内。
实施例2b：塑料-铝复合型材，由具有材料A制成的涂层的
Figure BDA0002526686440000333
REG型绝缘型材构成
绝缘型材配备有材料A作为根据本发明的涂层。和要与其匹配的铝半壳一起生产了复合型材。具有材料A的涂层被设计成使得获得根据图2A的滚入情况。
在粉末涂漆之前，将这样生产的复合型材干燥至塑料型材中残留水分<0.3重量％。所发现的是，在粉末施涂时获得均匀的粉末覆盖。烘烤后，在塑料型材上获得均匀、均一的漆层(漆覆盖比率100％)，其表面结构和覆盖率在很大程度上与在复合型材的铝壳上形成的漆层相对应。因此可以将涂层评为最佳。
实施例2c(参考)：塑料-铝复合型材，由
Figure BDA0002526686440000341
REG型绝缘型材和匹配的铝半壳构成
粉末涂漆之前，没有干燥型材复合材料，并在>1重量％的塑料型材中的残留水分情况下进行处理。所发现的是，在粉末施涂时获得全面的粉末覆盖。然而，在漆烘烤步骤之后，漆层的厚度差异是负面的，其由于能透视的黑色基材而表现为亮度差异。同样表现为不利的是在施加到塑料型材上的漆层区域中非常明显地形成了气泡。这些气泡是由于残留水分的逸出引起的，并且构成了肉眼可以清楚看到的不良缺陷。
实施例2d：塑料-铝复合型材，由
Figure BDA0002526686440000342
REG型绝缘型材构成，配备有材料A和与之匹配的铝半壳
涂层被设计成使得产生根据图2A的滚入情况。复合型材在粉末涂漆之前未被干燥，并在>1重量％的塑料型材中的残留水分的情况下进行处理。所发现的是，在粉末施涂时获得了比例为100％的均匀的粉末覆盖。烘烤后，获得塑料型材上均匀、均一的漆层，其表面结构和覆盖率在很大程度上对应于复合型材铝壳上的漆层。因此，涂层是最佳的。
实施例2e(参考)：塑料-铝复合型材，由
Figure BDA0002526686440000343
LO18型绝缘型材和匹配的铝半壳构成
在粉末涂漆之前，将复合型材干燥至塑料型材中残留水分<0.3重量％。所发现的是，在涂漆和烘烤后，塑料型材上的漆施涂不完全，并且平均涂层覆盖比率仅在约50％的范围内。
实施例2f：塑料-铝复合型材，由根据本发明配备有材料B的
Figure BDA0002526686440000351
LO18型绝缘型材和与之匹配的铝半壳构成
获得的复合型材对应于根据图2C的滚入情况。材料B的层结构对应于根据图4A的层结构。在粉末涂漆之前，将复合型材干燥至塑料型材中残留水分<0.3重量％。所发现的是，在粉末施涂时获得均匀的粉末覆盖。烘烤后，获得塑料型材上的均匀、均一的漆层(漆覆盖比率100％)，其表面结构和覆盖率在很大程度上对应于复合型材铝壳上的漆层。因此，涂层是最佳的。

Claims (28)

1.一种基于聚合物的基材，所述基材包括在使用聚合物材料的情况下生产的基材基体和施加在所述基材基体的表面区域上的两层或多层涂层，其中，所述涂层的第一层形成为粘附层并布置成与所述基材基体的表面区域接触，其中，所述涂层的第二层形成为能涂漆的覆盖层，其中，在使用非电绝缘材料份额的情况下将所述涂层的至少一层制成为具有减小的表面电阻的层，从而得到所述层的约1010欧姆或更小的比表面电阻，并且其中，所述涂层的至少一层形成为薄膜。
2.根据权利要求1所述的基材，其中，所述粘附层形成为粘合剂层、具有粘合剂层的底漆层或能与所述基材基体焊接的层。
3.根据权利要求1或2所述的基材，其中，所述具有减小的表面电阻的层的比表面电阻为约109欧姆或更小，更优选约108欧姆或更小。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基材，其中，在具有减小的表面电阻的层的生产中使用的非电绝缘材料是金属材料，特别是选自铝、铜和/或银，并且其中，所述具有减小的表面电阻的层优选具有约500nm或更小的厚度，优选地具有约200nm或更小的厚度，进一步优选地具有约100nm或更小的厚度，并且特别是形成为金属层。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基材，其中，所述具有减小的比表面电阻的层包括选自以下的非金属导电或半导电材料：
a)导电碳材料，特别是导电性碳黑(导电碳黑)、石墨、石墨烯、碳纳米管(CNT)或碳层；
b)导电无机材料，特别是导电氧化锡；
c)本征导电聚合物；和/或
d)配置成导电的聚合物材料，其包含非导电聚合物和降低所述非导电聚合物的电阻的添加剂，所述添加剂特别选自导电碳黑、石墨、石墨烯、CNT和导电无机材料以及本征导电聚合物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基材，其中，具有导电材料的层包括具有导电或半导电纤维的纤维材料，特别是扁平材料的形式，特别是纤维毡、纤维无纺布、纤维织物和/或纤维网结构，其中，所述纤维材料尤其包括金属纤维、由导电聚合物制成的纤维、配置成导电的聚合物纤维、CNT和/或碳纤维。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的基材，其中，所述两层或多层涂层的第一层在使用导电或半导电材料的情况下制成为粘附层。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的基材，其中，在使用导电或半导电材料的情况下制成具有覆盖层的第二层。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的基材，其中，所述两层或多层涂层具有塑料材料，所述塑料材料基于聚烯烃特别是PP或PE、基于EVA、基于聚酯特别是PET、基于聚酰胺特别是PA6、PA66、PA12、PPA和部分芳基化PA、基于乙烯基聚合物特别是聚苯乙烯(PS)和/或基于上述基于聚合物的共聚物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的基材，其中，所述两层或多层涂层包括具有增强材料的层，其中，所述增强材料特别地选自增强纤维，优选玻璃纤维、矿物纤维、碳纤维或塑料纤维。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的基材，其中，所述两层或多层涂层的层之一是单轴或双轴拉伸的薄膜，其中，所述层优选由聚烯烃、聚酰胺或聚酯聚合物材料制成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的基材，其中，对两层或多层涂层的第二层的覆盖层的表面进行预处理，以改善随后要施加的漆层、特别是粉末漆层的粘附性，特别是通过硅化、PVD或CVD涂覆、酸洗处理、表面粗糙化处理、等离子、火焰或电晕处理和/或施加底漆层。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的基材，其中，在所述基材基体的表面区域上的两层或多层涂层具有约200μm或更小的厚度，特别是约5μm至约100μm，进一步优选为约10μm至约80μm。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的基材，其中，对于涂层的所有层，层的相应厚度与相应层的热导率值的乘积之和总计为约1×10-4W/K或更小。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的基材，其中，所述两层或多层涂层能脱离地与所述基材基体连接。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的基材，其中，所述两层或多层涂层不能脱离地与所述基材基体连接。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的基材，其中，所述两层或多层涂层形成为扩散屏障，以防止基材基体的脱气，特别是水蒸气形式的脱气。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的基材，其中所述基材形成为隔热型材，特别是用于制造窗户元件、门元件和立面元件的隔热型材。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的基材，其中，所述基材具有粉末漆层，所述粉末漆层具有特别是约10μm至约300μm范围内、优选约60μm至约200μm的层厚度。
20.根据权利要求19所述的基材，其中，所述粉末漆层以约90％或更高、特别是约95％或更高、特别优选约98％或更高的漆覆盖率施加到所述两层或多层涂层的覆盖层上。
21.一种用于生产能静电粉末涂漆的基于聚合物的基材的方法，其中所述方法包括：
-提供基于聚合物的基材基体，其包含具有第一聚合物的聚合物材料，
-在待涂覆的基材的基材基体的表面区域上施加一个两层或多层涂层，所述两层或多层涂层包括第一层作为粘附层以及第二层作为能涂漆的覆盖层，其中，使第一层的粘附层与基材基体的表面区域接触，其中，涂层的至少一层在使用非电绝缘材料份额的情况下制成具有减小的表面电阻的层，从而得到所述层的约为1010欧姆或更小的比表面电阻，并且其中，涂层的至少一层设计为薄膜。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，将所述两层或多层涂层施加到所述基材基体的用于随后的粉末涂漆的表面区域上。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，将所述两层或多层涂层施加到所述基材基体的表面区域上，所述表面区域布置得基本上平行于设置用于随后的粉末涂漆的表面区域。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中，所述两层或多层涂层作为幅材提供并且被施加到所述基材基体上。
25.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中，首先将具有粘附层的第一层施加到所述基材基体上，并且其中，随后将所述涂层的第二层以及必要时的其它层施加到所述第一层上。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的方法，其中，将所述基材与至少一个金属型材、特别是铝型材连接，并且其中，将所述两层或多层涂层施加到所述基材基体上，使得在所述基材与所述金属型材连接之后涂层的具有减小的比表面电阻的层具有与金属型材的实体接触。
27.根据权利要求21至25中任一项所述的方法，其中，所述基材基体与至少一个金属型材、尤其是铝型材连接，并且其中，将所述两层或多层涂层的具有降低的比表面电阻的层、必要时整个所述两层或多层涂层在基材基体与金属型材连接之后施加到基材基体上，使得所述两层或多层涂层特别是具有与金属型材的实体接触。
28.根据权利要求21至27中任一项所述的方法，其中，在施加所述两层或多层涂层之后进行涂漆，特别是粉末烘烤涂漆。
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