CN1416373A - 一种涂覆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在基底(1)上形成聚合物基涂料组合物涂层的方法。该方法是基于使用颗粒(13)而不是使用涂料组合物固体块。该方法包括将基底(1)预热到高于聚合物基涂料组合物的玻璃化转变温度的温度；并将涂料组合物颗粒(13)供给到基底(1)的表面上，从而使颗粒(13)逐渐熔融成液态；之后该方法包括在基底表面(1)上形成液体涂料组合物涂层；和将液体涂层转变成涂料组合物的固体涂层。

Description

一种涂覆方法
本发明涉及在基底上形成聚合物基涂料组合物涂层的方法。
更确切地说，但不唯一，本发明涉及在金属带状可移动基底上形成薄的装饰性和/或保护性聚合物基涂料组合物涂层的方法。
在这里使用的术语“薄的”指的是最大为60微米的涂层厚度。
一般聚合物基涂料组合物包括作为主要成分的树脂，颜料和交联剂。
本发明一般可用于生产在建筑复合板材生产中用作初始材料的预涂覆的钢带和用于建筑行业，家用橱柜，车体和其它板状金属产品的其它钢制产品。
已知在钢带上形成聚合物基涂料组合物涂层的方法的特征在于其使用室温下为固态并且以固体块形式作为涂层源的涂料组合物。该方法包括将固体块逐渐熔融，并把得到的液体涂料组合物涂覆在带的表面上。在上文中，术语“液体”应理解为包括(a)实际上接近柔软的塑料固体的高粘度液体和(b)易于流动的液体。
Buecher等人的美国专利US5407697公开了一种方法，其步骤包括：
(a)将金属带预热到预热温度，该温度高于要涂覆在带表面上的热固性聚合物基涂料组合物的玻璃化转变温度；
(b)以预定的带速移动预热的带；
(c)使涂料组合物的固体块沿块的轴线前进到和要涂覆的带的表面相接
   触从而使涂料组合物块熔融并以液体沉积物的形式涂覆在表面上，
   之后用移动的带运走块；
(d)在带的表面上将液体沉积物形成为涂料组合物的液体涂层；
(e)加热涂覆的液体沉积物以生产出至少覆盖了带的部分表面的涂料
   组合物的固体涂层。
本发明的目的是提供一种在钢带上形成聚合物基涂料组合物涂层的替代方法。
本发明是用聚合物基涂料组合物颗粒而不是用固体块作为在金属带或其它适合基底上的涂层源的。
用颗粒而不用固体块避免了要将块的尺寸裁制成与带的宽度相一致的要求；实现了涂料更均匀的涂覆在带上；并且与固体块相比可输送大量的涂料。总之，使用颗粒而不使用固体块可在运输和涂料生产线上更灵活的处理材料。
更具体地说，本发明提供一种在基底上形成聚合物基涂料组合物涂层的方法，它包括如下步骤：
(a)将基底预热到高于聚合物基涂料组合物的玻璃化转变温度的温度；
(b)将涂料组合物颗粒供给到基底的表面上，从而使颗粒逐渐熔融成液态；
(c)在基底表面上形成液体涂料组合物涂层；和
(d)将液体涂层转变成涂料组合物的固体涂层。
术语“颗粒”在这里应理解为颗粒尺寸的下限为100微米(测量的是颗粒的主要尺寸)～上限为5cm(测量的也是颗粒的主要尺寸)的固体。
颗粒可以是规则的或不规则的。
在热塑性塑料工业中使用的术语“颗粒”指的是形状和尺寸分布相对均匀的固体，它是通过切割挤出的材料条制造的。在这里使用的术语“颗粒”包括，但不限于，这一限定。
在这里的术语“颗粒”也可理解为包括在粉末涂料工业中又称为“薄片”的固体，该固体的形状是不规则的，尺寸分布也是变化的。在这里使用的术语“颗粒”包括，但不限于，这一限定和热塑料工业中的“颗粒”。
在这里的术语“颗粒”还可理解为不包括粉末涂料工业中称为“ 粉末”的固体。在这一内容中，本发明避免了颜色缓慢转换，喷台难于清理，在金属带上传递效率低以及用喷涂技术难以形成薄的薄膜涂层的不利之处。
术语“颗粒”还可理解为不包括US5407697实施例中所描述类型的“块”。本发明颗粒所使用的传送系统要比块的传送系统简单，这是它的优点所在。
对聚合物基涂料组合物进行选自以达到合适的性能，涂料组合物为颗粒状并且在许多情况下，颗粒的使用位置和其制造位置是不同的，这就需要将其从制造位运输到最终的使用位置。一般涂料组合物的玻璃化转变温度要高于运输过程中颗粒所经受的温度以避免颗粒发生实质性的变形/破裂。
优选聚合物基涂料组合物是热固性涂料组合物。
在涂料组合物为热固性涂料组合物的情况下，优选将液体涂料转变成涂料组合物的固体涂层的步骤(d)包括加热液体涂料以热固涂料组合物。
向基底的表面供给涂料组合物颗粒的步骤(b)优选包括基底在沿预定路径以可控速度前进时，供给颗粒。
该方法优选包括：对于给定的基底速度，通过控制颗粒向基底的喂料速率来控制涂料组合物在基底上的沉积。
形成液态涂料组合物涂层的步骤(c)优选包括：
(i)在可移动基底的横向上定位辊以便辊向要涂覆的表面施加压力，由此可控制在基底上液体涂层的厚度；和
(ii)控制涂料组合物在基底上的沉积速率以便建立一池液体涂料组合物并刚好保持在辊的上游侧，通过辊和基底对其进行控制。
该池为一贮藏处，当基底在辊和要涂覆的表面间移动时，液体涂料组合物从该处通过基底而被拉出。
方法中的步骤(b)可包括将颗粒供给到池的移动基底的上游侧或直接将颗粒供给到池中。在后一种情况并可能在前一种情况中，池将含有由熔体转变成液体的颗粒。
涂层可在基底的整个宽度上或仅在其部分宽度上形成。
本发明将参照附图作进一步的描述。
图1是实现本发明方法一个实施方案的连续带涂覆生产线的侧视图；
图2是图1中所示涂料涂覆站的详细图(放大图)。
下面的描述涉及用于在钢带形基底上形成聚合物基涂料组合物涂层的本发明方法的优选实施方案。本发明同样可用在其它类型的基底上。
参照图1，在上表面用热固性涂料组合物连续涂覆的钢带1连续地通过预热炉2，涂覆站3，涂覆成形站4，固化炉5和淬火浴6。
所述的涂料涂覆线可以是连续镀覆线的整体的最后部分或可从装载有来自库存的卷曲带的常规开卷机(未示)处接入。在每种情况中，由浴6出来的涂覆带是通过常规的卷取机(未示)卷取的，并且该生产线还安装有其它常规的附件，例如受液器(accumulators)(未示)和保持带张力的装置(未示)。
对输入的带1进行预处理以使其适于接收最终的涂层，也就是说，要将其拉平，清洗，可能的话还要涂底漆。所有这些操作都是通过常规的方法实现的。
预热炉2将带1加热到高于聚合物基涂料组合物玻璃化转变温度的温度。在本文中，热固性涂料组合物可以是具有高固体含量，一般大于90wt％固体的任何合适的组合物。如上所述，如果需要将涂料组合物颗粒由远处的造粒位置运送到涂覆线，就要考虑涂料组合物的适应性问题。一般预热带的温度在160～240℃的范围内。
涂料涂覆站3包括一导向器或斜槽7或沿带1的宽度以一定的空间间距在带1上定位的许多导向器或斜槽7，它们使涂料组合物颗粒以一或多个流股19的形式供给到带的上表面上。当带继续向前移动时，在带表面上的涂料组合物固体粒熔融成液态。该液态涂料组合物在带1的上表面形成一系列不连续的区域13(见图2)。
涂覆成形站4将不连续的涂料组合物液体沉积物涂覆在整个带表面上。在本文中，可注意到在另一实施方案中，涂覆成形站沿带的宽度方向将液体涂料组合物涂覆到一或多个选择的部分中。
涂覆成形站4包括与带1的上表面接触的具有硬的、有弹性的、光滑弹性表面层的上压辊14和与带1的下表面接触并给压力辊14提供反动力的支承辊15。
压力辊14是电驱动的并可在任一方向上旋转。优选其旋转要使与沉积物接触的弯曲表面的一部分沿与带1相同的方向移动。
包括颗粒喂入速率在内的操作参数要控制到可建立一池液体涂料组合物并且刚好保持在压力辊14的上游侧。池17一般刚好延伸到带的边缘但在边缘处要非常的小。
参照图2，当带向前移动时，横跨整个带1表面的预定厚度的涂层16从池17中被拉出并在压力辊14下形成。
涂覆带在涂覆成形站形成后就穿过固化炉5，其中涂层被加热到220～270℃的固化温度，由此涂料组合物就转变成固态。
之后，为了作为制成品卷取和移动，涂料组合物的固体涂层和带通过浴6来淬火，或相反冷却到室温。
可对上面描述的本发明方法的优选实施方案作很多的改进，而这些改进都没有脱离其精神和范围。
此外，本发明的方法不限于在图1和2所示的涂覆线上进行。
该方法可在包括不同形式的涂覆成形站4的涂覆线上实现。一种可替代的涂覆成形站(未示)是一种双辊系统，它包括与带的上表面接触的旋转的上压力辊和与压力辊接触的旋转的支承辊，于是在使用时建立了一池液体涂料组合物并且保持在辊间的间隙处。预定厚度的涂层从池中拉出并通过旋转压力辊将其沉积在带上。

Claims (8)

1.一种在基底上形成聚合物基涂料组合物涂层的方法，它包括如下步骤：
(a)将基底预热到高于聚合物基涂料组合物的玻璃化转变温度的温度；
(b)将这里所限定的涂料组合物颗粒供给到基底的表面上，从而使颗粒逐渐熔融成液态；
(c)在基底表面上形成液体涂料组合物涂层；和
(d)将液体涂层转变成涂料组合物的固体涂层。
2.根据权利要求1的方法，其中聚合物基涂料组合物的玻璃化转变温度要高于在输送过程中颗粒所经受的温度从而避免颗粒发生实质性变形/破裂。
3.根据权利要求1或2的方法，其中涂料组合物是热固性涂料组合物。
4.根据权利要求3的方法，其中将液体涂料转变成涂料组合物固体涂层的步骤(d)包括加热液体涂料以热固涂料组合物。
5.根据前述权利要求之一的方法，其中将涂料组合物颗粒供给到基底表面的步骤(b)包括基底在沿预定路径以可控速度移动的同时供给颗粒。
6.根据权利要求5的方法，包括对于给定的基底速度，通过控制颗粒向基底的喂料速率来控制涂料组合物在基底上的沉积速率。
7.根据前述权利要求之一的方法，其中形成液体涂料组合物涂层的步骤(c)包括：
(i)在可移动基底的横向上定位辊以便辊向要涂覆的表面施加压力，由此可控制在基底上液体涂层的厚度；和
(ii)控制涂料组合物在基底上的沉积速率以便建立一池液体涂料组合物并刚好保持在辊的上游侧，通过辊和基底对其进行控制。
8.根据权利要求7的方法，其中向基底表面供给涂料组合物颗粒的步骤(b)包括将颗粒供给到移动基底的池的上游侧或直接将其供给到池中。
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