KR20070084309A - 프라이머층 및 오버코트로서 플루오로중합체 분말 코팅의적용 방법 - Google Patents

프라이머층 및 오버코트로서 플루오로중합체 분말 코팅의적용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070084309A
KR20070084309A KR1020077011204A KR20077011204A KR20070084309A KR 20070084309 A KR20070084309 A KR 20070084309A KR 1020077011204 A KR1020077011204 A KR 1020077011204A KR 20077011204 A KR20077011204 A KR 20077011204A KR 20070084309 A KR20070084309 A KR 20070084309A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
powder
primer
overcoat
primer layer
layer
Prior art date
Application number
KR1020077011204A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101282456B1 (ko
Inventor
크레이그 킹 헤네시
Original Assignee
이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 filed Critical 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Publication of KR20070084309A publication Critical patent/KR20070084309A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101282456B1 publication Critical patent/KR101282456B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
    • B05D5/083—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface involving the use of fluoropolymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/36—Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/52—Two layers
    • B05D7/54—No clear coat specified
    • B05D7/542—No clear coat specified the two layers being cured or baked together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2451/00—Type of carrier, type of coating (Multilayers)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2506/00—Halogenated polymers
    • B05D2506/10—Fluorinated polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/3154—Of fluorinated addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31544—Addition polymer is perhalogenated

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 기재상에서 베이킹 처리시 기재에 코팅 시스템의 우수하고 내구성이 더 큰 접착력을 제공하는, 퍼플루오로알콕시 중합체(PFA)로도 공지된 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(비닐 알킬 에테르) 공중합체의 분말 오버코트와 함께 프라이머 분말로서 적용된 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체의 사용에 관한 것이다. 이러한 접착력의 품질은 비등수 박리 테스트에 의하여 측정한다.

Description

프라이머층 및 오버코트로서 플루오로중합체 분말 코팅의 적용 방법{PROCESS FOR APPLYING FLUOROPOLYMER POWDER COATING AS A PRIMER LAYER AND AN OVERCOAT}
본 발명은 프라이머 분말을 기재에 적용하여 표면에 플루오로중합체 프라이머층을 형성하고, 플루오로중합체 분말을 프라이머층에 적용하여 오버코트를 형성하는 내구성 박리면을 형성하는 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬 (비닐 에테르) 공중합체 분말 오버코트와의 우수한 코트간 접착력을 달성하고 기재와의 장시간 지속되는 접합을 유지하는 플루오로중합체 프라이머 분말의 선택에 관한 것이다.
예컨대 우수한 화학적 내성, 우수한 박리성, 우수한 내열성 및 전기 절연성을 갖는 플루오로중합체 수지는 다수의 적용예에서 바람직하다. 용융 유동성을 갖는 플루오로중합체 분말은 밥솥, 그릴 및 베이크웨어를 비롯한 조리기구 물품뿐 아니라, 다수의 공업용 적용예, 예컨대 복사기 및 프린터용 퓨저 롤 또는 벨트 및 화학적 처리 반응기의 코팅에 유용한 것으로 밝혀졌다. 액체 코팅 대신에 분말 코팅을 적용하는 잇점 중 하나는 액체 코팅을 적용하는데 사용되는 건조 및 환기 단계뿐 아니라, 액체 코팅의 적용과 관련된 장치를 배제하는 것이다. 또한, 분말 코팅은 환경 문제를 나타내며 고가의 개선 절차를 필요로 하는 휘발성 유기 용매를 사 용할 필요가 없다.
프라이머층 및 오버코트 모두를 위한 분말 코팅은 미국 특허 제5,093,403호(Rau et al.)에 기재되어 있다. 상기 특허에서, 퍼플루오로알콕시 중합체(PFA)는 프라이머층 및 오버코트 모두에 대하여 예시된다. 상기 특허는 PFA 수지를 금속 기재에 접합시키는 것이 곤란하며, PFA는 비교적 고온에서, 즉 약 675℉ 내지 약 720℉(357℃ 내지 382℃) 범위내에서 적용되어야만 하는 것으로 인식하고 있다. Rau et al.의 문헌에는 PFA에 대한 임의의 상당한 열화(분해) 없이 상기의 고온에서 PFA 수지를 금속 기재에 접합시키기 위하여 결합제, 예컨대 폴리(페닐렌 설피드)(PPS)를 사용하는 것이 개시되어 있다.
이의 높은 작동 온도, 우수한 마모 저항 및 우수한 박리성으로 인하여, PFA는 엄격한 상업적 적용에 사용되는 표면, 예컨대 통상의 베이크웨어를 위한 박리면을 위한 수지이다. 통상의 베이킹 팬은 매일 다수의 고온 사이클로 사용되며, 베이킹 처리된 제품의 제조가 경제적이 되도록 하기에 충분히 긴 시간 동안 이의 박리 성질을 보유하여야만 한다. 그러나, PFA 프라이머층상의 PFA 오버코트의 적용은 시간이 경과함에 따라 시스템의 부적절한 접착을 초래하는 것으로 나타났다. 그 결과, Rau et al.의 문헌에 개시된 PFA/PFA 시스템은 너무 신속하게 실패할 수 있으며, 박리면을 갖는 기재를 한해 수천회의 베이킹 사이클로 처리하는 통상의 작업의 필요성을 역설하여 부적절하다.
그래서, 우수한 박리 성질 및 마모 내성을 유지하면서 개선된 접착력 및 더 긴 수명을 갖는 높은 작동 온도에서 사용될 수 있는 프라이머/탑코트 시스템을 허 용하는 PFA 탑코트와 함께 사용될 수 있는 개선된 분말 프라이머 조성물에 대한 수요가 여전히 존재한다.
발명의 개요
놀랍게도, 퍼플루오로알콕시 중합체(PFA)로서도 공지된 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(비닐 알킬 에테르) 공중합체의 분말 오버코트와 함께 프라이머 분말로서 적용되는 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체의 사용은, 기재상에서 베이킹 처리시 기재에 대한 코팅 시스템의 우수하며 내구성이 더 큰 접착력을 산출하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 접착력의 품질은 비등수 박리 테스트에 의하여 측정한다.
또한, 오버코트에 PFA를 사용하는 본 발명의 시스템은 이러한 층에서의 PFA의 공지된 우수한 박리 성질, 마모 저항 및 높은 작용 온도의 잇점을 갖는다.
그러므로, 본 발명은
(a) 프라이머 분말을 기재에 적용하여 표면에 프라이머층을 형성하는 단계,
(b) 오버코트 분말을 상기 프라이머층에 적용하여 상기 프라이머층에 오버코트층을 형성하는 단계{상기 프라이머는 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체 및 중합체 결합제를 포함하며, 상기 오버코트는 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체를 포함함},
(c) 상기 프라이머층 및 상기 오버코트층을 베이킹 처리하여 박리면을 형성하는 단계를 포함하는, 기재상에서 박리면의 형성 방법에 관한 것이다. 분말층은 정전 분무에 의하여 적용되는 것이 바람직하다. 중합체 결합제는 폴리에테르 설 폰, 폴리페닐렌 설피드 및 폴리아릴렌에테르케톤으로 구성된 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 한 구체예에서, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체를 포함하는 프라이머 분말은 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 박리면을 기재상에 형성하는 방법이 제공된다. 이러한 방법은 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체 및 중합체 결합제를 포함하는 프라이머 분말을 기재에 적용하여 프라이머층을 표면에 형성하는 단계, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체를 포함하는 분말 오버코트를 프라이머층에 적용하여 오버코트층을 표면에 형성하는 단계를 포함한다. 프라이머층 및 오버코트층은 베이킹 처리되어 박리면을 기재상에 형성한다.
플루오로중합체
본 발명의 프라이머 및 오버코트 모두에 사용되는 플루오로중합체는 용융 유동성을 갖는다. 통상적으로, 공중합체에 따라 미국 특허 제4,380,618호 및 ASTM D-2116 또는 D-3307에 기재된 것을 변형시킨 ASTM D-1238의 방법에 의하여 372℃에서 측정한 용융 점도는 102 Pa·s 내지 약 106 Pa·s, 바람직하게는 103 내지 약 105 Pa·s이다. 상기 용융 유동성 플루오로중합체의 예로는 테트라플루오로에틸렌(TFE) 단독중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 융점보다 실질적으로 낮은 공중합체의 융점을 예를 들면 315℃ 이하의 융점으로 감소시키기에 충분량으로 중합체에 존재하는 TFE 및 1 이상의 불소화 공중합성 단량체(공단량체)의 공중합체 등이 있다.
본 발명에 사용된 프라이머 분말은 테트라플루오로에틸렌(TFE) 및 퍼플루오로올레핀의 공중합체를 포함하며, 상기 퍼플루오로올레핀 공단량체는 3 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 것, 예컨대 헥사플루오로프로필렌(HFP)인 것이 바람직하다. 한 구체예에서, 테트라플루오로에틸렌(TFE) 및 퍼플루오로올레핀의 공중합체를 포함하는 프라이머 분말은 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬기가 1 내지 5 개의 탄소 원자를 포함하는 것이 바람직한 테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)(PAVE)의 공중합체 60 중량% 이하를 더 포함한다.
오버코트 분말은 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬기가 1 내지 5 개의 탄소 원자를 포함하는 것이 바람직한 테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)(PAVE)의 공중합체를 포함한다. PAVE 단량체는 알킬기가 1, 2, 3 또는 4 개의 탄소 원자를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 공중합체는 여러 가지의 PAVE 단량체를 사용하여 생성될 수 있다. TFE 공중합체의 바람직한 예로는 PFA(TFE/PAVE 공중합체), TFE/HFP/PAVE(여기서 PAVE는 PEVE 및/또는 PPVE임) 및 MFA(PAVE의 알킬기가 2 개 이상의 탄소 원자를 갖는 TFE/PMVE/PAVE) 등이 있다.
프라이머에서의 TFE/퍼플루오로올레핀 공중합체의 융점은 통상적으로 오버코트 분말의 TFE/PAVE 공중합체의 융점보다 낮다. 예를 들면 FEP로도 공지되어 있는 TFE/HFP의 융점은 통상적으로 약 510℉(266℃)이고 그리고, 통상적으로 약 590℉(310℃)인 TFE/PPVE의 융점 이하이다. 그래서, 저 융점 TFE/퍼플루오로올레핀 공중합체를 포함하는 프라이머층이 고 융점 TFE/PAVE(PFA) 공중합체 오버코트를 갖는 우수하며 내구성이 있는 코팅 시스템을 형성하는 것이 놀랍다. 저 융점 플루오로중합체를 갖는 프라이머 시스템은 PFA 시스템과 함께 사용되는 높은 경화 또는 베이킹 온도, 통상적으로 675℉(357℃) 내지 720℉(382℃)를 견딜 수 없으며, 저 융점 공중합체는 분해되어(거품) 기재로부터 탈리를 야기할 수 있을 것으로 예상된다. 놀랍게도, PFA 분말 오버코트와 함께 TFE/퍼플루오로올레핀 프라이머 분말층은 베이킹 처리시 종래 기술의 PFA 프라이머/PFA 오버코트 시스템보다 접착력이 더 우수한 코팅 시스템을 형성하는 것으로 밝혀졌다.
중합체 결합제
본 발명에 사용되는 프라이머 분말 코팅은 플루오로중합체(들) 및 중합체 결합제의 중량합을 기준으로 하여 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체 이외에, 내고온성 중합체 결합제인 5 내지 90 중량%의 중합체 결합제를 더 포함한다. 결합제 성분은 용융되도록 가열시 필름을 형성하며 열 안정성을 지니며 고온에 견디는 용도를 갖는 중합체를 포함한다. 결합제는 플루오로중합체를 기재에 접착시키고, 필름을 형성하기 위한 비접착 피니쉬에 사용하기 위한 것으로 공지되어 있다. 결합제는 일반적으로 불소를 포함하지 않으며, 플루오로중합체에 접착된다. 본 발명에 사용되는 바람직한 중합체 결합제의 예로는 (1) 유리 전이 온도가 약 230℃이고, 지속된 작동 온도가 약 170℃ 내지 190℃인 무정형 열가소성 중합체인 폴리에테르설폰(PES), (2) 융점이 약 280℃이고, 지속된 작동 온도가 약 200℃ 내지 240℃인 부분 결정형 중합체인 폴리페닐렌 설피드(PPS) 및 (3) 폴리아릴렌에테르케톤, 예컨대 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르케톤(PEK) 중 1 이상을 포함한다. 폴리아릴렌에테르케톤은 250℃ 이상에서 열 안정성이며, 300℃ 이상의 온도에서 용융되며, 미국 특허 제3,065,205호, 제3,441,538호, 제3,442,857호, 제5,357,040호, 제5,131,827호, 제4,578,427호 중 1 이상에 개시되어 있다. 상기에 제시된 중합체 결합제 전부는 지속된 작동 범위내에서의 온도에서 열 안정성이며, 치수 안정성이며, 이들은 내마모성이다. 또한, 이들 중합체는 접착되어 금속 면을 세정시킨다.
기타의 첨가제
플루오로중합체 이외에, 분말 프라이머 및 분말 오버코트는 무기 충전재, 필름 경화제, 안료, 안정화제 및 기타의 첨가제를 포함할 수 있다. 충전재 및 필름 경화제의 적절한 예로는 규소, 지르코늄, 탄탈륨, 티탄, 텅스텐, 붕소 및 알루미늄의 무기 산화물, 질화물, 붕소화물 및 탄화물뿐 아니라, 유리 박편, 유리 비이드, 유리 섬유, 알루미늄 또는 지르코늄 규산염, 운모, 금속 박편, 금속 섬유, 미분 세라믹 분말, 이산화규소, 이산화티탄, 황산바륨, 탈크, 카본 블랙 등 그리고, 폴리아미드, 폴리에스테르 및 폴리이미드의 합성 섬유 등이 있다. 한 구체예에서, 분말 프라이머는 플루오로중합체(들), 중합체 결합제 및 충전재의 중량합을 기준으로 하여 10 내지 20 중량%의 무기 충전재를 포함한다.
프라이머 분말 제조
상기에서 제시한 바와 같이 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체 및 중합체 결합제 및 임의로 기타의 플루오로중합체 및 기타의 첨가제를 포함하는 분말 프라이머는 각각의 성분의 분말을 혼합하는 통상의 기계적 방법을 사용하여 생성될 수 있다.
또한, 분말 프라이머의 다중성분 입자, 즉 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체 및, 임의로 기타의 플루오로중합체를 갖는 중합체 결합제는 미국 특허 제6,232,372호(Brothers et al.)의 교시 내용에 의하여 플루오로중합체 입자 및 기타의 성분을 중합체 결합제의 용액과 조합하는 단계, 플루오로중합체를 중합체 결합제의 용액과 혼합하는 단계 및 플루오로중합체의 다중성분 입자의 조성물을 분산되지 않은 중합체 결합제와 분리하여 생성될 수 있다. "분산되지 않은 중합체 결합제"라는 것은 프라이머 분말 입자의 다중성분 관계가 중합체 결합제 성분을 플루오로중합체 성분에 분산시킨 것이 아니라는 것을 의미한다. 그래서, 본 발명의 한 구체예에 사용된 중합체 결합제 성분은 플루오로중합체 성분에 분산된 충전재의 형태가 아니라, 플루오로중합체 입자를 둘러싼 코팅으로서 존재한다. 이러한 구체예의 다중성분 입자의 표면에 존재하는 분산되지 않은 중합체 결합제는 조성물을 프라이머 코팅으로서 사용할 경우 기재에 대한 입자의 접착력을 촉진한다.
더욱 바람직한 구체예에서, 프라이머 분말은 미국 특허 제6,518,349호(Felix et al.)의 교시 내용에 의하여, 전술한 바와 같은 임의의 기타 성분 및 중합체 결합제와 함께 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체의 1차 입자의 액체 분산물을 분무 건조시켜 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체 및 중합체 결합제의 응집된 입자의 부서지기 쉬운 과립을 생성하는 분무 가능한 분말로 생성될 수 있다. "부서지기 쉬운"이라는 것은 과립이 상당한 입자 변형, 예컨대 분쇄된 입자로부터 연장된 피브릴의 형성을 야기하지 않으면서 더 작은 입자 크기로 감소(분쇄)될 수 있다는 것을 의미한다. 분무 건조된 방법에 의하여 형성된 중합체 및 성분의 혼합물은 분말 형성후 각 성분 분말 혼합의 통상의 기계적인 방법에 의하여 형성된 것보다 더 균일하다. 분무 건조에 의하여 형성된 다중성분 분말은 정전 적용중에 분리되지 않아 기재상에서 더 균일한 코팅을 형성한다.
분무 건조에 사용된 플루오로중합체 성분은 물중의 중합체의 분산물로서 일반적으로 입수 가능하며, 이는 적용 용이성 및 환경적 허용 가능성을 위하여 본 발명의 조성물의 바람직한 형태가 된다. "분산물"이라는 것은 플루오로중합체 입자가 수성 매체중에 안정하게 분산되어 분산물을 사용할 때 입자의 침전이 발생하지 않는다는 것을 의미하며, 이는 통상적으로 0.2 ㎛ 정도의 플루오로중합체 입자(또는 1차 입자로 지칭함)의 작은 크기 및 분산물 제조업자에 의한 수성 분산물중에서의 계면활성제의 사용으로 이루어진다. 이러한 분산물은 분산물 중합으로서 공지된 방법에 이어서 임의로 농축 및/또는 계면활성제의 추가 첨가에 의하여 직접 얻을 수 있다.
분말의 적용
프라이머 분말 및 오버코트 분말은 소정의 적절한 계면활성제 또는 점도 조절제를 사용한 적절한 액체중의 건조된 분말의 현탁, 및 습식 코팅 기법에 의한 조성물의 부착에 의하여 기재에 적용시킬 수 있다. 본 발명에 사용된 분말 코팅은 공지된 통상의 기법, 예를 들면 핫 플로킹(hot flocking), 정전 분무, 정전 유동상, 로토라이닝(rotolining) 등에 의하여 건조된 형태로 부착되는 것이 바람직하다. 정전 분무, 예컨대 마찰전기 분무 또는 코로나 분무가 바람직하다.
프라이머 분말은 통상적으로 기재에 대한 코팅의 접착력을 돕기 위하여, 통상의 처리, 예컨대 그릿 블래스팅, 엣칭 또는 화학적 처리에 의하여 처리되는 것이 바람직한 세정 및 탈지 처리된 기재에 적용된다. 임의의 적절한 기재를 코팅하며, 통상의 금속 기재의 예로는 스틸, 고 탄소강, 스테인레스 스틸, 알루미늄도금강 및 알루미늄 등이 있다. 기재에 분말 프라이머 및 오버코트 프라이머의 적용 방법은 기재가 15℃∼25℃의 온도인 경우 바람직하다.
분말 오버코트는 단일 베이킹 적용으로 지칭되는 분말 프라이머를 1차 베이킹 처리하지 않고 분말 프라이머상에 기재에 적용하는, 즉 오버코트의 베이킹이 통상적으로 프라이머층을 베이킹 처리할 수 있다. 단일 베이킹 처리 시스템에서, 코팅된 기재는 통상적으로 60 분간 약 735℉(390℃)에서 베이킹 처리한다. 또는, 프라이머층을 이중 베이킹 적용으로도 지칭되는 베이킹으로 처리한 후 분말 오버코트를 적용 및 베이킹 처리할 수 있다. 통상적으로, 분말 프라이머를 기재에 적용하고, 725℉(385℃)에서 약 30 분간 베이킹 처리한 후, 오버코트 분말을 적용한 후, 또다른 약 30 분간 725℉(385℃)에서 베이킹 처리하였다. 통상의 적용예에서, 프라이머층은 두께가 약 2 mil(50 ㎛) 미만이고, 오버코트층은 약 25 mil(650 ㎛) 이하이다. 기타의 적용예에서, 프라이머층은 두께가 약 1.5 mil(38 ㎛) 미만이고, 오버코트층은 두께가 약 1.5 내지 약 3 mil(38 ㎛ 내지 76 ㎛)이다.
전술한 바와 같은 분말 코팅을 본 발명의 기재상의 박리면을 위한 프라이머층 및 오버코트층으로서 사용한다. 이러한 코팅은 조리기구 및 베이크웨어뿐 아니라, 다수의 공업용 적용예, 예컨대 복사기 및 프린터용 퓨저 롤 또는 벨트, 밸브, 탱크, 임펠러, 파이프, 금속박, 신발 몰드, 눈삽 및 눈가래, 선저, 슈트, 컨베이어, 다이, 연장, 공업용 컨테이너, 몰드, 라이닝 반응기 용기, 자동차 패널, 열 교환기, 배관 등으로 적용된다.
테스트 방법
접합 강도 접착력 테스트
알루미늄 패널 4.0"×12.0"(10.1 cm×30.5 cm) 패널을 아세톤 세정제로 세정하였다. 패널은 그릿 블래스트 면을 갖는다. 패널을 각각의 실시예의 설명에 의하여 코팅시켰다. 패널을 하기에 설명한 바와 같이 접합 강도 접착력 테스트로 처리하였다.
코팅된 금속 패널의 접합 강도는 단순화한 T-박리 테스트(접착제의 박리 저항)로 상기 코팅한 기재를 처리하여 측정하였다. 베이킹 처리한 코팅을 1 인치 이격된 평행선으로 금속 기재를 절단하였다. 1 인치 폭의 끌을 사용하여 이를 유지하기에 충분한 코팅 플랩을 들어 올렸다. 코팅을 손으로 기재로부터 잡아당기거나 또는 한쌍의 플라이어를 사용하여 잡아 당겼다.
접합 강도는 비등수 테스트 이전 및 이후에 평가하였다. 비등수 테스트의 경우, 패널을 소정 시간 동안 비등수에 침지시켰다. 접합 실패는 1 내지 4의 평가 시스템으로 정성적으로 평가하며, 4가 접착력 평가의 최고치이다. 평가값 1은 접착 실패되어 필름이 매우 용이하게 박리되는 샘플에 해당한다. 평가값 2는 필름을 박리시키는데 상당한 힘이 필요한 접착 실패를 나타내는 샘플에 해당한다. 평가값 3은 박리에 의하여 실패되어 필름의 상당한 연장 또는 필름의 연장후 필름의 점진적인 인열을 초래하는 샘플에 해당한다. 평가값 4는 깨끗한 코팅 파손 또는 연장후 파손을 나타내는 샘플에 해당한다.
하기 실시예에서, 알루미늄 패널 기재 약 4"×12"를 아세톤으로 세정하고, 엠파이어 어브레이시브 이큅먼트 컴파니로부터 입수 가능한 Pro-Finish 블래스트 캐비넷, Model PF-3648을 사용하여 약 70-125 마이크로인치 Ra의 거칠기로 100 그릿 산화알루미늄을 사용하여 그릿 블래스트 처리하였다.
분말 코팅은 Nordsen Sure-Coat 정전 분말 코팅 건을 사용하여 기재에 적용하였다. 코팅한 패널을 실시예에 명시된 시간 및 온도로 전기 가열된 고온 공기 대류 오븐에서 베이킹 처리하였다. 이들 실시예에 사용한 오븐은 Class A 용매 환기 오븐이다.
프라이머 분말을 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체 및 중합체 결합제로부터 분무 건조에 의하여 생성하는 실시예의 경우, 분무 건조기는 덴마크 코펜하겐에 소재하는 APV 안히드로 AS에서 제조한 APV Pilot Spray Dryer 타입 PSD52이다. 분무 건조기는 300℃ 내지 320℃의 유입 공기 온도 및 110℃ 내지 125℃의 배출 온도로 작동된다. 분말을 사이클론 분리기에서 수집하고, 미분을 최종 필터에서 수집하고, 고온의 공기 및 수증기를 배기시켰다. 분산물은 연동 펌프를 사용하여 펌핑시키고, 2 개의 유체(공기 및 액체) 노즐을 사용하여 분무하였다. 노즐에서의 공기 압력은 60 psig이다.
플루오로중합체
하기의 실시예에 특별하게 언급되지 않는다면, 분산물 농도는 고체 및 액체의 총 중량을 기준으로 한 중량%이다. 분산물의 고형분 함량은 중력에 의하여 측정하고, 고체 및 액체의 중량합을 기준으로 하여 중량%로 나타내었다.
ASTM(D-2116 또는 D-3307)의 방법에 의하여 372℃에서 용융 유속을 측정하였다. MFR은 용융 점도 MV=53.15/MFR의 관계에 의한 용융 점도에 관한 것이며, 이때 MFR은 단위가 g/10 분이며, MV는 단위가 103 Pa·s이다.
미정제 분산물 입자 크기(RDPS)는 광자 상관 분광법에 의하여 측정하였다.
분말 입자의 평균 입자 크기는 건조 입자의 레이저 광 산란에 의하여 측정하였다(Microtrac 101 Laser Particle Counter 사용, 하니웰 코포레이션의 분사인 리즈 앤 노쓰럽으로부터 입수함).
FEP 분산물: 고형물 함량이 28 내지 32 중량%이고, 미정제 분산물 입자 크기(RDPS)가 160 내지 220 ㎚인 물중의 TFE/HFP 공중합체 수지 분산물로서, 수지는 HFP 함량이 10.3 내지 13.2 중량%이고, 용융 유속이 2.95 내지 13.3이다. 수지의 융점은 507℉(264℃)이다.
PFA 분산물: 고형물 함량이 28 내지 32 중량%이고, 미정제 분산물 입자 크기(RDPS)가 150 내지 245 ㎚인 TFE/PPVE 공중합체 수지 분산물로서, 수지는 PPVE 함량이 2.9 내지 3.6 중량%이며, 용융 유속은 1.3 내지 2.2이다. 수지의 융점은 590℉(310℃)이다.
FEP 분말(제품 코드 532-8110, 듀폰 컴파니로부터 입수 가능함): 10.3 내지 13.2% HFP를 포함하며, 입자 크기는 26.3 내지 46.6 미크론 범위내이며, 용융 유속은 2.95 내지 13.3 g/10 분이며, 부피 밀도는 48 내지 72 g/100 ㏄인 TFE/HFP 공중합체 분말이다. 수지의 융점은 507℉(264℃)이다.
PFA 분말(타입 350, 제품 코드 532-7410, 듀폰 컴파니로부터 입수 가능함): 2.9 내지 3.6% PPVE를 포함하며, 입자 크기는 28.5 내지 0.9 미크론 범위내이며, 용융 유속은 1.3 내지 2.2 g/10 분이고, 부피 밀도는 56 내지 87 g/100 ㏄인 TFE/PPVE 플루오로중합체 분말이다. 수지의 융점은 590℉(310℃)이다.
중합체 결합제
셰브론 필립스 케미칼 컴파니로부터 Ryton PR11-10으로 입수 가능한 폴리페닐렌 설피드(PPS).
스미토모 케미칼로부터 Sumika Excel PES 4100mp로 입수 가능한 폴리에틸렌 설폰(PES).
빅트렉스로부터 150PF 등급으로 입수 가능한 폴리에테르에테르케톤(PEEK).
기타의 성분
EMD 케미칼로부터 Afflair의 등급으로 입수 가능한 운모.
GE 실리콘으로부터 입수 가능한 Silwet L-77 계면활성제.
엥겔하트 코포레이션으로부터 C.I. 안료 블랙 28로서 입수 가능한 흑색 안료.
비교예 1
기계적 혼합된 PFA/PPS 프라이머 분말
PPS 결합제 및 PFA 분말, DuPont 532-7410을 플라스틱 병에 넣고 15 분간 하기 표 1에 제시한 비율에 의하여 롤링 처리하여 기계 혼합된 프라이머 분말을 생성하였다. 분말은 상기에서 제조한 바와 같은 그릿 블래스팅 처리한 알루미늄 패널에 정전 분무로 적용하였다. PFA 오버코트 분말, DuPont 532-7410을 프라이머 분말 코팅의 상부에 정전 적용하여 오버코트층을 형성하였다. 패널을 735℉(390℃) 오븐에 넣고, 단일 베이킹 작업으로 1 시간 동안 베이킹 처리하였다. 최종 코팅 두께는 2.8 mil인데, 프라이머 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)이고, 오버코트 두께가 1.8 mil(45.7 ㎛)이다. 기재로의 코팅 접합의 접착 강도는 전술한 박리 테스트를 사용하여 테스트하고, 그 결과를 하기 표 1에 제시하였다.
일반적으로, 베이킹 처리한 코팅은 비등전에 박리를 견디나, 패널을 14 시간 동안 비등수에 넣은 후, 코팅은 기재로부터 박리되었다. 그러므로, 테스트에 의하여 불량한 비-내구성 접합인 것으로 입증되었다.
기계적 혼합된 PFA/PPS
샘플 PPS(%) PFA(%) 비등전 14 시간 비등후
1 90 10 1 1
2 70 30 2 2
3 30 70 2 2
4 10 90 2 2
실시예 1
기계적 혼합된 FEP/PPS 프라이머 분말
PPS 결합제 및 FEP 분말, DuPont 532-8110을 플라스틱 병에 넣고, 하기 표 2에 제시한 비율에 의하여 15 분간 롤링 처리하여 기계적 혼합된 프라이머 분말을 생성하였다. 분말은 상기에서 제조한 바와 같은 그릿 블래스팅 처리한 알루미늄 패널에 정전 분무로 적용하였다. PFA 오버코트 분말, DuPont 532-7410을 프라이머 분말 코팅의 상부에 정전 분무로 적용하여 오버코트층을 형성하였다. 패널을 735℉(390℃) 오븐에 넣고, 단일 베이킹 작업으로 1 시간 동안 베이킹 처리하였다. 최종 코팅 두께는 2.8 mil인데, 프라이머 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)이고, 오버코트 두께가 1.8 mil(45.7 ㎛)이다. 기재로의 코팅 접합의 접착 강도는 전술한 박리 테스트를 사용하여 테스트하고, 그 결과를 하기 표 2에 제시하였다.
일반적으로, 베이킹 처리한 코팅은 비등전 및 14 시간 비등후 모두에서 박리를 견디며, 이는 강한 내구성 접합인 것으로 입증되었다.
기계적 혼합된 FEP/PPS
샘플 PPS(%) FEP(%) 비등전 14 시간 비등후
5 90 10 4 4
6 70 30 4 4
7 30 70 4 4
8 10 90 4 4
실시예 2
기계적 혼합된 FEP/PFA/PPS 프라이머 분말
PPS 결합제, FEP 분말(DuPont 532-8110) 및 PFA 분말(DuPont 532-7410)을 플라스틱 병에 넣고, 하기 표 3에 제시한 비율에 의하여 15 분간 롤링 처리하여 기계적 혼합된 프라이머 분말을 생성하였다. 분말은 상기에서 제조한 바와 같은 그릿 블래스팅 처리한 알루미늄 패널에 정전 분무로 적용하였다. PFA 오버코트 분말, DuPont 532-7410을 프라이머 분말 코팅의 상부에 정전 분무로 적용하여 오버코트층을 형성하였다. 패널을 735℉(390℃) 오븐에 넣고, 단일 베이킹 작업으로 1 시간 동안 베이킹 처리하였다. 최종 코팅 두께는 2.8 mil인데, 프라이머 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)이고, 오버코트 두께가 1.8 mil(45.7 ㎛)이다. 기재로의 코팅 접합의 접착 강도는 전술한 박리 테스트를 사용하여 테스트하고, 그 결과를 하기 표 3에 제시하였다.
일반적으로, 베이킹 처리한 코팅은 비등전 및 14 시간 비등후 모두에서 박리를 견디었다.
기계적 혼합된 FEP/PFA/PPS
샘플 PPS(%) FEP(%) PFA(%) 비등전 14 시간 비등후
9 50 5 45 4 4
10 50 40 10 4 4
11 34 33 33 4 4
비교예 2
분무 건조된 PFA/PPS 프라이머 분말
PFA/PPS 프라이머 분말은 분무 건조에 의하여 생성하였다. 하기 표 4a에 제시한 바와 같은 함량의 탈이온수, 계면활성제(Silwet L-77) 및 PPS를 고 전단 혼합 블레이드를 사용하여 혼합하였다. 5 분간 혼합한 후, 혼합기를 끄고, PFA 분산물을 저 전단 혼합으로 교반하였다. APV 파일럿 크기 분무 건조기를 켜고, 300℃ 유입 공기 온도로 예열하고, 탈이온수를 분무기에 공급하여 115℃의 배출 온도를 유지하였다. 분무 건조기로의 공급은 탈이온수로부터 PFA 혼합물로 변경하였다. 혼합물에 대한 펌프 속도는 115℃에서 분무기의 배출 온도를 유지하도록 조절하였다. 분무 건조기내에서, 물을 고온 공기류내에서 증발시키고, 생성된 분말을 사이클론 분리기로 수집하였다. 프라이머 분말 입자의 조성을 하기 표 4b에 제시하였다.
프라이머 분말은 상기에서 제조한 바와 같은 그릿 블래스트 처리한 알루미늄 패널에 정전 분무로 적용하였다. PFA 오버코트 분말, DuPont 532-7410을 프라이머 분말 코팅의 상부에 정전 분무로 적용하여 오버코트층을 형성하였다. 패널을 735℉(390℃) 오븐에 넣고, 단일 베이킹 작업으로 1 시간 동안 베이킹 처리하였다. 최종 코팅 두께는 2.8 mil인데, 프라이머 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)이고, 오버코트 두께가 1.8 mil(45.7 ㎛)이다. 기재로의 코팅 접합의 접착 강도는 전술한 박리 테스트를 사용하여 테스트하고, 그 결과를 하기 표 4b에 제시하였다.
일반적으로, 베이킹 처리한 코팅은 비등전에 박리를 견디나, 패널을 14 시간 동안 비등수에 넣은 후, 코팅은 기재로부터 박리되었다. 그러므로, 테스트에 의하면, 불량한 비-내구성 접합인 것으로 입증되었다.
샘플 PPS 중량 (g) PFA 중량 (g) 탈이온수 중량 (g) 총 중량 (g) 계면활성제
12 180.0 66.7 753.3 1,000.0 1.0
13 140.0 200.0 660.0 1,000.0 1.0
14 60.0 466.7 473.3 1,000.0 1.0
15 20.0 600.0 380.0 1,000.0 1.0
분무 건조된 PFA/PPS
샘플 PPS(%) PFA(%) 비등전 14 시간 비등후
12 90 10 3 1
13 70 30 4 2.5
14 30 70 4 2.5
15 10 90 2B 1
실시예 3
분무 건조된 FEP/PPS 프라이머 분말
FEP/PPS 프라이머 분말은 분무 건조에 의하여 프라이머층을 위하여 생성하였다. 하기 표 5a에 제시한 바와 같은 함량의 탈이온수, 계면활성제(Silwet L-77) 및 PPS를 고 전단 혼합 블레이드를 사용하여 혼합하였다. 5 분간 혼합한 후, 혼합기를 끄고, FEP 분산물을 저 전단 혼합으로 교반하였다. APV 파일럿 크기 분무 건조기를 켜고, 300℃ 유입 공기 온도로 예열하고, 탈이온수를 분무기에 공급하여 115℃의 배출 온도를 유지하였다. 분무 건조기로의 공급은 탈이온수로부터 FEP 혼합물로 변경하였다. 혼합물에 대한 펌프 속도는 115℃에서 분무기의 배출 온도를 유지하도록 조절하였다. 분무 건조기내에서, 물을 고온 공기류내에서 증발시키고, 생성된 분말을 사이클론 분리기로 수집하였다. 수집한 분말의 평균 입자 크기는 25 미크론이었다. 프라이머 분말 입자의 조성을 하기 표 5b에 제시하였다.
프라이머 분말은 그릿 블래스트 처리한 알루미늄 패널에 정전 분무로 적용하였다. PFA 분말, DuPont 532-7410은 프라이머층의 상부에 코팅된 분말이다. 패널을 735℉(390℃) 오븐에 넣고, 1 시간 동안 베이킹 처리하였다. 최종 코팅 두께는 2.8 mil인데, 프라이머 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)이고, 오버코트 두께가 1.8 mil(45.7 ㎛)이다. 기재로의 코팅 접합의 접착 강도는 전술한 박리 테스트를 사용하여 테스트하고, 그 결과를 하기 표 5b에 제시하였다.
일반적으로, 베이킹 처리한 코팅은 비등전 및 14 시간 비등후 모두에서 박리를 견디며, 이는 강한 내구성 접합인 것으로 입증되었다.
샘플 FEP 중량 (g) PPS 중량 (g) 탈이온수 중량 (g) 총 중량 (g) 계면활성제
16 328.2 100.0 571.8 1,000.0 1.0
17 459.5 60.0 480.5 1,000.0 1.0
18 590.7 20.0 389.3 1,000.0 1.0
분무 건조된 FEP/PPS
샘플 PPS(%) FEP(%) 비등전 14 시간 비등후
16 50 50 4 4
17 30 70 4 4
18 10 90 4 4
실시예 4
분무 건조된 FEP/PFA/PPS 프라이머 분말
PFA/FEP/PPS 프라이머 분말을 사용하여 실시예 3의 절차를 실시하였다. 하기 표 6a에 제시한 바와 같은 함량의 탈이온수, 계면활성제(Silwet L-77), PPS를 고 전단 혼합 블레이드를 사용하여 혼합하였다. 고 전단 혼합한 후, FEP 분산물 및 PFA 분산물을 혼합물로 교반하고, 분무 건조하였다. 수집한 분말의 평균 입자 크기는 22 미크론이다. 프라이머 분말 입자의 조성을 하기 표 6b에 제시하였다.
프라이머 분말은 그릿 블래스트 처리한 알루미늄 패널에 정전 분무로 적용하였다. PFA 분말, DuPont 532-7410은 프라이머층의 상부에 코팅된 분말이다. 패널을 735℉(390℃) 오븐에 넣고, 1 시간 동안 베이킹 처리하였다. 최종 코팅 두께는 2.8 mil인데, 프라이머 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)이고, 오버코트 두께가 1.8 mil(45.7 ㎛)이다. 기재로의 코팅 접합의 접착 강도는 전술한 박리 테스트를 사용하여 테스트하고, 그 결과를 하기 표 6b에 제시하였다.
일반적으로, 베이킹 처리한 코팅은 비등전 및 14 시간 비등후 모두에서 박리를 견디며, 이는 강한 내구성 접합인 것으로 입증되었다.
샘플 FEP 중량 (g) PPS 중량 (g) PFA 중량 (g) 탈이온수 중량 (g) 총 중량 (g) 계면활성제
19 32.8 100.0 300.0 567.2 1,000.0 1.0
20 65.6 100.0 266.7 567.7 1,000.0 1.0
21 131.3 100.0 200.0 568.7 1,000.0 1.0
22 196.9 100.0 133.3 569.8 1,000.0 1.0
23 262.6 100.0 66.7 570.8 1,000.0 1.0
24 216.6 68.0 220.0 495.4 1,000.0 1.0
분무 건조된 FEP/PFA/PPS
샘플 PPS(%) FEP(%) PFA(%) 비등전 14 시간 비등후
19 50 5 45 4 4
20 50 10 40 4 4
21 50 20 30 4 4
22 50 30 20 4 4
23 50 40 10 4 4
24 34 33 33 4 4
실시예 5
통상의 시뮬레이션, 베이커리 테스트
프라이머 분말이 추가로 안료 및 충전재를 포함하는 것을 제외하고, 실시예 3의 절차를 실시하여 FEP/PPS 프라이머 분말을 형성하였다. 프라이머 분말은 3,266 g의 탈이온수, 9.9 g의 계면활성제(Silwet L-77), 460 g의 PPS, 85 g의 황산바륨, 65 g의 Afflair 520(운모) 및 40 g의 흑색 안료를 사용하여 생성하였다. 고 전단 혼합한 후, 1,084 g의 FEP 분산물을 교반하였다. 프라이머 분말의 조성은 46% PPS, 3.5% FEP, 8.5% 황산바륨, 6.5% Afflair(운모), 4% 흑색 안료이다.
분말 프라이머를 전술한 절차를 사용하여 세정 및 그릿 블래스트 처리한 약 2 ft×3 ft의 그릿 블래스트 처리한 알루미늄도금강 빵 팬에 정전 분무로 적용하였다. 상기 팬은 햄버거 빵을 베이킹 처리하도록 한 함몰부를 갖는다. PFA 분말, DuPont 532-7410은 프라이머층의 상부에 코팅된 분말이다. 빵 팬을 735℉(390℃) 오븐에 넣고, 1 시간 동안 베이킹 처리하였다. 최종 코팅 두께는 2.8 mil인데, 프라이머 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)이고, 오버코트 두께가 1.8 mil(45.7 ㎛)이다. 안료 및 충전재는 코팅이 기재를 잘 숨기도록 하며 균일한 외관을 제공하였다.
기재로의 코팅 접합의 접착 강도는 전술한 박리 테스트를 사용하여 테스트하였다. 베이킹 처리한 코팅은 비등전 및 14 시간 비등후 모두에서 박리를 견디며, 이는 강한 내구성 접합을 나타내는 접합 강도 평가에 의하여 입증되었다.
이와 같은 방법으로 생성한 빵 팬은 베이커리 테스트로 시뮬레이션 처리한 통상의 적용으로 처리하였다. 하루 4 회의 사이클로, 미가공 도우를 빵 팬의 함몰부에 넣고, 팬을 베이킹 오븐에 넣고, 온도를 20 분의 베이킹 사이클에 대하여 450℉(232℃)로 승온시켜 햄버거 빵을 생성하였다. 6 개월 및 1,500 사이클후, 빵 팬 기재로의 코팅의 접합 실패의 증거가 존재하지 않았다.
실시예 6
분무 건조된 FEP/PES 프라이머 분말
실시예 3의 절차를 실시하여 FEP/PES 프라이머 분말을 형성하였다. 하기 표 7a에 제시한 함량으로 탈이온수, 계면활성제(Silwet L-77), PES를 고 전단 혼합 블레이드를 사용하여 혼합하였다. 고 전단 혼합한 후, FEP 분산물을 혼합물로 교반하고, 분무 건조시켰다. 수집한 분말의 평균 입자 크기는 15 미크론이다. 프라이머 분말 입자의 조성을 하기 표 7b에 제시하였다.
프라이머 분말은 그릿 블래스트 처리한 알루미늄 패널에 정전 분무로 적용하였다. PFA 분말, DuPont 532-7410은 프라이머층의 상부에 코팅된 분말이다. 패널을 735℉(390℃) 오븐에 넣고, 1 시간 동안 베이킹 처리하였다. 최종 코팅 두께는 2.8 mil인데, 프라이머 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)이고, 오버코트 두께가 1.8 mil(45.7 ㎛)이다. 기재로의 코팅 접합의 접착 강도는 전술한 박리 테스트를 사용하여 테스트하였다.
코팅 시스템의 접합 강도는 비등전 및 14 시간 비등후 모두에서 4이었으며, 이는 강한 내구성 결합인 것으로 입증되었다.
샘플 FEP 중량 (g) PES 중량 (g) 탈이온수 중량 (g) 총 중량 (g) 계면활성제
25 310 100 590 1,000 2
분무 건조된 FEP/PES
샘플 PES(%) FEP(%) 비등전 14 시간 비등후
25 50 50 4 4
실시예 7
분무 건조된 FEP/PEEK 프라이머 분말
실시예 3의 절차를 실시하여 FEP/PEEK 프라이머 분말을 형성하였다. 하기 표 8a에 제시한 바와 같은 함량의 탈이온수, 계면활성제(Silwet L-77), PEEK를 고 전단 혼합 블레이드를 사용하여 혼합하였다. 고 전단 혼합한 후, FEP 분산물을 혼합물에 교반하고, 분무 건조시켰다. 수집된 분말의 평균 입자 크기는 19 미크론이었다. 프라이머 분말 입자의 조성을 하기 표 8b에 제시하였다.
프라이머 분말은 그릿 블래스트 처리한 알루미늄 패널에 정전 분무로 적용하였다. PFA 분말, DuPont 532-7410은 프라이머층의 상부에 코팅된 분말이다. 패널을 735℉(390℃) 오븐에 넣고, 1 시간 동안 베이킹 처리하였다. 최종 코팅 두께는 2.8 mil인데, 프라이머 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)이고, 오버코트 두께가 1.8 mil(45.7 ㎛)이다. 기재로의 코팅 접합의 접착 강도는 전술한 박리 테스트를 사용하여 테스트하였다.
코팅 시스템의 접합 강도는 비등전 및 14 시간 비등후 모두에서 4이었으며, 이는 강한 내구성 결합인 것으로 입증되었다.
샘플 FEP 중량 (g) PEEK 중량 (g) 탈이온수 중량 (g) 총 중량 (g) 계면활성제
26 186 140 674 1,000 2
분무 건조된 FEP/PEEK
샘플 PEEK(%) FEP(%) 비등전 14 시간 비등후
26 70 30 4 4

Claims (22)

  1. (a) 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로올레핀 공중합체 및 중합체 결합제를 함유하는 프라이머 분말을 기재에 적용하여 표면에 프라이머층을 형성하는 단계,
    (b) 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체를 함유하는 오버코트 분말을 상기 프라이머층에 적용하여 상기 프라이머층에 오버코트층을 형성하는 단계, 및
    (c) 상기 프라이머층 및 상기 오버코트층을 베이킹 처리하여 박리면을 형성하는 단계를 포함하는, 기재상에서 박리면의 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 퍼플루오로올레핀이 3 내지 8 개의 탄소 원자를 함유하는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 퍼플루오로올레핀이 헥사플루오로프로필렌인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)의 알킬기가 1 내지 5 개의 탄소 원자를 함유하는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)가 퍼플루오로(프로필 비닐 에테르)인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 프라이머 분말을 정전 분무로 적용하는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 오버코트 분말을 정전 분무로 적용하는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 중합체 결합제가 폴리에테르 설폰, 폴리페닐렌 설피드 및 폴리아릴렌에테르케톤으로 구성된 군에서 선택되는 것인 방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 중합체 결합제가 폴리페닐렌 설피드를 포함하는 것인 방법.
  10. 제2항에 있어서, 상기 프라이머 분말이 60 중량% 이하의 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)를 더 포함하는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 프라이머 분말이 상기 플루오로중합체 및 상기 중합체 결합제의 중량합을 기준으로 하여 5 내지 90 중량%의 중합체 결합제를 함유하는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 프라이머가 상기 플루오로중합체, 중합체 결합제 및 충전재의 중량합을 기준으로 하여 10 내지 20 중량%의 무기 충전재를 함유하는 것 인 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 프라이머 분말의 분말이 상기 플루오로중합체 및 상기 중합체 결합제 모두를 함유하는 입자를 함유하는 것인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 프라이머 분말이 분무 건조에 의하여 형성된 것인 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 기재가 탄소강, 알루미늄 또는 알루미늄도금강으로 구성된 군에서 선택되는 것인 방법.
  16. 제1항에 있어서, 단계 (a) 및 (b)를 실시할 경우 상기 기재의 온도가 15℃ 내지 25℃인 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 오버코트 분말을 상기 프라이머층에 적용한 후 상기 프라이머층을 베이킹 처리하여 상기 오버코트층의 베이킹 처리가 상기 프라이머층도 베이킹 처리하는 것인 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 프라이머층의 베이킹 처리후 상기 오버코트 분말을 상기 프라이머층에 적용하며, 상기 오버코트 분말의 적용후 상기 오버코트층을 베이 킹 처리하는 것인 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 프라이머층은 두께가 2 mil(50 ㎛) 미만이고, 상기 오버코트층은 25 mil(650 ㎛) 이하인 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 프라이머층은 두께가 1.5 mil 미만인 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 오버코트층은 두께가 1.5 내지 3 mil(38 ㎛ 내지 76 ㎛)인 방법.
  22. 제1항의 방법에 의하여 제조된 박리 코팅을 표면에 갖는 기재.
KR1020077011204A 2004-11-19 2005-11-18 프라이머층 및 오버코트로서 플루오로중합체 분말 코팅의적용 방법 KR101282456B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62944504P 2004-11-19 2004-11-19
US60/629,445 2004-11-19
PCT/US2005/042197 WO2006055923A1 (en) 2004-11-19 2005-11-18 Process for applying fluoropolymer powder coating as a primer layer and an overcoat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070084309A true KR20070084309A (ko) 2007-08-24
KR101282456B1 KR101282456B1 (ko) 2013-07-04

Family

ID=36036488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077011204A KR101282456B1 (ko) 2004-11-19 2005-11-18 프라이머층 및 오버코트로서 플루오로중합체 분말 코팅의적용 방법

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7601401B2 (ko)
EP (1) EP1828325B1 (ko)
JP (1) JP5102627B2 (ko)
KR (1) KR101282456B1 (ko)
CN (1) CN101061191A (ko)
AU (1) AU2005306364B2 (ko)
BR (1) BRPI0516812A (ko)
ES (1) ES2368250T3 (ko)
MX (1) MX2007005869A (ko)
RU (1) RU2411273C2 (ko)
WO (1) WO2006055923A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150002683A (ko) * 2012-03-28 2015-01-07 아크조노벨코팅스인터내셔널비.브이. 분말 코팅의 적용 방법
KR20170039080A (ko) * 2014-08-01 2017-04-10 아사히 가라스 가부시키가이샤 수지 파우더, 그 제조 방법, 복합체, 성형체, 세라믹스 성형체의 제조 방법, 금속 적층판, 프린트 기판 및 프리프레그

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1633825B1 (en) * 2003-06-06 2008-11-19 Akzo Nobel Coatings International B.V. Non-stick powder coating
EP1877501B1 (en) * 2005-05-06 2008-11-05 Akzo Nobel Coatings International BV Powder coating base coat
US8007863B2 (en) 2006-10-03 2011-08-30 3M Innovative Properties Company Multi-layer articles and method for improving the release life of the same
US20090018275A1 (en) 2007-01-26 2009-01-15 Greene, Tweed Of Delaware, Inc. Method of Bonding Perfluoroelastomeric Materials to a Surface
US7597939B2 (en) * 2007-02-01 2009-10-06 E.I. Du Pont De Nemours And Company Process for applying fluoropolymer powder coating as a primer layer and an overcoat
CN101531853B (zh) * 2008-03-14 2012-03-21 E.I.内穆尔杜邦公司 涂料组合物及其制备方法和应用
JP5718806B2 (ja) * 2008-03-27 2015-05-13 グリーン， ツイード オブ デラウェア， インコーポレイテッド 不活性支持体に結合したフルオロエラストマー構成部品および関連する方法
FR2940332B1 (fr) * 2008-12-22 2013-03-01 Pierre Jean Laurent Outil manuel comportant un embout de travail revetu d'un revetement fluorocarbone
CA2794572C (en) * 2010-04-15 2018-01-02 Whitford Corporation Fluoropolymer coating compositions
CN106003952A (zh) * 2011-03-04 2016-10-12 美国圣戈班性能塑料公司 用作自清洁材料的复合物品
DE102011119731A1 (de) 2011-11-30 2013-06-06 Rhenotherm Kunststoffbeschichtungs Gmbh PEK und/oder PEEK enthaltende Beschichtung
FR2985215B1 (fr) 2011-12-28 2014-09-19 Saint Gobain Performance Plast Revetements polymeres deposes sur des substrats par des techniques de projection thermique
CN103182808A (zh) 2011-12-28 2013-07-03 圣戈班高功能塑料集团 一种包括含氟聚合物表面层以及非氟聚合物过渡层的多层复合物
CN108253024A (zh) * 2011-12-28 2018-07-06 美国圣戈班性能塑料公司 包括含氟聚合物表面与非氟化聚合物过渡层的多层复合材料
US9162245B1 (en) 2012-03-29 2015-10-20 BTD Wood Powder Coating, Inc. Powder coating conveyor support
US20140010484A1 (en) 2012-06-29 2014-01-09 Olaf Schmitjes Slide bearing comprising a primer system as adhesion promoter
WO2014029769A1 (en) * 2012-08-21 2014-02-27 Jotun Powder Coatings (N) As Powder coatings
CN102807794A (zh) * 2012-08-22 2012-12-05 江苏亚宝绝缘材料股份有限公司 一种聚全氟乙丙烯涂料
US9803690B2 (en) 2012-09-28 2017-10-31 Saint-Gobain Performance Plastics Pampus Gmbh Maintenance-free slide bearing with a combined adhesive sliding layer
RU2544644C2 (ru) * 2012-10-10 2015-03-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (НИТУ "МИСиС") Защитное композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полифениленсульфида
RU2543880C2 (ru) * 2012-10-23 2015-03-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"" (НИТУ "МИСИС") Защитное уплотнительное порошковое покрытие на основе полисульфона для резьбовых соединений ответственных изделий
CA2905749A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-25 The Sherwin-Williams Company Method for applying a powder coating
US20180250707A1 (en) * 2015-04-01 2018-09-06 3M Innovative Properties Company Multilayer articles comprising a release surface and methods thereof
US20180250708A1 (en) * 2015-04-01 2018-09-06 3M Innovative Properties Company Multilayer articles comprising a release surface and methods thereof
WO2016161271A2 (en) 2015-04-01 2016-10-06 3M Innovative Properties Company Multilayer articles comprising a release surface and methods thereof
EP3395888A4 (en) * 2015-12-25 2019-07-03 AGC Inc. POWDER FOR COATING AND COATED ARTICLE
WO2017127191A1 (en) * 2016-01-21 2017-07-27 Baker Hughes Incorporated Well screens and methods to reduce screen plugging
BR112018077360A2 (pt) 2016-06-29 2019-05-07 Armstrong World Industries, Inc. revestimentos de alto desempenho para paineis de construção
EP3525637A1 (en) * 2016-10-12 2019-08-21 The Chemours Company FC, LLC Low bake temperature fluoropolymer coatings
DK3339386T3 (da) * 2016-12-22 2020-02-17 Arkema France Anvendelse af et polymermateriale baseret på polyetherketonketoner til at reducere slitage
CN106810964B (zh) * 2017-01-25 2019-03-01 山东凯盛新材料股份有限公司 高导热、耐真空、耐高温防腐涂层
CN108618633A (zh) * 2017-03-15 2018-10-09 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 炊具及其制备方法
IT201700071338A1 (it) * 2017-06-26 2018-12-26 Tvs Spa Contenitore per cuocere alimenti con elevata durezza superficiale, rugosita' e resistenza al graffio, e procedimento per la sua realizzazione
WO2019090356A1 (en) * 2017-11-06 2019-05-09 Sam Houston State University Layer by layer superhydrophobic fluoropolymer coated metal substrate for dropwise condensation
CN107964294B (zh) * 2017-12-11 2021-01-05 大连理工大学 一种含有微纳米复合填料的pfa涂层及其制备方法
WO2019221960A1 (en) * 2018-05-18 2019-11-21 Arkema Inc. Fluoropolymer-based powder coating
CN109608951B (zh) * 2018-11-23 2021-07-30 山东凯盛新材料股份有限公司 含聚醚酮酮树脂的氟树脂底漆以及使用其的层叠体
CN109943803B (zh) 2019-04-09 2020-06-05 长沙理工大学 抗熔融铝硅合金腐蚀复合涂层及其制备方法和应用
CN110144151A (zh) * 2019-05-30 2019-08-20 陈理抗 一种长效耐磨型聚四氟乙烯涂料
CN114667327A (zh) * 2019-11-14 2022-06-24 Swimc有限公司 金属封装粉末涂料组合物、涂覆的金属基材和方法
CN111451117A (zh) * 2019-12-11 2020-07-28 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 一种叶轮壳体防腐方法
CN111748276A (zh) * 2020-07-08 2020-10-09 四川明道和化学新材料有限公司 聚苯硫醚复合涂料及其制备方法和应用
JP2022127831A (ja) * 2021-02-22 2022-09-01 三井・ケマーズ フロロプロダクツ株式会社 粉体塗料組成物
WO2024062984A1 (ja) * 2022-09-22 2024-03-28 ダイキン工業株式会社 塗料組成物、塗膜、積層体及び摺動部材
FR3140780A1 (fr) * 2022-10-14 2024-04-19 Fluorotechnique Procédé de revêtement d'un substrat ou d’une surface métallique destinée à recevoir un élastomère par projection électrostatique, kit et outil associés

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3065205A (en) 1959-10-27 1962-11-20 Du Pont Aromatic polyketones and preparation thereof
NL6611019A (ko) 1965-08-04 1967-02-06
US3442857A (en) 1965-11-10 1969-05-06 Du Pont Boron trifluoride-hydrogen fluoride catalyzed synthesis of poly(aromatic sulfone) and poly(aromatic ketone) polymers
US4287112A (en) 1979-11-16 1981-09-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Coating of poly(arylene sulfide), fluoropolymer and aluminum flake
US4380618A (en) 1981-08-21 1983-04-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Batch polymerization process
JPS6058456A (ja) 1983-09-12 1985-04-04 Du Pont Mitsui Fluorochem Co Ltd 粉末加工用組成物
JPS60155275A (ja) 1984-01-24 1985-08-15 Sumitomo Chem Co Ltd 被覆用樹脂組成物
US5536583A (en) 1986-07-01 1996-07-16 Edlon Products, Inc. Polymer metal bonded composite and method of producing same
US4897439A (en) 1986-07-01 1990-01-30 Edlon Products, Inc. Polymer-metal bonded composite and method of producing same
US5093403A (en) 1986-07-01 1992-03-03 Edlon Products, Inc. Polymer-metal bonded composite and method of producing same
JPS63301258A (ja) 1987-05-29 1988-12-08 Otsuka Chem Co Ltd スクロ−ル型圧縮機部材用樹脂組成物及びスクロ−ル型圧縮機部品の製造方法
ES2083153T3 (es) * 1990-12-12 1996-04-01 Du Pont Sistema de recubrimiento no pegajoso con ptfe y pfa o fep para producir un gradiente de concentracion.
US5240775A (en) * 1991-09-23 1993-08-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Non-stick coating system with PTFE-PFA for concentration gradient
US5357040A (en) 1993-02-24 1994-10-18 The Center For Innovative Technology Fine powders of ketone-containing aromatic polymers and process of manufacture
US5670010A (en) 1994-02-26 1997-09-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for adhering a fluororesin film to a metal surface using a primer
EP0837916A1 (en) * 1995-07-13 1998-04-29 E.I. Du Pont De Nemours And Company Tetrafluoroethylene polymer dispersion composition
US6232372B1 (en) 1998-03-18 2001-05-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Multicomponent particles of fluoropolymer and high temperature resistant non-dispersed polymer binder
US6518349B1 (en) 1999-03-31 2003-02-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Sprayable powder of non-fibrillatable fluoropolymer
JPWO2002046302A1 (ja) * 2000-12-06 2004-04-08 ダイキン工業株式会社 含フッ素溶融樹脂分散組成物とその被覆方法および被覆物品
AU2003275670A1 (en) * 2002-11-07 2004-06-07 Daikin Industries, Ltd. Layered fluororesin product, method of forming layered fluororesin product, and coated article
US20050267246A1 (en) 2004-05-28 2005-12-01 Mckeen Laurence W Abrasion resistant fluoropolymer compositions containing zeolite
US7597939B2 (en) * 2007-02-01 2009-10-06 E.I. Du Pont De Nemours And Company Process for applying fluoropolymer powder coating as a primer layer and an overcoat

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150002683A (ko) * 2012-03-28 2015-01-07 아크조노벨코팅스인터내셔널비.브이. 분말 코팅의 적용 방법
KR20170039080A (ko) * 2014-08-01 2017-04-10 아사히 가라스 가부시키가이샤 수지 파우더, 그 제조 방법, 복합체, 성형체, 세라믹스 성형체의 제조 방법, 금속 적층판, 프린트 기판 및 프리프레그

Also Published As

Publication number Publication date
MX2007005869A (es) 2007-06-19
AU2005306364A1 (en) 2006-05-26
US20060110601A1 (en) 2006-05-25
US7601401B2 (en) 2009-10-13
BRPI0516812A (pt) 2008-09-23
AU2005306364B2 (en) 2011-11-10
CN101061191A (zh) 2007-10-24
ES2368250T3 (es) 2011-11-15
EP1828325A1 (en) 2007-09-05
JP5102627B2 (ja) 2012-12-19
RU2411273C2 (ru) 2011-02-10
RU2007122765A (ru) 2008-12-27
WO2006055923A1 (en) 2006-05-26
EP1828325B1 (en) 2011-07-13
KR101282456B1 (ko) 2013-07-04
JP2008520434A (ja) 2008-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101282456B1 (ko) 프라이머층 및 오버코트로서 플루오로중합체 분말 코팅의적용 방법
US7597939B2 (en) Process for applying fluoropolymer powder coating as a primer layer and an overcoat
JP2644380B2 (ja) 料理器具コーティングシステム
CN110249012B (zh) 涂覆有耐磨损和耐刮擦的不粘涂层的基材
JP6149739B2 (ja) プライマー組成物及びそれを用いた積層体
KR102189469B1 (ko) 조성물 및 도막
JP6519481B2 (ja) 粉体プライマー組成物及びそれを用いた積層体
JP7428915B2 (ja) 含フッ素樹脂溶剤型プライマー組成物、塗膜、含フッ素樹脂積層体、および、物品
EP3889232B1 (en) Coating composition and coated article
JPWO2004065504A1 (ja) 粉体塗料、塗膜形成方法及び積層体
CN111548690B (zh) 被覆组合物和被覆物品
JP7265215B2 (ja) 被覆用組成物及び被覆物品
JP7213800B2 (ja) 低温焼成フッ素重合体コーティング
KR20230146585A (ko) 분말 코팅 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160527

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170601

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180529

Year of fee payment: 6