用于提供覆蓋表面的金屬涂層的粘合劑的方法以及用圖
【專利說明】用于提供覆蓋表面的金屬涂層的粘合劑的方法以及用途
[0001]本申請是申請日為2011年4月26日的題為“用于提供覆蓋表面的金屬涂層的粘合劑的方法以及用途”的中國專利申請號201180021237.2的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及用于提供覆蓋表面的金屬涂層的方法。根據另一個方面，本發明涉及粘合劑用于提供金屬涂層的用途。
【背景技術】
[0003]金屬涂層使表面特性變為所涂覆的金屬的特性。例如，金屬涂層可以提供引人注目的外觀，如拋光金屬的光澤。另外，金屬涂層可以針對例如潮濕、鹽霧、氧化以及耐磨性來保護表面。金屬涂層廣泛地用于汽車工業、建筑部門、海外加工出口工業中或者用于物體的裝飾和修復。
[0004]通常地，通過使少量的金屬粉末與粘合劑混合，之后將該混合物涂覆到表面上來提供金屬涂層。另外，多種方法是已知的，其中將包括粘合劑和金屬粉末的混合物噴涂在物體上。通常地，這樣的粘合劑包括聚酯和環氧樹脂。
[0005]用于提供金屬涂層的另一種已知的方法是鍍鋅，其中通常地將物體浸入到感興趣的經融化的金屬的電鍍槽中。一個實例是通過用鋅涂層覆蓋金屬物體來保護該金屬物體。
[0006]這些現有技術方法具有數個缺點。第一個缺點在于金屬粉末在粘合劑和金屬粉末的混合物中沉淀。這種沉淀可以引起不均勻的涂層。此外，粘合劑和金屬粉末的混合物的適用期是有限的。包括金屬粉末和粘合劑的混合物的另一個缺點是用金屬粉末飽和粘合劑是有限的。例如，在用于涂覆粘合劑和金屬粉末的混合物的噴涂技術中，可以與粘合劑混合的金屬粉末的量是有限的。
[0007]此外，現有的鍍鋅方法對環境是有害的。由于必須將大量金屬加熱，所述鍍鋅方法需要例如較高的能量消耗。此外，由于需要使用溶劑和酸，這些鍍鋅方法產生有毒的金屬淤渣廢物。
[0008]考慮到上述常規方法及其缺點和限制，本領域中需要用于涂覆金屬涂層的更有效并且更耐久的方法，這可以形成具有良好特性的金屬涂層。
【發明內容】
[0009]因此，除了其他目的之外，本發明的一個目的是提供用于提供金屬涂層的方法。
[0010]除了其他目的之外，這個目的是通過本發明的方法來實現的。
[0011]具體地，這個目的是通過用于提供覆蓋表面的金屬涂層的方法來實現的，包括以下步驟:
[0012](i)將導電的二組分粘合劑涂覆在所述表面上；
[0013](ii)將金屬粉末靜電噴涂在步驟⑴中使用的粘合劑上；
[0014]其中所述金屬粉末包括具有小于80微米平均直徑的金屬顆粒。
[0015]本發明上下文中使用的金屬涂層表示涂層、層、薄膜或者金屬薄片。
[0016]如本發明上下文中使用的，覆蓋表面，應該由金屬涂層技術領域的技術人員根據其說明進行理解。例如，覆蓋可以表示通過將一個層均勻分布在本發明表面上來恒定地或均勻地覆蓋、保護、密封或遮蔽表面。
[0017]本發明表面可以是任何類型的表面。例如，三維物體的表面。
[0018]可以通過數種技術來提供本發明粘合劑的涂覆。涂覆技術的實例是非噴涂技術(如浸涂、流涂、浸旋涂或輥涂)，或噴涂技術(如常規的空氣霧化、無空氣噴涂、空氣輔助無空氣霧化、高容量低壓空氣霧化噴涂或火焰噴涂。此外，將導電的二組分粘合劑涂覆在本發明表面上可以由此提供具有涂覆粘合劑的表面。更進一步地，可以將導電的二組分粘合劑涂覆在本發明表面上持續足以在本發明表面上提供平均分布的涂層、覆蓋物、層或遮蔽物的時間期間。
[0019]術語“導電的二組分粘合劑”是指該二組分粘合劑以及涂覆二組分粘合劑的層，或至少涂覆二組分粘合劑的層是導電的。
[0020]將金屬粉末靜電噴涂在涂覆粘合劑上包括通過例如靜電噴涂槍使包括金屬顆粒的霧化粉末帶電荷，然后由導電的粘合劑吸引這些金屬顆粒。優選地，執行將金屬粉末靜電噴涂在涂覆的粘合劑上的步驟持續足以用金屬顆粒飽和所述粘合劑的時間期間。
[0021]本發明將金屬粉末靜電噴涂在涂覆的粘合劑上可以提供覆蓋本發明表面的金屬涂層。優選地，覆蓋本發明表面的金屬涂層具有小于200微米的厚度。
[0022]本發明金屬粉末可以包括一種金屬或可以包括一種金屬合金。此外，每種金屬，或金屬合金可以用于本發明中。
[0023]優選地，本發明步驟(ii)立即地或直接地跟隨本發明步驟⑴之后，即不允許將涂覆的本發明的導電的二組分粘合劑干燥。
[0024]本發明的發明者發現通過根據本發明的方法，以高效的、環境友好的以及可持續的方式提供金屬涂層。例如，與常規的鍍鋅工藝相比較，不需要大量的金屬(如充滿金屬的電鍍槽)，因此顯著地降低了加熱成本。
[0025]另外，通過使用本發明的方法，金屬涂層具有高百分比的金屬顆粒。更具體地，用金屬粉末飽和粘合劑，或基質達到最大值。這種粘合劑或基質的最大飽和的優點是當希望時，可以容易地對涂覆表面進行最后加工。
[0026]此外，發明者發現得到的金屬涂層具有所使用的金屬的特性以及外觀，例如，得到完美的金屬樣光澤。
[0027]本發明方法的另一個優點是粘合劑上靜電涂覆的金屬粉末的施加力較低使得之前涂覆的粘合劑未被推開。從而，得到完美的平面。
[0028]本發明方法的又另一個優點是該方法能夠在任何表面上提供所述的有利的涂層，例如，垂直的、傾斜的、或非水平的表面或甚至三維表面。因此，在這些垂直的、傾斜的、或非水平的表面或甚至三維表面上提供具有均勻分布的，以及用本發明金屬粉末將基質(即粘合劑)最大飽和的完美的平滑表面。
[0029]此外，通過使用本發明方法，可以得到較薄的金屬涂層。典型地這樣的層具有小于200微米厚度。當希望較厚的金屬涂層時，可以將本發明方法的步驟重復，例如一、二、或三次。
[0030]典型地，通過使用本發明方法，提供的金屬涂層是導電的。例如在生產印制電路板中，這是有利的。因此，本發明方法可以替代目前使用的蝕刻工藝。
[0031]根據本發明方法的優選實施方式，涂覆導電的二組分粘合劑(步驟i)包括無空氣噴涂。使用無空氣噴涂的優點是該方法快速并且可應用于高速生產線上或表面積較大的地方。
[0032]優選地，導電的二組分粘合劑的二種組分在噴涂裝置的噴嘴內混合。這是有利的，因為不需要預先混合粘合劑，從而避免了較短的懸浮液適用期的問題，此外，可以提供連續工藝。這種連續工藝對于提供覆蓋較大表面的金屬涂層是有利的。
[0033]根據本發明方法的優選實施方式，所述二組分粘合劑包括聚氨酯和/或聚脲，以及0.2%至10% (w/w)之間的四價氮化合物，例如1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%，或0.2%或1%至9%，優選0.5%至8%或少于10%、6%、5%或4% (w/w)的四價氮化合物。優選地，所述四價氮化合物是季銨鹽。此外，所述二組分粘合劑可以包括異氰酸酯，如芳香族聚異氰酸酯。優選地，所述粘合劑包括二苯基甲烷_4，4-二異氰酸酯。所述粘合劑是專門開發的以適合通過靜電噴涂來涂覆金屬粉末。此外，所述粘合劑能夠使本發明的方法在內部以及外部實施。此外，所述粘合劑對于UV光、酸、腐蝕劑、鹽和溶劑，以及對-30°C至+130°C范圍內的溫度具有耐受性。本發明粘合劑可以包括用于影響粘合劑的表面張力和粘度的填充劑或添加劑，和/或本發明粘合劑可以包括多種添加劑，如消泡劑或潤濕劑。填充劑和添加劑是本技術領域技術人員普遍已知的。
[0034]在處理當存在水時發生氧化的金屬粉末，如鐵時，無溶劑粘合劑具有優點。另外，本發明粘合劑具有較低的粘度和/或較低的表面張力。具有較低粘度和/或較低表面張力的粘合劑的優點是在未用涂層填充這些原有零件的情況下，在表面中可靠地再生這些原有零件。例如在藝術重建領域，如青銅雕塑和半身像的重建或經典木質畫框的重建，這可能是非常重要的。
[0035]根據本發明進一步優選的實施方式，將聚氨酯和/或聚脲分散在選自由蓖麻油、大豆油、向日葵油以及介花油組成的組中的植物油中。更優選地，將聚氨酯分散在蓖麻油中。蓖麻油中聚氨酯的一個實施例是可商購的Alberdingk Boley的ALB0DUR 921。
[0036]根據本發明方法的又另一個優選的實施方式，所述金屬顆粒具有小于60微米的平均直徑，優選地，在2至55微米之間，例如2至40、2至30或2至20，或5至55、10至55、20至55或30至55微米。
[0037]優選地，所述金屬顆粒具有球形。然而，所述金屬顆粒還可以具有結節形狀或不規則形狀。所述金屬顆粒還可以具有所述形狀的任何組合。此外，可以使用所有金屬或金屬合金。這些金屬的一些實例是絡、鐵、鎳、鉛、鋅、錫、鈾、銀、金、銅、鎘微粒以及它們的組合，如青銅和黃銅。例如，銅用于提供銅(頂板)面板。這種涂覆的優點是可以不依賴于這類構建面板的正常商業度量，來得到各種尺寸的銅(頂板)面板。
[0038]根據又另一個優選的實施方式，本發明方法包括在涂覆導電的二組分粘合劑的本發明步驟之前，將底漆涂覆在表面上。通過使用底漆，本發明方法可以用于甚至更廣的范圍。一些表面需要這種預處理。例如，由于其堿性新模制的混凝土。第二，在將金屬粉末涂覆在涂覆的粘合劑上之前，通過底漆的預處理避免了粘合劑在強吸收表面上的滲漏。此外，平滑表面可能需要包括通過蝕刻或通過機械手段使表面粗糙的預處理。優選地，本發明粘合劑用作底漆。然而，本發