[发明专利]涂敷金属基底表面的方法

说明书

                     发明背景

本发明涉及一种以粉末涂料或液体涂料涂敷金属基底的方法，包括对该基底表面的预处理。

本方法由于经济效益高，以及从环保的观点看又普遍接受，因此在金属的涂敷中，已广泛采用粉末涂料来提供装饰性或功能性的表面涂层。大批的粉末涂料组合物已被开发出来以供不同的用途。以粉末涂料涂敷的已知方法要求：待涂敷的金属表面必须经受一个成本很大、一般要含水的预处理过程。没有这样的预处理，粉末涂料层的附着力及至其防腐蚀的效果是不充分的。对涂敷含水或含溶剂的液体涂料，金属表面也需要这样昂贵的预处理。

在涂敷后，可以借助具有近红外(NIR)区波长的辐射，使粉末和液体涂料固化或干燥与固化。在粉末涂料方面，NIR技术能使粉末涂料的熔化与固化以单一的过程步骤完成，见K.Br，JOT 2/98，26-29页和WO 99/41323。可实现对整个涂敷层的均匀加热。这样的NIR固化过程也要求昂贵的预处理方法，以供在涂敷前对基底表面进行处理。

对钢或铝的预处理，一般包含至少几个处理步骤。首先，例如采用碱浸洗或喷洗方法去除油脂或其它杂质。然后间歇漂洗。接着通常再利用湿化学法在其表面上淀积上无机防腐蚀层(例如，对于钢为磷酸盐处理，对于铝为铬酸盐处理)。漂洗操作使用淡水或去矿化水，为了完全除去附着的反应化学制品，这一操作不可或缺。湿金属表面必须完全干燥后才涂敷粉末或液体涂料层，以避免涂层缺陷。对于涂敷粉末涂料金属表面的典型预处理方法的描述，见，例如，T.Molz，德国研究委员会粉末涂料会议录1966.9.23-24，201-207页。

以粉末或液体涂料涂敷前，对金属基底或金属部件的这种预处理，要求大的浸涂槽或喷涂室，涉及可观的投资和运行成本。在不同反应区所用的化学制品必须严格地保持分开，而用过的预处理溶液必须以高成本加以处理。如果在预处理中出现缺陷，那么在随后的涂敷中出现缺陷就不可避免。

                     发明概述

本发明的目的是，适当地提供一种以粉末或液体涂料组合物涂敷金属表面的方法。该方法免去在涂敷前对基底表面的昂贵的预处理。

利用一种如下方法可达此目的，这就是，用高强度NIR区辐射辐照金属表面，随后将此辐照过的金属表面涂敷以粉末及/或液体涂料组合物，再后对粉末或液体涂料层进行干燥及/或固化。

此方法的特征还在于，粉末涂料层或液体涂料层的干燥及/或固化，优选地是借助NIR或UV辐射来实现，更优选地是借助NIR辐射来实现。

                         发明详述

根据本发明，以高强度NIR辐射辐照未按通常方式作预处理的金属表面，此NIR辐射的波长一般为730-1200nm(近红外)。辐照可以以比如大于1W/cm²的强度进行，最好是大于100W/cm²，辐照的时间优选地为1-60秒，更优选地为1-10秒。总之，NIR预处理的持续时间可为0.5-300秒。

根据本发明以NIR对金属表面作预处理后，接着可以粉末或液体涂料组合物进行涂敷，这里做一层或多层涂敷要视情况适当而定。随后的涂敷层的干燥或固化，可利用涂敷行业中已知的方法照常进行。优选地，干燥或固化过程可借助NIR辐射或UV辐射来完成，更优选地可借助NIR辐射来完成。

根据本发明，对待处理金属表面不必做预处理，即不要求传统的预处理方法，诸如去油脂和钝化(例如磷酸盐处理、铬酸盐处理)。

根据本发明，在NIR预处理前，清除待处理金属表面上的机械杂质是有益的，如磨屑、镗屑、铣屑、毛边锈或灰尘。为除去这些杂质，可利用已知的机械方法，例如除去颗粒较大杂质和毛边锈的刷、真空或压缩空气洁净、“扫”以及喷砂。

根据本发明，由于用高能NIR辐射辐照，结果金属表面便会发生加热。这样的加热对于随后的粉末涂敷过程或对于液体涂料层的涂敷，没有负面的影响，而实际上却令人惊奇地导致涂敷操作的改善。

例如卤素灯，尤其是高性能的卤素灯，对根据本发明的方法中的预处理步骤是适合的，能用来作为NIR源。那些具有发射谱最大波长为730-1200nm的辐射发射器均都适合。

最好是在对金属表面作NIR预处理后，立即涂敷以热交联及UV固化的粉末涂料组合物，或基于水或含溶剂的液体涂料组合物。如另有要求，也可及时将根据本发明的预处理同随后的涂敷分开。