[发明专利]用于热喷涂的聚合物组合物

说明书

本发明涉及一种用于热喷涂应用的聚合物组合物，其包含α‑烯烃均聚物或共聚物、官能化的α‑烯烃均聚物或共聚物、聚烯烃弹性体和防腐添加剂。这种聚合物组合物具有良好的长期耐腐蚀性、良好的涂层与基质间的粘附性、良好的长期粘附性和良好的长期耐气候性。

本发明涉及用于热喷涂的聚合物组合物。本发明还涉及包括通过热喷涂施用于基质材料的所述聚合物组合物的涂层。

为了防止暴露于环境条件下的结构型物体腐蚀，通常在这种物体的表面覆盖油漆或涂层。该层阻止所述表面与周围环境直接接触，和因此降低了所述物体的腐蚀风险。油漆或涂层也称作涂层，为所述物体表面暴露于例如湿气、紫外线、盐雾和苛刻的天气条件等提供屏障。所述涂层可以施用于各种基质材料，例如钢、混凝土或树脂材料。

对于结构物体的防腐来说，应用常规涂层有几个缺点。在许多情况下，需要施用多个层，如打底层、主涂层和无色涂层。另外，修复裂缝或其它损伤困难，因为这需要首先部分脱除损伤区域内的涂层，然后准备表面以确保新涂层与已有涂层之间良好的相容性，和随后施用一个或多个涂层。

常规涂层系统的另一个缺点与长期暴露于环境条件下造成的缺陷有关。这些缺陷的发生有可能导致在这些区域发生基质材料的腐蚀，因为涂层已不再能针对环境条件提供所需的保护。为了避免涂覆物体的结构损坏，必须定期重新喷漆预防性更换涂层。因为这种重新喷漆占这类物体维护成本的相当大比例，因此一直需求开发能够在结构物体必须进行防护性更换之前承受结构物体所暴露的环境条件更长时间的涂层材料。

通过应用热塑性材料作这种结构物体的涂层材料，可以部分克服这些缺点。特别适合于涂覆结构物体以保护它们不腐蚀的一类热塑性材料为聚烯烃。具体地，这种热塑性材料施用到物体表面可以通过热喷涂实现。这包括加热热塑性材料至允许其喷涂到物体上的温度。

对于热喷涂应用来说，应用热塑性材料的优点例如是易于通过加热并任选喷涂更多的材料来修复缺陷如划痕。施加的热会导致部分熔融或软化涂层，之后在移除热源后固化。固化时，材料会再一次形成封闭的母体，从而保护涂覆表面不受环境影响。

对于通过热喷涂处理热塑性材料来说，需要以一定方式控制热喷涂应用设备中的散热，从而使以固体颗粒形式引入的热塑性材料足够软化或熔融而能够粘附于物体的表面并提供均匀的涂层，同时确保材料暴露于其中的热量不要太大而引起材料的变色、降解或交联，对涂层的美观和质量性能产生负面影响。为此，所应用的热塑性材料的颗粒例如可能要具有一定的尺寸。

通过热喷涂施用而应用热塑性材料，特别是聚烯烃材料，在各种出版物中有述。但在热喷涂热塑性材料的优化中，仍存在许多困难需要克服。因为施用的目标是承受环境条件的基础物体的长期防腐，涂层的性能需要允许用于这种施用。

US2718473公开通过火焰喷涂将聚乙烯涂层施用于基质表面上。该文献认为难以获得具有足够粘附力的涂层。所提供的溶液确保基质被加热至至少425°F(218℃)。报道的是如果涂层在高于该值的温度下施用，粘合力大于材料的内聚力，这意味着当剥皮时，涂层会由于内聚力而非粘合力撕裂。但对于加热基质表面至如此高温存在清楚的实际反对意见。

WO199302802公开了在热喷涂中应用含羧基的聚烯烃。据称是为了提供充分的粘附特性，需要应用带有固有的化学官能性的聚合物组合物。虽然表现出了改进的粘附特性，但WO199302802中公开的材料的缺点是它们形成的涂层不具有足够的长期粘附性。

在US20070173590中也公开了热喷涂应用的聚乙烯组合物。该出版物公开了聚乙烯与乙烯丙烯酸以及任选的聚醚酰胺弹性体的机械掺混物。但是这种掺混物的缺点是不同组分的混合可能不够有效，和可能导致其涂层特性低于结构物体长期保护的需求。

US-H-2035公开了在金属基质上热喷涂非极性聚合物如聚乙烯。该出版物宣称这种非极性聚合物对这种金属基质的表面缺乏粘附性。克服此情况的建议方案是表面粗化或在所述表面施用金属纤维，以允许聚合物与粗表面机械互锁。但这么做的缺点是需要附加的表面预处理步骤，和由于粗化步骤的原因可能造成表面的外观劣化。