專利名稱：：非粘性涂層的制作方法非粘性涂層本發(fā)明涉及非粘性(non-stick)涂層(coating),例如已知用于滑動(dòng)軸承，地板覆蓋物或甚至復(fù)印機(jī)滾筒等。在這方面，可以將非粘性顆粒形式的固體添加劑，例如PTFE、六方氮化硼、石墨或類似物嵌入熱塑性聚合物中，該聚合物又負(fù)載在例如由燒結(jié)青銅制成的基底(substrate)上。本發(fā)明的目標(biāo)是提供即使在載荷下也允許極高涂層厚度的非粘性涂層。提出一種非粘性涂層作為解決方案，其特征在于非粘性顆粒嵌在熱固性聚合基質(zhì)(matrix)中。在由此構(gòu)造成的聚合基質(zhì)中，與現(xiàn)有技術(shù)相反，該聚合基質(zhì)具有相對較高程度的穩(wěn)定性，因此可以省去本身承重的輔助基底，如青銅燒結(jié)基底或類似物。在這方面，術(shù)語"熱固性聚合基質(zhì)"是指可以被液化和/或僅通過分解再次除去的聚合基質(zhì)。特別地，塑性體和/或熱塑性塑料可能與其不同。在這方面，該聚合基質(zhì)可以例如包含聚氨酯、聚脲和/或環(huán)氧化物和/或交聯(lián)的工業(yè)橡月交(technicalrubbers)。聚合基質(zhì)優(yōu)選是交聯(lián)的聚合基質(zhì)，非粘性官能團(tuán)位于其網(wǎng)絡(luò)中。已令人驚訝地表明，此類非粘性官能團(tuán)不僅增強(qiáng)相應(yīng)聚合基質(zhì)的非粘性性，還由于該聚合基質(zhì)中的此類非粘性官能團(tuán)，嵌入的非粘性顆粒更好地結(jié)合在該聚合基質(zhì)中。因此，以這種方式并且不管本發(fā)明的其余特征，使用由帶有嵌入的非粘性顆粒的交聯(lián)的聚合基質(zhì)(非粘性官能團(tuán)(functionalnon-stickgroups)位于其網(wǎng)絡(luò)中)產(chǎn)生的非粘性涂層，可以顯著提高此類非粘性涂層的壽命。結(jié)果，一方面，耐磨性提高，且另一方面，使用合適的構(gòu)造，還可以提高非粘性涂層的厚度。例如，可以提供氟化官能團(tuán)、含硅的官能團(tuán)和/或官能烴基作為非粘性官能團(tuán)，在這種情況下，聚合基質(zhì)中最終決定材料性質(zhì)和反應(yīng)行為的所有原子團(tuán)都可以由術(shù)語"官能團(tuán)"表示。因此，非粘性官能團(tuán)是指這樣的官能團(tuán)——其使得包含所述非粘性官能團(tuán)的聚合基質(zhì)在該官能團(tuán)區(qū)域中的粘合性低于該聚合基質(zhì)的其余區(qū)域。如上文已指明的那樣，在合適的構(gòu)造下，該非粘性官能團(tuán)可以與嵌入的非粘性顆粒相互作用。在其為化學(xué)鍵的情況下，該非粘性顆粒本身成為該非粘性涂層的聚合基質(zhì)的非粘性官能團(tuán)。但是這種觀察僅涉及該非粘性顆粒的原子尺寸，因此不能再涉及嵌入的非粘性顆粒。這種觀察是中型(mesoscopic)規(guī)模的，其中不再涉及由尺寸大于聚合基質(zhì)平均自由鏈長的非粘性材料組成的區(qū)域。但是，由非粘性區(qū)域的這種量級(jí)，即使所述非粘性顆粒通過經(jīng)由聚合基質(zhì)的合適官能團(tuán)的化學(xué)鍵而化學(xué)鍵合到聚合基質(zhì)上，也可能涉及嵌入的非粘性顆粒。另一方面，嵌入的非粘性顆粒與該聚合基質(zhì)的官能團(tuán)之間的化學(xué)鍵合不是必需的。相反，由于也可包括非粘性官能團(tuán)的官能團(tuán)，在合它區(qū)域中的環(huán)境，這就足夠了。這可以例如通過各自的官能團(tuán)與嵌入的非粘性顆粒之間的范德華力和/或粘合力發(fā)生。類似地，可以設(shè)想與嵌入的非粘性顆粒的其它相互作用，其優(yōu)選在交聯(lián)階段中已經(jīng)生效，因此在交聯(lián)階段中已經(jīng)生成用于該非粘性顆粒的合適空間，其由于相互作用的官能團(tuán)所要求的非粘性顆粒與聚合基質(zhì)之間的相互作用而更加靠近，并由此提供特別適合在聚合基質(zhì)固化過程中留持該非粘性顆粒的空間。在這方面，另外獨(dú)立于本發(fā)明的上述解決方案，非粘性涂層是有嵌入的非粘性顆粒相互作用的相互作用官能團(tuán)位于^網(wǎng)i中?！谶@方面，根據(jù)本發(fā)明，在相互作用的基團(tuán)與非粘性顆粒之間的每一種相互作用(其導(dǎo)致非粘性顆粒在相互作用基團(tuán)區(qū)域內(nèi)中的結(jié)合大于聚合基質(zhì)的其余區(qū)域)都足夠，無論該相互作用僅在交聯(lián)階段中發(fā)生還是僅在交聯(lián)階段后發(fā)生和/或獨(dú)立于交聯(lián)階段發(fā)生。如上文已指明的那樣，該聚合基質(zhì)可以包含聚氨酯和/或環(huán)氧樹脂。在這方面，該非粘性顆粒可以在交if關(guān)過程之前和/或之中加入。同樣有利的是，上文公開的非粘性官能團(tuán)和/或相互作用官能團(tuán)已并入供交聯(lián)用的分子鏈和/或大分子中。還可以在樹脂中或在環(huán)氧樹脂用的硬化劑中提供這些官能團(tuán)。因此有利的是，這些官能團(tuán)已預(yù)先施加到制備聚合基質(zhì)用的組分上，原則上也可以考慮僅在交聯(lián)之中或之后施加這些官能團(tuán)，但這通常復(fù)雜得多。由于非粘性官能團(tuán)(functionalnon-stickgroups)和/或相互作用官能團(tuán)(functionalinteractivegroups)常使交聯(lián)困難和/或聚合基質(zhì)的穩(wěn)定性降低，可能有利的是既提供傳統(tǒng)的交聯(lián)原材料又提供具有非粘性官能團(tuán)和/或相互作用官能團(tuán)的交聯(lián)原材料。因此，在環(huán)氧樹脂的情況下，例如可以考慮將由傳統(tǒng)樹脂和具有非粘性基團(tuán)的樹脂構(gòu)成的共混物與相應(yīng)的硬化劑混合。優(yōu)選地在該非粘性涂層中，相對于整個(gè)涂層量提供大于2.5體積%、特別大于5體積％和/或大于10體積％的嵌入的非粘性顆粒。特別地，通過使用熱固性塑性樹脂作為合成基質(zhì)和/或通過使用該非粘性官能團(tuán)或相互作用官能團(tuán)，可以在不削弱該非粘性涂層的穩(wěn)定性的情況下在該聚合基質(zhì)中使用如此高體積百分比的非粘性顆粒。同樣通過這種構(gòu)造，如上文已經(jīng)解釋的那樣，可以制造特別高度穩(wěn)定的涂層厚度，因此本發(fā)明特別適用于具有大于0,8毫米，優(yōu)選大于1.0毫米或甚至大于1.2毫米的涂層厚度的非粘性涂層。相應(yīng)地，滾筒或待涂布表面積大于1平方米的其它大型滾筒。立即可以看出，當(dāng)涂布4米或更長且直徑超過30厘米的滾筒時(shí)，可能使用不了來自精密工程的制造技術(shù)和材料品質(zhì)，如可用于例如印刷或復(fù)印機(jī)滾筒的那些。本發(fā)明的非粘性涂層的優(yōu)異穩(wěn)定性能使其用在機(jī)械工程中，特別是在重型機(jī)械工程和工廠工程中。該非粘性涂層優(yōu)選在其涂層厚度的至少50%，特別是至少70%或甚至至少80%上基本均勻地構(gòu)造。在這方面，術(shù)語"均勻"是指，在該區(qū)域中，垂直于非粘性涂層表面的組分的體積百分比變動(dòng)少于20%,優(yōu)選少于10%。由于這種構(gòu)造，該非粘性涂層不同于現(xiàn)有技術(shù)的并入承載材料(bearingmaterial)中的非粘性涂層，后者導(dǎo)致形成格外不均勻的滑動(dòng)層，其中承載材料(例如燒結(jié)青銅)的比例隨材料深度而連續(xù)提高，而滑動(dòng)材料的比例相應(yīng)地隨材料深度的增加而連續(xù)降低。由此，本非粘性涂層基本保持其材料性質(zhì)，甚至在更大磨損下也如此。類似地，可毫無問題地進(jìn)行再研磨，因?yàn)橛捎谑褂眠@樣的涂層厚度，材料的去除僅對材料性質(zhì)具有非常輕微的影響。即使在這種情況下，絕對顯而易見的是，此類非粘性涂層特別適于高涂層厚度的極端要求，以及高磨損和極大的非粘性表面的情形?？蓸?gòu)造成固體添加劑的嵌入的非粘性顆?？梢园琍TFE、MoS2、六方氮化硼、石墨和/或油脂和/或其它固體滑動(dòng)材料。也可以提供合成或天然蠟。還可以考慮液態(tài)和/或可液化的滑動(dòng)材料和/或具有非粘性性質(zhì)的添加劑，由聚合基質(zhì)保持這些個(gè)體液態(tài)顆粒，從而產(chǎn)生固態(tài)的整體排列。相應(yīng)地也可以使用具有硅氧烷結(jié)構(gòu)(特別例如硅酮)的固態(tài)和/或液態(tài)材料。在這方面，該非粘性顆?？梢晕⒎刍?，即以微米或納米尺度量級(jí)存在(即以納米或更低的量級(jí)存在)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，可以將硬顆粒嵌入該非粘性涂層中。由此可以在不過度削弱非粘性性質(zhì)的情況下使磨損最小化。特別地，至少10體積％、優(yōu)選至少15體積％和/或至少20體積％或30體積％的該石更顆粒可以是硬球。可以通過例如燒結(jié)、噴霧法和/或通過熔入硬顆粒(melting-inhardgrains)獲得此類硬球。通過使用硬球，該非粘性涂層表現(xiàn)相對良好，并且與使用硬顆粒的情況相比，與其接觸的材料明顯較少受到應(yīng)力。此外，經(jīng)證實(shí)，硬球可以以明顯更穩(wěn)定的方式錨定在聚合基質(zhì)中。因此，至少10體積％，優(yōu)選至少15體積％和/或至少20體積％或30體積％的硬顆?？梢跃哂?gt;0.05、優(yōu)選>0.1、特別>0.15的圓度指數(shù)。累積性地和/或替代性地，至少10體積％,特別至少15體積％和/或至少20體積％或甚至至少30體積％的硬顆?？梢跃哂衅骄降?lt;15%，優(yōu)選<12%，特別<10%的表面粗糙度。作為表面粗糙度的測量，可以使用平均粗糙度Ra和/或平均粗糙深度(IO點(diǎn)高度)Rz,以球面坐標(biāo)或圓形坐標(biāo)表示。優(yōu)選地，非粘性涂層的厚度為硬顆粒的平均粒徑的至少四倍大。如上文已經(jīng)解釋的那樣，這種涂層厚度是有利的，特別是在機(jī)械工程中，并且允許通過研磨來反復(fù)重修表面以及即使在磨損情況下也能實(shí)現(xiàn)表面性質(zhì)的均勻性。硬顆粒可以特別包括硬金屬顆粒、陶資顆粒和/或鋼顆粒。優(yōu)選地，硬顆粒具有大于4，優(yōu)選大于5的莫氏硬度。這種硬度的硬顆粒特別導(dǎo)致聚合基質(zhì)的優(yōu)異的穩(wěn)定性，特別是基本不會(huì)削弱非粘性性質(zhì)。此外，在這種實(shí)施方案中，聚合基質(zhì)可以構(gòu)造成相對較硬、另一方S,:可:使用更撓性的硬顆粒，、4別是當(dāng)選擇本身更撓性的聚合基質(zhì)時(shí)。因此，如果聚合基質(zhì)具有小于80的肖氏D硬度，可能是有利的。在這種構(gòu)造中，硬顆粒的肖氏D硬度因此應(yīng)該大于聚合基質(zhì)的肖氏D硬度，從而充分使非粘性涂層穩(wěn)定化。在這方面，特別要注意的是，顆粒和/或表面通?？赡軆H適合莫氏硬度測量或肖氏硬度測量。對于相對極硬的顆粒，肖氏硬度測量不再提供有意義的結(jié)果。如果顆粒不是非常硬，莫氏測量就不再能夠作出區(qū)分，因此不得不采用肖氏硬度測量。參照三種涂層的下列描述解釋本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征。已經(jīng)使用下列原材料制造三種涂層，它們例示了該效果。1.環(huán)氧樹脂雙酚A/F，當(dāng)量180;比重1.2g/ccm2.帶有非粘性基團(tuán)的環(huán)氧樹脂當(dāng)量500;比重1.1g/ccm3.硬化劑異佛爾酮二胺，當(dāng)量75;比重0.9g/ccm4.硬材料石英；比重2.2g/ccm5.球形硬材料氧化鋁；比重3.9g/ccm6.非粘性顆粒PE-蠟；比重0.9g/ccm<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>該涂層在混合后用丙酮表面清潔48小時(shí)，隨后測試。借助Taber試驗(yàn)分析機(jī)械性質(zhì)。借助膠帶試驗(yàn)測試非粘性效果。所有結(jié)果都與涂層1比較考慮。評(píng)估為1=最佳，5=最差。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1.非粘性涂層，其特征在于帶有嵌入的非粘性顆粒的熱塑性固化聚合基質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的非粘性涂層，其特征在于交聯(lián)的聚合基質(zhì)，非粘性官能團(tuán)位于其網(wǎng)絡(luò)中。3.非粘性涂層，其特征在于帶有嵌入的非粘性顆粒的交聯(lián)的聚合基質(zhì)，非粘性官能團(tuán)位于其網(wǎng)絡(luò)中。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的非粘性涂層，其特征在于非粘性官能團(tuán)包含氟化官能團(tuán)、含硅的官能團(tuán)，特別是類硅酮官能團(tuán)，和/或官能烴基。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一的非粘性涂層，其特征在于非粘性官能團(tuán)與嵌入的非粘性顆粒相互作用。6.非粘性涂層，其特征在于帶有嵌入的非粘性顆粒的交聯(lián)的聚合基質(zhì)，用于與嵌入的非粘性顆粒相互作用的相互作用官能團(tuán)位于其網(wǎng)絡(luò)中。7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的非粘性涂層，其特征在于聚合基質(zhì)包含聚氨酯。8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的非粘性涂層，其特征在于聚合基質(zhì)包含環(huán)氧樹脂。9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的非粘性涂層，其特征在于聚合基質(zhì)包含聚脲。10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的非粘性涂層，其特征在于聚合基質(zhì)包含交聯(lián)的橡膠。11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的非粘性涂層，其特征在于嵌入的非粘性顆粒多于2.5體積％。12.根據(jù)權(quán)利要求11的非粘性涂層，其特征在于嵌入的非粘性顆粒多于5體積％。13.根據(jù)權(quán)利要求12的非粘性涂層，其特征在于嵌入的非粘性顆粒多于10體積％。14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的非粘性涂層，其特征在于涂層厚度大于0.8毫米。15.根據(jù)權(quán)利要求14的非粘性涂層，其特征在于涂層厚度大于1毫米。16.根據(jù)權(quán)利要求15的非粘性涂層，其特征在于涂層厚度大于1.2毫米。17.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的非粘性涂層，其特征在于所述非粘性涂層在其涂層厚度的至少50%上基本均勻地構(gòu)造。18.根據(jù)權(quán)利要求17的非粘性涂層，其特征在于非粘性涂層在其涂層厚度的至少70%上基本均勻地構(gòu)造。19.根據(jù)權(quán)利要求18的非粘性涂層，其特征在于非粘性涂層在其涂層厚度的至少80%上基本均勻地構(gòu)造。20.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的非粘性涂層，其特征在于非粘性顆粒包含PTFE、MoS2、六方氮化硼、Na3AlF6、油脂、合成和/或天然蠟、具有硅氧烷結(jié)構(gòu)的固體和/或液體材料，和/或具有非粘性性質(zhì)的&#*力口劑。21.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的非粘性涂層，其特征在于嵌入的硬顆粒。22.根據(jù)權(quán)利要求21的非粘性涂層，其特征在于至少10體積％的硬顆粒是;更球。23.根據(jù)權(quán)利要求22的非粘性涂層，其特征在于通過燒結(jié)、噴霧法和/或通過熔合(melting-on)石更顆粒獲得該石更^求。24.根據(jù)權(quán)利要求21至23之一的非粘性涂層，其特征在于至少10體積％的硬顆粒具有大于0.05、優(yōu)選大于O.l、特別大于0.15的圓度指數(shù)。25.根據(jù)權(quán)利要求21至24之一的非粘性涂層，其特征在于至少10體積％的硬顆粒具有平均粒徑的小于15%，優(yōu)選小于12%,特別小于10%的表面粗糙度。26.根據(jù)權(quán)利要求22至25之一的非粘性涂層，其特征在于相對于硬顆粒，硬球的比例為至少15體積％，優(yōu)選至少20體積％,特別是至少30體積％。27.根據(jù)權(quán)利要求21至26之一的非粘性涂層，其特征在于涂層厚度為硬顆粒的平均粒徑的至少四倍大。28.根據(jù)權(quán)利要求21至27之一的非粘性涂層，其特征在于所述硬顆粒包含硬金屬顆粒、陶資顆粒和/或鋼顆粒。29.根據(jù)權(quán)利要求21至28之一的非粘性涂層，其特征在于所述硬顆粒具有大于4，優(yōu)選大于5的莫氏硬度。30.根據(jù)權(quán)利要求21至28之一的非粘性涂層，其特征在于所述聚合基質(zhì)具有小于80的肖氏D硬度且所述硬顆粒的肖氏D硬度大于所述聚合基質(zhì)的肖氏D硬度。全文摘要為了提供即使在負(fù)荷下也能夠?qū)崿F(xiàn)極高涂層厚度的非粘性涂層，使用了帶有嵌入的非粘性顆粒的聚合基質(zhì)。文檔編號(hào)C09D163/00GK101600512SQ200780049237公開日2009年12月9日申請日期2007年11月5日優(yōu)先權(quán)日2006年11月3日發(fā)明者克里斯琴·普拉塔,德克·里克特申請人:德克·里克特