用于不粘涂層的涂料組合物和包含由該涂料組合物所得之圖案的涂覆基材制造技術

本發明專利技術公開了用于在具有不粘性含氟樹脂涂層的基材上印刷圖案的涂料組合物。所述涂料組合物特別適用于在炊具或烤具上印刷裝飾性圖案或標記以提供美學和/或功能性效果。本發明專利技術還公開了包含具有圖案的不粘涂層的涂覆基材。本發明專利技術還公開了制備所述包含具有圖案的不粘涂層的涂覆基材的方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及適于在含氟聚合物涂層的不粘性表面上提供圖案例如標簽、標記或裝飾性圖案的涂料組合物。本專利技術還涉及具有至少兩個含氟聚合物的涂層和在頂涂層之下的印刷層的涂覆制品，其中所述印刷層包含本專利技術的涂料組合物以顯示出具有高清晰度和均勻的外觀之圖案，并且還涉及制備所述涂覆制品的方法。
技術介紹
·不粘性烹飪用具(或炊具)已被廣泛地引入市場多年。不粘性表面通常通過在金屬基材如鋁上涂覆單層、雙層、三層甚至四層涂層而形成，所述涂層包括粘附所述基材的底漆層(底涂層)和提供不粘性涂飾層(non-stick finish)的上涂層。這些不粘性表面通常呈暗灰色至黑色。在一些情況中，人們希望在PTFE涂層上顯示具功能性的標簽或標記，例如在不粘性電飯鍋內膽水位線標記。在其他的情況中，在PTFE涂層上的裝飾性圖案僅用來改進這些烹飪用具的外觀。但是，由于含氟聚合物表面的不粘性，以及這些用具如煎鍋、煮鍋或電飯鍋的一般應用和工作溫度，合適的涂料組合物必須牢固地粘附在不粘性表面，且能夠耐受高達至少200°C的溫度，并提供高耐磨性。除了良好的粘附性、熱穩定性和耐磨性之外，針對特定的涂施方法(如絲網印刷、移印(pad printing)、棍涂(roller coating)或卷涂(coil coating)),所述涂料組合物還需要具有合適的粘度(流變性質)以提供圖像清晰的標記或裝飾性圖案。為了獲得合適的粘度，可在所述涂料組合物中使用增稠劑(或流變劑)。當增稠劑是聚合物如聚丙烯酸酯、聚氨酯或聚酯時，亦可將其作為粘合劑。優選地，所述增稠劑或粘合劑是由烹飪用具的全球監管機構,如美國的食品藥物管理局(Food and Drug Administration, FDA)、歐盟的歐洲食品安全局(European Food Safety Authority, EFSA)和中華人民共和國的國家質量監督檢驗檢疫總局,所認可的安全材料。美國專利4，677，000公開了一種彩色組合物，其含有氟碳樹脂的水性分散體或粉末、彩色顏料、水溶性溶劑和作為增稠劑的丙烯酸共聚物(PH > 9)。所述彩色組合物通過絲網涂覆在干燥的底涂層上(在20°C下的粘度介于lOOOOcP至120000cP)，然后在400°C下烘烤而得到厚度為2 μ m至25 μ m的裝飾層。日本專利2605964也公開了包含含氟樹脂、碳黑或氧化鈦和作為粘合劑的丙烯酸樹脂的移印(tampo printing)涂料。對在涂料組合物中使用丙烯酸共聚物或丙烯酸樹脂作為增稠劑的顧慮在于它們不是FDA和EFSA批準名單上的材料。有趣的是，JP2791517公開了一種提供含氟樹脂多層材料的方法，其中所述多層材料包括印刷指示層，印刷指示層包含丙烯腈樹脂作為粘合劑。為了減少因印刷涂料帶來的表面不平整，所述粘合劑樹脂在其分解溫度下，被熱分解成為氣體，并通過未燒結的含氟樹脂層而散逸。但是，粘合劑樹脂的分解通常并不完全，而且易于造成印刷標記泛黃。因此，迄今仍需要一種涂料組合物包含符合上述監管機構要求的增稠劑或粘合齊U，并且其仍具有其他理想的性質，包括良好的粘附性、熱穩定性和耐磨性以提供用于含氟聚合物涂層的標簽、標記或裝飾性圖案。
技術實現思路
本專利技術涉及用于在不粘涂層上形成圖案的涂料組合物，其包含(a)約25重量％至約65重量％的含氟聚合物，其選自PTFE、PFA、FEP及其混合物；(b)約O重量％至約25重量％的著色劑，其選自有機顏料、無機顏料及其混合物；(c)約I重量％至約15重量％的無定形二氧化硅顆粒；(d)約I重量％至約15重量％的非離子型表面活性劑，其中所述非離子型表面活 性劑包含至少一種脂族醇聚氧乙烯醚或其混合物；和(e)約10重量％至約50重量％的液體載體，其選自水、水溶性溶劑及其混合物；其中所述重量％是基于所述涂料組合物的總重量；并且條件是所述涂料組合物基本不含聚酰胺酰亞胺(PAI)。在一個實施方案中，本專利技術的涂料組合物包含非揮發性組分，所述非揮發性組分包含(a)約30重量％至約90重量％的含氟聚合物，其選自PTFE、PFA、FEP及其混合物；(b)約O重量％至約50重量％的著色劑，其選自有機顏料、無機顏料及其混合物；和(c)約2重量％至約25重量％的無定形二氧化硅顆粒；其中所述重量％是基于所述非揮發性組分的總重量。在一個實施方案中，本專利技術的涂料組合物還包含添加劑，其選自防泡劑或消泡劑、潤濕劑、流平劑、分散劑、PH調節劑、填料、成膜劑、抗膠凝劑、抗沉降劑及其混合物。在一個實施方案中，本專利技術的涂料組合物的粘度為約2000mPa · s至約40000mPa *s,或為約 5000mPa · s 至約 30000mPa *s,或為約 8000mpa · s 至約 20000mPa · S。在一些實施方案中，在本專利技術的涂料組合物中，著色劑(b)是無機顏料，其選自二氧化鈦、鈦酸鐵鋁、氧化鐵、碳黑、群青藍、二氧化鈦涂覆的云母及其組合。在一個實施方案中，在本專利技術的涂料組合物中，無定形二氧化硅顆粒(C)的BET表面積是在約100m2/g至約450m2/g的范圍，或在約150m2/g至約400m2/g的范圍。在一個實施方案中，在本專利技術的涂料組合物中，非離子型表面活性劑(d)是具有下式的化合物或具有下式的化合物的混合物R(OCH2CH2)nOH其中R是具有8個至18個碳原子的支鏈烷基、支鏈烯基、環烷基或環烯基，并且η的平均值是4至18。在一個實施方案中，在本專利技術的涂料組合物中，所述非離子型表面活性劑(d)是平均具有4個至18個環氧乙烷(EO)單元的2，6，8_三甲基-4-壬醇聚氧乙烯醚或其混合物。本專利技術還涉及包含具有圖案的不粘涂層的涂覆基材，其中所述不粘涂層包含與所述基材粘附的底涂層；任選存在的中間涂層；包含無定形二氧化硅顆粒的圖案；和頂涂層(topcoat)。在一個實施方案中，在本專利技術的涂覆基材中，所述圖案包含(i)約30重量％至約90重量％的含氟聚合物，其選自PTFE、PFA、FEP及其混合物；(ii)約O重量％至約50重量％的顏料，其選自有機顏料、無機顏料及其混合物；和(iii)約2重量％至約25重量％的無定形二氧化硅顆粒；其中所述重量％基于所述圖案的總重量，并且條件是所述圖案基本不含聚酰胺酰亞胺(PAI)。在一個實施方案中，在本專利技術的涂覆基材中，所述圖案通過涂施涂料組合物而形成，所述涂料組合物包含(i)約25重量％至約65重量％的含氟聚合物，其由PTFE、PFA、FEP及其混合物構成；(ii)約O重量％至約25重量％的著色劑，其由有機顏料、無機顏料及其混合物構成；(iii)約I重量％至約15重量％的無定形二氧化硅顆粒；(iv)約I重量％至約15重量％的非離子型表面活性劑，其中所述非離子型表面活性劑包含至少一種脂族醇聚氧乙烯醚或其混合物；和(V)約10重量％至約50重量％的液體載體，其由水、水溶性溶劑及其混合物構成；其中所述重量％是基于所述涂料組合物的總重量；并且條件是所述涂料組合物基本不含聚酰胺酰亞胺(PAI)。在一個實施方案中，在本專利技術的涂覆基材中，其中所述無定形二氧化硅顆粒的BET表面積是在約100m2/g至約450m2/g的范圍，或在約150m2/g至約400m2/g的范圍。在一個實施方案中，在本專利技術本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于在不粘涂層上形成圖案的涂料組合物，其包含：(a)25重量％至65重量％的含氟聚合物，其選自PTFE、PFA、FEP及其混合物；(b)0重量％至25重量％的著色劑，其選自有機顏料、無機顏料及其混合物；(c)1重量％至15重量％的無定形二氧化硅顆粒；(d)1重量％至15重量％的非離子型表面活性劑，其中所述非離子型表面活性劑包含至少一種脂族醇聚氧乙烯醚或其混合物；和(e)10重量％至50重量％的液體載體，其選自水、水溶性溶劑及其混合物；其中所述重量％是基于所述涂料組合物的總重量；并且條件是所述涂料組合物基本不含聚酰胺酰亞胺。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：毛學圃，P·托馬斯，馮東，
申請(專利權)人：杜邦公司，
類型：發明
國別省市：