冷喷涂用粉末、制造大分子涂膜的方法以及大分子涂膜技术

本发明专利技术提供了冷喷涂用粉末，所述粉末包含大分子粉末与陶瓷纳米颗粒的混合物。本发明专利技术还提供了大分子涂膜，所述大分子涂膜包含大分子粉末与陶瓷纳米颗粒的混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及冷喷涂用粉末、大分子涂膜以及制造大分子涂膜的方法。作为一种在基材表面上形成涂膜的方法，冷喷涂法或熔喷法是已知的。在冷喷涂法中，通过使粉末形式的颗粒与基材在等于或低于该颗粒熔点的温度下进行固相碰撞，形成未氧化涂膜，并且相较于熔喷法，其成膜速率更高并且可抑制颗粒的热蚀变。作为一种通过使用冷喷涂法在基材上形成大分子聚合物材料膜的制造大分子涂膜的方法，存在一种方法，其中聚碳酸酯颗粒用于在基材上形成膜(例如，参见KazuhiroOGAWA，“TheDevelopmentofaPolymerFilmUsingaColdSprayMethod”，JournaloftheJapanWeldingSociety,2013,Vol.82,Issue.8,pp.5to8(KazuhiroOGAWA，“使用冷喷涂法的聚合物膜进展”，《日本焊接学会会刊》，2013年，第82卷，第8章，第5至8页)，或另一种方法，其中在基材上形成先驱体聚合物膜(例如，参见US2009/0202732)。此外，还开发了一种方法，其中使用冷喷涂法将包括聚合物材料在内的细晶金属材料颗粒用于在聚合物基材上形成膜(例如，参见WO2006/063469)。还开发了一种使用暖喷涂法在基材上形成超高分子量聚乙烯膜的技术，其中在高于冷喷涂法温度的温度下形成膜(例如，参见SeijiKURODA，“TheBasicandApplicationoftheWarmSprayingMethod”，SOKEIZAI,2010,Vol.51,No.6,pp14to19(SeijiKURODA，“暖喷涂法的基础和应用”，日本素形材中心，2010年，第51卷，第6期，第14至19页)。然而，在US2009/0202732所述的制造大分子涂膜的方法中，存在一个问题，所形成膜的厚度在约几十微米至几百微米的范围内，这是非常薄的。对于US2009/0202732所述的制造大分子涂膜的方法，并未公开关于实际膜形成的结果并且无法确定该方法的有效性。此外，在WO2006/063469所述的制造涂膜的方法中，膜主要由细晶金属材料构成，并且由此存在的问题在于未形成大分子涂膜。在SeijiKURODA，“TheBasicandApplicationoftheWarmSprayingMethod”，SOKEIZAI,2010,Vol.51,No.6,pp14to19(SeijiKURODA，“暖喷涂法的基础和应用”，日本素形材中心，2010年，第51卷，第6期，第14至19页)中所述的使用暖喷涂法制造大分子涂膜的方法中，所形成膜的厚度是约几十微米，这是非常薄的。本专利技术已经考虑到上述问题，并且本专利技术的目的在于提供冷喷涂用粉末，该粉末使得能够使用冷喷涂法形成相对厚的大分子涂膜，另外还提供了大分子涂膜以及制造大分子涂膜的方法。为了实现上述目的，根据本专利技术的冷喷涂用粉末含有大分子粉末和陶瓷纳米颗粒的混合物。当使用冷喷涂法将根据本专利技术的冷喷涂用粉末喷涂在基材上时，可能在该基材表面上形成涂膜。当陶瓷纳米颗粒与大分子粉末混合时，所形成膜的厚度达到1mm或更大，并且可能形成相对厚的涂膜。据信这是由于在大分子粉末中，纳米颗粒连接了颗粒之间的界面。此外，在根据本专利技术的冷喷涂用粉末中，相较于通过使用冷喷涂法的喷涂方法，可能以更高的成膜速率形成未氧化的涂膜。此外，还可能抑制大分子颗粒的热蚀变。根据本专利技术的冷喷涂用粉末优选地包括混合其中的纳米颗粒，使得粉末均匀地附接到大分子颗粒的表面。特别地，大分子粉末和陶瓷纳米颗粒的混合物优选地包含混合物质量的1％至10％的范围内的纳米颗粒。在这种情况下，可能使所形成的涂膜变厚。大分子粉末和陶瓷纳米颗粒的混合物优选地包含混合物质量的90％至99％的范围内的纳米颗粒。冷喷涂用粉末还可包含添加剂，例如诸如染料和/或染色剂。在根据本专利技术的冷喷涂用粉末中，大分子优选地为有机大分子，优选地为合成树脂，并且优选地为热塑性树脂。冷喷涂用粉末可包含大分子混合物。在冷喷涂用粉末内，大分子具有优选地10至150微米范围的粒径(优选其直径)。大分子的分子量优选地为至少1×106g/mol，更优选地为至少3×106g/mol。优选的有机大分子的例子包括日用塑料，诸如聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯树脂(AS树脂)、丙烯酸树脂(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等)和聚四氟乙烯(PTFE)；工程塑料，诸如聚缩醛(POM)、聚酰胺(PA)、尼龙、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚、改性聚苯醚(m-PPE、改性PPE、PPO)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(GFRP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯玻璃树脂(PET-G)、超高分子量聚乙烯、间同立构聚苯乙烯和环状聚烯烃(COP)；超级工程塑料，诸如无定形聚芳酯(PAR)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、氟树脂、液晶聚合物(LCP)、聚四氟乙烯、热塑性聚酰亚胺(PI)和聚酰胺酰亚胺(PAI)等。此外，有机大分子特别优选地为超高分子量聚乙烯。在这些情况下，可能形成具有耐腐蚀性、耐化学性以及冲击吸收特性的涂膜。在大分子为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的情况下，可能形成在耐冲击性或耐腐蚀性方面表现优异的涂膜。由于超高分子量聚乙烯在熔融时具有较差的流动性，其注塑成型较为困难，但使用冷喷涂法使得易于形成涂膜。在根据本专利技术的冷喷涂用粉末中，可使用任何陶瓷，只要该陶瓷能够将大分子颗粒固定在彼此上，但是所述陶瓷特别优选地为无机氧化物，更优选地为氧化铝。根据一个具体实施例，所述陶瓷可以是二氧化硅。冷喷涂用粉末可包含陶瓷纳米颗粒的混合物。在陶瓷优选地由氧化铝制成的情况中，特别地，可能增加大分子颗粒之间的固定强度，并且可形成具有高强度的厚膜。在根据本专利技术制造大分子涂膜的方法中，通过使用冷喷涂法将根据本专利技术的冷喷涂用粉末喷涂至基材，在该基材的表面上形成涂膜。所述基材可以是任何合适的基底，优选地为金属基底，或聚合物基底，或复合物基底，或陶瓷基底。例如，所述基材可以是铝或聚丙烯。在根据本专利技术制造大分子涂膜的方法中，当使用根据本专利技术的冷喷涂用粉末时，可能形成厚度为1mm或更大的相对较厚的涂膜。由于使用了冷喷涂法，相较于熔喷法，可能以更高的成膜速率形成未氧化的涂膜。此外，还可能抑制大分子颗粒的热蚀变。使用根据本专利技术制造大分子涂膜的方法，获得了本专利技术的大分子涂膜。根据此前的实施例，本专利技术还涉及含有大分子粉末和纳米颗粒的混合物的大分子涂膜。本专利技术大分子涂膜的厚度可被制成相对较厚的，即1mm或更厚。膜厚度优选地为在1mm至10mm的范围内，更优选地在1mm至5mm的范围内。由于使用了冷喷涂法，相较于熔喷法，以更高的成膜速率形成了根据本专利技术的大分子涂膜。此外，不会发生氧化并且大分子颗粒的热蚀变得到抑制。在根据本专利技术制造大分子模制产品的方法中，使用冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
冷喷涂用粉末，其含有大分子粉末与陶瓷纳米颗粒的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.02 JP 2014-1143611.冷喷涂用粉末，其含有大分子粉末与陶瓷纳米颗粒的混合物。2.根据权利要求1所述的冷喷涂用粉末，其特征在于所述纳米颗粒占所述混合物质量的1％至10％。3.根据权利要求1或2所述的冷喷涂用粉末，其特征在于所述大分子为具有至少1×106g/mol分子量的有机大分子。4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷喷涂用粉末，其特征在于所述大分子为热塑性树脂。5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷喷涂用粉末，其特征在于所述大分子为超高分子量聚乙烯。6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷喷涂用粉末，其特征在于所述陶瓷为氧化铝。7.根据权利要求1所述的冷喷涂用粉末，其特征在于所述冷喷涂用粉末包含超高分子量聚乙烯与氧化铝的混合物。8.制造大分子涂膜的方法，其特征在于通过使用冷喷涂法将权利要求1至7中任一项所述的冷喷涂用粉末喷涂至基材，在所述基材的表面上形成膜。9.使用根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：JY·卡瓦卢，O·拉梅，T·德普莱卡，小川和洋，科萨万·哈维，
申请(专利权)人：里昂国立应用科学学院，
类型：发明
国别省市：法国;FR