高性能纹理涂层制造技术

本发明专利技术描述了经涂布的制品，其包含基材，该基材上涂覆有涂料组合物，以提供具有纹理表面的经涂布的制品。一方面，经涂布的制品是用于增强混凝土的钢筋。纹理表面提供了最佳的表面粗糙度，并展示出优于未涂布的标准品的拉拔强度。

High performance textured coating

The present invention describes a coated product containing a substrate on which a coating composition is coated to provide a coated product with a textured surface. On the one hand, the coated products are used to reinforce concrete. The texture surface provides the best surface roughness and shows the drawing strength that is superior to the uncoated standard.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高性能纹理涂层相关申请的交叉引用本申请要求于2015年5月1日递交的美国临时申请序列号62/155,911的优先权，所述临时申请通过引用整体并入本文。
技术介绍
聚集材料(诸如混凝土)例如通常用于各种民用和建筑结构和组件中，因为这些材料便宜并且耐腐蚀和压缩力。然而，许多聚集材料的抗张强度是未知的，因此在受到显著的拉伸载荷或横向振动力时会失效。因此，通常通过在聚集材料中包含或掺入刚性结构插入件来增强聚集材料。加强混凝土是包含结构插入件(通常由钢制成，一般被称为“钢筋”)和混凝土的聚集材料。当钢与混凝土充分结合时，加强混凝土最有效地起作用。对于在腐蚀性环境中使用的高性能加强混凝土，通常用提供耐腐蚀性的涂料组合物涂布钢筋。然而，这种经涂布的钢筋通常具有低粘合强度(即，与混凝土的结合性差)。当腐蚀不是重大问题时，可以使用未涂布的或黑色的钢筋来增强混凝土。这种类型的钢筋通常可承受相当大的拉伸载荷，但在受到显著的侧向力(例如由地震引起的力)时倾向于失效。用于改善加固聚集材料(如混凝土)的粘合强度的尝试包括在将结构插入件嵌入混凝土之前对插入件进行喷砂处理。喷砂工艺能够除去表面杂质，包括锈和其他污染物，并可稍微增加粘合强度。也可以将结构插入件浸入水中持续几天作为预处理，以通过产生混凝土可附着的表面层来改善结合强度和耐腐蚀性。然而，从长远来看，即使经预处理的结构插入件也倾向于与加强混凝土脱结合。解决加强混凝土的低粘合强度的一种替代方法是：对于给定量的混凝土，增加结构插入件的数量或尺寸。例如，这对于建筑物和桥面板中的角落是常见的。然而，增加结构插入件的数量会导致混凝土拥塞，其中混凝土要么没有充分压实要么根本不渗透。这导致混凝土设计差，混凝土布置差，并且加强混凝土的成本显著增加，而不能解决粘合强度低的问题。因此，需要这样的结构插入件，其能够经受地震活动期间显著的拉力或侧向力，并且可以以最佳量使用以避免混凝土拥塞。本文公开了经涂布的结构插入件、涂料组合物及其制备方法。附图简介图1是从混凝土中拉出的上面涂覆有纹理涂层的金属试验棒与从混凝土中拉出的具有光滑表面的试验棒的照片对比。图2是从混凝土中拉出的上面涂覆有纹理涂层的金属试验棒与具有光滑表面的试验棒的显微镜图像对比。图3是通过不同方法制备的纹理涂层的照片对比。概述在一个实施方式中，本说明书提供了经涂布的制品，所述制品包含结构插入件和涂覆在其上的纹理涂层，其中所述经涂布的制品具有至少约150μm的表面粗糙度(Sz)。在一个实施方式中，本说明书提供了经涂布的制品，所述制品包含结构插入件和至少涂覆在其上的粉末涂料组合物。粉末涂料包含粘合剂树脂组分和团聚物，所述团聚物包含纹理化添加剂和至少一种官能化填料。经涂布的制品具有纹理表面。在另一个实施方式中，本说明书提供了经涂布的结构插入件，其上涂覆有粉末涂料组合物。所述组合物含有约40-70重量％的环氧官能粘合剂、约0.5-5重量％的纹理化添加剂和约0.5-20重量％的至少一种官能化填料。如本文所述，相对于未涂布的试验棒，纹理涂层在涂覆到试验棒上时展示出至少10％的拉拔强度增加。在一个实施方式中，本文描述了涂布制品的方法。所述方法包括以下步骤：提供结构插入件作为基材并将基材加热至约200℃至300℃的温度。所述方法还包括以下步骤：将第一粉末涂料组合物涂覆到加热的插入件上，然后在所述第一涂料组合物上涂覆纹理涂料。纹理涂料是一种粉末涂料组合物，其含有粘合剂树脂组分、纹理化添加剂和至少一种官能化填料。所述方法还包括固化所涂覆的粉末涂料组合物的步骤。本专利技术的上述概述并不旨在描述本专利技术的每种所公开的实施方式或每种实施情况。下面的描述更具体地例示了说明性实施方式。在整个申请的几个地方，通过可以以各种组合使用的例子的列表来提供指导。在每种情况下，所述列表仅用作代表性组，而不应被解释为排他列表。在下面的描述中阐述了本专利技术的一个或多个实施方式的细节。从说明书和权利要求书中可以明显看出本专利技术的其他特征、目标和优点。选定的定义除非另外指明，本文中使用的下列术语具有下文提供的含义。当在“涂层涂覆在表面或基材上”这样的上下文中使用时，术语“在……上”既包括涂层直接地涂覆到表面或基材上又包括间接地涂覆到表面或基材上。因此，例如涂层涂覆于覆盖在基材上的底漆层上被看作涂层涂覆在基材上。除非另外指明，术语“聚合物”包括均聚物和共聚物(即两种或更多种不同单体的聚合物)二者。在说明书和权利要求中出现术语“包括”、“包含”及其变体时，这些术语不具有限制性含义。术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本专利技术实施方式。然而，在相同或其他情况下，其他实施方式也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方式的叙述不意味着其他实施方式是不可用的，也不旨在将其他实施方式排除在本专利技术范围外。在本文中使用时，“一种(a，an)”、“该(the)”、“至少一种”和“一种或多种”以及不使用数量词的情形可互换使用。因此，例如包含添加剂的涂料组合物可以被解释为表示该涂料组合物包含“一种或多种”添加剂。此外在本文中，通过端点对数值范围的陈述包括该范围内包含的所有数字(例如1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等等)。另外，一个范围的公开包括较宽区间内包括的所有子范围的公开(例如1到5公开了1到4、1.5到4.5、1到2等等)。详细说明本说明书的特征在于其中的经涂布的制品，例如结构插入件。本文所用的术语“结构插入件”是指用于增强第二材料的第一材料，其中第一材料并入、插入或嵌入第二材料中。结构插入件可以具有各种形状或构造，包括但不限于钢筋、榫钉、网状物、板等。结构插入件可以由各种不同的材料制成，包括但不限于金属(例如钢)、玻璃、聚合材料、陶瓷及其混合物或组合。第二材料通常且优选地是聚集材料，例如混凝土、沥青、土壤等。在一些实施方式中，本文所述的结构插入件优选为金属制品，更优选为钢制品。在一方面，钢制品是加强钢。在本文中使用时，术语“加强钢”是指嵌入、插入或包含在聚集材料或其它材料中以提供抗张强度的钢。例如，混凝土由于便宜、耐腐蚀和压缩性强而经常用于建筑材料中。然而，混凝土不能抵抗强拉力，因此必须被加强以抵抗这种拉力。用于加强混凝土的钢加强件或棒通常被称为钢筋。为了使复合材料具有最佳的抗张强度，钢筋和混凝土充分结合在一起是有益的。通常将钢筋成形或配置为使钢筋表面和混凝土之间的粘合最大化。例如，工业中的标准钢筋是具有有棱纹理的或“绞绳”螺旋设计的未涂布钢筋，当施加拉伸载荷时，所述设计能够帮助钢筋机械地阻止从混凝土中拉出。在一个实施方式中，本说明书提供了经涂布的结构插入件。结构插入件包含上面涂覆有涂料组合物的基材，以使得涂布件优选地具有展示出优于光滑结构插入件的粘合强度的表面。不限于理论，人们认为：在某些实施方式中，本文所述的涂布件具有这样的表面，其通过增加粘合强度的方式改善了钢筋和混凝土之间的微机械相互作用。这就赋予了加强混凝土增加的抗拉强度。在某些实施方式中，涂布件可以具有这样的表面，其通过增加粘合强度的方式改善了钢筋和混凝土之间的化学粘合。优选地，涂布件的表面展示出对混凝土最佳的微机械粘合和化学粘合。在一个实施方式中，经涂布的结构插入件具有纹理表面或纹理化表面。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经涂布的制品，所述制品包含：结构插入件；和涂覆在其上的纹理涂层，其中所述经涂布的制品具有表面粗糙度(Sz)为至少150μm的纹理表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.01 US 62/155,9111.一种经涂布的制品，所述制品包含：结构插入件；和涂覆在其上的纹理涂层，其中所述经涂布的制品具有表面粗糙度(Sz)为至少150μm的纹理表面。2.根据前述权利要求中任一项所述的制品，所述制品包含：结构插入件；和至少一种粉末涂料组合物，其含有粘合剂树脂组分；纹理化添加剂；以及至少一种官能化填料。3.根据前述权利要求中任一项所述的制品，所述制品包含：涂覆在所述结构插入件上的第一涂层；和涂覆在所述第一涂层上的纹理涂层，所述纹理涂层包含粉末涂料组合物，所述组合物含有粘合剂树脂组分；纹理化添加剂；和至少一种官能化填料。4.一种经涂布的制品，所述制品包含：结构插入件；和至少涂覆在其上的粉末涂料组合物，所述组合物含有：粘合剂树脂组分；和团聚物，其包含纹理化添加剂；和至少一种官能化填料，其中所述经涂布的制品具有纹理表面。5.一种经涂布的结构插入件，其包含：涂覆在所述结构插入件上的粉末涂料组合物，所述粉末涂料组合物含有：约40-70重量％的粘合剂树脂组分；约0.5-5重量％的纹理化添加剂；和约0.5-20重量％的官能化填料，其中相对于未涂布的试验棒，所述粉末涂层在涂覆到试验棒上时展示出拉拔强度增加至少10％。6.一种涂布结构插入件的方法，所述方法包括：提供结构插入件；将所述结构插入件加热至约150℃至300℃的温度；将粉末涂料组合物涂覆到加热的插入件上，其中所述粉末涂料组合物含有：粘合剂树脂组分；纹理化添加剂；和官能化填料；以及固化所涂覆的粉末涂料组合物。7.一种涂布制品的方法，所述方法包括：提供基材；将所述基材加热至约150℃至300℃的温度；将第一涂料组合物涂覆到所述基材上；和在所述第一涂料组合物上涂覆纹理涂料，其中所述纹理涂料是粉末涂料组合物，所述组合物含有粘合剂树脂组分；纹理化添加剂；和至少一种官能化填料。8.一种制备纹理粉末涂料组合物的方法，包括：提供粘合剂树脂组分；提供纹理化添加剂；提供官能化填料；组合所述粘合剂树脂组分、纹理化添加剂和官能化填料以形成熔融共混物；和挤出所述熔融共混物以形成纹理粉末涂料组合物。9.根据权利要求1所述的制品，其中所述纹理表面是通过在所述粉末涂料组合物中包含纹理化添加剂而产生的。10.根据权利要求1所述的制品，其中所述纹理表面是通过由涂覆在所述结构插入件上的所述粉末涂料组合物形成不连续的固化膜而产生的。11.根据前述权利要求中任一项所述的制品或方法，其中所述粘合剂树脂组分选自环氧树脂、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、丙烯酸类、聚氯乙烯、尼龙、含氟聚合物、硅酮及其混合物或组合。12.根据前述权利要求中任一项所述的制品或方法，其中所述粘合剂树脂组分是环氧官能树脂。13.根据前述权利要求中任一项所述的制品或方法，其中所述粘合剂树脂组分是...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳斯·瑟温斯，杰夫瑞·D·罗格金斯基，约翰·M·布朗克，基思·M·柯克伍德，罗伯特·G·伯兰斯，
申请(专利权)人：威士伯采购公司，
类型：发明
国别省市：美国,US