用于不粘涂层的涂料组合物和包含由该涂料组合物所得之图案的涂覆基材制造技术

本发明专利技术公开了用于在具有不粘性含氟树脂涂层的基材上印刷图案的涂料组合物。所述涂料组合物特别适用于在炊具或烤具上印刷装饰性图案或标记以提供美学和/或功能性效果。本发明专利技术还公开了包含具有图案的不粘涂层的涂覆基材。本发明专利技术还公开了制备所述包含具有图案的不粘涂层的涂覆基材的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适于在含氟聚合物涂层的不粘性表面上提供图案例如标签、标记或装饰性图案的涂料组合物。本专利技术还涉及具有至少两个含氟聚合物的涂层和在顶涂层之下的印刷层的涂覆制品，其中所述印刷层包含本专利技术的涂料组合物以显示出具有高清晰度和均匀的外观之图案，并且还涉及制备所述涂覆制品的方法。
技术介绍
·不粘性烹饪用具(或炊具)已被广泛地引入市场多年。不粘性表面通常通过在金属基材如铝上涂覆单层、双层、三层甚至四层涂层而形成，所述涂层包括粘附所述基材的底漆层(底涂层)和提供不粘性涂饰层(non-stick finish)的上涂层。这些不粘性表面通常呈暗灰色至黑色。在一些情况中，人们希望在PTFE涂层上显示具功能性的标签或标记，例如在不粘性电饭锅内胆水位线标记。在其他的情况中，在PTFE涂层上的装饰性图案仅用来改进这些烹饪用具的外观。但是，由于含氟聚合物表面的不粘性，以及这些用具如煎锅、煮锅或电饭锅的一般应用和工作温度，合适的涂料组合物必须牢固地粘附在不粘性表面，且能够耐受高达至少200°C的温度，并提供高耐磨性。除了良好的粘附性、热稳定性和耐磨性之外，针对特定的涂施方法(如丝网印刷、移印(pad printing)、棍涂(roller coating)或卷涂(coil coating)),所述涂料组合物还需要具有合适的粘度(流变性质)以提供图像清晰的标记或装饰性图案。为了获得合适的粘度，可在所述涂料组合物中使用增稠剂(或流变剂)。当增稠剂是聚合物如聚丙烯酸酯、聚氨酯或聚酯时，亦可将其作为粘合剂。优选地，所述增稠剂或粘合剂是由烹饪用具的全球监管机构,如美国的食品药物管理局(Food and Drug Administration, FDA)、欧盟的欧洲食品安全局(European Food Safety Authority, EFSA)和中华人民共和国的国家质量监督检验检疫总局,所认可的安全材料。美国专利4，677，000公开了一种彩色组合物，其含有氟碳树脂的水性分散体或粉末、彩色颜料、水溶性溶剂和作为增稠剂的丙烯酸共聚物(PH > 9)。所述彩色组合物通过丝网涂覆在干燥的底涂层上(在20°C下的粘度介于lOOOOcP至120000cP)，然后在400°C下烘烤而得到厚度为2 μ m至25 μ m的装饰层。日本专利2605964也公开了包含含氟树脂、碳黑或氧化钛和作为粘合剂的丙烯酸树脂的移印(tampo printing)涂料。对在涂料组合物中使用丙烯酸共聚物或丙烯酸树脂作为增稠剂的顾虑在于它们不是FDA和EFSA批准名单上的材料。有趣的是，JP2791517公开了一种提供含氟树脂多层材料的方法，其中所述多层材料包括印刷指示层，印刷指示层包含丙烯腈树脂作为粘合剂。为了减少因印刷涂料带来的表面不平整，所述粘合剂树脂在其分解温度下，被热分解成为气体，并通过未烧结的含氟树脂层而散逸。但是，粘合剂树脂的分解通常并不完全，而且易于造成印刷标记泛黄。因此，迄今仍需要一种涂料组合物包含符合上述监管机构要求的增稠剂或粘合齐U，并且其仍具有其他理想的性质，包括良好的粘附性、热稳定性和耐磨性以提供用于含氟聚合物涂层的标签、标记或装饰性图案。
技术实现思路
本专利技术涉及用于在不粘涂层上形成图案的涂料组合物，其包含(a)约25重量％至约65重量％的含氟聚合物，其选自PTFE、PFA、FEP及其混合物；(b)约O重量％至约25重量％的着色剂，其选自有机颜料、无机颜料及其混合物；(c)约I重量％至约15重量％的无定形二氧化硅颗粒；(d)约I重量％至约15重量％的非离子型表面活性剂，其中所述非离子型表面活 性剂包含至少一种脂族醇聚氧乙烯醚或其混合物；和(e)约10重量％至约50重量％的液体载体，其选自水、水溶性溶剂及其混合物；其中所述重量％是基于所述涂料组合物的总重量；并且条件是所述涂料组合物基本不含聚酰胺酰亚胺(PAI)。在一个实施方案中，本专利技术的涂料组合物包含非挥发性组分，所述非挥发性组分包含(a)约30重量％至约90重量％的含氟聚合物，其选自PTFE、PFA、FEP及其混合物；(b)约O重量％至约50重量％的着色剂，其选自有机颜料、无机颜料及其混合物；和(c)约2重量％至约25重量％的无定形二氧化硅颗粒；其中所述重量％是基于所述非挥发性组分的总重量。在一个实施方案中，本专利技术的涂料组合物还包含添加剂，其选自防泡剂或消泡剂、润湿剂、流平剂、分散剂、PH调节剂、填料、成膜剂、抗胶凝剂、抗沉降剂及其混合物。在一个实施方案中，本专利技术的涂料组合物的粘度为约2000mPa · s至约40000mPa *s,或为约 5000mPa · s 至约 30000mPa *s,或为约 8000mpa · s 至约 20000mPa · S。在一些实施方案中，在本专利技术的涂料组合物中，着色剂(b)是无机颜料，其选自二氧化钛、钛酸铁铝、氧化铁、碳黑、群青蓝、二氧化钛涂覆的云母及其组合。在一个实施方案中，在本专利技术的涂料组合物中，无定形二氧化硅颗粒(C)的BET表面积是在约100m2/g至约450m2/g的范围，或在约150m2/g至约400m2/g的范围。在一个实施方案中，在本专利技术的涂料组合物中，非离子型表面活性剂(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个至18个碳原子的支链烷基、支链烯基、环烷基或环烯基，并且η的平均值是4至18。在一个实施方案中，在本专利技术的涂料组合物中，所述非离子型表面活性剂(d)是平均具有4个至18个环氧乙烷(EO)单元的2，6，8_三甲基-4-壬醇聚氧乙烯醚或其混合物。本专利技术还涉及包含具有图案的不粘涂层的涂覆基材，其中所述不粘涂层包含与所述基材粘附的底涂层；任选存在的中间涂层；包含无定形二氧化硅颗粒的图案；和顶涂层(topcoat)。在一个实施方案中，在本专利技术的涂覆基材中，所述图案包含(i)约30重量％至约90重量％的含氟聚合物，其选自PTFE、PFA、FEP及其混合物；(ii)约O重量％至约50重量％的颜料，其选自有机颜料、无机颜料及其混合物；和(iii)约2重量％至约25重量％的无定形二氧化硅颗粒；其中所述重量％基于所述图案的总重量，并且条件是所述图案基本不含聚酰胺酰亚胺(PAI)。在一个实施方案中，在本专利技术的涂覆基材中，所述图案通过涂施涂料组合物而形成，所述涂料组合物包含(i)约25重量％至约65重量％的含氟聚合物，其由PTFE、PFA、FEP及其混合物构成；(ii)约O重量％至约25重量％的着色剂，其由有机颜料、无机颜料及其混合物构成；(iii)约I重量％至约15重量％的无定形二氧化硅颗粒；(iv)约I重量％至约15重量％的非离子型表面活性剂，其中所述非离子型表面活性剂包含至少一种脂族醇聚氧乙烯醚或其混合物；和(V)约10重量％至约50重量％的液体载体，其由水、水溶性溶剂及其混合物构成；其中所述重量％是基于所述涂料组合物的总重量；并且条件是所述涂料组合物基本不含聚酰胺酰亚胺(PAI)。在一个实施方案中，在本专利技术的涂覆基材中，其中所述无定形二氧化硅颗粒的BET表面积是在约100m2/g至约450m2/g的范围，或在约150m2/g至约400m2/g的范围。在一个实施方案中，在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在不粘涂层上形成图案的涂料组合物，其包含：(a)25重量％至65重量％的含氟聚合物，其选自PTFE、PFA、FEP及其混合物；(b)0重量％至25重量％的着色剂，其选自有机颜料、无机颜料及其混合物；(c)1重量％至15重量％的无定形二氧化硅颗粒；(d)1重量％至15重量％的非离子型表面活性剂，其中所述非离子型表面活性剂包含至少一种脂族醇聚氧乙烯醚或其混合物；和(e)10重量％至50重量％的液体载体，其选自水、水溶性溶剂及其混合物；其中所述重量％是基于所述涂料组合物的总重量；并且条件是所述涂料组合物基本不含聚酰胺酰亚胺。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：毛学圃，P·托马斯，冯东，
申请(专利权)人：杜邦公司，
类型：发明
国别省市：