塗料的噴塗裝置及其使用的製作方法

2023-05-30 02:24:21

專利名稱：塗料的噴塗裝置及其使用的製作方法
技術領域：
相關串請的交叉引用本專利申請要求美國臨時專利申請序列號61/220299 (2009年6月25日提交)的優先權，其公開內容如同全面闡述一樣以引用方式併入本文以用於所有目的。本發明涉及一種用塗料組合物製備塗層的方法。具體地講，本發明涉及用於製備具有多種組分的塗料組合物的混合物流的方法和噴塗裝置。
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背景技術：
機動車或其他物體上的塗層通常包含由塗料組合物的多種反應組分形成的網狀 聚合物。通常使用噴塗裝置或其他塗料塗覆技術將塗料施加到諸如汽車車輛的車身或車身部件之類的基底上，然後進行固化以形成具有此類網狀聚合物的塗層。目前方法是，通常在噴塗之前先將塗料組合物的多種反應組分混合在一起以形成罐裝混合物，然後將其放入連結到諸如噴槍之類的噴塗裝置的杯狀貯存器或容器內。由於所述多種反應組分具有活性性質，因此它們一旦混合在一起，罐裝混合物就開始反應，從而導致罐裝混合物的粘度不斷增大。當粘度達到某個值之後，罐裝混合物便幾乎無法進行噴塗。噴槍本身有可能被交聯聚合物材料堵塞，這也是不利的。粘度增大到噴塗失效的那個點(一般增大到2倍粘度)所需的時間被稱為「適用壽命」。延長「適用壽命」的一種方法是向罐裝混合物中加入較大量的稀釋溶劑，也稱為稀釋劑。然而，諸如有機溶劑之類的稀釋劑可增強揮發性有機化合物(VOC)的散發，並還增加固化時間。延長塗料組合物的罐裝混合物的「適用壽命」的其他嘗試集中在了 「基於化學」的解決方案。例如，有人建議添加一種或多種反應組分的改性劑或某些添加劑，它們可以延緩灌裝混合物中多種組分的聚合反應。改性劑或添加劑必須滿足這樣的條件當把塗料塗覆到基底表面上後，固化速率不會受到不利影響。另一種方法是在噴塗之前，將一種或多種關鍵組分例如催化劑與塗料組合物的其他組分混合在一起。美國專利7，201，289中描述了一個實例，其中催化劑溶液貯存在單獨的分配器中，並且在塗料製劑被霧化之前分配催化劑溶液並使其與液體塗料製劑混合。另一種方法是分別霧化塗料組合物的兩種組分，例如催化劑和樹脂，並在噴塗後混合這兩種霧化組分。美國專利4，824，017中描述了一個此類實例。然而，此類方法要求使用單獨的泵分別霧化兩種組分並且每種組分都需要噴射裝置。發明簡沭本發明涉及用於噴塗包含第一組分和第二組分的塗料組合物的噴槍，所述噴槍包括(A)噴槍體(I)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(12)、連接至第一連接路徑以運送第一組分的第一入口(10)、和連接至第二連接路徑以運送第二組分的第二入口(8)；(B)封裝在所述噴槍體中的管狀噴嘴組合件(55)，所述管狀噴嘴組合件包括噴嘴(13)、被構造為具有噴塗位置和關閉位置的噴塗針(56)、具有第一出口(IOla)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在噴嘴處具有開口的第三槽(103);其中所述噴塗針封閉了噴嘴(13)以及在所述關閉位置處的第一、第二或第三槽中的至少一個；並且所述第一槽連接至所述第一連接路徑以接納所述第一組分，所述第二槽連接至所述第二連接路徑以接納所述第二組分，所述第三槽連接至所述載氣入口以接納所述載氣。本發明還涉及在基底上製備包含第一組分和第二組分的塗料組合物層的方法，所述方法包括以下步驟
i)提供噴槍，所述噴槍包括(A)噴槍體(I)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(12)、連接至第一連接路徑以運送第一組分的第一入口(10)、和連接至第二連接路徑以運送第二組分的第二入口(8)；(B)封裝在所述噴槍體中的管狀噴嘴組合件(55)，所述管狀噴嘴組合件包括噴嘴(13)、被構造為具有噴塗位置和關閉位置的噴塗針(56)、具有第一出口(IOla)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在噴嘴處具有開口的第三槽(103);其中所述噴塗針封閉了噴嘴(13)以及在所述關閉位置處的第一、第二或第三槽中的至少一個；並且所述第一槽連接至所述第一連接路徑以接納所述第一組分，所述第二槽連接至所述第二連接路徑以接納所述第二組分，所述第三槽連接至所述載氣入口以接納所述載氣；ii)為所述第一入口提供所述塗料組合物的第一組分，並且為所述第二入口提供所述塗料組合物的第二組分；iii)通過所述載氣入口為所述載氣出口提供加壓載氣，並將所述噴塗針定位至所述噴塗位置，製備霧化的所述第一組分和霧化的所述第二組分，從而形成霧化塗料混合物；以及iv)將所述霧化塗料混合物塗覆在所述基底上，形成其上的所述層。附圖
簡述圖I示出了本發明噴槍的實例的圖示。圖2示出了本發明噴槍的實例的另一個圖示。圖3示出了噴嘴組合件的實例。圖4示出了噴嘴組合件的另一個實例。發明詳述通過閱讀下列發明詳述，本領域的普通技術人員將更容易地了解本發明的特徵和優點。應當理解，為清楚起見而在參照各個實施方案的上文和下文中所描述的本發明的某些特點也可在單一實施方案中以組合方式給出。相反，為簡明起見，在單一實施方案的上下文中所描述的本發明的各種特點也可以分別提供，或以任何子組合的方式提供。此外，單數所指的內容也可以包括複數(例如，「一個」和「一種」可以指一個(一種)、或者一個(一種)或多個(多種))，除非上下文特別地另外指明。
除非明確地另外指明，在本專利申請中所指明的各個範圍內使用的數值被描述為近似值，如同所述範圍內的最小值和最大值之前均有單詞「約」 一樣。這樣，在所述範圍之上及之下的微小變化值均可用於獲得與這些範圍內的值基本上相同的結果。而且，這些範圍的公開均旨在表示連續的範圍，其包括最大值和最小值之間的每一個值。如本文所用「雙包塗料組合物」也稱為2K塗料組合物，是指包含分別存儲在單獨容器中的兩種組分的熱固性塗料組合物，這些單獨容器通常被密封以延長塗料組合物的各組分的儲存壽命。在即將使用之前混合各組分以形成罐裝混合物，該混合物具有有限的適用壽命，通常為從幾分鐘例如15分鐘至45分鐘至幾小時例如4小時至10小時。將罐裝混合物施加在基底表面例如車身或車身部件上形成所需厚度的層。施加後，該層乾燥並固化，從而在基底表面上形成具有所需塗層性質(例如所需光澤度、抗擦傷性、耐環境腐蝕性和耐溶劑降解性)的塗層。典型的雙包塗料組合物可包含可交聯組分和交聯組分。 「單包塗料組合物」也稱為IK塗料組合物，是指包含混合在單一包裝內的多種成分的塗料組合物。單包塗料組合物可在某些條件下形成塗層。IK塗料組合物的一個實例可包含可在某些條件下被活化的封閉交聯劑。封閉交聯劑的一個實例可為封閉異氰酸酯。IK塗料組合物的另一個實例可為紫外線(UV)輻射固化的塗料組合物。術語「輻射」、「照射」或「光化輻射」是指在光引發劑的存在下，使具有可聚合烯鍵式不飽和雙鍵(例如丙烯酸類或甲基丙烯酸類雙鍵)的單體發生聚合的輻射。光化輻射源可以是自然陽光，也可以是人造輻射源。光化輻射的實例包括但不限於紫外線輻射，其福射波長在IOOnm至800nm的範圍內；紫外線-A福射,其波長範圍為320納米(nm)至400nm ;紫外線-B輻射，其輻射波長在280nm至320nm的範圍內；紫外線-C輻射，其輻射波長在IOOnm至280nm的範圍內；以及紫外線-V福射,其福射波長在400nm至800nm的範圍內。其他輻射的實例可包括電子束，也稱為e-beam。可通過輻射例如紫外線固化的塗層可稱之為輻射塗層或紫外線塗層。紫外線塗層通常可為IK塗層。紫外線固化塗層通常可具有包含單體的紫外線固化組分，所述單體具有可聚合烯鍵式不飽和雙鍵，例如丙烯酸類或甲基丙烯酸雙鍵；以及一種或多種光引發劑或輻射活化劑。通常，可製備IK塗料組合物例如紫外線單重固化塗料組合物，以形成罐裝混合物並將其存儲在密封容器內。只要未將所述紫外線單重固化塗料組合物暴露於紫外線輻射，所述紫外線單重固化塗料組合物便可具有無限的適用壽命。可通過一種固化機制(例如單獨通過化學交聯或單獨通過紫外線輻射)固化的塗層可稱之為單重固化塗層。可通過化學和輻射這兩種機制(例如通過化學交聯和紫外線輻射這兩種機制)固化的塗層稱之為雙重固化塗層。在一個實例的一個容器中，雙重固化塗料組合物包含第一組分，該第一組分具有輻射固化基團，例如丙烯酸類雙鍵；以及化學可交聯基團，例如羥基。第二組分包含相應的交聯劑，並存儲在第二容器中，該相應的交聯劑具有交聯基團，例如異氰酸酯基團。在即將使用之前，混合第一組分和第二組分以形成罐裝混合物。例如，美國專利6，815，501公開了一種雙重固化型紫外線固化塗料組合物，該塗料組合物包含輻射固化組分和可交聯組分，該輻射固化組分具有可聚合烯鍵式不飽和雙鍵，該可交聯組分具有羥基官能團，並且該塗料組合物可通過紫外線輻射和具有異氰酸酯交聯劑的交聯組分的組合來固化。雙重固化塗料組合物的可交聯組分可具有本文所述的其他可交聯官能團。雙重固化塗料組合物的交聯組分可具有本文所述的其他交聯官能團。「低揮發性有機化合物塗料組合物」是指一類塗料組合物，這類組合物包含低於0. 6千克/升(5磅/加侖)、優選地低於0. 53千克/升(4. 4磅/加侖)的揮發性有機組分，例如某些有機溶劑。短語「揮發性有機組分」在本文中是指VOC。VOC的含量以ASTM D3960中提供的程序進行測定。「可交聯組分」包括化合物、低聚物、聚合物、或共聚物(在化合物、低聚物的每個分子上、聚合物主鏈上、聚合物主鏈的側基上、聚合物主鏈的末端都具有可交聯官能團)，或它們的組合。本領域的普通技術人員將認識到，本發明的可交聯組分不包括某些可交聯基團組合，因為如果存在，這些組合將相互交聯(自交聯)，從而破壞它們與下面所定義的交聯組分中的交聯基團進行交聯的能力。典型的可交聯組分可具有平均2至25、優選2至15、更優選2至5、甚至更優選2
至3個可交聯基團，這些可交聯基團選自羥基、乙醯乙酸基、羧基、伯胺、仲胺、環氧化物、酸酐、亞氨基、酮亞胺、醛亞胺、或它們的組合。可交聯組分可具有受保護的可交聯基團。「受保護的」可交聯基團不會立即與交聯基團發生固化，而是必須首先進行反應以生成可交聯基團。具有受保護的可交聯基團的合適的受保護可交聯組分的實例可包括例如醯胺縮醛、原碳酸酯、原酸酯、原甲酸酯、螺環原酸酯、正矽酸酯、唑烷或它們的組合。受保護的可交聯基團在不進行其他化學轉化的情況下不是可交聯的。這些基團的化學轉化可以是去保護反應，例如去掉基團保護以形成可交聯基團的水解反應，該可交聯基團隨後可與交聯組分反應以形成交聯網。在去保護反應之後，這些受保護基團中的每一種都會形成至少一種可交聯基團。例如，在水解之後，醯胺縮醛可以形成醯胺二醇或兩種氨基醇的其中一種。又如，原酸酯的水解可以形成羥基。可交聯組分可以包含具有可交聯官能團的化合物、低聚物和/或聚合物，所述可交聯官能團不需要進行化學反應而形成可交聯基團。此類可交聯基團在本領域中是已知的，並且包括例如羥基、乙醯乙酸基、硫醇、羧基、伯胺、仲胺、環氧化物、酸酐、亞氨基、酮亞胺、醛亞胺、矽烷、天冬氨酸鹽、或它們的合適組合。用於將受保護可交聯組分去保護的合適活化劑可包括例如水、水和酸、有機酸或它們的組合。在一個實施方案中，可將水或水和酸的組合用作活化劑以去除可交聯組分的保護。例如，水或水與酸可以作為2005年10月6日公布的PCT公開W02005/092934中描述的塗料的活化劑，其中水通過水解原甲酸酯基團來活化羥基，因為原甲酸酯基團會抑制羥基與交聯官能團反應。「交聯組分」是這樣的組分，其包括具有交聯官能團的化合物、低聚物、聚合物或共聚物，所述交聯官能團位於化合物、低聚物的每個分子中、聚合物主鏈、聚合物主鏈的側基、聚合物主鏈的末端、或它們的組合中，其中這些官能團能夠(在固化步驟期間)與可交聯組分上的可交聯官能團交聯以產生交聯結構或網絡形式的塗層。本領域的普通技術人員將認識到，本發明不包括某些交聯基團/可交聯基團組合，因為它們不能夠交聯並產生成膜交聯結構或網絡。典型的交聯組分可選自具有交聯官能團的化合物、低聚物、聚合物或共聚物，所述交聯官能團選自異氰酸酯、胺、酮亞胺、三聚氰胺、環氧化物、多元酸、酸酐、以及它們的組合。本領域的普通技術人員可清楚地認識到，一般來說交聯組分中的某些交聯基團與可交聯組分中的某些可交聯基團進行交聯。這些成對組合的其中一些可包括(I) 一般與乙醯乙酸基、環氧基、或酸酐可交聯基團交聯的酮亞胺交聯基團；(2) —般與羥基、伯胺和仲胺、酮亞胺、或醛亞胺可交聯基團交聯的異氰酸酯及三聚氰胺交聯基團；(3) —般與羧基、伯胺和仲胺、酮亞胺、或酸酐可交聯基團交聯的環氧化物交聯基團；(4) 一般與乙醯乙酸基可交聯基團交聯的胺交聯基團；(5) —般與環氧化物可交聯基團交聯的多元酸交聯基團；以及
(6)一般與環氧化物及酮亞胺可交聯基團交聯的酸酐交聯基團。 塗料組合物還可包含催化劑、引發劑、活化劑、固化劑、或它們的組合。如果塗料組合物是輻射固化塗料組合物，例如紫外線固化塗料組合物，則該塗料組合物還可包含輻射活化劑。催化劑可引發或促使反應物之間的反應，例如塗料組合物的可交聯組分的可交聯官能團與交聯組分的交聯官能團之間的反應。催化劑的量取決於官能團的反應性。通常可採用約0. 001 %至約5 %的範圍內，優選採用0. 01%至2%的範圍內，更優選採用0. 02 %至1%的範圍內的催化劑，所有百分比均為按可交聯組分固體的總重量計算的重量百分比。可利用很多種催化劑，例如錫化合物，包括有機錫化合物，例如二月桂酸二丁基錫；或叔胺，例如三亞乙基二胺。這些催化劑可以單獨使用或與羧酸例如乙酸配合使用。可商購獲得的催化劑的一個實例是Arkema (Bristol, Pennsylvania)以相應的商標銷售的Fascat 系列二月桂酸二丁基錫。活化劑可活化塗料組合物的一種或多種組分。例如，水可以作為2005年10月6日公布的PCT公開W02005/092934中描述的塗料的活化劑，其中水通過水解原甲酸酯基團
來活化羥基，因為原甲酸酯基團會抑制羥基與交聯官能團反應。引發劑可引發一個或多個反應。實例可包括光引發劑和/或感光劑，它們在受到輻射例如紫外線輻射時，可引起輻射固化塗料組合物(例如紫外線固化塗料組合物)的光致聚合或固化。很多光引發劑為本領域技術人員已知並且可適用於本發明。光引發劑的實例可包括但不限於二苯甲酮、安息香、安息香甲醚、安息香正丁醚、安息香異丁醚、苯丙酮、苯乙酮、苯甲醯甲酸甲酯、I-羥基環己基苯基-甲酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、苯甲醯甲酸乙酯、二苯基(2，4，6_三甲基苯甲醯基)-氧化膦、氧化膦、苯基雙(2，4，6_三甲基苯甲醯基)、菲錕、以及它們的組合。還可以使用其他商用光引發劑產品或它們的組合，例如得自Ciba Co.的 Darocure 1173、Darocure MBF、Darocure TPO 或 Irgacure 184、Irgacure 4265> Irgacure 819> Irgacure 2022 或 Irgacure 2100。Darocure 和 Irgacure 是 CibaSpecialty Chemicals Corporation (New York)的註冊商標。可以通過輻射使輻射活化劑活化，然後引發或催化後續的一個或多個反應。一個實例可為得自Ciba Specialty Chemicals的光潛催化劑。固化劑可與塗料組合物的其他組分反應，從而將塗料組合物固化為塗層。例如，交聯組分如異氰酸酯可作為包含可交聯羥基組分的塗料的固化劑。在另一方面，可交聯組分可為交聯組分的固化劑。在常規塗層操作中，雙包塗料組合物的組分在即將噴塗前立即混合以形成具有有限適用壽命的罐裝混合物，其中所述組分可包括交聯組分、可交聯組分、必要的催化劑、以及本領域的技術人員所確定的必需的其他組分。除了有限的適用壽命外，許多催化劑可改變其在罐裝混合物中的活性。例如，一些催化劑可能對罐裝混合物中痕量的水敏感，因為水可引起水解並因而滅活催化劑。為了延長適用壽命，先前的一種方法是在即將噴塗前立即將催化劑與塗料組合物的其他組分混合。前述美國專利7，201，289中描述了一個實例，其中催化劑溶液貯存在單獨的分配器中，並且在塗料製劑被霧化之前分配催化劑溶液並使其與液體塗料製劑混合。然而，這種方法需要在霧化前混合催化劑和液體塗料組合物。先前方法的另一實例在美國專利4，824，017中有所描述，其中塗料組合物的催化劑和樹脂被單獨霧化並在霧化後混合。然而，此類方法要求通過使用單獨的泵來分別霧化兩種組分並且每種組分都需要單獨的噴射裝置。這種方法還要求對每次霧化和噴射進行徹底調整和監測以確保這兩種組分的恆定混合比。本發明涉及用於將包含第一組分和第二組分的塗料組合物噴塗至基底的噴槍。該 噴槍可包括(A)噴槍體(I)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(12)、連接至第一連接路徑以運送第一組分的第一入口(10)、和連接至第二連接路徑以運送第二組分的第二入口
(8)；(B)封裝在所述噴槍體中的管狀噴嘴組合件(55)，所述管狀噴嘴組合件包括噴嘴(13)、被構造為具有噴塗位置和關閉位置的噴塗針(56)、具有第一出口(IOla)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在噴嘴處具有開口的第三槽(103);其中所述第一出口和所述第二出口設置為朝向所述管狀噴嘴組合件內的所述噴嘴處的第三槽開口；所述噴塗針封閉了噴嘴(13)以及在所述關閉位置處的第一、第二或第三槽中的至少一個；並且所述第一槽連接至所述第一連接路徑以接納所述第一組分，所述第二槽連接至所述第二連接路徑以接納所述第二組分，所述第三槽連接至所述載氣入口以接納所述載氣。噴槍體(I)可具有附加的多個部件、控制裝置，例如耦接到載氣源(例如壓縮空氣)上的載氣耦接器(12)、用於調節和測量載氣流量和壓力的載氣調節組合件(25)、用於調節存儲在主貯存器(3)中的第一組分流量的塗料流量調節器(21)，以及本領域的技術人員已知的、用於正確操作噴槍所需的其他機構。其他控制裝置或部件可包括例如觸發器
(22)和噴霧風機調節器(20)，該噴霧風機調節器用於調節壓縮載氣，例如用於調節從噴氣嘴(24)中噴射出的壓縮空氣以形成所需噴霧形狀，例如扇形。通常，可在噴槍體內組裝多個通路、連接器、連接路徑和機械控制裝置。可通過本領域的技術人員已知的方法，將第一入口(10)構造或配置在噴槍體上。第一入口可用於運送塗料組合物的第一組分。就重力送料式噴槍而言，未對主貯存器(3)加壓，並且可將主貯存器連接至第一入口(10)。通常可將第一入口布置在噴槍體的上側，以便在正常噴塗操作(例如手持噴塗)期間，第一組分可運送至第一入口並進一步通過重力進入噴槍。噴槍可具有用於通過重力將所述第二組分運送至第二入口的第二貯存器(15)。第二貯存器可連接至第二入口(8)。在一個實例中，將第二貯存器(15)布置在主貯存器(3)旁邊，如圖I所示。在另一個實例中，將第二貯存器(15)布置在主貯存器(3)中，如圖2所
/Jn o噴槍還可包括耦接到第一入口、用於調節第一組分流量的第一流量控制裝置。在一個實例中，第一流量控制裝置是塗料流量調節器(21)。在另一個實例中，閥門可連結到第一入口(10)。在另一個實例中，限流器可插入或以其他方式耦接到第一入口(10)或第一連接路徑的任何部件，以調節第一組分的流量。噴槍還可包括耦接到第二入口、用於調節第二 組分流量的第二流量控制裝置。在一個實例中，閥門可連結到第二入口(8)。在另一個實例中，限流器可插入或以其他方式耦接到第二入口(8)或第二連接路徑的任何部件，以調節第二組分的流量。管狀噴嘴組合件(55)可以本領域的技術人員已知的構造封閉在噴槍體內。管狀噴嘴組合件可包括噴嘴(13)、噴塗針(56)、具有第一出口(IOla)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在噴嘴處具有開口的第三槽(103)。噴塗針可雙向(50)移動，如圖3和圖4所示。噴塗針可構造為從噴塗位置(當它遠離噴嘴向後移動時)移動到關閉位置(當它朝向噴嘴向前移動時)，從而封閉噴嘴。第一出口(IOla)和第二出口(102a)可構造為位於緊貼噴嘴後面的管狀噴嘴組合件內的前端處。第一槽、第二槽和第三槽的主要部分基本上相互平行。第一出口和第二出口可以如下構造朝向第三槽開口，使得當噴塗針位於關閉位置時，噴塗針可同時封閉第一出口、第二出口和噴嘴。噴塗針也可構造為封閉噴嘴(13)以及在所述關閉位置處的第一、第二或第三槽中的至少一個。在一個實例(圖3)中，第一槽連接至第一連接路徑以接納來自主貯存器(3)的第一組分。第二槽連接至第二連接路徑以接納來自第二貯存器(15)的第二組分。載氣(例如壓縮空氣)可通過載氣耦接器(12)供給噴槍。當按下觸發器(22)時，可將壓縮空氣(320)供給噴嘴，然後可將噴塗針向噴塗位置移動，從而使壓縮空氣(320)、第一組分(51)和第二組分(52)從噴嘴噴射出來形成塗料組合物的霧化塗料混合物。在另一個實例(圖4)中，可將規則的噴氣嘴按本領域的技術人員已知的方式組裝。本發明還涉及在基底上製備包含第一組分和第二組分的塗料組合物層的方法。該方法可包括以下步驟i)提供噴槍，所述噴槍包括(A)噴槍體(I)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(12)、連接至第一連接路徑以運送所述第一組分的第一入口(10)、和連接至第二連接路徑以運送所述第二組分的第二入口⑶；(B)封裝在所述噴槍體中的管狀噴嘴組合件(55)，所述管狀噴嘴組合件包括噴嘴
(13)、被構造為具有噴塗位置和關閉位置的噴塗針(56)、具有第一出口(IOla)的第一槽
(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在噴嘴處具有開口的第三槽(103);其中所述噴塗針封閉了噴嘴(13)以及在所述關閉位置處的第一、第二或第三槽中的至少一個；並且所述第一槽連接至所述第一連接路徑以接納所述第一組分，所述第二槽連接至所述第二連接路徑以接納所述第二組分，所述第三槽連接至所述載氣入口以接納所述載氣；ii)為所述第一入口提供所述塗料組合物的所述第一組分，並且為所述第二入口提供所述塗料組合物的所述第二組分；iii)通過所述載氣入口為所述載氣出口提供加壓載氣，並將所述噴塗針定位至所述噴塗位置，製備霧化的所述第一組分和霧化的所述第二組分，從而形成霧化塗料混合物；以及iv)將所述霧化塗料混合物塗覆在所述基底上，形成其上的所述層。該方法還可包括以下步驟在環境溫度下(例如在18°C至35°C範圍內)或在高溫下(例如在35°C至150°C範圍內)固化所述塗料組合物的所述層。對所述層進行固化的時間周期可為從幾分鐘例如5至10分鐘到幾小時例如I至10小時，或著甚至達到幾天例如 I至2天。所述層也可在環境溫度下(例如在18°C至35°C的範圍內)，或在高溫下(例如在35°C至150°C的範圍內)通過光化輻射固化。加壓載體可選自壓縮空氣、壓縮氣體、壓縮氣體混合物、或它們的組合。通常，可使用壓縮空氣。基底可以是木材、塑料、皮革、紙材、織造和非織造織物、金屬、石膏、水泥質和浙青基底、以及在其上具有一個或多個現有塗層的基底。基底可以是車輛、車身或車身部件。塗料組合物可選自漆塗料組合物、化學固化塗料組合物、輻射固化塗料組合物、或化學和輻射雙重固化塗料組合物。塗料組合物可為IK塗料組合物或2K塗料組合物。塗料組合物也可以是單重固化塗料組合物，例如化學固化塗料組合物或輻射固化塗料組合物；或者是雙重固化塗料組合物,例如化學和輻射雙重固化塗料組合物。在一個實例中，第二組分可選自催化劑、引發劑、活化劑、輻射活化劑、固化劑、或它們的組合。在一個實例中，塗料組合物可以是紫外線塗料組合物，其中第一組分包含如上所述的紫外線固化組分，第二組分包含一種或多種光引發劑。在另一個實例中，塗料組合物為化學固化塗料組合物，其中第一組分包含可交聯組分和交聯組分，第二組分包含催化劑或輻射活化劑，例如諸如光潛催化劑之類的潛在性催化劑。在又一個實例中，第一組分包含可交聯組分，第二組分包含交聯組分和催化劑。在又一個實例中，塗料組合物為雙重固化塗料組合物，其中第一組分包含可交聯組分、交聯組分和紫外線固化組分，第二組分包含催化劑和光引發劑。在又一個實例中，第一組分包含可交聯組分，第二組分包含作為固化劑的交聯組分。在又一個實例中，第一組分包含輻射固化組分和可交聯組分，所述第二組分包含交聯組分。在又一個實例中，第一組分包含可交聯組分、交聯組分和輻射固化組分，所述第二組分包含催化劑、光引發劑且可選地包含輻射活化劑，例如光潛催化劑。在又一個實例中，第一組分為包含可交聯組分的漆塗料組合物。第二組分可包含交聯組分，或交聯組分與催化劑的組合。通常，漆塗料組合物可以乾燥形成塗層，並且無需交聯組分。添加附加交聯組分通常可以縮短固化時間並改善塗料性能。常規方法是以類似於2k塗料組合物的方式將漆與交聯組分混合。然而，此類常規方法會導致塗料混合物具有有限的適用壽命，類似於2k塗料組合物的適用壽命。本發明的優點是能夠固化漆組合物，並且同時保持延長的適用壽命，因為可以在使漆霧化之後將交聯組分與漆混合。通過調整漆組合物與交聯組分的比率，可以輕鬆調節固化速度。在又一個實例中，第一組分包含受保護的可交聯基團和交聯組分。在一個實例中，受保護的可交聯基團選自醯胺縮醛、原碳酸酯、原酸酯、螺環原酸酯、正矽酸酯、口惡唑烷以及它們的組合。在一個實例中，交聯組分可包含化合物、低聚物、或聚合物，其具有選自異氰酸酯、胺、酮亞胺、三聚氰胺、環氧化物、羧酸、酸酐、以及它們的組合的交聯基團。由於受保護的可交聯官能團的存在，可交聯基團和交聯基團通常無法引發交聯反應。可通過引入水或水與酸使受保護的可交聯基團活化。可將水或水與酸用作使用噴槍時的第二組分或後續組分。在又一個實例中，第一組分可包含前述受保護的可交聯組分，第二組分可包含前 述交聯組分。水或水與酸的組合可用作後續組分。在又一個實例中，第一組分可包含前述受保護的可交聯組分，第二組分可包含以下物質的組合交聯組分、水或水與酸的組合。本發明的另一個優點還包括能夠控制塗料組合物的粘度。塗料混合物可具有隨時間推移而增長的塗料粘度，而第一組分和第二組分可以保持基本不變的各自的粘度。這意味著第一組分和第二組分在噴塗操作的開始和結束階段均能保持基本不變的各自的粘度。如果將所有組分混合在一起，則這對於噴塗粘度增長非常快的塗料組合物非常有用。通過採用本發明，此類塗料組合物的各種組分可以在霧化之後混合。在噴塗操作期間，各種組分的粘度可以基本上保持不變。在一個實例中，第一組分包含可交聯組分和交聯組分，第二組分包含催化劑。在另一個實例中，第一組分包含可交聯組分，第二組分包含交聯組分和催化劑。基底可以是木材、塑料、皮革、紙材、織造和非織造織物、金屬、石膏、水泥質和浙青基底、以及在其上具有一個或多個現有塗層的基底。基底可以是車身或其車身部件。雖然這裡具體描述了具有多種塗料組分的塗料組合物，但是本發明還可用於具有多種組分並且這些組分需要混合以形成混合組合物的組合物。
實施例本發明將在下面的實施例中得到進一步闡述。應當理解，儘管這些實施例說明了本發明的優選實施方案，但僅是以例證的方式給出的。通過上述論述和這些實施例，本領域的技術人員可確定本發明的必要特徵，並且在不脫離本發明的實質和範圍的前提下，可對本發明進行各種變化和修改以適應多種用途和條件。塗層實施例1-3根據製造商的指示，將受相應註冊或未註冊商標保護的DuPont ChromaClear G2-7779S 與活化劑 7775S (均可得自 E I. duPont de Nemours and Company (Wilmington,USA))混合，以形成第一塗料混合物，也稱為第一塗料組分。將第一塗料組分置於重力噴槍的主存儲容器(也稱為第一存儲容器)中。根據表I製備各種催化劑溶液。將每種催化劑溶液用作第二塗料組分，並將其放置在噴槍的第二容器中。通過選擇大小合適的連接管材連接第二容器和遞送裝置的輸出口，而將第一塗料組分/第二塗料組分的混合比控制為約13/1。在Uniprime (ED-5000，冷軋鋼(04X12X032) B952 P60 DIff unpolish EcoatPOffERCRON 590，得自 ACT Laboratories, Hillsdale, Mich.)上噴塗上述製備的透明塗料，直至薄膜厚度為2. 3至2. 6密耳。如表中標示，將塗層在60°C下烘焙5分鐘或10分鐘。表I.凃料糹目合物
權利要求
1.一種用於噴塗包含第一組分和第二組分的塗料組合物的噴槍，所述 噴槍包括 (A)噴槍體(I)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(12)、連接至第一連接路徑以運送第一組分的第一入口(10)、和連接至第二連接路徑以運送第二組分的第二入口(8)； (B)封裝在所述噴槍體中的管狀噴嘴組合件(55)，所述管狀噴嘴組合件包括噴嘴(13)、被構造為具有噴塗位置和關閉位置的噴塗針(56)、具有第一出口(IOla)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在所述噴嘴處具有開口的第三槽(103)；其中 所述噴塗針封閉了所述噴嘴(13)以及在所述關閉位置處的第一、第二或第三槽中的至少一個；並且 所述第一槽連接至所述第一連接路徑以接納所述第一組分，所述第二槽連接至所述第二連接路徑以接納所述第二組分，所述第三槽連接至所述載氣入口以接納所述載氣。
2.權利要求I的噴槍，還包括用於通過重力將所述第一組分運送至所述第一入口的主貯存器⑶。
3.權利要求I的噴槍，還包括用於通過重力將所述第二組分運送至所述第二入口的第二貯存器(15)。
4.權利要求I的噴槍，還包括耦接到所述第一入口、用於調節所述第一組分流量的第一流量控制裝置。
5.權利要求I的噴槍，還包括耦接到所述第二入口、用於調節所述第二組分流量的第二流量控制裝置。
6.一種在基底上製備包含第一組分和第二組分的塗料組合物層的方法，所述方法包括以下步驟 i)提供噴槍，所述噴槍包括 (A)噴槍體(I)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(12)、連接至第一連接路徑以運送所述第一組分的第一入口(10)、和連接至第二連接路徑以運送所述第二組分的第二入口⑶； (B)封裝在所述噴槍體中的管狀噴嘴組合件(55)，所述管狀噴嘴組合件包括噴嘴(13)、被構造為具有噴塗位置和關閉位置的噴塗針(56)、具有第一出口(IOla)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在所述噴嘴處具有開口的第三槽(103)；其中 所述噴塗針封閉了所述噴嘴(13)以及在所述關閉位置處的所述第一、所述第二或所述第三槽中的至少一個；並且 所述第一槽連接至所述第一連接路徑以接納所述第一組分，所述第二槽連接至所述第二連接路徑以接納所述第二組分，所述第三槽連接至所述載氣入口以接納所述載氣； )為所述第一入口提供所述塗料組合物的所述第一組分，並且為所述第二入口提供所述塗料組合物的所述第二組分； iii)通過所述載氣入口為所述載氣出口提供加壓載氣，並將所述噴塗針定位至所述噴塗位置，製備霧化的所述第一組分和霧化的所述第二組分，從而形成霧化塗料混合物；以及 iv)將所述霧化塗料混合物塗覆在所述基底上，形成其上的所述層。
7.權利要求6的方法，所述方法還包括固化所述塗料組合物的所述層的步驟。
8.權利要求6的方法，其中所述加壓載氣選自壓縮空氣、壓縮氣體、壓縮氣體混合物、或它們的組合。
9.權利要求6的方法，其中所述基底為車輛、車身、或車身部件。
10.權利要求6的方法，其中所述塗料組合物選自漆塗料組合物、化學固化塗料組合 物、輻射固化塗料組合物、或化學和輻射雙重固化塗料組合物。
11.權利要求6的方法，其中所述第一組分包含可交聯和交聯組分，並且所述第二組分包含催化劑或潛伏催化劑。
12.權利要求6的方法，其中所述第一組分包含輻射固化組分，並且所述第二組分包含光引發劑。
13.權利要求6的方法，其中所述第一組分包含可交聯組分、交聯組分和輻射固化組分，並且所述第二組分包含催化劑、引發劑、輻射活化劑或它們的組合。
14.權利要求6的方法，其中所述第一組分包含可交聯組分，並且所述第二組分包含交聯組分。
15.權利要求6的方法，其中所述第一組分包含輻射固化組分和可交聯組分，並且所述第二組分包含交聯組分。
16.權利要求6的方法，其中所述第一組分包含受保護的可交聯基團和交聯組分，並且其中所述第二組分包含水且可選地包含酸。
17.權利要求6的方法，其中所述第一組分包含受保護的可交聯基團，並且所述第二組分包含交聯組分、水且可選地包含酸。
18.權利要求6的方法，其中所述第二組分選自催化劑、引發劑、活化劑、輻射活化劑、固化劑或它們的組合。
19.權利要求6的方法，其中所述塗料混合物具有隨時間推移而增長的塗料粘度，並且所述第一組分和所述第二組分保持基本不隨時間變化的各自的粘度。
20.一種用於控制塗料組合物粘度的方法，所述塗料組合物包含第一組分和第二組分，其中所述第一組分與所述第二組分反應導致所述塗料組合物粘度增加，所述方法包括以下步驟 (i)提供噴槍，所述噴槍包括 (A)噴槍體(I)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(12)、連接至第一連接路徑以運送所述第一組分的第一入口(10)、和連接至第二連接路徑以運送所述第二組分的第二入口⑶； (B)封裝在所述噴槍體中的管狀噴嘴組合件(55)，所述管狀噴嘴組合件包括噴嘴(13)、被構造為具有噴塗位置和關閉位置的噴塗針(56)、具有第一出口(IOla)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在所述噴嘴處具有開口的第三槽(103)；其中 所述噴塗針封閉了所述噴嘴(13)以及在所述關閉位置處的第一、第二或第三槽中的至少一個；並且所述第一槽連接至所述第一連接路徑以接納所述第一組分， 所述第二槽連接至所述第二連接路徑以接納所述第二組分，所述第三槽連接至所述載氣入口以接納所述載氣； ( )將所述第一組分運送到所述第一入口，並將所述第二組分運送到所述第二入口 ；(iii)通過所述載氣入口為所述載氣出口提供加壓載氣，並將所述噴塗針定位至所述噴塗位置，製備霧化的所述第一組分和霧化的所述第二組分，從而形成霧化塗料混合物；其中所述塗料混合物具有隨時間推移而增長的塗料粘度，並且所述第一組分和所述第二組分保持基本不隨時間變化的各自的粘度。
全文摘要
本發明涉及一種用於製備含兩種或更多種組分的塗料組合物塗層的方法。本發明還涉及具有兩個或更多個噴霧槽的噴槍，所述噴槍用於製備此類塗層。
文檔編號B05B7/08GK102802805SQ201080028473
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月25日 優先權日2009年6月25日
發明者J·C·拉森, D·H·布倫克, R·J·巴索蒂, L·A·萊溫 申請人:納幕爾杜邦公司