噴塗方法及其用途的製作方法

2023-06-27 04:49:16 2

專利名稱：噴塗方法及其用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於形成具有塗料組合物的塗層的方法。具體地講，本發明涉及用於形成具有多種組分的塗料組合物的霧化流的方法和噴塗裝置。
背景技術：
機動車或其他物體上的塗料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例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，通常在噴塗之前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例如噴槍之類的噴塗裝置的杯狀貯存器或容器內。由於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，罐裝混合物實際上便無法進行噴塗。噴槍本身有可能可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，也稱為稀釋齊U。然而，稀釋劑例如有機溶劑有助於增強揮發性有機化合物(VOC)的散發，並且還增加固化時間。延長塗料組合物的罐裝混合物的「適用壽命」的其他嘗試主要集中在「基於化學的」方法。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，立即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
I=I O而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，並在噴塗後混合兩種霧化的組分。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份都需要噴射裝置。發明簡述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(1)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(1 、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 (8)；(B)具有縱向殼體軸線和噴嘴(13)的管狀噴嘴殼體(55)，所述管狀噴嘴殼體被封裝在所述噴槍體內；和(C)噴塗針(56)，所述噴塗針包括第一噴塗通路和第二噴塗通路，所述第一噴塗通路具有縱向第一通路軸線和第一通路開口，所述第二噴塗通路具有縱向第二通路軸線和第二通路開口 ；所述噴塗針被封裝在所述管狀噴嘴殼體內並且被構造成在噴塗位置和關閉位置之間滑動，所述第一通路開口和所述第二通路開口被定位成在所述噴嘴處彼此相鄰； 其中所述縱向殼體軸線、所述縱向第一通路軸線和所述縱向第二通路軸線基本相互平行；並且當所述噴塗針在所述噴塗位置時，所述第一噴塗通路被構造成連接至所述第一連接路徑，並且所述第二噴塗通路被構造成連接至所述第二連接路徑，以分別將所述第一組分和所述第二組分運送至所述噴嘴。本發明還涉及用於在基底上形成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(1)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(1 、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 (8)；(B)具有縱向殼體軸線和噴嘴(13)的管狀噴嘴殼體(55)，所述管狀噴嘴殼體被封裝在所述噴槍體內；和(C)噴塗針(56)，所述噴塗針包括第一噴塗通路和第二噴塗通路，所述第一噴塗通路具有縱向第一通路軸線和第一通路開口，所述第二噴塗通路具有縱向第二通路軸線和第二通路開口；所述噴塗針被封裝在所述管狀噴嘴殼體內並且被構造成在噴塗位置和關閉位置之間滑動，所述第一通路開口和所述第二通路開口被定位成在所述噴嘴處彼此相鄰； 其中所述縱向殼體軸線、所述縱向第一通路軸線和所述縱向第二通路軸線基本相互平行；並且當所述噴塗針在所述噴塗位置時，所述第一噴塗通路被構造成連接至所述第一連接路徑，並且所述第二噴塗通路被構造成連接至所述第二連接路徑，以分別將所述第一組分和所述第二組分運送至所述噴嘴；ii)給所述第一入口提供所述塗料組合物的所述第一組分，並且給所述第二入口提供所述塗料組合物的所述第二組分；iii)通過經由所述載氣入口為所述載氣出口提供加壓的載氣並將所述噴塗針滑動至所述噴塗位置，從而產生霧化的所述第一組分和霧化的所述第二組分以形成霧化的塗料混合物；以及iv)將所述霧化的塗料混合物塗覆在所述基底上，從而在所述基底上形成所述層。附圖簡述

圖1示出了本發明噴槍的實例的示意圖。
圖2示出了本發明噴槍的實例的另一個示意圖。圖3示出了噴嘴與噴氣嘴的組合件的實例。圖4示出了噴塗嘴的實例的詳細正視圖。(A)和(B)兩個噴塗通路並列構造。(C) 兩個噴塗通路同軸構造。圖5示出了管狀噴嘴殼體和具有噴塗通路的噴塗針的一個實例的側視剖面示意圖。(A)在關閉位置的噴塗針的實例。(B)在噴塗位置的噴塗針的實例。圖6示出了管狀噴嘴殼體和具有噴塗通路的噴塗針的另一個實例的側視剖面示意圖。(A)在關閉位置的噴塗針的實例。(B)在噴塗位置的噴塗針的實例。圖7示出了管狀噴嘴殼體和具有噴塗通路的噴塗針的又一個實例的側視剖面示意圖。(A)在噴塗位置的噴塗針的實例。(B)在關閉位置的噴塗針的實例。發明詳述通過閱讀以下發明詳述，本領域的技術人員將更容易了解本發明的特點和優點。 應當理解，為清楚起見而在參照不同實施方案的上文和下文中描述的本發明的某些特點可在單個實施方案中以組合方式給出。反之，為簡化起見在參照單個實施方案描述的本發明的多個特點也可分別給出，或以任何子組合給出。此外，除非上下文特別地另外指明，單數所指的內容也可包括複數(例如，「一個」和「一種」可以指一個、或者一個或多個)。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，在所述範圍之上或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，公開的這些範圍都應視為連續的範圍，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I塗料組合物，是指包含存儲在單獨容器中的兩種組分的熱固性塗料組合物，通常將該熱固性塗料組合物密封以延長塗料組合物的各種組分的儲存壽命。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並形成所需厚度的層。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能夠包含可交聯的組分和交聯組分。「單包塗料組合物」也稱為IK塗料組合物，是指塗料組合物包含混合在單一包裝內的多種成分。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能夠在某些條件下被活化的封端交聯劑。封端交聯劑的一個實例可為封端異氰酸酯。IK 塗料組合物的另一個實例能夠為可紫外線(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。光化輻射源可為自然陽光，也可為人造輻射源。光化輻射的實例包括但不限於輻射波長在IOOnm至 SOOnm範圍內的紫外線輻射，波長在320納米(nm)至400nm範圍內的UV-A輻射；輻射波長在^Onm至320nm範圍內的UV-B輻射；輻射波長在IOOnm至^Onm範圍內的UV-C輻射；以及輻射波長在400nm至800nm範圍內的UV-V輻射。其他輻射的實例可包括電子束，也稱為 e-beam。通過輻射例如紫外線可固化的塗層能夠被稱為輻射塗層或紫外線塗層。紫外線塗
6層通常能夠為IK塗層。可紫外線固化的塗層通常具有包含下述單體的可紫外線固化的組分，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類雙鍵；和一種或多種光引發劑或輻射活化劑。通常，能夠製備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。能夠通過一種固化機制(例如單獨通過化學交聯或單獨通過紫外線輻射)而被固化的塗層能稱之為單重固化塗層。能夠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)而被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，該第一組分具有可輻射固化的基團，例如丙烯酸類雙鍵；以及化學可交聯的基團，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，將第一組分和第二組分混合以形成罐裝混合物。例如，美國專利 6，815，501公開了一種雙重固化型可紫外線固化的塗料組合物，該塗料組合物包含可輻射固化的組分和可交聯的組分，該可輻射固化的組分具有可聚合烯鍵式不飽和雙鍵，該可交聯的組分具有羥基官能團，並且該塗料組合物能夠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的組分能夠具有本文所述的其他可交聯的官能團。雙重固化塗料組合物的交聯組分能夠具有本文所述的其他交聯官能團。「低揮發性有機化合物(VOC)塗料組合物」是指以下塗料組合物，所述塗料組合物包含低於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中提供的步驟測定。「可交聯的組分」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的官能團) 或它們的組合。本領域的普通技術人員將認識到，本發明的可交聯的組分不包括某些可交聯的基團組合，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。典型的可交聯的組分能具有平均2-25、優選2-15、更優選2_5、甚至更優選2_3個可交聯的基團，所述可交聯的基團選自羥基、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。可交聯的組分能夠具有受保護的可交聯的基團。「受保護的」可交聯的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的基團。具有受保護的可交聯的基團的合適的受保護的可交聯的組分的實例能夠包括例如醯胺縮醛、原碳酸酯、原乙酸酯、原甲酸酯、螺環原酸酯、正矽酸酯J惡唑烷或它們的組合。受保護的可交聯的基團在不進行其他化學轉化的情況下一般不是可交聯的。這些基團的化學轉化能夠是去保護反應，例如去掉基團保護以形成可交聯的基團的水解反應， 該可交聯的基團隨後能夠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的基團。例如，在水解之後，醯胺縮醛能夠形成醯胺二醇或兩種氨基醇的其中一種。又如，原乙酸酯的水解能夠形成羥基。可交聯的組分能夠包含具有可交聯的官能團的化合物、低聚物和/或聚合物，所述可交聯的官能團不需要進行化學反應而形成可交聯的基團。此類可交聯的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的組合。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，能夠將水或水和酸的組合用作活化劑以去除可交聯的組分的保護。例如，水或水與酸能夠作為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，所述交聯官能團被定位在化合物、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)與可交聯的組分上的可交聯的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/可交聯的基團組合，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的組分中的某些可交聯的基團進行交聯。這些成對組合中的一些能夠包括(1) 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；( 一般與羥基、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；C3) —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；( 一般與環氧化物可交聯基團交聯的多元酸交聯基團； 以及(6) —般與環氧化物及酮亞胺可交聯基團交聯的酸酐交聯基團。塗料組合物可進一步包含催化劑、引發劑、活化劑、固化劑、或它們的組合。如果塗料組合物是可輻射固化的塗料組合物，例如可紫外線固化的塗料組合物，則該塗料組合物還可包含輻射活化劑。催化劑能夠引發或促使反應物之間的反應，例如塗料組合物的可交聯的組分的可交聯的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活性。通常能夠採用約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。能夠採用許多種催化劑，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(Bristc)I, Pennsylvania)以相應的商標出售的 i^ascat 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，水能夠作為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。實例能包括光引發劑和/或感光劑，它們在受到輻射例如紫外線輻射時，會引起可輻射固化的塗料組合物(例如可紫外線固化的塗料組合
8物)的光致聚合或固化。許多光引發劑為本領域技術人員已知並且可適於本發明。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、1-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)、菲醌、以及它們的組合。還能夠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 TP0 或 Irgacure 184、Irgacure 4265、Irgacure 819、Irgacure 2022 或 Irgacure 2100。Darocure⑧禾口 Irgacurec^Ciba Specialty Chemicals Corporation (New York)的註冊商標。能夠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(例如異氰酸酯)可作為包含可交聯的羥基組分的塗料的固化劑。在另一方面，可交聯的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、可交聯的組分、必要的催化劑、以及本領域的技術人員確定的所需的其他組分。除了有限的適用壽命外，許多催化劑還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，一種現有方法是在即將噴塗前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。現有方法的另一實例描述於美國專利4，824，017，其中塗料組合物的催化劑和樹脂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注射進行細緻調整和監測以確保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到基底上的噴槍。 該噴槍能夠包括(A)噴槍體(1)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(1 、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 (8)；(B)具有縱向殼體軸線和噴嘴(13)的管狀噴嘴殼體(55)，所述管狀噴嘴殼體被封裝在所述噴槍體內；和(C)噴塗針(56)，所述噴塗針包括第一噴塗通路和第二噴塗通路，所述第一噴塗通路具有縱向第一通路軸線和第一通路開口，所述第二噴塗通路具有縱向第二通路軸線和第二通路開口；所述噴塗針被封裝在所述管狀噴嘴殼體內並且被構造成在噴塗位置和關閉位置之間滑動，所述第一通路開口和所述第二通路開口被定位成在所述噴嘴處彼此相鄰； 其中所述縱向殼體軸線、所述縱向第一通路軸線和所述縱向第二通路軸線基本相互平行；並且當所述噴塗針在所述噴塗位置時，所述第一噴塗通路被構造成連接至所述第一連接路徑，並且所述第二噴塗通路被構造成連接至所述第二連接路徑，以分別將所述第一組分和所述第二組分運送至所述噴嘴。噴槍體(1)能夠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)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05)；用於調節存儲在主貯存器C3)中的第一組分流量的塗料流量調節器；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能夠包括例如觸發器 (22)和噴霧風機調節器(20)，該噴霧風機調節器用於調節壓縮的載氣，例如用於調節從一組定形空氣噴射器(Ma)中噴射出的壓縮空氣以形成所需噴霧形狀，例如扇形。通常，能夠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。噴槍體也能夠具有用於附加部件或控制裝置(例如噴氣嘴04))的其他組合件或操作機構。能夠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。第一入口連接至噴嘴以將塗料組合物的第一組分運送至噴嘴。就重力送料式噴槍而言，未對主貯存器C3)加壓，並且通常能夠將第一入口定位在噴槍體的上側，以便在正常噴塗操作(例如手持噴塗)期間，第一組分能夠被運送至第一入口並進一步通過重力進入噴槍中。管狀噴嘴殼體(55)通常可為具有縱向殼體軸線並且在所述管狀噴嘴殼體的一端具有噴嘴(13)的管狀結構。噴嘴通常被定位在噴槍的槍口方向，用於形成從噴槍噴出的噴塗流。管狀噴嘴殼體可被固定到所述噴槍體。在一個實例中，管狀噴嘴殼體鑄造在噴槍體內。在另一個實例中，管狀噴嘴殼體被構造成噴槍體的一部分。當組裝在一起時，噴嘴(13)和噴氣嘴04)形成噴嘴與噴氣嘴的組合件(2)。正視圖示出於圖3中。第一噴塗通路和第二噴塗通路能夠被並列構造(圖4A和4B)或同軸構造(圖4C)在管狀噴嘴殼體內。圖4示出了一些實例的示意圖，其中，其示出了第一通路和第二開口 13a、13b、13a，、13b，、13a，，和 13b」 (圖 4A、4B 禾口 4C)。噴塗針(56)能夠包括具有縱向第一通路軸線和第一通路開口的第一噴塗通路、 和具有縱向第二通路軸線和第二通路開口的第二噴塗通路。噴塗針能夠被封裝在管狀噴嘴殼體內，並且能被構造成在噴塗位置和關閉位置之間滑動。噴塗針通常能夠在管狀噴嘴殼體內沿著縱向殼體軸線以圖5、6和7中示意性示出的方向(50)滑動。第一通路開口和第二通路開口能夠被定位成在噴嘴口處彼此相鄰。噴塗針能夠被構造在管狀噴嘴殼體內，使得縱向殼體軸線、縱向第一通路軸線和縱向第二通路軸線是基本上相互平行的。術語「基本平行的」是指軸線大致相互平行，但某些部分或部件能夠具有小的變化。通常，術語「基本平行的」可指兩個或更多個軸線在每個點處被分開相等或幾乎相等的距離，或兩個或更多個軸線能夠與小於10°的最小交叉角相交。管狀噴嘴軸線能夠以x-x』示出(圖5A和5B)。當噴塗針處於噴塗位置時，第一噴塗通路能夠被構造成連接至第一連接路徑，並且當噴塗針處於所述關閉位置時，第一噴塗通路被構造成與第一連接路徑斷開。在一個實例中，第一噴塗通路的入口開口可不與第一連接路徑對齊，因此當噴塗針在關閉位置時，第一組分(51)無法流入第一噴塗通路中(圖5A、6A和7B)。第一噴塗通路的入口開口可與第一連接路徑對齊，因此當噴塗針在噴塗位置時，第一組分(51)能夠通過第一連接路徑流入第一噴塗通路中(圖5B、6A和7A)。載氣流例如壓縮空氣流示意性地被示出為53和53a。 第一組分流量和第二組分流量分別示意性地被示出為51a和52a。當噴塗針在噴塗位置時，第二噴塗通路能夠被構造成連接至第二連接路徑，並且當噴塗針在所述關閉位置時，第二噴塗通路被構造成與第二連接路徑斷開。在一個實例中， 第二噴塗通路的入口開口能夠不與第二連接路徑對齊，因此當噴塗針在關閉位置時，第二組分(5 無法流入第二噴塗通路中(圖5A、6A和7B)。第二噴塗通路的入口開口能夠與第二連接路徑對齊，因此當噴塗針在噴塗位置時，第二組分(5 能夠通過第二連接路徑流入第二噴塗通路中(圖5B、6B和7A)。連接件能夠被構造成與噴塗針的噴塗位置和關閉位置同步，例如圖5、6和7中所示。連接件也能夠單獨地進行構造。在一個實例中，第一噴塗通路能夠被構造成恆久不變地連接至第一連接路徑，而第二噴塗通路只有當噴塗針在噴塗位置時才連接至第二連接路徑。在另一個實例中，第二噴塗通路能夠被構造成恆久不變地連接至第二連接路徑，而第一噴塗通路只有當噴塗針在噴塗位置時才連接至第一連接路徑。主貯存器( 能夠被用於通過重力將所述第一組分運送至所述第一入口。噴槍能夠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)。噴槍還能夠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，閥門可被連結到第一入口(10)。在另一個實例中，限流器能夠被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。噴槍還能夠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，閥門能夠被連結到第二入口 (8)。在另一個實例中，限流器能夠被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。噴槍能夠具有並列構造在所述管狀噴嘴殼體內的第一噴塗通路和第二噴塗通路。 示意圖的實例在圖4A和4B中示出。噴槍也能夠具有同軸構造在管狀噴嘴殼體內的第一噴塗通路和第二噴塗通路。示意圖的一個實例示出於圖4C中。噴槍的管狀噴嘴殼體或噴塗針在噴嘴處能具有錐形開口。示意圖的實例在圖7A 和7B中示出。噴槍的噴塗針能被構造成以(50)的方向移動，從而打開或密封噴嘴。示意圖的實例示出於圖7A和7B中，其中噴塗針被定位成打開噴嘴(圖7A)，並且接觸管狀噴嘴殼體以密封噴嘴或噴嘴的一部分(圖7B)。本發明還涉及一種在基底上形成包含第一組分和第二組分的塗料組合物層的方法。該方法能夠包括以下步驟i)提供噴槍，所述噴槍包括(A)噴槍體(1)，所述噴槍體包括用於運送載氣的載氣入口(1 、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 (8)；(B)具有縱向殼體軸線和噴嘴(13)的管狀噴嘴殼體(55)，所述管狀噴嘴殼體被封裝在所述噴槍體內；和(C)噴塗針(56)，所述噴塗針包括第一噴塗通路和第二噴塗通路，所述第一噴塗通路具有縱向第一通路軸線和第一通路開口，所述第二噴塗通路具有縱向第二通路軸線和第二通路開口 ；所述噴塗針被封裝在所述管狀噴嘴殼體內並且被構造成在噴塗位置和關閉位置之間滑動，所述第一通路開口和所述第二通路開口被定位成在所述噴嘴處彼此相鄰； 其中所述縱向殼體軸線、所述縱向第一通路軸線和所述縱向第二通路軸線基本相互平行；並且當所述噴塗針在所述噴塗位置時，所述第一噴塗通路被構造成連接至所述第一連接路徑，並且所述第二噴塗通路被構造成連接至所述第二連接路徑，以用於分別將所述第一組分和所述第二組分運送至所述噴嘴；ii)給所述第一入口提供所述塗料組合物的所述第一組分，並且給所述第二入口提供所述塗料組合物的所述第二組分；iii)通過經由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滑動至所述噴塗位置，從而產生霧化的所述第一組分和霧化的所述第二組分以形成霧化的塗料混合物；以及iv)將所述霧化的塗料混合物塗覆在所述基底上，從而在所述基底上形成所述層。該方法還能夠包括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的步驟。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)至幾小時(例如1至10小時)，或著甚至達到幾天(例如1至2天)。所述層也能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來固化。加壓的載氣可選自壓縮空氣、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。基底能夠為木材、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。基底能夠為車輛、車身或車身部件。塗料組合物能夠選自漆塗料組合物、可化學固化的塗料組合物、可輻射固化的塗料組合物、或化學和輻射雙重固化塗料組合物。塗料組合物能夠為IK塗料組合物或I塗料組合物。塗料組合物也能夠為單重固化塗料組合物，例如可化學固化的塗料組合物或可輻射固化的塗料組合物；或者為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，第二組分能夠選自催化劑、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，塗料組合物能夠為紫外線塗料組合物，其中第一組分包含如上所述的可紫外線固化的組分，第二組分包含一種或多種光引發劑。在另一個實例中，塗料組合物為可化學固化的塗料組合物，其中第一組分包含可交聯的組分和交聯組分，第二組分包含催化劑或輻射活化劑，例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的組分，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的組分、交聯組分和可紫外線固化的組分，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的組分，第二組分包含作為固化劑的交聯
12組分。在又一個實例中，第一組分包含可輻射固化的組分和可交聯的組分，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的組分、交聯組分和可輻射固化的組分，所述第二組分包含催化劑、光引發劑和任選的輻射活化劑，例如光潛催化劑。在又一個實例中，第一組分為包含可交聯的組分的漆塗料組合物。第二組分能包含交聯組分，或交聯組分與催化劑的組合。通常，漆塗料組合物能夠乾燥形成塗層，並且無需交聯組分。添加附加交聯組分通常能夠縮短固化時間並改善塗料性能。常規方法是以類似於業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，類似於業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，因為能夠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，能夠輕鬆調節固化速度。在又一個實例中，第一組分包含受保護的可交聯的基團和交聯組分。在一個實例中，受保護的可交聯的基團選自醯胺縮醛、原碳酸酯、原乙酸酯、螺環原酸酯、正矽酸酯、嗯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的官能團的存在，可交聯的基團和交聯基團通常無法引發交聯反應。能夠通過引入水或水與酸使受保護的可交聯的基團活化。能夠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的組分，第二組分能夠包含前述交聯組分。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的組分，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可包含控制塗料組合物粘度的能力。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分別保持基本不變的粘度。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夠分別保持基本不變的粘度。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能夠在霧化之後混合。在噴塗操作期間，各種組分的粘度能夠基本上保持不變。在一個實例中，第一組分包含可交聯的組分和交聯組分，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的組分，第二組分包含交聯組分和催化劑。基底能夠為木材、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。基底能夠為車身或其車身部件。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。通過本發明，組合物的第一組分可被噴霧裝置霧化，而組合物的第二組分或後續組分可被虹吸進霧化的第一組分中以形成混合的組合物。
實施例
本發明將在下面的實施例中得到進一步闡述。應該理解，這些實施例雖然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基本特徵，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(均得自 Ε. 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1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來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 Ecoat POffERCRON 59O,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. 3-2. 6密耳。如表中標示，將塗層在60°C溫度下烘焙5分鐘或10分鐘。表1凃料組合物。
權利要求
1.用於在基底上形成包含第一組分和第二組分的塗料組合物的層的方法，所述方法包括以下步驟iv)提供噴槍，所述噴槍包括(A)噴槍體(1)，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)具有縱向殼體軸線和噴嘴(13)的管狀噴嘴殼體(55)，所述管狀噴嘴殼體被封裝在所述噴槍體內；和(C)噴塗針(56)，所述噴塗針包括第一噴塗通路和第二噴塗通路，所述第一噴塗通路具有縱向第一通路軸線和第一通路開口，所述第二噴塗通路具有縱向第二通路軸線和第二通路開口 ；所述噴塗針被封裝在所述管狀噴嘴殼體內並且被構造成在噴塗位置和關閉位置之間滑動，所述第一通路開口和所述第二通路開口被定位成在所述噴嘴處彼此相鄰；其中所述縱向殼體軸線、所述縱向第一通路軸線和所述縱向第二通路軸線基本相互平行；並且當所述噴塗針在所述噴塗位置時，所述第一噴塗通路被構造成連接至所述第一連接路徑，並且所述第二噴塗通路被構造成連接至所述第二連接路徑，以分別將所述第一組分和所述第二組分運送至所述噴嘴；ν)給所述第一入口提供所述塗料組合物的所述第一組分，並且給所述第二入口提供所述塗料組合物的所述第二組分；vi)通過經由所述載氣入口為所述載氣出口提供加壓的載氣並將所述噴塗針滑動至所述噴塗位置，從而產生霧化的所述第一組分和霧化的所述第二組分以形成霧化的塗料混合物；以及vii)將所述霧化的塗料混合物塗覆在所述基底上，從而在所述基底上形成所述層。
2.權利要求1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。
3.權利要求1的方法，其中，所述加壓的載氣選自壓縮空氣、壓縮氣體、壓縮氣體混合物或它們的組合。
4.權利要求1的方法，其中，所述基底為車輛、車身或車身部件。
5.權利要求1的方法，其中，所述塗料組合物選自漆塗料組合物、能夠化學固化的塗料組合物、能夠輻射固化的塗料組合物、或化學和輻射雙重固化塗料組合物。
6.權利要求1的方法，其中，所述第一組分包含能夠交聯的組分和交聯組分，並且所述第二組分包含催化劑或潛在催化劑。
7.權利要求1的方法，其中，所述第一組分包含能夠輻射固化的組分，並且所述第二組分包含光引發劑。
8.權利要求1的方法，其中，所述第一組分包含能夠交聯的組分、交聯組分和能夠輻射固化的組分，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。
9.權利要求1的方法，其中，所述第一組分包含能夠交聯的組分，並且所述第二組分包含交聯組分。
10.權利要求1的方法，其中，所述第一組分包含能夠輻射固化的組分和能夠交聯的組分，並且所述第二組分包含交聯組分。
11.權利要求1的方法，其中，所述第一組分包含受保護的能夠交聯的基團和交聯組分，並且其中所述第二組分包含水且可選地包含酸。
12.權利要求1的方法，其中，所述第一組分包含受保護的能夠交聯的基團，並且所述第二組分包含交聯組分、水且可選地包含酸。
13.權利要求1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。
14.權利要求1的方法，其中，所述塗料混合物的塗料粘度會隨時間的推移而增加，而所述第一組分和所述第二組分各自的粘度隨時間的推移基本上保持不變。
15.控制包含第一組分和第二組分的塗料組合物的粘度的方法，其中，所述第一組分與所述第二組分發生反應，從而導致所述塗料組合物的粘度增加，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(1)，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)具有縱向殼體軸線和噴嘴(13)的管狀噴嘴殼體(55)，所述管狀噴嘴殼體被封裝在所述噴槍體內；和(C)噴塗針(56)，所述噴塗針包括第一噴塗通路和第二噴塗通路，所述第一噴塗通路具有縱向第一通路軸線和第一通路開口，所述第二噴塗通路具有縱向第二通路軸線和第二通路開口 ；所述噴塗針被封裝在所述管狀噴嘴殼體內並且被構造成在噴塗位置和關閉位置之間滑動，所述第一通路開口和所述第二通路開口被定位成在所述噴嘴處彼此相鄰；其中所述縱向殼體軸線、所述縱向第一通路軸線和所述縱向第二通路軸線基本相互平行；並且當所述噴塗針在所述噴塗位置時，所述第一噴塗通路被構造成連接至所述第一連接路徑，並且所述第二噴塗通路被構造成連接至所述第二連接路徑，以用於分別將所述第一組分和所述第二組分運送至所述噴嘴； )給所述第一入口提供所述塗料組合物的所述第一組分，並且給所述第二入口提供所述塗料組合物的所述第二組分；iii)通過經由所述載氣入口為所述載氣出口提供加壓的載氣並將所述噴塗針滑動至所述噴塗位置，從而產生霧化的所述第一組分和霧化的所述第二組分以形成霧化的塗料混合物；其中，所述塗料混合物的塗料粘度會隨時間的推移而增加，而所述第一組分和所述第二組分各自的粘度隨時間的推移基本上保持不變。
全文摘要
本發明涉及用於形成包含兩種或更多種組分的塗料組合物的塗層的方法。所述兩種或更多種組分在霧化後進行混合。本發明還涉及具有噴塗針的噴槍，所述噴塗針包括兩個或更多個用於形成此類塗層的噴塗通路。
文檔編號B05B7/08GK102458671SQ201080028803
公開日2012年5月16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, L·A·萊溫, R·J·巴索蒂 申請人:納幕爾杜邦公司