液態金屬組合物的製作方法

2023-04-24 12:48:36

液態金屬組合物的製作方法
【專利摘要】液態金屬組合物包括：包含丙烯酸系樹脂和乙酸丁酸纖維素的粘結劑、蠟、有機溶劑和包含PVD薄鋁片的鋁顏料。多層塗層體系具有大於10的隨角異色指數並包括基底、圍繞所述基底布置並由液態金屬組合物形成的液態金屬層和圍繞所述液態金屬層布置並由面漆組合物形成的面漆層。用液態金屬組合物和面漆組合物塗裝基底以形成多層塗層體系的方法包括將液態金屬組合物以大於10％的塗施固體百分比施加到基底上以形成液態金屬層、將面漆組合物施加到液態金屬層上以形成面漆層和固化這些層以形成多層塗層體系的步驟。
【專利說明】液態金屬組合物
[0001]發明背景
1.發明領域
[0002]本發明總體上涉及液態金屬組合物、多層塗層體系和形成該多層塗層體系的方法。
2.【背景技術】
[0003]汽車製造商在市場上競爭越來越激烈。為了競爭，汽車製造商必須以儘可能最低的成本提供對消費者有吸引力的車輛。
[0004]銀色轎車對消費者有吸引力。通常，銀色即使不是新車買主選擇的最受歡迎的顏色，也是最受歡迎的顏色之一。隨著銀色轎車的流行度提高，汽車製造商因此提供了各種銀色。因此，目前可獲得多種多樣的銀色，包括金屬色。儘管可獲得多種多樣的銀色，但汽車製造商想要另外的、既經濟又有吸引力的銀色漆和用於施加這種銀色漆的汽車塗裝法。
[0005]傳統上，汽車塗裝過程包括基底，例如車身的準備。在準備好基底後，將基底移到噴漆室中，在此通常用自動塗施器施加底塗(basecoat)組合物以形成底塗層。在噴漆室中，還用另一自動塗施器施加清漆(clearcoat)組合物以形成清漆層。然後將該基底移到烘房中，在此烘烤基底以固化這些層並形成多層塗層。上述汽車塗裝法是典型的汽車塗裝法。
[0006]將汽車塗成銀色通常涉及複雜昂貴的銀色底塗組合物和汽車塗裝工藝。銀色是施加銀色底塗組合物並形成銀色底塗層的結果。
[0007]—開始，配製銀色底塗組合物以包含粘結劑，即樹脂、交聯劑、添加劑、顏料和溶齊U。更具體地，銀色底塗組合物通常包含顏料，如薄鋁片，其與各種顏料，如黑色和白色顏料組合，為銀色底塗層提供銀色。薄鋁片在銀色底塗組合物中的分散、薄鋁片的尺寸和形狀、銀色底塗組合物的流變性質、銀色底塗組合物的施加和薄鋁片在銀色底塗層內的取向影響該銀色底塗層的光學性質。
[0008]一種光學性質一光反射一在銀色底塗層的表徵中特別有用。通常通過travel (漆膜顏色隨觀察角的變化)或隨角異色指數(flop index)表徵觀察到的光反射變化。傳統上，需要具有低隨角異色指數的銀色底塗層以致從多個角度和在曲面上看時該銀色底塗層看起來均勻。通常，銀色底塗層中的低隨角異色指數要求薄鋁片在銀色底塗層內無規取向。最近，具有高隨角異色指數的銀色底塗層越來越受歡迎，以致從多個角度和在曲面上看時該銀色底塗層看起來不同，這種外觀通常被稱作「液態金屬」外觀。通常，銀色底塗層中的高隨角異色指數要求薄鋁片在銀色底塗層內基本平行於基底取向。為了形成具有高隨角異色指數的銀色底塗層，手工施加具有低固含量，即高溶劑量的銀色底塗組合物。由於具有低固含量的液態底塗組合物手工施加，汽車製造商對具有高隨角異色指數的銀色底塗層的使用受限。
[0009]已經努力配製可藉助高效汽車塗裝工藝施加的經濟的銀色底塗組合物以形成具有高隨角異色指數的銀色底塗層。迄今，尚未用經濟的銀色底塗組合物實現可藉助高效汽車塗裝工藝施加的具有高隨角異色指數和「液態金屬」外觀的銀色底塗層。
[0010]發明概述和優點
[0011]本發明提供液態金屬組合物。該液態金屬組合物包括包含丙烯酸系樹脂和乙酸丁酸纖維素的粘結劑、蠟、有機溶劑和包含PVD薄鋁片的鋁顏料。
[0012]本發明還提供具有大於10的隨角異色指數的多層塗層體系，其包括基底、圍繞所述基底布置並由所述液態金屬組合物形成的液態金屬層和圍繞所述液態金屬層布置並由面漆組合物形成的面漆層。
[0013]本發明進一步提供用液態金屬組合物和面漆組合物塗裝基底以形成多層塗層體系的方法。該方法包括如下步驟:將具有大於10%的塗施固體百分比的液態金屬組合物施加到基底上以形成液態金屬層、將面漆組合物施加到液態金屬層上以形成面漆層和固化這些層以形成多層塗層體系。
[0014]可以將本發明的液態金屬組合物施加到基底上以形成對消費者有吸引力的具有高隨角異色指數和「液態金屬」外觀的液態金屬層。此外，該液態金屬組合物是經濟的並可以藉助高效汽車塗裝工藝施加。
[0015]附圖簡述
[0016]本發明的其它優點是容易想到的，在聯繫附圖考慮時，參照說明書下文可更好地理解它們，其中:
[0017]圖1是大致描述用液態金屬組合物和面漆組合物塗裝基底以形成本發明的多層塗層的方法的流程圖；
[0018]圖2是包含基底、液態金屬層和面漆層的本發明的多層塗層體系的截面圖；
[0019]圖3是大致描述用底塗組合物、液態金屬組合物和面漆組合物塗裝基底以形成本發明的多層塗層體系的方法的流程圖；
[0020]圖4是包含基底、底塗層、液態金屬層和面漆層的本發明的多層塗層體系的截面圖；
[0021]圖5是大致描述用底塗組合物、清漆組合物、液態金屬組合物和面漆組合物塗裝基底以形成本發明的多層塗層體系的方法的流程圖；且
[0022]圖6是包含基底、底塗層、清漆層、液態金屬層和面漆層的本發明的多層塗層體系的截面圖。
[0023]發明詳述
[0024]本發明提供了液態金屬組合物、多層塗層體系12和塗裝基底10以形成多層塗層體系12的方法，各自在下文中更詳細描述。要認識到，「液態金屬」不是指真的液態金屬，而是由液態金屬組合物形成的液態金屬層/塗層的「液態金屬」外觀。參照附圖，其中在所示幾個視圖中相同數字都是指相應部件，用液態金屬組合物和面漆組合物塗裝基底10以形成多層塗層體系12的方法一般顯示為14。本發明的液態金屬組合物、多層塗層體系12和方法14特別適用於汽車塗布工業；但是，要認識到，液態金屬組合物、多層塗層體系12和方法14不限於汽車塗布工業。例如，液態金屬組合物、多層塗層體系12和方法14可用於家具塗布工業。
[0025]基底10可包含任何類型的材料，如金屬、合金、聚合物材料等。此外，基底10可經過預處理和/或已具有位於其上的塗層。通常，基底10是汽車車身。要認識到，汽車車身可以是任何類型的汽車車身；例如，汽車車身可以是轎車、卡車、SUV、拖車、公共汽車等。此夕卜，要認識到，術語「汽車車身」還包括汽車部件，如保險槓、鏡子和/或車身板件。如上所述，汽車車身可具有位於其上的塗層。例如，基底10可以是其上具有磷化膜、e-塗層、底漆層、底塗層、清漆層或它們的任何組合的汽車車身。
[0026]本發明提供了液態金屬組合物。該液態金屬組合物包括包含丙烯酸系樹脂和乙酸丁酸纖維素的粘結劑、蠟、有機溶劑和包含PVD薄鋁片18的鋁顏料。將液態金屬組合物施加到基底10上以形成液態金屬層16。
[0027]如本領域中已知，粘結劑，也稱作樹脂，包括多種多樣可能的化學和功能。粘結劑可包括一種或多種樹脂，通常包括樹脂的組合。
[0028]粘結劑包括丙烯酸系樹脂。該粘結劑可包括兩種或更多種丙烯酸系樹脂。丙烯酸系樹脂通常具有羥基官能。丙烯酸系樹脂通常具有大於1，000，更通常2，000至20，000，最通常3，000至15，000g/mol的數均分子量(Mn)。不受制於理論，但相信，具有在上述範圍內的分子量的丙烯酸系樹脂優化了鋁顏料在液態金屬組合物施加過程中和在由其形成的液態金屬層中的取向。基於100重量份液態金屬組合物粘結劑，丙烯酸系樹脂通常以10至80重量％的量，更通常20至70重量％的量,最通常40至60重量％的量包含在液態金屬組合物中。
[0029]粘結劑還可包括交聯劑，例如但不限於，三聚氰胺甲醛樹脂。如果包括三聚氰胺甲醛樹脂，則三聚氰胺甲醛樹脂通常用於與丙烯酸系樹脂反應。也就是說，三聚氰胺甲醛樹脂用於交聯或固化丙烯酸系樹脂。因此，通常考慮所選的具體丙烯酸系樹脂來選擇三聚氰胺甲醛樹脂。在一個實施方案中，三聚氰胺甲醛是具有55:45甲基:丁基比例的六甲氧基甲基/正丁基-三聚氰胺甲醛。基於100重量％液態金屬組合物粘結劑，交聯劑通常以5至60重量％的量，更通常以10至45重量％的量，最通常以15至35重量％的量存在於液態金屬組合物中。
[0030]粘結劑還包括乙酸丁酸纖維素。乙酸丁酸纖維素是纖維素的聚合物酯並可以被視為樹脂。可以將乙酸丁酸纖維素添加到液態金屬組合物中以(I)改變液態金屬組合物的流變性質和(2)改進由其形成的液態金屬層的物理性質，例如硬度和抗紫外線性質。作為流變改性劑，乙酸丁酸纖維素通常與蠟一起發揮作用以利於「溼碰溼」施加液態金屬組合物與面漆組合物，將在下文更詳細論述。
[0031]乙酸丁酸纖維素的粘度和數均分子量(Mn)影響液態金屬組合物的整體流變學以及塗施性質，如可噴塗性。通常，乙酸丁酸纖維素具有(I)根據ASTM D1343測試時在25°C下0.5至80，更通常I至80，最通常74至78泊的粘度，和(2) 5000至100，000，更通常20，000至80，000，最通常65，000至75，000g/mol的數均分子量(Mn)。
[0032]乙酸丁酸纖維素的具體實例包括CAB-381-0.5和CAB_381_20，都可購自EastmanChemical Company of Kingsport, TN。基於100重量份液態金屬組合物粘結劑，乙酸丁酸纖維素通常以0.1至40重量％的量，更通常以5至35重量％的量，最通常以10至30重量％的量存在於液態金屬組合物中。
[0033]粘結劑還可包括環氧樹脂。可以將環氧樹脂添加到液態金屬組合物中以改進由其形成的液態金屬層的耐久性、薄膜開裂和粘合性質。通常，環氧樹脂具有(I)在25°C下，I至1000，更通常I至100，最通常5至15釐泊的粘度和(2) 20，000至200，000，更通常50，000至100，000，最通常90，000至100，000的環氧當量重量。基於100重量％液態金屬組合物粘結劑，環氧樹脂通常以0.1至10重量％的量，更通常以I至5重量％的量，最通常以1.5至4.0重量％的量存在於液態金屬組合物中。
[0034]要認識到，粘結劑可包括上述樹脂以及本領域中已知的其它樹脂和交聯劑的任意組合。基於100重量％液態金屬組合物中的固體，粘結劑通常以5至60重量％的量，更通常以10至50重量％的量，最通常以15至45重量％的量存在於液態金屬組合物中。固體是液態金屬組合物中的固體組分，如粘結劑、蠟、顏料等。
[0035]液態金屬組合物還包含蠟。通常，蠟是在環境溫度附近有延展性的化學物質。蠟通常具有高於45°C的熔點以產生低粘液體。蠟通常是有機化合物並可以是合成的或天然存在的。蠟通常可溶於有機溶劑。因此，蠟可作為蠟溶液包括在內。在一個實施方案中，形成包括臘的臘溶液以溶解臘，基於100重量％臘溶液,其包含6重量％的乙烯-丙烯酸共聚物、41重量％的AromaticlOO和53重量％的乙酸正丁酯。將該蠟溶液添加到液態金屬組合物中。基於100重量％液態金屬組合物，蠟通常以小於5重量％的量，更通常以小於I重量％的量，最通常以0.1至0.3重量％的量存在於液態金屬組合物中。
[0036]液態金屬組合物還包含鋁顏料。液態金屬組合物可包含單一鋁顏料或可包含不同鋁顏料的混合物。鋁顏料優化了多層塗層的光學性質以提供大於10的高travel和隨角異色指數，即「液態金屬」外觀。
[0037]通常，鋁顏料包含通過物理氣相沉積形成的薄鋁片，其在本領域中被稱作PVD薄鋁片18。PVD薄鋁片18的物理性質，包括粒子形狀、尺寸和分布以及粒子厚度和表面特性影響液態金屬層16的光學性質，如隨角異色指數。
[0038]PVD薄鋁片18通常具有如下粒度分布:I至30，更通常2至20，最通常4至6微米的DlO值；5至50，更通常10至20，最通常11至12微米的D50值；和小於75，更通常小於50，最通常小於24微米的D90值。D50描述了在PVD薄鋁片的分布中PVD薄鋁片的中值直徑。例如，在PVD薄鋁片的任何給定樣品中，50%的PVD薄鋁片具有小於D50的直徑，另外50%的PVD薄鋁片具有大於D50的直徑。DlO描述PVD薄鋁片的分布中最小的10% PVD薄鋁片的直徑。例如，在PVD薄鋁片的任何給定樣品中，10%的PVD薄鋁片具有小於DlO的直徑，且90%的PVD薄鋁片具有大於DlO的直徑。D90描述PVD薄鋁片的分布中最大的10%PVD薄鋁片的直徑。例如，在PVD薄鋁片的任何給定樣品中，90 %的PVD薄鋁片具有小於D90的直徑，且10%的PVD薄鋁片具有大於D90的直徑。
[0039]相對於傳統薄鋁片，PVD薄鋁片18通常具有光滑頂表面和底表面。另外，PVD薄鋁片18通常具有10至150，更通常25至100，最通常30至50納米的厚度。PVD薄鋁片18的光滑頂表面和底表面以及厚度影響液態金屬層的光反射和「液態金屬」外觀。也就是說，由於PVD薄鋁片18光滑、薄並且平鋪(lays down)，也就是說，相對於基底10的表面更平整取向，包含PVD薄鋁片18的液態金屬組合物產生更加「液態金屬」的效應。
[0040]PVD薄鋁片18在液態金屬層16中的取向受基底10的形貌、液態金屬組合物的配方和液態金屬組合物在基底10上的施加的影響。但是，PVD薄鋁片18的物理性質也影響PVD薄鋁片18在液態金屬層16中的取向。通常，PVD薄鋁片18的物理性質促進PVD薄鋁片18如圖2、4和6中所示在液態金屬層16內靠近並基本平行於基底10取向。不受制於理論，但相信，漂浮或非漂浮性質由薄片的「浮動」能力決定，更好浮動的薄片往往更均勻分布在該層的表面上。不受制於理論，還相信，本發明的液態金屬組合物的PVD薄鋁片18表現出非漂浮性質。也就是說，儘管PVD薄鋁片18平行於基底10取向並均勻分布在基底10上，但PVD薄鋁片18傾向於靠近基底10取向而非「漂浮」在液態金屬組合物中。PVD薄鋁片18的非漂浮性質歸因於PVD薄鋁片18的厚度和表面特性以及丙烯酸系樹脂的分子量。由於PVD薄鋁片的非漂浮性質，液態金屬層16表現出大於10的隨角異色指數和「液態金屬」外觀並由於PVD薄鋁片18傾向於靠近基底10取向而耐久。
[0041]在一個實施方案中，鋁顏料包含具有如下粒度分布的PVD薄鋁片18:D10值為I至30微米，D50值為5至50微米，且D90值小於75微米，且PVD薄鋁片18靠近基底10並在液態金屬層16內基本平行於基底10取向。
[0042]基於100重量份液態金屬組合物，PVD薄鋁片18通常以0.1至5重量％的量，更通常以I至2.5重量％的量，最通常以1.8至2.2重量％的量存在於液態金屬組合物中。當PVD薄鋁片18根據上文闡述的範圍存在於液態金屬組合物中時，鋁顏料賦予多層塗層體系12最佳光學性質，即高travel、高隨角異色指數和「液態金屬」外觀。但是，應該認識到，基於100重量份液態金屬組合物，PVD薄鋁片18可以以大於5重量％的量存在於液態金屬組合物中並仍賦予液態金屬組合物足夠的光學性質，如隨角異色指數和travel。
[0043]應該理解的是，鋁顏料可包括並非通過物理氣相法製成的薄鋁片。例如，鋁顏料還可包含具有不規則邊緣和表面特性和大約0.1微米厚度的傳統研磨薄鋁片、具有透鏡形狀和光滑邊緣和表面特性和大約0.3至0.5微米厚度的薄鋁片，和/或具有相對光滑的邊緣和表面特性和大約0.8至1.2微米厚度的薄鋁片。應該理解的是，鋁顏料可包括本文中沒有明確列舉或描述但仍落在權利要求書的範圍內的一些其它組分。
[0044]如上所述，液態金屬組合物包含粘結劑和鋁顏料。液態金屬組合物中鋁顏料與粘結劑的比率影響液態金屬層16的成本和性質。由於鋁顏料通常比液態金屬組合物的其它組分貴，以及提供具有最佳光學性質，如隨角異色指數和travel的液態金屬層16，較低的鋁顏料/粘結劑比率通常合意。液態金屬組合物中的鋁顏料/粘結劑比率通常小於0.25，更通常小於0.20，最通常為0.08至0.18。
[0045]液態金屬組合物包含有機溶劑。液態金屬組合物的有機溶劑通常包括溶劑的混合物。本領域技術人員通常選擇在液態金屬層16成形過程中容易蒸發的溶劑組分。合適的溶劑包括，但不限於，二醇、酯、醚-酯、二醇-酯、醚-醇、脂族烴、芳烴、酮及其組合。合適的溶劑的具體實例包括，但不限於，Aromatic7100、Aromaticl50、異丙醇、乙酸正丁酯、乙酸伯戊酯、PM乙酸酯、丙酮、異丙醇、正丁醇、乙二醇單丁基醚、乙酸乙酯、丙醇、丙酸正戊酯、氨基甲基丙醇、正甲基吡咯烷酮和水。
[0046]液態金屬組合物還可包含顏料。顏料通常為賦予由液態金屬組合物形成的液體金屬塗層以顏色而包含在液態金屬組合物中。這樣的顏料通常是本領域中已知的並由本領域技術人員根據所需顏色、耐久性、耐候性和耐化學性選擇。合適的顏料包括無機金屬氧化物、有機化合物、金屬薄片(非薄鋁片)、雲母、增量或填充顏料和緩蝕顏料，如鉻酸鹽、矽石、矽酸鹽、磷酸鹽、鑰酸鹽及其組合。如果包含在液態金屬組合物中，顏料可以以各種量包含在內。
[0047]液態金屬組合物還可包含磷酸酯/鹽組分，如磷酸酯。磷酸酯/鹽組分通常為改進液態金屬塗層與基底10的粘合而包含在液態金屬組合物中。合適的磷酸酯是LUBR1ZOL? 2061, LDBRIZOL? 2062和LUBR1ZOL? 2063,都可購自 LubrizolCorporation of Wickliffe, 0H。如果包含在液態金屬組合物中，則該磷酸酯可以以各種量包含在內。
[0048]液態金屬組合物還可包含添加劑組分。添加劑組分可包括本領域中已知的任何合適的添加劑組分或添加劑組分混合物。添加劑組分通常包括添加劑組分的組合。合適的添加劑組分可選自催化劑、去光或消光劑、表面活性劑、填料、增塑劑、乳化劑、調質劑、增稠齊U、粘合促進劑、穩定劑、消泡劑、潤溼添加劑及其組合。本文中沒有具體列舉的其它添加劑組分也可適用於本發明。如果包含在液態金屬組合物中，則添加劑組分可以以各種量包含在內。
[0049]多層塗層體系12還包括面漆組合物。將面漆組合物施加到液態金屬層16上以形成面漆層20。面漆組合物可以是如本領域中公知的液體或粉末。面漆層20通常透明和/或清澈並通常但不總是多層塗層體系12相對於基底10而言的最外層。但是，應該理解的是，可以在面漆層20上施加附加層。
[0050]多層塗層體系12任選包括底塗組合物。將底塗組合物施加到基底10上以形成底塗層22。底塗組合物可以是如本領域中公知的液體或粉末。
[0051]多層塗層體系12任選包括清漆組合物。將清漆組合物施加到基底10上以形成清漆層24。清漆組合物可以是如本領域中公知的液體或粉末。
[0052]在施加上述各種層之前準備基底10。基底10的準備通常包括用磷酸鐵洗劑清潔基底10。在清潔基底10後，在基底10上施加電泳塗料(e-塗料)。e-塗料是本領域中已知的任何類型的e-塗料並可包含選自環氧系聚合物、丙烯酸系聚合物、本領域中已知的其它聚合物及其組合的聚合物。e-塗料優選通過被稱作電沉積的方法施加，其中使基底10帶電並浸在e-塗料浴中。e-塗料浴包括與基底10相反的電荷。e-塗料浴中的粒子被吸引至基底10，中和，然後固化。優選的方法14包括使基底10充當陰極，其中該方法如本領域中公知的那樣被稱作陰極e-塗布。沉積到基底10上的e-塗料如本領域中公知的那樣在施加粉末底漆前在烘箱中固化。在固化e-塗層後，基底10的最終準備包括打磨e-塗層以降低e-塗層的平均表面粗糙度(Ra)。
[0053]在施加e-塗層後，可以將底漆施加到基底10上以形成底漆層。底漆可以是水性的、溶劑型的、粉末、粉漿或本領域中已知的任何底漆。該底漆層不固化並通過如本領域中公知的標準塗裝技術施加到e-塗層上。
[0054]方法14包括將液態金屬組合物施加到基底10上以形成液態金屬層16的步驟。就方法14中可用的所有其它組分而言，液態金屬組合物正如上文對多層塗層體系12所述。
[0055]通常，將中間組合物運輸到製造現場，並出於各種原因，在製造現場用溶劑進一步稀釋以形成液態金屬組合物。液態金屬組合物在施加到基底10上時的固體百分比被稱作塗施固體百分比。基於100重量份液態金屬組合物，液態金屬組合物通常以大於10%的塗施固體百分比，更通常以11至35%的塗施固體百分比施加到基底10上以形成液態金屬層16。
[0056]在一個實施方案中，液態金屬組合物中鋁顏料與粘結劑的比率小於0.25，並且液態金屬組合物以11至35%的塗施固體百分比(基於100重量份液態金屬組合物)施加到基底10上以形成液態金屬層16。在另一實施方案中，液態金屬組合物中鋁顏料與粘結劑的比率為0.08至0.18，並且液態金屬組合物以11至35%的塗施固體百分比(基於100重量份液態金屬組合物)施加到基底10上以形成液態金屬層16。
[0057]—旦將中間組合物適當稀釋以形成液態金屬組合物，通過空氣霧化或藉助杯式塗施器(bell applicator)的杯式噴塗或任何其它等效方法將液態金屬組合物噴塗施加到基底10上。在用杯式塗施器將液態金屬組合物施加到基底10上時，液態金屬組合物通常以15，000至80，OOOrpm的旋杯(bell)速度施加，更通常以50，000至65，OOOrpm的旋杯速度施加，最通常以50，000至60，OOOrpm的旋杯速度施加。此外，在用杯式塗施器將液態金屬組合物施加到基底10上時，液態金屬組合物通常以50至800cc/min的流速施加，更通常以100至500cc/min的流速施加,最通常以150至350cc/min的流速施加。然後將液態金屬組合物在環境溫度下晾一段時間。上文提出的旋杯速度和流速的範圍可隨其它加工參數而變，例如，在汽車應用中，流速取決於機器人(robots)數量、生產線速度(line speed)和每單位時間(例如分鐘)的塗裝面積(例如平方英尺)。
[0058]一旦施加到基底10上，液態金屬組合物可通過施加熱、紅外輻射或紫外輻射中的至少一種來固化以形成液態金屬層16。在藉助熱固化液態金屬組合物時，其通常在烘箱中在250° F至350° F的溫度下固化10至50分鐘金屬溫度。一旦固化，液態金屬層16通常小於0.7密爾厚，更通常小於0.5密爾厚，再更通常大於0.4密爾厚，最通常為0.2至0.4密爾厚。
[0059]方法14還包括將面漆組合物施加到液態金屬層16上以形成面漆層20的步驟。面漆層20正如上文對多層塗層體系12所述。面漆組合物可通過施加熱、紅外輻射或紫外輻射中的至少一種來固化以形成液態金屬層16。在藉助熱固化面漆組合物時，其通常在烘箱中在250° F至350° F的溫度下固化10至50分鐘金屬溫度。
[0060]面漆層20可以與液態金屬層16分開或同時固化。如果將面漆組合物施加到基底10上以形成液態金屬層16並將面漆組合物施加到液態金屬層16上，則將面漆組合物施加到液態金屬層16上的步驟可以進一步是指將面漆組合物溼碰溼施加到液態金屬層16上以使這些層同時固化。一旦液態金屬層16和面漆層20固化,液態金屬層16和面漆層20的總厚度通常小於3.5密爾厚，更通常小於2.6密爾厚，最通常2.0密爾厚至2.6密爾厚。在各種實施方案中，液態金屬層16小於0.4密爾厚,且液態金屬層16和所述面漆層20 —共小於2.6密爾厚。
[0061]在一個實施方案中，多層塗層體系12包含液態金屬層16和面漆層20。圖1是大致描述用液態金屬組合物和面漆組合物塗裝基底10以形成多層塗層體系12的方法14的流程圖，圖2是在基底10上的包含液態金屬層16和面漆層20的多層塗層體系12的截面圖。
[0062]方法14在施加液態金屬組合物的步驟之前任選包括將底塗組合物施加到基底10上以形成底塗層22的步驟。通常通過本領域中公知的標準塗裝技術將底塗組合物施加到準備好的基底10上。
[0063]在另一實施方案中，多層塗層體系12包含底塗層22、液態金屬層16和面漆層20。圖3是大致描述用底塗組合物、液態金屬組合物和面漆組合物塗裝基底10以形成多層塗層體系12的方法14的流程圖，圖4是在基底10上的包含底塗層22、液態金屬層16和面漆層20的多層塗層體系12的截面圖。
[0064]方法14在施加液態金屬組合物的步驟之前還任選包括將清漆組合物施加到準備好的基底10或底塗層22上以形成清漆層24的步驟。通過本領域中公知的標準塗裝技術將清漆組合物施加到基底10上。
[0065]在另一實施方案中，多層塗層體系12包含底塗層22、清漆層24、液態金屬層16和面漆層20。圖5是大致描述用底塗組合物、清漆組合物、液態金屬組合物和面漆組合物塗裝基底10以形成多層塗層體系12的方法14的流程圖，圖6是在本發明的基底10上的包含底塗層22、清漆層24、液態金屬層16和面漆層20的多層塗層體系12的截面圖。
[0066]如上所述，方法14包括施加液態金屬組合物和面漆組合物和任選施加底塗組合物和清漆組合物的步驟。上文剛列出的組合物可以以任何次序,在一次或多次塗施中施加。此外，上文列出的組合物可以相繼、部分同時(即，既相繼又同時固化層)或完全同時(即同時固化所有層)固化。此外，在藉助熱固化這些組合物時，這些組合物可以在各種溫度和時間下固化並仍落在權利要求書的範圍內。
[0067]方法14提供多層塗層體系12。包含液態金屬層16的多層塗層體系12隨觀察角變化反射不同強度的光。多層塗層體系12具有由「L」值、「a」值和「b」值規定的顏色，SP製品20具有L*a*b*值。可以通過分光光度計根據Hunter Lab色標測量多層塗層體系12的L*a*b*值。Hunter Lab色標是色彩領域技術人員公知的測色系統。用於測量L*a*b*值的分光光度計通常是45° /0°分光光度計,如可購自X-Rite Incorporated of GrandRapids, MI的那些,但也可以使用其它類型的分光光度計。在Hunter Lab色標中,「L」值與代表亮度和暗度的中心垂直軸相關聯，最亮的是「L」= 100 (白)，最暗的是「L」 = 0(黑)。此外，在Hunter Lab色標中，「a」值與紅/綠標度相關聯，「b」值與黃/藍標度相關聯。要認識到，不同於「L」值，「a」和「b」值沒有數值極限。正的a值是紅色，負的a值是綠色。正的「b」值是黃色，負的「b」值是藍色。要認識到，可以使用其它色標測定製品20的顏色，如CIELAB色彩空間。
[0068]方法14提供了多層塗層體系12。包含液態金屬層16的多層塗層體系12隨觀察角變化反射不同強度的光。通常，將觀察角分成三類:「Face」(近鏡面)、「Mid-speCUlar」(或漫射)和「Flop」 (遠鏡面)。這些類別在測角分光光度計上與觀察角如下相關:近鏡面為15或25° ;mid-specular為45° ;且遠鏡面為75或110°。參照與法線呈45°的鏡面角測定觀察角。通常，travel被描述為是與呈現較灰暗的「Flop」比較時「Face」呈亮銀色的差異程度。
[0069]觀察到的光反射變化的另一表示方法由隨角異色指數給出。隨角異色指數衡量旋轉經過觀察角時塗層的反射變化。隨角異色指數O代表單色，而大於10的較高隨角異色指數指示「液態金屬效應」。如下計算隨角異色指數:
[0070]隨角異色指數=2.69 (L*15 - L*110) L11 / (L*45)α 86
[0071]本發明的多層塗層體系12通常具有大於10，更通常大於12，最通常12至20的隨角異色指數。
[0072]下列實施例意在例示本發明並且無論如何不應被視為限制本發明的範圍。
實施例[0073]實施例多層塗層1-5 (通過「溼碰溼」法形成)
[0074]根據本發明形成與實施例組合物1-3對應的液態金屬組合物。在表1中列舉和例示了實施例組合物1-3。由實施例組合物2和3藉助也根據本發明的「溼碰溼」法形成實施例多層塗層1-5。用於形成實施例組合物1-3的各組分的量和類型顯示在表1中，除非另行指明，所有值為重量份，基於塗施前的組分總重量為100重量份。
[0075]表1
【權利要求】
1.具有大於10的隨角異色指數的多層塗層體系，所述多層塗層體系包含: (A)基底； (B)圍繞所述基底布置並由液態金屬組合物形成的液態金屬層，所述液態金屬組合物具有大於10%的塗施固體百分比並包含: 包含丙烯酸系樹脂和乙酸丁酸纖維素的粘結劑， 蠟， 有機溶劑，和 包含PVD薄鋁片的鋁顏料；和 (C)圍繞所述液態金屬層布置並由面漆組合物形成的面漆層。
2.如權利要求1中所述的多層塗層體系，其中所述液態金屬組合物中所述鋁顏料與所述粘結劑的比率小於0.25。
3.如前述權利要求任一項中所述的多層塗層體系，其中所述液態金屬組合物具有11%至35%的塗施固體百分比。
4.如前述權利要求任一項中所述的多層塗層體系，其中所述PVD薄鋁片具有DlO值為I至30微米、D50值為5至50微米且D90值小於75微米的粒度分布。
5.如前述權利要求任一項中所述的多層塗層體系，其通過溼碰溼系統形成，其中所述液態金屬層和所述面漆層同時固化。
6.如前述權利要求任一項中所述的多層塗層體系，其中所述液態金屬層小於0.4密爾厚，且其中所述液態金屬層和所述面漆層一共小於2.6密爾厚。
7.用液態金屬組合物和面漆組合物塗裝基底以形成多層塗層體系的方法，所述方法包括如下步驟: 將包含粘結劑、蠟、有機溶劑和鋁顏料的液態金屬組合物以大於10%的塗施固體百分比施加到基底上以形成液態金屬層； 將面漆組合物施加到液態金屬層上以形成面漆層；和 固化這些層以形成具有大於10的隨角異色指數的多層塗層體系。
8.如權利要求7中所述的方法，其中所述液態金屬層小於0.4密爾厚，且所述液態金屬層和所述面漆層一共小於2.6密爾厚。
9.如權利要求7或8中所述的方法，其中將面漆組合物施加到液態金屬層上的步驟進一步限定為將面漆組合物溼碰溼施加到液態金屬層上以使這些層同時固化。
10.如權利要求7至9任一項中所述的方法，在施加液態金屬組合物的步驟之前進一步包括將底塗組合物施加到基底上以形成底塗層的步驟。
11.如權利要求7至10任一項中所述的方法，在施加液態金屬組合物的步驟之前包括將清漆組合物施加到底塗層上以形成清漆層的步驟。
12.如權利要求7至11任一項中所述的方法，其中所述液態金屬組合物中所述鋁顏料與所述粘結劑的比率小於0.25，且其中所述液態金屬組合物以11%至35%的塗施固體百分比施加。
13.如權利要求7至12任一項中所述的方法，其中所述多層塗層體系具有大於12的隨角異色指數。
14.如權利要求7至13任一項中所述的方法，其中所述鋁顏料包含PVD薄鋁片，所述PVD薄鋁片具有DlO值為I至30微米、D50值為5至50微米且D90值小於75微米的粒度分布，且其中所述PVD薄鋁片在液態金屬層內靠近基底並基本平行於基底取向。
15.如權利要求7至14任一項中所述的方法，其中施加液態金屬組合物的步驟進一步限定為將液態金屬組合物以一道和二道塗層施加到基底上。
16.液態金屬組合物，其形成具有大於10的隨角異色指數的液態金屬層，所述液態金屬組合物包含: (A)包含丙烯酸系樹脂和乙酸丁酸纖維素的粘結劑； (B)蠟； (C)有機溶劑；和 (D)包含PVD薄鋁片的鋁顏料。
17.如權利要求16中所述的液態金屬組合物，其中所述鋁顏料與所述粘結劑的比率小於 0.25。
18.如權利要求16或17中所述的液態金屬組合物，其具有大於10%的塗施固體百分比。
19.如權利要求16至18任一項中所述的液態金屬組合物，其中所述PVD薄鋁片具有DlO值為I至30微米、D50值為5至50微米且D90值小於75微米的粒度分布。
20.如權利要求16至19任一項中所述的液態金屬組合物，其中所述乙酸丁酸纖維素具有65，000至75，000g/mol的數均分子量(Mn)。
21.如權利要求16至20任一項中所述的液態金屬組合物，其中所述蠟包含乙烯-丙烯酸共聚物。
【文檔編號】B05D5/06GK103945951SQ201280055880
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月13日 優先權日:2011年11月14日
【發明者】T·德桑布爾, G·梅諾夫茲克, S·斯溫, Z·P·佐爾尼, B·麥克德莫特, M·拉拉馬, P·杜德克, J·弗賴伊 申請人:巴斯夫塗料有限公司