用於飛行器的低光澤uv固化的塗料的製作方法

2023-07-21 02:47:11 5

用於飛行器的低光澤uv 固化的塗料的製作方法
【專利摘要】披露了將低光澤塗料施塗到基材例如飛行器的外表面的方法。該塗料組合物包含多烯，多元硫醇，平整劑和著色顏料，它被施塗到基材，並被施與第一劑量的UV輻射，然後第二劑量的UV輻射，其中該第二劑量大於該第一劑量，得到了超低光澤的塗料。
【專利說明】用於飛行器的低光澤UV固化的塗料
[0001]關於聯邦資助研究的聲明
[0002]本發明是通過政府支持根據美國能源部授予的RES000058號合同做出。美國政府可在本發明中享有某些權利。
發明領域
[0003]本發明涉及形成低光澤的紫外(UV)光固化的塗層，該塗層特別適用於軍事飛行器。
[0004]發明背景
[0005]軍事飛行器典型地用低光澤塗料塗覆。該塗料通常被噴塗，然後固化。固化可以通過加熱進行，但加熱是不利的，因為需要能足以容納飛行器的大烘箱。塗料組合物可以配製成使得塗料在環境溫度下固化；然而，在環境溫度下固化耗費時間，並且可以花費8到24小時。通過暴露於UV或光化輻射來固化也是可行的；然而，飛行器的三維構型使得難以將UV輻射從靜態源引導至飛行器的暴露表面。而且，為了獲得需要的顏色和低光澤，塗料組合物被高度著色並包含平整劑，這兩者都可以吸收輻射和/或防止輻射進入塗層的內部區域。另外，許多可UV固化的塗料組合物的固化受到氧的抑制，必須在惰性氣氛中固化，這在塗覆大型三維物體例如飛行器時是困難的。
[0006]發明概述
[0007]本發明提供了在基材上提供固化塗層的方法，所述基材例如三維基材，例如與飛行器相關的那些。所述方法包括:
[0008](a)向基材的外表面施塗塗料組合物,所述塗料組合物包含:
[0009]⑴多烯，
[0010](ii)多元硫醇，
[0011](iii)平整劑，和
[0012](iv)著色顏料；
[0013](b)在基材的外表面上形成膜；
[0014](c)將該膜暴露於第一劑量的具有第一波長的UV輻射；然後
[0015](d)將該膜暴露於第二劑量的具有第二波長的UV輻射，其中該第二劑量大於該第一劑量且固化塗層具有小於20的85°光澤度。
[0016]該塗料組合物可以在空氣中通過在野外手動噴塗而施塗到三維物體例如飛行器上,並且暴露於UV輻射也可以手動完成。
[0017]發明詳述
[0018]為了以下詳細描述的目的，應當認識到本發明可以各種可替代的變型和步驟順序，除非有明確相反的指示。而且，除了在任何操作實施例中或者以其他方式暗示之外，說明書和權利要求書中所用的所有表示例如成分含量的數值都應當被認為在所有情況中被術語「約」修飾。因此，除非有相反的暗示，以下說明書和後附權利要求書中提出的數值參數都是近似值，其可能根據本發明所要得到的所需性質而變化。至少但並不作為嘗試將等效方式的原則應用於權利要求的範圍，各數值參數應當至少根據所報導的有效數字位數並通過應用普通取整技術進行解釋。儘管提出本發明的寬範圍的數值範圍和參數都是近似值，但特別實施例中提出的數值都儘可能精確報導。然而，任何數值都固有地包含必要的必然誤差，這是由其各自測試試驗中發現的標準偏差所導致的。
[0019]而且，應當認識到此處所述的任何數值範圍都意於包括其中包含的所有子範圍。例如，「1-10」的範圍意於包括在所述最小值I和所述最大值10之間(含端點)的所有子範圍，即具有等於或大於I的最小值和等於或小於10的最大值的所有子範圍。
[0020]在本申請中，單數的使用包括複數形式，並且複數涵蓋單數，除非另有明確說明。此外，在本申請中，「或」的使用表示「和/或」，除非另有明確說明，即使「和/或」可能明確地用於某些情況。
[0021]術語「聚合物」還意指包括共聚物和低聚物。
[0022]丙烯酸的和甲基丙烯酸的表示為(甲基)丙烯酸的。類似地，烯丙基和甲基烯丙基表不為(甲基)稀丙基。
[0023]脂族和環脂族表示為(環)脂族。 [0024]術語「UV輻射」是指最強波長為325至425納米(nm)的輻射。
[0025]術語「著色顏料」還包括不透明顏料。
[0026]用於本發明的合適的多烯有許多種，並且可以寬範圍變化。這樣的多烯可以包括本領域已知的那些。合適的多烯的非限制性實例可以包括由下式表示的那些:
[0027]A-W111
[0028]其中A是有機部分，m是至少2的整數，和X是烯屬不飽和部分，以及m是至少2，典型地為2-4。
[0029]X的實例是以下結構的基團:
[0030]
【權利要求】
1.在基材上提供固化塗層的方法，包括: (a)向基材的外表面施塗塗料組合物，該塗料組合物包含: ⑴多烯， (ii)多元硫醇， (iii)平整劑，和 (iv)著色顏料； (b)在基材的外表面上形成膜； (c)將該膜暴露於第一劑量的具有第一波長的UV輻射；然後 (d)將該膜暴露於第二劑量的具有第二波長的UV輻射，其中該第二劑量大於該第一劑量，並且該固化塗層具有小於10的85°光澤度。
2.根據權利要求1所述的方法，其中該第一波長具有在395nm的最強波長且該第二波長具有在365nm的最強波長。
3.根據權利要求1所述的方法，其中該第一劑量為50-10，000mj/cm2且該第二劑量為1000-1，000，000mj/cm2。
4.根據權利要求1所述的方法，其中固化塗層的幹膜厚度為5-150微米。
5.根據權利要求1所述的方法，其中該平整劑以2-90重量％的量存在於塗料組合物中，基於該組合物的總重量計。
6.根據權利要求1所述的方法，其中該平整劑的粒度為3-75微米。
7.根據權利要求1所述的方法，其中該著色顏料是二氧化鈦和炭黑的混合物。
8.根據權利要求7所述的方法，其中該二氧化鈦以20-50重量％的量存在於塗料組合物中，基於所述塗料組合物的總重量計。
9.根據權利要求7所述的方法，其中該炭黑以0.1-10重量％的量存在於塗料組合物中，基於所述塗料組合物的總重量計。
10.根據權利要求1所述的方法，其中該多烯具有以下結構式 A-⑴m 其中A是有機部分；X是烯屬不飽和部分且m是至少2。
11.根據權利要求10所述的方法，其中X選自-C(O) CR = CH2和-CH2-CR = CH2，其中R是氫或甲基。
12.根據權利要求10所述的方法，其中A包含選自酯和氨基甲酸酯的基團。
13.根據權利要求10所述的方法，其中A得自多異氰酸酯。
14.根據權利要求10所述的方法，其中A-(X)m是聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。
15.根據權利要求10所述的方法，其中A-(X)m是聚酯(甲基)丙烯酸酯。
16.根據權利要求13所述的方法，其中該多異氰酸酯是脂族多異氰酸酯，包括環脂族多異氰酸酯。
17.根據權利要求10所述的方法，其中m是2-4。
18.根據權利要求1所述的方法，其中該多元硫醇具有以下結構式R1-(SH)n其中R是有機部分且η是至少2。
19.根據權利要求18所述的方法，其中R包含酯基團。
20.根據權利要求18所述的方法，其中R得自多元醇。
21.根據權利要求18所述的方法，其中該多元硫醇是硫醇官能的有機酸和多元醇的反應產物。
22.根據權利要求18所述的方法，其中η是2-4。
23.根據權利要求1所述的方法，其中該多烯以80-98重量％的量存在於外層漆塗料組合物，該多元硫醇以2-20重量％的量存在；所述重量百分比基於多烯和多元硫醇的重量計。
24.根據權利要求1所述的方法，其中該基材具有三維構型。
25.根據權利要求24所述的方法，其中該基材是飛行器的外表面。
26.根據權利要求1所述的方法，其中該UV輻射的第一和第二劑量都是手動施塗的。
27.在飛行器的外表面上提供固化塗層的方法，包括: (a)將手動噴塗至該飛行器塗料組合物的外表面，所述塗料組合物包含: ⑴多烯， (ii)多元硫醇， (iii)平整劑，和 (iv)著色顏料； (b)在飛行器的外表面上形成膜； (c)將該膜手動暴露於第一劑量的具有第一波長的UV輻射；然後 (d)將該膜手動暴露於第二劑量的具有第二波長的UV輻射，其中該第二劑量大於該第一劑量，且固化膜具有小於5的85°光澤度。
【文檔編號】C09D5/00GK103958621SQ201280058980
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年8月15日 優先權日:2011年10月27日
【發明者】M·P·鮑曼, H·L·馬斯卡 申請人:Ppg工業俄亥俄公司