利用高转移效率施涂器将溶剂型涂料组合物施加于基材以在其上形成涂层的方法技术

本发明专利技术公开了一种方法，所述方法包括通过高转移效率施涂器将涂料组合物施加于基材以在基材上形成涂层，其中挥发物损失小于约0.5％重量，并且其中涂料组合物包含：A.树脂，其包括丙烯酸系、聚酯或其组合；B.三聚氰胺交联剂；C.任选的颜料；D.有机溶剂；和E.至少一种聚脲晶体流挂控制剂，所述流挂控制剂为胺与异氰酸酯的反应产物，其熔点为约50℃至约150℃，并且基于涂料组合物的总重量，以约0.1至约4重量％的量存在；并且其中在约45度下测定时，所述涂料组合物具有至少约30微米的湿膜厚度且没有可见的流挂。没有可见的流挂。

【技术实现步骤摘要】
利用高转移效率施涂器将溶剂型涂料组合物施加于基材以在其上形成涂层的方法


[0001]总体而言，本公开涉及一种利用高转移效率施涂器将溶剂型涂料组合物施加于基材(基底)以在其上形成涂层的方法。更具体而言，本公开涉及特定的聚脲晶体流挂控制剂的用途，该流挂控制剂使组合物的流挂最小化，同时仍然允许组合物通过高转移效率施涂器进行施加并以优异的物理和美学性能固化。

技术介绍

[0002]喷墨印刷是其中响应于电信号使墨的微滴(droplet)沉积在基材(通常是纸或纺织织物)上的非击打式印刷方法。该施加方法的优点在于允许可以根据个体需求定制的基材的数字印刷。可以通过各种喷墨施加方法(包括连续印刷和按需滴墨印刷(drop
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on
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demand printing))将液滴喷射到基材上。在按需滴墨印刷中，喷射墨滴的能量可以来自热敏电阻器、压电晶体、声音或电磁阀。这些方法使用高转移效率施涂器。
[0003]在汽车工业中，车身通常覆盖有一系列罩面漆(饰面)，包括电涂层、底漆、提供颜色的有色底色漆和提供额外保护和光泽饰面的透明顶涂层。当前，大多数汽车车身以单一颜色涂有底色漆，该底色漆以单次喷涂操作施加。用产生具有宽微滴尺寸分布的宽油漆微滴射流的气动喷涂或旋转设备来施加涂层。这具有通过自动化过程在相对短的时间内产生均匀的高品质涂层的优点。
[0004]然而，该方法具有许多缺点。如果车身要涂多种颜色，例如，如果用第二种颜色产生诸如条纹的图案，或者如果车身的整个区域(诸如车顶)涂上不同颜色，则需要遮蔽第一涂层，然后使车身再次经过喷漆过程以添加第二种颜色。在这第二次涂漆操作之后，必须去除遮蔽物。这既费时又费力，显著增加了操作成本。
[0005]当前喷涂技术的第二个缺点是漆滴以具有宽范围的微滴尺寸的宽微滴射流进行喷涂。结果，许多微滴没有落在车辆上，要么是因为它们被喷在边缘附近并因此过度喷涂了基材，要么是因为较小的微滴具有太低的动量而无法到达车身。这种过量的过度喷涂必须从喷涂操作中去除并安全处理，导致显著的浪费和额外的成本。
[0006]使用高转移效率施涂器施加涂层可以提供一种用于将两种颜色施加于车辆并用于最大限度地减少过度喷涂的解决方案，做法是，产生可被引导到基材上特定点例如车身的特定位置的具有均匀尺寸的液滴，从而最大限度地减少或完全消除过度喷涂的微滴。此外，数字印刷可用于在车身上印刷图案或两种色调，要么作为第二种颜色数字印刷在先前喷涂的不同颜色的底色漆的顶部，要么直接印刷在涂有底漆或清漆的车辆基材上。
[0007]然而，常规的喷墨油墨通常被配制成在诸如纸和纺织品的多孔基材上印刷，其中油墨被迅速吸收到基材中，从而有助于在印刷后不久对基材进行干燥和处理。此外，虽然诸如印刷文字和图片或图案织物的印刷制品对于这些应用具有足够的耐久性，但是汽车涂料的耐久性要求在物理耐久性(诸如耐磨性和抗碎裂性)和长期耐候性和耐光性方面要高得多。此外，本领域已知的喷墨油墨被配制成具有低粘度且通常与剪切速率无关或牛顿型
(Newtonian)粘度，通常低于20cps。这是因为印刷头的每个喷嘴中可用于喷射液滴的能量有限并且还避免了印刷头通道中的油墨变稠而可能导致的堵塞。
[0008]相比之下，汽车涂料通常具有显著的非牛顿型剪切行为并且在低剪切下具有极高的粘度以帮助避免颜料沉降并确保涂料在施加后立即快速且均匀地固化，而在高剪切率下具有相对较低的粘度以促进喷涂和将喷涂物雾化成微滴。
[0009]此外，即使现有技术适用于一些水平表面应用，仍然存在其他应用诸如垂直表面应用，其中现有技术流挂至不可接受的水平。由于高转移效率施涂器需要非常低的粘度而没有任何剪切变稀行为，因此不能采用标准的用于赋予施加涂层抗流挂性的方法。
[0010]更具体地，由零过度喷涂施涂器(连续流)或高分辨率按需滴加(即“喷墨”印刷头)所赋予的局限性通常要求高剪切下的粘度非常低。与喷涂雾化相比，由于在油漆从施涂器喷射之后且在冲击基材之前没有发生溶剂蒸发，因此不会发生粘度增加。因此，涂层将在非水平表面上流挂。为了获得足够的抗流挂性，必须以如此高的水平加入流变改性剂，虽然可以防止流挂，但是屈服应力会阻止流动和流平，从而导致零过度喷涂施涂器特有的涂层缺陷。这些缺陷包括喷嘴线和条纹重叠可见性。前者是由于从相邻喷嘴喷出的料流或微滴的不完全流动和流平导致在印刷头移动方向上出现可见平行线。后者由与先前施加的第一条纹相邻的第二油漆条纹(具有喷嘴阵列的宽度)的施加所造成。虽然改变指数(相邻条纹之间的距离)可以改善聚结，但是在防止流挂所需的高水平的流变改性剂的情况下，重叠区域表现出无法通过指数优化消除的可见峰或谷。此外，由于这些小喷嘴施涂器的粒度局限性，一些流变控制剂由于过滤器和喷嘴堵塞而无法使用。因此，仍存在改进的机会。

技术实现思路

[0011]本公开提供了一种利用高转移效率施涂器将单组分溶剂型涂料组合物施加于基材以形成布置在基材上的涂层的方法，所述方法包括以下步骤：
[0012]将涂料组合物提供给高转移效率施涂器；和
[0013]通过高转移效率施涂器将涂料组合物施加于基材以在基材上形成涂层，其中基于涂料组合物的总重量，在通过高转移效率施涂器施加后挥发物损失小于约0.5重量％，
[0014]其中所述涂料组合物包含：
[0015]A.树脂，其包含丙烯酸系、聚酯或其组合；
[0016]B.三聚氰胺交联剂；
[0017]C.任选的颜料；
[0018]D.有机溶剂；和
[0019]E.至少一种聚脲晶体流挂控制剂，所述流挂控制剂为胺与异氰酸酯的反应产物，其熔点为约50℃至约150℃，并且基于涂料组合物的总重量，以约0.1至约4重量％的量存在；并且
[0020]其中在约45度下测定时，所述涂料组合物具有至少约30微米的湿膜厚度且没有可见的流挂。
[0021]本公开还提供了一种利用高转移效率施涂器将双组分溶剂型涂料组合物施加于基材以形成布置在基材上的涂层的方法，所述方法包括以下步骤：
[0022]将涂料组合物提供给高转移效率施涂器；和
[0023]通过高转移效率施涂器将涂料组合物施加于基材以在基材上形成涂层，其中基于涂料组合物的总重量，在通过高转移效率施涂器施加后挥发物损失小于约0.5重量％，
[0024]其中所述涂料组合物包含：
[0025]A.羟基官能的树脂；
[0026]B.异氰酸酯交联剂；
[0027]C.任选的颜料；
[0028]D.有机溶剂；和
[0029]E.至少一种聚脲晶体流挂控制剂，所述流挂控制剂为胺与异氰酸酯的反应产物，其熔点为约50℃至约150℃，并且基于涂料组合物的总重量，以约0.1至约4重量％的量存在；并且
[0030]其中在约45度下测定时，所述涂料组合物具有至少约30微米的湿膜厚度且没有可见的流挂。
附图说明
[0031]下面将结合以下附图描述本公开，其中相同的数字表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用高转移效率施涂器将单组分溶剂型涂料组合物施加于基材以形成布置在基材上的涂层的方法，所述方法包括以下步骤：将涂料组合物提供给高转移效率施涂器；和通过高转移效率施涂器将涂料组合物施加于基材以在基材上形成涂层，其中基于涂料组合物的总重量，在通过高转移效率施涂器施加后挥发物损失小于约0.5重量％，其中所述涂料组合物包含：A.树脂，其包含丙烯酸系、聚酯或其组合；B.三聚氰胺交联剂；C.任选的颜料；D.有机溶剂；和E.至少一种聚脲晶体流挂控制剂，所述流挂控制剂为胺与异氰酸酯的反应产物，其熔点为约50℃至约150℃，并且基于涂料组合物的总重量，以约0.1至约4重量％的量存在；并且其中在约45度下测定时，所述涂料组合物具有至少约30微米的湿膜厚度且没有可见的流挂。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述异氰酸酯为有机二异氰酸酯，所述胺为苄胺，并且所述熔点为约120℃至约150℃。3.根据权利要求2所述的方法，其中基于涂料组合物的总重量，所述至少一种聚脲晶体流挂控制剂以约0.1至约1.75重量％的量存在。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述有机二异氰酸酯是六亚甲基二异氰酸酯。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述异氰酸酯是有机三异氰酸酯和/或有机多异氰酸酯，并且所述熔点为约50℃至约100℃。6.根据权利要求5所述的方法，其中基于涂料组合物的总重量，所述至少一种聚脲晶体流挂控制剂以约0.1至约2.5重量％的量存在。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述异氰酸酯是有机二异氰酸酯、三异氰酸酯和/或多异氰酸酯，所述胺是光学活性的，并且所述熔点为约50℃至约120℃。8.根据权利要求7所述的方法，其中基于涂料组合物的总重量，所述至少一种聚脲晶体流挂控制剂以约0.1至约2重量％的量存在。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述组合物不含粘土和二氧化硅。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其还包括固化基材上的涂料组合物的步骤，其中所述高转移效率施涂器包括多个喷嘴，其中所述施加步骤进一步定义为通过喷嘴以多条线将涂料组合物施加在基材上，并且其中所述涂料组合物不存在由于固化步骤之后各个喷嘴线的不完全流动和流平引起的可见的外观缺陷。11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其还包括固化基材上的涂料组合物的步骤，其中所述高转移效率施涂器包括多个喷嘴，其中所述施加步骤进一步定义为通过喷嘴沿基材在方向(X)上以多条线将涂料组合物施加在基材上，其中每条线与相邻线部分重叠以形成重叠区域和非重叠区域，其中重叠区域在视觉上是光滑的，使得在固化步骤之后与在垂直于方向(X)测量的5mm距离上测得的非重叠区域的厚度相比，重叠区域的厚度存在小于约1微米的变化。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述高转移效率施涂器包括具有一定直径的喷嘴，并且通过高转移效率施涂器将涂料组合物施加于基材的步骤导致喷嘴堵塞最小化，其中所述涂料组合物不含平均粒度大于喷嘴直径的约10％的任何组分。13.根据权利要求1或8至12中任一项所述的方法，其中：E.所述树脂为羟基官能的丙烯酸系树脂，其Mw为5500且羟基含量为97mgK...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：艾仕得涂料系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：