无过喷施涂树脂组合物的方法以及用于所述方法的树脂组合物技术

本发明专利技术涉及无过喷施涂非水性触变树脂组合物到基材表面上的方法，以及用于所述方法的非水性触变树脂组合物，其包含树脂和包含聚脲颗粒的触变剂，其特征在于树脂组合物具有在

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无过喷施涂树脂组合物的方法以及用于所述方法的树脂组合物


[0001]本专利技术涉及一种用于无过喷施涂树脂组合物的方法以及用于所述方法的树脂组合物
。

技术介绍

[0002]在大型物体
(
例如机动车辆车身部件
、
飞机
、
火车或车库门
)
上施涂液体涂料通常通过使用旋转雾化器进行静电喷涂来完成，该旋转雾化器使用旋转钟杯将待涂覆的涂料雾化
。
与气动喷涂相比，静电喷涂的优点是通过对涂料液滴带电减少过喷量，从而提高转印效率
。
这里，过喷是指未到达目标位置而是例如沉积在非预期位置或被周围气流带走的喷涂的涂料
。
即使使用静电喷涂，过喷量仍可能高达
20
‑
30
％
。
[0003]在例如以下情况下过喷也是非常不受欢迎的：多色调汽车
、
条纹或标志的涂布或任何其他仅需要在明确的位置涂漆的情况
。
通过喷涂技术，需要为此目的遮盖不期望涂覆的部件
。
遮盖是一个耗时
、
劳动密集且成本高昂的过程，并会产生大量废物流
。
[0004]通过使用无过喷施涂技术，可以大大减少甚至消除液体涂料喷涂的上述缺点
。
在该技术中，使用提供按需滴落或按需射流的打印头施涂器装置将涂料沉积在目标位置上
。
本文中的射流主要是指连续的涂料流，而不是由单个液滴形成的流/>。
打印头施涂器装置通常包括穿孔板，该穿孔板包括多个小孔，液体树脂组合物通过这些小孔被压制
。
打印头可以位于待涂覆的目标位置附近，这确保涂料仅在目标位置撞击物体，从而实际上消除了过喷
。
无过喷施涂的示例描述于例如
WO2011138048、WO2014121926、EP1884365、US2015/0086723
和
US2017182516
中
。
[0005]WO2011138048/US2013284833
描述了一种涂布装置，其包括至少一个施涂装置以用于从至少一个涂布剂喷嘴排出涂布剂，所述喷嘴配置为排出至少一种相干涂布剂射流，以通过在涂布剂喷嘴和部件之间施加振荡来破碎成液滴
。
[0006]WO2014121926
描述了一种用于施涂组合物的特定喷嘴板
。
喷嘴开口小于
0.2mm。
[0007]EP1884365
描述了一种用于将涂料施涂到物体表面的施涂器头，所述施涂器头包括至少一个流体供应通道和至少一个用于涂料的喷嘴出口，该喷嘴出口设置有用于在涂料中产生压力脉冲的致动装置，如此设置能够使得少量涂料被喷射
。
[0008]US2015/0086723
描述了一种用手动操作的施涂装置在表面上施加涂布材料的均匀涂层的装置和方法，所述手动操作的施涂装置包括多个按需滴落式印刷喷嘴
。
[0009]US2017182516
描述了一种通过无过喷施涂器为车身等部件喷涂装饰涂层的喷涂方法，所述施涂器施加边缘锋利且无过喷涂的涂布剂
。
[0010]这些现有技术文献仅涉及使用穿孔板或带喷嘴的板进行无过喷施涂或打印的方法和装置，但没有描述树脂组合物，也没有描述在无过喷施涂过程中使用的树脂组合物的要求或具体问题
。
[0011]使用具有穿孔板的打印头在非无过喷施涂
(OFA)
中施涂树脂组合物的挑战之一是
打印头板上的高压降
。
该压降随着板的厚度
、
树脂组合物通过孔的流速以及组合物的粘度而增加，且随着孔的直径的降低而非常显著地增加
。
在实践中，要求最小厚度的板以确保足够的机械强度，要求小孔以确保所需的液滴或射流形成，和需要高流速以减少树脂组合物的施涂时间以及为了适当的液滴和射流的形成性能
。
如果非水性树脂组合物的粘度太高，则压降太高，存在不规则的不稳定射流或液滴流的风险
。
[0012]在无过喷施涂中，与喷涂相反，打印头和待覆盖的基材表面之间的距离通常小于
15cm
，优选小于
10cm
，更优选小于
6cm
或甚至小于
5cm
，且通常大于约
0.1cm
，优选大于
0.5cm
，更优选大于
1cm
，甚至更优选大于
2cm
，而在喷漆中，该距离为通常大于
15cm
，通常在约
15
‑
25cm
的范围内
。
与喷涂相反，涂料从离开打印头至到达待涂覆的基材表面的时间非常短，通常小于
50
毫秒
(ms)
，优选小于
25
毫秒，更优选小于
15
毫秒或甚至小于
10
毫秒，这导致重要的区别在于，在无过喷施涂中，在组合物到达基材表面之前实际上不可能发生溶剂蒸发
。
因此，到达基材上的树脂组合物的组成和粘度与离开打印头的树脂组合物基本相同
。
因此，由于无过喷施涂所需的树脂组合物的低粘度，牛顿树脂组合物在施涂到基材表面时也具有低粘度，导致在非水平取向的表面上不可接受的高流挂，和即使在汽车顶等几乎水平的表面部件上也是如此
。
高流挂倾向还会导致边缘覆盖不良，例如在物体中的孔或锐边处
。
因此，在低粘度的无过喷施涂中存在相互矛盾的要求，一方面能够通过打印头的非常小的开口喷射树脂组合物的射流或液滴流，另一方面要求树脂组合物在施涂到基材表面上时的低流挂倾向
。
[0013]据认为，在树脂水性分散体的无过喷施涂中，这个问题更容易克服，因为水性树脂分散体由于其分散胶体行为而表现出强假塑性，从而导致在高剪切条件下的粘度与在低剪切条件下的粘度之间存在显著且几乎瞬时的差异
。
然而，上述要求的矛盾在非水性树脂组合物中难以克服，所述非水性树脂组合物例如包含溶解在有机溶剂中的树脂的溶剂型组合物或包含低分子量可交联的组分和基本上不含有机溶剂的可固化的组合物，例如
UV
固化性组合物
。
在无过喷施涂的
中期望能够也使用非水性树脂组合物，其拓宽无过喷施涂的应用范围并克服水性树脂分散体的某些缺点，例如蒸发速率慢和干燥时间长，所得层的机械性能
、
耐化学性和光学质量等
。
[0014]无过喷施涂涂料膜的另一个问题是固化膜表面上射流图案的可见性
。
与它们的直径相比，离开打印头的射流必须在垂直于打印头方向的明显更宽的区域上扩散
。
为了形成连续且光滑的涂料层，来自相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种无过喷施涂树脂组合物到基材表面上的方法，其包括：
a.
提供树脂组合物，
b.
提供无过喷施涂器，所述施涂器包括打印头，所述打印头包括具有多个穿孔的板，
c.
从所述多个孔喷射所述树脂组合物的多个液滴流或射流到所述基材表面上，形成所述树脂组合物的层，其中所述树脂组合物是包含树脂和触变剂的非水性触变树脂组合物，所述触变剂包含聚脲颗粒，其特征在于所述树脂组合物具有：
·
在
23℃
和
1000
±
50s
‑1的剪切速率下测定的高剪切粘度
HSV
为低于
100mPa.s
，优选低于
90mPa.s
，更优选低于
80mPa.s
，最优选低于
70mPa.s
，且优选至少
30mPa.s
，更优选至少
40mPa.s
，甚至更优选至少
50mPa.s
；和
·
在
23℃
下使用
1.0Pa
的蠕变应力在
300
秒后测定的蠕变柔量
Jmax
为低于
250Pa
‑1，优选低于
150Pa
‑1，甚至更优选低于
50Pa
‑1。2.
根据权利要求1所述的方法，其中所述聚脲颗粒的量为
0.4
‑
2.5cwt
％，优选
0.5
‑
2.0cwt
％，更优选
0.6
‑
1.8cwt
％，或最优选
0.7
‑
1.7cwt
％，其中
cwt
％是相对于不包括任选的颜料或填料的重量的树脂组合物的总重量的重量百分比
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其中所述打印头与所述基材的施涂距离为
0.1
‑
15cm
，优选
0.5
‑
12cm
，更优选1‑
10cm
，更优选2‑
6cm
，和优选地；所述孔的直径为
10
‑
200
μ
m
，优选
50
‑
150
μ
m
，更优选
70
‑
130
μ
m
；其中优选地，所述组合物通过所述打印头的孔的流速优选为每孔2‑
10g/min
，优选3‑
9g/min
，更优选4‑
8g/min
；和所述组合物离开所述孔的平均速度优选为至少
2、
优选至少
4、
更优选至少6和最优选至少
8m/s。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的方法，其中所述非水性触变树脂组合物的赫格曼细度比所述层的厚度小至少
20
％，更优选
40
％，更优选
60
％
。5.
一种非水性触变树脂组合物，其包含树脂和触变剂，其中所述触变剂包含聚脲颗粒，其特征在于所述组合物具有：
a)
在
23℃
和
1000
±
50s
‑1的剪切速率下测定的高剪切粘度
HSV
为低于
100mPa.s
，优选低于
90mPa.s
，更优选低于
80mPa.s
，甚至更优选低于
70mPa.s
，且优选至少
30mPa.s
，更优选至少
40mPa.s
，甚至更优选至少
50mPa.s
；
b)
在
23℃
下使用
1.0Pa
的蠕变应力在
300
秒后测定的蠕变柔量
Jmax
为低于
250Pa
‑1，优选低于
150Pa
‑1，甚至更优选低于
50Pa
‑1；和
c)
所述聚脲颗粒的量为
0.4
‑
2.5cwt
％，优选
0.5
‑
2.0cwt
％，更优选
0.6
‑
1.8cwt
％，或最优选
0.7
‑
1.7cwt
％；所述非水性触变树脂组合物优选是不包含颜料的透明涂料组合物
。6.
根据权利要求5所述的非水性触变树脂组合物，其中所述聚脲颗粒是多异氰酸酯
(
优选二异氰酸酯或三异氰酸酯
)
和单胺的各向异性
(
半
)
结晶颗粒反应产物，或者是多胺
(
优选二胺或三胺
)
和单异氰酸酯的反应产物，其中优选所述聚脲颗粒是高效聚脲颗粒，其中：
a.
所述单胺或所述单异氰酸酯是至少部分手性的，或
b.
所述聚脲颗粒已在声学振动辅助工艺中形成，或
c.
所述聚脲颗粒已在树脂
(
优选溶解在溶剂中的树脂
)
的存在下形成，或
d.a)、b)
和
c)
中的两种或更多种的组合，优选
a)
和
b)
的组合，或更优选
a)、b)
和
c)
的组
合
。7.
根据权利要求5或6所述的非水性触变树脂组合物，其中所述聚脲颗粒是多异氰酸酯和至少一种胺的反应产物，其中：
a.
所述多异氰酸酯选自六亚甲基
‑
1,6
‑
二异氰酸酯
(HMDI)、
其异氰脲酸酯三聚体或缩二脲
、
反式亚环己基
‑
1,4
‑
二异氰酸酯
、
对苯二甲基二异氰酸酯和间苯二甲基二异氰酸酯
、
甲苯二异氰酸酯
、
及其混合物；和
/
或
b.
所述胺是单胺且是伯胺，优选脂族胺，更优选选自己胺
、
环己胺
、
丁胺
、
月桂胺
、3
‑
甲氧基丙胺的
(
取代的
)
烷基胺
、
支化烷基胺或环烷基胺，或者选自苄胺
、R
‑
α
‑
甲基苄胺
、S
‑
α
‑
甲基苄胺
、2
‑
苯乙胺的
(
烷芳基
)
胺，或其混合物；和其中优选地，所述聚脲颗粒包含苄胺和六亚甲基二异氰酸酯的反应产物，3‑
甲氧基丙胺和三异氰脲酸酯的反应产物，或更优选
S
‑
α
‑
甲基苄胺和六亚甲基二异氰酸酯的反应产物
。8.
根据权利要求5‑7中任一项所述的非水性触变树脂组合物，其中：
a.
所述聚脲颗粒已衍生自至少部分手性的单胺，优选衍生自
S
‑
α
‑
甲基苄胺；和
/
或
b.
所述聚脲颗粒已在声振动辅助工艺中形成；和
/
或
c.
所述聚脲颗粒已在溶剂中形成为母料，所述母料含有低于
40mwt
％
、
优选低于
25mwt
％
、
更优选低于
15mwt
％
、
最优选低于
10mwt
％的量的聚合物树脂材料，其中
mwt
％是相对于所述母料总重量的重量百分比
。9.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：湛新荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：