專利名稱：用于噴涂多種組分的噴涂裝置及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用涂料組合物產(chǎn)生涂層的方法。具體地講，本發(fā)明涉及在霧化后將催化劑引入涂料組合物的方法和噴涂裝置。
背景技術(shù)：
機動車或其他物體上的涂料通常包含由涂料組合物的多種反應(yīng)組分形成的網(wǎng)狀聚合物。通常使用噴涂裝置或其他涂料涂覆技術(shù)將涂料施加到諸如汽車車輛的車身或車身部件之類的基材上，然后進行固化以形成具有此類網(wǎng)狀聚合物的涂層。目前方法是，通常在噴涂之前先將涂料組合物的多種反應(yīng)組分混合在一起以形成罐裝混合物，然后將其放入連結(jié)到諸如噴槍之類的噴涂裝置的杯狀貯存器或容器內(nèi)。由于多種反應(yīng)組分具有反應(yīng)性質(zhì)，因此它們一旦混合在一起，罐裝混合物就開始反應(yīng)，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后，罐裝混合物便無法進行噴涂。噴槍本身有可能被交聯(lián)聚合物材料堵塞，這也是不利的。粘度增大到噴涂失效的那個點(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，例如有機溶劑等稀釋劑有助于增強揮發(fā)性有機化合物(VOC)的散發(fā)，并且還增加固化時間。延長涂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“基于化學” 的解決方案。例如，有人建議添加一種或多種反應(yīng)組分的改性劑或某些添加劑，它們可以延緩灌裝混合物中多種組分的聚合反應(yīng)。改性劑或添加劑必須滿足這樣的條件當把涂料涂覆到基材表面上后，固化速率不會受到不利影響。另一種方法是在噴涂之前，將一種或多種關(guān)鍵組分例如催化劑與涂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，并且在涂料制劑被霧化之前分配催化劑溶液并使其與液體涂料制劑混合。另一種方法是分別霧化涂料組合物的兩種組分，例如催化劑和樹脂，并在噴涂后混合這兩種霧化組分。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來分別霧化兩種組分并且每種組分都需要單獨的噴射裝置。發(fā)明簡述本發(fā)明涉及一種用于噴涂包含第一組分和第二組分的涂料組合物的噴槍，所述噴槍包括(A)噴槍體(1)，該噴槍體包括連接至噴霧噴嘴(1 的第一入口(10)，以及具有一個或更多個成型出氣口(Ma)的噴氣嘴04)；和(B)輸送裝置，該輸送裝置包括輸出口(14)、第二入口(8)、以及連接所述第二入口和所述輸出口的連接路徑(11)，所述輸出口定位在所述成型出氣口之一內(nèi)；其中所述第一入口被構(gòu)造成耦接到貯存器(3)，用于將所述第一組分運送至所述噴嘴， 并且所述第二入口被構(gòu)造成耦接到第二容器，用于將所述第二組分運送至所述輸出口。本發(fā)明涉及在基材上產(chǎn)生包含第一組分和第二組分的涂料組合物層的方法，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)，該噴槍體包括連接至噴霧噴嘴(1 的第一入口(10)，和具有一個或更多個成型出氣口(Ma)的噴氣嘴04)；和(B)輸送裝置，該輸送裝置包括輸出口(14)、第二入口(8)、以及連接所述第二入口和所述輸出口的連接路徑(11)，所述輸出口定位在所述成型出氣口之一內(nèi)；其中所述第一入口被構(gòu)造成耦接到貯存器(3)，用于將所述第一組分運送至所述噴嘴， 并且所述第二入口被構(gòu)造成耦接到第二容器，用于將所述第二組分運送至所述輸出口 ；ii)向所述第一入口提供所述涂料組合物的所述第一組分，并且向所述第二入口提供所述涂料組合物的所述第二組分；iii)通過將加壓載氣供應(yīng)至所述噴槍產(chǎn)生霧化的所述第一組分和霧化的所述第二組分以形成涂料混合物；以及iv)將所述涂料混合物涂覆在所述基材上，從而在其上形成所述層。附圖簡述

圖1示出了本發(fā)明噴槍的實例的示意圖。圖2示出了本發(fā)明實例的橫截面視圖。(A)具有輸送裝置實例的噴嘴-噴氣嘴組合件。(B)具有輸送裝置的另一個實例的噴嘴-噴氣嘴組合件的另一個實例。圖3示出了第二容器構(gòu)型的實例的示意圖。(A)固定在噴槍上側(cè)的一個第二容器。 (B)固定在噴槍上側(cè)的兩個第二容器。圖4示出了第二容器構(gòu)型的其他實例的示意圖。㈧固定在噴槍下側(cè)的一個第二容器。(B)固定在噴槍下側(cè)的兩個第二容器。發(fā)明詳述通過閱讀下列發(fā)明詳述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將更容易了解本發(fā)明的特征和優(yōu)點。 應(yīng)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所描述的本發(fā)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中描述的本發(fā)明的多個特點也可以分別給出，或以任何子組合給出。此外，單數(shù)所指的內(nèi)容也可以包括復(fù)數(shù)(例如，“一個”和“一種”可以指一個(一種)、或者一個(一種)或多個(多種))，除非上下文特別地另外指明。除非明確地另外指明，在本專利申請中所指明的各個范圍內(nèi)使用的數(shù)值被描述為近似值，如同所述范圍內(nèi)的最小值和最大值之前均有單詞“約”一樣。如此可使用略微高于或低于所述范圍的變化，以獲得與所述范圍內(nèi)的值基本上相同的結(jié)果。而且，公開的這些范圍都應(yīng)視為連續(xù)的范圍，包括最大值和最小值之間的每一個值。如本文所用“雙包涂料組合物”也稱為I涂料組合物，是指包含分別存儲在單獨容器中的兩種組分的熱固性涂料組合物，這些單獨容器通常被密封以延長涂料組合物的各組分的儲存壽命。在即將使用之前，混合各組分以形成罐裝混合物，所述罐裝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材表面例如車身或車身部件上并形成所需厚度的層。被施用后，該層干燥并固化，從而在基材表面上形成具有所需涂層性質(zhì)(例如所需光澤度、抗擦傷性、耐環(huán)境腐蝕性和耐溶劑降解性)的涂層。典型的雙包涂料組合物能夠包含可交聯(lián)組分和交聯(lián)組分?！皢伟苛辖M合物”也稱為IK涂料組合物，是指涂料組合物包含混合在單一包裝內(nèi)的多種成分。單包涂料組合物可在某些條件下形成涂層。IK涂料組合物的一個實例可包含可在某些條件下被活化的封端交聯(lián)劑。封端交聯(lián)劑的一個實例可為封端異氰酸酯。IK涂料組合物的另一個實例可為紫外線(UV)輻射固化的涂料組合物。術(shù)語“輻射”、“照射”或“光化輻射”是指在光引發(fā)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(fā)生聚合的輻射。光化輻射源可以是自然陽光，也可以是人造輻射源。光化輻射的實例包括但不限于輻射波長在IOOnm 至SOOnm范圍內(nèi)的紫外線輻射，其包括落在320納米(nm)至400nm波長范圍內(nèi)的UV-A輻射、輻射波長落在280nm至320nm范圍內(nèi)的UV-B輻射；輻射波長落在IOOnm至280nm范圍內(nèi)的UV-C輻射；以及輻射波長落在400nm至SOOnm范圍內(nèi)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固化的涂層可被稱為輻射涂層或紫外線涂層。紫外線涂層通常能夠為IK涂層。紫外線固化涂層通常能夠具有包含單體的紫外線固化組分，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雙鍵；和一種或多種光引發(fā)劑或輻射活化劑。通常，能夠制備IK涂料組合物例如紫外線單重固化涂料組合物，以形成罐裝混合物并將其存儲在密封容器內(nèi)。只要未將所述紫外線單重固化涂料組合物暴露于紫外線輻射，所述紫外線單重固化涂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(lián)或單獨通過紫外線輻射)而被固化的涂層能稱之為單重固化涂層。可通過化學和輻射這兩種機制，例如通過化學交聯(lián)和紫外線輻射這兩種機制，而固化的涂層稱之為雙重固化涂層。在一個實例的一個容器中，雙重固化涂料組合物包含第一組分，該第一組分具有輻射固化基團，例如丙烯酸類雙鍵；以及化學可交聯(lián)基團，例如羥基。第二組分包含相應(yīng)的交聯(lián)劑，并存儲在第二容器中，該相應(yīng)的交聯(lián)劑具有交聯(lián)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紫外線固化涂料組合物，該涂料組合物包含輻射固化組分和可交聯(lián)組分，該輻射固化組分具有可聚合烯鍵式不飽和雙鍵，該可交聯(lián)組分具有羥基官能團，并且該涂料組合物能夠通過紫外線輻射和具有異氰酸酯交聯(lián)劑的交聯(lián)組分的組合來固化。雙重固化涂料組合物的可交聯(lián)組分能夠具有本文所述的其他可交聯(lián)官能團。雙重固化涂料組合物的交聯(lián)組分能夠具有本文所述的其他交聯(lián)官能團?！暗蛽]發(fā)性有機化合物(VOC)涂料組合物”是指一類涂料組合物，這類組合物包含低于0. 6千克/升(5磅/加侖)、優(yōu)選地低于0. 53千克/升4磅/加侖)的揮發(fā)性有機組分，例如某些有機溶劑。短語“揮發(fā)性有機組分”在本文中是指VOC。VOC的含量是以 ASTM D3960中提供的程序進行測定?！翱山宦?lián)組分”包括具有可交聯(lián)官能團的化合物、低聚物、聚合物或共聚物，這些可交聯(lián)官能團位于化合物、低聚物的每個分子上、聚合物主鏈上、聚合物主鏈的側(cè)基上、聚合物主鏈的末端或它們的組合。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明的可交聯(lián)組分不包括某些可交聯(lián)基團組合，因為如果存在，這些組合將相互交聯(lián)(自交聯(lián))，從而破壞它們與下面定義的交聯(lián)組分中的交聯(lián)基團進行交聯(lián)的能力。典型的可交聯(lián)組分可具有平均2至25、優(yōu)選地2至15、更優(yōu)選地2至5、甚至更優(yōu)選地2至3個可交聯(lián)基團，這些可交聯(lián)基團選自羥基、乙酰乙酸基、羧基、伯胺、仲胺、環(huán)氧化物、酸酐、亞氨基、酮亞胺、醛亞胺或它們的組合?？山宦?lián)組分能夠具有受保護的可交聯(lián)基團?！笆鼙Ｗo的”可交聯(lián)基團不會立即與交聯(lián)基團發(fā)生固化，而是必須首先進行反應(yīng)以生成可交聯(lián)基團。具有受保護的可交聯(lián)基團的合適的受保護的可交聯(lián)組分的實例能夠包括例如酰胺縮醛、原碳酸酯、原酸酯、原甲酸酯、 螺環(huán)原酸酯、正硅酸酯、噁唑烷或它們的組合。受保護的可交聯(lián)基團在不進行其他化學轉(zhuǎn)化的情況下一般不是可交聯(lián)的。這些基團的化學轉(zhuǎn)化能夠是去保護反應(yīng)，例如去掉基團保護以形成可交聯(lián)基團的水解反應(yīng)，該可交聯(lián)基團隨后能夠與交聯(lián)組分反應(yīng)以產(chǎn)生交聯(lián)網(wǎng)。在去保護反應(yīng)之后，這些受保護基團中的每一種都會形成至少一種可交聯(lián)基團。例如，在水解之后，酰胺縮醛能夠形成酰胺二醇或兩種氨基醇的其中一種。又如，原酸酯的水解能夠形成羥基。可交聯(lián)組分可以包含具有可交聯(lián)官能團的化合物、低聚物和/或聚合物，所述可交聯(lián)官能團不需要進行化學反應(yīng)而產(chǎn)生可交聯(lián)基團。此類可交聯(lián)基團在本領(lǐng)域中是已知的并且包括例如羥基、乙酰乙酸基、硫醇、羧基、伯胺、仲胺、環(huán)氧化物、酸酐、亞氨基、酮亞胺、 醛亞胺、硅烷、天冬氨酸鹽或它們的合適的組合。用于將受保護可交聯(lián)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?qū)⑺蛩退岬慕M合用作活化劑以去除可交聯(lián)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中描述的涂料的活化劑，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(lián)官能團反應(yīng)。“交聯(lián)組分”是這樣的組分，其包括具有交聯(lián)官能團的化合物、低聚物、聚合物或共聚物，所述交聯(lián)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(cè)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(lián)組分上的可交聯(lián)官能團交聯(lián)以產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)形式的涂層。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明不包括某些交聯(lián)基團/可交聯(lián)基團組合，因為它們不能夠交聯(lián)并產(chǎn)生成膜交聯(lián)結(jié)構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)。典型的交聯(lián)組分可選自具有交聯(lián)官能團的化合物、低聚物、聚合物或共聚物，所述交聯(lián)官能團選自異氰酸酯、胺、酮亞胺、三聚氰胺、環(huán)氧化物、多元酸、酸酐、以及它們的組合。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可清楚地認識到，一般來說交聯(lián)組分中的某些交聯(lián)基團與可交聯(lián)組分中的某些可交聯(lián)基團進行交聯(lián)。這些成對組合中的一些能夠包括(1) 一般與乙酰乙酸基、環(huán)氧基、或酸酐可交聯(lián)基團交聯(lián)的酮亞胺交聯(lián)基團；( 一般與羥基、伯胺和仲胺、 酮亞胺或醛亞胺可交聯(lián)基團交聯(lián)的異氰酸酯及三聚氰胺交聯(lián)基團；C3) —般與羧基、伯胺和仲胺、酮亞胺、或酸酐可交聯(lián)基團交聯(lián)的環(huán)氧化物交聯(lián)基團；(4) 一般與乙酰乙酸基可交聯(lián)基團交聯(lián)的胺交聯(lián)基團；( 一般與環(huán)氧化物可交聯(lián)基團交聯(lián)的多元酸交聯(lián)基團；以及 (6) 一般與環(huán)氧化物及酮亞胺可交聯(lián)基團交聯(lián)的酸酐交聯(lián)基團。涂料組合物還能夠包含催化劑、引發(fā)劑、活化劑、固化劑，或它們的組合。如果涂料組合物是輻射固化涂料組合物，例如紫外線固化涂料組合物，則該涂料組合物還可包含輻射活化劑。催化劑可引發(fā)或促使反應(yīng)物之間的反應(yīng)，例如涂料組合物的可交聯(lián)組分的可交聯(lián)官能團與交聯(lián)組分的交聯(lián)官能團之間的反應(yīng)。催化劑的量取決于官能團的活性。通?？刹捎眉s0. 001 %至約5 %的范圍內(nèi)，優(yōu)選采用0.01%至2%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選采用0. 02 %至
的范圍內(nèi)的催化劑，所有百分比均為按可交聯(lián)組分固體的總重量計算的重量百分比。能夠利用很多種催化劑，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。這些催化劑可以單獨使用或與羧酸(例如乙酸)配合使用?？缮藤彨@得的催化劑的一個實例是Arkema(Bristol，Pennsylvania)以相應(yīng)的商標銷售的Fascat 系列二月桂酸二丁基錫?；罨瘎┛苫罨苛辖M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中描述的涂料的活化劑，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(lián)官能團反應(yīng)。引發(fā)劑可引發(fā)一個或更多個反應(yīng)。實例可包括光引發(fā)劑和/或感光劑，它們在受到輻射例如紫外線輻射時，可引起輻射固化涂料組合物(例如紫外線固化涂料組合物)的光致聚合或固化。很多光引發(fā)劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知并且可適于本發(fā)明。光引發(fā)劑的實例可包括但不限于二苯甲酮、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、苯甲酰甲酸甲酯、1-羥基環(huán)己基苯基-甲酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、苯甲酰甲酸乙酯、二苯基(2，4，6_三甲基苯甲酰基)-氧化膦、氧化膦、苯基雙0，4，6_三甲基苯甲?；?、菲錕、以及它們的組合。還能夠使用其他商用光引發(fā)劑產(chǎn)品或它們的組合，例如購自 Ciba Co.的 Darocure 1173、Darocure MBF、Darocure TP0 或 Irgacure 184、Irgacure⑧ 4265、Irgacure 819、Irgacure 2022 或 Irgacure 2100。Darocure㊣禾口 Irgacure 是 Ciba Specialty Chemicals Corporation (New York)的注冊商標?？赏ㄟ^輻射使輻射活化劑活化，然后引發(fā)或催化后續(xù)的一個或更多個反應(yīng)。一個實例可為購自Ciba Specialty Chemicals的光潛催化劑。固化劑可與涂料組合物的其他組分反應(yīng)，從而將涂料組合物固化為涂層。例如，交聯(lián)組分例如異氰酸酯能夠作為包含可交聯(lián)羥基組分的涂料的固化劑。在另一方面，可交聯(lián)組分可為交聯(lián)組分的固化劑。在常規(guī)涂層操作中，雙包涂料組合物的組分在即將噴涂前立即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(lián)組分、可交聯(lián)組分、必要的催化劑、以及本領(lǐng)域的技術(shù)人員所確定的必需的其他組分。除了有限的適用壽命外，許多催化劑可改變其在罐裝混合物中的活性。例如，一些催化劑能夠?qū)扪b混合物中痕量的水敏感，因為水能夠弓I起水解并因而滅活催化劑。
為了延長適用壽命，一種先前方法是在噴涂前立即將催化劑與涂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，并且在涂料制劑被霧化之前分配催化劑溶液并使其與液體涂料制劑混合。然而，這種方法需要在霧化前混合催化劑和液體涂料組合物。先前方法的另一實例描述于美國專利4，824，017，其中涂料組合物的催化劑和樹脂單獨霧化并在霧化后混合。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并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噴射進行細致調(diào)整和監(jiān)測以確保這兩種組分的恒定混合比率。本發(fā)明涉及用于將包含第一組分和第二組分的涂料組合物噴涂至基材的噴槍。該噴槍能夠包括(A)噴槍體(1)，該噴槍體包括連接至噴霧噴嘴(1 的第一入口(10)，和具有一個或更多個成型出氣口(Ma)的噴氣嘴04)；(B)用于存儲第一組分的貯存器( 和用于存儲第二組分的第二容器；和(C)輸送裝置，該輸送裝置包括輸出口(14)、第二入口(8)、以及連接所述第二入口和所述輸出口的連接路徑(11)，所述輸出口定位在所述成型出氣口之一內(nèi)；其中所述第一入口被構(gòu)造成耦接到貯存器(3)，用于將所述第一組分運送至所述噴嘴， 并且所述第二入口被構(gòu)造成耦接到第二容器，用于將所述第二組分運送至所述輸出口。圖1示出了噴槍示意圖的實例。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)；用于調(diào)節(jié)和測量載氣流量和壓力的載氣調(diào)節(jié)組合件0 ；用于調(diào)節(jié)存儲在主貯存器C3)中的第一組分流量的涂料流量調(diào)節(jié)器(21)；以及本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的、用于正確操作噴槍所需的其他機構(gòu)。其他控制裝置或部件可包括例如觸發(fā)器0 和噴霧風機調(diào)節(jié)器(20)，該噴霧風機調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)壓縮的載氣，例如用于調(diào)節(jié)從噴氣嘴04)上的一組成型出氣口(Ma)中噴射出的壓縮空氣以形成所需噴霧形狀，例如扇形。當組裝在一起時，噴氣嘴和噴霧噴嘴可形成噴嘴-噴氣嘴組合件O)。通常，能夠在噴槍體內(nèi)組裝多個通路、連接器、連接路徑和機械控制裝置。能夠通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方法，將第一入口(10)構(gòu)造或配置在噴槍體上。第一入口連接至噴嘴以將涂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，并且通常能夠?qū)⒌谝蝗肟诙ㄎ辉趪姌岓w的上側(cè)，以便在正常噴涂操作(例如手持噴涂)期間，第一組分能夠被運送至第一入口并進一步通過重力進入噴槍中。輸出口(14)可以是插入所述成型出氣口之一的管。通常，在噴氣嘴上可以有一對或多對在對稱位置構(gòu)造的成型出氣口。在一個實例中，有兩對成型出氣口。可在成型出氣口之一內(nèi)設(shè)置一個輸出口。在一個實例中，在兩個成對成型出氣口的每個內(nèi)都設(shè)置一個輸出口。對于具有多個成型出氣口的噴氣嘴，可在任何成型出氣口內(nèi)設(shè)置輸出口。對稱位置是優(yōu)選的。對稱位置是指噴氣嘴的旋轉(zhuǎn)對稱。輸出口(14)可連接至連接路徑(11)和第二入口(8)。第二入口可簡單地通過噴氣嘴側(cè)壁上的開口插入。第二入口也可用固定裝置(例如一套密封件、螺釘、螺帽、連接器或它們的組合)固定到噴氣嘴。連接路徑可選自柔性管狀連接器、固定形狀管狀連接器、或它們的組合。圖2示出了本發(fā)明的實例的示意圖。在該實例中，輸出口(14)、第二入口(8)、以及連接路徑(11)通過將管插入噴氣嘴04)的壁而形成。然后將噴氣嘴組裝成噴槍，以形成噴嘴-噴氣嘴組合件(2’ )的實例。壓縮空氣(320)通過噴嘴和噴氣嘴開口之間的空間噴射出，使運送至噴嘴(1 的第一組分(31)霧化，產(chǎn)生霧化的第一組分(3 流。壓縮空氣也可用作運送至成型出氣口(Ma)的定形空氣(320a)。定形空氣以高速定形氣流(320b) 噴射出成型出氣口，在輸出口(14)周圍生成虹吸區(qū)域。第二組分可被定形氣流虹吸，產(chǎn)生霧化的第二組分(3 流。霧化的第二組分(3 可與霧化的第一組分(3 流混合，從而形成涂料混合物(圖2A)。另一個實例在圖2B中示出。在該實例中，可將具有不同形狀的管插入噴氣嘴。第二入口(8)可被定位在噴氣嘴上的任何位置。通常，第二入口可被定位在噴氣嘴的外表面以方便第二組分的輸送。第二入口可被連接至至少一個第二容器(圖3和4)。第二容器可被固定到噴槍上側(cè)(圖3A和3B)。第二容器可被構(gòu)造成通過重力將第二組分運送至第二入口。第二容器也可被固定到噴槍下側(cè)(圖4A和4B)。噴槍可包括兩個或更多個第二容器。可將單個第二容器連接至一個或更多個第二入口(圖3A和4A)。也可將每個第二入口連接至單獨容器 (圖;3B 禾口 4B)。本發(fā)明的一個優(yōu)點是，所述霧化的第一涂料組分和所述第二涂料組分可以按照預(yù)定的混合比率進行混合，以形成所述涂料混合物，而不需要上述美國專利4，824，017中描述的那些復(fù)雜控制器。預(yù)定的混合比率可通過如下方法測定調(diào)節(jié)輸出口(14)的尺寸；提供功能性連接到所述輸出口的流量控制器；或上述兩種方法的組合?；旌媳嚷士赏ㄟ^選取不同直徑大小的輸出口來確定。通過采用不同尺寸的出口形成的涂料混合物可以噴涂到合適的基材上。可以測量基材上所形成的涂層的性能。根據(jù)性能測量，可以選取輸出口的合適尺寸或合適尺寸范圍。可以將流量控制器(例如閥門或商用內(nèi)嵌式流量控制器)連接到輸出口，以調(diào)節(jié)第二涂料組分的流量，從而影響混合比率。流速控制器也可以是放置在連接路徑內(nèi)的小插件或連接到與輸出口相連的連接路徑上的管材。此類插件可有效地減少連接路徑或管材的尺寸，從而降低第二涂料組分的流量。尺寸的選取和流量控制器的使用可以結(jié)合起來。例如，可以選擇輸出口合適范圍內(nèi)的尺寸，并將閥門連接到輸出口，從而可以對混合比率進行微調(diào)。任何可以連接到輸出口的流量控制器均可適用于本發(fā)明。包含第二涂料組分的第二容器(4)可為柔性容器，例如塑料袋；固定形狀的容器， 例如由金屬或硬塑料制成的罐；或固定形狀容器內(nèi)部的柔性內(nèi)部容器，例如置于固定形狀金屬容器內(nèi)部的柔性塑料袋。第二容器還可具有單向流動限制器以避免回流，其中所述單向流動限制器只能使內(nèi)容物流向一個方向，例如只能從容器流向輸出口。定向流量限制器可阻止任何回流以避免潛在的污染?？墒构潭ㄐ螤畹娜萜魍L以使得容器內(nèi)的內(nèi)容物可保持在大氣壓下。本發(fā)明還涉及在基材上產(chǎn)生包含第一組分和第二組分的涂料組合物層的方法。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)，該噴槍體包括連接至噴霧噴嘴(1 的第一入口(10)，和具有一個或更多個成型出氣口(Ma)的噴氣嘴04)；和(B)輸送裝置，該輸送裝置包括輸出口(14)、第二入口(8)、以及連接所述第二入口和所述輸出口的連接路徑(11)，所述輸出口定位在所述成型出氣口之一內(nèi)；其中所述第一入口被構(gòu)造成耦接到貯存器(3)，用于將所述第一組分運送至所述噴嘴， 并且所述第二入口被構(gòu)造成耦接到第二容器，用于將所述第二組分運送至所述輸出口 ；ii)向所述第一入口提供所述涂料組合物的所述第一組分，并且向所述第二入口提供所述涂料組合物的所述第二組分；iii)通過將加壓載氣供應(yīng)至所述噴槍產(chǎn)生霧化的所述第一組分和霧化的所述第二組分以形成涂料混合物；以及iv)將所述涂料混合物涂覆在所述基材上，從而在其上形成所述層。該方法還能夠包括在環(huán)境溫度下例如在18°C至35°C范圍內(nèi)，或在高溫下例如在 35°C至150°C范圍內(nèi)固化所述涂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分鐘到幾小時例如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(huán)境溫度下例如在18°C至35°C的范圍內(nèi)，或在高溫下例如在35°C至150°C的范圍內(nèi)通過光化輻射進行固化。加壓載氣能選自壓縮空氣、壓縮氣體、壓縮氣體混合物或它們的組合。通常，能夠使用壓縮空氣。基材可為木材、塑料、皮革、紙材、織造和非織造織物、金屬、石膏、水泥質(zhì)和浙青基材、以及在其上具有一個或更多個現(xiàn)有涂層的基材。基材能夠為車輛、車身或車身部件。涂料組合物能夠選自漆涂料組合物、化學固化涂料組合物、輻射固化涂料組合物、 或化學和輻射雙重固化涂料組合物。涂料組合物能夠為IK涂料組合物或I涂料組合物。涂料組合物也可以是單重固化涂料組合物，例如化學固化涂料組合物或輻射固化涂料組合物；或者是雙重固化涂料組合物，例如化學和輻射雙重固化涂料組合物。在一個實例中，第二組分能夠選自催化劑、引發(fā)劑、活化劑、輻射活化劑、固化劑或它們的組合。在一個實例中，涂料組合物能夠為紫外線涂料組合物，其中第一組分包含如上所述的紫外線固化組分，第二組分包含一種或多種光引發(fā)劑。在另一個實例中，涂料組合物為化學固化涂料組合物，其中第一組分包含可交聯(lián)組分和交聯(lián)組分，第二組分包含催化劑或輻射活化劑，例如諸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(lián)組分，第二組分包含交聯(lián)組分和催化劑。在又一個實例中，涂料組合物為雙重固化涂料組合物，其中第一組分包含可交聯(lián)組分、交聯(lián)組分和紫外線固化組分，第二組分包含催化劑和光引發(fā)劑。在又一個實例中，第一組分包含可交聯(lián)組分，并且第二組分包含作為固化劑的交聯(lián)組分。
在又一個實例中，第一組分包含輻射固化組分和可交聯(lián)組分，所述第二組分包含交聯(lián)組分。在又一個實例中，第一組分包含可交聯(lián)組分、交聯(lián)組分和輻射固化組分，所述第二組分包含催化劑、光引發(fā)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(lián)組分的漆涂料組合物。第二組分能包含交聯(lián)組分，或交聯(lián)組分與催化劑的組合。通常，漆涂料組合物能夠干燥以形成涂層，并且無需交聯(lián)組分。添加附加交聯(lián)組分通常能夠縮短固化時間并改善涂料性能。常規(guī)方法是以類似于業(yè)涂料組合物的方式將漆與交聯(lián)組分混合。然而，此類常規(guī)方法會導致涂料混合物具有有限的適用壽命，類似于業(yè)涂料組合物的適用壽命。本發(fā)明的優(yōu)點是能夠固化漆組合物，并且同時保持延長的適用壽命，因為能夠在使漆霧化之后將交聯(lián)組分與漆混合。通過調(diào)整漆組合物與交聯(lián)組分的比率，能夠輕松調(diào)節(jié)固化速度。在又一個實例中，第一組分包含受保護的可交聯(lián)基團和交聯(lián)組分。在一個實例中， 受保護的可交聯(lián)基團選自酰胺縮醛、原碳酸酯、原酸酯、螺環(huán)原酸酯、正硅酸酯、噁唑烷以及它們的組合。在一個實例中，交聯(lián)組分能包含化合物、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(huán)氧化物、羧酸、酸酐以及它們的組合的交聯(lián)基團。由于受保護的可交聯(lián)官能團的存在，可交聯(lián)基團和交聯(lián)基團通常無法引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)。能夠通過引入水或水與酸使受保護的可交聯(lián)基團活化。能夠?qū)⑺蛩c酸用作使用噴槍時的第二組分或后續(xù)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(lián)組分，第二組分可包含前述交聯(lián)組分。水或水與酸的組合可用作后續(xù)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(lián)組分，第二組分可包含以下物質(zhì)的組合交聯(lián)組分、水或水與酸的組合。本發(fā)明的另一個優(yōu)點能夠包含控制涂料組合物粘度的能力。涂料混合物可具有隨時間推移而增加的涂料粘度，而第一組分和第二組分能夠保持基本不變的各自的粘度。這意味著第一組分和第二組分在噴涂操作的開始和結(jié)束階段均能夠保持基本不變的各自的粘度。如果將所有組分混合在一起，則這對于噴涂粘度增長非?？斓耐苛辖M合物非常有用。 通過采用本發(fā)明，此類涂料組合物的各種組分能夠在霧化之后混合。在噴涂操作期間，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(lián)組分和交聯(lián)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(lián)組分，第二組分包含交聯(lián)組分和催化劑?；目蔀槟静?、塑料、皮革、紙材、織造和非織造織物、金屬、石膏、水泥質(zhì)和浙青基材、以及在其上具有一個或更多個現(xiàn)有涂層的基材。基材能夠為車身或其車身部件。雖然這里具體描述了具有多種涂料組分的涂料組合物，但是本發(fā)明還可用于具有多種組分并且這些組分需要混合以形成混合組合物的組合物。
實施例本發(fā)明將在下面的實施例中得到進一步闡述。應(yīng)當理解，盡管這些實施例說明了本發(fā)明的優(yōu)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(lǐng)域的技術(shù)人員可確定本發(fā)明的實質(zhì)性特征，并且在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可對本發(fā)明進行各種變化和修改以適應(yīng)多種用途和條件。涂層實施例1-3根據(jù)制造商的指示，將受相應(yīng)注冊或未注冊商標保護的DuPont ChromaClear· G2-7779S 與活化劑 7775S(均購自 Ε. I. duPont de Nemours and Company (Wilmington, USA))混合，以形成第一涂料混合物，也稱為第一涂料組分。將第一涂料組分置于重力噴槍的主存儲容器(也稱為第一存儲容器)中。根據(jù)表1制備各種催化劑溶液。將每種催化劑溶液用作第二涂料組分，并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連接第二容器和輸送裝置的輸出口，而將第一涂料組分/第二涂料組分的混合比率控制為約13/1。在Uniprime (ED-5000，冷軋鋼(04X 12X032) B952 P60 DIff unpolish Ecoat POffERCRON 590，購自 ACT Laboratories, Hillsdale, Mich.)上噴涂上述制備的透明涂料， 直至薄膜厚度為2. 3-2. 6密耳。如表中標示，將涂層在60°C下烘焙5分鐘或10分鐘。表1 涂料組合物。
權(quán)利要求
1.用于噴涂包含第一組分和第二組分的涂料組合物的噴槍，所述噴槍包括(A)噴槍體(1)，所述噴槍體具有連接至噴霧噴嘴(1 的第一入口(10)，以及具有一個或更多個成型出氣口(Ma)的噴氣嘴04)；和(B)輸送裝置，所述輸送裝置包括輸出口(14)、第二入口(8)、以及連接所述第二入口和所述輸出口的連接路徑(11)，所述輸出口被定位在所述成型出氣口的一個內(nèi)；其中所述第一入口被構(gòu)造成耦接到貯存器(3)，用于將所述第一組分運送至所述噴嘴，并且所述第二入口被構(gòu)造成耦接到第二容器G)，用于將所述第二組分運送至所述輸出口。
2.權(quán)利要求1的噴槍，其中所述輸出口為插入所述成型出氣口的一個的管。
3.權(quán)利要求1的噴槍，其中所述第二入口被固定到所述噴氣嘴上。
4.權(quán)利要求1的噴槍，其中所述連接路徑選自柔性管狀連接器、固定形狀管狀連接器、 或它們的組合。
5.權(quán)利要求1的噴槍，其中所述第二容器被固定在所述噴槍的上側(cè)處。
6.權(quán)利要求1的噴槍，其中所述第二容器被固定在所述噴槍的下側(cè)處。
7.權(quán)利要求1的噴槍，其中所述第二容器被構(gòu)造成通過重力將所述第二組分運送至所述第二入口。
8.權(quán)利要求1的噴槍，其中所述輸送裝置包括兩個或更多個輸出口。
9.權(quán)利要求1的噴槍，所述噴槍包括兩個或更多個第二容器。
10.權(quán)利要求1的噴槍，其中所述噴嘴被構(gòu)造成接收加壓載氣，用于產(chǎn)生霧化的所述第一組分流，并且所述輸出口被構(gòu)造成將所述第二組分運送至所述霧化的所述第一組分流以形成涂料混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生包含兩種或更多種組分的涂料組合物的涂層的方法。所述兩種或更多種組分在霧化后被混合。本發(fā)明還涉及一種噴槍，所述噴槍具有用于產(chǎn)生此類涂層的輸送裝置。
文檔編號B05B7/08GK102458786SQ201080028801
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者J·C·拉森 申請人:納幕爾杜邦公司