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CN1918189A - 环境友好的100%固体光化辐射可固化的涂料组合物、被涂表面、被涂制品及其制备方法和装配体 - Google Patents

环境友好的100%固体光化辐射可固化的涂料组合物、被涂表面、被涂制品及其制备方法和装配体 Download PDF

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CN1918189A
CN1918189A CNA2005800039941A CN200580003994A CN1918189A CN 1918189 A CN1918189 A CN 1918189A CN A2005800039941 A CNA2005800039941 A CN A2005800039941A CN 200580003994 A CN200580003994 A CN 200580003994A CN 1918189 A CN1918189 A CN 1918189A
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radiation curable
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萨莉·朱迪思·韦内·拉姆齐
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Ecology Coatings Inc
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Abstract

披露了环境友好的基本上全固体涂料组合物,该组合物可用紫外或可见辐射固化。此外,披露了与环境友好的、紫外或可见辐射可固化的基本上全固体的涂料组合物结合、用于涂覆表面或至少部分表面并将被涂表面固化得到部分或完全固化的被涂表面的方法、工艺、生产线和工厂。还披露了与完全固化的被涂表面结合的制品,特别是机动车和机动车零件或附件。

Description

环境友好的100%固体光化辐射可固化的涂料组合物、被涂表面、 被涂制品及其制备方法和装配体
相关申请的前后参照
这项申请要求2004年11月5日提交的序列号为10/983,022、2004年11月5日提交的序列号为10/982,998、2004年2月4日提交的序列号为10/771,867以及2004年6月21日提交的序列号为10/872,531的美国专利申请的优先权,要求2004年3月8日提交的序列号为60/551,287的美国临时申请的权益,所有这些申请的内容由此全文引入作为参考。
发明背景
通常,人工制品的绝大多数表面都有一些类型的涂层,涂覆这些涂层是为了实现一些期望的功能、效用或外观。人工制品可从天然或合成材料制作,可从要求耐磨涂层的地板变化到要求吸引人的耐腐蚀涂层的汽车和汽车零件。因而,涂覆到表面的涂层通常发挥装饰和/或保护功能。对于汽车罩面漆尤其如此,该层漆必须提供美学上吸引人的外观同时满足并保持严格的性能和耐久性要求。
发明概述
文中提供环境友好光化辐射可固化的基本上全是固体的组合物以及涂覆表面或至少部分表面的方法。此时还描述环境友好的方法、组合物、工艺、装配体、制品和工厂。光化辐射可固化全固体的组合物用于涂覆物件的至少部分表面。这种涂料组合物生成较少的挥发物、产生较少的废物并且需要较少的能量来涂覆到物件上。而且,这种涂料组合物可用于形成具有期望的美学、性能以及耐久性质的涂层。另外提供部分和全固化的表面,以及整合全固化表面制造的物品。
在一个方面中,文中所述的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物由低聚物、单体、光引发剂、共光引发剂、填料与可聚合颜料分散体的混合物构成。在这个方面的一种实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的复合混合物可以包含0-40wt%的低聚物或低聚物混合物,再加上单体、光引发剂、共光引发剂、填料和可聚合颜料分散体。
在以上方面的另一种实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的复合混合物包含5-68wt%的单体或单体混合物,再加上低聚物、光引发剂、共光引发剂、填料和可聚合颜料分散体。在前述方面的再一种实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的复合混合物包含3-15wt%的光引发剂或者光引发剂与共引发剂的混合物,在加上低聚物、单体、填料和可聚合颜料分散体。在以上方面的又一种实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的复合混合物包含0.5-11wt%的填料或填料混合物,再加上低聚物、单体、光引发剂、共光引发剂和可聚合颜料分散体。在前述方面的再一种实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的复合混合物包含3-15wt%的可聚合颜料分散体或可聚合颜料分散体混合物,再加上低聚物、单体、光引发剂、共光引发剂和填料。在以上方面的一种实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的复合混合物包含0-40wt%的低聚物或低聚物混合物以及5-68wt%的单体或单体混合物,再加上光引发剂、共光引发剂、填料和可聚合颜料分散体。在前述方面的另一种实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的复合混合物包含0-40wt%的低聚物或低聚物混合物、5-68wt%的单体或单体混合物以及3-15wt%的光引发剂或者光引发剂与共引发剂的混合物,再加上填料和可聚合颜料分散体。在以上方面的又一种实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的复合混合物包含0-40wt%的低聚物或低聚物混合物、5-68wt%的单体或单体混合物、3-15wt%的光引发剂或者光引发剂与共引发剂的混合物以及0.5-11wt%的填料或填料混合物,再加上可聚合颜料分散体。在以上方面的再一种实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的复合混合物包含0-40wt%的低聚物或低聚物混合物、5-68wt%的单体或单体混合物、3-15wt%的光引发剂或者光引发剂与共引发剂的混合物、0.5-11wt%的填料或填料混合物以及3-15wt%固体可聚合颜料分散体或固体可聚合分散体的混合物,由此该组合物的室温粘度至多约500厘泊。
在另一种或可供选择的实施方式中,低聚物选自环氧丙烯酸酯、环氧二丙烯酸酯/单体掺合物、丙烯酸硅氧烷、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯/单体掺合物、脂肪酸改性的双酚A丙烯酸酯、掺有三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的双酚环氧丙烯酸酯、掺有1,6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯,及其组合。在另一个或可供选择的实施方式中,单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙氧基化三丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸酯的酯衍生物,及其组合。
在又一种或可供选择的实施方式中,光引发剂选自氧膦型光引发剂、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧膦,噻吨酮、二甲基缩酮、苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮,2,4,6-三甲基苯甲酮、4-甲基苯甲酮、低聚(2-羟基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、丙烯酸胺,及其组合。
在又一种或可供选择的实施方式中,填料选自用聚乙烯蜡制备的无定形二氧化硅、有机表面处理的合成无定形硅石、未经处理的无定形二氧化硅、季烷基膨润土、硅胶、丙烯酸酯化的硅胶、氧化铝、氧化锆、氧化锌、niobia、钛质氮化铝(titania aluminum nitride)、氧化银、氧化铈,及其组合。此外,填料的平均粒径小于500纳米,或小于100纳米,或小于50纳米,甚至小于25纳米。
在又一种或可供选择的实施方式中,可聚合颜料分散体由连接到活性树脂上的颜料组成,例如丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂或乙烯基树脂,其中,颜料选自碳黑、金红石二氧化钛(rutile titanium dioxide)、有机红(organic red)颜料、酞菁蓝颜料、铁丹(red oxide)颜料、异吲哚啉黄颜料、酞菁绿颜料、喹吖啶酮紫、咔唑紫、主色黑、浅柠檬铁黄、浅有机黄、透明铁黄、二芳基橙、喹吖啶酮红、有机猩红(organicscarlet)、浅有机红(light organic red)以及深有机红(deep organic red)。
在又一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物还可以含有阻蚀剂,其中阻蚀剂是以至多约3wt%的量存在的全固体阻蚀剂。另一个实施方式混入M-235(来自Cortec公司(4119White Bear Parkway St.Paul,MN 55110U.S.A.))作为阻蚀剂。
在又一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含流动和滑动增强剂。在又一种或可供选择的实施方式中,以至多约3wt%的量向组合物添加流动和滑动增强剂。在又一种或可供选择的实施方式中,流动和滑动增强剂选自丙烯酸酯化的硅氧烷、EBECRYL350(UCB Surface Specialties,Brussels,Belgium)、EBECRYL1360(UCB Surface Specialties,Brussels,Belgium)和CN990(Sartomer,Exton,PA,U.S.A.)。
在又一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含固化促进剂。在又一种或可供选择的实施方式中,固化促进剂以至多约0.5wt%的量存在。在又一种或可供选择的实施方式中,固化促进剂为噻吨酮。
在又一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物具有至多约500厘泊的室温粘度。
在另一个方面中,通过用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆表面得到被涂表面。在另一个或可供选择的实施方式中,被涂表面是被涂金属、被涂木材、被涂塑料、被涂石材、被涂玻璃或被涂陶瓷。
在另一种或可供选择的实施方式中,涂料可以通过喷涂、刷涂、辊涂、浸渍涂布、刮涂、帘式淋涂或其组合涂覆到表面上。此外,喷射手段包括但不限于使用高压低体积喷射系统或静电喷射系统。在另一种或可供选择的实施方式中,涂料以单次施涂或多次施涂方式涂覆。在另一种或可供选择的实施方式中,表面被涂料部分覆盖,或者在再一种实施方式或可供选择的实施方式中,表面被涂料全部覆盖。
在另一种或可供选择的实施方式中,被涂表面通过将被涂表面暴露于第一来源的光化辐射中而部分固化。在另一种或可供选择的实施方式中,部分固化的被涂表面不透明或有光泽,或者不透明且有光泽。
在另一种或可供选择的实施方式中,被涂表面通过将部分固化的被涂表面暴露于第二来源的光化辐射中而全部固化。在另一种或可供选择的实施方式中,全固化的被涂表面不透明、坚硬、有光泽、耐腐蚀且耐磨。
在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射选自可见光辐射、近可见光辐射、紫外(UV)辐射,及其组合。此外,紫外辐射选自UV-A辐射、UV-B辐射、UV-B辐射、UV-C辐射、UV-D辐射,或其组合。
在另一种或可供选择的实施方式中,完全固化的被涂表面是制品的一部分。在另一种或可供选择的实施方式中,制品包括完全固化的被涂表面。在另一种或可供选择的实施方式中,制品选自机动车、机动车零件、机动车附件、园艺设备、剪草机以及剪草机零件。在另一种或可供选择的实施方式中,机动车零件是车罩下零件(underhoodpart),包括但不限于滤油器、减震器、制动器转子、电池箱、交流发电机机壳以及发动机歧管。
在另一方面中,制品的完全固化的被涂表面对一种或多种测试条件稳定。在另一种或可供选择的实施方式中,完全固化的被涂表面在至少65℃下与至少10%的硫酸接触至少6分钟之后不表现出印迹。在另一种或可供选择的实施方式中,完全固化的被涂表面在至少65℃下与至少10%的硫酸接触至少12分钟之后不表现出印迹。在另一种或可供选择的实施方式中,完全固化的被涂表面在至少60℃的温度下浸入发动机冷却剂中至少8小时之后不表现出软化和起泡。在另一种或可供选择的实施方式中,被涂表面在至少60℃的温度下浸入发动机冷却剂中至少20小时之后不表现出软化和起泡。在另一种或可供选择的实施方式中,完全固化的被涂表面在至少60℃的温度下浸入动力转向油中至少8小时之后不表现出软化和起泡。在另一种或可供选择的实施方式中,完全固化的被涂表面在至少60℃的温度下浸入动力转向油中至少24小时之后不表现出软化和起泡。另一种或可供选择的实施方式中,完全固化的被涂表面在暴露于盐水喷雾400小时之后不表现出表面腐蚀。在另一种或可供选择的实施方式中,完全固化的被涂表面在暴露于盐水喷雾900小时之后不表现出表面腐蚀。在另一种或可供选择的实施方式中,完全固化的被涂表面在对流传热炉中于至少1200℃的温度下加热至少1小时之后不表现出粘着损失。在另一种或可供选择的实施方式中,完全固化的被涂表面在对流传热炉中于至少1200℃的温度下加热至少10小时之后不表现出粘着损失。
在另一个方面中,制品是机动车,选自汽车、公交车、卡车、拖拉机以及越野车。在另一种或可供选择的实施方式中,制品是用于机动车的机动车附件或机动车零件,例如但不限于汽车、公交车、卡车和越野车。
在另一种或可供选择的实施方式中,制品是剪草机。
在又一方面中,生产光化辐射可固化的基本上全固体组合物的方法包括:向容器中添加组份,例如,仅作为例子,至少一种低聚物、至少一种单体、至少一种光引发剂、至少一种共光引发剂、至少一种填料和至少一种可聚合的颜料分散体;采取手段将组份混合形成均匀组合物。在另一种或可供选择的实施方式中,组合物可在适宜的容器中混合或转移至适宜的容器中,例如但不限于罐。
文中所述的组合物、方法和制品总体上涉及涂料领域,具体而言涉及包含UV可固化的材料、光引发剂、填料和固体颜料分散体的组合物,该组合物可以不另加热量用常规HVLP或静电料钟喷射,能够以一层涂覆作为金属面漆。文中还描述将100%固体的UV可固化的不透明耐腐蚀面漆涂于机动车车罩下零件上的组合物和方法。
一个目标是不经碾磨生产不透明耐腐蚀UV可固化涂料。另一个目标是不添加载色剂生产不透明UV可固化涂料。再一个目标是缩短生产时间。又一个目标是节约空间。又一个目标是减少排放。还一个目标是提高颜色再现性和稳定性。再一个目标是改善被涂制品的外观。另一个目标是生产可用HVLP或静电料钟而不用任何加热装置来涂覆的产品。另一个目标是生产可以一层涂覆于金属上的不透明耐腐蚀涂料。再一个目标是提供高达80%的节能。再一个目标是提供成本节约。另一个目标是采用较少的空间。再一个目标是免除对空气污染控制技术的需要。另一个目标是生产目视可接受的零件。再一个目标是零件的耐腐蚀性等于或超过先前的性能。另一个目标是缩减生产时间。
在一个方面中,用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的装配体包含:将光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂于物件上的装置;用第一光化辐射照射物件从而使被涂表面部分固化的装置;以及用第二光化辐射照射物件从而使被涂表面完全固化的装置;其中当涂层与65℃10%的H2SO4接触多达至少6分钟时,不显示印迹。
在这种装配体的一种实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物由低聚物、单体、光引发剂、共光引发剂、填料与可聚合颜料分散体的混合物构成。在另一种实施方式中,用于照射以使被涂表面部分固化的装置和用于照射以使被涂表面完全固化的装置位于照射站,从而无需搬运物件。在又一种实施方式中,用于涂覆组合物的装置位于涂覆站,其中必须将物件从涂覆站移到照射站。在另一种实施方式中,这类装配体还包含用于将物件从涂覆站移到照射站的装置。在再一种实施方式中,用于移动的装置包括传送带。
在另一种或可供选择的实施方式中,照射站包含用于限制光化辐射对照射站的照射量的装置。在再一种或可供选择的实施方式中,装配体还包含用于使物件绕至少一个轴旋转的装置。在再一种或可供选择的实施方式中,装配体进一步包含安装站,其中将待涂覆的物件连接到可动元件上。在另一种实施方式中,可动元件能使物件绕至少一个轴旋转。在另一种或可供选择的实施方式中,可动元件能使物件从涂覆站移动到照射站。
在又一种或可供选择的实施方式中,这类装配体还包含拆卸站,其中将完全固化的被涂物件从可动单元卸下。在另一种实施方式中,在从可动单元卸下之前无需将完全固化的被涂物件冷却。
在另一种或可供选择的实施方式中,用于涂覆的装置包括喷涂装置、刷涂装置、辊涂装置;浸涂装置、刮涂装置和帘式淋涂装置。在另一种实施方式中,用于涂覆的装置包括喷涂装置。在又一种实施方式中,喷涂装置包括高体积低压(HVLP)喷涂装置。在另一种或可供选择的实施方式中,用于涂覆的装置处于室温下。在另一种或可供选择的实施方式中,喷涂装置包括用于静电喷雾的装置。
在另一种或可供选择的实施方式中,涂覆站还包括用于回收未粘附到物件表面的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物的装置。在又一种实施方式中,随后将所回收的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂于另外的物件上。
在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含5-68wt%单体或单体的混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0.5-11wt%填料或填料混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含3-15%可聚合颜料分散体或可聚合分散体的混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物和5-68wt%单体或单体的混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物和3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物、3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物和0.5-11wt%填料或填料混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物、3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物、0.5-11wt%填料或填料混合物和3-15%可聚合颜料分散体或可聚合分散体的混合物,由此该组合物的室温粘度至多约500厘泊。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物还包含全固体的阻蚀剂。
在另一种或可供选择的实施方式中,第一光化辐射包括选自可见光辐射、近可见光辐射、紫外(UV)辐射及其组合的光化辐射。在另一种或可供选择的实施方式中,第二光化辐射包括选自可见光辐射、近可见光辐射、紫外(UV)辐射及其组合的光化辐射。在另一种或可供选择的实施方式中,照射站包括镜面排布。
在另一种或可供选择的实施方式中,被涂物件选自机动车、机动车零件、机动车附件、园艺设备、剪草机以及剪草机零件。在另一种实施方式中,制品是机动车零件。在又一种实施方式中,机动车零件是车罩下零件。在再一种实施方式中,车罩下零件选自滤油器、减震器、制动器转子、电池箱、交流发电机机壳以及发动机歧管。
在另一方面中,用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的工艺包括:将物件固定到传送装置上;在涂覆站将光化辐射可固化的组合物涂于物件表面上;通过传送装置将被涂物件移至照射站;在照射站用第一光化辐射照射被涂表面并使之部分固化;在照射站用第二光化辐射照射被涂表面并使之完全固化;其中当涂层与65℃10%的H2SO4接触多达至少6分钟时,不显示印迹。
在另一种实施方式中,这类工艺还包括在涂覆步骤之前将物件固定到可转轴上。在另一种或可供选择的实施方式中,这类工艺还包括在将物件固定到可转轴上之后移动传送装置以使物件位于涂覆站附近。在另一种实施方式中,这类工艺还包括当持有物件的轴旋转时,在涂覆站涂覆光化辐射可固化的组合物。在另一种实施方式中,传送装置包括传送带。
在另一种或可供选择的实施方式中,照射站包括包含第一光化辐射源和第二光化辐射源的固化室。
在另一种实施方式中,这类工艺还包括通过传送装置将完全固化的被涂物件移出固化室,其中将被涂物件包装用于贮存或运输。
在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物由低聚物、单体、光引发剂、共光引发剂、填料与可聚合颜料分散体的混合物构成。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物和5-68wt%单体或单体的混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物和3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物、3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物和0.5-11wt%填料或填料混合物。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物、3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物、0.5-11wt%填料或填料混合物和3-15%可聚合颜料分散体或可聚合分散体的混合物,由此该组合物的室温粘度至多约500厘泊。在另一种或可供选择的实施方式中,光化辐射可固化的基本上全固体的组合物还包含全固体的阻蚀剂。
在另一种或可供选择的实施方式中,涂覆站包含用于静电喷雾的装置。在另一种或可供选择的实施方式中,涂覆站包含适用于高压低体积(HVLP)涂料涂覆的装置。在每种情形中,另一种或可供选择的实施方式包括这样的工艺:其中涂料在单次施涂中涂覆,或者涂料在多次施涂中涂覆。此外,在每种情形中,另一种或可供选择的实施方式包括这样的工艺:其中表面被涂料部分覆盖,或者表面被涂料完全覆盖。
在另一种或可供选择的实施方式中,第一光化辐射步骤与第二光化辐射步骤之间的时间少于5分钟。在另一种实施方式中,第一光化辐射步骤与第二光化辐射步骤之间的时间少于1分钟。在另一种实施方式中,第一光化辐射步骤与第二光化辐射步骤之间的时间少于15秒钟。
在另一种或可供选择的实施方式中,照射站包括至少一种能够提供光化辐射的光,所述辐射选自可见光辐射、近可见光辐射、紫外(UV)辐射及其组合。
在另一种或可供选择的实施方式中,照射站包括至少一种能够提供光化辐射的光源,所述辐射选自UV-A辐射、UV-B辐射、UV-B辐射、UV-C辐射、UV-D辐射或其组合。
在另一种或可供选择的实施方式中,照射站包括镜面排布以使被涂表面三维固化。在另一种或可供选择的实施方式中,照射站包括光源排布以使被涂表面三维固化。在另一种实施方式中,每种光源发射不同的光谱波长范围。在另一种实施方式中,不同光源具有部分重叠的光谱波长范围。
另一方面是,用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的生产线,包含一种工艺,该工艺包含:将物件固定到传送装置上;在涂覆站将光化辐射可固化的组合物涂于物件表面上;通过传送装置将被涂物件移至照射站;在照射站用第一光化辐射照射被涂表面并使之部分固化;在照射站用第二光化辐射照射被涂表面并使之完全固化;其中当涂层与65℃10%的H2SO4接触多达至少6分钟时,不显示印迹。
另一方面是,用于生产涂有光化辐射可固化的基本上全固体的组合物的物件的设施或工厂包括至少一条用光化辐射可固化的基本上全固体组合物涂覆物件表面的生产线,该生产线包含一种工艺,该工艺包含:将物件固定到传送装置上;在涂覆站将光化辐射可固化的组合物涂于物件表面上;通过传送装置将被涂物件移至照射站;在照射站用第一光化辐射照射被涂表面并使之部分固化;在照射站用第二光化辐射照射被涂表面并使之完全固化;其中当涂层与65℃10%的H2SO4接触多达至少6分钟时,不显示印迹。
在另一方面中是被涂物件,其中物件是车辆的车罩下零件并且物件在用于生产涂有光化辐射可固化的基本上全固体的组合物的物件的设施或工厂中生产,该设施或工厂包含至少一条用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的生产线,该生产线包含一种工艺,该工艺包含:将物件固定到传送装置上;在涂覆站将光化辐射可固化的组合物涂于物件表面上;通过传送装置将被涂物件移至照射站;在照射站用第一光化辐射照射被涂表面并使之部分固化;在照射站用第二光化辐射照射被涂表面并使之完全固化;其中当涂层与65℃10%的H2SO4接触多达至少6分钟时,不显示印迹。
在另一方面中是制品,其中这类制品是具有完全固化的被涂表面的车罩下零件,该表面在至少210℃的温度下至少1小时之后不显示粘着损失,其中制品在用于生产涂有光化辐射可固化的基本上全固体的组合物的物件的设施或工厂中生产,该设施或工厂包含至少一条用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的生产线,该生产线包含一种工艺,该工艺包含:将物件固定到传送装置上;在涂覆站将光化辐射可固化的组合物涂于物件表面上;通过传送装置将被涂物件移至照射站;在照射站用第一光化辐射照射被涂表面并使之部分固化;在照射站用第二光化辐射照射被涂表面并使之完全固化;其中当涂层与65℃10%的H2SO4接触多达至少6分钟时,不显示印迹。
文中所述的组合物、方法和制品总体上涉及涂料领域,具体而言涉及包含UV可固化的材料、光引发剂、填料和固体颜料分散体的组合物,该组合物可以不另加热量用常规HVLP或静电料钟喷射,能够以一层涂覆作为金属面漆。文中还描述将100%固体的UV可固化的不透明耐腐蚀面漆涂于机动车车罩下零件上的组合物和方法。
参考文献的引入
本说明书中提到的所有公开物、专利或专利申请由此全文引入作为参考,至如同各个公开物、专利或专利申请被具体且单独地提出以引入作为参考的程度。
附图简述
参考以下阐述示例性实施方式的详细说明以及附图,将获得对本发明方法和组合物特征和优点的更佳理解,其中示例性实施方式中采用了本方法、组合物、设备和装置的原理,附图中:
图1是用于实现所述组合物完全固化涂层的目标的流程图。
图2是包含该方法的操作的流程图。
图3描述不透明耐腐蚀UV可固化涂料所需的组份示例。
图4是如何涂覆涂料的示例。
图5是涂料固化的示例。
图6是车罩下汽车零件的运输和管理的即用性的示例。
发明详述
文中所述100%固体光化辐射可固化的涂料组合物、涂覆该组合物的方法、被涂表面和被涂制品通过结合零或接近零挥发的有机化合物(VOC)而从本质上提高环境质量。此外,这类组份基本上不挥发因而排放量为零或接近零。排放量的这种减少显著降低空气污染,特别是采用使用挥发溶剂的涂料组合物所遭遇的空气污染相比。而且,采用文中所述方法使伴随废物处理的任何水污染或土壤污染最小化,该废物处理来自采用使用挥发溶剂的涂料组合物的工艺,由此进一步利于并实质上提高环境质量。此外,文中所述100%固体光化辐射可固化的涂料组合物、涂覆该组合物的方法、工艺和装配体、被涂表面和被涂制品采用的能量比采用使用挥发溶剂的涂料组合物的工艺少得多,由此节省能量。如文中所用,术语“光化辐射”是指可产生聚合反应的任何辐射源,例如,仅作为例子的紫外辐射和可见光。
1.涂料
采用溶剂基体系或粉末将涂料涂覆到表面上,溶剂基体系包括水性或非水溶剂基体系。非水溶剂基体系包括有机溶剂、油品或醇。有机基溶剂具有使之非常适于涂料应用的性质。通常,油漆制造商依赖有机溶剂充当载体,以在表面上使油漆均匀分散,然后迅速蒸发。为使之实现,用有机溶剂使涂料组合物变稀/稀释。然而,由于它们的高挥发性,这类有机溶剂形成高排放浓度,因而归类为挥发有机化合物(VOC)和有害空气污染物(HAP)。这些溶剂排放关系到雇主和雇员,因为过度暴露于其中会导致肾损伤或其它关乎健康的障碍。此外,当使用结合有有机溶剂的涂料时,环境问题以及潜在的火患是要考虑的其它问题。这些方面最终会导致资金分流,包括医疗费、环境净化和保险费。伴随溶剂基涂料复配物以及粉末涂料的其它方面是需要大的区域来实现热固化。这在租赁或购买空间以及伴随热固化过程的能量成本方面要求涂料最终用户相当大的资金款项。
2.热固性粉末涂料
开发粉末基涂料组合物和水性基复配物来致力于伴随非水溶剂基体系的挥发排放物问题。粉末基涂料包括热固性或UV固化的复配物,可以减少排放,然而由于需要(将热固性粉末)热熔融、抹平并固化,这类粉末基涂料也需要相当多的时间、空间和能量。水基涂料降低排放,并且当将被涂制品风干时可以减少能量使用。虽然如此,这类水基涂料仍然需要相当大的空间和时间费用。此外,水基涂料促进闪锈,在其中当水性涂料干燥时钢或其它铁基表面被氧化。用热空气鼓风机或使用真空系统的干燥可以减少或消除闪锈。然而,如果用热使被涂件干燥,就降低能耗而言则没有额外的益处。
粉末涂料由100%固体材料构成,没有任何类型的溶剂。所有的基底润湿和流动都是由于粘结剂在升高的温度下的熔融粘度。将固体树脂、颜料、固化剂和添加剂预混合、熔融并分散在100℃与130℃之间的挤出机中。然后将这种熔融混合物挤压成薄带、冷却、破碎成薄片,然后研磨成细粉。
粉末涂料可以采用静电沉积涂覆。使荷电粉末颗粒系附于并均匀涂覆到已经接地(grounded)的零件上。将被涂零件移到炉中,在此粉末熔融并固化成薄膜。挤出热应力和采用加热硬化法的固化限制了粉末涂料向在低于150℃的温度下固化的类型的开发。由于挤出机内树脂的交联产生了另一种限制。由此必须限制挤出机停留时间,因为这种交联会引起熔融粘度升高、更多的桔皮或由凝胶颗粒形成引起的可能缺陷。而且,在120℃热固化的粉末涂料具有30-60分钟的固化时间。这个时间对于温敏材料不可行,例如那些含有塑料或工程加固木材组份的材料。此外,一旦固化过程开始,熔融粘度立即增加并且进而停止流平。粉末涂料会呈现不期望的“桔皮”外观。流平在第一个30-90秒固化内发生,因而桔皮程度和有光泽度出现。
3.UV可固化的粉末涂料
具有UV反应片段并保持生产高品质涂料所需的熔流性的固体树脂可供形成UV可固化粉末涂料使用。这些粉末涂料组合了UV固化液体涂料所保持的低能耗、空间高效及快速固化性质,同时粉末涂料施涂便利。而且,UV固化与粉末涂料技术的结合将熔流阶段与固化阶段有效分离。UV粉末涂料的这种热潜伏期使涂料在暴露于UV辐射中固化之前能够流至最大平整度。因而,任何能够承受100℃~120℃温度范围的基底都能用UV可固化粉末涂料涂覆。热固性粉末或UV可固化粉末的粉末制造方法相同。热固性粉末涂料与UV固化粉末涂料之间的显著差别在于热固性粉末涂料的可涂性受工艺的限制,要求热固化温度,而UV可固化粉末涂料受到来自粉末贮存条件的限制。
4.UV可固化液体涂料
开发粉末涂料的同时也开发了UV可固化液体涂料。这些涂料使用低分子量不饱和丙烯酸树脂,与光引发剂结合生成暴露于UV辐射时因自由基聚合反应而固化的涂料。然而,由于这些液态UV涂料的高粘性,UV可固化液体涂料向复杂零件上的材料控制和涂覆会繁琐而困难。这些涂料常常采用有机溶剂来稀化/稀释复配物,作为向表面有效涂覆涂料的手段。因而,伴随使用有机溶剂的诸如环境、健康和资金考虑之类的问题也与UV可固化液体涂料相关。
5.100%固体UV可固化涂料
存在对改进的100%固体UV可固化涂料之外的需要,该涂料组合物易于涂覆到表面上并且不使用大的固化和干燥炉而固化迅速;从而,降低与干燥/固化炉所需的自有/租赁空间相关的生产成本,以及与干燥/固化炉操作的能量需求相关的成本。而且,UV可固化涂料应当引出更为有效的生产工艺因为使用单一涂层(即单层面漆)减少了与涂覆产品相关的时间,并应当形成立即“包装和运输”性能。而且,如果赋予UV可固化涂料组合物耐腐蚀性、耐磨性、改善的粘着性并且能够是不透明或透明的面漆,则会是有利的。这类有利的UV可固化涂料组合物不应当含有挥发性有机溶剂,由此限制了这类溶剂引起的健康、安全和环境危险。这类UV可固化涂料组合物的其它优点是使用固体颜料分散体,从而限制了如同使用原生颜料时所需的对“碾磨”的需要。
文中所述方法、组合物和工艺的首要目标是不经碾磨生产不透明耐腐蚀的UV可固化涂料。碾磨是指将粉末涂料复配物预混合、熔融并研磨以获得适于喷射到表面上的粉末的碾磨工艺。将这些步骤添加到涂覆工艺中致使每个被涂制品的时间和能耗增加。除去这些步骤将简化涂覆工艺并除去相关的碾磨成本,从而提高总生产率并降低营业费支出。如文中所述,用可聚合颜料分散体代替颜料分散体,以及结合入粘着促进剂组份,是无需碾磨形成不透明耐腐蚀UV可固化涂料的有效手段。
文中所述方法、组合物和工艺的另一个目标是不添加载色剂生产不透明耐腐蚀的UV可固化涂料。通常,溶剂基涂料复配物包含四类基本物质:颜料、树脂(粘结剂)、溶剂和添加剂。这些复配物的液体部分称为“载色剂”,可以包含溶剂和树脂。均相颜料分散体可以通过将不溶颜料颗粒有效混入载色剂中而形成,由此形成不透明涂料。树脂构成载色剂的不挥发部分,辅助粘着、决定粘结性、影响光泽并提供对化学品、水和酸/碱的抵抗性。通常使用三类树脂:多用树脂(丙烯酸树脂、乙烯基树脂、聚氨酯、聚酯)、热固性树脂(醇酸树脂、环氧树脂)以及油类。这些复配物中所用的溶剂取决于树脂,并且可以是有机溶剂(例如醇、酯、酮、乙二醇醚、二氯甲烷、三氯乙烷和石油馏分)或水。与使用这些类复配物相关的显著缺点来自使用挥发溶剂作为复配物载色剂的一部分。尽管有机溶剂的低蒸汽压是用这些复配物形成涂料所期望的特征,但是相应的溶剂蒸发产生环境、火患以及工人健康问题。尽管通常没有火患或者环境或健康问题,但即使用水也会产生不期望的结果,例如金属表面的闪锈(flashrusting)。如文中所述,组合物和方法是100%固体,因而免除了常规涂料复配物中可见的载色剂的不期望的方面。在这点上,另一个目标是减少排放。因而,通过使用各种高蒸汽压树脂作为载色剂,避免了使用任何溶剂,相关的溶剂排放/蒸汽问题也被克服。
文中所述方法、组合物和方法的另一个目标是免除对空气污染控制技术的需要。如上所述,文中所述UV可固化涂料组合物是环境友好的,因为溶剂已经从组合物中除去。这有效地降低相应的溶剂排放,并且免除了对于将空气污染控制技术结合入制造工艺的需要。结果,文中所述方法和组合物对于整合了涂覆步骤的操作可以产生其它时间(例如空气污染控制系统的保养)、空间和资金。
文中所述方法、组合物和方法的另一个目标是减少或缩减生产时间。因使用文中所述方法和组合物而产生的另外的优点在于这类组合物和方法致使将涂料涂覆、固化和干燥所需的时间总体减少。尽管可以调整常规涂覆工艺以适应文中所述涂料组合物和方法,但是使用UV辐射而非热量来引发聚合过程显著降低每个被涂制品的固化时间。此外,不含溶剂免除了用热量来除去溶剂的需要,除去溶剂是给涂覆步骤增加显著的时间和费用的工艺。使用UV线固化以及从组合物除去溶剂显著地降低用于完成每个被涂物件的总涂覆工艺的时间。由此,每个零件的总生产时间降低,这可以以两种方式自我证明。第一:在与溶剂基方法所需相同的时间内能够处理更多的零件;第二,完成批次需要更少的时间,因而与保养生产线相关的费用将降低。
另一目标是节约空间,或者换言之:本发明的另一目标是采用较少的空间。这些方面的每个取决于是改变现有生产线还是设计新生产线而具有独一无二的益处。使生产所用空间,无论是地面面积、壁面面积甚或是屋顶面积(物件从屋顶悬挂时的情形中)最小化的能力对于生产率、生产成本和启动经费而言是关键的。UV固化组合物免除溶剂使得能够从生产线除去大炉。这些炉用于固化并促使溶剂快速蒸发。炉的去除显著地降低生产系统所需体积(地面面积、壁面面积和屋顶面积),并将较少的空间有效用于已有生产线。此外,与炉的操作相关的费用不再成问题,结果是生产成本降低。对于新生产线,从设计中除去这些炉实际上节约了空间,因而可用较少的空间来容纳生产线,由此降低建筑费用。而且,因为不再需要炉,新生产线的经费将较少。炉的去除形成一个对于节约空间和利用较少空间都常见的特征;特别是对于将指定的具体体积用于生产(地面、壁面和屋顶面积)的情形。这个特征是平行具有许多生产线的能力,因而提高生产率。也就是说,通过采用先有设施中的较少空间、多条涂覆安装线可以容纳在常规热基装配体所需的空间中。
与文中所述涂料生产线相关的另一方面在于文中所述涂覆方法和涂料组合物的较低空间需求能够与制品的相关生产线整合。例如,以除去大炉,流线式的涂料生产线能够插入,仅作为例子,任何机动车中所用的任何车罩下零件的生产线中,例如生产滤油器、制动器转子或减震器的生产线。如文中所用,术语“机动车”是指能够通过机械或电力自驱动的任何车辆。机动车,仅作为例子,包括汽车、公交车、卡车、拖拉机、游览车和越野车。此外,UV可固化涂料组合物及相关生产线可以插入小发动机和发动机装置的生产线中,例如剪草机、园艺设备例如树篱修剪机、轧边机以及类似物。
本发明的再一个目标是提供高达80%的节能。如上所述,溶剂基涂料组合物,无论是有机溶剂或是水性溶剂,需要用热来干燥被涂表面,由此促进溶剂的蒸发。将大炉用于实现这个过程,可以想见操作这种炉存在大的费用。而且,使用通风系统(例如大的风扇)及空气污染控制系统均需要能量来操作。因而,文中所述UV可固化涂料、组合物及方法通过不限制(或者免除)对大炉、相关通风系统以及空气净化系统的需要而产生显著的能量节约,所述大炉、相关通风系统以及空气净化系统为可供选择的热或溶剂基涂料组合物和方法所需。
本发明的另一个目标是提供成本节约。已经描述了得自使用文中所述UV可固化涂料组合物和方法的各种有益方面;特别是溶剂及相关排放的免除,使得能够从制造工艺中除去大的干燥炉、通风系统和空气污染控制系统,还使得能够减小制造空间。结果,可以预见伴随文中所述的UV可固化涂料组合物和方法的使用,将节约成本。
本发明的另一个目标是提高颜色再现性和稳定性。颜料的颜色性质如强度、透明度/不透明度、光泽、深浅、流变、亮度以及化学稳定性通常或多或少受到颜料颗粒在所嵌载色剂中的粒度和分布的影响。颜料颗粒通常以初级粒子(50μm~500μm)聚集物、附聚物和絮凝物的形式存在。初级粒子是单独的晶体,而聚集物是在其晶面键接在一起的初级粒子的集合,而附聚物是初级粒子与在其边角与聚集物结合的较为松散的排布类型。絮凝物由通常以相当开放的结构排布的初级粒子聚集物与附聚物构成,能够在剪切力下破解。然而,在除去剪切力后或将分散体不受打扰地静置后,可以重新形成絮凝物。颜料粒径与颜料载色系统吸收可见电磁辐射的能力之间的关系称为着色强度或着色力。给定颜料吸收光线的能力(着色力)随粒径减小以及相应的表面积增大而提高。由此,将颜料保持在最小颜料粒径的能力将产生最大的着色力。分散的首要目的是将颜料聚集物和附聚物破解成初级粒子,从而获得颜料在视觉上和经济上的最佳益处。当用在涂料组合物中时,该颜料分散体呈现提高的着色力和规定的增强的色泽。然而,关系到获得最佳分散体的是形成颜料分散体所涉及的工艺数目,例如搅拌、剪切、碾磨和研磨。如果不精确控制这些工艺,那么可能存在批与批之间的色调变化以及低劣的颜色再现性。可供选择地,可聚合颜料分散体呈现最小的聚集和附聚,它是简单地混入涂料组合物中,由此,通过免除涂覆工艺中对这些步骤的需要而改善颜色再现性。此外,由于可聚合颜料分散体的反应官能性,聚合期间颜料变成所得涂料的整体组成部分,因为它与该反应官能性相关联。相对于仅将颜料颗粒夹持在涂料基质中的颜料分散体,可聚合颜料分散体可以赋予更高的颜色稳定性。因而,结合了可聚合颜料分散体的涂料呈现改善的颜色再现性、改善的颜色稳定性、更高的着色力以及增强的不透明度和光泽度。仅作为例子,文中所述组合物在低于50微米的厚度下能够呈现可接受的不透明性。
另一个目标是改善被涂制品的外观,再一个目标是生产视觉上可接受的零件。光泽度根本上是指表面的平整度和光泽,当考虑涂层的视觉外观和最终视觉可接受性时,这两个性质都重要。如上所述,将可聚合颜料分散体结合入涂料组合物能够产生更高的着色力和增强的光泽度。此外,在受控的聚合条件下将填料混入涂料组合物能赋予改善的平整度。聚合过程的控制将在后面详述,然而简单地讲,它包含使用具有不同吸收性质的光引发剂的混合物,从而较长波长的辐射可用于激活一种光引发剂或光引发剂混合物,而较短波长的辐射可用于激活另一种光引发剂或光引发剂混合物。如此,激活顺序是重要的。期望首先激活较长波长的光引发剂,因为这能提高粘着并在适当的位置圈闭填料组份。之后激活较短波长的光引发剂来完成聚合过程。如果不采用这种激活顺序,填料组份会聚集,由此形成暗淡的面漆。因而,前一顺序能够通过提高表面平整度或提高表面光泽或者提高表面平整度和表面光泽来改善视觉外观和可接受性。然而,如果期望暗淡的外观,可以采用后一顺序。
另一个目标是零件的耐腐蚀性等于或超过先前的性能。存在多种效果涂料必须满足的耐腐蚀性要求。耐腐蚀性测试评价包括:盐雾、鳞片(scab)和循环腐蚀评价以及相关的蠕变回缩。用于评价盐雾腐蚀的测试方法包括将试验样板固定在温控时中,然后以细气溶胶形式向试验样板喷射盐或盐混合物的水溶液。尽管可以根据室温和盐溶液的组成改变方法,但通常溶液为5%盐(氯化钠)溶液。将试验样板插入室中,恒温下将盐溶液以非常细微的液雾喷射到样品上。由于喷雾持续不断,样品始终润湿并且由此始终遭受腐蚀。经常转动样品以确保均匀地与盐液雾接触。测试耐久性可以是24-480小时或者更长。增强的耐腐蚀性通过将试验样板暴露400小时而没有形成任何明显的膜下腐蚀的迹象,例如气泡或者可能由涂层中的针孔引起的其它外观变化。此外,最大允许蠕变缩回为2-4mm,同时至少少于10%的表面在2-4mm的锐边范围内被腐蚀。更严格的测试包括暴露至少900小时而没有形成任何明显的膜下腐蚀的迹象,例如为气泡或者其它外观变化,最大允许蠕变缩回为2-4mm,同时至少少于10%的表面在2-4mm的锐边范围内被腐蚀。文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料满足并超出这些测试中至少一种的要求,有时多于这些测试中的一种,在其它情形中则是这些测试的全部。
鳞片腐蚀测试包括采用盐喷雾步骤,但刮划试验样板以在涂层中形成划痕。之后沿涂层中的划痕产生鳞片状腐蚀,并以从划痕发散开的气泡状外观表现自己。对鳞片腐蚀增强的耐腐蚀性被验证,因为1周后试验样板不表现出起泡或表面腐蚀,或其它表面变化,最大蠕变缩回最大到2mm并且至少少于10%的表面在3mm的锐边范围内被腐蚀。更严格的测试包括将刮划过的试验样板暴露高达2周,而不表现鳞片腐蚀的迹象。文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料满足并超出这些测试中至少一种的要求,有时多于这些测试中的一种,在其它情形中则是这些测试的全部。
采用包括持续暴露于湿份中的步骤(如盐雾测试中所发生)评价被涂表面或许不能模仿被涂表面经历的真实状况,实践中会经历湿与干环境时期。因而采用湿/干循环、湿循环期间喷或不喷盐液来评价涂层对于日常使用的涂层、特别是用在汽车工业中的涂层是更为真实的评价。盐雾测试期间的连续润湿使得不能形成这种钝态氧化层。文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料满足并超出这些测试中至少一种的要求,有时多于这些测试中的一种,在其它情形中则是这些测试的全部。
腐蚀测试的同时,涂层还经历许多其它评价标准,包括在或不在湿气下的胶带粘附/剥离试验、抗碎裂评价、热冲击测试,以及在涂料用于汽车工业的情形中,暴露于车用液体中的耐受性。文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料满足并超出这些测试中至少一种的要求,有时多于这些测试中的一种,在其它情形中则是这些测试的全部。
胶带粘附/剥离试验实际上是它看起来如何。将玻璃纸带覆于被涂表面上,将纸带交叉划刻以确保纸带充分粘附到被涂表面。然后除去纸带以测试涂层与表面的粘着性,期望最少99%的持漆率。文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料可以满足并超出这个要求。
将湿气结合入胶带粘附/剥离试验测定在可能发生腐蚀的条件下涂层的粘附性如何表现。文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料可以满足并超出这项测试的要求,其中96小时后有最少99%的持漆率并且观察不到起泡或其它外观变化。
抗破碎测试主要用于模拟飞扬碎片的冲击对表面涂层的影响。特别地,将该测试用于模拟飞砂或其它碎片的冲击对汽车零件的影响。通常是砂砾计(Gravelometer),设计用于评价表面涂层(油漆、清漆、金属镀层等)对于由砂砾或其它飞扬物引起的碎裂的耐受性。通常,将试验样板固定在砂砾计的背面,采用气压向试样样板掷出大约300块砂砾、六角金属块或其它带角物体。然后去除试验样板,用干净布轻柔掸拭,然后将纸带覆到整个测试表面上。然后除去纸带,拔去涂层的任何松动部分。然后将测试样品的外观与标准物对比以确定破碎级别,或者也可以采用目测。破碎级别由指示所观察到的碎片数目的数字构成。文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料可以以6-7级满足并超出抗破碎测试的要求。
“固化”测试用于评价固化的完整性、涂层与表面的粘着强度以及耐溶剂性。所用步骤为取试验样板,周测试样品将其涂覆,然后采用所选的固化方法进行相应的固化,例如光化辐射或在炉中。使涂覆且固化的试验样板经受摩擦以评价使底漆暴露、或者如果没用底漆则为使表面暴露所需的摩擦次数。破损一般通过穿透基底表面来测定。通常,还将摩擦表面所用的布浸入有机溶剂如甲乙酮(MEK)中,作为加速测试条件的手段以及对接触溶剂的稳定性的测试。一次摩擦看作一次来回循环,高度耐溶剂涂层达到超过100对摩擦的级别。而且,通过测定在哪一点发生表面擦伤,还可以获得二次读数。文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料以可能为0或1的二次等级满足并超出100对摩擦的要求。
为评价涂层的耐热性,将被涂试样样板放入炉中评价不同热接触时间之后的粘着损失、破裂、龟裂、褪色、轻度挥发或起雾。所用炉型包括但不限于对流传热炉。文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料在至少210℃下保持至少1小时后,以及在至少210℃下保持至少10小时后无粘着损失、无破裂、龟裂、褪色、轻度挥发或起雾,可以满足并超出耐热性的要求。
热冲击测试是最剧烈的温度试验,设计用于显示当在极端条件下伸缩时产品如何表现。热冲击测试建立一种环境,将在短期内表示涂层在恶劣条件下经历多年变化会如何表现。测试的各种变型包括对于迅速改变的温度涂层的回弹,例如在冬天当从温暖的环境例如房屋、车库或仓库移入外界冰冷的环境中时所经历的,或相反情况。这类热冲击试验具有陡峭加热速度(每分钟30℃),并且可以是气-气或液-液冲击试验。热冲击测试在温度范围试验的更加苛刻的一端,用于测试用于严苛要求的涂层、包装物、飞行器零件、军用装备或电子设备。绝大多数测试件经历气-气热冲击测试,该测试中用机械设备将测试品从一种极端的气温移入另一种气温中。可使用全封闭热冲击试验腔室来避免不期望地暴露于环境温度中,由此使热冲击最小化。热冲击测试中,腔室的冷区可以保持在-54℃(-65),热区可设为160℃(320)。将试样样板在每一段保持至少一小时,然后在段间来回移动,多次循环。热冲击循环的次数可从10或20次变化到高达1500次。观察到文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料对于高达20次的循环无粘着损失、破裂、龟裂、褪色、轻度挥发或起雾,可以满足并超出热冲击测试的要求。
在涂料用于汽车工业的情形中,对车用液体的耐受性是关键,例如机油、润滑油(手工和自动)、动力转向液、发动机冷却液、制动液、洗窗液、汽油(含MBTE或乙醇)、乙醇燃料、甲醇燃料、柴油、生物柴油,因为在机动车的使用期限中,被涂表面极易与这些液体中的任何一种接触。对车用液体的耐受性的试验是一种浸没试验,包括将被涂试验样板浸入含有要研究的车用液体的浴液中。而且,将浴液保持在各种温度下,所述温度取决于评价所用的具体要求。移出试验样板后,压着细小的东西拖过表面。文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料对于以上所列液体可以满足或超出要求,不存在任何可见的缺陷,例如色变或油漆移至底面,或者漆膜消散或剥落。特别地,文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料对于在120℃下至少20小时、在150℃下至少24小时、在140℃下至少400小时以及在150℃下至少500小时浸没在机油中,可以满足或超出要求。
对于浸没在手动润滑油中,文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料可以在60℃下至少8小时后,或者在90℃下至少8小时后,或者在90℃下至少20小时后,或者在90℃下至少24小时后保持不变;而对于浸没在自动润滑油中,则可以在60℃下至少8小时后,或者在70℃下至少8小时后,或者在70℃下至少20小时后,或者自70℃的温度下至少24小时后保持不变。
在动力转向液和发动机冷却液中,文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料可以在60℃下至少8小时后,或者在70℃下至少8小时后,或者在60℃下至少20小时后,或者在70℃下至少24小时后保持不变。
此外,浸没在制动液、洗窗液、汽油(含MTBE或乙醇)、乙醇燃料、甲醇燃料中时,文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料可以在23℃下至少4小时后,或者在23℃下至少6小时后,或者在23℃下至少8小时后保持不变。
浸没在柴油或生物柴油中时,文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料可以在23℃下至少8小时后,或者在23℃下至少20小时后,或者在23℃下高达24小时后保持不变。
此外,斑点试验通过与腐蚀性溶液在升高的温度下接触,例如仅作为例子来验证涂料,65℃10%的硫酸,测试文中所述UV可固化的耐腐蚀涂料的起泡,在至少6分钟后不显示印迹;在另外的实施方式中,在至少12分钟后无印迹;在其它实施方式中,在至少24分钟后无印迹;并且在其它实施方式中,在至少60分钟后无印迹。
本发明的另一目标是生产可以以一层涂于金属上的不透明耐腐蚀涂料。具有仅需要单个涂覆步的涂料组合物和工艺显然具有相当大的益处。对于所用涂料组合物的量以及每个涂覆件的总生产时间,这种成本高效。很清楚,成为成品之前所需控制的零件越多,生产成本越高从而利润空间越低。因而,存在对于能够在单步中涂覆的涂料组合物的需要。显然,当以单层涂覆时,该涂料组合物必须仍然赋有有利的品质,例如耐腐蚀性。UV可固化的涂料组合物在低聚物、单体、可聚合颜料分散体与光引发剂的混合物中使用填料,来给所得膜赋予期望的流变性,该膜是在暴于UV辐射之前涂于表面上的。这些流变性质包括粘度和触变行为,使得组合物能喷射到表面上,而且使膜流动并充满任何缝隙而不从表面滴落或流掉。UV可聚合涂料组合物流变性质的这种控制是涂覆步能够在单步中发生的原因之一。
如文中所用,术语“固化”是指至少部分涂料组合物的聚合反应。
如文中所用,术语“可固化的”是指至少部分能够聚合的涂料组合物。
如文中所用,术语“照射”是指将表面暴于光化辐射中。
如文中所用,术语“共光引发剂”是指可与另一种或多种光引发剂结合的光引发剂。
如文中所用,术语“可聚合颜料分散体”是指分散在涂料组合物中附着在可聚合树脂上的颜料。
如文中所用,术语“可聚合树脂”或“活性树脂”是指具有活性官能团的树脂。
如文中所用,术语“颜料”是指不溶或部分可溶、用于赋予颜色的化合物。
本发明的另一个目标是生产可用HVLP或静电料钟而不用任何加热装置来涂覆的产品。UV可固化涂料组合物可以通过喷涂、帘式淋涂、浸渍涂布、辊涂或刷涂涂于表面上。然而,喷涂是最有效的涂覆方法之一,可用高体积低压(HVLP)法或静电喷射技术实现。注意HVLP和静电喷射技术是在涂料工业中完善建立的方法,因而,开发将它们用作涂覆手段的涂料组合物是偶然的。而且,由于涂料组合物是UV可固化的,因而无需任何加热装置来辅助固化。无需任何加热装置来固化的显著优点在于可以涂覆热敏性物件,并且UV固化不会引起热损害。例如由于对塑料或橡胶的潜在破坏,难以加热固化结合有热敏性塑料或橡胶组份的金属件。然而,涂覆并UV固化该UV可固化组合物免除了这种问题。此外,事实上任何热敏性物件都能用文中所述UV可固化涂料组合物方法涂覆。
机动车防止车罩下构件腐蚀的耐久性非常重要。此外,为了车辆的合意性,构件应当具有吸引人的外观。因而,重要的是车罩下零件涂有防腐、视觉可接受的不透明涂层。此外,为了商业和公众的利益,涂料应当尽可能地环境友好。先前,用于此目的的涂料为粉末或水基液体。粉末涂料需要大量的时间、能量和空间来适当固化。水基涂料常常有类似需要并且还显示低劣的性能。耐腐蚀UV固化的不透明涂料对于车罩下用途具有相当于或超出粉末涂料或水基涂料的性能,同时缩减生产时间、降低空间要求以及节能高达80%。
Andrew Sokol在专利5,453,451中描述了可喷射UV可固化面漆组合物。尽管有望减少排放,但是没有将这些涂料复配以防腐或生产单层面漆。不包含形成粘度适宜的可喷射不透明单层面漆所需的一些光引发剂、共引发剂以及填料。没有使用固体颜料分散体。固体颜料分散体描述在专利4,234,466中。尽管描述了UV线固化的配色板,但是目标用途是给塑料和粉末涂料上色。如在线版的Industrial Paintand Powder Magazien中Dennis Kaminski在2004年4月28日投寄的“Faster.Friendlier,and Fewer Rejects”中所述,公认有色UV涂料具有高粘度,需要加热循环。原生颜料难以分散在这些高粘度涂料中,需要碾磨。已经使用颜料在溶剂中的分散体,但是它们增加排放。已经使用颜料在反应性稀释剂中的分散体,但是难以以足够的用量来为单层覆盖提供足够的着色。
这种组合物之前,如果希望给金属涂覆耐腐蚀涂料,有几种选择。可以使用常规溶剂基涂料,导致排放增加。可以使用水基涂料,导致较高的生产时间和/或较高的能量和时间需求以及可能的闪锈。可以使用粉末涂料,伴随使用的空间和能量增加以及可能的桔皮外观。较不常用的替代方案是电子涂覆,需要相当大的空间和能量,最后电子束固化,需要高能和宽大的安全屏蔽。还可以使用现有的需要加热和特殊喷射装置的UV可固化涂料。这类UV可固化涂料的另外问题是通过加热增加能量使用。这种加热和/或温度循环会在某些UV可固化组份中引起破损,特别是环氧丙烯酸酯。由于抑制剂损失,加热也会引起不期望的聚合反应。此外,UV可固化有色涂料可能需要研磨,由此增加生产时间。另外,颜色控制并非总是精确且稳定。与先前的技术相比,这种组合物的使用降低了排放,降低了空间和生产时间需求并且减少了能量使用。这种组合物的使用还改善了颜色控制和再现性。此外,不使用热量,因而与破损和不期望的聚合反应无关。
文中描述改进的可喷射的100%固体组合物、使用该组合物涂覆表面的方法以及涂覆表面的工艺。具体而言,文中描述一种组合物,由光化辐射可固化材料、光引发剂、填料、滑润流动增强剂以及可聚合颜料分散体构成,能够不另加热量用常规高体积低压(HVLP)或静电料钟以单层涂覆。
本发明提供可喷射的紫外光可固化的100%固体组合物物质,该物质包含UV可固化材料、光引发剂和固体颜料可聚合分散体,用于涂覆金属基底以形成不透明涂层。这种组合物特别有利,因为它们形成不透明耐腐蚀UV可固化涂层,而不采用碾磨并且不添加载色剂(即使用溶剂)。该组合物的特征在于它们具有零VOC,零HAP,数秒内固化,例如但不限于1.5秒(由此缩短固化时间99%),需要的地面面积少80%,需要的能量少80%,不易燃,无需稀释,极易固化,高光泽度,用HVLP或静电料钟涂覆,无需蒸出炉、无需热固化并且无桔皮效应。此外,它们使用户能够在生产高级的、外观可再现性更佳的产品的同时缩短生产时间。用户可以保持节约时间、能量和空间。此外,因为没有使用溶剂或载色剂,用户可以减少或免除排放。
本发明还提供用于涂覆可喷射的紫外光可固化100%固体的工艺。该工艺的特征在于它们提供工业强度的涂层,经检测满足OEM标准,具有98%过度喷射的回收,无需冷却线,立即“包装和运输”,工艺中零件减少,工件夹具较少,无需烧去(burn off)工件夹具,免除空气污染控制系统,对环境更安全,对雇员更安全,降低生产成本,减少生产时间并增加产量。
本发明组合物基本上不含溶剂,因而称为固体组合物。基于组合物总重,本发明组合物通常包含0-40wt%低聚物,5-68wt%单体或单体混合物,3-15%固体颜料分散体或固体分散体的混合物,0.5-11wt%填料或填料混合物以及3-15%光引发剂或光引发剂与光引发剂的混合物,暴  于UV线时引发剂引发聚合反应。该组合物还包含最高可达约2%的阻蚀剂,以及最高可达2%的滑动和流动增强剂。
低聚物可以选自单丙烯酸酯、二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯,包括它们的混合物。可用在本发明实践中的适宜化合物包括但不限于三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;烷氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,如乙氧基化的或丙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;1,6-己二醇二丙烯酸酯;丙烯酸异冰片酯;脂肪族聚氨酯丙烯酸酯;乙烯基丙烯酸酯;环氧丙烯酸酯;乙氧基化的双酚A丙烯酸酯;三官能的丙烯酸酯、不饱和环二酮;聚酯二丙烯酸酯;及其混合物。
优选地,低聚物选自环氧丙烯酸酯、环氧二丙烯酸酯/单体掺合物、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯/单体掺合物。更进一步优选低聚物选自脂肪酸改性的双酚A丙烯酸酯、掺有三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的双酚环氧丙烯酸酯以及掺有1,6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯。
单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;助粘剂,例如但不限于丙烯酸2-苯氧乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸酯的酯衍生物以及甲基丙烯酸酯的酯衍生物;和交联剂,例如但不限于丙氧基化三丙烯酸甘油酯、
当暴露于紫外线中时,组合物中的光引发剂组份引发快速聚合反应。本发明组合物中所用光引发剂归为自由基类,然而,也可采用其它光引发剂类型。此外,可以采用光引发剂的组合,涵盖用于引发聚合反应的不同光谱性质的UV源。在一种实施方式中,光引发剂于UV源的光谱性质相匹配。料想本发明可用以下设备固化:中压水银弧光灯,该灯产生强烈的UV-C(200-280nm)辐射;掺杂的水银放电灯,取决于掺杂剂,该放电灯产生UV-A(315-400nm)辐射或UV-B(280-315nm)辐射;或者组合型灯,取决于所用的光引发剂组合。此外,颜料的存在能够吸收UV区和可见光区的辐射,由此降低某些类型光引发剂的效率。然而,氧膦型光引发剂,例如但不限于双酰基氧膦,在有色UV可固化涂覆材料中有效,所述有色包括仅作为例子的黑色。氧膦也可用作白色涂料的光引发剂。
适于用在本发明实践中的光引发剂包括但不限于1-苯基-2羟基-2-甲基-1-丙酮、低聚{2-羟基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮}、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧膦、1-羟基环己基苯基酮和苯甲酮,及其混合物。
其它有益的引发剂包括例如双(n,5,2,4-环戊二-1-烯)-双2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基钛和2-苯甲基-2-N,N-二甲氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮。这些化合物分别是IRGACURE784和IRGACURE369(都来自Ciba Specialty Chemicals 540 White Plains Road,Tarrytown,New York,U.S.A.)。
其它有益的光引发剂还包括例如2-甲基-1-4(甲基硫代)-2-吗啉基丙-1-酮、4-(2-羟基)苯基-2-羟基-2-(甲基丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮苯甲酮、六氟磷酸(-1)(n-5,2,4-环戊二-1-烯)>1,2,3,4,5,6-n-(1-甲基乙基)苯-铁(+)、2,2-二甲氧基-2-苯基-1-甲基苯基酮2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧膦、苯甲酸、4-(二甲基氨基)-乙醚,及其混合物。
优选地,光引发剂和共光引发剂选自氧膦型光引发剂、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧膦,二苯酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(来自Ciba Specialty Chemicals 540 WhitePlains Road,Tarrytown,New York,U.S.A.的DAROCUR1173)、2,4,6-三甲基二苯酮、4-甲基二苯酮、低聚(2-羟基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、丙烯酸胺、噻吨酮、苄基甲基缩酮,及其混合物。
更优选地,光引发剂和共光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(来自Ciba Specialty Chemicals 540 White Plains Road,Tarrytown,New York,U.S.A.的DAROCUR1173)、氧膦型光引发剂、IRGACURE500(来自Ciba Specialty Chemicals 540 White PlainsRoad,Tarrytown,New York,U.S.A.)丙烯酸胺、噻吨酮、苄基甲基缩酮,及其混合物。此外,将噻吨酮用作固化促进剂。如文中所用,“固化促进剂”是指促进、不然就是增强、或者部分增强固化过程的一种或多种试剂。
颜料为不可溶的白色、黑色或有色物质,通常悬浮在用于油漆或油墨中的载色剂中,还可以包括效果颜料例如云母,金属颜料例如铝以及珠光颜料。
将颜料用于涂料中以提供装饰和/或保护功能,然而,由于它们的不溶性,颜料可能是液体涂料和/或干漆膜中各种问题的诱因。认为因颜料而起的一些膜缺陷的例子包括:由聚集而来的不期望的光泽、起霜、褪色、颜料絮凝和/或沉降、颜料混合物的分离、脆性、湿敏性、易生真菌性和/或热不稳定性。
理想的分散体包括初级粒子的均匀分散体。然而,无机颜料常常与它们所混入的树脂不相容,这通常导致颜料难以均匀分散。另外,当干颜料包含初级粒子、聚集体和附聚物的混合物时,在实现稳定的颜料分散体的生产之前,必须将该混合物增湿并解聚,可能需要碾磨步骤。
在具体的含颜料涂料组合物中分散程度影响组合物的涂覆性质以及固化膜的光学性质。已经表明分散的改善引起光泽度、着色强度、亮度和保光性的改善。
处理颜料表面以结合反应官能性改善了颜料的分散。表面改性剂的例子包括聚合物,如聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、苯乙烯-甲基丙烯酸型共聚物、苯乙烯-丙烯酸型共聚物、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚乙烯四氟乙烯型共聚物、聚天冬氨酸、聚谷氨酸和聚谷氨酸-γ-甲基酯;和诸如硅烷偶联剂和醇之类的改性剂。
这些经表面改性的颜料具有在多种树脂中都具有改善的颜料分散,例如:烯烃,如聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯及类似物;乙烯类,如聚氯乙稀、聚乙烯酯、聚苯乙烯;丙烯酸均聚物和共聚物;酚醛树脂;氨基树脂;醇酸树脂;环氧树脂;硅氧烷;尼龙;聚氨酯;苯氧树脂;聚碳酸酯;聚砜树脂;聚酯(非必须地氯化);聚醚;缩醛;聚酰亚胺和聚氧乙烯。
多种有机颜料可用在本发明中,包括例如碳黑、偶氮颜料、酞菁颜料、硫靛颜料、蒽醌颜料、黄烷士林颜料、阴丹士林颜料、蒽素吡啶颜料、皮蒽酮颜料、perylene苝系颜料、perynone颜料和喹吖啶酮颜料。
此外,还可以使用多种无机颜料,例如但不限于二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锆、铁的氧化物铁丹、铁黄和铁黑、群青、普鲁士蓝、氧化铬和氢氧化铬、硫酸钡、氧化锡、硫酸钙、滑石、云母、硅石、白云石、硫化锌、氧化锑、二氧化锆、二氧化硅、硫化隔、硒化镉、铬酸铅、铬酸锌、钛酸镍、粘土如高岭土、白云母和绢云母。
如文中所用,无机颜料是指颗粒状且在使用中基本上无挥发的组份,包括在油漆或塑料商标中通常标为惰性份、填充剂、填料或类似物的那些组份。
对本发明有利的无机颜料为乳浊化无机颜料,例如颜料二氧化钛。二氧化钛颜料包括金红石和锐钛矿钛。经处理的无机颜料,特别是颜料二氧化钛,可用在粉末油漆和类似系统中。
优选地,用在本发明组合物中的固体颜料分散体选自与改性丙烯酸树脂键合的以下颜料:碳黑、金红石二氧化钛、有机红颜料、酞菁蓝颜料、铁丹颜料、异吲哚啉黄颜料、酞菁绿颜料、喹吖啶酮紫、咔唑紫、主色黑、浅柠檬铁黄、浅有机黄、透明铁黄、二芳基橙、喹吖啶酮红、有机猩红、浅有机红以及深有机红。这些可聚合颜料分散体可与其它颜料分散体相区别:将不可溶颜料颗粒分散在某些类型树脂中并将颜料颗粒圈闭在聚合的基质中。用在本发明组合物中的颜料分散体将颜料处理以使它们与丙烯酸树脂连接;从而颜料分散体能够在暴露于UV辐射中时聚合并且变得杂乱地包含在整个涂覆件中。
如文中所用,术语“阻蚀剂”是指抑制或部分抑制腐蚀的一种或多种试剂。将阻蚀剂配入涂料中以使它所涂覆的基底的腐蚀最小化。适宜的阻蚀剂选自有机颜料、无机颜料、有机金属颜料或其它不能溶于水相中的有机化合物。也可以使用伴生地抗腐蚀的颜料,例如:含有磷酸盐或硼酸盐的颜料、金属颜料和金属氧化物颜料,例如但不限于磷酸锌、硼酸锌;硅酸或硅酸盐,例如硅酸钙或硅酸锶;以及基于氨基蒽醌的有机颜料阻蚀剂。此外,可以使用无机颜料阻蚀剂,例如但不限于硝基异钛酸盐、丹宁酸、磷酸酯、取代的苯并三唑或取代酚。另外,钛或锆的微溶于水的羧酸络合物以及与酮基羧酸键接的树脂特别适于作为涂料组合物中的阻蚀剂,用于保护金属表面。而且,“关键”实施方式为全固体、无金属阻蚀剂,包括,仅作为例子,CortecCorparation’s(4119 White Bear Parkway,St.Paul,MN,U.S.A.)M-235产品以及任何其它上等品或替代产物。
术语“填料”是指相对惰性的物质,添加以改变涂料的物理、机械、热或电性质。此外,用填料来降低成本。
填料的粒径可从微米级颗粒变化到纳米级颗粒。聚合物纳米复合材料是纳米级填料与热固性或UV可固化聚合物的掺混物。聚合物纳米复合材料相对于常规填料材料具有改善的性质。这些改善的性质范围包括改善的抗张强度、模量、热扭变温度、抗渗性、耐UV性以及导电率。
用在本发明组合物中的填料选自用聚乙烯蜡制备的无定形二氧化硅、经有机表面处理的合成无定形硅石、未经处理的无定形二氧化硅、季烷基膨润土、硅胶、丙烯酸酯化硅胶、氧化铝、氧化锆、氧化锌、niobia、钛质氮化铝、氧化银、氧化铈,及其组合。
如文中所用,术语“流动和滑动增强剂”是指增强或部分增强涂料的流动和滑动性质的一种或多种试剂。为了给被涂表面提供良好的基底润湿和无移位滑动的性质,期望将某些类型的流动和滑动增强剂(文中也称为滑动和流动增强剂)结合入组合物中。滑动和流动增强剂是降低摩擦系数和表面张力的添加剂,由此促进延展并改善涂膜的流动性质。滑动和流动增强剂的例子是,但不限于各种蜡、硅烷、改性聚酯、丙烯酸酯化硅烷、二硫化钼、二硫化钨、EBECRYL350(UCBSurface Specialties,Brussels,Belgium)、EBECRYL1360(UCB SurfaceSpecialties,Brussels,Belgium)及CN990(Sartomer,Extorn,PA,U.S.A.)、聚四氟乙烯、聚乙烯蜡与聚四氟乙烯的组合物、低分子量聚乙烯和高分子蜡的分散体、硅油,以及类似物。
涂覆本发明组合物的可能方法包括喷涂、刷涂、帘式淋涂、浸渍涂布和辊涂。为了能够喷涂到期望的表面上,必须控制聚合预反应的粘度。这通过使用低分子量单体替代有机溶剂来实现。然而,这些单体也参与并成为最终涂覆件的一部分并且不挥发。这些涂料组合物不使用溶剂使得它们天生环境友好。另外,对这些涂层无需热固化和干燥阶段,不再需要大炉,减小涂料最终用户的空间和能量投入。
本发明组合物的粘度为约2厘泊~约1500厘泊。优选地,本发明组合物在室温下具有约500厘泊或更低的粘度,使得能够不添加热量用HVLP或静电料钟涂覆单层面层。
涂覆金属是常规的。期望的涂层防止腐蚀并形成有吸引力的外观。过去,金属主要通过溶剂基涂料、粉末涂料或水基涂料来涂覆。最近,使用紫外可固化涂料、特别是透明硬涂料。所有这些技术都有它们的缺点。溶剂基涂料常常表现出众的性能,但是生成不期望的排放。它们也需要时间、空间和能量来固化。粉末涂料也常常呈现不期望的“桔皮”外观。水基漆料可以减少排放和能量用量。水基涂料仍然需要相当大空间和时间,特别是如果采用风干。此外,它们会促进闪锈并具有其它劣于其它技术的性能特征。使用UV固化消除大量排放、节省空间并减少生产时间和能量用量。然而,尚不能获得具有工业需要的喷涂性质和耐腐蚀性的不透明UV可固化涂料。先前,100%固体UV可固化涂料同样表现出颜料的低劣润湿,导致不期望的外观。
6.100%固体UV可固化涂料组合物的使用
本发明组合物是一个显著的改进,因为它不含任何水或有机溶剂,这些溶剂在实现完全固化前必须除去。因而,本发明组合物对环境的危害小得多并且经济,因为它需要较少的空间、较少的能量和较少的时间。此外,本发明组合物可以以单层涂覆,形成耐腐蚀涂层。因而,使用本发明组合物涂覆各种产品如汽车零件将减少涂覆时间并由此提高产量。
图1是用UV可固化涂料组合物涂覆物件的工艺流程图。装配的第一阶段是非必须的安装站,在其中将待涂覆的物件固定到可动元件上,仅作为例子,轴、钩或基板。物件可用,仅作为例子,钉子、螺钉、螺栓和螺母、胶带和胶来固定。此外,工人可执行该固定任务,或者可替代地,用机器人执行该功能。接着,通过可选的用于移动的装置将固定的物件移到涂覆站。可选的用于移动的装置可以通过,仅作为例子,传送带、铁轨、卡车、链条、容器、箱柜以及推车来获得。此外,用于移动的装置可固定到墙上、地上或天花板上,及其任意组合。涂覆站是用所需涂覆组合物涂覆期望物件的地方。用于涂覆组合物的装置包括,仅作为例子,高压低体积喷涂(HVLP)装置,静电喷涂装置、刷涂、辊涂、浸渍涂布、刮涂、帘式淋涂或其组合。用于涂覆组合物的多种装置可以组合并排布在涂覆站,由此确保进行物件的顶面、底面和侧面涂覆。此外,在涂料组合物涂覆之前和期间使被固定的物件在至少一个轴上非必须地转动,以确保均匀涂覆。当涂料组合物的涂覆完成时,固定的被涂物件可以继续旋转,或者停止旋转。涂覆站也可以包括非必须的回收系统来回收任何过度喷射的涂料组合物,由此回收至少98%的过喷涂料组合物。这种组合物再循环系统使得能够显著节省涂料组合物的使用和生产,因为回收的组合物可涂于生产线中不同的物件上。现在可以将固定的被涂物件通过可选的用于移动的装置从涂覆站移到照射站(文中也称为固化室),被涂物件的固化在其中进行。沿生产线在独立于涂覆站的位置安置照射站。在一种实施方式中,照射站具有用于将光化辐射的照射限制到组件的其它部分的装置。可以料想多种这类装置,包括但不限于门、帘、挡板以及沿生产线的带角管道或弯道。用于限制照射站的光化辐射的照射的装置用于来保护操作者不暴露于UV辐射中并屏蔽涂覆站来确保那儿不发生固化,例如通过,仅作为例子,关门、安置遮光板、闭帘。在照射站内排布三套UV灯来确保顶面、底面和侧面暴露于UV辐射中。此外,每套UV灯包含两种独立的灯型来确保适宜的三维固化,仅作为例子,因而,照射站内有六个灯。可替代地,这种三维固化通过仅使用两个灯来实现、仅作为例子,两个灯中一个是水银弧光灯,另一个是掺铁水银弧光灯,通过排布组镜来确保被涂物件的顶面、底面、和侧面暴露于UV辐射中并固化。无论所用的具体方法,照射站内两种灯型的位置是偶然的,因为无需将被涂物件移到单另的位置进行部分固化,然后进行完全固化。
在一种实施方式中,在将固定的被涂物件移入照射站后,关门,也可以使固定的被涂物件非必须地旋转。激活较长波长的灯用于部分固化阶段,仅作为例子,掺铁水银弧光灯;然后激活较短波长的灯用于完全固化阶段,仅作为例子,水银弧光灯。在打开较短波长的灯之前无需完全关闭较长波长的灯。两个固化阶段之后,关闭所有的灯并停止固定的、被涂的且完全固化的物件的旋转,打开照射站另一侧的门,用用于移动的可选装置将完全固化的固定物件移至非必须的拆卸站。在非必须的拆卸站,可将被涂的完全固化的物件从固定物卸下,并且或者用用于移动的可选装置移至贮存装置,或者立即包装并运输。此外,工人可执行该拆卸任务,或者可替代地,用机器人执行该功能。拆卸之前无需冷却,因为涂覆和固化步骤无需热量,所有的步骤在环境温度下进行。
图2是概述采用本发明组合物时典型方法的流程图。开始,制备组合物符合关于不透明度、颜色、耐腐蚀性、光泽度等期望要求。通常,仅作为例子,采用锯齿形刀片或螺旋混合器将组份混合在一起,直到得到均匀的涂料混合物。此外,可以通过振动、搅拌、摇荡或搅动实现混合。接着,采用HVLP或静电料钟将这种组合物涂覆于期望的表面上,然后采用单UV源或组合UV源进行固化,该组合UV源释放光谱频率使用于激活组合物中所用特定光引发剂所需的波长交迭。固化完成后,被涂表面随时可以处理和运输。图3描述构成不透明耐腐蚀UV可固化涂料所需组份的示例。图4表示涂覆所用喷射头的排布,尽管可以采用其它涂覆技术,例如浸渍涂布、浇涂或帘式淋涂。图5指示用于完成三维固化的UV灯排布。最后,图6图示立即“包装和运输”的有利能力、无需等待零件冷却或溶剂排放至消散。
这种工艺可用于,仅作为例子,汽车工业中所用车罩下零件的涂布。车罩下零件通常是指并非直接可见的汽车零件,除非将汽车抬高或者提起或移开发动机厢盖(车罩)。可用这种工艺涂以本发明组合物的车罩下零件的一些例子是,但不限于,滤油器、减震器、制动器转子、电池箱、交流发电机机壳以及发动机歧管。使用这种组合物和方法的优点在于涂层不起球,形成完全固化的被涂物件,并且在减震器的情形中,提高粘着性的一个益处是降低了减震器的嚣叫声。
先前的技术包括涂覆常规不透明耐腐蚀涂料以给机动车的车罩下零件提供面漆。这些涂料过去都是溶剂基涂料。最近,为使排放更低,这些涂料为水基涂料或粉末涂料。参照图4,标记19至25取自先前的技术,例如HVLP或静电喷雾器(19、21和25),传送系统(23),旋转零件支撑件(22和24)以及待涂覆的零件(20)。所有这些技术需要长的固化时间和较大的空间。此外,常常需要大量能量。固化中也可能需要用于破坏所含挥发性溶剂的系统。对于粉末涂料,可能需要用于收集颗粒的系统。100%固体UV可固化涂料是一种不含附加的溶剂或水的涂料,所述溶剂和水需要用热蒸发或驱除。结果,无来自溶剂的排放。无需用于大炉的空间。无需用于蒸发或烘焙的时间。因为无需加热,降低能耗高达80%。采用这种工艺,排放仍然较低,同时节省空间、时间和能量,并且无需用于污染控制的最终系统。此外,本发明的工艺具有回收过度喷射的任何未固化固体的系统。
料想不透明涂料不能被UV充分固化至完全穿透至基底并满足汽车工业的品质要求。通过适当配比的100%固体UV可固化涂料,图3,与适宜频率的光的结合,图5,26-28,可以获得这些结果。这类涂料通过暴露于紫外光而非热或空气中而固化。由于这种固化过程几乎是瞬间的,要求(例如)每种光(图5)平均1.5秒,时间和空间都被节省。用于固化的灯可以是高压水银灯、掺镓或铁的水银灯,或根据需要的组合。这些灯可以以直接电压、微波或无线电波为动力。
参见图3,用光引发剂的混合物来配制涂料,该组合物足以涵盖所有需要的光频。将这些用于与图5中成对的灯26-28共同作用。光引发剂是吸收紫外光并用光能促使形成干涂层的化合物。此外,涂料必须含有低聚物与单体的组合,从而获得必须的耐腐蚀性。低聚物是含有若干重复的单分子的分子。单体是含有单分子的物质,该单分子能够与低聚物并且彼此键接。单体的适当选择还促进与适当制备的表面的粘着。
聚合反应会受到低聚物、光引发剂、引发剂、颜料以及UV灯辐照度和光谱输出的影响,特别是在丙烯酸酯双键转化和诱导期间。与透明涂料复配物相比,颜料的存在使得固化更加复杂,因为颜料吸收UV辐射。因而,在使光引发剂的吸收特性与UV源光谱输出相匹配的同时,使用可变波长UV源能够使有色复配物固化。
用于UV固化的光源包括:弧光灯,例如碳弧光灯,氙弧光灯、水银蒸汽灯、卤化钨灯、激光器、太阳、太阳灯以及发射荧光带紫外线的荧光灯。在被大多数商业可获得的光引发剂吸收的波长下,中压水银灯和高压氙灯具有多种放射线。此外,水银弧光灯可以掺有铁或镓。可替代地,激光器是单频的(单波长),能够用于激活光引发剂,在采用弧光灯时过弱或不能获得的波长下吸收。例如,中压水银弧光灯在254nm、265nm、295nm、301nm、313nm、366nm、405/408nm、436nm、546nm和577/579nm下具有强放射线。因而,在350nm处具有最强吸收的光引发剂用中压水银弧光灯不能被有效激活,但是用355nm Nd:YVO4(钒酸盐)固态激光器能够有效引发。商售UV/可见光源具有250-450nm范围内的光谱输出,可以直接用于固化目的,而用光学带通过滤器可以实现波长选择。因而,如文中所述,用户可以利用最佳的光引发剂吸收特性。
无论光源如何,灯的发射光谱必须与光引发剂的吸收光谱交迭。需要考虑光引发剂吸收光谱的两个方面。所吸收的波长和吸收强度(摩尔消光系数)。例如,光引发剂DAROCUR4265(来自CibaSpecialty Chemicals 540 White Plains Road,Tarrytown,New York,U.S.A.)中的HMPP和TPO在270-290nm和360-380nm有吸收峰,而IRGACURE907(来自Ciba Specialty Chemicals 540 White PlainsRoad,Tarrytown,New York,U.S.A.)中的MMMP在350nm处吸收,IRGACURE500(IRGACURE184(来自Ciba Specialty Chemicals540 White Plains Road,Tarrytown,New York,U.S.A.)与苯甲酮的掺混物)中的MMMP在300nm与450nm之间吸收。
向复配物中添加颜料提高了所得涂料的不透明度,并且能够影响任何通体固化的能力。另外,所添加的颜料吸收入射固化辐射,由此影响光引发剂的性能。因而,不透明有色涂料的固化取决于存在的颜料、各组配方、照射条件和基底反射。因而对颜料和光引发剂各自UV/可见光吸收特性的考虑可用于优化有色颜料的UV固化。通常,与用于固化透明复配物的那些相比,用于固化有色复配物的光引发剂在较长的波长(300nm~450nm)之间具有较高的摩尔消光系数。尽管颜料的存在会吸收UV和可见光区的辐射,由此减少适于辐射固化的吸收,但是氧膦型光引发剂,例如但不限于双酰基氧膦,在有色UV可固化涂料物质中有效,所述有色包括仅作为例子的黑色。氧膦也可用作白色涂料的光引发剂。
水银气体放电灯是最广泛用于固化的UV源,因为它是具有强烈UV-C(200-280nm)辐射线的非常高效的灯,但是它也具有在UV-A(315-400nm)和UV-B(280-513nm)区域中的光谱放射线。汞压强烈影响这种灯在UV-A、UV-B和UV-C区域中的光谱效率。另外,通过以金属碘化物或溴化物形式向银中添加(掺杂)少量银、镓、铟、铅、锑、铋、锰、铁、钴和/或镍,会强烈改变汞光谱,主要在UV-A区,在UV-B和UV-C区中也有改变。掺杂的镓在在403和417nm发射射线;而掺杂铁以2倍增加UV-A区域内358-388nm的光谱辐射功率,同时由于碘化物的存在,UV-B和UV-C辐射以3-7倍减少。如上所述,颜料在涂料复配物中的存在会吸收入射辐射,从而影响光引发剂的激活。因而,期望裁定所用的UV源来适应所用的颜料分散体和光引发剂、光引发剂混合物或光引发剂/共引发剂混合物。例如,仅作为例子,掺铁的水银弧光灯(358-388nm发射)与光引发剂IRGACURE500(在300-450nm之间吸收)一起使用是理想的。
此外,具有不同光谱特性、或者一些光谱交迭而足够不同的多个灯可用于激活光引发剂的混合物或光引发剂与共引发剂的混合物。例如,仅作为例子,掺铁水银弧光灯(358-388nm发射)与纯水银弧光灯(200-280nm发射)组合使用。施加激活源的顺序可以不定,用于获得增强的涂层特性,例如,仅作为例子,有光泽度、光泽、粘附性、耐磨性和耐腐蚀性。先用较长波长源照射被涂表面是有利的,因为它在适当的位置圈闭填料颗粒并引发表面附近的聚合反应,由此提供有光泽并粘着的涂层。随后,暴露于较高能量、较短波长的辐射中使存留的膜快速固化,该膜通过初始聚合阶段已经固定在适当位置。
汽车零件可用常规技术适当清洁和调配。特别地,包括粗脱脂和清洗。参见图4,随后用HVLP或静电技术涂覆该涂料,这是与用于涂覆常规涂料相同的技术。可替代的应用可以包括零件的浸渍涂布、浇涂或帘式淋涂。参见图5,随后将涂层暴露于单UV灯或用于获得充分三维固化的组合灯下。固化后,零件不需要任何冷却步骤,或用于进行溶剂蒸发的时间,因而零件可立即用于包装和运输。
实施例
实施例1
在这种组合物的一种实施方式中,混合以下组份形成黑色涂料:约26%掺有1,6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯(EBECRYL264,来自UCB Surface Specialties,Brussels,Belgium)、18%丙烯酸2-苯氧乙酯、7%丙氧基化三丙烯酸甘油酯、26%丙烯酸异冰片酯、9%甲基丙烯酸酯的酯衍生物(EBECRYL168,来自UCBSurface Specialties,Brussels,Belgium)、6%2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、以及2%的二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧膦、低聚(2-羟基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、2,4,6-三甲基苯甲酮与4-甲基苯甲酮的混合物(ESACUREKTO 46,来自Lamberti,S.p.A.,Gallarate(VA),Italy)、4%黑色颜料分散体(PC9317,来自Elementis,Staines,UK)和2%无定形二氧化硅。用带有锯齿刀片的常规混合器或用螺旋混合器将所有组份混合,直到得到均匀涂料。这种涂料可通过HVLP或静电料钟涂覆并用UV灯固化。
实施例2
在这种组合物的一种实施方式中,配制一种透明涂料,其为37.5%掺有25%三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的双酚环氧丙烯酸酯(EBECRYL3720-TP25,来自UCB Surface Specialties,Brussels,Belgium)、34.1%丙烯酸2-苯氧乙酯、15.8%三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、7.3%甲基丙烯酸酯的酯衍生物(EBECRYL168,来自UCBSurface Specialties,Brussels,Belgium)和5.3%IRGACURE500(来自Ciba Specialty Chemicals 540 White Plains Road,Tarrytown,NewYork,U.S.A.)。采用与改性丙烯酸(PC 9003,来自Elementis,Staines,UK)键合的金红石型二氧化钛,向其中添加1.2%类似键合的碳黑(PC9317,来自Elementis,Staines,UK)配制固体颜料分散体的混合物。向所述透明涂料中添加10.1%该颜料分散体混合物、1%用聚乙烯蜡(SYLOIDRAD 2005,来自Grace Davison division of WR Grace &Co.,Columbia,MD,U.S.A.)制备的无定形二氧化硅、0.2%经有机表面处理的合成无定形硅石(SYLOIDRAD 2105,来自Grace Davisondivision of WR Grace & Co.,Columbia,MD,U.S.A.)以及2.1%二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧膦。用螺旋混合器将这些添加物分散在整个透明涂料中,直到形成均匀涂料。这种涂料可通过HVLP涂覆并用UV灯固化。
实施例3
在这种组合物的另一种实施方式中,将67%的丙烯酸异冰片酯与下列组份掺混:16%与改性丙烯酸(PC 9003,来自Elementis,Staines,UK)键合的金红石型二氧化钛,1%二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧膦、2%IRGACURE500(来自Ciba Specialty Chemicals 540 WhitePlains Road,Tarrytown,New York,U.S.A.)、8%用聚乙烯蜡(LANCOMATTE2000,来自Lubrizol,Wickliffe,Ohio U.S.A.)制备的无定形二氧化硅、4%丙烯酸胺(CN386,来自Sartomer,Exton,PA,U.S.A.)和2%用聚乙烯蜡(SYLOIDRAD 2005,来自Grace Davison division ofWR Grace & Co.,Columbia,MD,U.S.A.)制备的无定形二氧化硅。用带有锯齿刀片的常规混合器或用螺旋混合器将所有组份混合,直到得到均匀涂料。这种涂料可通过HVLP涂覆并用UV灯固化。CN386(来自Sartomer,Exton,PA,U.S.A.)是一种双功能胺共引发剂,当与诸如苯甲酮之类的光引发剂配合使用时,促进UV光下的快速固化。
实施例4
另一种实施方式是用于制备透明涂层的步骤。涂料组合物的组份在空气下混合,因为氧气的存在防止过早聚合。期望将照射光线保持在最小,特别是应当避免使用钠蒸汽灯。然而,可以选择使用暗房的照明设备。用在涂料组合物制造中、与单体和涂料混合物接触的元件,例如划痕容器和混合刀片,应当由不锈钢或塑料制造,优选聚乙烯或聚丙烯。应当避免使用聚苯乙烯和PVC,因为单体和涂料混合物会将它们溶解。此外,应当避免单体和涂料混合物与低碳钢、铜合金、酸、碱和氧化剂的接触。另外,必须避免黄铜配件,因为它们会引起过早聚合或胶凝。对于透明涂料的制备,根本的是获得充分混合,随后的剪切控制并非必须的。用1/3马力(hp)混合器和50加仑筒形罐1-3小时后可以实现透明涂料组合物的充分混合。较小的量,至多5加仑,可用实验室搅拌器(1/15-1/10hp)3小时后实现充分混合。期望圆壁容器,因为这能避免固体低聚物在角落的聚集以及任何随不完全混合而来的后续问题。另一个因素是混合器刀片必须距离混合容器底部安置,以混合器直径一半的距离。先将低聚物添加到混合容器中,如果需要可将低聚物轻微加热以利于控制。低聚物不应当加热到120以上,因而,如果需要加热,推荐使用温控加热炉或加热套。应当避免使用带式加热器。接着以任何顺序添加单体和胶状悬浮液,随后添加酯/单体助粘剂。最后添加光引发剂以确保全部组合物暴露于光线中的时间最小化。在添加完所有组份之后,使混合容器屏蔽于光线照射进行混合。混合后,有气泡存在,涂料看起来是云状。这些气泡迅速消散,留下透明的涂料组合物。作为最后步骤,在从混合容器移出涂料组合物之前,敲打混合容器的底部来观看是否存在任何未溶低聚物。这作为一个预防措施来实施,以确保进行了充分混合。如果组合物被充分混合,那么用袋式过滤器将涂料组合物滤过1微米的过滤器。之后组合物备用。
实施例5
另一个实施方式是有色涂料的制备步骤。文中,将充足动力和配置的混合器用于构建层流并用混合器的刀片高效实现颜料的分散。对于低于400mL的小的实验室量,实验室混合器或搅拌器就足够了,然而,对于高达半加仑的量,可以使用1/15-1/10hp的实验室混合器,但是混合会进行几天。对于商业用量,可以使用带有250加仑圆壁锥底罐、至少30hp的螺旋混合器或锯齿混合器。为制备有色组合物,先将透明涂料组合物混合,参见实施例4。在添加到透明涂料组合物中之前将颜料分散体混合物预混合,因为这能确保得到合乎需要的颜色。通过在封闭容器中振动颜料分散体容易地实现颜料分散体的预混合,同时穿戴防尘面具。然后将填料和预混合的颜料/颜料分散体添加到该透明涂料组合物中,混合11/2~2小时。通过进行底部抽取并检测未溶颜料来确定混合的完成度。这种确定通过从混合罐底部提取少量有色混合物并在表面上涂覆薄层来实现。然后对该薄层检测任何未溶颜料的存在。然后使该混合物滤过100目过滤器。充分混合的有色组合物表现出很少或者没有未溶颜料。
实施例6
另一个实施方式是将纳米级颗粒混入涂料组合物中,通过将以下组份混合形成黑色涂料:26%掺有1,6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯(EBECRYL264,来自UCB Surface Specialties,Brussels,Belgium)、18%丙烯酸2-苯氧乙酯、7%丙氧基化三丙烯酸甘油酯、26%丙烯酸异冰片酯、9%甲基丙烯酸酯的酯衍生物(EBECRYL168,来自UCB Surface Specialties,Brussels,Belgium)、6%2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、以及2%的二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧膦、低聚(2-羟基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、2,4,6-三甲基苯甲酮与4-甲基苯甲酮的混合物(ESACUREKTO 46,来自Lamberti,S.p.A.,Gallarate(VA),Italy)、4%黑色颜料分散体(PC9317,来自Elementis,Staines,UK)、1%纳米级氧化铝颗粒和1%无定形二氧化硅。用带有锯齿刀片的常规混合器或用螺旋混合器将所有组份混合,直到得到均匀涂料。这种涂料可通过HVLP或静电料钟涂覆并用UV灯固化。
实施例7
本发明的另一个实施方式是用实施例1中所述的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆滤油器外表面的工艺,采用黑色颜料分散体。该工艺以滤油器连接到可转轴上开始,然后将该组合物连接到传送带系统上。注意涂覆步骤期间可转轴/滤油器组件的旋转确保滤油器表面的完全涂覆。然后通过传送带系统将可转轴/滤油器组件移入涂料涂覆段,将可转轴/滤油器组件安置在静电喷涂系统附近。静电喷涂系统具有三个喷头,排布这三个喷头以确保被涂物件顶面、底面和侧面的涂覆。在从三个喷头喷射涂料组合物(实施例1中所述)之前开始可转轴/滤油器组件的旋转。然后在可转轴/滤油器组件继续旋转的同时,从三个静电喷头同时涂覆涂料组合物。然后将被涂的可转轴/滤油器组件通过传送带运入位于生产线更下端的固化室。该固化室具有两套门,这些门在固化期间关闭以保护操作者免受UV辐射的照射。固化室内排布三套UV灯以确保顶面、底面和侧面都暴露于UV辐射中。另外,每套UV灯包含两个独立的灯型以确保适当的固化:一个是水银弧光灯,另一个是掺铁水银弧光灯。因而固化室内实际上有六个灯。注意这种三维固化可以通过仅使用两个灯来实现,一个是水银弧光灯,另一个是掺铁水银弧光灯,用组镜确保对顶面、底面、和侧面的照射。一旦位于固化室内,就将门关闭并再次使轴/滤油器组件旋转。然后激活掺铁水银弧光灯用于部分固化阶段,之后激活水银弧光灯用于完全固化阶段。注意在打开水银弧光灯之前无需完全关闭掺铁水银弧光灯。关闭两灯并停止轴/滤油器组件的旋转。打开固化室另一侧的门,然后用传送带将带有黑色耐腐蚀涂层的完全固化的滤油器移至远离固化室的包装区。然后将滤油器从可转轴上卸下、包装并运输。
实施例8
本发明的另一个实施方式是用实施例6中所述的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆减震器外表面的工艺,采用蓝色颜料分散体。该工艺以减震器连接到可转轴上开始,然后将该组合物连接到传送带系统上。注意涂覆步骤期间可转轴/减震器组件的旋转确保减震器表面的完全涂覆。然后通过传送带系统将可转轴/减震器组件移入涂料涂覆段,将可转轴/减震器组件安置在静电喷涂系统附近。静电喷涂系统具有三个喷头,排布这三个喷头以确保被涂物件顶面、底面和侧面的涂覆。在从三个喷头喷射涂料组合物(实施例6中所述)之前开始可转轴/减震器组件的旋转。然后在可转轴/减震器组件继续旋转的同时,从三个静电喷头同时涂覆涂料组合物。然后将被涂的可转轴/减震器组件通过传送带运入位于生产线更下端的固化室。该固化室具有两套门,这些门在固化期间关闭以保护操作者免受UV辐射的照射。固化室内排布三套UV灯以确保顶面、底面和侧面都暴露于UV辐射中。另外,每套UV灯包含两个独立的灯型以确保适当的固化:一个是水银弧光灯,另一个是掺铁水银弧光灯。因而固化室内实际上有六个灯。注意这种三维固化可以通过仅使用两个灯来实现,一个是水银弧光灯,另一个是掺铁水银弧光灯,用组镜确保对顶面、底面、和侧面的照射。一旦位于固化室内,就将门关闭并再次使轴/减震器组件旋转。然后激活掺铁水银弧光灯用于部分固化阶段,之后激活水银弧光灯用于完全固化阶段。注意在打开水银弧光灯之前无需完全关闭掺铁水银弧光灯。关闭两灯并停止轴/减震器组件的旋转。打开固化室另一侧的门,然后用传送带将带有蓝色耐腐蚀涂层的完全固化的减震器移至远离固化室的包装区。然后将减震器从可转轴上卸下、包装并运输。
实施例9
另一个实施方式是测试实施例1中所述UV可固化涂料的稳定性。用浸没试验进行涂覆于滤油器上的固化组合物,如实施例7中所述,抵抗车用液体的稳定性的测试。该试验包括将经涂覆并固化的滤油器浸入含有120℃机油的浴液中。将经涂覆并固化的滤油器在此温度的浴液中保持24小时,移出。从该温度的浴液移出后经涂覆并固化的滤油器之后,压着细小的东西拖过表面,试着破坏表面。检查任何破坏的迹象,如果观察不到破坏,将经涂覆并固化的滤油器放回浴液中继续测试。
所有的百分比基于重量。EBECRYL可从USB Surface Specialties,Brussels,Belgium获得。SYLOID可从Grace Davison division of WRGrace & Co.,Columbia,MD,U.S.A.获得。所采用的固体颜料分散体可从Elementis,Staines,UK获得。IRGACURE和DAROCUR光引发剂可从Ciba Specialty Chemicals 540 White Plains Road,Tarrytown,New York,U.S.A.获得。LANCO MATTE2000可从Lubrizol,Wickliffe,Ohio U.S.A.获得。CN386和CN990可从Sartomer,Exton,PA,U.S.A.获得。ESACUREKTO 46可从Lamberti,S.p.A.,Gallarate(VA),Italy获得。
尽管结合优选实施方式描述了本发明,但是并非要将本发明的范围局限为所阐述的具体形式,相反,是要涵盖可以包含在本发明精神和范围内的这类替换方案、变型方案和等同方案,如所附权利要求所限定。

Claims (155)

1.一种光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,包含低聚物、单体、光引发剂、共光引发剂、填料与可聚合颜料分散体的混合物。
2.权利要求1的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中混合物进一步包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物。
3.权利要求1的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中混合物进一步包含5-68wt%的单体或单体混合物。
4.权利要求1的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中混合物进一步包含3-15wt%的光引发剂或者光引发剂与共引发剂的混合物。
5.权利要求1的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中混合物包含0.5-11wt%的填料或填料混合物。
6.权利要求1的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中混合物包含3-15wt%的可聚合颜料分散体或可聚合颜料分散体混合物。
7.权利要求1的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中混合物包含0-40wt%的低聚物或低聚物混合物以及5-68wt%的单体或单体混合物。
8.权利要求1的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中混合物包含0-40wt%的低聚物或低聚物混合物、5-68wt%的单体或单体混合物以及3-15wt%的光引发剂或者光引发剂与共引发剂的混合物。
9.权利要求1的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中混合物包含0-40wt%的低聚物或低聚物混合物、5-68wt%的单体或单体混合物、3-15wt%的光引发剂或者光引发剂与共引发剂的混合物以及0.5-11wt%的填料或填料混合物。
10.权利要求1的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中混合物包含0-40wt%的低聚物或低聚物混合物、5-68wt%的单体或单体混合物、3-15wt%的光引发剂或者光引发剂与共引发剂的混合物、0.5-11wt%的填料或填料混合物以及3-15wt%固体可聚合颜料分散体或固体可聚合分散体的混合物,由此该组合物的室温粘度至多约500厘泊。
11.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中低聚物选自环氧丙烯酸酯、环氧二丙烯酸酯/单体掺合物、丙烯酸硅氧烷、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯/单体掺合物、脂肪酸改性的双酚A丙烯酸酯、掺有三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的双酚环氧丙烯酸酯、掺有1,6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯,及其组合。
12.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中低聚物选自环氧丙烯酸酯、环氧二丙烯酸酯/单体掺合物、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯/单体掺合物,及其组合。
13.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中低聚物选自脂肪酸改性的双酚A丙烯酸酯、掺有三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的双酚环氧丙烯酸酯、掺有1,6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯,及其组合。
14.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中低聚物为掺有三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的双酚环氧丙烯酸酯。
15.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙氧基化三丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸酯的酯衍生物,及其组合。
16.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧乙酯、甲基丙烯酸酯的酯衍生物,及其组合。
17.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中光引发剂选自二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧膦,噻吨酮、二甲基缩酮、二苯酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮,2,4,6-三甲基二苯酮、4-甲基二苯酮、低聚(2-羟基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、丙烯酸胺,及其组合。
18.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中光引发剂选自二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧膦,二苯酮、1-羟基环己基苯基酮及其组合。
19.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中至少一种光引发剂为氧膦。
20.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中填料选自用聚乙烯蜡制备的无定形二氧化硅、有机表面处理的合成无定形硅石、未经处理的无定形二氧化硅、季烷基膨润土、硅胶、丙烯酸酯化的硅胶、氧化铝、氧化锆、氧化锌、niobia、钛质氮化铝、氧化银、氧化铈,及其组合。
21.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中填料选自用聚乙烯蜡制备的无定形二氧化硅、有机表面处理的合成无定形硅石,及其组合。
22.权利要求20中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中填料的平均粒径小于500纳米。
23.权利要求20中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中填料的平均粒径小于100纳米。
24.权利要求20中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中填料的平均粒径小于50纳米。
25.权利要求20中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中填料的平均粒径小于25纳米。
26.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中可聚合颜料分散体由连接到活性树脂上的颜料组成。
27.权利要求26中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中活性树脂选自丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂或乙烯基树脂。
28.权利要求26中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中颜料选自碳黑、金红石二氧化钛、有机红颜料、酞菁蓝颜料、铁丹颜料、异吲哚啉黄颜料、酞菁绿颜料、喹吖啶酮紫、咔唑紫、主色黑、浅柠檬铁黄、浅有机黄、透明铁黄、二芳基橙、喹吖啶酮红、有机猩红、浅有机红以及深有机红。
29.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中可聚合颜料分散体选自连接到改性丙烯酸树脂上的碳黑、连接到改性丙烯酸树脂上的金红石二氧化钛,及其组合。
30.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,进一步包含阻蚀剂。
31.权利要求30中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中阻蚀剂是以至多约3wt%的量存在的全固体阻蚀剂。
32.权利要求30中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中阻蚀剂是M-235。
33.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,进一步包含流动和滑动增强剂。
34.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中流动和滑动增强剂以至多约3wt%的量存在。
35.权利要求33中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中流动和滑动增强剂选自丙烯酸酯化的硅氧烷、EBECRYL350、EBECRYL1360和CN990。
36.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,进一步包含固化促进剂。
37.权利要求36中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,固化促进剂以至多约0.5wt%的量存在。
38.权利要求36中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中固化促进剂为噻吨酮。
39.权利要求1-9任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,具有至多约500厘泊的室温粘度。
40.权利要求1中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中将组合物涂覆到表面上。
41.权利要求40的被涂表面。
42.权利要求41的被涂表面,其中表面包含金属、木材、塑料、石材、玻璃或陶瓷。
43.权利要求41的被涂表面,其中涂料通过喷涂、刷涂、辊涂、浸渍涂布、刮涂、帘式淋涂或其组合涂覆到表面上。
44.权利要求41的被涂表面,其中涂料通过高压低体积喷涂装置涂覆到表面上。
45.权利要求41的被涂表面,其中涂料通过静电喷涂装置涂覆到表面上。
46.权利要求43-45任一项中的被涂表面,其中涂料以单次施涂方式涂覆。
47.权利要求43-45任一项中的被涂表面,其中涂料以多次施涂方式涂覆。
48.权利要求43-45任一项中的被涂表面,其中表面被涂料部分覆盖。
49.权利要求43-45任一项中的被涂表面,其中表面被涂料全部覆盖。
50.权利要求41的被涂表面,其中被涂表面暴露于光化辐射中,表面涂层部分固化。
51.权利要求41的被涂表面,其中被涂表面暴露于光化辐射中,表面涂层完全固化。
52.权利要求50的部分固化的被涂表面。
53.权利要求51的完全固化的被涂表面。
54.权利要求52的部分固化的被涂表面,其中部分固化的涂层是不透明的。
55.权利要求52的部分固化的被涂表面,其中部分固化的涂层具有光泽。
56.权利要求53的完全固化的被涂表面,其中完全固化的涂层是不透明的。
57.权利要求53的完全固化的被涂表面,其中完全固化的涂层坚硬。
58.权利要求53的完全固化的被涂表面,其中完全固化的涂层具有光泽。
59.权利要求53的完全固化的被涂表面,其中完全固化的涂层耐腐蚀。
60.权利要求53的完全固化的被涂表面,其中完全固化的涂层耐磨。
61.权利要求1-10任一项中的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中组合物可用选自可见光辐射、近可见光辐射、紫外(UV)辐射及其组合的光化辐射固化。
62.权利要求61的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物,其中紫外辐射选自UV-A辐射、UV-B辐射、UV-B辐射、UV-C辐射、UV-D辐射,或其组合。
63.权利要求53的完全固化的被涂表面,其中表面是制品的一部分。
64.一种制品,包含权利要求53的完全固化的被涂表面。
65.权利要求64的制品,其中制品选自机动车、机动车零件、机动车附件、园艺设备、剪草机以及剪草机零件。
66.权利要求65的制品,其中制品为机动车零件。
67.权利要求66的制品,其中机动车零件是车罩下零件。
68.权利要求67的制品,其中车罩下零件选自滤油器、减震器、电池箱、交流发电机机壳以及发动机歧管。
69.权利要求66的制品,其中完全固化的被涂表面在至少65℃下与至少10%的硫酸接触至少6分钟之后不表现出印迹。
70.权利要求66的制品,其中完全固化的被涂表面在至少65℃下与至少10%的硫酸接触至少12分钟之后不表现出印迹。
71.权利要求66的制品,其中完全固化的被涂表面在至少60℃的温度下浸入发动机冷却剂中至少8小时之后不表现出软化和起泡。
72.权利要求66的制品,其中完全固化的被涂表面在至少60℃的温度下浸入发动机冷却剂中至少20小时之后不表现出软化和起泡。
73.权利要求66的制品,其中完全固化的被涂表面在至少60℃的温度下浸入动力转向油中至少8小时之后不表现出软化和起泡。
74.权利要求66的制品,其中完全固化的被涂表面在至少60℃的温度下浸入动力转向油中至少24小时之后不表现出软化和起泡。
75.权利要求66的制品,其中完全固化的被涂表面在暴露于盐水喷雾400小时之后不表现出表面腐蚀。
76.权利要求66的制品,其中完全固化的被涂表面在暴露于盐水喷雾900小时之后不表现出表面腐蚀。
77.权利要求66的制品,其中完全固化的被涂表面在对流传热炉中于至少1200℃的温度下加热至少1小时之后不表现出粘着损失。
78.权利要求66的制品,其中完全固化的被涂表面在对流传热炉中于至少1200℃的温度下加热至少10小时之后不表现出粘着损失。
79.权利要求65的制品,其中制品是机动车,选自汽车、公交车、卡车、拖拉机以及越野车。
80.权利要求65的制品,其中制品是机动车附件,机动车选自汽车、公交车、卡车、拖拉机、游览车和越野车。
81.权利要求65的制品,其中制品是机动车零件,机动车选自汽车、公交车、卡车、拖拉机、游览车和越野车。
82.权利要求79的汽车。
83.权利要求65的剪草机。
84.一种生产权利要求1所述光化辐射可固化的基本上全固体组合物的方法,包括向容器中添加组份,其中组份包括至少一种低聚物、至少一种单体、至少一种光引发剂、至少一种共光引发剂、至少一种填料和至少一种可聚合的颜料分散体;以及采取手段将组份混合形成均匀组合物。
85.权利要求1的组合物,进一步包含适宜的容器。
86.权利要求1的组合物,其中适宜的容器为罐。
87.一种用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的装配体,包含:
(a)将光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂于物件上的装置;
(b)用第一光化辐射照射物件从而使被涂表面部分固化的装置;以及
(c)用第二光化辐射照射物件从而使被涂表面完全固化的装置;
其中当涂层与65℃10%的H2SO4接触多达至少6分钟时,不显示印迹。
88.权利要求87所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物由低聚物、单体、光引发剂、共光引发剂、填料与可聚合颜料分散体的混合物构成。
89.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中用于照射以使被涂表面部分固化的装置和用于照射以使被涂表面完全固化的装置位于照射站,从而无需搬运物件。
90.权利要求89所述用于涂覆物件表面的装配体,其中用于涂覆组合物的装置位于涂覆站,其中必须将物件从涂覆站移到照射站。
91.权利要求90所述用于涂覆物件表面的装配体,其中进一步包含用于将物件从涂覆站移到照射站的装置。
92.权利要求91所述用于涂覆物件表面的装配体,其中用于移动的装置包括传送带。
93.权利要求90所述用于涂覆物件表面的装配体,其中照射站包含用于限制光化辐射对照射站的照射量的装置。
94.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中进一步包含用于使物件绕至少一个轴旋转的装置。
95.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中进一步包含安装站,其中将待涂覆的物件连接到可动元件上。
96.权利要求95所述用于涂覆物件表面的装配体,其中可动元件能使物件绕至少一个轴旋转。
97.权利要求95所述用于涂覆物件表面的装配体,其中可动元件能使物件从涂覆站移动到照射站。
98.权利要求95所述用于涂覆物件表面的装配体,进一步包含拆卸站,在其中将完全固化的被涂物件从可动单元卸下。
99.权利要求98所述用于涂覆物件表面的装配体,其中在从可动单元卸下之前无需将完全固化的被涂物件冷却。
100.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中用于涂覆的装置包括喷涂装置、刷涂装置、辊涂装置;浸涂装置、刮涂装置和帘式淋涂装置。
101.权利要求100所述用于涂覆物件表面的装配体,其中用于涂覆的装置包括喷涂装置。
102.权利要求101所述用于涂覆物件表面的装配体,其中喷涂装置包括高体积低压(HVLP)喷涂装置。
103.权利要求100所述用于涂覆物件表面的装配体,其中用于涂覆的装置处于室温下。
104.权利要求101所述用于涂覆物件表面的装配体,其中喷涂装置包括用于静电喷雾的装置。
105.权利要求90所述用于涂覆物件表面的装配体,其中涂覆站还包括用于回收未粘附到物件表面的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物的装置。
106.权利要求105所述用于涂覆物件表面的装配体,其中将所回收的光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂于另外的物件上。
107.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物。
108.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含5-68wt%单体或单体的混合物。
109.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物。
110.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0.5-11wt%填料或填料混合物。
111.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含3-15%可聚合颜料分散体或可聚合分散体的混合物。
112.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物和5-68wt%单体或单体的混合物。
113.权利要求2所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物和3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物。
114.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物、3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物和0.5-11wt%填料或填料混合物。
115.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物、3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物、0.5-11wt%填料或填料混合物和3-15%可聚合颜料分散体或可聚合分散体的混合物,由此该组合物的室温粘度至多约500厘泊。
116.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中第一光化辐射包括选自可见光辐射、近可见光辐射、紫外(UV)辐射及其组合的光化辐射。
117.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中第二光化辐射包括选自可见光辐射、近可见光辐射、紫外(UV)辐射及其组合的光化辐射。
118.权利要求90所述用于涂覆物件表面的装配体,其中照射站包括镜面排布。
119.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中物件选自机动车、机动车零件、机动车附件、园艺设备、剪草机以及剪草机零件。
120.权利要求119所述用于涂覆物件表面的装配体,其中制品是机动车零件。
121.权利要求120所述用于涂覆物件表面的装配体,其中机动车零件是车罩下零件。
122.权利要求121所述用于涂覆物件表面的装配体,其中车罩下零件选自滤油器、减震器、制动器转子、电池箱、交流发电机机壳以及发动机歧管。
123.一种用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的工艺,包括:
a.将物件固定到传送装置上;
b.在涂覆站将光化辐射可固化的组合物涂于物件表面上;
c.通过传送装置将被涂物件移至照射站;
d.在照射站用第一光化辐射照射被涂表面并使之部分固化;
e.在照射站用第二光化辐射照射被涂表面并使之完全固化;
其中当涂层与65℃10%的H2SO4接触多达至少6分钟时,不显示印迹。
124.权利要求123所述用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的工艺,进一步包括在涂覆步骤之前将物件固定到可转轴上。
125.权利要求124所述用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的工艺,进一步包括在将物件固定到可转轴上之后移动传送装置以使物件位于涂覆站附近。
126.权利要求125所述用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的工艺,进一步包括当持有物件的轴旋转时,在涂覆站涂覆光化辐射可固化的组合物。
127.权利要求123所述用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的工艺,其中照射站包括包含第一光化辐射源和第二光化辐射源的固化室。
128.权利要求123所述用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的工艺,进一步包括通过传送装置将完全固化的被涂物件移出固化室,其中将被涂物件包装用于贮存或运输。
129.权利要求123所述用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面的工艺,其中传送装置包括传送带。
130.权利要求123所述用于涂覆物件表面的工艺,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物由低聚物、单体、光引发剂、共光引发剂、填料与可聚合颜料分散体的混合物构成。
131.权利要求130所述用于涂覆物件表面的工艺,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物和5-68wt%单体或单体的混合物。
132.权利要求130所述用于涂覆物件表面的工艺,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物和3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物。
133.权利要求130所述用于涂覆物件表面的工艺,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物、3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物和0.5-11wt%填料或填料混合物。
134.权利要求130所述用于涂覆物件表面的工艺,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物包含0-40wt%低聚物或低聚物的混合物、5-68wt%单体或单体的混合物、3-15%光引发剂或光引发剂与共引发剂的混合物、0.5-11wt%填料或填料混合物和3-15%可聚合颜料分散体或可聚合分散体的混合物,由此该组合物的室温粘度至多约500厘泊。
135.权利要求123所述用于涂覆物件表面的工艺,其中涂覆站包含用于静电喷雾的装置。
136.权利要求123所述用于涂覆物件表面的工艺,其中涂覆站包含适用于高压低体积(HVLP)涂料涂覆的装置。
137.权利要求135-136所述用于涂覆物件表面的工艺,其中涂料在单次施涂中涂覆。
138.权利要求135-136所述用于涂覆物件表面的工艺,其中涂料在多次施涂中涂覆。
139.权利要求135-136所述用于涂覆物件表面的工艺,其中表面被涂料部分覆盖。
140.权利要求135-136所述用于涂覆物件表面的工艺,其中表面被填料完全覆盖。
141.权利要求123所述用于涂覆物件表面的工艺,其中第一光化辐射步骤与第二光化辐射步骤之间的时间少于5分钟。
142.权利要求123所述用于涂覆物件表面的工艺,其中第一光化辐射步骤与第二光化辐射步骤之间的时间少于1分钟。
143.权利要求123.所述用于涂覆物件表面的工艺,其中第一光化辐射步骤与第二光化辐射步骤之间的时间少于15秒钟。
144.权利要求123所述用于涂覆物件表面的工艺,其中照射站包括至少一种能够提供光化辐射的光,所述辐射选自可见光辐射、近可见光辐射、紫外(UV)辐射及其组合。
145.权利要求123所述用于涂覆物件表面的工艺,其中照射站包括至少一种能够提供光化辐射的光源,所述辐射选自UV-A辐射、UV-B辐射、UV-B辐射、UV-C辐射、UV-D辐射或其组合。
146.权利要求123所述用于涂覆物件表面的工艺,其中照射站包括镜面排布以使被涂表面三维固化。
147.权利要求123所述用于涂覆物件表面的工艺,其中照射站包括光源排布以使被涂表面三维固化。
148.权利要求147所述用于涂覆物件表面的工艺,其中每种光源发射不同的光谱波长范围。
149.权利要求148所述用于涂覆物件表面的工艺,其中不同光源具有部分重叠的光谱波长范围。
150.一种生产线,用于用光化辐射可固化的基本上全固体的组合物涂覆物件表面,包含权利要求123所述的工艺。
151.一种设施,用于生产涂有光化辐射可固化的基本上全固体的组合物的物件,包含权利要求150所述的生产线。
152.权利要求151所述的被涂物件,其中物件是车辆的车罩下零件。
153.权利要求152的制品,其中车罩下零件的完全固化的被涂表面在至少210℃的温度下至少1小时之后不显示粘着损失。
154.权利要求88所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物进一步包含全固体阻蚀剂。
155.权利要求130所述用于涂覆物件表面的装配体,其中光化辐射可固化的基本上全固体的组合物进一步包含全固体阻蚀剂。
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