[发明专利]确定旋转雾化过程中的平均丝长度的方法以及在涂料开发过程中基于该方法的筛选方法

说明书

本发明涉及一种用于确定在涂料组合物的旋转雾化时形成的丝的平均丝长度的方法，该方法包括至少步骤(1)至(3)，即，(1)使用旋转雾化器将涂料组合物雾化，所述旋转雾化器具有作为施加体的能够旋转的钟形碟，任选地，(2)使用至少一台相机检测在方法中在钟形碟边缘形成的丝，和(3)对以这种方式获得的光学数据进行数字评估，从而得出在雾化过程中形成的位于钟形碟的钟形碟边缘的丝的平均丝长度。本发明还涉及在开发涂料制剂时用于汇编电子数据库和筛选涂料组合物的方法，所述方法在上述方法的基础上进行。

本发明涉及一种用于确定在涂料组合物的旋转雾化时形成的丝的平均长度的方法，该方法包括至少步骤(1)至(3)，具体地，(1)通过旋转雾化器将涂料组合物雾化，所述旋转雾化器包括作为施加元件的能够旋转的钟形杯，(2)借助于至少一台相机光学捕获在钟形杯边缘处形成的丝，以及(3)对由此获得的光学数据进行数字评估，以给出位于钟形杯边缘的雾化形成的那些丝的平均丝长度，以及还涉及在涂料制剂开发时用于汇编电子数据库和筛选涂料组合物的方法，其在前述方法的基础上进行。

现有技术

尤其是在当今的汽车工业中，存在一系列涂料组合物，例如底涂料，其通过旋转雾化施加到待涂覆的特定基材上。这样的雾化器具有快速旋转的施加元件如钟形杯，例如，其使要施加的涂料组合物雾化，特别是借助于作用的离心力进行雾化，形成丝，从而产生滴形式的喷雾。涂料组合物通常以静电方式施加，以最大化施加效率并最小化过度喷涂。在钟形杯的边缘，特别是借助于离心力而雾化的涂料通过直接向应用的涂料组合物施加高压而被电荷化(直接电荷化)。在将各种涂料组合物施加到基材上之后，将得到的薄膜(在适当的情况下，以其他薄膜的形式在其上再施以其他涂料组合物之后)固化或烘烤，以得到所需的涂层。

涂料的优化，特别是以这种方式获得的涂料，关于涂料的特定所需特性，例如防止或至少减少光学缺陷和/或表面缺陷例如针孔、浑浊的发生和/或形成趋势，和/或流平特性，是比较复杂的，通常只能通过经验方法来实现。这意味着，必须首先生产出这样的涂料组合物，或者，典型地，在其中已经改变了不同的参数的整个测试系列，然后，如前段所述，必须将其应用到基材上并固化或烘烤。之后，必须对随后得到的涂层系列进行所需性能的调查，以便对所调查的性能的任何可能的改进进行评估。通常情况下，这个过程必须重复多次，并进一步改变参数，直到在固化和/或烘烤后，所调查的涂层的性能得到所需的改善。

现有技术中已知的实践是基于其剪切粘度行为(剪切流变学)来研究和表征用于生产这种涂料的涂料组合物，以更好地理解其特定的应用特性。在这里可以利用例如毛细管流变仪。但是，该方法的一个缺点是侧重于研究剪切流变学，它没有考虑或没有充分考虑旋转雾化过程中发生的拉伸粘度的相当大的影响(拉伸流变学)。拉伸粘度是材料在拉伸流中的流动阻力的量度。除了剪切流之外，在所有相关的技术方法中，例如在毛细管入口流和毛细管出口流的情况下，通常都会发生这种拉伸流。在牛顿流动行为的情况下，可以从其与常规确定的剪切粘度的恒定比率(Trouton比率)计算拉伸粘度。另一方面，在非牛顿流动行为的情况下，实际上，在各种应用中，发生频率要高得多，通常需要拉伸粘度作为独立于剪切粘度的参数借助拉伸流变仪通过实验确定，为了充分考虑上述描述和表征中的拉伸流变学特性。特别是当执行上述旋转雾化方法时，拉伸粘度可能对雾化过程和丝分解成液滴然后形成喷雾具有相当大的影响。确定拉伸粘度的技术在现有技术中是已知的。这里典型的是通过毛细管破裂拉伸流变仪(CaBER)确定拉伸粘度。然而，迄今为止，还没有可用的技术来同等充分考虑拉伸力和剪切力，而又不实际雾化正在研究的材料。

因此，需要一种方法，该方法能够通过研究涂料组合物的雾化行为，来改善通过该雾化制备的涂层的某些所需性能，例如防止或至少减少光学缺陷和/或表面缺陷的发生和/或形成趋势，而不必经历通常要求的涂覆和烘烤的完全操作以生产这种涂层。但是，同样，这种方法不仅应充分考虑它所引起的剪切流变学，而且还应充分考虑拉伸流变学。

问题