[发明专利]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

说明书

本发明公开了一种方法，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。

技术领域

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。

背景技术

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-on-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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。