CN102458671A - 喷涂方法及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于形成包含两种或更多种组分的涂料组合物的涂层的方法。所述两种或更多种组分在雾化后进行混合。本发明还涉及具有喷涂针的喷枪，所述喷涂针包括两个或更多个用于形成此类涂层的喷涂通路。

Description

喷涂方法及其用途

相关申请的交叉引用

本专利申请要求美国临时申请序列号61/220355(2009年6月25日提交)的优先权，其公开内容如同完全地被示出一样以引用方式并入本文以用于所有目的。

发明领域

本发明涉及用于形成具有涂料组合物的涂层的方法。具体地讲，本发明涉及用于形成具有多种组分的涂料组合物的雾化流的方法和喷涂装置。

发明背景

机动车或其他物体上的涂料通常包含由涂料组合物的多种反应组分形成的网状聚合物。通常使用喷涂装置或其他涂料涂覆技术将涂料施加到例如汽车车辆的车身或车身部件之类的基底上，然后进行固化以形成具有此类网状聚合物的涂层。

目前，通常在喷涂之前将涂料组合物的多种反应组分混合在一起以形成罐装混合物，然后将其放入连结到例如喷枪之类的喷涂装置的杯状贮存器或容器内。由于多种反应组分具有活性性质，因此它们一旦混合在一起，罐装混合物就开始反应，从而导致罐装混合物的粘度不断增大。当粘度达到某个值之后，罐装混合物实际上便无法进行喷涂。喷枪本身有可能可被交联聚合物材料堵塞，这也是不利的。粘度增大到喷涂失效的那个点(一般增大到2倍粘度)所需的时间被称为“适用寿命”。

延长“适用寿命”的一种方法是向罐装混合物中加入较大量的稀释溶剂，也称为稀释剂。然而，稀释剂例如有机溶剂有助于增强挥发性有机化合物(VOC)的散发，并且还增加固化时间。

延长涂料组合物的罐装混合物的“适用寿命”的其他尝试主要集中在“基于化学的”方法。例如，有人建议添加一种或多种反应组分的改性剂或某些添加剂，它们可延缓灌装混合物中多种组分的聚合反应。改性剂或添加剂必须满足这样的条件：当把涂料涂覆到基底表面上后，固化速率不会受到不利影响。

另一种方法是在喷涂之前，立即将一种或多种关键组分例如催化剂与涂料组合物的其他组分混合在一起。美国专利7,201,289中描述了一个实例，其中催化剂溶液贮存在单独的分配器中，并且在涂料制剂被雾化之前分配催化剂溶液并使其与液体涂料制剂混合。

而另一种方法是分别雾化涂料组合物的两种组分，例如催化剂和树脂，并在喷涂后混合两种雾化的组分。美国专利4,824,017中描述了一个此类实例。然而，此类方法要求使用单独的泵分别雾化两种组分并且每种组份都需要喷射装置。

发明简述

本发明涉及用于喷涂包含第一组分和第二组分的涂料组合物的喷枪，所述喷枪包括：

(A)喷枪体(1)，所述喷枪体包括用于运送载气的载气入口(12)、连接至第一连接路径以运送所述第一组分的第一入口(10)、和连接至第二连接路径以运送所述第二组分的第二入口(8)；

(B)具有纵向壳体轴线和喷嘴(13)的管状喷嘴壳体(55)，所述管状喷嘴壳体被封装在所述喷枪体内；和

(C)喷涂针(56)，所述喷涂针包括第一喷涂通路和第二喷涂通路，所述第一喷涂通路具有纵向第一通路轴线和第一通路开口，所述第二喷涂通路具有纵向第二通路轴线和第二通路开口；所述喷涂针被封装在所述管状喷嘴壳体内并且被构造成在喷涂位置和关闭位置之间滑动，所述第一通路开口和所述第二通路开口被定位成在所述喷嘴处彼此相邻；其中：

所述纵向壳体轴线、所述纵向第一通路轴线和所述纵向第二通路轴线基本相互平行；并且

当所述喷涂针在所述喷涂位置时，所述第一喷涂通路被构造成连接至所述第一连接路径，并且所述第二喷涂通路被构造成连接至所述第二连接路径，以分别将所述第一组分和所述第二组分运送至所述喷嘴。

本发明还涉及用于在基底上形成包含第一组分和第二组分的涂料组合物层的方法，所述方法包括以下步骤：

i)提供喷枪，所述喷枪包括：

(A)喷枪体(1)，所述喷枪体包括用于运送载气的载气入口(12)、连接至第一连接路径以运送所述第一组分的第一入口(10)、和连接至第二连接路径以运送所述第二组分的第二入口(8)；

(B)具有纵向壳体轴线和喷嘴(13)的管状喷嘴壳体(55)，所述管状喷嘴壳体被封装在所述喷枪体内；和

(C)喷涂针(56)，所述喷涂针包括第一喷涂通路和第二喷涂通路，所述第一喷涂通路具有纵向第一通路轴线和第一通路开口，所述第二喷涂通路具有纵向第二通路轴线和第二通路开口；所述喷涂针被封装在所述管状喷嘴壳体内并且被构造成在喷涂位置和关闭位置之间滑动，所述第一通路开口和所述第二通路开口被定位成在所述喷嘴处彼此相邻；其中：

所述纵向壳体轴线、所述纵向第一通路轴线和所述纵向第二通路轴线基本相互平行；并且

当所述喷涂针在所述喷涂位置时，所述第一喷涂通路被构造成连接至所述第一连接路径，并且所述第二喷涂通路被构造成连接至所述第二连接路径，以分别将所述第一组分和所述第二组分运送至所述喷嘴；

ii)给所述第一入口提供所述涂料组合物的所述第一组分，并且给所述第二入口提供所述涂料组合物的所述第二组分；

iii)通过经由所述载气入口为所述载气出口提供加压的载气并将所述喷涂针滑动至所述喷涂位置，从而产生雾化的所述第一组分和雾化的所述第二组分以形成雾化的涂料混合物；以及

iv)将所述雾化的涂料混合物涂覆在所述基底上，从而在所述基底上形成所述层。

附图简述

图1示出了本发明喷枪的实例的示意图。

图2示出了本发明喷枪的实例的另一个示意图。

图3示出了喷嘴与喷气嘴的组合件的实例。

图4示出了喷涂嘴的实例的详细正视图。(A)和(B)两个喷涂通路并列构造。(C)两个喷涂通路同轴构造。

图5示出了管状喷嘴壳体和具有喷涂通路的喷涂针的一个实例的侧视剖面示意图。(A)在关闭位置的喷涂针的实例。(B)在喷涂位置的喷涂针的实例。

图6示出了管状喷嘴壳体和具有喷涂通路的喷涂针的另一个实例的侧视剖面示意图。(A)在关闭位置的喷涂针的实例。(B)在喷涂位置的喷涂针的实例。

图7示出了管状喷嘴壳体和具有喷涂通路的喷涂针的又一个实例的侧视剖面示意图。(A)在喷涂位置的喷涂针的实例。(B)在关闭位置的喷涂针的实例。

发明详述

通过阅读以下发明详述，本领域的技术人员将更容易了解本发明的特点和优点。应当理解，为清楚起见而在参照不同实施方案的上文和下文中描述的本发明的某些特点可在单个实施方案中以组合方式给出。反之，为简化起见在参照单个实施方案描述的本发明的多个特点也可分别给出，或以任何子组合给出。此外，除非上下文特别地另外指明，单数所指的内容也可包括复数(例如，“一个”和“一种”可以指一个、或者一个或多个)。

除非明确地另外指明，在本专利申请中所指明的各个范围内使用的数值被描述为近似值，如同所述范围内的最小值和最大值之前均有单词“约”一样。这样，在所述范围之上或之下的微小变化值均可用于获得与这些范围内的值基本上相同的结果。而且，公开的这些范围都应视为连续的范围，包括最大值和最小值之间的每一个值。

如本文所用：

“双包涂料组合物”也称为2K涂料组合物，是指包含存储在单独容器中的两种组分的热固性涂料组合物，通常将该热固性涂料组合物密封以延长涂料组合物的各种组分的储存寿命。在即将使用之前混合各组分以形成罐装混合物，该混合物具有有限的适用寿命，通常为从几分钟(例如15分钟至45分钟)至几小时(例如4小时至10小时)。将罐装混合物施加在基底表面例如车身或车身部件上并形成所需厚度的层。施加后，该层干燥并固化，从而在基底表面上形成具有所需涂层性质(例如所需光泽度、抗擦伤性、耐环境腐蚀性和耐溶剂降解性)的涂层。典型的双包涂料组合物能够包含可交联的组分和交联组分。

“单包涂料组合物”也称为1K涂料组合物，是指涂料组合物包含混合在单一包装内的多种成分。单包涂料组合物可在某些条件下形成涂层。1K涂料组合物的一个实例可包含能够在某些条件下被活化的封端交联剂。封端交联剂的一个实例可为封端异氰酸酯。1K涂料组合物的另一个实例能够为可紫外线(UV)辐射固化的涂料组合物。

术语“辐射”、“照射”或“光化辐射”是指在光引发剂的存在下，使具有可聚合烯键式不饱和双键(例如丙烯酸类或甲基丙烯酸类双键)的单体发生聚合的辐射。光化辐射源可为自然阳光，也可为人造辐射源。光化辐射的实例包括但不限于辐射波长在100nm至800nm范围内的紫外线辐射，波长在320纳米(nm)至400nm范围内的UV-A辐射；辐射波长在280nm至320nm范围内的UV-B辐射；辐射波长在100nm至280nm范围内的UV-C辐射；以及辐射波长在400nm至800nm范围内的UV-V辐射。其他辐射的实例可包括电子束，也称为e-beam。通过辐射例如紫外线可固化的涂层能够被称为辐射涂层或紫外线涂层。紫外线涂层通常能够为1K涂层。可紫外线固化的涂层通常具有包含下述单体的可紫外线固化的组分，所述单体具有可聚合烯键式不饱和双键，例如丙烯酸类或甲基丙烯酸类双键；和一种或多种光引发剂或辐射活化剂。通常，能够制备1K涂料组合物例如紫外线单重固化涂料组合物，以形成罐装混合物并将其存储在密封容器内。只要未将所述紫外线单重固化涂料组合物暴露于紫外线辐射，所述紫外线单重固化涂料组合物便可具有无限的适用寿命。

能够通过一种固化机制(例如单独通过化学交联或单独通过紫外线辐射)而被固化的涂层能称之为单重固化涂层。能够通过化学和辐射这两种机制(例如通过化学交联和紫外线辐射这两种机制)而被固化的涂层称之为双重固化涂层。

在一个实例的一个容器中，双重固化涂料组合物包含第一组分，该第一组分具有可辐射固化的基团，例如丙烯酸类双键；以及化学可交联的基团，例如羟基。第二组分包含相应的交联剂，并存储在第二容器中，该相应的交联剂具有交联基团，例如异氰酸酯基团。在即将使用之前，将第一组分和第二组分混合以形成罐装混合物。例如，美国专利6,815,501公开了一种双重固化型可紫外线固化的涂料组合物，该涂料组合物包含可辐射固化的组分和可交联的组分，该可辐射固化的组分具有可聚合烯键式不饱和双键，该可交联的组分具有羟基官能团，并且该涂料组合物能够通过紫外线辐射和具有异氰酸酯交联剂的交联组分的组合来固化。双重固化涂料组合物的可交联的组分能够具有本文所述的其他可交联的官能团。双重固化涂料组合物的交联组分能够具有本文所述的其他交联官能团。

“低挥发性有机化合物(VOC)涂料组合物”是指以下涂料组合物，所述涂料组合物包含低于0.6千克/升(5磅/加仑)、优选地低于0.53千克/升(4.4磅/加仑)的挥发性有机组分，例如某些有机溶剂。短语“挥发性有机组分”在本文中是指VOC。VOC的含量以ASTM D3960中提供的步骤测定。

“可交联的组分”包括化合物、低聚物、聚合物或共聚物(在化合物、低聚物的每个分子上、聚合物主链上、聚合物主链的侧基上、聚合物主链的末端都具有可交联的官能团)或它们的组合。本领域的普通技术人员将认识到，本发明的可交联的组分不包括某些可交联的基团组合，因为如果存在，这些组合将相互交联(自交联)，从而破坏它们与下面定义的交联组分中的交联基团进行交联的能力。

典型的可交联的组分能具有平均2-25、优选2-15、更优选2-5、甚至更优选2-3个可交联的基团，所述可交联的基团选自羟基、乙酰乙酸基、羧基、伯胺、仲胺、环氧化物、酸酐、亚氨基、酮亚胺、醛亚胺或它们的组合。

可交联的组分能够具有受保护的可交联的基团。“受保护的”可交联的基团不会立即与交联基团发生固化，而是必须首先进行反应以生成可交联的基团。具有受保护的可交联的基团的合适的受保护的可交联的组分的实例能够包括例如酰胺缩醛、原碳酸酯、原乙酸酯、原甲酸酯、螺环原酸酯、正硅酸酯、

唑烷或它们的组合。

受保护的可交联的基团在不进行其他化学转化的情况下一般不是可交联的。这些基团的化学转化能够是去保护反应，例如去掉基团保护以形成可交联的基团的水解反应，该可交联的基团随后能够与交联组分反应以形成交联网。在去保护反应之后，这些受保护基团中的每一种都会形成至少一种可交联的基团。例如，在水解之后，酰胺缩醛能够形成酰胺二醇或两种氨基醇的其中一种。又如，原乙酸酯的水解能够形成羟基。

可交联的组分能够包含具有可交联的官能团的化合物、低聚物和/或聚合物，所述可交联的官能团不需要进行化学反应而形成可交联的基团。此类可交联的基团在本领域中是已知的并且包括例如羟基、乙酰乙酸基、硫醇、羧基、伯胺、仲胺、环氧化物、酸酐、亚氨基、酮亚胺、醛亚胺、硅烷、天冬氨酸盐或它们的合适的组合。

用于将受保护可交联组分去保护的合适活化剂可包括例如水、水和酸、有机酸或它们的组合。在一个实施方案中，能够将水或水和酸的组合用作活化剂以去除可交联的组分的保护。例如，水或水与酸能够作为2005年10月6日公布的PCT公开WO2005/092934中描述的涂料的活化剂，其中水通过水解原甲酸酯基团来活化羟基，因为原甲酸酯基团会抑制羟基与交联官能团反应。

“交联组分”是这样的组分，其包括具有交联官能团的化合物、低聚物、聚合物或共聚物，所述交联官能团被定位在化合物、低聚物的每个分子中、聚合物主链、聚合物主链的侧基、聚合物主链的末端或它们的组合中，其中这些官能团能够(在固化步骤期间)与可交联的组分上的可交联的官能团交联以产生交联结构或网络形式的涂层。本领域的普通技术人员将认识到，本发明不包括某些交联基团/可交联的基团组合，因为它们不能够交联并产生成膜交联结构或网络。

典型的交联组分可选自具有交联官能团的化合物、低聚物、聚合物或共聚物，所述交联官能团选自异氰酸酯、胺、酮亚胺、三聚氰胺、环氧化物、多元酸、酸酐、以及它们的组合。本领域的普通技术人员可清楚地认识到，一般来说交联组分中的某些交联基团与可交联的组分中的某些可交联的基团进行交联。这些成对组合中的一些能够包括：(1)一般与乙酰乙酸基、环氧基、或酸酐可交联基团交联的酮亚胺交联基团；(2)一般与羟基、伯胺和仲胺、酮亚胺或醛亚胺可交联基团交联的异氰酸酯及三聚氰胺交联基团；(3)一般与羧基、伯胺和仲胺、酮亚胺、或酸酐可交联基团交联的环氧化物交联基团；(4)一般与乙酰乙酸基可交联基团交联的胺交联基团；(5)一般与环氧化物可交联基团交联的多元酸交联基团；以及(6)一般与环氧化物及酮亚胺可交联基团交联的酸酐交联基团。

涂料组合物可进一步包含催化剂、引发剂、活化剂、固化剂、或它们的组合。如果涂料组合物是可辐射固化的涂料组合物，例如可紫外线固化的涂料组合物，则该涂料组合物还可包含辐射活化剂。

催化剂能够引发或促使反应物之间的反应，例如涂料组合物的可交联的组分的可交联的官能团与交联组分的交联官能团之间的反应。催化剂的量取决于官能团的活性。通常能够采用约0.001％至约5％的范围内，优选采用0.01％至2％的范围内，更优选采用0.02％至1％的范围内的催化剂，所有百分比均为按可交联组分固体的总重量计算的重量百分比。能够采用许多种催化剂，例如锡化合物，包括有机锡化合物，例如二月桂酸二丁基锡；或叔胺，例如三亚乙基二胺。这些催化剂可单独使用或与羧酸(例如乙酸)配合使用。可商购获得的催化剂的一个实例是Arkema(Bristol，Pennsylvania)以相应的商标出售的Fascat系列二月桂酸二丁基锡。

活化剂可活化涂料组合物的一种或多种组分。例如，水能够作为2005年10月6日公布的PCT公开WO2005/092934中描述的涂料的活化剂，其中水通过水解原甲酸酯基团来活化羟基，因为原甲酸酯基团会抑制羟基与交联官能团反应。

引发剂可引发一个或多个反应。实例能包括光引发剂和/或感光剂，它们在受到辐射例如紫外线辐射时，会引起可辐射固化的涂料组合物(例如可紫外线固化的涂料组合物)的光致聚合或固化。许多光引发剂为本领域技术人员已知并且可适于本发明。光引发剂的实例可包括但不限于：二苯甲酮、安息香、安息香甲醚、安息香正丁醚、安息香异丁醚、苯丙酮、苯乙酮、苯甲酰甲酸甲酯、1-羟基环己基苯基-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、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)、菲醌、以及它们的组合。还能够使用其他商用光引发剂产品或它们的组合，例如得自Ciba Co.的Darocure

1173、Darocure

MBF、Darocure

TPO或Irgacure

184、Irgacure

4265、Irgacure

819、Irgacure

2022或Irgacure

2100。Darocure

和Irgacure

是Ciba Specialty Chemicals Corporation(New York)的注册商标。

能够通过辐射使辐射活化剂活化，然后引发或催化后续的一个或多个反应。一个实例可为得自Ciba Specialty Chemicals的光潜催化剂。

固化剂可与涂料组合物的其他组分反应，从而将涂料组合物固化为涂层。例如，交联组分(例如异氰酸酯)可作为包含可交联的羟基组分的涂料的固化剂。在另一方面，可交联的组分可为交联组分的固化剂。

在常规涂层操作中，双包涂料组合物的组分在即将喷涂前混合以形成具有有限适用寿命的罐装混合物，其中所述组分可包括交联组分、可交联的组分、必要的催化剂、以及本领域的技术人员确定的所需的其他组分。除了有限的适用寿命外，许多催化剂还可改变其在罐装混合物中的活性。例如，一些催化剂可能对罐装混合物中痕量的水敏感，因为水可引起水解并因而灭活催化剂。

为了延长适用寿命，一种现有方法是在即将喷涂前将催化剂与涂料组合物的其他组分混合。前述美国专利7,201,289中描述了一个实例，其中催化剂溶液贮存在单独的分配器中，并且在涂料制剂被雾化之前分配催化剂溶液并使其与液体涂料制剂混合。然而，这种方法需要在雾化前混合催化剂和液体涂料组合物。

现有方法的另一实例描述于美国专利4,824,017，其中涂料组合物的催化剂和树脂单独雾化并在雾化后混合。然而，此类方法要求通过使用单独的泵来分别雾化两种组分并且每种组分都需要单独的喷射装置。这种方法还要求对每次雾化和注射进行细致调整和监测以确保两种组分的恒定混合比。

本发明涉及用于将包含第一组分和第二组分的涂料组合物喷涂到基底上的喷枪。该喷枪能够包括：

(A)喷枪体(1)，所述喷枪体包括用于运送载气的载气入口(12)、连接至第一连接路径以运送所述第一组分的第一入口(10)、和连接至第二连接路径以运送所述第二组分的第二入口(8)；

(B)具有纵向壳体轴线和喷嘴(13)的管状喷嘴壳体(55)，所述管状喷嘴壳体被封装在所述喷枪体内；和

(C)喷涂针(56)，所述喷涂针包括第一喷涂通路和第二喷涂通路，所述第一喷涂通路具有纵向第一通路轴线和第一通路开口，所述第二喷涂通路具有纵向第二通路轴线和第二通路开口；所述喷涂针被封装在所述管状喷嘴壳体内并且被构造成在喷涂位置和关闭位置之间滑动，所述第一通路开口和所述第二通路开口被定位成在所述喷嘴处彼此相邻；其中：

所述纵向壳体轴线、所述纵向第一通路轴线和所述纵向第二通路轴线基本相互平行；并且

当所述喷涂针在所述喷涂位置时，所述第一喷涂通路被构造成连接至所述第一连接路径，并且所述第二喷涂通路被构造成连接至所述第二连接路径，以分别将所述第一组分和所述第二组分运送至所述喷嘴。

喷枪体(1)能够具有附加的多个部件、控制装置，例如耦接到载气源(例如压缩空气)的载气耦接器(12)；用于调节和测量载气流量和压力的载气调节组合件(25)；用于调节存储在主贮存器(3)中的第一组分流量的涂料流量调节器(21)；以及本领域的技术人员已知的、用于正确操作喷枪所需的其他机构。其他控制装置或部件能够包括例如触发器(22)和喷雾风机调节器(20)，该喷雾风机调节器用于调节压缩的载气，例如用于调节从一组定形空气喷射器(24a)中喷射出的压缩空气以形成所需喷雾形状，例如扇形。通常，能够在喷枪体内组装多个通路、连接器、连接路径和机械控制装置。喷枪体也能够具有用于附加部件或控制装置(例如喷气嘴(24))的其他组合件或操作机构。

能够通过本领域的技术人员已知的方法，将第一入口(10)构造或配置在喷枪体上。第一入口连接至喷嘴以将涂料组合物的第一组分运送至喷嘴。就重力送料式喷枪而言，未对主贮存器(3)加压，并且通常能够将第一入口定位在喷枪体的上侧，以便在正常喷涂操作(例如手持喷涂)期间，第一组分能够被运送至第一入口并进一步通过重力进入喷枪中。

管状喷嘴壳体(55)通常可为具有纵向壳体轴线并且在所述管状喷嘴壳体的一端具有喷嘴(13)的管状结构。喷嘴通常被定位在喷枪的枪口方向，用于形成从喷枪喷出的喷涂流。管状喷嘴壳体可被固定到所述喷枪体。在一个实例中，管状喷嘴壳体铸造在喷枪体内。在另一个实例中，管状喷嘴壳体被构造成喷枪体的一部分。

当组装在一起时，喷嘴(13)和喷气嘴(24)形成喷嘴与喷气嘴的组合件(2)。正视图示出于图3中。第一喷涂通路和第二喷涂通路能够被并列构造(图4A和4B)或同轴构造(图4C)在管状喷嘴壳体内。图4示出了一些实例的示意图，其中，其示出了第一通路和第二开口13a、13b、13a’、13b’、13a”和13b”(图4A、4B和4C)。

喷涂针(56)能够包括具有纵向第一通路轴线和第一通路开口的第一喷涂通路、和具有纵向第二通路轴线和第二通路开口的第二喷涂通路。喷涂针能够被封装在管状喷嘴壳体内，并且能被构造成在喷涂位置和关闭位置之间滑动。喷涂针通常能够在管状喷嘴壳体内沿着纵向壳体轴线以图5、6和7中示意性示出的方向(50)滑动。第一通路开口和第二通路开口能够被定位成在喷嘴口处彼此相邻。

喷涂针能够被构造在管状喷嘴壳体内，使得纵向壳体轴线、纵向第一通路轴线和纵向第二通路轴线是基本上相互平行的。术语“基本平行的”是指轴线大致相互平行，但某些部分或部件能够具有小的变化。通常，术语“基本平行的”可指两个或更多个轴线在每个点处被分开相等或几乎相等的距离，或两个或更多个轴线能够与小于10°的最小交叉角相交。管状喷嘴轴线能够以x-x’示出(图5A和5B)。

当喷涂针处于喷涂位置时，第一喷涂通路能够被构造成连接至第一连接路径，并且当喷涂针处于所述关闭位置时，第一喷涂通路被构造成与第一连接路径断开。在一个实例中，第一喷涂通路的入口开口可不与第一连接路径对齐，因此当喷涂针在关闭位置时，第一组分(51)无法流入第一喷涂通路中(图5A、6A和7B)。第一喷涂通路的入口开口可与第一连接路径对齐，因此当喷涂针在喷涂位置时，第一组分(51)能够通过第一连接路径流入第一喷涂通路中(图5B、6A和7A)。载气流例如压缩空气流示意性地被示出为53和53a。第一组分流量和第二组分流量分别示意性地被示出为51a和52a。

当喷涂针在喷涂位置时，第二喷涂通路能够被构造成连接至第二连接路径，并且当喷涂针在所述关闭位置时，第二喷涂通路被构造成与第二连接路径断开。在一个实例中，第二喷涂通路的入口开口能够不与第二连接路径对齐，因此当喷涂针在关闭位置时，第二组分(52)无法流入第二喷涂通路中(图5A、6A和7B)。第二喷涂通路的入口开口能够与第二连接路径对齐，因此当喷涂针在喷涂位置时，第二组分(52)能够通过第二连接路径流入第二喷涂通路中(图5B、6B和7A)。

连接件能够被构造成与喷涂针的喷涂位置和关闭位置同步，例如图5、6和7中所示。连接件也能够单独地进行构造。在一个实例中，第一喷涂通路能够被构造成恒久不变地连接至第一连接路径，而第二喷涂通路只有当喷涂针在喷涂位置时才连接至第二连接路径。在另一个实例中，第二喷涂通路能够被构造成恒久不变地连接至第二连接路径，而第一喷涂通路只有当喷涂针在喷涂位置时才连接至第一连接路径。

主贮存器(3)能够被用于通过重力将所述第一组分运送至所述第一入口。喷枪能够具有用于通过重力将所述第二组分运送至第二入口的第二贮存器(15)。

喷枪还能够包括耦接到第一入口、用于调节第一组分流量的第一流量控制装置。在一个实例中，第一流量控制装置是涂料流量调节器(21)。在另一个实例中，阀门可被连结到第一入口(10)。在另一个实例中，限流器能够被插入或以其他方式耦接到第一入口(10)或第一连接路径的任何部件，以调节第一组分的流量。喷枪还能够包括耦接到第二入口、用于调节第二组分流量的第二流量控制装置。在一个实例中，阀门能够被连结到第二入口(8)。在另一个实例中，限流器能够被插入或以其他方式耦接到第二入口(8)或第二连接路径的任何部件，以调节第二组分的流量。

喷枪能够具有并列构造在所述管状喷嘴壳体内的第一喷涂通路和第二喷涂通路。示意图的实例在图4A和4B中示出。喷枪也能够具有同轴构造在管状喷嘴壳体内的第一喷涂通路和第二喷涂通路。示意图的一个实例示出于图4C中。

喷枪的管状喷嘴壳体或喷涂针在喷嘴处能具有锥形开口。示意图的实例在图7A和7B中示出。喷枪的喷涂针能被构造成以(50)的方向移动，从而打开或密封喷嘴。示意图的实例示出于图7A和7B中，其中喷涂针被定位成打开喷嘴(图7A)，并且接触管状喷嘴壳体以密封喷嘴或喷嘴的一部分(图7B)。

本发明还涉及一种在基底上形成包含第一组分和第二组分的涂料组合物层的方法。该方法能够包括以下步骤：

i)提供喷枪，所述喷枪包括：

(A)喷枪体(1)，所述喷枪体包括用于运送载气的载气入口(12)、连接至第一连接路径以运送所述第一组分的第一入口(10)、和连接至第二连接路径以运送所述第二组分的第二入口(8)；

(B)具有纵向壳体轴线和喷嘴(13)的管状喷嘴壳体(55)，所述管状喷嘴壳体被封装在所述喷枪体内；和

(C)喷涂针(56)，所述喷涂针包括第一喷涂通路和第二喷涂通路，所述第一喷涂通路具有纵向第一通路轴线和第一通路开口，所述第二喷涂通路具有纵向第二通路轴线和第二通路开口；所述喷涂针被封装在所述管状喷嘴壳体内并且被构造成在喷涂位置和关闭位置之间滑动，所述第一通路开口和所述第二通路开口被定位成在所述喷嘴处彼此相邻；其中：

所述纵向壳体轴线、所述纵向第一通路轴线和所述纵向第二通路轴线基本相互平行；并且

当所述喷涂针在所述喷涂位置时，所述第一喷涂通路被构造成连接至所述第一连接路径，并且所述第二喷涂通路被构造成连接至所述第二连接路径，以用于分别将所述第一组分和所述第二组分运送至所述喷嘴；

ii)给所述第一入口提供所述涂料组合物的所述第一组分，并且给所述第二入口提供所述涂料组合物的所述第二组分；

iii)通过经由所述载气入口为所述载气出口提供加压载气并将所述喷涂针滑动至所述喷涂位置，从而产生雾化的所述第一组分和雾化的所述第二组分以形成雾化的涂料混合物；以及

iv)将所述雾化的涂料混合物涂覆在所述基底上，从而在所述基底上形成所述层。

该方法还能够包括在环境温度下例如在18℃至35℃范围内，或在高温下例如在35℃至150℃范围内固化所述涂料组合物的所述层的步骤。对所述层进行固化的时间周期可为从几分钟(例如5至10分钟)至几小时(例如1至10小时)，或着甚至达到几天(例如1至2天)。所述层也能在环境温度下例如在18℃至35℃的范围内，或在高温下例如在35℃至150℃的范围内通过光化辐射来固化。

加压的载气可选自压缩空气、压缩气体、压缩气体混合物、或它们的组合。通常，可使用压缩空气。

基底能够为木材、塑料、皮革、纸材、织造和非织造织物、金属、石膏、水泥质和沥青基底、以及在其上具有一个或多个现有涂层的基底。基底能够为车辆、车身或车身部件。

涂料组合物能够选自漆涂料组合物、可化学固化的涂料组合物、可辐射固化的涂料组合物、或化学和辐射双重固化涂料组合物。

涂料组合物能够为1K涂料组合物或2K涂料组合物。涂料组合物也能够为单重固化涂料组合物，例如可化学固化的涂料组合物或可辐射固化的涂料组合物；或者为双重固化涂料组合物，例如化学和辐射双重固化涂料组合物。

在一个实例中，第二组分能够选自催化剂、引发剂、活化剂、辐射活化剂、固化剂、或它们的组合。

在一个实例中，涂料组合物能够为紫外线涂料组合物，其中第一组分包含如上所述的可紫外线固化的组分，第二组分包含一种或多种光引发剂。在另一个实例中，涂料组合物为可化学固化的涂料组合物，其中第一组分包含可交联的组分和交联组分，第二组分包含催化剂或辐射活化剂，例如光潜催化剂之类的潜在性催化剂。在又一个实例中，第一组分包含可交联的组分，第二组分包含交联组分和催化剂。

在又一个实例中，涂料组合物为双重固化涂料组合物，其中第一组分包含可交联的组分、交联组分和可紫外线固化的组分，第二组分包含催化剂和光引发剂。

在又一个实例中，第一组分包含可交联的组分，第二组分包含作为固化剂的交联组分。

在又一个实例中，第一组分包含可辐射固化的组分和可交联的组分，所述第二组分包含交联组分。

在又一个实例中，第一组分包含可交联的组分、交联组分和可辐射固化的组分，所述第二组分包含催化剂、光引发剂和任选的辐射活化剂，例如光潜催化剂。

在又一个实例中，第一组分为包含可交联的组分的漆涂料组合物。第二组分能包含交联组分，或交联组分与催化剂的组合。通常，漆涂料组合物能够干燥形成涂层，并且无需交联组分。添加附加交联组分通常能够缩短固化时间并改善涂料性能。常规方法是以类似于2k涂料组合物的方式将漆与交联组分混合。然而，此类常规方法会导致涂料混合物具有有限的适用寿命，类似于2k涂料组合物的适用寿命。本发明的优点是能够固化漆组合物，并且同时保持延长的适用寿命，因为能够在使漆雾化之后将交联组分与漆混合。通过调整漆组合物与交联组分的比率，能够轻松调节固化速度。

在又一个实例中，第一组分包含受保护的可交联的基团和交联组分。在一个实例中，受保护的可交联的基团选自酰胺缩醛、原碳酸酯、原乙酸酯、螺环原酸酯、正硅酸酯、

唑烷以及它们的组合。在一个实例中，交联组分可包含化合物、低聚物、或聚合物，其具有选自异氰酸酯、胺、酮亚胺、三聚氰胺、环氧化物、羧酸、酸酐以及它们的组合的交联基团。由于受保护的可交联的官能团的存在，可交联的基团和交联基团通常无法引发交联反应。能够通过引入水或水与酸使受保护的可交联的基团活化。能够将水或水与酸用作使用喷枪时的第二组分或后续组分。

在又一个实例中，第一组分可包含前述受保护的可交联的组分，第二组分能够包含前述交联组分。水或水与酸的组合可用作后续组分。

在又一个实例中，第一组分可包含前述受保护的可交联的组分，第二组分可包含以下物质的组合：交联组分、水或水与酸的组合。

本发明的另一个优点可包含控制涂料组合物粘度的能力。涂料混合物可具有随时间推移而增长的涂料粘度，而第一组分和第二组分可分别保持基本不变的粘度。这意味着第一组分和第二组分在喷涂操作的开始和结束阶段均能够分别保持基本不变的粘度。如果将所有组分混合在一起，则这对于喷涂粘度增长非常快的涂料组合物非常有用。通过采用本发明，此类涂料组合物的各种组分能够在雾化之后混合。在喷涂操作期间，各种组分的粘度能够基本上保持不变。在一个实例中，第一组分包含可交联的组分和交联组分，第二组分包含催化剂。在另一个实例中，第一组分包含可交联的组分，第二组分包含交联组分和催化剂。

基底能够为木材、塑料、皮革、纸材、织造和非织造织物、金属、石膏、水泥质和沥青基底、以及在其上具有一个或多个现有涂层的基底。基底能够为车身或其车身部件。

虽然这里具体描述了具有多种涂料组分的涂料组合物，但是本发明还可用于具有多种组分并且这些组分需要混合以形成混合组合物的组合物。通过本发明，组合物的第一组分可被喷雾装置雾化，而组合物的第二组分或后续组分可被虹吸进雾化的第一组分中以形成混合的组合物。

实施例

本发明将在下面的实施例中得到进一步阐述。应该理解，这些实施例虽然说明了本发明的优选实施方案，但仅是以例证的方式给出的。通过上述论述和这些实施例，本领域的技术人员可确定本发明的基本特征，并且在不脱离本发明的实质和范围的前提下，可对本发明进行各种变化和修改以适应多种用途和条件。

涂层实例1-3

根据制造商的指示，将受相应注册或未注册商标保护的DuPontChromaClear

G2-7779S^TM与活化剂7775S(均得自E.I.duPont de Nemoursand Company(Wilmington，USA))混合，以形成第一涂料混合物，也称为第一涂料组分。将第一涂料组分置于重力喷枪的主存储容器(也称为第一存储容器)中。

根据表1制备各种催化剂溶液。将每种催化剂溶液用作第二涂料组分，并将其放置在喷枪的第二容器中。

通过选择大小合适的连接管材来连接第二容器和递送装置的输出口，而将第一涂料组分/第二涂料组分的混合比控制为约13/1。

在Uniprime(ED-5000，冷轧钢(04X12X032)B952 P60 DIWunpolish Ecoat POWERCRON 590，得自ACT Laboratories，Hillsdale，Mich.)上喷涂上述制备的透明涂料，直至薄膜厚度为2.3-2.6密耳。如表中标示，将涂层在60℃温度下烘焙5分钟或10分钟。

表1涂料组合物。

DBTDL＝二月桂酸二丁基锡。

Claims (15)

1.用于在基底上形成包含第一组分和第二组分的涂料组合物的层的方法，所述方法包括以下步骤：

iv)提供喷枪，所述喷枪包括：

(A)喷枪体(1)，所述喷枪体包括用于运送载气的载气入口(12)、连接至第一连接路径以运送所述第一组分的第一入口(10)、和连接至第二连接路径以运送所述第二组分的第二入口(8)；

(B)具有纵向壳体轴线和喷嘴(13)的管状喷嘴壳体(55)，所述管状喷嘴壳体被封装在所述喷枪体内；和

(C)喷涂针(56)，所述喷涂针包括第一喷涂通路和第二喷涂通路，所述第一喷涂通路具有纵向第一通路轴线和第一通路开口，所述第二喷涂通路具有纵向第二通路轴线和第二通路开口；所述喷涂针被封装在所述管状喷嘴壳体内并且被构造成在喷涂位置和关闭位置之间滑动，所述第一通路开口和所述第二通路开口被定位成在所述喷嘴处彼此相邻；其中：

所述纵向壳体轴线、所述纵向第一通路轴线和所述纵向第二通路轴线基本相互平行；并且

当所述喷涂针在所述喷涂位置时，所述第一喷涂通路被构造成连接至所述第一连接路径，并且所述第二喷涂通路被构造成连接至所述第二连接路径，以分别将所述第一组分和所述第二组分运送至所述喷嘴；

v)给所述第一入口提供所述涂料组合物的所述第一组分，并且给所述第二入口提供所述涂料组合物的所述第二组分；

vi)通过经由所述载气入口为所述载气出口提供加压的载气并将所述喷涂针滑动至所述喷涂位置，从而产生雾化的所述第一组分和雾化的所述第二组分以形成雾化的涂料混合物；以及

vii)将所述雾化的涂料混合物涂覆在所述基底上，从而在所述基底上形成所述层。

2.权利要求1的方法，所述方法还包括固化所述涂料组合物的所述层的步骤。

3.权利要求1的方法，其中，所述加压的载气选自压缩空气、压缩气体、压缩气体混合物或它们的组合。

4.权利要求1的方法，其中，所述基底为车辆、车身或车身部件。

5.权利要求1的方法，其中，所述涂料组合物选自漆涂料组合物、能够化学固化的涂料组合物、能够辐射固化的涂料组合物、或化学和辐射双重固化涂料组合物。

6.权利要求1的方法，其中，所述第一组分包含能够交联的组分和交联组分，并且所述第二组分包含催化剂或潜在催化剂。

7.权利要求1的方法，其中，所述第一组分包含能够辐射固化的组分，并且所述第二组分包含光引发剂。

8.权利要求1的方法，其中，所述第一组分包含能够交联的组分、交联组分和能够辐射固化的组分，并且所述第二组分包含催化剂、引发剂、辐射活化剂或它们的组合。

9.权利要求1的方法，其中，所述第一组分包含能够交联的组分，并且所述第二组分包含交联组分。

10.权利要求1的方法，其中，所述第一组分包含能够辐射固化的组分和能够交联的组分，并且所述第二组分包含交联组分。

11.权利要求1的方法，其中，所述第一组分包含受保护的能够交联的基团和交联组分，并且其中所述第二组分包含水且可选地包含酸。

12.权利要求1的方法，其中，所述第一组分包含受保护的能够交联的基团，并且所述第二组分包含交联组分、水且可选地包含酸。

13.权利要求1的方法，其中，所述第二组分选自催化剂、引发剂、活化剂、辐射活化剂、固化剂或它们的组合。

14.权利要求1的方法，其中，所述涂料混合物的涂料粘度会随时间的推移而增加，而所述第一组分和所述第二组分各自的粘度随时间的推移基本上保持不变。

15.控制包含第一组分和第二组分的涂料组合物的粘度的方法，其中，所述第一组分与所述第二组分发生反应，从而导致所述涂料组合物的粘度增加，所述方法包括以下步骤：

i)提供喷枪，所述喷枪包括：

(A)喷枪体(1)，所述喷枪体包括用于运送载气的载气入口(12)、连接至第一连接路径以运送所述第一组分的第一入口(10)、和连接至第二连接路径以运送所述第二组分的第二入口(8)；

(B)具有纵向壳体轴线和喷嘴(13)的管状喷嘴壳体(55)，所述管状喷嘴壳体被封装在所述喷枪体内；和

(C)喷涂针(56)，所述喷涂针包括第一喷涂通路和第二喷涂通路，所述第一喷涂通路具有纵向第一通路轴线和第一通路开口，所述第二喷涂通路具有纵向第二通路轴线和第二通路开口；所述喷涂针被封装在所述管状喷嘴壳体内并且被构造成在喷涂位置和关闭位置之间滑动，所述第一通路开口和所述第二通路开口被定位成在所述喷嘴处彼此相邻；其中：

所述纵向壳体轴线、所述纵向第一通路轴线和所述纵向第二通路轴线基本相互平行；并且

当所述喷涂针在所述喷涂位置时，所述第一喷涂通路被构造成连接至所述第一连接路径，并且所述第二喷涂通路被构造成连接至所述第二连接路径，以用于分别将所述第一组分和所述第二组分运送至所述喷嘴；

ii)给所述第一入口提供所述涂料组合物的所述第一组分，并且给所述第二入口提供所述涂料组合物的所述第二组分；

iii)通过经由所述载气入口为所述载气出口提供加压的载气并将所述喷涂针滑动至所述喷涂位置，从而产生雾化的所述第一组分和雾化的所述第二组分以形成雾化的涂料混合物；

其中，所述涂料混合物的涂料粘度会随时间的推移而增加，而所述第一组分和所述第二组分各自的粘度随时间的推移基本上保持不变。