CN102802805A - 涂料的喷涂装置及其使用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制备含两种或更多种组分的涂料组合物涂层的方法。本发明还涉及具有两个或更多个喷雾槽的喷枪，所述喷枪用于制备此类涂层。

Description

涂料的喷涂装置及其使用
发明领域
相关申请的交叉引用
本专利申请要求美国临时专利申请序列号61/220299(2009年6月25日提交)的优先权，其公开内容如同全面阐述一样以引用方式并入本文以用于所有目的。
本发明涉及一种用涂料组合物制备涂层的方法。具体地讲，本发明涉及用于制备具有多种组分的涂料组合物的混合物流的方法和喷涂装置。
发明背景
机动车或其他物体上的涂层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诸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。
目前方法是，通常在喷涂之前先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诸如喷枪之类的喷涂装置的杯状贮存器或容器内。由于所述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，罐装混合物便几乎无法进行喷涂。喷枪本身有可能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，诸如有机溶剂之类的稀释剂可增强挥发性有机化合物(VOC)的散发，并还增加固化时间。
延长涂料组合物的罐装混合物的“适用寿命”的其他尝试集中在了“基于化学”的解决方案。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，它们可以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，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。
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，并在喷涂后混合这两种雾化组分。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分都需要喷射装置。
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第一组分的第一入口(10)、和连接至第二连接路径以运送第二组分的第二入口(8)；
(B)封装在所述喷枪体中的管状喷嘴组合件(55)，所述管状喷嘴组合件包括喷嘴(13)、被构造为具有喷涂位置和关闭位置的喷涂针(56)、具有第一出口(101a)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在喷嘴处具有开口的第三槽(103)；其中：
所述喷涂针封闭了喷嘴(13)以及在所述关闭位置处的第一、第二或第三槽中的至少一个；并且
所述第一槽连接至所述第一连接路径以接纳所述第一组分，所述第二槽连接至所述第二连接路径以接纳所述第二组分，所述第三槽连接至所述载气入口以接纳所述载气。
本发明还涉及在基底上制备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第一组分的第一入口(10)、和连接至第二连接路径以运送第二组分的第二入口(8)；
(B)封装在所述喷枪体中的管状喷嘴组合件(55)，所述管状喷嘴组合件包括喷嘴(13)、被构造为具有喷涂位置和关闭位置的喷涂针(56)、具有第一出口(101a)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在喷嘴处具有开口的第三槽(103)；其中：
所述喷涂针封闭了喷嘴(13)以及在所述关闭位置处的第一、第二或第三槽中的至少一个；并且
所述第一槽连接至所述第一连接路径以接纳所述第一组分，所述第二槽连接至所述第二连接路径以接纳所述第二组分，所述第三槽连接至所述载气入口以接纳所述载气；
ii)为所述第一入口提供所述涂料组合物的第一组分，并且为所述第二入口提供所述涂料组合物的第二组分；
iii)通过所述载气入口为所述载气出口提供加压载气，并将所述喷涂针定位至所述喷涂位置，制备雾化的所述第一组分和雾化的所述第二组分，从而形成雾化涂料混合物；以及
iv)将所述雾化涂料混合物涂覆在所述基底上，形成其上的所述层。
附图简述
图1示出了本发明喷枪的实例的图示。
图2示出了本发明喷枪的实例的另一个图示。
图3示出了喷嘴组合件的实例。
图4示出了喷嘴组合件的另一个实例。
发明详述
通过阅读下列发明详述，本领域的普通技术人员将更容易地了解本发明的特征和优点。应当理解，为清楚起见而在参照各个实施方案的上文和下文中所描述的本发明的某些特点也可在单一实施方案中以组合方式给出。相反，为简明起见，在单一实施方案的上下文中所描述的本发明的各种特点也可以分别提供，或以任何子组合的方式提供。此外，单数所指的内容也可以包括复数(例如，“一个”和“一种”可以指一个(一种)、或者一个(一种)或多个(多种))，除非上下文特别地另外指明。
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，在所述范围之上及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，这些范围的公开均旨在表示连续的范围，其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，是指包含分别存储在单独容器中的两种组分的热固性涂料组合物，这些单独容器通常被密封以延长涂料组合物的各组分的储存寿命。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可包含可交联组分和交联组分。
“单包涂料组合物”也称为1K涂料组合物，是指包含混合在单一包装内的多种成分的涂料组合物。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可在某些条件下被活化的封闭交联剂。封闭交联剂的一个实例可为封闭异氰酸酯。1K涂料组合物的另一个实例可为紫外线(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。光化辐射源可以是自然阳光，也可以是人造辐射源。光化辐射的实例包括但不限于：紫外线辐射，其辐射波长在100nm至800nm的范围内；紫外线-A辐射，其波长范围为320纳米(nm)至400nm；紫外线-B辐射，其辐射波长在280nm至320nm的范围内；紫外线-C辐射，其辐射波长在100nm至280nm的范围内；以及紫外线-V辐射，其辐射波长在400nm至800nm的范围内。其他辐射的实例可包括电子束，也称为e-beam。可通过辐射例如紫外线固化的涂层可称之为辐射涂层或紫外线涂层。紫外线涂层通常可为1K涂层。紫外线固化涂层通常可具有包含单体的紫外线固化组分，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双键；以及一种或多种光引发剂或辐射活化剂。通常，可制备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。
可通过一种固化机制(例如单独通过化学交联或单独通过紫外线辐射)固化的涂层可称之为单重固化涂层。可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)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，该第一组分具有辐射固化基团，例如丙烯酸类双键；以及化学可交联基团，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，混合第一组分和第二组分以形成罐装混合物。例如，美国专利6,815,501公开了一种双重固化型紫外线固化涂料组合物，该涂料组合物包含辐射固化组分和可交联组分，该辐射固化组分具有可聚合烯键式不饱和双键，该可交联组分具有羟基官能团，并且该涂料组合物可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组分可具有本文所述的其他可交联官能团。双重固化涂料组合物的交联组分可具有本文所述的其他交联官能团。
“低挥发性有机化合物涂料组合物”是指一类涂料组合物，这类组合物包含低于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中提供的程序进行测定。
“可交联组分”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，本发明的可交联组分不包括某些可交联基团组合，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所定义的交联组分中的交联基团进行交联的能力。
典型的可交联组分可具有平均2至25、优选2至15、更优选2至5、甚至更优选2至3个可交联基团，这些可交联基团选自羟基、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。
可交联组分可具有受保护的可交联基团。“受保护的”可交联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基团。具有受保护的可交联基团的合适的受保护可交联组分的实例可包括例如酰胺缩醛、原碳酸酯、原酸酯、原甲酸酯、螺环原酸酯、正硅酸酯、
Figure BPA00001482238500061
唑烷或它们的组合。
受保护的可交联基团在不进行其他化学转化的情况下不是可交联的。这些基团的化学转化可以是去保护反应，例如去掉基团保护以形成可交联基团的水解反应，该可交联基团随后可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基团。例如，在水解之后，酰胺缩醛可以形成酰胺二醇或两种氨基醇的其中一种。又如，原酸酯的水解可以形成羟基。
可交联组分可以包含具有可交联官能团的化合物、低聚物和/或聚合物，所述可交联官能团不需要进行化学反应而形成可交联基团。此类可交联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，可将水或水和酸的组合用作活化剂以去除可交联组分的保护。例如，水或水与酸可以作为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，所述交联官能团位于化合物、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)与可交联组分上的可交联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组分中的某些可交联基团进行交联。这些成对组合的其中一些可包括：(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。
涂料组合物还可包含催化剂、引发剂、活化剂、固化剂、或它们的组合。如果涂料组合物是辐射固化涂料组合物，例如紫外线固化涂料组合物，则该涂料组合物还可包含辐射活化剂。
催化剂可引发或促使反应物之间的反应，例如涂料组合物的可交联组分的可交联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反应性。通常可采用约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。可利用很多种催化剂，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。这些催化剂可以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)以相应的商标销售的Fascat
Figure BPA00001482238500081
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，水可以作为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。实例可包括光引发剂和/或感光剂，它们在受到辐射例如紫外线辐射时，可引起辐射固化涂料组合物(例如紫外线固化涂料组合物)的光致聚合或固化。很多光引发剂为本领域技术人员已知并且可适用于本发明。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)、菲锟、以及它们的组合。还可以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
Figure BPA00001482238500082
1173、Darocure
Figure BPA00001482238500083
MBF、Darocure
Figure BPA00001482238500084
TPO或Irgacure184、Irgacure4265、Irgacure
Figure BPA00001482238500087
819、Irgacure
Figure BPA00001482238500088
2022或Irgacure
Figure BPA00001482238500089
2100。Darocure
Figure BPA000014822385000810
和Irgacure
Figure BPA000014822385000811
是Ciba SpecialtyChemicals Corporation(New York)的注册商标。
可以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，交联组分如异氰酸酯可作为包含可交联羟基组分的涂料的固化剂。在另一方面，可交联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立即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、可交联组分、必要的催化剂、以及本领域的技术人员所确定的必需的其他组分。除了有限的适用寿命外，许多催化剂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，先前的一种方法是在即将喷涂前立即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。
先前方法的另一实例在美国专利4,824,017中有所描述，其中涂料组合物的催化剂和树脂被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喷射进行彻底调整和监测以确保这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至基底的喷枪。该喷枪可包括：
(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第一组分的第一入口(10)、和连接至第二连接路径以运送第二组分的第二入口(8)；
(B)封装在所述喷枪体中的管状喷嘴组合件(55)，所述管状喷嘴组合件包括喷嘴(13)、被构造为具有喷涂位置和关闭位置的喷涂针(56)、具有第一出口(101a)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在喷嘴处具有开口的第三槽(103)；其中：
所述第一出口和所述第二出口设置为朝向所述管状喷嘴组合件内的所述喷嘴处的第三槽开口；
所述喷涂针封闭了喷嘴(13)以及在所述关闭位置处的第一、第二或第三槽中的至少一个；并且
所述第一槽连接至所述第一连接路径以接纳所述第一组分，所述第二槽连接至所述第二连接路径以接纳所述第二组分，所述第三槽连接至所述载气入口以接纳所述载气。
喷枪体(1)可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)上的载气耦接器(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可包括例如触发器(22)和喷雾风机调节器(20)，该喷雾风机调节器用于调节压缩载气，例如用于调节从喷气嘴(24)中喷射出的压缩空气以形成所需喷雾形状，例如扇形。通常，可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。
可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。第一入口可用于运送涂料组合物的第一组分。就重力送料式喷枪而言，未对主贮存器(3)加压，并且可将主贮存器连接至第一入口(10)。通常可将第一入口布置在喷枪体的上侧，以便在正常喷涂操作(例如手持喷涂)期间，第一组分可运送至第一入口并进一步通过重力进入喷枪。
喷枪可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)。第二贮存器可连接至第二入口(8)。在一个实例中，将第二贮存器(15)布置在主贮存器(3)旁边，如图1所示。在另一个实例中，将第二贮存器(15)布置在主贮存器(3)中，如图2所示。
喷枪还可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，阀门可连结到第一入口(10)。在另一个实例中，限流器可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。喷枪还可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，阀门可连结到第二入口(8)。在另一个实例中，限流器可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。
管状喷嘴组合件(55)可以本领域的技术人员已知的构造封闭在喷枪体内。管状喷嘴组合件可包括喷嘴(13)、喷涂针(56)、具有第一出口(101a)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在喷嘴处具有开口的第三槽(103)。喷涂针可双向(50)移动，如图3和图4所示。喷涂针可构造为从喷涂位置(当它远离喷嘴向后移动时)移动到关闭位置(当它朝向喷嘴向前移动时)，从而封闭喷嘴。第一出口(101a)和第二出口(102a)可构造为位于紧贴喷嘴后面的管状喷嘴组合件内的前端处。第一槽、第二槽和第三槽的主要部分基本上相互平行。第一出口和第二出口可以如下构造朝向第三槽开口，使得当喷涂针位于关闭位置时，喷涂针可同时封闭第一出口、第二出口和喷嘴。喷涂针也可构造为封闭喷嘴(13)以及在所述关闭位置处的第一、第二或第三槽中的至少一个。
在一个实例(图3)中，第一槽连接至第一连接路径以接纳来自主贮存器(3)的第一组分。第二槽连接至第二连接路径以接纳来自第二贮存器(15)的第二组分。载气(例如压缩空气)可通过载气耦接器(12)供给喷枪。当按下触发器(22)时，可将压缩空气(320)供给喷嘴，然后可将喷涂针向喷涂位置移动，从而使压缩空气(320)、第一组分(51)和第二组分(52)从喷嘴喷射出来形成涂料组合物的雾化涂料混合物。
在另一个实例(图4)中，可将规则的喷气嘴按本领域的技术人员已知的方式组装。
本发明还涉及在基底上制备包含第一组分和第二组分的涂料组合物层的方法。该方法可包括以下步骤：
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)封装在所述喷枪体中的管状喷嘴组合件(55)，所述管状喷嘴组合件包括喷嘴(13)、被构造为具有喷涂位置和关闭位置的喷涂针(56)、具有第一出口(101a)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在喷嘴处具有开口的第三槽(103)；其中：
所述喷涂针封闭了喷嘴(13)以及在所述关闭位置处的第一、第二或第三槽中的至少一个；并且
所述第一槽连接至所述第一连接路径以接纳所述第一组分，所述第二槽连接至所述第二连接路径以接纳所述第二组分，所述第三槽连接至所述载气入口以接纳所述载气；
ii)为所述第一入口提供所述涂料组合物的所述第一组分，并且为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，并将所述喷涂针定位至所述喷涂位置，制备雾化的所述第一组分和雾化的所述第二组分，从而形成雾化涂料混合物；以及
iv)将所述雾化涂料混合物涂覆在所述基底上，形成其上的所述层。
该方法还可包括以下步骤：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。对所述层进行固化的时间周期可为从几分钟例如5至10分钟到几小时例如1至10小时，或着甚至达到几天例如1至2天。所述层也可在环境温度下(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)通过光化辐射固化。
加压载体可选自压缩空气、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。
基底可以是木材、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。基底可以是车辆、车身或车身部件。
涂料组合物可选自漆涂料组合物、化学固化涂料组合物、辐射固化涂料组合物、或化学和辐射双重固化涂料组合物。
涂料组合物可为1K涂料组合物或2K涂料组合物。涂料组合物也可以是单重固化涂料组合物，例如化学固化涂料组合物或辐射固化涂料组合物；或者是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，第二组分可选自催化剂、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，涂料组合物可以是紫外线涂料组合物，其中第一组分包含如上所述的紫外线固化组分，第二组分包含一种或多种光引发剂。在另一个实例中，涂料组合物为化学固化涂料组合物，其中第一组分包含可交联组分和交联组分，第二组分包含催化剂或辐射活化剂，例如诸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组分、交联组分和紫外线固化组分，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，第一组分包含辐射固化组分和可交联组分，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组分、交联组分和辐射固化组分，所述第二组分包含催化剂、光引发剂且可选地包含辐射活化剂，例如光潜催化剂。
在又一个实例中，第一组分为包含可交联组分的漆涂料组合物。第二组分可包含交联组分，或交联组分与催化剂的组合。通常，漆涂料组合物可以干燥形成涂层，并且无需交联组分。添加附加交联组分通常可以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，因为可以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，可以轻松调节固化速度。
在又一个实例中，第一组分包含受保护的可交联基团和交联组分。在一个实例中，受保护的可交联基团选自酰胺缩醛、原碳酸酯、原酸酯、螺环原酸酯、正硅酸酯、
Figure BPA00001482238500131
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官能团的存在，可交联基团和交联基团通常无法引发交联反应。可通过引入水或水与酸使受保护的可交联基团活化。可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组分，第二组分可包含前述交联组分。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还包括能够控制涂料组合物的粘度。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以保持基本不变的各自的粘度。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保持基本不变的各自的粘度。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可以在雾化之后混合。在喷涂操作期间，各种组分的粘度可以基本上保持不变。在一个实例中，第一组分包含可交联组分和交联组分，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组分，第二组分包含交联组分和催化剂。
基底可以是木材、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。基底可以是车身或其车身部件。
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。
实施例
本发明将在下面的实施例中得到进一步阐述。应当理解，尽管这些实施例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必要特征，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。
涂层实施例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
Figure BPA00001482238500141
G2-7779STM与活化剂7775S(均可得自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 DIW unpolishEcoat 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至2.6密耳。如表中标示，将涂层在60℃下烘焙5分钟或10分钟。
表1.涂料组合物
Figure BPA00001482238500151
DBTDL＝二月桂酸二丁基锡。

Claims (20)

1.一种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第一组分的第一入口(10)、和连接至第二连接路径以运送第二组分的第二入口(8)；
(B)封装在所述喷枪体中的管状喷嘴组合件(55)，所述管状喷嘴组合件包括喷嘴(13)、被构造为具有喷涂位置和关闭位置的喷涂针(56)、具有第一出口(101a)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在所述喷嘴处具有开口的第三槽(103)；其中：
所述喷涂针封闭了所述喷嘴(13)以及在所述关闭位置处的第一、第二或第三槽中的至少一个；并且
所述第一槽连接至所述第一连接路径以接纳所述第一组分，所述第二槽连接至所述第二连接路径以接纳所述第二组分，所述第三
槽连接至所述载气入口以接纳所述载气。
2.权利要求1的喷枪，还包括用于通过重力将所述第一组分运送至所述第一入口的主贮存器(3)。
3.权利要求1的喷枪，还包括用于通过重力将所述第二组分运送至所述第二入口的第二贮存器(15)。
4.权利要求1的喷枪，还包括耦接到所述第一入口、用于调节所述第一组分流量的第一流量控制装置。
5.权利要求1的喷枪，还包括耦接到所述第二入口、用于调节所述第二组分流量的第二流量控制装置。
6.一种在基底上制备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)封装在所述喷枪体中的管状喷嘴组合件(55)，所述管状喷嘴组合件包括喷嘴(13)、被构造为具有喷涂位置和关闭位置的喷涂针(56)、具有第一出口(101a)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在所述喷嘴处具有开口的第三槽(103)；其中：
所述喷涂针封闭了所述喷嘴(13)以及在所述关闭位置处的所述第一、所述第二或所述第三槽中的至少一个；并且
所述第一槽连接至所述第一连接路径以接纳所述第一组分，所述第二槽连接至所述第二连接路径以接纳所述第二组分，所述第三槽连接至所述载气入口以接纳所述载气；
ii)为所述第一入口提供所述涂料组合物的所述第一组分，并且为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，并将所述喷涂针定位至所述喷涂位置，制备雾化的所述第一组分和雾化的所述第二组分，从而形成雾化涂料混合物；以及
iv)将所述雾化涂料混合物涂覆在所述基底上，形成其上的所述层。
7.权利要求6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。
8.权利要求6的方法，其中所述加压载气选自压缩空气、压缩气体、压缩气体混合物、或它们的组合。
9.权利要求6的方法，其中所述基底为车辆、车身、或车身部件。
10.权利要求6的方法，其中所述涂料组合物选自漆涂料组合物、化学固化涂料组合物、辐射固化涂料组合物、或化学和辐射双重固化涂料组合物。
11.权利要求6的方法，其中所述第一组分包含可交联和交联组分，并且所述第二组分包含催化剂或潜伏催化剂。
12.权利要求6的方法，其中所述第一组分包含辐射固化组分，并且所述第二组分包含光引发剂。
13.权利要求6的方法，其中所述第一组分包含可交联组分、交联组分和辐射固化组分，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。
14.权利要求6的方法，其中所述第一组分包含可交联组分，并且所述第二组分包含交联组分。
15.权利要求6的方法，其中所述第一组分包含辐射固化组分和可交联组分，并且所述第二组分包含交联组分。
16.权利要求6的方法，其中所述第一组分包含受保护的可交联基团和交联组分，并且其中所述第二组分包含水且可选地包含酸。
17.权利要求6的方法，其中所述第一组分包含受保护的可交联基团，并且所述第二组分包含交联组分、水且可选地包含酸。
18.权利要求6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。
19.权利要求6的方法，其中所述涂料混合物具有随时间推移而增长的涂料粘度，并且所述第一组分和所述第二组分保持基本不随时间变化的各自的粘度。
20.一种用于控制涂料组合物粘度的方法，所述涂料组合物包含第一组分和第二组分，其中所述第一组分与所述第二组分反应导致所述涂料组合物粘度增加，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)封装在所述喷枪体中的管状喷嘴组合件(55)，所述管状喷嘴组合件包括喷嘴(13)、被构造为具有喷涂位置和关闭位置的喷涂针(56)、具有第一出口(101a)的第一槽(101)、具有第二出口(102a)的第二槽(102)以及在所述喷嘴处具有开口的第三槽(103)；其中：
所述喷涂针封闭了所述喷嘴(13)以及在所述关闭位置处的第一、第二或第三槽中的至少一个；并且
所述第一槽连接至所述第一连接路径以接纳所述第一组分，
所述第二槽连接至所述第二连接路径以接纳所述第二组分，所述第三槽连接至所述载气入口以接纳所述载气；
(ii)将所述第一组分运送到所述第一入口，并将所述第二组分运送到所述第二入口；
(iii)通过所述载气入口为所述载气出口提供加压载气，并将所述喷涂针定位至所述喷涂位置，制备雾化的所述第一组分和雾化的所述第二组分，从而形成雾化涂料混合物；
其中所述涂料混合物具有随时间推移而增长的涂料粘度，并且所述第一组分和所述第二组分保持基本不随时间变化的各自的粘度。
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