CN103025921B - 利用多种液流将能电沉积的涂料组合物沉积到基材上的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于涂覆基材的方法，其中基材是导电的，该方法包括：将多种导电液体材料同时施加到基材的不同部分上，其中至少一种导电液体材料包括离子化合物；和将电流施加到至少一种液体材料上由此将离子化合物沉积到基材上。

Description

利用多种液流将能电沉积的涂料组合物沉积到基材上的方法

发明背景

发明领域

本发明总体涉及使用多种液流将能电沉积的涂料组合物沉积到基材上的方法。

背景信息

使用流动涂覆工艺将能电沉积的涂料组合物沉积到基材上是本领域中公知的。在这些工艺中，将能电沉积的涂料组合物(也称作电涂料或电沉积涂料)通过与电方法沉积到导电基材上。

通常，在将电流施加到体系中时，流动涂覆工艺可以被认为是电路。在该电路中，能电沉积的涂料组合物具有阳离子或阴离子电荷，而待涂覆的基材表面具有与能电沉积的涂料组合物的电荷相反的电荷(即表面可以是阴离子或阳离子的)。在涂覆工艺过程中，由直流整流器产生完整的电路，从而使涂料组合物沉积到带有相反电荷的基材表面上。然而，为使电路完整，将导电基材接地或通过使用与基材接触或连接的机械接触件(例如夹具)与整流器相连接。

然而，使用这种机械接触件的一个缺点是，接触的点或区域(“接触点”)将不会涂上能电沉积的涂料组合物，因为其被机械接触件覆盖，因此，能电沉积的涂料组合物不会施加到该区域上。由于接触点未涂覆能电沉积的涂料组合物，因此其不仅有损于基材的可视外观(即基材未均匀涂覆涂料组合物)，而且接触点与涂覆有能电沉积的涂料组合物的区域相比也更容易被腐蚀。

发明概述

本发明涉及用于涂覆基材的方法，其中基材是基本上导电的，该方法包括：将多种导电液体材料同时施加到基材的不同位置，其中至少一种导电液体材料包括离子化合物；将电流施加到至少一种液体材料上，由此将离子化合物沉积到基材上。本发明还涉及通过该工艺涂覆的基材。

本发明还涉及用于涂覆基材的方法，其中基材是导电的，该方法包括：将包含离子化合物的能电沉积的涂料组合物施加到基材的至少一部分上；将另一液体材料同时施加到基材的另一部分上；其中能电沉积的涂料组合物和液体材料都是导电的；以及其中在将电流施加到能电沉积的涂料组合物或导电液体材料上时，能电沉积的涂料组合物和导电液体材料之间的电位梯度足以使离子化合物沉积到基材上。

发明详述

除非另外明确指出，此处所用的所有数值(例如表示数值、范围、含量或百分比的那些)可以被理解为如同前面被术语“约”修饰，即使该术语并未明确出现。在涉及任何数值范围时，这种范围被理解为包括在所述范围的最大值和最小值之间的所有各个数字和/或分数。例如，“1-10”的范围意于包括在所述最小值1和所述最大值10之间(包括端点)的(即具有等于或大于1的最小值和等于小于10的最大值的)所有子范围。此处所用的术语“数字”表示1或大于1的整数。

除非另外明确指出，此处所用的复数词语或术语包括其单数形式，反之亦然。作为示例而非限制，尽管此处涉及“一种”能电沉积的涂料组合物和“一种”液体材料、“一种”离子化合物，但在本发明中可以使用多种这些材料。此处所用的“多种”表示两种或更多种。

此处所用的“包括”和类似术语表示“包括但不限于”。

除非另外明确指出，如此处所用，使用“或”表示“和/或”，尽管在某些情况下可能会明确使用“和/或”。

此处所用的“分子量”表示由凝胶渗透色谱法测得的重均分子量(Mw)。

此处所用的术语“固化”表示其中涂料的可交联组分至少部分交联的过程。在某些实施方案中，可交联组分的交联密度(即交联程度)在完全交联的5%-100%，例如35%-85%，或在一些情况中50%-85%的范围内。本领域技术人员将认识到，交联的存在和程度(即交联密度)能够通过多种方法确定，例如使用PolymerLaboratoriesMKIIIDMTA分析仪在氮气下进行的动态机械热分析(DMTA)。

此处涉及任何单体通常都表示能够与另一可聚合组分(例如另一单体或聚合物)聚合的单体。除非另外指出，应当认识到一旦单体组分与另一个单体组分反应生成了化合物，该化合物将包括这种单体组分的残基。

本发明涉及将能电沉积的涂料组合物沉积到基材的至少一部分上的方法。与用常规流动涂覆方法涂覆的基材不同，使用此处公开的方法涂覆的基材没有上述接触点。即，依照此处公开的方法涂覆的基材并不通过机械接触点接地，因此基本上没有接触点。

通常，本发明的方法包括将多种液体材料同时施加到导电基材的不同位置或区域上。至少两种所用的液体材料是导电的。而且，至少一种这些导电液体材料包括待沉积到基材上的离子化合物。当需要完整电路时，将各导电液体材料以连续流的形式施加到基材上，并将电路施加到液体材料通过其流动的导电流动分配器(例如与直流整流器电连接或接合的管子或喷嘴)上，由此形成电路。即，在将电位施加到体系上时，导电液体材料和基材形成了完整的电路。一旦形成电路，离子化合物就通过电沉积涂覆领域公知的方法和/或化学工艺沉积到基材的表面上。注意，电路中所用的多种导电液体材料之间的电位梯度应当足以将离子化合物以前述方式沉积。

在一些实施方案中，将可以包含待沉积到基材上的离子化合物的第一液体流施加到基材的一个区域上，同时将第二液体流施加到基材的不同区域上。为了形成电流，各个这些流会是导电的。而且，只要这些流同时且连续施加到基材上，就可以将电荷施加到各流的一个上，由此如上所述将离子化合物沉积到导电基材上。

然而，在其他实施方案中，第二液体流包含待沉积到基材上的离子化合物，而第一液体流不包含。

尽管前述段落描述了在工艺中使用第一和第二液体流的情况，本发明也能够以其中使用多组液体流的方式使用。例如，能够将第一和第二液体流表征为一组。因此，在本发明的一些实施方案中，可以使用多组。即，在某些实施方案中，本发明能够具有形成第一组的多种液体流和形成第二组的多种流。在这些实施方式中，第二组是第一组的下游。因此，第一组能够包括前述段落中描述的第一和第二液体流，而第二组能够包括第三液体流和第四液体流。第三和第四液体流与第一和第二液体流类似之处在于它们都是导电的。而且，第三和第四液体流中任一种能够包括如上所述的离子化合物。根据使用者的要求和/或需求，在本发明中可以使用任意数量的组。

尽管本发明通常描述为将多种导电液体材料同时施加到导电基材的不同部分上，但注意，不导电的液体材料(例如去离子水)也可以与导电液体同时施加到基材上。例如，能够将不导电的液体材料施加到基材上第一和/或第二液体流的上游或下游的位置，或者能够将其施加到基材上第一和第二液体流之间的位置。不导电液体材料的使用能够变化，但例如能够使用去离子水以在第一液体流之前或之后洗涤基材的至少一部分。因为不导电的液体材料不能传导电荷，因此电路将流动通过第一液体流、基材和第二液体流。

如上所述，上述一种或多种导电液体能够包括能电沉积的涂料组合物或电涂覆涂料组合物。本发明中能够使用现有技术中已知的适合的能电沉积的涂料组合物。通常，能电沉积的涂料组合物包括成膜聚合物和能与成膜聚合物反应的固化剂。能够使用广泛多种成膜聚合物，只要该成膜聚合物是“可水分散的”。此处所用的“可水分散的”表示适于溶解、分散和/或乳化在水中的材料。适用于本发明中的成膜聚合物的实例包括但不限于源自聚环氧化物、丙烯酸类、聚氨酯、聚酯或其组合的树脂或聚合物。在某些实施方案中，成膜聚合物能够包括官能团。此处所用的“官能团”或“活性官能团”表示羟基、羧基、氨基甲酸酯、环氧基、异氰酸酯、乙酰乙酸酯、胺盐、硫醇或其组合。上述成膜聚合物也可以是本身就是离子的。具体来说，成膜聚合物能够是阳离子或阴离子的。因此，在一些实施方案中，成膜聚合物能够包括阳离子盐基团，通常是用酸中和成膜聚合物上的官能团所制备的，其能使成膜聚合物电沉积到阴极上。例如，在一些实施方案中，成膜阳离子聚合物能够由以下得到：首先将包含聚环氧化物的聚合物与胺(例如上述的那些)、1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯(TBD)、硫化物或其组合反应，然后将聚合物与酸反应。根据用于与环氧官能聚合物反应的化合物，酸能够在聚合物己与胺、TBD和/或硫化物反应之后添加到聚合物中，或者能够将其与这些化合物一起添加到聚合物中。在某些实施方案中，“离子化合物”表示上述离子成膜聚合物。

本发明的能电沉积的涂料组合物还能够包括对前段中描述的成膜聚合物是活性的固化剂或交联剂。例如，固化剂可以包括可与成膜聚合物的官能团反应的部分。可以使用的适合的交联剂包括但不限于：氨基塑料、多异氰酸酯(包括嵌封端的氰酸酯)、聚环氧化物、β-羟基烷基酰胺、多元酸、酸酐、有机金属酸官能材料、多胺、聚酰胺、环状碳酸酯、硅氧烷或其组合。在一些实施方案中，基于能电沉积的涂料组合物的总树脂固体，固化剂能够占30wt%-40wt%。

在某些实施方案中，能电沉积的涂料组合物可以进一步包含可用于催化交联剂与成膜聚合物之间的反应的固化催化剂。可以用于本发明中的适合的可固化的催化剂包括但不限于：有机锡化合物(例如氧化二丁基锡、氧化二辛基锡)及其盐(例如二乙酸二丁基锡)、其他金属氧化物(例如铜、锰、铈、锆和/或铋的氧化物)及其盐(例如氨基磺酸铋和/或乳酸铋)、环状胍(如美国专利公开2009/0042060的第[0010]-[0015]段中所述的，引用部分通过参考加入此处)或其组合。

如上所述，本发明包括将多种导电液体材料同时施加到基材的不同位置。液体材料之一(例如第一液流或第二液流)可以包括前段中所述的能电沉积的涂料组合物；而另一液体材料(例如第二液流或第一液流)也能够包括任何液体材料，只要其是导电的即可。例如，可以使用水(非去离子水)或渗透液作为另一液体材料。电沉积领域的技术人员将了解渗透液的含义。因此，此处将不给出这种材料的详细描述。然而，渗透液通常可以描述为在电沉积浴经过超滤之后该浴的剩余物。因此，渗透液能够包括少部分的上述成膜聚合物。

在一些实施方案中，第一液流包括能电沉积的涂料组合物，而第二液流包括水或渗透液。可替代地，第一液流能够包括水或渗透液，而第二液流包括能电沉积的涂料组合物。在这些实施方案中，第一和第二液流能够包括彼此相反的离子电荷。例如，如果用于第一流的能电沉积的涂料组合物包含正电荷(即第一流和阳离子的)，那么用于第二流的水或渗透液包含负电荷(即第二流是阴离子的)。可替代地，如果能电沉积的涂料组合物包含负电荷，那么水或渗透液可以包含正电荷。

能够使用本领域中已知的技术将上述各种液体材料(例如能电沉积的涂料组合物、水、渗透液)施加到基材上。例如，可以将各种液体材料喷雾施加到基材上，或者基材能够流动通过液体材料的幕或液体材料流。因此，在该装置中能够使用喷雾喷嘴、管接头或任意其他类型的开口(例如狭缝)将液体材料施加到基材上。应当注意，将各种液体材料施加到基材上的工艺参数将取决于使用者的需要，因此可以使用不同类型和形状的开口和/或喷嘴将液体材料施加到基材上。

能电沉积的涂料组合物沉积到基材上的厚度将取决于使用者的需要以及基材的形状。在一些实施方案中，涂层的湿和/或干膜厚度范围在1微米-150微米。

在一些实施方案中，用于固化能电沉积的涂料组合物的装置能够位于工艺中，使得在将涂料组合物沉积到基材上之后将能电沉积的涂料组合物基本上或完全固化。例如，在某些实施方案中，能够将UV灯放在第一和第二流之间，使得从第一流中沉积到基材上的可UV固化的能电沉积的涂料组合物在涂料到达第二流之前基本上和/或完全固化。在其他实施方案中，UV灯能够放在具有第二流的位置之后，由此在其离开例如渗透液位置之后使能电沉积的涂料组合物固化。尽管前句描述了将UV灯用于固化能电沉积的涂料组合物，但根据能电沉积的涂料组合物特定的化学性质，能够使用其他方法固化涂料组合物。例如，可以使用加热/热能、红外辐射、感应加热、电子束辐射和/或电离或光化辐射来固化能电沉积的涂料组合物。在某些实施方案中，固化操作能够在环境温度进行。在其他实施方案中，固化操作能够在≤260℃的温度进行。在某些实施方案中，固化操作能够在前句中叙述值的任意组合(包括所述值)之间的范围内的温度操作。例如，固化操作能够在120℃-150℃范围内的温度进行。然而，应当指出，根据需要可以使用更低或更高的温度以激活固化机理。

在其他实施方案中，气刀能够位于第一和/或第二流的上游、下游或两者之间，以基本上干燥基材的至少一部分。

尽管可以使用任意数量的方法将基材传送通过上述各种液体材料，但注意到，用于传送基材的实际设备不使基材接地，也不与整流器电接合或连接。换言之，能够使用任意设备传送基材通过液体材料，只要设备中与基材接触的部分不是导电的或不接地或不与接地设备电连接即可。例如，在某些实施方案中，基材能够放在多个辊筒上，其将基材传送通过各种液体材料。这些辊筒能够全部由塑料制成或者其能够包括环绕金属芯的塑料壳。在这种实施方案中，塑料壳是辊筒中与基材接触的部分。此外，能够以使得用液体材料涂覆的基材的部分在其通过液体材料时不与任何物体接触且因此悬浮在空气中的方式将基材传送通过液体材料。这可以通过将对卷绕的金属基材(例如金属片材(例如片料))进行退绕的辊筒放置在第一液流的上游，同时将使金属片材盘绕或卷绕成卷绕件的辊筒放置在第二液流的下游来实现。在一些实施方案中，工艺线配置成使得金属片材的两面都涂覆有能电沉积的涂料组合物。这可以通过使第一组液流与金属片材的一个表面相邻设置，同时将第二组液流与金属片材的相反表面相邻设置来实现。在其中用能电沉积的涂料组合物涂覆圆柱形基材的情况中，使用者能够使用运送装置使得在圆柱形基材通过至少一组液流时旋转由此涂覆圆柱形基材的整个表面。

适合的能够用此处公开的各种液体材料涂覆的基材包括金属基材、玻璃基材(包括包括导电涂层的那些)、金属合金基材、已金属化的基材(例如镍镀塑料)和/或塑料基材。在一些实施方案中，金属或金属合金可以是铝和/或钢。例如，钢基材能够是冷轧钢、电镀锌钢和/或热浸镀锌钢。另外，在一些实施方式中，基材可包括车辆的一部分，如车辆本体(例如，但不限于，门、车身面板、后备箱盖、车顶面板、发动机罩、和/或车顶)和/或车辆框架。如本文所使用的，“车辆”或其变化形式包括，但不限于，民用、商用、和军用陆上车辆，如轿车、摩托车、和卡车。在其他实施方案中，金属基材能够包括棒(例如实心棒)、管、线和/或金属片材(例如穿孔丝网或筛网)。还将认识到，在一些实施方案中，可以如美国专利号4,793,867和5,588,989中所述用预处理溶液(例如磷酸锌溶液)对基材进行预处理或不进行预处理溶液处理。

尽管上述能电沉积的涂料组合物不需要顶涂覆其他涂料组合物，但在某些实施方案中，将能电沉积的涂料组合物用于涂料体系中。涂料体系通常包括多个涂层。在通过现有技术中已知的方法(例如加热)将沉积到基材上的涂料组合物基本上固化时通常形成涂层。

可以施加在可电沉积涂层的至少一部分上的涂料组合物的一个实例是底漆-表面漆。底漆-表面漆通常用于提高随后施加的涂料层(例如着色涂料组合物和/或基本上透明的涂料组合物)的抗碎落性以及有助于随后施加的层的外观。如本文所使用的，"底漆-表面漆"是指用于在后续施涂的涂料组合物之下使用的底漆组合物，并且包括以下材料，如有机涂料组合物领域通常已知的热塑性和/或交联(例如，热固性)成膜树脂。合适的底漆和底漆-表面漆涂料组合物包括喷雾施涂的底漆，如本领域技术人员熟知的。合适的底漆的实例包括可购自宾州匹茨堡的PPGIndustries，Inc.的几种，如DPX-1791、DPX-1804、DSPX-1537、GPXH-5379、OPP-2645、PCV-70118、和1177-225A。可用于本发明的另一合适的底漆-表面漆涂料组合物是美国专利申请11/773,482中所述的底漆-表面漆。

在一些实施方式中，赋予颜色的涂料组合物(下文称为，“基础涂层”)沉积到底漆-表面漆涂料层(如存在)的至少一部分上。本领域已知的任何基础涂层涂料组合物可用于本发明中。应注意，这些基础涂层涂料组合物典型地包含着色剂。

在某些实施方式中，将基本上透明的涂料组合物(下文称为，“透明涂层”)沉积到基础涂层涂料层的至少一部分上。如本文所使用的，“基本上透明的”涂料层是基本上透明的并且不是不透光的。在某些实施方式中，基本上透明的涂料组合物可以包含着色剂，但量不会在其固化后使透明的涂料组合物不透光(不是基本上透明的)。本领域已知的任何透明涂层涂料组合物可在本发明中使用。例如，美国专利5,989,642、6,245,855、6,387,519和7,005,472中所述的透明涂层涂料组合物可以用于涂料体系中。在某些实施方式中，基本上透明的涂料组合物还可以包含分散在透明涂层涂料组合物中(如固化后在透明涂层涂料组合物的表面处)的颗粒，如二氧化硅颗粒。在一些实施方案中，包含此处所述聚合物的涂料组合物能够用作透明涂层涂料组合物。

前段中所述的底涂料和/或透明涂料还可以包含配制的表面涂料领域已知的着色剂和/或其它任选的材料。如本文所使用的，术语“着色剂”是指任何赋予组合物颜色和/或其它不透明性和/或其它视觉效果的物质。着色剂可以以任何合适的形式加入涂料，如离散的颗粒，分散体、溶液和/或薄片(例如，铝薄片)。单一的着色剂，或两种或更多种着色剂的混合物可以用于本文所述的涂料组合物中。

着色剂的实例包括颜料、染料和调色料，如油漆工业中使用的和/或DryColorManufacturersAssociation(DCMA)中列出的那些，以及特殊效果组合物。着色剂可包括，例如，细粉碎的固体粉末，其是不溶的，但在使用条件下可润湿。着色剂可以是有机的或无机的，并且可以使聚集的或非聚集的。着色剂可以通过使用研磨载体如丙烯酸类研磨载体掺入涂料，所述研磨载体的使用对于本领域技术人员来说是熟悉的。

实施例颜料和/或颜料组合物包括，但不限于，咔唑二噁嗪粗颜料、偶氮、单偶氮、双偶氮、萘酚AS、盐型(色淀)、苯并咪唑、缩合物、金属络合物、异二氢吲哚酮、异二氢吲哚和多环酞菁、喹吖啶酮、二萘嵌苯、苝、二酮吡咯并吡咯、硫靛、蒽醌、阴丹酮、嗯嘧啶、黄烷士林、皮蒽酮、蒽嵌蒽醌、二噁嗪、三芳基碳鎓、喹酞酮颜料、二酮吡咯并吡咯红(“DPPBO红”)、二氧化钛、炭黑和它们的混合物。术语"颜料"和"着色的填料"可以互换使用。

染料的实例包括，但不限于，基于溶剂和/或水的那些，如酞菁绿或蓝、铁氧化物、钒酸铋、蒽醌、二萘嵌苯、铝和喹吖啶酮。

调色料的实例包括，但不限于，分散于基于水的或水混溶的载体中的颜料，如AQUA-CHEM896，可购自Degussa，Inc.，CHARISMACOLORANTS和MAXITONERINDUSTRIALCOLORANTS，可购自EastmanChemical，Inc的AccurateDispersions分部。

如上所述，着色剂可以为分散体的形式，包括，但不限于，纳米颗粒分散体。纳米颗粒分散体可以包括一种或多种高度分散的纳米颗粒着色剂和/或着色剂颗粒，它们产生期望的可视颜色和/或不透明性和/或视觉效果。纳米颗粒分散体可以包括粒度小于150nm，如小于70nm，或小于30nm的着色剂，如颜料或染料。纳米颗粒可以通过用粒度小于0.5mm的研磨介质打磨原料有机或无机颜料来制备。纳米颗粒分散体的实例和制备它们的方法参见美国专利6,875,800，该专利通过引用纳入本文。纳米颗粒分散体还可以通过结晶、沉淀、气相冷凝、和化学研磨(即部分溶解)来制备。为了最小化纳米颗粒在涂料内的再聚集，可以使用涂覆有树脂的纳米颗粒的分散体。如本文所使用的，“涂覆有树脂的纳米颗粒的分散体”是指包含纳米颗粒和在该纳米颗粒上的树脂涂料的离散的“复合微颗粒”分散在连续相中。涂覆有树脂的纳米颗粒的分散体的实例和制备它们的方法参见2004年6月24日提交的美国专利申请公开2005-0287348，2003年6月24日提交的美国临时专利申请60/482,167，2006年1月20日提交的美国专利申请11/337,062，它们也通过引用纳入本文。

可使用的特殊效果组合物的实例包括这样的颜料和/或组合物，它们产生一种或多种外观效果，如反射性、珠光性、金属光泽、磷光、荧光、光变色性、感光性、热变色性、角度变色性和/或变色性。额外的特殊效果组合物可以提供其它感官性质，如不透明性或纹理。在非限制性的实施方式中，特殊效果组合物可以产生变色，使得当以不同角度观看涂料时涂料的颜色改变。颜色效果组合物的实例参见美国专利6,894,086，其通过引用纳入本文。额外的颜色效果组合物可以包括透明的涂覆云母和/或合成云母、涂覆的二氧化硅、涂覆的氧化铝、透明的液晶颜料、液晶涂料、和/或其中是由于材料内的折射率差异导致的而非因材料表面和空气之间的折射率差异导致的干涉的任何组合物。

在某些非限制性的实施方式中，当暴露于一种或多种光源时可逆地改变其颜色的感光组合物和/或光变色性组合物可以用于本文所述的涂料组合物中。光变色性和/或感光组合物可以通过暴露于特定波长而活化。当该组合物被激发时，分子结构改变，并且改变后的结构具有不同于该组合物原始颜色的新颜色。当除去暴露的辐射时，该光变色性和/或感光组合物可以返回稳态，该组合物的原始颜色恢复。在一种非限制性的实施方式中，光变色性和/或感光组合物在非激发态可以使无色的，而在激发态具有颜色。完全变色可以在几毫秒至几分钟，如20秒-60秒内出现。光变色性和/或感光组合物的实例包括光变色性染料。

在非限制性的实施方式中，感光组合物和/或光变色性组合物可以缔合到和/或至少部分地结合到(如通过共价键和)聚合物和/或能聚合组分的聚合物型材料。与感光组合物可迁移出涂料并结晶到基材中的一些涂料相反，根据本发明非限制性的实施方式的缔合到和/或至少部分地结合到聚合物和/或能聚合组分的聚合物型材料的感光组合物和/或光变色性组合物从涂料迁移出的情况最少。感光组合物和/或光变色性组合物的实例和制备它们的方法参见2004年7月16日美国专利申请10/892,919。

通常，着色剂可以以足以赋予期望的视觉和/或颜色效果的任何量存在。着色剂可占本发明组合物的1-65重量%，如3-40重量%，或5-35重量%，其中该重量%基于所述组合物的总重量。

一种或多种本文所述的涂料组合物可以包含配制表面涂料领域中熟知的其它任选材料，如增塑剂、抗氧化剂、位阻胺光稳定剂、UV光吸收剂和稳定剂、表面活性剂、流动控制剂、触变剂如斑脱土、颜料、填料、有机助溶剂、包括膦酸在内的催化剂、和其它常用助剂。

除了上述材料，一种或多种上述涂料组合物还可以包含有机溶剂。可以用于涂料组合物中的合适的有机溶剂包括前述段落中列出的那些，以及乙酸丁酯、二甲苯、甲基乙基酮、或它们的组合。

应进一步领会的是，形成本文中所述的各种涂料层的一种或多种涂料组合物可以是“一种组分”(“1K”)、“两种组分”(“2K”)、或甚至多组分组合物。1K组合物应理解为是指，其中所有的涂料组分在制造后、储存期间等都保存在相同的容器中的组合物。2K组合物或多组分组合物应理解为是指，其中各种组分在施涂前都被分开保存的组合物。1K或2K涂料组合物可以施涂到基材并通过任何常规手段如通过加热、鼓风等固化。

能够使用现有技术中已知的任何技术将预处理溶液、底漆-表面漆、底涂料和/或透明涂料沉积或施加到基材上。例如，涂料组合物可以通过以下多种方法的任一种施涂到基材上，所述方法包括，但不限于，喷雾、刷涂、浸渍、和/或辊涂等方法。当将多种涂料组合物施涂到基材上时，应注意，一种涂料组合物可在底下的涂料组合物已固化后或在底下的涂料组合物固化前施涂到该底下的涂料组合物的至少一部分上。如果将涂料组合物施涂到未固化的底下的涂料组合物上，可使两种涂料组合物同时固化。

底漆-表面漆、底涂料和/或透明涂料能够使用上述方法固化。然而，在某些实施方案中，一种或多种这些涂料组合物能够是能低温、湿气固化的涂料组合物。如本文所使用的，术语“能低温、湿气固化的”是指，涂料组合物在施涂到基材后能够在环境空气的存在下固化，所述空气的相对湿度为10%-100%，如25%-80%且温度为-10°C至120°C，如5°C至80°C，在一些情况下为10°C-60°C，在再其它情况下为15°C-40°C。

虽然已详细描述了本发明的具体实施方式，本领域技术人员应领会，根据本公开的总体教导可以对这些详细说明进行各种改变和替代。因此，所披露的具体方式这是示例性的，并且不限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求的完整宽度及其全部等同方式给出。

实施例

以下实施例显示了本发明的各种非限制实施方案。

实施例1：

将直径为3.2mm的长40cm的光滑金属棒放在两个相邻的容量为5升的聚丙烯罐上。一个丙烯罐装有阳离子丙烯酸类电涂油漆(可获自PPGIndustries,Inc.,Pittsburgh,PA,USA)，而另一个丙烯罐装有电导率为450μS的自来水。棒的一端放在装有的聚丙烯罐上，而棒的另一端放在装有自来水的聚丙烯罐上。泵连接到各罐，以将液体从底部抽出并将其通过悬挂在距棒表面上方少于25mm的直径为5mm的管接头释放。管接头的出口指向下方，使得来自接头的流施加到其下方的金属棒上。通过使用金属夹具和电线将释放电涂料的管接头连接到500V整流器的正极端子。将释放自来水的管接头连接到同一500V整流器的负极端子。将各泵打开以将电涂油漆和自来水的流释放到棒的两个单独部分上，同时控制各流的流速以使其在棒的表面上彼此分开。在开启DC整流器之后，其在正极端子和负极端子之间产生30秒的350V电位，在与电涂油漆流接触的棒部分上沉积20-30微米厚的电涂料膜。然后关闭整流器停止涂覆工艺。然后将金属棒翻转以使自来水在已经电涂覆的棒的端部上流动，同时将金属棒的未涂覆部分(即之前位于自来水流下方的棒的端部)放在电涂油漆流的下方。然后第二次开启整流器30秒，在端子之间产生350V电位，在金属棒的另一端上沉积20-30微米厚的电涂料层，得到电涂油漆与金属棒接触的部分的覆盖。

实施例2：

此实施例以与实施例1类似的方式进行，只是用直径为100mm的金属螺纹棒代替光滑的金属棒。

实施例3：

此实施例以与实施例2类似的方式进行，只是所用的电涂油漆是POWERCRON920H(可获自PPGIndustries,Inc.,Pittsburgh,PA,USA)。

实施例4：

此实施例以与实施例3类似的方式进行，只是将金属螺棒放在一系列由变速电机驱动的塑料辊筒上，其将棒在聚丙烯管上以25-40cm/分钟的速度移动。而且，在此实施例中，罐的体积增加到20升容积，用25mm(W)x225mm(L)的金属流料箱代替各金属管接头。各流料箱具有在沿箱的长度上直线钻取的一系列1.5mm孔。将流料箱放在金属螺纹棒的25mm之内。离开各流料箱的液体量提供20cm的液体幕。随着螺棒移动通过幕，在螺纹棒以40cm/分钟运行时，幕与螺纹棒之间的总接触时间为30秒。在对整流器施加能量时，电涂油漆沉积到与电涂油漆流接触的棒的部分上，同时棒的另一部分与自来水流接触。

实施例5：

此实施例以与实施例4类似的方式进行，只是将包含自来水的再一聚丙烯罐(包括金属流体释放系统)放在一行上。这种设置在两个包含自来水的罐之间具有包含电涂油漆的罐。将流量箱放在该再一自来水罐上方，并与整流器的负极端子相连，与原自来水流量箱平行。随着长60mm的圆柱形的金属棒移动通过自来水和/或电涂油漆的各幕，棒足够长以使得涂覆是连续的：在电涂油漆流动在棒上的任何时间，都有一部分同时位于自来水幕之一的下方。在行进通过该工艺时，金属棒具有在其全部表面上沉积的电涂油漆的20-30微米厚的涂层。

实施例6：

此实施例以与实施例5类似的方式进行，只是使用超滤器渗透液代替自来水。

实施例7：

此实施例以与实施例6类似的方式进行，只是用20cm(W)x45cm(L)的平金属板代替金属棒。在此实施例中，喷嘴悬浮在板上方20mm处。在幕之间，气刀装置驱动压缩空气喷射到工件上。压缩空气喷射将来自各幕的流彼此分开。被两个接地导电幕涂围绕的一个中心电涂幕的工艺使得发生连续的电沉积。施加400V的电位和500mA的最大电流得到20-30微米厚的涂层。

实施例8：

此实施例以与实施例7类似的方式进行，只是用平的镜面玻璃表面代替平金属板。背面是导电的或已经具有施加到该表面上的导电涂层使得能够进行涂覆。

实施例9：

此实施例以与实施例8类似的方式进行，只是镜面玻璃以收集入射光的方式弯曲。在此实施例中，调整流料箱以使其形状与镜背面的弯曲部分贴合，在其弯曲部分下相距5-15cm。

Claims (19)

1.用于涂覆基材的方法，其中所述基材是导电的，该方法包括：将多种导电液体材料同时施加到所述基材的不同部分上，其中至少一种导电液体材料包含离子化合物；和将电流施加到至少一种所述液体材料上由此将所述离子化合物沉积到所述基材上，其中在将所述电流施加到至少一种所述导电液体材料上时，所述导电液体材料和所述基材形成完整的电路，其中所述基材不含用于使电流通过导电基材的机械接触点，以及用于传送基材的设备中与基材接触的部分不是导电的或不接地或不与接地设备电连接。

2.根据权利要求1的方法，其中包含离子化合物的导电液体包括能电沉积的涂料组合物。

3.根据权利要求2的方法，其中所述离子化合物包括离子成膜聚合物。

4.根据权利要求1的方法，其中所述离子化合物包括阳离子或阴离子电荷。

5.用于涂覆基材的方法，其中所述基材是导电的，该方法包括：

将包含离子化合物的能电沉积的涂料组合物施加到所述基材的至少一部分上；和

将另一液体材料同时施加到所述基材的另一部分上；

其中所述能电沉积的涂料组合物和液体材料是导电的并且在将电流施加到所述能电沉积的涂料组合物或液体材料上时与所述基材形成完整的电路；和

其中在将电流施加到所述能电沉积的涂料组合物或导电液体材料上时，所述能电沉积的涂料组合物和导电液体材料之间的电位梯度足以使电势离子化合物沉积到所述基材上，

其中所述基材不含用于使电流通过导电基材的机械接触点，以及用于传送基材的设备中与基材接触的部分不是导电的或不接地或不与接地设备电连接。

6.根据权利要求5的方法，其中所述液体材料包含离子、聚合树脂或其组合。

7.根据权利要求5的方法，其中所述液体材料包含渗透液。

8.根据权利要求5的方法，其中所述液体材料包含水。

9.根据权利要求5的方法，其中所述能电沉积的涂料组合物包含阳离子或阴离子电荷。

10.根据权利要求9的方法，其中所述离子化合物包括离子成膜聚合物。

11.根据权利要求9的方法，其中所述液体材料包含阳离子或阴离子电荷。

12.根据权利要求11的方法，其中所述能电沉积的涂料组合物包含阳离子电荷，并且所述液体材料包含阴离子电荷。

13.根据权利要求11的方法，其中所述能电沉积的涂料组合物包含阴离子电荷，并且所述液体材料包含阳离子电荷。

14.根据权利要求5的方法，其中在将所述能电沉积的涂料组合物沉积到所述基材上之后，将所述能电沉积的涂料组合物基本上固化。

15.根据权利要求5的方法，其中所述基材包括金属物体。

16.根据权利要求5的方法，其中所述基材包括具有至少一个导电表面的玻璃。

17.根据权利要求15的方法，其中所述金属物体包括片状金属、棒、管、筛网或其组合。

18.根据权利要求5的方法，其中所述基材包括基本上不导电的内部部分和设置在该不导电的内部部分的至少一部分上的基本上导电的外部部分；以及其中所述能电沉积的涂料组合物沉积在所述基材的外部部分的至少一部分上。

19.根据权利要求5的方法，其中利用幕涂工艺将所述能电沉积的涂料组合物和液体材料施加到所述基材上。