專利名稱：環(huán)境友好的100%固體光化輻射可固化的涂料組合物、被涂表面、被涂制品及其制備方法和 ...的制作方法
相關申請的前后參照這項申請要求2004年11月5日提交的序列號為10/983,022、2004年11月5日提交的序列號為10/982,998、2004年2月4日提交的序列號為10/771,867以及2004年6月21日提交的序列號為10/872,531的美國專利申請的優(yōu)先權，要求2004年3月8日提交的序列號為60/551,287的美國臨時申請的權益，所有這些申請的內容由此全文引入作為參考。
背景技術：
通常，人工制品的絕大多數(shù)表面都有一些類型的涂層，涂覆這些涂層是為了實現(xiàn)一些期望的功能、效用或外觀。人工制品可從天然或合成材料制作，可從要求耐磨涂層的地板變化到要求吸引人的耐腐蝕涂層的汽車和汽車零件。因而，涂覆到表面的涂層通常發(fā)揮裝飾和/或保護功能。對于汽車罩面漆尤其如此，該層漆必須提供美學上吸引人的外觀同時滿足并保持嚴格的性能和耐久性要求。
發(fā)明概述文中提供環(huán)境友好光化輻射可固化的基本上全是固體的組合物以及涂覆表面或至少部分表面的方法。此時還描述環(huán)境友好的方法、組合物、工藝、裝配體、制品和工廠。光化輻射可固化全固體的組合物用于涂覆物件的至少部分表面。這種涂料組合物生成較少的揮發(fā)物、產(chǎn)生較少的廢物并且需要較少的能量來涂覆到物件上。而且，這種涂料組合物可用于形成具有期望的美學、性能以及耐久性質的涂層。另外提供部分和全固化的表面，以及整合全固化表面制造的物品。
在一個方面中，文中所述的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物由低聚物、單體、光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑、填料與可聚合顏料分散體的混合物構成。在這個方面的一種實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的復合混合物可以包含0-40wt％的低聚物或低聚物混合物，再加上單體、光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑、填料和可聚合顏料分散體。
在以上方面的另一種實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的復合混合物包含5-68wt％的單體或單體混合物，再加上低聚物、光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑、填料和可聚合顏料分散體。在前述方面的再一種實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的復合混合物包含3-15wt％的光引發(fā)劑或者光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物，在加上低聚物、單體、填料和可聚合顏料分散體。在以上方面的又一種實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的復合混合物包含0.5-11wt％的填料或填料混合物，再加上低聚物、單體、光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑和可聚合顏料分散體。在前述方面的再一種實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的復合混合物包含3-15wt％的可聚合顏料分散體或可聚合顏料分散體混合物，再加上低聚物、單體、光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑和填料。在以上方面的一種實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的復合混合物包含0-40wt％的低聚物或低聚物混合物以及5-68wt％的單體或單體混合物，再加上光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑、填料和可聚合顏料分散體。在前述方面的另一種實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的復合混合物包含0-40wt％的低聚物或低聚物混合物、5-68wt％的單體或單體混合物以及3-15wt％的光引發(fā)劑或者光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物，再加上填料和可聚合顏料分散體。在以上方面的又一種實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的復合混合物包含0-40wt％的低聚物或低聚物混合物、5-68wt％的單體或單體混合物、3-15wt％的光引發(fā)劑或者光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物以及0.5-11wt％的填料或填料混合物，再加上可聚合顏料分散體。在以上方面的再一種實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的復合混合物包含0-40wt％的低聚物或低聚物混合物、5-68wt％的單體或單體混合物、3-15wt％的光引發(fā)劑或者光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物、0.5-11wt％的填料或填料混合物以及3-15wt％固體可聚合顏料分散體或固體可聚合分散體的混合物，由此該組合物的室溫粘度至多約500厘泊。
在另一種或可供選擇的實施方式中，低聚物選自環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧二丙烯酸酯/單體摻合物、丙烯酸硅氧烷、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯/單體摻合物、脂肪酸改性的雙酚A丙烯酸酯、摻有三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的雙酚環(huán)氧丙烯酸酯、摻有1，6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯，及其組合。在另一個或可供選擇的實施方式中，單體選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧乙酯、丙烯酸異冰片酯、丙氧基化三丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸酯的酯衍生物，及其組合。
在又一種或可供選擇的實施方式中，光引發(fā)劑選自氧膦型光引發(fā)劑、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲?；?氧膦，噻噸酮、二甲基縮酮、苯甲酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮，2，4，6-三甲基苯甲酮、4-甲基苯甲酮、低聚(2-羥基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、丙烯酸胺，及其組合。
在又一種或可供選擇的實施方式中，填料選自用聚乙烯蠟制備的無定形二氧化硅、有機表面處理的合成無定形硅石、未經(jīng)處理的無定形二氧化硅、季烷基膨潤土、硅膠、丙烯酸酯化的硅膠、氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、niobia、鈦質氮化鋁(titania aluminum nitride)、氧化銀、氧化鈰，及其組合。此外，填料的平均粒徑小于500納米，或小于100納米，或小于50納米，甚至小于25納米。
在又一種或可供選擇的實施方式中，可聚合顏料分散體由連接到活性樹脂上的顏料組成，例如丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂或乙烯基樹脂，其中，顏料選自碳黑、金紅石二氧化鈦(rutile titanium dioxide)、有機紅(organic red)顏料、酞菁藍顏料、鐵丹(red oxide)顏料、異吲哚啉黃顏料、酞菁綠顏料、喹吖啶酮紫、咔唑紫、主色黑、淺檸檬鐵黃、淺有機黃、透明鐵黃、二芳基橙、喹吖啶酮紅、有機猩紅(organicscarlet)、淺有機紅(light organic red)以及深有機紅(deep organic red)。
在又一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物還可以含有阻蝕劑，其中阻蝕劑是以至多約3wt％的量存在的全固體阻蝕劑。另一個實施方式混入M-235(來自Cortec公司(4119White Bear Parkway St.Paul，MN 55110U.S.A.))作為阻蝕劑。
在又一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含流動和滑動增強劑。在又一種或可供選擇的實施方式中，以至多約3wt％的量向組合物添加流動和滑動增強劑。在又一種或可供選擇的實施方式中，流動和滑動增強劑選自丙烯酸酯化的硅氧烷、EBECRYL350(UCB Surface Specialties，Brussels，Belgium)、EBECRYL1360(UCB Surface Specialties，Brussels，Belgium)和CN990(Sartomer，Exton，PA，U.S.A.)。
在又一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含固化促進劑。在又一種或可供選擇的實施方式中，固化促進劑以至多約0.5wt％的量存在。在又一種或可供選擇的實施方式中，固化促進劑為噻噸酮。
在又一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物具有至多約500厘泊的室溫粘度。
在另一個方面中，通過用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆表面得到被涂表面。在另一個或可供選擇的實施方式中，被涂表面是被涂金屬、被涂木材、被涂塑料、被涂石材、被涂玻璃或被涂陶瓷。
在另一種或可供選擇的實施方式中，涂料可以通過噴涂、刷涂、輥涂、浸漬涂布、刮涂、簾式淋涂或其組合涂覆到表面上。此外，噴射手段包括但不限于使用高壓低體積噴射系統(tǒng)或靜電噴射系統(tǒng)。在另一種或可供選擇的實施方式中，涂料以單次施涂或多次施涂方式涂覆。在另一種或可供選擇的實施方式中，表面被涂料部分覆蓋，或者在再一種實施方式或可供選擇的實施方式中，表面被涂料全部覆蓋。
在另一種或可供選擇的實施方式中，被涂表面通過將被涂表面暴露于第一來源的光化輻射中而部分固化。在另一種或可供選擇的實施方式中，部分固化的被涂表面不透明或有光澤，或者不透明且有光澤。
在另一種或可供選擇的實施方式中，被涂表面通過將部分固化的被涂表面暴露于第二來源的光化輻射中而全部固化。在另一種或可供選擇的實施方式中，全固化的被涂表面不透明、堅硬、有光澤、耐腐蝕且耐磨。
在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射選自可見光輻射、近可見光輻射、紫外(UV)輻射，及其組合。此外，紫外輻射選自UV-A輻射、UV-B輻射、UV-B輻射、UV-C輻射、UV-D輻射，或其組合。
在另一種或可供選擇的實施方式中，完全固化的被涂表面是制品的一部分。在另一種或可供選擇的實施方式中，制品包括完全固化的被涂表面。在另一種或可供選擇的實施方式中，制品選自機動車、機動車零件、機動車附件、園藝設備、剪草機以及剪草機零件。在另一種或可供選擇的實施方式中，機動車零件是車罩下零件(underhoodpart)，包括但不限于濾油器、減震器、制動器轉子、電池箱、交流發(fā)電機機殼以及發(fā)動機歧管。
在另一方面中，制品的完全固化的被涂表面對一種或多種測試條件穩(wěn)定。在另一種或可供選擇的實施方式中，完全固化的被涂表面在至少65℃下與至少10％的硫酸接觸至少6分鐘之后不表現(xiàn)出印跡。在另一種或可供選擇的實施方式中，完全固化的被涂表面在至少65℃下與至少10％的硫酸接觸至少12分鐘之后不表現(xiàn)出印跡。在另一種或可供選擇的實施方式中，完全固化的被涂表面在至少60℃的溫度下浸入發(fā)動機冷卻劑中至少8小時之后不表現(xiàn)出軟化和起泡。在另一種或可供選擇的實施方式中，被涂表面在至少60℃的溫度下浸入發(fā)動機冷卻劑中至少20小時之后不表現(xiàn)出軟化和起泡。在另一種或可供選擇的實施方式中，完全固化的被涂表面在至少60℃的溫度下浸入動力轉向油中至少8小時之后不表現(xiàn)出軟化和起泡。在另一種或可供選擇的實施方式中，完全固化的被涂表面在至少60℃的溫度下浸入動力轉向油中至少24小時之后不表現(xiàn)出軟化和起泡。另一種或可供選擇的實施方式中，完全固化的被涂表面在暴露于鹽水噴霧400小時之后不表現(xiàn)出表面腐蝕。在另一種或可供選擇的實施方式中，完全固化的被涂表面在暴露于鹽水噴霧900小時之后不表現(xiàn)出表面腐蝕。在另一種或可供選擇的實施方式中，完全固化的被涂表面在對流傳熱爐中于至少1200℃的溫度下加熱至少1小時之后不表現(xiàn)出粘著損失。在另一種或可供選擇的實施方式中，完全固化的被涂表面在對流傳熱爐中于至少1200℃的溫度下加熱至少10小時之后不表現(xiàn)出粘著損失。
在另一個方面中，制品是機動車，選自汽車、公交車、卡車、拖拉機以及越野車。在另一種或可供選擇的實施方式中，制品是用于機動車的機動車附件或機動車零件，例如但不限于汽車、公交車、卡車和越野車。
在另一種或可供選擇的實施方式中，制品是剪草機。
在又一方面中，生產(chǎn)光化輻射可固化的基本上全固體組合物的方法包括向容器中添加組份，例如，僅作為例子，至少一種低聚物、至少一種單體、至少一種光引發(fā)劑、至少一種共光引發(fā)劑、至少一種填料和至少一種可聚合的顏料分散體；采取手段將組份混合形成均勻組合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，組合物可在適宜的容器中混合或轉移至適宜的容器中，例如但不限于罐。
文中所述的組合物、方法和制品總體上涉及涂料領域，具體而言涉及包含UV可固化的材料、光引發(fā)劑、填料和固體顏料分散體的組合物，該組合物可以不另加熱量用常規(guī)HVLP或靜電料鐘噴射，能夠以一層涂覆作為金屬面漆。文中還描述將100％固體的UV可固化的不透明耐腐蝕面漆涂于機動車車罩下零件上的組合物和方法。
一個目標是不經(jīng)碾磨生產(chǎn)不透明耐腐蝕UV可固化涂料。另一個目標是不添加載色劑生產(chǎn)不透明UV可固化涂料。再一個目標是縮短生產(chǎn)時間。又一個目標是節(jié)約空間。又一個目標是減少排放。還一個目標是提高顏色再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。再一個目標是改善被涂制品的外觀。另一個目標是生產(chǎn)可用HVLP或靜電料鐘而不用任何加熱裝置來涂覆的產(chǎn)品。另一個目標是生產(chǎn)可以一層涂覆于金屬上的不透明耐腐蝕涂料。再一個目標是提供高達80％的節(jié)能。再一個目標是提供成本節(jié)約。另一個目標是采用較少的空間。再一個目標是免除對空氣污染控制技術的需要。另一個目標是生產(chǎn)目視可接受的零件。再一個目標是零件的耐腐蝕性等于或超過先前的性能。另一個目標是縮減生產(chǎn)時間。
在一個方面中，用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的裝配體包含將光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂于物件上的裝置；用第一光化輻射照射物件從而使被涂表面部分固化的裝置；以及用第二光化輻射照射物件從而使被涂表面完全固化的裝置；其中當涂層與65℃10％的H2SO4接觸多達至少6分鐘時，不顯示印跡。
在這種裝配體的一種實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物由低聚物、單體、光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑、填料與可聚合顏料分散體的混合物構成。在另一種實施方式中，用于照射以使被涂表面部分固化的裝置和用于照射以使被涂表面完全固化的裝置位于照射站，從而無需搬運物件。在又一種實施方式中，用于涂覆組合物的裝置位于涂覆站，其中必須將物件從涂覆站移到照射站。在另一種實施方式中，這類裝配體還包含用于將物件從涂覆站移到照射站的裝置。在再一種實施方式中，用于移動的裝置包括傳送帶。
在另一種或可供選擇的實施方式中，照射站包含用于限制光化輻射對照射站的照射量的裝置。在再一種或可供選擇的實施方式中，裝配體還包含用于使物件繞至少一個軸旋轉的裝置。在再一種或可供選擇的實施方式中，裝配體進一步包含安裝站，其中將待涂覆的物件連接到可動元件上。在另一種實施方式中，可動元件能使物件繞至少一個軸旋轉。在另一種或可供選擇的實施方式中，可動元件能使物件從涂覆站移動到照射站。
在又一種或可供選擇的實施方式中，這類裝配體還包含拆卸站，其中將完全固化的被涂物件從可動單元卸下。在另一種實施方式中，在從可動單元卸下之前無需將完全固化的被涂物件冷卻。
在另一種或可供選擇的實施方式中，用于涂覆的裝置包括噴涂裝置、刷涂裝置、輥涂裝置；浸涂裝置、刮涂裝置和簾式淋涂裝置。在另一種實施方式中，用于涂覆的裝置包括噴涂裝置。在又一種實施方式中，噴涂裝置包括高體積低壓(HVLP)噴涂裝置。在另一種或可供選擇的實施方式中，用于涂覆的裝置處于室溫下。在另一種或可供選擇的實施方式中，噴涂裝置包括用于靜電噴霧的裝置。
在另一種或可供選擇的實施方式中，涂覆站還包括用于回收未粘附到物件表面的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物的裝置。在又一種實施方式中，隨后將所回收的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂于另外的物件上。
在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含5-68wt％單體或單體的混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0.5-11wt％填料或填料混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含3-15％可聚合顏料分散體或可聚合分散體的混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物和5-68wt％單體或單體的混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物和3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物、3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物和0.5-11wt％填料或填料混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物、3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物、0.5-11wt％填料或填料混合物和3-15％可聚合顏料分散體或可聚合分散體的混合物，由此該組合物的室溫粘度至多約500厘泊。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物還包含全固體的阻蝕劑。
在另一種或可供選擇的實施方式中，第一光化輻射包括選自可見光輻射、近可見光輻射、紫外(UV)輻射及其組合的光化輻射。在另一種或可供選擇的實施方式中，第二光化輻射包括選自可見光輻射、近可見光輻射、紫外(UV)輻射及其組合的光化輻射。在另一種或可供選擇的實施方式中，照射站包括鏡面排布。
在另一種或可供選擇的實施方式中，被涂物件選自機動車、機動車零件、機動車附件、園藝設備、剪草機以及剪草機零件。在另一種實施方式中，制品是機動車零件。在又一種實施方式中，機動車零件是車罩下零件。在再一種實施方式中，車罩下零件選自濾油器、減震器、制動器轉子、電池箱、交流發(fā)電機機殼以及發(fā)動機歧管。
在另一方面中，用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的工藝包括將物件固定到傳送裝置上；在涂覆站將光化輻射可固化的組合物涂于物件表面上；通過傳送裝置將被涂物件移至照射站；在照射站用第一光化輻射照射被涂表面并使之部分固化；在照射站用第二光化輻射照射被涂表面并使之完全固化；其中當涂層與65℃10％的H2SO4接觸多達至少6分鐘時，不顯示印跡。
在另一種實施方式中，這類工藝還包括在涂覆步驟之前將物件固定到可轉軸上。在另一種或可供選擇的實施方式中，這類工藝還包括在將物件固定到可轉軸上之后移動傳送裝置以使物件位于涂覆站附近。在另一種實施方式中，這類工藝還包括當持有物件的軸旋轉時，在涂覆站涂覆光化輻射可固化的組合物。在另一種實施方式中，傳送裝置包括傳送帶。
在另一種或可供選擇的實施方式中，照射站包括包含第一光化輻射源和第二光化輻射源的固化室。
在另一種實施方式中，這類工藝還包括通過傳送裝置將完全固化的被涂物件移出固化室，其中將被涂物件包裝用于貯存或運輸。
在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物由低聚物、單體、光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑、填料與可聚合顏料分散體的混合物構成。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物和5-68wt％單體或單體的混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物和3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物、3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物和0.5-11wt％填料或填料混合物。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物、3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物、0.5-11wt％填料或填料混合物和3-15％可聚合顏料分散體或可聚合分散體的混合物，由此該組合物的室溫粘度至多約500厘泊。在另一種或可供選擇的實施方式中，光化輻射可固化的基本上全固體的組合物還包含全固體的阻蝕劑。
在另一種或可供選擇的實施方式中，涂覆站包含用于靜電噴霧的裝置。在另一種或可供選擇的實施方式中，涂覆站包含適用于高壓低體積(HVLP)涂料涂覆的裝置。在每種情形中，另一種或可供選擇的實施方式包括這樣的工藝其中涂料在單次施涂中涂覆，或者涂料在多次施涂中涂覆。此外，在每種情形中，另一種或可供選擇的實施方式包括這樣的工藝其中表面被涂料部分覆蓋，或者表面被涂料完全覆蓋。
在另一種或可供選擇的實施方式中，第一光化輻射步驟與第二光化輻射步驟之間的時間少于5分鐘。在另一種實施方式中，第一光化輻射步驟與第二光化輻射步驟之間的時間少于1分鐘。在另一種實施方式中，第一光化輻射步驟與第二光化輻射步驟之間的時間少于15秒鐘。
在另一種或可供選擇的實施方式中，照射站包括至少一種能夠提供光化輻射的光，所述輻射選自可見光輻射、近可見光輻射、紫外(UV)輻射及其組合。
在另一種或可供選擇的實施方式中，照射站包括至少一種能夠提供光化輻射的光源，所述輻射選自UV-A輻射、UV-B輻射、UV-B輻射、UV-C輻射、UV-D輻射或其組合。
在另一種或可供選擇的實施方式中，照射站包括鏡面排布以使被涂表面三維固化。在另一種或可供選擇的實施方式中，照射站包括光源排布以使被涂表面三維固化。在另一種實施方式中，每種光源發(fā)射不同的光譜波長范圍。在另一種實施方式中，不同光源具有部分重疊的光譜波長范圍。
另一方面是，用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的生產(chǎn)線，包含一種工藝，該工藝包含將物件固定到傳送裝置上；在涂覆站將光化輻射可固化的組合物涂于物件表面上；通過傳送裝置將被涂物件移至照射站；在照射站用第一光化輻射照射被涂表面并使之部分固化；在照射站用第二光化輻射照射被涂表面并使之完全固化；其中當涂層與65℃10％的H2SO4接觸多達至少6分鐘時，不顯示印跡。
另一方面是，用于生產(chǎn)涂有光化輻射可固化的基本上全固體的組合物的物件的設施或工廠包括至少一條用光化輻射可固化的基本上全固體組合物涂覆物件表面的生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線包含一種工藝，該工藝包含將物件固定到傳送裝置上；在涂覆站將光化輻射可固化的組合物涂于物件表面上；通過傳送裝置將被涂物件移至照射站；在照射站用第一光化輻射照射被涂表面并使之部分固化；在照射站用第二光化輻射照射被涂表面并使之完全固化；其中當涂層與65℃10％的H2SO4接觸多達至少6分鐘時，不顯示印跡。
在另一方面中是被涂物件，其中物件是車輛的車罩下零件并且物件在用于生產(chǎn)涂有光化輻射可固化的基本上全固體的組合物的物件的設施或工廠中生產(chǎn)，該設施或工廠包含至少一條用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線包含一種工藝，該工藝包含將物件固定到傳送裝置上；在涂覆站將光化輻射可固化的組合物涂于物件表面上；通過傳送裝置將被涂物件移至照射站；在照射站用第一光化輻射照射被涂表面并使之部分固化；在照射站用第二光化輻射照射被涂表面并使之完全固化；其中當涂層與65℃10％的H2SO4接觸多達至少6分鐘時，不顯示印跡。
在另一方面中是制品，其中這類制品是具有完全固化的被涂表面的車罩下零件，該表面在至少210℃的溫度下至少1小時之后不顯示粘著損失，其中制品在用于生產(chǎn)涂有光化輻射可固化的基本上全固體的組合物的物件的設施或工廠中生產(chǎn)，該設施或工廠包含至少一條用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線包含一種工藝，該工藝包含將物件固定到傳送裝置上；在涂覆站將光化輻射可固化的組合物涂于物件表面上；通過傳送裝置將被涂物件移至照射站；在照射站用第一光化輻射照射被涂表面并使之部分固化；在照射站用第二光化輻射照射被涂表面并使之完全固化；其中當涂層與65℃10％的H2SO4接觸多達至少6分鐘時，不顯示印跡。
文中所述的組合物、方法和制品總體上涉及涂料領域，具體而言涉及包含UV可固化的材料、光引發(fā)劑、填料和固體顏料分散體的組合物，該組合物可以不另加熱量用常規(guī)HVLP或靜電料鐘噴射，能夠以一層涂覆作為金屬面漆。文中還描述將100％固體的UV可固化的不透明耐腐蝕面漆涂于機動車車罩下零件上的組合物和方法。
參考文獻的引入本說明書中提到的所有公開物、專利或專利申請由此全文引入作為參考，至如同各個公開物、專利或專利申請被具體且單獨地提出以引入作為參考的程度。
附圖簡述參考以下闡述示例性實施方式的詳細說明以及附圖，將獲得對本發(fā)明方法和組合物特征和優(yōu)點的更佳理解，其中示例性實施方式中采用了本方法、組合物、設備和裝置的原理，附圖中

圖1是用于實現(xiàn)所述組合物完全固化涂層的目標的流程圖。
圖2是包含該方法的操作的流程圖。
圖3描述不透明耐腐蝕UV可固化涂料所需的組份示例。
圖4是如何涂覆涂料的示例。
圖5是涂料固化的示例。
圖6是車罩下汽車零件的運輸和管理的即用性的示例。
發(fā)明詳述文中所述100％固體光化輻射可固化的涂料組合物、涂覆該組合物的方法、被涂表面和被涂制品通過結合零或接近零揮發(fā)的有機化合物(VOC)而從本質上提高環(huán)境質量。此外，這類組份基本上不揮發(fā)因而排放量為零或接近零。排放量的這種減少顯著降低空氣污染，特別是采用使用揮發(fā)溶劑的涂料組合物所遭遇的空氣污染相比。而且，采用文中所述方法使伴隨廢物處理的任何水污染或土壤污染最小化，該廢物處理來自采用使用揮發(fā)溶劑的涂料組合物的工藝，由此進一步利于并實質上提高環(huán)境質量。此外，文中所述100％固體光化輻射可固化的涂料組合物、涂覆該組合物的方法、工藝和裝配體、被涂表面和被涂制品采用的能量比采用使用揮發(fā)溶劑的涂料組合物的工藝少得多，由此節(jié)省能量。如文中所用，術語“光化輻射”是指可產(chǎn)生聚合反應的任何輻射源，例如，僅作為例子的紫外輻射和可見光。
1.涂料采用溶劑基體系或粉末將涂料涂覆到表面上，溶劑基體系包括水性或非水溶劑基體系。非水溶劑基體系包括有機溶劑、油品或醇。有機基溶劑具有使之非常適于涂料應用的性質。通常，油漆制造商依賴有機溶劑充當載體，以在表面上使油漆均勻分散，然后迅速蒸發(fā)。為使之實現(xiàn)，用有機溶劑使涂料組合物變稀/稀釋。然而，由于它們的高揮發(fā)性，這類有機溶劑形成高排放濃度，因而歸類為揮發(fā)有機化合物(VOC)和有害空氣污染物(HAP)。這些溶劑排放關系到雇主和雇員，因為過度暴露于其中會導致腎損傷或其它關乎健康的障礙。此外，當使用結合有有機溶劑的涂料時，環(huán)境問題以及潛在的火患是要考慮的其它問題。這些方面最終會導致資金分流，包括醫(yī)療費、環(huán)境凈化和保險費。伴隨溶劑基涂料復配物以及粉末涂料的其它方面是需要大的區(qū)域來實現(xiàn)熱固化。這在租賃或購買空間以及伴隨熱固化過程的能量成本方面要求涂料最終用戶相當大的資金款項。
2.熱固性粉末涂料開發(fā)粉末基涂料組合物和水性基復配物來致力于伴隨非水溶劑基體系的揮發(fā)排放物問題。粉末基涂料包括熱固性或UV固化的復配物，可以減少排放，然而由于需要(將熱固性粉末)熱熔融、抹平并固化，這類粉末基涂料也需要相當多的時間、空間和能量。水基涂料降低排放，并且當將被涂制品風干時可以減少能量使用。雖然如此，這類水基涂料仍然需要相當大的空間和時間費用。此外，水基涂料促進閃銹，在其中當水性涂料干燥時鋼或其它鐵基表面被氧化。用熱空氣鼓風機或使用真空系統(tǒng)的干燥可以減少或消除閃銹。然而，如果用熱使被涂件干燥，就降低能耗而言則沒有額外的益處。
粉末涂料由100％固體材料構成，沒有任何類型的溶劑。所有的基底潤濕和流動都是由于粘結劑在升高的溫度下的熔融粘度。將固體樹脂、顏料、固化劑和添加劑預混合、熔融并分散在100℃與130℃之間的擠出機中。然后將這種熔融混合物擠壓成薄帶、冷卻、破碎成薄片，然后研磨成細粉。
粉末涂料可以采用靜電沉積涂覆。使荷電粉末顆粒系附于并均勻涂覆到已經(jīng)接地(grounded)的零件上。將被涂零件移到爐中，在此粉末熔融并固化成薄膜。擠出熱應力和采用加熱硬化法的固化限制了粉末涂料向在低于150℃的溫度下固化的類型的開發(fā)。由于擠出機內樹脂的交聯(lián)產(chǎn)生了另一種限制。由此必須限制擠出機停留時間，因為這種交聯(lián)會引起熔融粘度升高、更多的桔皮或由凝膠顆粒形成引起的可能缺陷。而且，在120℃熱固化的粉末涂料具有30-60分鐘的固化時間。這個時間對于溫敏材料不可行，例如那些含有塑料或工程加固木材組份的材料。此外，一旦固化過程開始，熔融粘度立即增加并且進而停止流平。粉末涂料會呈現(xiàn)不期望的“桔皮”外觀。流平在第一個30-90秒固化內發(fā)生，因而桔皮程度和有光澤度出現(xiàn)。
3.UV可固化的粉末涂料具有UV反應片段并保持生產(chǎn)高品質涂料所需的熔流性的固體樹脂可供形成UV可固化粉末涂料使用。這些粉末涂料組合了UV固化液體涂料所保持的低能耗、空間高效及快速固化性質，同時粉末涂料施涂便利。而且，UV固化與粉末涂料技術的結合將熔流階段與固化階段有效分離。UV粉末涂料的這種熱潛伏期使涂料在暴露于UV輻射中固化之前能夠流至最大平整度。因而，任何能夠承受100℃～120℃溫度范圍的基底都能用UV可固化粉末涂料涂覆。熱固性粉末或UV可固化粉末的粉末制造方法相同。熱固性粉末涂料與UV固化粉末涂料之間的顯著差別在于熱固性粉末涂料的可涂性受工藝的限制，要求熱固化溫度，而UV可固化粉末涂料受到來自粉末貯存條件的限制。
4.UV可固化液體涂料開發(fā)粉末涂料的同時也開發(fā)了UV可固化液體涂料。這些涂料使用低分子量不飽和丙烯酸樹脂，與光引發(fā)劑結合生成暴露于UV輻射時因自由基聚合反應而固化的涂料。然而，由于這些液態(tài)UV涂料的高粘性，UV可固化液體涂料向復雜零件上的材料控制和涂覆會繁瑣而困難。這些涂料常常采用有機溶劑來稀化/稀釋復配物，作為向表面有效涂覆涂料的手段。因而，伴隨使用有機溶劑的諸如環(huán)境、健康和資金考慮之類的問題也與UV可固化液體涂料相關。
5.100％固體UV可固化涂料存在對改進的100％固體UV可固化涂料之外的需要，該涂料組合物易于涂覆到表面上并且不使用大的固化和干燥爐而固化迅速；從而，降低與干燥/固化爐所需的自有/租賃空間相關的生產(chǎn)成本，以及與干燥/固化爐操作的能量需求相關的成本。而且，UV可固化涂料應當引出更為有效的生產(chǎn)工藝因為使用單一涂層(即單層面漆)減少了與涂覆產(chǎn)品相關的時間，并應當形成立即“包裝和運輸”性能。而且，如果賦予UV可固化涂料組合物耐腐蝕性、耐磨性、改善的粘著性并且能夠是不透明或透明的面漆，則會是有利的。這類有利的UV可固化涂料組合物不應當含有揮發(fā)性有機溶劑，由此限制了這類溶劑引起的健康、安全和環(huán)境危險。這類UV可固化涂料組合物的其它優(yōu)點是使用固體顏料分散體，從而限制了如同使用原生顏料時所需的對“碾磨”的需要。
文中所述方法、組合物和工藝的首要目標是不經(jīng)碾磨生產(chǎn)不透明耐腐蝕的UV可固化涂料。碾磨是指將粉末涂料復配物預混合、熔融并研磨以獲得適于噴射到表面上的粉末的碾磨工藝。將這些步驟添加到涂覆工藝中致使每個被涂制品的時間和能耗增加。除去這些步驟將簡化涂覆工藝并除去相關的碾磨成本，從而提高總生產(chǎn)率并降低營業(yè)費支出。如文中所述，用可聚合顏料分散體代替顏料分散體，以及結合入粘著促進劑組份，是無需碾磨形成不透明耐腐蝕UV可固化涂料的有效手段。
文中所述方法、組合物和工藝的另一個目標是不添加載色劑生產(chǎn)不透明耐腐蝕的UV可固化涂料。通常，溶劑基涂料復配物包含四類基本物質顏料、樹脂(粘結劑)、溶劑和添加劑。這些復配物的液體部分稱為“載色劑”，可以包含溶劑和樹脂。均相顏料分散體可以通過將不溶顏料顆粒有效混入載色劑中而形成，由此形成不透明涂料。樹脂構成載色劑的不揮發(fā)部分，輔助粘著、決定粘結性、影響光澤并提供對化學品、水和酸/堿的抵抗性。通常使用三類樹脂多用樹脂(丙烯酸樹脂、乙烯基樹脂、聚氨酯、聚酯)、熱固性樹脂(醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂)以及油類。這些復配物中所用的溶劑取決于樹脂，并且可以是有機溶劑(例如醇、酯、酮、乙二醇醚、二氯甲烷、三氯乙烷和石油餾分)或水。與使用這些類復配物相關的顯著缺點來自使用揮發(fā)溶劑作為復配物載色劑的一部分。盡管有機溶劑的低蒸汽壓是用這些復配物形成涂料所期望的特征，但是相應的溶劑蒸發(fā)產(chǎn)生環(huán)境、火患以及工人健康問題。盡管通常沒有火患或者環(huán)境或健康問題，但即使用水也會產(chǎn)生不期望的結果，例如金屬表面的閃銹(flashrusting)。如文中所述，組合物和方法是100％固體，因而免除了常規(guī)涂料復配物中可見的載色劑的不期望的方面。在這點上，另一個目標是減少排放。因而，通過使用各種高蒸汽壓樹脂作為載色劑，避免了使用任何溶劑，相關的溶劑排放/蒸汽問題也被克服。
文中所述方法、組合物和方法的另一個目標是免除對空氣污染控制技術的需要。如上所述，文中所述UV可固化涂料組合物是環(huán)境友好的，因為溶劑已經(jīng)從組合物中除去。這有效地降低相應的溶劑排放，并且免除了對于將空氣污染控制技術結合入制造工藝的需要。結果，文中所述方法和組合物對于整合了涂覆步驟的操作可以產(chǎn)生其它時間(例如空氣污染控制系統(tǒng)的保養(yǎng))、空間和資金。
文中所述方法、組合物和方法的另一個目標是減少或縮減生產(chǎn)時間。因使用文中所述方法和組合物而產(chǎn)生的另外的優(yōu)點在于這類組合物和方法致使將涂料涂覆、固化和干燥所需的時間總體減少。盡管可以調整常規(guī)涂覆工藝以適應文中所述涂料組合物和方法，但是使用UV輻射而非熱量來引發(fā)聚合過程顯著降低每個被涂制品的固化時間。此外，不含溶劑免除了用熱量來除去溶劑的需要，除去溶劑是給涂覆步驟增加顯著的時間和費用的工藝。使用UV線固化以及從組合物除去溶劑顯著地降低用于完成每個被涂物件的總涂覆工藝的時間。由此，每個零件的總生產(chǎn)時間降低，這可以以兩種方式自我證明。第一在與溶劑基方法所需相同的時間內能夠處理更多的零件；第二，完成批次需要更少的時間，因而與保養(yǎng)生產(chǎn)線相關的費用將降低。
另一目標是節(jié)約空間，或者換言之本發(fā)明的另一目標是采用較少的空間。這些方面的每個取決于是改變現(xiàn)有生產(chǎn)線還是設計新生產(chǎn)線而具有獨一無二的益處。使生產(chǎn)所用空間，無論是地面面積、壁面面積甚或是屋頂面積(物件從屋頂懸掛時的情形中)最小化的能力對于生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本和啟動經(jīng)費而言是關鍵的。UV固化組合物免除溶劑使得能夠從生產(chǎn)線除去大爐。這些爐用于固化并促使溶劑快速蒸發(fā)。爐的去除顯著地降低生產(chǎn)系統(tǒng)所需體積(地面面積、壁面面積和屋頂面積)，并將較少的空間有效用于已有生產(chǎn)線。此外，與爐的操作相關的費用不再成問題，結果是生產(chǎn)成本降低。對于新生產(chǎn)線，從設計中除去這些爐實際上節(jié)約了空間，因而可用較少的空間來容納生產(chǎn)線，由此降低建筑費用。而且，因為不再需要爐，新生產(chǎn)線的經(jīng)費將較少。爐的去除形成一個對于節(jié)約空間和利用較少空間都常見的特征；特別是對于將指定的具體體積用于生產(chǎn)(地面、壁面和屋頂面積)的情形。這個特征是平行具有許多生產(chǎn)線的能力，因而提高生產(chǎn)率。也就是說，通過采用先有設施中的較少空間、多條涂覆安裝線可以容納在常規(guī)熱基裝配體所需的空間中。
與文中所述涂料生產(chǎn)線相關的另一方面在于文中所述涂覆方法和涂料組合物的較低空間需求能夠與制品的相關生產(chǎn)線整合。例如，以除去大爐，流線式的涂料生產(chǎn)線能夠插入，僅作為例子，任何機動車中所用的任何車罩下零件的生產(chǎn)線中，例如生產(chǎn)濾油器、制動器轉子或減震器的生產(chǎn)線。如文中所用，術語“機動車”是指能夠通過機械或電力自驅動的任何車輛。機動車，僅作為例子，包括汽車、公交車、卡車、拖拉機、游覽車和越野車。此外，UV可固化涂料組合物及相關生產(chǎn)線可以插入小發(fā)動機和發(fā)動機裝置的生產(chǎn)線中，例如剪草機、園藝設備例如樹籬修剪機、軋邊機以及類似物。
本發(fā)明的再一個目標是提供高達80％的節(jié)能。如上所述，溶劑基涂料組合物，無論是有機溶劑或是水性溶劑，需要用熱來干燥被涂表面，由此促進溶劑的蒸發(fā)。將大爐用于實現(xiàn)這個過程，可以想見操作這種爐存在大的費用。而且，使用通風系統(tǒng)(例如大的風扇)及空氣污染控制系統(tǒng)均需要能量來操作。因而，文中所述UV可固化涂料、組合物及方法通過不限制(或者免除)對大爐、相關通風系統(tǒng)以及空氣凈化系統(tǒng)的需要而產(chǎn)生顯著的能量節(jié)約，所述大爐、相關通風系統(tǒng)以及空氣凈化系統(tǒng)為可供選擇的熱或溶劑基涂料組合物和方法所需。
本發(fā)明的另一個目標是提供成本節(jié)約。已經(jīng)描述了得自使用文中所述UV可固化涂料組合物和方法的各種有益方面；特別是溶劑及相關排放的免除，使得能夠從制造工藝中除去大的干燥爐、通風系統(tǒng)和空氣污染控制系統(tǒng)，還使得能夠減小制造空間。結果，可以預見伴隨文中所述的UV可固化涂料組合物和方法的使用，將節(jié)約成本。
本發(fā)明的另一個目標是提高顏色再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。顏料的顏色性質如強度、透明度/不透明度、光澤、深淺、流變、亮度以及化學穩(wěn)定性通?；蚨嗷蛏偈艿筋伭项w粒在所嵌載色劑中的粒度和分布的影響。顏料顆粒通常以初級粒子(50μm～500μm)聚集物、附聚物和絮凝物的形式存在。初級粒子是單獨的晶體，而聚集物是在其晶面鍵接在一起的初級粒子的集合，而附聚物是初級粒子與在其邊角與聚集物結合的較為松散的排布類型。絮凝物由通常以相當開放的結構排布的初級粒子聚集物與附聚物構成，能夠在剪切力下破解。然而，在除去剪切力后或將分散體不受打擾地靜置后，可以重新形成絮凝物。顏料粒徑與顏料載色系統(tǒng)吸收可見電磁輻射的能力之間的關系稱為著色強度或著色力。給定顏料吸收光線的能力(著色力)隨粒徑減小以及相應的表面積增大而提高。由此，將顏料保持在最小顏料粒徑的能力將產(chǎn)生最大的著色力。分散的首要目的是將顏料聚集物和附聚物破解成初級粒子，從而獲得顏料在視覺上和經(jīng)濟上的最佳益處。當用在涂料組合物中時，該顏料分散體呈現(xiàn)提高的著色力和規(guī)定的增強的色澤。然而，關系到獲得最佳分散體的是形成顏料分散體所涉及的工藝數(shù)目，例如攪拌、剪切、碾磨和研磨。如果不精確控制這些工藝，那么可能存在批與批之間的色調變化以及低劣的顏色再現(xiàn)性?？晒┻x擇地，可聚合顏料分散體呈現(xiàn)最小的聚集和附聚，它是簡單地混入涂料組合物中，由此，通過免除涂覆工藝中對這些步驟的需要而改善顏色再現(xiàn)性。此外，由于可聚合顏料分散體的反應官能性，聚合期間顏料變成所得涂料的整體組成部分，因為它與該反應官能性相關聯(lián)。相對于僅將顏料顆粒夾持在涂料基質中的顏料分散體，可聚合顏料分散體可以賦予更高的顏色穩(wěn)定性。因而，結合了可聚合顏料分散體的涂料呈現(xiàn)改善的顏色再現(xiàn)性、改善的顏色穩(wěn)定性、更高的著色力以及增強的不透明度和光澤度。僅作為例子，文中所述組合物在低于50微米的厚度下能夠呈現(xiàn)可接受的不透明性。
另一個目標是改善被涂制品的外觀，再一個目標是生產(chǎn)視覺上可接受的零件。光澤度根本上是指表面的平整度和光澤，當考慮涂層的視覺外觀和最終視覺可接受性時，這兩個性質都重要。如上所述，將可聚合顏料分散體結合入涂料組合物能夠產(chǎn)生更高的著色力和增強的光澤度。此外，在受控的聚合條件下將填料混入涂料組合物能賦予改善的平整度。聚合過程的控制將在后面詳述，然而簡單地講，它包含使用具有不同吸收性質的光引發(fā)劑的混合物，從而較長波長的輻射可用于激活一種光引發(fā)劑或光引發(fā)劑混合物，而較短波長的輻射可用于激活另一種光引發(fā)劑或光引發(fā)劑混合物。如此，激活順序是重要的。期望首先激活較長波長的光引發(fā)劑，因為這能提高粘著并在適當?shù)奈恢萌﹂]填料組份。之后激活較短波長的光引發(fā)劑來完成聚合過程。如果不采用這種激活順序，填料組份會聚集，由此形成暗淡的面漆。因而，前一順序能夠通過提高表面平整度或提高表面光澤或者提高表面平整度和表面光澤來改善視覺外觀和可接受性。然而，如果期望暗淡的外觀，可以采用后一順序。
另一個目標是零件的耐腐蝕性等于或超過先前的性能。存在多種效果涂料必須滿足的耐腐蝕性要求。耐腐蝕性測試評價包括鹽霧、鱗片(scab)和循環(huán)腐蝕評價以及相關的蠕變回縮。用于評價鹽霧腐蝕的測試方法包括將試驗樣板固定在溫控時中，然后以細氣溶膠形式向試驗樣板噴射鹽或鹽混合物的水溶液。盡管可以根據(jù)室溫和鹽溶液的組成改變方法，但通常溶液為5％鹽(氯化鈉)溶液。將試驗樣板插入室中，恒溫下將鹽溶液以非常細微的液霧噴射到樣品上。由于噴霧持續(xù)不斷，樣品始終潤濕并且由此始終遭受腐蝕。經(jīng)常轉動樣品以確保均勻地與鹽液霧接觸。測試耐久性可以是24-480小時或者更長。增強的耐腐蝕性通過將試驗樣板暴露400小時而沒有形成任何明顯的膜下腐蝕的跡象，例如氣泡或者可能由涂層中的針孔引起的其它外觀變化。此外，最大允許蠕變縮回為2-4mm，同時至少少于10％的表面在2-4mm的銳邊范圍內被腐蝕。更嚴格的測試包括暴露至少900小時而沒有形成任何明顯的膜下腐蝕的跡象，例如為氣泡或者其它外觀變化，最大允許蠕變縮回為2-4mm，同時至少少于10％的表面在2-4mm的銳邊范圍內被腐蝕。文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料滿足并超出這些測試中至少一種的要求，有時多于這些測試中的一種，在其它情形中則是這些測試的全部。
鱗片腐蝕測試包括采用鹽噴霧步驟，但刮劃試驗樣板以在涂層中形成劃痕。之后沿涂層中的劃痕產(chǎn)生鱗片狀腐蝕，并以從劃痕發(fā)散開的氣泡狀外觀表現(xiàn)自己。對鱗片腐蝕增強的耐腐蝕性被驗證，因為1周后試驗樣板不表現(xiàn)出起泡或表面腐蝕，或其它表面變化，最大蠕變縮回最大到2mm并且至少少于10％的表面在3mm的銳邊范圍內被腐蝕。更嚴格的測試包括將刮劃過的試驗樣板暴露高達2周，而不表現(xiàn)鱗片腐蝕的跡象。文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料滿足并超出這些測試中至少一種的要求，有時多于這些測試中的一種，在其它情形中則是這些測試的全部。
采用包括持續(xù)暴露于濕份中的步驟(如鹽霧測試中所發(fā)生)評價被涂表面或許不能模仿被涂表面經(jīng)歷的真實狀況，實踐中會經(jīng)歷濕與干環(huán)境時期。因而采用濕/干循環(huán)、濕循環(huán)期間噴或不噴鹽液來評價涂層對于日常使用的涂層、特別是用在汽車工業(yè)中的涂層是更為真實的評價。鹽霧測試期間的連續(xù)潤濕使得不能形成這種鈍態(tài)氧化層。文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料滿足并超出這些測試中至少一種的要求，有時多于這些測試中的一種，在其它情形中則是這些測試的全部。
腐蝕測試的同時，涂層還經(jīng)歷許多其它評價標準，包括在或不在濕氣下的膠帶粘附/剝離試驗、抗碎裂評價、熱沖擊測試，以及在涂料用于汽車工業(yè)的情形中，暴露于車用液體中的耐受性。文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料滿足并超出這些測試中至少一種的要求，有時多于這些測試中的一種，在其它情形中則是這些測試的全部。
膠帶粘附/剝離試驗實際上是它看起來如何。將玻璃紙帶覆于被涂表面上，將紙帶交叉劃刻以確保紙帶充分粘附到被涂表面。然后除去紙帶以測試涂層與表面的粘著性，期望最少99％的持漆率。文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料可以滿足并超出這個要求。
將濕氣結合入膠帶粘附/剝離試驗測定在可能發(fā)生腐蝕的條件下涂層的粘附性如何表現(xiàn)。文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料可以滿足并超出這項測試的要求，其中96小時后有最少99％的持漆率并且觀察不到起泡或其它外觀變化。
抗破碎測試主要用于模擬飛揚碎片的沖擊對表面涂層的影響。特別地，將該測試用于模擬飛砂或其它碎片的沖擊對汽車零件的影響。通常是砂礫計(Gravelometer)，設計用于評價表面涂層(油漆、清漆、金屬鍍層等)對于由砂礫或其它飛揚物引起的碎裂的耐受性。通常，將試驗樣板固定在砂礫計的背面，采用氣壓向試樣樣板擲出大約300塊砂礫、六角金屬塊或其它帶角物體。然后去除試驗樣板，用干凈布輕柔撣拭，然后將紙帶覆到整個測試表面上。然后除去紙帶，拔去涂層的任何松動部分。然后將測試樣品的外觀與標準物對比以確定破碎級別，或者也可以采用目測。破碎級別由指示所觀察到的碎片數(shù)目的數(shù)字構成。文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料可以以6-7級滿足并超出抗破碎測試的要求。
“固化”測試用于評價固化的完整性、涂層與表面的粘著強度以及耐溶劑性。所用步驟為取試驗樣板，周測試樣品將其涂覆，然后采用所選的固化方法進行相應的固化，例如光化輻射或在爐中。使涂覆且固化的試驗樣板經(jīng)受摩擦以評價使底漆暴露、或者如果沒用底漆則為使表面暴露所需的摩擦次數(shù)。破損一般通過穿透基底表面來測定。通常，還將摩擦表面所用的布浸入有機溶劑如甲乙酮(MEK)中，作為加速測試條件的手段以及對接觸溶劑的穩(wěn)定性的測試。一次摩擦看作一次來回循環(huán)，高度耐溶劑涂層達到超過100對摩擦的級別。而且，通過測定在哪一點發(fā)生表面擦傷，還可以獲得二次讀數(shù)。文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料以可能為0或1的二次等級滿足并超出100對摩擦的要求。
為評價涂層的耐熱性，將被涂試樣樣板放入爐中評價不同熱接觸時間之后的粘著損失、破裂、龜裂、褪色、輕度揮發(fā)或起霧。所用爐型包括但不限于對流傳熱爐。文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料在至少210℃下保持至少1小時后，以及在至少210℃下保持至少10小時后無粘著損失、無破裂、龜裂、褪色、輕度揮發(fā)或起霧，可以滿足并超出耐熱性的要求。
熱沖擊測試是最劇烈的溫度試驗，設計用于顯示當在極端條件下伸縮時產(chǎn)品如何表現(xiàn)。熱沖擊測試建立一種環(huán)境，將在短期內表示涂層在惡劣條件下經(jīng)歷多年變化會如何表現(xiàn)。測試的各種變型包括對于迅速改變的溫度涂層的回彈，例如在冬天當從溫暖的環(huán)境例如房屋、車庫或倉庫移入外界冰冷的環(huán)境中時所經(jīng)歷的，或相反情況。這類熱沖擊試驗具有陡峭加熱速度(每分鐘30℃)，并且可以是氣-氣或液-液沖擊試驗。熱沖擊測試在溫度范圍試驗的更加苛刻的一端，用于測試用于嚴苛要求的涂層、包裝物、飛行器零件、軍用裝備或電子設備。絕大多數(shù)測試件經(jīng)歷氣-氣熱沖擊測試，該測試中用機械設備將測試品從一種極端的氣溫移入另一種氣溫中?？墒褂萌忾]熱沖擊試驗腔室來避免不期望地暴露于環(huán)境溫度中，由此使熱沖擊最小化。熱沖擊測試中，腔室的冷區(qū)可以保持在-54℃(-65)，熱區(qū)可設為160℃(320)。將試樣樣板在每一段保持至少一小時，然后在段間來回移動，多次循環(huán)。熱沖擊循環(huán)的次數(shù)可從10或20次變化到高達1500次。觀察到文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料對于高達20次的循環(huán)無粘著損失、破裂、龜裂、褪色、輕度揮發(fā)或起霧，可以滿足并超出熱沖擊測試的要求。
在涂料用于汽車工業(yè)的情形中，對車用液體的耐受性是關鍵，例如機油、潤滑油(手工和自動)、動力轉向液、發(fā)動機冷卻液、制動液、洗窗液、汽油(含MBTE或乙醇)、乙醇燃料、甲醇燃料、柴油、生物柴油，因為在機動車的使用期限中，被涂表面極易與這些液體中的任何一種接觸。對車用液體的耐受性的試驗是一種浸沒試驗，包括將被涂試驗樣板浸入含有要研究的車用液體的浴液中。而且，將浴液保持在各種溫度下，所述溫度取決于評價所用的具體要求。移出試驗樣板后，壓著細小的東西拖過表面。文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料對于以上所列液體可以滿足或超出要求，不存在任何可見的缺陷，例如色變或油漆移至底面，或者漆膜消散或剝落。特別地，文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料對于在120℃下至少20小時、在150℃下至少24小時、在140℃下至少400小時以及在150℃下至少500小時浸沒在機油中，可以滿足或超出要求。
對于浸沒在手動潤滑油中，文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料可以在60℃下至少8小時后，或者在90℃下至少8小時后，或者在90℃下至少20小時后，或者在90℃下至少24小時后保持不變；而對于浸沒在自動潤滑油中，則可以在60℃下至少8小時后，或者在70℃下至少8小時后，或者在70℃下至少20小時后，或者自70℃的溫度下至少24小時后保持不變。
在動力轉向液和發(fā)動機冷卻液中，文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料可以在60℃下至少8小時后，或者在70℃下至少8小時后，或者在60℃下至少20小時后，或者在70℃下至少24小時后保持不變。
此外，浸沒在制動液、洗窗液、汽油(含MTBE或乙醇)、乙醇燃料、甲醇燃料中時，文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料可以在23℃下至少4小時后，或者在23℃下至少6小時后，或者在23℃下至少8小時后保持不變。
浸沒在柴油或生物柴油中時，文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料可以在23℃下至少8小時后，或者在23℃下至少20小時后，或者在23℃下高達24小時后保持不變。
此外，斑點試驗通過與腐蝕性溶液在升高的溫度下接觸，例如僅作為例子來驗證涂料，65℃10％的硫酸，測試文中所述UV可固化的耐腐蝕涂料的起泡，在至少6分鐘后不顯示印跡；在另外的實施方式中，在至少12分鐘后無印跡；在其它實施方式中，在至少24分鐘后無印跡；并且在其它實施方式中，在至少60分鐘后無印跡。
本發(fā)明的另一目標是生產(chǎn)可以以一層涂于金屬上的不透明耐腐蝕涂料。具有僅需要單個涂覆步的涂料組合物和工藝顯然具有相當大的益處。對于所用涂料組合物的量以及每個涂覆件的總生產(chǎn)時間，這種成本高效。很清楚，成為成品之前所需控制的零件越多，生產(chǎn)成本越高從而利潤空間越低。因而，存在對于能夠在單步中涂覆的涂料組合物的需要。顯然，當以單層涂覆時，該涂料組合物必須仍然賦有有利的品質，例如耐腐蝕性。UV可固化的涂料組合物在低聚物、單體、可聚合顏料分散體與光引發(fā)劑的混合物中使用填料，來給所得膜賦予期望的流變性，該膜是在暴于UV輻射之前涂于表面上的。這些流變性質包括粘度和觸變行為，使得組合物能噴射到表面上，而且使膜流動并充滿任何縫隙而不從表面滴落或流掉。UV可聚合涂料組合物流變性質的這種控制是涂覆步能夠在單步中發(fā)生的原因之一。
如文中所用，術語“固化”是指至少部分涂料組合物的聚合反應。
如文中所用，術語“可固化的”是指至少部分能夠聚合的涂料組合物。
如文中所用，術語“照射”是指將表面暴于光化輻射中。
如文中所用，術語“共光引發(fā)劑”是指可與另一種或多種光引發(fā)劑結合的光引發(fā)劑。
如文中所用，術語“可聚合顏料分散體”是指分散在涂料組合物中附著在可聚合樹脂上的顏料。
如文中所用，術語“可聚合樹脂”或“活性樹脂”是指具有活性官能團的樹脂。
如文中所用，術語“顏料”是指不溶或部分可溶、用于賦予顏色的化合物。
本發(fā)明的另一個目標是生產(chǎn)可用HVLP或靜電料鐘而不用任何加熱裝置來涂覆的產(chǎn)品。UV可固化涂料組合物可以通過噴涂、簾式淋涂、浸漬涂布、輥涂或刷涂涂于表面上。然而，噴涂是最有效的涂覆方法之一，可用高體積低壓(HVLP)法或靜電噴射技術實現(xiàn)。注意HVLP和靜電噴射技術是在涂料工業(yè)中完善建立的方法，因而，開發(fā)將它們用作涂覆手段的涂料組合物是偶然的。而且，由于涂料組合物是UV可固化的，因而無需任何加熱裝置來輔助固化。無需任何加熱裝置來固化的顯著優(yōu)點在于可以涂覆熱敏性物件，并且UV固化不會引起熱損害。例如由于對塑料或橡膠的潛在破壞，難以加熱固化結合有熱敏性塑料或橡膠組份的金屬件。然而，涂覆并UV固化該UV可固化組合物免除了這種問題。此外，事實上任何熱敏性物件都能用文中所述UV可固化涂料組合物方法涂覆。
機動車防止車罩下構件腐蝕的耐久性非常重要。此外，為了車輛的合意性，構件應當具有吸引人的外觀。因而，重要的是車罩下零件涂有防腐、視覺可接受的不透明涂層。此外，為了商業(yè)和公眾的利益，涂料應當盡可能地環(huán)境友好。先前，用于此目的的涂料為粉末或水基液體。粉末涂料需要大量的時間、能量和空間來適當固化。水基涂料常常有類似需要并且還顯示低劣的性能。耐腐蝕UV固化的不透明涂料對于車罩下用途具有相當于或超出粉末涂料或水基涂料的性能，同時縮減生產(chǎn)時間、降低空間要求以及節(jié)能高達80％。
Andrew Sokol在專利5,453,451中描述了可噴射UV可固化面漆組合物。盡管有望減少排放，但是沒有將這些涂料復配以防腐或生產(chǎn)單層面漆。不包含形成粘度適宜的可噴射不透明單層面漆所需的一些光引發(fā)劑、共引發(fā)劑以及填料。沒有使用固體顏料分散體。固體顏料分散體描述在專利4,234,466中。盡管描述了UV線固化的配色板，但是目標用途是給塑料和粉末涂料上色。如在線版的Industrial Paintand Powder Magazien中Dennis Kaminski在2004年4月28日投寄的“Faster.Friendlier，and Fewer Rejects”中所述，公認有色UV涂料具有高粘度，需要加熱循環(huán)。原生顏料難以分散在這些高粘度涂料中，需要碾磨。已經(jīng)使用顏料在溶劑中的分散體，但是它們增加排放。已經(jīng)使用顏料在反應性稀釋劑中的分散體，但是難以以足夠的用量來為單層覆蓋提供足夠的著色。
這種組合物之前，如果希望給金屬涂覆耐腐蝕涂料，有幾種選擇?？梢允褂贸Ｒ?guī)溶劑基涂料，導致排放增加。可以使用水基涂料，導致較高的生產(chǎn)時間和/或較高的能量和時間需求以及可能的閃銹?？梢允褂梅勰┩苛?，伴隨使用的空間和能量增加以及可能的桔皮外觀。較不常用的替代方案是電子涂覆，需要相當大的空間和能量，最后電子束固化，需要高能和寬大的安全屏蔽。還可以使用現(xiàn)有的需要加熱和特殊噴射裝置的UV可固化涂料。這類UV可固化涂料的另外問題是通過加熱增加能量使用。這種加熱和/或溫度循環(huán)會在某些UV可固化組份中引起破損，特別是環(huán)氧丙烯酸酯。由于抑制劑損失，加熱也會引起不期望的聚合反應。此外，UV可固化有色涂料可能需要研磨，由此增加生產(chǎn)時間。另外，顏色控制并非總是精確且穩(wěn)定。與先前的技術相比，這種組合物的使用降低了排放，降低了空間和生產(chǎn)時間需求并且減少了能量使用。這種組合物的使用還改善了顏色控制和再現(xiàn)性。此外，不使用熱量，因而與破損和不期望的聚合反應無關。
文中描述改進的可噴射的100％固體組合物、使用該組合物涂覆表面的方法以及涂覆表面的工藝。具體而言，文中描述一種組合物，由光化輻射可固化材料、光引發(fā)劑、填料、滑潤流動增強劑以及可聚合顏料分散體構成，能夠不另加熱量用常規(guī)高體積低壓(HVLP)或靜電料鐘以單層涂覆。
本發(fā)明提供可噴射的紫外光可固化的100％固體組合物物質，該物質包含UV可固化材料、光引發(fā)劑和固體顏料可聚合分散體，用于涂覆金屬基底以形成不透明涂層。這種組合物特別有利，因為它們形成不透明耐腐蝕UV可固化涂層，而不采用碾磨并且不添加載色劑(即使用溶劑)。該組合物的特征在于它們具有零VOC，零HAP，數(shù)秒內固化，例如但不限于1.5秒(由此縮短固化時間99％)，需要的地面面積少80％，需要的能量少80％，不易燃，無需稀釋，極易固化，高光澤度，用HVLP或靜電料鐘涂覆，無需蒸出爐、無需熱固化并且無桔皮效應。此外，它們使用戶能夠在生產(chǎn)高級的、外觀可再現(xiàn)性更佳的產(chǎn)品的同時縮短生產(chǎn)時間。用戶可以保持節(jié)約時間、能量和空間。此外，因為沒有使用溶劑或載色劑，用戶可以減少或免除排放。
本發(fā)明還提供用于涂覆可噴射的紫外光可固化100％固體的工藝。該工藝的特征在于它們提供工業(yè)強度的涂層，經(jīng)檢測滿足OEM標準，具有98％過度噴射的回收，無需冷卻線，立即“包裝和運輸”，工藝中零件減少，工件夾具較少，無需燒去(burn off)工件夾具，免除空氣污染控制系統(tǒng)，對環(huán)境更安全，對雇員更安全，降低生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)時間并增加產(chǎn)量。
本發(fā)明組合物基本上不含溶劑，因而稱為固體組合物?；诮M合物總重，本發(fā)明組合物通常包含0-40wt％低聚物，5-68wt％單體或單體混合物，3-15％固體顏料分散體或固體分散體的混合物，0.5-11wt％填料或填料混合物以及3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與光引發(fā)劑的混合物，暴 于UV線時引發(fā)劑引發(fā)聚合反應。該組合物還包含最高可達約2％的阻蝕劑，以及最高可達2％的滑動和流動增強劑。
低聚物可以選自單丙烯酸酯、二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯，包括它們的混合物?？捎迷诒景l(fā)明實踐中的適宜化合物包括但不限于三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；烷氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，如乙氧基化的或丙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；1，6-己二醇二丙烯酸酯；丙烯酸異冰片酯；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；乙烯基丙烯酸酯；環(huán)氧丙烯酸酯；乙氧基化的雙酚A丙烯酸酯；三官能的丙烯酸酯、不飽和環(huán)二酮；聚酯二丙烯酸酯；及其混合物。
優(yōu)選地，低聚物選自環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧二丙烯酸酯/單體摻合物、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯/單體摻合物。更進一步優(yōu)選低聚物選自脂肪酸改性的雙酚A丙烯酸酯、摻有三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的雙酚環(huán)氧丙烯酸酯以及摻有1，6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯。
單體選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；助粘劑，例如但不限于丙烯酸2-苯氧乙酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸酯的酯衍生物以及甲基丙烯酸酯的酯衍生物；和交聯(lián)劑，例如但不限于丙氧基化三丙烯酸甘油酯、當暴露于紫外線中時，組合物中的光引發(fā)劑組份引發(fā)快速聚合反應。本發(fā)明組合物中所用光引發(fā)劑歸為自由基類，然而，也可采用其它光引發(fā)劑類型。此外，可以采用光引發(fā)劑的組合，涵蓋用于引發(fā)聚合反應的不同光譜性質的UV源。在一種實施方式中，光引發(fā)劑于UV源的光譜性質相匹配。料想本發(fā)明可用以下設備固化中壓水銀弧光燈，該燈產(chǎn)生強烈的UV-C(200-280nm)輻射；摻雜的水銀放電燈，取決于摻雜劑，該放電燈產(chǎn)生UV-A(315-400nm)輻射或UV-B(280-315nm)輻射；或者組合型燈，取決于所用的光引發(fā)劑組合。此外，顏料的存在能夠吸收UV區(qū)和可見光區(qū)的輻射，由此降低某些類型光引發(fā)劑的效率。然而，氧膦型光引發(fā)劑，例如但不限于雙酰基氧膦，在有色UV可固化涂覆材料中有效，所述有色包括僅作為例子的黑色。氧膦也可用作白色涂料的光引發(fā)劑。
適于用在本發(fā)明實踐中的光引發(fā)劑包括但不限于1-苯基-2羥基-2-甲基-1-丙酮、低聚{2-羥基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮}、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、雙(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧膦、1-羥基環(huán)己基苯基酮和苯甲酮，及其混合物。
其它有益的引發(fā)劑包括例如雙(n，5，2，4-環(huán)戊二-1-烯)-雙2，6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基鈦和2-苯甲基-2-N，N-二甲氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮。這些化合物分別是IRGACURE784和IRGACURE369(都來自Ciba Specialty Chemicals 540 White Plains Road，Tarrytown，New York，U.S.A.)。
其它有益的光引發(fā)劑還包括例如2-甲基-1-4(甲基硫代)-2-嗎啉基丙-1-酮、4-(2-羥基)苯基-2-羥基-2-(甲基丙基)酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮苯甲酮、六氟磷酸(-1)(n-5，2，4-環(huán)戊二-1-烯)>1，2，3，4，5，6-n-(1-甲基乙基)苯-鐵(+)、2，2-二甲氧基-2-苯基-1-甲基苯基酮2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧膦、苯甲酸、4-(二甲基氨基)-乙醚，及其混合物。
優(yōu)選地，光引發(fā)劑和共光引發(fā)劑選自氧膦型光引發(fā)劑、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧膦，二苯酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(來自Ciba Specialty Chemicals 540 WhitePlains Road，Tarrytown，New York，U.S.A.的DAROCUR1173)、2，4，6-三甲基二苯酮、4-甲基二苯酮、低聚(2-羥基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、丙烯酸胺、噻噸酮、芐基甲基縮酮，及其混合物。
更優(yōu)選地，光引發(fā)劑和共光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(來自Ciba Specialty Chemicals 540 White Plains Road，Tarrytown，New York，U.S.A.的DAROCUR1173)、氧膦型光引發(fā)劑、IRGACURE500(來自Ciba Specialty Chemicals 540 White PlainsRoad，Tarrytown，New York，U.S.A.)丙烯酸胺、噻噸酮、芐基甲基縮酮，及其混合物。此外，將噻噸酮用作固化促進劑。如文中所用，“固化促進劑”是指促進、不然就是增強、或者部分增強固化過程的一種或多種試劑。
顏料為不可溶的白色、黑色或有色物質，通常懸浮在用于油漆或油墨中的載色劑中，還可以包括效果顏料例如云母，金屬顏料例如鋁以及珠光顏料。
將顏料用于涂料中以提供裝飾和/或保護功能，然而，由于它們的不溶性，顏料可能是液體涂料和/或干漆膜中各種問題的誘因。認為因顏料而起的一些膜缺陷的例子包括由聚集而來的不期望的光澤、起霜、褪色、顏料絮凝和/或沉降、顏料混合物的分離、脆性、濕敏性、易生真菌性和/或熱不穩(wěn)定性。
理想的分散體包括初級粒子的均勻分散體。然而，無機顏料常常與它們所混入的樹脂不相容，這通常導致顏料難以均勻分散。另外，當干顏料包含初級粒子、聚集體和附聚物的混合物時，在實現(xiàn)穩(wěn)定的顏料分散體的生產(chǎn)之前，必須將該混合物增濕并解聚，可能需要碾磨步驟。
在具體的含顏料涂料組合物中分散程度影響組合物的涂覆性質以及固化膜的光學性質。已經(jīng)表明分散的改善引起光澤度、著色強度、亮度和保光性的改善。
處理顏料表面以結合反應官能性改善了顏料的分散。表面改性劑的例子包括聚合物，如聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、苯乙烯-甲基丙烯酸型共聚物、苯乙烯-丙烯酸型共聚物、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚乙烯四氟乙烯型共聚物、聚天冬氨酸、聚谷氨酸和聚谷氨酸-γ-甲基酯；和諸如硅烷偶聯(lián)劑和醇之類的改性劑。
這些經(jīng)表面改性的顏料具有在多種樹脂中都具有改善的顏料分散，例如烯烴，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯及類似物；乙烯類，如聚氯乙稀、聚乙烯酯、聚苯乙烯；丙烯酸均聚物和共聚物；酚醛樹脂；氨基樹脂；醇酸樹脂；環(huán)氧樹脂；硅氧烷；尼龍；聚氨酯；苯氧樹脂；聚碳酸酯；聚砜樹脂；聚酯(非必須地氯化)；聚醚；縮醛；聚酰亞胺和聚氧乙烯。
多種有機顏料可用在本發(fā)明中，包括例如碳黑、偶氮顏料、酞菁顏料、硫靛顏料、蒽醌顏料、黃烷士林顏料、陰丹士林顏料、蒽素吡啶顏料、皮蒽酮顏料、perylene苝系顏料、perynone顏料和喹吖啶酮顏料。
此外，還可以使用多種無機顏料，例如但不限于二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鋯、鐵的氧化物鐵丹、鐵黃和鐵黑、群青、普魯士藍、氧化鉻和氫氧化鉻、硫酸鋇、氧化錫、硫酸鈣、滑石、云母、硅石、白云石、硫化鋅、氧化銻、二氧化鋯、二氧化硅、硫化隔、硒化鎘、鉻酸鉛、鉻酸鋅、鈦酸鎳、粘土如高嶺土、白云母和絹云母。
如文中所用，無機顏料是指顆粒狀且在使用中基本上無揮發(fā)的組份，包括在油漆或塑料商標中通常標為惰性份、填充劑、填料或類似物的那些組份。
對本發(fā)明有利的無機顏料為乳濁化無機顏料，例如顏料二氧化鈦。二氧化鈦顏料包括金紅石和銳鈦礦鈦。經(jīng)處理的無機顏料，特別是顏料二氧化鈦，可用在粉末油漆和類似系統(tǒng)中。
優(yōu)選地，用在本發(fā)明組合物中的固體顏料分散體選自與改性丙烯酸樹脂鍵合的以下顏料碳黑、金紅石二氧化鈦、有機紅顏料、酞菁藍顏料、鐵丹顏料、異吲哚啉黃顏料、酞菁綠顏料、喹吖啶酮紫、咔唑紫、主色黑、淺檸檬鐵黃、淺有機黃、透明鐵黃、二芳基橙、喹吖啶酮紅、有機猩紅、淺有機紅以及深有機紅。這些可聚合顏料分散體可與其它顏料分散體相區(qū)別將不可溶顏料顆粒分散在某些類型樹脂中并將顏料顆粒圈閉在聚合的基質中。用在本發(fā)明組合物中的顏料分散體將顏料處理以使它們與丙烯酸樹脂連接；從而顏料分散體能夠在暴露于UV輻射中時聚合并且變得雜亂地包含在整個涂覆件中。
如文中所用，術語“阻蝕劑”是指抑制或部分抑制腐蝕的一種或多種試劑。將阻蝕劑配入涂料中以使它所涂覆的基底的腐蝕最小化。適宜的阻蝕劑選自有機顏料、無機顏料、有機金屬顏料或其它不能溶于水相中的有機化合物。也可以使用伴生地抗腐蝕的顏料，例如含有磷酸鹽或硼酸鹽的顏料、金屬顏料和金屬氧化物顏料，例如但不限于磷酸鋅、硼酸鋅；硅酸或硅酸鹽，例如硅酸鈣或硅酸鍶；以及基于氨基蒽醌的有機顏料阻蝕劑。此外，可以使用無機顏料阻蝕劑，例如但不限于硝基異鈦酸鹽、丹寧酸、磷酸酯、取代的苯并三唑或取代酚。另外，鈦或鋯的微溶于水的羧酸絡合物以及與酮基羧酸鍵接的樹脂特別適于作為涂料組合物中的阻蝕劑，用于保護金屬表面。而且，“關鍵”實施方式為全固體、無金屬阻蝕劑，包括，僅作為例子，CortecCorparation’s(4119 White Bear Parkway，St.Paul，MN，U.S.A.)M-235產(chǎn)品以及任何其它上等品或替代產(chǎn)物。
術語“填料”是指相對惰性的物質，添加以改變涂料的物理、機械、熱或電性質。此外，用填料來降低成本。
填料的粒徑可從微米級顆粒變化到納米級顆粒。聚合物納米復合材料是納米級填料與熱固性或UV可固化聚合物的摻混物。聚合物納米復合材料相對于常規(guī)填料材料具有改善的性質。這些改善的性質范圍包括改善的抗張強度、模量、熱扭變溫度、抗?jié)B性、耐UV性以及導電率。
用在本發(fā)明組合物中的填料選自用聚乙烯蠟制備的無定形二氧化硅、經(jīng)有機表面處理的合成無定形硅石、未經(jīng)處理的無定形二氧化硅、季烷基膨潤土、硅膠、丙烯酸酯化硅膠、氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、niobia、鈦質氮化鋁、氧化銀、氧化鈰，及其組合。
如文中所用，術語“流動和滑動增強劑”是指增強或部分增強涂料的流動和滑動性質的一種或多種試劑。為了給被涂表面提供良好的基底潤濕和無移位滑動的性質，期望將某些類型的流動和滑動增強劑(文中也稱為滑動和流動增強劑)結合入組合物中。滑動和流動增強劑是降低摩擦系數(shù)和表面張力的添加劑，由此促進延展并改善涂膜的流動性質。滑動和流動增強劑的例子是，但不限于各種蠟、硅烷、改性聚酯、丙烯酸酯化硅烷、二硫化鉬、二硫化鎢、EBECRYL350(UCBSurface Specialties，Brussels，Belgium)、EBECRYL1360(UCB SurfaceSpecialties，Brussels，Belgium)及CN990(Sartomer，Extorn，PA，U.S.A.)、聚四氟乙烯、聚乙烯蠟與聚四氟乙烯的組合物、低分子量聚乙烯和高分子蠟的分散體、硅油，以及類似物。
涂覆本發(fā)明組合物的可能方法包括噴涂、刷涂、簾式淋涂、浸漬涂布和輥涂。為了能夠噴涂到期望的表面上，必須控制聚合預反應的粘度。這通過使用低分子量單體替代有機溶劑來實現(xiàn)。然而，這些單體也參與并成為最終涂覆件的一部分并且不揮發(fā)。這些涂料組合物不使用溶劑使得它們天生環(huán)境友好。另外，對這些涂層無需熱固化和干燥階段，不再需要大爐，減小涂料最終用戶的空間和能量投入。
本發(fā)明組合物的粘度為約2厘泊～約1500厘泊。優(yōu)選地，本發(fā)明組合物在室溫下具有約500厘泊或更低的粘度，使得能夠不添加熱量用HVLP或靜電料鐘涂覆單層面層。
涂覆金屬是常規(guī)的。期望的涂層防止腐蝕并形成有吸引力的外觀。過去，金屬主要通過溶劑基涂料、粉末涂料或水基涂料來涂覆。最近，使用紫外可固化涂料、特別是透明硬涂料。所有這些技術都有它們的缺點。溶劑基涂料常常表現(xiàn)出眾的性能，但是生成不期望的排放。它們也需要時間、空間和能量來固化。粉末涂料也常常呈現(xiàn)不期望的“桔皮”外觀。水基漆料可以減少排放和能量用量。水基涂料仍然需要相當大空間和時間，特別是如果采用風干。此外，它們會促進閃銹并具有其它劣于其它技術的性能特征。使用UV固化消除大量排放、節(jié)省空間并減少生產(chǎn)時間和能量用量。然而，尚不能獲得具有工業(yè)需要的噴涂性質和耐腐蝕性的不透明UV可固化涂料。先前，100％固體UV可固化涂料同樣表現(xiàn)出顏料的低劣潤濕，導致不期望的外觀。
6.100％固體UV可固化涂料組合物的使用本發(fā)明組合物是一個顯著的改進，因為它不含任何水或有機溶劑，這些溶劑在實現(xiàn)完全固化前必須除去。因而，本發(fā)明組合物對環(huán)境的危害小得多并且經(jīng)濟，因為它需要較少的空間、較少的能量和較少的時間。此外，本發(fā)明組合物可以以單層涂覆，形成耐腐蝕涂層。因而，使用本發(fā)明組合物涂覆各種產(chǎn)品如汽車零件將減少涂覆時間并由此提高產(chǎn)量。
圖1是用UV可固化涂料組合物涂覆物件的工藝流程圖。裝配的第一階段是非必須的安裝站，在其中將待涂覆的物件固定到可動元件上，僅作為例子，軸、鉤或基板。物件可用，僅作為例子，釘子、螺釘、螺栓和螺母、膠帶和膠來固定。此外，工人可執(zhí)行該固定任務，或者可替代地，用機器人執(zhí)行該功能。接著，通過可選的用于移動的裝置將固定的物件移到涂覆站?？蛇x的用于移動的裝置可以通過，僅作為例子，傳送帶、鐵軌、卡車、鏈條、容器、箱柜以及推車來獲得。此外，用于移動的裝置可固定到墻上、地上或天花板上，及其任意組合。涂覆站是用所需涂覆組合物涂覆期望物件的地方。用于涂覆組合物的裝置包括，僅作為例子，高壓低體積噴涂(HVLP)裝置，靜電噴涂裝置、刷涂、輥涂、浸漬涂布、刮涂、簾式淋涂或其組合。用于涂覆組合物的多種裝置可以組合并排布在涂覆站，由此確保進行物件的頂面、底面和側面涂覆。此外，在涂料組合物涂覆之前和期間使被固定的物件在至少一個軸上非必須地轉動，以確保均勻涂覆。當涂料組合物的涂覆完成時，固定的被涂物件可以繼續(xù)旋轉，或者停止旋轉。涂覆站也可以包括非必須的回收系統(tǒng)來回收任何過度噴射的涂料組合物，由此回收至少98％的過噴涂料組合物。這種組合物再循環(huán)系統(tǒng)使得能夠顯著節(jié)省涂料組合物的使用和生產(chǎn)，因為回收的組合物可涂于生產(chǎn)線中不同的物件上。現(xiàn)在可以將固定的被涂物件通過可選的用于移動的裝置從涂覆站移到照射站(文中也稱為固化室)，被涂物件的固化在其中進行。沿生產(chǎn)線在獨立于涂覆站的位置安置照射站。在一種實施方式中，照射站具有用于將光化輻射的照射限制到組件的其它部分的裝置?？梢粤舷攵喾N這類裝置，包括但不限于門、簾、擋板以及沿生產(chǎn)線的帶角管道或彎道。用于限制照射站的光化輻射的照射的裝置用于來保護操作者不暴露于UV輻射中并屏蔽涂覆站來確保那兒不發(fā)生固化，例如通過，僅作為例子，關門、安置遮光板、閉簾。在照射站內排布三套UV燈來確保頂面、底面和側面暴露于UV輻射中。此外，每套UV燈包含兩種獨立的燈型來確保適宜的三維固化，僅作為例子，因而，照射站內有六個燈?？商娲?，這種三維固化通過僅使用兩個燈來實現(xiàn)、僅作為例子，兩個燈中一個是水銀弧光燈，另一個是摻鐵水銀弧光燈，通過排布組鏡來確保被涂物件的頂面、底面、和側面暴露于UV輻射中并固化。無論所用的具體方法，照射站內兩種燈型的位置是偶然的，因為無需將被涂物件移到單另的位置進行部分固化，然后進行完全固化。
在一種實施方式中，在將固定的被涂物件移入照射站后，關門，也可以使固定的被涂物件非必須地旋轉。激活較長波長的燈用于部分固化階段，僅作為例子，摻鐵水銀弧光燈；然后激活較短波長的燈用于完全固化階段，僅作為例子，水銀弧光燈。在打開較短波長的燈之前無需完全關閉較長波長的燈。兩個固化階段之后，關閉所有的燈并停止固定的、被涂的且完全固化的物件的旋轉，打開照射站另一側的門，用用于移動的可選裝置將完全固化的固定物件移至非必須的拆卸站。在非必須的拆卸站，可將被涂的完全固化的物件從固定物卸下，并且或者用用于移動的可選裝置移至貯存裝置，或者立即包裝并運輸。此外，工人可執(zhí)行該拆卸任務，或者可替代地，用機器人執(zhí)行該功能。拆卸之前無需冷卻，因為涂覆和固化步驟無需熱量，所有的步驟在環(huán)境溫度下進行。
圖2是概述采用本發(fā)明組合物時典型方法的流程圖。開始，制備組合物符合關于不透明度、顏色、耐腐蝕性、光澤度等期望要求。通常，僅作為例子，采用鋸齒形刀片或螺旋混合器將組份混合在一起，直到得到均勻的涂料混合物。此外，可以通過振動、攪拌、搖蕩或攪動實現(xiàn)混合。接著，采用HVLP或靜電料鐘將這種組合物涂覆于期望的表面上，然后采用單UV源或組合UV源進行固化，該組合UV源釋放光譜頻率使用于激活組合物中所用特定光引發(fā)劑所需的波長交迭。固化完成后，被涂表面隨時可以處理和運輸。圖3描述構成不透明耐腐蝕UV可固化涂料所需組份的示例。圖4表示涂覆所用噴射頭的排布，盡管可以采用其它涂覆技術，例如浸漬涂布、澆涂或簾式淋涂。圖5指示用于完成三維固化的UV燈排布。最后，圖6圖示立即“包裝和運輸”的有利能力、無需等待零件冷卻或溶劑排放至消散。
這種工藝可用于，僅作為例子，汽車工業(yè)中所用車罩下零件的涂布。車罩下零件通常是指并非直接可見的汽車零件，除非將汽車抬高或者提起或移開發(fā)動機廂蓋(車罩)?？捎眠@種工藝涂以本發(fā)明組合物的車罩下零件的一些例子是，但不限于，濾油器、減震器、制動器轉子、電池箱、交流發(fā)電機機殼以及發(fā)動機歧管。使用這種組合物和方法的優(yōu)點在于涂層不起球，形成完全固化的被涂物件，并且在減震器的情形中，提高粘著性的一個益處是降低了減震器的囂叫聲。
先前的技術包括涂覆常規(guī)不透明耐腐蝕涂料以給機動車的車罩下零件提供面漆。這些涂料過去都是溶劑基涂料。最近，為使排放更低，這些涂料為水基涂料或粉末涂料。參照圖4，標記19至25取自先前的技術，例如HVLP或靜電噴霧器(19、21和25)，傳送系統(tǒng)(23)，旋轉零件支撐件(22和24)以及待涂覆的零件(20)。所有這些技術需要長的固化時間和較大的空間。此外，常常需要大量能量。固化中也可能需要用于破壞所含揮發(fā)性溶劑的系統(tǒng)。對于粉末涂料，可能需要用于收集顆粒的系統(tǒng)。100％固體UV可固化涂料是一種不含附加的溶劑或水的涂料，所述溶劑和水需要用熱蒸發(fā)或驅除。結果，無來自溶劑的排放。無需用于大爐的空間。無需用于蒸發(fā)或烘焙的時間。因為無需加熱，降低能耗高達80％。采用這種工藝，排放仍然較低，同時節(jié)省空間、時間和能量，并且無需用于污染控制的最終系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的工藝具有回收過度噴射的任何未固化固體的系統(tǒng)。
料想不透明涂料不能被UV充分固化至完全穿透至基底并滿足汽車工業(yè)的品質要求。通過適當配比的100％固體UV可固化涂料，圖3，與適宜頻率的光的結合，圖5，26-28，可以獲得這些結果。這類涂料通過暴露于紫外光而非熱或空氣中而固化。由于這種固化過程幾乎是瞬間的，要求(例如)每種光(圖5)平均1.5秒，時間和空間都被節(jié)省。用于固化的燈可以是高壓水銀燈、摻鎵或鐵的水銀燈，或根據(jù)需要的組合。這些燈可以以直接電壓、微波或無線電波為動力。
參見圖3，用光引發(fā)劑的混合物來配制涂料，該組合物足以涵蓋所有需要的光頻。將這些用于與圖5中成對的燈26-28共同作用。光引發(fā)劑是吸收紫外光并用光能促使形成干涂層的化合物。此外，涂料必須含有低聚物與單體的組合，從而獲得必須的耐腐蝕性。低聚物是含有若干重復的單分子的分子。單體是含有單分子的物質，該單分子能夠與低聚物并且彼此鍵接。單體的適當選擇還促進與適當制備的表面的粘著。
聚合反應會受到低聚物、光引發(fā)劑、引發(fā)劑、顏料以及UV燈輻照度和光譜輸出的影響，特別是在丙烯酸酯雙鍵轉化和誘導期間。與透明涂料復配物相比，顏料的存在使得固化更加復雜，因為顏料吸收UV輻射。因而，在使光引發(fā)劑的吸收特性與UV源光譜輸出相匹配的同時，使用可變波長UV源能夠使有色復配物固化。
用于UV固化的光源包括弧光燈，例如碳弧光燈，氙弧光燈、水銀蒸汽燈、鹵化鎢燈、激光器、太陽、太陽燈以及發(fā)射熒光帶紫外線的熒光燈。在被大多數(shù)商業(yè)可獲得的光引發(fā)劑吸收的波長下，中壓水銀燈和高壓氙燈具有多種放射線。此外，水銀弧光燈可以摻有鐵或鎵。可替代地，激光器是單頻的(單波長)，能夠用于激活光引發(fā)劑，在采用弧光燈時過弱或不能獲得的波長下吸收。例如，中壓水銀弧光燈在254nm、265nm、295nm、301nm、313nm、366nm、405/408nm、436nm、546nm和577/579nm下具有強放射線。因而，在350nm處具有最強吸收的光引發(fā)劑用中壓水銀弧光燈不能被有效激活，但是用355nm NdYVO4(釩酸鹽)固態(tài)激光器能夠有效引發(fā)。商售UV/可見光源具有250-450nm范圍內的光譜輸出，可以直接用于固化目的，而用光學帶通過濾器可以實現(xiàn)波長選擇。因而，如文中所述，用戶可以利用最佳的光引發(fā)劑吸收特性。
無論光源如何，燈的發(fā)射光譜必須與光引發(fā)劑的吸收光譜交迭。需要考慮光引發(fā)劑吸收光譜的兩個方面。所吸收的波長和吸收強度(摩爾消光系數(shù))。例如，光引發(fā)劑DAROCUR4265(來自CibaSpecialty Chemicals 540 White Plains Road，Tarrytown，New York，U.S.A.)中的HMPP和TPO在270-290nm和360-380nm有吸收峰，而IRGACURE907(來自Ciba Specialty Chemicals 540 White PlainsRoad，Tarrytown，New York，U.S.A.)中的MMMP在350nm處吸收，IRGACURE500(IRGACURE184(來自Ciba Specialty Chemicals540 White Plains Road，Tarrytown，New York，U.S.A.)與苯甲酮的摻混物)中的MMMP在300nm與450nm之間吸收。
向復配物中添加顏料提高了所得涂料的不透明度，并且能夠影響任何通體固化的能力。另外，所添加的顏料吸收入射固化輻射，由此影響光引發(fā)劑的性能。因而，不透明有色涂料的固化取決于存在的顏料、各組配方、照射條件和基底反射。因而對顏料和光引發(fā)劑各自UV/可見光吸收特性的考慮可用于優(yōu)化有色顏料的UV固化。通常，與用于固化透明復配物的那些相比，用于固化有色復配物的光引發(fā)劑在較長的波長(300nm～450nm)之間具有較高的摩爾消光系數(shù)。盡管顏料的存在會吸收UV和可見光區(qū)的輻射，由此減少適于輻射固化的吸收，但是氧膦型光引發(fā)劑，例如但不限于雙?；蹯ⅲ谟猩玌V可固化涂料物質中有效，所述有色包括僅作為例子的黑色。氧膦也可用作白色涂料的光引發(fā)劑。
水銀氣體放電燈是最廣泛用于固化的UV源，因為它是具有強烈UV-C(200-280nm)輻射線的非常高效的燈，但是它也具有在UV-A(315-400nm)和UV-B(280-513nm)區(qū)域中的光譜放射線。汞壓強烈影響這種燈在UV-A、UV-B和UV-C區(qū)域中的光譜效率。另外，通過以金屬碘化物或溴化物形式向銀中添加(摻雜)少量銀、鎵、銦、鉛、銻、鉍、錳、鐵、鈷和/或鎳，會強烈改變汞光譜，主要在UV-A區(qū)，在UV-B和UV-C區(qū)中也有改變。摻雜的鎵在在403和417nm發(fā)射射線；而摻雜鐵以2倍增加UV-A區(qū)域內358-388nm的光譜輻射功率，同時由于碘化物的存在，UV-B和UV-C輻射以3-7倍減少。如上所述，顏料在涂料復配物中的存在會吸收入射輻射，從而影響光引發(fā)劑的激活。因而，期望裁定所用的UV源來適應所用的顏料分散體和光引發(fā)劑、光引發(fā)劑混合物或光引發(fā)劑/共引發(fā)劑混合物。例如，僅作為例子，摻鐵的水銀弧光燈(358-388nm發(fā)射)與光引發(fā)劑IRGACURE500(在300-450nm之間吸收)一起使用是理想的。
此外，具有不同光譜特性、或者一些光譜交迭而足夠不同的多個燈可用于激活光引發(fā)劑的混合物或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物。例如，僅作為例子，摻鐵水銀弧光燈(358-388nm發(fā)射)與純水銀弧光燈(200-280nm發(fā)射)組合使用。施加激活源的順序可以不定，用于獲得增強的涂層特性，例如，僅作為例子，有光澤度、光澤、粘附性、耐磨性和耐腐蝕性。先用較長波長源照射被涂表面是有利的，因為它在適當?shù)奈恢萌﹂]填料顆粒并引發(fā)表面附近的聚合反應，由此提供有光澤并粘著的涂層。隨后，暴露于較高能量、較短波長的輻射中使存留的膜快速固化，該膜通過初始聚合階段已經(jīng)固定在適當位置。
汽車零件可用常規(guī)技術適當清潔和調配。特別地，包括粗脫脂和清洗。參見圖4，隨后用HVLP或靜電技術涂覆該涂料，這是與用于涂覆常規(guī)涂料相同的技術。可替代的應用可以包括零件的浸漬涂布、澆涂或簾式淋涂。參見圖5，隨后將涂層暴露于單UV燈或用于獲得充分三維固化的組合燈下。固化后，零件不需要任何冷卻步驟，或用于進行溶劑蒸發(fā)的時間，因而零件可立即用于包裝和運輸。
實施例實施例1在這種組合物的一種實施方式中，混合以下組份形成黑色涂料約26％摻有1，6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯(EBECRYL264，來自UCB Surface Specialties，Brussels，Belgium)、18％丙烯酸2-苯氧乙酯、7％丙氧基化三丙烯酸甘油酯、26％丙烯酸異冰片酯、9％甲基丙烯酸酯的酯衍生物(EBECRYL168，來自UCBSurface Specialties，Brussels，Belgium)、6％2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、以及2％的二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧膦、低聚(2-羥基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、2，4，6-三甲基苯甲酮與4-甲基苯甲酮的混合物(ESACUREKTO 46，來自Lamberti，S.p.A.，Gallarate(VA)，Italy)、4％黑色顏料分散體(PC9317，來自Elementis，Staines，UK)和2％無定形二氧化硅。用帶有鋸齒刀片的常規(guī)混合器或用螺旋混合器將所有組份混合，直到得到均勻涂料。這種涂料可通過HVLP或靜電料鐘涂覆并用UV燈固化。
實施例2在這種組合物的一種實施方式中，配制一種透明涂料，其為37.5％摻有25％三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的雙酚環(huán)氧丙烯酸酯(EBECRYL3720-TP25，來自UCB Surface Specialties，Brussels，Belgium)、34.1％丙烯酸2-苯氧乙酯、15.8％三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、7.3％甲基丙烯酸酯的酯衍生物(EBECRYL168，來自UCBSurface Specialties，Brussels，Belgium)和5.3％IRGACURE500(來自Ciba Specialty Chemicals 540 White Plains Road，Tarrytown，NewYork，U.S.A.)。采用與改性丙烯酸(PC 9003，來自Elementis，Staines，UK)鍵合的金紅石型二氧化鈦，向其中添加1.2％類似鍵合的碳黑(PC9317，來自Elementis，Staines，UK)配制固體顏料分散體的混合物。向所述透明涂料中添加10.1％該顏料分散體混合物、1％用聚乙烯蠟(SYLOIDRAD 2005，來自Grace Davison division of WR Grace &Co.，Columbia，MD，U.S.A.)制備的無定形二氧化硅、0.2％經(jīng)有機表面處理的合成無定形硅石(SYLOIDRAD 2105，來自Grace Davisondivision of WR Grace & Co.，Columbia，MD，U.S.A.)以及2.1％二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧膦。用螺旋混合器將這些添加物分散在整個透明涂料中，直到形成均勻涂料。這種涂料可通過HVLP涂覆并用UV燈固化。
實施例3在這種組合物的另一種實施方式中，將67％的丙烯酸異冰片酯與下列組份摻混16％與改性丙烯酸(PC 9003，來自Elementis，Staines，UK)鍵合的金紅石型二氧化鈦，1％二苯基(2，4，6-三甲基苯甲?；?氧膦、2％IRGACURE500(來自Ciba Specialty Chemicals 540 WhitePlains Road，Tarrytown，New York，U.S.A.)、8％用聚乙烯蠟(LANCOMATTE2000，來自Lubrizol，Wickliffe，Ohio U.S.A.)制備的無定形二氧化硅、4％丙烯酸胺(CN386，來自Sartomer，Exton，PA，U.S.A.)和2％用聚乙烯蠟(SYLOIDRAD 2005，來自Grace Davison division ofWR Grace & Co.，Columbia，MD，U.S.A.)制備的無定形二氧化硅。用帶有鋸齒刀片的常規(guī)混合器或用螺旋混合器將所有組份混合，直到得到均勻涂料。這種涂料可通過HVLP涂覆并用UV燈固化。CN386(來自Sartomer，Exton，PA，U.S.A.)是一種雙功能胺共引發(fā)劑，當與諸如苯甲酮之類的光引發(fā)劑配合使用時，促進UV光下的快速固化。
實施例4另一種實施方式是用于制備透明涂層的步驟。涂料組合物的組份在空氣下混合，因為氧氣的存在防止過早聚合。期望將照射光線保持在最小，特別是應當避免使用鈉蒸汽燈。然而，可以選擇使用暗房的照明設備。用在涂料組合物制造中、與單體和涂料混合物接觸的元件，例如劃痕容器和混合刀片，應當由不銹鋼或塑料制造，優(yōu)選聚乙烯或聚丙烯。應當避免使用聚苯乙烯和PVC，因為單體和涂料混合物會將它們溶解。此外，應當避免單體和涂料混合物與低碳鋼、銅合金、酸、堿和氧化劑的接觸。另外，必須避免黃銅配件，因為它們會引起過早聚合或膠凝。對于透明涂料的制備，根本的是獲得充分混合，隨后的剪切控制并非必須的。用1/3馬力(hp)混合器和50加侖筒形罐1-3小時后可以實現(xiàn)透明涂料組合物的充分混合。較小的量，至多5加侖，可用實驗室攪拌器(1/15-1/10hp)3小時后實現(xiàn)充分混合。期望圓壁容器，因為這能避免固體低聚物在角落的聚集以及任何隨不完全混合而來的后續(xù)問題。另一個因素是混合器刀片必須距離混合容器底部安置，以混合器直徑一半的距離。先將低聚物添加到混合容器中，如果需要可將低聚物輕微加熱以利于控制。低聚物不應當加熱到120以上，因而，如果需要加熱，推薦使用溫控加熱爐或加熱套。應當避免使用帶式加熱器。接著以任何順序添加單體和膠狀懸浮液，隨后添加酯/單體助粘劑。最后添加光引發(fā)劑以確保全部組合物暴露于光線中的時間最小化。在添加完所有組份之后，使混合容器屏蔽于光線照射進行混合。混合后，有氣泡存在，涂料看起來是云狀。這些氣泡迅速消散，留下透明的涂料組合物。作為最后步驟，在從混合容器移出涂料組合物之前，敲打混合容器的底部來觀看是否存在任何未溶低聚物。這作為一個預防措施來實施，以確保進行了充分混合。如果組合物被充分混合，那么用袋式過濾器將涂料組合物濾過1微米的過濾器。之后組合物備用。
實施例5另一個實施方式是有色涂料的制備步驟。文中，將充足動力和配置的混合器用于構建層流并用混合器的刀片高效實現(xiàn)顏料的分散。對于低于400mL的小的實驗室量，實驗室混合器或攪拌器就足夠了，然而，對于高達半加侖的量，可以使用1/15-1/10hp的實驗室混合器，但是混合會進行幾天。對于商業(yè)用量，可以使用帶有250加侖圓壁錐底罐、至少30hp的螺旋混合器或鋸齒混合器。為制備有色組合物，先將透明涂料組合物混合，參見實施例4。在添加到透明涂料組合物中之前將顏料分散體混合物預混合，因為這能確保得到合乎需要的顏色。通過在封閉容器中振動顏料分散體容易地實現(xiàn)顏料分散體的預混合，同時穿戴防塵面具。然后將填料和預混合的顏料/顏料分散體添加到該透明涂料組合物中，混合11/2～2小時。通過進行底部抽取并檢測未溶顏料來確定混合的完成度。這種確定通過從混合罐底部提取少量有色混合物并在表面上涂覆薄層來實現(xiàn)。然后對該薄層檢測任何未溶顏料的存在。然后使該混合物濾過100目過濾器。充分混合的有色組合物表現(xiàn)出很少或者沒有未溶顏料。
實施例6另一個實施方式是將納米級顆?；烊胪苛辖M合物中，通過將以下組份混合形成黑色涂料26％摻有1，6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯(EBECRYL264，來自UCB Surface Specialties，Brussels，Belgium)、18％丙烯酸2-苯氧乙酯、7％丙氧基化三丙烯酸甘油酯、26％丙烯酸異冰片酯、9％甲基丙烯酸酯的酯衍生物(EBECRYL168，來自UCB Surface Specialties，Brussels，Belgium)、6％2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、以及2％的二苯基(2，4，6-三甲基苯甲?；?氧膦、低聚(2-羥基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、2，4，6-三甲基苯甲酮與4-甲基苯甲酮的混合物(ESACUREKTO 46，來自Lamberti，S.p.A.，Gallarate(VA)，Italy)、4％黑色顏料分散體(PC9317，來自Elementis，Staines，UK)、1％納米級氧化鋁顆粒和1％無定形二氧化硅。用帶有鋸齒刀片的常規(guī)混合器或用螺旋混合器將所有組份混合，直到得到均勻涂料。這種涂料可通過HVLP或靜電料鐘涂覆并用UV燈固化。
實施例7本發(fā)明的另一個實施方式是用實施例1中所述的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆濾油器外表面的工藝，采用黑色顏料分散體。該工藝以濾油器連接到可轉軸上開始，然后將該組合物連接到傳送帶系統(tǒng)上。注意涂覆步驟期間可轉軸/濾油器組件的旋轉確保濾油器表面的完全涂覆。然后通過傳送帶系統(tǒng)將可轉軸/濾油器組件移入涂料涂覆段，將可轉軸/濾油器組件安置在靜電噴涂系統(tǒng)附近。靜電噴涂系統(tǒng)具有三個噴頭，排布這三個噴頭以確保被涂物件頂面、底面和側面的涂覆。在從三個噴頭噴射涂料組合物(實施例1中所述)之前開始可轉軸/濾油器組件的旋轉。然后在可轉軸/濾油器組件繼續(xù)旋轉的同時，從三個靜電噴頭同時涂覆涂料組合物。然后將被涂的可轉軸/濾油器組件通過傳送帶運入位于生產(chǎn)線更下端的固化室。該固化室具有兩套門，這些門在固化期間關閉以保護操作者免受UV輻射的照射。固化室內排布三套UV燈以確保頂面、底面和側面都暴露于UV輻射中。另外，每套UV燈包含兩個獨立的燈型以確保適當?shù)墓袒粋€是水銀弧光燈，另一個是摻鐵水銀弧光燈。因而固化室內實際上有六個燈。注意這種三維固化可以通過僅使用兩個燈來實現(xiàn)，一個是水銀弧光燈，另一個是摻鐵水銀弧光燈，用組鏡確保對頂面、底面、和側面的照射。一旦位于固化室內，就將門關閉并再次使軸/濾油器組件旋轉。然后激活摻鐵水銀弧光燈用于部分固化階段，之后激活水銀弧光燈用于完全固化階段。注意在打開水銀弧光燈之前無需完全關閉摻鐵水銀弧光燈。關閉兩燈并停止軸/濾油器組件的旋轉。打開固化室另一側的門，然后用傳送帶將帶有黑色耐腐蝕涂層的完全固化的濾油器移至遠離固化室的包裝區(qū)。然后將濾油器從可轉軸上卸下、包裝并運輸。
實施例8本發(fā)明的另一個實施方式是用實施例6中所述的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆減震器外表面的工藝，采用藍色顏料分散體。該工藝以減震器連接到可轉軸上開始，然后將該組合物連接到傳送帶系統(tǒng)上。注意涂覆步驟期間可轉軸/減震器組件的旋轉確保減震器表面的完全涂覆。然后通過傳送帶系統(tǒng)將可轉軸/減震器組件移入涂料涂覆段，將可轉軸/減震器組件安置在靜電噴涂系統(tǒng)附近。靜電噴涂系統(tǒng)具有三個噴頭，排布這三個噴頭以確保被涂物件頂面、底面和側面的涂覆。在從三個噴頭噴射涂料組合物(實施例6中所述)之前開始可轉軸/減震器組件的旋轉。然后在可轉軸/減震器組件繼續(xù)旋轉的同時，從三個靜電噴頭同時涂覆涂料組合物。然后將被涂的可轉軸/減震器組件通過傳送帶運入位于生產(chǎn)線更下端的固化室。該固化室具有兩套門，這些門在固化期間關閉以保護操作者免受UV輻射的照射。固化室內排布三套UV燈以確保頂面、底面和側面都暴露于UV輻射中。另外，每套UV燈包含兩個獨立的燈型以確保適當?shù)墓袒粋€是水銀弧光燈，另一個是摻鐵水銀弧光燈。因而固化室內實際上有六個燈。注意這種三維固化可以通過僅使用兩個燈來實現(xiàn)，一個是水銀弧光燈，另一個是摻鐵水銀弧光燈，用組鏡確保對頂面、底面、和側面的照射。一旦位于固化室內，就將門關閉并再次使軸/減震器組件旋轉。然后激活摻鐵水銀弧光燈用于部分固化階段，之后激活水銀弧光燈用于完全固化階段。注意在打開水銀弧光燈之前無需完全關閉摻鐵水銀弧光燈。關閉兩燈并停止軸/減震器組件的旋轉。打開固化室另一側的門，然后用傳送帶將帶有藍色耐腐蝕涂層的完全固化的減震器移至遠離固化室的包裝區(qū)。然后將減震器從可轉軸上卸下、包裝并運輸。
實施例9另一個實施方式是測試實施例1中所述UV可固化涂料的穩(wěn)定性。用浸沒試驗進行涂覆于濾油器上的固化組合物，如實施例7中所述，抵抗車用液體的穩(wěn)定性的測試。該試驗包括將經(jīng)涂覆并固化的濾油器浸入含有120℃機油的浴液中。將經(jīng)涂覆并固化的濾油器在此溫度的浴液中保持24小時，移出。從該溫度的浴液移出后經(jīng)涂覆并固化的濾油器之后，壓著細小的東西拖過表面，試著破壞表面。檢查任何破壞的跡象，如果觀察不到破壞，將經(jīng)涂覆并固化的濾油器放回浴液中繼續(xù)測試。
所有的百分比基于重量。EBECRYL可從USB Surface Specialties，Brussels，Belgium獲得。SYLOID可從Grace Davison division of WRGrace & Co.，Columbia，MD，U.S.A.獲得。所采用的固體顏料分散體可從Elementis，Staines，UK獲得。IRGACURE和DAROCUR光引發(fā)劑可從Ciba Specialty Chemicals 540 White Plains Road，Tarrytown，New York，U.S.A.獲得。LANCO MATTE2000可從Lubrizol，Wickliffe，Ohio U.S.A.獲得。CN386和CN990可從Sartomer，Exton，PA，U.S.A.獲得。ESACUREKTO 46可從Lamberti，S.p.A.，Gallarate(VA)，Italy獲得。
盡管結合優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但是并非要將本發(fā)明的范圍局限為所闡述的具體形式，相反，是要涵蓋可以包含在本發(fā)明精神和范圍內的這類替換方案、變型方案和等同方案，如所附權利要求所限定。
權利要求
1.一種光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，包含低聚物、單體、光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑、填料與可聚合顏料分散體的混合物。
2.權利要求1的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中混合物進一步包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物。
3.權利要求1的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中混合物進一步包含5-68wt％的單體或單體混合物。
4.權利要求1的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中混合物進一步包含3-15wt％的光引發(fā)劑或者光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物。
5.權利要求1的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中混合物包含0.5-11wt％的填料或填料混合物。
6.權利要求1的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中混合物包含3-15wt％的可聚合顏料分散體或可聚合顏料分散體混合物。
7.權利要求1的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中混合物包含0-40wt％的低聚物或低聚物混合物以及5-68wt％的單體或單體混合物。
8.權利要求1的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中混合物包含0-40wt％的低聚物或低聚物混合物、5-68wt％的單體或單體混合物以及3-15wt％的光引發(fā)劑或者光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物。
9.權利要求1的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中混合物包含0-40wt％的低聚物或低聚物混合物、5-68wt％的單體或單體混合物、3-15wt％的光引發(fā)劑或者光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物以及0.5-11wt％的填料或填料混合物。
10.權利要求1的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中混合物包含0-40wt％的低聚物或低聚物混合物、5-68wt％的單體或單體混合物、3-15wt％的光引發(fā)劑或者光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物、0.5-11wt％的填料或填料混合物以及3-15wt％固體可聚合顏料分散體或固體可聚合分散體的混合物，由此該組合物的室溫粘度至多約500厘泊。
11.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中低聚物選自環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧二丙烯酸酯/單體摻合物、丙烯酸硅氧烷、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯/單體摻合物、脂肪酸改性的雙酚A丙烯酸酯、摻有三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的雙酚環(huán)氧丙烯酸酯、摻有1，6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯，及其組合。
12.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中低聚物選自環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧二丙烯酸酯/單體摻合物、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯/單體摻合物，及其組合。
13.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中低聚物選自脂肪酸改性的雙酚A丙烯酸酯、摻有三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的雙酚環(huán)氧丙烯酸酯、摻有1，6-己二醇丙烯酸酯的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯，及其組合。
14.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中低聚物為摻有三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的雙酚環(huán)氧丙烯酸酯。
15.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中單體選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧乙酯、丙烯酸異冰片酯、丙氧基化三丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸酯的酯衍生物，及其組合。
16.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中單體選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧乙酯、甲基丙烯酸酯的酯衍生物，及其組合。
17.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中光引發(fā)劑選自二苯基(2，4，6-三甲基苯甲?；?氧膦，噻噸酮、二甲基縮酮、二苯酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮，2，4，6-三甲基二苯酮、4-甲基二苯酮、低聚(2-羥基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)、丙烯酸胺，及其組合。
18.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中光引發(fā)劑選自二苯基(2，4，6-三甲基苯甲?；?氧膦，二苯酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮及其組合。
19.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中至少一種光引發(fā)劑為氧膦。
20.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中填料選自用聚乙烯蠟制備的無定形二氧化硅、有機表面處理的合成無定形硅石、未經(jīng)處理的無定形二氧化硅、季烷基膨潤土、硅膠、丙烯酸酯化的硅膠、氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、niobia、鈦質氮化鋁、氧化銀、氧化鈰，及其組合。
21.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中填料選自用聚乙烯蠟制備的無定形二氧化硅、有機表面處理的合成無定形硅石，及其組合。
22.權利要求20中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中填料的平均粒徑小于500納米。
23.權利要求20中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中填料的平均粒徑小于100納米。
24.權利要求20中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中填料的平均粒徑小于50納米。
25.權利要求20中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中填料的平均粒徑小于25納米。
26.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中可聚合顏料分散體由連接到活性樹脂上的顏料組成。
27.權利要求26中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中活性樹脂選自丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂或乙烯基樹脂。
28.權利要求26中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中顏料選自碳黑、金紅石二氧化鈦、有機紅顏料、酞菁藍顏料、鐵丹顏料、異吲哚啉黃顏料、酞菁綠顏料、喹吖啶酮紫、咔唑紫、主色黑、淺檸檬鐵黃、淺有機黃、透明鐵黃、二芳基橙、喹吖啶酮紅、有機猩紅、淺有機紅以及深有機紅。
29.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中可聚合顏料分散體選自連接到改性丙烯酸樹脂上的碳黑、連接到改性丙烯酸樹脂上的金紅石二氧化鈦，及其組合。
30.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，進一步包含阻蝕劑。
31.權利要求30中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中阻蝕劑是以至多約3wt％的量存在的全固體阻蝕劑。
32.權利要求30中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中阻蝕劑是M-235。
33.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，進一步包含流動和滑動增強劑。
34.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中流動和滑動增強劑以至多約3wt％的量存在。
35.權利要求33中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中流動和滑動增強劑選自丙烯酸酯化的硅氧烷、EBECRYL350、EBECRYL1360和CN990。
36.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，進一步包含固化促進劑。
37.權利要求36中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，固化促進劑以至多約0.5wt％的量存在。
38.權利要求36中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中固化促進劑為噻噸酮。
39.權利要求1-9任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，具有至多約500厘泊的室溫粘度。
40.權利要求1中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中將組合物涂覆到表面上。
41.權利要求40的被涂表面。
42.權利要求41的被涂表面，其中表面包含金屬、木材、塑料、石材、玻璃或陶瓷。
43.權利要求41的被涂表面，其中涂料通過噴涂、刷涂、輥涂、浸漬涂布、刮涂、簾式淋涂或其組合涂覆到表面上。
44.權利要求41的被涂表面，其中涂料通過高壓低體積噴涂裝置涂覆到表面上。
45.權利要求41的被涂表面，其中涂料通過靜電噴涂裝置涂覆到表面上。
46.權利要求43-45任一項中的被涂表面，其中涂料以單次施涂方式涂覆。
47.權利要求43-45任一項中的被涂表面，其中涂料以多次施涂方式涂覆。
48.權利要求43-45任一項中的被涂表面，其中表面被涂料部分覆蓋。
49.權利要求43-45任一項中的被涂表面，其中表面被涂料全部覆蓋。
50.權利要求41的被涂表面，其中被涂表面暴露于光化輻射中，表面涂層部分固化。
51.權利要求41的被涂表面，其中被涂表面暴露于光化輻射中，表面涂層完全固化。
52.權利要求50的部分固化的被涂表面。
53.權利要求51的完全固化的被涂表面。
54.權利要求52的部分固化的被涂表面，其中部分固化的涂層是不透明的。
55.權利要求52的部分固化的被涂表面，其中部分固化的涂層具有光澤。
56.權利要求53的完全固化的被涂表面，其中完全固化的涂層是不透明的。
57.權利要求53的完全固化的被涂表面，其中完全固化的涂層堅硬。
58.權利要求53的完全固化的被涂表面，其中完全固化的涂層具有光澤。
59.權利要求53的完全固化的被涂表面，其中完全固化的涂層耐腐蝕。
60.權利要求53的完全固化的被涂表面，其中完全固化的涂層耐磨。
61.權利要求1-10任一項中的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中組合物可用選自可見光輻射、近可見光輻射、紫外(UV)輻射及其組合的光化輻射固化。
62.權利要求61的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物，其中紫外輻射選自UV-A輻射、UV-B輻射、UV-B輻射、UV-C輻射、UV-D輻射，或其組合。
63.權利要求53的完全固化的被涂表面，其中表面是制品的一部分。
64.一種制品，包含權利要求53的完全固化的被涂表面。
65.權利要求64的制品，其中制品選自機動車、機動車零件、機動車附件、園藝設備、剪草機以及剪草機零件。
66.權利要求65的制品，其中制品為機動車零件。
67.權利要求66的制品，其中機動車零件是車罩下零件。
68.權利要求67的制品，其中車罩下零件選自濾油器、減震器、電池箱、交流發(fā)電機機殼以及發(fā)動機歧管。
69.權利要求66的制品，其中完全固化的被涂表面在至少65℃下與至少10％的硫酸接觸至少6分鐘之后不表現(xiàn)出印跡。
70.權利要求66的制品，其中完全固化的被涂表面在至少65℃下與至少10％的硫酸接觸至少12分鐘之后不表現(xiàn)出印跡。
71.權利要求66的制品，其中完全固化的被涂表面在至少60℃的溫度下浸入發(fā)動機冷卻劑中至少8小時之后不表現(xiàn)出軟化和起泡。
72.權利要求66的制品，其中完全固化的被涂表面在至少60℃的溫度下浸入發(fā)動機冷卻劑中至少20小時之后不表現(xiàn)出軟化和起泡。
73.權利要求66的制品，其中完全固化的被涂表面在至少60℃的溫度下浸入動力轉向油中至少8小時之后不表現(xiàn)出軟化和起泡。
74.權利要求66的制品，其中完全固化的被涂表面在至少60℃的溫度下浸入動力轉向油中至少24小時之后不表現(xiàn)出軟化和起泡。
75.權利要求66的制品，其中完全固化的被涂表面在暴露于鹽水噴霧400小時之后不表現(xiàn)出表面腐蝕。
76.權利要求66的制品，其中完全固化的被涂表面在暴露于鹽水噴霧900小時之后不表現(xiàn)出表面腐蝕。
77.權利要求66的制品，其中完全固化的被涂表面在對流傳熱爐中于至少1200℃的溫度下加熱至少1小時之后不表現(xiàn)出粘著損失。
78.權利要求66的制品，其中完全固化的被涂表面在對流傳熱爐中于至少1200℃的溫度下加熱至少10小時之后不表現(xiàn)出粘著損失。
79.權利要求65的制品，其中制品是機動車，選自汽車、公交車、卡車、拖拉機以及越野車。
80.權利要求65的制品，其中制品是機動車附件，機動車選自汽車、公交車、卡車、拖拉機、游覽車和越野車。
81.權利要求65的制品，其中制品是機動車零件，機動車選自汽車、公交車、卡車、拖拉機、游覽車和越野車。
82.權利要求79的汽車。
83.權利要求65的剪草機。
84.一種生產(chǎn)權利要求1所述光化輻射可固化的基本上全固體組合物的方法，包括向容器中添加組份，其中組份包括至少一種低聚物、至少一種單體、至少一種光引發(fā)劑、至少一種共光引發(fā)劑、至少一種填料和至少一種可聚合的顏料分散體；以及采取手段將組份混合形成均勻組合物。
85.權利要求1的組合物，進一步包含適宜的容器。
86.權利要求1的組合物，其中適宜的容器為罐。
87.一種用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的裝配體，包含(a)將光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂于物件上的裝置；(b)用第一光化輻射照射物件從而使被涂表面部分固化的裝置；以及(c)用第二光化輻射照射物件從而使被涂表面完全固化的裝置；其中當涂層與65℃10％的H2SO4接觸多達至少6分鐘時，不顯示印跡。
88.權利要求87所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物由低聚物、單體、光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑、填料與可聚合顏料分散體的混合物構成。
89.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中用于照射以使被涂表面部分固化的裝置和用于照射以使被涂表面完全固化的裝置位于照射站，從而無需搬運物件。
90.權利要求89所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中用于涂覆組合物的裝置位于涂覆站，其中必須將物件從涂覆站移到照射站。
91.權利要求90所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中進一步包含用于將物件從涂覆站移到照射站的裝置。
92.權利要求91所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中用于移動的裝置包括傳送帶。
93.權利要求90所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中照射站包含用于限制光化輻射對照射站的照射量的裝置。
94.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中進一步包含用于使物件繞至少一個軸旋轉的裝置。
95.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中進一步包含安裝站，其中將待涂覆的物件連接到可動元件上。
96.權利要求95所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中可動元件能使物件繞至少一個軸旋轉。
97.權利要求95所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中可動元件能使物件從涂覆站移動到照射站。
98.權利要求95所述用于涂覆物件表面的裝配體，進一步包含拆卸站，在其中將完全固化的被涂物件從可動單元卸下。
99.權利要求98所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中在從可動單元卸下之前無需將完全固化的被涂物件冷卻。
100.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中用于涂覆的裝置包括噴涂裝置、刷涂裝置、輥涂裝置；浸涂裝置、刮涂裝置和簾式淋涂裝置。
101.權利要求100所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中用于涂覆的裝置包括噴涂裝置。
102.權利要求101所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中噴涂裝置包括高體積低壓(HVLP)噴涂裝置。
103.權利要求100所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中用于涂覆的裝置處于室溫下。
104.權利要求101所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中噴涂裝置包括用于靜電噴霧的裝置。
105.權利要求90所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中涂覆站還包括用于回收未粘附到物件表面的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物的裝置。
106.權利要求105所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中將所回收的光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂于另外的物件上。
107.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物。
108.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含5-68wt％單體或單體的混合物。
109.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物。
110.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0.5-11wt％填料或填料混合物。
111.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含3-15％可聚合顏料分散體或可聚合分散體的混合物。
112.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物和5-68wt％單體或單體的混合物。
113.權利要求2所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物和3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物。
114.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物、3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物和0.5-11wt％填料或填料混合物。
115.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物、3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物、0.5-11wt％填料或填料混合物和3-15％可聚合顏料分散體或可聚合分散體的混合物，由此該組合物的室溫粘度至多約500厘泊。
116.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中第一光化輻射包括選自可見光輻射、近可見光輻射、紫外(UV)輻射及其組合的光化輻射。
117.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中第二光化輻射包括選自可見光輻射、近可見光輻射、紫外(UV)輻射及其組合的光化輻射。
118.權利要求90所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中照射站包括鏡面排布。
119.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中物件選自機動車、機動車零件、機動車附件、園藝設備、剪草機以及剪草機零件。
120.權利要求119所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中制品是機動車零件。
121.權利要求120所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中機動車零件是車罩下零件。
122.權利要求121所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中車罩下零件選自濾油器、減震器、制動器轉子、電池箱、交流發(fā)電機機殼以及發(fā)動機歧管。
123.一種用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的工藝，包括a.將物件固定到傳送裝置上；b.在涂覆站將光化輻射可固化的組合物涂于物件表面上；c.通過傳送裝置將被涂物件移至照射站；d.在照射站用第一光化輻射照射被涂表面并使之部分固化；e.在照射站用第二光化輻射照射被涂表面并使之完全固化；其中當涂層與65℃10％的H2SO4接觸多達至少6分鐘時，不顯示印跡。
124.權利要求123所述用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的工藝，進一步包括在涂覆步驟之前將物件固定到可轉軸上。
125.權利要求124所述用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的工藝，進一步包括在將物件固定到可轉軸上之后移動傳送裝置以使物件位于涂覆站附近。
126.權利要求125所述用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的工藝，進一步包括當持有物件的軸旋轉時，在涂覆站涂覆光化輻射可固化的組合物。
127.權利要求123所述用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的工藝，其中照射站包括包含第一光化輻射源和第二光化輻射源的固化室。
128.權利要求123所述用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的工藝，進一步包括通過傳送裝置將完全固化的被涂物件移出固化室，其中將被涂物件包裝用于貯存或運輸。
129.權利要求123所述用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面的工藝，其中傳送裝置包括傳送帶。
130.權利要求123所述用于涂覆物件表面的工藝，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物由低聚物、單體、光引發(fā)劑、共光引發(fā)劑、填料與可聚合顏料分散體的混合物構成。
131.權利要求130所述用于涂覆物件表面的工藝，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物和5-68wt％單體或單體的混合物。
132.權利要求130所述用于涂覆物件表面的工藝，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物和3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物。
133.權利要求130所述用于涂覆物件表面的工藝，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物、3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物和0.5-11wt％填料或填料混合物。
134.權利要求130所述用于涂覆物件表面的工藝，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物包含0-40wt％低聚物或低聚物的混合物、5-68wt％單體或單體的混合物、3-15％光引發(fā)劑或光引發(fā)劑與共引發(fā)劑的混合物、0.5-11wt％填料或填料混合物和3-15％可聚合顏料分散體或可聚合分散體的混合物，由此該組合物的室溫粘度至多約500厘泊。
135.權利要求123所述用于涂覆物件表面的工藝，其中涂覆站包含用于靜電噴霧的裝置。
136.權利要求123所述用于涂覆物件表面的工藝，其中涂覆站包含適用于高壓低體積(HVLP)涂料涂覆的裝置。
137.權利要求135-136所述用于涂覆物件表面的工藝，其中涂料在單次施涂中涂覆。
138.權利要求135-136所述用于涂覆物件表面的工藝，其中涂料在多次施涂中涂覆。
139.權利要求135-136所述用于涂覆物件表面的工藝，其中表面被涂料部分覆蓋。
140.權利要求135-136所述用于涂覆物件表面的工藝，其中表面被填料完全覆蓋。
141.權利要求123所述用于涂覆物件表面的工藝，其中第一光化輻射步驟與第二光化輻射步驟之間的時間少于5分鐘。
142.權利要求123所述用于涂覆物件表面的工藝，其中第一光化輻射步驟與第二光化輻射步驟之間的時間少于1分鐘。
143.權利要求123.所述用于涂覆物件表面的工藝，其中第一光化輻射步驟與第二光化輻射步驟之間的時間少于15秒鐘。
144.權利要求123所述用于涂覆物件表面的工藝，其中照射站包括至少一種能夠提供光化輻射的光，所述輻射選自可見光輻射、近可見光輻射、紫外(UV)輻射及其組合。
145.權利要求123所述用于涂覆物件表面的工藝，其中照射站包括至少一種能夠提供光化輻射的光源，所述輻射選自UV-A輻射、UV-B輻射、UV-B輻射、UV-C輻射、UV-D輻射或其組合。
146.權利要求123所述用于涂覆物件表面的工藝，其中照射站包括鏡面排布以使被涂表面三維固化。
147.權利要求123所述用于涂覆物件表面的工藝，其中照射站包括光源排布以使被涂表面三維固化。
148.權利要求147所述用于涂覆物件表面的工藝，其中每種光源發(fā)射不同的光譜波長范圍。
149.權利要求148所述用于涂覆物件表面的工藝，其中不同光源具有部分重疊的光譜波長范圍。
150.一種生產(chǎn)線，用于用光化輻射可固化的基本上全固體的組合物涂覆物件表面，包含權利要求123所述的工藝。
151.一種設施，用于生產(chǎn)涂有光化輻射可固化的基本上全固體的組合物的物件，包含權利要求150所述的生產(chǎn)線。
152.權利要求151所述的被涂物件，其中物件是車輛的車罩下零件。
153.權利要求152的制品，其中車罩下零件的完全固化的被涂表面在至少210℃的溫度下至少1小時之后不顯示粘著損失。
154.權利要求88所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物進一步包含全固體阻蝕劑。
155.權利要求130所述用于涂覆物件表面的裝配體，其中光化輻射可固化的基本上全固體的組合物進一步包含全固體阻蝕劑。
全文摘要
披露了環(huán)境友好的基本上全固體涂料組合物，該組合物可用紫外或可見輻射固化。此外，披露了與環(huán)境友好的、紫外或可見輻射可固化的基本上全固體的涂料組合物結合、用于涂覆表面或至少部分表面并將被涂表面固化得到部分或完全固化的被涂表面的方法、工藝、生產(chǎn)線和工廠。還披露了與完全固化的被涂表面結合的制品，特別是機動車和機動車零件或附件。
文檔編號C08F2/42GK1918189SQ200580003994
公開日2007年2月21日 申請日期2005年2月4日 優(yōu)先權日2004年2月4日
發(fā)明者薩莉·朱迪思·韋內·拉姆齊 申請人:生態(tài)涂料公司