用于飛行器的低光澤uv 固化的涂料的制作方法
【專利摘要】披露了將低光澤涂料施涂到基材例如飛行器的外表面的方法。該涂料組合物包含多烯，多元硫醇，平整劑和著色顏料，它被施涂到基材，并被施與第一劑量的UV輻射，然后第二劑量的UV輻射，其中該第二劑量大于該第一劑量，得到了超低光澤的涂料。
【專利說明】用于飛行器的低光澤UV固化的涂料
[0001]關(guān)于聯(lián)邦資助研究的聲明
[0002]本發(fā)明是通過政府支持根據(jù)美國能源部授予的RES000058號合同做出。美國政府可在本發(fā)明中享有某些權(quán)利。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及形成低光澤的紫外(UV)光固化的涂層，該涂層特別適用于軍事飛行器。
[0004]發(fā)明背景
[0005]軍事飛行器典型地用低光澤涂料涂覆。該涂料通常被噴涂，然后固化。固化可以通過加熱進(jìn)行，但加熱是不利的，因?yàn)樾枰茏阋匀菁{飛行器的大烘箱。涂料組合物可以配制成使得涂料在環(huán)境溫度下固化；然而，在環(huán)境溫度下固化耗費(fèi)時(shí)間，并且可以花費(fèi)8到24小時(shí)。通過暴露于UV或光化輻射來固化也是可行的；然而，飛行器的三維構(gòu)型使得難以將UV輻射從靜態(tài)源引導(dǎo)至飛行器的暴露表面。而且，為了獲得需要的顏色和低光澤，涂料組合物被高度著色并包含平整劑，這兩者都可以吸收輻射和/或防止輻射進(jìn)入涂層的內(nèi)部區(qū)域。另外，許多可UV固化的涂料組合物的固化受到氧的抑制，必須在惰性氣氛中固化，這在涂覆大型三維物體例如飛行器時(shí)是困難的。
[0006]發(fā)明概述
[0007]本發(fā)明提供了在基材上提供固化涂層的方法，所述基材例如三維基材，例如與飛行器相關(guān)的那些。所述方法包括:
[0008](a)向基材的外表面施涂涂料組合物,所述涂料組合物包含:
[0009]⑴多烯，
[0010](ii)多元硫醇，
[0011](iii)平整劑，和
[0012](iv)著色顏料；
[0013](b)在基材的外表面上形成膜；
[0014](c)將該膜暴露于第一劑量的具有第一波長的UV輻射；然后
[0015](d)將該膜暴露于第二劑量的具有第二波長的UV輻射，其中該第二劑量大于該第一劑量且固化涂層具有小于20的85°光澤度。
[0016]該涂料組合物可以在空氣中通過在野外手動噴涂而施涂到三維物體例如飛行器上,并且暴露于UV輻射也可以手動完成。
[0017]發(fā)明詳述
[0018]為了以下詳細(xì)描述的目的，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到本發(fā)明可以各種可替代的變型和步驟順序，除非有明確相反的指示。而且，除了在任何操作實(shí)施例中或者以其他方式暗示之外，說明書和權(quán)利要求書中所用的所有表示例如成分含量的數(shù)值都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為在所有情況中被術(shù)語“約”修飾。因此，除非有相反的暗示，以下說明書和后附權(quán)利要求書中提出的數(shù)值參數(shù)都是近似值，其可能根據(jù)本發(fā)明所要得到的所需性質(zhì)而變化。至少但并不作為嘗試將等效方式的原則應(yīng)用于權(quán)利要求的范圍，各數(shù)值參數(shù)應(yīng)當(dāng)至少根據(jù)所報(bào)道的有效數(shù)字位數(shù)并通過應(yīng)用普通取整技術(shù)進(jìn)行解釋。盡管提出本發(fā)明的寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)都是近似值，但特別實(shí)施例中提出的數(shù)值都盡可能精確報(bào)道。然而，任何數(shù)值都固有地包含必要的必然誤差，這是由其各自測試試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差所導(dǎo)致的。
[0019]而且，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到此處所述的任何數(shù)值范圍都意于包括其中包含的所有子范圍。例如，“1-10”的范圍意于包括在所述最小值I和所述最大值10之間(含端點(diǎn))的所有子范圍，即具有等于或大于I的最小值和等于或小于10的最大值的所有子范圍。
[0020]在本申請中，單數(shù)的使用包括復(fù)數(shù)形式，并且復(fù)數(shù)涵蓋單數(shù)，除非另有明確說明。此外，在本申請中，“或”的使用表示“和/或”，除非另有明確說明，即使“和/或”可能明確地用于某些情況。
[0021]術(shù)語“聚合物”還意指包括共聚物和低聚物。
[0022]丙烯酸的和甲基丙烯酸的表示為(甲基)丙烯酸的。類似地，烯丙基和甲基烯丙基表不為(甲基)稀丙基。
[0023]脂族和環(huán)脂族表示為(環(huán))脂族。 [0024]術(shù)語“UV輻射”是指最強(qiáng)波長為325至425納米(nm)的輻射。
[0025]術(shù)語“著色顏料”還包括不透明顏料。
[0026]用于本發(fā)明的合適的多烯有許多種，并且可以寬范圍變化。這樣的多烯可以包括本領(lǐng)域已知的那些。合適的多烯的非限制性實(shí)例可以包括由下式表示的那些:
[0027]A-W111
[0028]其中A是有機(jī)部分，m是至少2的整數(shù)，和X是烯屬不飽和部分，以及m是至少2，典型地為2-4。
[0029]X的實(shí)例是以下結(jié)構(gòu)的基團(tuán):
[0030]
【權(quán)利要求】
1.在基材上提供固化涂層的方法，包括: (a)向基材的外表面施涂涂料組合物，該涂料組合物包含: ⑴多烯， (ii)多元硫醇， (iii)平整劑，和 (iv)著色顏料； (b)在基材的外表面上形成膜； (c)將該膜暴露于第一劑量的具有第一波長的UV輻射；然后 (d)將該膜暴露于第二劑量的具有第二波長的UV輻射，其中該第二劑量大于該第一劑量，并且該固化涂層具有小于10的85°光澤度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一波長具有在395nm的最強(qiáng)波長且該第二波長具有在365nm的最強(qiáng)波長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一劑量為50-10，000mj/cm2且該第二劑量為1000-1，000，000mj/cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中固化涂層的干膜厚度為5-150微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該平整劑以2-90重量％的量存在于涂料組合物中，基于該組合物的總重量計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該平整劑的粒度為3-75微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該著色顏料是二氧化鈦和炭黑的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該二氧化鈦以20-50重量％的量存在于涂料組合物中，基于所述涂料組合物的總重量計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該炭黑以0.1-10重量％的量存在于涂料組合物中，基于所述涂料組合物的總重量計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該多烯具有以下結(jié)構(gòu)式 A-⑴m 其中A是有機(jī)部分；X是烯屬不飽和部分且m是至少2。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中X選自-C(O) CR = CH2和-CH2-CR = CH2，其中R是氫或甲基。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中A包含選自酯和氨基甲酸酯的基團(tuán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中A得自多異氰酸酯。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中A-(X)m是聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中A-(X)m是聚酯(甲基)丙烯酸酯。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中該多異氰酸酯是脂族多異氰酸酯，包括環(huán)脂族多異氰酸酯。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中m是2-4。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該多元硫醇具有以下結(jié)構(gòu)式R1-(SH)n其中R是有機(jī)部分且η是至少2。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中R包含酯基團(tuán)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中R得自多元醇。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中該多元硫醇是硫醇官能的有機(jī)酸和多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中η是2-4。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該多烯以80-98重量％的量存在于外層漆涂料組合物，該多元硫醇以2-20重量％的量存在；所述重量百分比基于多烯和多元硫醇的重量計(jì)。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該基材具有三維構(gòu)型。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中該基材是飛行器的外表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該UV輻射的第一和第二劑量都是手動施涂的。
27.在飛行器的外表面上提供固化涂層的方法，包括: (a)將手動噴涂至該飛行器涂料組合物的外表面，所述涂料組合物包含: ⑴多烯， (ii)多元硫醇， (iii)平整劑，和 (iv)著色顏料； (b)在飛行器的外表面上形成膜； (c)將該膜手動暴露于第一劑量的具有第一波長的UV輻射；然后 (d)將該膜手動暴露于第二劑量的具有第二波長的UV輻射，其中該第二劑量大于該第一劑量，且固化膜具有小于5的85°光澤度。
【文檔編號】C09D5/00GK103958621SQ201280058980
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月27日
【發(fā)明者】M·P·鮑曼, H·L·馬斯卡 申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司