液態(tài)金屬組合物的制作方法
【專利摘要】液態(tài)金屬組合物包括：包含丙烯酸系樹脂和乙酸丁酸纖維素的粘結(jié)劑、蠟、有機(jī)溶劑和包含PVD薄鋁片的鋁顏料。多層涂層體系具有大于10的隨角異色指數(shù)并包括基底、圍繞所述基底布置并由液態(tài)金屬組合物形成的液態(tài)金屬層和圍繞所述液態(tài)金屬層布置并由面漆組合物形成的面漆層。用液態(tài)金屬組合物和面漆組合物涂裝基底以形成多層涂層體系的方法包括將液態(tài)金屬組合物以大于10％的涂施固體百分比施加到基底上以形成液態(tài)金屬層、將面漆組合物施加到液態(tài)金屬層上以形成面漆層和固化這些層以形成多層涂層體系的步驟。
【專利說(shuō)明】液態(tài)金屬組合物
[0001]發(fā)明背景
1.發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明總體上涉及液態(tài)金屬組合物、多層涂層體系和形成該多層涂層體系的方法。
2.【背景技術(shù)】
[0003]汽車制造商在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。為了競(jìng)爭(zhēng)，汽車制造商必須以盡可能最低的成本提供對(duì)消費(fèi)者有吸引力的車輛。
[0004]銀色轎車對(duì)消費(fèi)者有吸引力。通常，銀色即使不是新車買主選擇的最受歡迎的顏色，也是最受歡迎的顏色之一。隨著銀色轎車的流行度提高，汽車制造商因此提供了各種銀色。因此，目前可獲得多種多樣的銀色，包括金屬色。盡管可獲得多種多樣的銀色，但汽車制造商想要另外的、既經(jīng)濟(jì)又有吸引力的銀色漆和用于施加這種銀色漆的汽車涂裝法。
[0005]傳統(tǒng)上，汽車涂裝過(guò)程包括基底，例如車身的準(zhǔn)備。在準(zhǔn)備好基底后，將基底移到噴漆室中，在此通常用自動(dòng)涂施器施加底涂(basecoat)組合物以形成底涂層。在噴漆室中，還用另一自動(dòng)涂施器施加清漆(clearcoat)組合物以形成清漆層。然后將該基底移到烘房中，在此烘烤基底以固化這些層并形成多層涂層。上述汽車涂裝法是典型的汽車涂裝法。
[0006]將汽車涂成銀色通常涉及復(fù)雜昂貴的銀色底涂組合物和汽車涂裝工藝。銀色是施加銀色底涂組合物并形成銀色底涂層的結(jié)果。
[0007]—開始，配制銀色底涂組合物以包含粘結(jié)劑，即樹脂、交聯(lián)劑、添加劑、顏料和溶齊U。更具體地，銀色底涂組合物通常包含顏料，如薄鋁片，其與各種顏料，如黑色和白色顏料組合，為銀色底涂層提供銀色。薄鋁片在銀色底涂組合物中的分散、薄鋁片的尺寸和形狀、銀色底涂組合物的流變性質(zhì)、銀色底涂組合物的施加和薄鋁片在銀色底涂層內(nèi)的取向影響該銀色底涂層的光學(xué)性質(zhì)。
[0008]一種光學(xué)性質(zhì)一光反射一在銀色底涂層的表征中特別有用。通常通過(guò)travel (漆膜顏色隨觀察角的變化)或隨角異色指數(shù)(flop index)表征觀察到的光反射變化。傳統(tǒng)上，需要具有低隨角異色指數(shù)的銀色底涂層以致從多個(gè)角度和在曲面上看時(shí)該銀色底涂層看起來(lái)均勻。通常，銀色底涂層中的低隨角異色指數(shù)要求薄鋁片在銀色底涂層內(nèi)無(wú)規(guī)取向。最近，具有高隨角異色指數(shù)的銀色底涂層越來(lái)越受歡迎，以致從多個(gè)角度和在曲面上看時(shí)該銀色底涂層看起來(lái)不同，這種外觀通常被稱作“液態(tài)金屬”外觀。通常，銀色底涂層中的高隨角異色指數(shù)要求薄鋁片在銀色底涂層內(nèi)基本平行于基底取向。為了形成具有高隨角異色指數(shù)的銀色底涂層，手工施加具有低固含量，即高溶劑量的銀色底涂組合物。由于具有低固含量的液態(tài)底涂組合物手工施加，汽車制造商對(duì)具有高隨角異色指數(shù)的銀色底涂層的使用受限。
[0009]已經(jīng)努力配制可借助高效汽車涂裝工藝施加的經(jīng)濟(jì)的銀色底涂組合物以形成具有高隨角異色指數(shù)的銀色底涂層。迄今，尚未用經(jīng)濟(jì)的銀色底涂組合物實(shí)現(xiàn)可借助高效汽車涂裝工藝施加的具有高隨角異色指數(shù)和“液態(tài)金屬”外觀的銀色底涂層。
[0010]發(fā)明概述和優(yōu)點(diǎn)
[0011]本發(fā)明提供液態(tài)金屬組合物。該液態(tài)金屬組合物包括包含丙烯酸系樹脂和乙酸丁酸纖維素的粘結(jié)劑、蠟、有機(jī)溶劑和包含PVD薄鋁片的鋁顏料。
[0012]本發(fā)明還提供具有大于10的隨角異色指數(shù)的多層涂層體系，其包括基底、圍繞所述基底布置并由所述液態(tài)金屬組合物形成的液態(tài)金屬層和圍繞所述液態(tài)金屬層布置并由面漆組合物形成的面漆層。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步提供用液態(tài)金屬組合物和面漆組合物涂裝基底以形成多層涂層體系的方法。該方法包括如下步驟:將具有大于10%的涂施固體百分比的液態(tài)金屬組合物施加到基底上以形成液態(tài)金屬層、將面漆組合物施加到液態(tài)金屬層上以形成面漆層和固化這些層以形成多層涂層體系。
[0014]可以將本發(fā)明的液態(tài)金屬組合物施加到基底上以形成對(duì)消費(fèi)者有吸引力的具有高隨角異色指數(shù)和“液態(tài)金屬”外觀的液態(tài)金屬層。此外，該液態(tài)金屬組合物是經(jīng)濟(jì)的并可以借助高效汽車涂裝工藝施加。
[0015]附圖簡(jiǎn)述
[0016]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)是容易想到的，在聯(lián)系附圖考慮時(shí)，參照說(shuō)明書下文可更好地理解它們，其中:
[0017]圖1是大致描述用液態(tài)金屬組合物和面漆組合物涂裝基底以形成本發(fā)明的多層涂層的方法的流程圖；
[0018]圖2是包含基底、液態(tài)金屬層和面漆層的本發(fā)明的多層涂層體系的截面圖；
[0019]圖3是大致描述用底涂組合物、液態(tài)金屬組合物和面漆組合物涂裝基底以形成本發(fā)明的多層涂層體系的方法的流程圖；
[0020]圖4是包含基底、底涂層、液態(tài)金屬層和面漆層的本發(fā)明的多層涂層體系的截面圖；
[0021]圖5是大致描述用底涂組合物、清漆組合物、液態(tài)金屬組合物和面漆組合物涂裝基底以形成本發(fā)明的多層涂層體系的方法的流程圖；且
[0022]圖6是包含基底、底涂層、清漆層、液態(tài)金屬層和面漆層的本發(fā)明的多層涂層體系的截面圖。
[0023]發(fā)明詳述
[0024]本發(fā)明提供了液態(tài)金屬組合物、多層涂層體系12和涂裝基底10以形成多層涂層體系12的方法，各自在下文中更詳細(xì)描述。要認(rèn)識(shí)到，“液態(tài)金屬”不是指真的液態(tài)金屬，而是由液態(tài)金屬組合物形成的液態(tài)金屬層/涂層的“液態(tài)金屬”外觀。參照附圖，其中在所示幾個(gè)視圖中相同數(shù)字都是指相應(yīng)部件，用液態(tài)金屬組合物和面漆組合物涂裝基底10以形成多層涂層體系12的方法一般顯示為14。本發(fā)明的液態(tài)金屬組合物、多層涂層體系12和方法14特別適用于汽車涂布工業(yè)；但是，要認(rèn)識(shí)到，液態(tài)金屬組合物、多層涂層體系12和方法14不限于汽車涂布工業(yè)。例如，液態(tài)金屬組合物、多層涂層體系12和方法14可用于家具涂布工業(yè)。
[0025]基底10可包含任何類型的材料，如金屬、合金、聚合物材料等。此外，基底10可經(jīng)過(guò)預(yù)處理和/或已具有位于其上的涂層。通常，基底10是汽車車身。要認(rèn)識(shí)到，汽車車身可以是任何類型的汽車車身；例如，汽車車身可以是轎車、卡車、SUV、拖車、公共汽車等。此夕卜，要認(rèn)識(shí)到，術(shù)語(yǔ)“汽車車身”還包括汽車部件，如保險(xiǎn)杠、鏡子和/或車身板件。如上所述，汽車車身可具有位于其上的涂層。例如，基底10可以是其上具有磷化膜、e-涂層、底漆層、底涂層、清漆層或它們的任何組合的汽車車身。
[0026]本發(fā)明提供了液態(tài)金屬組合物。該液態(tài)金屬組合物包括包含丙烯酸系樹脂和乙酸丁酸纖維素的粘結(jié)劑、蠟、有機(jī)溶劑和包含PVD薄鋁片18的鋁顏料。將液態(tài)金屬組合物施加到基底10上以形成液態(tài)金屬層16。
[0027]如本領(lǐng)域中已知，粘結(jié)劑，也稱作樹脂，包括多種多樣可能的化學(xué)和功能。粘結(jié)劑可包括一種或多種樹脂，通常包括樹脂的組合。
[0028]粘結(jié)劑包括丙烯酸系樹脂。該粘結(jié)劑可包括兩種或更多種丙烯酸系樹脂。丙烯酸系樹脂通常具有羥基官能。丙烯酸系樹脂通常具有大于1，000，更通常2，000至20，000，最通常3，000至15，000g/mol的數(shù)均分子量(Mn)。不受制于理論，但相信，具有在上述范圍內(nèi)的分子量的丙烯酸系樹脂優(yōu)化了鋁顏料在液態(tài)金屬組合物施加過(guò)程中和在由其形成的液態(tài)金屬層中的取向?；?00重量份液態(tài)金屬組合物粘結(jié)劑，丙烯酸系樹脂通常以10至80重量％的量，更通常20至70重量％的量,最通常40至60重量％的量包含在液態(tài)金屬組合物中。
[0029]粘結(jié)劑還可包括交聯(lián)劑，例如但不限于，三聚氰胺甲醛樹脂。如果包括三聚氰胺甲醛樹脂，則三聚氰胺甲醛樹脂通常用于與丙烯酸系樹脂反應(yīng)。也就是說(shuō)，三聚氰胺甲醛樹脂用于交聯(lián)或固化丙烯酸系樹脂。因此，通?？紤]所選的具體丙烯酸系樹脂來(lái)選擇三聚氰胺甲醛樹脂。在一個(gè)實(shí)施方案中，三聚氰胺甲醛是具有55:45甲基:丁基比例的六甲氧基甲基/正丁基-三聚氰胺甲醛?；?00重量％液態(tài)金屬組合物粘結(jié)劑，交聯(lián)劑通常以5至60重量％的量，更通常以10至45重量％的量，最通常以15至35重量％的量存在于液態(tài)金屬組合物中。
[0030]粘結(jié)劑還包括乙酸丁酸纖維素。乙酸丁酸纖維素是纖維素的聚合物酯并可以被視為樹脂?？梢詫⒁宜岫∷崂w維素添加到液態(tài)金屬組合物中以(I)改變液態(tài)金屬組合物的流變性質(zhì)和(2)改進(jìn)由其形成的液態(tài)金屬層的物理性質(zhì)，例如硬度和抗紫外線性質(zhì)。作為流變改性劑，乙酸丁酸纖維素通常與蠟一起發(fā)揮作用以利于“濕碰濕”施加液態(tài)金屬組合物與面漆組合物，將在下文更詳細(xì)論述。
[0031]乙酸丁酸纖維素的粘度和數(shù)均分子量(Mn)影響液態(tài)金屬組合物的整體流變學(xué)以及涂施性質(zhì)，如可噴涂性。通常，乙酸丁酸纖維素具有(I)根據(jù)ASTM D1343測(cè)試時(shí)在25°C下0.5至80，更通常I至80，最通常74至78泊的粘度，和(2) 5000至100，000，更通常20，000至80，000，最通常65，000至75，000g/mol的數(shù)均分子量(Mn)。
[0032]乙酸丁酸纖維素的具體實(shí)例包括CAB-381-0.5和CAB_381_20，都可購(gòu)自EastmanChemical Company of Kingsport, TN?；?00重量份液態(tài)金屬組合物粘結(jié)劑，乙酸丁酸纖維素通常以0.1至40重量％的量，更通常以5至35重量％的量，最通常以10至30重量％的量存在于液態(tài)金屬組合物中。
[0033]粘結(jié)劑還可包括環(huán)氧樹脂?？梢詫h(huán)氧樹脂添加到液態(tài)金屬組合物中以改進(jìn)由其形成的液態(tài)金屬層的耐久性、薄膜開裂和粘合性質(zhì)。通常，環(huán)氧樹脂具有(I)在25°C下，I至1000，更通常I至100，最通常5至15厘泊的粘度和(2) 20，000至200，000，更通常50，000至100，000，最通常90，000至100，000的環(huán)氧當(dāng)量重量?；?00重量％液態(tài)金屬組合物粘結(jié)劑，環(huán)氧樹脂通常以0.1至10重量％的量，更通常以I至5重量％的量，最通常以1.5至4.0重量％的量存在于液態(tài)金屬組合物中。
[0034]要認(rèn)識(shí)到，粘結(jié)劑可包括上述樹脂以及本領(lǐng)域中已知的其它樹脂和交聯(lián)劑的任意組合?；?00重量％液態(tài)金屬組合物中的固體，粘結(jié)劑通常以5至60重量％的量，更通常以10至50重量％的量，最通常以15至45重量％的量存在于液態(tài)金屬組合物中。固體是液態(tài)金屬組合物中的固體組分，如粘結(jié)劑、蠟、顏料等。
[0035]液態(tài)金屬組合物還包含蠟。通常，蠟是在環(huán)境溫度附近有延展性的化學(xué)物質(zhì)。蠟通常具有高于45°C的熔點(diǎn)以產(chǎn)生低粘液體。蠟通常是有機(jī)化合物并可以是合成的或天然存在的。蠟通?？扇苡谟袡C(jī)溶劑。因此，蠟可作為蠟溶液包括在內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，形成包括臘的臘溶液以溶解臘，基于100重量％臘溶液,其包含6重量％的乙烯-丙烯酸共聚物、41重量％的AromaticlOO和53重量％的乙酸正丁酯。將該蠟溶液添加到液態(tài)金屬組合物中?；?00重量％液態(tài)金屬組合物，蠟通常以小于5重量％的量，更通常以小于I重量％的量，最通常以0.1至0.3重量％的量存在于液態(tài)金屬組合物中。
[0036]液態(tài)金屬組合物還包含鋁顏料。液態(tài)金屬組合物可包含單一鋁顏料或可包含不同鋁顏料的混合物。鋁顏料優(yōu)化了多層涂層的光學(xué)性質(zhì)以提供大于10的高travel和隨角異色指數(shù)，即“液態(tài)金屬”外觀。
[0037]通常，鋁顏料包含通過(guò)物理氣相沉積形成的薄鋁片，其在本領(lǐng)域中被稱作PVD薄鋁片18。PVD薄鋁片18的物理性質(zhì)，包括粒子形狀、尺寸和分布以及粒子厚度和表面特性影響液態(tài)金屬層16的光學(xué)性質(zhì)，如隨角異色指數(shù)。
[0038]PVD薄鋁片18通常具有如下粒度分布:I至30，更通常2至20，最通常4至6微米的DlO值；5至50，更通常10至20，最通常11至12微米的D50值；和小于75，更通常小于50，最通常小于24微米的D90值。D50描述了在PVD薄鋁片的分布中PVD薄鋁片的中值直徑。例如，在PVD薄鋁片的任何給定樣品中，50%的PVD薄鋁片具有小于D50的直徑，另外50%的PVD薄鋁片具有大于D50的直徑。DlO描述PVD薄鋁片的分布中最小的10% PVD薄鋁片的直徑。例如，在PVD薄鋁片的任何給定樣品中，10%的PVD薄鋁片具有小于DlO的直徑，且90%的PVD薄鋁片具有大于DlO的直徑。D90描述PVD薄鋁片的分布中最大的10%PVD薄鋁片的直徑。例如，在PVD薄鋁片的任何給定樣品中，90 %的PVD薄鋁片具有小于D90的直徑，且10%的PVD薄鋁片具有大于D90的直徑。
[0039]相對(duì)于傳統(tǒng)薄鋁片，PVD薄鋁片18通常具有光滑頂表面和底表面。另外，PVD薄鋁片18通常具有10至150，更通常25至100，最通常30至50納米的厚度。PVD薄鋁片18的光滑頂表面和底表面以及厚度影響液態(tài)金屬層的光反射和“液態(tài)金屬”外觀。也就是說(shuō)，由于PVD薄鋁片18光滑、薄并且平鋪(lays down)，也就是說(shuō)，相對(duì)于基底10的表面更平整取向，包含PVD薄鋁片18的液態(tài)金屬組合物產(chǎn)生更加“液態(tài)金屬”的效應(yīng)。
[0040]PVD薄鋁片18在液態(tài)金屬層16中的取向受基底10的形貌、液態(tài)金屬組合物的配方和液態(tài)金屬組合物在基底10上的施加的影響。但是，PVD薄鋁片18的物理性質(zhì)也影響PVD薄鋁片18在液態(tài)金屬層16中的取向。通常，PVD薄鋁片18的物理性質(zhì)促進(jìn)PVD薄鋁片18如圖2、4和6中所示在液態(tài)金屬層16內(nèi)靠近并基本平行于基底10取向。不受制于理論，但相信，漂浮或非漂浮性質(zhì)由薄片的“浮動(dòng)”能力決定，更好浮動(dòng)的薄片往往更均勻分布在該層的表面上。不受制于理論，還相信，本發(fā)明的液態(tài)金屬組合物的PVD薄鋁片18表現(xiàn)出非漂浮性質(zhì)。也就是說(shuō)，盡管PVD薄鋁片18平行于基底10取向并均勻分布在基底10上，但PVD薄鋁片18傾向于靠近基底10取向而非“漂浮”在液態(tài)金屬組合物中。PVD薄鋁片18的非漂浮性質(zhì)歸因于PVD薄鋁片18的厚度和表面特性以及丙烯酸系樹脂的分子量。由于PVD薄鋁片的非漂浮性質(zhì)，液態(tài)金屬層16表現(xiàn)出大于10的隨角異色指數(shù)和“液態(tài)金屬”外觀并由于PVD薄鋁片18傾向于靠近基底10取向而耐久。
[0041]在一個(gè)實(shí)施方案中，鋁顏料包含具有如下粒度分布的PVD薄鋁片18:D10值為I至30微米，D50值為5至50微米，且D90值小于75微米，且PVD薄鋁片18靠近基底10并在液態(tài)金屬層16內(nèi)基本平行于基底10取向。
[0042]基于100重量份液態(tài)金屬組合物，PVD薄鋁片18通常以0.1至5重量％的量，更通常以I至2.5重量％的量，最通常以1.8至2.2重量％的量存在于液態(tài)金屬組合物中。當(dāng)PVD薄鋁片18根據(jù)上文闡述的范圍存在于液態(tài)金屬組合物中時(shí)，鋁顏料賦予多層涂層體系12最佳光學(xué)性質(zhì)，即高travel、高隨角異色指數(shù)和“液態(tài)金屬”外觀。但是，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，基于100重量份液態(tài)金屬組合物，PVD薄鋁片18可以以大于5重量％的量存在于液態(tài)金屬組合物中并仍賦予液態(tài)金屬組合物足夠的光學(xué)性質(zhì)，如隨角異色指數(shù)和travel。
[0043]應(yīng)該理解的是，鋁顏料可包括并非通過(guò)物理氣相法制成的薄鋁片。例如，鋁顏料還可包含具有不規(guī)則邊緣和表面特性和大約0.1微米厚度的傳統(tǒng)研磨薄鋁片、具有透鏡形狀和光滑邊緣和表面特性和大約0.3至0.5微米厚度的薄鋁片，和/或具有相對(duì)光滑的邊緣和表面特性和大約0.8至1.2微米厚度的薄鋁片。應(yīng)該理解的是，鋁顏料可包括本文中沒(méi)有明確列舉或描述但仍落在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的一些其它組分。
[0044]如上所述，液態(tài)金屬組合物包含粘結(jié)劑和鋁顏料。液態(tài)金屬組合物中鋁顏料與粘結(jié)劑的比率影響液態(tài)金屬層16的成本和性質(zhì)。由于鋁顏料通常比液態(tài)金屬組合物的其它組分貴，以及提供具有最佳光學(xué)性質(zhì)，如隨角異色指數(shù)和travel的液態(tài)金屬層16，較低的鋁顏料/粘結(jié)劑比率通常合意。液態(tài)金屬組合物中的鋁顏料/粘結(jié)劑比率通常小于0.25，更通常小于0.20，最通常為0.08至0.18。
[0045]液態(tài)金屬組合物包含有機(jī)溶劑。液態(tài)金屬組合物的有機(jī)溶劑通常包括溶劑的混合物。本領(lǐng)域技術(shù)人員通常選擇在液態(tài)金屬層16成形過(guò)程中容易蒸發(fā)的溶劑組分。合適的溶劑包括，但不限于，二醇、酯、醚-酯、二醇-酯、醚-醇、脂族烴、芳烴、酮及其組合。合適的溶劑的具體實(shí)例包括，但不限于，Aromatic7100、Aromaticl50、異丙醇、乙酸正丁酯、乙酸伯戊酯、PM乙酸酯、丙酮、異丙醇、正丁醇、乙二醇單丁基醚、乙酸乙酯、丙醇、丙酸正戊酯、氨基甲基丙醇、正甲基吡咯烷酮和水。
[0046]液態(tài)金屬組合物還可包含顏料。顏料通常為賦予由液態(tài)金屬組合物形成的液體金屬涂層以顏色而包含在液態(tài)金屬組合物中。這樣的顏料通常是本領(lǐng)域中已知的并由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所需顏色、耐久性、耐候性和耐化學(xué)性選擇。合適的顏料包括無(wú)機(jī)金屬氧化物、有機(jī)化合物、金屬薄片(非薄鋁片)、云母、增量或填充顏料和緩蝕顏料，如鉻酸鹽、硅石、硅酸鹽、磷酸鹽、鑰酸鹽及其組合。如果包含在液態(tài)金屬組合物中，顏料可以以各種量包含在內(nèi)。
[0047]液態(tài)金屬組合物還可包含磷酸酯/鹽組分，如磷酸酯。磷酸酯/鹽組分通常為改進(jìn)液態(tài)金屬涂層與基底10的粘合而包含在液態(tài)金屬組合物中。合適的磷酸酯是LUBR1ZOL? 2061, LDBRIZOL? 2062和LUBR1ZOL? 2063,都可購(gòu)自 LubrizolCorporation of Wickliffe, 0H。如果包含在液態(tài)金屬組合物中，則該磷酸酯可以以各種量包含在內(nèi)。
[0048]液態(tài)金屬組合物還可包含添加劑組分。添加劑組分可包括本領(lǐng)域中已知的任何合適的添加劑組分或添加劑組分混合物。添加劑組分通常包括添加劑組分的組合。合適的添加劑組分可選自催化劑、去光或消光劑、表面活性劑、填料、增塑劑、乳化劑、調(diào)質(zhì)劑、增稠齊U、粘合促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑、消泡劑、潤(rùn)濕添加劑及其組合。本文中沒(méi)有具體列舉的其它添加劑組分也可適用于本發(fā)明。如果包含在液態(tài)金屬組合物中，則添加劑組分可以以各種量包含在內(nèi)。
[0049]多層涂層體系12還包括面漆組合物。將面漆組合物施加到液態(tài)金屬層16上以形成面漆層20。面漆組合物可以是如本領(lǐng)域中公知的液體或粉末。面漆層20通常透明和/或清澈并通常但不總是多層涂層體系12相對(duì)于基底10而言的最外層。但是，應(yīng)該理解的是，可以在面漆層20上施加附加層。
[0050]多層涂層體系12任選包括底涂組合物。將底涂組合物施加到基底10上以形成底涂層22。底涂組合物可以是如本領(lǐng)域中公知的液體或粉末。
[0051]多層涂層體系12任選包括清漆組合物。將清漆組合物施加到基底10上以形成清漆層24。清漆組合物可以是如本領(lǐng)域中公知的液體或粉末。
[0052]在施加上述各種層之前準(zhǔn)備基底10。基底10的準(zhǔn)備通常包括用磷酸鐵洗劑清潔基底10。在清潔基底10后，在基底10上施加電泳涂料(e-涂料)。e-涂料是本領(lǐng)域中已知的任何類型的e-涂料并可包含選自環(huán)氧系聚合物、丙烯酸系聚合物、本領(lǐng)域中已知的其它聚合物及其組合的聚合物。e-涂料優(yōu)選通過(guò)被稱作電沉積的方法施加，其中使基底10帶電并浸在e-涂料浴中。e-涂料浴包括與基底10相反的電荷。e-涂料浴中的粒子被吸引至基底10，中和，然后固化。優(yōu)選的方法14包括使基底10充當(dāng)陰極，其中該方法如本領(lǐng)域中公知的那樣被稱作陰極e-涂布。沉積到基底10上的e-涂料如本領(lǐng)域中公知的那樣在施加粉末底漆前在烘箱中固化。在固化e-涂層后，基底10的最終準(zhǔn)備包括打磨e-涂層以降低e-涂層的平均表面粗糙度(Ra)。
[0053]在施加e-涂層后，可以將底漆施加到基底10上以形成底漆層。底漆可以是水性的、溶劑型的、粉末、粉漿或本領(lǐng)域中已知的任何底漆。該底漆層不固化并通過(guò)如本領(lǐng)域中公知的標(biāo)準(zhǔn)涂裝技術(shù)施加到e-涂層上。
[0054]方法14包括將液態(tài)金屬組合物施加到基底10上以形成液態(tài)金屬層16的步驟。就方法14中可用的所有其它組分而言，液態(tài)金屬組合物正如上文對(duì)多層涂層體系12所述。
[0055]通常，將中間組合物運(yùn)輸?shù)街圃飕F(xiàn)場(chǎng)，并出于各種原因，在制造現(xiàn)場(chǎng)用溶劑進(jìn)一步稀釋以形成液態(tài)金屬組合物。液態(tài)金屬組合物在施加到基底10上時(shí)的固體百分比被稱作涂施固體百分比?；?00重量份液態(tài)金屬組合物，液態(tài)金屬組合物通常以大于10%的涂施固體百分比，更通常以11至35%的涂施固體百分比施加到基底10上以形成液態(tài)金屬層16。
[0056]在一個(gè)實(shí)施方案中，液態(tài)金屬組合物中鋁顏料與粘結(jié)劑的比率小于0.25，并且液態(tài)金屬組合物以11至35%的涂施固體百分比(基于100重量份液態(tài)金屬組合物)施加到基底10上以形成液態(tài)金屬層16。在另一實(shí)施方案中，液態(tài)金屬組合物中鋁顏料與粘結(jié)劑的比率為0.08至0.18，并且液態(tài)金屬組合物以11至35%的涂施固體百分比(基于100重量份液態(tài)金屬組合物)施加到基底10上以形成液態(tài)金屬層16。
[0057]—旦將中間組合物適當(dāng)稀釋以形成液態(tài)金屬組合物，通過(guò)空氣霧化或借助杯式涂施器(bell applicator)的杯式噴涂或任何其它等效方法將液態(tài)金屬組合物噴涂施加到基底10上。在用杯式涂施器將液態(tài)金屬組合物施加到基底10上時(shí)，液態(tài)金屬組合物通常以15，000至80，OOOrpm的旋杯(bell)速度施加，更通常以50，000至65，OOOrpm的旋杯速度施加，最通常以50，000至60，OOOrpm的旋杯速度施加。此外，在用杯式涂施器將液態(tài)金屬組合物施加到基底10上時(shí)，液態(tài)金屬組合物通常以50至800cc/min的流速施加，更通常以100至500cc/min的流速施加,最通常以150至350cc/min的流速施加。然后將液態(tài)金屬組合物在環(huán)境溫度下晾一段時(shí)間。上文提出的旋杯速度和流速的范圍可隨其它加工參數(shù)而變，例如，在汽車應(yīng)用中，流速取決于機(jī)器人(robots)數(shù)量、生產(chǎn)線速度(line speed)和每單位時(shí)間(例如分鐘)的涂裝面積(例如平方英尺)。
[0058]一旦施加到基底10上，液態(tài)金屬組合物可通過(guò)施加熱、紅外輻射或紫外輻射中的至少一種來(lái)固化以形成液態(tài)金屬層16。在借助熱固化液態(tài)金屬組合物時(shí)，其通常在烘箱中在250° F至350° F的溫度下固化10至50分鐘金屬溫度。一旦固化，液態(tài)金屬層16通常小于0.7密爾厚，更通常小于0.5密爾厚，再更通常大于0.4密爾厚，最通常為0.2至0.4密爾厚。
[0059]方法14還包括將面漆組合物施加到液態(tài)金屬層16上以形成面漆層20的步驟。面漆層20正如上文對(duì)多層涂層體系12所述。面漆組合物可通過(guò)施加熱、紅外輻射或紫外輻射中的至少一種來(lái)固化以形成液態(tài)金屬層16。在借助熱固化面漆組合物時(shí)，其通常在烘箱中在250° F至350° F的溫度下固化10至50分鐘金屬溫度。
[0060]面漆層20可以與液態(tài)金屬層16分開或同時(shí)固化。如果將面漆組合物施加到基底10上以形成液態(tài)金屬層16并將面漆組合物施加到液態(tài)金屬層16上，則將面漆組合物施加到液態(tài)金屬層16上的步驟可以進(jìn)一步是指將面漆組合物濕碰濕施加到液態(tài)金屬層16上以使這些層同時(shí)固化。一旦液態(tài)金屬層16和面漆層20固化,液態(tài)金屬層16和面漆層20的總厚度通常小于3.5密爾厚，更通常小于2.6密爾厚，最通常2.0密爾厚至2.6密爾厚。在各種實(shí)施方案中，液態(tài)金屬層16小于0.4密爾厚,且液態(tài)金屬層16和所述面漆層20 —共小于2.6密爾厚。
[0061]在一個(gè)實(shí)施方案中，多層涂層體系12包含液態(tài)金屬層16和面漆層20。圖1是大致描述用液態(tài)金屬組合物和面漆組合物涂裝基底10以形成多層涂層體系12的方法14的流程圖，圖2是在基底10上的包含液態(tài)金屬層16和面漆層20的多層涂層體系12的截面圖。
[0062]方法14在施加液態(tài)金屬組合物的步驟之前任選包括將底涂組合物施加到基底10上以形成底涂層22的步驟。通常通過(guò)本領(lǐng)域中公知的標(biāo)準(zhǔn)涂裝技術(shù)將底涂組合物施加到準(zhǔn)備好的基底10上。
[0063]在另一實(shí)施方案中，多層涂層體系12包含底涂層22、液態(tài)金屬層16和面漆層20。圖3是大致描述用底涂組合物、液態(tài)金屬組合物和面漆組合物涂裝基底10以形成多層涂層體系12的方法14的流程圖，圖4是在基底10上的包含底涂層22、液態(tài)金屬層16和面漆層20的多層涂層體系12的截面圖。
[0064]方法14在施加液態(tài)金屬組合物的步驟之前還任選包括將清漆組合物施加到準(zhǔn)備好的基底10或底涂層22上以形成清漆層24的步驟。通過(guò)本領(lǐng)域中公知的標(biāo)準(zhǔn)涂裝技術(shù)將清漆組合物施加到基底10上。
[0065]在另一實(shí)施方案中，多層涂層體系12包含底涂層22、清漆層24、液態(tài)金屬層16和面漆層20。圖5是大致描述用底涂組合物、清漆組合物、液態(tài)金屬組合物和面漆組合物涂裝基底10以形成多層涂層體系12的方法14的流程圖，圖6是在本發(fā)明的基底10上的包含底涂層22、清漆層24、液態(tài)金屬層16和面漆層20的多層涂層體系12的截面圖。
[0066]如上所述，方法14包括施加液態(tài)金屬組合物和面漆組合物和任選施加底涂組合物和清漆組合物的步驟。上文剛列出的組合物可以以任何次序,在一次或多次涂施中施加。此外，上文列出的組合物可以相繼、部分同時(shí)(即，既相繼又同時(shí)固化層)或完全同時(shí)(即同時(shí)固化所有層)固化。此外，在借助熱固化這些組合物時(shí)，這些組合物可以在各種溫度和時(shí)間下固化并仍落在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
[0067]方法14提供多層涂層體系12。包含液態(tài)金屬層16的多層涂層體系12隨觀察角變化反射不同強(qiáng)度的光。多層涂層體系12具有由“L”值、“a”值和“b”值規(guī)定的顏色，SP制品20具有L*a*b*值?？梢酝ㄟ^(guò)分光光度計(jì)根據(jù)Hunter Lab色標(biāo)測(cè)量多層涂層體系12的L*a*b*值。Hunter Lab色標(biāo)是色彩領(lǐng)域技術(shù)人員公知的測(cè)色系統(tǒng)。用于測(cè)量L*a*b*值的分光光度計(jì)通常是45° /0°分光光度計(jì),如可購(gòu)自X-Rite Incorporated of GrandRapids, MI的那些,但也可以使用其它類型的分光光度計(jì)。在Hunter Lab色標(biāo)中,“L”值與代表亮度和暗度的中心垂直軸相關(guān)聯(lián)，最亮的是“L”= 100 (白)，最暗的是“L” = 0(黑)。此外，在Hunter Lab色標(biāo)中，“a”值與紅/綠標(biāo)度相關(guān)聯(lián)，“b”值與黃/藍(lán)標(biāo)度相關(guān)聯(lián)。要認(rèn)識(shí)到，不同于“L”值，“a”和“b”值沒(méi)有數(shù)值極限。正的a值是紅色，負(fù)的a值是綠色。正的“b”值是黃色，負(fù)的“b”值是藍(lán)色。要認(rèn)識(shí)到，可以使用其它色標(biāo)測(cè)定制品20的顏色，如CIELAB色彩空間。
[0068]方法14提供了多層涂層體系12。包含液態(tài)金屬層16的多層涂層體系12隨觀察角變化反射不同強(qiáng)度的光。通常，將觀察角分成三類:“Face”(近鏡面)、“Mid-speCUlar”(或漫射)和“Flop” (遠(yuǎn)鏡面)。這些類別在測(cè)角分光光度計(jì)上與觀察角如下相關(guān):近鏡面為15或25° ;mid-specular為45° ;且遠(yuǎn)鏡面為75或110°。參照與法線呈45°的鏡面角測(cè)定觀察角。通常，travel被描述為是與呈現(xiàn)較灰暗的“Flop”比較時(shí)“Face”呈亮銀色的差異程度。
[0069]觀察到的光反射變化的另一表示方法由隨角異色指數(shù)給出。隨角異色指數(shù)衡量旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)觀察角時(shí)涂層的反射變化。隨角異色指數(shù)O代表單色，而大于10的較高隨角異色指數(shù)指示“液態(tài)金屬效應(yīng)”。如下計(jì)算隨角異色指數(shù):
[0070]隨角異色指數(shù)=2.69 (L*15 - L*110) L11 / (L*45)α 86
[0071]本發(fā)明的多層涂層體系12通常具有大于10，更通常大于12，最通常12至20的隨角異色指數(shù)。
[0072]下列實(shí)施例意在例示本發(fā)明并且無(wú)論如何不應(yīng)被視為限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例[0073]實(shí)施例多層涂層1-5 (通過(guò)“濕碰濕”法形成)
[0074]根據(jù)本發(fā)明形成與實(shí)施例組合物1-3對(duì)應(yīng)的液態(tài)金屬組合物。在表1中列舉和例示了實(shí)施例組合物1-3。由實(shí)施例組合物2和3借助也根據(jù)本發(fā)明的“濕碰濕”法形成實(shí)施例多層涂層1-5。用于形成實(shí)施例組合物1-3的各組分的量和類型顯示在表1中，除非另行指明，所有值為重量份，基于涂施前的組分總重量為100重量份。
[0075]表1
【權(quán)利要求】
1.具有大于10的隨角異色指數(shù)的多層涂層體系，所述多層涂層體系包含: (A)基底； (B)圍繞所述基底布置并由液態(tài)金屬組合物形成的液態(tài)金屬層，所述液態(tài)金屬組合物具有大于10%的涂施固體百分比并包含: 包含丙烯酸系樹脂和乙酸丁酸纖維素的粘結(jié)劑， 蠟， 有機(jī)溶劑，和 包含PVD薄鋁片的鋁顏料；和 (C)圍繞所述液態(tài)金屬層布置并由面漆組合物形成的面漆層。
2.如權(quán)利要求1中所述的多層涂層體系，其中所述液態(tài)金屬組合物中所述鋁顏料與所述粘結(jié)劑的比率小于0.25。
3.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)中所述的多層涂層體系，其中所述液態(tài)金屬組合物具有11%至35%的涂施固體百分比。
4.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)中所述的多層涂層體系，其中所述PVD薄鋁片具有DlO值為I至30微米、D50值為5至50微米且D90值小于75微米的粒度分布。
5.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)中所述的多層涂層體系，其通過(guò)濕碰濕系統(tǒng)形成，其中所述液態(tài)金屬層和所述面漆層同時(shí)固化。
6.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)中所述的多層涂層體系，其中所述液態(tài)金屬層小于0.4密爾厚，且其中所述液態(tài)金屬層和所述面漆層一共小于2.6密爾厚。
7.用液態(tài)金屬組合物和面漆組合物涂裝基底以形成多層涂層體系的方法，所述方法包括如下步驟: 將包含粘結(jié)劑、蠟、有機(jī)溶劑和鋁顏料的液態(tài)金屬組合物以大于10%的涂施固體百分比施加到基底上以形成液態(tài)金屬層； 將面漆組合物施加到液態(tài)金屬層上以形成面漆層；和 固化這些層以形成具有大于10的隨角異色指數(shù)的多層涂層體系。
8.如權(quán)利要求7中所述的方法，其中所述液態(tài)金屬層小于0.4密爾厚，且所述液態(tài)金屬層和所述面漆層一共小于2.6密爾厚。
9.如權(quán)利要求7或8中所述的方法，其中將面漆組合物施加到液態(tài)金屬層上的步驟進(jìn)一步限定為將面漆組合物濕碰濕施加到液態(tài)金屬層上以使這些層同時(shí)固化。
10.如權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)中所述的方法，在施加液態(tài)金屬組合物的步驟之前進(jìn)一步包括將底涂組合物施加到基底上以形成底涂層的步驟。
11.如權(quán)利要求7至10任一項(xiàng)中所述的方法，在施加液態(tài)金屬組合物的步驟之前包括將清漆組合物施加到底涂層上以形成清漆層的步驟。
12.如權(quán)利要求7至11任一項(xiàng)中所述的方法，其中所述液態(tài)金屬組合物中所述鋁顏料與所述粘結(jié)劑的比率小于0.25，且其中所述液態(tài)金屬組合物以11%至35%的涂施固體百分比施加。
13.如權(quán)利要求7至12任一項(xiàng)中所述的方法，其中所述多層涂層體系具有大于12的隨角異色指數(shù)。
14.如權(quán)利要求7至13任一項(xiàng)中所述的方法，其中所述鋁顏料包含PVD薄鋁片，所述PVD薄鋁片具有DlO值為I至30微米、D50值為5至50微米且D90值小于75微米的粒度分布，且其中所述PVD薄鋁片在液態(tài)金屬層內(nèi)靠近基底并基本平行于基底取向。
15.如權(quán)利要求7至14任一項(xiàng)中所述的方法，其中施加液態(tài)金屬組合物的步驟進(jìn)一步限定為將液態(tài)金屬組合物以一道和二道涂層施加到基底上。
16.液態(tài)金屬組合物，其形成具有大于10的隨角異色指數(shù)的液態(tài)金屬層，所述液態(tài)金屬組合物包含: (A)包含丙烯酸系樹脂和乙酸丁酸纖維素的粘結(jié)劑； (B)蠟； (C)有機(jī)溶劑；和 (D)包含PVD薄鋁片的鋁顏料。
17.如權(quán)利要求16中所述的液態(tài)金屬組合物，其中所述鋁顏料與所述粘結(jié)劑的比率小于 0.25。
18.如權(quán)利要求16或17中所述的液態(tài)金屬組合物，其具有大于10%的涂施固體百分比。
19.如權(quán)利要求16至18任一項(xiàng)中所述的液態(tài)金屬組合物，其中所述PVD薄鋁片具有DlO值為I至30微米、D50值為5至50微米且D90值小于75微米的粒度分布。
20.如權(quán)利要求16至19任一項(xiàng)中所述的液態(tài)金屬組合物，其中所述乙酸丁酸纖維素具有65，000至75，000g/mol的數(shù)均分子量(Mn)。
21.如權(quán)利要求16至20任一項(xiàng)中所述的液態(tài)金屬組合物，其中所述蠟包含乙烯-丙烯酸共聚物。
【文檔編號(hào)】B05D5/06GK103945951SQ201280055880
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月14日
【發(fā)明者】T·德桑布爾, G·梅諾夫茲克, S·斯溫, Z·P·佐爾尼, B·麥克德莫特, M·拉拉馬, P·杜德克, J·弗賴伊 申請(qǐng)人:巴斯夫涂料有限公司