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生产优化涂层的方法和使用所述方法可获得的涂层

摘要

本发明涉及一种在基底上生产至少一个涂层(B1)的方法,其具有至少步骤(1)至(5),即提供涂料组合物(BZ1)(1)、测定在根据步骤(1)提供的涂料组合物(BZ1)的雾化时形成的喷雾内的液滴尺寸分布的至少一个特征变量和/或测定这种喷雾的均匀度(2)、降低根据步骤(2)测定的喷雾的所述至少一个特征变量和/或均匀度(3)、至少将在步骤(3)后获得的具有降低的液滴尺寸分布的特征变量和/或降低的均匀度的涂料组合物(BZ1)施加到基底上以形成至少一个膜(F1)(4)和至少物理固化、化学固化和/或辐射固化通过根据步骤(4)施加(BZ1)而在基底上形成的所述至少一个膜(F1)以在基底上产生涂层(B1),还涉及位于基底上并借助这种方法可获得的涂层(B1)。

著录项

  • 公开/公告号CN112423900A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-02-26

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 巴斯夫涂料有限公司;

    申请/专利号CN201980042773.7

  • 申请日2019-06-24

  • 分类号B05D1/02(20060101);G01N15/02(20060101);B05B5/04(20060101);B05B5/043(20060101);B05B12/08(20060101);G01N15/00(20060101);

  • 代理机构11247 北京市中咨律师事务所;

  • 代理人张蓉珺;林柏楠

  • 地址 德国明斯特

  • 入库时间 2023-06-19 10:00:31

说明书

本发明涉及一种在基底上生产至少一个涂层(B1)的方法,其包括至少步骤(1)至(5),具体是提供涂料组合物(BZ1)(1)、测定在根据步骤(1)提供的涂料组合物(BZ1)的雾化时形成的喷雾内的液滴尺寸分布的至少一个特征变量和/或测定这种喷雾的均匀度(2)、降低根据步骤(2)测定的喷雾的所述至少一个特征变量和/或均匀度(3)、至少将在步骤(3)后获得的具有降低的液滴尺寸分布的特征变量和/或降低的均匀度的涂料组合物(BZ1)施加到基底上以形成至少一个膜(F1)(4),和至少物理固化、化学固化和/或辐射固化通过根据步骤(4)施加(BZ1)而在基底上形成的所述至少一个膜(F1)以在基底上产生涂层(B1),还涉及位于基底上并借助这种方法可获得的涂层(B1)。

现有技术

如今在汽车工业中特别存在一系列涂料组合物,如底色漆材料(basecoatmaterials),其借助旋转雾化施加到待涂布的特定基底上。这样的雾化器具有快速旋转的施加元件,例如钟形杯(bell cup),其将待施加的涂料组合物雾化,特别借助作用的离心力发生雾化,形成长丝,以产生液滴形式的喷雾。通常静电施加该涂料组合物,以使施加效率最大化和使喷逸(overspray)最小化。在钟形杯的边缘,通常通过对要涂施的涂料组合物直接施加高电压(直接充电)而将特别借助离心力雾化的涂料充电。在将各自的涂料组合物施加到基底上之后,将所得膜-如果适当在以一个或多个膜的形式在其上另外施加一种或多种其它涂料组合物之后-固化或烘烤以产生所得的所需涂层。

在涂层的特别所需性质(如防止或至少降低光学缺陷和/或表面缺陷(例如针孔、浑浊)的发展倾向或发生率)和/或它们的外观方面优化涂层(尤其是以这种方式获得的涂层)比较复杂并通常只能通过经验手段实现。这意味着必须首先生产这样的涂料组合物或通常,其整个试验系列,其中已改变不同的参数,然后如上一段中所述,必须施加到基底上并固化或烘烤。此后,必须就所需性质研究由此获得的一系列涂层,以便评估所研究的性质的任何可能的改进。通常,必须在进一步改变参数下多次重复这一程序,直至实现所研究的涂层在固化和/或烘烤后的性质的所需改进。

现有技术中的已知做法是基于它们的剪切粘度行为(剪切流变学)研究和表征用于生产这样的涂层的涂料组合物以使能够更好地理解它们的特定应用特性。在此有可能利用例如毛细管流变仪。但是,集中于研究剪切流变学的这种程序的缺点在于其无法考虑或充分考虑在旋转雾化的过程中发生的拉伸粘度的相当显著的影响(拉伸流变学)。拉伸粘度是材料在拉伸流动中的流阻的量度。在这方面相关的所有技术过程中,如在例如毛细管入口和毛细管出口流的情况下,通常除剪切流动外还发生这样的拉伸流动。在牛顿流动行为的情况下,可由其与常规测定的剪切粘度的常数比(特劳顿比)计算拉伸粘度。另一方面,在实践中在一系列应用中以高得多的频率发生的非牛顿流动行为的情况下,为了充分考虑上文的描述和表征中的拉伸流变学,通常必须借助拉伸流变仪实验测定拉伸粘度——作为独立于剪切粘度的参数。特别当进行上述旋转雾化法时,拉伸粘度可能对雾化过程和对长丝分裂成液滴以随后形成喷雾具有相当显著的影响。用于测定拉伸粘度的技术是现有技术中已知的。在此通常借助毛细管断裂拉伸流变仪(

因此需要一种生产涂层的方法,其使得能够获得就防止或至少降低光学缺陷和/或表面缺陷的形成倾向和/或发生率而言具有改进的性质的涂层,而不必经过生产这样的涂层通常需要的整个涂布和烘烤操作,特别不必就它们的所需性质进行所得涂层的较昂贵和不便的研究以能够评估所研究的性质的任何可能的改进。更甚的是因为这一程序通常必须重复多次直至实现对该涂层研究的性质的所需改进,这从经济和环境角度看都是不利的。

问题

因此,本发明解决的一个问题在于提供一种生产涂层的方法,其在经济和环境方面都有利并能够获得具有改进的性质的涂层,尤其是就防止或至少降低光学缺陷和/或表面缺陷的形成倾向和/或发生率而言。本发明解决的一个特定问题在于生产表现出较低的,特别是明显较低的形成缺陷如针孔的倾向和/或以改进的外观为特征的涂层。用于生产这些涂层的涂料组合物应具有极宽的应用窗口。本发明解决的一个问题特别在于提供使用水性底色漆材料(aqueous basecoat materials)作为用于生产底色漆层(basecoats),尤其是作为多层漆体系的一部分的底色漆层的涂料组合物的方法。

解决方案

通过权利要求书中要求保护的主题以及通过下列说明书中描述的这一主题的优选实施方案解决这一问题。

本发明的第一个主题因此是一种在基底上生产至少一个涂层(B1)的方法,其包括至少步骤(1)至(5),具体是

(1)提供涂料组合物(BZ1),

(2)测定在根据步骤(1)提供的涂料组合物(BZ1)的雾化时形成的喷雾内的液滴尺寸分布的至少一个特征变量和/或测定这种喷雾的均匀度,

其中喷雾的均匀度(homogeneity)对应于两个商数T

(3)降低根据步骤(2)测定的在涂料组合物(BZ1)的雾化时形成的喷雾的液滴尺寸分布的所述至少一个特征变量和/或所述喷雾的均匀度,

(4)至少将在步骤(3)后获得的具有降低的液滴尺寸分布的特征变量和/或降低的均匀度的涂料组合物(BZ1)施加到基底上以形成至少一个膜(F1),和

(5)至少物理固化、化学固化和/或辐射固化通过根据步骤(4)施加涂料组合物(BZ1)而在基底上形成的所述至少一个膜(F1)以在基底上产生涂层(B1)。

本发明的另一个主题是位于基底上并通过本发明的方法(即根据本发明的第一个主题)可获得的涂层(B1)。

根据步骤(2)的通过雾化形成的液滴的液滴尺寸分布的测定需要测定技术人员已知的至少一个特征变量,如液滴的合适的平均直径,特别例如D

根据步骤(2)的通过雾化形成的液滴的液滴尺寸分布的至少一个特征变量和/或均匀度在步骤(3)内的降低根据本发明被理解为是降低特征变量,如D

已经令人惊讶地发现,本发明的方法使得有可能生产具有改进的性质的涂层,尤其是就防止或至少降低光学缺陷和/或表面缺陷的形成倾向和/或发生率而言。在此更特别地发现,借助本发明的方法,有可能生产表现出更小(特别是明显更小)的形成缺陷如针孔的倾向和/或以改进的外观为特征的涂层。当本发明的方法中所用的涂料组合物(BZ1)是可用于生产底色漆层,尤其是作为多层漆体系的一部分的底色漆层的底色漆材料,如水性底色漆材料时,特别如此。

还已经令人惊讶地发现,本发明的方法能够实现与常规方法相比更经济和更环保的方案,因为可获得没有或至少具有更少光学缺陷和/或表面缺陷的涂层,尽管如此,却不需要经过生产这样的涂层和优化它们的上述有利性质通常必要的整个涂布和烘烤操作,特别不需要以较高成本和不便性分析所得涂层的所需性质以便评估所研究的性质的任何可能的改进。这从经济和环境角度看尤其有利,因为这一程序在常规方法内原本通常必须重复多次直至实现该涂层的受研究的性质的所需改进。因此,在这方面,本发明的方法成本更低和不便程度更低,并特别具有优于相应的常规方法的(时间)经济和资金优势。

特别令人惊讶地发现,可通过实施本发明的方法中的步骤(3),换言之通过降低在根据步骤(1)提供的涂料组合物(BZ1)的雾化时形成的喷雾的根据步骤(2)确定的液滴尺寸分布的所述至少一个特征变量和/或均匀度而在技术上实现关于防止或至少降低光学缺陷和/或表面缺陷的形成倾向和/或发生率的上述优点,这些特征变量和/或均匀度的测定在步骤(2)内进行。借助本发明的方法,令人惊讶地有可能基于涂料组合物(BZ1)的这种或这些确定的特征变量和/或确定的均匀度实现这种或这些特征变量和/或均匀度的降低并因此就制成的涂层而言至少降低光学缺陷和/或表面缺陷的发生率。在此作为比较的是借助相同方法但没有实施步骤(3)时制成的涂层。已经令人惊讶地发现,喷雾的液滴尺寸分布的特征变量和/或均匀度与上述光学缺陷和/或表面缺陷的发生率相关联,和/或与它们的预防/减少相关联。液滴尺寸分布的各自特征变量和/或均匀度越小,缺陷发生率越低。因此可能的是,根据在雾化中发生的液滴尺寸分布的特征变量和/或均匀度,能够控制制成的涂层的所得性质,如光学性质和/或表面性质,特别是防止或至少降低光学缺陷和/或表面缺陷的发生率。借助本发明的方法,换言之,基于对涂料组合物(BZ1)的雾化行为的研究、在步骤(2)中指定的特征变量和/或均匀度的测定、和在步骤(3)中的这种或这些特征变量和/或均匀度的降低,有可能改进最终涂层的性质,尤其是就针孔发生率、浑浊发生率、条痕(streakiness)发生率、平整度和/或外观的优化而言。已经令人惊讶地发现,特别地,这种或这些确定的特征变量和/或确定的均匀度与现有技术中已知的其它技术(如CaBER测量)相比更好地与这些性质相关联。

进一步发现,特别由于步骤(2)中指出的特征变量和/或均匀度的测定,充分考虑了在可用于生产涂层的涂料组合物,如涂料组合物(BZ1)的雾化时发生的拉伸粘度的影响。这特别是因为用这种测定可考虑较高的拉伸速率,即最多100 000s

如上文提到,进一步令人惊讶地发现,借助本发明的方法,特别雾化中用作涂料组合物(BZ1)的水性底色漆材料的情况下,可由对液滴测定的粒度分布,即确定的液滴尺寸分布,特别是基于作为液滴的特征变量的D

详述

在基底上生产涂层(B1)的方法

本发明的在基底上生产至少一个涂层(B1)的方法包括至少步骤(1)至(5)。

涂层(B1)优选是在基底上的多层漆体系的一部分。涂层(B1)优选代表在基底上的多层漆体系的底色漆(basecoat)层。所用基底优选是预涂基底。

借助本发明的方法,至少将涂层(B1)至少部分施加到基底上,优选覆盖基底的至少一个表面,优选完全覆盖。

本发明的方法包括至少步骤(1)至(5),但可任选也包括附加步骤。步骤(1)至(5)优选以数目顺序进行。在步骤(2)内,优选同步进行下面更详细描述的步骤(2a)和(2b);也就是说,根据步骤(2b)的光学捕捉优选在步骤(2a)的实施过程中进行。

任选地和优选地,在本发明的方法中,有可能将一种或多种附加涂料组合物施加到基底上,这些组合物各自优选不同于组合物(BZ1)并且彼此不同。特别如果组合物(BZ1)代表优选水性的底色漆材料,则有可能在实施步骤(4)之后(在湿压湿施加的情况下)或在实施步骤(5)之后施加至少一种附加涂料组合物,例如透明涂料(clearcoat)材料,如溶剂型透明涂料。透明涂料材料可以是商业透明涂料,其又通过常见技术施加,膜厚度也位于常见范围内,例如5至100微米。

本发明的方法优选包括至少一个附加步骤(4a),其在实施步骤(5)之前但在实施步骤(4)之后进行。步骤(4a)提出在实施步骤(5)之前将至少一种不同于涂料组合物(BZ1)的附加涂料组合物(BZ2)施加到根据步骤(4)获得的膜(F1)上,以产生膜(F2),并对所得膜(F1)和(F2)共同施以步骤(5)。涂料组合物(BZ2)优选是透明涂料材料,更优选是溶剂型透明涂料材料。

在施加透明涂料材料后,其可在室温(23℃)下闪蒸例如1至60分钟,并任选干燥。该透明涂料然后优选与施加的涂料组合物(BZ1)一起在步骤(5)内固化。在此,例如,发生交联反应以在基底上产生提供效果和/或提供颜色和效果的多层漆体系。

在本发明的方法内,优选使用金属基底。但是,非金属基底,尤其是塑料基底原则上也有可能。所用基底可能已被涂布。如果要涂布金属基底,其优选在施加二道底漆(surfacer)和/或头二道底漆(primer-surfacer)和/或底色漆材料之前用电泳漆(electrocoat)涂布。如果涂布塑料基底,其优选在施加二道底漆(surfacer)和/或头二道底漆(primer-surfacer)和/或底色漆材料之前进一步预处理。最常用于此类预处理的方法是火焰处理(flaming)、等离子体处理和电晕放电。优选使用火焰处理(flaming)。所用涂料组合物(BZ1)优选如上文提到是底色漆材料,更特别是水性底色漆材料。相应地,所得涂层(B1)优选是底色漆层。在这种情况下,在施加底色漆材料前,基底任选有可能含有至少一个上述涂层,即二道底漆(surfacer)和/或头二道底漆(primer-surfacer)和/或电泳漆(electrocoat)层。在这种情况下,所用基底优选具有电泳漆层(ETL),更优选通过电泳漆的阴极沉积施加的电泳漆层。

步骤(1)

本发明的方法的步骤(1)设想了提供涂料组合物(BZ1)。

步骤(2)

在本发明的方法的步骤(2)中,测定在根据步骤(1)提供的涂料组合物(BZ1)的雾化时形成的喷雾内的液滴尺寸分布的至少一个特征变量,和/或这种喷雾的均匀度,其中喷雾的均匀度对应于两个商数T

优选借助旋转雾化器或气动雾化器进行雾化。

“旋转雾化”或“高速旋转雾化”的概念是技术人员已知的概念。这样的旋转雾化器具有旋转施加元件,其由于作用的离心力而将待施加的涂料组合物雾化成液滴形式的喷雾。施加元件在这种情况下优选是金属钟形杯。

在借助雾化器旋转雾化的过程中,首先在钟形杯的边缘形成所谓的长丝,然后在雾化过程的进一步过程中继续进一步分裂成上述液滴,然后形成喷雾。长丝因此构成这些液滴的前体。长丝可通过它们的长丝长度(也称为“线长度”)和它们的直径(也称为“线直径”)描述和表征。

“气动雾化”的概念和用于这一用途的气动雾化器同样是技术人员已知的。

当进行步骤(2)时,充分考虑了在雾化过程中发生的拉伸粘度。技术人员知道拉伸粘度的概念,单位是帕斯卡-秒(Pa·s),作为材料在拉伸流动中的流阻的量度。测定拉伸粘度的技术同样是技术人员已知的。通常使用例如Thermo Scientific出售的所谓毛细管断裂拉伸流变仪(

优选通过实施至少下列方法步骤(2a)、(2b)和(2c)来测定步骤(2)中指出的平均特征变量或均匀度,具体如下

(2a)借助雾化器雾化根据步骤(1)提供的涂料组合物(BZ1),该雾化产生喷雾,

(2b)通过经过整个喷雾的横移光学测量(traversing optical measurement),光学捕捉通过根据步骤(2a)的雾化形成的喷雾的液滴,和(2c)基于通过根据步骤(2b)的光学捕捉获得的光学数据,测定喷雾内的液滴尺寸分布的至少一个特征变量和/或喷雾的均匀度。

步骤(2a)

本发明的方法的步骤(2a)涉及借助雾化器雾化涂料组合物(BZ1),该雾化产生喷雾。雾化器优选如上所述是旋转雾化器或气动雾化器。如果使用旋转雾化器,其优选具有能够旋转的钟形杯作为其施加元件。在此,任选地,通过施加电压,雾化的涂料组合物(BZ1)可在钟形杯的边缘发生静电充电。

如果在步骤(2a)中使用旋转雾化器,钟形杯的旋转速度(转速)可调节。在本情况下,旋转速度优选为至少10 000转/分钟(rpm),最多70 000转/分钟。转速优选在15 000至70 000rpm的范围内,更优选在17 000至70 000rpm的范围内,更特别是18 000至65 000rpm或18 000至60 000rpm。在15 000转/分钟或更高的旋转速度下,这种类型的旋转雾化器,在本发明的意义上,优选被称为高速旋转雾化器。一般而言旋转雾化,特别是高速旋转雾化是汽车工业中普遍的。用于这些方法的(高速)旋转雾化器可购得;实例包括来自Dürr公司的

在步骤(2a)的实施过程中,要雾化的涂料组合物的排料速率可调节。在步骤(2a)的实施过程中,用于雾化的涂料组合物的排料速率优选在50至1000mL/min的范围内,更优选在100至800mL/min的范围内,非常优选在150至600mL/min的范围内,更特别在200至550mL/min的范围内。

在步骤(2a)的实施过程中,用于雾化的涂料组合物的排料速率优选在100至1000mL/min或200至550mL/min的范围内,且在旋转雾化的情况下钟形杯的旋转速度优选在15 000至70 000转/分钟或15 000至60000rpm的范围内。

本发明的方法的步骤(2a)中所用的涂料组合物优选是底色漆材料,更优选水性底色漆材料,更特别是包含至少一种效果颜料的水性底色漆材料。

步骤(2b)

步骤(2b)在于通过经过整个喷雾的横移光学测量,光学捕捉通过根据步骤(2a)的雾化形成的喷雾的液滴。

这种横移测量的实施使得能够整体捕捉整个喷雾和因此形成喷雾的整个液滴谱。因此,有可能捕捉形成喷雾的所有液滴尺寸。可整体测量整个喷雾(而不只是喷雾的个别区域)。横移测量使得能够实现在雾化喷雾中的许多位置的液滴的位置解析的-即点特异性的-光学测量,因此使得后续步骤(2c)中的测定比该测量并非横移进行时更精确。该横移测量的实施优选通过在步骤(2b)的实施过程中移动所用雾化器的雾化头进行。但是,替代性地,测量系统的相对移动同样可行。

根据步骤(2b)的横移光学测量可在不同的横移速度下进行。这种速度可以是线性或非线性的。通过横移速度的选择,有可能简化面积加权:例如,随着面积分区(areasegments)的增加而提高横移速度实现了这一目的,因此面积和停留时间的乘积是恒定的。优选选择横移速度以获得喷雾的每面积分区至少10 000个计数。术语“计数”在本文中是指在喷雾内或在喷雾的不同面积分区内的测量中检测到的液滴数。面积分区代表喷雾内的位置。

根据本发明的方法的步骤(2b)的光学捕捉优选借助基于对喷雾内所含的液滴的散射光研究的光学测量实现,并在这些液滴上进行。优选使用至少一个激光器实现这种测量。

根据本发明的方法的步骤(2b)的光学捕捉优选借助相位多普勒测速法(phaseDoppler anemometry,PDA)和/或借助时移技术(time-shift technique,TS)进行。由借助PDA进行步骤(2b)时获得的光学数据,在步骤(2c)中有可能测定液滴尺寸分布的至少一个特征变量。由借助TS进行步骤(2b)时获得的光学数据,在步骤(2c)中有可能测定液滴尺寸分布的至少一个特征变量和喷雾的均匀度。

光学测量优选在如例如图1中所示反复横移的测量轴上进行。该重复优选为1至5次,更优选进行至少5次。该测量特别优选以每次测量至少10 000个计数和/或喷雾内的每面积分区至少10 000个计数进行。优选通过包含在该系统内的评估设施防止重复测量单一事件。根据图1,作为一个实例,使用旋转雾化器。

步骤(2b)可在雾化器相对于进行根据步骤(2b)的测量的测量设施的不同倾角下进行。因此有可能从0至90°改变倾角。在图1中,这一角度例如为45°。

根据步骤(2b)的光学捕捉优选用检测器进行。

PDA在步骤(2b)中的应用

测定液滴尺寸分布的程序可借助相位多普勒测速法(PDA)进行。这种技术基本上是技术人员已知的,例如从F.Onofri等人,Part.Part.Sys.Charact.1996,13,第112-124页和A.Tratnig等人,J.Food.Engin.2009,95,第126-134页中获知。PDA技术是基于在两个相干激光束的相交体积中的干涉平面图案的形成的测量方法。在流中运动的粒子,例如根据本发明研究的雾化喷雾中的液滴,在经过激光束的相交体积时以被称为多普勒频率(Doppler frequency)的频率散射光,该频率与在测量位置的速度成正比。由在优选至少两个所用检测器(这些检测器位于该空间中的不同位置)处的散射光信号的相位差,有可能测定粒子表面的曲率半径。在球形粒子的情况下,这得到粒径;因此,在液滴的情况下,其得到各自的液滴直径。为了高测量准确度,有利的是以单一散射机制(反射或一阶折射(first-order refraction))占主导的方式设计测量系统,特别是就散射角而言。散射的光信号通常通过光电倍增管(photomultipliers)转换成电子信号,其使用协方差处理器(covariance processors)或借助FFT分析(快速傅立叶变换分析)评估多普勒频率和相位差。布拉格盒(Bragg cell)的使用在此使得有可能优选进行两个激光束之一的波长的受控操纵,以生成持续的干涉平面图案。

PDA系统使用不同的接收孔(receiving apertures)(掩模(masks))测量接收光束中常规的相移(即,相位差)。

在本发明的方法的步骤(2b)内,在借助PDA实施的情况下,优选使用可用于检测最大可能液滴直径为518.8μm的液滴的掩模。

适用于实施PDA方法的相应仪器可购得,例如来自DantecDynamics的Single-PDA(P60,Lexel氩激光器,FibreFlow)。

在步骤(2b)的实施过程中,PDA优选在60-70°角度下的向前散射中运行,在反射中具有514.5nm的波长(正交偏振)。接收光学装置在这种情况下优选具有500mm的焦距;发射光学装置优选具有400mm的焦距。

借助PDA的根据步骤(2b)的光学测量相对于优选在45°倾角下的所用倾斜雾化器径向(radial-axial direction)横移进行。但是,原则上,如上文提到,0至90°,优选>0至<90°,如10至80°的倾角是可能的。光学测量优选在相对于横移轴倾斜的雾化器的侧面的垂直下方25mm进行。测量显示液滴形成过程在这一位置结束。一种这样的设置举例显示在图1中。在这种情况下,指定的横移速度优选是强制性的,以借助相关的时间解析信号(time-resolved signals)进行检测的各个事件的位置解析(locational resolution)。与光栅解析测量(raster-resolved measurements)的比较得出加权全局特征分布值(weightedglobal characteristic distribution values)的相同结果,还能够研究横移轴上的任何所需区间范围。此外,这一技术比光栅扫描(rastering)快数倍,因此能在流量不变下减少物理支出(physical expenditure)。

TS在步骤(2b)中的应用

作为PDA技术的替代或补充,可使用时移技术测定液滴尺寸分布。时移技术(TS)同样基本上是技术人员已知的,例如从W.

时移技术(TS)是基于光(例如激光)被粒子(例如在本发明的情况下,被雾化产生的喷雾的液滴)反向散射的测量方法。TS技术基于来自成形光束(如激光束)的单个粒子的光散射。单个粒子散射的光被解释为在所用检测器的位置存在的散射的所有等级的总和。近似于几何光学,这相当于内反射数量不同的各个光束穿过粒子的传播的分析。用于实施时移技术的激光束通常通过透镜聚焦。将已被粒子散射的光分成垂直偏振和平行偏振的光,并通过优选至少两个光检测器分开捕捉。来自检测器的信号又供应确定液滴尺寸分布和/或均匀度的测定所必需的信息。所用照射光束的光的波长与要测量的粒子为相同量级或更小。因此应该选择激光束以使其不超过液滴的尺寸,从而产生时移信号。如果超过这个值,则该信号不再是用于测定上文提到的尺寸的合适基础。否则会出现不同散射的信号分量重叠并因此无法单独捕捉和识别的问题。时移技术可用于测定粒子的特征性质,如用于测定液滴尺寸分布。此外,时移技术(TS)能够区分气泡,即透明液滴(T),和含固体粒子,即不透明液滴(NT)。适合这些用途的相应仪器可购得,例如来自AOM Systems的

借助TS的根据步骤(2b)的光学测量相对于优选在45°倾角下的所用倾斜雾化器径向横移进行。但是,原则上,如上文提到,0至90°,优选>0至<90°,如10至80°的倾角是可能的。光学测量优选在相对于横移轴倾斜的雾化器的侧面的垂直下方25mm进行。测量显示液滴形成过程在这一位置结束。一种这样的设置举例显示在图1中。在这种情况下,指定的横移速度优选是强制性的,以借助相关的时间解析信号(time-resolved signals)进行检测的个别事件的位置解析。与光栅解析测量的比较得出加权全局特征分布值的相同结果,还能够研究横移轴上的任何所需区间范围。此外,这一技术比光栅扫描(rastering)快数倍,因此能在流量不变下减少物理支出(physical expenditure)。

步骤(2c)

本发明的方法的步骤(2c)设想了基于通过根据步骤(2b)的光学捕捉获得的光学数据,测定喷雾内的液滴尺寸分布的至少一个特征变量和/或喷雾的均匀度。

如上文提到,根据本发明,通过根据步骤(2a)的雾化形成的液滴的液滴尺寸分布的测优选定需要测定技术人员已知的相应特征变量,如D

如果借助PDA进行步骤(2b),则优选在步骤(2c)内通过对任何所需公差(tolerances)的算法(algorithm)评估在实施步骤(2b)后获得的光学数据。所用PDA系统的大约10%的公差限制了对球形液滴的验证;也对轻微变形的液滴进行评估(an increasealso brings slightly deformed drops into the assessment)。因此,有可能沿测量轴评估测量液滴的球度。

如果借助TS进行步骤(2b),同样优选通过对任何所需公差的算法评估在实施步骤(2b)后获得的光学数据。

喷雾的均匀度是指两个商数T

比位置2更接近喷雾中心的位置1优选代表喷雾内的不同于位置2的面积分区。位置1-比位置2更接近喷雾中心-比位置2更位于喷雾内部,喷雾2相应地在喷雾中更靠外并至少比位置1更靠外。如果喷雾以圆锥形式成像,位置1比位置2更位于圆锥内部。位置1和2优选都位于穿过整个喷雾的测量轴上。这举例描绘在图1中。喷雾内的两个位置1和2之间的距离,基于位于喷雾内并相当于数值100%的测量轴部分的总长度计,优选为测量轴的这一长度的至少10%,更优选至少15%,非常优选至少20%,更特别是至少25%。

因此可评估根据步骤(2b)的实施借助TS获得的数据的液滴透明谱(transparentspectrum,T)和不透明谱(nontransparent spectrum,NT)。在这两个谱中测得的液滴数的比率充当透明和不透明液滴的局部分布的量度。沿测量轴积分评估是可能的。具体地,优选沿测量轴在x=5mm或x=25mm的位置测定透明液滴(T)与液滴总数(Total)的比率。这些位置随后相当于上述位置1(x=5mm)和2(x=25mm)。再由相应的值形成比率,以描述从内向外变化的喷雾射流(喷雾)均匀度。

步骤(3)

在本发明的方法的步骤(3)中,降低根据步骤(2)测定的在涂料组合物(BZ1)的雾化时形成的喷雾的液滴尺寸分布的至少一个特征变量和/或均匀度。

优选通过根据步骤(1)提供的涂料组合物(BZ1)的配方内的至少一个参数的调整实现根据步骤(3)的降低。

涂料组合物(BZ1)的配方内的至少一个参数的这种调整优选包括选自下列参数的调整的至少一个调整:

(i)提高或降低作为涂料组合物(BZ1)中的基料(binder)组分(a)存在的至少一种聚合物的量,

(ii)用至少一种与其不同的聚合物至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的基料组分(a)存在的至少一种聚合物,

(iii)提高或降低作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种颜料和/或填料的量,

(iv)用至少一种与其不同的填料至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种填料,和/或用至少一种与其不同的颜料至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种颜料,

(v)提高或降低作为涂料组合物(BZ1)中的组分(c)存在的至少一种有机溶剂和/或其中存在的水的量,

(vi)用至少一种与其不同的有机溶剂至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(c)存在的至少一种有机溶剂,

(vii)提高或降低作为涂料组合物(BZ1)中的组分(d)存在的至少一种添加剂的量,

(viii)用至少一种与其不同的添加剂至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(d)存在的至少一种添加剂,和/或加入至少一种与其不同的附加添加剂,

(ix)改变用于制备涂料组合物(BZ1)的组分的添加顺序,和/或

(x)提高或降低在制备涂料组合物(BZ1)时的混合的能量输入。

借助参数(v),特别有可能提高或降低涂料组合物(BZ1)的喷雾粘度。参数(vii)和/或(viii)特别包含替代和/或添加作为添加剂的增稠剂,或改变它们在(BZ1)中的量。下面在组分(d)的情形中更详细描述这样的增稠剂。参数(i)和/或(ii)特别包含替代和/或添加基料,或改变它们在(BZ1)中的量。下面更详细阐释基料的概念。其也包括交联剂。相应地,参数(i)和/或(ii)也包含交联剂和进入与交联剂的交联反应的基料成分的相对重量比的变化。参数(i)至(iv)特别包含替代和/或添加基料和/或颜料,或改变它们在(BZ1)中的量。相应地,这些参数(i)至(iv)也暗含(BZ1)内的颜料/基料比的变化。

涂料组合物(BZ1)的配方内的至少一个参数的调整更优选包含选自下列参数的调整的至少一个调整:

(iii)提高或降低,特别是提高,作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种颜料和/或填料的量,特别是效果颜料的量,

(iv)用至少一种与其不同的填料至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种填料,和/或用至少一种与其不同的颜料至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种颜料,特别是用至少一种与其不同的颜料至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种颜料,该颜料在每种情况下优选是效果颜料(effect pigment),

(v)提高或降低作为涂料组合物(BZ1)中的组分(c)存在的至少一种有机溶剂和/或其中存在的水的量,优选提高作为涂料组合物(BZ1)中的组分(c)存在于其中的水的量和/或优选降低作为涂料组合物(BZ1)中的组分(c)存在的至少一种有机溶剂的量,

(vii)提高或降低作为涂料组合物(BZ1)中的组分(d)存在的至少一种添加剂的量,和/或

(viii)用至少一种与其不同的添加剂至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(d)存在的至少一种添加剂,和/或加入至少一种与其不同的附加添加剂。

涂料组合物(BZ1)的配方内的至少一个参数的调整非常优选包含选自下列参数的调整的至少一个调整:

(iii)提高或降低,特别是提高,作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种颜料和/或填料的量,特别是效果颜料的量,

(iv)用至少一种与其不同的填料至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种填料,和/或用至少一种与其不同的颜料至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种颜料,特别是用至少一种与其不同的颜料至少部分替代作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种颜料,该颜料在每种情况下优选是效果颜料,和/或

(v)提高或降低作为涂料组合物(BZ1)中的组分(c)存在的至少一种有机溶剂和/或其中存在的水的量,优选提高作为涂料组合物(BZ1)中的组分(c)存在于其中的水的量,和/或优选降低作为涂料组合物(BZ1)中的组分(c)存在的至少一种有机溶剂的量。

根据(iii),优选实现作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种颜料或多种颜料的量的提高或降低以使由该提高或降低得到的颜料含量与进行这种参数调整(iii)前涂料组合物(BZ1)的颜料含量相差最多±10重量%,更优选最多±5重量%。

根据参数调整(iv),优选进行作为涂料组合物(BZ1)中的组分(b)存在的至少一种颜料的至少部分替代,以使在参数调整(iv)之前存在于(BZ1)中的所述至少一种颜料仅被至少一种与其基本相同的颜料至少部分替代。

在本发明的意义上与效果颜料有关的术语“基本相同的颜料”被理解为是指作为第一条件,适合至少部分替代的效果颜料具有在至少80重量%,优选至少85重量%,更优选至少90重量%,非常优选至少95重量%,更特别是至少97.5重量%的程度上(在每种情况下基于它们的总重量计),但优选在每种情况下在小于100重量%的程度上与涂料组合物(BZ1)中的效果颜料相同的化学组成。例如如果它们在每种情况下都是铝效果颜料但具有不同涂层-例如在一种情况下是铬化(chromation)在另一种情况下是硅酸盐涂层,或在一种情况下被涂布在另一种情况下未涂布,则效果颜料基本相同。在本发明的意义上与效果颜料有关的“基本相同的颜料”的另一附加条件在于效果颜料的平均粒度彼此相差最多±20%,优选最多±15%,更优选最多±10%。平均粒度是通过根据ISO 13320(日期:2009)的激光衍射测定的实测平均粒径的算术数值平均值(d

在本发明的意义上与着色颜料有关的术语“基本相同的颜料”被理解为是指作为第一条件,适合至少部分替代的着色颜料在它们的色品上与参数调整(iv)之前存在于涂料组合物(BZ1)中的着色颜料彼此相差最多±20%,优选最多±15%,更优选最多±10%,更特别是最多±5%。

色品(chromaticity)在此是指

a,b chromaticity CIE 1976(CIELAB chromaticity):

并根据DIN EN ISO 11664-4(日期:2012年6月)测定。在本发明的意义上与着色颜料有关的“基本相同的颜料”的另一附加条件在于着色颜料的平均粒度彼此相差最多±20%,优选最多±15%,更优选最多±10%。平均粒度是通过根据ISO 13320(日期:2009)的激光衍射测定的实测平均粒径的算术数值平均值(d

步骤(4)

本发明的方法的步骤(1)提出至少将在步骤(3)后获得的具有降低的液滴尺寸分布的特征变量和/或降低的均匀度的涂料组合物(BZ1)施加到基底上以形成至少一个膜(F1)。

步骤(4)中的施加,尤其如果(BZ1)是底色漆材料,可以汽车工业中常规的膜厚度进行,例如5至100微米,优选5至60微米,尤其优选5至30微米,最优选5至20微米。

根据步骤(4)的施加优选借助雾化,如气动雾化或旋转雾化,尤其是通过在步骤(3)后获得的涂料组合物(BZ1)的旋转雾化进行。

如果步骤(4)借助旋转雾化进行,联系步骤(2a)特此提到和描述的实施方案同样在此适用于步骤(4)。“气动雾化”的概念和用于这一用途的气动雾化器同样是技术人员已知的。

如上文已经提到,本发明的方法包括至少一个附加步骤(4a),其在实施步骤(5)之前但在实施步骤(4)之后进行。步骤(4a)提出在实施步骤(5)之前将至少一种不同于涂料组合物(BZ1)的附加涂料组合物(BZ2)施加到根据步骤(4)获得的膜(F1)上,以产生膜(F2),并对所得膜(F1)和(F2)共同施以步骤(5)。涂料组合物(BZ2)优选是透明涂料材料,更优选溶剂型透明涂料材料。在已施加透明涂料材料后,其可在室温(23℃)下闪蒸例如1至60分钟,并任选干燥。该透明涂料然后优选与施加的涂料组合物(BZ1)一起在步骤(5)内固化。

步骤(5)

在本发明的方法的步骤(5)中,至少对通过根据步骤(4)将涂料组合物(BZ1)施加到基底上而形成的所述至少一个膜(F1)进行物理固化、化学固化和/或辐射固化,以在基底上产生涂层(B1)。

物理固化的概念在此优选涵盖热固化,即根据步骤(4)施加的所述至少一个膜(F1)的烘烤。在烘烤前优选通过已知技术干燥。例如,优选的(单组分)底色漆材料可在室温(23℃)下闪蒸1至60分钟,随后优选在30至90℃的可能轻微升高的温度下固化。闪蒸(Flashing off)和干燥在本发明中是指蒸发有机溶剂和/或水,以使漆更干燥,但尚未固化或尚未形成完全交联的涂膜。固化,换言之烘烤,优选在30至200℃,如60至150℃的温度下热实现。塑料基底的涂布基本类似于金属基底。但是,在此,通常在30至90℃的低得多的温度下发生固化。

优选借助合适的可交联官能团的交联反应实现化学固化,可交联官能团优选是用作基料(a)的聚合物的一部分。在此考虑技术人员已知的任何常规的可交联官能团。特别地,可交联官能团选自羟基、氨基、羧酸基团、异氰酸酯、多异氰酸酯和环氧基。化学固化优选与物理固化结合进行。

用于辐射固化的合适的辐射源的实例是低压、中压和高压汞灯,以及荧光灯管、脉冲辐射发射器、金属卤化物辐射发射器(卤素灯)、激光器、LEDs和此外,电子闪光灯装置以便能够不用光引发剂进行辐射固化,或准分子发射器。通过暴露于高能辐射,即紫外线辐射或日光,或通过用高能电子轰击实现辐射固化。在紫外线固化的情况下对交联而言通常足够的辐射剂量在80至3000mJ/cm

根据本发明使用的涂料组合物

以下实施方案不仅涉及本发明的方法,还涉及本发明的涂层(B1),下面进行更详细的描述。下述实施方案特别涉及所用的涂料组合物(BZ1)。

根据本发明使用的涂料组合物优选包含

·至少一种可用作基料的聚合物作为组分(a),

·至少一种颜料和/或至少一种填料作为组分(b),和

·水和/或至少一种有机溶剂作为组分(c)。

在本发明的意义上,尤其关于根据本发明使用的涂料组合物,术语“包含”或“包括”优选具有“由…组成”的含义。关于根据本发明使用的涂料组合物,例如,其不仅可包含组分(a)、(b)和(c),还包含下文指定的一种或多种其它任选组分,如组分(d)。所有这些组分可各自以如下文指定的它们的优选实施方案存在。

根据本发明使用的涂料组合物优选是可用于汽车工业的涂料组合物。在此有可能使用可用作OEM漆体系的一部分的涂料组合物,和可用作修补漆体系的一部分的涂料组合物。可用于汽车工业的涂料组合物的实例是电泳漆材料(electrocoat materials)、底漆(primers)、二道底漆(surfacers)、底色漆材料,尤其是水基底色漆材料(waterbornebasecoat materials)(水性底色漆材料(aqueous basecoat materials)),面漆(topcoat)材料,包括透明涂料材料,尤其是溶剂型透明涂料材料。水基底色漆材料的使用特别优选。

底色漆材料的概念是技术人员已知的并定义在例如

根据本发明使用的涂料组合物中存在的所有组分,如组分(a)、(b)和(c)和任选一种或多种下文指定的附加任选组分的以重量%计的分数合计为基于涂料组合物的总重量计100重量%。

根据本发明使用的涂料组合物的固含量优选在10至45重量%,更优选11至42.5重量%,非常优选12至40重量%,更特别是13至37.5重量%的范围内,在每种情况下基于涂料组合物的总重量计。固含量,即不挥发分分数,根据下述方法测定。

组分(a)

术语“基料(binder)”在本发明的意义上根据DIN EN ISO 4618(德文版,日期:2007年3月)优选是指组合物(如根据本发明使用的涂料组合物)的不挥发分-对成膜负责的那些,其包含的颜料和/或填料除外。不挥发分可根据下述方法测定。基料成分因此是对组合物(如根据本发明使用的涂料组合物)的基料含量做出贡献的任何组分。一个实例是底色漆材料,如水性底色漆材料,其包含至少一种可作为组分(a)用作基料的聚合物,例如下述SCS聚合物;交联剂,如三聚氰胺树脂;和/或聚合物添加剂。

特别优选用作组分(a)的是所谓的种子-核-壳聚合物(SCS聚合物)。这样的聚合物和包含这样的聚合物的水性分散体是例如WO 2016/116299A1中已知的。该聚合物优选是(甲基)丙烯酸系共聚物((meth)acrylic copolymer)。该聚合物优选以水性分散体的形式使用。尤其优选用作组分(a)的是可通过烯属不饱和单体的三种单体混合物(A)、(B)和(C)(优选彼此不同)在水中的优选相继自由基乳液聚合制备的具有100至500nm的平均粒度的聚合物,其中

混合物(A)包含至少50重量%的具有在25℃下小于0.5g/l的水溶解度的单体,且由混合物(A)制备的聚合物具有10至65℃的玻璃化转变温度,

混合物(B)包含至少一种多不饱和单体,且由混合物(B)制备的聚合物具有-35至15℃的玻璃化转变温度,且

由混合物(C)制备的聚合物具有-50至15℃的玻璃化转变温度,

且其中

i.首先使混合物(A)聚合,

ii.然后在i.中制备的聚合物存在下使混合物(B)聚合,和

iii.此后在ii.中制备的聚合物存在下使混合物(C)聚合。

该聚合物的制备包含烯属不饱和单体的三种混合物(A)、(B)和(C)在每种情况下在水中的相继自由基乳液聚合。其因此是多级自由基乳液聚合,其中i.首先使混合物(A)聚合,然后ii.在i.中制备的聚合物存在下使混合物(B)聚合和进一步地,iii.在ii.中制备的聚合物存在下使混合物(C)聚合。所有三种单体混合物因此通过在每种情况下分开进行的自由基乳液聚合作用(即阶段或聚合阶段)聚合,这些阶段相继进行。在时间上,这些阶段可一个紧随另一个进行。同样可能的是,在一个阶段结束后,将所涉反应溶液储存一段时间和/或转移到不同的反应容器中,并仅在其后进行下一阶段。聚合物的制备优选不包含除单体混合物(A)、(B)和(C)的聚合外的聚合步骤。

混合物(A)、(B)和(C)是烯属不饱和单体的混合物。合适的烯属不饱和单体可以是单烯属或多烯属不饱和的。合适的单烯属不饱和单体的实例特别包括基于(甲基)丙烯酸酯的单烯属不饱和单体、含烯丙基的单烯属不饱和单体和其它含乙烯基的单烯属不饱和单体,例如乙烯基芳族单体。术语(甲基)丙烯酸系((meth)acrylic)或(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)对本发明而言既包含甲基丙烯酸酯又包含丙烯酸酯。优选至少使用,尽管不一定只使用,基于(甲基)丙烯酸酯的单烯属不饱和单体。

混合物(A)包含至少50重量%,优选至少55重量%的具有在25℃下小于0.5g/l的水溶解度的烯属不饱和单体。一种这样的优选单体是苯乙烯。通过下述方法测定单体的水溶解度。单体混合物(A)优选不含羟基官能单体。单体混合物(A)同样优选不含酸官能单体。单体混合物(A)非常优选完全不含具有含杂原子的官能团的单体。这意味着如果存在杂原子,其仅以桥连基的形式存在。这是例如具有烷基作为基团R的上述基于(甲基)丙烯酸酯的单烯属不饱和单体中的情况。单体混合物(A)优选仅包含单烯属不饱和单体。单体混合物(A)优选包含至少一种具有烷基的(甲基)丙烯酸的单不饱和酯和至少一种含有乙烯基并具有布置在乙烯基上的芳族基团或混合饱和脂族-芳族基团的单烯属不饱和单体,在这种情况下该基团的脂族部分是烷基。选择混合物(A)中存在的单体以使由它们制备的聚合物具有10至65℃,优选30至50℃的玻璃化转变温度。此处的玻璃化转变温度可通过下述方法测定。在阶段i.中通过单体混合物(A)的乳液聚合制成的聚合物也被称为种子。种子优选具有20至125nm的平均粒度(通过如下所述的动态光散射测量;参见测定方法)。

混合物(B)包含至少一种多烯属不饱和单体,优选至少一种二烯属不饱和单体。一种相应的优选单体是己二醇二丙烯酸酯。单体混合物(B)优选不含羟基官能单体。单体混合物(B)同样优选不含酸官能单体。单体混合物(B)非常优选完全不含具有含杂原子的官能团的单体。这意味着如果存在杂原子,其仅以桥连基的形式存在。这是例如具有烷基作为基团R的上述基于(甲基)丙烯酸酯的单烯属不饱和单体中的情况。除所述至少一种多烯属不饱和单体外,单体混合物(B)还优选至少包括下列单体:首先,具有烷基的(甲基)丙烯酸的至少一种单不饱和酯,和其次至少一种含有乙烯基并具有位于乙烯基上的芳族基团或混合饱和脂族-芳族基团的单烯属不饱和单体,在这种情况下该基团的脂族部分是烷基。多不饱和单体的比例优选为单体混合物(B)中的单体总摩尔量的0.05至3摩尔%。选择混合物(B)中存在的单体以使由其制成的聚合物具有-35至15℃,优选-25至+7℃的玻璃化转变温度。此处的玻璃化转变温度可通过下述方法测定。在阶段ii.中在种子存在下通过单体混合物(B)的乳液聚合制成的聚合物也被称为核。因此,在阶段ii.后,所得聚合物包含种子和核。在阶段ii.后获得的聚合物优选具有80至280nm,优选120至250nm的平均粒度(通过如下所述的动态光散射测量;参见测定方法)。

选择混合物(C)中存在的单体以使由其制成的聚合物具有-50至15℃,优选-20至+12℃的玻璃化转变温度。这种玻璃化转变温度可通过下述方法测定。优选选择混合物(C)的烯属不饱和单体以使包含种子、核和壳的所得聚合物具有10至25的酸值。相应地,混合物(C)优选包含至少一种α-β不饱和羧酸,尤其优选(甲基)丙烯酸。附加地或替代性地优选选择混合物(C)中的烯属不饱和单体以使包含种子、核和壳的所得聚合物具有0至30,优选10至25的OH值。所有上述酸值和OH值是在所用单体混合物的整体基础上计算的值。单体混合物(C)优选包含至少一种α-β不饱和羧酸和具有被羟基取代的烷基的(甲基)丙烯酸的至少一种单不饱和酯。特别优选地,单体混合物(C)包含至少一种α-β不饱和羧酸、具有被羟基取代的烷基的(甲基)丙烯酸的至少一种单不饱和酯和具有烷基的(甲基)丙烯酸的至少一种单不饱和酯。当本发明提到烷基而没有进一步细说时,这始终是指无官能团和杂原子的纯烷基。在阶段iii.中通过单体混合物(C)在种子和核存在下的乳液聚合制成的聚合物也被称为壳。因此在阶段iii.后获得包含种子、核和壳的聚合物,换言之,聚合物(b)。在其制备后,聚合物(b)具有100至500nm,优选125至400nm,非常优选130至300nm的平均粒度(通过如下所述的动态光散射测量;参见测定方法)。

根据本发明使用的涂料组合物优选包含1.0至20重量%,更优选1.5至19重量%,非常优选2.0至18.0重量%,更特别是2.5至17.5重量%,最优选3.0至15.0重量%的组分(a)(如至少一种SCS聚合物)的分数,在每种情况下基于涂料组合物的总重量计。可通过测定包含组分(a)的水性分散体的固含量(也称为不挥发分、固体分或固体分数)来测定和规定涂料组合物内的组分(a)的分数。

附加地或替代性地,优选附加地,除作为组分(a)的所述至少一种上述SCS聚合物外,根据本发明使用的涂料组合物还可包含至少一种不同于SCS聚合物的聚合物作为组分(a)的基料,更特别是选自以下的至少一种聚合物:聚氨酯、聚脲、聚酯、聚(甲基)丙烯酸酯和/或指定聚合物的共聚物,更特别是聚氨酯-聚(甲基)丙烯酸酯和/或聚氨酯-聚脲。

优选的聚氨酯描述在例如德国专利申请DE 199 48 004 A1第4页第19行至第11页第29行(聚氨酯预聚物B1)、欧洲专利申请EP 0 228 003 A1第3页第24行至第5页第40行、欧洲专利申请EP 0 634 431 A1第3页第38行至第8页第9行和国际专利申请WO 92/15405第2页第35行至第10页第32行中。

优选的聚酯描述在例如DE 4009858 A1第6栏第53行至第7栏第61行和第10栏第24行至第13栏第3行,或WO 2014/033135 A2第2页第24行至第7页第10行以及第28页第13行至第29页第13行中。

优选的聚氨酯-聚(甲基)丙烯酸酯共聚物((甲基)丙烯酸化聚氨酯)和它们的制备描述在例如WO 91/15528 A1第3页第21行至第20页第33行以及DE 4437535 A1第2页第27行至第6页第22中。

优选的聚氨酯-聚脲共聚物是聚氨酯-聚脲粒子,优选具有40至2000nm的平均粒度的那些,其中聚氨酯-聚脲粒子在每种情况下在已反应形式下包含至少一种含有异氰酸酯基团并包含阴离子基团和/或可转化成阴离子基团的基团的聚氨酯预聚物,以及至少一种含有两个伯氨基和一个或两个仲氨基的多胺。这样的共聚物优选以水性分散体的形式使用。这些类型的聚合物原则上可通过例如多异氰酸酯与多元醇以及多胺的常规加聚制备。如下所述测定这样的聚氨酯-聚脲粒子的平均粒度(通过如下所述的动态光散射测量;参见测定方法)。

不同于SCS聚合物的此类聚合物在涂料组合物中的分数优选小于SCS聚合物的分数。所述聚合物优选是羟基官能的,尤其优选具有15至200mg KOH/g,更优选20至150mgKOH/g的OH值。

根据本发明使用的涂料组合物特别优选包含至少一种羟基官能聚氨酯-聚(甲基)丙烯酸酯共聚物;它们更优选包含至少一种羟基官能聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯共聚物以及至少一种羟基官能聚酯以及任选地,优选羟基官能聚氨酯-聚脲共聚物。

除SCS聚合物外,作为组分(a)的基料的附加聚合物的分数可广泛变化并优选在1.0至25.0重量%,更优选3.0至20.0重量%,非常优选5.0至15.0重量%的范围内,在每种情况下基于涂料组合物的总重量计。

该涂料组合物可进一步包含至少一种常规的典型交联剂。如果其包含交联剂,所涉物类优选是至少一种氨基树脂和/或至少一种封闭型或自由多异氰酸酯,优选氨基树脂。在氨基树脂中,三聚氰胺树脂特别优选。如果该涂料组合物包含交联剂,这些交联剂,更特别是氨基树脂和/或封闭型或自由多异氰酸酯,更优选氨基树脂,再优选三聚氰胺树脂的分数优选在0.5至20.0重量%,更优选1.0至15.0重量%,非常优选1.5至10.0重量%的范围内,在每种情况下基于涂料组合物的总重量计。交联剂的分数优选小于涂料组合物中的SCS聚合物的分数。

组分(b)

技术人员熟悉术语“颜料”和“填料”。

术语“填料”是技术人员从例如DIN 55943(日期:2001年10月)中已知的。“填料”在本发明的意义上优选是基本上,优选完全不溶于根据本发明使用的涂料组合物(例如水基底色漆材料)并特别用于增加体积的组分。“填料”在本发明的意义上优选在其折射率上不同于“颜料”,填料的折射率<1.7。技术人员已知的任何常规填料可用作组分(b)。合适的填料的实例是高岭土、白云石、方解石、白垩、硫酸钙、硫酸钡、石墨、硅酸盐如硅酸镁,尤其是相应的页硅酸盐如水辉石、膨润土、蒙脱石、滑石和/或云母、二氧化硅,尤其是气相二氧化硅(fumed silica),氢氧化物如氢氧化铝或氢氧化镁,或有机填料如纺织纤维、纤维素纤维、聚乙烯纤维或聚合物粉末。

术语“颜料”同样是技术人员从例如DIN 55943(日期:2001年10月)中已知的。“颜料”在本发明的意义上优选是指基本上,优选完全不溶于根据本发明使用的涂料组合物(例如水基底色漆材料)的粉末或薄片形式的组分。这些“颜料”优选是由于它们的磁性、电性质和/或电磁性质而可用作颜料的着色剂和/或物质。颜料优选在其折射率上不同于“填料”,颜料的折射率≥1.7。

术语“颜料”优选包含着色颜料和效果颜料。

技术人员熟悉着色颜料的概念。对本发明而言,术语“赋予颜色的颜料(color-imparting pigment)”和“着色颜料”可互换。在DIN 55943(日期:2001年10月)中涉及颜料的相应定义及其进一步的规范。所用着色颜料可包含有机和/或无机颜料。所用的特别优选的着色颜料是白色颜料、彩色颜料和/或黑色颜料。白色颜料的实例是二氧化钛、锌白、硫化锌和锌钡白。黑色颜料的实例是炭黑、铁锰黑和尖晶石黑。彩色颜料的实例是氧化铬、氧化铬水合物绿、钴绿、群青绿、钴蓝、群青蓝、锰蓝、群青紫、钴紫和锰紫、红色氧化铁、硫硒化镉、钼红和群青红、棕色氧化铁、混合棕、尖晶石相和刚玉相、和铬橙、黄色氧化铁、镍钛黄、铬钛黄、硫化镉、硫化镉锌、铬黄和钒酸铋。

技术人员熟悉效果颜料的概念。相应的定义可见于例如

根据本发明使用的涂料组合物(如水基底色漆材料)例如特别优选包括至少一种效果颜料作为组分(b)。

根据本发明使用的涂料组合物优选包含1至20重量%,更优选1.5至18重量%,非常优选2至16重量%,更特别是2.5至15重量%,最优选3至12重量%或3至10重量%的作为组分(b)的效果颜料的分数,在每种情况下基于涂料组合物的总重量计。涂料组合物中的所有颜料和/或填料的总分数优选在0.5至40.0重量%,更优选2.0至20.0重量%,非常优选3.0至15.0重量%的范围内,在每种情况下基于涂料组合物的总重量计。

涂料组合物中的组分(b)如至少一种效果颜料与组分(a)如至少一种SCS聚合物的相对重量比优选在4:1至1:4的范围内,更优选在2:1至1:4的范围内,非常优选在2:1至1:3的范围内,更特别在1:1至1:3或1:1至1:2.5的范围内。

组分(c)

根据本发明使用的涂料组合物优选是水性的。其优选是主要包含水(优选以至少20重量%的量)和更小分数(优选<20重量%的量)的有机溶剂作为其溶剂(即作为组分(c))的体系,在每种情况下基于涂料组合物的总重量计。

根据本发明使用的涂料组合物优选包含至少20重量%,更优选至少25重量%,非常优选至少30重量%,更特别是至少35重量%的水分数,在每种情况下基于涂料组合物的总重量计。

根据本发明使用的涂料组合物优选包含在20至65重量%的范围内,更优选在25至60重量%的范围内,非常优选在30至55重量%的范围内的水分数,在每种情况下基于涂料组合物的总重量计。

根据本发明使用的涂料组合物优选包含在<20重量%的范围内,更优选在0至<20重量%的范围内,非常优选在0.5至<20重量%或至15重量%的范围内的有机溶剂分数,在每种情况下基于涂料组合物的总重量计。

这样的有机溶剂的实例包括杂环、脂族或芳族烃、一元醇或多元醇,尤其是甲醇和/或乙醇,醚、酯、酮和酰胺,如N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、丁醇、乙基乙二醇和丁基乙二醇以及它们的乙酸酯、丁基二乙二醇、二乙二醇二甲基醚、环己酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、丙酮、异佛尔酮或其混合物。

附加任选组分

根据本发明使用的涂料组合物可任选进一步包含至少一种增稠剂(thickener)(也称为增稠试剂(thickening agent))作为组分(d)。这样的增稠剂的实例是无机增稠剂,例如金属硅酸盐,如页硅酸盐,和有机增稠剂,例如聚(甲基)丙烯酸增稠剂和/或(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物增稠剂、聚氨酯增稠剂以及聚合蜡。金属硅酸盐优选选自绿土(smectites)。绿土特别优选选自蒙脱土(montmorillonites)和水辉石(hectorites)。蒙脱土和水辉石更特别选自铝镁硅酸盐以及钠镁页硅酸盐和钠镁氟锂页硅酸盐。这些无机页硅酸盐例如以品牌名

根据所需用途,根据本发明使用的涂料组合物可包含一种或多种通常使用的添加剂作为附加组分(d)。例如,该涂料组合物可包含选自反应性稀释剂、光稳定剂、抗氧化剂、除气剂、乳化剂、滑爽添加剂、聚合抑制剂、自由基聚合引发剂、附着力促进剂、流动控制剂、成膜辅助剂、流挂控制剂(SCAs)、阻燃剂、缓蚀剂、干燥剂、杀生物剂和消光剂的至少一种添加剂。它们可以已知和常规比例使用。

根据本发明使用的涂料组合物可使用常规和已知的混合方法和混合单元生产。

本发明的涂层

本发明的另一主题是位于基底上的至少一个涂层(B1),这种涂层可根据本发明的方法获得。

上文关于本发明的生产涂层(B1)的方法描述的所有优选实施方案也是与借助这种方法可获得的涂层(B1)有关的优选实施方案。

相对于通过本发明的方法但没有实施步骤(3)时可获得的涂层,涂层(B1)优选具有数量较少的表面缺陷和/或光学缺陷。更特别地,相对于通过本发明的方法但没有实施步骤(3)时可获得的涂层,涂层(B1)具有改进的外观和/或改进的防针孔性(pinholingrobustness)。

优选地,表面缺陷和/或光学缺陷选自针孔、爆孔(pops)、流痕(runs)、浑浊(cloudiness)和/或外观(视觉方面)。如已经提到,涂层(B1)优选是底色漆,如水基底色漆,其又可能是多层漆体系的一部分。根据下述测定方法研究和评估针孔发生率:在涂层以0至40μm的膜厚度(干膜厚度)楔形施加(wedge application)到基底上之后计数针孔,分开计数0至20μm和>20至40μm的范围;结果标准化至200cm

技术人员从例如

测定方法

1.

根据DIN EN ISO 3251(日期:2008年6月)测定不挥发分(即固含量)。将1克样品称到预先干燥的铝盘中,并将带有样品的盘在干燥箱中在125℃下干燥60分钟,在干燥器中冷却,然后再称重。相对于所用样品的总量计的残留物相当于不挥发分。如果必要,可任选根据DIN 53219(日期:2009年8月)测定不挥发分的体积。

2.

除非另行规定,根据E.

3.

OH值和酸值各自通过计算测定。

4.

在基于DIN ISO 13321(日期:2004年10月)的方法中通过动态光散射(光子相关光谱学)(PCS)测定平均粒度。使用Malvern Nano S90(来自Malvern Instruments)在25±1℃下进行测量。该仪器覆盖3至3000nm的尺寸范围并配有在633nm的4mW He-Ne激光器。各样品用无粒子的去离子水作为分散介质稀释,然后在1毫升聚苯乙烯比色皿中在合适的散射强度下测量。使用数字相关器借助Zetasizer评估软件7.11(来自Malvern Instruments)进行评估。进行五次测量并在第二个新鲜制备的样品上重复测量。对于SCS聚合物,平均粒度是指测得的平均粒径的算术数值平均值(Z-平均均值;数值平均;d

5.

根据DIN EN ISO 2808(日期:2007年5月),方法12A,使用来自ElektroPhysik的

6.

为了评估针孔发生率和膜厚度相关平整度(

被标准阴极电泳漆(来自BASF Coatings GmbH的

根据下列通用规程视觉评估针孔发生率:检查水基底色漆的干膜厚度,并且对于底色漆膜厚度楔形(thickness wedge),在钢板上标记0-20μm区域和从20μm至楔形末端的区域。在水基底色漆楔形的这两个单独区域中视觉评估针孔。计数每区域的针孔数。将所有结果标准化至200cm

根据下列通用规程评估膜厚度相关平整度:检查水基底色漆的干膜厚度,并且对于底色漆膜厚度楔形,在钢板上标记不同区域,例如10-15μm、15-20μm和20-25μm。使用来自Byk-Gardner GmbH的Wave扫描仪器在预先确定的底色漆膜厚度区域内测定和评估膜厚度相关平整度。为此,将激光束以60°的角度射到受研究的表面上,并经10cm的测量距离,通过该仪器记录在短波区(0.3至1.2mm)和长波区(1.2至12mm)中的反射光的波动(长波=LW;短波=SW;数值越低,外观越好)。此外,作为在多层体系的表面中反射的图像的锐度的量度,借助该仪器测定特征参数“图像鲜映度”(DOI)(数值越高,外观越好)。

7.

为了测定浑浊,根据下列通用规程制造多层漆体系:

借助双重施加用水基底色漆材料进一步涂布已被常规二道底漆(surfacer)体系涂布的具有32×60cm的尺寸的钢板;第一步骤中的施加以8-9μm的目标膜厚度静电进行,在第二步骤中,在室温下2分钟的闪蒸时间后,同样以4-5μm的目标膜厚度静电施加。在室温(18至23℃)下5分钟的进一步闪蒸时间后,所得水基底色漆膜在强制空气烘箱中在80℃下干燥5分钟。这两次底色漆施加都在43 000rpm的旋转速度和300ml/min的排料速率下进行。在干燥的水基底色漆膜上以40-45μm的目标膜厚度施加商业双组分透明涂料材料(来自BASF Coatings GmbH的ProGloss)。所得透明涂料膜在室温(18至23℃)下闪蒸10分钟;此后在强制空气烘箱中在140℃下固化另外20分钟。

然后使用来自BYK-Gardner GmbH的cloud-runner仪器根据备选方案b)评估浑浊。该仪器输出参数,包括三个特征参数“mottling15”、“mottling45”和“mottling60”,它们可被视为在相对于所用测量光源的反射角在15°、45°和60°的角度下测得的浑浊的量度。数值越高,浑浊越显著。

8.

借助专利说明书DE 10 2009 050 075 B4中描述的方法评估条痕(streakiness)。其中规定和定义的均匀度指数或平均均匀度指数同样能够反映本申请中的条痕发生率,尽管这些指数在该专利说明书中已用于评估浑浊。相应的值越高,在基底上可见的条痕越显著。

9.

使用来自DantecDynamics的商业single PDA(P60,Lexel氩激光器,FibreFlow)以及来自AOM Systems的商业时移仪器(

10.可

通过建立与水相上方的气体空间的平衡,测定单体的水溶解度(类似于参考文献X.-S.Chai、Q.X.Hou、F.J.Schork,Journal of Applied Polymer Science第99卷,1296-1301(2006))。为此,在20毫升气体空间样品管中,将指定体积的水(如2毫升)与一定质量的各自单体混合,该质量如此大以致其不能溶解,或至少不能完全溶解在所选体积的水中。另外加入乳化剂(10ppm,基于样品混合物的总质量计)。为了获得平衡浓度,持续摇动该混合物。用惰性气体置换上部气相(supernatant gas phase),因此再次建立平衡。在排出的气相中,(例如借助气相色谱法)测量待检测的物质的分数。可以通过作为曲线绘制气相中的单体分数测定水中的平衡浓度。一从该混合物中除去过量单体分数,该曲线的斜率就从几乎恒定值(S1)变成明显负斜率(S2)。在此在具有斜率S1的直线和具有斜率S2的直线的交点处达到平衡浓度。在25℃下进行所述测定。

11.

在基于DIN 51005(日期:2005年8月)"Thermal Analysis(TA)–terms"和DIN53765“Thermal Analysis–Dynamic Scanning Calorimetry(DSC)”(日期:1994年3月)的方法中实验测定玻璃化转变温度T

12.

评估通过将涂料组合物(如水基底色漆材料)施加到基底上而形成的膜的湿度(wetness)。在这种情况下借助旋转雾化作为恒定层以所需目标膜厚度(干燥材料的膜厚度),如在15μm至40μm的范围内的目标膜厚度,静电施加涂料组合物。排料速率在300至400ml/min之间,且旋转雾化器的ESTA钟的旋转速度在23 000至63 000rpm的范围内(下面在实验部分中在相关位置指定在每种情况下具体选择的施加参数的精确细节)。在施加结束后1分钟进行在基底上形成的膜的湿度的视觉评估。以1至5的标度记录湿度(1=极干至5=极湿)。

13.

为了测定爆孔倾向,根据下列通用规程在基于DIN EN ISO 28199-1(日期:2010年1月)和DIN EN ISO 28199-3(日期:2010年1月)的方法中制造多层漆体系:类似于DIN ENISO 28199-1,第8.2节(版本A)制备用固化阴极电泳漆(EC)(来自BASF Coatings GmbH的

14.

为了测定流痕倾向,根据下列通用规程在基于DIN EN ISO 28199-1(日期:2010年1月)和DIN EN ISO 28199-3(日期:2010年1月)的方法中制造多层漆体系:

a)水基底色漆材料

类似于DIN EN ISO 28199-1,第8.2节(版本A)制备用固化阴极电泳漆(EC)(来自BASF Coatings GmbH的

b)透明涂料材料:

类似于DIN EN ISO 28199-1,第8.2节(版本A)制备用固化阴极电泳漆(EC)(来自BASF Coatings GmbH的

在每种情况下根据DIN EN ISO 28199-3,第4节测定流痕倾向。除使得流痕超出穿孔底边10毫米长度的膜厚度外,还测定从该厚度开始可视觉观察到在穿孔处的最初流痕倾向的膜厚度。

15.

根据DIN EN ISO 28199-3(2010年1月;第7节)测定遮盖力。

本发明的实施例和对比例

下列本发明的实施例和对比例用于例示本发明,但不应被解释为限制。

除非另行指明,以份数计的数值是重量份,以%计的数值在每种情况下是重量百分比。

1.

1.1下面指定的和用于制备水性分散体AD1的组分的含义如下:

1.2包含多级SCS聚丙烯酸酯的水性分散体AD1的制备

将80重量%的根据下表1.1的项目1和2置于具有回流冷凝器的钢反应器(5L容积)中并加热至80℃。在单独容器中预混表1.1中的“初始装料”下列举的剩余分数的组分。将这一混合物和与其分开地,引发剂溶液(表1.1,项目5和6)同时经20分钟的过程逐滴添加到反应器中,基于阶段i.中所用的单体总量计,反应溶液中的单体分数在该反应时间的全程不超过6.0重量%。此后搅拌30分钟。

在单独容器中预混表1.1中的“Mono 1”下指示的组分。将这一混合物经2小时的过程逐滴添加到反应器中,基于阶段ii.中所用的单体总量计,反应溶液中的单体分数在该反应时间的全程不超过6.0重量%。此后搅拌1小时。

在单独容器中预混表1.1中的“Mono 2”下指示的组分。将这一混合物经1小时的过程逐滴添加到反应器中,基于阶段iii.中所用的单体总量计,反应溶液中的单体分数在该反应时间的全程不超过6.0重量%。此后搅拌2小时。

此后将反应混合物冷却至60℃并在单独容器中预混中和混合物(表1.1,项目20、21和22)。将中和混合物经40分钟的过程逐滴添加到反应器中,将反应溶液的pH调节到7.5至8.5的pH。随后将反应产物再搅拌30分钟,冷却至25℃并过滤。

测定所得水性分散体AD1的固含量以监测反应。结果与测定的pH和粒度一起报道在表1.2中。

表1.1:包含多级聚丙烯酸酯的水性分散体AD1

表1.2:水性分散体AD1或包含的聚合物的特征

2.

部分中和的预聚物溶液的制备

在配有搅拌器、内部温度计、回流冷凝器和电加热的反应容器中,将559.7重量份的线性聚酯多元醇和27.2重量份的二羟甲基丙酸(来自GEO Speciality Chemicals)在氮气下溶解在344.5重量份的甲乙酮中。该线性聚酯二醇预先由二聚脂肪酸(

预聚物与二亚乙基三胺二酮亚胺的反应

随后经1分钟的过程掺入30.2重量份的二亚乙基三胺二酮亚胺在甲基异丁基酮中的71.9重量%稀释液(预聚物异氰酸酯基团与二亚乙基三胺二酮亚胺(具有一个仲氨基)的比率:5:1mol/mol,相当于每封闭型伯氨基2个NCO基团),在添加到预聚物溶液中后反应温度短暂升高1℃。通过在二亚乙基三胺(来自BASF SE)与甲基异丁基酮的反应过程中在110-140℃下在甲基异丁基酮中共沸除去反应水,预先制备二亚乙基三胺二酮亚胺在甲基异丁基酮中的稀释制品。用甲基异丁基酮稀释以设定124.0g/eq的胺等效质量(溶液)。红外光谱学基于在3310cm

分散和真空蒸馏

在40℃下搅拌30分钟后,将反应器的内容物经7分钟分散到1206重量份的去离子水(23℃)中。在45℃下从所得分散体中减压蒸馏出甲乙酮,并用去离子水补充任何损失的溶剂和水,以产生40重量%的固含量。所得分散体是白色、稳定、高固含量和低粘度的,含有交联粒子并且甚至在3个月后也完全没有表现出沉降。

所得微凝胶分散体(PD1)的特征如下:

固含量(130℃,60min,1g):40.2重量%

甲乙酮含量(GC):0.2重量%

甲基异丁基酮含量(GC):0.1重量%

粘度(23℃,旋转粘度计,剪切速率=1000/s):15mPa·s

酸值:17.1mg KOH/g固含量

中和度(计算):49%

pH(23℃):7.4

粒度(光子相关光谱学,体积平均):167nm

凝胶分数(冻干):85.1重量%

凝胶分数(130℃):87.3重量%

3.

3.1黄色浆P1的生产

由17.3重量份的可获自BASF SE的Sicotrans yellow L 1916、18.3重量份的根据DE 40 09 858 A1的实施例D,第16栏第37-59行制备的聚酯、43.6重量份的根据国际专利申请WO 92/15405第15页第23-28行制备的基料分散体、16.5重量份的去离子水和4.3重量份的丁基乙二醇生产黄色浆P1。

3.2白色浆P2的生产

由50重量份的Titanium Rutile 2310、6重量份的根据DE 40 09 858 A1的实施例D,第16栏第37-59行制备的聚酯、24.7重量份的根据专利申请EP 022 8003 B2第8页第6至18行制备的基料分散体、10.5重量份的去离子水、4重量份的2,4,7,9-四甲基-5-癸炔二醇,52%在BG中(可获自BASF SE)、4.1重量份的丁基乙二醇、0.4重量份的在水中的10%二甲基乙醇胺和0.3重量份的Acrysol RM-8(可获自The Dow Chemical Company)生产白色浆P2。

3.3黑色浆P3的生产

由57重量份的根据WO 92/15405第13页第13行至第15页第13行制备的聚氨酯分散体、10重量份的炭黑(来自Cabot Corporation的

3.4硫酸钡浆P4的生产

由39重量份的根据EP 0228003 B2第8页第6至18行制备的聚氨酯分散体、54重量份的硫酸钡(来自Sachtleben Chemie GmbH的Blanc fixe micro)、3.7重量份的丁基乙二醇和0.3重量份的

3.5块滑石浆P5(steatite paste P5)的生产

由49.7重量份的根据WO 91/15528第23页第26行至第24页第24行制备的水性基料分散体、28.9重量份的块滑石(来自Mondo Minerals B.V.的Microtalc IT extra)、0.4重量份的Agitan 282(可获自Münzing Chemie GmbH)、1.45重量份的

3.1重量份的商业聚醚(

4.

4.1混合清漆ML1(mixing varnish ML1)的制备

根据专利说明书EP 1534792 B1,第11栏,第1-13行,将81.9重量份的去离子水、2.7重量份的

4.2混合清漆ML2的制备

将47.38重量份的水性分散体AD1、42.29重量份的去离子水、6.05重量份的2,4,7,9-四甲基-5-癸炔二醇,52%在丁基乙二醇中(可获自BASF SE)、2.52重量份的DispexUltra FA 4437(可获自BASF SE)、0.76重量份的

ML1和ML2用于生产效果颜料浆。

5.

5.1水基底色漆材料WBL1和WBL2的生产

表5.1中的“水相”下列举的组分以所示顺序搅拌在一起以形成水性混合物。在下一步骤中,在每种情况下由“铝颜料预混物”和“云母颜料预混物”下列举的组分生产预混物。将这些预混物分开添加到水性混合物中。在添加各预混物后进行搅拌10分钟。然后使用去离子水和二甲基乙醇胺设定8的pH和使用旋转粘度计(来自Anton Paar的具有C-LTD80/QC加热系统的Rheolab QC)在23℃下测得的在1000s

表5.1:水基底色漆材料WBL1和WBL2的生产

5.2水基底色漆材料WBL3至WBL6的生产

表5.2中的“水相”下列举的组分以所示顺序搅拌在一起以形成水性混合物。在下一步骤中,由“铝颜料预混物”下列举的组分生产预混物。将这一预混物添加到水性混合物中。在添加后进行搅拌10分钟。然后使用去离子水和二甲基乙醇胺设定8的pH和使用旋转粘度计(来自Anton Paar的具有C-LTD80/QC加热系统的Rheolab QC)在23℃下测得的在1000s

在系列WBL3至WBL4内,在每种情况下降低铝颜料的分数和因此颜料/基料比。这同样适用于系列WBL5至WBL6。

表5.2:水基底色漆材料WBL3至WBL6的生产

5.3水基底色漆材料WBL7至WBL10的生产

表5.3中的“水相”下列举的组分以所示顺序搅拌在一起以形成水性混合物。在下一步骤中,由“铝颜料预混物”下列举的组分生产预混物。将这一预混物添加到水性混合物中。在添加后进行搅拌10分钟。然后使用去离子水和二甲基乙醇胺设定8的pH和使用旋转粘度计(来自Anton Paar的具有C-LTD80/QC加热系统的Rheolab QC)在23℃下测得的在1000s

在系列WBL7至WBL8内,在每种情况下降低铝颜料的分数和因此颜料/基料比。这同样适用于系列WBL9至WBL10。

表5.3:水基底色漆材料WBL7至WBL10的生产

5.4水基底色漆材料WBL17至WBL24、WBL17a和WBL21a的生产

表5.4中的“水相”下列举的组分以所示顺序搅拌在一起以形成水性混合物。在下一步骤中,由“铝颜料预混物”下列举的组分生产预混物。将这一预混物添加到水性混合物中。在添加后进行搅拌10分钟。然后使用去离子水和二甲基乙醇胺设定8的pH和使用旋转粘度计(来自Anton Paar的具有C-LTD80/QC加热系统的Rheolab QC)在23℃下测得的在1000s

另外,将样品WBL17和WBL21调节到使用旋转粘度计(来自Anton Paar的具有C-LTD80/QC加热系统的Rheolab QC)在23℃下测得的在1000s

表5.4:水基底色漆材料WBL17至WBL24的生产

5.5水基底色漆材料WBL25至WBL30的生产

表5.5中的“水相”下列举的组分以所示顺序搅拌在一起以形成水性混合物。在下一步骤中,在每种情况下由“铝颜料预混物”下列举的组分生产预混物。将这些预混物分开添加到水性混合物中。在添加各预混物后进行搅拌10分钟。然后使用去离子水和二甲基乙醇胺设定8的pH和使用旋转粘度计(来自Anton Paar的具有C-LTD80/QC加热系统的RheolabQC)在23℃下测得的在1000s

表5.5:水基底色漆材料WBL25至WBL30的生产

5.6水基底色漆材料WBL31和WBL31a的生产

表5.6中的“水相”下列举的组分以所示顺序搅拌在一起以形成水性混合物。在下一步骤中,由“铝颜料预混物”下列举的组分生产预混物。将这一预混物添加到水性混合物中。在添加后进行搅拌10分钟。然后使用去离子水和二甲基乙醇胺设定8的pH和使用旋转粘度计(来自Anton Paar的具有C-LTD80/QC加热系统的Rheolab QC)在23℃下测得的在1000s

表5.6:水基底色漆材料WBL31和WBL31a的生产

5.7水基底色漆材料WBL32和WBL33的生产

表5.7中的“水相”下列举的组分以所示顺序搅拌在一起以形成水性混合物。在下一步骤中,由“丁基乙二醇/聚酯混合物(3:1)”下列举的组分生产预混物。将这一预混物添加到水性混合物中。在添加后进行搅拌10分钟。然后使用去离子水和二甲基乙醇胺设定8的pH和使用旋转粘度计(来自Anton Paar的具有C-LTD80/QC加热系统的Rheolab QC)在23℃下测得的在1000s

表5.7:水基底色漆材料WBL32和WBL33的生产

5.8水基底色漆材料WBL34、WBL35、WBL34a和WBL35a的生产

表5.8中的“水相”下列举的组分以所示顺序搅拌在一起以形成水性混合物。在搅拌10分钟后,然后使用去离子水和二甲基乙醇胺设定8的pH和使用旋转粘度计(来自AntonParr的具有C-LTD80/QC加热系统的Rheolab QC)在23℃下测得的在1000s

表5.8:水基底色漆材料WBL34、WBL34a、WBL35和WBL35a的生产

6.

6.1水基底色漆材料WBL5和WBL9之间在条痕发生率和雾化喷雾的均匀度方面的比较

根据上述方法进行在条痕和喷雾均匀度方面对水基底色漆材料WBL5和WBL9的研究(这些材料各自含有相同量的相同铝颜料)。表6.1概括了结果。

表6.1:通过均匀度指数HI(根据专利DE 10 2009 050 075 B4)和变量T

与均匀度指数HI相关的数值15至110是指在进行测量时选择的以°计的各自角度,在偏离镜面角(specular an gle)一定度数下测定各自的数据。HI 15例如是指这一均匀度指数涉及距镜面角15°捕捉的数据。

WBL5和WBL9具有相同着色但它们的基础组成不同。

表6.1中的数值表明借助根据专利DE 10 2009 050 075 B4的均匀度指数测定的形成条痕的倾向的差异与x=5mm(内部)处的T

由T

不同于现有技术方法,如仅测量透明粒子或仅测量不透明粒子的时移技术,本发明的用于表征雾化的方法包括透明和不透明粒子之间的区分,并将这两条信息互相组合。如上文给出的实施例中所示,为了理解在含颜料的漆料(paints)的雾化中牵涉的过程,这种区分和组合是必要的。

6.2水基底色漆材料WBL1和WBL2之间在针孔发生率方面的比较

根据上述方法进行在针孔发生率方面对水基底色漆材料WBL1和WBL2的研究。表6.2概括了结果。

表6.2对针孔发生率的研究结果

与WBL1相比,WBL2证实在针孔发生率方面危险得多。这一行为与在WBL2的情况下与WBL1相比实验获得的较大D

6.3水基底色漆材料WBL3、WBL4、WBL6至WBL8以及WBL10之间在浑浊度、针孔发生率和膜厚度相关平整度的评估方面的比较

根据上述方法进行在浑浊度、针孔和膜厚度相关平整度的评估方面对水基底色漆材料WBL3、WBL4、WBL6至WBL8以及WBL10的研究。

表6.3和6.4概括了结果。

表6.3:对针孔和浑浊度的研究结果(用来自Byk-Gardner的cloud-runner测量)

分别在各自含有相同颜料以及相同颜料量的样品对WBL3和WBL7、WBL4和WBL8、以及WBL6和WBL10的直接比较中,发现在300ml/min的排料速率和43 000rpm的速度下,底色漆材料WBL7、WBL8和WBL10各自具有比相应的参考样品WBL3、WBL4和WBL6小的D

表6.4:对膜厚度相关平整度的研究结果

WBL3和WBL5各自具有0.35的颜料/基料比,而WBL4和WBL6各自具有0.13的颜料/基料比。

实验结果显示D

6.4水基底色漆材料WBL3至WBL10和WBL17至WBL20以及WBL25至WBL28之间在遮盖力、浑浊倾向、针孔和平整度方面的比较(颜料的效应)

根据上述方法进行在遮盖力、浑浊倾向、针孔和平整度方面对水基底色漆材料WBL3至WBL10、WBL17至WBL20以及WBL25至WBL28的研究。在这种情况下具体例示了通过更换所用铝颜料(特别是就其粒度而言)可如何影响雾化和所得涂层性质。在所有实验中,排料速率为300ml/min;ESTA钟的旋转速度为43 000rpm。表6.5至6.9概括了结果。

表6.5:关于遮盖力、浑浊度(视觉评估)和针孔的研究结果

表6.6:关于遮盖力、浑浊度(视觉评估)的研究结果

表6.7:关于膜厚度相关平整度的研究结果

表6.8:关于膜厚度相关平整度的研究结果

表6.9:关于浑浊度的研究结果

在研究的所有情况中(在每种情况下具有不同的颜料含量),所用效果颜料的更换,尤其是考虑到其较低粒度(基于颜料的D

6.5水基底色漆材料WBL17至WBL24之间在针孔方面的比较(颜料分数的效应)

根据上述方法进行在针孔方面对水基底色漆材料WBL17至WBL24以及WBL29和WBL30的研究。在这种情况下具体例示了通过所用铝颜料的量可如何影响雾化和所得涂层性质。在所有实验中,排料速率为300ml/min;ESTA钟的旋转速度为43 000rpm。表6.10概括了结果。

表6.10:关于针孔的研究结果

在只有颜料-基料比不同,换言之颜料量不同的各对样品的比较中,发现所用铝颜料的量的增加带来更好的雾化(更低D

6.6水基底色漆材料WBL17或WBL17a以及WBL21或WBL21a之间在针孔、湿度和浑浊度方面的比较(喷雾粘度和水量的效应)

根据上述方法进行在针孔、湿度和浑浊度方面对水基底色漆材料WBL17或WBL17a和WBL21或WBL21a以及WBL31或WBL31a的研究。在这种情况下具体例示了通过调节的喷雾粘度(即添加的水量)可如何影响雾化和所得涂层性质。在所有实验中,排料速率为300ml/min;ESTA钟的旋转速度为43 000rpm。表6.11和6.12概括了结果。

表6.11:关于针孔的研究结果

表6.12:关于浑浊度和湿度的研究结果

该实施例证实,由于在材料雾化中的较低喷雾粘度,产生较细微滴(较低的D

6.7水基底色漆材料WBL34和WBL35,或WBL34a和WBL35a之间在湿度方面的比较

根据上述方法进行在湿度方面对水基底色漆材料WBL34和WBL35,或WBL34a和WBL35a的研究。在这种情况下具体例示了通过溶剂的附加量可如何影响雾化和所得湿度,所得湿度对如浑浊度、防针孔性等性质负责。对样品的实验在43 000rpm和63 000rpm的ESTA钟的旋转速度下进行。在所有情况下,排料速率为300ml/min。表6.13概括了结果。

表6.13:关于湿度的研究结果

在这两种排料速率(63 000rpm和43 000rpm)下,对于调节到相同喷雾粘度(分别为120mPa·s和80mPa·s)的各对样品,据显示,通过添加丁基乙二醇,对D

6.8该实施例证实,借助本发明的方法,有可能生产通过根据该方法的步骤(3)降低喷雾内的液滴尺寸分布的至少一个特征变量和/或喷雾的均匀度而表现出改进的品质属性的涂层,特别是在针孔数、湿度、浑浊度和/或平整度,和/或外观和遮盖力方面。本发明的方法因此是用于生产在这些方面得到优化的涂层的简单高效的方法。

7.

透明涂料材料KL1、KL1a和KL1b之间在流痕极限方面的比较

根据上述方法进行在其流痕行为方面对透明涂料材料KL1和KL1a以及KL1b的研究。在这种情况下具体例示了通过经由添加溶剂调节的喷雾粘度以及通过省略技术人员已知的添加剂(如流变控制剂)可如何影响流痕行为。涉及的材料如下:

透明涂料KL1

样品KL1是商业双组分透明涂料材料(来自BASF Coatings GmbH的ProGloss),其含有气相二氧化硅作为流变助剂(来自Evonik的

透明涂料KL1a

样品KL1a对应于KL1,区别在于使用3-乙氧基丙酸乙酯将基础清漆调节到在1000/s下50mPa·s的粘度。

透明涂料KL1b

样品KL1b对应于KL1,区别在于其不含气相二氧化硅作为流变助剂。同样如KL的情况中使用3-乙氧基丙酸乙酯将基础清漆调节到在1000/s下100mPa·s的粘度。

在55 000rpm的ESTA钟旋转速度下对样品进行实验。排料速率为550ml/min。表7.1概括了结果。

表7.1:关于流痕行为的研究结果

结果证实,通过影响粘度行为的公认措施(receptive measures),如降低喷雾粘度(KL1a)或去除基于气相二氧化硅的流变助剂(KL1b),与基准KL1相比,雾化受损(较大的D

实施例证实,借助本发明的方法,有可能生产通过根据该方法的步骤(3)的平均长丝长度的降低表现出改进的品质属性的涂层,特别是在流痕行为方面。本发明的方法因此是用于生产在这些方面得到优化的涂层的简单高效的方法。

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