Способ осаждения нескольких слоев покрытия на подложку
При нанесении покрытия на подложку осуществляют нанесение по меньшей мере на часть подложки композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя; нанесение по меньшей мере на часть упомянутой композиции грунтовочного покрытия композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску, содержащей окрашивающее вещество, нерастворимые микрочастицы и ацетат-бутират целлюлозы; и отверждение по меньшей мере части упомянутой композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя и композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску. Технический результат заключается в исключении необходимости модификации поверхности после нанесения покрытия. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу нанесения покрытия на подложку.
Уровень техники
Обычный способ нанесения покрытия на автомобиль включает последовательное нанесение на подложку композиций покрытий. Например, на предварительно обработанную подложку наносят композицию электроосаждаемого покрытия, обычно катионную композицию. После этого перед нанесением на электроосажденное покрытие композиции грунт-шпатлевочного покрытия композицию электроосаждаемого покрытия отверждают. Грунт-шпатлевочный слой обычно маскирует любые поверхностные дефекты, имеющиеся на электроосажденном покрытии, тем самым обеспечивая для системы слоев покрытий гладкий вид наносимых впоследствии покровных покрытий.
После нанесения на отвержденное электроосаждаемое покрытие композиции грунт-шпатлевочного покрытия его покрытие отверждают и зачищают для удаления поверхностных дефектов. После этого на грунт-шпатлевочное покрытие наносят композицию покрытия основы, улучшающего окраску и/или улучшающего проявляющийся эффект. Покрытие основы обычно подвергают мгновенному горячему высушиванию при температуре и в течение периода времени, достаточных для отгона избыточных растворителей, но недостаточных для отверждения композиции покрытия основы. После этого на неотвержденное покрытие основы наносят композицию светопроницаемого или прозрачного покрытия. Обычно это называют нанесением в режиме «мокрым по мокрому». После этого композицию покрытия основы и композицию светопроницаемого или прозрачного покрытия отверждают совместно в одну стадию.
Однако существует потребность в способе нанесения покрытия, который уменьшает и/или устраняет количество стадий и/или композиций покрытий, которые используются во время процесса нанесения покрытия, и, таким образом, уменьшит время нанесения покрытий и снизит стоимость нанесения покрытия на подложку.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к способу нанесения покрытия на подложку, который включает (а) нанесение, по меньшей мере, на часть подложки содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия; (b) нанесение, по меньшей мере, на часть содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, где содержащая растворитель композиция покрытия, имеющего окраску, включает окрашивающее вещество и нерастворимые микрочастицы; и (с) отверждение, по меньшей мере, части содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия и содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску.
В соответствии с настоящим документом, если только однозначно не будет указано другого, все числа, такие как те, которые выражают значения, диапазоны, количества или процентные величины, могут быть прочитаны, как если бы им предшествовало слово «приблизительно», даже если данный термин и не будет приведен. Множественное число включает единственное число и наоборот. Например, несмотря на указание в настоящем документе (в том числе в формуле изобретения) «одной» композиции грунтовочного покрытия, «одной» композиции покрытия, имеющего окраску, «одной» композиции по существу не пигментированного покрытия может быть использована и смесь любых из них.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «несколько» обозначает единицу или целое число, большее чем единица (то есть множество).
При обращении к любому численному диапазону значений такие диапазоны следует понимать как включающие все без исключения целые числа и/или их части в пределах от минимального до максимального значения указанного диапазона.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «полиол» или его вариации в широком смысле относятся к материалу, имеющему в среднем две и более гидроксильные группы на одну молекулу. Однако необходимо понимать, что «полиольный» остаток или фрагмент в продукте реакции включает материал, который может иметь одну или несколько гидроксильных групп на одну молекулу.
Настоящее изобретение относится к способу нанесения покрытия на подложку, который уменьшает и/или исключает то количество стадий и/или композиций покрытий, которые используются во время процесса нанесения покрытия, в результате исключения из способа нанесения покрытия стадии нанесения композиции грунт-шпатлевочного покрытия. В соответствии с этим, одно преимущество, которое вытекает из настоящего изобретения, заключается в исключении стадий модифицирования поверхности после нанесения, таких как зачистка грунт-шпатлевочного покрытия.
Как указывалось ранее, способ начинается с нанесения на подложку содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия. Содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия обычно наносят, по меньшей мере, на часть подложки при использовании методик, которые известны на современном уровне техники. Например, содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия может быть нанесена при использовании методик, известных на современном уровне техники, таких как нижеследующие, но не ограничивающихся только ими: распыление, электростатическое распыление, электростатическое распыление при использовании высокоскоростной вращающейся чаши и тому подобное.
Тип подложки, на которую наносят содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия, не имеет ограничения и поэтому включает металлические подложки, подложки из металлических сплавов и/или подложки, которые были металлизированы, такие как никелированный пластик. В определенных вариантах осуществления изобретения металл или металлический сплав могут представлять собой алюминий и/или сталь. Например, стальная подложка может представлять собой холоднокатаную сталь, электролитически оцинкованную сталь и сталь горячего цинкования. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения подложка может включать часть транспортного средства, такую как кузов транспортного средства (например, без ограничения, дверь, панель кузова, крышка багажника, панель крыши, капот и/или крыша) и/или раму транспортного средства. В соответствии с использованием в настоящем документе «транспортное средство» или его вариации включают нижеследующие, но не ограничиваются только ими: наземные транспортные средства гражданского, коммерческого и военного назначения, такие как легковые и грузовые автомобили. Также необходимо понимать то, что в некоторых вариантах осуществления изобретения подложка может быть подвергнута предварительной обработке при использовании раствора для предварительной обработки, такого как раствор фосфата цинка, как это описывается в патентах США №№4793867 и 5588989, которые посредством ссылки включаются в настоящий документ, или может не подвергаться предварительной обработке.
В определенных вариантах осуществления изобретения содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия наносят на подложку, по меньшей мере, на часть которой нанесли покрытие из композиции электроосаждаемого покрытия, такой как те, которые описываются в заявке на патент США №11/835600, которая посредством ссылки включается в настоящий документ. Для ясности следует сказать, что в случае указания в настоящем документе на «подложку» необходимо отметить, что подложка может быть, а может и не быть подвергнута предварительной обработке и/или может иметь, а может и не иметь электроосаждаемое покрытие.
В некоторых вариантах осуществления изобретения содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия содержит акриловый полимер, полимерный сложный полиэфир, полимерный полиуретан, полимерный простой полиэфир, полимерный полиэпоксид, кремнийсодержащий полимер или их комбинации. Кроме того, полимер в содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия имеет несколько реакционно-способных функциональных групп, которые могут вступать в реакцию со сшивающим агентом, который обычно вводят в содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия. Например, реакционно-способные функциональные группы включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: гидроксильная группа, карбоксильная группа, изоцианатная группа, блокированная изоцианатная группа, первичная аминогруппа, вторичная аминогруппа, амидогруппа, карбаматная группа, мочевиновая группа, уретановая группа, винильная группа, ненасыщенная сложноэфирная группа, малеимидная группа, фумаратная группа, ангидридная группа, гидроксиалкиламидная группа, эпоксигруппа или их комбинации. В соответствии с использованием в настоящем документе «полимер» является синонимом «смолы».
Подходящие для использования акриловые полимеры, имеющие гидроксильные группы и/или карбоксильные группы, могут быть получены из полимеризуемых этиленненасыщенных мономеров и обычно представляют собой сополимеры (мет)акриловой кислоты и/или гидроксиалкиловых сложных эфиров (мет)акриловой кислоты с одним или несколькими другими полимеризуемыми этиленненасыщенными мономерами, такими как алкиловые сложные эфиры (мет)акриловой кислоты, в том числе метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат и 2-этилгексилакрилат, и винилароматические соединения, такие как стирол, альфа-метилстирол и винилтолуол. В соответствии с использованием в настоящем документе «(мет)акрилат» и подобные термины предполагают включение как акрилатов, так и метакрилатов.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения акриловый полимер может быть получен из этиленненасыщенных мономеров, содержащих функциональные группы сложного бета-гидрокси-эфира. Такие мономеры могут быть получены в результате проведения реакции между этиленненасыщенным кислотофункциональным мономером, таким как монокарбоновые кислоты, например акриловая кислота, и эпоксисоединением, которое не участвует в инициируемой свободными радикалами реакции полимеризации с мономером ненасыщенной кислоты. Примеры таких эпоксисоединений включают глицидиловые простые и сложные эфиры. Подходящие глицидиловые простые эфиры включают глицидиловые простые эфиры спиртов и фенолов, такие как бутилглицидиловый эфир, октилглицидиловый эфир, фенилглицидиловый эфир и тому подобное. Подходящие глицидиловые сложные эфиры включают те, которые коммерчески доступны в компании Shell Chemical Company под торговым наименованием CARDURA Е и в компании Exxon Chemical Company под торговым наименованием GLYDEXX-10. В альтернативном варианте мономеры, содержащие функциональные группы сложного бета-гидрокси-эфира, могут быть получены из этиленненасыщенного эпоксифункционального мономера, например глицидил(мет)акрилата и аллилглицидилового эфира, и насыщенной карбоновой кислоты, такой как насыщенная монокарбоновая кислота, например изостеариновая кислота.
Эпоксифункциональные группы могут быть введены в полимер, полученный из полимеризуемых этиленненасыщенных мономеров, в результате проведения сополимеризации между мономерами, имеющими оксирановую группу, например глицидил(мет)акрилатом и аллилглицидиловым эфиром, и другими полимеризуемыми этиленненасыщенными мономерами, такими как те, которые обсуждались ранее. Получение таких эпоксифункциональных акриловых полимеров подробно описывается в патенте США №4001156, в колонках от 3 до 6, посредством ссылки включенном в настоящий документ.
Карбаматфункциональные группы могут быть введены в полимер, полученный из полимеризуемых этиленненасыщенных мономеров, в результате проведения сополимеризации, например, между описанными ранее этиленненасыщенными мономерами и карбаматфункциональным винильным мономером, таким как карбаматфункциональный алкиловый сложный эфир метакриловой кислоты. Подходящие карбаматфункциональные алкиловые сложные эфиры смогут быть получены в результате проведения реакции, например, между гидроксиалкилкарбаматом, таким как продукт реакции между аммиаком и этиленкарбонатом или пропиленкарбонатом, и метакриловым ангидридом. Другие подходящие карбаматфункциональные винильные мономеры включают, например, продукт реакции между гидроксиэтилметакрилатом, изофорондиизоцианатом и гидроксипропилкарбаматом или продукт реакции между гидроксипропилметакрилатом, изофорондиизоцианатом и метанолом. Могут быть использованы и другие карбаматфункциональные винильные мономеры, такие как продукт реакции между изоциановой кислотой (HNCO) и гидроксилфункциональным акриловым или метакриловым мономером, таким как гидроксиэтилакрилат, и те, которые описываются в патенте США №3479328, посредством ссылки включенном в настоящий документ. Карабаматфункциональные группы в акриловый полимер могут быть введены в результате проведения реакции между гидроксилфункциональным акриловым полимером и низкомолекулярным алкилкарбаматом, таким как метилкарбамат. В акриловый полимер также могут быть введены и боковые карбаматные группы в результате проведения реакции «транскарбамоилирования», по которой гидроксилфункциональный акриловый полимер вводят в реакцию с низкомолекулярным карбаматом, произведенным из спирта или гликолевого простого эфира. Карбаматные группы обмениваются с гидроксильными группами, приводя к получению карбаматфункционального акрилового полимера и первоначального спирта или гликолевого простого эфира. Кроме того, для получения боковых карбаматных групп гидроксилфункциональные акриловые полимеры могут быть введены в реакцию с изоциановой кислотой. Подобным же образом, для получения боковых карбаматных групп гидроксилфункциональные акриловые полимеры могут быть введены в реакцию с мочевиной.
Полимеры, получаемые из полимеризуемых этиленненасыщенных мономеров, могут быть получены по методикам полимеризации в растворе, которые хорошо известны специалистам в соответствующей области техники, в присутствии подходящих катализаторов, таких как органические пероксиды или азо-соединения, например бензоилпероксид или N,N-азобис(изобутиронитрил). Полимеризация может быть проведена по методикам, обычно использующимся на современном уровне техники, в органическом растворе, в котором растворимые мономеры. В альтернативном варианте, данные полимеры могут быть получены по методикам водной эмульсионной или дисперсионной полимеризации, которые хорошо известны на современном уровне техники. Соотношение между количествами реагентов и условия проведения реакции выбирают такими, которые приводят в результате к получению акрилового полимера, содержащего требуемые боковые функциональные группы.
В некоторых вариантах осуществления изобретения полимерный сложный полиэфир может быть получен в результате проведения реакции конденсации между кислотой, такой как дикислота, и полиолом при использовании методик, которые известны на современном уровне техники. Подходящие кислоты, которые могут быть использованы для получения полимерного сложного полиэфира, включают нижеследующие, но не ограничиваются только ими: изофталевая кислота, терефталевая кислота, е-капролактон, 1,4-циклогександикислота, продукт PRIPOL, димеризованные жирные кислоты, малеиновый ангидрид, гексагидрофталевый ангидрид, метилгексагидрофталевый ангидрид, тетрагидрофталевый ангидрид, фталевый ангидрид, адипиновая кислота, азелаиновая кислота или их комбинации. Подходящие полиолы, которые могут быть использованы для получения полимерного сложного полиэфира, включают нижеследующие, но не ограничиваются только ими: 1,6-гександиол, бутилэтилпропандиол, 1,4-циклогександиметанол, 2-метил-1,3-пропандиол, политетраметиленэфиргликоли на основе простого эфира и их олигомеры, политетрагидрофуран и его олигомеры, дипропиленгликоль, неопентилгликоль, неопентилгликольгидроксипивалат, триметилолпропан, бутандиол, трипропиленгликоль или их комбинации.
В определенных вариантах осуществления изобретения сложные полиэфиры, имеющие гидроксильную группу, могут быть получены в результате проведения реакции между ангидридом дикарбоновой кислоты, таким как гексагидрофталевый ангидрид, и диолом, таким как неопентилгликоль, при молярном соотношении 1:2. В случае необходимости улучшения высушивания на воздухе могут быть использованы подходящие жирные кислоты быстровысыхающего масла, которые включают те, которые производят из льняного масла, соевого масла, таллового масла, дегидратированного касторового масла или тунгового масла.
В определенных вариантах осуществления изобретения содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия содержит полимерный сложный полиэфир, который представляет собой продукт реакции неопентилгликоля, неопентилгликольгидроксипивалата, триметилолпропана, адипиновой кислоты, е-капролактона и изофталевой кислоты.
Карбаматфункциональные сложные полиэфиры могут быть получены в результате получения сначала гидроксиалкилкарбамата, который может быть введен в реакцию с поликислотами и полиолами, использующимися при получении сложного полиэфира. В альтернативном варианте, концевые карбаматфункциональные группы могут быть введены в сложный полиэфир в результате проведения реакции между изоциановой кислотой и гидроксифункциональным сложным полиэфиром. Кроме того, карбаматная функциональность может быть введена в сложный полиэфир в результате проведения реакции между гидроксилсодержащим сложным полиэфиром и мочевиной. В дополнение к этому, карбаматные группы могут быть введены в сложный полиэфир в результате проведения реакции транскарбамоилирования. Получение подходящих сложных полиэфиров, имеющих карбаматфункциональные группы, описано в патенте США №5593733, колонка 2, строка 40, до колонки 4, строка 9, который посредством ссылки включается в настоящий документ.
В некоторых вариантах осуществления изобретения полимер может составлять ≥5% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия. В других вариантах осуществления изобретения полимер может составлять ≤80% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия. В определенных вариантах осуществления изобретения совокупное количество полимера может находиться в диапазоне любых комбинаций значений, которые приводились ранее, включая приведенные значения. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения полимер может составлять 30-50% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия.
Как указывалось ранее, полимер в содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия имеет несколько функциональных групп, которые могут вступать в реакцию со сшивающим агентом, который вводят в содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия. В зависимости от реакционно-способных функциональных групп полимера в содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия отверждающий агент может быть выбран из аминопластовой смолы, изоцианата, полиэпоксида, поликислоты, ангидрида, амина, полиола или их комбинаций.
Аминопласт, который может быть использован в качестве отверждающего агента для материалов, имеющих функциональные группы гидроксила, карбоновой кислоты и карбамата, на современном уровне техники хорошо известен. Подходящие аминопластовые смолы, такие как, например, те, которые обсуждались ранее, специалистам в соответствующей области техники известны. Аминопласты могут быть получены в результате проведения реакции конденсации между формальдегидом и амином или амидом. Неограничивающие примеры аминов или амидов включают меламин, мочевину или бензогуанамин. Могут быть использованы конденсаты с другими аминами или амидами, например альдегидные конденсаты гликолурила, которые образуют высокоплавкий кристаллический продукт, подходящий для использования в порошковых покрытиях. Хотя наиболее часто использующимся альдегидом является формальдегид, могут быть использованы и другие альдегиды, такие как ацетальдегид, кротоновый альдегид и бензальдегид.
Аминопласт обычно имеет имино- и метилольные группы, а в определенных случаях, по меньшей мере, часть метилольных групп этерифицируют спиртом для модифицирования способности к отверждению. Для данной цели может быть использован любой одноатомный спирт, включающий метанол, этанол, н-бутиловый спирт, изобутанол и гексанол.
Неограничивающие примеры аминопластов включают меламино-, мочевино- или бензогуанаминоформальдегидные конденсаты, в определенных случаях мономерные и, по меньшей мере, частично этерифицированные одним или несколькими спиртами, содержащими от одного до четырех атомов углерода. Неограничивающие примеры подходящих аминопластовых смол коммерчески доступны, например, в компании Cytec Industries, Inc. под торговым наименованием CYMEL, в компании INEOS Melamines под торговым наименованием RESIMENE и в компании BASF под торговым наименованием LUWIPAL.
Как будет обсуждаться более подробно далее, в некоторых вариантах осуществления изобретения содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия содержит меламиновый отверждающий агент, который характеризуется высоким уровнем содержания иминогрупп. В соответствии с использованием в настоящем документе «высокий уровень содержания иминогрупп» обозначает количество функциональных групп NH конкретного соединения в диапазоне 10-50%.
Как указывалось ранее, отверждающий агент также может содержать изоцианат. В соответствии с использованием в настоящем документе «изоцианаты» также включают полиизоцианаты и наоборот. Полиизоцианатный отверждающий агент может представлять собой полностью блокированный полиизоцианат, по существу не имеющий свободных изоцианатных групп, или он может быть частично блокированным и введенным в реакцию с основной цепью смолы, как это описано в патенте США 3984299. Полиизоцианатом могут являться алифатический, ароматический полиизоцианат или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления изобретения используют диизоцианаты, хотя в некоторых вариантах осуществления вместо диизоцианатов или в комбинации с ними могут быть использованы и высшие полиизоцианаты.
В качестве блокирующей добавки для полиизоцианата в композиции электроосаждаемого покрытия настоящего изобретения могут быть использованы любые подходящие спирт или полиол при условии снятия блокирования добавкой при температуре отверждения и при условии, что гелеобразный продукт не образуется. Например, подходящие спирты включают нижеследующие, но не ограничиваются только ими: метанол, этанол, пропанол, изопропиловый спирт, бутанол, 2-этилгексанол, бутоксиэтанол, гексилоксиэтанол, 2-этилгексилоксиэтанол, н-бутанол, циклогексанолфенилкарбинол, метилфенилкарбинол, этиленгликольмонобутиловый эфир, диэтиленгликольмонобутиловый эфир, этиленгликольмонометиловый эфир, пропиленгликольмонометиловый эфир или их комбинации.
В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения блокирующая добавка включает один или несколько 1,3-гликоля и/или 1,2-гликоля. В одном варианте осуществления настоящего изобретения блокирующая добавка включает один или несколько 1,2-гликолей, обычно один или несколько С3-С6 1,2-гликолей. Например, блокирующая добавка может быть выбрана, по меньшей мере, из одного соединения, выбираемого из 1,2-пропандиола, 1,3-бутандиола, 1,2-бутандиола, 1,2-пентандиола, триметилпентендиола и/или 1,2-гександиола.
Как указано выше, отверждающий агент может содержать ангидрид, который обычно используют в качестве отверждающих агентов для материалов, имеющих гидрокси-функциональную группу. Неограничивающие примеры ангидридов, подходящих для использования в качестве отверждающих агентов в композициях изобретения, включают те, которые имеют, по меньшей мере, две группы ангидрида карбоновой кислоты на одну молекулу и которые получают из смеси мономеров, включающих ангидрид этиленненасыщенной карбоновой кислоты и, по меньшей мере, один винильный сомономер, например стирол, альфа-метилстирол, винилтолуол и тому подобное. Неограничивающие примеры подходящих ангидридов этиленненасыщенных карбоновых кислот включают малеиновый ангидрид, цитраконовый ангидрид и итаконовый ангидрид. В альтернативном варианте, ангидрид может представлять собой ангидридный аддукт диенового полимера, такой как малеинизированный полибутадиен или малеинизированный сополимер бутадиена, например сополимер бутадиен/стирол. Эти и другие подходящие ангидридные отверждающие агенты описываются в патенте США №4798746, в колонке 10, строки 16-50; и в патенте США №4732790, в колонке 3, строки 41-57, которые оба посредством ссылки включаются в настоящий документ.
Полиэпоксиды, которые могут быть использованы в качестве отверждающих агентов для материалов, имеющих функциональные группы карбоновой кислоты, на современном уровне техники хорошо известны. Неограничивающие примеры полиэпоксидов, подходящих для использования в композициях настоящего изобретения, включают полиглицидиловые сложные эфиры (такие как акриловые соединения, образованные из глицидилметакрилата), полиглицидиловые простые эфиры многоатомных фенолов и алифатических спиртов, которые могут быть получены в результате этерификации многоатомного фенола или алифатического спирта эпигалогенгидрином, таким как эпихлоргидрин, в присутствии щелочи. Эти и другие подходящие полиэпоксиды описываются в патенте США №4681811, в колонке 5, строки от 33 до 58, который посредством ссылки включается в настоящий документ.
Подходящие отверждающие агенты для материалов, имеющих эпоксифункциональные группы, включают поликислотные отверждающие агенты, такие как акриловые полимеры, имеющие кислотные группы, полученные из этиленненасыщенного мономера, имеющего, по меньшей мере, одну группу карбоновой кислоты, и, по меньшей мере, одного этиленненасыщенного мономера, который не имеет групп карбоновой кислоты. Такие кислотофункциональные акриловые полимеры могут характеризоваться кислотным числом в диапазоне от 30 до 150. Также могут быть использованы и сложные полиэфиры, имеющие кислотную функциональную группу. Описанные ранее поликислотные отверждающие агенты более подробно описываются в патенте США №4681811, во фрагменте от колонки 6, строка 45, до колонки 9, строка 54, который посредством ссылки включается в настоящий документ.
На современном уровне техники в качестве отверждающих агентов для материалов, имеющих изоцианатфункциональную группу, также хорошо известны и полиолы. Неограничивающие примеры таких материалов, подходящих для использования в композициях изобретения, включают полиалкиленэфирполиолы на основе простых эфиров, в том числе простые тиоэфиры; полиэфирполиолы на основе сложных эфиров, в том числе полигидроксиполиэфирамиды на основе сложных эфиров; и гидроксилсодержащие поликапролактоны и гидроксисодержащие акриловые сополимеры. Кроме того, подходящими для использования являются и полиэфирполиолы на основе простых эфиров, полученные в результате оксиалкилирования различных полиолов, например гликолей, таких как этиленгликоль, 1,6-гександиол, бисфенол А и тому подобное, или высших полиолов, таких как триметилолпропан, пентаэритрит и тому подобное. Также могут быть использованы и полиэфирполиолы на основе сложных эфиров. Эти и другие подходящие полиольные отверждающие агенты описываются в патенте США №4046729, во фрагменте от колонки 7, строка 52, до колонки 8, строка 9; во фрагменте от колонки 8, строка 29, до колонки 9, строка 66; и в патенте США №3919315, во фрагменте от колонки 2, строка 64, до колонки 3, строка 33, которые оба посредством ссылки включаются в настоящий документ.
В качестве отверждающих агентов для материалов, имеющих изоцианатфункциональные группы, также могут быть использованы и полиамины. Неограничивающие примеры подходящих полиаминовых отверждающих агентов включают первичные или вторичные диамины или полиамины, у которых радикалы, присоединенные к атомам азота, могут быть насыщенными или ненасыщенными, алифатическими, алициклическими, ароматическими, ароматически-замещенными алифатическими, алифатически-замещенными ароматическими и гетероциклическими. Неограничивающие примеры подходящих алифатических и алициклических диаминов включают 1,2-этилендиамин, 1,2-порфилендиамин, 1,8-октандиамин, изофорондиамин, пропан-2,2-циклогексиламин и тому подобное. Неограничивающие примеры подходящих ароматических диаминов включают фенилендиамины и толуолдиамины, например о-фенилендиамин и п-толилендиамин. Эти и другие подходящие полиамины подробно описываются в патенте США №4046729, во фрагменте от колонки 6, строка 61, до колонки 7, строка 26, который посредством ссылки включается в настоящий документ.
В дополнение к описанным ранее полимерному сложному полиэфиру и отверждающему агенту содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия может дополнительно включать нерастворимые микрочастицы, такие как нижеследующие, но не ограничивающиеся только ими: полимерные микрочастицы, микрогели (сшитые микрочастицы), оксид алюминия, диоксид кремния или их комбинации. В соответствии с использованием в настоящем документе «диоксид кремния» включает нижеследующее, не ограничивается только этим: пирогенный диоксид кремния, осажденный диоксид кремния, коллоидальный диоксид кремния или их комбинации. В соответствии с использованием в настоящем документе «нерастворимые микрочастицы» обозначают, что материал остается в форме частиц даже несмотря на его добавление к органическому растворителю. На современном уровне техники известны и другие ингредиенты, которые могут быть добавлены к содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия, которые включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: ацетат-бутират целлюлозы (АБЦ), воски (например, амидный воск или полиэтилен), сульфат металла, сульфат кальция, высокомолекулярные полиакрилаты, полибутадиен или другие полиалкены (например, полиизобутилен, полипропилен или полиэтилен), высокомолекулярные сложные полиэфиры/уретаны, поликислоты (например, полиакриловая кислота), полистирол, полимочевиновые материалы (например, средства борьбы с образованием натеков), бентонитовые глины, воски, модифицированные при использовании политетрафторэтилена или ПТФЭ, поливинилпирролидон или их комбинации. В соответствии с использованием в настоящем документе «высокомолекулярный» обозначает молекулярную массу ≥20000 дальтонов.
В определенных вариантах осуществления изобретения содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия включает микрогель, описанный в патенте США №4147688 (фрагмент от колонки 2, строка 6, до колонки 4, строка 10), который посредством ссылки включается в настоящий документ.
В некоторых вариантах осуществления изобретения содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия также может содержать добавки, такие как сульфонат кальция, но не ограничивающиеся только этим.
В некоторых вариантах осуществления микрогель может составлять ≥0,5% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия. В других вариантах осуществления изобретения микрогель может составлять ≤20% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия. В определенных вариантах осуществления изобретения совокупное количество микрогеля может находиться в диапазоне, определяемом любой комбинацией значений, которые приведены ранее, включая приведенные значения. Например, микрогель может составлять 1,5-3% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия.
В некоторых вариантах осуществления содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия составляет ≥40% от количества твердого вещества при расчете на совокупную массу содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия. В других вариантах осуществления содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия составляет ≤70% от количества твердого вещества при расчете на совокупную массу содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия. В определенных вариантах осуществления совокупное количество твердого вещества в содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия может находиться в диапазоне, определяемом любой комбинацией значений, которые приведены ранее, включая приведенные значения. Например, совокупное количество твердого вещества может находиться в диапазоне от 45 до 65% при расчете на совокупную массу содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия.
После осаждения содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия, по меньшей мере, на части подложки способ дополнительно включает осаждение, по меньшей мере, на части по существу неотвержденной содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, при использовании методик, которые на современном уровне техники известны, таких как те, которые описывались ранее. Необходимо отметить, что в некоторых вариантах осуществления изобретения содержащую растворитель композицию покрытия, имеющего окраску, осаждают на содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия по истечении определенного периода времени. Другими словами, после нанесения содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия на подложку перед осаждением на неотвержденную содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, может пройти определенный период времени. В некоторых вариантах осуществления изобретения продолжительность периода времени, который может пройти между нанесением содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия на подложку и нанесением содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, может составлять ≥30 секунд. В других вариантах осуществления изобретения данный период времени может составлять ≤20 минут. В определенных вариантах осуществления изобретения продолжительность периода времени может находиться в диапазоне, определяемом любой комбинацией значений, которые приведены ранее, включая приведенные значения. Например, продолжительность периода времени может находиться в диапазоне от 1 минуты до 4 минут.
Полимером, который вводят в содержащую растворитель композицию покрытия, имеющего окраску, может быть тот же самый полимер или другой полимер в сопоставлении с полимером, который вводят в содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия. Например, в некоторых вариантах осуществления как в содержащей растворитель композиции, имеющей окраску, так и в содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия может быть использован полимерный сложный полиэфир. В других вариантах осуществления изобретения в содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия может быть использован акриловый полимер, в то время как в содержащей растворитель композиции, имеющей окраску, используют полимерный сложный полиэфир.
Необходимо понимать то, что содержащая растворитель композиция покрытия, имеющего окраску, которую используют в настоящем изобретении, является по существу непрозрачной. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «по существу непрозрачный» обозначает ≤0,5% от светопропускания при длинах волн спектра видимого света в диапазоне от 400 до 500 нм. В связи с этим необходимо понимать, что слой покрытия, который в результате получают из содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, также будет по существу непрозрачным.
В определенных вариантах осуществления изобретения содержащая растворитель композиция покрытия, имеющего окраску, содержит полимерный сложный полиэфир, который представляет собой продукт реакции неопентилгликоля, триметилолпропана, адипиновой кислоты и изофталевой кислоты.
В зависимости от реакционно-способных функциональных групп полимера в содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, отверждающий агент может быть выбран из аминопластовой смолы, изоцианата, полиэпоксида, поликислоты, ангидрида, амина, полиола или их комбинаций. Однако необходимо понимать, что отверждающий агент, который используют в содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, может быть тем же самым или другим отверждающим агентом в сопоставлении с отверждающим агентом, который вводят в содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия.
В дополнение к описанным ранее полимеру и отверждающему агенту содержащая растворитель композиция покрытия, имеющего окраску, также включает один или несколько типов нерастворимых микрочастиц и/или других ингредиентов, таких как те, которые описывались в предшествующих абзацах. Необходимо понимать, что нерастворимые микрочастицы, использующиеся в содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, могут быть идентичными или отличными в сопоставлении с нерастворимыми микрочастицами, использующимися в содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия.
Неожиданно было обнаружено, что использование в содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, микрогеля в комбинации со способом, который описывается в настоящем документе, в котором отсутствует слой грунт-шпатлевочного покрытия, приводит к получению системы многослойного композитного покрытия, которая по внешнему виду по существу эквивалентна системе многослойного композитного покрытия, которая включает слой грунт-шпатлевочного покрытия. В некоторых вариантах осуществления изобретения микрогель может составлять ≥0,5% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску. В других вариантах осуществления микрогель может составлять ≤20% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску. В определенных вариантах осуществления совокупное количество микрогеля в содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, может находиться в диапазоне, определяемом любой комбинацией значений, которые приведены ранее, включая приведенные значения. Например, количество микрогеля в содержащей растворитель композиции покрытия может находиться в диапазоне 2-4%, 10-15% или 2-15%. Необходимо отметить, что совокупное количество микрогеля, использующегося в содержащей растворитель композиции покрытия, будет зависеть от окраски содержащей растворитель композиции покрытия.
Кроме того, в определенных вариантах осуществления изобретения в содержащую растворитель композицию покрытия, имеющего окраску, вводят ацетат-бутират целлюлозы (АБЦ), который может быть приобретен в компании Eastman Chemicals. Неожиданно было обнаружено, что система многослойного композитного покрытия, которая включает содержащую растворитель композицию покрытия, имеющего окраску, которую получают по способу, описанному в настоящем документе, и которая содержит АБЦ и микрогель, имела внешний вид, который был эквивалентен внешнему виду системы многослойного композитного покрытия, которая включает слой грунт-шпатлевочного покрытия.
В некоторых вариантах осуществления изобретения внешний вид системы многослойного композитного покрытия, который получают по способу, описанному в настоящем документе, может быть улучшен в результате использования в содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия меламинового отвердителя, характеризующегося высоким уровнем содержания иминогруп. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления внешний вид системы многослойного композитного покрытия может быть улучшен в результате использования в содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия растворителя, который характеризуется высокой скоростью испарения. Другими словами, содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия может содержать быстроиспаряющийся растворитель. В соответствии с использованием в настоящем документе «высокая скорость испарения» обозначает скорость испарения, которая является большей или равной соответствующей характеристике н-бутилацетата, которой приписывают рейтинг 100. В соответствии с этим, «медленноиспаряющимся растворителем» в соответствии с использованием в настоящем документе является растворитель, который характеризуется скоростью испарения, которая является меньшей, чем у н-бутилацетата.
В некоторых вариантах осуществления АБЦ может составлять ≥0,5% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску. В других вариантах осуществления АБЦ может составлять ≤20% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску. В определенных вариантах осуществления совокупное количество АБЦ в содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, может находиться в диапазоне, определяемом любой комбинацией значений, которые приведены ранее, включая приведенные значения. Например, количество АБЦ может составлять 5-15% от совокупного количества твердого вещества смолы содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску.
В некоторых вариантах осуществления изобретения содержащая растворитель композиция покрытия, имеющего окраску, составляет ≥15% от количества твердого вещества при расчете на совокупную массу содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску. В других вариантах осуществления содержащая растворитель композиция покрытия, имеющего окраску, составляет ≤70% от количества твердого вещества при расчете на совокупную массу содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску. В определенных вариантах осуществления совокупное количество твердого вещества в содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, может находиться в диапазоне, определяемом любой комбинацией значений, которые приведены ранее, включая приведенные значения. Например, совокупное количество твердого вещества может находиться в диапазоне от 20 до 60% при расчете на совокупную массу содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску. Необходимо понимать, что совокупное количество твердого вещества в содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, будет зависеть от окраски содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску.
В некоторых вариантах осуществления после нанесения на содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, способ дополнительно включает воздействие на подложку с нанесенным покрытием условий, достаточных для отверждения содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия, а также содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску. Другими словами, содержащую растворитель композицию грунтовочного покрытия и содержащую растворитель композицию покрытия, имеющего окраску, отверждают одновременно (соотверждают). Необходимо понимать, что во время операции отверждения растворитель в содержащей растворитель композиции покрытия из композиции покрытия выпаривают, а пленкообразующий материал композиции покрытия отверждают, тем самым получая в результате слой отвержденного покрытия.
Отверждение слоев покрытия может быть проведено любым известным способом отверждения, включающим воздействие тепловой энергии, инфракрасного, ионизирующего или актиничного излучения или любой их комбинации. В некоторых вариантах осуществления операцию отверждения проводят при температурах ≥10°С (50°F). В других вариантах осуществления операцию отверждения проводят при температуре ≤246°С (475°F). В определенных вариантах осуществления операцию отверждения проводят при температурах в диапазоне, определяемом любой комбинацией значений, которые приведены ранее, включая приведенные значения. Например, операция отверждения может быть проведена при температурах в диапазоне 121,1°С (250°F)-148,9°C (300°F). Однако необходимо понимать, что для активирования механизмов отверждения при необходимости могут быть использованы меньшие или большие температуры.
В определенных вариантах осуществления перед проведением операции отверждения подложки с нанесенным покрытием, по меньшей мере, на часть неотвержденной содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, наносят композицию по существу непигментированного покрытия. Необходимо понимать, что композиция по существу непигментированного покрытия может быть нанесена на неотвержденную содержащую растворитель композицию покрытия, имеющего окраску, при использовании методик, которые известны на современном уровне техники, таких как те, которые были описаны ранее. Следует заметить, что в некоторых вариантах осуществления содержащую растворитель композицию по существу непигментированного покрытия осаждают на содержащую растворитель композицию покрытия, имеющего окраску, по истечении определенного промежутка времени. Другими словами, после нанесения на подложку содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, и до осаждения композиции по существу непигментированного покрытия на неотвержденную содержащую растворитель композицию покрытия, имеющего окраску, может пройти определенный период времени. В некоторых вариантах осуществления продолжительность периода времени, который может пройти между нанесением содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, и нанесением композиции по существу непигментированного покрытия, может составлять ≥30 секунд. В других вариантах осуществления продолжительность периода времени может составлять ≤20 минут. В определенных вариантах осуществления продолжительность периода времени может находиться в диапазоне, определяемом любой комбинацией значений, которые приведены ранее, включая приведенные значения. Например, продолжительность периода времени может находиться в диапазоне от 1 минуты до 5 минут.
После осаждения, по меньшей мере, на часть неотвержденной содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, композиции по существу непигментированного покрытия подложку с нанесенным покрытием подвергают отверждению для отверждения содержащей растворитель композиции грунтовочного покрытия, содержащей растворитель композиции покрытия, имеющего окраску, и композиции по существу непигментированного покрытия. Другими словами, все три композиции покрытий отверждают одновременно (соотверждают).
Подходящие композиции по существу непигментированных покрытий могут включать водные композиции покрытий, содержащие растворители композиции и композиции в форме твердых частиц (то есть композиции порошковых покрытий). Подходящими для использования в данных целях являются любые композиции светопроницаемых или прозрачных покрытий, известных на современном уровне техники. Например, подходящие неограничивающие примеры включают композиции прозрачных покрытий, содержащие акрил/меламины, и/или те, которые описываются в патентах США №№4650718, 5814410, 5891981 и документе WO 98/14379. Конкретные неограничивающие примеры включают продукты TKU-1050AR, ODCT8000 и те, которые доступны под торговыми наименованиями DIAMOND COAT и NCT, которые все коммерчески доступны в компании PPG Industries, Inc.
В соответствии с использованием в настоящем документе «композиция по существу непигментированного покрытия» обозначает композицию покрытия, которая образует светопроницаемое покрытие, такое как прозрачное покрытие. Такие композиции по существу не содержат пигмента или частиц, так что оптические свойства получающихся в результате покрытий серьезно не ухудшаются. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «светопроницаемый» подразумевает наличие у отвержденного покрытия показателя мутности по BYK, меньшего чем 50, при измерении с использованием прибора BYK/Haze Gloss.
В других вариантах осуществления содержащая растворитель композиция грунтовочного покрытия и/или содержащая растворитель композиция покрытия, имеющего окраску, могут содержать дополнительные ингредиенты, такие как окрашивающие вещества и наполнители. Могут быть использованы любые подходящие окрашивающие вещества и наполнители. Например, окрашивающее вещество может быть добавлено в покрытие в любой подходящей форме, такой как в виде дискретных частиц, дисперсий, растворов и/или хлопьев. В покрытиях настоящего изобретения могут быть использованы одно окрашивающее вещество или смесь двух и более окрашивающих веществ. Необходимо отметить, что в общем случае окрашивающее вещество в слое многослойного композита может присутствовать в любом количестве, достаточном для придания требуемого свойства, визуального и/или цветового эффекта.
Примеры окрашивающих веществ включают пигменты, красители и краски, такие как те материалы, которые используются в лакокрасочной промышленности и/или перечисляются Ассоциацией производителей сухих красок (АПСК), а также композиции, создающие специальный эффект. Окрашивающее вещество может включать, например, тонко измельченный твердый порошок, который является нерастворимым, но смачиваемым в условиях использования. Окрашивающее вещество может быть органическим или неорганическим и может быть агломерированным или неагломерированным. Окрашивающие вещества могут быть введены в покрытия в результате размалывания или простого перемешивания. Окрашивающие вещества могут быть введены в покрытие в результате размалывания при использовании связующего для помола, такого как акриловое связующее для помола, использование которого должно быть знакомо специалистам в соответствующей области техники.
Примеры пигментов и/или композиций пигментов включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: карбазолдиоксазиновый неочищенный пигмент, азо-, моноазо-, дисазо-пигменты, пигмент нафтол AS, пигменты солевого типа (краплаки), бензимидазолоновые, конденсационные, металлокомплексные, изоиндолиноновые, изоиндолиновые и полициклические фталоцианиновые, хинакридоновые, периленовые, периноновые, дикетопирролопирроловые, тиоиндиговые, антрахиноновые, индантроновые, антрапиримидиновые, флавантроновые, пирантроновые, антантроновые, диоксазиновые, триарилкарбониевые, хинофталоновые пигменты, дикетопирролопирроловый красный («DPP red ВО»), диоксид титана, сажа, оксид цинка, оксид сурьмы и тому подобное и органические или неорганические пигменты, придающие УФ-непрозрачность, такие как оксид железа, светопроницаемый красный или желтый железоокисный пигмент, фталоцианиновый синий пигмент и их смеси. Термины «пигмент» и «окрашенный наполнитель» могут быть использованы взаимозаменяющим образом.
Примеры красителей включают нижеследующие, но не ограничиваются только ими: материалы, которые содержат растворитель и/или имеют водную основу, такие как кислотные красители, азоидные красители, основные красители, прямые красители, дисперсные красители, реактивные красители, красители, растворимые в органических средах, сернистые красители, протравные красители, например ванадат висмута, антрахинон, перилен, алюминий, хинакридон, тиазол, тиазин, азо, индигоид, нитро, нитрозо, оксазин, фталоцианин, хинолин, стильбен и трифенилметан.
Как отмечалось ранее, окрашивающее вещество может находиться в форме дисперсии, включая дисперсию наночастиц, но не ограничивающуюся только ею. Дисперсии наночастиц могут включать один или несколько типов высокодиспергированных наночастиц окрашивающих веществ и/или частиц окрашивающих веществ, которые создают требуемые видимую окраску, и/или непрозрачность, и/или визуальный эффект.Дисперсии наночастиц могут включать окрашивающие вещества, такие как пигменты или красители, имеющие размер частиц, меньший чем 150 нм, такой как меньший чем 70 нм или меньший чем 30 нм. Наночастицы могут быть получены в результате перемалывания исходных органических или неорганических пигментов при помощи мелющих тел, имеющих размер частиц, меньший чем 0,5 мм. Примеры дисперсий наночастиц и способов их получения приведены в патенте США №6875800 В2, который посредством ссылки включается в настоящий документ. Дисперсии наночастиц также могут быть получены в результате кристаллизации, осаждения, газофазной конденсации и химического истирания (то есть неполного растворения). Для сведения к минимуму повторного агломерирования наночастиц в покрытии может быть использована дисперсия наночастиц с нанесенным полимерным покрытием. В соответствии с использованием в настоящем документе «дисперсия наночастиц с нанесенным полимерным покрытием» обозначает непрерывную фазу, в которой диспергированы дискретные «композитные микрочастицы», которые включают наночастицу и полимерное покрытие на наночастице. Примеры дисперсий наночастиц с нанесенным полимерным покрытием и способов их получения приведены в заявке на патент США №10/876031, поданной 24 июня 2004 года, которая посредством ссылки включается в настоящий документ, и предварительной заявке на патент США №60/482167, поданной 24 июня 2003 года, которая также посредством ссылки включается в настоящий документ.
В одном варианте осуществления композиции, создающие специальный эффект, которые могут быть использованы в одном или нескольких слоях композита многослойного покрытия, включают пигменты и/или композиции, которые создают один или несколько зрительных эффектов, таких как отражение, перламутровый эффект, металлический блеск, фосфоресценция, флуоресценция, фотохромизм, фоточувствительность, термохромизм, гониохромизм и/или изменение окраски. Дополнительные композиции, создающие специальный эффект, могут придавать и другие свойства, такие как отражение, непрозрачность или текстура. В одном неограничивающем варианте осуществления композиции, создающие специальный эффект, могут создавать цветовой сдвиг, такой, что окраска покрытия будет изменяться при рассматривании покрытия под различными углами. Примеры композиций, создающих цветовой эффект, приведены в патенте США №6894086, посредством ссылки включенном в настоящий документ. Дополнительные композиции, создающие цветовой эффект, могут включать прозрачную слюду с нанесенным покрытием и/или синтетическую слюду, диоксид кремния с нанесенным покрытием, оксид алюминия с нанесенным покрытием, прозрачный жидкокристаллический пигмент, жидкокристаллическое покрытие и/или любую композицию, в которой интерференция возникает в результате разницы показателей преломления внутри материала, а не вследствие разницы показателей преломления между поверхностью материала и воздухом.
В еще одном варианте осуществления в нескольких слоях многослойного композита могут быть использованы фоточувствительная композиция и/или фотохромная композиция, которые обратимо изменяют свою окраску при воздействии на них одного или нескольких источников света. Фотохромная и/или фоточувствительная композиции могут быть активированы в результате воздействия на них излучения определенной длины волны. Когда композиция становится возбужденной, молекулярная структура изменяется, и измененная структура демонстрирует новую окраску, которая отличается от первоначальной окраски композиции. При устранении воздействия излучения фотохромная и/или фоточувствительная композиция может возвратиться в состояние покоя, в котором возвращается первоначальная окраска композиции. В одном неограничивающем варианте осуществления фотохромная и/или фоточувствительная композиция может быть бесцветной в невозбужденном состоянии и демонстрировать окраску в возбужденном состоянии. Полное изменение окраски может происходить в течение промежутка времени продолжительностью от миллисекунд до нескольких минут, такого как от 20 секунд до 60 секунд. Примеры фотохромной и/или фоточувствительной композиций включают фотохромные красители.
В еще одном неограничивающем варианте осуществления фоточувствительная композиция и/или фотохромная композиция могут ассоциироваться и/или, по меньшей мере, частично ковалентно связываться с полимером и/или полимерными материалами полимеризуемого компонента. В противоположность некоторьм покрытиям, в которых фоточувствительная композиция может мигрировать из покрытия и кристаллизоваться в подложке, фоточувствительная композиция и/или фотохромная композиция, ассоциированные и/или, по меньшей мере, частично связанные с полимером и/или полимеризуемым компонентом в соответствии с одним неограничивающим вариантом осуществления настоящего изобретения, демонстрируют минимальную миграцию из покрытия. Примеры фоточувствительных композиций и/или фотохромных композиций и способов их получения приведены в заявке на патент США 10/892919, поданной 16 июля 2004 года и посредством ссылки включенной в настоящий документ.
Несмотря на подробное описание конкретных вариантов осуществления изобретения специалистам в соответствующей области техники необходимо понимать, что в свете общих положений описания изобретения могут быть разработаны различные модификации и альтернативы деталей изобретения. В соответствии с этим, конкретные описанные варианты осуществления представляют только иллюстрации, а не ограничения объема изобретения, который во всей полноте изложен в прилагаемой формуле изобретения и всех без исключения ее эквивалентах.
Примеры
Пример 1: Покрытие основы, содержащее микрогель
| Ингредиент | Масса твердого вещества (граммы) | Масса (граммы) |
| Solvesso 1001 | --- | 15,0 |
| Этил(3-этоксипропионат) | --- | 70,0 |
| н-Бутилацетат | --- | 54,6 |
| Микрогель2 | 10,7 | 24,3 |
| Раствор CAB-381-203 | 3,9 | 42,8 |
| Раствор CAB-381-0,54 | 5,7 | 28,5 |
| Dow Corning 565 | 0,2 | 0,2 |
| Luwipal 0186 | 25,0 | 34,3 |
| Resamin HF 4807 | 5,0 | 5,0 |
| SSP 504 AR8 | 6,0 | 8,6 |
| Sparkle Silver 6246 AR9 | 6,0 | 9,7 |
| Полиэфирполиол на основе сложного эфира10 | 45,4 | 72,7 |
| Cerafak 106A11 | 4,1 | 64,3 |
| ИТОГО | 112,0 | 430,0 |
| 1Растворитель Aromatic 100 type, доступный в компании Exxon. | ||
| 2Нерастворимые микрочастицы, описанные в примере II документа US 4,147,688 A. | ||
| 3Ацетат-бутират целлюлозы, доступный в компании Eastman Chemical Company и диспергированный до получения 9%-ного раствора в н-бутилацетате и н-бутаноле при массовом соотношении 77,4/13,6, соответственно. | ||
| 4Ацетат-бутират целлюлозы, доступный в компании Eastman Chemical Company и диспергированный до получения 20%-ного раствора в н-бутилацетате. | ||
| 5Жидкий модифицированный силикон, доступный в компании Dow Corning Corp. | ||
| 6Раствор меламино-формальдегидной смолы, доступный в компании BASF Corp. | ||
| 7Бутилуретан-формальдегидная смола, доступная в компании Cytec Surface Specialties. | ||
| 8Паста из алюминиевой пудры, доступная в компании Silberline Mfg. | ||
| 9Паста из алюминиевой пудры, доступная в компании Silberline Mfg. | ||
| 10Смола сложного полиэфира, содержащая 39% неопентилгликоля, 10% триметилолпропана, 17% адипиновой кислоты и 34% изофталевой кислоты, в растворителе Aromatic 100 type при уровне содержания твердого вещества 60% и значении Mw, равном приблизительно 13000. (Запатентованный полиэфирполиол на основе сложного эфира от компании PPG). | ||
| 11Смесь воск-растворитель, доступная в компании BYK-CERA В. V. |
Пример 2: Покрытие основы, не содержащее микрогеля
| Ингредиент | Масса твердого вещества (граммы) | Масса (граммы) |
| Solvesso 100 | --- | 15,0 |
| Этил(3-этоксипропионат) | --- | 70,0 |
| н-Бутилацетат | --- | 56,8 |
| Раствор САВ-381-20 | 3,9 | 42,8 |
| Раствор CAB-381-0,5 | 5,7 | 28,5 |
| Dow Corning 56 | 0,2 | 0,2 |
| Luwipal 018 | 25,0 | 34,3 |
| Resamin HF 480 | 5,0 | 5,0 |
| SSP 504 AR | 6,0 | 8,6 |
| Sparkle Silver 6246 AR | 6,0 | 9,7 |
| Полиэфирполиол на основе сложного эфира | 56,1 | 89,9 |
| Cerafak 106A | 4,1 | 64,3 |
| ИТОГО | 112,0 | 425,1 |
Пример 3: Покрытие основы, не содержащее АБЦ
| Ингредиент | Масса твердого вещества (граммы) | Масса (граммы) |
| Solvesso 100 | --- | 15,0 |
| Этил(3-этоксипропионат) | --- | 70,0 |
| н-Бутилацетат | --- | 25,0 |
| Микрогель (нерастворимые микрочастицы) | 10,7 | 24,3 |
| Dow Corning 56 | 0,2 | 0,2 |
| Luwipal 018 | 25,0 | 34,3 |
| Resamin HF 480 | 5,0 | 5,0 |
| SSP 504 AR | 6,0 | 8,6 |
| Sparkle Silver 6246 AR | 6,0 | 9,7 |
| Полиэфирполиол на основе сложного эфира | 54,9 | 88,0 |
| Cerafak 106A | 4,1 | 64,3 |
| ИТОГО | 111,9 | 344,4 |
Пример 4: Грунтовочное покрытие, содержащее микрогель
| Ингредиент | Масса твердого вещества (граммы) | Масса (граммы) |
| Изопропилацетат | --- | 56,7 |
| Микрогель (нерастворимые микрочастицы) | 3,5 | 8,0 |
| Resimene R-71812 | 36,5 | 45,7 |
| Полиэфирполиол на основе сложного эфира | 40,8 | 59,1 |
| Дисперсия белого пигмента14 | 44,3 | 53,7 |
| Дисперсия разбавителя пигмента15 | 29,8 | 36,0 |
| Дисперсия черного пигмента16 | 4,2 | 9,7 |
| Добавка, улучшающая текучесть17 | 0,1 | 0,2 |
| ИТОГО | 159,2 | 269,1 |
| 12Раствор меламино-формальдегидной смолы, доступный в компании INEOS Melamines. | ||
| 13Смола сложного полиэфира, содержащая 18% неопентилгликоля, 16% неопентилгликольгидроксилпивалата, 8% триметилолпропана, 8% адипиновой кислоты, 16% е-капролактона и 34% изофталевой кислоты, в растворителе н-бутилацетате при уровне содержания твердого вещества 69% и значении Mw, равном приблизительно 4800. | ||
| 14Запатентованная дисперсия пигмента диоксида титана в смоле полиэфирполиола на основе сложного эфира, PPG Industries, Inc. | ||
| 15Запатентованная дисперсия баритов в смоле полиэфирполиола на основе сложного эфира, PPG Industries, Inc. | ||
| 16Запатентованная дисперсия технического углерода в смоле полиэфирполиола на основе сложного эфира, PPG Industries, Inc. | ||
| 17Полибутилакрилатная добавка, улучшающая текучесть, доступная в компании Dupont. |
Пример 5: Грунтовочное покрытие, не содержащее микрогеля
| Ингредиент | Масса твердого вещества (граммы) | Масса (граммы) |
| Изопропилацетат | --- | 53,2 |
| Resimene R-718 | 36,5 | 45,7 |
| Полиэфирполиол на основе сложного эфира | 44,3 | 64,2 |
| Дисперсия белого пигмента | 44,3 | 53,7 |
| Дисперсия разбавителя пигмента | 29,8 | 36,0 |
| Дисперсия черного пигмента | 4,2 | 9,7 |
| Добавка, улучшающая текучесть | 0,1 | 0,2 |
| ИТОГО | 159,2 | 262,7 |
Пример 6: Грунтовочное покрытие, содержащее «медленноиспаряющийся» растворитель
| Ингредиент | Масса твердого вещества (граммы) | Масса (граммы) |
| Этил(3-этоксипропионат) | --- | 82,5 |
| Микрогель (нерастворимые микрочастицы) | 3,5 | 8,0 |
| Resimene R-718 | 36,5 | 45,7 |
| Полиэфирполиол на основе сложного эфира | 40,8 | 59,1 |
| Дисперсия белого пигмента | 44,3 | 53,7 |
| Дисперсия разбавителя пигмента | 29,8 | 36,0 |
| Дисперсия черного пигмента | 4,2 | 9,7 |
| Добавка, улучшающая текучесть | 0,1 | 0,2 |
| ИТОГО | 159,2 | 294,9 |
Пленкообразующие композиции (примеры 1-6) наносили на панели из стали с гальванопокрытием путем распыления. Использовали панели из холоднокатаной стали ACT (10 см на 30 см) с гальванопокрытием ED6060, доступные в компании ACT Laboratories, Inc. На панели из стали с гальванопокрытием способом распыления в автоматическом режиме при температуре окружающей среды (приблизительно 72°F (22°С)) наносили грунтовочное покрытие, покрытие основы и прозрачное покрытие. Грунтовочное покрытие наносили в виде одного покрытия до получения целевой толщины сухой пленки, равной приблизительно 1,0 мил (приблизительно 25 микрометров). Перед нанесением покрытия основы слой грунтовочного покрытия в течение трех минут подвергали мгновенному высушиванию на воздухе в условиях окружающей среды. Покрытие основы наносили в виде одного покрытия на слой грунтовочного покрытия до получения целевой толщины сухой пленки, равной приблизительно 0,6 мил (приблизительно 15 микрометров). Перед нанесением прозрачного покрытия слой грунтовочного покрытия/покрытия основы в течение четырех минут подвергали мгновенному высушиванию на воздухе в условиях окружающей среды. На слой грунтовочного покрытия/покрытия основы наносили прозрачное покрытие в виде двух покрытий при девяностосекундном мгновенном высушивании на воздухе в условиях окружающей среды в промежутке между нанесениями покрытий. Для прозрачного покрытия целевой являлась толщина сухой пленки, равная приблизительно 1,5 мил (приблизительно 38 микрометров). Использующимся прозрачным покрытием являлось акрилово-меламиновое прозрачное покрытие, продаваемое в компании PPG Industries, Inc., под торговой маркой HIGH TECH Clear.
Перед горячим высушиванием в печи слой грунтовочного покрытия/покрытия основы/прозрачного покрытия в течение пяти минут подвергали мгновенному высушиванию на воздухе в условиях окружающей среды. Панели в течение тридцати минут подвергали горячему высушиванию при 285°F (140°C) для полного отверждения системы покрытий.
Определяли характеристики внешнего вида панелей согласно измерениям РО (распознавания отражения) при использовании прибора DOI/Haze meter Model 807А, доступного в компании TRICOR Systems Inc., и эффекта «флип/флоп» при использовании многоуглового спектрофотометра МА 68II, доступного в компании X-Rite, Inc.
| Характеристики внешнего вида | ||||
| № примера | Прозрачное покрытие | РО | Эффект «флип/флоп» | |
| Грунтовочное покрытие | Покрытие основы | |||
| 4 | 1 | Да | 91 | 10,2 |
| 4 | 2 | Да | 53 | 4,8 |
| 4 | 1 | Да | 91 | 10,2 |
| 4 | 4 | Да | 90 | 6,6 |
| 4 | 1 | Да | 91 | 10,2 |
| 6 | 1 | Да | 87 | 9,8 |
| 4 | 1 | Да | 91 | 10,2 |
| 8 | 1 | Да | 78 | 8,3 |
| 4 | 1 | Нет | 11 | 10,8 |
| 4 | 2 | Нет | 6 | 9,6 |
1. Способ нанесения покрытия на подложку, включающий:
(a) нанесение по меньшей мере на часть упомянутой подложки композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя;
(b) нанесение по меньшей мере на часть упомянутой композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску, содержащей окрашивающее вещество, нерастворимые микрочастицы и ацетат-бутират целлюлозы; и
(c) отверждение по меньшей мере части упомянутой композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя и композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску.
2. Способ по п.1, дополнительно включающий перед проведением стадии (с) нанесение по меньшей мере на часть упомянутой композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску, композиции, по существу, непигментированного покрытия, причем стадия (с) дополнительно включает отверждение упомянутой композиции, по существу, непигментированного покрытия.
3. Способ по п.1 или 2, дополнительно включающий перед проведением стадии (а) нанесение по меньшей мере на часть упомянутой подложки композиции электроосаждаемого покрытия.
4. Способ по п.1 или 2, где упомянутые нерастворимые микрочастицы составляют от 0,5 мас.% до 20 мас.% при расчете на совокупное количество твердого вещества смолы упомянутой композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску.
5. Способ по п.1, где упомянутые нерастворимые микрочастицы включают пирогенный диоксид кремния, осажденный диоксид кремния, коллоидный диоксид кремния, сшитые микрочастицы, оксид алюминия или их комбинации.
6. Способ по п.5, где упомянутые сшитые микрочастицы включают сшитые полимерные микрочастицы.
7. Способ по п.1, где упомянутая композиция грунтовочного покрытия на основе органического растворителя дополнительно включает другие нерастворимые микрочастицы, причем упомянутые другие нерастворимые микрочастицы могут быть идентичными или отличными от упомянутых нерастворимых микрочастиц.
8. Способ по п.7, где упомянутые другие нерастворимые микрочастицы составляют от 0,5 мас.% до 20 мас.% при расчете на совокупное количество твердого вещества смолы упомянутой композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя.
9. Способ по п.7, где упомянутые другие нерастворимые микрочастицы включают пирогенный диоксид кремния, осажденный диоксид кремния, коллоидный диоксид кремния, сшитые микрочастицы, оксид алюминия или их комбинации.
10. Способ по п.1, где упомянутая композиция покрытия на основе органического растворителя, имеющая окраску, дополнительно содержит сложный полиэфир, имеющий реакционно-способные функциональные группы, и отверждающий агент, реагирующий с упомянутыми реакционно-способными функциональными группами упомянутого сложного полиэфира.
11. Способ по п.10, где упомянутый сложный полиэфир представляет собой продукт реакции неопентилгликоля, триметилолпропана, адипиновой кислоты и изофталевой кислоты.
12. Способ по п.10, где упомянутый отверждающий агент представляет собой меламин с высоким уровнем содержания иминогрупп.
13. Способ по п.1, где упомянутая композиция грунтовочного покрытия на основе органического растворителя содержит сложный полиэфир, имеющий реакционно-способные функциональные группы, и отверждающий агент, реагирующий с упомянутыми реакционно-способными функциональными группами упомянутого сложного полиэфира.
14. Способ по п.13, где упомянутый сложный полиэфир представляет собой продукт реакции неопентилгликоля, неопентилгликольгидроксипивалата, триметилолпропана, адипиновой кислоты, е-капролактона и изофталевой кислоты.
15. Способ по п.13, где упомянутый отверждающий агент представляет собой меламин.
16. Способ по п.1, где упомянутая композиция грунтовочного покрытия на основе органического растворителя дополнительно содержит ацетат-бутират целлюлозы.
17. Способ по п.1, где упомянутая композиция грунтовочного покрытия на основе органического растворителя содержит быстроиспаряющийся растворитель.
18. Способ нанесения покрытия на подложку, включающий:
(a) нанесение по меньшей мере на часть упомянутой подложки композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя;
(b) нанесение по меньшей мере на часть упомянутой композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску, содержащей окрашивающее вещество, нерастворимые микрочастицы; и
(c) нанесение по меньшей мере на часть упомянутой композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску, композиции, по существу, непигментированного покрытия; и
(d) отверждение по меньшей мере части упомянутой композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя, упомянутой композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску, и упомянутой композиции, по существу, непигментированного покрытия, в котором композиция грунтовочного покрытия на основе органического растворителя и/или композиция покрытия на основе органического растворителя, имеющая окраску, дополнительно содержат ацетат-бутират целлюлозы.
19. Способ нанесения покрытия на подложку, включающий:
(a) нанесение по меньшей мере на часть упомянутой подложки композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя, содержащего ацетат-бутират целлюлозы;
(b) нанесение по меньшей мере на часть упомянутой композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску, содержащей окрашивающее вещество и нерастворимые микрочастицы; и
(с) отверждение по меньшей мере части упомянутой композиции грунтовочного покрытия на основе органического растворителя и композиции покрытия на основе органического растворителя, имеющей окраску.
