将催化剂虹吸到雾化涂料组合物中的方法 相关申请的交叉引用
本专利申请要求美国临时申请序列号 61/009314(2007 年 12 月 27 日提交 ) 的优 先权， 其公开内容如同全面阐述一样以引用方式并入本文以用于所有目的。
发明领域
本发明涉及将催化剂引入到雾化涂料组合物中的方法。 本发明还涉及用于将催化 剂引入到雾化涂料组合物中的递送装置和系统。
发明背景
汽车涂层通常包含由多种反应组分制成的交联聚合物网络。 通常使用喷涂装置将 涂料喷洒到基底例如汽车车身或车身部件上， 然后固化形成具有此类交联聚合物网络的涂 层。
就目前表面整修车间所采用的喷涂技术而言， 在喷涂之前先混合涂料组合物的多 种反应组分以形成罐装混合物， 并且将其放入连接到手持式喷涂装置例如喷枪的杯状贮存 器内。由于多种反应组分具有活性性质， 因此它们一旦混合在一起， 罐装混合物就开始反 应， 从而导致罐装混合物的粘度不断增大。 当粘度达到某个值之后， 罐装混合物便无法进行 喷涂。喷枪本身有可能被交联聚合物材料堵塞， 这也是不利的。粘度增大到喷洒失效的那 点 ( 一般最多增大到 2 倍粘度 ) 所需的时间被称为 “适用寿命” 。
一种延长 “适用寿命” 的方法是往罐装混合物中加入大量稀释溶剂。然而， 稀释剂 会增加挥发性有机化合物 (VOC) 的排放， 并且也延长固化时间。
延长涂料组合物的罐装混合物的 “适用寿命” 的其他尝试主要集中在 “化学” 方法。 例如， 有人建议添加一种或多种反应组分的改性剂或某些添加剂， 它们可以延缓灌装混合 物中多种组分的聚合反应。改性剂或添加剂必须满足这样的条件 ： 当把涂料涂覆到基底表 面上后， 固化速率不会受到不利影响。
另一种方法是在喷涂之前， 将一种或多种关键组分例如催化剂与涂料组合物的其 他组分混合在一起。美国专利 7,201,289 中描述了一个实例， 其中催化剂溶剂贮存在单独 的分配器中， 并且在涂料制剂雾化之前分配催化剂溶剂并使其与液体涂料制剂混合。
而另一种方法是分别雾化涂料组合物的两种组分， 例如催化剂和树脂， 并在喷涂 后混合两种雾化组分。美国专利 4,824,017 中描述了一个此类实例。然而， 此类方法要求 使用单独的泵分别雾化两种组分并且每种组份都需要喷射装置。
还需要能提高涂料组合物的适用寿命并减少 VOC 的方法和系统。
发明简述
本发明涉及在基底上形成涂料组合物层的方法， 所述方法包括以下步骤 ：
(A) 通过喷枪的第一入口将所述涂料组合物的第一涂料组分传送到所述喷枪的孔 口以形成雾化的所述第一涂料组分的喷流 ；
(B) 将所述涂料组合物的第二涂料组分虹吸到雾化的所述第一涂料组分的喷流中 以形成涂料混合物， 其中通过雾化的所述第一涂料组分的所述喷流从连接到含有所述第二涂料组分的存储容器的至少一个输出口虹吸所述第二涂料组分， 所述输出口横向设置在所 述孔口处 ； 以及
(C) 在基底上施加涂料混合物以便在所述基底上形成所述涂料组合物层。
附图简述
图 1 示出了与本发明的代表性递送装置实例相连的喷枪。
图 2 示出了固定到喷枪气帽上的递送装置的正视图。(A) 构造为附加装置的递送 装置代表性实例的示意图。(B) 构造在喷枪气帽中的递送装置代表性实例的示意图。
图 3 示出了构造为附加装置的递送装置代表性实例示意图的放大正视图， 其中附 加装置可固定到喷枪的气帽上。喷气嘴 (13A) 和孔口 (13) 示出于图中， 以便指示出固定到 气帽上时递送装置的相对位置。喷气嘴 (13A) 和孔口 (13) 是喷枪的部件。
图 4 示出了构造为附加装置的递送装置的另一个代表性实例示意图的放大正视 图， 其中附加装置可固定到喷枪的气帽上。喷气嘴 (13A) 和孔口 (13) 示出于图中， 以便指 示出固定到气帽上时递送装置的相对位置。喷气嘴 (13A) 和孔口 (13) 是喷枪的部件。
图 5 示出了递送装置的详细部件的放大正视图以及递送装置与喷枪孔口的相对 位置。 图 6 示出了一个递送装置实例的详细部件的放大侧面剖视图以及递送装置与喷 枪孔口的相对位置。
图 7 示出了本发明递送装置的输出口与喷枪孔口之间的位置和空间关系。(A) 输 出口末端开口轮廓的一个实例， 其尺寸与孔口的圆形轮廓相配合。孔口的轮廓可包括气帽 内的开口， 并且孔口位于该气帽内。(B) 两个输出口的末端开口轮廓的一个实例， 其尺寸都 与孔口的圆形轮廓相配合。 (C) 输出口末端开口轮廓的另一个实例， 其尺寸与孔口的第二轮 廓相配合。 (D) 两个输出口的末端开口轮廓的另一个实例， 其尺寸都与孔口的第二轮廓相配 合。
图 8 示出了涂料混合物的形成实例的示意图。 (A) 第一涂料组分的实例， 所述组份 在喷枪的孔口处雾化。 (B) 涂料混合物的实例， 所述混合物由雾化的第一涂料组分和虹吸到 雾化的第一涂料组分中的第二涂料组分形成。
图 9 示出了涂料混合物形成的另一实例的示意图。 (A) 第一涂料组分， 所述组份在 喷枪的孔口处雾化。 (B) 涂料混合物， 所述混合物由雾化的第一涂料组分和虹吸到雾化的第 一涂料组分中的第二涂料组分形成。
图 10 示出了构造为附加装置的本发明递送装置的另一个实例。 (A) 递送装置的实 例， 所述递送装置具有两个吸入接头和两个输出口构型。(B) 递送装置的实例， 所述递送装 置具有两个吸入接头和一个通用输出口构型。孔口 (13) 示出于图中以便指示出固定到气 帽上时递送装置的相对位置。孔口 (13) 是喷枪的部件。
图 11 示出了本发明递送装置的不同构型的示意图。(A) 递送装置的实例， 所述递 送装置具有连接到一个存储容器的一个吸入接头。 (B) 递送装置的实例， 所述递送装置具有 连接到两个独立存储容器的一个吸入接头。 (C) 递送装置的实例， 所述递送装置具有两个吸 入接头， 并且两个吸入接头中仅有一个连接到一个存储容器。(D) 递送装置的实例， 所述递 送装置具有两个吸入接头， 并且它们都连接到同一个存储容器上。(E) 递送装置的实例， 所 述递送装置具有两个吸入接头， 并且每个吸入接头分别连接到独立的存储容器。 (F) 递送装
置的另一个实例， 所述递送装置具有两个吸入接头， 并且两个吸入接头中仅有一个连接到 一个存储容器。(G) 递送装置的另一个实例， 所述递送装置具有两个吸入接头， 并且它们都 连接到同一个存储容器。(H) 递送装置的另一个实例， 所述递送装置具有两个吸入接头， 并 且每个吸入接头分别连接到独立的存储容器。示意图仅用于示例性目的， 并且示意图中的 部件不一定按比例绘制。喷气嘴 (13A) 或孔口 (13) 示出于图中， 以便指示出固定到气帽上 时递送装置的相对位置。喷气嘴 (13A) 和孔口 (13) 是喷枪的部件。
发明详述
通过阅读下列发明详述， 本领域的技术人员将更容易了解本发明的特点和优点。 应当理解， 为清楚起见而在参照不同实施方案的上文和下文中所描述的本发明的某些特点 可在单个实施方案中以组合方式给出。 反之， 为简化起见， 在参照单个实施方案中描述的本 发明的多个特点也可以分别给出， 或以任何子组合给出。 此外， 单数所指的内容也可以包括 复数 ( 例如， “一个” 和 “一种” 可以指一个、 或一个或多个 )， 除非上下文特别地另外指明。
本申请中规定的各种范围内的数值的使用都表示近似值， 如同所述范围内的最大 值和最小值均受 “约” 字限定， 除非明确地另外指明。这样， 在所述范围之上或之下的微小 变化值都可用于获得与这些范围内的值基本上相同的结果。而且， 公开的这些范围均应视 为连续的范围， 包括最大值和最小值之间的每一个值。
如本文所用 ：
“双包涂料组合物” 是指包含存储在单独容器中的两种组分的热固性涂料组合物， 通常将该热固性涂料组合物密封以延长涂料组合物的各种组分的储存寿命。 在即将使用之 前混合各组分以形成罐装混合物， 该混合物具有有限的适用寿命， 通常为几分钟例如 15 分 钟至 45 分钟至几小时例如 4 小时至 10 小时。将罐装混合物施加在基底表面例如车身或车 身部件上并形成所需厚度的层。 施加后， 该层干燥并固化， 在基底表面上形成具有所需涂层 性能的涂层， 例如高光泽度、 抗擦伤性、 耐环境腐蚀性和耐溶剂降解性。典型的双包涂料组 合物包含可交联组分和交联组分。
“低挥发性有机化合物涂料组合物” 是指一类涂料组合物， 这类组合物包含低于 0.6kg/L(5 磅 / 加仑 )， 优选地低于 0.52kg/L(4.3 磅 / 加仑 )， 甚至优选地低于 0.42kg/ L(3.5 磅 / 加仑 ) 的挥发性有机组分， 例如某些有机溶剂。短语 “挥发性有机组分” 在本文 中是指 VOC。VOC 的含量以 ASTM D3960 中提供的步骤测定。
“可交联组分” 包括化合物、 低聚物、 或聚合物 ( 在化合物、 低聚物的每个分子上、 聚 合物主链上、 聚合物主链的侧基上、 聚合物主链的末端都具有可交联官能团 )， 或它们的组 合。 本领域的普通技术人员将认识到， 本发明的可交联组分不包括某些可交联基团组合， 因 为如果存在， 这些组合将相互交联 ( 自交联 )， 从而破坏它们与下面定义的交联组分中的交 联基团进行交联的能力。
典型的可交联组分具有平均 2 至 25， 优选 2 至 15， 更优选 2 至 10， 甚至更优选 3 至 7 个可交联基团， 这些可交联基团选自羟基、 硫醇、 乙酰乙酸基、 羧基、 伯胺、 仲胺、 环氧化物、 酸酐、 亚氨基、 酮亚胺、 醛亚胺、 硅烷， 或它们的组合。
“交联组分” 是这样的组分， 其包括化合物、 低聚物、 聚合物 ( 在化合物、 低聚物的每 个分子上、 聚合物主链上、 聚合物主链的侧基上、 聚合物主链的末端处都具有交联官能团 )， 或它们的组合， 其中这些官能团能够 ( 在固化步骤期间 ) 与可交联组分上的可交联官能团交联以产生交联结构形式的涂层。本领域的普通技术人员将认识到， 本发明不包括某些交 联官能团 / 可交联官能团组合， 因为它们不能够交联并产生成膜交联结构。
典型的交联组分可选自化合物、 低聚物、 或聚合物， 其具有选自异氰酸酯、 胺、 酮亚 胺、 三聚氰胺、 环氧化物、 羧酸、 酸酐、 以及它们的组合的交联官能团。本领域的普通技术人 员可清楚地认识到， 一般来说交联组分中的某些交联基团与可交联组分中的某些可交联基 团进行交联。这些成对组合中的一部分包括 ： (1) 酮亚胺交联基， 其通常与乙酰乙酸基、 环 氧化物、 或酸酐可交联基团交联 ； (2) 异氰酸酯和三聚氰胺交联基， 其通常与羟基、 硫醇、 伯 胺和仲胺、 酮亚胺、 或醛亚胺可交联基团交联 ； (3) 环氧化物交联基， 其通常与羧基、 伯胺和 仲胺、 酮亚胺、 或酸酐可交联基团交联 ； (4) 胺交联基， 其通常与乙酰乙酸可交联基团交联 ； (5) 羧酸交联基， 其通常与环氧化物可交联基团交联 ； 以及 (6) 酸酐交联基， 其通常与环氧 化物和酮亚胺可交联基团交联。
“单包涂料组合物” 也称为 1K 涂料组合物， 是指涂料组合物包含混合在单一包装内 的多种成分。 单包涂料组合物可在某些条件下形成涂层。 1K 涂料组合物的实例包含具有丙 烯酸双键的一种或多种组分， 这些组分可通过紫外线 (UV) 辐射固化， 其中丙烯酸基团的双 键发生聚合反应形成交联网络。例如美国专利 6,087,413 公开了 1K 紫外线可固化透明涂 料组合物， 该组合物可通过紫外线辐射完全固化而形成干燥涂层。紫外线可固化涂料组合 物通常可具有无限期的适用寿命， 并可保持到实施喷雾并用紫外光照射。在紫外线辐射之 后， 紫外线可固化涂料能够在非常短的时间里 ( 通常在几分钟内 ) 固化形成干燥涂层。通 常需要使用一种或多种光引发剂来固化此类紫外线可固化涂料组合物。 涂料组合物可包含催化剂、 引发剂、 活化剂、 固化剂、 或它们的组合。
催化剂可引发或促使反应物之间的反应， 例如涂料组合物的可交联组分的可交联 官能团与交联组分的交联官能团之间的反应。 催化剂的量取决于涂料组合物的官能团的活 性， 例如可交联官能团和交联官能团的活性。通常采用在约 0.001％至约 5％范围内， 优选 约 0.01％至约 2％范围内， 更优选 0.02％至 1％范围内的催化剂， 所有百分比均为按可交联 组分固体的总重量计算的重量百分比。 可使用多种催化剂， 例如锡化合物， 包括二月桂酸二 丁基锡 ； 或叔胺， 例如三乙烯二胺。这些催化剂可以单独使用或与羧酸 ( 例如乙酸 ) 配合使 用。可商购获得的催化剂的一个实例是 Arkema(Bristol， Pennsylvania) 以相应的商标销
售的
系列二月桂酸二丁基锡。活化剂可活化涂料组合物的一种或多种组分。例如， 水可以作为 2005 年 10 月 6 日公布的 PCT 公开 WO2005/092934 中描述的涂料的活化剂， 其中水通过水解原甲酸酯基团 来活化羟基， 因为原甲酸酯基团会抑制羟基与交联官能团反应。
引发剂可引发一个或多个反应。实例是光引发剂和 / 或感光剂， 它们在辐射 ( 例 如上述紫外线可固化涂料组合物 ) 时引起辐射可固化涂料组合物的光聚合或固化。正如本 领域的技术人员所知道的， 许多光引发剂可适于本发明。这些光引发剂包括但不限于 ： 二 苯甲酮、 安息香、 安息香甲醚、 安息香正丁醚、 安息香异丁醚、 苯丙酮、 苯乙酮、 苯甲酰甲酸甲 酯、 1- 羟基环己基苯基 - 甲酮、 2， 2- 二乙氧基苯乙酮、 苯甲酰甲酸乙酯、 二苯基 (2， 4， 6- 三 甲基苯甲酰基 )- 氧化膦、 氧化膦、 苯基双 (2， 4， 6- 三甲基苯甲酰基 )、 菲锟、 以及它们的组 合。还可以使用其他商用光引发剂或它们的组合， 例如从 Ciba Co. 购得的 1173、 MBF、 TPO 或6184、4265、101909764 A CN 101909770说2022 或明书和5/12 页819、2100。是 Ciba SpecialtyChemicals Corporation(New York) 的注册商标。
固化剂可与涂料组合物的其他组分反应， 从而将涂料组合物固化为涂层。 例如， 交 联组分例如异氰酸酯可为包含可交联羟基组分的涂料的固化剂。在另一方面， 可交联组分 可为交联组分的固化剂。
在常规涂层操作中， 两包涂料组合物的组分在即将喷涂前立即混合以形成具有有 限适用寿命的罐装混合物， 其中所述组分可包括交联组分、 可交联组分、 必要的催化剂、 以 及本领域的技术人员所确定的所需的其他组分。除了有限的适用寿命外， 许多催化剂可改 变其在罐装混合物中的活性。 例如， 一些催化剂可能对罐装混合物中痕量的水敏感， 因为水 可引起水解并因而灭活催化剂。
先前的一种方法是在即将喷涂前迅速将催化剂与涂料组合物的其他组分混合。 上 述美国专利 7,201,289 中描述了一个实例， 其中催化剂溶剂贮存在单独的分配器中， 并且 在涂料制剂雾化之前分配催化剂溶剂并使其与液体涂料制剂混合。然而， 这种方法需要在 雾化前混合催化剂和液体涂料组合物。
先前方法的另一实例描述于美国专利 4,824,017， 其中涂料组合物的催化剂和树 脂单独雾化并在雾化后混合。然而， 此类方法要求使用单独的泵分别雾化两种组分并且每 种组份都需要单独的喷射装置。 这种方法还要求对每次雾化和注射进行细致调整和监测以 确保两种组分的恒定混合比。
本发明涉及在基底上形成涂料组合物层的方法， 该方法包括下列步骤。
步骤 (A)， 通过喷枪 (1) 的第一入口 (10) 将涂料组合物的第一涂料组分传送到所 述喷枪的孔口 (13)， 以产生雾化的所述第一涂料组分喷流。
步骤 (B)， 将所述涂料组合物的第二涂料组分虹吸到雾化的所述第一涂料组分的 喷流中以形成涂料混合物， 其中通过雾化的所述第一涂料组分的所述喷流从连接到含有所 述第二涂料组分的存储容器 (4) 的至少一个输出口 (14) 虹吸所述第二涂料组分， 所述输出 口 (14) 横向设置在所述孔口 (13) 处。
步骤 (C)， 在基底上施加涂料混合物以便在所述基底上形成所述涂料组合物的层。
任何可形成雾化涂料组合物喷流的喷枪均适用于本发明。 优选的是重力自流进料 喷枪。更优选的是使用压缩空气作为雾化载体的重力自流进料喷枪。通常， 喷枪包括喷枪 体 (1)、 具有孔口 (13) 和气帽 (24) 的喷嘴组合件 (2)、 用于连接到载体源 ( 例如压缩空气 ) 的载体接头 (12)、 用于调节载体流量和压力的气体调节器组合件 (25)、 用于调节存储在主 贮存器 (3) 中的第一涂料组分流量的涂料流量调节器 (21)、 以及连接喷枪 (1) 与主贮存器 (3) 的入口 (10)。喷枪通常还包括附加控制器， 例如触发器 (22) 和喷雾风扇调节器 (20)， 该调节器用于调节从一组喷气嘴 (13A， 图 2A 和 2B) 中喷射出的压缩空气， 以形成所需的喷 雾形状 ( 例如扇形 )。 在典型的重力自流进料喷枪中， 第一涂料组分通常不受压并存储在存 储容器中， 例如大气压下的主贮存器 (3)。
加压载体可选自压缩空气、 压缩气体、 压缩气体混合物、 或它们的组合。 通常， 加压 载体为压缩空气。 还可使用压缩气体， 例如压缩氮气、 压缩二氧化碳、 压缩碳氟化合物、 或它 们的混合物。压缩载体也可包括由压缩液体、 固体、 或者液体或固体的反应所产生的气体。
在本发明中， 第二涂料组分可处于大气压下。优选的是第二涂料组分为液态。优选的是第二涂料组分与第一涂料组分相互作用， 从而在基底上形成涂层。更优选的是第二 涂料组分选自催化剂、 引发剂、 活化剂、 固化剂、 或它们的组合。在一个实例中， 第二涂料组 分包含催化剂， 例如二月桂酸二丁基锡 ； 或叔胺， 例如三乙烯二胺。 在另一个实例中， 第一涂 料组分包含可交联组分， 并且第二涂料组分包含固化剂， 例如交联组分。在又一个实例中， 第一涂料组分为不含一种或多种光引发剂的紫外线可固化涂料组合物， 第二涂料组分包含 一种或多种光引发剂。 在另一个实例中， 第二涂料组分包含一种或多种活化剂， 例如可活化 第一涂料组合物以形成涂层的酸或水。
本发明的一个优点是， 所述雾化的第一涂料组分和所述第二涂料组分可以按照预 定的混合比进行混合， 以形成所述涂料混合物， 而不需要上述美国专利 4,824,017 中描述 的那些复杂控制器。预定的混合比可通过如下方法测定 ： 调节输出口 (14) 的尺寸 ； 提供功 能性连接到所述输出口的流量控制器 ； 或上述两种方法的组合。
混合比可通过选取不同直径大小的输出口来确定。 通过采用不同尺寸的出口形成 的涂料混合物可喷涂到合适的基底上。可测量基底上形成的涂层的性能。根据性能测量， 可选取输出口的合适尺寸或合适尺寸范围。
可以将流量控制器 ( 例如阀门或商用内嵌式流量控制器 ) 连接到输出口， 以调节 第二涂料组分的流量， 从而影响混合比。流量控制器也可以是放置在连接路径内的小插件 或连接到与输出口相连的连接路径上的管材。 此类插件可有效地减少连接路径或管材的尺 寸， 从而降低第二涂料组分的流量。 尺寸的选取和流量控制器的使用可以结合起来。例如， 可以选择输出口合适范围 内的尺寸， 并将阀门连接到输出口， 从而可以对混合比进行微调。 任何可以连接到输出口的 流量控制器均可适用于本发明。
含有第二涂料组分的存储容器 (4) 可以是柔性容器， 例如塑料袋 ； 固定形状的容 器， 例如由金属或硬性塑料制成的罐 ； 或固定形状容器内的柔性内胆， 例如放置在固定形状 的金属容器内的柔性塑料袋。 优选的是容易折叠的柔性容器。 柔性容器可以是可收缩衬里， 该衬里可以密封并直接使用或放置在固定形状的容器内。 存储容器可以是透明的或具有透 明窗口， 以便于观察容器中内容物的液位。 存储容器可具有指示器， 以显示容器中内容物的 液位。 存储容器可以是一次性的或可以重复使用。 存储容器可以连接到吸入接头 (8)， 该吸 入接头通过连接路径 (11) 连接到输出口 (14)。存储容器可通过常规装置 ( 例如夹子、 夹 具、 一组匹配的螺杆轨道、 或插件 ) 连接到吸入接头 (8)。 在一个实例中， 存储容器包括可插 入到吸入接头 (8) 中的管子。在另一个实例中， 存储容器通过匹配的螺杆轨道拧紧到吸入 接头 (8) 上。在又一个实例中， 将存储容器插入到吸入接头 (8) 中并用附加扣件固定。存 储容器还可具有单向流动限制器 (26) 以避免回流， 其中所述单向流动限制器只能使容器 内物质流向一个方向， 例如只能从容器流向输出口。定向流量限制器可阻止任何回流以避 免潜在的污染。可使固定形状的容器通风以使得容器内的内容物可保持在大气压下。
本发明还可包括固化基底上的涂料组合物层以在其上形成涂层的步骤。 该固化步 骤可取决于所用的涂料组合物。固化可以在如下温度进行 ： 环境温度， 例如 10℃至 35℃范 围内的温度 ； 或高温， 例如 35℃至 180℃范围内的温度 ； 或更高温度。当涂料组合物是辐射 可固化的时， 还可以通过使涂层暴露在辐射例如紫外光或电子束下进行固化。
在本发明中， 涂料可以是底漆、 底涂层、 有颜色的底涂层、 或透明涂料。 基底可以是
任何涂覆有涂料组合物的表面。基底可以是车辆、 车身、 或车身部件。
本发明也可涉及由本发明的方法制备的涂层和涂覆基底。
本发明还可包括将第三或后续涂料组分虹吸到涂料混合物中的步骤， 其中后续涂 料组分由雾化的所述第一涂料组分的所述喷流虹吸。第二、 第三或后续涂料组分可以从相 同的或单独的输出口进行虹吸。 第三涂料组分可以从同时递送第二涂料组分的相同输出口 进行虹吸。第三或后续涂料组分也可从至少一个后续输出口进行虹吸。所述至少一个后续 输出口可以横向设置在喷枪的孔口处。
第一、 第二、 第三或后续涂料组分可以相互作用以在基底上形成涂层。 第二和第三 涂料组分可从单个的存储容器中虹吸并从相同的输出口或单独的输出口进行递送。
系统可用于通过本发明的方法制备基底上的涂料组合物层。该系统可包括 ：
(A) 喷枪， 用于通过所述喷枪的孔口形成所述涂料组合物的雾化第一涂料组分的 喷流， 所述喷枪包括喷枪体 (1)、 一个或多个入口、 具有孔口 (13) 和气帽 (24) 的喷嘴组合 件； 和
(B) 递送装置， 用于将至少一种附加涂料组分送入雾化的所述第一涂料组分喷流 中， 所述递送装置包括 ：
(a) 至少一个输出口 (14) ；
(b) 至少一个吸入接头 (8) ； 和
(c) 至少一个连接路径 (11)， 所述连接路径连接所述吸入接头与所述输出口 ；
其中通过雾化的所述第一涂料组分的所述喷流从所述输出口中虹吸所述附加涂 料组分 ； 其中通过所述连接路径和所述吸入接头将所述输出口连接到含有所述附加涂料组 分的存储容器 (4) 上 ； 并且其中所述输出口横向设置在所述孔口处并具有尺寸与所述孔口 匹配的末端开口轮廓。
输出口 (14)、 吸入接头 (8) 和连接路径 (11) 可以构造为附加装置， 该附加装置可 以固定到喷枪的气帽 (24) 上。采用常规装置 ( 例如一根或多根螺杆、 夹片、 夹具、 粘合剂、 插销、 或它们的组合 ) 可将附加装置固定到气帽上。代表性实例 (2D) 示于图 2A 中。还可 以将输出口 (14)、 吸入接头 (8) 和连接路径 (11) 构造在所述喷枪的气帽中。代表性实例 (2’ ) 示于图 2B 中。图 2 中的视图表示图 1 中示出的正视图 2A。尽管每个图中只示出一个 吸入接头 (8) 和一个连接路径 (11)， 但本领域的技术人员可以制作不同的构型， 因此两个 或更多个吸入接头、 两个或更多个连接路径、 两个或更多个输出口、 或它们的组合可以根据 本文所公开的本发明说明书加以使用。
图 3、 4 和 10 中示出了附加装置 (2D、 2D’ 、 2D” 和 2D” ’ ) 的代表性构型。该系统可 以具有例如图 3 所示的单一输出口 (14)， 或如图 4 所示的两个或更多个输出口 (14)。可以 具有一个或多个连接路径 (11)， 如图 3 和 4 所示。附加装置 (2D) 以适合与代表性喷嘴组合 件 (2) 和气帽 (24) 一起使用的构型示出。根据本文所公开的说明书， 本领域的技术人员可 进行修改和重新构造， 因此附加装置可以与其他喷枪、 喷嘴组合件、 气帽、 或它们的组合一 起使用。调节喷雾形状的喷气嘴 (13A) 和孔口 (13) 示于图中， 以指示出当递送装置固定到 气帽上时递送装置与气帽的相对位置。喷气嘴 (13A) 和孔口 (13) 是喷枪的部件。
图 5 示出了孔口 (13) 和两个输出口 (14) 的放大正视图。图 6 示出了递送装置的 横截面侧视图， 指示出两个输出口 (14) 与孔口 (13) 的相对位置， 其中每个输出口 (14) 横向设置在所述孔口 (13) 处。第一涂料组分的流动用箭头 (31) 表示。每个输出口具有尺寸 与所述孔口匹配的末端开口轮廓。如图 7A 和 7B 所示， 当孔口具有圆形轮廓时， 将输出口的 末端开口轮廓加工成尺寸与孔口的此圆形轮廓匹配， 因此孔口中第一涂料组分的流动不受 干扰。当孔口具有不同的轮廓形状 ( 例如图 7C 和 7D 的示意图所示 ) 时， 将输出口的末端 开口加工成尺寸与该孔口匹配。
喷枪可在孔口 (13) 处产生雾化的第一涂料组分喷流 (15)( 图 8A)。 喷流 (15) 可包 含雾化的第一涂料组分和快速移动载体， 例如压缩空气。喷流 (15) 从孔口中高速喷射出， 并导致孔口周围的小区域处于负压。当输出口 (14) 横向设置在非常靠近的所述孔口 (13) 处时， 第二涂料组分可通过喷流 (15) 从输出口 (14) 中虹吸到雾化的第一涂料组分喷流中， 形成涂料混合物 (16)( 图 8B)。通过喷流虹吸的第二涂料组分的流动用箭头 (30) 示出。图 9A 和 9B 示出了代表性实例， 其中递送装置被构造成只具有单一的输出口 (14)。
可将本发明的系统构造用于虹吸第三或后续组分。 可将本发明的递送装置构造成 具有多个吸入接头 (8)、 多条连接路径 (11) 或多个输出口 (14)， 如图 4、 10A 和 10B 的代表 性实例中所示。 在一种代表性构型中， 两个输出口都可横向设置在孔口处， 并具有尺寸与孔 口 (13) 匹配的末端开口轮廓 ( 图 4 和 10A)。在另一种代表性构型中， 连接路径可以在某点 合并， 因此两个连接路径都连接到单一输出口 (14)， 该输出口可以横向设置在孔口处并具 有尺寸与孔口 (13) 匹配的末端开口轮廓 ( 图 10B)。 可将一个或多个吸入接头 (8) 构造用于通过直接接头 ( 例如插接或螺纹连接 ) 或 经由连接装置 ( 例如固定或柔性管材 ) 与一个或多个单独的存储容器 (4) 相连。还可以使 用附加硬件， 例如一个或多个 “Y” 型连接器。合适的构型实例示出于图 11 中 ： (A) 具有单一 吸入接头的递送装置， 该单一吸入接头连接到单一容器 ； (B) 具有单一吸入接头的递送装 置， 该单一吸入接头连接到两个单独的容器 ； (C) 和 (F) 具有两个吸入接头的递送装置， 两 个吸入接头中只有一个连接到单一容器， 其中可以关闭另一个吸入接头 ； (D) 和 (G) 具有两 个吸入接头的递送装置， 这两个吸入接头都连接到相同的单一容器 ； (E) 和 (H) 具有两个吸 入接头的递送装置， 它们中的每一个都连接到单独的容器。当递送装置具有两个或更多个 吸入接头并且它们中只有一个连接到容器上时， 优选的是通过常规装置 ( 例如气帽、 塞子、 或阀门 ) 关闭未连接的吸入接头。任选地， 可以设置一种或多种流量控制器 (32)， 例如阀 门、 插件、 夹具或商用内嵌式流量控制器， 并将其构造用于控制一个或多个位置处的一种或 多种组分。本领域的技术人员可根据本文所公开的本发明说明书设计或修改构型。
图 10B 中示出的递送装置也可以通过类似于图 11F、 11G 和 11H 所示的方法构造成 连接到一个或多个容器。
虽然本文具体描述了含有多种涂料组分的涂料组合物， 但是本发明也可以用于具 有多种组分的组合物， 这些多种组分需要混合以形成混合组合物。 根据本发明， 组合物的第 一组分可用喷涂装置雾化， 并且组合物的第二或后续组分可虹吸到雾化的第一组分中， 从 而形成混合组合物。
本发明还可涉及用于制备混合组合物的系统， 该混合组合物包含两种或更多种组 分。所述系统包括 ：
(A) 喷涂装置， 用于通过所述喷雾装置的孔口形成所述混合物组合物的雾化第一 组分的喷流 ； 和
(B) 递送装置， 用于将所述混合组合物的一种或多种附加组分送入雾化的所述第 一组分喷流中， 所述递送装置包括 ：
(a) 至少一个输出口 (14) ；
(b) 至少一个吸入接头 (8) ； 以及
(c) 至少一个连接路径 (11)， 所述连接路径连接所述吸入接头与所述输出口 ；
其中通过雾化的所述第一组分的所述喷流从所述输出口中虹吸所述一种或多种 附加组分 ；
其中通过所述连接路径和所述吸入接头将所述输出口连接到含有所述一种或多 种附加组分的一个或多个存储容器 ； 并且
其中所述输出口横向设置在所述孔口处并具有尺寸与所述孔口匹配的末端开口 轮廓。
在上述系统中， 雾化的第一组分的所述喷流可由选自压缩空气、 压缩气体、 压缩气 体混合物或它们的组合的压缩载体形成。 实施例 本发明将在下面的实施例中进一步定义。应该理解， 尽管这些实施例说明了本发 明的优选实施方案， 但仅是以例证的方式给出的。 通过上述论述和这些实施例， 本领域的技 术人员可确定本发明的实质性特征， 并且在不脱离本发明的实质和范围的前提下， 可对本 发明进行各种变化和修改以适应多种用途和条件。
粘度可采用 2 号蔡恩杯 (Zahn cup#2) 粘度测量装置测定 ( 以秒为单位 )。下列实 施例中的适用寿命由使得涂料组合物或相关罐装混合物的粘度增大一倍所需的时间长度 限定。
可采用任何一种 Persoz 机器测量硬度， Persoz 机器为 HA-5854 型摆撞硬度试验机 (Pendulum Hardness Tester)， 制造商 BYK Chemie(Germany)， 销售商 Paul N.Gardness Company， Inc.(Pompano Beach， Florida)。当预期的硬度值介于 0 和 250 秒之 间时， 使用 Persoz 硬度。硬度值越高， 涂料薄膜就越硬。
粘度测量
使用透明涂料G2-4700STM，得 自 E.I.du Pont NemoursandCompany。和 G2-4700STM 是 E.I.du Pont Nemours andCompany(Wilmington， 4202 二月桂酸二丁基锡， 并 4202 按照制造商Delaware) 的商标。 G2-4700STM 需要活化剂和催化剂来形成涂层。 所用活化剂为 G2-4509STM， 并同样以相应商标得自 E.I.duPont。所用催化剂为 以相应商标得自 Arkema(Bristol， Pennsylvania)。
当透明涂料 G2-4700S 与活化剂 G2-4509S 和催化剂的说明书混合并形成罐装混合物时， 该罐装混合物的粘度迅速增大， 导致罐装混合物的适 用寿命有限 ： 与计时起点相比， 混合后 120 分钟时粘度增大了一倍 ( 表 1)。当透明涂料 G2-4700S 与活化剂 G2-4509S 混合而不加催化剂时， 粘度长时间保持不变。 表 1 中示出了粘 度测量数据。
表1： 2 号蔡恩杯粘度 ( 测量单位 ： 秒 )。
11101909764 A CN 101909770说明书G2-4700S/G2-4509S 无催化剂 18.3 19.1 19.2 19.2 19.3 19.4 19.5 19.6 19.6 20.0 20.0 20.0 20.0 20.5 20.5 20.6 20.6 20.7 20.910/12 页时间 ( 分钟 ) 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 210 240 270 300 330 360G2-4700S/G2-4509S 加入催化剂混合 18.0 20.2 21.2 22.0 23.2 25.0 28.5 32.1 47.512101909764 A CN 101909770说明书21.0 21.0 22.111/12 页390 420 450
雾化气压和混合比 采用本发明的递送装置， 在不同的雾化气压下测量上述透明涂料 G2-4700S/ 4202 的混合比。使用气压调节器组合件 (25) 将气压调节至G2-4509S 和催化剂所指示的气压。在一组实验中， 将插件放入管材内， 该管材连接到吸入接头 (8) 并用作流量 控制器以降低容器 (4) 中催化剂的流量。如表 2 所示， 混合比在较宽的气压 (30-60 磅 / 平 方英寸 (psig)) 范围内相对恒定。
混合比表示涂料 (G2-4700S 和 G2-4509S 混合物 ) 的重量与催化剂4202的重量之间的比率。重量都用克表示。
表2： 雾化气压和混合比。
涂层硬度
采用得自 Sharpe Platinum， Graco Inc.(Minneapolis， MN) 的重力自流进料喷枪 喷涂对照用透明涂料和实验用透明涂料。
在对照实验中， 将透明涂料 在实验中， 将透明涂料G2-4700S、 活化剂 G2-4700S、 和催化 G2-4700STM 和活化剂 G2-4700S 混合并装 4202 溶液装入容纳第二涂料组分的存储容器剂
4202 溶液混合以形成罐装混合物。将罐装混合物装入喷枪的主贮存器中。入到喷枪的主贮存器中。将催化剂中， 该存储容器连接到图 3 所示的递送装置。便于折叠的柔性容器容纳催化剂溶液。单向 流动限制器连接到容器内供给管的末端以避免回流。将用于喷涂实验用透明涂料和对照用透明涂料的雾化气压都调节为 30psig。 将得 自 ACT Laboratories(Hillsdale， Michigan) 的常规 12″ ×18″卷材涂覆的铝试验样本用 作基底。 采用常规喷涂技术将实验用透明涂料和对照用透明涂料分别喷涂在单独的试验样 板上。在室温下固化涂覆的面板。在指定的时间点测量透明涂料的硬度。
表 3 中示出了硬度数据。实验用透明涂料和对照用透明涂料在指定的测试点均表 现出相似的硬度。实验用透明涂料在 4 小时和 24 小时点的硬度略微增大。
表3： 涂料的 Persoz 硬度 ( 秒 )。
2 小时4 小时24 小时对照用透明涂料 实验用透明涂料17 1724 2887 119