用于生产包括具有可调特性的涂层的涂覆物体的方法与流程

专利2025-03-01  25



背景技术:

0、现有技术

1、在高品质商品,例如汽车的涂装中,通常以多个层施加涂漆。在用于汽车底盘的这种多层涂漆体系中,首先施加底漆,其旨在提高基材与后续层之间的粘附力,并且如果基材易于腐蚀,还用于保护基材免受腐蚀。另外,底漆通过覆盖在基材中存在的任何粗糙的地方和结构之上,确保了表面特征的改进。尤其在金属基材的情况下,通常向底漆施加底漆-二道浆,其任务是进一步改进表面特征并改进耐石击性。典型地,向底漆-二道浆施加一个或多个着色层和/或效果层,其被称为色漆。最后,通常向色漆施加清漆,其确保期望的有光泽的外观并保护涂漆体系免受环境影响。色漆与清漆的组合也被称为彩色加透明(color-plus-clear)复合涂层。

2、当外部涂层必须具有最佳视觉外观以及优越的耐久性和耐候性时,通常会选择彩色加透明体系。因此,汽车工业已经在广泛地使用彩色加透明复合涂层,尤其是用于汽车车身板件。通常以显著高于施加着色色漆时的膜厚度(film build)的膜厚度施加用于彩色加透明体系的清漆。此类更高的清漆膜厚度是该体系的一种特色,其有助于达到整个彩色加透明体系的期望的外观和/或耐久性。例如,汽车代工生产(oem)工厂典型地以20.3至152.4μm(0.8至6.0密耳)的湿膜厚度施加清漆组合物,以提供12.7至88.9μm(0.5至3.5密耳)的固化清漆膜厚度。相比之下,通常以5.1至101.6μm(0.2至4.0密耳)的湿膜厚度施加着色色漆组合物,以提供2.5至50.8μm(0.1至2.0密耳)的固化色漆膜厚度。

3、旨在用在汽车车身板件上的清漆涂层组合物的最低性能要求包括高的粘附水平、耐划伤性和耐磨损性、防碎屑性、防潮性、以及如通过quv所测量的耐候性等。清漆组合物还必须能够提供以高的光泽度、鲜映度(doi)和平滑度为特征的视觉外观。最后,此类涂层还必须易于在制造环境中施加并且能抵抗施加缺陷。

4、然而,具有较高耐石击性的清漆层由于其较高耐石击性所需的较高柔性而在传统上示出降低的耐化学性。对于耐划伤性或耐光性,也会出现同样相互冲突的要求,因为具有较高的耐划伤性和/或耐光性的清漆层通常在生产上比具有较低的耐划伤性和/或耐光性的清漆层更昂贵。因此,就效率而言,期望仅在需要高耐划伤性和/或耐光性的所述目标区域上生产具有所述高耐划伤性和/或高耐光性的清漆层,而使另外的目标区域被较不昂贵的具有较低的耐划伤性和/或耐光性的清漆层所覆盖。

5、显然,高耐石击性和高耐化学性是相互冲突的要求。实现良好的耐划伤性和/或良好的耐光性而不显著增加涂层的总成本也是如此。一种获得足够的整体特性的方法是仔细地控制通过向物体施加涂层材料获得的涂层的特性以确保该涂层示出耐石击性与耐化学性之间的适当平衡或者耐划伤性和/或耐光性与涂覆物体的总成本之间的适当平衡。此方法目前用于汽车制造工业(在下文中也称为oem),其中仅一种清漆品质在耐石击性与耐化学性之间或者耐划伤性和/或耐光性与涂覆的总成本之间具有良好的平衡。尽管使用所述清漆品质产生足够的机械和化学特性,但在不同时降低耐化学性的情况下无法增加耐石击性,反之亦然。对于在不同时增加涂覆的总成本的情况下增加耐划伤性和/或耐光性同样适用,反之亦然。

6、施加不同的产生涂层(其具有根据有待涂覆的物体的区域的特性定制的特性)的涂层材料是有利的,因为这样涂层的特性可以被彼此独立地优化以在所得涂覆物体的机械和/或化学特性方面获得更高的品质。具有可定制特性的涂层应易于由有限数量的涂层组合物生产,并且这些涂层组合物应适合与常规施加设备结合使用。此外,涂层的经调整特性由于其特性被调整为相应的目标区域的特性而应使得在材料消耗方面更有效地使用相关涂层组合物,为达到相同结果而产生更高膜厚度的未调整涂层是多余的。

7、目的

8、因此,本发明的目的是提供一种方法,其允许涂层的特性与其上存在该涂层的物体的相应目标区域的特性组,比如耐石击性、耐化学性、耐划伤性、耐光性相匹配,以改进涂覆物体的整体机械和化学特性。生产具有调整为物体的相应目标区域的特性的特性的涂层应使得用于其产生的涂层组合物的消耗更低,从而使得该方法更有效并减少在固化所施加的涂层材料期间挥发性有机物的生成。最后,该方法应该用常用的施加设备来进行。

9、技术解决方案

10、这一问题由权利要求中所要求保护的主题以及还有如下文所述的该主题的优选实施例来解决。

11、因此,本发明的第一主题是一种用于制备包括多个目标区域的物体的方法,该多个目标区域中的至少部分具有不同的特性组,并且涂覆有至少两种具有可调特性的涂层,所述方法包括

12、(a)识别至少两个目标区域以及与每个经识别的目标区域相关的特性组,其中至少两个目标区域具有不同的特性组,

13、(b)提供至少两种不同的涂层组合物(ci)i=1,…,n,其中每种涂层组合物(c1,…,cn)产生具有与步骤(a)中识别的不同的特性组相匹配的特性的涂层(cl1,…,cln),以及

14、(c)将步骤(b)中提供的每种涂层组合物(c1,…,cn)施加到与相匹配的特性组相关的该目标区域上。

15、以上说明的方法在下文中也被称为本发明的方法并且因此是本发明的主题。本发明的方法的优选实施例从下文说明书以及还有从属权利要求中是显而易见的。

16、本发明方法允许使涂层的特性与物体的相应的目标区域的特性组相匹配。例如,在物体的需要高耐石击性的目标区域,比如汽车的前部上生产具有高柔性的涂层,而在需要低耐石击性、但高耐化学性的目标区域,比如汽车的车顶上生产具有低柔性、但高耐化学性的涂层。在另一个实例中,仅在需要高耐划伤性的目标区域,比如汽车的侧面或者需要高耐光性的目标区域,比如汽车的车顶上生产具有高耐划伤性或高耐光性的涂层。这允许降低与本发明方法相关的总成本,因为它避免了在不需要优化特性的目标区域上生产具有所述优化特性并且与较高成本相关的涂层。与具有平衡的特性的涂层相比,生产具有与目标区域的特性组相匹配的特性的涂层允许减少整体膜厚度。这允许减少在干燥涂层组合物期间产生的排放物并得到更有效地涂覆方法。此外,使涂层的特性与物体的目标区域的不同的特性组相匹配在所得涂覆物体的机械和/或化学特性方面产生更高的品质。

17、本发明的另一个主题是本发明方法用于制备包括需要具有不同特性的涂层的目标区域的涂覆物体的用途。

18、本发明的另一个主题是一种用于利用施加设备向包括多个目标区域的物体施加至少两种产生具有可调特性的涂层的涂层组合物的系统,该多个目标区域中的至少部分具有不同的特性组,该系统包括:

19、-包括喷嘴的施加设备;

20、-存储设备,用于存储施加指令和可选地混合比指令;

21、-一个或多个数据处理器,其被配置成执行这些施加指令和可选地这些混合比指令以控制该施加设备;以及

22、-至少两个储器,其与该施加设备处于流体连通并且被配置成含有至少两种组分(ai)i=1,…,n和可选地至少一种硬化剂组分b,每种组分ai或每种ai和b的混合物产生具有与目标区域的特性组相匹配的特性的涂层cli,或者被配置成含有至少两种产生涂层(cli)i=1,…,n的涂层组合物(ci)i=1,…,n,每种涂层cli具有与目标区域的特性组相匹配的特性,

23、其中该施加设备被配置成

24、○从该储器接收这些组分(ai)i=1,…,n和可选地该硬化剂组分b并基于这些混合比指令在该喷嘴内混合这些组分(ai)i=1,…,n,可选地使其与该硬化剂组分b混合,并且

25、○基于该施加指令通过该喷嘴将所得涂层组合物(ci)i=1,…,n排出到具有相匹配的特性组的目标区域,以形成至少两种涂层;或者

26、其中该施加器被配置成

27、○从该储器接收该至少两种涂层组合物(ci)i=1,…,n,以及

28、○基于该施加指令通过该喷嘴将这些涂层组合物(ci)i=1,…,n排出到至少两个具有相匹配的特性组的目标区域,以形成至少两种涂层。

29、本发明的另一个主题是一种用于利用施加设备向包括多个目标区域的物体施加至少两种产生具有可调特性的清漆涂层的清漆涂层组合物的系统,该多个目标区域中的至少部分具有不同的特性组,其中每种施加的涂层组合物产生具有与至少两个目标区域的特性组相匹配的特性的清漆涂层,该系统包括:

30、-包括喷嘴的施加设备;

31、-存储设备,用于存储施加指令和相关的混合比指令;

32、-一个或多个数据处理器,其被配置成执行这些施加指令和这些混合比指令以控制该施加设备;以及

33、-至少三个储器,其与该施加设备处于流体连通并且被配置成含有至少两种组分(ai)i=1,…,n和至少一种硬化剂组分b,

34、其中该施加设备被配置成

35、○从该储器接收这些组分(ai)i=1,…,n和该硬化剂组分b并基于这些混合比指令在该喷嘴内使一种或多种组分(ai)i=1,…,n与该硬化剂组分b混合以制备清漆涂层组合物(c1,…,cn),并且

36、○基于与这些用于制备相应的清漆组合物ci的混合指令相关的这些施加指令通过该喷嘴将所得涂层组合物(ci)i=1,…,n排出到具有与由相应的清漆组合物ci生产的相应清漆层的特性相匹配的特性组的目标区域,以形成至少两种清漆涂层。

37、本发明的另一个主题是一种用于涂覆包括多个目标区域的物体的系统,该多个目标区域中的至少部分具有不同的特性组,具有至少两种清漆涂层,每种清漆涂层具有与这些目标区域的不同的特性组相匹配的特性,所述系统包括:

38、a)计算单元,其被配置成通过以下方式确定用于控制施加设备的控制数据:

39、·获得与有待涂覆的物体相关的数据,并且基于所获得的与该物体相关的数据确定针对该多个目标区域中的至少部分的目标区域位置数据以及针对所述目标区域中的每一个的目标区域特性数据,

40、·获得与用于制备有待被施加的清漆涂层组合物的组分相关的数据,并且基于所确定的目标区域特性数据确定混合比数据,

41、·生成控制数据(包括所确定的目标区域位置数据和相关的混合比数据),并且向被配置成控制该施加设备的一个或多个数据处理器提供所生成的控制数据,

42、b)一个或多个数据处理器,其被配置成执行所提供的控制数据以控制该施加设备,

43、c)包括喷嘴的施加设备以及至少三个储器,这些储器与该施加设备处于流体连通并且被配置成含有至少两种组分(ai)i=1,…,n和至少一种硬化剂组分b,该施加设备被配置成:

44、-从该储器接收该一种或多种组分和该至少一种硬化剂组分b并基于这些混合比数据在该喷嘴内使所接收的一种或多种组分和一种或多种硬化剂组分b混合以制备清漆涂层组合物(c1,…,cn),以及

45、-通过该喷嘴将每种制备的清漆涂层组合物(ci)i=1,…,n排出到与目标区域位置数据相关的该目标区域,以形成具有与该目标区域的特性相匹配的特性的清漆涂层,该目标区域位置数据与用于制备相应的清漆组合物的混合比数据相关联。


技术实现思路


技术特征:

1.一种用于制备包括多个目标区域的物体的方法,该多个目标区域中的至少部分具有不同的特性组,并且涂覆有至少两种具有可调特性的涂层,所述方法包括

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所提供的每种涂层组合物(c1,…,cn)是基于液体溶剂的或基于水的涂层组合物、优选基于液体溶剂的涂层组合物。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所提供的至少一种涂层组合物ci产生具有高耐石屑性的涂层cli并且所提供的至少一种另外的涂层组合物cn-i产生具有高耐化学性的涂层cln-i,和/或其中,所提供的至少一种涂层组合物ci产生具有高耐划伤性的涂层cli并且所提供的至少一种另外的涂层组合物cn-i产生具有较低耐划伤性的涂层cln-i,和/或其中,所提供的至少一种涂层组合物ci产生具有高耐光性的涂层cli并且所提供的至少一种另外的涂层组合物cn-i产生具有较低耐光性的涂层cln-i。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所提供的每种涂层组合物(c1,…,cn)包含至少一种粘合剂,所述至少一种粘合剂与所提供的其他涂层组合物中存在的至少一种粘合剂相同,或者其中,所提供的每种涂层组合物包含至少一种粘合剂,该至少一种粘合剂与所提供的其他涂层组合物中存在的该粘合剂不同。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所提供的每种涂层组合物(c1,…,cn)的不同之处仅在于获得所得相应的涂层(c1,…,cn)的特性所必需的成分的量和/或类型,这些特性与步骤(a)中识别的特性组相匹配。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,步骤(b)包括

7.根据权利要求6所述的方法,其中,步骤(b-2)包括确定该涂层cli所需的特性并选择针对步骤(b-1)中提供的这些组分中的至少部分的混合比,使得获得的所得涂层cli的特性与步骤(a)中识别的特性组相匹配。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,步骤(b)包括通过将至少两种涂层材料成分混合制备该至少两种不同的组合物(ci)i=1,…,n,使得由相应的涂层组合物获得的涂层(ci)i=1,…,n各自具有与步骤(a)中识别的不同的特性组相匹配的特性。

9.根据权利要求8所述的方法,其中,这些涂层材料成分包含

10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法,其中,在向施加设备中供应所得涂层组合物ci之前组分ai以所选择的混合比被混合,可选地与该硬化剂组分b一起被混合,和/或其中,在向施加设备中供应所得涂层组合物ci之前该至少一种基础组分bci与该至少一种硬化剂组分b被混合。

11.根据权利要求6至9中任一项所述的方法,其中,每种涂层组合物ci通过在施加设备内以所选择的混合比混合组分ai,可选地使其与该硬化剂组分b混合来获得,和/或其中,该至少一种基础组分bci与该至少一种硬化剂组分b在施加设备内被混合。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所提供的每种涂层组合物(c1,…,cn)被施加到所有具有相同的特性组的目标区域上。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其进一步包括固化、或者干燥并固化所施加的涂层组合物的步骤。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法用于涂覆基材的相对于彼此具有不同取向的目标区域的用途。

15.一种用于利用施加设备向包括多个目标区域的物体施加至少两种产生具有可调特性的涂层的涂层组合物的系统,该多个目标区域中的至少部分具有不同的特性组,该系统包括:


技术总结
本发明涉及一种用于生产包括多个目标区域的涂覆物体的方法,其中该多个目标区域中的至少部分涂覆有具有可调特性的涂层。这些涂层通过向目标区域施加涂层组合物而生产,使得所得涂层的特性与相应的目标区域的特性组相匹配,即这些涂层以使得具有不同的特性组的目标区域上不存在相同涂层的方式生产。本发明方法允许涂层的特性,比如柔性、硬度、耐划伤性、耐光性与相应的目标区域所需的特性组相匹配。由于这些涂层的特性可以与相应的目标区域所需的特性组相匹配,这使得涂覆物体具有更高的整体机械和/或化学特性。此外,本发明涉及本发明方法用于制备包括需要具有不同特性的涂层的目标区域的涂覆物体的用途。最后,本发明涉及一种用于利用施加设备向包括多个目标区域的物体施加至少两种产生具有可调特性的涂层的涂层组合物的系统,其中该多个目标区域中的至少部分具有不同的特性组。

技术研发人员:C·贝克豪斯,P·穆南,M·格罗尼沃尔特
受保护的技术使用者:巴斯夫涂料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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