液态金属组合物的制作方法
【专利摘要】液态金属组合物包括：包含丙烯酸系树脂和乙酸丁酸纤维素的粘结剂、蜡、有机溶剂和包含PVD薄铝片的铝颜料。多层涂层体系具有大于10的随角异色指数并包括基底、围绕所述基底布置并由液态金属组合物形成的液态金属层和围绕所述液态金属层布置并由面漆组合物形成的面漆层。用液态金属组合物和面漆组合物涂装基底以形成多层涂层体系的方法包括将液态金属组合物以大于10％的涂施固体百分比施加到基底上以形成液态金属层、将面漆组合物施加到液态金属层上以形成面漆层和固化这些层以形成多层涂层体系的步骤。
【专利说明】液态金属组合物
[0001]发明背景
1.发明领域
[0002]本发明总体上涉及液态金属组合物、多层涂层体系和形成该多层涂层体系的方法。
2.【背景技术】
[0003]汽车制造商在市场上竞争越来越激烈。为了竞争，汽车制造商必须以尽可能最低的成本提供对消费者有吸引力的车辆。
[0004]银色轿车对消费者有吸引力。通常，银色即使不是新车买主选择的最受欢迎的颜色，也是最受欢迎的颜色之一。随着银色轿车的流行度提高，汽车制造商因此提供了各种银色。因此，目前可获得多种多样的银色，包括金属色。尽管可获得多种多样的银色，但汽车制造商想要另外的、既经济又有吸引力的银色漆和用于施加这种银色漆的汽车涂装法。
[0005]传统上，汽车涂装过程包括基底，例如车身的准备。在准备好基底后，将基底移到喷漆室中，在此通常用自动涂施器施加底涂(basecoat)组合物以形成底涂层。在喷漆室中，还用另一自动涂施器施加清漆(clearcoat)组合物以形成清漆层。然后将该基底移到烘房中，在此烘烤基底以固化这些层并形成多层涂层。上述汽车涂装法是典型的汽车涂装法。
[0006]将汽车涂成银色通常涉及复杂昂贵的银色底涂组合物和汽车涂装工艺。银色是施加银色底涂组合物并形成银色底涂层的结果。
[0007]—开始，配制银色底涂组合物以包含粘结剂，即树脂、交联剂、添加剂、颜料和溶齐U。更具体地，银色底涂组合物通常包含颜料，如薄铝片，其与各种颜料，如黑色和白色颜料组合，为银色底涂层提供银色。薄铝片在银色底涂组合物中的分散、薄铝片的尺寸和形状、银色底涂组合物的流变性质、银色底涂组合物的施加和薄铝片在银色底涂层内的取向影响该银色底涂层的光学性质。
[0008]一种光学性质一光反射一在银色底涂层的表征中特别有用。通常通过travel (漆膜颜色随观察角的变化)或随角异色指数(flop index)表征观察到的光反射变化。传统上，需要具有低随角异色指数的银色底涂层以致从多个角度和在曲面上看时该银色底涂层看起来均匀。通常，银色底涂层中的低随角异色指数要求薄铝片在银色底涂层内无规取向。最近，具有高随角异色指数的银色底涂层越来越受欢迎，以致从多个角度和在曲面上看时该银色底涂层看起来不同，这种外观通常被称作“液态金属”外观。通常，银色底涂层中的高随角异色指数要求薄铝片在银色底涂层内基本平行于基底取向。为了形成具有高随角异色指数的银色底涂层，手工施加具有低固含量，即高溶剂量的银色底涂组合物。由于具有低固含量的液态底涂组合物手工施加，汽车制造商对具有高随角异色指数的银色底涂层的使用受限。
[0009]已经努力配制可借助高效汽车涂装工艺施加的经济的银色底涂组合物以形成具有高随角异色指数的银色底涂层。迄今，尚未用经济的银色底涂组合物实现可借助高效汽车涂装工艺施加的具有高随角异色指数和“液态金属”外观的银色底涂层。
[0010]发明概述和优点
[0011]本发明提供液态金属组合物。该液态金属组合物包括包含丙烯酸系树脂和乙酸丁酸纤维素的粘结剂、蜡、有机溶剂和包含PVD薄铝片的铝颜料。
[0012]本发明还提供具有大于10的随角异色指数的多层涂层体系，其包括基底、围绕所述基底布置并由所述液态金属组合物形成的液态金属层和围绕所述液态金属层布置并由面漆组合物形成的面漆层。
[0013]本发明进一步提供用液态金属组合物和面漆组合物涂装基底以形成多层涂层体系的方法。该方法包括如下步骤:将具有大于10%的涂施固体百分比的液态金属组合物施加到基底上以形成液态金属层、将面漆组合物施加到液态金属层上以形成面漆层和固化这些层以形成多层涂层体系。
[0014]可以将本发明的液态金属组合物施加到基底上以形成对消费者有吸引力的具有高随角异色指数和“液态金属”外观的液态金属层。此外，该液态金属组合物是经济的并可以借助高效汽车涂装工艺施加。
[0015]附图简述
[0016]本发明的其它优点是容易想到的，在联系附图考虑时，参照说明书下文可更好地理解它们，其中:
[0017]图1是大致描述用液态金属组合物和面漆组合物涂装基底以形成本发明的多层涂层的方法的流程图；
[0018]图2是包含基底、液态金属层和面漆层的本发明的多层涂层体系的截面图；
[0019]图3是大致描述用底涂组合物、液态金属组合物和面漆组合物涂装基底以形成本发明的多层涂层体系的方法的流程图；
[0020]图4是包含基底、底涂层、液态金属层和面漆层的本发明的多层涂层体系的截面图；
[0021]图5是大致描述用底涂组合物、清漆组合物、液态金属组合物和面漆组合物涂装基底以形成本发明的多层涂层体系的方法的流程图；且
[0022]图6是包含基底、底涂层、清漆层、液态金属层和面漆层的本发明的多层涂层体系的截面图。
[0023]发明详述
[0024]本发明提供了液态金属组合物、多层涂层体系12和涂装基底10以形成多层涂层体系12的方法，各自在下文中更详细描述。要认识到，“液态金属”不是指真的液态金属，而是由液态金属组合物形成的液态金属层/涂层的“液态金属”外观。参照附图，其中在所示几个视图中相同数字都是指相应部件，用液态金属组合物和面漆组合物涂装基底10以形成多层涂层体系12的方法一般显示为14。本发明的液态金属组合物、多层涂层体系12和方法14特别适用于汽车涂布工业；但是，要认识到，液态金属组合物、多层涂层体系12和方法14不限于汽车涂布工业。例如，液态金属组合物、多层涂层体系12和方法14可用于家具涂布工业。
[0025]基底10可包含任何类型的材料，如金属、合金、聚合物材料等。此外，基底10可经过预处理和/或已具有位于其上的涂层。通常，基底10是汽车车身。要认识到，汽车车身可以是任何类型的汽车车身；例如，汽车车身可以是轿车、卡车、SUV、拖车、公共汽车等。此夕卜，要认识到，术语“汽车车身”还包括汽车部件，如保险杠、镜子和/或车身板件。如上所述，汽车车身可具有位于其上的涂层。例如，基底10可以是其上具有磷化膜、e-涂层、底漆层、底涂层、清漆层或它们的任何组合的汽车车身。
[0026]本发明提供了液态金属组合物。该液态金属组合物包括包含丙烯酸系树脂和乙酸丁酸纤维素的粘结剂、蜡、有机溶剂和包含PVD薄铝片18的铝颜料。将液态金属组合物施加到基底10上以形成液态金属层16。
[0027]如本领域中已知，粘结剂，也称作树脂，包括多种多样可能的化学和功能。粘结剂可包括一种或多种树脂，通常包括树脂的组合。
[0028]粘结剂包括丙烯酸系树脂。该粘结剂可包括两种或更多种丙烯酸系树脂。丙烯酸系树脂通常具有羟基官能。丙烯酸系树脂通常具有大于1，000，更通常2，000至20，000，最通常3，000至15，000g/mol的数均分子量(Mn)。不受制于理论，但相信，具有在上述范围内的分子量的丙烯酸系树脂优化了铝颜料在液态金属组合物施加过程中和在由其形成的液态金属层中的取向。基于100重量份液态金属组合物粘结剂，丙烯酸系树脂通常以10至80重量％的量，更通常20至70重量％的量,最通常40至60重量％的量包含在液态金属组合物中。
[0029]粘结剂还可包括交联剂，例如但不限于，三聚氰胺甲醛树脂。如果包括三聚氰胺甲醛树脂，则三聚氰胺甲醛树脂通常用于与丙烯酸系树脂反应。也就是说，三聚氰胺甲醛树脂用于交联或固化丙烯酸系树脂。因此，通常考虑所选的具体丙烯酸系树脂来选择三聚氰胺甲醛树脂。在一个实施方案中，三聚氰胺甲醛是具有55:45甲基:丁基比例的六甲氧基甲基/正丁基-三聚氰胺甲醛。基于100重量％液态金属组合物粘结剂，交联剂通常以5至60重量％的量，更通常以10至45重量％的量，最通常以15至35重量％的量存在于液态金属组合物中。
[0030]粘结剂还包括乙酸丁酸纤维素。乙酸丁酸纤维素是纤维素的聚合物酯并可以被视为树脂。可以将乙酸丁酸纤维素添加到液态金属组合物中以(I)改变液态金属组合物的流变性质和(2)改进由其形成的液态金属层的物理性质，例如硬度和抗紫外线性质。作为流变改性剂，乙酸丁酸纤维素通常与蜡一起发挥作用以利于“湿碰湿”施加液态金属组合物与面漆组合物，将在下文更详细论述。
[0031]乙酸丁酸纤维素的粘度和数均分子量(Mn)影响液态金属组合物的整体流变学以及涂施性质，如可喷涂性。通常，乙酸丁酸纤维素具有(I)根据ASTM D1343测试时在25°C下0.5至80，更通常I至80，最通常74至78泊的粘度，和(2) 5000至100，000，更通常20，000至80，000，最通常65，000至75，000g/mol的数均分子量(Mn)。
[0032]乙酸丁酸纤维素的具体实例包括CAB-381-0.5和CAB_381_20，都可购自EastmanChemical Company of Kingsport, TN。基于100重量份液态金属组合物粘结剂，乙酸丁酸纤维素通常以0.1至40重量％的量，更通常以5至35重量％的量，最通常以10至30重量％的量存在于液态金属组合物中。
[0033]粘结剂还可包括环氧树脂。可以将环氧树脂添加到液态金属组合物中以改进由其形成的液态金属层的耐久性、薄膜开裂和粘合性质。通常，环氧树脂具有(I)在25°C下，I至1000，更通常I至100，最通常5至15厘泊的粘度和(2) 20，000至200，000，更通常50，000至100，000，最通常90，000至100，000的环氧当量重量。基于100重量％液态金属组合物粘结剂，环氧树脂通常以0.1至10重量％的量，更通常以I至5重量％的量，最通常以1.5至4.0重量％的量存在于液态金属组合物中。
[0034]要认识到，粘结剂可包括上述树脂以及本领域中已知的其它树脂和交联剂的任意组合。基于100重量％液态金属组合物中的固体，粘结剂通常以5至60重量％的量，更通常以10至50重量％的量，最通常以15至45重量％的量存在于液态金属组合物中。固体是液态金属组合物中的固体组分，如粘结剂、蜡、颜料等。
[0035]液态金属组合物还包含蜡。通常，蜡是在环境温度附近有延展性的化学物质。蜡通常具有高于45°C的熔点以产生低粘液体。蜡通常是有机化合物并可以是合成的或天然存在的。蜡通常可溶于有机溶剂。因此，蜡可作为蜡溶液包括在内。在一个实施方案中，形成包括腊的腊溶液以溶解腊，基于100重量％腊溶液,其包含6重量％的乙烯-丙烯酸共聚物、41重量％的AromaticlOO和53重量％的乙酸正丁酯。将该蜡溶液添加到液态金属组合物中。基于100重量％液态金属组合物，蜡通常以小于5重量％的量，更通常以小于I重量％的量，最通常以0.1至0.3重量％的量存在于液态金属组合物中。
[0036]液态金属组合物还包含铝颜料。液态金属组合物可包含单一铝颜料或可包含不同铝颜料的混合物。铝颜料优化了多层涂层的光学性质以提供大于10的高travel和随角异色指数，即“液态金属”外观。
[0037]通常，铝颜料包含通过物理气相沉积形成的薄铝片，其在本领域中被称作PVD薄铝片18。PVD薄铝片18的物理性质，包括粒子形状、尺寸和分布以及粒子厚度和表面特性影响液态金属层16的光学性质，如随角异色指数。
[0038]PVD薄铝片18通常具有如下粒度分布:I至30，更通常2至20，最通常4至6微米的DlO值；5至50，更通常10至20，最通常11至12微米的D50值；和小于75，更通常小于50，最通常小于24微米的D90值。D50描述了在PVD薄铝片的分布中PVD薄铝片的中值直径。例如，在PVD薄铝片的任何给定样品中，50%的PVD薄铝片具有小于D50的直径，另外50%的PVD薄铝片具有大于D50的直径。DlO描述PVD薄铝片的分布中最小的10% PVD薄铝片的直径。例如，在PVD薄铝片的任何给定样品中，10%的PVD薄铝片具有小于DlO的直径，且90%的PVD薄铝片具有大于DlO的直径。D90描述PVD薄铝片的分布中最大的10%PVD薄铝片的直径。例如，在PVD薄铝片的任何给定样品中，90 %的PVD薄铝片具有小于D90的直径，且10%的PVD薄铝片具有大于D90的直径。
[0039]相对于传统薄铝片，PVD薄铝片18通常具有光滑顶表面和底表面。另外，PVD薄铝片18通常具有10至150，更通常25至100，最通常30至50纳米的厚度。PVD薄铝片18的光滑顶表面和底表面以及厚度影响液态金属层的光反射和“液态金属”外观。也就是说，由于PVD薄铝片18光滑、薄并且平铺(lays down)，也就是说，相对于基底10的表面更平整取向，包含PVD薄铝片18的液态金属组合物产生更加“液态金属”的效应。
[0040]PVD薄铝片18在液态金属层16中的取向受基底10的形貌、液态金属组合物的配方和液态金属组合物在基底10上的施加的影响。但是，PVD薄铝片18的物理性质也影响PVD薄铝片18在液态金属层16中的取向。通常，PVD薄铝片18的物理性质促进PVD薄铝片18如图2、4和6中所示在液态金属层16内靠近并基本平行于基底10取向。不受制于理论，但相信，漂浮或非漂浮性质由薄片的“浮动”能力决定，更好浮动的薄片往往更均匀分布在该层的表面上。不受制于理论，还相信，本发明的液态金属组合物的PVD薄铝片18表现出非漂浮性质。也就是说，尽管PVD薄铝片18平行于基底10取向并均匀分布在基底10上，但PVD薄铝片18倾向于靠近基底10取向而非“漂浮”在液态金属组合物中。PVD薄铝片18的非漂浮性质归因于PVD薄铝片18的厚度和表面特性以及丙烯酸系树脂的分子量。由于PVD薄铝片的非漂浮性质，液态金属层16表现出大于10的随角异色指数和“液态金属”外观并由于PVD薄铝片18倾向于靠近基底10取向而耐久。
[0041]在一个实施方案中，铝颜料包含具有如下粒度分布的PVD薄铝片18:D10值为I至30微米，D50值为5至50微米，且D90值小于75微米，且PVD薄铝片18靠近基底10并在液态金属层16内基本平行于基底10取向。
[0042]基于100重量份液态金属组合物，PVD薄铝片18通常以0.1至5重量％的量，更通常以I至2.5重量％的量，最通常以1.8至2.2重量％的量存在于液态金属组合物中。当PVD薄铝片18根据上文阐述的范围存在于液态金属组合物中时，铝颜料赋予多层涂层体系12最佳光学性质，即高travel、高随角异色指数和“液态金属”外观。但是，应该认识到，基于100重量份液态金属组合物，PVD薄铝片18可以以大于5重量％的量存在于液态金属组合物中并仍赋予液态金属组合物足够的光学性质，如随角异色指数和travel。
[0043]应该理解的是，铝颜料可包括并非通过物理气相法制成的薄铝片。例如，铝颜料还可包含具有不规则边缘和表面特性和大约0.1微米厚度的传统研磨薄铝片、具有透镜形状和光滑边缘和表面特性和大约0.3至0.5微米厚度的薄铝片，和/或具有相对光滑的边缘和表面特性和大约0.8至1.2微米厚度的薄铝片。应该理解的是，铝颜料可包括本文中没有明确列举或描述但仍落在权利要求书的范围内的一些其它组分。
[0044]如上所述，液态金属组合物包含粘结剂和铝颜料。液态金属组合物中铝颜料与粘结剂的比率影响液态金属层16的成本和性质。由于铝颜料通常比液态金属组合物的其它组分贵，以及提供具有最佳光学性质，如随角异色指数和travel的液态金属层16，较低的铝颜料/粘结剂比率通常合意。液态金属组合物中的铝颜料/粘结剂比率通常小于0.25，更通常小于0.20，最通常为0.08至0.18。
[0045]液态金属组合物包含有机溶剂。液态金属组合物的有机溶剂通常包括溶剂的混合物。本领域技术人员通常选择在液态金属层16成形过程中容易蒸发的溶剂组分。合适的溶剂包括，但不限于，二醇、酯、醚-酯、二醇-酯、醚-醇、脂族烃、芳烃、酮及其组合。合适的溶剂的具体实例包括，但不限于，Aromatic7100、Aromaticl50、异丙醇、乙酸正丁酯、乙酸伯戊酯、PM乙酸酯、丙酮、异丙醇、正丁醇、乙二醇单丁基醚、乙酸乙酯、丙醇、丙酸正戊酯、氨基甲基丙醇、正甲基吡咯烷酮和水。
[0046]液态金属组合物还可包含颜料。颜料通常为赋予由液态金属组合物形成的液体金属涂层以颜色而包含在液态金属组合物中。这样的颜料通常是本领域中已知的并由本领域技术人员根据所需颜色、耐久性、耐候性和耐化学性选择。合适的颜料包括无机金属氧化物、有机化合物、金属薄片(非薄铝片)、云母、增量或填充颜料和缓蚀颜料，如铬酸盐、硅石、硅酸盐、磷酸盐、钥酸盐及其组合。如果包含在液态金属组合物中，颜料可以以各种量包含在内。
[0047]液态金属组合物还可包含磷酸酯/盐组分，如磷酸酯。磷酸酯/盐组分通常为改进液态金属涂层与基底10的粘合而包含在液态金属组合物中。合适的磷酸酯是LUBR1ZOL? 2061, LDBRIZOL? 2062和LUBR1ZOL? 2063,都可购自 LubrizolCorporation of Wickliffe, 0H。如果包含在液态金属组合物中，则该磷酸酯可以以各种量包含在内。
[0048]液态金属组合物还可包含添加剂组分。添加剂组分可包括本领域中已知的任何合适的添加剂组分或添加剂组分混合物。添加剂组分通常包括添加剂组分的组合。合适的添加剂组分可选自催化剂、去光或消光剂、表面活性剂、填料、增塑剂、乳化剂、调质剂、增稠齐U、粘合促进剂、稳定剂、消泡剂、润湿添加剂及其组合。本文中没有具体列举的其它添加剂组分也可适用于本发明。如果包含在液态金属组合物中，则添加剂组分可以以各种量包含在内。
[0049]多层涂层体系12还包括面漆组合物。将面漆组合物施加到液态金属层16上以形成面漆层20。面漆组合物可以是如本领域中公知的液体或粉末。面漆层20通常透明和/或清澈并通常但不总是多层涂层体系12相对于基底10而言的最外层。但是，应该理解的是，可以在面漆层20上施加附加层。
[0050]多层涂层体系12任选包括底涂组合物。将底涂组合物施加到基底10上以形成底涂层22。底涂组合物可以是如本领域中公知的液体或粉末。
[0051]多层涂层体系12任选包括清漆组合物。将清漆组合物施加到基底10上以形成清漆层24。清漆组合物可以是如本领域中公知的液体或粉末。
[0052]在施加上述各种层之前准备基底10。基底10的准备通常包括用磷酸铁洗剂清洁基底10。在清洁基底10后，在基底10上施加电泳涂料(e-涂料)。e-涂料是本领域中已知的任何类型的e-涂料并可包含选自环氧系聚合物、丙烯酸系聚合物、本领域中已知的其它聚合物及其组合的聚合物。e-涂料优选通过被称作电沉积的方法施加，其中使基底10带电并浸在e-涂料浴中。e-涂料浴包括与基底10相反的电荷。e-涂料浴中的粒子被吸引至基底10，中和，然后固化。优选的方法14包括使基底10充当阴极，其中该方法如本领域中公知的那样被称作阴极e-涂布。沉积到基底10上的e-涂料如本领域中公知的那样在施加粉末底漆前在烘箱中固化。在固化e-涂层后，基底10的最终准备包括打磨e-涂层以降低e-涂层的平均表面粗糙度(Ra)。
[0053]在施加e-涂层后，可以将底漆施加到基底10上以形成底漆层。底漆可以是水性的、溶剂型的、粉末、粉浆或本领域中已知的任何底漆。该底漆层不固化并通过如本领域中公知的标准涂装技术施加到e-涂层上。
[0054]方法14包括将液态金属组合物施加到基底10上以形成液态金属层16的步骤。就方法14中可用的所有其它组分而言，液态金属组合物正如上文对多层涂层体系12所述。
[0055]通常，将中间组合物运输到制造现场，并出于各种原因，在制造现场用溶剂进一步稀释以形成液态金属组合物。液态金属组合物在施加到基底10上时的固体百分比被称作涂施固体百分比。基于100重量份液态金属组合物，液态金属组合物通常以大于10%的涂施固体百分比，更通常以11至35%的涂施固体百分比施加到基底10上以形成液态金属层16。
[0056]在一个实施方案中，液态金属组合物中铝颜料与粘结剂的比率小于0.25，并且液态金属组合物以11至35%的涂施固体百分比(基于100重量份液态金属组合物)施加到基底10上以形成液态金属层16。在另一实施方案中，液态金属组合物中铝颜料与粘结剂的比率为0.08至0.18，并且液态金属组合物以11至35%的涂施固体百分比(基于100重量份液态金属组合物)施加到基底10上以形成液态金属层16。
[0057]—旦将中间组合物适当稀释以形成液态金属组合物，通过空气雾化或借助杯式涂施器(bell applicator)的杯式喷涂或任何其它等效方法将液态金属组合物喷涂施加到基底10上。在用杯式涂施器将液态金属组合物施加到基底10上时，液态金属组合物通常以15，000至80，OOOrpm的旋杯(bell)速度施加，更通常以50，000至65，OOOrpm的旋杯速度施加，最通常以50，000至60，OOOrpm的旋杯速度施加。此外，在用杯式涂施器将液态金属组合物施加到基底10上时，液态金属组合物通常以50至800cc/min的流速施加，更通常以100至500cc/min的流速施加,最通常以150至350cc/min的流速施加。然后将液态金属组合物在环境温度下晾一段时间。上文提出的旋杯速度和流速的范围可随其它加工参数而变，例如，在汽车应用中，流速取决于机器人(robots)数量、生产线速度(line speed)和每单位时间(例如分钟)的涂装面积(例如平方英尺)。
[0058]一旦施加到基底10上，液态金属组合物可通过施加热、红外辐射或紫外辐射中的至少一种来固化以形成液态金属层16。在借助热固化液态金属组合物时，其通常在烘箱中在250° F至350° F的温度下固化10至50分钟金属温度。一旦固化，液态金属层16通常小于0.7密尔厚，更通常小于0.5密尔厚，再更通常大于0.4密尔厚，最通常为0.2至0.4密尔厚。
[0059]方法14还包括将面漆组合物施加到液态金属层16上以形成面漆层20的步骤。面漆层20正如上文对多层涂层体系12所述。面漆组合物可通过施加热、红外辐射或紫外辐射中的至少一种来固化以形成液态金属层16。在借助热固化面漆组合物时，其通常在烘箱中在250° F至350° F的温度下固化10至50分钟金属温度。
[0060]面漆层20可以与液态金属层16分开或同时固化。如果将面漆组合物施加到基底10上以形成液态金属层16并将面漆组合物施加到液态金属层16上，则将面漆组合物施加到液态金属层16上的步骤可以进一步是指将面漆组合物湿碰湿施加到液态金属层16上以使这些层同时固化。一旦液态金属层16和面漆层20固化,液态金属层16和面漆层20的总厚度通常小于3.5密尔厚，更通常小于2.6密尔厚，最通常2.0密尔厚至2.6密尔厚。在各种实施方案中，液态金属层16小于0.4密尔厚,且液态金属层16和所述面漆层20 —共小于2.6密尔厚。
[0061]在一个实施方案中，多层涂层体系12包含液态金属层16和面漆层20。图1是大致描述用液态金属组合物和面漆组合物涂装基底10以形成多层涂层体系12的方法14的流程图，图2是在基底10上的包含液态金属层16和面漆层20的多层涂层体系12的截面图。
[0062]方法14在施加液态金属组合物的步骤之前任选包括将底涂组合物施加到基底10上以形成底涂层22的步骤。通常通过本领域中公知的标准涂装技术将底涂组合物施加到准备好的基底10上。
[0063]在另一实施方案中，多层涂层体系12包含底涂层22、液态金属层16和面漆层20。图3是大致描述用底涂组合物、液态金属组合物和面漆组合物涂装基底10以形成多层涂层体系12的方法14的流程图，图4是在基底10上的包含底涂层22、液态金属层16和面漆层20的多层涂层体系12的截面图。
[0064]方法14在施加液态金属组合物的步骤之前还任选包括将清漆组合物施加到准备好的基底10或底涂层22上以形成清漆层24的步骤。通过本领域中公知的标准涂装技术将清漆组合物施加到基底10上。
[0065]在另一实施方案中，多层涂层体系12包含底涂层22、清漆层24、液态金属层16和面漆层20。图5是大致描述用底涂组合物、清漆组合物、液态金属组合物和面漆组合物涂装基底10以形成多层涂层体系12的方法14的流程图，图6是在本发明的基底10上的包含底涂层22、清漆层24、液态金属层16和面漆层20的多层涂层体系12的截面图。
[0066]如上所述，方法14包括施加液态金属组合物和面漆组合物和任选施加底涂组合物和清漆组合物的步骤。上文刚列出的组合物可以以任何次序,在一次或多次涂施中施加。此外，上文列出的组合物可以相继、部分同时(即，既相继又同时固化层)或完全同时(即同时固化所有层)固化。此外，在借助热固化这些组合物时，这些组合物可以在各种温度和时间下固化并仍落在权利要求书的范围内。
[0067]方法14提供多层涂层体系12。包含液态金属层16的多层涂层体系12随观察角变化反射不同强度的光。多层涂层体系12具有由“L”值、“a”值和“b”值规定的颜色，SP制品20具有L*a*b*值。可以通过分光光度计根据Hunter Lab色标测量多层涂层体系12的L*a*b*值。Hunter Lab色标是色彩领域技术人员公知的测色系统。用于测量L*a*b*值的分光光度计通常是45° /0°分光光度计,如可购自X-Rite Incorporated of GrandRapids, MI的那些,但也可以使用其它类型的分光光度计。在Hunter Lab色标中,“L”值与代表亮度和暗度的中心垂直轴相关联，最亮的是“L”= 100 (白)，最暗的是“L” = 0(黑)。此外，在Hunter Lab色标中，“a”值与红/绿标度相关联，“b”值与黄/蓝标度相关联。要认识到，不同于“L”值，“a”和“b”值没有数值极限。正的a值是红色，负的a值是绿色。正的“b”值是黄色，负的“b”值是蓝色。要认识到，可以使用其它色标测定制品20的颜色，如CIELAB色彩空间。
[0068]方法14提供了多层涂层体系12。包含液态金属层16的多层涂层体系12随观察角变化反射不同强度的光。通常，将观察角分成三类:“Face”(近镜面)、“Mid-speCUlar”(或漫射)和“Flop” (远镜面)。这些类别在测角分光光度计上与观察角如下相关:近镜面为15或25° ;mid-specular为45° ;且远镜面为75或110°。参照与法线呈45°的镜面角测定观察角。通常，travel被描述为是与呈现较灰暗的“Flop”比较时“Face”呈亮银色的差异程度。
[0069]观察到的光反射变化的另一表示方法由随角异色指数给出。随角异色指数衡量旋转经过观察角时涂层的反射变化。随角异色指数O代表单色，而大于10的较高随角异色指数指示“液态金属效应”。如下计算随角异色指数:
[0070]随角异色指数=2.69 (L*15 - L*110) L11 / (L*45)α 86
[0071]本发明的多层涂层体系12通常具有大于10，更通常大于12，最通常12至20的随角异色指数。
[0072]下列实施例意在例示本发明并且无论如何不应被视为限制本发明的范围。
实施例[0073]实施例多层涂层1-5 (通过“湿碰湿”法形成)
[0074]根据本发明形成与实施例组合物1-3对应的液态金属组合物。在表1中列举和例示了实施例组合物1-3。由实施例组合物2和3借助也根据本发明的“湿碰湿”法形成实施例多层涂层1-5。用于形成实施例组合物1-3的各组分的量和类型显示在表1中，除非另行指明，所有值为重量份，基于涂施前的组分总重量为100重量份。
[0075]表1
【权利要求】
1.具有大于10的随角异色指数的多层涂层体系，所述多层涂层体系包含: (A)基底； (B)围绕所述基底布置并由液态金属组合物形成的液态金属层，所述液态金属组合物具有大于10%的涂施固体百分比并包含: 包含丙烯酸系树脂和乙酸丁酸纤维素的粘结剂， 蜡， 有机溶剂，和 包含PVD薄铝片的铝颜料；和 (C)围绕所述液态金属层布置并由面漆组合物形成的面漆层。
2.如权利要求1中所述的多层涂层体系，其中所述液态金属组合物中所述铝颜料与所述粘结剂的比率小于0.25。
3.如前述权利要求任一项中所述的多层涂层体系，其中所述液态金属组合物具有11%至35%的涂施固体百分比。
4.如前述权利要求任一项中所述的多层涂层体系，其中所述PVD薄铝片具有DlO值为I至30微米、D50值为5至50微米且D90值小于75微米的粒度分布。
5.如前述权利要求任一项中所述的多层涂层体系，其通过湿碰湿系统形成，其中所述液态金属层和所述面漆层同时固化。
6.如前述权利要求任一项中所述的多层涂层体系，其中所述液态金属层小于0.4密尔厚，且其中所述液态金属层和所述面漆层一共小于2.6密尔厚。
7.用液态金属组合物和面漆组合物涂装基底以形成多层涂层体系的方法，所述方法包括如下步骤: 将包含粘结剂、蜡、有机溶剂和铝颜料的液态金属组合物以大于10%的涂施固体百分比施加到基底上以形成液态金属层； 将面漆组合物施加到液态金属层上以形成面漆层；和 固化这些层以形成具有大于10的随角异色指数的多层涂层体系。
8.如权利要求7中所述的方法，其中所述液态金属层小于0.4密尔厚，且所述液态金属层和所述面漆层一共小于2.6密尔厚。
9.如权利要求7或8中所述的方法，其中将面漆组合物施加到液态金属层上的步骤进一步限定为将面漆组合物湿碰湿施加到液态金属层上以使这些层同时固化。
10.如权利要求7至9任一项中所述的方法，在施加液态金属组合物的步骤之前进一步包括将底涂组合物施加到基底上以形成底涂层的步骤。
11.如权利要求7至10任一项中所述的方法，在施加液态金属组合物的步骤之前包括将清漆组合物施加到底涂层上以形成清漆层的步骤。
12.如权利要求7至11任一项中所述的方法，其中所述液态金属组合物中所述铝颜料与所述粘结剂的比率小于0.25，且其中所述液态金属组合物以11%至35%的涂施固体百分比施加。
13.如权利要求7至12任一项中所述的方法，其中所述多层涂层体系具有大于12的随角异色指数。
14.如权利要求7至13任一项中所述的方法，其中所述铝颜料包含PVD薄铝片，所述PVD薄铝片具有DlO值为I至30微米、D50值为5至50微米且D90值小于75微米的粒度分布，且其中所述PVD薄铝片在液态金属层内靠近基底并基本平行于基底取向。
15.如权利要求7至14任一项中所述的方法，其中施加液态金属组合物的步骤进一步限定为将液态金属组合物以一道和二道涂层施加到基底上。
16.液态金属组合物，其形成具有大于10的随角异色指数的液态金属层，所述液态金属组合物包含: (A)包含丙烯酸系树脂和乙酸丁酸纤维素的粘结剂； (B)蜡； (C)有机溶剂；和 (D)包含PVD薄铝片的铝颜料。
17.如权利要求16中所述的液态金属组合物，其中所述铝颜料与所述粘结剂的比率小于 0.25。
18.如权利要求16或17中所述的液态金属组合物，其具有大于10%的涂施固体百分比。
19.如权利要求16至18任一项中所述的液态金属组合物，其中所述PVD薄铝片具有DlO值为I至30微米、D50值为5至50微米且D90值小于75微米的粒度分布。
20.如权利要求16至19任一项中所述的液态金属组合物，其中所述乙酸丁酸纤维素具有65，000至75，000g/mol的数均分子量(Mn)。
21.如权利要求16至20任一项中所述的液态金属组合物，其中所述蜡包含乙烯-丙烯酸共聚物。
【文档编号】B05D5/06GK103945951SQ201280055880
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2011年11月14日
【发明者】T·德桑布尔, G·梅诺夫兹克, S·斯温, Z·P·佐尔尼, B·麦克德莫特, M·拉拉马, P·杜德克, J·弗赖伊 申请人:巴斯夫涂料有限公司