专利名称：可喷涂的表面缺陷探测组合物及其使用方法
发明的领域本发明涉及一种用于探测表面缺陷的可喷涂的制导涂料组合物及其用于表面精加工的方法。该组合物包含抗填塞剂(anti-loading agent)，它能改进与其共同使用的磨料制品(如砂纸)的研磨切削和寿命。该组合物还通过提供快干涂层来改进去除表面缺陷的质量和速度。
发明的背景表面精加工，尤其是汽车整修工业中的修补工艺，包括将填料施用到表面中的缺陷上，然后用较粗至较细的磨料渐进研磨，直至得到所需的光滑表面。施涂一系列保护涂层，如底漆、密封层、底涂层、清漆涂层等，每一层在施涂下一层之前通常进行研磨以确保光滑的表面。光滑表面的制法是先研磨表面上的高处直至得到均匀、平整、美观悦目的表面。
为了帮助操作者在整修过程中识别需要研磨的区域并突出缺陷，已知将制导涂料施涂在需要研磨的表面上。该制导涂料通常包含一种稀释的涂料混合物，将该涂料喷涂在待研磨的表面上，形成薄漆膜。当研磨该表面时，表面上较高部分的制导涂层被除去，而在较低区域留下可见的制导涂层。因此，操作者能够明显地看出表面的不平整性，并研磨和填补恰当的区域以得到平整的高质量修补。
多种现有的制导涂料是以液体涂料薄涂层加以施用的，该涂层必须在砂磨操作之前干燥或固化。气溶胶涂料(它通常是热塑性的漆基材料)与汽车涂料或底漆相比，在用作制导涂料时便于使用并能迅速干燥。然而，热塑性材料在砂磨操作时往往会填塞磨盘，与交联的热固性材料相比，切削率和磨盘寿命有所下降。交联的涂料或底漆当用作制导涂料时，其缺点是与气溶胶产品相比，它们通常是多组分的、固体含量较高、干燥缓慢且不够方便。
WO 95/08405揭示了将在表面上形成制导涂层作为精加工操作(如车辆车身的精加工)的一部分，将细碎的粒状材料(如无毒的黑色粉状涂料)分布在表面上，以使得该材料保持在该表面上由此突出任何不平整性。可以用施涂器(如浸渍了该材料的合成泡沫体或海绵)将该材料涂在表面上。该材料可以松散的细粒形式或者以致密的主要为固体的形式(细碎颗粒可以从中除去)贮存于容器中。随着该表面被磨去突出的不平整性时，该材料大部分也随之从该表面上除去。
发明的概述本发明克服了已知的气溶胶和化学交联涂料的制导涂料的许多缺点。本发明显著地使磨盘填塞最小化，并显著地提高了磨盘寿命期内的研磨性能。
本发明提供了一种组合物，它包含(a)一种或多种具有25℃测得的蒸发率(evaporation rate)至少约为0.5的溶剂，如果使用多于一种溶剂的话，溶剂是互相可混溶的；(b)至少约0.001％(重量)的组分，它选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物；和(c)至少约1％(重量)的一种或多种抗填塞剂；其中重量百分数以组合物的总重量计，组合物的布鲁克菲尔德粘度低于约15,000厘泊，该组合物一旦涂布在基材上能够在5分钟或更短的时间内干燥。
在较佳的实施方案中，本发明的组合物包含(a)约60-99％(重量)一种或多种具有25℃时的蒸发率至少约为0.5至约20的溶剂，如果使用多于一种溶剂的话，溶剂是互相可混溶的；(b)约0.01-20％(重量)的组分，它选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物；和(c)约1-50％(重量)的一种抗填塞剂；其中重量百分数以组合物的总重量计，组合物的布鲁克菲尔德粘度约为10-8,000厘泊，该组合物一旦涂布在基材上能够在5分钟或更短的时间内干燥。
在一个更好的实施方案中，本发明的组合物包含(a)约70-95％(重量)一种或多种具有25℃时测得的蒸发率约为3-15的溶剂，如果使用多于一种溶剂的话，溶剂是互相可混溶的；(b)约0.1-10％(重量)的组分，它选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物；和(c)约5-30％(重量)的一种抗填塞剂；其中重量百分数以组合物的总重量计，组合物的布鲁克菲尔德粘度约为15-5,000厘泊，该组合物一旦涂布在基材上能够在5分钟或更短的时间内干燥。
在最好的实施方案中，本发明的组合物包含(a)约80-90％(重量)一种或多种具有25℃时测得的蒸发率约为7-10的溶剂，如果使用多于一种溶剂的话，溶剂是互相可混溶的；(b)约0.1-5％(重量)的组分，它选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物；(c)约10-20％(重量)的一种抗填塞剂；其中重量百分数以组合物的总重量计，组合物的布鲁克菲尔德粘度约为20-2,500厘泊，该组合物一旦涂布在基材上能够在5分钟或更短的时间内干燥。
本发明还提供了一种气溶胶体系，它包含(i)一种组合物，包含(a)一种或多种具有25℃测得的蒸发率至少约为0.5的溶剂，如果使用多于一种溶剂的话，溶剂是互相可混溶的；(b)至少约0.001％的组分，它选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物；和(c)至少约1％(重量)的一种或多种抗填塞剂；其中(a)、(b)和(c)的重量百分数以组合物的总重量计，组合物的布鲁克菲尔德粘度低于约15,000厘泊，该组合物一旦涂布在基材上能够在5分钟或更短的时间内干燥；(ii)喷射剂(propellant)；其中，该组合物与喷射剂以足量存在，并混合以使得该组合物能够气溶胶喷涂在基材上；通过气溶胶体系喷涂在基材上的涂层能够在约5分钟或更短的时间内干燥。
本发明还提供了一种砂磨基材的方法，它包括以下步骤(a)提供一种气溶胶体系，它包含(i)一种组合物，包含(A)一种或多种具有25℃测得的蒸发率至少约为0.5的溶剂，如果使用多于一种溶剂的话，溶剂是互相可混溶的；(B)至少约0.001％的组分，它选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物；和(C)至少约1％(重量)的一种或多种抗填塞剂；其中重量百分数以组合物的总重量计，组合物的布鲁克菲尔德粘度低于约15,000厘泊，该组合物一旦涂布在基材上能够在5分钟或更短的时间内干燥；和(ii)喷射剂；其中，该组合物与喷射剂以足量存在，并混合以使得该组合物能够气溶胶喷涂在基材上；通过气溶胶体系喷涂在基材上的涂层能够在约5分钟或更短的时间内干燥；(b)通过气溶胶体系向待砂磨的基材喷涂涂层，以形成被涂覆的基材；(c)使涂层干燥，其中存在的组成部分(B)的组分用量和类型是使得在涂层和待砂磨基材之间存在肉眼可见的颜色对比；(d)在干燥的涂层上砂磨经涂覆的基材；(e)任意重复步骤(b)-(d)一次或数次。
待砂磨基材较好的是选自油灰、底漆、涂料、木料、金属、塑料和凝胶涂层。
发明的详细说明发明组合物的性质本发明组合物还可以被称为浓缩物。本发明组合物的布鲁克菲尔德粘度较好约为10-8,000厘泊，更好约为15-5,000厘泊，最好约为20-2,500厘泊。
本发明组合物较好是一旦涂布在基材上能够约3分钟或更短的时间内干燥，更好是一旦涂布在基材上能够在约1分钟或更短的时间内干燥，最好是一旦涂布在基材上能够在约30秒钟或更短的时间内干燥。
抗填塞剂组合物可包含的有用抗填塞剂的例子包括但不限于选自硬脂酸金属盐、油酸金属盐、辛酸金属盐以及它们的混合物的物质。
较佳抗填塞剂的例子选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸铁、硬脂酸铜、硬脂酸锂、硬脂酸钠、硬脂酸锶、硬脂酸铝、硬脂酸钡、硬脂酸钾、油酸钠、辛酸铝，以及它们的混合物。特别好的是抗填塞剂硬脂酸锌。
本发明的组合物较好是包含以组合物总重量计的约1-50％(重量)抗填塞剂。随着抗填塞剂用量的增加，砂磨效率通常会改进至回报减小的一点。超过该点，会产生过量粉尘，组合物的成本会显著提高，该组合物会变得难以雾化或施用。更好的是，本发明的组合物包含以组合物总重量计的约5-30％(重量)的抗填塞剂。最好的是，本发明的组合物包含以组合物总重量计的约10-20％(重量)的抗填塞剂，得到性能、粉尘最小化、成本和供料的最佳平衡。
这些抗填塞剂有助于防止砂磨屑(砂磨粉尘)粘附在用于在本发明制导涂层上进行砂磨的经涂覆磨料颗粒(如砂磨盘)的表面上。通过使粘附在经涂覆磨料制品上的磨屑量最小化，该磨料颗粒的锋利边缘能与基材接触，得到更快的切削率和更长的磨料制品寿命。
可溶剂溶解的染料/可溶剂分散的颜料选用的可溶剂溶解的染料应该能够溶解于本发明所用的一种或多种溶剂中。选用的可溶剂分散的颜料应该能够在本发明所用的一种或多种溶剂中可分散。关于本发明的组合物，较好的是组成部分(b)的组分是可溶剂溶解的染料。具体的可用可溶剂溶解的染料的例子包括但不限于选自以下物质二苯甲烷、三苯甲烷、吖啶、咕吨、醌亚胺、吖嗪、噁嗪、亚甲类(methylene)、类胡萝卜素、羰基、靛蓝、蒽醌、芪、硫，以及它们的混合物。可用的可溶剂分散的颜料的例子包括但不限于以下物质氧化铁、氧化锌和二氧化钛。
染料/颜料用量非常低时，难以看见缺陷。染料/颜料用量高时，施涂组合物会变得很脏，并且生产成本提高。较好的是，本发明的组合物包含以组合物总重量计的约0.01-20％(重量)的选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物的组分。
更好的是，本发明的组合物包含以组合物总重量计的约0.1-10％(重量)的选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物的组分。最好的是，本发明的组合物包含以组合物总重量计的约0.1-5％(重量)的选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物的组分，为了能容易地辨认缺陷同时不很脏且成本较低。
溶剂本发明的组合物包含一种或多种具有25℃测得(根据美国材料试验学会(ASTM)D3539测量)的蒸发率至少约为0.5的溶剂，如果使用多于一种溶剂的话，溶剂是互相可混溶的。可用溶剂的例子包括但不限于选自以下物质的溶剂脂族烃、芳烃、上述烃的氯化物，以及它们的混合物。为了快速蒸发和良好的溶剂化能力，较佳溶剂的例子选自酮、醇、酯、上述物质的氯化物，以及它们的混合物。为了快速蒸发、溶解能力和减少对经涂覆基材损害的可能性，最好的溶剂选自丙酮、异丙醇、己烷、环己烷、甲苯、甲烷、乙醇、甲基乙基铜、异丁酮、庚烷，以及它们的混合物。
本发明的组合物较好是包含以组合物总重量计的约60-99％(重量)的一种或多种溶剂，以便于施涂。溶剂含量较高能够更容易地分散和供料。本发明的组合物更好是包含以组合物总重量计的约70-95％(重量)的一种或多种溶剂。为了实现最佳的供料，本发明的组合物最好是包含以组合物总重量计的约80-90％(重量)的一种或多种溶剂。当溶剂的用量超过约90％(重量)，组合物中存在的抗填塞剂含量会变低，这会降低磨料制品的砂磨效率。
较好的是，溶剂的按ASTM D3539测得的25℃的蒸发率至少约为0.5至约20，以使得涂层能更迅速地干燥，以避免在施涂和砂磨之间等待过长时间。
更好的是，溶剂的按ASTM D3539测得的25℃的蒸发率至少约为3至约15。最好的是，溶剂的按ASTM D3539测得的25℃的蒸发率至少约为7至约10。如果蒸发率太高，在喷涂过程中组合物会施涂成凌乱的粉末，因为溶剂在到达基材之前就已经蒸发了。
气溶胶体系用作气溶胶体系一部分的喷射剂的用量可以变化。如果喷射剂用量太低，喷射剂就不足以雾化用于均匀施涂的材料。如果喷射剂用量太高，会在周围区域产生显著的过度喷涂。气溶胶体系较好是包含以组合物加上喷射剂的总重量计的约5-50％(重量)喷射剂，更好是以组合物加上喷射剂的总重量计的约10-30％(重量)喷射剂，最好是以组合物加上喷射剂的总重量计的约15-25％(重量)喷射剂。
喷射剂较好是选自烷烃、烯烃和氯氟烃以及压缩气体，如氮气、二氧化碳和一氧化二氮。喷射剂最好是选自丙烷和异庚烷。
可以按照本领域技术人员已知的方法将喷射剂与组合物混合形成气溶胶。它可以是相互混合成一种样品，或者可以例如位于容器的分隔区室中。
粘合剂树脂本发明不是必需包含粘合剂树脂。本发明的组合物较好是包含以组合物总重量计的约0-10％(重量)的粘合剂树脂，更好是以组合物总重量计的约0-5％。最好是该组合物不含粘合剂树脂。
粘合剂树脂是形成粘附在基材上并粘结成膜涂层中其它物质的连续膜层的材料。已知的粘合剂通常具有低于约100℃的玻璃化转变温度。已知粘合剂的例子包括但不限于选自丙烯酸类聚合物、聚氨酯和环氧聚合物的材料。粘合剂的其它例子包括聚硅氧烷、聚酯、聚苯乙烯和含氟聚合物。如果本发明包含粘合剂，它们最好是含氟聚合物或聚硅氧烷。
本发明组合物的制备本发明组合物可以通过以任意顺序混合各组分而制得。本发明的组合物通常如下制得将溶剂加入合适的容器中，接着加入抗填塞剂，接着加入颜料/染料，接着加入任何余下的材料。颜料/染料通常缓慢地加入以避免团聚。在整个制备过程中通常进行搅拌。
本发明组合物的使用方法本发明的组合物通常以约12-20英寸(30.5-约50.8厘米)的距离喷涂到待砂磨的基材上。较好的是通过数次平稳重叠操作将该组合物施涂到基材上，得到均匀涂层。
表面精加工，尤其是汽车整修工业中的修补工艺，包括将填料施用到表面中的缺陷上，然后用较粗至较细的磨料渐进研磨，直至得到所需的光滑表面。施涂一系列保护涂层，如底漆、密封层、底涂层、清漆涂层等，每一层在施涂下一层之前通常进行研磨以确保光滑的表面。光滑表面的制法是先研磨表面上的高处直至得到均匀、平整、美观悦目的表面。当研磨该表面时，表面上较高部分的制导涂层被除去，而在较低区域留下可见的制导涂层。因此，操作者能够明显地看出表面的不平整性，并研磨和填补恰当的区域以得到平整的高质量修补。
本发明的制导涂料组合物通常通过喷涂(最普通的是气溶胶喷涂)施涂在所需的基材上以将其分布(较好是均匀分布)在待砂磨的区域上。使制导涂层干燥。然后，可以砂磨涂有制导涂层的区域。一旦干燥，该组合物是位于表面上具有一薄层粉末残渣的固体干涂层。本发明的组合物用于干砂磨方法。
待砂磨的基材较好是选自油灰、底漆、涂料、木料、金属、塑料和凝胶涂层。
试验方法本发明使用以下的试验方法。
(非气溶胶组合物的)粘度测量1)使用RVF布鲁克菲尔德粘度计和RV心轴。
2)向半品脱罐中加入400克组合物。
3)于70°F(+或-2)(24℃+或-1.2)测量该组合物的粘度。
4)用#1心轴浸入浓缩液至划线。以20rpm开动粘度计。记录第10转后的数值。
将该数值乘以合适的因数(5)，记录粘度(单位厘泊)。
组合物(非气溶胶)的干燥时间1)用PPG Industries K-200双组分聚氨酯汽车整修底漆按说明书底涂在4″×12″(10×31厘米)未经抛光的冷轧钢板上。将这些钢板在环境条件下固化数周，然后进行试验。
2)使用Precision Gauge and Tool Company提供的4平方英寸(10.2平方厘米)的#24刮板在经底涂的板上浇铸5密耳(0.0127厘米)的浓缩物膜。接着，用滴管将3克浓缩物施涂到该板上，用刮板刮涂在经底涂的板上。使该膜于75°F(24℃)不经空气循环而挥发，直至该膜摸上去无粘性。记录这段时间，作为无粘性时间。
干燥时间(气溶胶)1)根据上述说明制备经底涂的板。
2)在距离4″×12″(10.2×30.5厘米)的经底涂板12″处将该产物喷涂到该板上，每次之间使用50％的重叠率，以得到均匀的薄均匀涂层。气溶胶罐所用的阀可以是Newman-Green，Inc.提供的#186-27-16。使该膜于75°F(24℃)不经空气循环而挥发，直至该膜摸上去无粘性。记录这段时间，作为无粘性时间。
实施例本发明的实施例进一步说明了本发明，但不限制本发明。除非另外说明，实施例中所有的份、百分数和比等都是以重量计的。
均匀性定义本文中使用以下的均匀性定义。
非常好的均匀性雾化的喷涂液滴具有类似的尺寸，以最小偏差的涂层厚度和颜色施涂在基材上。观察到连续的涂层。
中等的均匀性雾化的喷雾形式大多数是类似尺寸的小液滴，但也含有一些会导致“颤振”或“脉冲”的较大的液滴。所得涂层的厚度和颜色强度有差异。涂层可能是不连续的。
均匀性差雾化的喷雾形式是各种尺寸液滴的混合物，难以送配。所得涂层是不连续的。
实施例1的制备方法先将75克丙酮加入一品脱(473毫升)罐中，用分散搅拌机(dispersator)(购自Premier Mill，Temple，Pennsylvania，USA)以缓慢速度进行混合。接着，向丙酮中缓慢加入25克硬脂酸锌抗填塞剂，直至得到均匀的混合物(约1分钟)。接着，将4克炭黑颜料(购自Cabot Corporation的Elfax 8)缓慢加入以防止团聚，并另外搅拌2分钟。然后，将该混合物加入标准的22盎司(650毫升)气溶胶罐中，加入140毫升丙烷，它在罐中与各组分混合。
实施例1和对比例1的喷涂/砂磨方法I将实施例1的样品在12英寸(30.5厘米)的距离处喷涂到底涂有整修聚氨酯底漆(PPG K-200，得自PPG Industries)的车门上。第二扇这样的车门未经喷涂(对比例1)。使用National Detroit Dual Action打磨机与3M STIK-ITTMGold 320磨料和3M 5776 STIK-ITTM盘垫(Disc Pad)(后两者均得自美国3M公司)以80 psi(0.55兆帕)线压力(line pressure)在施涂15秒内对每扇门进行砂磨。对涂有实施例1样品的门在施涂15秒内开始对其进行砂磨。然后，将实施例1的砂磨结果与未施涂涂层的对比例1的结果进行比较。
在磨料填塞(abrasive loading)方面，对使用过的磨盘的肉眼估计表明，对比例1的磨盘约25％填塞有基材残渣。与在实施例1气溶胶体系的涂层上使用过的磨盘进行肉眼比较，对比例1的磨盘填塞量是实施例1的3-4倍。由这些结果可以得出结论使用实施例1的组合物能增加磨盘的寿命。
在切削率性能方面，用肉眼确定在研磨过程中除去的基材粉屑量表明，使用实施例1制得涂层的研磨速率是使用对比例1时的约2倍。由砂磨粉屑减少和表面变平整以及除去缺陷的速率表明，对比例1的切削率性能迅速下降。
在制导涂层性能方面，肉眼可确定，在用实施例1进行的砂磨操作中容易看见表面缺陷，而当根据对比例1打磨车门时不能用肉眼观察到表面缺陷。对比例1的表面缺陷不能容易地加以识别是因为没有施涂任何着色物质。以上结果表明，与对比例1相比，实施例1的磨料填塞最小、切削性能有改进。实施例1具有明显非常好的制导涂层性能，使得表面缺陷能容易看见。
实施例1和对比例2的喷涂/砂磨方法II然后，使用实施例1量化磨料切削率的增加使用本发明与不使用该组合物(对比例2)砂磨涂有底涂层/清漆涂层的ACT，Inc.提供的板，并进行比较。在喷涂/砂磨方法I之后，先将实施例1样品在距离约为12英寸(30.5厘米)处以数次均匀重叠操作喷涂到板上，以一薄层粉状残渣均匀地涂覆该板。对比例2是购自ACT，Inc.的一块相同的板，没有施涂组合物。清漆层涂料是DuPont 7103清漆涂料。3M STIK-ITTMGold 320磨盘固定在3M 5776 STIK-ITTM盘垫上，再一次用于80psi(0.55兆帕)的National Detroit Dual Action打磨机。
最初称量这些板，然后在5个30秒钟砂磨过程的每次之后再进行称量，通过测量这些板的重量差异来确定磨料的磨蚀性(aggressiveness)和寿命。重量差异表示除去了多少涂料，被认为是磨料切削率或研磨性的度量。
在每次称量之间，通过在距约12英寸(30.5厘米)处喷涂一层气溶胶组合物涂层使其均匀地涂覆基材表面来将实施例1材料再施涂到板上。对比例2在砂磨操作之前和之间不向板上施涂组合物，用来模拟正常的磨料性能和砂磨过程。砂磨步骤实施例1的板重量差异(克)对比例2的板重量差异(克)第一步 2.75 2.4第二步 2.04 1.48第三步 1.80.88第四步 1.50.62第五步 1.68 0.54实施例2、3和4的制备、喷涂和砂磨使用与制备实施例1相同的方法制备实施例2、3和4的样品。先将丙酮加入一品脱(473毫升)罐中，用分散搅拌机(dispersator)(购自Premier Mill，Temple，Pennsylvania，USA)以缓慢速度进行混合。接着，向丙酮中缓慢加入硬脂酸锌，直至得到均匀的混合物(约1分钟)。接着，将颜料缓慢加入以防止团聚，并另外搅拌2分钟。然后，将该混合物加入标准的22盎司(650毫升)气溶胶罐中，加入喷射剂，它在罐中与各组分相互混合。变化丙烷喷射剂的用量，以便确定对于喷涂形式均匀性和干燥时间的最佳用量。
实施例2(克)实施例3(克)实施例4(克)丙酮 80 80 80颜料(玫瑰红) 0.75 0.75 0.75硬脂酸锌 20 20 20丙烷喷射剂 50毫升 100毫升150毫升按照实施例1的方法制备实施例2、3和4的气溶胶体系，不同的是替换染料类型和组分含量。
所用的喷涂/砂磨方法与实施例1相同。在距约12英寸(30.5厘米)处向底涂有已固化数日的整修聚氨酯底漆(PPG K-200，购自PPG Industries)的车门喷涂这些样品。第二扇如此底涂的车门不加喷涂(对比例1)。使用National Detroit DualAction打磨机与3M STIK-ITTMGold 320磨料和3M 5776 STIK-ITTM盘垫(后两者均得自美国3M公司)以80psi(.55MPA)线压力在施涂15秒内对每扇门进行砂磨。对涂有实施例2、3和4样品的门在施涂15秒内开始对其进行砂磨。然后，将实施例2、3和4的砂磨结果与未施涂涂层的对比例1的结果进行比较。
实施例2的磨料切削率与实施例1相同。用肉眼确定在研磨过程中除去的基材粉屑量表明，与实施例2一起使用的磨盘的研磨速率约为与对比例1一起使用磨盘的2倍。
肉眼观察确定实施例2的均匀性是中等的。雾化的喷雾形式大多数是类似尺寸的小液滴，但也含有一些会导致“颤振”或“脉冲”的较大的液滴。所得涂层的厚度和颜色强度有差异。涂层不连续。
实施例2的涂层在施涂之后30秒种内摸上去干燥，可用于砂磨操作，由此确定实施例2的干燥时间非常好。
用肉眼确定在研磨过程中除去的基材粉屑量表明，与实施例3一起使用的磨盘的研磨速率约为对比例的2倍。
肉眼确定实施例3涂层的均匀性非常好。雾化的喷涂液滴具有类似的尺寸，以最小偏差的涂层厚度和颜色施涂在基材上。观察到连续的涂层。
实施例3的涂层在施涂之后30秒种内摸上去干燥，可用于砂磨操作，由此确定实施例3的干燥时间非常好。
用肉眼确定在研磨过程中除去的基材粉屑量表明，实施例4的研磨速率约为对比例1的2倍。
肉眼确定实施例4涂层的均匀性非常好。雾化的喷涂液滴具有类似的尺寸，以最小偏差的涂层厚度和颜色施涂在基材上。观察到连续的涂层。
实施例4的涂层在施涂之后30秒种内摸上去干燥，可用于砂磨操作，由此确定实施例4的干燥时间非常好。
与实施例2的炭黑相比，玫瑰红是一种明亮鲜明的颜色，它改进了对缺陷的视觉识别。
实施例5和6的制备/喷涂/砂磨方法实施例5的制法是先将100克实施例2样品(在向实施例2加入喷射剂之前)与100克丙酮混合。接着，将200克混合物加入22盎司(650毫升)气溶胶罐中，加入150毫升丙烷喷射剂。
实施例6的制法是先将100克实施例2样品(在向实施例2加入喷射剂之前)与100克异丙醇混合。接着，将200克混合物加入22盎司(650毫升)气溶胶罐中，加入150毫升喷射剂。
按实施例2、3和4中的方法，将实施例5和6的样品各自在距约12英寸(30.5厘米)处喷涂在底涂有已固化数日的整修聚氨酯底漆(PPG K-200，购自PPGIndustries)的车门上。另一扇车门不加喷涂(对比例1)。使用National Detroit DualAction打磨机与3M STIK-ITTMGold 320磨料和3M 5776 STIK-ITTM盘垫(后两者均得自美国3M公司)以80psi(0.55兆帕)线压力在施涂15秒内对每扇门进行砂磨。
通过肉眼观察，实施例5和6显示良好的砂磨性能和制导涂层性能，而产生的气载硬脂酸盐粉尘的量低于实施例2、3和4。实施例5和6都具有良好的干燥时间和均匀性。(实施例5被认为干燥得太块，因此用异丙醇代替丙酮，因为异丙醇的蒸发速率较慢。)实施例6优于实施例5，因为它将均匀喷涂和干燥时间结合在一起。
实施例5(克)实施例6(克)实施例2100 100丙酮 100 0异丙醇 0 100
用肉眼确定在研磨过程中除去的基材粉屑量表明，实施例5的研磨速率约为对比例1的2倍。
肉眼观察确定实施例5的均匀性是中等的。雾化的喷雾形式大多数是类似尺寸的小液滴，但也含有一些会导致“颤振”或“脉冲”的较大的液滴。所得涂层的厚度和颜色强度有差异。观察到连续的涂层。
实施例5的涂层在施涂之后30秒种内摸上去干燥，可用于砂磨操作，由此确定实施例5的干燥时间非常好。
用肉眼确定在研磨过程中除去的基材粉屑量表明，实施例6的研磨速率约为对比例1的2倍。
实施例6涂层的均匀性非常好。雾化的喷涂液滴具有类似的尺寸，以最小偏差的涂层厚度和颜色施涂在基材上。观察到连续的涂层。
实施例6的涂层在施涂之后30秒种内摸上去干燥，可用于砂磨操作，由此确定实施例6的干燥时间非常好。
测量实施例6对于三种不同等级砂纸的砂磨效率的影响。用实施例6量化研磨切削率的增加用实施例6在涂有底涂层/清漆涂层ACT，Inc.提供的板上进行砂磨。清漆层涂料是DuPont 7103清漆涂料。3M STIK-ITTMGold 320磨盘和3M5776 STIK-ITTM盘垫用于80psi(0.55兆帕)的National Detroit Dual Action打磨机上。
最初称量这些板，然后在每次30秒钟砂磨过程之后再进行称量，通过测量基材重量的差异来确定磨料的磨蚀性和寿命。这些值与5次砂磨之后除去的涂料总量一起示于下表。
每次砂磨步骤除去的克数砂纸等级 实施例6 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 除去的总克数80级 是 3.44 3.65 3.623.43.7717.88否 2.86 3.19 3.083.02 3.0315.18320级 是 2.67 2.07 1.791.61 1.519.65否 2.31 1.42 0.890.63 0.465.711000级 是 0.66 0.49 0.3 0.21 0.171.83否 0.44 0.28 0.140.13 0.081.07
上表中的数据表明，研磨切削率的显著增加使得明显地节省了实现无缺陷平面整修的时间。还表明，延长了磨盘寿命，使得研磨操作的成本降低。
在上表中，“是”指在每次重量称量和砂磨过程之间都将本发明组合物施涂在每块板上，以确定是否研磨切削和寿命有所改进。“否”指在砂磨之间组合物未施用到相同的板上，以显示没有本发明组合物的研磨性能。
在不偏离本发明范围和精神的情况下，本领域技术人员显然能对本发明作出各种修改和变化，应该理解本发明不应不恰当地局限于本文中列出的说明性实施方案。
权利要求
1.一种组合物，它包含(a)一种或多种具有25℃测得的蒸发率至少约为0.5的溶剂，如果使用多于一种溶剂的话，溶剂是互相可混溶的；(b)至少约0.001％(重量)的组分，它选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物；和(c)至少约1％(重量)的一种或多种抗填塞剂；其中重量百分数以组合物的总重量计，组合物的布鲁克菲尔德粘度低于约15,000厘泊，该组合物一旦涂布在基材上能够在5分钟或更短的时间内干燥。
2.如权利要求1所述的组合物，它包含以组合物总重量计的约0-10％(重量)粘合剂树脂。
3.如权利要求1所述的组合物，它不含粘合剂树脂。
4.如权利要求1所述的组合物，该组合物的布鲁克菲尔德粘度约为10-8,000厘泊。
5.如权利要求1所述的组合物，它一旦涂布在基材上能够在约3分钟或更短的时间内干燥。
6.如权利要求1所述的组合物，它一旦涂布在基材上能够在约1分钟或更短的时间内干燥。
7.如权利要求1所述的组合物，它一旦涂布在基材上能够在约30秒钟或更短的时间内干燥。
8.如权利要求1所述的组合物，其中抗填塞剂选自硬脂酸金属盐、油酸金属盐、辛酸金属盐，以及它们的混合物。
9.如权利要求1所述的组合物，其中组成部分(b)的组分是可溶剂溶解的染料。
10.如权利要求1所述的组合物，其中溶剂选自脂族烃、芳烃、上述烃的氯化物，以及它们的混合物。
11.一种气溶胶体系，它包含(i)一种组合物，包含(a)一种或多种具有25℃测得的蒸发率至少约为0.5的溶剂，如果使用多于一种溶剂的话，溶剂是互相可混溶的；(b)至少约0.001％的组分，它选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物；和(c)至少约1％(重量)的一种或多种抗填塞剂；其中(a)、(b)和(c)的重量百分数以组合物的总重量计，组合物的布鲁克菲尔德粘度低于约15,000厘泊，该组合物一旦涂布在基材上能够在5分钟或更短的时间内干燥；(ii)喷射剂；其中，该组合物与喷射剂以足量存在，并混合以使得该组合物能够气溶胶喷涂在基材上；通过气溶胶体系喷涂在基材上的涂层能够在约5分钟或更短的时间内干燥。
12.一种砂磨基材的方法，它包括以下步骤(a)提供一种气溶胶体系，它包含(i)一种组合物，包含(A)一种或多种具有25℃测得的蒸发率至少约为0.5的溶剂，如果使用多于一种溶剂的话，溶剂是互相可混溶的；(B)至少约0.001％的组分，它选自可溶剂分散的颜料、可溶剂溶解的染料，以及它们的混合物；和(C)至少约1％(重量)的一种或多种抗填塞剂；其中重量百分数以组合物的总重量计，组合物的布鲁克菲尔德粘度低于约15,000厘泊，该组合物一旦涂布在基材上能够在5分钟或更短的时间内干燥；和(ii)喷射剂；其中，该组合物与喷射剂以足量存在，并混合以使得该组合物能够气溶胶喷涂在基材上；通过气溶胶体系喷涂在基材上的涂层能够在约5分钟或更短的时间内干燥；(b)通过气溶胶体系向待砂磨的基材喷涂涂层，以形成被涂覆的基材；(c)使涂层干燥，其中存在的组成部分(B)的组分用量和类型是使得在涂层和待砂磨基材之间存在肉眼可见的颜色对比；(d)在干燥的涂层上砂磨经涂覆的基材；(e)任意重复步骤(b)-(d)一次或数次。
全文摘要
本发明涉及一种用于探测表面缺陷的可喷涂的制导涂料组合物及其用于表面精加工的方法。该组合物包含抗填塞剂,它能改进与其共同使用的磨料制品(如砂纸)的研磨切削和寿命。该组合物还通过提供快干涂层来改进去除表面缺陷的质量和速度。
文档编号C09D201/00GK1271375SQ98809575
公开日2000年10月25日 申请日期1998年8月27日 优先权日1997年9月30日
发明者B·W·奥斯特莱 申请人:美国3M公司