专利名称：物体表面涂层修补和维护的方法
技术领域：
本发明涉及材料表面保护，尤其是物体表面涂层修补和维护的方法。
背景技术：
物体表面的局部损伤经常导致各种各样的材料失效如金属局部腐蚀，塑料局部老化，有机涂层起泡等。因此，及时使用防护涂层和防锈材料修理和维护损伤的表面非常重要。此外，物体表面如家俱和墙壁表面有时也需要修补以保持美观。由于请专业人员修理损坏的表面和涂层常常既慢又贵，人们往往希望自己修理损坏的表面和维护残破的涂层。可是，非专业人员要有效地修理表面或涂层，他们必须解决以下三个难题。
第一个难题是怎样进行有效的涂漆前表面处理。众所周知，表面处理以便从基体表面清除铁锈，沥青，蜡，油脂，硅树脂，湿气，盐分等污染物是表面涂层修补的一个关键步骤。表面处理对有机涂层的附着力和腐蚀防护性能至关重要(参见W.Funke所著‘有机涂层粘附力在腐蚀保护中的重要性’一文，Journal of the Oil and Colour Chemists’Association，Vol.68，No.9，1985年，pp229-232).可是，表面处理却通常是表面和涂层修理工作中最困难和最易被忽略的一个环节。如美国专利4,522,523和5,730,644号所述，非专业人员因没有专业设备而必须使用简单工具如小刀片，砂布和玻璃纤维刷子进行表面除锈和清洁处理。这些简单的刮，擦，刷方法不但劳动强度大而且无法充分清除表面油脂等污染物。用单宁酸或磷酸配制的转锈剂也常被人们用来处理钢表面，然而这些酸性物质能否将铁锈转换成无害化合物仍有争议。在某些情况下，转锈剂甚至被发现对涂层有害(参见L.M.Ocampo等所著‘单宁酸或磷酸转锈剂性能’一文，Corrosion Science，Vol.46，No.6，2004年，pp1515-1525)。其它可供选择的表面处理方法如水性漆和高宽容性涂料的用处也有限。水性漆干得太慢或需烘干因而不便作为修补用涂层，而高宽容性涂料则通常含有有毒颜料如红丹。因此，非常有必要开发一种能让非专业人员有效地处理和保护材料表面的新方法。
第二个难题是非专业人员怎样获得与损坏表面颜色相配的修补漆。在油漆店找到恰好合用的修补漆经常是很难的，因为油漆店不可能库存数以千计的各色修补漆。而用常规方式调配少量修补漆又花费太大，因为色漆配制通常需要专门设备如颜色分析仪，比色计，分光光度表等。油漆制造商从未推出一个价廉有效的色漆配制方法。因此，非专业人员在大多数情况下只能使用清漆封闭损坏的涂层，而无法修补其颜色。美国专利6,502,049号描述了一个色漆调配的方法，提出依据数据库取用浓色母漆作粗略颜色匹配，用稀色母漆作细致颜色匹配，再放入一个色漆调配设备中混合配漆。可是这个方法仍然太复杂而且需要使用价格昂贵的色漆调配设备和熟练工人，不适合配制少量修补漆。因此，非常有必要开发一种能让非专业人员有效地配制少量修补漆的新方法。
第三个难题是非专业人员怎样获得价廉但有效的表面修理和保护工具。常规表面涂层修理工具如小型喷涂设备有费用高，使用困难，需要应用较大量油漆等缺点。市面上有些修补漆瓶子的瓶盖上配有镶入式刷子，但刷子通常太大，不便修理油漆损伤。非专业人员寻找有效且价廉的表面修理工具，如砂布，刷子，各色油漆，量杯，油漆混合器，涂漆工具等，非常麻烦。因此，非常有必要开发一套能让非专业人员方便有效地进行表面处理，修补漆配制，涂层修理的成套表面修理工具。
发明内容
本发明的目的是提供一个能同时解决上述三个难题的物体表面涂层修补和维护的方法。即所采用的技术方案是提供一种新的处理和保护材料表面的方法，提供一种新的配制少量修补漆的方法，并提供一套方便有效的表面修补工具。本发明通过降低涂层修补的技术难度，使非专业人员也能够有效地修理和保护汽车，摩托车，自行车，小船，航空器，洗衣机，冰箱，家俱，玩具，篱芭，门，墙壁，建筑，机械等工业和民用结构表面及其涂层的损伤。
本发明的目的可以通过以下的技术方案来实现一种物体表面涂层修补和维护的方法，其特征是该方法包括以下步骤(1)，用浸有清洁和防护液体的棉块(13)研磨、擦拭破损或生锈的基体表面(12)；(2)，清除基体表面过剩的清洁和防护液体及污迹；(3)，使用一个标准颜色图(15)与破损表面(16)的颜色对照以确定修补漆的调漆配方；(4)，使用调漆配方表(17)、几种基本色母漆(29)、容量测量工具和混漆工具配制少量修补漆(32)；(5)，使用配制好的修补漆修补破损表面或残破漆层。
本发明提供的物体表面涂层修补和维护的方法是从处理和保护材料基体表面开始，如图1所示，上述的步骤(1)中，使用一种表面处理工具11夹取浸有清洁和防护液体的棉块13研磨、擦拭破损或生锈的基体表面12；所述的表面处理工具11可以是镊子等工具；损坏的或生锈的表面12被浸有清洁和防护液体的棉块13研磨的过程中，铁锈，泥土，蜡，湿气，油脂等污染物被机械擦除并同时被化学置换。这个表面处理过程有效地结合了机械擦拭和化工清洗的好处，尤其适用于局部损伤表面的处理。同时在这个过程中，清洁和防护液体中所含的防腐蚀剂渗入损伤表面之空隙中和残余之铁锈层中，在基体表面形成一个防护层保护该材料表面。
所述的棉块应采用柔韧材料制备，适当的棉块材料可以是棉花、金属纤维、塑料纤维、玻璃纤维或它们的复合物等。
所述的清洁和防护液体中含有溶剂、防腐蚀剂和成膜粘合剂。
所述的溶剂可以是石油溶剂、醇类溶剂、二甲苯中的一种或它们的混合物等挥发性溶剂。
所述的防腐蚀剂可以是羊毛脂、鱼油提取物、长链脂肪酸、石油磺酸金属皂、环烷酸锌盐等油溶性缓蚀剂中的一种。
所述的成膜粘合剂可以是丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚氨酯、不饱和的聚酯树脂、乙烯基树脂、氯化橡胶、酚醛树脂、醇酸树脂、树脂化沥清、鱼油、树脂硬化羊毛脂、稀释的油漆中的一种或他们的混合物等可形成硬膜或软膜的成膜性物质。
单宁酸或磷酸配制的转锈剂也可被用作清洁和防护液体用来处理重锈钢表面，然而由于这些酸性物质可能对涂层有害，使用应非常小心。
所述的棉块与清洁和防护液体可预先混合制成钢丝棉块并包装备用，也可使用前再混合。
如图3所示，上述的步骤(2)中，是使用一块毛巾或海绵14清除基体表面过剩的清洁和防护液体及污迹；所述的毛巾或海绵14要求吸收性很强，可用棉花，泡沫橡胶，金属纤维，塑料纤维，玻璃纤维或它们的复合物等材料制造。
所述的研磨、擦拭和清除过程不但从基体表面除掉腐蚀性物质，同时还形成防护层保护基体表面。该防护层可以单独被使用来保护基体表面，它也可被覆盖上修补漆层。
本发明可以作如下改进加涂于上述防护层上的修补漆是用少数几种基本色母漆采用本发明提供的一种配制少量修补漆的新方法配制该配制少量修补漆的方法是从颜色匹配以确定基体表面颜色开始，如图4所示，上述的步骤(3)中，使用一个标准颜色图15与破损的汽车表面16的漆层颜色对照以确定修补漆调漆配方。
所述的标准颜色图15可显示数以千计的由少数几种基本色母漆调配并干燥成膜的各色修补漆标准色样。颜色匹配是将标准颜色图15置于破损的汽车表面16漆层旁边，直接目测对照汽车表面颜色和标准颜色图15中的标准色样，以确定最佳颜色匹配。然后再根据与标准色样对应的调漆配方表17就可找到调配该最佳颜色修补漆所需的调漆配方，该调漆配方显示所需的基本色母漆的标准单位数量。
根据红，蓝，黄三原色颜色混合理论，原则上通过以不同组合和不同比例混合几种基本色母漆可得到包含无限多种标准色样的标准颜色图15。
所述的标准颜色图15是将几种基本色母漆按不同组合不同比例混合后制成标准漆样，并将各标准漆样涂布在基板上干燥后预制而成；调漆配方表17则是通过记录配制各标准漆样所取基本色母漆的确切颜色和比例来制作。
实践上为方便起见，标准颜色图15的设计和制作通常是根据已有的颜色系统譬如Wilhelm Ostwald双重锥体系统；Hickethier的立方体系统；Johann Heinrich Lambert的金字塔模型；Philipp Otto Runge的球形模型；Albert Henry Munsell的色轮系统及HaraldKuppers的六面体模型(参见Luigina De Grandis所著‘颜色理论和应用’‘Theory andUse of Colour’，Blandford Press，1986)。
所述的调漆配方表17中，基本色母漆的计量单位可以是容量或重量单位。任何可以称重或测量容量的工具，如小量筒、小注射器、滴管、吸管等，都可用来计量色母漆。
以下为上述步骤(4)中制备少量修补漆的具体方法(1)，根据调漆配方表17，取用少量与制作标准色样相同版本的基本色母漆29；然而，为了减少用户在准确测量少量色母漆时的困难，最好使用一根小滴管28或一个小注射器以‘滴’为计量单位来测量和计量色母漆。以‘滴’为计量单位的方法方便精确取用色母漆以制备少量修补漆。
(2)，如图7所示，几种基本的色母漆29被小滴管28或一个小注射器加入混漆杯30并用一把小油漆刷31混匀便配制成功少量修补漆32。
这种颜色匹配和修补漆调配方法可由非专业人员用于调配精确度可以接受的少量修补漆，因而大大地简化了颜色匹配和修补漆调配。
所述的基本色母漆材料可以是常用的底漆材料，如丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚氨酯、有机富锌底漆、不饱和的聚酯树脂、乙烯基树脂、氯化橡胶、酚醛树脂、醇酸树脂或他们的混合物等可形成硬膜的成膜性物质。其中，酚醛树脂、醇酸树脂和丙烯酸酯树脂是最经常使用的基本色母漆材料，而环氧树脂和聚氨酯则常用于抵抗化工腐蚀环境。
还可以在修补色漆中加入金属粉如铝粉则配制成金属漆可被用来修补金属表面和金属涂层。
本发明所述物体表面涂层修补和维护的方法的上述步骤(5)中，所述的修补漆32可用任何常规方法涂布，但最好的方法是用细刷刷涂。
由于修补漆漆膜在溶剂挥发后可能收缩，可多层重覆涂漆直到满意的漆膜厚度以掩盖表面破损处。修补涂层干燥后还可进一步经过沙磨和擦亮实现完美的修补效果。
所述的清洁和防护液体最好能与修补漆兼容，因为这样就不必等防护层完全干燥便可以直接在防护层上加涂修补漆。当然为达到最好的效果，最好还是等防护层完全干燥成膜后再加涂修补漆。
本发明所述的修补涂层上可加涂一层清漆以防止修补涂层褪色。
本发明也可与其它表面防护工具组合使用。譬如与保护汽车的防护罩组合使用便能更好地防止由于有害环境造成的汽车车体金属腐蚀，油漆变色及材料老化。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是示意图，显示使用一个类似镊子的表面处理工具夹取浸有清洁和防护液体的棉块研磨，擦拭破损的汽车涂层表面。
图2显示一个类似镊子的表面处理工具夹取浸有清洁和防护液体的棉块。
图3显示使用一块吸收性强的毛巾或海绵清除汽车表面过剩的清洁和防护液体并清洁汽车表面。
图4显示使用一个标准颜色图与破损的汽车表面漆层颜色直接对照以确定修补漆调漆配方。
图5是以一个实例说明制作Ostwald双重锥体标准颜色图与调色处方表的方法。
图6是图5的剖面图，显示垂直剖开Ostwald双重锥体后获得的代表性的标准颜色菱形图。
图7显示使用几种基本的色母漆和几件简单的油漆测量工具配制少量修补漆的流程图。
图8显示使用一把细刷涂漆以修补破损的汽车表面漆层。
图9显示表面维护和修理工具包中有代表性的表面处理，油漆混合和油漆应用工具。
具体实施例方式
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示的表面涂层修补和锈蚀预防的方法和工具是本发明的具体实施例，本实施例以修补汽车涂层表面为例来描述本发明的技术原理和基本特点。
表面涂层修补和锈蚀预防的方法包括以下步骤(1)制备浸有清洁和防护液体的钢丝棉块13钢丝棉绒100份浸下述清洁和防护液体，混匀直到清洁和防护液体均匀地分布在钢丝棉表面即制成浸有清洁和防护液体的钢丝棉块丙烯酸酯树脂 40份石油磺酸钡3份环烷酸锌 3份
如图1所示，表面处理工具11为镊子，用手10持一个镊子夹取浸有清洁和防护液体的钢丝棉块13研磨，擦拭破损或生锈的汽车涂层表面12，破损或生锈的涂层表面12经棉块13研磨和擦拭，直到表面变得干净并均匀一致，图2是放大图。
(2)如图3所示，使用一块吸收性强的海绵14清除汽车涂层表面过剩的清洁和防护液体及污迹；(3)根据Ostwald双重锥体系统制作标准颜色图及与其对应的调漆配方表。
如图5所示，根据Ostwald双重锥体制作的一个有680种标准色样的标准颜色图。图6是图5的剖面图，显示垂直剖开Ostwald双重锥体18后获得的代表性的标准颜色菱形图。所需的少数几种基本色母漆是红，蓝，黄三原色色母漆加上黑色和白色色母漆。制作标准颜色图的第一步通常是使用任一种色调的红，蓝，黄色色母漆做二十四颜色环。二种基本色母漆相等比例混合便成二级颜色漆。二种毗邻色漆，一个基本色母漆和二级颜色漆，相等比例混合便成三级颜色漆。一个基本色母漆和三级颜色漆相等比例混合便成四级颜色漆，而一个二级颜色漆和三级颜色漆相等比例混合便成五级颜色漆。如果将这些新混合成的颜色漆置于一个颜色圈子的各区段，就可以构成一个二十四颜色环。该二十四颜色环构成Ostwald双重锥体之赤道19之二十四不同色调，并构成十二对处于相对位置的互补色。互补色以改种比例互相混合将产生一种趋向黑色的灰色。一个Ostwald双重锥体标准颜色图18可由一个垂直轴20和一个以二十四颜色环作赤道19的双重锥体构成。该垂直轴20是作为从黑色21到白色22的灰色标度。当二十四颜色环中之各色调沿垂直轴20向上或向下时，颜色逐渐变白或变黑。如果通过轴20垂直剖开Ostwald的双重锥体18，如图6所示，则会获得标准颜色菱形图。灰色标度处于菱形图之中央位置，划分菱形图成二个相等的三角形。三角形之三个角各自对应一种纯净色调，白色24及黑色25。例如，如果放置青绿色26作为一种纯净颜色于左手边三角形的左角，则其互补色橙红27将作为另一种纯净颜色放置于右手边三角形的右角。从纯净颜色往三角形上部顶点移动，白色逐渐增加，根据颜色叠加原则颜色逐渐变白。同样，从纯净颜色往三角形下部顶点移动，黑色逐渐增加，根据颜色叠加原则颜色逐渐变黑。在三角形里面的颜色则是由纯净颜色与黑白两色混合而成的低饱和度的暗色。一个通常的Ostwald双重锥体标准颜色图18共计有680种标准色样。如果需要，我们可以制作多于二十四色的颜色环作为Ostwald双重锥体之赤道，从而制作更多标准色样的直至无限数量色样的Ostwald双重锥体标准颜色图。
与标准色样对应的调漆配方表17记录制作各标准色样所用基本色母漆的颜色和比例。例如，图6显示的标准色样054号的配方可以是红色色母漆7份；黄色色母漆2份；黑色色母漆1份。使用调漆配方表17便能迅速确定产生与破损表面颜色匹配的干燥涂层所需的基本色母漆的确切颜色和比例，如图4所示。同时，这里制作的标准色样是使用与修补漆同样版本的基本色母漆制作，因而可保证干燥后涂层颜色的高准确性和重现性。
(4)使用一根小滴管28或一个小注射器以‘滴’为计量单位来测量和计量色母漆。以‘滴’为计量单位的方法方便精确取用色母漆以制备少量修补漆。如图7所示，几种基本的色母漆29被小滴管28加入混漆杯30并用一把小油漆刷31混匀便配制成功少量修补漆32。
(5)如图8所示，上述配制的修补漆可用一把细刷33修补任何经过表面处理或未经表面处理的破损表面或残破漆层。
所有修补表面涂层需要的材料和工具可存放在一个表面维护和修理工具包中。图9显示的一个有代表性的工具包是一个箱子35。箱子35中有瓶装用于表面处理的浸有清洁和防护液体的钢丝棉块36及装有类似镊子的表面处理工具和表面清洁用毛巾的小盒37。箱子35中还有小盒38用于存放调配漆补漆用的小滴管和混漆杯。箱子35中还有几种瓶装基本的色母漆39。箱子35中还有小盒40用于存放一些配漆和涂漆用的小油漆刷。箱子35中还有小盒41用于存放一些预剪的砂纸。箱子35中还有标准颜色图42和调漆配方表43。箱子35中还可存放一些相关的其它配套工具和材料如瓶装防锈润滑油44。
权利要求
1.一种物体表面涂层修补和维护的方法，其特征是该方法包括以下步骤(1)，用浸有清洁和防护液体的棉块(13)研磨、擦拭破损或生锈的基体表面；(2)，清除基体表面过剩的清洁和防护液体及污迹；(3)，使用一个标准颜色图(15)与破损表面(16)的颜色对照以确定修补漆的调漆配方；(4)，使用调漆配方表(17)、几种基本色母漆(29)、容量测量工具和混漆工具配制少量修补漆(32)；(5)，使用配制好的修补漆修补破损表面或残破漆层。
2.根据权利要求1所述的物体表面涂层修补和维护的方法，其特征是所述的浸有清洁和防护液体的棉块(13)的材料为棉花、金属纤维、塑料纤维、玻璃纤维中的一种或它们的复合物等柔韧材料。
3.根据权利要求2所述的物体表面涂层修补和维护的方法，其特征是所述的清洁和防护液体中含有溶剂、防腐蚀剂、成膜粘合剂。
4.根据权利要求3所述的物体表面涂层修补和维护的方法，其特征是所述的溶剂是石油溶剂、醇类溶剂、二甲苯中的一种或它们的混合物等挥发性溶剂。
5.根据权利要求3所述的物体表面涂层修补和维护的方法，其特征是所述的防腐蚀剂是羊毛脂、鱼油提取物、长链脂肪酸、石油磺酸金属皂、环烷酸锌盐等油溶性缓蚀剂中的一种。
6.根据权利要求3所述的物体表面涂层修补和维护的方法，其特征是成膜粘合剂是丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚氨酯、不饱和的聚酯树脂、乙烯基树脂、氯化橡胶、酚醛树脂、醇酸树脂、树脂化沥清、鱼油、，树脂硬化羊毛脂、稀释的油漆中的一种或他们的混合物。
7.根据权利要求3所述的物体表面涂层修补和维护的方法，其特征是，其标准颜色图(15)是将几种基本色母漆按不同组合不同比例混合后制成标准漆样，并将各标准漆样涂布在基板上干燥后预制而成；调漆配方表(17)则是通过记录配制各标准漆样所取基本色母漆的确切颜色和比例来制作。
8.根据权利要求7所述的物体表面涂层修补和维护的方法，其特征配制少量修补漆(32)的方法包括(1)，根据调漆配方表(17)，取用少量与制作标准色样相同版本的基本色母漆(29)；(2)，然后，用一把小油漆刷(31)搅匀混漆杯(30)中的基本色母漆(29)便配制成少量修补漆。
9.根据权利要求8所述的物体表面涂层修补和维护的方法，其特征是所述的几种基本色母漆(29)采用的底漆材料为丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚氨酯、有机富锌底漆、不饱和的聚酯树脂、乙烯基树脂、氯化橡胶、酚醛树脂、醇酸树脂中的一种或他们的混合物等可形成硬膜的成膜性物质。
全文摘要
本发明公开一种物体表面涂层修补和维护的方法，包括以下步骤(1)用浸有清洁和防护液体的棉块研磨、擦拭破损或生锈的基体表面；(2)清除基体表面过剩的清洁和防护液体及污迹；(3)使用一个标准颜色图与破损表面的颜色对照以确定修补漆的调漆配方；(4)使用调漆配方表、几种基本色母漆、容量测量工具和混漆工具配制少量修补漆；(5)使用配制好的修补漆修补破损表面或残破漆层。本发明所述的方法可以广泛用于修理和保护汽车，摩托车，自行车，小船，航空器，洗衣机，冰箱，家俱，玩具，篱芭，门，墙壁，建筑，机械等工业和民用结构之表面及其涂层上的损伤和腐蚀。
文档编号B05C3/02GK1745904SQ20051010665
公开日2006年3月15日 申请日期2005年9月23日 优先权日2005年9月23日
发明者谭勇军 申请人:谭勇军