本发明涉及制备反光涂层的方法、用于制备反光涂层的组合物和包含反光涂层的制品。
背景技术：
已知将金属颗粒加入到油漆中以便为涂覆件提供金属外观。然而，难以获得具有均匀的尺寸分布和理想的外观的含有金属颗粒的涂层。这是因为油漆中较大的金属颗粒易于下沉到一个批次的油漆的底部。因此，涂覆到表面上的金属颗粒不代表该油漆批次中的整体颗粒尺寸分布。不均匀的颗粒尺寸分布导致涂覆表面具有不需要的或不一致的外观。
颗粒也难以从在不想涂覆的表面上进行干燥的油漆中收回。必须从这些表面上除去油漆，然后油漆中的颗粒需要从油漆中回收并再利用。由于该过程的不便，颗粒通常不会被再利用或收回。特别是如果油漆中的颗粒是有贵重的，则这是不经济的。
当将油漆等中的反光颗粒涂覆到表面时，通常难以控制所涂覆的颗粒的数量。因此难以可靠地调整表面的外观，以及确保提供均匀的覆盖是耗时的。
还需要提供一种组合物，当将其涂覆于基材时，该组合物提供具有改善外观的反光涂层。还需要坚固且易于涂覆的任何这样的组合物。
技术实现要素：
本发明的目的是解决上述问题中的一个或多个。
在第一方面，本发明提供了一种用于在基材上制备反光涂层的方法，包括以下步骤：
i)将粘合剂涂覆在基材上，
ii)在没有液体载体的情况下，将金刚石颗粒涂覆到粘合剂，使得金刚石颗粒粘附到粘合剂，以及
iii)在金刚石晶体和粘合剂上涂覆保护层。
已经发现，使用干法涂覆(而不是作为液体组合物的一部分)更容易将大量金刚石颗粒快速地涂覆到基材上。与作为液体组合物的一部分进行涂覆相比，还可以获得更均匀的表面涂层。此外，与液体油漆被涂覆到不想要涂覆的表面上的液体油漆涂覆相比，浪费的金刚石颗粒更少。在使用本发明方法进行第一次涂覆后没有在表面上达到目的的任何金刚石颗粒可以简单地扫除并在另外的涂覆中重新涂覆。不需要从液体中收回颗粒。
基材可以是透明的。当提供具有高级面漆的家具物品时，这尤其有用。因此，通过基材本身可以看到金刚石颗粒。这允许使用各种潜在的不透明或半透明但坚固的保护层。
保护层可以是不透明的，并且可以是黑色、银色或灰色的。已经发现，具有这些不透明颜色的保护层(可以是密封层，例如油漆)对反光金刚石颗粒提供最佳对比度并增强视觉外观。基材可以是玻璃。这特别有用，因为玻璃是室内设计中(例如在桌面等表面上)常用的材料。因此，该方法允许处理现有的家具物品。
基材可以是不透明的并且优选是黑色的。这使得能够涂覆预涂覆的基材，例如车身板。当基材不透明时，在对面的保护层应该是透明的。这允许透过透明层来观察金刚石颗粒并有效地反光。
典型地，金刚石颗粒以随机取向粘附到粘合剂。这将该方法与有意地排列金刚石颗粒的方法区分开来。这提供了更有效的涂覆基材的方法并确保了光学反光响应的均匀度。粘合剂可以是清漆。
金刚石颗粒可以通过喷涂涂覆到粘合剂。这提供了一种容易控制金刚石颗粒在基材上的分布并快速涂覆大量金刚石颗粒的方法。可以使用喷枪将金刚石颗粒涂覆到粘合剂。
金刚石颗粒的形状可以是非球形或不规则形状，因此不具有确定的颗粒尺寸。在本申请中，颗粒尺寸通过识别“最大尺寸”来表征，“最大尺寸”意味着颗粒的最长可测量跨距(无论颗粒形状是不是不规则的)。对于球形颗粒，颗粒尺寸将是直径。对于立方体颗粒或直线颗粒，颗粒尺寸将是内部对角线(角到相对的角)。对于细长的碎片或楔形，颗粒尺寸将是从顶端到平端的长度。对于薄片，颗粒尺寸将是片状物的最长跨距。这些尺寸对应于可以通过筛分来获得的颗粒尺寸上限的尺寸。
天然金刚石可以使用常规(球)研磨技术来压碎。
宝石边料可能包括抛光剩余物，因此在尺寸上将基本上小于1mm，另外将这些宝石抛光用作较小的宝石是经济的。
可以使用合成金刚石，并可以小尺寸提供，然后粉碎/研磨，然后可选地筛分至目标尺寸(见下文)。
用于本发明的特别优选的金刚石颗粒来源是通过从宝石切割和抛光中压碎零碎的高质量抛光剩余物而获得的白色金刚石粉末。
典型地，金刚石颗粒具有包括例如微米级颗粒(或灰尘)直至更大的毫米尺寸的薄片和碎片的尺寸分布。
通过筛分除去太小的颗粒，并独立地筛分以除去太大的颗粒，可以获得所需的尺寸分布。
典型地，尽管筛分当然不是完全有效和准确的，最大的颗粒尺寸决定了颗粒是否将被筛分，因此颗粒尺寸的某种可变性在目标上下参数之外是明显的。重复筛分步骤可以用于降低可变性。
在下文中，当结合在下文中的颗粒的尺寸上限使用“基本上全部”时，“基本上全部”是指颗粒已经被筛分至这些目标尺寸，但是可存在一些处在目标尺寸之外的残留颗粒。
基本上全部的金刚石颗粒可具有3mm以下的最大尺寸。这允许颗粒与传统的喷枪喷嘴一起使用。
在某些实施方案中，基本上全部金刚石颗粒可以具有小于1.21mm的最大尺寸。这允许颗粒与常规喷枪喷嘴一起使用，同时保持高反光表面。
在其他实施方案中，基本上全部金刚石颗粒可以具有50-175μm，优选100-175μm，优选145-175μm的最大尺寸。这些尺寸特别优选(但不限于)应用于玻璃基材，这是因为当透过玻璃观察时它们提供特别吸引人的视觉外观。
在另外的实施方案中，基本上全部的金刚石颗粒可以具有在35-100μm，优选35-55μm，优选37-44μm，优选44-53μm范围内的最大尺寸。这些尺寸特别优选(但不限于)应用于不透明基材，这是因为当透过薄的(例如1-10层透明涂层)透明涂层观察不透明背景(基材)时，它们提供特别吸引人的视觉外观。
在上述全部情形下，颗粒尺寸范围可以通过筛分而获得的。
金刚石颗粒优选(为了获得最佳光学结果)通过压碎较大的颗粒而获得。这意味着它们具有与已经压碎的颗粒一致的形态，这意味着它们具有反光入射光的显露的解理面。
优选地，每平方米基材涂覆20-40g、更优选25-30g的金刚石颗粒。这提供了理想的视觉外观。
在第二方面中，本发明提供了用于制备反光涂层的液体组合物，该组合物包括：
金刚石颗粒，和
粘合剂，当液体组合物干燥以形成固体涂层时，该粘合剂是透明的。
这种涂层为反光表面提供吸引人的外观。
基本上全部的金刚石颗粒可以具有在35-100μm、优选35-55μm、优选37-44μm、优选44-53μm的范围内的最大尺寸。当涂覆在液体组合物中时，这些尺寸范围提供了增强的外观，尤其是当透过薄的(例如1-10层的透明涂层)透明涂层观察不透明背景(基材)时。
基本上全部的金刚石颗粒可以具有在50-175μm、优选100-175μm、优选145-175μm范围内的最大尺寸。这些尺寸范围的优点在上面作了讨论。
在上述全部情形下，颗粒尺寸范围可通过筛分而获得。
金刚石颗粒优选(为了获得最佳光学结果)通过压碎较大的颗粒而获得。这意味着它们具有与已经压碎的颗粒一致的形态，这意味着它们具有反光入射光的显露的解理面。
金刚石颗粒的质量与粘合剂的质量的比例优选在5:100至15:100之间，更优选在7:100至10:100之间。这提供了足够高浓度的金刚石颗粒(尤其是对于上述尺寸范围)以提供增强的外观。
基本上全部的金刚石颗粒可以具有3mm以下的最大尺寸。基本上全部的金刚石颗粒可以具有小于1.21mm的最大尺寸。这些尺寸范围的优点在上文作了讨论。
优选地，粘合剂是透明的，例如透明涂层。透明涂层油漆是不含颜料的油漆或树脂，因此不会在它所涂覆的基材上产生任何颜色。
在本发明的第三方面，提供了制备反光涂层的方法，包括以下步骤：
i)将如上所述的组合物涂覆到基材上，以及
ii)使组合物干燥或干燥所述组合物以形成反光涂层。
如上文结合组合物本身所讨论的，应用上述组合物提供了增强的外观。在步骤ii)中，组合物可以被主动干燥，例如通过温和加热，或让其在室温下自然干燥。
该方法还可以包括以下步骤：
iii)将如上所述的组合物涂覆在步骤i)中形成的反光涂层上，
其中步骤iii)中所涂覆的组合物中基本上全部金刚石颗粒的最大尺寸小于步骤i)中涂覆的组合物中基本上全部金刚石颗粒的最大尺寸。这允许构建不同尺寸的金刚石晶体层。这允许调整表面性能以适应不同的光照条件。
该方法还另外包括将保护层涂覆在反光涂层上的步骤。这在表面可能受到磨损的情况下尤其是有用的。
基材可以是透明的，保护层可以是不透明的，并且可以是黑色、银色或灰色的。基材可以是玻璃。基材可以是不透明的并且优选是黑色的。保护层可以是透明的。这些特征的优点在上面就干法涂覆方法作了讨论。
组合物可以通过喷涂涂覆到基材上。组合物可以使用喷枪涂覆到基材上。组合物可以被涂覆，使得每平方米基材的反光涂层中存在20-40g、优选25-30g的金刚石颗粒。这些特征的优点在上文结合干法涂覆方法作了讨论。
在本发明的第四方面，提供了包括由如上所述的方法获得的反光涂层的制品。
在本发明的第五方面，提供了包括如上所述的经干燥的液体组合物的制品。
制品可以是家具物品，例如桌面、车辆或车辆的车身，或者可穿戴物品(例如珠宝)。
当参照上文时，术语“涂层”不一定意味着完全地包覆其所涂覆的物品、、基材或制品的完整涂层。制品、物品或基材的仅仅一部分可覆盖有“涂层”。
当在上文提及金刚石颗粒时，颗粒优选是金刚石薄片。这些薄片具有基本上平面或板状的形状。当由粘合剂保持在反光层中时，这些类型的颗粒反光特别好。
金刚石颗粒优选是天然金刚石。它们可以是珠宝制备中的金刚石宝石切割中产生的剩余物或废料。
用于珠宝应用的可用宝石的尺寸典型地为0.7mm或更大(不规则颗粒的最长尺寸)。因此，用于本发明中的原材料金刚石的尺寸典型地小于0.7mm。然后将它们压碎并筛分至所需的尺寸。
金刚石颗粒优选为白色金刚石。
可以对金刚石颗粒(无论初始尺寸如何)进行破碎步骤以减小平均颗粒尺寸，同时确保显露出解理面(表面)，以通过入射光的反光来提供闪光。在获得的天然金刚石具有天然暗淡的表面的情况下，这尤其重要。将它们压碎以提供所需的光学闪光效果。
在加入组合物之前或在用于上述方法之前，可以抛光金刚石颗粒。非工业金刚石典型地用于这些组合物和方法中。
金刚石颗粒可以在加入组合物之前或在用于上述方法之前进行酸洗。这将彻底清洁金刚石。此过程可以去除金刚石上的金属屑和污垢颗粒。示例性的酸洗如下：在排气扇下，在烧杯中(例如20至50ml)将1份硝酸和2份硫酸的混合物混合。然后将金刚石投入溶液中，然后将烧杯放在加热装置(如电热板)上。将溶液加热直至其沸腾约1分钟，可选地更长时间。
玻璃颗粒可以加入上述含有金刚石颗粒的组合物中并可用于上述方法中。玻璃颗粒优选为球形(珠粒)。优选地，玻璃珠粒的直径大于金刚石薄片的最大尺寸。
金属颗粒或薄片也可以加到上述含有金刚石颗粒的组合物中并可用于上述方法中。金属薄片可从specialistpaints(http://www.specialistpaints.com/index.php)获得。用在油漆中的玻璃珠可从promainuklimited，promainhouse，knowlpiecebusinesspark，hitchin，hertfordshire，sg40ty(https://www.promain.co.uk/)获得。
玻璃珠和金属薄片的应用描述于us3,228,897中，其内容通过引用并入本申请中。
当与根据本发明的金刚石颗粒一起使用时，金属和玻璃颗粒与金刚石颗粒之间显示出协同作用。这提供了一定的反光率水平，其提供了特别吸引人的光洁度。
现也已发现，包括玻璃颗粒使涂层更坚固。这对于需要对元件进行保护的汽车应用特别有用。该组合物中的金属和玻璃片显然也有助于涂层经受-38℃至+40℃的温度测试，这在汽车应用中是特别有用的。
上述粘合剂可以是选自聚酯、三聚氰胺、丙烯酸、醇酸三聚氰胺、聚氨酯、硝化纤维和丙烯酸改性醋酸丁酸纤维素(cabacrylic)的一系列树脂基面漆。作为“clearcoat”、“topcoat”、gelcoat”和清漆销售的产品可用作粘合剂。
上述保护层可以是选自聚酯、三聚氰胺、丙烯酸、醇酸三聚氰胺、聚氨酯、硝化纤维和丙烯酸改性醋酸丁酸纤维素的一系列树脂基面漆。作为“clearcoat”、“topcoat”、gelcoat”和清漆出售的产品可用作保护层。
对于汽车应用，油漆体系通常包括用于聚丙烯、丙烯酸基材的单组分底漆和聚氨酯树脂基面漆、硝化纤维、丙烯酸、丙烯酸改性醋酸丁酸纤维素和聚酯。
可以涂覆一层以上的粘合剂以获得光滑的表面光洁度。
可以涂覆一个以上的保护层以获得光滑的表面光洁度。
优选地，当金刚石颗粒以湿组合物涂覆时，颗粒的最大直径小于105μm。这确保了通过涂覆少量层的面漆(优选一层)可以容易地获得光滑的表面。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的实施方式，其中：
图1示出根据本发明的涂覆基材。
图2示出图1中所示的涂覆基材的放大视图。
图3示出根据本发明的实施例2、4、5、6和7的涂覆基材。
图4和5示出根据本发明的实施例7的涂覆基材的另外的视图。
图6示出根据本发明的实施例6的涂覆基材。
图7示出使用实施例8的组合物所制备的根据本发明的涂层。
图8、10和11示出使用实施例9的组合物所制备的根据本发明的涂层。
图9示出使用实施例10的组合物所制备的根据本发明的涂层。
图12-16示出根据本发明的实施例11-14的涂层。
具体实施方式
在下面的实施例中，所提到的金刚石颗粒尺寸是关于每个颗粒的最大尺寸(最大值)。
实施例1
获得金刚石片。它们具有混合的尺寸并且来自天然裂解金刚石。
获得的薄片的范围是从几微米的粉末到约2.0mm的薄片。他们没有按尺寸分类。将薄片筛分以基本上仅获得最大尺寸小于1.15mm的颗粒。这样做是因为可用的最大喷枪喷嘴的直径为1.20mm。较大的薄片会堵塞喷嘴。
然后将上光漆涂覆到基材上。使用
因此，薄片粘在湿清漆中。将任何喷涂在湿清漆外面的薄片简单地刷在一起并再次重复使用。使用
在最初的样品中，一些薄片很薄但超过1.20mm的直径。它们类似于可以很好地反光光线的小圆盘。
在涂覆清漆或薄片之前，将一层粘性铂涂在基材上，然后在底漆上涂覆上光漆。使用
一小条的涂覆基材涂覆有“candyblue”(透明蓝色清漆，50％)。然后该条和剩余的经涂覆的基材被涂覆有30层的透明涂层(双组份情况)，以完全覆盖薄片并获得平滑的表面。
然后用碳化硅防水3000对表面进行砂磨，最后用微纤维布和抛光膏擦亮。
结果显示在图1和2中。图1示出涂覆的基材及其蓝色条带部分。图2示出放大10倍的涂覆基材(非蓝色条带部分)。
涂覆表面具有吸引人的光洁度，坚固且快速涂覆。
实施例2-7(湿法，以及可替代地，干法涂覆)
如下制备五种具有不同范围的最大尺寸的金刚石颗粒的组合物。获得由压碎的天然金刚石形成的金刚石粉末以提供金刚石颗粒。使用下面关于“玻璃基材”实施例讨论的筛分方法获得所需的颗粒尺寸范围。尺寸范围是指所讨论的颗粒的最大尺寸。然而，其他尺寸选择方法也是可用的。
该涂覆是湿的或干的(如下面的实施例中详述的)到专业显示器模型，尺寸为21x12x5cm，即大约是汽车尺寸的1/20。采用预先混合在透明涂层中的金刚石颗粒并喷涂到表面上来进行湿法涂覆。通常如上文在初步测试中所述进行干法涂覆。
涂覆额外的透明涂层，以保证光滑的表面。
实施例2
蓝色模型(带商标)：53-105μm的金刚石颗粒，约0.3g/1.5ct，混合在透明涂层中(即湿法涂覆)。
实施例3
黑色模型：44-53μm的金刚石颗粒，约1g/5ct，干法涂覆于模型的一半。
实施例4
珍珠白模型：149-177μm的金刚石颗粒，约0.1g/0.5ct，混合在透明涂层中(即湿法涂覆)，第二层105-149μm，约0.2g/1ct，混合在透明涂层中(即湿法涂覆)。
实施例5
橙色模型：37-44μm的金刚石颗粒，约0.5g/2.5ct，干法涂覆。
实施例6
绿色模型：37-44μm的金刚石颗粒，约1.5g/7.5ct，干法涂覆。
实施例7
制作半/半模型以显示黑色底漆油漆与含有金刚石的组合物之间的差异(如上文实施例3中所述)。
结果如图3-6所示。这些涂层的整体视觉效果非常吸引人。可以发现，使用干法涂覆更容易在表面上涂覆更大量的金刚石。黑色背景似乎提供了最好的效果。含有金刚石的组合物与油漆之间的区别是惊人的。
当将含有金刚石的组合物用作液体时，可以发现，不应使用最大尺寸大于105μm的薄片来保证光滑的表面。这在汽车应用中是特别有用的。
实施例8-10(玻璃基材)
将含有金刚石颗粒的组合物涂覆到玻璃板上，以测试含有金刚石的组合物用于奢侈品的装饰(例如内饰)的视觉效果。
制备含有三种不同尺寸范围的(压碎的)天然金刚石颗粒的组合物。所需尺寸范围的金刚石颗粒通过使用两个筛分步骤来获得。第一筛分步骤除去了最大尺寸大于所需上限的颗粒。第二筛分步骤除去了通过第二筛下落通过的较小颗粒。保留在第二筛上的颗粒的最小尺寸大于第二筛中的孔。保留在第二筛上的颗粒具有在所需尺寸范围内的最大直径。正是这些颗粒用于组合物中。然而，还有其他用于获得所需尺寸分布的方法，尤其是(鉴于产品的高价值)手工选择合适的金刚石晶体，可选地在显微镜的辅助下。
制备的组合物含有不同比例的金刚石颗粒和粘合剂。
实施例8
金刚石颗粒尺寸：53-105μm，
100克透明涂层中含有5克金刚石颗粒。
实施例9
金刚石颗粒尺寸：105-149μm，
100克透明涂层中含有7克金刚石颗粒。
实施例10
金刚石颗粒尺寸：149-172μm，
100克透明涂层中含有10克金刚石颗粒。
为了制备每种组合物，将具有合适尺寸的金刚石颗粒以适当的比例充分混合成透明涂层。在实施例8、9和10的每一个中，使用
图7示出使用实施例8的组合物制备的涂层。图8、10和11示出使用实施例9的组合物制备的涂层。图9示出使用实施例10的组合物制备的涂层。
所制备的全部涂层都具有视觉吸引力。将颗粒与透明涂层混合得到较重的颗粒很快地落到透明涂层的底部，这使得涂覆更加困难。因此，在涂覆期间不断搅拌组合物。因此，较大薄片的玻璃表面上的分布较低。
每平方米优选涂覆约300g的各组合物。这相当于每平方米约25至30克的金刚石颗粒(125至150ct)，以获得吸引人的光洁度。
实施例11-14(汽车应用)
使用常规喷涂技术将以下组分涂覆到基材上：
1.底漆/基底底层油漆，
2.彩色面漆(根据实施例，使用多种不同颜色)，以及
3.两种包含150至200μm压碎的天然金刚石颗粒的树脂基层的面漆。涂覆涂层使得没有金刚石尖端在涂层上方突出。面漆还含有金属性薄片/金属薄片和玻璃珠粒。
实施例11基于银底漆。实施例12基于珍珠底漆。实施例13基于蓝色底漆。实施例14基于黑色底漆。
面漆可以是包括聚酯、三聚氰胺、丙烯酸和氨基醇酸的一系列树脂基面漆。对于汽车应用，油漆体系通常包括用于聚丙烯和丙烯酸基材的单组分底漆和基于树脂的聚氨酯面漆、硝化纤维、丙烯酸、丙烯酸改性醋酸丁酸纤维素和聚酯。
用在油漆中的金属薄片和玻璃薄片可以商购得到。它们的应用描述于us3,228,897中，在此通过引用并入本申请。然而，在本发明中，金属和玻璃薄片与金刚石颗粒之间显示出协同作用。这通过图11-16中特别吸引人的表面来显示。
还已经发现，包括玻璃颗粒使涂层更坚固。这对于需要对元件进行保护的汽车应用特别有用。组合物中的金属和玻璃薄片还有助于涂层经受-38℃至+40℃的温度测试，这在汽车应用中特别有用。
概述－本发明提供用于制备反光涂层的含有金刚石颗粒的组合物以及将金刚石颗粒湿法涂覆和干法涂覆到基材上以制备反光涂层的方法。该涂层具有理想的外观，坚固且易于涂覆。