专利名称：彩色金属漆组合物和涂漆物的制作方法
技术领域：
本发明涉及彩色金属漆组合物，该组合物可以理想地用于需要新特色的工业产品领域(例如汽车)，以及具有由这种组合物形成的漆膜的涂漆物。
为了在工业产品(如汽车)上提供漂亮的涂饰需要有新特色的漆膜。为此，近年来人们通过将诸如云母和氧化铁的相干絮片体、涂颜料的铝絮片体之类的闪光物质纳入油漆配方获得了一种颜色因视角不同发生变化的漆膜。
例如，在日本专利H4-202477中揭示了一种树脂组合物，采用这种组合物通过调配云母状的铝固溶体红氧化铁有可能形成具有极好的闪光特征的漆膜。此外，在日本专利H7-292294中揭示了一种彩色闪光金属漆，在这种金属漆中多种不同颜色不同类型的有色金属闪光颜料混合在一起，或有色金属闪光颜料与不同颜色的有机颜料混合在一起，采用这种金属漆能够形成具有极好的彩色闪光特征的漆膜。
但是，上述的那些特殊的闪光材料价格昂贵，而且其中一些闪光材料比重大而容易沉淀出来，因此在涂漆时存在可操作性差的问题。
本发明的目的是提供解决上述问题的彩色金属漆组合物，在这种组合物中没有特殊的闪光材料，使用过去常用的廉价颜料，而且这种组合物的颜色因视角不同发生变化，所以用这种组合物有可能形成有鲜明特色的廉价的彩色金属漆膜。
本发明进一步的目标是提供各种涂漆物，这些物品有由上述彩色金属漆组合物形成的有鲜明特色的漆膜。
本发明提供下述的彩色金属漆组合物和涂漆物。
(1)含油漆组合物的彩色金属漆，该组合物包括每100份重量的成膜漆基(A)，0.1至15份重量的金属粉(B)，0.1至10份重量的第一有色颜料(C)和0.5至50份重量的第二有色颜料(D)，其中第一有色颜料(C)选自酞菁、苝、阴丹酮、偶氮甲碱、苯并咪唑酮、喹吖啶酮、蒽醌、二酮基吡咯并吡咯和二噁嗪为基础的有色颜料，第二有色颜料(D)选自二酮基吡咯并吡咯、喹吖啶酮、吡唑啉酮、萘酚AS、氧化铁和复合金属氧化物为基础的有色颜料，第一有色颜料(C)的原生(prinmary)粒度从0.01μm至0.2μm，第二有色颜料(D)的原生粒度从0.1μm至2μm的，而且第一有色颜料(C)的原生粒度小于第二有色颜料(D)的原生粒度，第一有色颜料(C)与第二有色颜料(D)之间具有颜色互补关系。
(2)涂漆物，该涂漆物包括由上述(1)款中揭示的彩色金属漆组合物形成的彩色金属漆膜。
在本发明中使用的成膜漆基(A)是一种将金属粉(B)、第一有色颜料(C)和第二有色颜料(D)分散在其中并形成漆膜的材料，对漆基的类型没有特殊限制，它可以是已知用于油漆的树脂。例如，诸如氨基树脂或异氰酸酯化合物(包括保护的物质)之类的交联剂按要求与诸如丙烯酸系树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、硅树脂或氟树脂之类的基本树脂混合而成的热固型树脂可以作为这种成膜漆基(A)的优先选用的树脂，但是，诸如常温干燥或固化的双液型聚氨酯和双液型硅树脂之类用于油漆的其它树脂也可以使用。这些成膜漆基(A)成分可以单独使用，或者两种或多种类型结合使用。
为赋予漆膜金属光泽在油漆中取向的已知扁平颗粒都可以在本发明中作为金属粉(B)使用。金属粉(B)的实例包括金属絮片体，例如铝絮片体、镍絮片体、不锈钢絮片体和钛絮片体。在这些材料中铝絮片体作为一种廉价材料是特别符合需要的。从市场上购买的产品也可以用作金属粉(B)，这类材料的实例包括由Toyo Aluminum公司生产的Alpaste7130N、7160N、7770N和由Showa Aluminum Powder公司生产的Sap510N和Sap561PS(两种商标)，这些品种的产品都容易买到。可以单独使用一种类型的金属粉，也可以两种或多种类型结合使用。
配方中金属粉(B)的量为每100份重量的成膜漆基(A)，0.1至15份重量的金属粉(B)，优选为1至10份重量的金属粉(B)。如果配方中金属粉(B)的量低于0.1份重量，那么漆膜将没有金属光泽，如果配方中金属粉(B)的量高于15份重量，那么在漆膜表面将有许多颗粒隆起，使漆膜表面的平滑度下降。
在本发明中使用的第一有色颜料(C)是一种有色有机颜料，选自酞菁、苝、阴丹酮、偶氮甲碱、苯并咪唑酮、喹吖啶酮、蒽醌、二酮基吡咯并吡咯和二噁嗪为基础的有色颜料。第一有色颜料(C)的原生粒度从0.01μm至0.2μm。对于颗粒的形状没有特殊的限制，例如，针形、球形和长方体形的颗粒都可以使用。
染色力的材料优选用作第一有色颜料(C)，该颜料的实例包括以酞菁为基础的颜料，如酞菁绿和酞菁兰；以苝为基础的颜料，如苝红和苝褐红；以阴丹酮为基础的颜料，如阴丹酮兰；以偶氮甲碱为基础的颜料，如偶氮甲碱黄；以苯并咪唑酮为基础的颜料，如苯并咪唑酮红和苯并咪唑酮橙；以喹吖啶酮为基础的颜料，如喹吖啶酮红和喹吖啶酮品红；以蒽醌为基础的颜料，如蒽醌红；以二酮基吡咯并吡咯为基础的颜料，如二酮基吡咯并吡咯红；以及有二噁嗪为基础的颜料，如二噁嗪紫，这些颜料很容易采购。
可以单独使用一种类型的第一有色颜料(C)，也可以将两种或多种类型的结合起来使用。
配方中第一有色颜料(C)的量为每100份重量的成膜漆基(A)，0.1至10份重量的第一有色颜料(C)，优选为1至10份重量的第一有色颜料(C)。如果配方中第一有色颜料(C)的量低于0.1份重量，那么在漆膜的亮区就看不到颜色，如果配方中量超过10份重量，那么由于第一有色颜料(C)的颜色占主导地位这一事实，就看不到颜色的变化。
在本发明中使用的第二有色颜料(D)是一种有色有机颜料，选自二酮基吡咯并吡咯、喹吖啶酮、吡唑啉酮、萘酚AS、氧化铁和复合金属氧化物为基础的有色颜料。第二有色颜料(D)的原生颗粒的粒度从0.1μm至2μm。对于颗粒的形状没有提出特殊的限制，例如，针形、球形和长方体形的颗粒都可以使用。
染色力大的材料优选用作第二有色颜料(D)，该颜料实例包括以二酮基吡咯并吡咯为基础的颜料，如二酮基吡咯并吡咯红；以喹吖啶酮为基础的颜料，如喹吖啶酮红和喹吖啶酮品红；以吡唑啉酮为基础的颜料，如吡唑啉酮红和吡唑啉酮橙；以萘酚AS为基础的颜料，如萘酚AS红；以氧化铁为基础的颜料，如氧化铁红；以及以复合金属氧化物为基础的颜料，如复合无机氧化物黄和烘烤型颜料，这些颜料都容易买到。
可以单独使用一种类型的第二有色颜料(D)，也可以将两种或多种类型的结合起来使用。
配方中第二有色颜料(D)的量为每100份重量的成膜漆基(A)，0.5至50份重量的第二有色颜料(D)，优选1至10份重量的第二有色颜料(D)。如果配方中第二有色颜料(D)的量低于0.5份重量，那么在漆膜中看不到阴影部分的颜色，如果配方中量超过10份重量，那么由于第二有色颜料(D)的颜色占据主导地位这一事实，看不到颜色的变化。
当第一有色颜料(C)和第二有色颜料(D)结合并用于本发明时，第一有色颜料(C)的粒度比第二有色颜料(D)的粒度要小的多，而且期望至少要小0.01μm。此外，有颜色互补关系的颜料作为两种成分结合使用。
因此，可使用的组合包括许多种情况，例如，按照JIS色彩标准“依据三原色的色彩表示法”，当第一有色颜料(C)的色调是5R时，第二有色颜料(D)的色调是在5GY至5PB范围内的补色色调，当第一有色颜料(C)的色调是10B时，第二有色颜料(D)的色调是在10RP至10GY范围内的补色色调。
在本发明中，第一有色颜料(C)和第二有色颜料(D)的原生粒度在上述范围内而且第一有色颜料的原生粒度比较小，借助这样的组合，第一有色颜料(C)比较容易让入射光透过，主要对金属漆膜的亮区(直接反射)起着色作用，而第二有色颜料(D)比较容易散射入射光，主要对金属漆膜的阴影部分(漫反射)起着色作用。由于两者具有颜色互补关系，所以，在金属漆膜中明亮部分和阴影部分呈现的颜色具有不同的色调，并按视角的差异产生颜色变化，于是获得了有鲜明特色金属漆膜。
除了上述的基本成分(A)至(D)之外，以前已并入油漆的添加剂也可以按要求纳入本发明的油漆组合物配方，其用量应对本发明的目的没有负面影响，其中所述添加剂包括闪光材料，如原生粒度在本发明范围之外的氧化铁絮片体；特殊的闪光材料，如涂颜料的铝絮片体、云母颜料、其他的无色颜料；均化剂；粘度调节剂；颜料分散剂；防脱剂；紫外线吸收剂；抗光剂；热稳定剂；固化催化剂和游离基清除剂等。
获得本发明的金属漆组合物的方法是将基本成分(A)至(D)以及按要求纳入配方的其它添加剂混合形成均匀的分散体。但是，采购的第一有色颜料(C)和第二有色颜料(D)通常呈附聚的次生颗粒形态，因此，在准备颜料时次生颗粒被均匀地降低成尽可能接近原生颗粒的细小颗粒。例如，利用颜料分散机(如碾磨机)将这些颗粒分散到漆基中。
本发明的金属漆组合物的类型通常属于有机溶剂型，但不限于这种类型，例如，它可以是无水液体分散型、水溶液型、含水液体分散型、无溶剂型或粉末型。
对准备用本发明的油漆组合物涂漆的材料没有特殊限制，例如，该材料可以是铁、钢、铝、锌、或这些材料的合金；经受过表面处理(如磷酸铁处理、磷酸锌处理或铬酸盐处理)的金属；塑料，如聚氨酯、聚丙烯、聚碳酸酯；或木材。又例如，可以在这些待涂漆的材料上涂头几道衬底漆和中间几道漆。
可以例举给汽车涂漆时采用的涂两道烘一次的涂漆法作为用本发明的油漆组合物涂漆的实例。在这种情况下，本发明的油漆组合物用作罩面漆的衬底漆。通常最好是先涂已知的底漆，如常用的静电沉降型油漆和中间的几道漆，底漆硬化后再涂本发明的组合物。使用雾化型涂漆设备涂漆是符合需要的，并且可以使用普通方法完成涂漆，例如用静电涂漆机或借助喷漆。涂漆期间用4号福特杯将油漆粘度调整到10至30秒范围内，优先调整到11至18秒范围内(20℃)，并且以硬化膜的厚度为基础漆膜厚度通常在5至30μm范围内是适当的，优先在8至25μm范围内。然后，在漆膜尚未固化或尚未干燥时，或在已经固化或干燥后，涂一道透明的油漆。作为用这种方式涂漆的结果，有可能获得彩色金属漆膜，该漆膜有光泽而且有鲜明特色，在漆膜中颜色因视角不同而改变。
本发明的涂漆物具有彩色金属漆膜，该漆膜是由上述的彩色金属漆组合物在上述的涂漆对象上形成的。这类涂漆物具有鲜明的特色，所以它们可以在下述领域中使用，例如汽车车体和零件；家用产品，如冰箱、洗衣机、空调器；公路器材，如标志杆、消音墙和护栏；建筑材料，如建筑物的内墙、外墙、柱、天花板和隔断；电器和通信器材，如电话；金属制品，如管材、联接件、金属机床、垃圾箱、小件物品的容器、钢制的家庭用品、钢制的工作台、钢材、镀锌钢板、不锈钢或铝制的饮料罐；玻璃；木材；石膏纤维板；塑料；印刷材料和有色材料。
本发明的彩色金属漆组合物具有两种类型的颜料，它们具有规定的原生粒度，而且按规定的数量纳入配方时它们具有颜色互补关系，所以，不掺特殊的闪光材料用容易买到的以前经常使用的颜料就可能实现颜色随视角变化，因此有可能形成有鲜明特色的低成本的彩色金属漆膜。
本发明的涂漆物有彩色金属漆膜，该漆膜是由上述的油漆组合物形成的，因此有鲜明的特色，并且有效地赋予工业产品(如汽车)漂亮的外观。
下面通过说明性的实施例更详细地介绍本发明，但是本发明决不仅限于这些实施例。
制造实施例1彩色金属底漆T1至T11是用表1至表3的组合物按下述方法制造的。因此，彩色金属底漆T1至T11的制备方法是用分散设备分散颜料，然后将各种成分混合均匀，再利用混合溶剂将粘度调整到14秒(4号福特杯，20℃)，其中所述混合溶剂包括25份重量的甲苯、30份重量的二甲苯、15份重量的乙酸丁酯和10份重量丁醇。
表1单位重量份数
表2单位重量份数
表3单位重量份数
关于表1至表3的说明*1丙烯酸树脂商标“Acrydic 44-179”，由Dainippon InkKagaku Kogyo公司生产；*2蜜胺树脂商标“Super Bekkamin L-177-60”，由Dainippon InkKagaku Kogyo公司生产；*3CAB树脂商标“CAB381-0.5”，一种乙酸丁酸纤维素树脂，由Eastman化学公司生产；*4铝絮片体商标“Alupaste 7770N”，平均粒度12μm，由Toyo Aluminum公司生产；*5酞菁兰商标“Cyanine Blue G314”，原生粒度0.05μm，色调10B，由Sanyo Shikiso公司生产；
*6苝红商标“Perylene Red R6436”，原生粒度0.05μm，色调2.5R，由Bayer公司生产；*7二酮基吡咯并吡咯红商标“Irgazine DPP Red BO”，原生粒度0.5μm，色调1.25R，由Giba Geigy公司生产；*8氧化铁红商标“Todacolor 120ED”，原生粒度0.14μm，色调7.5R，由Toda Kogyo公司生产；*9煅烧颜料商标“Daiperozide Green 9320”，原生粒度1.1μm，色调5G，由Ohi Seika公司生产；*10炭黑商标“FW 200”，由Degusa公司生产。
实施例1至4和对照实施例1至7在经过磷酸锌处理的钢板上用电沉积法涂阳离子电沉积漆(商标“AquaNO.4200”，由Nippon Yushi公司制造)，涂至干膜厚度大约20μm，并且在170℃烘20分钟之后，喷涂第二道用于汽车的油漆(商标“Hyepico No.1 CP Sealer”，由Nippon Yushi公司制造)，以提供大约30μm的干膜厚度，并在140℃烘30分钟，以便获得试验板。
将表4和表5所述的彩色金属底漆和下述的清漆按表4和表5所示的厚度条件喷涂到试验板上，然后在140℃烘30分钟。评估获得的漆膜颜色随视角变化的情况和涂饰外观。结果示于表4和表5。
作为上述清漆使用的是一种有机溶剂型热固化漆，该油漆有成膜漆基成分，包括140份重量的丙烯酸树脂(商标“Acrydic 44-179，由Dainippon Ink Kagaku Kogyo公司产)和50份重量的丁基化的蜜胺树脂(商标“Super Bekkamin L-117-60”，由Dainippon Ink Kagaku Kogyo公司产)作为主要成分。
表4
表5
关于表4和表5的说明*1见表1至表3；*2颜色随视角变化以不同的视角观察和评估完成的漆膜，看看有无颜色的变化。
○颜色随不同的视角变化；△颜色随不同的视角有一些变化；×颜色随着视角的不同没有变化。
*3涂饰外观观察和评估完成的漆膜，看看是否色彩鲜明。
○色彩鲜明△色彩不够鲜明×没有光泽从表4和表5所示的结果可以清楚地看出用实施例1至实施例4中的油漆形成的漆膜全部呈现出颜色随视角不同发生变化。
另一方面，对照实施例1的情况是在每100份重量的成膜漆基(A)中金属粉(B)的数量少于0.1份重量，所以没有获得金属光泽，也没有观察到颜色随视角不同发生变化。
对照实施例2的情况是在每100份重量的成膜漆基(A)中金属粉(B)的数量多于15份重量，所以在漆膜表面有许多颗粒隆起，漆膜表面的平滑度下降，所以失去光泽。
对照实施例3的情况是在每100份重量的成膜漆基(A)中第一有色颜料(C)的数量少于0.1份重量，所以亮区附近的颜色不适当，而且没有观察到颜色随视角不同发生变化。
对照实施例4的情况是每100份重量的成膜漆基(A)中第二有色颜料(D)的数量多于50份重量，由于第二有色颜料(D)的颜色占主导地位，所以没有观察到颜色变化。
对照实施例5的情况是每100份重量的成膜漆基(A)中第二有色颜料(D)的数量少于0.5份重量，所以在阴影部分的颜色不适当，而且没有观察到颜色随视角不同发生变化。
对照实施例6的情况是每100份重量的成膜漆基(A)中第一有色颜料(C)的数量多于10份重量，由于第一有色颜料(C)的颜色占主导地位，所以没有观察到颜色的变化。
在对照实施例7中，当第一有色颜料(C)的色调为2.5R时，第二有色颜料(D)的色调为7.5R由于补色的色调不在5GY至5PB范围内，所以没有观察到颜色的变化。
权利要求
1．彩色金属漆，它包含一种油漆组合物，该组合物包括每100份重量的成膜漆基(A)，0.1至15份重量的金属粉(B)，0.1至10份重量的第一有色颜料(C)和0.5至50份重量的第二有色颜料(D)，其中第一有色颜料(C)选自酞菁、苝、阴丹酮、偶氮甲碱、苯并咪唑酮、喹吖啶酮、蒽醌、二酮基吡咯并吡咯和二噁嗪为基础的有色颜料，第二有色颜料(D)选自二酮基吡咯并吡咯、喹吖啶酮、吡唑啉酮、萘酚AS、氧化铁和复合金属氧化物为基础的有色颜料，第一有色颜料(C)的原生粒度从0.01μm至0.2μm、第二有色颜料(D)原生粒度从0.1μm至2μm，而且第一有色颜料(C)的原生粒度小于第二有色颜料(D)的原生粒度，第一有色颜料(C)和第二有色颜料(D)具有互补的颜色关系。
2．涂漆物，该涂漆物包括权利要求1揭示的彩色金属漆组合物形成的彩色金属漆膜。
全文摘要
获得一种彩色金属漆,用这种彩色金属漆不掺特殊的闪光材料利用普通的廉价颜料就能形成颜色因视角不同发生变化的有鲜明特色的彩色金属漆膜。一种包括彩色金属漆组合物的彩色金属漆,其中该组合物包含:每100份重量的成膜漆基(A),0.1至15份重量的金属粉(B),0.1至10份重量的第一有色颜料(C)和0.5至50份重量的第二有色颜料(D),其中第一有色颜料(C)选自酞菁、苝、阴丹酮、偶氮甲碱、苯并咪唑酮、喹吖啶酮、蒽醌、二酮基吡咯并吡咯和二噁嗪为基础的有色颜料,第二有色颜料(D)选自二酮基吡咯并吡咯、喹吖啶酮、吡唑啉酮、萘酚AS、氧化铁和复合金属氧化物为基础的有色颜料,第一有色颜料(C)的原生粒度从0.01μm至0.2μm,第二有色颜料(D)的原生粒度从0.1μm至2μm,而且颜料(C)的原生粒度小于颜料(D),在颜料(C)和(D)之间存在着颜色互补关系。
文档编号C09D5/36GK1212720SQ97192635
公开日1999年3月31日 申请日期1997年2月10日 优先权日1996年2月27日
发明者酒井直也, 藤森荣二, 坂庭伸一, 石井克明 申请人:巴斯福涂料股份公司, 日本油脂株式会社