Двухкомпонентная красочная система - RU2693943C2
Код документа: RU2693943C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящие варианты реализации изобретения в общем случае относятся к двухкомпонентной красочной системе и, в частности, к такой двухкомпонентной красочной системе, которая обеспечивает красочное покрытие с превосходными характеристиками.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В основе двухкомпонентных красок лежит хорошо известная технология, в которой краску и отвердитель предварительно смешивают, как вручную, так и с помощью шестеренчатого насоса или чего-то подобного. Затем полученную в результате красочную смесь распыляют на поверхность с помощью пистолета-аппликатора или другого оборудования. Двухкомпонентные краски в общем случае дают долговечные покрытия, характеризуемые высоким уровнем стойкости к коррозии.
SprayMax от Peter Kwasny GmbhH представляет собой двухкомпонентную красочную систему, доступную в продаже. В ней используется аэрозольный баллон для нанесения двухкомпонентной краски. В этой двухкомпонентной красочной системе отвердителем предварительно наполняют отдельный цилиндр внутри аэрозольного баллона, который разламывается после перемещения краски со дна аэрозольного баллона. Недостатком этой двухкомпонентной красочной системы является то, что отвердитель не оптимизирован для всех конкретных красок. Соответственно, этот продукт не обеспечивает оптимальные результаты для различных типов красок.
В US 2001/0014700 авторства Peter Kwasny GmbhH раскрыт аэрозольный препарат для пульверизаторов с двухкомпонентной краской. Красочный материал состоит из акриловых смол, содержащих ОН-группы, а отвердитель состоит из алифатических полиизоцианатов. Красочным материалом и отвердителем наполняют разные емкости в пульверизаторе и соединяют их только непосредственно перед процессом и совместным распылением из пульверизатора с помощью пропеллента, состоящего из смеси пропана/бутана. Массовое отношение разведенного красочного материала и пропеллента составляет от 75:25 до 70:30.
В DE 10 2013 019 085 авторства Stadmar Ltd. раскрыта двухкомпонентная красочная система, содержащая первую емкость с краской и пропеллентом и вторую емкость с отвердителем и создающим давление газом. Давление во второй емкости превышает 7 бар, а давление в первой емкости составляет 3,5-4,5 бар. Содержимое второй емкости переносят в первую емкость с помощью адаптера. Внутри первой емкости есть металлические шарики, которые используются для смешивания содержимого двух емкостей для образования двухкомпонентной краски. Однако двухкомпонентная краска имеет низкую износостойкость, согласно оценке в тесте МЭК (метилэтилкетон).
Применение аэрозоля для нанесения двухкомпонентных красок является экономически выгодным, экологичным и простым способом нанесения двухкомпонентных красок. Следовательно, существует необходимость в двухкомпонентной красочной системе, способной обеспечивать красочные покрытия с превосходными характеристиками.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Общей целью является обеспечение улучшенной двухкомпонентной красочной системы.
В частности, целью является обеспечение двухкомпонентной красочной системы, обеспечивающей красочные покрытия с улучшенными характеристиками.
Эти и другие цели осуществляются с помощью раскрытых в данном документе вариантов реализации изобретения.
Аспект вариантов реализации изобретения относится к двухкомпонентной красочной системе, содержащей баллон среднего давления, баллон высокого давления и адаптер. Баллон среднего давления содержит краску, по меньшей мере один растворитель и по меньшей мере один пропеллент. Баллон высокого давления содержит отвердитель, по меньшей мере один растворитель, по меньшей мере один пропеллент и инертный газ, или смесь инертных газов. Адаптер сконфигурирован так, чтобы переносить содержимое баллона высокого давления в содержимое баллона среднего давления. Баллон высокого давления имеет внутреннее давление, которое по меньшей мере на 2×105 Па (2 бара) выше, чем внутреннее давление баллона среднего давления.
Другой аспект вариантов реализации изобретения относится к способу покрытия поверхности. Указанный способ включает перенос содержимого баллона высокого давления двухкомпонентной красочной системы в соответствии с вышесказанным в содержимое баллона среднего давления двухкомпонентной красочной системы для образования красочной смеси. Указанный способ необязательно включает встряхивание красочной смеси. Указанный способ также включает нанесение красочной смеси на поверхность.
Дополнительный аспект вариантов реализации изобретения относится к красочному покрытию, получаемому с помощью процесса, включающего перенос содержимого баллона высокого давления двухкомпонентной красочной системы в соответствии с вышесказанным в содержимое баллона среднего давления двухкомпонентной красочной системы для образования красочной смеси. Указанный процесс необязательно включает встряхивание красочной смеси. Указанный процесс также включает нанесение красочной смеси на поверхность.
Связанный аспект вариантов реализации изобретения определяет поверхность, такую как: металлическая, пластиковая, керамическая, деревянная, целлюлозная или стекловолоконная поверхность, содержащую красочное покрытие в соответствии с вышесказанным.
Двухкомпонентная красочная система согласно вариантам реализации изобретения обеспечивает красочные покрытия с улучшенными характеристиками в части касающейся, помимо прочего, адгезии, покрытия, глянцевитости и матовости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты реализации изобретения вместе с его дополнительными предметами и преимуществами станут понятнее с отсылкой к нижеприведенному описанию вместе с прилагающимися графическими материалами, на которых:
На Фиг. 1 схематически изображено двухкомпонентную красочную систему в соответствии с вариантом реализации изобретения во время переноса содержимого баллона высокого давления в содержимое баллона среднего давления;
На Фиг. 2 схематически изображен вариант реализации баллона среднего давления;
На Фиг. 3 схематически изображен вариант реализации адаптера;
На Фиг. 4 схематически изображено нанесение красочной смеси на поверхность;
На Фиг. 5 изображены надрезы, сделанные в полностью отвердевшей краске, в испытании на адгезию;
Фиг. 6 представляет собой сравнение красочных покрытий, в соответствии с вариантами реализации изобретения и в соответствии с известным уровнем техники, применяемых в испытаниях на глянцевитость;
Фиг. 7 представляет собой диаграмму, демонстрирующую результаты испытаний на покрывающую способность краски и сравнивающую варианты реализации изобретения с известным уровнем техники;
Фиг. 8 представляет собой диаграмму, демонстрирующую результаты испытаний на глянцевитость и сравнивающую варианты реализации изобретения с известным уровнем техники;
Фиг. 9 представляет собой диаграмму, демонстрирующую результаты испытаний на матовость и сравнивающую варианты реализации изобретения с известным уровнем техники;
Фиг. 10 представляет собой диаграмму, демонстрирующую адгезию, достигаемую в соответствии с вариантами реализации изобретения;
Фиг. 11 представляет собой блок-схему, изображающую способ покрытия металлической или пластиковой поверхности в соответствии с вариантом реализации изобретения; и
Фиг. 12 схематически изображает результат испытаний МЭК, сравнивая вариант реализации изобретения с известным уровнем техники.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На всех графических материалах использованы одни и те же числовые обозначения для сходных или соответствующих элементов.
Настоящие варианты реализации изобретения в общем случае относятся к двухкомпонентной красочной системе и, в частности, к такой двухкомпонентной красочной системе, которая обеспечивает красочное покрытие с превосходными характеристиками.
Двухкомпонентная красочная система согласно вариантам реализации изобретения способна обеспечивать красочные покрытия с превосходными адгезивными свойствами на различных поверхностях, включая, но не ограничиваясь этим, металлические поверхности, пластиковые поверхности, керамические поверхности, деревянные поверхности, поверхности из целлюлозы или на основе целлюлозы и стекловолоконные поверхности. Варианты реализации изобретения также обеспечивают эффективное покрытие на этих поверхностях и превосходные характеристики глянцевитости и матовости по сравнению со сходными сравнительными продуктами.
Дополнительным преимуществом вариантов реализации изобретения является то, что двухкомпонентная красочная система обеспечивает возможности для специализированной оптимизации для разных комбинаций краска-отвердитель, тем самым создавая возможность оптимизировать конечные результаты для красочных покрытий различных таких комбинаций краска-отвердитель.
Таким образом, аспект вариантов реализации изобретения относится к двухкомпонентной красочной системе, содержащей баллон среднего давления, баллон высокого давления и адаптер. Баллон среднего давления содержит краску, по меньшей мере один растворитель и по меньшей мере один пропеллент. Баллон высокого давления содержит отвердитель, по меньшей мере один растворитель, по меньшей мере один пропеллент и инертный газ или смесь инертных газов. Адаптер двухкомпонентной красочной системы сконфигурирован так, чтобы переносить содержимое баллона высокого давления в содержимое баллона среднего давления. Баллон высокого давления имеет внутреннее давление, которое по меньшей мере на 2×105 Па (2 бара) выше, чем внутреннее давление баллона среднего давления.
Таким образом, двухкомпонентная красочная система содержит два баллона. Так называемый баллон среднего давления также называется первым баллоном или баллоном для краски, так как он содержит красочный компонент или ингредиент двухкомпонентной краски. Так называемый баллон высокого давления соответственно называется вторым баллоном или баллоном для отвердителя.
Давление внутри баллона высокого давления выше давления внутри баллона среднего давления, при этом дельта или разница в давлении составляет по меньшей мере 2×105 Па (2 бара). Предпочтительно давление внутри обоих баллонов выше внешнего давления, т.е. выше 1×105 Па (1 бара) для того, чтобы позволить пропелленту выталкивать содержимое соответствующего баллона из баллона.
В конкретном варианте реализации изобретения содержимое, т.е. ингредиенты или химические вещества, баллона среднего давления состоит из краски, по меньшей мере одного растворителя и по меньшей мере одного пропеллента (до какого-либо смешивания). Соответственно, содержимое баллона высокого давления состоит, в конкретном варианте реализации изобретения, из отвердителя, по меньшей мере одного растворителя, по меньшей мере одного пропеллента и инертного газа, или смеси инертных газов.
Баллоны двухкомпонентной красочной системы могут представлять собой любые баллоны или емкости, традиционно используемые для распыления красочных систем и двухкомпонентных красочных систем. Неограничивающие примеры включают жестяные емкости, алюминиевые емкости, пластиковые емкости и т.д.
Фиг. 2 представляет собой схематический пример емкости, которую можно применять в качестве баллона для одного или обоих баллонов среднего и высокого давления, проиллюстрированной в данном документе в виде баллона среднего давления 10. Баллон среднего давления 10 содержит корпус 11, содержащий содержимое 12, т.е. краску, по меньшей мере один растворитель и по меньшей мере один пропеллент, как правило, в форме смеси сжиженного газа/пропеллента. На фигуре также показана сифонная трубка 13, соединенная с насадкой 15. Внутренняя часть корпуса 11 отделена от внешней среды с помощью изоляции 14.
Адаптер двухкомпонентной красочной системы используют для переноса содержимого баллона высокого давления в содержимое баллона среднего давления. В конкретном варианте реализации изобретения адаптер сконфигурирован так, чтобы переносить содержимое баллона высокого давления в содержимое баллона среднего давления. Таким образом, в данном варианте реализации изобретения смешивание компонента краски, т.е. содержимого баллона среднего давления, и компонента отвердителя, т.е. содержимого баллона высокого давления, происходит внутри баллона среднего давления.
Разница в давлении, составляющая по меньшей мере 2×105 Па (2 бара), гарантирует эффективный перенос компонента отвердителя из баллона высокого давления через адаптер в баллон среднего давления. Разница в давлении также предотвращает случайное попадание компонента краски в баллон высокого давления, когда адаптер соединяет между собой два баллона.
На Фиг. 1 схематически показана двухкомпонентная красочная система 1 с адаптером 30, размещенным так, чтобы соединять между собой баллон высокого давления 20 и баллон среднего давления 10. При таком расположении содержимое баллона высокого давления 20 переносится через адаптер 30 в баллон среднего давления 10. Там отвердитель смешивается с неотвержденной краской, предпочтительно непосредственно перед ее нанесением. Затем компоненты можно вместе распылять из баллона среднего давления 10 на поверхность, предназначенную для покрытия краской.
Адаптер 30 двухкомпонентной красочной системы 1 может быть выполнен из любого твердого материала, подходящего для переноса содержимого из баллона высокого давления 20 в содержимое баллона среднего давления 10, предпочтительно в баллон среднего давления 10. Подходящие, но неограничивающие материалы для адаптера включают: пластик; металл, такой как сталь; и керамику. Предпочтительно материал адаптера не должен взаимодействовать, т.е. не вступать в реакцию, не разлагать или каким-либо другим образом не влиять на ингредиенты баллона высокого давления 20.
Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение примера адаптера 30, который можно применять в соответствии с вариантами реализации изобретения. Адаптер 30 содержит игольчатую часть 35, приспособленную для введения в клапан без штока баллона среднего давления. Эта игольчатая часть 35 соединена посредством соединительной части 34 с охватывающей частью 33 адаптера 30. Затем шток клапана баллона высокого давления вводят через отверстие, вход или проем 31 в адаптер 30 и принимающую часть 32. Вследствие вдавливания баллона высокого давления в адаптер 30 шток клапана входит в охватывающую часть 33, и при этом открывается клапан баллона высокого давления, позволяя содержимому баллона высокого давления проходить через клапан и через соединительную часть 34 в баллон среднего давления.
В альтернативном варианте реализации изобретения двухкомпонентная красочная система дополнительно содержит баллон для смешивания и распыления. В таком случае адаптер используют, чтобы сначала соединить между собой баллон для смешивания и распыления и баллон среднего давления, чтобы сделать возможным прохождение содержимого баллона среднего давления через адаптер в баллон для смешивания и распыления. После того, как баллон среднего давления опустеет или по меньшей мере баллон для смешивания и распыления будет заполнен достаточным количеством компонента краски, используют адаптер или второй адаптер для соединения между собой баллона для смешивания и распыления и баллона высокого давления. Более высокое давление внутри баллона высокого давления по сравнению с баллоном для смешивания и распыления (большее по меньшей мере на 2×105 Па (2 бара)) выталкивает компонент отвердителя из баллона высокого давления в баллон для смешивания и распыления. Затем компонент краски и компонент отвердителя смешивают в баллоне для смешивания и распыления, а затем наносят на выбранную поверхность, предпочтительно в виде красочного аэрозоля.
Этот вариант с тремя баллонами в двухкомпонентной красочной системе в общем случае хуже по сравнению с применением только баллонов среднего и высокого давления, как описано выше. Причиной этого является то, что некоторая часть компонента краски будет оставаться в баллоне среднего давления, тем самым уменьшая количество краски, которое можно наносить с помощью двухкомпонентной красочной системы.
По меньшей мере один растворитель двухкомпонентной красочной системы предпочтительно выбран из группы, состоящей из: кетонов, ацетатов, спиртов, ароматических растворителей, простых эфиров, воды, алифатических растворителей и их смесей.
Неограничивающие, но предпочтительные примеры кетонов включают ацетон и метилэтилкетон.
Неограничивающие, но предпочтительные примеры ацетатов включают 1-метокси-2-пропилацетат и этилацетат.
Неограничивающие, но предпочтительные примеры спиртов включают н-бутанол.
Неограничивающие, но предпочтительные примеры ароматических растворителей включают ксилол и этилбензол.
Неограничивающие, но предпочтительные примеры простых эфиров включают гликолевые эфиры.
Неограничивающие, но предпочтительные примеры алифатических растворителей включают гептан и пентан.
В конкретном варианте реализации изобретения по меньшей мере один растворитель выбран из группы, состоящей из 1-метокси-2-пропилацетата, ксилола, этилбензола, н-бутанола и их смесей, предпочтительно смеси 1-метокси-2-пропилацетата, ксилола и этилбензола или смеси ксилола и н-бутанола.
В конкретном варианте реализации изобретения по меньшей мере один растворитель в баллоне среднего давления и по меньшей мере один растворитель в баллоне высокого давления являются одинаковыми. Таким образом, в этом варианте реализации изобретения в обоих баллонах используется один и тот же растворитель или композиция растворителей.
В одном варианте реализации изобретения баллон среднего давления содержит по меньшей мере один растворитель в количестве от 1 до 20% масс. от содержимого баллона среднего давления, предпочтительно от 1 до 15% масс. от содержимого баллона среднего давления и более предпочтительно от 5 до 10% масс. от содержимого баллона среднего давления.
В одном варианте реализации изобретения баллон высокого давления содержит по меньшей мере один растворитель в количестве от 1 до 20% масс. от содержимого баллона высокого давления, предпочтительно от 1 до 15% масс. от содержимого баллона высокого давления, более предпочтительно от 3 до 10% масс. от содержимого баллона высокого давления, например, от 5 до 10% масс. от содержимого баллона высокого давления.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один пропеллент выбран из группы, состоящей из бутана, пропана, диметилового эфира (ДМЭ), фторуглеродного пропеллента, предпочтительно транс-1,3,3,3-тетрафторпроп-1-ена (HFO) или 1,1,1,2-тетрафторэтана (HFC), и их смесей.
В конкретном варианте реализации изобретения по меньшей мере один пропеллент представляет собой ДМЭ.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один пропеллент в баллоне среднего давления и по меньшей мере один пропеллент в баллоне высокого давления являются одинаковыми.
В одном варианте реализации изобретения баллон среднего давления содержит по меньшей мере один пропеллент в количестве от 20 до 50% масс. от содержимого баллона среднего давления, предпочтительно от 30 до 40% масс. от содержимого баллона среднего давления.
В одном варианте реализации изобретения баллон высокого давления содержит по меньшей мере один пропеллент в количестве от 30 до 70% масс. от содержимого баллона высокого давления, предпочтительно от 40 до 70% масс. от содержимого баллона высокого давления и более предпочтительно от 50 до 60% масс. от содержимого баллона высокого давления.
Инертный газ или смесь инертных газов в баллоне высокого давления являются инертными по отношению к содержимому баллонов среднего и высокого давления и предпочтительно по отношению к краске и, возможно, также к отвердителю. Соответственно, предпочтительно инертный газ или смесь инертных газов не должны вступать в реакцию, разлагать или каким-либо другим образом отрицательно взаимодействовать с краской и, возможно, также с отвердителем.
В одном варианте реализации изобретения инертный газ или смесь инертных газов выбраны из группы, состоящей из азота (N2), диоксида углерода (СО2), гелия (Не), неона (Ne), аргона (Ar) и ксенона (Хе). В конкретном варианте реализации изобретения инертный газ или смесь инертных газов представляет собой N2.
В одном варианте реализации изобретения баллон высокого давления содержит инертный газ или смесь инертных газов в количестве от 0,5 до 3% масс. от содержимого баллона высокого давления, предпочтительно от 1 до 2% масс. от содержимого баллона высокого давления.
В одном варианте реализации изобретения баллон среднего давления содержит краску в количестве от 40 до 80% масс. от содержимого баллона среднего давления, предпочтительно от 50 до 70% масс. от содержимого баллона среднего давления.
В одном варианте реализации изобретения баллон высокого давления содержит отвердитель в количестве от 20 до 50% масс. от содержимого баллона высокого давления, предпочтительно от 20 до 40% масс. от содержимого баллона высокого давления и более предпочтительно от 30 до 40% масс. от содержимого баллона высокого давления.
В одном варианте реализации изобретения краска представляет собой краску на основе полиуретана, а отвердитель представляет собой отвердитель, приспособленный для таких красок на основе полиуретана, предпочтительно отвердитель на основе изоцианата.
В конкретном варианте реализации изобретения с краской на основе полиуретана и отвердителем на основе изоцианата содержимое баллона среднего давления содержит, предпочтительно состоит из:
пропеллента в количестве 20-50% масс., предпочтительно 30-40% масс.;
краски в количестве 40-80% масс., предпочтительно 50-70% масс.; и
растворителя в количестве 1-20% масс., предпочтительно 1-15% масс., и более предпочтительно 5-10% масс.,
а содержимое баллона высокого давления содержит, предпочтительно состоит из:
пропеллента в количестве 30-70% масс., предпочтительно 40-70% масс. и более предпочтительно 50-60% масс.;
отвердителя в количестве 20-50% масс., предпочтительно 20-40% масс. и более предпочтительно 30-40% масс.;
растворителя в количестве 1-20% масс., предпочтительно 1-15% масс. и более предпочтительно 3-10% масс., например, 5-10% масс.; и
инертного газа в количестве 0,5-3% масс., предпочтительно 1-2% масс.
В конкретном варианте реализации изобретения, относящемся к вышеупомянутым типам краски и отвердителя, красочная смесь, получаемая после переноса содержимого баллона высокого давления в содержимое баллона среднего давления, содержит, предпочтительно состоит из (в % масс. от красочной смеси):
В другом варианте реализации изобретения краска представляет собой краску на эпоксидно-фенольной основе, а отвердитель представляет собой отвердитель, приспособленный для таких красок на эпоксидно-фенольной основе, предпочтительно отвердитель на основе диамина.
В конкретном варианте реализации изобретения с краской на эпоксидно-фенольной основе и отвердителем на основе диамина содержимое баллона среднего давления содержит, предпочтительно состоит из:
пропеллента в количестве 20-50% масс., предпочтительно 30-40% масс.;
краски в количестве 40-80% масс., предпочтительно 50-70% масс.; и
растворителя в количестве 1-20% масс., предпочтительно 1-15% масс., и более предпочтительно 5-10% масс.,
а содержимое баллона высокого давления содержит, предпочтительно состоит из:
пропеллента в количестве 30-70% масс., предпочтительно 40-70% масс. и более предпочтительно 50-60% масс.;
отвердителя в количестве 20-50% масс., предпочтительно 20-40% масс. и более предпочтительно 30-40% масс.;
растворителя в количестве 1-20% масс., предпочтительно 1-15% масс., и предпочтительно 3-10% масс., например, 5-10% масс.; и
инертного газа в количестве 0,5-3% масс., предпочтительно 1-2% масс.
В конкретном варианте реализации изобретения, относящемся к вышеупомянутым типам краски и отвердителя, красочная смесь, получаемая после переноса содержимого баллона высокого давления в содержимое баллона среднего давления, содержит, предпочтительно состоит из (в % масс. от красочной смеси):
В одном варианте реализации изобретения внутреннее давление баллона среднего давления составляет от 2×105 Па до 7×105 Па (от 2 до 7 бар), предпочтительно от 2×105 Па до 6×105 Па (от 2 до 6 бар) и более предпочтительно от 4×105 Па до 6×105 Па (от 4 до 6 бар). Внутреннее давление баллона высокого давления в этом варианте реализации изобретения предпочтительно составляет от 5×105 Па до 15×105 Па (от 5 до 15 бар), предпочтительно от 6×105 Па до 9×105 Па (от 6 до 9 бар), с условием, что внутреннее давление баллона высокого давления по меньшей мере на 2×105 Па (2 бара) выше, чем внутреннее давление баллона среднего давления.
В одном варианте реализации изобретения двухкомпонентная красочная система содержит, после переноса содержимого баллона высокого давления в содержимое баллона среднего давления для образования красочной смеси:
краску в количестве от 30 до 50% масс. от красочной смеси;
растворитель в количестве от 7 до 12% масс. от красочной смеси, предпочтительно от 7 до 10% масс. от красочной смеси или от 8 до 12% масс. от красочной смеси;
по меньшей мере один пропеллент в количестве от 28 до 40% масс. от красочной смеси;
по меньшей мере один растворитель в количестве от 4 до 10% масс. от красочной смеси, предпочтительно от 5 до 10% масс. от красочной смеси или от 4 до 9% масс. от красочной смеси; и
инертный газ или смесь инертных газов в количестве от 0,2 до 0,8% масс. от красочной смеси.
В одном варианте реализации изобретения баллон среднего давления содержит по меньшей мере один шарик или гранулу для смешивания. В другом варианте реализации изобретения баллон высокого давления содержит по меньшей мере один шарик или гранулу для смешивания. В дополнительном варианте реализации изобретения баллон среднего давления содержит по меньшей мере один шарик или гранулу для смешивания и баллон высокого давления содержит по меньшей мере один шарик или гранулу для смешивания.
Шарики или гранулы для смешивания могут быть выполнены из любого подходящего материала, совместимого с компонентом краски и компонентом отвердителя. Неограничивающие примеры включают: пластик, металл, например, сталь, и керамику. Подходящие диаметры шариков для смешивания включают значения от 5 до 10 мм, например, около 7,5 мм.
В частности, стальные шарики, например, 1-5 стальных шариков, например, 2-4 стальных шарика или 3 стальных шарика, могут находиться внутри баллона среднего давления для достижения хорошего перемешивания. Соответственно, 1-5 стальных шариков, например, 1-3 стальных шарика или 1 стальной шарик, находятся внутри баллона высокого давления. Прислушиваясь к звуку от стального(ых) шарика(ов) при встряхивании баллона высокого давления, получают информацию касательно того, осталось ли какое-либо количество компонента отвердителя в баллоне высокого давления после переноса содержимого баллона высокого давления в содержимое баллона среднего давления.
Таким образом, в баллоне среднего давления по меньшей мере один шарик или гранулу для смешивания предпочтительно используют для достижения хорошего перемешивания и смешивания, тогда как в баллоне высокого давления по меньшей мере один шарик или гранулу для смешивания предпочтительно используют для подтверждения переноса всего его содержимого в баллон среднего давления.
Баллон среднего давления может быть заполнен содержимым в соответствии с различными вариантами реализации изобретения. В первом варианте реализации изобретения краску предпочтительно сначала смешивают по меньшей мере с одним растворителем, чтобы развести и разбавить краску и тем самым достичь вязкости, подходящей для наполнения баллона среднего давления. Затем смесью краски и растворителя наполняют баллон среднего давления с последующим добавлением по меньшей мере одного пропеллента. Во втором варианте реализации изобретения баллон среднего давления сначала наполняют по меньшей мере одним пропеллентом, а затем смесью краски и растворителя.
Баллон высокого давления может быть заполнен содержимым в соответствии с различными вариантами реализации изобретения. В первом варианте реализации изобретения баллон высокого давления наполняют, в следующем порядке: отвердителем, по меньшей мере одним растворителем, по меньшей мере одним пропеллентом и затем, наконец, инертным газом или смесью инертных газов. Во втором варианте реализации изобретения баллон высокого давления наполняют, в следующем порядке: отвердителем, по меньшей мере одним пропеллентом, по меньшей мере одним растворителем и затем, наконец, инертным газом или смесью инертных газов. В третьем варианте реализации изобретения баллон высокого давления наполняют, в следующем порядке: по меньшей мере одним растворителем, отвердителем, по меньшей мере одним пропеллентом и затем, наконец, инертным газом или смесью инертных газов. В четвертом варианте реализации изобретения баллон высокого давления наполняют, в следующем порядке: по меньшей мере одним растворителем, по меньшей мере одним пропеллентом, отвердителем и затем, наконец, инертным газом или смесью инертных газов. В пятом варианте реализации изобретения баллон высокого давления наполняют, в следующем порядке: по меньшей мере одним пропеллентом, по меньшей мере одним растворителем, отвердителем и затем, наконец, инертным газом или смесью инертных газов. В шестом варианте реализации изобретения баллон высокого давления наполняют, в следующем порядке: по меньшей мере одним пропеллентом, отвердителем, по меньшей мере одним растворителем и затем, наконец, инертным газом или смесью инертных газов.
В дополнительных вариантах реализации изобретения сначала смешивают отвердитель и по меньшей мере один растворитель для образования смеси отвердителя и растворителя. В таком случае баллон высокого давления предпочтительно наполняют, в следующем порядке: смесью отвердителя и растворителя, по меньшей мере одним пропеллентом и, наконец, инертным газом или смесью инертных газов. В альтернативном варианте баллон высокого давления предпочтительно наполняют, в следующем порядке: по меньшей мере одним пропеллентом, смесью отвердителя и растворителя и, наконец, инертным газом или смесью инертных газов.
Другой аспект вариантов реализации изобретения относится к способу покрытия поверхности, приведенному на блок-схеме на Фиг. 11. Указанный способ начинается с этапа S1, который включает перенос содержимого баллона высокого давления двухкомпонентной красочной системы согласно вариантам реализации изобретения в содержимое баллона среднего давления двухкомпонентной красочной системы для образования красочной смеси. Указанный способ необязательно включает этап S2, который включает встряхивание красочной смеси. Следующий этап S3 включает нанесение красочной смеси на поверхность.
В одном варианте реализации изобретения этап S1 включает перенос содержимого баллона высокого давления в содержимое баллона среднего давления посредством или с помощью адаптера двухкомпонентной красочной системы.
В одном варианте реализации изобретения этап S1 включает перенос содержимого баллона высокого давления в баллон среднего давления для образования красочной смеси. В таком случае необязательный этап S2 предпочтительно включает встряхивание баллона среднего давления.
Этап S2 облегчает смешивание компонента краски и компонента отвердителя и в особенности эффективен, если баллон среднего давления содержит по меньшей мере один шарик или гранулу для смешивания, как было ранее описано в данном документе.
В одном варианте реализации изобретения этап S3 включает распыление красочной смеси в форме аэрозоля из баллона среднего давления на поверхность.
Таким образом, в этом варианте реализации изобретения аэрозоль применяют для нанесения путем распыления двухкомпонентной краски.
В одном варианте реализации изобретения этап S3 включает нанесение краски, например, в форме распыляемого аэрозоля, на: металлическую, пластиковую, керамическую, деревянную, целлюлозную или стекловолоконную поверхность. Таким образом, двухкомпонентная краска имеет исключительное преимущество для нанесения на твердые поверхности, включая: поверхности из металла или металлических сплавов, пластиковые поверхности, керамические поверхности, деревянные поверхности, поверхности из целлюлозы и на основе целлюлозы, и стекловолоконные поверхности. В общем случае двухкомпонентную краску можно наносить на любой материал поверхности, который традиционно покрывают двухкомпонентными красками.
Например, двухкомпонентную краску можно применять для защиты и восстановления небольших повреждений от коррозии, физических повреждений или граффити на машинах, лодках или зданиях. Двухкомпонентную краску также можно применять для окрашивания таких машин, лодок или зданий.
В первом случае двухкомпонентную краску можно считать красочной системой для восстановления, применяемой для проведения восстановления краской на металлических корпусах автомобилей, таких как стальные, алюминиевые, цинковые, или на пластиковых компонентах автомобилей, таких как выполненные из полипропилена (ПП), каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (СКЭП), полиуретана (ПУ), полиамида (ПА), поликарбоната (ПК).
В одном варианте реализации изобретения указанный способ включает применение баллона среднего давления, баллона высокого давления и адаптера вышеописанной двухкомпонентной красочной системы.
Дополнительный аспект вариантов реализации изобретения относится к красочному покрытию, получаемому с помощью процесса, включающего перенос содержимого баллона высокого давления двухкомпонентной красочной системы в соответствии с вариантами реализации изобретения в содержимое баллона среднего давления двухкомпонентной красочной системы для образования красочной смеси. Указанный процесс необязательно включает встряхивание красочной смеси. Указанный процесс также включает нанесение красочной смеси на поверхность для образования красочного покрытия.
Процесс в соответствии с этим аспектом можно осуществлять, как описано выше в связи с Фиг. 11, включая различные варианты реализации этапов от S1 до S3.
Красочные покрытия, получаемые в соответствии с этим процессом, имеют улучшенные характеристики по сравнению с красочными покрытиями, получаемыми с помощью двухкомпонентных красочных систем согласно известному уровню техники, что дополнительно показано в разделе примеров. Таким образом, характеристики и свойства красочных покрытий, получаемых в соответствии с настоящим процессом, отличаются от получаемых покрытий согласно известному уровню техники, в части касающейся по меньшей мере одного из: адгезивных свойств, покрывающих свойств, свойств глянцевитости и свойств матовости. Таким образом, красочные покрытия, получаемые в соответствии с настоящим процессом, отличаются от красочных покрытий согласно известному уровню техники, получаемых с помощью двухкомпонентных красочных систем.
Связанный аспект вариантов реализации изобретения относится к поверхности, предпочтительно металлической, пластиковой, керамической, деревянной, целлюлозной или выполненной на основе целлюлозы, или стекловолоконной поверхности, имеющей красочное покрытие в соответствии с вышеприведенным аспектом.
ПРИМЕРЫ
Полиуретановая краска Super Match 2K
В качестве баллона среднего давления использовали жестяную емкость с размерами 65 мм × 157 мм и клапаном без штока Lindal. Краску INTERTHANE 990 RAL7035 LIGHT GREY (светло-серый) PHD704 (International Paint Ltd.) разводили около 10% растворителем THINNER GTA713 (International Paint Ltd.). Следовательно, 115 г краски (92 мл) и 11,5 г растворителя (13 мл) дали 105 мл раствора. Рекомендация по наполнению двухкомпонентной красочной системы согласно вариантам реализации изобретения, -около 100 мл.
Емкость наполняли 65 г диметилового эфира с последующим добавлением разведенной краски с помощью системы Fill one от Fillon Technologies.
Баллон высокого давления содержит: отвердитель, растворитель, пропеллент и инертный газ. Основная идея для системы Super Match 2K состоит в том, что баллон среднего давления очень похож для каждой красочной системы или типа, тогда как баллон высокого давления с отвердителем является той частью, которая отличается для разных систем или типов.
Для полиуретановой краски 2K рекомендовано соотношение между краской и отвердителем 6:1 (объемные части). Чтобы компенсировать количество отвердителя, остающееся в баллоне высокого давления или адаптере после переноса содержимого, количество отвердителя увеличивали до 4:1.
Баллон высокого давления был выполнен в форме алюминиевой емкости с размерами 45 мм × 190 мм и клапаном типа "папа" Precision со штоком 7,62 см × 0,127 см (3×0,050''). Алюминиевую емкость наполняли 48 г диметилового эфира и 5 г THINNER GTA713 (International Paint Ltd.), а затем отвердителем INTERTHANE 990 PHA046 (International Paint Ltd) в количестве 26 г (24 мл). Чтобы сделать давление внутри баллона высокого давления больше давления внутри баллона среднего давления, добавляли азот (N2) в количестве 1,5 г, получая внутреннее давление около 8×105 Па (8 бар).
Краска Super Match 2K Ероху 740
В качестве баллона среднего давления использовали жестяную емкость с размерами 65 мм × 157 мм и клапаном без штока Lindal. Краску INTERGARD 740 BLACK (черный) ELZ999 ЕАС106 (International Paint Ltd.) разводили около 9,4% растворителем GTA220 International Thinner (International Paint Ltd.). Следовательно, 125 г краски (86 мл) и 13 г растворителя (15 мл) давали раствор 101 мл. Рекомендация по наполнению двухкомпонентной красочной системы согласно вариантам реализации изобретения, -около 100 мл.
Емкость наполняли 65 г диметилового эфира с последующим добавлением разведенной краски с помощью системы Fill one от Fillon Technologies.
Для эпоксидно-фенольной краски 2K Ероху Phenolic рекомендовано соотношение между краской и отвердителем 4:1 (объемные части). Чтобы компенсировать количество отвердителя, остающееся в баллоне высокого давления или адаптере после переноса содержимого, количество отвердителя увеличивали до 3:1.
Баллон высокого давления был выполнен в форме алюминиевой емкости с размерами 45 мм × 190 мм и клапаном типа "папа" Precision со штоком 7,62 см × 0,127 см (3×0,050''). Алюминиевую емкость наполняли 46 г диметилового эфира и 3 г GTA220 International Thinner (International Paint Ltd.), а затем отвердителем INTERGARD 740 ECA914 (International Paint Ltd) в количестве 30 г (32 мл). Чтобы сделать давление внутри баллона высокого давления больше давления внутри баллона среднего давления, добавляли азот (N2) в количестве 1,5 г, получая внутреннее давление около 8×105 Па (8 бар).
Контрольная двухкомпонентная красочная система
В качестве контрольной двухкомпонентной красочной системы использовали MIPA 2K-Prefilled Spray Lack-Spray (250 мл) от MIPA AG. Этот аэрозоль имеет универсальный отвердитель, который должен работать как в случае эпоксидной, так и полиуретановой красочных систем. Процесс наполнения краской аналогичен варианту реализации изобретения, в котором 100 мл краски наполняют емкость, используя оборудование, такое как Fillon Technologies или сходное.
Смешивание краски и отвердителя
Содержимое баллона высокого давления было перенесено в баллон среднего давления, как показано на Фиг. 1, используя адаптер, как показано на Фиг. 3. После переноса баллон среднего давления встряхивали, чтобы стимулировать смешивание ингредиентов. Баллон среднего давления содержал три стальных шарика с диаметром 7,5 мм и с плотностью 7,8 г/см3 для облегчения эффективного перемешивания и смешивания. Баллон высокого давления содержал один стальной шарик для подтверждения опорожнения баллона высокого давления.
Покрытие
Сравнивали покрытие для двухкомпонентной красочной системы согласно вариантам реализации изобретения и контрольной двухкомпонентной красочной системы от MIPA AG путем подсчета количества мазков распыляемой краской, необходимых для того, чтобы черные метки на покрываемой пластине стали невидимы. Нанесение проводили с расстояния 15-20 см, гладкими полосами при скорости 0,5 м/с, смотрите Фиг. 4. Скорость распыления составляла около 1,5-2,0 г/с.
На Фиг. 7 показаны результаты испытаний покрытия, в которых сравниваются двухкомпонентная красочная система согласно вариантам реализации изобретения, наполненная Super Match 2K Poly Urethane (PUR) или Super Match 2K Ероху 740 (Ероху), с контрольной двухкомпонентной красочной системой (MIPA), наполненной соответствующими красками на основе полиуретана или эпоксида.
Варианты реализации настоящего изобретения позволяют достичь намного лучшего и более эффективного покрытия по сравнению с контрольной двухкомпонентной красочной системой.
Адгезия
Адгезию исследовали, делая скальпелем надрезы на полностью затвердевшей краске. Было сделано всего 10 горизонтальных и 10 вертикальных надрезов с расстоянием между соседними надрезами в 1 мм для получения матрицы с 1 мм2 квадратами на площади 1 см2, смотрите Фиг. 5. Надрезы делали полностью проходящими через слой краски в жестяную подложку внизу. Затем к матрице прикрепляли клейкую ленту и срывали ее. Подсчитывая число 1 мм2 квадратов, где еще оставалась краска, получали процентное значение.
На Фиг. 10 приведены результаты испытаний адгезии. Как полиуретановая, так и эпоксидная красочная система согласно вариантам реализации изобретения демонстрировали 100% адгезию к поверхности подложки.
Матовость и глянцевитость
Матовость при отражении представляет собой оптическое явление, обычно связанное с поверхностями с высокой глянцевитостью. Она снижает качество внешнего вида.
Матовость можно описать как практически зеркальное отражение. Ее причиной является микроскопическая структура поверхности, которая немного меняет угол отраженного света, что приводит к помутнению вблизи угла отражения (глянцевитости). В лакокрасочной промышленности эта микроскопическая текстура поверхности часто возникает вследствие плохо диспергированных исходных материалов, несовместимых исходных материалов или окисления и обесцвечивания солнечным светом.
В анализе контрольной двухкомпонентной красочной системы и двухкомпонентной красочной системы согласно вариантам реализации изобретения использовали нижеприведенные формулы:
Значения глянцевитости получали, используя измеритель глянцевитости Rhopoint IQ, при этом значения глянцевитости измеряли при двух углах - 20° и 60°. Каждое значение измеряли три раза. Указанный прибор также использовали для измерений матовости.
Фиг. 9 представляет собой диаграмму, на которой приведены значения 1о§(матовость) для двухкомпонентной красочной системы согласно вариантам реализации изобретения и контрольной. Чем больше значение log(матовость), тем ниже качество окрашенной поверхности. Двухкомпонентная красочная система согласно вариантам реализации изобретения превосходит контрольную двухкомпонентную красочную систему с точки зрения характеристик матовости.
Фиг. 6 представляет собой сравнительную картину результатов, получаемых системой в соответствии с вариантами реализации изобретения (Super Match 2K) и контрольной двухкомпонентной красочной системой (MIPA 2K) для полиуретановой краски. На Фиг. 8 изображены результаты измерений глянцевитости.
Глянцевитость представляет собой измерение, пропорциональное количеству света, отражаемого от поверхности. Следует использовать правильную геометрию измерений в соответствии с конечной - промежуточной глянцевитостью образца: 60°. Двухкомпонентная красочная система согласно вариантам реализации изобретения и контрольная двухкомпонентная красочная система имеют промежуточную глянцевитость.
Испытания МЭК
Двухкомпонентную краску в соответствии с вариантом реализации изобретения сравнивали с двухкомпонентной краской в соответствии с DE 10 2013 019 085 в испытаниях МЭК для оценки износостойкости и степени отверждения двухкомпонентных красок.
В настоящем примере использовали шесть 300 мл емкостей с INTERZONE® 3507 Aluminium Part А (грунтовка, ЕАА541) и шесть 100 мл емкостей с INTERZONE® 3507 Part В (отвердитель, ЕАА546).
Наполнение отвердителем INTERZONE® 3507 Part В проводили в соответствии с описанием в DE 10 2013 019 085, т.е. без добавления какого-либо пропеллента ДМЭ или какого-либо растворителя, т.е. только 35,1 г отвердителя, для трех из шести 100 мл емкостей. Наполнение отвердителем INTERZONE® 3507 Part В проводили в соответствии с вариантами реализации изобретения, т.е. 35,1 г отвердителя, 39,0 г пропеллента ДМЭ и 3,9 г International Thinner GTA713, для оставшихся трех из шести 100 мл емкостей. Давление в этих шести емкостях повышали, используя 1,2 г N2, для получения емкостей высокого давления.
Содержимое из емкостей высокого давления переносили в емкости среднего давления (шесть 300 мл емкостей) с краской INTERZONE® 3507 Aluminium Part А, используя адаптер, как показано на Фиг. 3, в течение 45 с. После этого емкости встряхивали в течение 60 с для облегчения смешивания компонентов отвердителя и краски.
Две жестяные испытательные пластины или панели окрашивали с помощью пульверизатора 14831 - LINDAL actuator RED 320 025 FAN 030 INS.BLACK, а один бумажный испытательный лист окрашивали с помощью пульверизатора 14345 - LINDAL actuator BLACK 320 018 FAN 024 INS.YELLOW.
Испытания МЭК (ASTM D4752) проводили через 3 дня. Испытания МЭК включали натирку марлей, пропитанной метилэтилкетоном (МЭК), до появления повреждения или прорыва пленки. По существу, жестяные испытательные пластины терли пропитанной марлей возвратно-поступательными движениями вдоль прямой линии, применяя давление 0,5-1,0 кг. Эту процедуру проводили 100 раз (движений, при этом одно движение включает одно натирание вперед и одно натирание назад) или до повреждения пленки.
Краска в соответствии с DE 10 2013 019 085 выдерживала только 30 движений в испытаниях МЭК, тогда как краска в соответствии с вариантом реализации изобретения выдерживала более 100 движений, смотрите Фиг. 12 и Таблицу 1. Цвет краски согласно варианту реализации изобретения был такой же как у краски согласно DE 10 2013 019 085 при сравнении бумажных испытательных листов.
Только около 26% отвердителя переносилось из емкости высокого давления в емкость среднего давления в случае краски согласно DE 10 2013 019 085, тогда как около 95% отвердителя успешно переносилось в соответствии с вариантом реализации изобретения, смотрите Таблицу 1.
Таким образом, двухкомпонентная система согласно DE 10 2013 019 085 не подходит для двухкомпонентных красок с отвердителями с высокой вязкостью, такими как отвердитель INTERZONE® 3507 Part В. Как следствие, основная часть (74%) отвердителя остается в баллоне высокого давления после соединения баллона высокого давления с баллоном среднего давления. В соответствии с настоящим вариантом реализации изобретения почти 95% компонента отвердителя переносится в баллон среднего давления. Двухкомпонентная краска согласно известному уровню техники имеет значительно меньшие износостойкость и степень отверждения согласно оценке в испытаниях МЭК по сравнению с настоящим вариантом реализации изобретения.
Описанные выше варианты реализации изобретения следует воспринимать как несколько иллюстративных примеров настоящего изобретения. Для специалистов в данной области техники очевидно, что в отношении вариантов реализации изобретения можно осуществлять различные модификации, комбинации и изменения, не отступая от объема настоящего изобретения. В частности, различные частичные решения в разных вариантах реализации изобретения можно комбинировать в других конфигурациях там, где это технически возможно. При этом объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.
Реферат
Двухкомпонентная красочная система (1) содержит баллон среднего давления (10) с краской, по меньшей мере одним растворителем и по меньшей мере одним пропеллентом, и баллон высокого давления (20) с отвердителем, по меньшей мере одним растворителем, по меньшей мере одним пропеллентом и инертным газом или смесью инертных газов. Адаптер (30) выполнен с возможностью переноса содержимого баллона высокого давления (20) в содержимое баллона среднего давления (10). Внутреннее давление баллона высокого давления (20) по меньшей мере на 2×10Па (2 бара) выше, чем внутреннее давление баллона среднего давления (10). 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 1 табл.,12 ил.
