噴槍及噴涂方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及特別適于涂布水基涂料組合物的噴槍，并且涉及這種噴槍用于涂布水 基涂料組合物、具體地用于涂布水基清漆涂料組合物和水基表面涂層涂料組合物的用途， 并且涉及使用噴槍將水基涂料組合物層涂布到基底上的方法。
【背景技術】
[0002] 在環(huán)境立法日益迫切的背景下，近年來水基漆在各應用領域中變得越來越重要， 其中，各應用領域包括車輛涂裝領域和車輛修護涂覆領域。車輛修護涂料組合物通常使用 手動式噴槍被涂布到基底即機動車輛車身或車身部件上，并且然后被固化以形成最終的涂 料層。
[0003] 用于車輛修護涂料的雙組分異氰酸酯固化涂料組合物需要具有高物理干燥速率， 并且另一方面，漆膜不應當出現(xiàn)表面缺陷比如起泡斑痕，而是應當具有高光澤度和高外觀 水平。而且還要求積漆或流掛極限高。在雙組分水基涂料組合物中，還必須避免由于異氰酸 酯與水的反應而引起的反應泡。為了實現(xiàn)良好的物理干燥效果，研發(fā)了用于水基涂料組合 物的專門的水可稀釋性粘合劑。然而，這些專門研發(fā)的粘合劑的使用仍會致使所涂布的涂 料的起泡極限低，即，即使在膜層厚度較低約為40μπι的情況下也會產(chǎn)生瑕疵比如起泡斑痕。 而且，涂料膜中的滯留空氣通常會導致表面缺陷。
[0004] 因此，本發(fā)明的目的在于提供噴槍，特別地提供用于水基涂料組合物、特別地用于 異氰酸酯固化雙組分水基涂料組合物的手動式噴槍，并且本發(fā)明的目的在于提供涂布水基 涂料組合物的方法，該噴槍和該方法允許涂布出視覺外觀良好的漆膜，即，即使在干膜層厚 度相對較高例如為60μπι或70μπι至90μπι以上的情況下也不會出現(xiàn)諸如起泡斑痕的表面缺陷 的漆膜。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明涉及特別適于將水基涂料組合物層涂布到基底上的噴槍、具體地手動式噴 槍，所述噴槍包括噴槍本體（1)、空氣帽（2)、具有流體端頭(4)的流體噴嘴(3)、用于霧化空 氣的至少一個空氣分配通道(8)、以及用于扇式空氣的至少一個空氣分配通道(9)，
[0006] 其中，所述噴槍的特征在于：
[0007] Α)所述流體噴嘴和所述空氣帽構造成將霧化空氣流相對于涂料組合物射流以10 度至70度的角度、優(yōu)選地以15度至60度的角度、優(yōu)選地以30度至45度的角度引導到所述涂 料組合物射流中，以及
[0008] Β)所述流體噴嘴和所述空氣帽構造成提供為0.1至10、優(yōu)選為0.5至1.0、優(yōu)選為 0 · 6至0 · 9的霧化空氣壓力與扇式空氣壓力之比。
[0009] 空氣帽出口處測得的霧化空氣壓力優(yōu)選為2. Obar至4. Obar，并且空氣帽出口處測 得的扇式空氣壓力優(yōu)選為2 · Obar至4 · Obar。
[0010]本公開還涉及用于使用涂料組合物一一涂料組合物能夠是任意類型的涂料組合 物 在基底上廣生涂料層的方法。該方法包括下述步驟：
[0011] (1)通過如下方式使來自流體噴嘴與空氣帽組件一一所述流體噴嘴與空氣帽組件 包括空氣帽以及具有流體端頭端頭孔口的流體噴嘴一一的涂料組合物霧化以形成已霧化 的涂料組合物射流:通過將霧化空氣引導為均勻地以旋轉對稱的方式圍繞所述流體噴嘴的 旋轉軸線Z-Z'形成霧化空氣流并且使所述霧化空氣流全體相對于所述旋轉軸線Z-Z'以在 10度至70度范圍內的霧化空氣流角度圍繞所述流體端頭孔口形成；以及
[0012] (2)將所述已霧化的涂料組合物射流噴涂在所述基底上以形成濕涂料層。
[0013] 就本發(fā)明的噴槍的實施方式和方法的實施方式兩者而言，本文中公開的關于空氣 流角度以及霧化空氣壓力與扇式空氣壓力之比的不同值可以組合。特別地，10度至70度、15 度至60度、以及30度至45度的角度值能夠與0.1至10、0.5至1.0以及0.6至0.9的霧化空氣壓 力與扇式空氣壓力的比值組合。
[0014] 能夠使用本公開的噴槍來產(chǎn)生涂料層。
[0015] 在周圍環(huán)境溫度處于10°C至70°C的范圍內的情況下、在升高溫度處于70°C至300 °c的范圍內的情況下、或者在這兩種情況的組合的情況下，濕涂料層能夠被干燥或固化而 形成干涂料層。在一個示例中，濕涂料層能夠在10°c至70°C的范圍的溫度下被干燥或固化， 在另一示例中，濕涂料層能夠在l〇°C至60°C的范圍的溫度下被干燥或固化，在又一示例中， 濕涂料層能夠在l〇°C至50°C的范圍的溫度下被干燥或固化，在再一示例中，濕涂料層能夠 在10°C至40°C的范圍的溫度下被干燥或固化，在再一示例中，濕涂料層能夠在10°C至30°C 的范圍的溫度下被干燥或固化，在另外的示例中，濕涂料層能夠在l〇°C至20°C的范圍的溫 度下被干燥或固化。在另外的示例中，濕涂料層首先能夠在周圍環(huán)境溫度下被固化或干燥， 然后能夠在升高的溫度下被烘干。
[0016] 本發(fā)明還涉及通過噴槍、特別地通過手動式噴槍將水基涂料組合物層涂布到基底 上的方法，所述方法包括下述步驟：
[0017 ] (1)提供噴槍、特別地手動式噴槍，所述噴槍包括噴槍本體（1 )、空氣帽（2 )、具有流 體端頭(4)的流體噴嘴(3)、用于霧化空氣的至少一個空氣分配通道(8)、以及用于扇式空氣 的至少一個空氣分配通道(9)，其中，所述噴槍的特征在于：
[0018] A)所述流體噴嘴和所述空氣帽構造成將霧化空氣流相對于涂料組合物射流以10 度至70度的角度、優(yōu)選地以15度至60度的角度、優(yōu)選地以30度至45度的角度引導到所述涂 料組合物射流中，以及
[0019] B)所述流體噴嘴和所述空氣帽構造成提供為0.1至10、優(yōu)選為0.5至1.0、優(yōu)選為 0 · 6至0 · 9的霧化空氣壓力與扇式空氣壓力之比
[0020] (2)通過所述噴槍將至少一層水基涂料組合物涂布到所述基底上，其中，所述水基 涂料組合物是在霧化空氣壓力與扇式空氣壓力之比為0.1至10、優(yōu)選地為0.5至1.0、優(yōu)選地 為0.6至0.9的情況下被涂布的。
[0021 ]水基涂料組合物是在空氣帽出口處測得的霧化空氣壓力優(yōu)選地為2. Obar至 4. Obar并且空氣帽出口處測得的扇式空氣壓力優(yōu)選地為2. Obar至4. Obar的情況下被涂布 的。
【附圖說明】
[0022] 圖1示出了噴槍的代表性示例的側視圖。圖I (A)是這樣的噴槍的代表性示例:噴槍 具有固定在該噴槍的上側處的涂料杯。圖I(B)是這樣的噴槍的代表性示例：噴槍具有固定 在該噴槍的下側處的涂料杯。圖I(C)是壓送式噴槍的代表性示例。涂料組合物經(jīng)由例如通 向壓力罐、循環(huán)系統(tǒng)或栗的連接軟管而被供給至噴槍。
[0023] 圖1示出了典型的手動式噴槍的示意圖，其中，該手動式噴槍具有噴槍本體(1)、空 氣帽（2)、流體噴嘴（3)、流體端頭(4)、空氣分配通道(5a、5b)、涂料杯（11)以及進氣通道 (⑵。
[0024] 圖2(A)和圖2(B)示出了空氣帽與流體噴嘴組件的截面圖的代表性示例。圖2示出 了根據(jù)本發(fā)明的或能夠應用在本發(fā)明的方法中的流體噴嘴(3)/空氣帽（2)組件的一個實施 方式，該組件具有單獨的向空氣帽開口提供霧化空氣流的霧化空氣分配通道(8)和向空氣 帽的角形部開口提供扇式空氣流的扇式空氣分配通道(9)。
[0025] 圖3示出了處于噴涂構型的空氣帽與流體噴嘴組件的代表性示例的截面圖，其中， 噴針位于打開位置處。圖3示出了在操作中的圖2的實施方式，其具有漆射流（14)即涂料組 合物射流、霧化空氣流(8)和（13)、以及扇式空氣流（15)。應當指出的是，在圖3A和圖7A中， 空氣帽應當被理解為如在圖2A中示出的那樣密封噴嘴即坐置于噴嘴上，使得經(jīng)由孔6進入 的霧化空氣不會逸出且不會與扇式空氣混合。
[0026] 圖4(A)示出了空氣帽的截面圖的代表性示例，圖4(B)示出了空氣帽的前視立體圖 的代表性示例，圖4(C)示出了空氣帽與流體噴嘴組件的截面圖的代表性示例，圖4(D)和圖4 (E)示出了空氣帽的適合構型的示例。圖4示出了具有角形部（10)和扇式空氣通道(9)以及 霧化空氣通道(8)的空氣帽（2)的一個實施方式。在本發(fā)明的特定實施方式中，使用了成角 度的漆射流、即成45度的涂料組合物射流/霧化空氣流。
[0027] 圖5(A)示出了流體噴嘴的側視圖的代表性示例，圖5(B)示出了流體噴嘴的截面圖 的代表性示例，圖5(C)示出了流體噴嘴的立體圖的代表性示例。
[0028] 圖5示出了成45度的流體噴嘴(3)的一個實施方式，該流體噴嘴(3)具有流體端頭 孔口（4)和霧化空氣孔(6)。
[0029] 圖6(A)至圖6(C)示出了處于非噴涂構型的流體噴嘴的示例的代表性截面圖，其 中，噴針位于封閉位置處，圖6(D)示出了具有端頭邊緣的流體噴嘴的示例。圖6示出了具有 用于霧化空氣的孔(6)和針(7)的流體噴嘴(3)的一個實施方式。在本發(fā)明的另一特定實施 方式中，使用了成45度角的漆射流/霧化空氣流。
[0030] 圖7示出了涂料組合物射流、霧化空氣流和扇式空氣流的方向的示意圖的代表性 示例，其中，圖7(A)是空氣帽與流體噴嘴組件的截面圖，圖7(B)是孔口和空氣帽噴口的詳細 視圖，圖7(C)是旋轉對稱性以及霧化空氣流（8)與旋轉軸線Z-Z'之間的霧化空氣流角度 (41)的示意圖。圖7示出了呈45度進入到涂料組合物射流(14)中的霧化空氣流(8)的方向的 示意圖以及呈30度進入到涂料組合物射流(14)中的霧化空氣流的方向的示意圖。
[0031 ] 圖8A至圖8C示出了測量數(shù)據(jù)。
【具體實施方式】
[0032]在閱讀以下詳細的描述之后，本領域普通技術人員將會更容易地理解本發(fā)明的特 征和優(yōu)點。應當理解的是，為清楚起見，可以在單個實施方式中以組合的方式提供在上下文 中描述的單獨的實施方式中的本發(fā)明的一些特征。相反，為簡潔起見，也可以單獨地提供或 者以任何子組合的方式提供在上下文中描述的單個實施方式中的本發(fā)明的各種特征。另 外，單數(shù)形式的指代也可以包括復數(shù)(例如，"一"和"一個"可以表示一個，或者一個或更多 個），除非上下文另有明確闡述。
[0033] 水基涂料組合物是涂料組合物，其中，在制備和/或涂布該涂料組合物時，水被用 作溶劑或稀釋劑。通常，基于涂料組合物的總量，水性涂料組合物含有按重量計占20%至 80%、可選地按重量計高達15 %的水，優(yōu)選地，基于涂料組合物的總量，水性涂料組合物含 有按重量計低于10 %的有機溶劑。
[0034] 本發(fā)明的噴槍或能夠適于本發(fā)明的方法的噴槍特別地適于為手動式(或手持式） 噴槍。手動式噴槍是人手動使用的噴槍，即，人使用噴槍手動地噴涂涂料組合物。手動式噴 槍不是用在噴涂機器人或者噴涂機或機器人中或用作噴涂機器人或者噴涂機或機器人、或 者由噴涂機或噴涂機器人操控的噴涂裝置。在車輛修護工作中、特別是在修護車身修理廠 中進行的車輛維修涂覆工作中，手動式噴槍通常用于涂布涂料組合物。然而，本發(fā)明的噴槍 還能夠用在噴涂機器人或噴涂機中，或者能夠由噴涂機器人或噴涂機操控。
[0035] 霧化空氣(AA)定義為將來自流體噴嘴的流體端頭的液體漆射流--下文中將與 涂料組合物射流同義地使用一一破碎成小微滴的空氣流或空氣量。扇式空氣(FA)定義為將 已霧化的漆射流壓迫成期望的漆射流形式一一諸如球形形式、優(yōu)選橢圓錐體一一的空氣流 或空氣量。
[0036]本發(fā)明的噴槍或能夠用于本發(fā)明的方法的噴槍能夠通過在空氣帽出口處測得的 高空氣量和高空氣