專利名稱：快速固化帶有水的涂料涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在底層上形成帶有水(water-borne)的涂料涂層。
本發(fā)明特別(但決不是限制性的)涉及一種在底層上形成金屬帶形式的帶有水的涂料的薄的裝飾性和/或保護(hù)性的涂層。
背景技術(shù)：
術(shù)語“帶有水的涂料”在這里理解成指的是這樣一種涂料，該涂料包括(i)用作分散劑或載液的水；(ii)在水中分散和/或溶解的聚合材料(熱固性的和熱塑性的)，例如聚合薄膜形成材料；(iii)在水中分散的一種或多種顏料和/或聚合材料；以及(iv)任選的添加劑，例如，潤(rùn)濕、分散和抗菌的藥劑。
這里使用的術(shù)語“薄的”理解成指的是最大為60微米的涂層厚度。
一般地，本發(fā)明適用于噴涂的金屬(包括鋼、鋁和其它有色金屬和合金)帶的生產(chǎn)，特別是噴涂的金屬鍍層鋼帶，這些金屬帶在建造骨架填充板材以及其它用于建筑業(yè)的鋼產(chǎn)品、工具盒、車身和許多其它金屬板料產(chǎn)品的生產(chǎn)中用作原材料。
裝飾性和保護(hù)性的涂料涂層通常通過借助液體涂料敷料器(例如，輥涂機(jī)或幕涂機(jī))用基于溶劑的和水基的涂料組分涂敷帶而施加到金屬鍍層鋼帶，例如鍍鋅或ZINCALUME(注冊(cè)商標(biāo))鍍層的帶卷。一般地，涂料包括在溶劑或水中分散和/或溶解的聚合薄膜形成材料、顏料和惰性填料。涂敷后的帶從液體涂料敷料器站傳送到烘箱(例如，熱空氣對(duì)流烘箱、感應(yīng)烘箱或紅外線烘箱)，并且?guī)艿郊訜嵋怨袒苛稀Ｒ话愕?，烘箱將涂敷的帶加熱到固化溫度，并將涂敷的帶保持在該溫度一預(yù)定時(shí)間。
重要的是，烘箱能夠快速加熱涂敷的帶，使固化過程不限制噴涂流水線的生產(chǎn)速度。
同樣重要的是，不需要允許更長(zhǎng)時(shí)間范圍的固化而減緩生產(chǎn)速度的大烘箱(并且因此昂貴)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，帶有水的涂料的固有局限是，這些涂料不能應(yīng)用在薄膜厚度的外涂層并快速固化，例如在烘箱中停留時(shí)間小于20秒，優(yōu)選地小于15秒，而不產(chǎn)生質(zhì)量問題。具體地，這種涂料的快速固化導(dǎo)致了得到的涂層中氣泡形式的表面缺陷，這些表面缺陷是在固化過程期間由水在涂料中沸騰引起的。這些缺陷一般稱為“水氣孔(water boil)或溶劑氣孔(solvent boil)”，在下文中稱為“溶劑氣孔”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種固化帶有水的涂料的方法，這使帶有水的涂料能夠快速固化。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種固化帶有水的涂料的方法，該涂料作為液體施加到底層上并在該底層上形成涂料涂層，該方法包括如下步驟(a)將鍍覆的底層加熱到一溫度并將其保持在該溫度，所述溫度低于涂料中水的沸點(diǎn)，并使涂料中一定量的水氣化，使得在隨后的固化步驟后在所述底層上基本不存在涂料涂層的溶劑氣孔(如這里描述的)；和(b)在隨后的固化步驟中將所述底層加熱到比步驟(a)中的氣化溫度高的溫度并固化所述涂料。
申請(qǐng)人驚奇地發(fā)現(xiàn)上述2階段固化方法可生產(chǎn)底層(例如，金屬鍍覆鋼帶)，該底層在極短的時(shí)間內(nèi)具有最少溶劑氣孔的涂料涂層，在沒有對(duì)生產(chǎn)速率有不利影響以及合理的資本成本的條件下，該方法是對(duì)就申請(qǐng)人已知的現(xiàn)存噴涂流水線的可變選擇。該2階段固化方法也是作為部分噴涂流水線對(duì)不包括噴涂流水線的金屬鍍覆線的可變選擇，這是本發(fā)明重要的應(yīng)用。特別地，該2階段固化方法無需用于設(shè)備的大量空間，這是對(duì)現(xiàn)有噴涂流水線和金屬鍍覆線改進(jìn)的重要考慮。
這里使用的術(shù)語“固化”理解成涂料中熱固性聚合材料和干熱塑性聚合材料的交叉結(jié)合。
術(shù)語“涂料中水的沸點(diǎn)”這里理解成指的是涂料中液體的最低沸點(diǎn)。由于涂料中少量溶劑使沸點(diǎn)降低，因此“沸點(diǎn)”更像是溶劑/水共沸混合物的沸點(diǎn)，而不是純水的沸點(diǎn)。
一般來說，本發(fā)明的方法通過在2階段并優(yōu)選地在2階段之間的溫度保持區(qū)快速加熱(例如，用感應(yīng)或紅外線加熱)涂層，而在無顯著溶劑氣孔的條件下可實(shí)現(xiàn)帶有水的涂層的極快速固化。
溫度保持區(qū)的目的是使氣化和沸騰的過程易于分離，溫度保持區(qū)應(yīng)該是保持在稍稍低于水的沸點(diǎn)(即，在1個(gè)大氣壓下通常(mostly)＜100℃)。通過將薄且濕的帶有水的薄膜保持在稍低于水的沸點(diǎn)，大部分水的釋放是快速的，但受到僅在該保持部分中的氣化過程的控制。以該方式，大多數(shù)的水釋放掉，在保持區(qū)結(jié)束時(shí)，涂層可經(jīng)過水的沸點(diǎn)快速斜線上升到期望的峰值固化溫度。
優(yōu)選地，步驟(a)包括使所述涂料中的大量水氣化。
術(shù)語“大量水”這里理解成涂料中的至少50％的重量的水。
優(yōu)選地，步驟(a)包括使所述涂料中的至少60％的重量的水氣化。
優(yōu)選地，步驟(a)包括將所述溫度保持在所述氣化溫度小于5秒。
優(yōu)選地，步驟(a)包括將所述溫度保持在所述氣化溫度1-5秒。
優(yōu)選地，所述氣化溫度盡可能接近所述涂料中的水的沸點(diǎn)(如這里定義的)。
一般地，所述氣化溫度選擇成比所述涂料中的水的沸點(diǎn)至少低5℃-由于流水線操作原因，為避免涂料中水沸騰。
更一般地，所述氣化溫度低于所述涂料中的水的沸點(diǎn)5和10℃之間。
優(yōu)選地，步驟(a)包括將所述鍍覆的底層從較低的初始溫度加熱到所述氣化溫度。
優(yōu)選地，步驟(a)包括在小于2秒內(nèi)將溫度從初始溫度斜線升高至氣化溫度。
更優(yōu)選地，步驟(a)包括在0.5-1.5秒內(nèi)將溫度從初始溫度斜線升高至氣化溫度。
優(yōu)選地，步驟(a)包括供給運(yùn)動(dòng)熱空氣，以易于所述涂料中水的氣化。
優(yōu)選地，步驟(b)包括在小于6秒內(nèi)將所述底層加熱至較高溫度。
優(yōu)選地，步驟(b)包括在小于4秒內(nèi)將所述底層加熱至較高溫度。
特別優(yōu)選地，步驟(b)包括在小于2秒內(nèi)將所述底層加熱至較高溫度。
優(yōu)選地，步驟(b)包括將所述底層從所述氣化溫度加熱至180-260℃的峰值金屬溫度。
優(yōu)選地，步驟(b)包括將所述底層從所述氣化溫度加熱至190-260℃的峰值金屬溫度。
特別優(yōu)選地，步驟(b)包括將所述底層從所述氣化溫度加熱至210-260℃的峰值金屬溫度。
優(yōu)選地，所述涂料應(yīng)包括盡可能高的固體裝填。
優(yōu)選地，所述涂料包括體積為25-50％的固體(聚合材料和顏料)以及平衡液體、占多數(shù)的水。
優(yōu)選地，所述方法包括在氣化階段(a)和固化階段(b)中加熱所述底層小于10秒。
更優(yōu)選地，所述方法包括在階段(a)和(b)中加熱所述底層小于8秒。
更優(yōu)選地，所述方法包括在階段(a)和(b)中加熱所述底層小于6秒。
優(yōu)選地，所述方法包括使所述鍍覆的底層連續(xù)通過一氣化烘箱，并在所述氣化烘箱中執(zhí)行氣化階段(a)，隨后使所述鍍覆的底層通過一分離的固化烘箱并在所述固化烘箱中固化所述涂料。
更優(yōu)選地，所述方法包括在所述氣化烘箱中將所述鍍覆的底層加熱至所述氣化溫度，并使氣化過程在所述鍍覆的底層從所述氣化烘箱傳送到所述固化烘箱期間延續(xù)。
優(yōu)選地，所述烘箱之間的間距以及所述底層在所述烘箱之間的運(yùn)動(dòng)速率選擇成，使得在所述氣化溫度下有足夠的時(shí)間實(shí)現(xiàn)所需的氣化量。
優(yōu)選地，所述底層是鋼帶，所述鋼帶在所述鋼帶上具有鋅或鋅/鋁合金的鍍層。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種在底層上形成涂料涂層的方法，所述方法包括如下步驟(a)將帶有水的涂料作為液體施加到一底層上而在該底層上形成一涂料涂層；和(b)根據(jù)上述的方法固化所述涂料，而在所述底層上產(chǎn)生一干涂料涂層。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種在底層上形成一涂料涂層的方法，所述方法包括如下步驟(a)在所述底層上形成一金屬涂層；(b)將帶有水的涂料作為液體施加到金屬鍍覆的底層上而在該底層上形成一涂料涂層；和(c)根據(jù)上述的方法固化所述涂料，而在所述底層上產(chǎn)生一干涂料涂層。
優(yōu)選地，所述干涂料涂層厚度為小于25微米。
較優(yōu)選地，所述干涂料涂層厚度為小于20微米。
較優(yōu)選地，所述干涂料涂層厚度為小于15微米。
特別優(yōu)選地，所述干涂料涂層厚度為小于12微米。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種適于在建筑骨架填充板材和其它用于建筑業(yè)的鋼金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)中用作原材料的金屬(包括鋼、鋁和其它有色金屬和合金)帶，所述金屬帶具有用上述方法固化的帶有水的涂料的涂料涂層。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于在金屬鍍覆帶上形成預(yù)定干涂料涂層厚度的涂料涂層的噴涂流水線，所述噴涂流水線包括(a)用于將帶有水的涂料作為液體施加到底層上以及在金屬鍍覆帶上形成涂料涂層的裝置；和(b)用于根據(jù)上述方法固化所述涂料并在金屬鍍覆帶上產(chǎn)生干涂料涂層的裝置。


參照附圖，通過示例的形式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，附圖中圖1是示出在鋼帶上形成金屬鍍層并而后形成帶有水的涂料涂層的生產(chǎn)線的流程圖；和圖2是根據(jù)本發(fā)明的固化噴涂金屬鍍層帶的2階段方法的優(yōu)選實(shí)施例的溫度/時(shí)間曲線。
具體實(shí)施例方式
下面參照?qǐng)D1，結(jié)合作為噴涂流水線的一部分的本發(fā)明的重要應(yīng)用描述本發(fā)明，噴涂流水線用于在金屬鍍層鋼帶上形成一預(yù)定干涂料涂層厚度的涂料涂層。雖然這是本發(fā)明的重要應(yīng)用，但要指出這不是唯一的應(yīng)用。
參照?qǐng)D1，鋼帶從卷取機(jī)3上開卷并連續(xù)供給通過金屬鍍覆部分5、涂料敷料器部分7和固化部分9，以生產(chǎn)噴涂的金屬鍍層的鋼帶。
金屬鍍覆部分5可以是任何合適的構(gòu)造，以在鋼帶的暴露表面上形成鋅或鋅/鋁合金的鍍層。
作為示例，鋼帶可用熱浸鍍方法鍍覆，該方法包括使帶通過一個(gè)或多個(gè)熱處理爐，而后進(jìn)入并通過容納在鍍覆罐中的熔融鍍覆金屬的電解槽(bath)。在該電解槽內(nèi)，帶在一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)輥周圍通過并向上從電解槽中取出。離開鍍槽后，帶通過鍍層厚度站(例如，氣體切割刀或氣體擦拭站)，在該鍍層厚度站，其鍍覆表面受到用于控制鍍層厚度的擦拭氣體的噴射。
涂料敷料器部分7可以是任何合適的構(gòu)造，用于將液體形式的帶有水的涂料施加到鋼帶的至少一個(gè)表面上。
作為示例，涂料敷料器7可包括一個(gè)或多個(gè)液體涂料敷料器(例如，輥涂機(jī)或幕涂機(jī))，這些液體涂料敷料器可在帶上形成均勻的預(yù)先選定厚度的濕涂料涂層。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，固化部分9包括兩個(gè)隔開的感應(yīng)烘箱11、13，該兩感應(yīng)烘箱11、13能夠根據(jù)圖2中所示的溫度/時(shí)間曲線加熱由涂料敷料器7噴涂的金屬鍍層鋼帶，以生產(chǎn)具有預(yù)先選定厚度的干涂料涂層。
圖2的曲線適用于最大為(包括)12微米的干涂料涂層厚度。
具體地，這樣噴涂的金屬鍍層帶在上游烘箱11中加熱0.6秒的時(shí)間，從初始溫度T1到氣化溫度T2，該氣化溫度T2比涂料中的水的沸點(diǎn)至少低5℃。離開氣化烘箱11的帶在3.23秒后傳送到下游烘箱13，在此期間基本保持在氣化溫度T2。在下游固化烘箱中帶被加熱到210℃的峰值金屬溫度T3，并保持在該溫度，以使涂料中的熱固性聚合材料固化。帶在固化烘箱中的停留時(shí)間為2.13秒。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，在氣化烘箱11中的加熱期間以及隨后在烘箱11、13之間的“保持”期間，存在來自涂料的足夠的水蒸汽，從而至少基本避免在固化烘箱13中的涂料涂層的溶劑氣孔。
在所有過程下，上述的溫度/時(shí)間曲線使得在極短的總加熱時(shí)間內(nèi)能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的噴涂金屬鍍層鋼帶。
參照下面的示例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究以模擬對(duì)使溶劑氣孔最少化具有影響力的變量的影響。
使用電阻加熱器進(jìn)行這些研究，以在板狀金屬面板上模擬帶有水的涂層的快速固化。尺寸為300mm×125mm×0.42mm并鍍覆有AZ150級(jí)的ZINCALUME金屬涂層的基于鋼的測(cè)試面板被噴涂，并通過不同的溫度-時(shí)間循環(huán)被固化，在每個(gè)面板上使用焊接的熱電偶來控制并監(jiān)測(cè)所測(cè)試的固化循環(huán)。
使用最初為在風(fēng)化試驗(yàn)后評(píng)定涂料中氣泡而設(shè)計(jì)的體系來檢查固化薄膜所出現(xiàn)的任何溶劑氣孔，該體系在澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)AS1580.481.1.9(1991)中。該標(biāo)準(zhǔn)在附錄1中的每個(gè)表中評(píng)定了氣泡的密度和尺寸。該表格還包含等同的、但不相同的評(píng)定系統(tǒng)作為交叉參考，該體系在ASTM D714-87中。在這些評(píng)定表格中，0或1-S1的AS評(píng)定的涂層被視為實(shí)際上或事實(shí)上無溶劑氣孔，而任何其它評(píng)定的涂層則視為具有不同程度的溶劑氣孔。
由于可影響確定溶劑氣孔/無溶劑氣孔區(qū)域的變量數(shù)量，這里給出的示例是分組的，在這些組中一些有影響的變量被固定，如下面部分中所述的。
A組示例這些示例由10±1和12±1微米干薄膜厚度(dft)涂層產(chǎn)生；所測(cè)試的變量是保持溫度的時(shí)間和其它影響因素；沒有任何熱空氣幫助。具體參見附錄2(部分A和B)。
附錄2中，以下面的影響因素作為示例保持時(shí)間的影響(越長(zhǎng)則對(duì)于防止溶劑氣孔越好)對(duì)于12微米干薄膜厚度(dft)的涂料B，從3.0s保持時(shí)間的面板12和13以及3.5s保持時(shí)間的面板16，到2.5s保持時(shí)間的面板10，從無溶劑氣孔到氣孔的轉(zhuǎn)變。
固體量的影響(越高對(duì)于防止溶劑氣孔越好)在面板5的條件下，較低的固體量涂料C出現(xiàn)了溶劑氣孔，而在同樣的條件下，另兩個(gè)較高固體量的涂料A和B未顯示出溶劑氣孔，即，對(duì)于面板3和4未顯出溶劑氣孔。以相似地方式，帶有涂料C的面板17顯示出溶劑氣孔，而對(duì)于帶有涂料B的面板16的未顯示出溶劑氣孔。
保持溫度的時(shí)間的影響(越長(zhǎng)則稍有利于防止溶劑氣孔)比較均涂有涂料A的面板9與面板6，越長(zhǎng)的保持溫度的時(shí)間顯示出較小的有利效果。
薄膜厚度影響(更低的厚度對(duì)于防止溶劑氣孔越好)比較面板17和18，使用帶有相同固化循環(huán)的涂料C，約1微米的較低干薄膜厚度的面板18未顯示出溶劑氣孔，而面板17顯示出溶劑氣孔。
比較直斜線溫度-時(shí)間曲線對(duì)于等同的涂料和干薄膜厚度的面板19和20，使用6s的直斜線上升到210℃出現(xiàn)了顯著的溶劑氣孔，而使用6s的階梯固化曲線的面板16和18未顯示出溶劑氣孔。
B組示例這些示例產(chǎn)生于8-12微米干薄膜厚度的薄膜，研究不同的運(yùn)動(dòng)熱空氣參數(shù)對(duì)于帶的影響以及一些其它影響。在這組結(jié)果中，進(jìn)行涂層的直斜線固化，使得通過對(duì)噴涂的帶施加運(yùn)動(dòng)熱空氣，可說明對(duì)已知的顯著溶劑氣孔缺陷區(qū)域的改進(jìn)。具體參見附錄3(部分A和B)。
附錄3中，以下面的影響因素作為示例運(yùn)動(dòng)熱空氣對(duì)噴涂的帶的影響(熱空氣幫助減小了產(chǎn)生溶劑氣孔的傾向)對(duì)于該表格中的每個(gè)測(cè)試面板，當(dāng)運(yùn)動(dòng)熱空氣施加到固化的涂層時(shí)，相對(duì)于沒有運(yùn)動(dòng)熱空氣幫助的控制條件下，涂層的溶劑氣孔的嚴(yán)重程度降低。例如，面板4-7得到了3-S1到4-S2的溶劑氣孔評(píng)定，大大低于對(duì)于同一干薄膜厚度的面板3的控制的5-S2。
通過所檢查的熱空氣溫度和速度的范圍，并沒有了解熱空氣速度對(duì)熱空氣溫度的相對(duì)重要性。
薄膜厚度的影響(薄膜厚度越低對(duì)于防止/減少溶劑氣孔越好)在多數(shù)情況下，較低的薄膜厚度涂層顯示出顯著降低的溶劑氣孔率，例如，面板18對(duì)19，以及面板22對(duì)23。
C組示例這些示例以固定固化循環(huán)時(shí)間產(chǎn)生12±1μm干薄膜厚度的涂層；并且所測(cè)試的變量是不同的保持溫度和不同的峰值固化溫度(因此從保持溫度到峰值固化溫度的斜率)；沒有熱空氣幫助。具體參見附錄4。
附錄4中，以下面的影響因素作為示例保持溫度的影響(保持溫度越高，但低于100℃，溶劑氣孔的最少化/防止程度越好)可以看出，保持溫度在80℃時(shí)，即使是在較低的斜率下溶劑氣孔亦開始增多，而在90℃或95℃時(shí)消失，除了斜率低于100℃/s(96.7℃/s)以外。斜率的影響(經(jīng)過水沸點(diǎn)的轉(zhuǎn)變?cè)铰?，溶劑氣孔的最少?防止越好)如果所有的其它固化條件因素都保持恒定，則存在一臨界斜率，超過該斜率，溶劑氣孔開始產(chǎn)生。對(duì)于用在該表格中的這組固化條件以及95℃的保持溫度，該臨界值介于83.3和96.7℃之間的某一值。
D組示例這些示例以固定固化循環(huán)時(shí)間產(chǎn)生15±1μm干薄膜厚度的薄膜；并且所測(cè)試的變量是不同的保持溫度和不同的峰值固化溫度(因此從保持溫度到峰值固化溫度的斜率)；沒有熱空氣幫助。具體參見附錄5。
附錄5以下面的影響因素作為示例，與D組示例的影響因素極相似，僅是用于更厚的薄膜保持溫度的影響(保持溫度越高，但低于100℃，溶劑氣孔的最少化/防止越好)可以看出，保持溫度在75或80℃，即使是在較低的斜率下溶劑氣孔亦開始增多，而90℃或95℃時(shí)在觀察到溶劑氣孔之前，需要更高的斜率。
斜率的影響(經(jīng)過水沸點(diǎn)的轉(zhuǎn)變?cè)铰?，溶劑氣孔的最少?防止程度越好)如果所有的其它固化條件因素都保持恒定，則存在一臨界斜率，超過該斜率，溶劑氣孔開始產(chǎn)生。對(duì)于用在該表格中的這組固化條件以及95℃的保持溫度，該臨界值介于56.7和70℃/s之間的某一值-這與上面C組的示例討論中給出的12微米薄膜的同一示例相比，是顯著降低的臨界率。
在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可對(duì)上述的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例做各種修改。
附錄1-溶劑氣孔等級(jí)的評(píng)定系統(tǒng)注(1)使用的該評(píng)定系統(tǒng)源于下面用于評(píng)定風(fēng)化涂料薄膜的涂料氣孔尺寸和密度的標(biāo)準(zhǔn)·AS1580.481.1.9(1991)-“涂層-受到風(fēng)化-氣孔的等級(jí)”。源于該標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)定系統(tǒng)是用在結(jié)果表格中的系統(tǒng)·ASTM D714-87(再次核準(zhǔn)1994)-“涂料氣孔的評(píng)定等級(jí)”。該評(píng)定系統(tǒng)在下面的表格中給出，為更熟悉ASTM評(píng)定的人作交叉參考表1涂料薄膜氣孔密度的評(píng)定

表2涂料薄膜氣孔尺寸的評(píng)定

附錄2-A組示例保持溫度下不同時(shí)間的影響(主要)&其它影響部分A-測(cè)試條件總結(jié)表注(1)用于薄膜制備的固定或變化的條件

(2)這里使用的三種涂料為涂料A＝42.5％的固體量的灰色涂料B＝42.5％的固體量的灰色涂料C＝35％的固體量的灰色(3)結(jié)果表格中的溶劑氣孔評(píng)定使用附錄1的等級(jí)附錄2-A組示例保持溫度下不同時(shí)間的影響(主要)&其它影響部分B-結(jié)果
表注(1)涂料干薄膜厚度為10±1微米或12±1微米。然而當(dāng)需要更高的準(zhǔn)確度時(shí)，可獲得在該表中記錄的更準(zhǔn)確結(jié)果的更多數(shù)據(jù)點(diǎn)(2)認(rèn)為不合格的溶劑氣孔評(píng)定在表中用灰色陰影表示，即
附錄3-B組示例帶上方不同運(yùn)動(dòng)熱空氣參數(shù)的影響(主要)和其它影響部分A-測(cè)試條件總結(jié)表注(1)用于薄膜制備的固定或變化的條件

(2)這里使用的一種涂料是涂料B＝42.5％的固體量的灰色(3)結(jié)果表格中的溶劑氣孔評(píng)定使用附錄1的等級(jí)附錄3-B組示例帶上方不同運(yùn)動(dòng)熱空氣參數(shù)的影響(主要)和其它影響部分B-結(jié)果
表注(1)涂料干薄膜厚度為8±1微米，10±1微米或12±1微米。然而當(dāng)需要更高的準(zhǔn)確度時(shí)，可獲得在該表中記錄的更準(zhǔn)確結(jié)果的更多數(shù)據(jù)點(diǎn)(2)認(rèn)為不合格的溶劑氣孔評(píng)定在表中用灰色陰影表示，即 (3)NA＝用作比較基準(zhǔn)的控制面板，該控制面板固化時(shí)，沒有運(yùn)動(dòng)熱空氣在濕涂層正上方。
附錄4-C組示例不同保持溫度&峰值固化溫度/最終斜率的變化的影響注(1)該頁反映了施加以獲得12±1微米干薄膜厚度的下面三種涂料的薄膜的薄膜氣孔結(jié)果·涂料D＝41％的固體量的灰色，主要用在結(jié)果表格中，并標(biāo)記成(D)·涂料E＝43％的固體量的淺藍(lán)色，并在表格標(biāo)記成(E)·涂料F＝50％的固體量的淺藍(lán)色，并在表格中標(biāo)記成(F)(2)使用的一般烘烤周期是0-0.6s，25攝氏度-初始保持溫度0.6-3.6s，初始保持溫度-輕微空氣冷卻保持溫度3.6-5.10s輕微空氣冷卻保持溫度-峰值金屬溫度(攝氏度)2s空氣冷卻10s通風(fēng)冷卻獲得的實(shí)際保持溫度和峰值金屬溫度在表中給出(3)在結(jié)果表格中溶劑氣孔評(píng)定使用附錄1的等級(jí)(4)認(rèn)為不合格的溶劑氣孔評(píng)定在表中用灰色陰影表示，即

下面的表與上面的表相同，只是代替溶劑氣孔評(píng)定，以攝氏度/秒示出最終循環(huán)階段中的斜率，以便瀏覽

附錄5-D組示例不同保持溫度&峰值固化溫度/最終斜率的變化的影響注(1)該頁反映了施加以獲得15±1微米dft的下面三種涂料的薄膜的薄膜氣孔結(jié)果·涂料D＝41％的固體量的灰色，主要用在結(jié)果表格中，并標(biāo)記成(D)·涂料E＝43％的固體量的淺藍(lán)色，并在表格標(biāo)記成(E)·涂料F＝50％的固體量的淺藍(lán)色，并在表格中標(biāo)記成(F)(2)使用的一般烘烤周期是0-0.6s，25攝氏度-初始保持溫度0.6-3.6s，初始保持溫度-輕微空氣冷卻保持溫度3.6-5.10s輕微空氣冷卻保持溫度-峰值金屬溫度(攝氏度)2s空氣冷卻10s通風(fēng)冷卻獲得的實(shí)際保持溫度和峰值金屬溫度(PMT)在表中給出(3)在結(jié)果表格中溶劑氣孔評(píng)定使用附錄1的等級(jí)(4)認(rèn)為不合格的溶劑氣孔評(píng)定在表中用灰色陰影表示，即

下面的表與上面的表相同，但是示出了溶劑氣孔評(píng)定，以攝氏度/秒示出最終固化循環(huán)階段中的斜率，以便瀏覽

權(quán)利要求
1.一種固化帶有水的涂料的方法，所述涂料作為液體施加到一底層上而在該底層上形成一涂料涂層，所述方法包括如下步驟(a)將所述鍍覆的底層加熱到一溫度并將其保持在該溫度，所述溫度低于涂料中水的沸點(diǎn)，并使涂料中一定量的水氣化，使得在隨后的固化步驟后在所述底層上基本不存在涂料涂層的溶劑氣孔(如這里描述的)；和(b)在隨后的固化步驟中將所述底層加熱到比步驟(a)中的氣化溫度高的溫度并固化所述涂料。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中步驟(a)包括使所述涂料中的大量水氣化。
3.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中步驟(a)包括使所述涂料中的至少50％的重量的水氣化。
4.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中步驟(a)包括使所述涂料中的至少60％的重量的水氣化。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)包括將所述溫度保持在所述氣化溫度小于5秒。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)包括將所述溫度保持在所述氣化溫度1-5秒。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)的所述氣化溫度盡可能接近所述涂料中的水的沸點(diǎn)。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)的所述氣化溫度選擇成比所述涂料中的水的沸點(diǎn)至少低5℃。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)的所述氣化溫度選擇成比所述涂料中的水的沸點(diǎn)低5和10℃之間。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)包括將所述鍍覆的底層從較低的初始溫度加熱到所述氣化溫度。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)包括在小于2秒內(nèi)將溫度從初始溫度斜線升高至氣化溫度。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)包括在0.5-1.5秒內(nèi)將溫度從初始溫度斜線升高至氣化溫度。
13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(a)包括供給運(yùn)動(dòng)熱空氣，以易于所述涂料中水的氣化。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(b)包括在小于6秒內(nèi)將所述底層加熱至較高溫度。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(b)包括在小于4秒內(nèi)將所述底層加熱至較高溫度。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(b)包括在小于2秒內(nèi)將所述底層加熱至較高溫度。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(b)包括將所述底層從所述氣化溫度加熱至180-260℃的峰值金屬溫度。
18.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(b)包括將所述底層從所述氣化溫度加熱至190-260℃的峰值金屬溫度。
19.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述涂料包括體積為25-50％的固體(聚合材料和顏料)以及平衡液體、占多數(shù)的水。
20.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其包括在氣化階段(a)和固化階段(b)中加熱所述底層小于10秒。
21.如權(quán)利要求20中所述的方法，其包括在階段(a)和(b)中加熱所述底層小于8秒。
22.如權(quán)利要求20中所述的方法，其包括在階段(a)和(b)中加熱所述底層小于6秒。
23.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其包括使所述鍍覆的底層連續(xù)通過一氣化烘箱，并在所述氣化烘箱中執(zhí)行氣化階段(a)，隨后使所述鍍覆的底層通過一分離的固化烘箱并在所述固化烘箱中固化所述涂料。
24.如權(quán)利要求20中所述的方法，其包括在所述氣化烘箱中將所述鍍覆的底層加熱至所述氣化溫度，并使氣化過程在所述鍍覆的底層從所述氣化烘箱傳送到所述固化烘箱期間延續(xù)。
25.如權(quán)利要求20中所述的方法，其中，所述烘箱之間的間距以及所述底層在所述烘箱之間的運(yùn)動(dòng)速率選擇成，使得在所述氣化溫度下有足夠的時(shí)間實(shí)現(xiàn)所需的氣化量。
26.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述底層是鋼帶，所述鋼帶在所述鋼帶上具有鋅或鋅/鋁合金的鍍層。
27.一種在底層上形成涂料涂層的方法，所述方法包括如下步驟(a)將帶有水的涂料作為液體施加到一底層而在該底層上形成一涂料涂層；和(b)根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法固化所述涂料，而在所述底層上產(chǎn)生一干涂料涂層。
28.一種在底層上形成一涂料涂層的方法，所述方法包括如下步驟(a)在所述底層上形成一金屬涂層；(b)將帶有水的涂料作為液體施加到金屬鍍覆的底層上而在該底層上形成一涂料涂層；和(c)根據(jù)權(quán)利要求1到26中任一項(xiàng)所述的方法固化所述涂料，而在所述底層上產(chǎn)生一干涂料涂層。
29.一種適于在建筑骨架填充板材和其它用于建筑業(yè)的鋼金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)中用作原材料的金屬帶，所述金屬帶具有用權(quán)利要求1到26中任一項(xiàng)所述的方法固化的帶有水的涂料的涂料涂層。
30.一種用于在金屬鍍覆帶上形成預(yù)定的干涂料涂層厚度的涂料涂層的噴涂流水線，所述噴涂流水線包括(a)用于將帶有水的涂料作為液體施加到金屬鍍覆帶上而在所述帶上形成一涂料涂層的裝置；和(b)用于根據(jù)權(quán)利要求1到25中任一項(xiàng)所述的方法固化所述涂料而在所述金屬鍍覆帶上產(chǎn)生一干涂料涂層的裝置。
全文摘要
公開了一種固化帶有水的涂料的方法，該涂料作為液體施加到一底層上而在該底層上形成一涂料涂層。該方法包括將所述鍍覆的底層加熱到一溫度并將其保持在該溫度，該溫度低于(但優(yōu)選地不超過5－10℃)涂料中水的沸點(diǎn)，并使涂料中一定量的水氣化，使得在隨后的固化步驟中在所形成的涂料涂層中基本不存在由涂料中的水沸騰引起的氣泡形式的表面缺陷(也稱作“溶劑氣孔”或“水氣孔”)。該方法還包括在隨后的固化步驟中將所述底層加熱到比前述步驟的氣化溫度高的溫度并固化所述涂料。圖1是示出在鋼帶上的金屬涂層以及而后帶有水的涂料涂層的生產(chǎn)線。鋼帶從卷取機(jī)(3)上開卷并連續(xù)供給通過金屬鍍覆部分(5)、涂料敷料器部分(7)和固化部分(9)。該固化部分包括隔開的感應(yīng)氣化烘箱(11)和感應(yīng)固化烘箱(13)。
文檔編號(hào)F26B3/347GK1761533SQ200480007720
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2004年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月4日
發(fā)明者維多利亞·查普曼, 詹姆斯·維亞托斯, 戴維·P·巴克斯頓, 戴維·F·克里斯琴 申請(qǐng)人:布盧斯科普鋼鐵有限公司