涂料组合物、其制法、用途、其涂覆方法和涂有其的基材的制作方法
【专利摘要】公开了一种包含特别选择的丙烯酸酯低聚物和单体的高固含量紫外固化涂料组合物，该组合物的制备方法，以及该组合物用于涂覆基材的用途。本发明还涉及一种使用所述组合物涂覆基材的方法及具有由所述组合物形成的涂层的基材。
【专利说明】涂料组合物、其制法、用途、其涂覆方法和涂有其的基材
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高固含量紫外固化涂料组合物，尤其是适用于塑料和木基材的防碘污染和抗菌的高固含量紫外固化涂料组合物。本发明还涉及该涂料组合物的制备方法，其用于涂覆基材的用途，使用其涂覆基材的方法和涂有其的基材。
【背景技术】
[0002]由于卫生、美观和安全等原因，表面材料(如地板、地砖、地毯、塑料/石材台面等)大量用在现代生产和生活中。塑料板材和木材是现代生产和生活中广泛应用的表面材料，例如，作为机场、车站、酒店、办公场所、厂房、医院及住宅等公共或私人建筑中的地板或台面等。尤其是，在医院、学校、机场等人流量大的场所，往往需要采用耐磨、弹性好的塑料板材或木材作为弹性地面材料。为满足这种地面材料在使用中的多种要求，需要在其上使用一定的功能性涂层。
[0003]由于目前越来越严格的公共卫生要求和环保要求，希望所使用的表面材料(诸如塑料板材和木材制成的地板或台面)的涂层含有非常少乃至不含有机挥发物(即，VOC)，并且需要其具有对化学品处理(杀菌处理)具有良好耐受性(即，良好的耐化学品腐蚀性)甚至自身即具有一定抗菌性能。尤其是，由于在医院等大量使用碘酒的场合中不可避免地会经常出现碘酒滴落的现象，而碘酒对地面材料的渗透性非常强，因此还希望用于这些地方的地面材料的涂层具有良好的防碘污染性。
[0004]然而，目前用于塑料板材或软木的涂料往往具有较差的耐磨、耐化学品腐蚀性，而且一般不具有抗菌性能。另 一方面，具有耐磨、耐化学品腐蚀性的涂料则经常具有较差的柔韧性。此外，目前在售的涂料产品很少对渗透性强的碘污染有耐受性，而且大多数商品化的涂料含有挥发性有机物质(VOC)，这会对操作者和环境造成较大的危害，而且也不符合目前各国的环保政策。
[0005]因此，始终需要一种兼具耐磨性、柔韧性(弹性)、耐化学品腐蚀性(如耐碘污染性)、抗菌等性能，同时又绿色环保的用于地板材料的涂料产品。
【发明内容】
[0006]为解决以上问题，本发明提供了一种用于塑料和木基材的高固含量新型的紫外固化涂料组合物。其使用了特别选择的光固化树脂和单体，并且不包含任何易挥发成分，实现了所需的良好性能组合。
[0007]在一个方面，本发明提供了一种高固含量紫外固化涂料组合物，其包括丙烯酸酯低聚物和单体，其中:所述丙烯酸酯低聚物包括低分子量多支链脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物、低分子量多支链聚酯丙烯酸酯低聚物或其混合物；且所述单体包括四氢糠基丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸异冰片酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯或其混合物。
[0008]在另一方面，本发明提供了一种制备如上所述的高固含量紫外固化涂料组合物的方法，包括称取该涂料组合物的各组分并将其均匀混合。[0009]在又一方面，本发明提供了如上所述的高固含量紫外固化涂料组合物用于涂覆基材的应用。
[0010]在又另一个方面，本发明提供了一种涂覆基材的方法，包括:(a)如上所述的高固含量紫外固化涂料组合物涂覆所述基材，涂覆量为6~100g/m2 ； (b)通过红外处理调整所涂覆的基材的光泽；和(c)通过紫外辐照使所述涂料组合物固化。
[0011]在仍然又另一个方面，本发明提供了一种至少部分具有由如上所述的高固含量紫外固化涂料组合物形成的涂层的基材。
[0012]经检测，由本发明的涂料组合物形成的涂层不含有机挥发物(VOC)，并且具有良好的耐磨性、柔韧性和防碘污染性。
【具体实施方式】
[0013]在本发明的一个方面，提供了一种高固含量紫外固化涂料组合物，其中使用了特别选择的丙烯酸酯低聚物与单体的组合，由此提供了优异的耐磨性、耐化性、柔韧性等性能的组合。
[0014]如本文所用的，术语“固含量”是指乳液或涂料在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数。 如本文所用的，术语“高固含量”是指相关树脂或组合物中的固含量高达95~100%。换言之，所述树脂或组合物可调节为不含任何有机挥发成分，或者可根据涂料流动性和涂装粘度的要求适当添加少量有机溶剂，例如，O~5%。因此，本发明的涂料组合物对人体的危害较小，火灾危险性较低，能够满足甚至最严苛的VOC排放标准，是一种具有良好环保性能的绿色产品。
[0015]在本发明中使用的丙烯酸酯低聚物包括或选自低分子量多支链脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物、低分子量多支链聚酯丙烯酸酯低聚物或其混合物。如本文所用的，术语“低分子量”是指所涉及的低聚物/聚合物的分子量介于500到5，000之间，优选500到3，000之间，更优选500到2，000之间。例如，低分子量多支链脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物的分子量优选介于1，000到2，000之间，且低分子量多支链聚酯丙烯酸酯低聚物的分子量优选介于500到1，000之间。可用的低分子量多支链脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物的例子包括:购自 Eternal 的 Etercure Dr-U312 和 Etercure6364_l,购自 Basf 的 Laromer UA9089,购自PPG Oak Creek 的 URETHANE ACRYLATE 等，其中优选购自 PPG Oak Creek 的商品名为 URETHANEACRYLATE的脂族聚氨酯丙烯酸酯。可用的低分子量多支链聚酯丙烯酸酯低聚物的例子包括购自Allnex的EB809,购自Eternal的Etercure Dr_E532等，其中优选购自Eternal的Etercure dr_e532。在本发明的涂料组合物中，所述丙烯酸酯低聚物的用量一般为5~80重量份，优选10~50重量份。
[0016]所述单体可包括或选自本领域中已知的一种或多种丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。其例子包括，但不限于，选自Ch8脂肪醇(甲基)丙烯酸酯、Ch8脂环醇(甲基)丙烯酸酯和/或Cu芳香醇(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种或者它们的混合物。在本发明的涂料组合物中，优选的单体可包括选自四氢糠基丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸异冰片酯、1，6_己二醇二丙烯酸酯或其混合物中的一种或多种。上述产品可为市售产品或根据本领域已知的方法合成。在本发明的涂料组合物中，所述单体的用量一般为5~80重量份。
[0017]在本发明的涂料组合物中使用了特别选择的丙烯酸酯低聚物与单体的组合，提供了具有良好耐磨性、柔韧性和抗碘污染性的涂料组合物。
[0018]除了如上所述的丙烯酸酯低聚物和单体之外，本发明的高固含量紫外固化涂料组合物还可包括其它添加剂。其它添加剂的例子包括，但不限于，光引发剂、增塑剂、抗菌添加剂、抗沉降剂、颜料、消光剂、蜡、磨料、分散剂或者其中一种或多种的混合物或组合。
[0019]在本发明的涂料组合物中还可包含光引发剂以有助于组合物的固化。适合用于本发明中的光引发剂可为本领域中已知的任何种类。光引发剂的例子包括，但不限于，有机过氧化物、偶氮化合物、醌、二苯甲酮、亚硝基化合物、丙烯酰卤、腙、巯基化合物、吡喃鎗化合物、三丙烯酰基咪唑、联咪唑、二酮(诸如二苯基二酮和联乙酰)、苯基酮(诸如苯乙丽、2，2, 2_ 二 _漠-1-苯基乙丽、2，2_ 二乙氧基苯乙丽、2，2_ _.甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2，2-三溴-1-(2-硝基苯基)乙酮、二苯甲酮、4，4-双(二甲基氨基)二苯甲酮)和酰基磷酸酯。可通过商业渠道获得的光引发剂的例子包括Ciba公司生产的商品名为IRGACURE184 (1-羟基环己基苯基酮)、IRGACURE361 和 DAR0CUR1173 (2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮)的光引发剂；以及久日化学生产的商品名为JRCure BP的光引发剂；等等。在本发明的涂料组合物中，光引发剂的用量可为O~20重量份，优选0.5重量份~10重量份。
[0020]在本发明的涂料组合物中还可包含增塑剂以有助于增加涂料组合物的柔韧性和改善其加工性能。适合用于本发明中的增塑剂可为本领域中已知的任何种类。其例子包括，但不限于，邻苯二甲酸二乙酯、聚乙二醇-400、甘油三醋酸酯、甘油三醋酸酯柠檬酸酯、丙二醇、二丙二醇二苯甲酸酯等及其它本领域公知的增塑剂。优选的增塑剂是二丙二醇二苯甲酸酯。在本发明的涂料组合物中，增塑剂的用量可为O~10重量份，优选0.5~5重量份。
[0021]在本发明的涂 料组合物中还可包含抗菌添加剂以便为由该涂料组合物形成的涂层赋予抗菌性能。适合用于本发明中的抗菌添加剂可为本领域中已知适合用于涂料中的任何抗菌添加剂种类，即，具有抗菌功能并且能在涂料形成的涂层膜中稳定存在抗菌添加剂物种。其例子包括，但不限于，天然抗菌剂，诸如壳聚糖、抗菌天然萃取物等；有机抗菌剂，诸如异噻唑啉酮类、苯并异噻唑啉酮类、甲醛释放剂、有机胺类、哌三嗪类、聚季铵盐、聚季膦盐等；以及无机抗菌剂，诸如银系抗菌剂和氧化物型抗菌剂等。其中，优选无机抗菌剂，特别是无机银系抗菌剂，诸如，银离子交换物质、银颗粒、银盐、银玻璃、银沸石或其中一种或多种的混合物。在本发明的涂料组合物中，抗菌添加剂的用量可为O~5重量份，优选0.01~2重量份。
[0022]在本发明的涂料组合物中还可包含颜料以便为该涂料组合物赋予颜色。适合用于本发明中的颜料可为本领域中已知适合用于涂料中的任何颜料种类。具有高磨蚀性的颜料如氧化铝等是特别适用的，因为其也可同时用作涂料组合物中的磨料。在本发明的涂料组合物中，颜料的用量可为O~20重量份。优选5~15重量份。
[0023]另外，根据使用环境的要求，在一些情况下需要在涂料组合物中加入消光剂，从而降低由该涂料组合物形成的涂层膜避免的光泽度或者使形成的涂层膜具有亚光效果。可用的消光剂的例子包括，但不限于，超微细合成二氧化硅、微粉化蜡、铝、钙、镁、锌的硬脂酸盐、聚甲基脲(PMU)等。
[0024]此外，在本发明的涂料组合物中还可包含其它添加剂，诸如，但不限于，抗沉降剂、蜡、磨料、分散剂和/或其中一种或多种的混合物或组合。所述其它添加剂的用量一般为O~10重量份。这些添加剂可在一定程度上改善涂料组合物的存储稳定性、可加工性等各方面的性能。
[0025]在本发明的另一方面，还提供了一种制备如本发明所述的高固含量紫外固化涂料组合物的方法，包括:称取所述涂料组合物的各组分并将其均匀混合。例如，所述方法可包括，称取5~80重量份的丙烯酸酯低聚物；称取5~80重量份的单体；和将二者混合均匀。
[0026]在本发明的另一方面，还提供了如本发明所述的高固含量紫外固化涂料组合物用于涂覆基材的应用。所述基材可为塑料基材或木材。塑料基材的例子包括，但不限于，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)等，优选PVC。木材的例子包括，但不限于，软木和硬木，优选软木。
[0027]在本发明的又一方面，还提供了一种涂覆基材的方法，包括:(a)用如本发明所述的高固含量紫外固化涂料组合物涂覆所述基材，涂覆量为6~100g/m2 ； (b)通过红外处理调整所涂覆的基材的光泽；和(C)通过紫外辐照使所述涂料组合物固化。
[0028]在本发明的又另一个方面，还提供了一种具有由本发明所述的高固含量紫外固化涂料组合物形成的涂层的基材。所述基材可为塑料基材(诸如PVC)或木材(诸如软木)。
[0029]以下将参考实施例和对比实施例对本发明进行进一步的详细解释。然而，本领域技术人员应理解，这些实施例和对比实施例仅为了说明的目的提供，而不是意图限制本发明。
[0030]实施例 [0031]实施例1:涂料组合物的制备
[0032]在该实施例中，使用PPG Oak Creek的URETHANE ACRYLATE作为低分子量多支链脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物；使用Eternal的Etercure Dr-E532作为低分子量多支链聚酯丙烯酸酯低聚物；并且使用四氢糠基丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸异冰片酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯的混合物作为单体。将下表1~3中所示量的各组分在室温下混合在一起，使用IKA-WERKE的EUR0STAR搅拌机以800rpm的转速将混合物搅拌均匀，得到根据本发明的涂料组合物IA~1C。
[0033]表1.涂料组合物IA
[0034]
【权利要求】
1.一种高固含量紫外固化涂料组合物，包括: 丙烯酸酯低聚物；和 单体，其中: 所述丙烯酸酯低聚物包括低分子量多支链脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物、低分子量多支链聚酯丙烯酸酯低聚物或其混合物；且 所述单体包括四氢糠基丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸异冰片酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯或其混合物。
2.如权利要求1所述的涂料组合物，还包括光引发剂。
3.如权利要求2所述的涂料组合物，还包括增塑剂、抗菌添加剂或其混合物。
4.如权利要求3所述的涂料组合物，还包括抗沉降剂、消泡剂、颜料、消光剂、蜡、磨料、分散剂或者其中一种或多种的混合物或组合。
5.如权利要求2所述的涂料组合物，其中所述光引发剂包括二苯甲酮光引发剂。
6.如权利要求3所述的涂料组合物，其中所述增塑剂包括二丙二醇二苯甲酸酯。
7.如权利要求3所述的涂料组合物，其中所述抗菌添加剂包括含银抗菌添加剂。
8.如权利要求1所述的涂料组合物，包括: 5~80重量份丙烯酸酯低聚物；和 5~80重量份单体。
9.如权利要求8所述的涂料组合物，还包括: 0.5~10重量份光引发剂。
10.一种制备如权利要求1~9中任一项所述的高固含量紫外固化涂料组合物的方法，包括:称取所述涂料组合物的各组分并将其均匀混合。
11.如权利要求1~9中任一项所述的高固含量紫外固化涂料组合物用于涂覆基材的应用。
12.如权利要求11所述的应用,其中所述基材包括塑料基材和木基材。
13.如权利要求12所述的应用，其中所述塑料基材包括PVC基材。
14.如权利要求12所述的应用，其中所述木基材包括软木基材或硬木基材。
15.一种涂覆基材的方法，包括: (a)用权利要求1~9中任一项所述的高固含量紫外固化涂料组合物涂覆所述基材，涂覆量为6~100g/m2 ； (b)通过红外处理调整所涂覆的基材的光泽；和 (c)通过紫外辐照使所述涂料组合物固化。
16.一种至少部分具有由权利要求1~9中任一项所述的高固含量紫外固化涂料组合物形成的涂层的基材。
17.如权利要求16所述的基材，其中所述基材包括塑料基材或木基材。
18.如权利要求17所述的基材，其中所述塑料基材包括PVC基材。
19.如权利要求17所述的基材，其中所述木基材包括软木基材和硬木基材。
【文档编号】C09D4/02GK104031451SQ201410281230
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】薛茂谊, 孙美茹, 闫海龙 申请人:Ppg涂料(天津)有限公司