基于可紫外固化的聚氨酯分散体的水性地板涂料的制作方法
【专利说明】基于可紫外固化的聚氨酯分散体的水性地板涂料
[0001] 本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2009/001363,国际申请日为2009年3月 4日，进入中国国家阶段的申请号为200980107929. 1、发明名称为"基于可紫外固化的聚氨 酯分散体的水性地板涂料"的发明专利申请的分案申请。
[0002] 发明背景
[0003] 可紫外固化的涂料是涂料工业中发展最快的部分之一。近年来，紫外技术已经进 入许多市场行业，例如纤维光学，光敏和压敏粘合剂，汽车应用如紫外固化的顶涂层和紫外 固化的粉末涂料。该发展的动力主要在于寻求提高涂料和固化工艺的生产率。与自助应用 中使用紫外灯相关的安全问题以及经济方面的限制将可能阻碍高强度光源的使用。仅仅在 电磁波谱的UV-A区域中发射的较便宜的低强度灯成为替代品，由此对树脂开发者和调配 者提出新的挑战。
[0004] 可紫外固化的涂料组合物在本领域中是已知的。美国专利5, 684, 081描述了一 种可辐射固化的水性分散体，但是该参考文献中并没有描述所使用的辐射的波长。还已知 的是可使用具有极低UV-B含量且基本无 UV-C含量的可紫外辐射固化的组合物（参见，例 如美国专利申请公开2003/0059555和美国专利6, 538, 044)。美国专利6, 538, 044中描 述的组合物是非水性的且不基于氨基甲酸酯化学的芳香味的漆涂料。美国专利申请公开 2003/0059555中描述了可用作底漆的溶剂型组合物。该文献中描述的组合物是非水性的， 在受到紫外辐射之后但在用砂纸打磨涂布了的部件之前，需要用有机溶剂擦拭涂层。
[0005] 美国专利6, 559, 225号描述了一种用于漆和涂料的水性聚氨酯分散体。该专利 6, 559, 225中并没有描述紫外固化，而是暗示所描述的分散体可与可辐射固化的粘合剂结 合（第5栏，第17-20行）。最后，美国专利第6, 579, 932号描述了一种水性涂料组合物，该 组合物是聚氨酯/丙烯酸酯混合分散体与带有氧化干燥基团的聚氨酯树脂的混合物。该专 利6, 579, 932没有描述紫外固化。
[0006] 本发明的一个目的是提供一种涂布木基材、优选木地板、最优选预装型木地板的 方法，其中涂料组合物可使用UV-A辐射安全且快速地固化。
[0007] 发明概沐
[0008] 本发明涉及一种涂布木基材的方法，该方法包括将水性涂料组合物施涂到基材 上，对涂布的基材进行足够时间的波长在320-450纳米的辐射，以使组合物固化，所述水性 涂料组合物包含：
[0009] A)聚氨酯分散体，其包含：
[0010] a)约25-89. 8重量％ (优选约30-80重量％ )的一种或多种含羟基且OH值约为 40-240的丙烯酸酯聚合物，
[0011] b)约0. 1-20重量％ (优选约2-15重量％ )的一种或多种含有以下基团的化合 物：i) 一个和/或两个对异氰酸酯基呈活性的官能团和ii)阳离子型和/或阴离子型和/ 或由于醚基含量而具有分散剂作用的基团，
[0012] c)约10-50重量％ (优选约15-40重量％ )的一种或多种二异氰酸酯和/或多异 氰酸酯，
[0013] d)约0-30重量％ (优选约0-20重量％ )的二元醇和/或多元醇，该二元醇和/ 或多元醇的数均分子量最高约5000, OH官能度为1. 2-2. 2,不含阳离子型或阴离子型基团， 含有的醚基的量不足以产生分散剂作用，且不含烯键式不饱和基团，
[0014] e)约0. 1-10重量％ (优选约0. 5_7重量％ )的一种或多种数均分子量约为 31-1000的二胺和/或多胺，
[0015] 其中，重量百分数是以组分a)至e)的总量为基准计，总和为100%，
[0016] B)约0.1-10重量％的一种或多种光引发剂，其中组分B)的重量百分数是以组分 A)的重量为基准计的，以及
[0017] C)约20-60重量％的水或水和溶剂的混合物，其中组分C)的重量百分数是以组分 A)的固体含量为基准计的。
[0018] 发明详沐
[0019] 本发明的组合物包含由以下组分制备的水性聚氨酯分散体A):
[0020] a)约25-89. 8重量％ (优选约30-80重量％ )的一种或多种含羟基且OH值约为 40-240的丙烯酸酯聚合物，
[0021] b)约0. 1-20重量％ (优选约2-15重量％ )的一种或多种含有以下基团的化合 物：i) 一个和/或两个对异氰酸酯基呈活性的官能团和ii)阳离子型和/或阴离子型和/ 或由于醚基含量而具有分散剂作用的基团，
[0022] c)约10-50重量％ (优选约15-40重量％ )的一种或多种二异氰酸酯和/或多异 氰酸酯，
[0023] d)约0-30重量％ (优选约0-20重量％ )的二元醇和/或多元醇，该二元醇和/ 或多元醇的数均分子量最高约5000, OH官能度为1. 2-2. 2,不含阳离子型或阴离子型基团， 含有的醚基的量不足以产生分散剂作用，且不含烯键式不饱和基团，
[0024] e)约0. 1-10重量％ (优选约0. 5-7重量％ )的一种或多种数均分子量约为 31-1000的二胺和/或多胺，
[0025] 其中，重量百分数是以组分a)至e)的总量为基准计的，总和为100%。
[0026] 丙烯酸酯聚合物a)是由多元羧酸或其酸酐（例如己二酸、癸二酸、马来酸酐、富 马酸和邻苯二甲酸）、二官能和/或更高官能的多元醇（例如乙二醇、丙二醇、新戊二醇、 三羟甲基丙烷、季戊四醇、烷氧基化的二元醇或多元醇，等等）和丙烯酸和/或甲基丙烯酸 得到的缩聚产物。在缩聚后，过量的羧基可与环氧化物反应。含羟基的丙烯酸酯聚合物a) 的生产参见美国专利4, 206205,德国公开文本4, 040, 290、3, 316, 592和3, 704, 098,以及 用于打印油墨、涂料和漆的UV&EB固化制剂（UV&EB Curing Formulations for Printing Inks, Coatings&Paints)，R. Holman 和 P. Oldring 编，由 SITA 技术（SITA Technology)出 版，伦敦（英国），1988,第36页，等等。一旦OH值在约40-240的范围内，应该立刻停止反 应。还可以使用含羟基的多环氧丙烯酸酯聚合物或含羟基的聚氨酯丙烯酸酯聚合物。以组 分a)的重量为基准计，C = C%通常为0. 1-10摩尔/千克。
[0027] 具有阴离子、阳离子和/或醚基引起的分散剂作用的化合物b)是含有例如锍、铵、 羧酸根、磺酸根和/或聚醚基的那些化合物，并含有异氰酸酯-活性基团。优选的合适的异 氰酸酯-活性基团是羟基和胺基。化合物b)的代表性例子是二（羟甲基）丙酸、马来酸、 乙醇酸、乳酸、甘氨酸、丙氨酸、牛磺酸、2-氨基乙基氨基乙磺酸、由醇开始的聚氧乙烯二醇 和聚氧丙烯/氧乙烯二醇。二（羟甲基）丙酸和聚乙二醇单甲醚是特别优选的。
[0028] 组分c)可以是芳族、芳脂族、脂族或脂环族的二异氰酸酯和/或多异氰酸酯以及 这些异氰酸酯的混合物。优选的是通式R 1 (NCO)2的二异氰酸酯，其中R 1表示具有4-12个 碳原子的脂族烃残基，具有6-15个碳原子的脂环族烃残基，具有6-15个碳原子的芳族烃 残基或具有7-15个碳原子的芳脂族烃残基。合适的异氰酸酯的具体例子包括1，4- 丁二 异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、2, 3, 3-三甲基-1，6-己二异氰酸酯、1，4-环己二异氰酸酯、 4, 4' -二环己基甲烷二异氰酸酯、4, 4' -二环己基二异氰酸酯、1-二异氰酸基-3, 3, 5-三甲 基-5-异氰酸甲酯基环己烷（异佛尔酮二异氰酸酯）、1，4-苯二异氰酸酯、2, 6-甲苯二异 氰酸酯、2, 4-甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、2, 4-或4, 4' -二苯基甲烷二异氰酸酯、 α，α，α'，α'-四甲基-间-或-对-二甲苯二异氰酸酯、三苯基甲烷4,4'，4〃_三异氰酸 酯以及它们的混合物。
[0029] 具有异氰脲酸酯、缩二脲、脲基甲酸酯、脲二酮（uretidione)或碳二亚胺基团的 多异氰酸酯也可用作异氰酸酯组分。这类多异氰酸酯的异氰酸酯官能度等于或大于3。这 类异氰酸酯可通过二异氰酸酯三聚或低聚制备，或者通过二异氰酸酯与含羟基或胺基的多 官能化合物反应制得。优选的是1，6-己二异氰酸酯的异氰脲酸酯。也合适的化合物是封 端多异氰酸酯，例如1，3, 5-三-[6-(1-甲基-亚丙基氨氧基羰基氨基）己基]-2, 4, 6-三 氧代-六氢-1，3, 5-三嗪。
[0030] 在本发明中优选的异氰酸酯是1，6-己二异氰酸酯、4, 4' -二环己基甲烷二异氰酸 酯、异佛尔酮二异氰酸酯和它们的混合物。
[0031]