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
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] 作为二元醇和/或多元醇d)，可以使用分子量最高为5000的物质。合适的二醇包 括例如丙二醇、乙二醇、新戊二醇和1，6-己二醇。高分子量多元醇的例子是众所周知的，例 如平均OH官能度应该约为1. 8-2. 2的聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚碳酸酯多元醇。如果合 适，还可以使用单官能醇，例如乙醇和丁醇。
[0032] 二胺和/或多胺e)用于提高分子量。因为该反应在水性介质中进行，所以二胺和 /或多胺对异氰酸酯基的活性必须超过对水的活性。可例举的化合物是乙二胺、1，6-己二 胺、异佛尔酮二胺、1，3-和1，4-苯二胺、4, 4' -二苯基甲烷二胺、氨基官能的聚环氧乙烷和 聚环氧丙烷（以Jeffamine商标出售）、三亚乙基四胺和肼。特别优选的是乙二胺。还可以 加入一定比例的单胺，例如丁胺和乙胺。
[0033] 依据本发明的聚酯丙烯酸酯/氨基甲酸酯分散体可使用任何已知的现有技术方 法制备，例如乳化剂/剪切力、丙酮、预聚物混合、熔化/乳化、酮亚胺和固体自发分散方法 或它们的延伸方法（参见 Methoden der Organischen Chemie，Houben_Weyl，第 4版，第 E20 卷 / 第 2 部分，第 1682 页，Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1987)。经验显示丙酮 法是最合适的。
[0034] 首先将组分a)、b)和d)依次引入反应器中，产生中间体（聚酯丙烯酸酯/氨基 甲酸酯溶液），用与水混溶但对异氰酸酯基呈惰性的溶剂稀释，加热到较高的温度，特别 是加热到50°C _120°C的范围。合适的溶剂是丙酮、丁酮、四氢呋喃、二噁烷、乙腈和1-甲 基-2-吡咯烷酮。已知能加快异氰酸酯加成反应的催化剂也可在最开始加入，例如三乙胺、 1，4_二氮杂二环[2, 2, 2]辛烷、二辛酸锡或二月桂酸二丁基锡。向这些混合物中加入一种 和/或多种多异氰酸酯。所有羟基与所有异氰酸酯基的摩尔比通常在〇. 3-0. 95之间，尤其 是在0. 4_0. 9之间。
[0035] 在由a)、b)、c)和d)生产聚酯丙烯酸酯/氨基甲酸酯溶液后，具有阴离子或阳离 子分散剂作用的组分b)立刻经历成盐过程，除非该过程在起始分子中已经发生。在含阴离 子的组分的情况中，可使用氨、三乙胺、三乙醇胺、氢氧化钾或碳酸钠等碱，而在含阳离子的 组分的情况中，可有利地使用硫酸二甲酯或琥珀酸。如果组分b)含有足够量的醚基，则可 省略该中和阶段。
[0036] 在最后的反应阶段，分子量提高，在水性介质中形成聚酯丙烯酸酯/氨基甲酸酯 分散体，将由组分a)、b)、c)和d)制备的聚酯氨基甲酸酯溶液或剧烈搅拌到含组分e)的水 分散体中，或者相反地将水/组分e)混合物搅拌到聚酯氨基甲酸酯溶液中。然后，通过仍 然存在的异氰酸酯基与胺氢反应来提高分子量，也形成分散体。组分（e)的用量取决于仍 然存在的未反应的异氰酸酯基。
[0037] 如果需要，可以通过蒸馏除去溶剂。然后，分散体的固体含量约为20-60重量％， 优选约为30-55重量％。
[0038] 光引发剂
[0039] 光引发剂基本上可以为任何光引发剂。各种光引发剂可用在本发明的辐射固化组 合物中。可用的光引发剂是在受到辐射能量时能产生自由基的类型。合适的光引发剂包括 例如芳族酮化合物，诸如二苯甲酮、烷基二苯甲酮、米蚩酮（Michler's ketone)、蒽酮和卤 代二苯甲酮。其它合适的化合物包括例如2, 4, 6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯酰甲酸 酯、蒽醌及其衍生物、苯偶酰缩醇和羟烷基苯某酮。另一些合适的光引发剂的说明性例子包 括：2, 2-二乙氧基乙酰苯；2-或3-或4-溴乙酰苯；3-或4-稀丙基-乙酰苯；2-乙酰萘；苯 甲醛；苯偶姻；烷基苯偶姻醚；二苯甲酮；苯醌；1-氯蒽醌；对-二乙酰基苯；9, 10-二溴蒽； 9, 10-二氯蒽；4, 4-二氯二苯甲酮；噻吨酮；异丙基-噻吨酮；甲基噻吨酮；α，α，α -三 氯-对-叔丁基乙酰苯；4-甲氧基二苯甲酮；3-氯-8-壬基咕吨酮；3-碘-7-甲氧基咕吨 酮；味挫；4-氯_4'_苄基二苯甲酮；荷（fluoroene);荷酮（fluoroenone) ;1，4_萘基苯 基酮；1，3-戊二酮；2, 2-二仲丁氧基乙酰苯；二甲氧基苯基乙酰苯；苯基?乙基酮；异丙 基噻吨酮；氯噻吨酮；咕吨酮；马来酰亚胺及其衍生物；以及它们的混合物。有一些合适的 光引发剂可从汽巴公司（Ciba)购得，包括Irgacure 184(1-羟基-环己基-苯基-酮）， Irgacure 819 (二（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）-苯基氧化勝），Irgacure 1850(二（2, 6-二甲 氧基苯甲酰基）-2, 4, 4-三甲基戊基-氧化膦和1-羟基-环己基-苯基-酮的50/50的混 合物），Irgacure 1700 (二（2, 6-二甲氧基苯甲酰基）-2, 4, 4-三甲基戊基-氧化膦和2-羟 基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的25/75的混合物），Irgacure 907(2-甲基-1-[4-(甲硫 基）苯基]-2-吗琳代（morpholono)丙-1-酬），Darocur MBF(苯醜甲酸甲醋）和Darocur 4265 (二（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）-苯基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮 的50/50的混合物）。前面列出的光引发剂只是用来说明，并不意味排除任何合适的光引发 剂。
[0040] 本领域技术人员会了解光引发剂的有效使用浓度，该浓度通常不会超过可辐射固 化涂料组合物的约10重量％。
[0041] 光化学领域技术人员完全清楚光活化剂可以与上述光引发剂组合使用，采用这种 组合时，有时能达到协同效果。光活化剂为本领域技术人员皆知，无需进一步说明使这些技 术人员知道什么是光活化剂和光活化剂的有效浓度。虽然如此，可提到的合适光活化剂的 说明性例子包括：甲胺、三丁胺、甲基二乙醇胺、2-氨基乙基乙醇胺、烯丙胺、环己胺、环戊 二烯基胺、二苯胺、二甲苯胺、三（二甲苯基）胺、三苄胺、η-环己基吖丙啶、哌啶、N-甲基哌 嗪、2, 2-二甲基-1，3-二（3-Ν-吗啉基）-丙酰氧基丙烷，以及它们的混合物。
[0042] 其灾添加剂
[0043] 如本领域中已知的，根据涂料的应用，可以使用另外的添加剂。这些添加剂包括乳 化剂、分散剂、流动助剂、增稠剂、消泡剂、脱气剂、颜料、填料、消光剂和润湿剂。此外，当被 涂布的制品的形状使部分涂层可能无法受到辐照时，可以加入能通过羧基、羟基、氨基或水 分进行交联的物质。这种物质是本领域已知的，包括碳二亚胺、氮丙啶、多价阳离子、三聚氰 胺/甲醛、环氧化物和异氰酸酯。合适的碳二亚胺是已知的，参见例如美国专利5, 104, 928、 5, 574, 083、5, 936, 043、6, 194, 522、6, 300, 409 和 6, 566, 437,其内容通过参考结合于此。 合适的亲水性异氰酸酯在本领域中也是已知的，并可以购得。一种可商购的异氰酸酯是 Bayhydur 2336, 一种来自拜尔聚合物有限公司（Bayer Polymers LLC.)的亲水性聚醚改性 的1，6-己二异氰酸酯三聚体。使用时，这些交联剂的用量以组分A)的总重量为基准计应 为0. 1-35重量％。
[0044] 施涂和固仆,
[0045] 通常，制备组分A)，然后向其中加入组分C)和任何其它添加剂。本发明的组合物 可通过喷涂、辊涂、刮涂、浇注、刷涂、浸涂的方式施涂到各种基材上。然后，通过在常规烘箱 中在约20-110°C、优选约35-60°C的温度烘焙约1-10分钟、优选约4-8分钟而将存在的水 闪蒸除去。还可以使用红外或微波之类的辐射源闪蒸除去水。
[0046] 在烘焙除去水后，使涂布的基材接触波长至少300纳米的紫外辐射，优选波长约 320-450纳米的辐射。表面与辐射源之间的距离取决于光源的强度，一般应该不超过三英 尺。经过涂布的基材经历辐射的时间长度取决于辐射的强度和波长、与辐射源的距离、配 制物中的水含量、固化环境的温度和湿度，但是该时间长度通常小于10分钟，可能短至〇. 1 秒。
[0047] 经过固化的涂层具有非常突出的打磨性能（sandability)。
[0048] 如上所述，组合物也可以使用波长至少300纳米、优选约320-450纳米的辐射源进 行固化。辐射可由任何合适的来源提供，例如减少红外发射的紫外灯，或配备滤光器以消 除红外发射的紫外灯，或发射在所示波长范围辐射的所谓LED (发光器件）。特别有用的能 购得的器件包括：Panacol UV H-254 灯（可购自 PE 公司（Panacol-Elosol GmbH) )-250 瓦 无臭氧的掺铁金属卤化物灯，光谱波长为320-450纳米；Panacol UVF-450 (320-450纳米， 取决于使用的黑色、蓝色或透明的滤光器）；Honle UVA HAND 250⑶L (可购自洪勒紫外美 国公司（Honle UV America Inc))-可发射最大强度UVA范围约为3 20到390纳米；PMP 250瓦金属卤化物灯（可购自皮洛马达汽车产品公司（Pro Motor Car Products Inc)); Cure-Tek UVA-400(可购自H&S奥托肖特公司（H&S Autoshot))，它具有400瓦的金属卤 化物灯泡，灯组件可配置有不同的滤光器如蓝色、浅蓝色或透明的滤光器，以控制/消除来 自灯源的红外辐射）；Cure-Tek UVA-1200(可购自H&S奥托肖特公司（H&S Autoshot))，它 具有1200瓦的金属卤化物灯泡，灯组件可配置有不同的滤光器如蓝色、浅蓝色或透明的滤 光器，以控制/消除来自灯源的红外辐射）；C 〇n-Tr〇l-Cure Scarab-250UV-A商店灯系统 (shop lamp system)(可购自紫外处理供应公司（UV Process Supply Inc)-具有250瓦惨 铁金属卤化灯，光谱波长输出为320-450纳米）；Con-Trol-Cure-UV LED Cure-All 415(可 购自紫外处理供应公司（UV Process Supply Inc·)-光谱波长为415纳米，2.5-7. 95瓦的 工作瓦特数范围）；Con-Trol-Cure-UV LED Cure-All 390(可购自紫外处理供应公司（UV Process Supply Inc.)-光谱波长为390纳米，2. 76-9. 28瓦的工作瓦特数范围）；UV H253 紫外灯（可购自紫外光技术公司（UV Light Technologies)-该装置具有250瓦掺铁金属 卤化物灯，并配置有黑玻璃滤光器以产生在300-400纳米之间的光谱波长）。
[0049] 由于本发明组合物的快速固化速率，还可以使用"手扶式（walk-behind) "灯，操作 者可以将涂料组合物现场施加到木地板上，并且手扶着灯，随着操作者在地板上移动，使涂 料固化并立即在固化的表面上继续向前移动。
[0050] 以下实施例旨在举例说明本发明，不构成对本发明范围的限制。除非另有说明，所 有百分数和份数都是以重量计的。 实施例
[0051] 在实施例中，使用以下材料：
[0052] B348-Bvk 348, 一种聚醚硅氧烷流动助剂，可购自美国BYK化学公司（BYK-Chemie USA)；
[0053] LffM-Borchers LW44, 一种非离子型聚氨酯基增稠剂，可购自波驰尔公司 (Borchers)；
[0054] D1293-Dehvdran 1293，一种聚硅氧烷消泡和脱气试剂，可购自考尼斯公司 (Cognis Corporation)；
[0055] IRG819-Irgacure 819DW光引发剂，可购自汽巴专用化学品公司（Ciba Specialty Chemicals)；
[0056] PU分散体A:将31. 81份IPDI和15. 9份HDI加入到133. 12份聚酯丙烯酸酯 (Laromer LR 8799,可购自巴斯夫公司（BASF)，OH值为82)、3· 24份新戊二醇、8. 34份二 羟甲基丙酸、0. 19份二月桂酸二丁基锡和48. 16份丙酮的回流混合物中。该溶液在搅拌下 回流5小时。在混合物冷却后，在40°C加入5. 04份三乙胺。在冷却到室温后，将溶液在含 2. 99份乙二胺的299. 32份水中剧烈搅拌。然后，自发形成分散体。在异氰酸酯基完全反应 后，立即通过真空蒸馏除去溶剂。所得分散体的固体含量为39. 13重量％。
[0057] 实施例1:在250毫升烧杯中，使用Dispermat CV分散器在以1000 rpm搅拌下将 60克I3U分散体A与0· 50克Byk 348和0· 80克Dehydran 1293混合。向混合容器中（在 以1500rpm搅拌下）加入Borchigel LW-44 (0· 09克）和自来水（36. 8克）的溶液，该溶液 在加入之前就已混合。将该溶液混合10分钟。在以500rpm搅拌下向该混合容器中加入 Irgacure 819-DW(1. 2克），将该溶液混合5分钟，以确保均一性。将该制剂过滤到塑料罐 中，静置过夜，使其消泡。
[0058] 用VM&P石脑油/异丙醇溶液（1:1)浸湿的纸巾擦拭清洁待涂布的木板。然后，用 漆刷将配制的可紫外固化的涂料以约4密耳的厚度（湿膜厚度）施涂到该木板上。
[0059] 在施加涂料后，将所述板在50°C闪蒸10分钟以除去任何水。使用来自H&S奥托 肖特公司的1200瓦UV-A灯固化涂料。将该灯放在距离传输带1. 5英寸的位置。通过将传 输带每分钟移动40和60英尺来测试固化装置的效力。由此分别产生250毫焦/厘米2和 200毫焦/厘米2的总能量密度。
[0060] 比较上述制剂与现有的现场施涂木地板的双组分水性涂料的摆锤硬度、耐化学性 (MEK 往返擦拭）、耐磨性（Taber CS-10)和耐黑鞋跟渍（black heel mark resistance， BHMR)。结果示于下表：
[0061]
[0062] 在紫外固化后不久即达到本发明的体系的硬度，而现有的双组分技术需要最长I 周的时间才能产生大致可比的硬度。耐化学性提高了三倍，耐磨性和BHMR性能实际无变 化，该性能用"0"至"5"评分，"0"表示在用鞋跟或Formula 409κ清洁剂除去鞋跟渍后表面 无磨损或光泽下降，"5"表示基材表面的涂层被破坏和/或脱层。
[0063] 虽然在前文中为了说明起见，对本发明进行了详细的描述，但应理解，这些详细描 写仅仅是为了说明，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可对其进行 修改，本发明仅由权利要求书限定。
【主权项】
1. 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： A) 聚氨酯分散体，其包含： 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， 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， 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， 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， 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， 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%， 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 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； 其中操作者将涂料组合物施加到所述预装型地板上，手扶着灯，使涂料固化并立即在 固化的表面上移动。 操作者可以将涂料组合物现场施加到木地板上，并且手扶着灯，随着操作者在地板上 移动，使涂料固化并立即在固化的表面上继续向前移动2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，组分a)的用量约为30-80重量％，组分b) 的用量约为2-15重量％，组分c)的用量约为15-40重量％，组分d)的用量约为0-20重 量％，组分e)的用量约为0. 5_7重量％。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，以组分a)的重量为基准计，组分a)含有约 0. 1-10摩尔/千克的C=C键。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，组分A)的固体含量约为30-55重量％。
【专利摘要】本发明涉及一种涂布木基材的方法，可通过波长在320-450纳米的辐射固化的涂料组合物，以及这样生产的涂布产品。
【IPC分类】C08G18/76, C08G18/32, C08G18/42, C09D175/06, C08G18/75, C08G18/66
【公开号】CN104893535
【申请号】CN201510311720
【发明人】A·A·洛克哈特, R·A·韦德, M·A·多弗恰克, C·M·布里奇斯
【申请人】拜尔材料科学有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2009年3月4日
【公告号】CA2717160A1, CN101959981A, EP2252666A2, US20110059262, WO2009111015A2, WO2009111015A3
【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] 作为二元醇和/或多元醇d)，可以使用分子量最高为5000的物质。合适的二醇包 括例如丙二醇、乙二醇、新戊二醇和1，6-己二醇。高分子量多元醇的例子是众所周知的，例 如平均OH官能度应该约为1. 8-2. 2的聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚碳酸酯多元醇。如果合 适，还可以使用单官能醇，例如乙醇和丁醇。
[0032] 二胺和/或多胺e)用于提高分子量。因为该反应在水性介质中进行，所以二胺和 /或多胺对异氰酸酯基的活性必须超过对水的活性。可例举的化合物是乙二胺、1，6-己二 胺、异佛尔酮二胺、1，3-和1，4-苯二胺、4, 4' -二苯基甲烷二胺、氨基官能的聚环氧乙烷和 聚环氧丙烷（以Jeffamine商标出售）、三亚乙基四胺和肼。特别优选的是乙二胺。还可以 加入一定比例的单胺，例如丁胺和乙胺。
[0033] 依据本发明的聚酯丙烯酸酯/氨基甲酸酯分散体可使用任何已知的现有技术方 法制备，例如乳化剂/剪切力、丙酮、预聚物混合、熔化/乳化、酮亚胺和固体自发分散方法 或它们的延伸方法（参见 Methoden der Organischen Chemie，Houben_Weyl，第 4版，第 E20 卷 / 第 2 部分，第 1682 页，Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1987)。经验显示丙酮 法是最合适的。
[0034] 首先将组分a)、b)和d)依次引入反应器中，产生中间体（聚酯丙烯酸酯/氨基 甲酸酯溶液），用与水混溶但对异氰酸酯基呈惰性的溶剂稀释，加热到较高的温度，特别 是加热到50°C _120°C的范围。合适的溶剂是丙酮、丁酮、四氢呋喃、二噁烷、乙腈和1-甲 基-2-吡咯烷酮。已知能加快异氰酸酯加成反应的催化剂也可在最开始加入，例如三乙胺、 1，4_二氮杂二环[2, 2, 2]辛烷、二辛酸锡或二月桂酸二丁基锡。向这些混合物中加入一种 和/或多种多异氰酸酯。所有羟基与所有异氰酸酯基的摩尔比通常在〇. 3-0. 95之间，尤其 是在0. 4_0. 9之间。
[0035] 在由a)、b)、c)和d)生产聚酯丙烯酸酯/氨基甲酸酯溶液后，具有阴离子或阳离 子分散剂作用的组分b)立刻经历成盐过程，除非该过程在起始分子中已经发生。在含阴离 子的组分的情况中，可使用氨、三乙胺、三乙醇胺、氢氧化钾或碳酸钠等碱，而在含阳离子的 组分的情况中，可有利地使用硫酸二甲酯或琥珀酸。如果组分b)含有足够量的醚基，则可 省略该中和阶段。
[0036] 在最后的反应阶段，分子量提高，在水性介质中形成聚酯丙烯酸酯/氨基甲酸酯 分散体，将由组分a)、b)、c)和d)制备的聚酯氨基甲酸酯溶液或剧烈搅拌到含组分e)的水 分散体中，或者相反地将水/组分e)混合物搅拌到聚酯氨基甲酸酯溶液中。然后，通过仍 然存在的异氰酸酯基与胺氢反应来提高分子量，也形成分散体。组分（e)的用量取决于仍 然存在的未反应的异氰酸酯基。
[0037] 如果需要，可以通过蒸馏除去溶剂。然后，分散体的固体含量约为20-60重量％， 优选约为30-55重量％。
[0038] 光引发剂
[0039] 光引发剂基本上可以为任何光引发剂。各种光引发剂可用在本发明的辐射固化组 合物中。可用的光引发剂是在受到辐射能量时能产生自由基的类型。合适的光引发剂包括 例如芳族酮化合物，诸如二苯甲酮、烷基二苯甲酮、米蚩酮（Michler's ketone)、蒽酮和卤 代二苯甲酮。其它合适的化合物包括例如2, 4, 6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯酰甲酸 酯、蒽醌及其衍生物、苯偶酰缩醇和羟烷基苯某酮。另一些合适的光引发剂的说明性例子包 括：2, 2-二乙氧基乙酰苯；2-或3-或4-溴乙酰苯；3-或4-稀丙基-乙酰苯；2-乙酰萘；苯 甲醛；苯偶姻；烷基苯偶姻醚；二苯甲酮；苯醌；1-氯蒽醌；对-二乙酰基苯；9, 10-二溴蒽； 9, 10-二氯蒽；4, 4-二氯二苯甲酮；噻吨酮；异丙基-噻吨酮；甲基噻吨酮；α，α，α -三 氯-对-叔丁基乙酰苯；4-甲氧基二苯甲酮；3-氯-8-壬基咕吨酮；3-碘-7-甲氧基咕吨 酮；味挫；4-氯_4'_苄基二苯甲酮；荷（fluoroene);荷酮（fluoroenone) ;1，4_萘基苯 基酮；1，3-戊二酮；2, 2-二仲丁氧基乙酰苯；二甲氧基苯基乙酰苯；苯基?乙基酮；异丙 基噻吨酮；氯噻吨酮；咕吨酮；马来酰亚胺及其衍生物；以及它们的混合物。有一些合适的 光引发剂可从汽巴公司（Ciba)购得，包括Irgacure 184(1-羟基-环己基-苯基-酮）， Irgacure 819 (二（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）-苯基氧化勝），Irgacure 1850(二（2, 6-二甲 氧基苯甲酰基）-2, 4, 4-三甲基戊基-氧化膦和1-羟基-环己基-苯基-酮的50/50的混 合物），Irgacure 1700 (二（2, 6-二甲氧基苯甲酰基）-2, 4, 4-三甲基戊基-氧化膦和2-羟 基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的25/75的混合物），Irgacure 907(2-甲基-1-[4-(甲硫 基）苯基]-2-吗琳代（morpholono)丙-1-酬），Darocur MBF(苯醜甲酸甲醋）和Darocur 4265 (二（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）-苯基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮 的50/50的混合物）。前面列出的光引发剂只是用来说明，并不意味排除任何合适的光引发 剂。
[0040] 本领域技术人员会了解光引发剂的有效使用浓度，该浓度通常不会超过可辐射固 化涂料组合物的约10重量％。
[0041] 光化学领域技术人员完全清楚光活化剂可以与上述光引发剂组合使用，采用这种 组合时，有时能达到协同效果。光活化剂为本领域技术人员皆知，无需进一步说明使这些技 术人员知道什么是光活化剂和光活化剂的有效浓度。虽然如此，可提到的合适光活化剂的 说明性例子包括：甲胺、三丁胺、甲基二乙醇胺、2-氨基乙基乙醇胺、烯丙胺、环己胺、环戊 二烯基胺、二苯胺、二甲苯胺、三（二甲苯基）胺、三苄胺、η-环己基吖丙啶、哌啶、N-甲基哌 嗪、2, 2-二甲基-1，3-二（3-Ν-吗啉基）-丙酰氧基丙烷，以及它们的混合物。
[0042] 其灾添加剂
[0043] 如本领域中已知的，根据涂料的应用，可以使用另外的添加剂。这些添加剂包括乳 化剂、分散剂、流动助剂、增稠剂、消泡剂、脱气剂、颜料、填料、消光剂和润湿剂。此外，当被 涂布的制品的形状使部分涂层可能无法受到辐照时，可以加入能通过羧基、羟基、氨基或水 分进行交联的物质。这种物质是本领域已知的，包括碳二亚胺、氮丙啶、多价阳离子、三聚氰 胺/甲醛、环氧化物和异氰酸酯。合适的碳二亚胺是已知的，参见例如美国专利5, 104, 928、 5, 574, 083、5, 936, 043、6, 194, 522、6, 300, 409 和 6, 566, 437,其内容通过参考结合于此。 合适的亲水性异氰酸酯在本领域中也是已知的，并可以购得。一种可商购的异氰酸酯是 Bayhydur 2336, 一种来自拜尔聚合物有限公司（Bayer Polymers LLC.)的亲水性聚醚改性 的1，6-己二异氰酸酯三聚体。使用时，这些交联剂的用量以组分A)的总重量为基准计应 为0. 1-35重量％。
[0044] 施涂和固仆,
[0045] 通常，制备组分A)，然后向其中加入组分C)和任何其它添加剂。本发明的组合物 可通过喷涂、辊涂、刮涂、浇注、刷涂、浸涂的方式施涂到各种基材上。然后，通过在常规烘箱 中在约20-110°C、优选约35-60°C的温度烘焙约1-10分钟、优选约4-8分钟而将存在的水 闪蒸除去。还可以使用红外或微波之类的辐射源闪蒸除去水。
[0046] 在烘焙除去水后，使涂布的基材接触波长至少300纳米的紫外辐射，优选波长约 320-450纳米的辐射。表面与辐射源之间的距离取决于光源的强度，一般应该不超过三英 尺。经过涂布的基材经历辐射的时间长度取决于辐射的强度和波长、与辐射源的距离、配 制物中的水含量、固化环境的温度和湿度，但是该时间长度通常小于10分钟，可能短至〇. 1 秒。
[0047] 经过固化的涂层具有非常突出的打磨性能（sandability)。
[0048] 如上所述，组合物也可以使用波长至少300纳米、优选约320-450纳米的辐射源进 行固化。辐射可由任何合适的来源提供，例如减少红外发射的紫外灯，或配备滤光器以消 除红外发射的紫外灯，或发射在所示波长范围辐射的所谓LED (发光器件）。特别有用的能 购得的器件包括：Panacol UV H-254 灯（可购自 PE 公司（Panacol-Elosol GmbH) )-250 瓦 无臭氧的掺铁金属卤化物灯，光谱波长为320-450纳米；Panacol UVF-450 (320-450纳米， 取决于使用的黑色、蓝色或透明的滤光器）；Honle UVA HAND 250⑶L (可购自洪勒紫外美 国公司（Honle UV America Inc))-可发射最大强度UVA范围约为3 20到390纳米；PMP 250瓦金属卤化物灯（可购自皮洛马达汽车产品公司（Pro Motor Car Products Inc)); Cure-Tek UVA-400(可购自H&S奥托肖特公司（H&S Autoshot))，它具有400瓦的金属卤 化物灯泡，灯组件可配置有不同的滤光器如蓝色、浅蓝色或透明的滤光器，以控制/消除来 自灯源的红外辐射）；Cure-Tek UVA-1200(可购自H&S奥托肖特公司（H&S Autoshot))，它 具有1200瓦的金属卤化物灯泡，灯组件可配置有不同的滤光器如蓝色、浅蓝色或透明的滤 光器，以控制/消除来自灯源的红外辐射）；C 〇n-Tr〇l-Cure Scarab-250UV-A商店灯系统 (shop lamp system)(可购自紫外处理供应公司（UV Process Supply Inc)-具有250瓦惨 铁金属卤化灯，光谱波长输出为320-450纳米）；Con-Trol-Cure-UV LED Cure-All 415(可 购自紫外处理供应公司（UV Process Supply Inc·)-光谱波长为415纳米，2.5-7. 95瓦的 工作瓦特数范围）；Con-Trol-Cure-UV LED Cure-All 390(可购自紫外处理供应公司（UV Process Supply Inc.)-光谱波长为390纳米，2. 76-9. 28瓦的工作瓦特数范围）；UV H253 紫外灯（可购自紫外光技术公司（UV Light Technologies)-该装置具有250瓦掺铁金属 卤化物灯，并配置有黑玻璃滤光器以产生在300-400纳米之间的光谱波长）。
[0049] 由于本发明组合物的快速固化速率，还可以使用"手扶式（walk-behind) "灯，操作 者可以将涂料组合物现场施加到木地板上，并且手扶着灯，随着操作者在地板上移动，使涂 料固化并立即在固化的表面上继续向前移动。
[0050] 以下实施例旨在举例说明本发明，不构成对本发明范围的限制。除非另有说明，所 有百分数和份数都是以重量计的。 实施例
[0051] 在实施例中，使用以下材料：
[0052] B348-Bvk 348, 一种聚醚硅氧烷流动助剂，可购自美国BYK化学公司（BYK-Chemie USA)；
[0053] LffM-Borchers LW44, 一种非离子型聚氨酯基增稠剂，可购自波驰尔公司 (Borchers)；
[0054] D1293-Dehvdran 1293，一种聚硅氧烷消泡和脱气试剂，可购自考尼斯公司 (Cognis Corporation)；
[0055] IRG819-Irgacure 819DW光引发剂，可购自汽巴专用化学品公司（Ciba Specialty Chemicals)；
[0056] PU分散体A:将31. 81份IPDI和15. 9份HDI加入到133. 12份聚酯丙烯酸酯 (Laromer LR 8799,可购自巴斯夫公司（BASF)，OH值为82)、3· 24份新戊二醇、8. 34份二 羟甲基丙酸、0. 19份二月桂酸二丁基锡和48. 16份丙酮的回流混合物中。该溶液在搅拌下 回流5小时。在混合物冷却后，在40°C加入5. 04份三乙胺。在冷却到室温后，将溶液在含 2. 99份乙二胺的299. 32份水中剧烈搅拌。然后，自发形成分散体。在异氰酸酯基完全反应 后，立即通过真空蒸馏除去溶剂。所得分散体的固体含量为39. 13重量％。
[0057] 实施例1:在250毫升烧杯中，使用Dispermat CV分散器在以1000 rpm搅拌下将 60克I3U分散体A与0· 50克Byk 348和0· 80克Dehydran 1293混合。向混合容器中（在 以1500rpm搅拌下）加入Borchigel LW-44 (0· 09克）和自来水（36. 8克）的溶液，该溶液 在加入之前就已混合。将该溶液混合10分钟。在以500rpm搅拌下向该混合容器中加入 Irgacure 819-DW(1. 2克），将该溶液混合5分钟，以确保均一性。将该制剂过滤到塑料罐 中，静置过夜，使其消泡。
[0058] 用VM&P石脑油/异丙醇溶液（1:1)浸湿的纸巾擦拭清洁待涂布的木板。然后，用 漆刷将配制的可紫外固化的涂料以约4密耳的厚度（湿膜厚度）施涂到该木板上。
[0059] 在施加涂料后，将所述板在50°C闪蒸10分钟以除去任何水。使用来自H&S奥托 肖特公司的1200瓦UV-A灯固化涂料。将该灯放在距离传输带1. 5英寸的位置。通过将传 输带每分钟移动40和60英尺来测试固化装置的效力。由此分别产生250毫焦/厘米2和 200毫焦/厘米2的总能量密度。
[0060] 比较上述制剂与现有的现场施涂木地板的双组分水性涂料的摆锤硬度、耐化学性 (MEK 往返擦拭）、耐磨性（Taber CS-10)和耐黑鞋跟渍（black heel mark resistance， BHMR)。结果示于下表：
[0061]
[0062] 在紫外固化后不久即达到本发明的体系的硬度，而现有的双组分技术需要最长I 周的时间才能产生大致可比的硬度。耐化学性提高了三倍，耐磨性和BHMR性能实际无变 化，该性能用"0"至"5"评分，"0"表示在用鞋跟或Formula 409κ清洁剂除去鞋跟渍后表面 无磨损或光泽下降，"5"表示基材表面的涂层被破坏和/或脱层。
[0063] 虽然在前文中为了说明起见，对本发明进行了详细的描述，但应理解，这些详细描 写仅仅是为了说明，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可对其进行 修改，本发明仅由权利要求书限定。
【主权项】
1. 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： A) 聚氨酯分散体，其包含： 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， 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， 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， 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， 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， 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%， 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 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； 其中操作者将涂料组合物施加到所述预装型地板上，手扶着灯，使涂料固化并立即在 固化的表面上移动。 操作者可以将涂料组合物现场施加到木地板上，并且手扶着灯，随着操作者在地板上 移动，使涂料固化并立即在固化的表面上继续向前移动2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，组分a)的用量约为30-80重量％，组分b) 的用量约为2-15重量％，组分c)的用量约为15-40重量％，组分d)的用量约为0-20重 量％，组分e)的用量约为0. 5_7重量％。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，以组分a)的重量为基准计，组分a)含有约 0. 1-10摩尔/千克的C=C键。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，组分A)的固体含量约为30-55重量％。
【专利摘要】本发明涉及一种涂布木基材的方法，可通过波长在320-450纳米的辐射固化的涂料组合物，以及这样生产的涂布产品。
【IPC分类】C08G18/76, C08G18/32, C08G18/42, C09D175/06, C08G18/75, C08G18/66
【公开号】CN104893535
【申请号】CN201510311720
【发明人】A·A·洛克哈特, R·A·韦德, M·A·多弗恰克, C·M·布里奇斯
【申请人】拜尔材料科学有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2009年3月4日
【公告号】CA2717160A1, CN101959981A, EP2252666A2, US20110059262, WO2009111015A2, WO2009111015A3
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