CN101171107A - 处理木材表面的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用表面处理剂处理木材或木基材料表面的方法和通过所述方法处理的木材或木基材料。所述方法包括如下步骤：a)将木材、木基材料或用于制造木材的材料用包含至少一种可交联化合物的可硬化含水组合物浸渍，其中可交联化合物选自：α)低分子量化合物V，其具有至少两个式CH2OR的N键合基团，其中R＝氢或C1－C4烷基，和/或一个桥接两个氮原子的1，2－双羟基乙烷－1，2－二基基团，β)化合物V的预缩合物和γ)化合物V与至少一种选自C1－C6链烷醇、C2－C6多元醇和低聚亚烷基二醇的醇的反应产物或混合物；b)在升高的温度下处理步骤a)中得到的材料，并且任选将所述材料转变成木基材料，以及c)用表面处理剂处理待处理的木材或木基材料的至少一个表面，并且任选以本身已知的方式干燥处理的表面。
Description
本发明涉及一种用表面处理组合物处理木材或木基材料表面的方法和如此处理的木材或木基材料。
木材或木基材料，例如胶合板或包含细碎木材料的模制品通常具有表面处理组合物，例如染色剂、涂饰剂或其他用于装饰目的或保护木材表面不受机械和气候相关影响的涂料(例如参看H.Nimz等“Wood-Wood basedMaterials”，第2.4部分和W.Hansemann“Wood-Wood Treatment”inUllmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry，CD-ROM第5版，Wiley-VCH-Weinheim 1997)。
在聚合物键合表面处理组合物的情况下，即在涂料体系如釉料和涂饰剂的情况下，得到的涂料对木材或木基材料表面的粘合有问题，尤其是在潮湿状态和固体，即干燥或硬化状态中。在水基表面处理组合物的情况下，还时常存在木材表面在处理时变得粗糙，以及因此必须随后砂磨以便得到充分光滑的表面。由于一部分表面处理组合物也由此除去，处理和砂磨处理通常必须重复几次，这构成不是微不足道的劳动。
WO 2004/033170和WO 2004/033171描述了基于羟甲基-或烷氧基甲基-改性脲衍生物，如1，3-双(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑啉-2-酮，链烷醇改性的双(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑啉酮、1，3-双(羟甲基)脲、1，3-双(甲氧基甲基)脲、1-羟甲基-3-甲基脲、1，3-双(羟甲基)咪唑啉-2-酮、1，3-二甲基-4，5-二羟基咪唑啉-2-酮或四(羟甲基)乙炔二脲的浸渍组合物在改善包含固体木材的木材体的耐久性、尺寸稳定性和表面硬度中的用途。没有讨论在木材或木基材料的情况下的问题。
因此，本发明的目的是提供一种解决开头所述问题的木材或木基材料表面处理的方法。
现在已令人惊讶地发现如果木材或木基材料以本身已知的方式用表面处理组合物处理表面，如果木材，木基材料或用于生产木基材料的木材料预先用包含至少一种可交联化合物的可固化含水组合物处理，然后在升高的温度下经受处理，则可实现这个和其他目的，其中可交联化合物选自：
α)低分子量化合物V，其具有至少两个式CH2OR的N键合基团，其中R为氢或C1-C4烷基，和/或桥接两个氮原子的1，2-双羟基乙烷-1，2-二基基团，
β)化合物V的预缩合物和
γ)化合物V与至少一种来自C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇和低聚亚烷基二醇的醇的反应产物或混合物。
本发明因此涉及一种处理木材或木基材料表面的方法，其包括如下步骤：
a)将木材、木基材料或用于生产木基材料的木材料用包含至少一种可交联化合物的可固化含水组合物浸渍，其中可交联化合物选自：
α)低分子量化合物V，其具有至少两个式CH2OR的N键合基团，其中R为氢或C1-C4烷基，和/或桥接两个氮原子的1，2-双羟基乙烷-1，2-二基基团，
β)化合物V的预缩合物和
γ)化合物V与至少一种来自C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇和低聚亚烷基二醇的醇的反应产物或混合物；
b)在升高的温度下处理步骤a)中得到的材料，并且如果合适的话，进一步加工以得到木基材料，以及
c)用表面处理组合物处理待处理的木材或木基材料的至少一个表面，并且如果合适的话，以本身已知的方式干燥处理的表面。
本发明方法具有大量优点。
基于聚合物键合涂料体系的涂料在潮湿和湿状态中均具有更好的粘合性。另外，上述表面粗糙的问题不会在水基表面处理组合物的情况下发生。此外，可因此避免偶尔发生在用木基表面处理组合物处理时的木材体的“变形”。
在本发明方法的第一个步骤a)中，将木材或木基材料，例如胶合板材料或通过将细碎木材料如木屑、纤维或木条(strand)粘合而产生的木基材料，或用于生产木基材料如胶合板的木材料或细碎木材料用可固化化合物的含水组合物浸渍。
细碎木材料包括纤维、木屑、木条、木片、碎片及类似物。胶合板应理解为意指厚度为≤5mm，尤其是≤1mm的片状薄木材料。尤其是将最小尺寸为5mm以上，尤其是≥10mm的大部件，尤其是包含实木或固体木材的大部件在步骤a)中浸渍。
原则上，所有木材类型都适合，尤其是基于它们的干重，可吸收至少30％，尤其是至少50％水的那些，特别优选根据DIN-EN 350-2可浸渍性分级为1和2的那些。这些例如包括针叶树木材，例如松树(松属)、云杉、花旗松、落叶松、意大利五针松、冷杉、海岸冷杉、雪松和欧洲五针松，和阔叶树的木材，例如槭树、银槭、刺槐、白泡花木(ayons)、桦树、梨树、山毛榉、橡树、赤杨、白杨、岑树、花楸树、榛树、角树、樱桃树、栗子树、椴树、美洲胡桃树、白杨树、橄榄树、槐树、榆木、胡桃木、橡胶树、斑马木、柳树、平滑栎及类似物。本发明的优点尤其显示在如下木材的情况下：山毛榉、云杉、松树、白杨树、岑树和槭树。本发明的优选实施方案因此涉及木材成分选自上述木基材料的木材或木基材料的表面处理。
步骤a)中所用的可交联化合物，即化合物V和预缩合物及其反应产物为低分子量化合物或具有低分子量的低聚物，其通常完全溶于所用的含水组合物。可交联化合物的分子量通常为400道尔顿以下。假定由于这些性能，化合物可渗入木材的细胞壁，且一固化，则改善细胞壁的机械稳定性并降低它们的由于水而引起的膨胀。
可交联化合物的实例为，不限于这些：
-1，3-双(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑啉-2-酮(DMDHEU)，
-用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇或低聚亚烷基二醇改性的1，3-双(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑啉酮(改性的DMDHEU或mDMDHEU)，
-1，3-双(羟甲基)脲，
-1，3-双(甲氧基甲基)脲；
-1-羟甲基-3-甲基脲，
-1，3-双(羟甲基)咪唑啉-2-酮(二羟甲基亚乙基脲)，
-1，3-双(羟甲基)-1，3-六氢嘧啶-2-酮(二羟甲基亚丙基脲)，
-1，3-双(甲氧基甲基)-4，5-二羟基咪唑啉-2-酮(DMeDHEU)，
-四(羟甲基)乙炔二脲，
-低分子量三聚氰胺/甲醛树脂(MF树脂)，例如具有至少2个，例如2、3、4、5或6个N-羟甲基基团的聚(羟甲基)三聚氰胺，如羟甲基化的三聚氰胺(＝2，4，6-三-(N，羟甲基氨基)-1，3，5-三嗪和-低分子量三聚氰胺/甲醛树脂(MF树脂)，例如具有至少2个，例如2、3、4、5或6个N-羟甲基基团的聚(羟甲基)三聚氰胺，其用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇或低聚亚烷基二醇改性(改性MF树脂)。
化合物V、其预缩合物及其反应产物的含水组合物为本身已知的，例如由WO 2004/033171，WO 2004/033170，K.Fisher等“Textile Auxiliaries-Finishing Agents”，第7.2.2部分，Ullmann′s Encyclopedia of IndustrialChemistry中，CD-ROM第5版，Wiley-VCH，Weinheim 1997，和那里所引用的文献，US 2,731,364，US 2,930,715，H.Diem等“Amino-Resins”，第7.2.1和7.2.2部分，Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry中，CD-ROM第5版，Wiley-VCH，Weinheim 1997，和那里所引用的文献，Houben-Weyl E20/3，第1811-1890页中已知，并通常用作织物整理的交联剂。N-羟甲基化的脲化合物V与醇的反应产物，例如改性1，3-双(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑啉-2-酮(mDMDHEU)例如公开于US4,396,391和WO98/29393中。另外，化合物V和它们的反应产物和预缩合物为市售的。
在本发明的优选实施方案中，可交联化合物来自于脲化合物V，其在每种情况下在脲单元(N-C(O)-N)的氮原子上带有如上定义的CH2OR基团，以及这种脲化合物V与C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇或低聚亚烷基二醇的反应产物。尤其，可交联化合物选自1，3-双(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑啉-2-酮和用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇和/或聚亚烷基二醇改性的1，3-双(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑啉-2-酮。聚亚烷基二醇的实例尤其是如下提到的低聚和聚C2-C4亚烷基二醇。
mDMDHEU为1，3-双(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑啉-2-酮与C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇或低聚乙二醇或这些醇的混合物的反应产物。适合的C1-6链烷醇例如为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和正戊醇，优选甲醇。适合的多元醇为乙二醇、二乙二醇、1，2-和1，3-丙二醇、1，2-、1，3-和1，4-丁二醇和丙三醇。适合的聚亚烷基二醇尤其是下面提到的低聚和聚C2-C4亚烷基二醇。为制备mDMDHEU，将DMDHEU与链烷醇、多元醇或聚亚烷基二醇混合。这里一元醇、多元醇或低聚或聚亚烷基二醇通常以基于DMDHEU，0.1-2.0，尤其是0.2-2每摩尔当量的比使用。DMDHEU、多元醇或聚亚烷基二醇的混合物通常在优选20-70℃下和优选1-2.5的pH下在水中反应，pH在反应后通常调整至4-8。
在本发明的另一个优选实施方案中，可交联的化合物选自至少二羟甲基化，例如二羟甲基化、三羟甲基化、四羟甲基化、五羟甲基化或六羟甲基化，尤其是三羟甲基化的三聚氰胺(聚(羟甲基)三聚氰胺)和用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇和/或聚亚烷基二醇改性的聚(羟甲基)三聚氰胺。聚亚烷基二醇的实例尤其是下面提到的低聚和聚C2-C4亚烷基二醇。
本发明所用的含水组合物也可包含一种或多种上述醇、C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇、低聚和聚亚烷基二醇或这些醇的混合物。适合的C1-6链烷醇例如为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和正戊醇，优选甲醇。适合的多元醇为乙二醇、二乙二醇、1，2-和1，3-丙二醇、1，2-、1，3-和1，4-丁二醇和丙三醇。适合的低聚和聚亚烷基二醇尤其是低聚和聚C2-C4亚烷基二醇，尤其是氧化乙烯和/或氧化丙烯的均低聚物和共低聚物，其如果合适的话可在低分子量引发剂的存在下得到，例如具有至少2个OH基团的脂族或环脂族多元醇，例如1，3-丙二醇、1，3-和1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、赤藓醇和季戊四醇，以及戊糖醇和己糖醇，例如核糖醇、阿糖醇、木糖醇、半乳糖醇、甘露糖醇和山梨糖醇，以及肌醇或具有至少2个NH2基团的脂族或环脂族多胺，例如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、亚丙基-1，3-二胺、二亚丙基三胺、3-氨基-1-亚乙基氨基丙烷、六亚甲基二胺、二六亚甲基三胺、1，6-双(3-氨基丙基氨基)己烷、N-甲基二亚丙基三胺或聚乙烯亚胺，其中优选二乙二醇、三乙二醇、二、三和四丙二醇和来自BASF的低分子量Pluronic牌号(例如PluronicPE 3100、PE 4300、PE 4400、RPE 1720、RPE 1740)。
如果存在的话，可交联化合物在水分散体中的浓度基于组合物的总重量通常为1-60重量％，时常为10-60重量％，尤其是15-50重量％。如果可固化含水组合物包含上述醇之一，其浓度优选1-50重量％，尤其是5-40重量％。可交联化合物和醇的总量通常占含水组合物总量的10-60重量％，尤其是20-50重量％。
通常，步骤a)中所用的含水组合物包含至少一种影响化合物V或它的反应产物或预缩合物的交联的催化剂K。通常，来自金属卤化物、金属硫酸盐、金属硝酸盐、金属磷酸盐、金属四氟硼酸盐的金属盐；三氟化硼；来自卤化铵、硫酸铵、草酸铵和磷酸二铵的铵盐；和有机羧酸、有机磺酸、硼酸、磷酸、硫酸和盐酸适合用作催化剂K。
适用作催化剂K的金属盐的实例尤其是氯化镁、硫酸镁、氯化锌、氯化锂、溴化锂、氯化铝、硫酸铝、硝酸锌和四氟硼酸钠。
适用作催化剂K的铵盐的实例尤其是氯化铵、硫酸铵、草酸铵和磷酸二铵。
水溶性有机羧酸，例如马来酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸和草酸，此外还有苯磺酸，例如对甲苯磺酸，以及无机酸，例如盐酸、磷酸、硫酸、硼酸及其混合物特别适合作为催化剂K。
催化剂K优选选自氯化镁、氯化锌、硫酸镁、硫酸铝及其混合物，特别优选氯化镁。
催化剂K通常在步骤a)中仅在浸渍之前不久加入水分散体中。基于存在于含水组合物中的可固化组分的总重量，其用量通常为1-20重量％，尤其是2-10重量％。催化剂的浓度基于水分散体的总重量通常为0.1-10重量％，尤其是0.5-5重量％。
浸渍可以以常规方式，例如通过浸入、施加降低的压力，如果合适的话与加压组合，或通过常规施用方法，例如涂覆、喷雾等而进行。每种情况下所用的浸渍方法当然取决于待浸渍材料的尺寸。具有小尺寸的木材料，例如木屑或木条，以及薄胶合板，即具有大表面积与体积之比的材料可易于例如通过浸入或喷雾而浸渍，而具有较大尺寸的木材料，尤其是最小尺寸为大于5mm的材料，例如实木、包含实木或木基材料的成型制品，通过施加压力或降低的压力，尤其通过组合施加压力和降低的压力而浸渍。有利的是，浸渍在50℃以下的温度，例如15-50℃下进行。
通常浸渍条件的选择使得含水组合物的可固化组分的吸收量基于未处理材料的干质量为至少1重量％，尤其是至少5重量％。可固化组分的吸收量基于所用未处理材料的干质量可以为至多100重量％，常常为1-60重量％，优选5-50重量％，尤其是10-50重量％。用于浸渍的未处理材料的含湿量不关键，可以例如为至多100％。在这里以及下面，术语“湿度”与根据DIN 52183的术语残余含湿量同义。残余含湿量优选在木材的纤维饱和点以下。它常常为1-50％，尤其是5-30％。
就浸入而言，将木材料，如果合适的话在预干燥后浸入存在有含水组合物的容器中。浸入优选进行几秒至24小时，尤其是1分钟至6小时的时间。温度通常为15-50℃。木材料吸收含水组合物，可通过含水组合物中非含水组分(即可固化组分)的浓度以及借助处理的温度和持续时间而控制木材料吸收的这些组分的量。实际吸收的组分的量可由本领域技术人员以简单方式通过浸渍的材料的重量增加和含水组合物中组分的浓度而测定和控制。胶合板可预先例如通过压辊、所谓的压延机压制，其存在于含水浸渍组合物中。在木材松弛期间发生的降低的压力然后导致含水浸渍组合物的加速吸收。
浸渍有利地通过降低和升高的压力的结合应用而进行。为此，使通常含湿量为1-100％的木材料首先在降低的压力，通常为10-500毫巴，尤其是40-100毫巴下例如通过浸入含水组合物中而与含水组合物接触。持续时间通常为1分钟至1小时。此后为在升高的压力下，例如2-20巴，尤其是4-15巴，尤其是5-12巴的阶段。此阶段的持续时间通常为1分钟至12小时。温度通常为15-50℃。木材料吸收含水组合物，可通过含水组合物中非含水组分(即可固化组分)的浓度，借助压力以及借助处理的温度和持续时间而控制木材料吸收这些组分的量。这里，实际吸收的量也可由木材料的重量增加而计算。
此外，浸渍可通过用于将液体施用于表面的常规方法，例如通过喷雾或辊涂或涂布而进行。含湿量为不大于50％，尤其不大于30％，例如12-30％的材料有利地用于此目的。施用通常在15-50℃下进行。喷雾可以以常规方式在所有适合于片状或细碎体的喷雾的设备中进行，例如通过喷嘴排列等。在涂布或辊涂的情况下，将所需量的含水组合物通过辊或刷子施涂于片状材料上。
含水组合物的可交联组分的固化随后在步骤b)中进行。固化可类似于现有技术所述的方法，例如通过WO 2004/033170和WO 2004/033171所述的方法而进行。
固化通常通过在80℃以上，尤其是90℃以上的温度，例如90-220℃，尤其是100-200℃下处理浸渍材料而进行。固化所需的时间通常为10分钟至72小时。在胶合板和细碎木材料的情况下，更高温度和更短时间的使用更为可能。在固化期间，不仅用固化浸渍组合物填满的木材中的孔，而且在浸渍组合物和木材自身之间发生交联。
如果合适的话，干燥步骤，还有下面的预干燥步骤可在固化以前进行。这里，部分或完全除去含水组合物的挥发性组分，尤其是水和在脲化合物的固化/交联中不反应的过量有机溶剂。预干燥意指将木材或木基材料干燥在纤维饱和点以下，纤维饱和点取决于木材的类型为约30重量％。预干燥抵消了裂的危险。在小木材体，例如胶合板的情况下，预干燥可省去。然而，在具有更大尺寸的木材体的情况下，预干燥为有利的。如果进行独立的预干燥，这有利的在20-80℃下进行。取决于所选择的干燥温度，可发生存在于组合物中的可固化组分的部分或完全固化/交联。浸渍材料的结合预干燥/固化通常通过应用可在50-220℃，尤其是80-200℃的温度变化而进行。
固化/干燥可以在常规新鲜空气排气系统中，例如旋转干燥机中进行。预干燥的优选进行方式使得预干燥后木材或木基材料的含湿量基于干质量不大于30％，尤其不大于20％。可以有利地将干燥/固化进行至基于干质量＜10％，尤其是＜5％的含湿量。含湿量可以以简单的方式通过为预干燥所选择的温度、持续时间和压力而控制。
如果合适的话，附着的湿气将在干燥/固化之前通过机械方法而除去。
在大材料的情况下，已证明有用的是在干燥/固化期间将它们例如固定在热压机中。
如果它们不是已加工的成品，则在步骤a)中浸渍的木材料可以以本身已知的方式进一步加工，在细碎材料的情况下，例如以得到模制品，如OSB板(定向结构板)、碎料板、华夫木条板、OSL板和成型的OSL制品(定向木片胶合木)、PSL板和成型的PSL制品(平行木片胶合木)、绝缘板和中密度(MDF)和高密度(HDF)纤维板及类似物，在胶合板的情况下以得到胶合板材料，例如胶合纤维板、胶合木芯板、胶合碎料板，包括胶合OSL和PSL板(分别为定向和平行木片胶合木)、层板、胶合层压板、层压板、胶合叠层木板(例如Kerto层压板)、多重板、单板层积材(LVL)，装饰胶合板材，例如包覆板、天花板和预修整的镶木板，以及非平面的三维成型组件，例如成型层压木制品、成型层板制品和其他层压有至少一个板层的任意成型制品。进一步加工可在步骤a)中的浸渍后立即进行或在步骤b)中的固化期间或之后进行。在浸渍胶合板的情况下，进一步加工有利地在固化步骤之前或与固化步骤一起进行。在包含细碎材料的模制品的情况下，成型步骤和固化步骤同时进行。
如果浸渍的木材料为实木或加工的木基材料，则这可以在步骤c)的处理前以常规方式进行，例如通过锯切、刨削、砂磨等。根据本发明浸渍并固化的实木特别适合于生产曝露于湿气下，尤其是受气候影响的制品，例如建筑木材、横梁、木组件、用于木阳台、木瓦、栅栏、木柱和铁路枕木，以及用于内部装饰和上部结构的造船中的制品。
在本发明方法的步骤c)中，步骤b)中得到的木材或木基材料的至少一个表面用表面处理组合物处理。
术语表面处理组合物原则上包含用于表面处理，尤其是木材或木基材料的表面处理的所有化学组合物，即非聚合物键合的着色剂配制剂，例如染色剂，和聚合物键合的涂料体系，例如涂饰剂，包括透明清漆、光亮清漆、丝光清漆、哑光清漆、着色清漆和粉末涂料，此外还有面漆、釉和底漆和头道漆，以及膜。
在这里和下面，术语“表面处理组合物的干燥”包括通过从通过用含溶剂或水基涂料组合物表面处理而得到的涂层中除去挥发性组分的物理干燥和在可固化表面处理组合物的情况下的固化/交联。
表面处理组合物原则上可以为固体、半固体如糊，或尤其是液体。液体表面处理组合物可以为溶剂基和水基的。在本文中，溶剂基意指表面处理组合物的液体组分基本包含，即基于液体组分至少60重量％的有机溶剂，包括反应性稀释剂。在本文中，水基意指表面处理组合物的液体组分基本包含，即基于液体组分至少60重量％，尤其是至少80重量％的水。
聚合物键合表面处理组合物通常包含至少一种聚合基料或一种预聚物，后者在曝露于UV辐射和/或热下而固化而得到聚合基料。
聚合基料则可以为：
-物理干燥基料，即一干燥就形成聚合物膜，聚合物链彼此没有发生显著交联，
-自交联基料，即基料的聚合物链具有彼此反应或与交联物质反应形成键的官能团，即涂层如果合适的话一通过UV辐射的作用干燥就交联，
-可UV交联基料或可热固化基料，即基料的聚合物链或预聚物具有一曝露于升高的温度和/或UV辐射下而与交联物质反应形成键的官能团并因此产生聚合物的交联。结合使用UV光和热而交联的基料还称作双固化体系。
用于木材的表面处理组合物的总是见“Wood-Surface Treatment”inUllmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry，CD-ROM第5版，Wiley-VCH-Weinheim 1997中。
根据本发明的第一个实施方案，步骤c)中所用的表面处理组合物包含可通过热或UV辐射而交联的聚合物和/或预聚物作为基料。
可通过UV辐射而交联的聚合物或预聚物通常具有可一曝露于电磁辐射如UV辐射或电子束下而进行自由基聚合的烯属不饱和双键。通常，聚合物或预聚物中烯属不饱和双键的含量将为0.01-1.0mol/100g，常常为0.05-0.8mol/100g，非常特别优选0.1-0.6mol/100g聚合物/预聚物。预聚物的数均分子量Mn优选500-5000g/mol，而聚合物的分子量通常可以达100000g/mol。
在此实施方案的发展中，烯属不饱和双键以式A的基团的形式存在：
A-X-CR1＝CH2 A
其中A为O或NR2或化学键，R2为氢或C1-C4烷基，X为化学键、羰基或CH2基团，R1为氢或C1-C4烷基。双键尤其以丙烯酸酯基团或甲基丙烯酸酯基团的形式存在，即X为羰基，A尤其为氧，R1尤其为氢或甲基。
在此实施方案的另一发展中，双键为长链烷基的一部分。
在此实施方案的第三个发展中，双键为聚合物骨架的一部分。
在本发明的特别优选实施方案中，基料包含可UV固化的聚合物或预聚物，其中双键以式A的双键的形式，尤其是作为丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯基团而存在。如果合适的话，基料额外包含一种或多种反应性稀释剂。可UV固化的(预)聚合物的数均分子量通常为500-50000道尔顿。
这种(预)聚合物为本领域技术人员例如从P.K.T.Oldring(编辑)，Chemistry and Technology of UV-and EB-Formulations for Coatings andPaints，第II卷，SITA Technology，London，1991，第37-206页，以及其中所引用的文献中已知且为市售的。取决于(预)聚合物的结构，带有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团的(预)聚合物例如为聚醚(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、硅酮(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯改性的聚氨酯和(甲基)丙烯酸酯改性的基于(甲基)丙烯酸酯的共聚物。在这些中，尤其优选脂族和芳族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及其与反应性稀释剂的混合物。
反应性稀释剂为具有至少一个可聚合、烯属不饱和双键的低分子量液体化合物。反应性稀释剂的综述例如见J.P.Fouassier(编辑)，RadiationCuring in Polymer Science and Technology，Elsevier Science PublisherLtd.，1993，第1卷，第237-240页中。优选基于丙烯酸或甲基丙烯酸与脂族二元醇或多元醇的酯的反应性稀释剂，其中二元醇或多元醇的至少两个OH基团用丙烯酸或甲基丙烯酸酯化。适合的脂族二元醇或多元醇通常具有2-20个碳原子且可以具有线性、支化或环状碳骨架。它们优选不包含官能团。除一个或两个醚氧外，它们优选不具有杂原子。这种反应性稀释剂的实例为二丙烯酸丁二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸辛二醇酯、二丙烯酸癸二醇酯、二丙烯酸环己二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五/六丙烯酸酯、二丙烯酸二丙二醇酯和甲基丙烯酸的相应的酯，以及BASF AG的在Laromer商标下销售的产品LR 8887、PO 33F、LR 8967和LR 8982。其它适合的反应性稀释剂为(甲基)丙烯酸及其C1-C10烷基酯、马来酸及其C1-C10烷基酯或单酯、乙酸乙烯酯、乙烯醚、二乙烯基脲、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸烯丙基酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯、异氰尿酸三(丙烯酰氧基甲基)酯、丙烯酸乙氧基乙氧基乙基酯、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸苯氧基乙基酯、丙烯酸二甲基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸丁氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、二甲基丙烯酰胺和丙烯酸二环戊基酯，以及EP0 250 631 A1所述的且分子量为400-4000，优选600-2500道尔顿的长链线性二丙烯酸酯。也可使用2摩尔丙烯酸与1摩尔通常具有36个碳原子的二聚脂肪醇的反应产物。所述单体的混合物也是合适的。
根据此实施方案的另一个发展，表面处理组合物包含至少一种不饱和聚酯作为基料。这理解为意指通过烯属不饱和二羧酸或聚羧酸如马来酸、富马酸及类似物，或其成酯衍生物与二元醇或多元醇，如果合适的话结合其它二羧酸或聚羧酸缩合而得到的聚酯。烯属不饱和聚酯同样为本领域技术人员例如从UV-and EB-Formulations for Coatings and Paints，第II卷，SITA Technology，London，1991，第211-219页，和其中所引用的文献中已知并为市售。它们尤其包括马来酸或马来酸酐与二醇如乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇和1，6-己二醇，尤其是1，2-丙二醇的缩合物，和马来酸或马来酸酐与二羧酸或其酐，例如琥珀酸、琥珀酸酐、戊二酸、戊二酸酐、己二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸，尤其是邻苯二甲酸酐和上述二醇的共缩合物。
可UV固化涂料组合物通常包含0.01-5重量％，优选0.1-2重量％，尤其是0.2-1重量％的至少一种可引发烯属不饱和双键聚合的光引发剂。这些包括二苯甲酮和二苯甲酮衍生物，例如4-苯基二苯甲酮和4-氯二苯甲酮、米蚩酮(Michler’s ketone)、蒽酮，苯乙酮衍生物，例如1-苯甲酰环己-1-醇、2-羟基-2，2-二甲基苯乙酮和2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，苯偶姻和苯偶姻醚，例如甲基、乙基和丁基苯偶姻醚，偶苯酰酮缩醇，例如偶苯酰二甲基酮缩醇、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙-1-酮，蒽醌和它的衍生物，例如β-甲基蒽醌和叔丁基蒽醌，酰基膦氧化物，例如2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基膦氧化物、乙基-2，4，6-三甲基苯甲酰苯基亚膦酸酯和双酰基膦氧化物。这样的引发剂例如为在Ciba Geigy的商标Irgacure184、Darocure1173下，Rahn的Genocure或BASF AG的LucirinTPO市售。
可UV固化的表面处理组合物可以为非含水和含水的。在非含水发展的情况下，它们通常包含一种或多种有机溶剂和/或一种或多种反应性稀释剂以建立适合的处理粘度。在含水配制剂的情况下，可UV固化基料(预)聚合物以水分散体的形式存在。取决于意欲的用途和发展，可UV固化的表面处理组合物可包含至多35重量％常规助剂，例如增稠剂、均染剂、消泡剂、UV稳定剂、润滑剂和填料。适合的助剂为本领域技术人员由涂料技术中十分熟知的。适合的填料包含硅酸盐，例如可通过四氯化硅的水解而得到的硅酸盐，例如来自Degussa的AerosilR、硅石、滑石、硅酸铝、硅酸镁、碳酸钙等。适合的稳定剂包含通常的UV吸收剂，例如草酰替苯胺、三嗪和苯并三唑(后者可作为Tinuvin商标由Ciba-Spezialittenchemie得到)和二苯甲酮。这些可单独或与适合的自由基清除剂如位阻胺，例如2，2，6，6-四甲基哌啶、2，6-二叔丁基哌啶或其衍生物如双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯一起使用。稳定剂通常以基于涂料组合物0.1-5.0重量％，优选0.5-3.5重量％的量使用。
根据本发明的另一个实施方案，表面处理组合物为包含所谓的可热固化的聚合物或预聚物作为基料的聚合物键合表面处理组合物。这种可热固化体系通常包含至少一种具有反应性基团，例如异氰酸酯基团的反应性聚合物，该反应性基团如果合适的话为可逆封闭的环氧化物基团，尤其是缩水甘油基、醇OH基团、伯氨基和仲氨基、羧基、酐基团、酰基氯基团、羰基，例如醛或酮基团、N-羟甲基等的形式，以及至少一种具有至少两个补充聚合物反应性基团的反应性基团的交联剂。具有互补的反应性的一对反应性基团例如为异氰酸酯/羟基，异氰酸酯/氨基，酐/羟基，酐/氨基，羰基/氨基，羰基，酰肼或氨基脲，醛/脲，酰基氯/羟基，缩水甘油基/羟基，缩水甘油基/氨基，羟基/N-羟甲基，缩水甘油基/羧基，氮丙啶/羧基，羟基/碳化二亚胺，氮丙啶/羟基等。尤其，反应性聚合物为具有羟基的树脂，例如带有羟基的聚氨酯，带有羟基且基于(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物(丙烯酸酯树脂，参看Rmpp-Lexikon，Lacke und Druckfarben，Georg-Thieme-Verlag，Stuttgart，1998，第11及随后各页)，交联剂为具有异氰酸酯基团的交联剂，例如具有2-4个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯，例如脂族或芳族二异氰酸酯的脲基甲酸酯、缩二脲或氰尿酸酯。带有羟基的树脂，尤其是丙烯酸酯树脂，与带有N-羟甲基的交联剂如三聚氰胺/甲醛树脂的组合也是合适的。双组分清漆通常为溶剂基，但也可以配制成具有低有机溶剂含量，通常至多25重量％，尤其是至多10重量％的水基清漆。取决于发展，包含所谓双组分体系作为基料的表面处理组合物可以以适于此目的的典型量包含常规助剂，例如增稠剂、均染剂、消泡剂、UV稳定剂、润滑剂和填料。它们常常包含促进交联反应的催化剂，例如酸或在异氰酸酯基体系的情况下为有机锡化合物。
可热固化体系还包括待固化聚合物或预聚物在聚合物链中带有互补的反应性基团的那些树脂。
可热固化体系此外包括上述具有烯属不饱和双键的聚合物和预聚物。在这种情况下，代替UV引发剂，涂料组合物包含导致这些基团的聚合以及因此在升高的温度作用下自由基交联的聚合引发剂。
根据本发明的另一个实施方案，表面处理组合物为硝基纤维漆或硝基纤维组合漆(丙烯酸酯树脂，参看Rmpp-Lexikon，Lacke undDruckfarben，Georg-Thieme-Verlag，Stuttgart，1998，第11及随后各页)。这些理解为意指包含硝基纤维素，如果合适的话与一种或多种合成硬树脂和如果合适的话有机溶剂或溶剂混合物中的增塑剂结合作为基料的溶剂基、聚合物键合、物理干燥的表面处理组合物。通常的增塑剂包含己二酸二烷基酯、邻苯二甲酸二烷基酯、软树脂如醇酸树脂及类似物。适合的合成树脂尤其包含上述丙烯酸酯树脂和酮树脂。用于硝基纤维(组合)漆的通常溶剂为芳族溶剂，例如二甲苯，脂族羧酸与C2-C10链烷醇的酯，尤其是乙酸的酯，例如乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯或乙酸戊酯，醚，例如二丙二醇、二丁二醇，C1-C10链烷醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇及类似物，尤其是高沸点溶剂与低沸点溶剂，和如果合适的话沸点为中等温度的溶剂的组合。这种漆可包含常规用于此目的的添加剂、助剂和填料，例如消光剂及类似物。
根据本发明的另一个实施方案中，表面处理组合物为基料包含至少一种醇酸树脂的涂料组合物。这种表面处理组合物也称作醇酸漆或醇酸树脂漆，并且可以为溶剂基和水基。适合的醇酸树脂和基于醇酸树脂的漆为本领域技术人员已知的(参看Rmpp-Lexikon，Lacke und Druckfarben，Georg-Thieme-Verlag，Stuttgart，1998，第20-22页，和F.N.Jones，“Alkyd-Resins”in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry，CD-ROM第5版，Wiley-VCH-Weinheim 1997)。醇酸树脂已知为具有至少3个，常常3或4个OH基团的多元醇如丙三醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷及其类似物与多元羧酸或与其酐如邻苯二甲酸、其酐、间苯二甲酸、偏苯三酸、其酐、马来酸、其酐、壬二酸、己二酸、癸二酸及类似物的缩聚物，对于部分待用脂肪酸酯化的OH基团，脂肪酸通常可以油或脂肪形式用于，即甘油三酸酯的制备中，因此还称作油组分。油组分的实例为干性油，例如亚麻油、奥气油和木油，半干性油，例如豆油、蓖麻碱油、妥尔油和红花油，以及非干性油，例如蓖麻油和椰子油。脂肪酸组分也可以为科赫酸(Koch acid)，其称作Versatic。相应的醇酸树脂为在Cardura树脂名下可得到的。在醇酸树脂基的涂料组合物中，醇酸树脂可以用其他组分改性，例如油、天然树脂、酚树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、丙烯酸酯树脂、环氧树脂、硅酮树脂、异氰酸酯和聚氨酯(改性醇酸树脂)。取决于脂肪酸组分的类型和改性组分，醇酸树脂可以以已知的方式设计成物理干燥涂料组合物和交联涂料组合物(空气或炉干燥)。
在本发明的优选实施方案中，使用选自水基表面处理组合物的表面处理组合物。与溶剂基表面处理组合物相比，水基表面处理组合物具有基本为水和仅少量，通常基于表面处理组合物的总重量，不大于20重量％，尤其是不大于10重量％有机溶剂作为溶剂或稀释剂。
优选实施方案涉及聚合物键合、水基表面处理组合物。这种表面处理组合物包含至少一种聚合物水分散体形式的聚合基料。聚合物水分散体的聚合物可以为初级分散体，即通过自由基水乳液聚合而制备的聚合物分散体，以及次级分散体，即分散聚合物首先通过在有机溶剂中聚合，然后用水代替有机溶剂而制备。如上所述，聚合物水分散体可以为物理干燥的分散体、自交联分散体、可UV固化的分散体、可热固化的分散体、可通过加入交联剂而交联的分散体(双组分分散体)或双固化体系。
根据聚合物键合、水基表面处理组合物的第一个实施方案，这种所述组合物为包含物理干燥聚合物分散体作为基料的那些。这种分散体为本领域技术人员例如由D.Distler，“Wssrige Polymerdispersionen”，Wiley-VCH Weinheim 1999，第6.5部分，M.Schwartz，R.Baumstark，Waterbased Acrylates for Decorative Coatings”Curt R.Vincentz-VerlagHanover 2001，第191-212页，和其中所引用的文献，以及EP-A184091、EP-A376096、EP-A379892、EP-A522789、EP-A609793、EP-A439207、EP-A609756、EP-A623659、EP 710680、WO 95/16720、DE 1220613、DE-A3418524、US 3,454,516、US 5,263,193、US 5,185,387和US 5,021,469中十分熟知的。
物理干燥分散体为可通过烯属不饱和单体的乳液聚合而得到的聚合物水分散体，通常包含以聚合单元形式掺入的基于单体总量，至少80重量％，例如80-100重量％，尤其是90-99重量％的至少一种在25℃下具有有限水溶性，通常为≤30g/l的单烯属不饱和单体(单体M1)。单体(M1)的实例为乙烯基芳族物质，例如苯乙烯，脂族羧酸的乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯及类似物，单烯属不饱和C3-C6单羧酸和C4-C6二羧酸与C1-C10链烷醇的酯，尤其是丙烯酸和甲基丙烯酸与C1-C10链烷醇的酯，例如丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯，此外还有丁二烯和C2-C6烯烃，例如乙烯或丙烯。在这些中，优选聚合物包含丙烯酸C1-C10烷基酯和/或甲基丙烯酸C1-C10烷基酯，如果合适的话与乙烯基芳族物质如苯乙烯组合作为以聚合单元掺入的单体M1的那些聚合物分散体。
另外，构成聚合物水分散体的聚合物的单体可以包含以聚合单元形式掺入的至多20重量％，例如0.1-20重量％，尤其是1-10重量％的不同于单体M1的单体。
这些包括通常具有2-10个碳原子的单烯属不饱和酸(单体M2)，例如单羧酸和二羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸或衣康酸、磺酸如乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸及类似物，在25℃下具有提高的水溶性，通常至少50g/l，尤其是至少80g/l的中性单烯属不饱和单体(单体M3)，例如上述单烯属不饱和羧酸的酰胺，例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺，上述单烯属不饱和单羧酸的羟基-C2-C4烷基酯，例如丙烯酸2-羟基乙基酯、丙烯酸2-和3-羟基丙基酯、丙烯酸4-羟基丁基酯、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、甲基丙烯酸2-和3-羟基丙基酯、甲基丙烯酸4-羟基丁基酯，以及低聚度优选2-200的具有低聚氧化烯链，优选具有聚氧化丙烯链的单烯属不饱和单体，例如低聚乙二醇的单乙烯基和单烯丙基醚和丙烯酸、马来酸或甲基丙烯酸与低聚乙二醇的酯。单体M3尤其包括带有脲基团的单烯属不饱和单体，例如N-乙烯基脲和N-烯丙基脲，和咪唑啉-2-酮衍生物，例如N-乙烯基咪唑啉-2-酮和N-烯丙基咪唑啉-2-酮、N-乙烯基氧基乙基咪唑啉-2-酮、N-烯丙基氧基乙基咪唑啉-2-酮、N-(2-丙烯酰胺基乙基)咪唑啉-2-酮、N-(2-丙烯酰氧基乙基)咪唑啉-2-酮、N-(2-甲基丙烯酰胺基乙基)咪唑啉-2-酮、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)咪唑啉-2-酮(＝脲基甲基丙烯酸酯)、N-[2-(丙烯酰氧基乙酰胺基)乙基]咪唑啉-2-酮、N-[2-(2-丙烯酰氧基乙酰胺基)乙基]咪唑啉-2-酮和N-[2-(2-甲基丙烯酰氧基乙酰胺基)乙基]咪唑啉-2-酮(单体M3a)。单体M2通常基于单体总量占至多10重量％，尤其是至多5重量％，例如0.1-5重量％。单体M3的总量将通常不超过10重量％，尤其是9重量％。如果需要的话，单体M3a占0.1-10重量％，尤其是0.5-5重量％的单体总量。
在物理干燥的分散体中，特别优选其聚合物粒子包含至少一个具有高玻璃化转变温度Tg1的聚合物相和至少一个具有低玻璃化转变温度Tg2的聚合物相的那些聚合物分散体，Tg1与Tg2之间的差有利地为至少20K，尤其是至少30K，尤其是至少40K，例如40-150K。尤其是，Tg2为-60至+40℃，尤其是-20至+30℃。Tg1优选50-130℃，尤其是60-120℃。
此外，已证明如果聚合物水分散体的聚合物粒子的重均聚合物粒径为50-1000nm(通过超速离心法或光子相关光谱法测定；关于通过超速离心法测定粒度，例如参看W.Mchtle，Makromolekulare Chemie，1984，第185卷，第1025-1039页，W.Mchtle，Angew.Makromolekulare Chemie，1988，第162卷，第35-42页)是有利的。在基料分散体具有高固体含量，例如基于基料分散体的总重量＞50重量％的情况下，由于粘度的相关原因，如果分散体中聚合物粒子的重均粒径为≥150nm是有利的。平均粒径将通常不超过1000nm，优选600nm。此外，如果聚合物粒子的个别粒径不均匀但分布在相对大直径的范围内也是有利的。
此外，物理干燥聚合物分散体包含至少一种用于稳定聚合物分散体的表面活性物质。通常用于进行自由基水乳液聚合的保护胶体和乳化剂适用于此目的。表面活性物质通常以基于待聚合单体总量，0.1-10重量％，优选0.5-5重量％的量使用。
适合的保护胶体例如为聚乙烯醇、淀粉衍生物和纤维素衍生物或包含乙烯基吡咯烷酮的共聚物。其他适合的保护胶体的详细描述见Houben-Weyl，Methoden der organischen Chemie，第XIV/1卷，Makromolekulare Stoffe，Georg-Thieme-Verlag，Stuttgart 1961，第411-420页中。
优选的表面活性物质为与保护胶体相反，相对分子量通常小于2000的乳化剂。他们可以为阴离子、阳离子或非离子的，优选阴离子乳化剂及其与非离子乳化剂的组合。阴离子乳化剂包括烷基硫酸盐(烷基：C8-C12)、乙氧基化链烷醇(乙氧基化度：2-50，烷基：C12-C18)的硫酸单酯和乙氧基化烷基酚(乙氧基化度：3-50，烷基：C4-C9)、链烷磺酸(烷基：C12-C18)、烷基芳基磺酸(烷基：C9-C18)和单和二烷基二苯基醚磺酸盐的碱金属盐和铵盐，例如如US 4,269,749所述。
适合的非离子乳化剂为芳脂族或脂族非离子乳化剂，例如乙氧基化单、二和三烷基酚(乙氧基化度：3-50，烷基：C4-C9)，长链醇的乙氧基化物(乙氧基化度：3-50，烷基：C8-C36)和聚氧化乙烯/聚氧化丙烯嵌段共聚物。优选长链醇的乙氧基化物(烷基：C10-C22，乙氧基化度：3-50)，在这些中，特别优选基于羰基合成醇和天然醇，具有线性或支化C12-C18烷基且乙氧基化度为8-50的那些。
本发明所用的且基于物理干燥聚合物分散体的表面处理组合物也可以以常规用于此目的的量包含常规添加剂，例如填料、颜料、颜料/填料的分散剂、防冻剂、增塑剂、增稠剂、杀生物剂及类似物。表面处理组合物可不具有颜料，即作为具有颜料体积浓度在25％以下的低颜料含量的透明清漆、釉和光亮清漆和丝光清漆，以及具有＞25％的更高颜料体积浓度的丝光清漆和哑光清漆而配制。
代替或与物理干燥聚合物分散体一起，本发明适合的聚合物键合含水表面处理组合物还可包含自交联的、可UV固化或可热固化的基料聚合物的水分散体。物理干燥聚合物分散体也可作为具有可水分散醇酸树脂和/或蜡的配制剂而使用。
自交联聚合物分散体已知为聚合物具有彼此或与存在于其中的交联物质反应形成键的反应性基团，即聚合物在聚合物链中具有不同的互补反应性基团，或聚合物和交联物质具有互补反应性基团的聚合物水分散体。具有互补反应性的基团对例如为上述有关可热固化体系的那些官能团对。尤其是，在自交联体系中聚合物组分具有如下基团作为官能团：
-通过加入多价阳离子的盐如锌盐或钙盐或通过加入多胺或多元醇而交联的羧基和/或酐基团，或
-相互反应的羧基的OH和羧基的组合，或
-与作为交联物质的多元醇或多胺反应的异氰酸酯基团，或
-与选自聚氮丙啶、聚碳化二亚胺、水分散性聚异氰酸酯和聚环氧化物如环氧硅烷的交联物质反应的OH基团，或
-如果合适的话，通过适合的保护性基团可逆封端的异氰酸酯基团和OH基团的组合，或
-通过加入多胺、氨基脲(semicarbizides)或聚酰肼而交联的酮基团或
-通过加入多醛如乙二醛而交联的脲基团。
自交联分散体的聚合物可以为基于烯属不饱和单体的聚合物，如上所述对于物理干燥分散体，其聚合物包含以聚合单元形式掺入的相应的官能单体。由于相应单体的掺入和/通过聚氨酯形成单体的化学计量选择而具有所需官能团的聚氨酯基分散体也是适合的。
如上所述，可热固化聚合物分散体已知为可热固化聚合物或预聚物的水分散体。尤其是，这种聚合物分散体包含至少一种基于聚氨酯或基于烯属不饱和单体的乳液聚合物的聚合物组分，聚合物组分具有羟基、酮基团、脲基团、环氧化物基团和/或羧基，以及如上所述至少一种具有至少2个反应性基团的低分子量或聚交联剂。
基于自交联和可交联聚合物分散体的表面处理组合物可包含在基于物理干燥分散体的表面处理组合物情况下提到的添加剂。它们常常包含促进交联反应的催化剂，例如酸或在异氰酸酯基体系的情况下的有机锡化合物。它们可以以类似的方式不具有颜料，即作为具有低颜料含量的透明清漆、釉和高光泽和丝光清漆，以及作为具有更高颜料体积浓度的丝光清漆和哑光清漆而配制。用于制备这种表面处理组合物的自交联和可交联聚合物的水分散体为已知的，且例如在来自BASF Aktiengesellschaft的Luhydran商标A848S、A875S和LR8950下市售的。
根据本发明的另一个实施方案，表面处理组合物为水基、可UV固化的涂料组合物。这已知为包含至少一种在水中分散且具有能在电磁辐射如UV辐射或电子束的作用下进行自由基聚合的烯属不饱和双键的基料聚合物或预聚物作为基料组分的水基涂料组合物。关于聚合物中烯属不饱和双键的含量和双键的类型，上述论述是适用的。尤其是，双键为以上定义的式A的那些，尤其是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团。这种聚合物也称作(甲基)丙烯酸酯改性的聚合物。尤其是，在水中分散的可UV固化的基料聚合物为(甲基)丙烯酸酯改性聚氨酯或基于(甲基)丙烯酸烷基酯的(甲基)丙烯酸酯改性共聚物。关于光引发剂、反应性稀释剂和其他配制剂组分，以上论述是适用的。用于制备这种表面处理组合物的可UV固化基料聚合物的水分散体例如从关于UV涂料组合物的上述文献中已知，例如在来自BASFAktiengesellschaft的Laromer商标如Laromer LR 8949下市售。
根据本发明的另一个实施方案，表面处理组合物为水基的双固化涂料组合物。这理解为意指包含一种或多种分散于水中且可通过UV辐射而交联和可热交联，并因此具有在高能辐射作用下聚合的官能团和在加热下相互反应而形成键的官能团的聚合或低聚基料组分的水基涂料组合物。通常，这种基料体系包含至少一种分散在水中且具有能在电磁辐射作用下自由基聚合的烯属不饱和双键以及相互反应或与其他低分子量具有补充反应性的反应性官能团和如果合适的话可UV辐射固化的双键的低聚或聚合基料组分B反应形成键的官能团的基料聚合物或预聚物A。A的实例为带有羟基且具有烯属不饱和双键的不饱和聚合物，例如聚酯多元醇。C的实例为带有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团，其中异氰酸酯基团可以为可逆封端的聚异氰酸酯。A的其他实例为具有(甲基)丙烯酸酯基团的聚合物或预聚物，其额外具有自由或可逆封端的异氰酸酯基团，在这些情况下，多羟基化合物和/或多胺用作组分B。双固化体系也可包含如下基料组分：第一种具有反应性官能团的低聚或聚合基料组分A′，例如聚异氰酸酯，另一种具有补充其的反应性基团的饱和基料组分B′，例如带有OH基团的聚合物，如具有OH基团的聚丙烯酸酯，和补充A′或B′的反应性基团，例如带有OH基团且额外具有烯属不饱和双键的低分子量低聚或聚合化合物。关于聚合物或低聚物中烯属不饱和双键的含量和双键的类型，上述论述是适用的。尤其是，双固化体系中的双键为以上定义的式A的那些，尤其是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团。根据一个实施方案，分散在水中的双固化基料包含至少一种具有游离OH基团和/或可逆封端的异氰酸酯基团的(甲基)丙烯酸酯改性聚氨酯或基于(甲基)丙烯酸烷基酯的具有游离OH基团的(甲基)丙烯酸酯改性共聚物和交联物质。根据其他实施方案，分散在水中的双固化基料包含带有(甲基)丙烯酸酯基团的可逆封端异氰酸酯和不饱和聚酯多元醇。根据另一个实施方案，分散在水中的双固化基料包含带有(甲基)丙烯酸酯基团的可逆封端异氰酸酯、基本饱和的聚合多元醇组分，例如带有OH基团的聚丙烯酸酯，和异氰酸酯基团可以可逆封端的聚异氰酸酯组分。上述双固化体系也可以为溶剂基的且同样适合于本发明方法的步骤c)。此外关于反应性官能团的类型和交联剂的类型，以上关于可热固化体系的论述为适用的。关于光引发剂、反应性稀释剂和其他配制剂组分，以上论述是适用的。
用于制备这种表面处理组合物的含水和非含水双固化体系例如由W.Fischer等，“Dual Cure；Combination of Superior Properties”，RadtechReport，November/December 2001，DE 19818735，EP-A 928800，WO2002/26853和其中所引用的文献，D.B.Pourreau，Acrylic UrethaneDual-Cure Clearcoats，5：UV&EB Technology Expo&Conference，May3-5，2004，Charlotte NC，S.Peeters in “Radiation Curing in PolymerScience and Technology”第3卷(J.P.Fouassier，J.F.Rabek，编辑)，Elsevier1993，第177页，R.Kniger，Farbe und Lack，1999，105(4)，第233页，K.Maag等，Progr.Org.Coat.2000，40，第93页，W.Fischer等，Farbeund Lack，2001，107(3)，第120页，C.Decker等，Macromol.Mater.Eng.288(2003)，第17页中已知且例如在来自BASF Aktiengesellschaft的商品名DynaSeal和Laromer下市售，如Laromer LR 9000。
本发明适合的含水涂料组合物还包括水基和可水稀释的醇酸树脂涂饰剂(见上面)及其与基于可以自交联、可交联或物理干燥的聚合物水分散体的水基涂料组合物的混合物。
本发明的另一个实施方案涉及含水染色剂。这些已知为以溶解形式包含至少一种染料的染料水溶液。除水外，染色剂还可包含水溶混性有机溶剂作为增溶剂。它们的含量基于组合物的总重量通常为50体积％以下，例如1-50体积％。适合的有机共溶剂尤其为醇，尤其是乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇、二醇、丙二醇和丁二醇，此外还有醚醇，例如二乙二醇、二乙二醇丁醚、甲氧基丙醇、二丙二醇、二乙二醇甲基醚和三乙二醇，以及酮，例如丙酮。适合的染料例如为DE-A 10245209所述的染料和根据色指数规定为分散染料和溶剂染料的化合物，其也可称作分散染料，尤其是金属络合物染料。适合的分散染料列表例如见Ullmanns Enzyklopdie dertechnischen Chemie，第4版，第10卷，第155-165页(还参看第7卷，第585及随后各页-Anthrachinonfarbstoffe；第8卷，第244及随后各页-Azofarbstoffe；第9卷，第313及随后各页-Chinophthalonfarbstoffe)中。将这些参考文献和其中所提到的化合物在此引入作为参考。本发明适合的分散染料和溶剂染料包含非常宽范围的具有不同发色团的染料类别，例如蒽醌染料、单偶氮和双偶氮染料、喹啉酮、次甲基和氮杂次甲基染料、萘亚甲酰亚胺染料、萘醌染料和硝基染料。本发明适合的分散染料的实例为下列色指数的分散染料：C.I.分散黄(Disperse Yellow)1-228、C.I.分散橙(Disperse Orange)1-148、C.I.分散红(Disperse Red)1-349、C.I.分散紫(Disperse Violet)1-97、C.I.分散蓝(Disperse Blue)1-349、C.I.分散绿(Disperse Green)1-9、C.I.分散棕(Disperse Brown)1-21、C.I.分散黑(Disperse Black)1-36。本发明适合的溶剂染料的实例为下列比色指数的化合物：C.I.溶剂黄(Solvent Yellow)2-191、C.I.溶剂橙(SolventOrange)1-113、C.I.溶剂红(Solvent Red)1-248、C.I.溶剂紫(SolventViolet)2-61、C.I.溶剂蓝(Solvent Blue)2-143、C.I.溶剂绿(Solvent Green)1-35、C.I.溶剂棕(Solvent Brown)1-63、C.I.溶剂黑(Solvent Black)3-50。适于染色剂的染料此外还有萘、蒽、二萘嵌苯、三萘嵌二苯和四萘嵌三苯的衍生物，和二酮吡咯并吡咯染料、紫环酮染料、香豆素染料、异吲哚啉和异吲哚啉酮染料、紫菜碱染料、酞菁染料和萘酞菁染料。染色剂中染料的浓度基于市售染色剂通常为1-10重量％，如果合适的话，染色剂在使用前用水稀释至它的原始体积的1.5-10倍。含水染色剂的实例为在商品名Basantol和Basantol U下销售的BASF Aktiengesellschaft的产品。
表面处理组合物的施涂以本身已知的方式，例如通过棍涂、涂布、刮涂或喷雾而进行，施涂方法以本身已知的方式取决于表面处理组合物的类型、待处理木材/木基材料的类型和形式和技术环境。
表面处理组合物的施涂可以在一个步骤或多个步骤如1、2或3个步骤中进行。此外，两种或多种表面处理组合物，尤其是涂料组合物，例如一种或多种底漆或头道漆与一种或多种面漆组合也可连续施涂，使得得到例如2、3、4或5层的涂层结构的多层。干燥和/或固化步骤可在单个施涂步骤之间进行。取决于表面处理组合物的类型和所需的涂层，表面处理组合物也可湿对湿施涂。
施涂的表面处理组合物的量以本身已知的方式取决于处理表面的所需性能，通常为1-500g/m2，作为表面处理组合物的非挥发性组分而计算。在多层结构的情况下，表面处理组合物的量通常为1-200g/m2每层。
通常，表面处理组合物的施涂还包含干燥步骤。这里，除去如果合适的话存在的表面处理组合物的挥发性组分和/或进行存在于表面处理组合物中的可固化组分的固化。因此，干燥条件以本身已知的方式取决于表面处理组合物的类型。在物理干燥涂料组合物的情况下，干燥温度通常为20-80℃，干燥持续时间为10分钟至24小时。在可热交联体系的情况下，干燥持续时间和干燥温度以本身已知的方式取决于官能团的反应性和所选择体系的类型，原则上，20-220℃的温度为合适的。可UV固化体系通过使用光化辐射如UV光或电子束而进行。在双固化体系的情况下，将通常进行第一种UV固化和然后的热固化。
表面处理组合物也可是热塑性膜，例如丙烯腈/苯乙烯-丙烯酸酯膜，其通过应用降低的压力和如果合适的话借助胶组合物而与木材或木基材料的表面层压。这种组合物和为此所需的方法为本领域技术人员已知的且在来自BASF Aktiengesellschaft的商品名LuranSkin和PermaSkin下市售。
表面处理组合物也可以为如通常用于木材的表面处理的液体防水剂，例如液体蜡或油，例如植物油，如菜籽油或亚麻籽油，液体石蜡油，如白油或类似物，或硅酮油。在这些情况下，通常达到改善的对于气候的稳定性和较好的液体防水剂对木材孔的渗入以及因此改善的处理表面对于气候和湿气影响的稳定性。
如下实施例意欲阐明本发明，不应理解为限制本发明。
木材料的浸渍
制备实施例1：
将用二乙二醇和甲醇改性的DMDHEU(mDMDHEU)用水稀释至30重量％并与1.5重量％MgCl2·6 H2O混合。将干燥至约12％木材含湿量且尺寸为150×10×2.5cm的松木板引入浸渍装置中。在浸渍装置中，施加40毫巴(绝对)的低压30分钟。然后将浸渍装置充满浸渍剂。保持50毫巴绝对压力的低压不变。然后施加10巴的压力2小时。结束压力阶段，除去残余液体。然后将木板储存在可经由温度和大气湿度控制的干燥室中并固定使得不可能变形。使室的温度为120℃，相对湿度为约95％。保持这些潮湿条件直至至多48小时在木材体内部达到至少120℃的温度。
木材体的随后干燥在充分通风的木材堆上进行。然后将板锯成尺寸为30×10×2.5cm的小测试板。
表面处理
实施例1：非含水的可UV固化涂料组合物
将根据制备实施例1产生的松木板首先通过喷枪涂25g/m2的底漆，然后在具有2个UV灯(每个120W/cm2)的IST涂料装置中经受初步固化，传送带速度为5m/min。其后，将因此得到的涂层再涂25g/m2的底漆并在5m/min的传送带速度下在IST涂料装置中固化和砂磨两次。将10g/m2的面漆施涂至因此得到的涂层上，将因此得到的涂层在5m/min的传送带速度下在IST涂料装置中固化两次。
底漆和面漆的组成显示于表1中。
表1：可UV固化涂料组合物
| 组成 | 底漆 | 面漆 |
| 树脂A | 64.2 | 43.7 |
| 反应性稀释剂 | 21.4 | 43.7 |
| Syloid ED 80 | 8.7 | |
| Microtalc AT 1 | 10.7 | |
| Irgacure 500 | 3.2 | |
| Irgacure 184 | 3.5 | |
| Byk 361 | 0.5 | 0.4 |
-树脂A：LaromerUP 35 D：55重量％浓度的不饱和聚酯在二丙二醇二丙烯酸酯中的溶液，
-反应性稀释剂：来自BASF的LaromerDPGDA：二丙二醇二丙烯酸酯，
-Syloid ED 80：细碎硅石，
-Microtalc AT1：滑石粉，
-来自Ciba-Spezialittencheme的Irgacure500(重量比为1∶1的二苯甲酮与1-苯甲酰-1-羟基环己烷的混合物)，
-Irgacure1 84：来自Ciba-Spezialittenchemie的光引发剂，
-Byk 361：均染剂。
比较例1：
为了比较，将未处理的松木板以实施例1中所述方式涂覆。
实施例2：自交联涂料组合物
将根据制备实施例1产生的松木板通过喷枪首先以湿层厚度为20μm涂覆配制剂R2的自交联涂料组合物，干燥，再次以湿层厚度为27μm涂覆配制剂R2的涂料组合物。然后在室温下进行干燥，约2天后涂层达到它们的最终强度。
为了比较，将未处理松木板以相同方式涂覆。
2、5和7天后使因此涂覆的松木板根据DIN ISO EN 2409进行划格法附着力测试。用于比较目的而产生的松木板达到额定值2，而根据实施例2得到的松木板达到额定值2-3，与比较相反，木材还表面上削去。
在室温下干燥后使因此涂覆的松木板经受UV耐侯测试。本发明的板比用于比较的松木板显示更小的变色。
配制剂R2：
50重量份丁基乙二醇
20重量份丙二醇丁基醚
20重量份二丙二醇单甲基醚
5重量份大豆卵磷脂(大豆卵磷脂W250)
4重量份消泡剂(来自Münzing Chemie的Agitan 232)
15重量份细碎硅石(Syloid ED 30)
36重量份水
780重量份的45重量％浓度的基于甲基丙烯酸丁酯的阴离子、自交联聚(甲基)丙烯酸酯水分散体(BASF AG)
70重量份Polygen WE1.聚氧化蜡的含水蜡分散体(基于聚乙烯蜡的蜡氧化物)
实施例3：含水双固化涂料组合物：
将根据制备实施例1产生的松木板通过喷枪涂上配制剂R3的双固化涂料组合物或配制剂R3a，如实施例1中UV固化，然后热固化。
为了比较，将未处理的松木板以类似方式涂覆。
涂料组合物R3和涂料组合物R3a基本上在制备实施例1的松木板上比未处理的松木板上具有更好的湿附着力。
配制剂R3：100重量份LaromerLR 9000和3重量份Irgacure 500(见上面)
配制剂R3a：100重量份LaromerLR 9000、3重量份Irgacure 500(见上面)和10重量份的1重量％浓度的二月桂酸二丁锡在乙酸丁酯中的溶液。
LaromerLR 9000：异氰酸酯官能化的脲基甲酸酯-聚氨酯丙烯酸酯
实施例4：
以类似于实施例3的方式，将未处理的松木板和制备实施例1的松木板用丙烯酸酯基团改性的聚氨酯水分散体(来自BASF的LaromerLR8949)涂覆并UV固化。
来自BASF的LaromerLR 8949：40重量％浓度的聚氨酯水分散体；Mn为约1000；0.17摩尔丙烯酸酯基团/100g树脂。
实施例5：含水染色剂
将如下商品染色剂用1∶1的水∶乙醇稀释至3重量％的固体含量。将来自制备实施例1的松木板以及未处理的松木板砂磨，每种情况下使用砂纸使二分之一光滑。然后施涂稀释的染色剂，将板在50℃下干燥。
在所有情况下，来自制备实施例1的松木板显示了更快干燥性能和砂磨和未砂磨区域中均基本上更光滑的表面。未处理的板变形，而来自制备实施例1的板显示不变形。
测试的染色剂：
Basantol U Yellow 145液体
Basantol U Yellow 1 55液体
Basantol U Orange 255液体
Basantol U Red 345液体
Basantol U Blue 745液体
Basantol U Black X 84液体
Basantol Yellow 099液体
Basantol Yellow 215液体
Basantol Brown 269液体
Basantol 0range 273液体
Basantol Red 311液体
Basantol Bordeaux 415液体
Basantol Blue 762液体
Basantol Black X82液体。
Claims (20)
1.一种处理木材或木基材料表面的方法，其包括如下步骤：
a)将木材、木基材料或用于生产木基材料的木材料用包含至少一种可交联化合物的可固化含水组合物浸渍，其中可交联化合物选自：
α)低分子量化合物V，其具有至少两个式CH2OR的N键合基团，其中R为氢或C1-C4烷基，和/或桥接两个氮原子的1，2-双羟基乙烷-1，2-二基基团，
β)化合物V的预缩合物和
γ)化合物V与至少一种选自C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇和低聚亚烷基二醇的醇的反应产物或混合物；
b)在升高的温度下处理步骤a)中得到的材料，以及如果合适的话，进一步加工以得到木基材料；以及
c)用表面处理组合物处理待处理的木材或木基材料的至少一个表面，以及如果合适的话，以本身已知的方式干燥表面处理组合物。
2.根据权利要求1的方法，所述表面处理组合物包含聚合基料和/或以聚合基料形式固化的预聚物。
3.根据权利要求2的方法，所述表面处理组合物包含可通过热或UV辐射而交联的聚合物和/或预聚物。
4.根据权利要求3的方法，所述基料为包含丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯基团的聚合物或预聚物。
5.根据权利要求3的方法，所述基料包含不饱和聚酯。
6.根据权利要求3的方法，所述基料为可热固化的双组分体系。
7.根据权利要求2的方法，所述表面处理组合物为硝基纤维漆。
8.根据权利要求2的方法，所述表面处理组合物包含至少一种醇酸树脂作为基料。
9.根据前述权利要求中任一项的方法，所述表面处理组合物选自水基表面处理组合物。
10.根据权利要求9的方法，所述表面处理组合物以聚合物水分散体的形式包含聚合基料。
11.根据权利要求10的方法，所述聚合物水分散体为物理干燥分散体。
12.根据权利要求10的方法，所述聚合物水分散体为自交联分散体。
13.根据权利要求10的方法，所述聚合物水分散体具有丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯基团。
14.根据权利要求9的方法，所述表面处理组合物为水基醇酸树脂漆。
15.根据权利要求9的方法，所述表面处理组合物为含水染色剂。
16.根据前述权利要求中任一项的方法，所述可固化组合物的可交联化合物选自：
-1，3-双(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑啉-2-酮，
-用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇或低聚亚烷基二醇改性的1，3-双(羟甲基)-4，5-二羟基咪唑啉酮，
-1，3-双(羟甲基)脲，
-1，3-双(甲氧基甲基)脲；
-1-羟甲基-3-甲基脲，
-1，3-双(羟甲基)咪唑啉-2-酮(二羟甲基亚乙基脲)，
-1，3-双(羟甲基)-1，3-六氢嘧啶-2-酮(二羟甲基亚丙基脲)，
-1，3-双(甲氧基甲基)-4，5-二羟基咪唑啉-2-酮(DMeDHEU)，和
-四(羟甲基)乙炔二脲，
-低分子量三聚氰胺/甲醛树脂和
-用C1-C6链烷醇、C2-C6多元醇或低聚亚烷基二醇改性的低分子量三聚氰胺/甲醛树脂(改性MF树脂)。
17.根据前述权利要求中任一项的方法，所述可固化含水组合物中可交联化合物的浓度基于组合物的总重量为1-60重量％。
18.根据前述权利要求中任一项的方法，所述含水组合物额外包含影响可交联化合物固化的催化剂K。
19.根据权利要求18的方法，所述催化剂K选自来自金属卤化物、金属硫酸盐、金属硝酸盐、金属磷酸盐、金属四氟硼酸盐的金属盐；三氟化硼；来自卤化铵、硫酸铵、草酸铵和磷酸二铵的铵盐；有机羧酸、有机磺酸、硼酸、磷酸、硫酸和盐酸。
20.一种可通过前述权利要求中任一项的方法而得到的表面处理的木材或木基材料。
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