CN101490181B

CN101490181B - 用于水泥复合制品的涂布系统

Info

Publication number: CN101490181B
Application number: CN200780026582.9A
Authority: CN
Inventors: T·霍华德·基利勒; 凯文·W·埃文森; 威利·H·维泽尔; 阿奇·W·加纳; 葛伦·奥托·韦特; 约翰·W·米特斯特艾德特; 斯蒂芬·M·卡尔森; 拉里·B·勃兰登博格
Original assignee: Valspar Sourcing Inc
Current assignee: Vesper Holding Co I
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2027-05-21
Also published as: CN101490181A; BRPI0713077A2

Abstract

提供了包括水泥复合基材和涂布于该基材的涂布系统的涂布制品。所述涂布系统包括涂布于基材的环氧官能涂布组合物和不同于环氧官能涂布组合物的水基涂布组合物，水基涂布组合物涂布于在组合物之间的环氧基涂层上。还提供了包括以下步骤的方法：提供水泥复合基材；将环氧官能涂布组合物涂布至该基材；以及将不同于环氧官能涂布组合物的水基涂布组合物涂布至环氧基涂层。用于本方法的水基涂布组合物优选包括具有可以与环氧基涂层反应以促进组合物之间的粘合的一个或多个官能团的聚合物。

Description

用于水泥复合制品的涂布系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2006年5月19日提交的美国临时专利申请系列号60/802,186和于2007年1月30日提交的60/898,620的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

发明背景

水泥复合制品用于建筑材料越来越普遍。这些制品中许多由廉价的材料如水泥、木质(纤维素)纤维、天然(玻璃)纤维和聚合物制得。这些制品通常被制成水泥纤维板基材的形式，如壁板和墙板的形式。所述基材或制品可使用诸如挤压法的方法或使用Hatschek机器来制备。

在北方气候下，因吸收入水泥纤维板基材中的水的反复冰融引起的损害代表了一种值得注意的问题。持续地受到湿气、冻融循环(freeze-thawcycle)、UV照射和大气中的二氧化碳的影响可引起由水泥纤维板组合物制得的制品随时间产生物理的和化学的变化。涂布系统或涂布组合物可防止受到诸如UV光、二氧化碳和水等环境的影响，或可帮助减少因受到这些环境的影响而可能发生的损坏。可以获得几种这样的系统来保护水泥纤维板制品。然而，存在对下述的涂布系统和涂布组合物的需求：当涂布有组合物的制品经历湿粘合力测试和多次的冻-融循环时，提供良好的密封、具有快速固化的能力或可提供改良的结果。

概述

本发明在一个方面提供了包括水泥纤维板基材和涂布于该基材的涂布系统的涂布制品(coated article)。涂布系统优选包括(i)包含环氧乙烷基 (oxirane group)的环氧官能涂布组合物(epoxy-functional coating composition)和(ii)不同于环氧官能涂布组合物的水基涂布组合物(water-based coatingcomposition)，并且涂布系统包含具有可与环氧乙烷基反应的一种或多种环氧反应性官能团(epoxide-reactive functional group)的聚合物。

在另一个方面，本发明提供了一种用于制备涂布制品的方法，所述方法包括提供水泥纤维板基材、用上述涂布系统涂布基材的至少一部分并辐射固化涂层。

本发明的上面的概述并非旨在描述本发明的每个公开的实施方案或每种实施方式。随后的描述更具体地例示了说明性的实施方案。在整个申请的一些地方中，通过可按各种组合来使用的所列举的实施例提供了引导。在每一个示例中，所列出的内容仅作为代表性的一组内容，并且不应解释为唯一的内容。

本发明的一个或多个实施方案的细节在下面的附图和描述中阐述。从描述和附图以及权利要求看出，本发明的其他特征、目的和优点是明显的。

附图简述

图1是涂布纤维水泥制品的示意性横截面图。

附图的各种数字中的同样的参考标记指示同样的元件。附图中的元件并不是按比例绘制的。

详述

“环氧涂布系统(epoxy coating system)”或“环氧树脂系统”表示含有至少两种组分的多组分涂布系统，第一组分含有环氧乙烷基(例如环氧官能涂布组合物)且第二组分具有可与环氧乙烷基反应的反应性基团(例如环氧反应性官能团)。这些基团可反应以固化、聚合或交联涂布系统。

“胶乳”聚合物表示在水和一种或多种辅助的分散剂或乳化剂(例如表面活性剂、碱溶性聚合物或其混合物)的存在下形成的聚合物颗粒的分散体或乳液，需要所述辅助的分散剂或乳化剂的存在以形成分散体或乳状液。所述辅助的分散剂或乳化剂通常在聚合物形成后从聚合物分离出来。在一些实施方案中，当聚合物颗粒形成时，反应性的分散剂或乳化剂可成为聚合物颗粒的一部分。

“水可分散的”聚合物表示自身能够与水结合、不需使用辅助的分散剂或乳化剂来获得聚合物颗粒的含水分散体或含水乳状液的聚合物，所述分散体或乳状液在正常贮存温度下具有至少一个月的贮存稳定性。

术语“一(a)”、一(an)”、“该(the)”、“至少一个”、和“一个或多个”可互换使用。因此，例如包含“一个”胺的涂布组合物可解释为表示该涂布组合物包括“一个或多个”胺。

以端点描述的数值范围包括在此范围内所包含的所有数字(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。

术语“包括”和其变化形式的这样的术语当在说明书或权利要求中出现时，并不具有限制性意义。因此，例如包括蜡质化合物的组合物表示该组合物包括一种或多种蜡质化合物。

术语“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”分别是指丙烯酸的酯和甲基丙烯酸的酯。它们可以被称为(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)或(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate ester)。

术语“烯属化合物”是指包含反应性乙烯型不饱和度的任何单体、低聚物或聚合物，如乙烯基、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基醚、烯丙基醚、乙烯基酯、不饱和油(包括单酸甘油酯、甘油二酯和甘油三酯)、不饱和脂肪酸及类似物。术语“烯属基团”是指烯属化合物中的反应性乙烯型不饱和官能团。

在一个方面中，本发明提供了一种包括水泥纤维板基材的涂布制品，该水泥纤维板基材包括例如水泥纤维板壁板产品或其他水泥复合制品。涂布系统包括：(i)环氧官能涂布组合物和(ii)不同于环氧官能涂布组合物的水基涂布组合物。所述涂布系统包括具有可与环氧官能涂布组合物中的环氧乙烷基反应的一种或多种环氧反应性官能团例如胺的聚合物。如果期望的话，可将另外的涂层涂布至该涂布系统上。例如，在一个优选的实施方案中，该涂层包括含双组分环氧涂布系统，随后是胶乳底漆(latex primer)或面漆(topcoat)。在一个实施方案中，涂布系统包括可以被涂布一层或多层(优选两层或更多层)的两种或更多种涂布组合物，其中所述两种或更多种涂布组合物的每一种都优选是含水组合物，或者两种组合物的混合物例如在基材上形成含水组合物。

在优选的实施方案中，涂布系统具有环氧系统的粘附性和抗水性以及胶乳聚合物或水可分散的聚合物涂层的风化性质。

参考图1，本发明的涂布制品10以示意性的横截面图显示。制品10包括水泥纤维板基材12。基材12通常相当重，且例如可具有约1g/cm³至约1.6g/cm³或更高的密度。基材12的第一主表面14可以被压纹以具有小的峰或脊16和槽18，例如以便类似于粗锯的木材。主表面14可具有多种其他表面构型，且可类似于除了粗锯的木材之外的多种建筑材料。所公开的涂布系统的一层或数层20位于顶上，且部分渗透表面14，且期望在制造制品10的场合被涂布到制品10。(诸)层20有助于避免基材12受到湿气、冻融循环、UV照射或大气中的二氧化碳的一种或多种影响。(诸)层20也可提供牢固粘附的基底层，一层或多层牢固粘附的最终的面漆22可形成在所述基底层上。最终的面漆22期望是装饰性的和耐候性的，并且可在制造制品10的场合或制品10已经被附着到建筑物表面或其他表面后的场合被涂布到制品10。

多种水泥纤维板基材可用于所公开的制品。所公开的基材通常包括水泥和填充物(filler)。示例性的填充物包括木材、纤维玻璃、聚合物或其混合物。基材可使用诸如挤压法、Hatschek法的方法或本领域已知的其他方法来制备。参见例如美国专利申请号2005/0208285A1(对应于国际专利申请号WO 2005/071179A1)；澳大利亚专利申请号2005100347；国际专利申请号WO 01/68547A1；国际专利申请号WO 98/45222A1；美国专利申请号2006/0288909A1和2006/0288909A1；和澳大利亚专利申请号198060655A1。这样的基材的非限制性实例包括壁板产品、板及类似物，它们的应用包括围墙、屋顶、地板、墙板、淋浴挡板、互搭壁板、竖向墙板、拱腹面板(soffit panel)、装饰板、成形为边缘的卵形仿制品和石料仿制品或灰泥仿制品。基材的一个或两个主表面可被成形或压纹以看起来像有纹理的或粗锯的木材或其他建筑产品，或可以被切成扇形或被切割成类似于卵形。未涂布的基材表面通常包含具有微米或亚微米尺度的横截面尺寸的多个孔。

多种适合的纤维水泥基材是商业可得的。例如，几种优选的纤维水泥壁板产品可从James Hardie Building Products Inc.of Mission Viejo，CA得到，包括以HARDIEHOME^TM壁板、HARDIPANEL^TM竖向墙板、HARDIPLANK^TM互搭壁板、HARDIESOFFIT^TM板、HARDITRIM^TM厚板(plank)和HARDISHINGLE^TM壁板销售的那些纤维水泥壁板产品。这些产品都可以获得延长的保证期，并且据说它们可抵抗湿气破坏、仅需要低的维护、不会破裂、不腐烂或分层、可抵抗因过长时间暴露于湿气、雨、雪、盐雾和白蚁而引起的损坏、是非可燃的，并且提供木材的温暖感和纤维水泥的耐久性。其他适合的纤维水泥壁板基材包括来自Knauf USG SystemsGmbH & Co.KG of Iserlohn，Germany的AQUAPANEL^TM水泥板产品；来自Cemplank of Mission Viejo，CA的CEMPLANK^TM、CEMPANEL^TM和CEMTREVI^TM水泥板产品；来自CertainTeed Corporation of Valley Forge，PA的WEATHERBOARDS^TM水泥板产品；来自MaxiTile Inc.of Carson，CA的MAXITILE^TM、MAXISHAKE^TM和MAXISLATE^TM水泥板产品；来自Nichiha U.S.A.，Inc.of Norcross，GA的BRESTONE^TM、CINDERSTONE^TM、LEDGESTONE^TM、NEWPORT BRICK^TM、SIERRAPREMIUM^TM和VINTAGE BRICK^TM水泥板产品、来自ZhangjiagangEvernice Building Materials Co.，Ltd.of China的EVERNICE^TM水泥板产品和来自Everest Industries Ltd.of India的E BOARD^TM水泥板产品。

所公开的涂布系统可以各种实施方案来提供：(i)可涂布具有环氧乙烷基(环氧官能涂布组合物)的第一层，随后涂布具有在水基涂布组合物如官能化胶乳的环氧反应性官能团的层；(ii)可涂布包括环氧官能涂布组合物和环氧反应性组合物的混合物的第一层，随后涂布胶乳底漆或面漆；(iii)可涂布具有水基组合物中的环氧反应性官能团的第一层，随后涂布含有环氧乙烷基(环氧官能涂布组合物)的层；和(iv)可涂布包括环氧官能涂布组合物和环氧反应性组合物的混合物的第一层，随后涂布官能化胶乳底漆或面漆。

根据一个实施方案，将环氧涂布系统涂布至纤维水泥基材。该环氧涂布系统通常是包括环氧涂布系统的多组分涂布系统，所述环氧涂布系统例如在国际专利申请WO 2008/018910A1中描述的那些。环氧基涂层包括多环氧官能涂层，例如由脂肪族或芳香族的原材料制得的树脂(例如二官能环氧树脂、三官能环氧树脂、四官能环氧树脂和其他多官能环氧树脂)。在原材料可能长期暴露于UV辐射的情况下，必然优选脂肪族原材料。这样的多官能环氧树脂的实例包括含环氧基的化合物(例如环氧氯丙烷)与多官能的醇或酸的反应产物。

在另一个实施方案中，环氧树脂可通过将所需比例的多元醇化合物与环氧氯丙烷在碱性介质中反应而制备。所期望的碱度可通过优选以对环氧氯丙烷的化学计量过剩添加诸如氢氧化钠或氢氧化钾的碱性物质而获得。反应温度是从约50℃至约150℃。连续加热几小时以实现反应，且然后洗涤产物至不含盐和碱。用于这样的反应的步骤通常是在本领域内已知的，且例如在美国专利号2,633,458中所公开的。例如，环氧氯丙烷可与下列示例性的醇或酸(或这些材料的混合物)反应以形成环氧树脂：乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、新戊二醇、2，2-丁基乙基丙二醇、己二醇、二甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、环己烷二甲醇(cyclohexane dimethylol)、2，2，3-三甲基戊二醇、三羟甲基丙烷(“TMP”)、乙氧基化TMP、丙氧基化TMP、季戊四醇、乙氧基化季戊四醇、丙氧基化季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、乙氧基化和丙氧基化的二季戊四醇和三季戊四醇、羟基新戊酸羟基新戊酰酯(hydroxypivalyl hydroxypivalate)、双酚A、氢化双酚A、乙氧基化和丙氧基化的氢化双酚A、异山梨醇、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、六氢邻苯二甲酸、1，3-环己烷二羧酸和1，4-环己烷二羧酸、氯桥酸、乙醇酸、乳酸、己内酯及类似物。也可使用其他醇或酸。

优选的环氧树脂特征在于，包括至少一个环氧乙烷化学基团的分子结构。环氧树脂可以是低分子量的分子(例如具有小于约1000道尔顿的重均分子量)，或可以是以更高分子量的分子的形式(例如具有大于约1000道尔顿的重均分子量)。优选的环氧树脂具有150道尔顿至25,000道尔顿、更优选150道尔顿至10,000道尔顿、且最优选150道尔顿至2,000道尔顿的分子量。优选的环氧树脂具有75gm/环氧基至10,000gm/环氧基、更优选100gm/环氧基至7500gm/环氧基、且最优选120gm/环氧基至5000gm/环氧基的环氧当量(EEW)。在一些实施方案中，环氧树脂具有多个环氧乙烷基，且能够起交联剂的作用。水基涂布组合物可利用具有环氧官能度的胶乳聚合物或水可分散的聚合物。在这个实施方案中，环氧官能聚合物可与存在于双组分环氧树脂中的胺交联。例如通过使用甲基丙烯酸缩水甘油酯，可将环氧官能度并入胶乳聚合物。

环氧树脂可与活性氢化合物如胺、酸、乙酰乙酰基、羟基等反应或交联。示例性的胺包括，酰氨基胺如来自Hexion的EPIKURE^TM 3000系列、聚胺如来自Hexion的EPIKURE 3100系列、脂肪族胺和改性的脂肪族胺如来自Hexion的EPIKURE 3200系列、脂环族胺如来自Hexion的EPIKURE3300系列、水性/水分散的胺如来自Hexion的EPIKURE 6870、8290、8535、8536、8537和8540、双氰胺如来自CVC Specialty Chemicals的OmnicureDDA系列、聚氧化烯基胺如来自Huntsman的JEFF AMINE^TM系列、以及其他单体胺如异佛尔酮二胺、哌嗪及类似物。

环氧官能度与活性氢官能度(例如氨基官能度)之比通常由每种组分的当量和混合重量比例来控制。基材形态和多孔性以及所期望的应用粘度确定所期望的最佳比率。此外，可按不同的百分比固体(百分比非挥发性材料)或按不同的湿膜厚度涂布环氧官能组分和活性氢官能组分以获得所期望的混合重量比。优选地，环氧树脂系统具有小于6∶1、更优选小于4∶1且最优选小于2∶1的环氧乙烷基对活性氢基比率。优选地，环氧树脂系统具有大于1∶2、更优选大于1∶1.5、最优选大于1∶1.2且最佳地大于1∶1的环氧乙烷基对活性氢基比率。

在一个实施方案中，将环氧树脂结合至胶乳聚合物。例如，环氧树脂-胶乳聚合物共混物可通过下列方法来制备：(i)将环氧树脂直接加至胶乳聚合物中并混合、(ii)将预乳化的环氧树脂与胶乳聚合物混合、(iii)在胶乳聚合物合成期间将环氧树脂加至胶乳单体进料中、或(iv)将环氧树脂和胶乳聚合物在静态混合器中混合，并将该混合物与胺交联剂混合，且直接涂布于制品。环氧树脂也可通过在美国专利申请系列号60/773,482中所述的方法的任一种来涂布。

优选地，将脂肪族环氧树脂直接加至胶乳聚合物中以形成涂布系统的第一部分。活性氢化合物(例如胺组分)在涂布系统的单独的部分中被提供。通过将脂肪族环氧树脂直接加至胶乳聚合物中可避免制备环氧树脂分散体的步骤。

也可使用环氧官能胶乳聚合物。当使用环氧官能单体(如甲基丙烯酸缩水甘油酯，GMA)形成胶乳聚合物时，优选在单体加成的最后部分期间将环氧官能单体加至反应容器。在一个优选的实施方案中，在单体加成的最后20％期间将环氧官能单体加入。认为，通过在反应之末添加环氧官能单体，环氧基在较好的位置结合至聚合物颗粒以便随后与环氧反应性官能团反应。

在某些实施方案中，可用化学方法封闭环氧反应性官能团(氨基官能化合物)和环氧官能涂布组合物(环氧乙烷官能化合物)的一种或两种以延缓化学反应的开始，直至所期望的时刻，此时使用刺激物来脱封闭组分并容许反应。例如，可将胺基封闭以形成酮亚胺(ketimene)，其可在湿气的存在下脱封闭。可将被封闭的组分加热以促进脱封闭。

优选的氨基官能化合物特征在于，包括选自＞NH和-NH₂的至少一种化学基团的分子结构。氨基官能化合物可以是低分子量的分子(例如具有小于1000道尔顿的重均分子量)，或可以是更高分子量的分子(例如具有大于约1000道尔顿的重均分子量)。优选的氨基官能化合物具有100道尔顿至30,000道尔顿、更优选200道尔顿至10,000道尔顿的分子量。优选的氨基官能化合物具有20gm/胺基至10,000gm/胺基、更优选20gm/胺基至7,000 gm/胺基、且最优选20gm/胺基至5,000gm/胺基的胺当量。在一些实施方案中，氨基官能化合物具有多个氨基，且能够起交联剂的作用。

优选地，环氧反应性官能化合物、环氧官能涂布组合物或两者是水性的、水可稀释的或水可分散的双组分环氧组合物。示例性的环氧反应性官能化合物包括氨基官能酚醛树脂(例如苯基胍胺树脂)，且示例性的环氧官能涂布组合物包括双酚环氧官能涂布组合物，如在Wicks，Z.W.等人，Organic Coatings Science and Technology，卷1，第XI章，第1162-187页中所描述。

常规的基于溶剂的双组分环氧涂布系统可以是高度粘稠的，且倾向于具有比水性双组分环氧组合物更高的挥发性有机化合物(VOC)的排放(emission)。水性组合物可以被稀释(例如通过加入载液以降低非挥发性固体的百分比，且因而降低粘度)。

环氧涂布系统可以分为液体、半固体和固体，这取决于它们的分子量，所述分子量在液体形式至固体形式的转化中往往会增加。虽然可使用所有三种类型的双组分环氧涂布系统，但是目前优选液体类型和半固体类型，以便使需与环氧官能组合物中的环氧乙烷基反应的环氧反应性官能团的所需当量降至最低。

环氧反应性官能团和环氧官能组合物的进一步特征在于，能够经历与至少彼此、且任选地与存在于多组分环氧涂布系统中的其他组分的化学反应(例如环氧化反应)。例如，环氧涂布系统可包括适于催化环氧化化学反应的至少一种催化剂，如醇或弱酸催化剂。其他催化剂或反应抑制剂也可被包括在多组分涂布组合物中。

其他添加剂可被包括在多组分环氧涂布系统中，以改变或改善组合物对基材的涂布特性。例如，润湿剂可用于调节环氧涂布系统中的一种或多种组分的表面张力，以改变关于基材的润湿特性。润湿剂的非限制性的实例包括显示从约10至约20的亲水亲油平衡值(“HLB”)的水溶性或水混溶性的非离子型表面活性剂。

流变调节剂可加至环氧涂布系统中，以改变组合物涂布至基材上的流动特性或流平特性。例如，流变调节剂可加至多组分组合物中的组分的一种或多种中，以降低组合物的低剪切粘度，且因而改善该组分进入多孔基材的流平性或渗透性。示例性的流变调节剂包括MODAFLOW^TM树脂流动改性剂(从Cytec Industries，Inc.，Charlotte，North Carolina获得)和以BYK^TM和DISPERB YK^TM制造的丙烯酸匀染剂(从Byk-Chemie，Wesel，Germany获得)。

多组分涂布组合物可包括至少一种载液。该载液可以是单种化合物，但是载液可被选择是不同化合物的共混物。载液可以是含水的、非水的和基本上非水的。含水载体包括作为主要组分的水，而基本上非水的载液并不包括作为主要组分的水。非水载液不包含水或包含可忽略的量的水。优选地，载液被选择是含水或基本上非水的。示例性的用于与含水载液或基本上非水载液中的水结合使用的共溶剂包括水溶性或水混溶性的醇、酮、酯及类似物。载液的非限制性的实例包括水(其可包括自来水、去离子水、蒸馏水及类似物)、甲醇、丙酮、2-丁酮、乙酸乙酯和各种基于乙二醇的醚。

可以调整载液成分、载液的量、或分散或溶解在载液中的非挥发性材料的百分比(％ NVM)，以获得将多组分组合物的组分的一种或多种涂布至基材所期望的粘度或表面张力。对于某些非限制性的应用，非挥发性固体在多组分涂布组合物的组分中的合适的重量百分比可以是以重量基位表示的约5％至约60％、更优选约7.5％至约55％NVM、最优选约10％至约50％NVM。所公开的涂布组合物优选包括基于组合物总重量的至少40wt％的水。所公开的涂布组合物优选包括基于组合物总重量的不超过95wt％的水，且更优选不超过90wt％的水。

在一个任选的实施方案中，多组分组合物可进一步包括聚合物颗粒的水分散体、硅酸盐和任选如在国际专利申请WO 2007/089913A1中所述的一种或多种烯属单体或低聚物。虽然这些额外的成分可加至各组分的任一种中，但是优选将聚合物颗粒的水分散体和硅酸盐加至环氧组分中。在一个实施方案中，当混合时，多组分组合物将包括胶乳聚合物、硅

多种聚合物材料可用于所公开的聚合物颗粒的水分散体，所述聚合物材料包括：(甲基)丙烯酸聚合物、乙烯基树脂、油改性聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、氯化聚烯烃及其混合物或共聚物。胶乳聚合物容易地以合适的成本被合成，并且提供了优选等级的聚合物颗粒的水分散体。胶乳聚合物通常使用一种或多种烯属化合物(优选单体)、通过连锁聚合反应来制备。可用于制备胶乳聚合物的烯属化合物的非限制性的实例包括乙烯、丁二烯、丙烯、丁烯、异丁烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸羟乙基酯、丙烯酸羟丙基酯、丙烯酸羟丁基酯、甲基丙烯酸羟丁基酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-4-羟丁基酯缩水甘油醚(4-hydroxybutyl acrylate glycidylether)、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰基乙酯(AAEM)、双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基酯(dimethylaminomethacrylate)、甲基丙烯酸二甲氨基酯、N-羟基(甲基)丙烯酰胺、乙烯基醚马来酸酯(vinyl ether maleate)、VERSATIC^TM酸(VERSATIC酸是包含约5个至约10个碳原子的多分支结构的合成的饱和一元羧酸)的乙烯酯、及其混合物。优选地，胶乳聚合物是(甲基)丙烯酸聚合物。

通常单独使用或一起使用一种或多种非离子乳化剂或阴离子型乳化剂(即表面活性剂)来稳定胶乳聚合物。非离子乳化剂的实例包括叔辛基苯氧基乙基聚(39)-乙氧基乙醇、十二烷氧基聚(10)乙氧基乙醇、壬基苯氧基乙基-聚(40)乙氧基乙醇、聚乙二醇2000单油酸酯、乙氧基化蓖麻油、氟化烷基酯和烷氧基化物、聚氧乙烯(20)脱水山梨醇单月桂酸酯、蔗糖单椰油酯(sucrose monococoate)、双(2-丁基)苯氧基聚(20)乙氧基乙醇、羟乙基纤维素聚丙烯酸丁酯接枝共聚物(hydroxyethylcellulosepolybutyl acrylate graftcopolymer)、二甲基硅氧烷聚亚烷基氧化物接枝共聚物(dimethyl silicone polyalkylene oxide graft copolymer)、聚(氧化乙烯)聚(丙烯酸丁酯)嵌段共聚物、氧化丙烯和氧化乙烯的嵌段共聚物、用30mol氧化乙烯乙氧基化的2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、N-聚氧乙烯(20)月桂酰胺、N-月桂基-N-聚氧乙烯(3)胺和聚(10)乙二醇十二烷基硫醚。阴离子乳化剂的实例包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钾、磺基琥珀酸二辛酯钠、十二烷基二苯基氧二磺酸钠、壬基苯氧基乙基聚(1)乙氧基乙基硫酸铵盐、苯乙烯磺酸钠、十二烷基烯丙基磺基琥珀酸钠(sodium dodecyl allyl sulfosuccinate)、亚麻籽油脂肪酸、乙氧基化的壬基苯酚的磷酸酯的钠盐或铵盐、辛苯聚糖-3-磺酸钠(sodium octoxynol-3-sulfonate)、椰油基肌氨酸钠(sodium cocoyl sarcocinate)、1-烷氧基-2-羟丙基磺酸钠、α-烯烃(C₁₄-C₁₆)磺酸钠、羟基链烷醇的硫酸盐、N-(1，2-二羧基乙基)N-十八烷基磺基琥珀酰胺酸四钠、N-十八烷基磺基琥珀酰胺酸二钠、烷基酰胺聚乙氧基磺基琥珀酸二钠(disodium alkylamido polyethoxy sulfosuccinate)、磺基琥珀酸的乙氧基化壬基苯酚半酯二钠和叔辛基苯氧基乙氧基聚(39)乙氧基乙基硫酸的钠盐及类似物。此外，可以使用诸乳化剂的组合。

如果期望的话，胶乳聚合物可以用碱溶性聚合物来稳定。碱溶性聚合物可通过用丙烯酸或甲基丙烯酸或其他可聚合的酸性单体(通常大于10％)形成聚合物并通过添加氨水或其他碱来溶解所述聚合物而制备。参见例如，所公布的美国专利申请US 2006/0135684A1和US 2006/0135686A1。碱溶性聚合物的实例包括JONCRYL^TM 675和JONCRYL 678。用于制备碱溶性聚合物的一种示例性的方法概括在美国专利5,962,571中。

具有一些酸性官能度的胶乳聚合物时常通过使用氨水或胺中和来进一步稳定。已发现，用含氮的碱(例如氨水或胺)中和或部分中和水性乙酰乙酰基官能聚合物可在某些情况下导致透明涂层中的不希望的发光外观。尽管并非期望是限制性的，但是认为这种外观可能通过形成互变异构烯醇构型或烯胺构型而引起。使用无氮的碱(例如无机金属碱，如KOH、CaOH、NaOH、LiOH等)可解决或减轻这种对于这些类型的涂层的问题。其他这样的无氮的碱也可以以这种方式被使用。

水溶性的自由基引发剂通常用于胶乳聚合物的聚合反应中。在下面描述示例性的水溶性的自由基引发剂。引发剂的量基于单体的总量，优选为0.01wt.％至3wt.％。在氧化还原系统中，还原剂的量基于单体的总量，优选为0.01wt.％至3wt.％。反应温度可以在10℃至100℃的范围内。

示例性的商业上可得的胶乳聚合物包括AIRFLEX^TM EF811(从Air Products购得)、EPS 2505(从EPS/CCA购得)以及NEOCAR^TM 2300、NEOCAR 820和NEOCAR 2535(从Dow Chemical Co.购得)。其他示例性的胶乳聚合物包括于2006年11月15日提交的在审美国专利申请系列号11/560,329中所述的胶乳聚合物。

当期望能够使胶乳聚合物参与辐射固化时，胶乳聚合物也可任选地用烯属基团或其他可交联的基团官能化。示例性的官能化的胶乳聚合物包括ROSHIELD^TM 3120(从Rohm & Haas购得)以及在公布的美国专利申请US2006/0135684A1、US 2006/0135686A1和在上述的申请系列号11/560,329中所公开的AAEM官能胶乳聚合物。

在优选的实施方案中，基于环氧基涂层的非挥发性组分的总重量，聚合物颗粒的量为按重量计约5％至约90％，更优选按重量计约10％至约80％，且最优选按重量计约15％至约70％。

所公开的涂布系统可包括一种或多种任选的水溶性硅酸盐。包含这样的硅酸盐的涂布组合物的目视观测，表明了包含硅酸盐引起改善涂布组合物吸收至水泥纤维板基材中。硅酸盐的实例包括硅酸锂、硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵及类似物。在优选的实施方案中，基于非挥发性组分的总重量，硅酸盐的量为按重量计约2％至约50％，更优选按重量计约5％至约40％，且最优选按重量计约10％至约35％。硅酸盐可通过多个化学品供应商得到。例如，硅酸钠(有时称为水玻璃)可以多种形式购得，所述形式包括原硅酸钠(Na₄SiO₄)、偏硅酸钠(Na₂SiO₃)、聚硅酸钠((Na₂SiO₃)_n)和焦硅酸钠(Na₆Si₂O₇)。硅酸钠和硅酸钾可从PQ Corporation，Valley Forge，PA.购得。

多种烯属化合物可用于所公开的涂布系统中。烯属化合物不同于聚合物颗粒的水分散体，且是具有至少一个不饱和部位的含碳化合物，所述化合物可任选地在引发剂的存在下进行反应以提供聚合产物或交联产物。烯属化合物的非限制性的实例包括单体，如(甲基)丙烯酸酯、乙烯基、乙烯基醚、烯丙基醚、乙烯基酯、不饱和油(包括单酸甘油酯、甘油二酯和甘油三酯)、不饱和脂肪酸及类似物或其混合物。烯属化合物也包括具有至少一个不饱和部位的低聚物或聚合物，它们可任选地在引发剂的存在下进行反应以提供聚合产物或交联产物。

示例性的烯属单体包括未取代的或取代的C₁-C₁₅醇的(甲基)丙烯酸酯，所述醇如三丙二醇、异冰片醇、异癸醇、苯氧基乙醇、三羟乙基异氰脲酸酯(tris-hydroxyethyl isocyanurate)、三羟甲基丙烷乙氧基化物(TMPTA)、二-三羟甲基丙烷乙氧基化物(diTMPTA)、己二醇、乙氧基化新戊二醇、丙氧基化新戊二醇、乙氧基化苯酚、聚乙二醇、双酚A乙氧基化物、三羟甲基丙烷、丙氧基化甘油、季戊四醇、四氢糠醇、β-羧乙基醇或其组合。例如，烯属单体可以是(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane tri(meth)acrylate)、烷氧基化环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯(alkoxylated cyclohexane dimethanol di(meth)acrylate)、三羟甲基丙烷乙氧基化物三(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane ethoxylatetri(meth)acrylate)、二(甲基)丙烯酸二丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、双-(三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)(trimethylolpropane ethoxylate tri(meth)acrylate)、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯(propoxylated glycerol tri(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸-β-羧乙酯、双酚A乙氧基化物二(甲基)丙烯酸酯(bisphenol A ethoxylatedi(meth)acrylate)、乙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯(ethoxylatedneopentyl glycol di(meth)acrylate)、丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯(propoxylated neopentyl glycol di(meth)acrylate)、二-(三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)或其组合。优选的烯属单体包括三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、双酚A乙氧基化物二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧化物三(甲基)丙烯酸、二-(三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)或其组合。烯属单体可包含(C₁-C₁₅)醇基，如羟甲基、1-羟乙基、2- 羟乙基、1-羟丙基、2-羟丙基、3-羟丙基、1-羟丁基、4-羟丁基、1-羟戊基、5-羟戊基、1-羟己基、6-羟己基、1，6-二羟己基、1，4-二羟丁基及类似物。

示例性的烯丙基醚单体包含通常与核心结构基团连接的一种或多种烯丙基醚基，所述核心结构基团可以以多种多元醇为基础。多元醇的非限制性的实例包括新戊二醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、1，3-丙二醇、三甘醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、甘油、一缩二丙三醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，4-环己烷二甲醇和与(甲基)丙烯酸酯有关的上述其他多元醇的任何一种。其他示例性的烯丙基醚单体包括羟乙基烯丙基醚、羟丙基烯丙基醚、三羟甲基丙烷单烯丙基醚、三羟甲基丙烷二烯丙基醚、三羟甲基乙烷单烯丙基醚、三羟甲基乙烷二烯丙基醚、甘油单烯丙基醚、甘油二烯丙基醚、季戊四醇单烯丙基醚、季戊四醇二烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚、1，2，6-己三醇单烯丙基醚、1，2，6-己三醇二烯丙基醚及类似物。优选的烯丙基醚包括聚丙氧基化和聚乙氧基化形式的烯丙基醚。

示例性的乙烯醚单体包含一种或多种乙烯醚基，并且包括4-羟丁基乙烯醚、1，4-环己烷二甲醇单乙烯基醚、1，4-环己烷二甲醇二乙烯基醚、乙二醇单乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二甘醇单乙烯基醚、二甘醇二乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚及类似物。优选的乙烯基醚单体包括丙氧基化或乙氧基化形式的乙烯基醚单体。

所公开的涂布系统或涂布组合物优选包含基于涂布系统中的非挥发性组分的总重量，按重量计约0％至约40％、更优选按重量计约3％至约30％、且最优选按重量计约7.5％至约25％的单独烯属化合物。

在此涂布系统中使用的其他任选组分在Koleske等人，Paint andCoatings Industry，2003年4月，第12-86页中描述。可使用的典型的增强性能的添加剂包括表面活性剂(surface active agent)、颜料、色料、染料、表面活性剂(surfactant)、分散剂、消泡剂、增稠剂、热稳定剂、匀染剂、聚结剂(coalescent)、抗微生物剂、防霉剂、防堵孔剂、固化指示剂(curingindicator)、增塑剂、填充剂、沉降抑制剂、紫外光吸收剂、光学增亮剂及改变性质的类似物。

涂布组合物也可包含任选的聚结剂且很多聚结剂是在本领域已知的。任选的聚结剂优选是低VOC的聚结剂，如在美国专利号6,762,230中所描述的聚结剂。

根据一个实施方案，在基材已用环氧官能涂布组合物涂布后，可将水基涂布组合物涂布至基材。在已涂布环氧官能涂布组合物后，可将水基涂布组合物“湿碰湿”涂布至基材(例如，首先涂布环氧官能涂布组合物，且当环氧基系统仍为流体时就涂布水基涂布组合物)，或者在已经使环氧官能涂布组合物首先干燥或硬化(或至少部分干燥或硬化)后，可将水基涂布组合物涂布至基材。在另一个实施方案中，在基材用环氧官能涂布组合物涂布前，可将水基涂布组合物涂布至基材。在已经涂布水基涂布组合物后，可将环氧官能涂布组合物“湿碰湿”涂布至基材(例如，首先涂布水基涂布组合物，且当水基涂布组合物仍为流体时就涂布环氧官能涂布组合物)，或者在已经使水基涂布组合物首先干燥或硬化(或至少部分干燥或硬化)后，可将环氧官能涂布组合物涂布至基材。

示例性的水基涂布组合物包括胶乳聚合物或水可分散的聚合物系统，其中所述胶乳聚合物或水可分散的聚合物本身包括优选可与环氧官能涂布组合物反应的环氧反应性官能团(例如含活性氢的基团)。优选的环氧反应性官能团包括：胺、酸、乙酰乙酰基、羟基等。所公开的涂布系统优选提供了两种单独的涂层之间的化学“交联”。

示例性的胶乳聚合物是XK-90(从DSM购得)。认为这种聚合物包含胺官能度。在这种实施方案中，所述胺官能聚合物可与存在于环氧官能涂布组合物中的环氧乙烷基交联。例如通过使丙烯亚胺与存在于聚合物中的羧酸基团反应，胺官能度可并入胶乳聚合物。

具有一种或多种乙酰乙酰基官能团的示例性的聚合物在公布的美国专利申请US 2006/0135684A1和US 2006/0135686A1中有所描述，这两份申请通过引用并入本文。这样的官能化聚合物是令人想要的，是因为它们可成为交联网络的一部分，因此提供了有利的涂层性质。这样的聚合物包括下列的乙酰乙酰基官能团中的一种或多种：-C(O)-R¹-C(O)-R²，其中优选地，R¹是C₁至C₂₂亚烷基且R²是C₁至C₂₂烷基；更优选地，R¹是C₁至C₄亚烷基且R²是C₁至C₄烷基；且最优选地，R¹是亚甲基(-CH₂-)且R²是甲基(-CH₃)。在这种聚合物中的乙酰乙酰基官能度的量优选为至少0.5％，更优选至少1％，且最优选至少约2％。在这种聚合物中的乙酰乙酰官能度的量优选不超过60％，更优选不超过40％，且最优选不超过30％。

示例性的环氧反应性官能聚合物包括聚氨酯、乙烯基树脂、聚酰胺、氯化聚烯烃、丙烯酸聚合物(acrylics)、油改性聚合物、聚酯和其混合物或共聚物。这样的聚合物使用常规技术来容易地合成且制备以包括环氧反应性官能团。

优选的乙酰乙酰基官能聚合物包括乙酰乙酰基官能聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、氯化聚烯烃、丙烯酸聚合物、油改性聚合物、乙烯基树脂、聚酯或其混合物或共聚物。

通过使用下列物质，可将乙酰乙酰基官能度并入聚合物中：丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯、乙酰乙酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯、甲基丙烯酸-2，3-二(乙酰乙酰氧基)丙酯、甲基丙烯酸-2-(乙酰乙酰氧基)乙酯、乙酰乙酸叔丁酯、双烯酮及类似物或其组合。通常来说，任何可聚合的羟基官能单体或含有其他活性氢的单体可通过与双烯酮或其他合适的乙酰乙酰化剂反应转化至相应的乙酰乙酰基官能单体(参见，例如Comparison of Methods for the Preparation ofAcetoacetylated Coating Resins(用于制备乙酰乙酰化涂布树脂的方法的比较)，Witzeman，J.S.；Dell Nottingham，W.；Del Rector，F.J.CoatingsTechnology；卷62，1990，101(及包含在其中的参考文献))。在优选的涂布组合物中，乙酰乙酰基官能团通过甲基丙烯酸-2-(乙酰乙酰氧基)乙酯、乙酰乙酸叔丁酯、双烯酮或其组合并入聚合物中。

在某些实施方案中，乙酰乙酰基官能胶乳聚合物使用例如甲基丙烯2-(乙酰乙酰氧)乙酯(AAEM)和一种或多种烯属单体、优选通过连锁聚合反应来制备。烯属单体的实例选自由下列物质组成的组：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸羟乙基酯、丙烯酸羟丁基酯、甲基丙烯酸羟丁基酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-4-羟丁基酯缩水甘油醚、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯、乙烯基甲苯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、VERSATIC酸的乙烯酯(VeoVA)和其混合物。

如果期望的话，水基涂布组合物可包括具有不同环氧反应性官能团的混合物的聚合物。例如，可利用具有乙酰乙酰基官能度和酸性官能度两者的聚合物。可选地，水基涂布组合物可包括具有不同EBC官能团的不同聚合物的混合物。此外，如果期望的话，可使用如美国专利申请系列号11/560,329中所述的多级聚合物(multistage polymer)。当抗破碎性是期望的性质时，尤其优选这样的聚合物。

涂布组合物优选包括以基于该组合物的任何烯属化合物和乙酰乙酰基官能聚合物组分的相加的量的至少30wt％、更优选至少45wt％、且还更优选至少55wt％的量的乙酰乙酰基官能聚合物。所公开的涂布组合物优选包括以基于该组合物的任何烯属化合物和乙酰乙酰基官能聚合物组分的相加的量的不超过95wt％、更优选不超过90wt％、且还更优选不超过85wt％的量的乙酰乙酰基官能聚合物。

另一个实施方案包括已经使用合适的碱中和或部分中和的酸官能的、乙酰乙酰基官能的聚氨酯分散体聚合物。

另一个实施方案包括已经使用合适的碱中和或部分中和的酸官能的、乙酰乙酰基官能的聚酯聚合物。

在某些实施方案中，组合物的环氧反应性官能聚合物(例如乙酰乙酰基官能聚合物)是水可分散的聚合物。优选的环氧反应性官能的水可分散的聚合物包括醇酸树脂(alkyd)、聚酯和聚氨酯。这样的聚合物可通过本领域已知的任何方法来制备。例如，水可分散的聚酯可通过使一种或多种多元酸与一种或多种多元醇反应以得到具有过量羟基官能度的聚合物来制备。所得到的聚酯可进一步与乙酰乙酸叔丁酯或双烯酮反应以使乙酰乙酰基官能度并到聚合物上，以及与合适的酸酐如偏苯三酸酐反应以使聚酯酸官能化。然后所得到的酸官能度可用适合的碱中和以使聚酯成为水可分散的。

制备水可分散的醇酸树脂的方法的实例包括：使油和多元醇、脂肪酸、单酸甘油酯或甘油二酯的醇解产物中的一种或多种和一种或多种多元酸与一种或多种多元醇反应以得到具有过量羟基官能度的聚合物。所得到的醇酸树脂可进一步与乙酰乙酸叔丁酯或双烯酮反应以使乙酰乙酰基官能度并到聚合物上，以及与合适的酸酐如偏苯三酸酐反应以使醇酸树脂酸官能化。然后所得到的酸官能度可用适合的碱中和以使醇酸树脂成为水可分散的。

由此得到的示例性的油类或脂肪酸包括化合物如亚麻籽油、红花油、妥尔油、棉籽油、花生油、桐油、木油、蓖麻毒蛋白油(ricinene oil)，或优选葵花籽油、大豆油、蓖麻油、脱水蓖麻油及类似物。这些油类或脂肪酸可单独使用或作为油类或脂肪酸的一种或多种的混合物使用。优选的脂肪酸是大豆脂肪酸、脱水蓖麻脂肪酸、亚麻脂肪酸、蓖麻脂肪酸(ricinoleic fattyacid)和亚油脂肪酸(linoleic fatty acid)。

用于制备聚酯或醇酸树脂聚合物的示例性的多元醇包括诸如具有连接至非芳香族碳原子或芳香族碳原子的1个至6个、优选1个至4个羟基的脂肪族的、脂环族的或芳脂族的醇的化合物。多元醇的实例包括乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2-乙基-1，3-丙二醇、2-甲基丙二醇、2-丁基2-乙基丙二醇、2-乙基-1，3-己二醇、1，3-新戊二醇、2，2-二甲基-1，3-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-环己二醇和1，4-环己二醇、双酚A、1，2-双(羟甲基)环己烷和1，4-双(羟甲基)环己烷、双(4-羟基环己基)甲烷、己二酸双(乙二醇酯)，醚醇，如二甘醇和甲二醇、一缩(二)丙二醇、全氢化双酚、1，2，4-丁三醇、1，2，6-己三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基己烷、甘油、季戊四醇、二季戊四醇、甘露醇和山梨醇，还以及具有1个至8个碳原子的链终止单醇，如丙醇、丁醇、环己醇、苯甲醇、羟基特戊酸和其混合物。

用于制备聚酯或醇酸树脂的示例性的多元酸包括诸如脂肪族的、脂环族的饱和的或不饱和的、或芳香族的多元羧酸如二羧酸、三羧酸和四羧酸的化合物。这些化合物可单独使用或作为一种或多种多元酸的混合物使用。多元酸的非限制性的实例包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、对苯二甲酸、四氢化邻苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸、内亚甲基四氢化邻苯二甲酸、琥珀酸、戊二酸、癸二酸、壬二酸、偏苯三酸、均苯四甲酸、反丁烯二酸和顺丁烯二酸及类似物、或其混合物。多元酸也包括多元酸的酸酐，如顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐、四氢化邻苯二甲酸酐、六氢化邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐或其混合物。酸酐化合物可单独使用或以与一种或多种多元酸的混合物的形式使用。

使聚酯或醇酸树脂成为水可分散的示例性的碱包括诸如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氨水、三乙胺和二甲基乙醇胺的碱。

水基涂布组合物也可任选包括不同于环氧树脂和含有环氧反应性官能团的聚合物的烯属化合物。这样的化合物可以是单体、低聚物、聚合物或其混合物。烯属化合物可用于各种组合，且也提供了对涂布组合物的可交联的稀释剂作用。

所公开的涂布组合物例如可通过包括烯属化合物在内而配制，以使其是可辐射固化的。例如，可以制备包含乙酰乙酰基官能聚合物和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能(优选多官能)的化合物的水基的可紫外线(“UV”)辐射固化的涂布组合物。可辐射固化的涂布组合物可使用例如可见光、紫外光、电子束及类似物来固化。引发剂系统对电子束固化是不需要的，但是对于其他辐射源是需要的，其通常将会基于固化能量(例如UV、可见光或其他能量)的特定类型和所采用的固化机理(例如自由基、阳离子或其他固化机理)而选择。因此，在一个优选的实施方案中，涂布系统是可电子束固化的，且不需要引发剂。在另一个优选的实施方案中，涂布系统是可UV固化的且可自由基聚合的，并包括UV光引发剂系统，该UV光引发剂系统响应UV光而产生自由基且因而固化涂层。组合物中的烯属化合物的量可以基于组合物的烯属化合物和乙酰乙酰基官能聚合物组分的相加的量，为至少2.5wt％、更优选地以至少7.5wt％的量、且还更优选地以至少10wt％的量。当存在时，所公开的涂布组合物优选包括基于组合物的烯属化合物和乙酰乙酰基官能聚合物组分的相加的量，以不超过70wt％的量、更优选以不超过50wt％的量、且还更优选以不超过40wt％的量的烯属化合物。

所公开的涂布组合物可以多种方式硬化，且可任选包括如在公布的美国专利申请号2006/0135686A1中所公开的一种或多种引发剂、共引发剂或增效剂。引发剂的实例包括光引发剂、热引发剂和用于自发氧化性固化的催化剂。在一个实施方案中，将涂布组合物暴露至辐射如紫外光或可见光中以硬化涂层。这些涂布组合物通常包括自由基引发剂，特别是经暴露至光而诱导固化反应的光引发剂。当使用时，光引发剂优选以基于涂布组合物总重量的至少0.1wt％的量存在。当使用时，光引发剂优选以基于涂布组合物总重量的不超过10wt％的量存在。这样的涂层可通过将涂层暴露至具有波长范围为约100nm至800nm、更优选200nm至800nm的辐射而固化。这样的涂层可优选暴露至100MJ/cm²至5,000MJ/cm²、更优选300MJ/cm²至2,000MJ/cm²、且还更优选500MJ/cm²至1,750MJ/cm²。该涂布组合物也可通过热方法或其他形式的辐射如电子束来固化。

某些涂布组合物也可包括可称为增强性能的添加剂的一组成分中的一种或多种。可使用的典型的增强性能的添加剂包括表面活性剂、颜料、色料、染料、表面活性剂、增稠剂、热稳定剂、匀染剂、防堵孔剂、固化指示剂、增塑剂、填充剂、沉降抑制剂、紫外光吸收剂、光学增亮剂及改变性质的类似物。

涂布组合物可包括改变涂布组合物与基材(或在下面的之前涂布的涂层)的相互作用的表面活性剂，特别是该试剂可改变组合物润湿基材(或之前涂布的涂层)的能力。如果使用的话，表面活性剂优选以基于涂布组合物总重量的不超过约5wt％的量存在。示例性的表面活性剂包括聚二甲基硅氧烷表面活性剂(如以商标名称SILWET L-760和SILWET L-7622从OSISpecialties，South Charleston，WV或以BYK 306、BYK 333和BYK 346从Byk-Chemie，Wallingford，Connecticut商业上可得的那些)和氟化表面活性剂(如以FLUORAD FC-430从3M Co.，St.Paul，MN商业上可得的那些)。表面活性剂可包括消泡剂。消泡剂包括聚硅氧烷消泡剂(例如甲基烷基聚硅氧烷，如以商标名称BYK 077或BYK 500从Byk-Chemie商业上可得的那些)或聚合物消泡剂(如以商标名称BYK 051从Byk-Chemie商业上可得的那些)。

对于某些应用，需要不透明的、有色的、着色的或具有其他视觉特征的涂层。提供这样的性质的试剂也可被包括在涂布组合物中。与所公开的涂布组合物一起使用的颜料是本领域已知的。示例性的颜料包括二氧化钛白、炭黑、锅黑、黑色氧化铁、红色氧化铁、黄色氧化铁、棕色氧化铁(红色氧化物和黄色氧化物与黑色氧化物的共混物)、酞菁绿、酞菁蓝、有机红(如萘酚红、喹吖啶酮红和甲苯胺红)、喹吖啶酮品红、喹吖啶酮紫、DNA橙色或有机黄(如汉萨黄(Hansa yellow))。组合物也可包括光泽调节添加剂(gloss control additive)或光学增亮剂，如以商标名称UVITEX OB从Ciba-Geigy商业上可得的那些。

某些实施方案可在涂布组合物中包括填充剂或惰性成分。填充剂和惰性成分包括，例如粘土、玻璃珠、碳酸钙、滑石、二氧化硅、有机填充剂及类似物。填充剂扩大，就降低组合物的成本、改变组合物的外观，或者在固化之前和之后，将所期望的性质赋予组合物。示例性的填充剂是本领域技术人员已知的，或可使用标准方法来确定。填充剂或惰性成分优选以基于涂布组合物总重量的至少0.1wt％的量存在。填充剂或惰性成分优选以基于涂布组合物总重量的不超过40wt％的量存在。

本发明也可包括改变可固化涂布组合物在贮存、处理或涂布以及在其他或随后的阶段时的性质的其他成分。蜡类、消光剂、损坏和磨损添加剂以及其他类似的增强性能添加剂可以有效提高固化的涂层和涂布组合物的性能的量根据需要来使用。期望的涂层的性能特征包括耐化学性、耐磨损性、硬度、光泽、反射率、外观或这些特性的组合以及其他类似的特性。

涂布系统可通过许多涂布技术来涂布，所述涂布技术包括但不限于，刷涂(例如使用毛刷涂布机)、直接辊涂、逆辊式涂布、覆涂(flood coating)、真空涂布、帘式涂布和喷涂。各种技术的每一种都提供了独特的一组优点和缺点，这取决于基材轮廓、形态和可容许的涂布效率。较低的粘度易于均匀膜的控制。所涂布的膜厚度例如可通过改变涂布速率来控制。

所公开的涂布系统可以，例如通过辊涂来涂布到水泥纤维板基材。水泥纤维板基材上的涂布系统的干膜厚度(DFT)可以例如，在但不限于， 0.2-1.0mil(0.0005cm至0.00254cm)、更优选0.3mil至0.8mil(0.00076cm至0.002cm)的范围内。

优选地，涂布制品用涂布系统涂布在至少一种主要表面上。更优选地，涂布制品被涂布在主要表面以及直至四个包括任一个边缘的次要表面上。最优选地，涂布制品被涂布在所有(例如两个)主要表面上以及直至四个包括任一个边缘的次要表面上。

可将面漆直接涂布至涂布系统上。在此所述的涂布系统和涂布组合物可以代替现有技术中已经被分类为“密封剂”、“底漆”和“面漆”的涂层来使用，或除了现有技术中的这些涂层以外，在此所述的涂布系统和涂布组合物可以再另外使用。但是，所述系统和组合物本身可能并不恰好合适地归于任何一类，并且这样的术语不应是限制性的。

在实验室条件下，已经显示了湿粘合力测试和“冻融”循环来模拟在北方气候下所遭受的长期室外暴露。在所涂布的水泥纤维板基材已用水饱和后，湿粘合力测试可以如下述进行以评价涂布系统的粘合力。根据这个试验步骤，所涂布的基材(例如纤维水泥板)在室温的水中浸泡24小时。浸泡后，将板从水中取出，且在室温下保持24小时。将6英寸(15.24cm)长的3M HD 250胶带施用至板的表面，其中胶带的长轴在可能存在任何压纹图案的方向上。将胶带牢固压在板上以确保完全接触。然后，通过以与板成90度的角度的方向迅速撕掉胶带来去除胶带。根据从水泥板中去除的涂层的百分比来评价“湿粘合力”性能。性能进一步通过观察哪一处发生任何失效来评价。例如，失效可发生在涂层界面之间、在涂层与板的表面之间或在板本身之内。优选的涂布系统或涂布组合物通常具有少于25％的涂层去除量、更优选少于15％的涂层去除量。此外，失效优选在板内，这通过粘附到所去除的涂层的板中的大量纤维来表示。

当根据ASTM D6944-03、测试方法A进行试验时，优选的涂布制品可经得起至少30次冻融循环。如所描述的，这个ASTM试验方法叙述了30次循环的顺序。但是，并不是简单地在30次循环结束时，将样品评价为“通过(pass)”，而是希望将此试验延长到包括额外的循环。更优选地，涂布制品可经得起至少75次冻融循环，最优选至少125次冻融循环，且最佳为至少175次冻融循环。

所公开的涂布系统或涂布组合物优选具有改善的，即较低的挥发性有机质含量(VOC)。希望涂布系统或涂布组合物具有基于涂布系统总重量的少于约5％的VOC，优选少于约2％的VOC，更优选少于约0.5％的VOC。挥发性有机化合物在美国专利号6,048,471(Henry)和在美国联邦公报：1995年6月16日卷60，第111页中定义。

第二涂布系统的优选的组合物包括基于组合物总重量的少于10重量％、更优选少于7重量％、且最优选少于5重量％的挥发性有机化合物(VOC)。

因此，已经描述了优选的实施方案，本领域技术人员将容易地理解，在附加至此的权利要求的范围内，本文存在的教导可应用至另一个实施方案。

提供下列实施例以有助于理解本发明，且实施例不应被解释为限制本发明的范围。除非另有指出，所有份(part)和百分比是按重量计。

实施例

实施例1，试验1-3

试验1：两部分“环氧胺”组合物通过混合下列成分而制备：部分‘A’包含72份水和28份EPI-REZ^TM 3515 W60环氧树脂；且部分‘B’包含38份水和21份ANQU AMINE^TM 281聚胺。

试验2：两部分‘环氧胺’组合物通过混合下列成分而制备：部分‘A’包含71份水、19份EPI-REZ 3515 W60环氧树脂和10份EF 811(AirProducts latex)；且部分‘B’包含27份水和14份Anquamine 287聚胺。

试验3：两部分‘环氧胺’组合物通过混合下列成分而制备：部分‘A’包含64份水、14份EPI-REZ 3515 W60环氧树脂、10份EF 811(Air Products latex)和12份硅酸钾(KASIL 1)；且部分‘B’包含19份水和10份ANQUAMINE 281聚胺。

将相等重量份的‘A’和‘B’混合，并在涂布至基材前允许将其放置10分钟的诱导期。在优选的实施方案中，然后通过单涂层涂布或通过双涂层涂布或多涂层涂布将涂层以0.00127cm至0.001778cm(0.5mil to 0.7mil)的干膜厚度涂布至纤维水泥制品，并且通过风干、加热干燥阶段或通过涂布至温热的基材(例如约38℃)而去除一部分水。然后，例如使用如在审的美国专利申请号11/560,329中所述的面漆，可在所涂布的基材上涂上面漆。优选的实施方案将给出用于纤维水泥的改良的粘附涂布系统。

实施例2

乙酰乙酰基官能胶乳聚合物

反应器装有567份的去离子水和1.5份的RHODAPON^TM UB。在氮气层下将反应混合物加热至75℃。在加热期间，形成包含下列物质的预乳化液：331份去离子水、56.8份RHODAPON UB、0.9份过硫酸铵、149份丙烯酸-2-乙基己酯、732份甲基丙烯酸丁酯、28.1份AAEM和28.1份甲基丙烯酸。一旦反应混合物达到75℃，将2.8份过硫酸铵加至反应器，并且单体进料开始3小时进料速率。在聚合反应期间将反应温度保持在80℃至85℃之间。一旦预乳化液进料结束，用20份去离子水洗涤容器，并将反应保持30分钟。然后，在30分钟内加入由混合有20份去离子水的0.9份叔丁基过氧化氢和混合有20份去离子水的0.7份异抗坏血酸组成的后反应液(post reaction)。然后将所得到的胶乳聚合物冷却至40℃，并且加入28％浓氨水以调节pH至7.5-8.5，并加入去离子水以调节重量固体(weight solid)至48％。

实施例3

多级乙酰乙酰基官能胶乳聚合物

反应器装有547份的去离子水和1.5份的RHODAPON UB。在氮气层下将反应混合物加热至75℃。在加热期间，形成包含下列物质的预乳化液1：215份去离子水、37份RHODAPON UB、0.6份过硫酸铵、103份丙烯酸-2-乙基己酯、470份甲基丙烯酸丁酯、18份AAEM和18份甲基丙烯酸。形成包含下列物质的预乳化液2：116份去离子水、20份RHODAPON UB、0.3份过硫酸铵、223份甲基丙烯酸甲酯、85份甲基丙烯酸丁酯、10份AAEM和10份甲基丙烯酸。一旦反应混合物达到75℃，将2.8份过硫酸铵加至反应器，并且预乳化液1开始2小时进料速率。一旦加完预乳化液1，用20份去离子水洗涤容器，并且预乳化液2开始1小时进料速率。在聚合反应期间将反应温度保持在80℃至85℃之间。一旦预乳化液2进料结束，用20份去离子水洗涤容器，并将反应保持30分钟。然后，在30分钟内加入由混合有20份去离子水的0.9份叔丁基过氧化氢和混合有20份去离子水的0.7份异抗坏血酸组成的后反应液。然后将所得到的胶乳聚合物冷却至40℃，并且加入28％浓氨水以调节pH至7.5-8.5，加入去离子水以调节重量固体至48％。

实施例4a-c

油漆组合物

在装备有高速混合器和搅拌桨的混合容器中，依次序加入下列成分(重量份)：

成分		实施例4a	实施例4b	实施例4c
					水	101	101	101
Cellosize QP 09-L	增稠剂	0.8	0.8	0.8

将上述成分混合5分钟或直至均匀，然后加入下列成分(重量份)：

成分		实施例4a	实施例4b	实施例4c
					Dehydran 1620	消泡剂	1.5	1.5	1.5
Texanol	共溶剂	15	15	15
					Disperbyk 190	分散剂	7	7	7
Ammonia 26BE	中和剂	1	1	1
					Ti Pure R902-28	颜料	220	220	220
ASP 170硅酸铝	增充剂	85	85	85

将上述成分高速混合15分钟，然后加入下列成分(重量份)：

成分

实施例4a

实施例4b

实施例4c

[0120]

Ammonia 26BE

中和剂

1

将下列成分依次序加至上述成分(重量份)：

成分		实施例4a	实施例4b	实施例4c
					水		46.6	46.6	6.9
实施例2胶乳聚合物		596.2	-	-
					实施例3胶乳聚合物		-	596.2	-
Neocryl XK 90胶乳聚合物		-	-	636
					水		16.7	16.7	16.7
Byk 024	消泡剂	1	1	1
					Acrysol RM-2020NPR	增稠剂	1.5	1.5	1.5

使用适度搅拌，将上述成分混合15分钟。

实施例5

胶带粘合力测试结果

制备15.24×21cm板样品，用于如在实施例1中所概括的进行测试，然后使用下列技术涂布第二系统。

利用设定在149℃(300°F)的对流烘箱，将板样品预热至43℃(～110°F)。通过利用硬毛刷或海绵刷将约5.2克面漆均匀涂敷在板的表面上。涂布板之后，立即将板放置于149℃(300°F)的烘箱直到板的表面温度达到60℃(140°F)。取出样品，并使其冷却至室温。

粘合力测试步骤：在板样品已经被密封、涂上面漆并干燥后，它可使用3M商标的250标准胶带来测试涂层粘合力。在已按照涂布系统的说明书涂布涂布系统并固化/干燥后，可试验涂布系统对板表面的粘合力。将至少7.62cm(3英寸)长条的3M 250标准胶纸带施加至板表面。施用最小量的20.67kPa(5psi)至全长的胶带达10秒，使用橡皮辊或拇指将胶带牢固压至板表面。允许粘附在板表面平衡2分钟。平衡后，通过以90度的角度迅速(等于或少于1秒)撕掉胶带而去除胶带。将失效报道成涂层粘合力失效以及板表面失效的组合。

	测试1	测试2	测试3
				第一涂层	实施例1，试验1	实施例1，试验1	实施例1，试验1

[0130]

第二涂层	实施例4a	实施例4b	实施例4c
				％粘附损失 (adhesion loss)	0％	0％	10％

	测试4	测试5	测试6
				第一涂层	实施例1，试验2	实施例1，试验2	实施例1，试验2
第二涂层	实施例4a	实施例4b	实施例4c
				％粘附损失	0％	0％	10％

	测试7	测试8	测试9
				第一涂层	实施例1，试验3	实施例1，试验3	实施例1，试验3
第二涂层	实施例4a	实施例4b	实施例4c
				％粘附损失	0％	0％	1％

根据上面所概括的步骤，板也被涂布来自实施例4a、4b和4c的第二涂层，但没有第一涂层。经过测试粘合力，所有三种系统都显示约50％粘附损失。

本说明书中引用的所有专利、专利申请和文献都以其全部内容通过引用据此并入。在任何不一致的情况下，包括其内的任一项定义的本公开内容将占主导。已经参考各种具体的和优选的实施方案及技术，描述了本发明。但是，应理解，可以进行许多改变和变更而仍落入本发明的范围内。

Claims

1.一种涂布制品，其包括：

水泥复合基材；和

涂布于所述基材的涂布系统，所述涂布系统包括：

(i)含环氧官能涂布组合物的涂层；和

(ii)含水基涂布组合物的涂层，所述水基涂布组合物不同于所述环氧官能涂布组合物；

其中所述水泥复合基材包括纤维水泥；所述涂布系统是水基的；所述环氧官能涂布组合物包含含环氧乙烷基的环氧树脂；所述水基涂布组合物包括胶乳聚合物颗粒或聚合物颗粒的水分散体，其中所述颗粒不同于所述环氧树脂；且所述涂布系统包括具有与所述环氧乙烷基反应的一种或多种环氧反应性官能团的至少一种聚合物。

2.根据权利要求1所述的涂布制品，其中所述水基涂布组合物包括具有一种或多种环氧反应性官能团的至少一种聚合物，且是水性的、水可稀释的或水可分散的。

3.根据权利要求1所述的涂布制品，其中所述环氧官能涂布组合物包括具有一种或多种环氧反应性官能团的至少一种聚合物，且所述环氧反应性官能团是活性氢。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述环氧官能涂布组合物是包含胶乳聚合物的含水涂布组合物。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述环氧反应性官能团是胺。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述环氧官能涂布组合物进一步包括环氧反应性官能团。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述水基涂布组合物是胶乳面漆。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述涂布系统包括摩尔过剩的环氧乙烷基。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述涂布系统包括胺官能团，且环氧乙烷∶胺官能度之比介于6∶1至1∶2之间。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述环氧官能涂布组合物是聚合物颗粒的水分散体。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述环氧官能涂布组合物包括聚合物颗粒的水分散体和硅酸盐。

12.根据权利要求11所述的涂布制品，其中所述硅酸盐是硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、硅酸铵或其组合。

13.根据权利要求11所述的涂布制品，其中硅酸盐的量为基于非挥发性组分的总重量，按重量计2％至50％。

14.根据权利要求1所述的涂布制品，其中所述环氧官能涂布组合物进一步包括一种或多种烯属化合物。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中用化学方法封闭所述环氧反应性官能团和所述环氧官能涂布组合物的一种或两种，以在混合时延缓化学反应的开始，且使用刺激物来脱封闭组合物以及容许反应。

16.根据权利要求15所述的涂布制品，其中被封闭的组合物含有胺基，胺基被封闭以形成酮亚胺。

17.根据权利要求15所述的涂布制品，其中加热被封闭的组合物以促进脱封闭。

18.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述水基涂布组合物包括胶乳聚合物和水可分散的聚合物。

19.根据权利要求1所述的涂布制品，其中所述水基涂布组合物包括多级胶乳组合物。

20.根据权利要求1所述的涂布制品，其中所述胶乳聚合物由甲基丙烯酸乙酰乙酰基乙酯得到。

21.根据权利要求1所述的涂布制品，其中所述胶乳聚合物由甲基丙烯酸乙酰乙酰基乙酯得到，并且包含胺官能团。

22.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述水基涂布组合物包括含有胺、酸、乙酰乙酰基、羟基、环氧官能团或其组合的聚合物。

23.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述水基涂布组合物包括乙酰乙酰基官能聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、氯化聚烯烃、丙烯酸聚合物、油改性聚合物、乙烯基树脂、聚酯或其混合物或共聚物。

24.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述水基涂布组合物包括具有用酸基团中和的胺的胶乳聚合物。

25.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布制品，其中所述水基涂布组合物包括一种或多种烯属化合物。

26.一种方法，其包括以下步骤：

提供水泥复合基材；

将环氧官能涂布组合物的涂层和不同于所述环氧官能涂布组合物的水基涂布组合物的涂层涂布至所述水泥复合基材；

27.根据权利要求26所述的方法，其进一步包括使涂层硬化的步骤。

28.根据权利要求26或27所述的方法，其中首先涂布含水环氧官能涂布组合物。

29.根据权利要求26或27所述的方法，其中首先涂布所述水基涂布组合物。

30.根据权利要求28所述的方法，其中当环氧基涂层处于液态时，涂布所述水基涂布组合物。

31.根据权利要求28所述的方法，其中在从所述环氧官能涂布组合物中去除至少一部分水后，涂布所述水基涂布组合物。

32.根据权利要求28所述的方法，其中在从所述环氧官能涂布组合物中去除至少大部分水后，涂布所述水基涂布组合物。

33.根据权利要求28所述的方法，其进一步包括以下步骤：

从所述含水环氧官能涂布组合物中去除水并固化所述组合物；以及

将所述水基涂布组合物的涂层涂布至所述制品；

其中所述环氧基组合物包括过量的环氧树脂，所述环氧树脂可与所述水基组合物中的官能团反应。