CN102533093B - 抗涂鸦涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗涂鸦涂层,具体地公开了一种包括官能化树脂的涂料组合物,该树脂选自聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、氯化聚烯烃、丙烯酸类树脂、聚酯中的至少一种或它们的混合物或它们的共聚物,其中树脂包含(甲基)丙烯酰或乙酰乙酰基官能团中的至少一种;(甲基)丙烯酰基官能化合物;和官能化的硅酮化合物。

Description

抗涂鸦涂层
背景技术
应用于一些基材如预成品木地板、橱柜和家具的涂层,可以被钢笔、记号笔以及类似物中的墨水和着色剂永久性的染色。一旦面漆被墨水损伤,墨迹只能通过使用强溶剂、用砂纸摩擦或完全去除标记区域中的涂料层(或整个涂料层)来清除。许多情况下,即使墨水通过摩擦或溶剂部分的清除,涂饰面由于清洁过程可能会受到永久性破坏、染色或标记。 
发明内容
总的来说,本公开涉及涂料组合物,其可以固化以提供对钢笔、记号笔以及类似物中的墨水和着色剂造成的染色和标记具有增强的抵抗力的涂层,本公开还涉及制备涂料组合物和涂层的方法。 
在一个实施方案中,本公开涉及一种涂料组合物,其包括:选自聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、氯化聚烯烃、丙烯酸类树脂、聚酯中的至少一种或其混合物或共聚物的官能化树脂,其中该树脂含有(甲基)丙烯酰基或乙酰乙酰基官能团中的至少一种;(甲基)丙烯酰基官能化合物;以及官能化的硅酮化合物。 
另一个实施方案中,发明涉及一种涂料组合物,其包含:约40wt%到约60wt%的多(甲基)丙烯酰基官能化的树脂,其选自氨基甲酸酯和环氧树脂;约10wt%到约25wt%的多(甲基)丙烯酰基官能化合物;约0.1wt%到约10wt%的光引发剂;以及约0.1wt%到约5wt%的(甲基)丙烯酰基官能化的硅酮化合物。 
由本文所述的涂料组合物制备的涂层是高度耐损伤的,并且耐来自钢笔和记号笔中的墨水和着色剂的染色,特别是永久性记号。 
本发明的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中列出。根据说明书和权利要求,本发明其它特征、目的和优点将变得清楚。 
发明详述 
本公开涉及涂料组合物(例如油漆),其耐由来自钢笔、记号笔以及类似物的墨水和着色剂造成的染色。涂料组合物包括官能化树脂、烯属不饱和官能化合物和官能化的硅酮化合物。由涂料组合物制得的涂层优选可用紫外(UV)辐射固化。 
多种官能化的聚合物树脂可以用于该涂料组合物中,且合适的聚合物包括但不限于,聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、氯化聚烯烃、丙烯酸类树脂、油改性聚合物、聚酯和它们的混合物或共聚物。已经发现具有(甲基)丙烯酰基和/或乙酰乙酰基官能团的树脂是特别有用的(其中“(甲基)丙烯酰基”涉及丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)。 
例如,在一个实施方案中,官能化的树脂为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(其中(甲基)丙烯酸酯指的是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)。存在满足广泛的应用范围的多种各样的(甲基)丙烯酸酯化氨基甲酸酯低聚物,并且这些材料的性能可以取决于用于形成树脂的异氰酸酯和多元醇改性剂的类型、反应官能团以及分子量的选择而不同。本公开所描述的用于涂料组合物的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯树脂可以包含一种或多种(甲基)丙烯酰基官能团。优选的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯包括但不限于,从SartomerCorp.,Exton,PA得到的反应性多官能芳香族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,其商品名例如为CN 970、CN 972和CN 975,其具有不同的氨基甲酸酯含量和分子量。优选的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯包括低聚物诸如六官能的芳香族氨基甲酸丙烯酸酯CN 975(约800的分子量)。其它合适的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯包括由Cytec Industries,Woodland Park,NJ获得的树脂,例如EBECRYL 220(约1000的分子量),一种基于丙烯酸、脂肪族不饱和聚酯和芳香族异氰酸酯的预聚物,以及EBECRYL 8301(约1000的分子量),一种含有丙烯酸酯化的多元醇稀释剂的六官能的脂肪族氨基甲酸丙烯酸酯。 
在另一个实施方案中,树脂为官能化环氧树脂,且(甲基)丙烯酰基官能化的环氧树脂是特别优选的。例如,一种合适的官能化环氧树脂为二官能双酚A环氧丙烯酸酯,其是可从Sartomer Corp获得的商品名为 CN120A80的产品。 
在另一个实施方案中,树脂可以包括乙酰乙酰基官能团。通常,任何可聚合的羟基官能化或含有其它活性氢的单体可以通过与双烯酮或其它合适的乙酰乙酰化试剂(参见,如Comparison of Methods for the Preparation of Acetoacetylated Coating Resins,Witzeman,J.S.;Dell Nottingham,W.;Del Rector,F.J.Coatings Technology;Vol.62,1990,101(以及其中包含的参考文献))反应转化成相应的乙酰乙酰基官能单体。在优选的涂料组合物中,乙酰乙酰基官能团通过2-(乙酰乙酰氧)乙基甲基丙烯酸酯、乙酰乙酸叔丁酯、双烯酮或其组合引入到聚合物中。 
涂料组合物中官能化树脂的用量优选为约20%重量到约80%重量,更优选约30%到约70%,甚至更加优选约40%到60%。 
除了上述讨论的官能化树脂外,本公开中描述的涂料组合物还包括烯属不饱和化合物。优选地,这种化合物为多官能的(即包括两个或多个烯属不饱和基团)。烯属不饱和化合物可以是单体、低聚物、聚合物或它们的混合物,并可以以各种组合使用以对涂料组合物的性能进行改性,例如举例来说,粘度、固化速率、润湿性和粘附性。烯属不饱和化合物还可以为涂料组合物提供可交联的稀释剂的功能。 
优选的这种烯属不饱和化合物包括(甲基)丙烯酸酯官能度(其中“(甲基)丙烯酸酯”指的是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)、乙烯基官能度、乙烯基醚官能度、(甲基)烯丙基醚官能度(其中(甲基)烯丙基醚指的是烯丙基醚和甲基烯丙基醚)或它们的混合物。 
本公开的涂料组合物可以包括一种或多种不同的烯属不饱和化合物,优选一种或多种(甲基)丙烯酸酯类单体。优选的,该(甲基)丙烯酸酯类单体具有两个或更多个(甲基)丙烯酸酯基团(即它们为多官能的)。(甲基)丙烯酸酯类单体的(甲基)丙烯酸酯官能基团与核心结构基团键接,所述核心结构基团可以基于多种有机结构,包括三丙二醇、异冰片醇,异癸醇,苯氧乙醇,三(羟乙基)异氰脲酸酯,乙氧基化三羟甲基丙烷,己二醇,乙氧基化和丙氧基化新戊二醇,氧乙基化苯酚(oxyethylated phenol),聚乙二醇,乙氧基化双酚A,丙氧基化新戊二醇,三羟甲基丙烷,丙氧 基化丙三醇,二-三羟甲基丙烷,季戊四醇,四氢糠醇,β-羧乙基醇、上述化合物的取代衍生物、上述化合物的组合以及类似物。 
合适的(甲基)丙烯酸酯类单体的例子包括(甲基)丙烯酸异冰片酯,(甲基)丙烯酸异癸基酯,(甲基)丙烯酸苯氧乙基酯,三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯,己二醇二(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸四氢糠基酯,(甲基)丙烯酸β-羧乙基酯,乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯,乙氧基化和丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,二(三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯),季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯,季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯或其混合物。 
合适的(甲基)丙烯酸酯类单体包括,但不限于,由Sartomer Corp.,Exton,PA获得的商品名为SR 306的二丙烯酸三丙二醇酯(TPGDA),由Sartomer获得的商品名为SR 238的二丙烯酸1,6-己二醇酯(HDDA),由Sartomer获得的商品名为SR 351的三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTA)。 
合适的烯属不饱和化合物的另一个实例为烯丙基醚。优选的,烯丙基醚单体的烯丙基醚官能基团与基于各种多羟基醇的核心结构基团键接。合适的多羟基醇包括新戊二醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、甘油、双甘油、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇以及类似物。如果需要,可以使用这些醇的各种混合物。 
合适的烯丙基醚类单体的例子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-己三醇二烯丙基醚以及类似物。这些化合物的丙氧基化和乙氧基化的形式也是合适的。 
合适的烯属不饱和化合物的另一个例子为乙烯基醚。合适的乙烯基醚单体的例子包括4-羟基丁基乙烯基醚,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,三乙二醇二乙烯基醚以及类似物。这些化合物的丙氧基化和乙氧基化的形式也是合适的。 
烯属不饱和化合物在涂料组合物中的含量优选为约20%重量到约80%重量,更优选30%到70%,甚至更加优选40%到60%。 
除了上述官能化的树脂和烯属不饱和化合物以外,本公开中所述涂料组合物还包括硅酮化合物以增强由组合物制备的固化涂层的表面性能,特别是抗损伤和抗墨水性能。合适的硅酮化合物包括非反应性和反应性官能化的硅酮。优选官能化的硅酮。虽然不希望受任何理论的束缚,但是目前可知的证据表明,当涂料组合物被固化时,官能化硅酮变成固化膜交联结构的嵌入式永久性组成部分,其不仅提高了交联密度,还使硅酮分布到整个膜。由于硅酮材料并没有限制在膜的表面,因此得到的涂层能抵抗由墨水、着色剂以及类似物引起的渗透性和永久性的染色。 
合适的反应性硅酮包括,但不限于,丙烯酸官能聚酯改性的聚二甲基硅氧烷,聚醚改性的羟基官能化的聚二甲基硅氧烷,环氧官能化的硅氧烷和胺官能化的硅氧烷。其实例包括由Evonik Industries,Parsippany,NJ获得的商品名为TEGO RAD的可交联(甲基)丙烯酰基官能硅酮化合物,特别是TEGO RAD 2650。另一个例子是由Cytec Surface Specialties of Dragenbos,Belgium获得的商品名为EBECRYL 350的硅酮二丙烯酸酯。还有一个例子是由BYK Chemie,Wessel,Germany获得的商品名为BYK的反应性硅酮表面添加剂,特别是丙烯酰官能硅酮,例如举例来说为BYK371,一种用丙烯酰官能聚酯改性的聚二甲基硅氧烷。 
硅酮化合物在涂料组合物中的含量优选为约0.1%重量到约5%重量,更优选为约1%到约3%,甚至更加优选为约1.5%到约2%。 
涂料组合物优选为可辐射固化的,并且可以通过可见光、电子束、热引发或阳离子引发固化。在优选的实施方案中,涂料组合物是可紫外光(UV)辐射固化的,并且其包括(甲基)丙烯酰官能树脂,烯属不饱和官能化合物,官能化的硅酮和光引发剂。本发明的某些实施方案包括可通过紫外光或可见光固化的聚合物。这些涂料组合物典型地包括自由基引发剂,特别是通过暴露于光而引发固化反应的光引发剂。基于涂料组 合物的总重量,光引发剂优选以至少0.1wt%的量存在。基于涂料组合物的总重量,光引发剂优选以不超过10wt%的量存在。 
适合在本发明中与具有(甲基)丙烯酸酯或烯丙基醚官能团的树脂一起使用的光引发剂为α-裂解型光引发剂和夺氢型光引发剂。光引发剂可以包括其它试剂如辅助光化学引发反应的共引发剂或光引发剂增效剂。合适的裂解型光引发剂包括α,α-二乙氧基苯乙酮(DEAP),二甲氧基苯基苯乙酮(从Ciba Corp.,Ardsley,NY商购获得的商品名为IRGACURE651的产品),羟基环己基苯基甲酮(从Ciba Corp.商购获得的商品名为IRGACURE 184的产品),2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(从Ciba Corp.商购获得的商品名为DAROCUR 1173的产品),25∶75的双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基苯基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(从Ciba Corp.商购获得的商品名为IRGACURE 1700的产品)的混合物,50∶50的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰-二苯基氧化膦(TPO,从Ciba Corp.商购获得的商品名为DAROCUR 4265的产品)的混合物,氧化膦,2,4,6-三甲基苯甲酰(从Ciba Corp.商购获得的商品名为IRGACURE 819和IRGACURE 819DW的产品),2,4,6-三甲基苯甲酰-二苯基氧化膦(从BASF Corp.,Mount Olive,NJ商购获得的商品名为LUCIRIN的产品),和70%的低聚2-羟基-2-甲基-4-(1-甲基乙烯基)苯基-1-丙酮和30%的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物(从Sartomer,Exton,PA商购获得的商品名为KIP 100的产品),以及芳香族酮,例如从Ciba Corp.获得的商品名为TINOCURE的化合物。合适的夺氢型光引发剂包括二苯甲酮,取代的二苯甲酮(如从Fratelli-Lamberti商购获得的商品名为ESCACURE TZT的产品),和其它二芳基酮如氧杂蒽酮、噻吨酮、米蚩酮、苄基、苯醌以及上述所有化合物的取代衍生物。优选的光引发剂包括DAROCUR 1173,KIP 100,二苯甲酮,IRGACURE 184和TINOCURE。 
其它的光引发剂的混合物也可以用于涂料组合物中。樟脑醌是适合于用可见光固化涂料组合物的光引发剂的一个实例。 
本公开所述涂料组合物还可以包括共引发剂或光引发增效剂。共引发剂可以是脂肪族叔胺(如甲基二乙醇胺和三乙醇胺),芳香族胺(如对 二甲氨基苯甲酸戊酯,4-(二甲氨基)苯甲酸-2-正丁氧乙基酯,2-(二甲氨基)苯甲酸乙酯,4-二甲氨基苯甲酸乙酯,4-二甲氨基苯甲酸2-乙基己酯),(甲基)丙烯酸酯化的胺((meth)acrylated amine)(如从UCB RadCure Specialties,Smyrna,GA商购获得的那些商品名为EBECRYL 7100和UVECRYL P104和P115的产品),以及氨基官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯树脂或低聚物共混物(如从UCB RadCure Specialties商购获得的那些商品名为EBECRYL 3600或EBECRYL 3703的产品)。还可以使用上述化合物种类的组合。 
优选的光引发剂包括二苯甲酮,4-甲基二苯甲酮,苯甲酰苯甲酸酯,苯基苯乙酮,2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮,α,α-二乙氧基苯乙酮,羟基环己基苯基甲酮,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,双-(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基苯基氧化膦,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,2,4,6-三甲基苯甲酰-二苯基氧化膦以及它们的组合。 
含有带有乙烯基醚官能团的树脂的涂料组合物可以通过紫外光或可见光利用产生阳离子的光引发剂固化。合适的产生阳离子的光引发剂的例子包括生成超酸的光引发剂如三芳基锍鎓盐。一种有用的三芳基锍鎓盐为三芳基六氟磷酸锍鎓盐。 
基于组合物的总重量,夺氢型光引发剂在这样的组合物中的含量优选至少0.1wt%,更优选至少0.2wt%,甚至更加优选至少0.4wt%。基于组合物的总重量,夺氢型光引发剂在这样的组合物中的含量优选不超过4wt%,更优选不超过3wt%,甚至更加优选不超过2wt%。 
含有带有乙烯基醚官能团的树脂的涂料组合物可以通过紫外光或可见光利用产生阳离子的光引发剂固化。合适的产生阳离子的光引发剂的例子包括生成超酸的光引发剂如三芳基锍鎓盐。一种有用的三芳基锍鎓盐为三芳基六氟磷酸锍鎓盐。 
许多可通过紫外光或可见光固化的涂料组合物也可以用电子束固化。用于用电子束固化涂料组合物的技术和装置是本领域所熟知的。对于涂料的电子束固化,这些技术不需要光引发剂。 
含有具有(甲基)丙烯酰基和/或烯丙基官能团的化合物的涂料组合物 也可以利用合适的引发剂热固化。热引发剂典型地通过自由基机理促进固化过程,并典型地包含过氧化物或偶氮化合物。适合在本发明的涂料组合物中用作引发剂的过氧化合物包括过氧化苯甲酸叔丁酯,过氧化苯甲酸叔戊酯,异丙基苯过氧化氢,过氧化辛酸叔戊酯,甲基乙基甲酮过氧化物,过氧化苯甲酰,环己酮过氧化物,2,4-戊二酮过氧化物,二叔丁基过氧化物,叔丁基氢过氧化物和过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯。可以在本发明的组合物中用作引发剂的合适的偶氮化合物包括2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈),2,2-偶氮双(2,4-二甲基丁腈)和2,2-偶氮双(2,4-二甲基丙腈)。 
本发明的某些涂料组合物可以包括一种或多种成分组,这些成分通常可以被称为性能提升添加剂。可以使用的典型的性能提升添加剂包括表面活化剂,颜料,着色剂,染料,表面活性剂,增稠剂,热稳定剂,流平剂,防缩孔剂,固化指示剂,增塑剂,填料,沉降抑制剂,紫外吸收剂,光学增白剂以及类似的改善性能的添加剂。 
涂料组合物可以包括表面活化剂,其改变了可固化涂料组合物与基材的相互作用,特别地,该试剂可以改变组合物湿润基材的能力。表面活化试剂还可以具有其它性能。例如,表面活化剂还可以包括流平、消泡或流动剂以及类似物。表面活化剂影响了可固化涂料组合物的性能,例如包括,如何处置涂料组合物,其如何铺展在基材的整个表面,以及其如何与基材键接。如果使用表面活化剂,基于涂料组合物的总量,其最好以不超过5wt%的量存在。 
还发现表面活化剂有助于掺合和有助于涂料配制。适合用于涂料组合物中的表面活化剂对本领域技术人员来说是已知的,或者可以用标准方法确定。示例性的表面活化剂包括聚二甲基硅氧烷表面活化剂(如那些从OSI Specialties,South Charleston,WV商购获得的商品名为SILWETL-760和SILWET L-7622的产品或从Byk-Chemie,Wallingford,CT商购获得的商品名为BYK 306,BYK 333,BYK 411和BYK346的产品)和氟化的表面活化剂(如从3M Co.,St.Paul,MN商购获得的商品名为FLUORAD FC-430的产品)。表面活化剂可以包括消泡剂。合适的消泡剂 包括聚硅氧烷消泡剂(如从Byk-Chemie商购获得的商品名为BYK 077或BYK 500的甲基烷基聚硅氧烷)或聚合物型消泡剂(如从Byk-Chemie商购获得的商品名为BYK 051的产品)。 
本发明还可以包括其它成分,其中,当涂料组合物储藏、运输或使用以及在其它或随后的阶段中所述其它成分改变了可固化涂料组合物的性能。蜡、消光剂、损伤或磨损添加剂,和其它类似的性能提升添加剂可以在需要时以有效提升固化涂层和涂料组合物的量使用,只要不实质性地危害到涂层的抗损伤和抗墨水性。期望的涂层特性包括耐化学性、耐磨损性、硬度、光泽、反射率、外观或这些特性的组合,以及其它类似的特性。 
例如,如果使用消光剂或损伤/磨损添加剂,优选不吸收墨水或不促使墨水的吸收的化合物,其中所述墨水通常为钢笔或记号笔中使用的墨水。合适的例子包括,但不限于,蜡处理硅石和非硅石有机消光剂。合适的非硅石有机消光剂为从Albemarle Corp.,Baton Rouge,LA获得的商品为BERMASILK的聚合的脲,并且业已发现BERMASILK MK是特别有用的。 
作为另一个实例,为了给固化涂层提供增强的抗磨损和抗损伤性,涂料组合物可以任选地包括多达约20wt%的金属粒子。合适的金属粒子包括,但不限于,铝粒子如从Alumax Aluminum Corp.,Pittsburgh,PA商购获得的商品名为ALUMAX R-1000的那些。例如,具有约800到约1000粒度(grit)的颗粒尺寸的金属粒子对地板涂层是有用的。 
本发明的涂料组合物的其它组分包括那些典型地用于油漆配方中的那些,如增稠剂、抗微生物剂、防霉剂、表面活性剂、分散剂、消泡剂以及类似物。用于本发明的涂料组合物中的合适的添加剂为Koleske et al.,Paint and Coatings Industry,April,2003,pages 12-86中所描述的那些。 
在一些实施方案中,基于组合物的总重量,涂料组合物可以包括至少40wt%的水。基于组合物的总重量,本发明的涂料组合物优选包括不超过90wt%的水,更优选不超过70wt%的水。 
这样的水性涂料组合物具有相对低的挥发性有机物含量,但是其却 不会牺牲被涂覆的(即干燥)涂层(如油漆)所需要的性能的平衡。优选地,涂料组合物具有相对低的挥发性有机物含量(VOC)。优选地,基于组合物的总重量,涂料组合物包括不超过10wt%的挥发性有机化合物。更优选,本发明的涂料组合物包括不超过7wt%的挥发性有机化合物。美国专利公开6,048,471(Henry)和美国联邦登记册(U.S.Federal Register):1995年6月16日,第60卷,第111期中定义了挥发性有机化合物。 
在水性涂料组合物中,聚合物优选是可水分散的,或者是乳胶聚合物。“可水分散的”聚合物意味着聚合物本身能够在水中分散(即,不需要使用单独的表面活性剂),或者可以将水加入到聚合物中形成稳定的水性分散体(即,在通常的储存温度下,分散体应当具有至少一个月的放置稳定性)。该可水分散的聚合物可以在聚合物上包括协助聚合物水分散的非离子或阴离子官能度。对于这样的聚合物,为了阴离子的稳定,典型地需要外部酸或碱。正如本申请中所使用的,“乳胶”聚合物表示聚合物粒子在水中的分散体。为了形成聚合物粒子在水中的分散体或乳液,乳胶聚合物典型地需要辅助分散试剂(如表面活性剂)。合适的可水分散的和乳胶聚合物包括,例如,醇酸树脂、聚酯和聚氨酯。这些聚合物可以通过本领域已知的任意方法制备。 
乳胶聚合物典型地通过一种或多种非离子或阴离子乳化剂(即表面活性剂)稳定,所述乳化剂单独使用或者一起使用。合适的非离子乳化剂的例子包括叔辛基苯氧乙基聚(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,氟代烷基酯和烷氧基化物,聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯,蔗糖单椰酸酯,二(2-丁基)苯氧聚(20)-乙氧基乙醇,羟乙基纤维素聚丙烯酸丁酯接枝共聚物,二甲基硅酮聚亚烷基氧接枝共聚物,聚环氧乙烷聚丙烯酸丁酯嵌段共聚物,环氧丙烷与环氧乙烷嵌段共聚物,用30摩尔环氧乙烷乙氧基化的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-十二烷基-N-聚氧乙烯(3)胺和聚(10)乙二醇十二烷基硫醚。合适的阴离子乳化剂的例子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盐,十二烷基二苯醚二磺酸钠,壬 基苯氧乙基聚(1)乙氧乙基硫酸铵,苯乙烯磺酸钠,十二烷基烯丙基磺酸钠,亚麻油脂肪酸,乙氧基化壬基酚的磷酸酯的钠盐或铵盐,Octoxynol-3-磺酸钠,椰油酰肌氨酸钠,1-烷氧基-2-羟丙基磺酸钠,α-烯烃(C14-C16)磺酸钠,羟基烷醇硫酸盐,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,乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半酯二钠盐,叔辛基苯氧基乙氧基聚(39)乙氧基乙基硫酸钠。如果需要,可以使用乳化剂的不同组合。 
乳胶聚合物,特别是具有一些酸官能度的乳胶聚合物,有时候进一步通过用氨或胺中和来稳定。为了降低透明涂层的发光性,乳胶聚合物还可以通过无氮碱稳定(如无机金属碱如KOH,Ca(OH)2,NaOH,LiOH等)。 
制备可水分散的聚酯的方法的例子包括使一种或多种多元酸与一种或多种多元醇反应得到具有过量羟基官能度的聚合物。得到的聚酯可以进一步与乙酰乙酸叔丁酯或双烯酮反应以便将乙酰乙酰基官能度引入到聚合物上,并且与合适的酐如三苯六甲酸酐反应为聚酯提供酸官能度。得到的酸官能度然后可以用中和的碱来中和,为聚酯提供可水分散性。对于含有乙酰乙酰基官能化聚合物的涂层(特别是透明涂层,更特别的是那些基本上不发光的),优选使用无氮碱(如KOH,Ca(OH)2,NaOH,LiOH等)。 
制备可水分散的醇酸树脂的方法的例子包括油和多元醇、脂肪酸、甘油单酯或甘油二酯的一种或多种醇解产物和一种或多种多元酸与一种或多种多元醇的反应,得到具有过量羟基官能度的聚合物。得到的醇酸树脂可以进一步与乙酰乙酸叔丁酯或双烯酮反应以便将乙酰乙酰基官能性引入到聚合物中,并且与合适的酐如三苯六甲酸酐反应为醇酸树脂提供酸官能度。得到的酸官能性然后可以用中和的碱来中和,为醇酸树脂提供可水分散性。对于含有乙酰乙酰基官能化聚合物的涂层(特别是透明涂层,更特别的是那些基本上不发光的),优选使用无氮碱(如KOH,Ca(OH)2,NaOH,LiOH等)。 
对于具有(甲基)丙烯酰、烯丙基醚和乙烯基醚的混合官能基团的涂料 组合物,可以使用组合的固化过程。例如,具有(甲基)丙烯酰和乙烯基醚两种官能团的涂料组合物典型地包括用于(甲基)丙烯酰官能基团的α-裂解型和/或夺氢型光引发剂以及用于乙烯基醚基团的阳离子生成型光引发剂。 
固化本发明的涂料组合物的其它方法可以单独使用或者与上文所述方法组合使用。补充的固化方法包括热固化、化学固化、厌氧性固化、湿气固化、氧化固化以及类似的方法。每一种固化方法都要求相应的固化引发剂或固化剂,其包括在组合物中。例如,热固化可以通过过氧化物引发,金属干燥剂组合物可以引发氧化固化,且多官能胺(例如异佛尔酮二胺)可以通过胺基团Michael加成到丙烯酸酯反应性不饱和基团上而实现化学交联固化。如果这些附加的引发剂存在于涂料组合物中,基于涂料组合物的重量,它们优选以至少0.1wt%的量存在。优选地,基于涂料组合物的重量,它们以不超过12wt%的量存在。 
本文所述涂料组合物可以用于各种基材,其包括木材、水泥、水泥纤维板、木塑复合物、瓷砖、金属、塑料、玻璃、光纤和玻璃纤维。本文所述涂料组合物可以作为密封层直接用于基材的表面,作为外涂层用于已着色的基材表面,或覆盖其它的密封层或外涂层。 
涂料组合物可以通过各种方法施加到基材,其包括,例如,喷涂,涂饰涂布,辊涂,涂刷,扇涂,淋涂,抹涂,气刀涂布,模涂(die-coating),真空涂布,旋转涂布,电沉积和浸渍。 
涂层的厚度将随应用而不同。典型地,涂层具有0.1mil到20mil(0.00025cm到0.0508cm)的厚度,然而,根据例如期望的涂层性能也可预期更厚或更薄的涂层。 
本发明还提供了涂层制备方法,其包括将涂料组合物涂敷于基材上以及使涂层硬化(例如通过将涂料组合物暴露于辐射如紫外光或可见光)。本发明还提供了由本文所述涂料组合物制备的或可制备的涂层。例如,本发明的涂层为可通过包括如下步骤的方法制备:将涂料组合物涂敷于基材上并且使涂料组合物硬化(例如通过将涂料组合物暴露于辐射如紫外光或可见光)。 
优选的涂层通过将涂层暴露于具有波长范围在10-3nm到800nm之间的辐射来固化。更优选地,本发明的涂料组合物被暴露于200nm到800nm范围内的紫外光或可见光中。本发明的涂料组合物还可以通过热方式或其它的辐射形式例如电子束来固化。 
优选的被设计来通过紫外或可见光固化的涂层优选被暴露于100MJ/cm2到5000MJ/cm2,更优选暴露于300MJ/cm2到2000MJ/cm2,甚至更加优选暴露于500MJ/cm2到1750MJ/cm2下。 
当在本申请中使用时,术语“抗涂鸦”或“抗损伤”指的是当硬化后,涂层不会被永久性记号笔中的溶剂型墨水和染料永久性损害,所述记号笔例如为从Sanford LP,Oak Brook,IL获得的商业名为Sharpie的那些。典型的永久性记号笔含有悬浮在溶剂中的染料,所述溶剂例如为丙醇、丁醇、丙酮或二丙酮醇,以及它们的混合物。 
如果本公开的涂层被来自永久性记号笔的墨水作了记号,可以通过用干布擦或者用布结合使用中性醇基溶剂如擦拭乙醇或指甲油清洗剂擦拭将墨水从涂层上去除。在墨水去除过程后,涂层基本无阴影,优选完全无阴影,并且其光泽度基本保持不受影响,优选完全不受影响。 
实施例
提供下列实施例来帮助理解本发明描述的涂料组合物的实施方式,但并不解释为限制本公开的范围。除非另有说明,所有份数和百分比均以重量计。 
试剂: 
ALUMAX R-1000-Al粒子(Alumax Aluminum Corp.,Pittsburgh,PA) 
ACRYSOL RM-2020NPR-氨基甲酸酯流变改性剂(Dow,Midland,MI) 
BENZOPHENONE-二苯甲酮,光引发剂 
BERMASILK MK-聚合的脲消光剂(Albemarle Corp.,Baton Rouge,LA) 
BYK 346-硅酮表面活性剂(Byk-Chemie,Wallingford,CT) 
BYK 411-改性脲抗沉降剂(Byk-Chemie,Wallingford,CT) 
CN 975-六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯(Sartomer,Exton,PA) 
CN 971 A80-氨基甲酸酯丙烯酸酯与二丙烯酸三丙二醇酯的混合物(TPGDA,SR 306)(Sartomer) 
CN 120 A80-环氧二丙烯酸酯与二丙烯酸三丙二醇酯的混合物(TPGDA,SR 306)(Sartomer) 
DISPERBYK-分散助剂(Byk-Chemie,Wallingford,CT) 
DOWANOL DPM-乙二醇醚溶剂(Dow,Midland,MI) 
EBECRYL P104-来自Cytec Surface Specialties,Dragenbos,Belgium的丙烯酸酯化的胺光活化剂 
IRGACURE 500-1-羟基-环己基-苯基-甲酮和二苯甲酮,光引发剂 
LITHENE PL-聚丁二烯树脂流平、爽滑剂(Synthomer,Ltd.Harlow,UK)POLYPHASE AFI-杀菌剂(Troy Corp.,Florham Park,NJ) 
SANDUVOR-光稳定剂,防止光化学降解(Clariant International,Ltd.,Muttenz,CZ) 
SILSURF Di-1010八甲基环四硅氧烷消泡剂(Siltech Corp.,Toronto,CA) 
SR 238-二丙烯酸1,6-己二醇酯(HDDA)(Sartomer) 
SR 306-二丙烯酸三丙二醇酯(TPGDA)(Sartomer) 
TEGO AIREX 904W-消泡剂(Evonik Industries,Parsippany,NJ) 
TEGO RAD 2650-可交联的硅酮丙烯酸酯(Evonik Industries,Parsippany,NJ) 
TINOCURE-芳基酮光引发剂(Ciba Corp.,Ardsley,NY) 
TMPTA-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 
RICON 130-马来酸化聚丁二烯(Sartomer) 
UCECOAT 7655-来自Cytec Surface Specialties,Dragenbos,Belgium的水性丙烯酸酯聚氨酯分散体 
ZONYL FSP-阴离子磷酸盐含氟表面活性剂(DuPont,Wilmington,DE) 
实施例1:氨基甲酸酯涂料组合物的制备 
列于下表1中的金属粒子和消光剂在混合器/分散器中分散,如可从 Morehouse Cowles,Chino,CA或从Hockmeyer Equipment Corp.,ElizabethCity,NC获得的那些混合器/分散器。然后其余成分并在混合器中分散以形成涂料组合物。 
表1 
将涂料组合物辊涂到木地板样品上,然后用紫外线固化形成涂层。 
固化完成后,涂层用得自Sanford LP,Oak Brook,IL的、商品名为Sharpie的永久性记号笔做标记。在来自记号笔的墨水干了后,用白色棉抹布擦拭标记。开始轻轻地擦拭,然后更用力地擦拭,以评估墨水是否能彻底地去除而不影响涂层的光泽或不会去除涂层。如果用棉布擦拭后阴影或染料仍然存在,用擦拭酒精和/或指甲油清洗液来去除任何剩余的记号。 
墨水记号可以全部彻底清除,并且涂层仍然完好。 
实施例2-环氧树脂涂料组合物的制备 
用上述实施例1中提出的步骤,用下表2中的成分制备环氧树脂涂料组合物。 
固化完成后,涂层用得自Sanford LP,Oak Brook,IL的、商品名为Sharpie的永久性记号笔做标记。来自记号笔的墨水干了后,用白色棉抹布擦拭标记。开始轻轻地擦拭,然后更用力地擦拭,以评估墨水是否能彻底地去除而不影响涂层的光泽或不会去除涂层。如果用棉布擦拭后阴影或染料仍然存在,用擦拭酒精和/或指甲油清洗液来去除任何剩余的记号。 
墨水记号可以全部彻底清除,并且涂层仍然完好。 
表2 
  种类   磅(Lbs)   加仑(gallons)
  TPDGA(SR 306)   100.00   11.641
  CN120A80   250.00   26.757
  TMPTA   143.50   15.683
  TINOCURE 1173   30.00   3.3348
  RICON 130   1.00   0.135
  BENZOPHENONE   20.00   2.1867
  DISPERBYK-163   5.00   0.6061
  BERMASILK MK   70.00   6.0034
  CN120A80   260.00   27.8373
  EBECRYL P104   30.00   3.2751
  TEGO RAD 2650   19.00   2.3199
  BYK-411   2.00   0.2286
    930.50   100.02
实施例3-水性可紫外光固化涂料组合物的制备 
上述实施例1中提出的步骤,用下表3中的配料制备水性可紫外固化涂料组合物。 
表3 
  种类   磅(pounds)  加仑(gallons)
  UCECOAT 7655   740.262   84.602
  IRGACURE 500   22.432   2.407
  DOWANOL DPM   17.543   2.215
  BYK-346   2.243   0.269
  TEGOAIREX 904W   0.561   0.065
  SILTECH DL 1010   8.636   1.016
  ZONYL FSP   0.561   0.058
  DI WATER   67.297   8.079
已经描述了本发明的各种实施方案。这些以及其它的实施方案均在所附权利要求的范围内。 

Claims (16)

1.一种涂料组合物,其包括:
20wt%至80wt%的官能化的环氧树脂,所述树脂包含(甲基)丙烯酰或乙酰乙酰基官能团中的至少一种;
20wt%至80wt%的(甲基)丙烯酰基官能化合物;和
0.1wt%至5wt%的(甲基)丙烯酰官能的硅酮化合物。
2.权利要求1的涂料组合物,其中所述树脂是环氧(甲基)丙烯酸酯。
3.权利要求1的涂料组合物,其中(甲基)丙烯酰基官能化合物为多官能单体,其选自由(甲基)丙烯酸异冰片基酯,(甲基)丙烯酸异癸基酯,(甲基)丙烯酸苯氧乙基酯,三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯,己二醇二(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸四氢糠基酯,(甲基)丙烯酸β-羧乙基酯,乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯,乙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,二(三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯),季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯,季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯以及它们的混合物组成的组。
4.权利要求1的涂料组合物,其中所述硅酮化合物为多官能的。
5.权利要求1的涂料组合物,其进一步包含0.1wt%至10wt%的光引发剂。
6.权利要求5的涂料组合物,其中所述光引发剂包括二苯甲酮,4-甲基二苯甲酮,苯甲酰苯甲酸酯,苯基苯乙酮,2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮,α,α-二乙氧基苯乙酮,羟基环己基苯基甲酮,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,双-(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基苯基氧化膦,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,2,4,6-三甲基苯甲酰-二苯基氧化膦以及它们的组合。
7.权利要求5的涂料组合物,其中所述组合物可通过紫外光或可见光固化至少部分地固化。
8.权利要求1的涂料组合物,其进一步包括非硅石有机消光剂。
9.权利要求8的涂料组合物,其中所述非硅石有机消光剂包括聚合的脲。
10.权利要求1的涂料组合物,其中所述涂料组合物进一步包括金属粒子。
11.一种涂布基材的方法,该方法包括将权利要求1的涂料组合物涂敷于基材上,并使所述涂料组合物硬化。
12.可通过权利要求11的方法制备的在基材上的涂层。
13.一种涂料组合物,其包括
约40wt%-约60wt%的多(甲基)丙烯酰基官能化的环氧树脂;
约10wt%-约25wt%的多(甲基)丙烯酰基官能化合物;
约0.1wt%-约10wt%的光引发剂;和
约0.1wt%-约5wt%的(甲基)丙烯酰基官能化的硅酮化合物。
14.权利要求13的涂料组合物,其中所述多(甲基)丙烯酰基官能化合物选自由三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯和它们的混合物组成的组。
15.一种涂布基材的方法,该方法包括将权利要求13的涂料组合物涂敷于基材上,并使所述涂料组合物暴露于紫外光或可见光下。
16.一种涂布基材表面的方法,该方法包括:
将涂料组合物涂敷于基材表面,该组合物包括:
多(甲基)丙烯酰基官能化的环氧树脂;
多(甲基)丙烯酰基官能化合物;
光引发剂;和
可交联的(甲基)丙烯酰基官能化的硅酮化合物;以及
将紫外光或可见光施加到所述涂料组合物上以至少部分地固化所述涂料组合物。
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