CN103154154A - 红外反射性双组份涂料组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包含热塑性材料、热塑性复合材料或热塑性包覆材料的制品，该制品通过用双组份水性涂料组合物涂布被制成对热变形不易感，所述双组份水性涂料组合物中的第一组份包含水性活泼氢官能的胶乳粘合剂，并且所述双组份水性涂料组合物中的第二组份包含水分散性多异氰酸酯，其中，所述第一组份和所述第二组份中的一种或两种包含非红外吸收性有色颜料，并且涂布在乙烯基塑料基材顶部的所述第一组份和所述第二组份的混合物将固化形成粘附乙烯基塑料的红外反射性有色保护膜。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年7月1日递交的美国临时申请序列号61/360,804的优先权，该临时申请的全部内容通过引用插入本文。
技术领域
本发明涉及红外反射性涂层。
背景技术
节能窗的使用的增加导致当光线由窗釉(window glazing)反射到附近的热塑性建筑部件上时会引起不太希望的问题。例如，诸如壁板、门造型装饰物、窗造型装饰物和盖板的建筑部件通常由乙烯基热塑性塑料制成或者由其包覆。乙烯基塑料通常具有约70-75℃的低热变形温度。普通的日光可以使处于反射光线的光路中的热塑性建筑部件、尤其是乙烯基塑料建筑部件经历热变形、熔融或过早老化。这种令人生厌的、有时永久的损害从而可能在安装有节能窗的建筑上或靠近该建筑的热塑性建筑部件中发生。在一些情况下，这种损害甚至可以延伸至邻近建筑上的热塑性建筑部件。
热塑性建筑部件、热塑性复合建筑部件和热塑性包覆建筑部件还应当适宜地经受住包括雨、风、雪、极端温度的其他户外条件。为了有助于此，建筑部件的制造商在一些情况下可能对新制造的建筑部件在其被运载到建筑场所之前涂覆保护面涂层(例如漆料)。近年来，被设计用在安装好的热塑性建筑部件上的漆料(例如用于乙烯基塑料壁板的漆料)也已经可得到。无论是在制造场所涂覆还是涂覆在现有安装好的建筑部件上，在许多热塑性材料上提供合适的保护性涂层可能很难。例如，乙烯基塑料具有低表面能和高热膨胀系数，因此配制具有适当粘附性和耐久性的乙烯基塑料漆料可能非常困难。
热塑性建筑部件有时与热固性、含木材的或木制的建筑部件组合来形成窗、门、和其他组件。组件制造商可能希望在组件的所有建筑部件上涂覆饰面层，并且这样做时使用单一的涂料组合物。
如前所述可以理解，本领域需要一种这样的涂料组合物，该涂料组合物将充分粘附且保护热塑性建筑部件、热固性建筑部件、含木材建筑部件和木制建筑部件。本文公开了且要求保护这样的组合物及其使用方法。
发明内容
本发明一方面提供了一种双组份的水性涂料组合物，其中的第一组份包含水性活泼氢官能的胶乳粘合剂，并且其中的第二组份包含水分散性多异氰酸酯，其中，所述第一组份和所述第二组份中的一种或两种包含非红外吸收性有色颜料，并且涂布在乙烯基塑料基材顶部的所述第一组份和所述第二组份的混合物将固化形成粘附乙烯基塑料的红外反射性有色保护膜。
本发明另一方面提供了一种被涂布的建筑部件，所述被涂布的建筑部件包含其上具有湿涂层的热塑性基材、含热塑性基材或热塑性包覆基材，所述湿涂层包含活泼氢官能的胶乳粘结剂、水分散性多异氰酸酯和非红外吸收性有色颜料的水性混合物，并且所述湿涂层将固化形成粘附基材的红外反射性有色保护膜。
本发明另一方面提供了一种涂布建筑部件的方法，所述方法包括：
a)对包含热塑性基材、热塑性复合基材或热塑性包覆基材的建筑部件涂覆湿涂层，所述湿涂层包含活泼氢官能的胶乳粘结剂、水分散性多异氰酸酯和非红外吸收性有色颜料的水性混合物；以及
b)使所述涂层固化，从而形成粘附基材的红外反射性有色保护膜。
所公开的组合物和方法提供了一种固化的保护膜，该保护膜与不用上述非红外吸收性有色颜料的其他方面类似膜相比减弱了受红外照射的热塑性建筑部件对热变形的易感性。
附图说明
图1是本发明的被涂制品的示意性截面图。
各附图中，类似标号表示类似元件。附图中的各元件没有按比例。
具体实施方式
由端点叙述的数值范围包括在该范围内包含的所有数值(例如，1-5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
本文所使用的“一种/一个(a或an)”、“该(the)”、“至少一种”和“一种或更多种”可互换使用。因此，例如，包含“一种”添加剂的涂料组合物是指该涂料组合物可以包含“一种或多种”添加剂。
术语“建筑漆料”和“建筑色料”分别指用在内部或外部建筑部件上的漆料和色料。
术语“粘结剂”是指适用在漆料和色料中的天然的或合成的成膜聚合物。
术语“建筑部件”是指，将要安装的未安装的制品，并且用在建筑或其他建筑物体或结构(例如窗、门、壁板、百叶窗(shutter)、贴面(trim)、造型装饰物(molding)、门窗框(jamb)、盖板(decking)、栏杆(railing)、盖屋板(roofing)、墙壁、地板、天花板等等)的一部分上或作为其部分，但还未安装到其上。
术语“着色剂”是指，可以添加到基础漆料或色料为改善所述基础漆料或色料的颜色(hue)或光亮度(lightness)的组合物，其包含颜料或染料和可选载体、但基本上不含粘结剂。
当针对颜料或着色剂使用时，术语“有色的”是指，具有不同于白色的颜色，例如具有诸如红色、绿色、蓝色或黄色的颜色。出于本发明的目的，黑色颜料或着色剂将被视为是有色的。
当针对漆料或色料使用时，术语“深色的”是指，该漆料或色料具有小于60的L*值，该L*值通过如下测定：将干膜厚度为25μm的涂层膜浇铸到BYK-Gardner No.PA-2811不透明的刮涂卡(来自BYK-Gardner USA)或可比卡片的白色部分上，并且如对于颜色或外观测量的ASTM国际标准，第八版所定义测定L*。
当针对液体涂料组合物使用时，术语“低VOC”是指，该涂料组合物包含，基于全部液体涂料组合物重量，少于约10wt％的挥发性有机化合物，更优选小于约7wt％的挥发性有机化合物，最优选小于约4wt％的挥发性有机化合物。
当针对漆料或色料使用时，术语“非红外吸收性”和“红外反射性”是指，漆料或色料当被浇铸在上述BYK-Gardner不透明刮涂卡的黑色部分上形成干燥厚度为至少40μm的涂层膜时将具有至少10的总太阳能反射率(TSR)，所述总太阳能反射率利用ASTM E-971-88(Reapproved 2003)的过程测定。TSR是入射的太阳能辐射中被物体反射的总百分比的量度，其中TSR值为10是指10％的总太阳能辐射被物体反射。当针对着色剂或颜料使用时，术语“非红外吸收性”是指，当足够量的这样的着色剂或颜料被添加到澄清的基础漆料中以提供不透明的(如下所定义的)膜(被浇铸在上述BYK-Gardner不透明刮涂卡的白色部分和黑色部分上形成干燥厚度为至少40μm的涂层膜)时，干燥膜具有至少10的在刮涂卡的白色部分上测定的TSR。
当针对干燥的涂层膜使用时，术语“不透明的”是指，该膜具有大于95％的对比率。对比率通过如下确定：用在上述BYK-Gardner不透明性刮涂卡的黑色部分上测定的L*值除以在白色部分上测定的L*值。
术语“漆料”是指包含颜料和粘结剂的涂料组合物，该涂料组合物当被涂覆在新打磨的平滑木材表面上形成薄湿膜厚度(例如100μm)的涂层膜时，干燥后将遮盖木材纹理(grain)及其质地(texture)并且将呈现具有其自身外观的新表面。
术语“颜料”不仅包括通过反射光线起作用的颗粒颜料，还包括通过吸收光线起作用的可溶性或可分散性染料。
当针对漆料、色料或着色剂使用时，术语“颜料体积浓度”是指，干燥涂层体积中涂层的所有颜料或染料物质所占据的总百分比。
术语“聚合物”和“聚合物的”包括聚合物以及两种或更多种单体的共聚物。
术语“适用期”是指，在所公开的第一组份和第二组份的混合物充分凝胶从而造成当该混合物被涂覆到所需基材上时涂层品质显著下降之前，该混合物可以储存的时间段。
术语“优选的”和“优选地”是指本发明的在某些情况下可以提供某些益处的实施方式。然而，在相同或其它的情形下，其它的实施方式也可能是优选的。另外，叙述一个或多个优选实施方式并不意味着其它的实施方式是不可用的，并且不意味着将其它的实施方式从本发明范围中排除。
当针对漆料、色料或着色剂使用时，术语“溶剂型”是指，漆料、色料或着色剂的主要液体载体是非水性溶剂或非水性溶剂的混合物。
术语“色料”是指包含粘结剂的涂料组合物，该涂料组合物当被涂覆在新打磨的平滑木材表面上形成薄湿膜厚度(例如100μm)的涂层膜时，干燥后不会遮盖木材纹理(grain)和质地(texture)两者。当将半透明色料涂覆到木材上时，木材纹理及其质地通常保持可见；而当涂覆实色(即不透明)色料时，纹理通常被遮盖了，而其质地通常保持可见。色料通常以远远高于漆料的程度浸入木材或其他多孔基材。
当针对漆料、色料、或着色剂组合物中可能出现的组分使用时，术语“基本上不含”是指，该组分的含量，基于组合物的重量，小于约1wt％。
术语“面涂层”是指这样的涂料组合物，该涂料组合物在干燥后或以其他方式硬化后会在被涂基材上提供装饰性或保护性最外层饰面层。作为进一步的解释，这样的面涂层可以一层或多层形式涂覆或者可以涂覆到裸露的或经打底的基材。术语“底涂层”是指这样的涂料组合物，该涂料组合物以一层或多层形式涂覆到裸露基材上，并且如果其上未涂布面涂层那么该涂层将不能在无可目测不良劣化的情况下抵挡长期的户外暴露(例如相当于面向正南的Florida日光一年的暴露量)。
术语“乙烯基塑料”是指聚氯乙烯聚合物或共聚物。
当针对漆料、色料或着色剂使用时，术语“水性”是指，用于漆料、色料或着色剂的主要液体载体或载剂是水。
当针对多异氰酸酯使用时，如上下文可能需要的，术语“水分散性的”是指在其被分散在水之前或之后的该多异氰酸酯。
参照图1，本发明的被涂建筑部件10以示意性截面图形式示出。建筑部件10包括，在热塑性(例如乙烯基塑料)基材10之上的由本发明的双组份组合物制成的粘附基材的红外反射性涂层14。涂层14可以以一层或多层形式涂覆到基材16上，其中各层之间可以是相同的或不同的。涂层14适宜是装饰性的和耐候性的，其可以如下场所涂覆到建筑部件10上，所述场所包括，在制造基材16的场所、在中间场所、在最终安装建筑部件10的场所(例如在建筑部件10被连接到建筑或其他建筑物体或结构上之前)、或者在建筑部件10已经如此连接的场所。本领域技术人员将认识到，建筑部件10可以具有各种各样的形状、尺寸和最终用途。
各种各样的活泼氢官能的胶乳粘结剂(有时也被成为初级树脂)可用于本发明的涂料组合物。示例性的这种粘结剂通常至少包含活泼氢官能的胶乳粒子(例如官能化了的丙烯酸类聚合物的粒子)、水和一种或多种表面活性剂，并且可以包含本领域技术人员所熟知的额外成分。具有代表性的活泼氢官能的胶乳粘结剂包括来自EPS Corp.的EPS 2771丙烯酸类乳液；来自Rohm and Haas Co.的RHOPLEXTM AC-1020丙烯酸类乳液；来自Rohmand Haas Co.的RHOSHIELDTM 3275聚合物分散体；来自Alberdingk Boley，Inc.的ALBERDINGKTM AC 2514聚合物分散体；来自BASF Corp.的JONCRYLTM 1987和JONCRYL 8383丙烯酸类乳液；及其混合物。优选地，所述涂料组合物基于总固含量包含约20至约70wt％、更优选约40至约50wt％的活泼氢官能的胶乳粘结剂固体。
各种各样的水分散性多异氰酸酯都可用于本发明的涂料组合物。示例性的这种多异氰酸酯通常将是至少双官能的，经由搅拌或如果需要通过使用更强力的混合(诸如高剪切混合器)可分散在水中，并且这样分散后至少具有有限的储存稳定性。如所供应的，多异氰酸酯可以包含本领域技术人员所熟知的额外成分(例如溶剂、增稠剂或其他粘度改性物质)。交联剂可以是单体、低聚物或聚合物，优选是单体或低聚物。具有代表性的水分散性多异氰酸酯包括来自Bayer MaterialScience的BAYHYDURTM 302、BAYHYDUR 303、BAYHYDUR 304和BAYHYDUR 305；来自PerstorpGroup的EASAQUATM X D 401；及其混合物。优选地，涂料组合物基于总固含量包含至少约1至约10wt％、更优选约4至约6wt％的多异氰酸酯。
各种各样的非红外吸收性有色颜料可用于本发明的涂料组合物。示例性的这种颜料可以是无机的或有机的，其包括但不限于美国专利号6,458,848B2(Sliwinski等人)、6,616,744Bl(Sainz等人)、6,989,056B2(Babler)和7,157,112B2(Haines)中以及美国专利申请公开号US2005/0126441A1(Skelhorn)中涉及的那些。无机颜料尤其理想，其包括由如下金属形成的单一的或混合的金属氧化物，所述金属包括铝、锑、铋、硼、铬、钴、镓、铟、铁、镧、锂、镁、锰、钼、钕、镍、铌、硅、锡、钒或锌。示例性的金属氧化物包括Cr2O3，Al2O3，V2O3，Ga2O3，Fe2O3，Mn2O3，Ti2O3，ln2O3，TiBO3，NiTiO3，MgTiO3，CoTIO3，ZnTiO3，FeTiO3，MnTiO3，CrBO3，NiCrO3，FeBO3，FeMoO3，FeSn(BO3)2，BiFeO3，AlBO3，Mg3Al2Si3O12，NdAlO3，LaAlO3，MnSnO3，LiNbO3，LaCoO3，MgSiO3，ZnSiO3，Mn(Sb，Fe)O3及其混合物。金属氧化物可以具有上述美国专利号6,454,848B2所述的金刚砂-赤铁矿晶体晶格结构，或者可以是具有金刚砂-赤铁矿结晶结构的主体组分并且该主体组分包含一种或多种如下元素作为客体组分，所述元素选自铝、锑、铋、硼、铬、钴、镓、铟、铁、镧、锂、镁、锰、钼、钕、镍、铌、硅、锡、钒或锌。由于传统的炭黑颜料具有高红外吸收性并且炭黑颜料在传统的黑色漆料和色料中的广泛用，所以黑色的非红外吸收颜料特别受人关注。各种各样的黑色非红外吸收性颜料是可商购的，其包括混合的金属氧化物颜料，诸如Ferro Corporation以COOL COLORSTM和ECLIPSETM商标供应的那些，例如V-778COOL COLORS IR Black、V-780COOL COLORS IR Black、V-799COOL COLORS IR Black、10201ECLIPSE Black、10202ECLIPSE Black和10203ECLIPSE Black；诸如Shepherd Color Company以ARTICTM商标供应的那些混合的金属氧化物颜料，例如ARTIC Black 376、ARTIC Black 10C909、ARTIC Black 411和ARTIC Black 30C940；诸如Tomatec America，Inc.以标号42-707A和707V10供应的那些混合的金属氧化物颜料；苝基或其他有机着色剂，诸如BASFCorp.以PALIOGENTM商标供应的那些，包括PALIOGEN Black S 0084。与这些相同的或不同的供应商还供应了不同于黑色的各种颜色的非红外吸收性有色颜料，这些有色颜料通常以相同的商标提供，并且同样可用于本发明的涂料组合物。就像黑色颜料一样，深色的(诸如棕色的、深绿色的和深蓝色)非红外吸收性颜料由于它们的传统对应颜料的高红外吸收性所以特别受关注。示例性的非红外吸收性非黑色颜料包括无机颜料，诸如氧化铁、氧化铬、硅酸镁、碳酸钙、铝合硅酸盐、硅石和各种粘土(例如来自Elementis Specialties的氧化铬绿G-6099)；有机颜料，包括塑料颜料，诸如实心球颜料(例如聚苯乙烯或聚氯乙烯球)；和含有一个或多个空洞的微球颜料(例如Bardman等人的美国专利申请公开号US 2007/0043162A1中公开的那些)。其他示例性的非红外吸收性颜料包括EXPANCELTM551DE20丙烯腈/氯乙烯膨胀粒子(来自Expancel Inc.)、SIL-CELTM43玻璃微蜂窝填料(来自Silbrico Corporation)、FILLITETM 100陶瓷球形粒子(来自Trelleborg Fillite Inc.)、SPHERICELTM中空玻璃球(来自Potter IndustriesInc.)、3M陶瓷微球包括如下等级G-200，G-400，G-600，G-800，W-210，W-410，和W-610(来自3M)；3M中空微球包括3M功能添加剂iM30K(也来自3M)，INHANCETM UH 1900聚乙烯粒子(来自Fluoro-Seal Inc.)，和BIPHOR磷酸铝(来自Bunge Fertilizantes S.A.，Brazil)。所公开的涂料组合物还可以包含非红外吸收性、非有色的颜料，诸如二氧化碳和白色氧化锌，这些中的任何一种如果在不存在有色颜料的情况下使用将提供白色的而非有色的涂料组合物。向上述非红外吸收性有色颜料中添加这样的非有色颜料可以提供具有变亮的明暗度(shade)和改善的遮盖力(hiding power)的彩色漆料和色料。优选地，所公开的涂料组合物基于总固含量包含约8至约50wt％、更优选约20至约30wt％的颜料，其中所述颜料被添加到所公开的第一组份、第二组份或者被添加到所述第一和第二组份二者中。基于颜料体积浓度表示，所公开的涂料组合物优选包含约10至约40％、更优选约15至约20％的颜料。所述组合物适宜不含或基本上不含红外吸收性有色颜料，例如炭黑、黑色氧化铁、氧化棕和生褐。
所述涂料组合物包含水，该水可以是自来水、去离子水、蒸馏水、反渗透水或再生水。优选地，所述涂料组合物包含足够的水，从而当所述组合物被涂覆到基材上时存在约20至约80wt％的固含量、更优选约35至约65wt％的固含量。所述涂料组合物还可以包含一种或多种共溶剂或增塑剂，以协助混合或涂布所述组合物；改善聚结(coalescence)；加速受迫干燥，减少与受迫干燥相关的热量或减少与其相关的排放；或促进空气干燥。所述共溶剂优选是非危险性空气污染溶剂(非-HAPS溶剂，non-hazardous air pollutant solvent)，其如果合适可以以无水(例如氨基甲酸酯级)形式提供，并且可以例如包括二醇醚类(例如来自Dow Chemical Co.的DOWANOLTM DPM和Butyl CELLOSOLVETM)，酮类(例如丙酮、甲基乙基甲酮、甲基丙基甲酮、甲基戊基甲酮和来自International SpecialtyProducts的M-PYROLTM N-甲基2-吡咯烷酮)，醇类(例如乙醇和异丙醇)，乙酸酯类(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸二丙酯、乙酸异丁酯和乙酸叔丁酯)，国际申请号WO 2008/150294Al (Foster等人为ValsparSourcing所申请的)中讨论的各种二醇溶剂，及其混合物。所述涂料组合物优选包含0至约100g/L、更优选小于30g/L的共溶剂，其中该共溶剂被添加所公开的第一组份、第二组份、或被添加到第一和第二组份二者中。示例性的增塑剂包括来自Dow Chemical Co.的CARBOWAXTM 300和CARBOWAX 600聚乙烯；来自Dow Chemical Co.的PARAPLEXTM G-30，PARAPLEX G-41，PARAPLEX G-60，PARAPLEX RGA-2和PARAPLEXWP-1；来自Vertellus Specialties Inc.的CITROFLEXTM 4柠檬酸酯；及其混合物。所述涂料组合物基于组合物总重量优选包含0至约10wt％、更优选约2至约5wt％的增塑剂，其中所述增塑剂被添加到所公开的第一组份、第二组份、或被添加到所述第一和第二组份二者中。
所述涂料组合物可以包含额外的成分。例如，所述组合物可以包含一种或多种非羟基官能的树脂(有时被成为第二树脂)，该树脂可用于在将所述涂料组合物涂覆到基材上之前或之后调整该组合物的性质。示例性的这种第二树脂优选是水性树脂或乳液，例如可以包括来自Arkema的KYNARTM AQUATECTM ARC氟聚合物乳液，和来自Asahi Glass Company的LUMIFLONTM FE4300和LUMIFLON FE4400氟聚合物乳液。当所述涂料组合物包含第二树脂时，基于总固含量，其含量例如为约1至约50wt％、更优选约5至约35wt％第二树脂，其中所述第二树脂被添加到所公开的第一组份、第二组份、或被添加到所述第一和第二组份二者中。
所述涂料组合物可以包含额外的反应性单体、低聚物或聚合物以及适当的交联剂、催化剂或引发剂。例如，添加催化剂可以促进有色保护膜的固化，以提供表干时间的减少，或者以改善早期硬度获得或抗粘连性。这可以例如使得能够更早堆积有色组分，但也可以缩短适用期。适宜地，所述催化剂的添加足以减少表干时间，但仍提供至少约20分钟的适用期。示例性的催化剂包括铁催化剂，诸如BORCHITM OXY-Coat，和锡催化剂，诸如BORCHERSTM LH-10，二者均来自OMG Borchers GmbH。当存在催化剂时，所述涂料组合物基于组合物总重量优选包含约0.1至约4wt％、更优选约0.2至约2wt％的催化剂，其中所述催化剂优选被添加到所公开的第一组份、第二组份、或被添加到所述第一和第二组份二者中。
所述涂料组合物可以包含增稠剂和其他流变改性剂(例如沉降抑制剂)。示例性的增稠剂包括疏水性乙氧基化的氨基甲酸酯树脂(HEUR)增稠剂、疏水改性的碱性可溶性或碱性可溶胀性乳液(HASE)增稠剂、纤维素增稠剂、多糖增稠剂及其混合物。示例性的可商购增稠剂包括ACRYSOLTM RM-8、RM--12W和RM-2020，均来自Rohm & Haas；ATTAGELTM 50，来自BASF Corp.；BENTONETM AD和BENTONE EW，二者都来自Elementis Specialties；CELLOSIZETM QP-09-L，来自Dow WolffCellulosics；以及NATROSOLTM 250，来自Hercules Inc。当存在增稠剂时，所述涂料组合物基于组合物总重量优选包含约0.1至约3wt％、更优选约0.5至约3wt％的增稠剂，其中所述增稠剂优选被添加到所公开的第一组份、第二组份、或被添加到所述第一和第二组份二者中。
所述涂料组合物可以包含表面活性剂或分散剂(除了可能已经存在于胶乳粘结剂或多异氰酸酯中的那些)。示例性的表面活性剂或分散剂包括阴离子、阳离子、两性和非离子性材料。可商购的表面活性剂或分散剂包括来自Altana的DISPERBYKTM-190，来自BASF的EFKATM 4510，来自Cognis的HYDROPALATTM44，来自Rhodia的RHODAPEXTM CO-430和RHODAPEX CO-436，均来自Rohm & Haas的TAMOLTM 165A和TAMOL 731A，以及来自Harcros Chemicals Inc的T-DETTM N 10.5。在存在表面活性剂或分散剂时，所述涂料组合物基于组合物总重量优选包含约0.1至约10wt％、更优选约1至约3wt％的表面活性剂或分散剂，其中所述表面活性剂或分散剂优选被添加到所公开的第一组份、第二组份、或被添加到所述第一和第二组份二者中。
所述涂料组合物可以包含各种各样的本领域技术人员所熟知的其他佐剂。代表性的佐剂在Koleske等人的Paint and Coatings Industry，2003年4月，第12-86页中所有描述。示例性佐剂及其商品示例包括防缩孔剂、生物杀灭剂(例如来自Buckman Laboratories，Inc.的BUSANTM 1292、来自Cognis的NOPCOCIDETM N-40D、均来自Troy Corporation的POLYPHASETM 663或POLYPHASE 678)、聚结剂、固化指示剂、消泡剂(例如均来自Cognis的FOAMASTERTM 111和FOAMASTER 333，以及来自Evonik的TEGOTMFOAMEXTM 810)、填料、消光剂(例如滑石、硅石、硅酸盐和硅藻土，诸如来自R.T.Vanderbilt的VANSILTM填料)、绝缘填料(诸如来自Zeeospheres Ceramics，LLC的ZEEOSPHERESTM陶瓷微球)、热稳定剂、匀化剂、光稳定剂(例如受阻胺光稳定剂，例如来自Ciba Specialty Chemicals的TINUVINTM 123-DW和TINUVI 292HP)、防霉剂、荧光增白剂、增塑剂、防腐剂(例如来自Rohm & Haas的KATHONTM LX)、紫外线吸收剂(例如来自Ciba Specialty Chemicals的TINUVIN 234和TINUVIN 1130，来自Everlight Chemical的EVERSORBTM 80)、蜡(例如来自Altana的AQUACERTM 593、来自Shamrock Technologies，Inc的HYDROCERTM 303、和来自Michelman，Inc.的MICHEMTM Emulsion 32535)、润湿剂(例如来自Altana的BYKTM 346和BYK 348，和来自Troy corporation的TROYSOLLACTM)、等等。这些以及其他佐剂的类型和用量通常根据具体应用以及在特定制造场所的固化设备依经验进行选择，其中所述佐剂被添加到所公开的第一组份、第二组份、或被添加到所述第一和第二组份二者中。
所述第一和第二组份可以以任何便利包装形式进行包装，所述便利包装形式适于储存所需量的各组分，而不会导致过早凝胶、不适当的分离或其他在储存期间不想要的降解。示例性的容器包括罐子、桶、瓶子、圆筒、搬运箱(totes)和罐。所述第一和第二组份通常保持彼此分离直至将要使用，然后使它们混合到一起，并涂覆到所需建筑部件上。所述混合比部分取决于第二组份中存在的多异氰酸酯含量和其他成分。所述第一和第二组份可以例如以约99∶1至约1∶1的比例进行混合。
所公开的组合物尤其适于建筑部件制造商在建筑部件制造场所涂覆。所得经涂布的建筑部件通常被干燥、固化、储存、然后运送到经销商或终端用户，用于在建筑或其他建筑物体或结构上的最终安装。然而，所述第一和第二组份也可以卖给终端用户，并且将其现场混合并涂覆到预安装的建筑部件上，例如作为用在窗、门、壁板、百叶窗、贴面、造型装饰物、门窗框、盖板、栏杆、盖屋板、墙壁、地板、天花板等等上的漆料或色料。当直接或间接卖给这样的终端用户时，还适宜以未经调色的基础漆料或色料形式提供所述第一和第二组份中的一种或二者，这些基础漆料或色料需要与来自一系列着色剂中的一种或多种着色剂混合，从而形成定制调色的非红外吸收性涂料组合物。在这样的情况下，所述第一组份和第二组份以及所述着色剂系列中的所有着色剂优选仅包含非红外吸收性颜料。
所述涂料组合物可被涂覆到各种各样的基材(包括热塑性材料、热塑性复合材料或热塑性包覆材料)上以及涂覆到其他材料(包括热固性材料、热固性复合材料、热固性包覆物材料、木材材料、经浸渍的木材材料、木制材料和金属材料)上。所公开的涂料组合物尤其适用于涂覆到混合基材的建筑部件上，该建筑部件包含至少一种热塑性材料、热塑性复合材料或热塑性包覆材料以及另一种不是热塑性材料、热塑性复合材料或热塑性包覆材料的材料。例如，一些现代预制的高性能门窗都是混和基材的建筑部件。示例性的热塑性聚合物例如包括乙烯基塑料(PVC)、聚苯乙烯(PS)、热塑性聚烯烃(TPO)(诸如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP))、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其他聚酯、以及本领域技术人员所熟知的其他热塑性塑料。示例性的热塑性塑料复合基材可以包括上述热塑性聚合物中的任意一种加上增强填料、由包括玻璃纤维(例如通过拉挤制成的复合物)、天然织物和纤维(例如棉)、碳纤维和织物、木纤维和各种木材副产物制成的绳股或纺织的或无纺的网布(web)，以及本领域技术人员所熟知的其他复合增强材料。示例性热塑性包覆基材可以包含部分的或完整的壳以及实心的、泡沫的或中空的芯，其中所述壳含有一种或多种上述的热塑性聚合物或热塑性复合材料，并且所述芯由木材、金属、塑料或本领域技术人员所熟知的其他材料制成。示例性的热固性聚合物可由氰酸酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、脲醛树脂和硫化橡胶制成。示例性的金属包括铝、黄铜、铜、铁、铜铅合金(pot metal)、不锈钢、锡和锌。
用于制造所公开建筑部件的示例性基材可从各种制造商商购或被各种制造商使用，所述制造商包括Accu-Weld、Alcoa Inc.、AndersenCorporation、Associated Materials Inc.、CertainTeed Corporation、CranePerformance Siding、Comfort Windows、Duxton Windows & Doors、EvansGlass、Gorell Windows & Doors，LLC、Inline Fiberglass Ltd.、Jeld-Wen，Inc.、Hurd Windows and Doors、Larmco Windows、Marvin Windows andDoors、Masonite International Corporation、Milgard Manufacturing，Inc.、MW Manufacturers，Inc.、NT Window、Omniglass Ltd.、Owens Corning、Peel Plastic Products Ltd.、Pella Corporation、Resource MaterialsCorporation、Rollex Corporation、The Royal Group、Schüco USA L.P.、Simonton Building Products，Inc.、Sunrise Windows，Ltd.、Teel Plastics，Inc.、Thermal Industries，Inc.、Thermal-Gard Building Products，Inc.、Variform，Inc.、VEKA AG、VPI Quality Windows、Wallside Windows andWeather Shield Manufacturing，Inc。其他可商购的热塑性复合基材或热塑性包覆基材包括来自Andersen Corporation的FIBREXTM热塑性复合材料建筑部件和PERMASHIELDTM乙烯基塑料包覆建筑部件，来自Pella Corporation的DURACASTTM热塑性复合材料，来自PolyOne Corporation的FIBERLOCTM热塑性复合材料，来自SABIC Innovative Plastics Holding BV的VALOXTM热塑性复合材料，来自Trex Company，Inc.的TREXTM聚乙烯/木材复合材料，来自Universal Forest Products，Inc的ACCOYATM乙酰化木材。基材可以具有裸露的(即未打底的)或先前被涂布的(例如涂有底涂层或面涂层)表面。所公开的组合物可被用于替换先前已被用在这种基材上的溶剂型或水性漆料体系，所述溶剂型或水性漆料体系例如为来自AkzoNobel Coatings Inc.的各种CHEMCRAFTTM饰面漆，来自AquaSurTechCoating Products，N.A.的AQUASURTECHTM涂层，来自PPG IndustrialCoatings的FLEXACHRONTM饰面体系；和来自Sherwin-Williams Company的POLANE SOLARTM日光反射性聚氨酯釉。
所公开的组合物可以使得在涂覆保护性面涂层之前无需涂覆中间保护层。在基材顶部的传统的有色保护面涂层吸收红外吸收时，这种中间保护层有时被用于防止基材免受IR引起的热变形。例如，保护性中间层(被称为表面席(surfacing veil))通常被涂覆到通过拉挤制成的纤维玻璃复合基材上，结果该基材当被红外吸收性面涂层面涂时不太可能经历热变形。在所公开的涂料组合物用于替代传统面涂层时，可以使这样的中间保护层变成不必要的。
所述涂料组合物可以利用本领域技术人员所熟知的各种方法涂覆，所述方法包括喷涂(例如空气辅助的、无空气的或静电喷涂)、刷涂、辊涂、浇涂(flood coating)和浸涂。所述组合物可以以各种湿膜厚度涂覆。优选地，湿膜厚度诸如为提供对于固化的涂层而言约13至约260μm(约0.5至约10密耳)、更优选约25至约75μm(约1至约3密耳)的干膜厚度。所涂覆的涂层可以通过使其进行空气干燥来固化或者可以使用各种本领域技术人员所熟知的干燥装置(例如烘箱)通过加速固化来固化。用于固化涂料组合物的优选加热温度为约50℃至约65℃，更优选约60℃至约65℃，优选的加热时间为至少3分钟，但小于60分钟、小于45分钟、小于30分钟、小于15分钟、小于10分钟、小于6分钟或小于5分钟。加热时间往往随着温度增加、气流增加或湿度减少而减少。
所公开的被涂制品可以用于各种各样的目的。具有代表性的最终用途应用包括建筑元件，诸如窗、门、壁板、百叶窗、贴面、造型装饰物、门窗框和用在开口上或开口周围的其他元件；栏杆；家具；细木工家具(cabinetry)；墙壁；天花板；盖板和其他地板，包括工程地板、盖屋板、船用贴面或其他建筑部件。
所公开的涂料组合物可以利用各种测试进行评价，所述测试包括American Architectural Manufacturers Association(AAMA)VoluntarySpecifications AAMA 615-05(用于塑料型材)，623-07(用于热固性型材)，624-07(用于纤维增强的热固性型材)和625-07(用于纤维增强的热固性型材)；以及Window & Door Manufacturers Association(WDMA)Test MethodsTM-11-06(用于磨光工作所用木材和木材纤维素复合物的工厂涂覆的经着色底漆涂层)和TM-12-06(用于磨光工作所用木材和木材纤维素复合物的工厂涂覆的经着色饰面涂层)。
在如下非限制性实施例中进一步阐述本发明，其中除非另有声明所有份和百分比以重量计。
实施例1
将如下表1所示的组份A成分组合并混合成均匀的分散体。然后将所得组份A分散体与组份B多异氰酸酯混合，从而得到黑色的非红外吸收性涂料组合物。
表1
| 成分 | 实施例1，份 |
| 组份A | |
| 研磨 | |
| 水 | 129 |
| BENTONE EW流变改性剂 | 3 |
| CELLOSIZE QP-09-L流变改性剂 | 2 |
| TEGO FOAMEX 810消泡剂 | 3 |
| HYDROPALAT 44分散剂 | 7 |
| TAMOL 731分散剂 | 3 |
| 氨 | 0.3 |
| EFKA 4510表面活性剂 | 4 |
| T-DET N 10.5表面活性剂 | 3 |
| 大豆卵磷脂 | 3 |
| SHEPHERD ARTIC黑色30C940颜料 | 261 |
| SYLOID 74消光颜料 | 5 |
| VANSIL W 30消光颜料 | 1 |
| POLYPHASE 663生物杀灭剂 | 5 |
| KATHON LX防腐剂 | 1.5 |
| BORCHEER LH 10催化剂 | 8 |
| 排出： | |
| 水 | 68 |
| EPS-2771丙烯酸类乳液 | 485 |
| KYNAR AQUATEC ARC氟聚合物乳液 | 40 |
| 最终成分 | |
| TINUVIN 292HP UV吸收剂 | 5 |
| TINUVIN 1130受阻胺光稳定剂 | 10 |
| DOWANOL DPM共溶剂 | 7 |
| 水 | 20 |
| MICHEM Emulsion 32535蜡 | 8 |
| BYK 348润湿剂 | 1 |
| ACRYSOL RM-12W流变改性剂 | 0.5 |
| ACRYSOL RM-2020NPR流变改性剂 | 3 |
| 全部组份A | 1086.3 |
| 组份B | |
| BAYHYDUR 304水分散性多异氰酸酯 | 43.5 |
| 非-HAPS溶剂 | 2.0 |
| 全部组份B | 45.5 |
利用各种技术(包括空气助力的、无空气的和静电喷射)将实施例1的涂料组合物以足以提供约50至约260μm(约1.5至约10密耳)干膜厚度的湿膜厚度涂覆到各种基材(包括乙烯基塑料、乙烯基塑料-木材复合物、乙烯基塑料包覆的木材、纤维玻璃拉挤物、反应注射模制的聚氨酯泡沫、木材和工程木材)上，并且根据膜构造，通过空气干燥固化1至约5分钟，接着在60至65℃下加热8至10分钟。取决于所选择的基材，根据American Architectural Manufacturers Association(AAMA)VoluntarySpecification AAMA 615-05(用于塑料型材)、AAMA 625-07(用于纤维增强的热固性型材)和Window & Door Manufacturers Association(WDMA)TestMethod TM-12-06对固化涂层进行评估。基于氙加速的耐候性测试、两年户外暴露测试和采用连续的白天UV暴露和夜间湿气暴露的测试，所述涂层应当通过AAMA规定中的所有耐候要求以及WDMA规定中的所有气候暴露要求。所述涂层还通过了AAMA和WDMA规定中的所有其他实验室测试，其在要求非常高的应用中展现出众的性能。
除了本发明公开的双组份的水性涂料组合物(其中的第一组份包含水性活泼氢官能的胶乳粘合剂，并且其中的第二组份包含水分散性多异氰酸酯，其中，所述第一组份和所述第二组份中的一种或两种包含非红外吸收性有色颜料，并且涂布在乙烯基塑料基材顶部的所述第一组份和所述第二组份的混合物将固化形成粘附乙烯基塑料的红外反射性有色保护膜)以外，本发明还包括这样的涂料组合物：
·其中所述颜料包括单一的或混合的金属氧化物；
·其中所述混合物基于总固含量包含8至50wt％的颜料；
·其中所述混合物基本上不含红外吸收性有色颜料；
·其中所述混合物基于总固含量包含20至70wt％的活泼氢官能的胶乳粘结剂；
·其中所述混合物基于总固含量包含1至10wt％的多异氰酸酯；
·还包含非羟基官能的树脂；
·还包含共溶剂、增塑剂、催化剂、流变改性剂、表面活性剂、分散剂或其混合物；
·其中固化的保护膜具有小于60的L*值；
·其中固化的保护膜具有至少10的总太阳能反射率，所述总太阳能反射率利用ASTM E-971-88(Reapproved 2003)测定；或
·其中与不用所述非红外吸收性有色颜料的其他方面类似膜相比，固化的保护膜减弱了受红外照射的热塑性建筑部件对热变形的易感性。
除了本发明公开的被涂布的建筑部件(所述被涂布的建筑部件包含其上具有湿涂层的热塑性基材、含热塑性基材或热塑性包覆基材，所述湿涂层包含活泼氢官能的胶乳粘结剂、水分散性多异氰酸酯和非红外吸收性有色颜料的水性混合物，并且所述涂层将固化形成粘附基材的红外反射性有色保护膜)以外，本发明还包括这样的建筑部件：
·包括乙烯基塑料基材；
·包括聚苯乙烯、热塑性聚烯烃、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯、尼龙或聚酯基材；
·包括热塑性复合基材；
·包括玻璃纤维基材；
·其中所述基材还包括热固性聚合物
·其中所述颜料包括单一的或混合的金属氧化物；
·其中所述混合物基于总固含量包含8至50wt％的颜料；
·其中所述混合物基本上不含红外吸收性有色颜料；
·其中所述混合物基于总固含量包含20至70wt％的活泼氢官能的胶乳粘结剂；
·其中所述混合物基于总固含量包含1至10wt％的多异氰酸酯；
·其中所述混合物还包含非羟基官能的树脂；
·其中所述混合物还包含共溶剂、增塑剂、催化剂、流变改性剂、表面活性剂、分散剂或其混合物；
·其中固化的保护膜具有小于60的L*值；
·其中固化的保护膜具有至少10的总太阳能反射率，所述总太阳能反射率利用ASTM E-971-88(Reapproved 2003)测定；或
·其中与不用所述非红外吸收性有色颜料的其他方面类似膜相比，固化的保护膜减弱了受红外照射的热塑性建筑部件对热变形的易感性；
·其中固化的保护膜是面涂层；
·包括窗；
·包括门
·包括壁板、贴面、盖板、栏杆、盖屋板、或墙壁、地板或天花板。
除了本发明公开的用于涂布建筑部件的方法(所述方法包括：a)对热塑性基材、热塑性复合基材或热塑性包覆基材涂覆湿涂层，所述湿涂层包含活泼氢官能的胶乳粘结剂、水分散性多异氰酸酯和非红外吸收性有色颜料的水性混合物；以及b)使所述涂层固化，从而形成粘附基材的红外反射性有色保护膜)，本发明还包括这样的方法：
·包括将所述混合物涂覆于乙烯基塑料基材；
·包括将所述混合物涂覆于聚苯乙烯、热塑性聚烯烃、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯、尼龙或聚酯基材；
·包括将所述混合物涂覆于热塑性复合基材；
·包括将所述混合物涂覆于玻璃纤维基材；
·包括将所述混合物涂覆于包含热固性聚合物的基材
·其中所述颜料包括单一的或混合的金属氧化物；
·其中所述混合物基于总固含量包含8至50wt％的颜料；
·其中所述混合物基本上不含红外吸收性有色颜料；
·其中所述混合物基于总固含量包含20至70wt％的活泼氢官能的胶乳粘结剂；
·其中所述混合物基于总固含量包含1至10wt％的多异氰酸酯；
·其中所述混合物还包含非羟基官能的树脂；
·其中所述混合物还包含共溶剂、增塑剂、催化剂、流变改性剂、表面活性剂、分散剂或其混合物；
·其中固化的保护膜具有小于60的L*值；
·其中固化的保护膜具有至少10的总太阳能反射率，所述总太阳能反射率利用ASTM E-971-88(Reapproved 2003)测定；或
·其中与不用所述非红外吸收性有色颜料的其他方面类似膜相比，固化的保护膜减弱了受红外照射的热塑性建筑部件对热变形的易感性；
·其中固化的保护膜是面涂层；
·包括将所述混合物涂覆于窗；
·包括将所述混合物涂覆于门
·包括将所述混合物涂覆于壁板、贴面、盖板、栏杆、盖屋板、或墙壁、地板或天花板。
以上已经描述了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员将认识到本文的教导可应用于所附权利要求书范围内的其他实施方式。所有专利、专利文件、出版物中全部公开的内容通过引用插入本文，如同其单独被插入。
Claims (20)
1.一种双组份的水性涂料组合物，其中的第一组份包含水性活泼氢官能的胶乳粘合剂，并且其中的第二组份包含水分散性多异氰酸酯，其中，所述第一组份和所述第二组份中的一种或两种包含非红外吸收性有色颜料，并且涂布在乙烯基塑料基材顶部的所述第一组份和所述第二组份的混合物将固化形成粘附乙烯基塑料的红外反射性有色保护膜。
2.如权利要求1的组合物，其中所述颜料包括单一的或混合的金属氧化物。
3.如权利要求1的组合物，其中所述混合物基于总固含量包含8至50wt％的颜料。
4.如权利要求1的组合物，其中所述混合物基本上不含红外吸收性有色颜料。
5.如权利要求1的组合物，其中所述混合物基于总固含量包含20至70wt％的活泼氢官能的胶乳粘结剂。
6.如权利要求1的组合物，其中所述混合物基于总固含量包含1至10wt％的多异氰酸酯。
7.如权利要求1的组合物，还包含非羟基官能化的树脂。
8.如权利要求1的组合物，还包含共溶剂、增塑剂、催化剂、流变改性剂、表面活性剂、分散剂或其混合物。
9.如权利要求1的组合物，其中固化的保护膜具有小于60的L*值。
10.如权利要求1的组合物，其中固化的保护膜具有至少10的总太阳能反射率，所述总太阳能反射率利用ASTM E-971-88(Reapproved 2003)测定。
11.如权利要求1的组合物，其中，固化的保护膜与不用所述非红外吸收性有色颜料的其他方面类似膜相比，减弱了受红外照射的热塑性建筑部件对热变形的易感性。
12.一种被涂布的建筑部件，所述被涂布的建筑部件包含其上具有湿涂层的热塑性基材、含热塑性基材或热塑性包覆基材，所述湿涂层包含活泼氢官能的胶乳粘结剂、水分散性多异氰酸酯和非红外吸收性有色颜料的水性混合物，并且所述涂层将固化形成粘附基材的红外反射性有色保护膜。
13.如权利要求12的部件，包括乙烯基塑料基材。
14.如权利要求12的部件，包括聚苯乙烯、热塑性聚烯烃、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯、尼龙或聚酯基材。
15.如权利要求12的部件，包括热塑性复合基材。
16.如权利要求12的部件，包括玻璃纤维基材。
17.如权利要求12的部件，其中所述基材还包括热固性聚合物。
18.如权利要求12的部件，其中固化的保护膜是面涂层。
19.如权利要求12的部件，包括窗、门、壁板、贴面、盖板、栏杆、盖屋板或墙壁、地板或天花板。
20.一种涂布建筑部件的方法，所述方法包括：
a)对热塑性基材、热塑性复合基材或热塑性包覆基材涂覆湿涂层，所述湿涂层包含活泼氢官能的胶乳粘结剂、水分散性多异氰酸酯和非红外吸收性有色颜料的水性混合物；以及
b)使所述涂层固化，从而形成粘附基材的红外反射性有色保护膜。
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