CN103649242B

CN103649242B - 着色木基材的方法,相关组合物和基材

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Publication number: CN103649242B
Application number: CN201280033634.6A
Authority: CN
Inventors: D·珀赛
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc; PPG Industries Inc
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2032-05-22
Also published as: PL2714824T3; CN103649242A; EP2714824A1; WO2012162295A1; CA2836905A1; CA2836905C; EP2714824B1; HK1194418A1; US20120301738A1

Abstract

提供了组合物，其包含成膜树脂、着色剂、和多种有机溶剂。有机溶剂的重量平均相对挥发率，相对于乙酸正丁酯，为3.0-5.0。所述组合物具有低水平的根据40CFR51.100(s)部分(至2009年1月21日修改)中给出的定义的挥发性有机化合物(VOC)。还提供了用该组合物着色木基材的方法，和包括至少一个由该组合物沉积的涂层的多层复合涂层体系。

Description

着色木基材的方法,相关组合物和基材

发明领域

本发明涉及着色木基材的方法，适用于所述方法的组合物，例如木材着色料，和用多层涂层体系至少部分涂覆的木基材。

发明背景

对于用于制造柜子、地板、家具和其它制品的木基材，在保护和装饰涂层体系领域中有许多相关的考量。如将领会的，这样的涂层体系通常由一个以上涂层组成。木基材经常用多层复合涂层体系涂覆，包括一个或多个着色剂层、密封剂层、和/或面漆。密封剂层通常为保护层，其被夹心以提供光滑的质感，而面漆通常为保护层，其提供表面性质，例如耐划擦和耐刮擦。

尤其是对于着色剂层来说，经常是由于制造效率的原因，有时候期望提供这样的着色组合物，其能够方便地使用喷雾施涂设备施涂以提供具有期望的外观的着色层，而不需要通过用布或类似工具擦拭将过量材料从基材去除。需要避免的与此有关的不期望外观的实例是，斑块(blotching)、污坑(puddling)、和泛白(blushing)。这种着色组合物的其它期望属性包括环境友好和对后续施涂的涂层的粘附性。

发明概述

在某些方面，本发明涉及着色木基材的方法。这些方法包括将着色组合物喷雾施涂到基材，该着色组合物包含：(a)成膜树脂，(b)着色剂，和(c)多种有机溶剂，其中(i)有机溶剂的重量平均相对挥发率，相对于乙酸正丁酯，为3.0-5.0；以及(ii)所述组合物具有不超过1磅/加仑的挥发性有机化合物(本文中定义)。

在其它方面，本发明涉及组合物，其包含：(a)成膜树脂；(b)着色剂;(c)不同于(a)的可聚合的烯属不饱和化合物，(d)光引发剂；以及(e)多种有机溶剂，其中(i)有机溶剂的重量平均相对挥发率，相对于乙酸正丁酯，为3.0-5.0；以及(ii)所述组合物具有不超过1磅/加仑的挥发性有机化合物。

在再其它方面中，本发明涉及多层复合涂层体系，其包括着色剂层和密封剂层和面漆中至少之一。这些涂层体系的着色剂层由上述组合物沉积。该密封剂层和/或面漆由可辐射固化的组合物沉积并且沉积在所述着色剂层的至少一部分上。

本发明还涉及用所述组合物或所述多层复合涂层体系至少部分着色的基材。

发明实施方式的详述

为了以下详述的目的，应理解，本发明可涵盖各种备选变型和步骤顺序，除非有明确相反说明。此外，除了在任何操作实例中，或另有说明处，表达例如说明书和权利要求书中使用的成分的量的所有数字在各种情况下都应理解为用术语“约”修饰。因此，除非有相反指示，以下说明书和所附权利要求书这给出的数值参数都是可能根据本发明所获得的期望性质而改变的近似值。最起码，并且不意图限制对权利要求的范围适用等同原则，各数值参数应至少根据所记录的有效数字并适用普通取整技术来解释。

虽然本发明宽范围中给出的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中给出的数值是尽量精确记录的。然而，任何数值内在地含有由它们各自测试方式的标准偏差必然得到的某些误差。

而且，应理解，本文所述的任何数值范围都意图包括涵盖其中的所有子范围。例如，“1-10”的范围意图包括在引述的最小值1和引述的最大值10之间(包括端点值)的所有子范围，即最小值等于或大于1且最大值等于或小于10。

在本申请中，单数的使用包括复数，复数涵盖单数，除非另有明确说明。此外，在本申请中，使用“或”表示“和/或”，除非另有明确说明，即使“和/或”可能在某些场合中明确使用。

在某些实施方式中，本发明涉及着色组合物，例如“着色料(stains)”，其适于施涂于木基材上。本文中使用的术语“着色料(stain)”是指半透明组合物，其能够染色木基材，同时使基材的一些天然颜色和纹理显现。在某些实施方式中，本发明的染料或着色组合物具有相对较低的固体含量(不超过10重量%，例如不超过5重量%的固体，和至少90重量%，例如至少95重量%的溶剂，所述重量百分比以所述组合物的总重量计)。

本发明的着色组合物包括成膜树脂。本文中使用的术语“成膜树脂”是指这样的树脂，其在除去所述组合物中存在的任何稀释剂或载体或固化后，可以在基材的至少水平表面上形成自支撑的连续膜。示例的成膜树脂包括热塑性和热固性成膜树脂。

在某些实施方式中，本发明的组合物中所含的成膜树脂包括热塑性树脂。本文中使用的术语“热塑性”是指这样的树脂，其包括没有通过共价键连接的聚合物组分，从而可以在加热后进行液体流动并且可溶于溶剂中。参见Saunders，K.J.，Organic Polymer Chemistry，41-42页，Chapman and Hall，London(1973)。

本发明的组合物中使用的成膜树脂不限于并且可包括，例如，本领域中典型使用的任何成膜树脂，例如聚氨酯、丙烯酸类、乙烯基类、三聚氰胺、聚氯乙烯、聚烯烃、聚脲、聚碳酸酯、聚醚、聚酯、环氧树脂、有机硅、聚酰胺等。成膜树脂的适当混合物也可用于制备所述涂料组合物。

在某些实施方式中，前述成膜树脂，例如热塑性丙烯酸类树脂，存在于本发明的着色组合物中的量为至少0.1重量%，或在一些实施方式中，至少0.5重量%，或在再一些实施方式中，至少1.0重量%，以所述组合物的总重量计。在这些实施方式中的某些中，前述成膜树脂，例如热塑性丙烯酸类树脂，存在于本发明的着色组合物中的量为不超过10重量%，或在一些实施方式中，不超过5重量%，或在再一些实施方式中，不超过2重量%，以所述组合物的总重量计。

本发明的着色组合物还包含着色剂。本文中使用的术语“着色剂”是指能够赋予所述组合物颜色和/或其它视觉效果的任何物质。着色剂可以以任何合适的形式加入涂料，例如离散颗粒、分散体、溶液和/或薄片。单一的着色剂或两种或更多种着色剂的混合物也可以用于本发明的涂料。

着色剂的实例包括颜料、染料和染色剂，例如油漆工业中所用的那些和/或Dry Color Manufacturers Association(DCMA)中列出的那些。着色剂可以包括例如在使用条件下不溶但可润湿的磨碎的固体粉末。着色剂能够是有机的或无机的，且可以是聚集的或未聚集的。

颜料和/或颜料组合物的实例包括但不限于：咔唑二噁嗪天然颜料、偶氮、单偶氮、双偶氮、萘酚AS、盐形式(色淀)、苯并咪唑酮、浓缩物、金属络合物、异吲哚啉酮、异吲哚啉和多环酞菁、喹吖啶酮、二萘嵌苯、芘酮、二酮吡咯并吡咯、硫靛、蒽醌、靛蒽醌、蒽嘧啶、黄烷士林、皮蒽酮、蒽嵌蒽醌、二噁嗪、三芳基碳、喹啉酞酮颜料、二酮吡咯并吡咯红(“DPPBO红”)、二氧化钛、炭黑及其混合物。术语“颜料”和“有色填料”能够互换使用。

染料的实例包括，但不限于，基于溶剂和/或含水的那些，例如酞菁绿或酞菁蓝，氧化铁，钒酸铋，蒽醌，苝，铝和喹吖啶酮。

着色剂可以是分散体的形式，包括，但不限于，纳米颗粒分散体。纳米颗粒分散体可以包括一个或多个高度分散的纳米颗粒着色剂和/或着色剂颗粒，它们产生期望的可视颜色和/或不透明度和/或视觉效果。纳米颗粒分散体可以包括着色剂，例如粒度小于150nm，例如小于70nm，或小于30nm的颜料或染料。纳米颗粒可以通过用粒度小于0.5mm的研磨介质来研磨原料有机或无机颜料而制备。实例纳米颗粒分散体及其制备方法参见美国专利6,875,800B2，其在此通过引用纳入。纳米颗粒分散体还可以通过结晶、沉淀、气相冷凝、和化学磨耗(即，部分溶解)来制备。为了最小化纳米颗粒在涂料内的再聚集，可以使用涂覆有树脂的纳米颗粒的分散体。如本文中使用的，“涂覆有树脂的纳米颗粒的分散体”是指一种连续相，其中分散有离散的“复合微颗粒”，其包括纳米颗粒和在该纳米颗粒上的树脂涂层。

在某些实施方式中，着色剂包含能溶于所述组合物中存在的有机溶剂的载体材料。在某些实施方式中，这样的载体包含氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，例如市售的颜料制剂，可购自ClariantInternational Ltd。

在某些实施方式中，着色剂存在于本发明的着色组合物中的量为至少0.1，例如至少0.2，或在一些情况中为至少0.3重量%，以所述组合物的总重量计。在这些实施方式的某些中，着色剂存在于本发明的着色组合物中的量不超过5，例如不超过1，或在一些情况中为不超过0.5重量%，以所述组合物的总重量计。

如前所述，本发明的着色组合物包含多种有机溶剂。在某些实施方式中，所述多种有机溶剂存在于本发明的着色组合物中的量为至少70，例如至少80，或至少90重量%，以所述组合物的总重量计。在某些实施方式中，所述多种有机溶剂存在于本发明的着色组合物中的量为至多99，例如至多98，或至多97.5重量%，以所述组合物的总重量计。

虽然相对较高水平的有机溶剂存在于本发明的某些实施方式的着色组合物中，本发明的着色组合物含有不超过1磅/加仑，在一些情况中不超过0.8磅/加仑，或在再其它情况中不超过0.6磅/加仑的挥发性有机化合物。本文中使用的术语“挥发性有机化合物”是指挥根据40CFR第51.100部分(至2009年1月21日修改)中给出的定义的发性有机化合物(VOC)，其在此通过引用纳入。

此外，在本发明的组合物中，选择有机溶剂(以及它们的相对量)使得重量平均相对挥发率为至少3.0，例如至少3.5，或在一些情况中至少4.0且不超过5.0，或在一些情况中为不超过4.8，或在一些情况中为不超过4.6。据信，选择有机溶剂使得重量平均相对挥发率在前述范围内对于获得以下木材着色组合物例如着色料(stain)是关键的：当喷涂时具有期望外观(没有斑块、污坑、或泛白)，并且甚至不需要在之后例如通过用布或类似工具擦拭从基材除去过量材料。更具体来说，据信，当重量平均相对挥发率小于3.0时，在喷涂本发明的组合物后会出现污坑，而当重量平均相对挥发率大于5.0时，利用所述喷涂会出现不期望的斑块。

本文中使用的术语“相对挥发率”(“RER”)是指根据ASTM D3539-87(2004年再批准)测量的挥发率，其表达了材料相对于乙酸正丁酯的的挥发速率(即，以乙酸正丁酯的挥发速率=1为比例)。如本文中使用的，“重量平均相对挥发率”是指所述组合物中所有有机溶剂的相对挥发率的重量平均，基于所述溶剂的总重量。

因此，如明显的，本发明的组合物中的有机溶剂选择为具有相对高重量平均挥发率，至少相对于乙酸正丁酯。因此，本发明的组合物包括至少一种“高挥发性溶剂”，其如本文中使用的，是指有RER大于5.5的机溶剂。此类溶剂的实例是丙酮(RER=5.7)，乙酸甲酯(RER=6.0)，和己烷(RER=8.3)。

然而，在本发明中，丙酮和/或乙酸甲酯是特别合适的，因为它们均不是挥发性有机化合物。从而，在某些实施方式中，本发明的组合物中存在的有机溶剂包括丙酮和/或乙酸甲酯。更具体来说，在某些实施方式中，丙酮存在于本发明的组合物中的量为至少90重量%，例如至少95重量%，或在一些情况中为至少99重量%，该重量百分比基于所述组合物中存在的高挥发性溶剂的总重量计。此外，在这些实施方式的某些中，丙酮以所述组合物至少5磅/加仑的量存在。

此外，在某些实施方式中，丙酮以至少50重量%，例如至少60重量%，或至少70重量%的量存在，以所述组合物中存在的有机溶剂的总重量计。此外，在这些实施方式的某些中，丙酮的存在量不超过95重量%，例如不超过90重量%，或不超过80重量%，以所述组合物中存在的有机溶剂的总重量计。

此外，在某些实施方式中，本发明的着色组合物包括“非高挥发性溶剂”，其如本文中使用的，是指RER大于0.8且不超过5.5的有机溶剂。在这些实施方式的某些中，本发明的组合物包括RER不超过3.5，例如不超过3.0，不超过2.0，或在一些情况中为不超过1.0的非高挥发性溶剂。

适用于本发明非高挥发性溶剂的实例有乙酸乙酯(RER=4.1)，甲乙酮(RER=3.9)，甲醇(RER=3.5)，碳酸二甲酯(RER=3.2)，乙酸叔丁酯(RER=2.8)，甲丙酮(RER=2.3)，乙酸正丙酯(RER=2.3)，甲苯(RER=1.9)，乙醇(RER=1.7)，异丙醇(RER=1.7)，VM&P Naphtha ASTMD3735I型(RER=1.6)，甲基异丁基酮(MIBK)(RER=1.6)，甲酸甲酯(RER=1.6)，乙酸异丁酯(RER=1.4)，2-硝基丙烷(RER=1.1)，乙酸正丁酯(RER=1.0)，乙酸正丙酯(RER=1.0)，叔丁基醇(RER=0.9)，和对氯苯基三氟甲烷(RER=0.9)，包括它们的两种或更多种的混合物。

然而，在本发明中，碳酸二甲酯，甲酸甲酯，乙酸叔丁酯和/或对氯苯基三氟甲烷是特别合适的，因为它们均不是挥发性有机化合物。从而，在某些实施方式中，本发明的组合物包括前述非高挥发性溶剂中的至少一种。更具体来说，在某些实施方式中，乙酸叔丁酯和/或对氯苯基三氟甲烷存在于本发明的组合物中的量为至少90重量%，例如至少95重量%，或在一些情况中为至少99重量%，该重量百分比基于所述组合物中存在的非高挥发性溶剂的总重量。

此外，在某些实施方式中，对氯三氟甲苯以至少1重量%，例如至少5重量%，或至少10重量%的量存在，以所述组合物中存在的有机溶剂的总重量计。此外，在这些实施方式的某些中，对氯三氟甲苯的存在量为不超过30重量%，例如不超过25重量%，或不超过20重量%，以所述组合物中存在的有机溶剂的总重量计。

此外，在某些实施方式中，本发明的着色组合物包括“低挥发性溶剂”其如本文中使用的，是指RER不超过0.8的溶剂。此类溶剂的实例有环己酮(RER=0.3)，丙二醇叔丁基醚(RER=0.3)，甲基异丁基卡必醇(RER=0.3)，戊醇(RER=0.3)，Aromatic100(RER=0.3)，丙二醇丙醚(RER=0.2)，二异丁酮(RER=0.2)，二甲基甲酰胺(RER=0.2)，丙酸正戊酯(RER=0.18)，3-乙氧基丙酸乙酯(RER=0.12)，二丙酮醇(RER=0.12)，丙二醇丁基醚(RER=0.08)，Aromatic150(RER=0.06)，乙二醇丁基醚(RER=0.06)，环己醇(RER=0.05)，N-甲基吡咯烷酮(RER=0.04)，乙二醇丁基醚乙酸酯(RER=0.03)，乙酸2-乙基己酯RER=0.03)，二丙二醇甲基醚(RER=0.02)，异氟尔酮(RER=0.02)，二乙酸乙二醇酯(RER=0.02)，二乙二醇甲基醚(RER=0.02)，二乙二醇乙基醚(RER=0.02)，丙二醇甲基醚(RER=0.7)，二甲苯(RER=0.7)，异丁醇(RER=0.6)，甲基异戊基酮(RER=0.5)，乙酸甲基戊基酯(RER=0.5)，正丁醇(RER=0.5)，PM乙酸酯(RER=0.4)，乙酸戊酯(RER=0.4)，甲基正戊基酮(RER=0.4)，异丁酸异丁酯(RER=0.4)，丙酸正丁酯(RER=0.4)，和乙二醇单丙基醚(RER=0.2)。

在某些实施方式中，低挥发性溶剂的存在量为至少0.1重量%，例如至少1重量%，或至少2重量%，以所述组合物中存在的有机溶剂的总重量计。此外，在这些实施方式的某些中，低挥发性溶剂的存在量为不超过10重量%，例如不超过5重量%，以所述组合物中存在的有机溶剂的总重量计。

在某些实施方式中，尤其在在其中可辐射固化的密封剂和/或面漆施涂于本文所述的着色组合物上的应用中，着色组合物还包含可聚合的烯属不饱和化合物，例如(甲基)丙烯酸酯。本文中使用的术语“(甲基)丙烯酸酯”是指包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。适用于本发明的此类物质的的实例包括，但不限于，环氧(甲基)丙烯酸酯，聚氨酯和聚氨酯(甲基)丙烯酸酯；多官能(甲基)丙烯酸酯单体；胺-(甲基)丙烯酸酯加合物；聚酯(甲基)丙烯酸酯；聚烷氧基化和聚醚(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸酯化的丙烯酸类低聚物；以及苯乙烯-马来酸酐或苯乙烯-(甲基)丙烯酸低聚物，以及它们的混合物。

合适的环氧(甲基)丙烯酸酯包括通过(甲基)丙烯酸与环氧(缩水甘油基)官能组分的反应形成的那些产品，例如含有脂族和芳族环氧树脂，环氧化的油，丙烯酸类聚合物，和丙烯酸类接枝的聚合物(其中丙烯酸类组分含有悬垂的环氧基团)。一些(甲基)丙烯酸可由其它酸代替，所述其它酸包括烯属不饱和饱和的，从而赋予特定的性质，例如脂族酸，脂肪酸和芳族酸。

或者，这些产品还可通过羧酸官能组分(例如聚酯和丙烯酸类聚合物)与含有环氧基团和烯属不饱和度的第二组分(例如(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯)的反应来制备。

合适的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯包括通过含有异氰酸酯的组分与含有羟基的组分的反应形成的那些产品，其中这些组分至少之一含有烯属不饱和度。异氰酸酯官能组分的实例有六亚甲基二异氰酸酯，异氟尔酮二异氰酸酯，异氰酸酯官能丙烯酸类聚合物和聚氨酯，羟基官能组分(例如聚乙二醇、聚丙二醇以及，二、三和更多羟基官能度脂族醇，例如甘油和三羟甲基丙烷以及它们的乙氧基化的、丙氧基化的以及聚己内酯类似物)与多异氰酸酯，例如六亚甲基二异氰酸酯，异氟尔酮二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯(TDI))的反应产物。含有羟基的烯属不饱和组分的实例有(甲基)丙烯酸羟基乙基酯及其乙氧基化的、丙氧基化的和聚己内酯类似物。

合适的多官能(甲基)丙烯酸酯单体包括二、三和更多羟基官能度醇的(甲基)丙烯酸酯，所述醇例如聚乙二醇、聚丙二醇、脂族二醇、新戊二醇、乙氧基化双酚A、三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油、双三羟甲基丙烷、羟基官能聚酯、二季戊四醇以及以上物质的乙氧基化的、丙氧基化的和聚己内酯类似物。

合适的胺-(甲基)丙烯酸酯加合物包括通过伯和仲胺到含有丙烯酸酯的化合物的烯属不饱和度的部分“Michael型加成”而制备的那些产品。胺-(甲基)丙烯酸酯加合物的实例有二乙基胺改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙醇胺改性的乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

具有5-8个(甲基)丙烯酸酯基团的多官能丙烯酸酯单体是是本领域技术人员熟知的，其实例为二季戊四醇五丙烯酸酯。

合适的聚酯(甲基)丙烯酸酯包括聚酯多元醇与(甲基)丙烯酸的反应产物。聚烷氧基化多元醇丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯可通过使(甲基)丙烯酸分别与聚烷氧基化(乙氧基化和/或丙氧基化的)多元醇或聚醚多元醇(例如基于聚醚的乙氧基和/或丙氧基重复单元)反应来制备。

合适的(甲基)丙烯酸酯化的丙烯酸类低聚物包括带有环氧基团的丙烯酸类低聚共聚物(得自例如(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯)与(甲基)丙烯酸的反应产物。苯乙烯-马来酸酐(甲基)丙烯酸酯化的低聚物或苯乙烯-(甲基)丙烯酸低聚物可通过酸酐或酸基团被丙烯酸羟基烷基酯(C₂-C₈烷基)的至少部分酯化而获得。

在某些实施方式中，本发明的组合物包括胺改性的(甲基)丙烯酸酯。适用于本发明的胺改性的(甲基)丙烯酸酯包括，但不限于，胺改性的聚醚丙烯酸酯，胺改性的聚酯丙烯酸酯，胺改性的环氧丙烯酸酯，和胺改性的聚氨酯丙烯酸酯，包括它们的混合物。适用于本发明的组合物的胺改性的(甲基)丙烯酸酯的代表性具体实例市售包括，但不限于，LAROMER系列胺改性的丙烯酸酯，可购自BASF Corporation，Charlotte，North Carolina，例如LAROMER PO77F、PO94F、和LR8996；CN501、CN502、CN550、和CN551，可购自Sartomer Corp.，Exton，Pennsylvania；以及ACTILANE525、584、和587，可购自AkcrosChemicals，New Brunswick，New Jersey。

其它合适的烯属不饱和化合物包括含有长链烷基的烯属不饱和化合物，其描述于美国专利7,691,484第8栏第51行至第9栏第63行，引用的部分在此通过引用纳入。

在某些实施方式中，烯属不饱和化合物存在于本发明的着色组合物中的量为至少0.01重量%，或在一些实施方式中，至少0.1重量%，该重量百分比以所述组合物的总重量计。在这些实施方式的某些中，烯属不饱和化合物存在于本发明的着色组合物中的量为不超过5重量%，或在一些实施方式中，不超过2重量%，例如不超过1重量%，该重量百分比以所述组合物的总重量计。

除了前述组分，本发明的组合物还可包括其它组分，例如阳离子和/或自由基光引发剂。合适的自由基光引发剂包括，但不限于，二苯甲酮类，苯乙酮衍生物，例如α-羟基烷基苯基酮，苯偶姻，例如苯偶姻烷基醚和苯甲基酮醛，单酰基氧化膦，双酰基氧化膦，和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦。

在某些实施方式中，光引发剂存在于本发明的着色组合物中的量为至少0.01重量%，或在一些实施方式中，至少0.1重量%，该重量百分比以所述组合物的总重量计。在这些实施方式的某些中，光引发剂存在于本发明的涂料组合物中的量为不超过5重量%，或在一些实施方式中，不超过2重量%，例如不超过1重量%，该重量百分比以所述组合物的总重量计。

如将领会的，本发明的着色组合物还可包括其它组分，例如，常用于配制涂料组合物中的添加剂，例如，增塑剂、表面活性剂、UV吸收剂、润湿剂、和流动控制剂等。

本发明的着色组合物可以施涂到任何多种基材。然而，在某些实施方式中，本发明的着色组合物施涂到木基材，包括木材饰面和木材产品。可以用本发明的组合物着色的木材包括，例如，橡木、樱桃木、松木、和槭木。这些类型的木材常用于制造，例如，橱柜、浴室柜、餐桌、书桌、梳妆台和其它家具，以及地板，例如硬木和拼花地板。

本发明的组合物可以通过本领域已知的任何方式施涂到基材。例如，它们可以通过刷涂、浸渍、流涂、辊涂和喷涂来施涂。然而，如前所述，特别期望通过喷涂来施涂本申请的组合物。本领域技术人员已知的任何喷枪都可以用于本发明的方法，包括，例如，常规空气、无空气、混气式(air-assisted airless)、和高速低压(HVLP)喷枪以及静电喷涂设备。值得注意的是，已经发现，本发明的组合物可以使用喷涂设备有效地施涂，从而提供具有期望外观的着色层，而无需通过用布或类似工具从基材除去过量材料。

如将领会的，尤其是在木基材的处理中，额外的层，例如密封剂和/或面漆可以施涂到由本文所述的着色组合物形成的着色剂层之上。因此，本发明的某些实施方式涉及至少部分涂覆有多层复合涂层体系的基材。本文中使用的术语“多层复合涂层体系”是指含有依次涂覆在基材(例如木基材)上的至少两个涂层的涂层体系。

本发明的涂层体系包括(i)由任何前述本发明的组合物沉积的着色剂层，和(ii)沉积在所述着色剂层的至少一部分上的密封剂和面漆中的至少之一。在某些实施方式中，密封剂和面漆中的至少之一由可辐射固化的组合物沉积。本文中使用的术语“可辐射固化的组合物”是指包含可辐射固化的材料的组合物。本文中使用的术语“可辐射固化的材料”是指具有能够通过暴露于光化辐射而聚合的反应性组分的材料。在某些实施方式中，本发明的涂层体系包括(i)由本发明的组合物沉积的着色剂层，(ii)由可辐射固化的组合物沉积的密封剂，其中该密封剂沉积在所述着色剂层的至少一部分上的，和(iii)由可辐射固化的组合物沉积的面漆，其中该面漆沉积在该密封剂的至少一部分上。在某些实施方式中，沉积密封剂和面漆中的至少之一的可辐射固化的组合物包含水基组合物。在其它实施方式中，该沉积密封剂和面漆中的至少之一的可辐射固化的组合物包括基本上不含反应性稀释剂和/或惰性溶剂组合物，例如美国公布专利申请2006/0030634A1第[0020]-[0047]段的描述的可喷涂组合物，引用的部分在此通过引用纳入。

本文中使用的术语“密封剂”是指直接施涂到着色剂层的保护涂层，而“面漆”是指直接施涂到密封剂的保护涂层。在某些本发明的涂层体系中，密封剂和/或面漆由可辐射固化的组合物沉积，例如包含易于进行阳离子和/或自由基固化的可辐射固化的材料的组合物。例如，在某些实施方式中，密封剂和/或面漆由包含包括烷醇部分和可自由基固化的部分的聚合物的组合物沉积，例如美国公布专利申请2004-0013895A1第[0005]-[0022]端所述，引用的部分在此通过引用纳入。

在某些实施方式中，密封剂和/或面漆由包含易于进行阳离子固化的可辐射固化的材料的可辐射固化的组合物沉积。在这种情况下，通常希望在沉积着色剂层的组合物中包含阳离子光引发剂。在本发明的其它实施方式中，密封剂和/或面漆由包含易于进行自由基固化的可辐射固化的材料的可辐射固化的组合物。在这种情况下，通常希望在沉积着色剂层的涂层组合物中包含自由基光引发剂。

本发明还提供用多层复合涂层体系至少部分涂覆木基材的方法。这些方法包括：(a)喷雾施涂着色组合物至基材以提供着色层；以及(b)将由可辐射固化的组合物沉积的密封剂和面漆至少之一施涂到着色剂层的至少一部分上。在本发明的这些方法中，着色剂层由本发明的组合物沉积。然后可以使密封剂和/或面漆涂层组合物固化。因此，例如，密封剂和/或面漆组合物可通过利用光化辐射的照射来固化，这是本领域技术人员已知的。在某些实施方式中，固化在小于一分钟内完成。

在某些实施方式中，波长范围在180-4000纳米的紫外光源可用于固化密封剂和/或面漆组合物。可使用例如，阳光、水银灯、电弧灯、氙灯、镓灯等。在一个实例中，密封剂和/或面漆组合物可通过强度为48-360W/cm的中压汞灯固化总计100-2000mJ/cm²，例如500-1000mJ/cm²的曝光量，这通过POWERMAP UV辐射计测量，其可购自EIT Inc.，Sterling，Virginia。

虽然为了说明的目的以上已描述了本发明的特定实施方式，然而本领域技术人员知道，可对本发明的细节作出许多改变而不会背离所附权利要求中限定的本发明。

以下实施例说明了本发明，但它们不应视为将本发明限制为其细节。除非另有说明，实施例以及说明书中的所有份数和百分比都是以重量计。

实施例1

使用表1中所示的成分和量(以克计)制备着色料1和着色料2。通过将原料加入混合容器以及用配有考勒斯(cowles)叶片的气动马达搅拌20-30分钟来制备样品。

表1

成分	着色料1	着色料2
			丙酮	73.256	86.028
PM Acetate¹	5.315	5.314
			乙二醇单丙基醚	1.462	1.462
PARALOID B-66²	0.95	0.95
			光引发剂³	0.302	0.302
胺改性的聚醚丙烯酸酯⁴	0.341	0.341
			对氯三氟甲苯	18.171	5.4
黑色颜料⁵	0.131	0.131
			红色颜料⁶	0.205	0.205
黄色颜料⁷	0.366	0.366
			重量平均相对挥发率	4.47	5.09

¹丙二醇单甲基醚乙酸酯，可购自Eastman Chemical Company。

²热塑性丙烯酸类树脂(100%固体)，可购自The Dow Chemical Company

³2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦

⁴LAROMER PO77F，可购自BASF

⁵HOSTAPRINT Black L32，可购自Clariant International Ltd.

⁶HOSTAPRINT Red HF2B32，可购自Clariant International Ltd.

⁷HOSTAPRINT Yellow GG32，可购自Clariant International Ltd.

实施例2-3

用180号砂纸打磨两个槭木柜门。以8英寸的部分距离手动涂覆染色每个门，并使用连接到设定于10psi流体压力的压力罐的Kremlin混气式喷枪(Kremlin air-assisted-airless spray-gun)染色8英寸的扇形。实施例2用上述方法以着色料1染色。实施例3用上述方法以着色料2染色。然后用以商品名R2035Z49(可购自PPG Industries，Inc)出售的密封剂涂覆17-20微米。用950mJ的UV光立即固化经密封的门。使密封的门固化后，使用320号砂纸对它们进行打磨并用以商品名A1430Z83(可购自PPG Industries，Inc)出售的面漆涂覆75-85微米。然后将该门在120°F脱水8分钟，并用950mJ的UV光固化。使用表面混气式水平往复式喷涂机(Superfici air-assisted-airlesshorizontal reciprocating spray machine)施涂密封剂和面漆。

评价各柜门的外观。结果，实施例2具有光滑均匀的外观，而实施例3在门上具有均匀分布的暗色斑点。这些斑点是不能接受的结果。这证明了实施例2的外观更优。

本领域技术人员将理解，可对上述实施方式作出改变而不会背离本发明的宽泛发明理念。因此，能理解的是，本发明不限于所披露的特定实施方式，而是意图涵盖在本发明的主旨和范围内的改型，这由所附权利要求限定。

Claims

1.着色木基材的方法，包括将着色组合物喷雾施涂到所述木基材，所述着色组合物包含：

(a)成膜树脂，

(b)着色剂，和

(c)多种有机溶剂，其中

(i)所述有机溶剂的重量平均相对挥发率为3.0-5.0；以及

(ii)所述组合物具有不超过1磅/加仑的挥发性有机化合物。

2.权利要求1的方法，其中所述组合物包含不超过5重量％固体，以所述组合物的总重量计。

3.权利要求1的方法，其中所述着色剂包含载体材料，该载体材料包括氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。

4.权利要求1的方法，其中所述多种有机溶剂以至少90重量％且至多99重量％的量存在于所述组合物中，以所述组合物的总重量计。

5.权利要求4的方法，其中所述组合物包含不超过0.8磅/加仑的挥发性有机化合物。

6.权利要求5的方法，其中所述多种有机溶剂的重量平均相对挥发率为至少4.0且不超过5.0。

7.权利要求1的方法，其中所述多种有机溶剂包括丙酮。

8.权利要求7的方法，其中丙酮以至少60重量％且不超过80重量％的量存在，以所述组合物中存在的有机溶剂的总重量计。

9.权利要求7的方法，其中所述多种有机溶剂还包含包括以下的溶剂：碳酸二甲酯，甲酸甲酯，乙酸叔丁酯和/或对氯苯基三氟甲烷。

10.权利要求9的方法，其中所述多种有机溶剂包含对氯苯基三氟甲烷，并且对氯苯基三氟甲烷以至少1重量％且不超过30重量％的量存在，以所述组合物中存在的有机溶剂的总重量计。

11.权利要求1的方法，其中所述组合物还包含可聚合的烯属不饱和化合物和光引发剂。

12.一种组合物，包含：

(a)成膜树脂；

(b)着色剂；

(c)不同于(a)的可聚合的烯属不饱和化合物；

(d)光引发剂；以及

(e)多种有机溶剂，其中

(i)所述有机溶剂的重量平均相对挥发率为3.0-5.0；以及

(ii)所述组合物具有不超过1磅/加仑的挥发性有机化合物。

13.权利要求12所述的组合物，其中所述组合物包含不超过5重量％固体，以所述组合物的总重量计。

14.权利要求13所述的组合物，其中所述组合物包含不超过0.8磅/加仑的挥发性有机化合物。

15.权利要求14所述的组合物，其中所述多种有机溶剂的重量平均相对挥发率为至少4.0且不超过5.0。

16.权利要求12所述的组合物，其中所述多种有机溶剂包括丙酮。

17.权利要求16所述的组合物，其中丙酮以至少60重量％且不超过80重量％的量存在，以所述组合物中存在的有机溶剂的总重量计。

18.权利要求16所述的组合物，其中所述多种有机溶剂还包含包括以下的溶剂：碳酸二甲酯，甲酸甲酯，乙酸叔丁酯和/或对氯苯基三氟甲烷。

19.权利要求12所述的组合物，其中：

(a)所述烯属不饱和化合物以至少0.01重量％且不超过5重量％的量存在，以所述组合物的总重量计；以及

(b)所述光引发剂以至少0.01重量％且不超过5重量％的量存在，以所述组合物的总重量计。

20.一种多层复合涂层体系，包含：

(a)着色剂层，其由包含以下的组合物沉积：(i)成膜树脂；(ii)着色剂，和(iii)多种有机溶剂，其中

(A)所述有机溶剂的重量平均相对挥发率为3.0-5.0；以及

(B)所述组合物具有不超过1磅/加仑的挥发性有机化合物；以及

(b)沉积在所述着色剂层的至少一部分上的密封剂层和面漆至少之一，其中密封剂层和/或面漆由可辐射固化的组合物沉积。