CN108463318A - 用于修复表面覆盖中缺陷的组合物 - Google Patents

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Abstract

本文中描述的是油灰组合物，其包括：引发剂组分，该引发剂组分包括热引发剂和光引发剂；丙烯酸酯官能树脂；和填料组合物，其包括：碳酸钙颗粒；和助流剂颗粒；其中碳酸钙颗粒和助流剂颗粒以约4:1至约1:1的范围内的重量比存在。

Description

用于修复表面覆盖中缺陷的组合物
技术领域
本公开内容涉及油灰组合物和具有用油灰(putty)组合物处理的表面缺陷的木质基材-油灰组合物具有增强的成槽性(troughability)和最终的美观特征，以及其它性能。
背景技术
目前，纤维素基材中的缺陷通过用水基可固化组合物对缺陷进行人工填充来修复。本发明提供了一种利用UV自由基聚合和热引发剂的组合用于快速固化木材油灰的组合物和方法。以前的方法需要硫醇-烯型化学组成，这会导致明显的气味并且对于完全固化而言需要大量的能量和时间。在使用水基油灰的应用中，使该组合物在6至24小时的时间段内风干，以便立刻将进行中的商品从在生产线上完成中移除。这立刻会产生从生产线上移除用油灰填塞的木材、堆叠并且然后为了过程的完成在干燥时将其重新放回生产线所需的昂贵库存和更多劳动力。使用水基油灰组合物还会导致不一致的特性，这是由于环境的变化，如当在延长的时间段内固化时会导致缺陷的温度和湿度。当干燥时可能会发生油灰下沉或过度收缩。
因此，仍然需要适合于用在瞬时固化油灰组合物中的组合物，油灰组合物可以用在木制品上以允许在不中断情况下连续通过该加工过程。本发明的实施例旨在满足这些需求。
发明内容
在一些实施例中，本发明提供了包括与第二主表面相对的第一主表面的复合板，复合板进一步包括：包括与底表面相对的顶表面的纤维素基材，顶表面形成了第一主表面的一部分，纤维素基材包括在纤维素基材的顶表面中形成凹陷的至少一个缺陷；由油灰组合物所形成的固化的聚合物组合物包括：丙烯酸酯官能树脂；和填料组合物，其包括：碳酸钙颗粒；和助流剂颗粒，其选自滑石粉、硬脂酸镁、二氧化硅、淀粉及其两种或更多种的组合；其中碳酸钙颗粒和助流剂颗粒以约4:1至约1:1的范围内的重量比存在；其中固化的聚合物组合物占据凹陷的至少一部分。
本发明的其它实施例包括用于修复纤维素基材的方法，其包括：将具有在纤维素基材的顶表面中形成凹陷的至少一个缺陷的纤维素基材加热到大于约35℃的温度；将油灰组合物涂敷到凹陷，该油灰组合物包括：丙烯酸酯官能树脂；和填料组合物，其包括：碳酸钙颗粒；和助流剂颗粒，其选自滑石粉、硬脂酸镁、二氧化硅、淀粉、及其两种或更多种的组合；其中碳酸钙颗粒和助流剂颗粒以约4:1至约1:1的范围内的重量比存在；并且将纤维素基材暴露于辐射源。
本发明的其它实施例包括一种油灰组合物，其包括：包括热引发剂和光引发剂的引发剂组分；丙烯酸酯官能树脂；和填料组合物，其包括：碳酸钙颗粒；和助流剂颗粒；其中碳酸钙颗粒和助流剂颗粒以约4:1至约1:1的范围内的重量比存在。
附图说明
从详细描述和附图中，将会变得更全面地理解本发明，其中：
图1是含有根据本发明已经处理的表面缺陷的复合板的透视图；
图2是沿图1中的线II-II所截取的纤维素基材的横截面图；
图3是沿图1中的线II-II所截取的复合板的横截面图。
具体实施方式
以下对优选实施例的描述本质上仅仅是示例性的，决不是旨在限制本发明、其应用或用途。
如贯穿全文所用，范围用作描述在该范围内的每个值的简写。可以选择该范围内的任何值作为该范围的终点。此外，本文中所引用的所有参考文献均以此方式通过引用整体并入。在本公开内容中的定义与引用的参考文献的定义发生冲突的情况下，以本公开内容为准。
除非另有说明，否则本文中和说明书中其它地方所表述的所有百分比和量应理解成指的是重量百分比。所给的量基于材料的有效重量。根据本发明，术语“约”是指参考值的+/-5％。根据本发明，短语“基本上不含”是指基于参考量小于1wt.％。
同时参考图1至图3，本发明提供了一种复合板1，其包括纤维素基材100和固化的聚合物组合物200。复合板1可以包括与第二主表面3相对的第一主表面2和在其间延伸的侧主表面4。纤维素基材100可以由木材形成并包括与底表面103相对的顶表面102和在其间延伸的侧表面104。纤维素基材100还可以包括天然设计特征130，诸如结、突节、木纹等。如从顶表面102到底表面103所测量，纤维素基材100可以具有约180密耳至约1000密耳范围内的厚度-包括其间的所有值和子范围。复合板1的厚度还可以基本上等于纤维素基材100的厚度。
纤维素基材100可以包括表面缺陷150，其在纤维素基材100的顶表面102中形成凹陷。每个凹陷150均可以包括底板151和侧壁153-底板151是凹陷150的最深点。缺陷150可以具有如从纤维素基材100的顶表面102到缺陷150的底板151所测量的缺陷深度DD，其中缺陷深度DD在约1密耳至约100密耳的范围内-包括其间的所有值和子范围。侧壁153可以从底板151向上延伸并在交叉点152处与纤维素基材100的顶表面102相交-其中侧壁153可以在与纤维素基材100的顶表面102垂直或正交的方向上向上延伸。凹陷150中的每个都可以具有开口距离DO，其是对于纤维素基材100中的单个凹陷150而言相对侧壁153上存在的交叉点152之间所测量的距离。开口距离DO可以在约0.1英寸至约2.0英寸的范围内-包括其间的所有值和子范围。
根据本发明，纤维素基材100上的缺陷150可以通过用油灰组合物填充由每个凹陷150所产生的空隙来修复，该油灰组合物被固化以形成固化的聚合物组合物200，从而生产本发明的复合板1。如本文中所用，术语“油灰”是指柔软、粘稠且类似面团的材料，该材料在将其固化后硬化。
如图3中所示，固化的组合物200可以形成顶部修复表面202，其面向与纤维素基材的顶表面102相同的方向。固化的聚合物组合物200的顶部修复表面202和纤维素基材100的顶表面102可以各自形成复合板的第一主表面2的一部分。顶部修复表面202可以基本上平行于顶表面102。顶部修复表面202可以与顶表面102基本上共面。
本发明的油灰组合物包括填料组分(如本文中进一步所讨论的)和反应性组合物。填料组分可以基于油灰组合物的总重量以约25wt.％至约75wt.％的范围内的量存在。反应性组分可以基于油灰组合物的总重量以约20wt.％至约50wt.％的范围内的量存在。
反应性组合物包括一种或多种丙烯酸酯官能树脂。丙烯酸酯官能树脂可以包括至少一种丙烯酸酯官能低聚物并任选地包括一种或多种丙烯酸酯官能反应性稀释剂。根据本发明，术语“丙烯酸酯官能的”和“丙烯酸酯官能度”是指具有丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯官能度的化合物。此外，术语“(甲基)丙烯酸酯”和“(甲基)丙烯酸”是指可以是或丙烯酸酯官能的或甲基丙烯酸酯官能的化合物。
丙烯酸酯官能低聚物可以是具有约2至9的范围内的丙烯酸酯官能度的直链或支链化合物-包括其间的所有值和子范围。每个丙烯酸酯官能低聚物均可以选自环氧基丙烯酸酯低聚物、聚酯基丙烯酸酯低聚物、聚氨酯基丙烯酸酯低聚物或其组合。
环氧基丙烯酸酯低聚物可以通过使表氯醇与双酚A反应以形成双酚的二缩水甘油醚来制备，随后是双酚产物的二缩水甘油醚与丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸的反应。环氧丙烯酸酯低聚物可以是脂肪族环氧丙烯酸酯低聚物或芳香族环氧丙烯酸酯低聚物。芳香族环氧丙烯酸酯低聚物的主链可以包括环氧化合物，其包括每分子一个至三个1,2-环氧基团，并且优选地约二个至约二个半(2.5)1,2-环氧基团。环氧丙烯酸酯低聚物的非限制性实施例可以是具有约100至约500的环氧当量的多元醇和多元酚的缩水甘油醚。多元酚可以是双酚-A、双酚-F或其组合。
环氧基丙烯酸酯树脂可以包括四溴双酚A的二缩水甘油醚的低聚物、基于苯酚-甲醛缩合物的环氧酚醛清漆、基于苯酚-甲酚缩合物的环氧酚醛清漆、基于苯酚-二环戊二烯缩合物的环氧酚醛清漆、氢化双酚A的二缩水甘油醚、间苯二酚的二缩水甘油醚、山梨糖醇的四缩水甘油醚、亚甲基二苯胺的四缩水甘油醚、以及它们中的两种或更多种的混合物。
环氧丙烯酸酯低聚物的非限制性实施例是CN-120(双酚基的)、CN-132(二丙烯酸酯低粘度低聚物)或CN-133(三丙烯酸酯)，其可从Sartomer购得。
聚酯丙烯酸酯低聚物可以是聚酯多元醇和羧酸官能丙烯酸酯化合物，诸如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸或其组合的反应产物-以约1:1的OH:COOH比。聚酯多元醇可以具有从2至9的范围内的羟基官能度-包括其间的所有值和子范围。
聚酯多元醇可以是羟基官能化合物和羧酸官能化合物的反应产物。羟基官能化合物以与羧酸化合物化学计量过量的量存在。羟基官能化合物可以是多元醇，诸如二醇或三官能醇或高级多元醇(如三醇、四醇等)。多元醇可以是芳香族的、脂环族的、脂肪族的或其组合。羧酸官能化合物可以是二元羧酸、多元羧酸或其组合。二元羧酸和多元羧酸可以各自是脂肪族的、脂环族的、芳香族的或其组合。
二醇可以是亚烷基二醇，诸如乙二醇、丙二醇、二甘醇、一缩二丙二醇、三甘醇、三丙二醇、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇以及新戊二醇；氢化的双酚A；环己二醇；丙二醇，其包括1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁基乙基丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇以及2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇；丁二醇，其包括1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、和2-乙基-1,4-丁二醇；戊二醇，其包括三甲基戊二醇和2-甲基戊二醇；环己烷二甲醇；己二醇，其包括1,6-己二醇；己内酯(例如，ε-己内酯和乙二醇的反应产物)；羟基-烷基化双酚；聚酯二醇，例如，聚(氧四亚甲基)二醇。在一些实施例中，三官能醇或高级多元醇可以选自三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丁烷、二羟甲基环己烷、甘油等。
二元羧酸可以选自己二酸、壬二酸、癸二酸、琥珀酸、戊二酸、癸二酸、十二烷二酸、邻苯二甲酸、异苯二甲酸、5-叔丁基异邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、对苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、2,5-呋喃二甲酸、2,3-呋喃二甲酸、2,4-呋喃二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、2,3,5-呋喃三甲酸、2,3,4,5-呋喃四甲酸、环己烷二甲酸、氯菌酸酐、1,3-环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸及其酸酐及其混合物。在一些实施例中，多元羧酸可以选自三苯六甲酸及其酸酐。
在一些实施例中，聚酯多元醇包括具有小于约15，优选地小于约5的酸值的芳香族聚酯多元醇，其包括当量过量的当量重量小于150的一种或多种多元醇与至少一种芳香族多元羧酸的反应产物。如果多元羧酸是邻苯二甲酸衍生物，则结果是邻苯二甲酸酯聚酯多元醇。优选地，至少50当量％的多元羧酸是间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐或对苯二甲酸二甲酯。
可商购的聚酯丙烯酸酯低聚物包括聚酯-丙烯酸酯树脂，诸如：UVP-215、UVP-220(两者均来自Cray Valley)、3302、3316(两者均来自Rahn)、Sartomer CN2261、CN9005、PE 44F、LaromerPE 56F、Laromer8992、Laromer 8800(来自BASF)、800、810、5979、VTE 5969以及6164(100％)。
聚氨酯丙烯酸酯低聚物可以具有约2至约6的范围内的平均丙烯酸酯官能度-包括其间的所有值和子范围。在一个优选的实施例中，聚氨酯丙烯酸酯低聚物可以具有约2至约4的范围内的平均丙烯酸酯官能度-包括其间的所有值和子范围。
聚氨酯丙烯酸酯低聚物可以是一种或多种高分子量多元醇、多异氰酸酯和羟基官能丙烯酸酯的反应产物。聚氨酯丙烯酸酯低聚物可以通过使多异氰酸酯和羟基官能化合物以约0.8:1至约1.2:1-优选地约1:1-的范围内的NCO:OH比反应来产生。
高分子量多元醇可以具有约2至约4的范围内的羟基官能度。高分子量多元醇的非限制性实施例包括具有约2至约4的范围内的平均羟基官能度的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚烯烃多元醇以及聚碳酸酯多元醇。用于产生聚氨酯丙烯酸酯低聚物的聚酯多元醇可以与用于形成聚酯丙烯酸酯低聚物的聚酯多元醇相同。
多异氰酸酯可以具有约2至约4的范围内的异氰酸酯官能度。多异氰酸酯的非限制性实施例包括脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯和/或芳香族多异氰酸酯-诸如1,4-四亚甲基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1,4-环己基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯以及甲苯二异氰酸酯。具有3或4的异氰酸酯官能度的多异氰酸酯可以包括二异氰酸酯、缩二脲、脲基甲酸酯以及异氰尿酸酯，并且可以使用1,6-六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。优选的多异氰酸酯可以包括1,6-六亚甲基二异氰酸酯的三聚体，其可从Bayer Corporation以DesmodurN商购。
羟基官能丙烯酸酯可以具有约1至约2的羟基官能度和约1至约3的丙烯酸酯官能度。羟基官能丙烯酸酯的非限制性实施例包括丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸和低分子量二醇或多元醇的反应产物。在一些实施例中，低分子量二醇选自单乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、1,4-和2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、癸二醇、十二烷二醇、新戊二醇、环己二醇及其混合物。在一些实施例中，多元醇选自季戊四醇、新戊二醇、3(4),8(9)-双(羟甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷、三羟甲基丙烷及其混合物。在一些实施例中，二醇和多元醇可以含有烷基支链或羟烷基支链，诸如三羟甲基丙烷。在其它实施例中，多元醇包括具有3或更大的羟基官能度的多元醇和二醇的混合物。在其它实施例中，多元醇在羟基之间可以具有C2至C4或C2至C3的链长。
反应性组合物可以包括高达40wt.％的丙烯酸酯官能反应性稀释剂。反应性稀释剂是提供双重目的的化合物：这种化合物不仅能够与丙烯酸酯官能低聚物共价键合，而且还能够降低整个油灰组合物的粘度。反应性稀释剂可以具有约226至约2000的数均分子量-包括其间的所有值和子范围。反应性稀释剂可以具有t至5的范围内的丙烯酸酯官能度-包括其间的所有值和子范围。
在一些实施例中，反应性组分中的丙烯酸酯官能低聚物可以包括环氧基低聚物和聚氨酯基低聚物以约1:1至约1:3的范围内的重量比的共混物。在一些实施例中，丙烯酸酯官能低聚物反应性组分可以基本上是所有的聚酯基低聚物。
适合的反应性稀释剂包括但不限于：(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸异癸酯、N-乙烯基甲酰胺、(甲基)丙烯酸异冰片酯、四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、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、乙氧基化三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三(甲基)丙烯酸甘油酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三(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、二羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，以及为式(3)中骨架结构的乙氧基化和丙氧基化类似物：
其中R"＝H或CH3，并且q＝0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
优选的(甲基)丙烯酸酯反应稀释剂为具有数均分子量为约226至约2000的多官能丙烯酸酯。像这样的实施例为：分子量为约302的四乙二醇二丙烯酸酯、数均分子量为约776的乙氧基化双酚A二丙烯酸酯(出自Sartomer公司的SR602)、分子量为约423的三羟乙基异氰脲酸酯三丙烯酸酯(出自Sartomer的SR368)、数均分子量为约296的三羟甲基丙烷三丙烯酸脂(出自Sartomer的SR351)、和数均分子量为约400至约2000的乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(出自Sartomer公司的SR454、SR499、SR502、SR9035和SR415，以及出自Henkel公司的Photomer 4155和Photomer 4158)。四官能反应稀释剂可包括季戊四醇四丙烯酸酯。五官能反应稀释剂可包括二季戊四醇五丙烯酸酯。
此外，当反应性组合物包括环氧基低聚物时，反应性组合物可以进一步包括环氧增韧剂。增韧剂的非限制性实施例包括橡胶改性的双酚A环氧化合物、环氧化蓖麻油基环氧化合物和用二聚脂肪酸改性的环氧化合物、及其混合物。
油灰组合物进一步包括引发剂组分，其包括热引发剂和光引发剂的混合物。热引发剂和光引发剂的混合物为油灰组合物提供了双重固化机制(如，通过热和UV辐射进行固化)，该机理确保油灰组合物的快速且适当的彻底固化以形成固化的聚合物组合物200。术语“彻底固化”表明已经涂敷到纤维素基材100中的一个或多个缺陷150的基本上所有的油灰组合物已经通过第一丙烯酸酯低聚物和第二丙烯酸酯低聚物(并且任选地第三丙烯酸酯低聚物)上存在的游离丙烯酸酯基团的交联而化学地固化，由此形成固化的聚合物组合物200。
本发明的双重固化机理致使涂敷到具有高达约100密耳的缺陷深度DD的凹陷的油灰组合物的彻底固化。与柔软、粘稠且类似面团的油灰组合物不同，固化的聚合物组合物200在室温下是刚性且非粘性的材料，其具有至少周围的纤维素基材100的硬度。因此，双重固化机理遍及基本上整个缺陷150(高达100密耳的缺陷深度DD)提供了固化的聚合物组合物200的快速且有效的形成，而这反过来允许复合板1的快速且有效的后处理(如，研磨、表面砂磨、刮磨等)，由于固化的聚合物组合物200可以以与纤维素基材100相同的方式快速地进行后处理，而不用特别关注部分固化的油灰组合物。
取决于所选反应性组合物的类型，引发剂和溶剂的类型和量可以变化。光引发剂的量应足以当其被照射时实现组合物的可接受固化，但不应太大以致于它会以负面的方式影响固化组合物的特性。
光引发剂可以基于油灰组合物的总重量以约0.1wt.％至约1.0wt.％的范围内的量存在-包括其间的所有值和子范围。在一个优选的实施例中，光引发剂可以基于油灰组合物的总重量以约0.3wt.％至约0.8wt.％的量存在-包括其间的所有值和子范围。
光引发剂可以是水溶性的并包括二苯甲酮型引发剂、膦氧化物、苯乙酮衍生物以及诸如三芳基锍盐和芳基碘盐的阳离子光引发剂。光引发剂可以选自二苯甲酮；4-甲基二苯甲酮；苄基二甲基缩酮；二乙氧基苯乙酮；苯偶姻醚；噻吨酮类；1-羟基环己基苯基酮；2-羟基-2-甲基-1-苯酚-丙-1-酮；4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-甲基丙基)酮；2,4,6-三苯甲酰基二苯基氧化膦；双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦；乙基-2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基亚膦酸酯；2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮；2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮；双(2,4,6-三甲基苯甲酰)-苯基-氧化膦；2-苄基-2-N,N-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮；以及2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮及其两种或更多种的组合。
光引发剂可以单独地或与其它光引发剂组合地使用。油灰组合物可以进一步包括光敏剂。光敏剂的非限制性实施例包括异丙基噻吨酮、氯噻吨酮、诸如樟脑醌的醌类、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双二乙氨基二苯甲酮乙基酮、噻吨酮、苯并蒽酮、三苯基苯乙酮和芴酮、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基对甲苯胺、N-[2-羟乙基]-N-甲基-对甲苯胺、辛基-对-N,N-二甲氨基苯甲酸酯以及乙基-对-N,N-二甲氨基苯甲酸酯。
热引发剂可以基于油灰组合物的总重量以约0.1wt.％至约1.0wt.％的量存在-包括其间的所有值和子范围。在一个优选实施例中，热引发剂可以基于油灰组合物的总重量以约0.3wt.％至约0.8wt.％的量存在-包括其间的所有值和子范围。热引发剂可以包括自由基引发剂，其当暴露于热而不是光时会生成自由基。热引发剂可以选自过氧化物化合物、偶氮化合物及其组合。偶氮化合物的非限制性实施例包括2,2'-偶氮-双(2,4-二甲基戊腈)、偶氮双异丁腈、偶氮双异庚腈、偶氮双异戊腈、2,2'-偶氮-双(2-甲基丁腈)以及1,1'-偶氮-双(1-环己腈)。
过氧化物引发剂的非限制性实施例包括过氧化二酰类，诸如2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化二异壬酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化琥珀酸、过氧化乙酰、过氧化苯甲酰以及过氧化二异丁酰；过氧化乙酰基烷基磺酰类，诸如过氧化乙酰基环己基磺酰；过氧化二碳酸二烷酯类，诸如过氧化二碳酸二(正丙)酯、过氧化二碳酸二(仲丁)酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己)酯、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、以及过氧化二碳酸二环己酯；过氧化酯，诸如过氧化新癸酸α-异丙苯酯、过氧化新戊酸α-异丙苯酯、过氧化新癸酸叔戊酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔戊酯、过氧化新戊酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧化)己烷、过氧化2-乙基己酸叔戊酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、二过氧化壬二酸二叔丁酯以及二过氧化苯二甲酸二叔丁酯；过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、过氧化叔丁基异丙苯、二叔丁基过氧化物以及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己炔-3；过氧化氢类，诸如2,5-二过氧化氢-2,5-二甲基己烷、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢以及叔戊基过氧化氢；正丁基-4,4-己-(叔丁基过氧化)戊酸酯、1,1-二(叔丁基过氧化)-3,3,5-二甲基环己烷、1,1'-二叔戊基过氧化环己烷、2.2-二(叔丁基过氧化)丁烷、乙基-3,3-二(叔丁基过氧化)丁酸酯、过氧化辛酸叔丁酯以及1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷。
油灰组合物可以进一步包括自由基抑制剂。自由基抑制剂的非限制性实施例包括N-亚硝基-N-苯基羟胺铵盐、三[N-亚硝基-N-苯基羟胺]铝盐、对甲氧基苯酚MEHQ、氢醌和取代的氢醌、邻苯三酚、吩噻嗪以及4-乙基儿茶酚、及其组合。
引发剂组分可以进一步包括溶剂。溶剂可以基于油灰组合物的总重量以约0.5wt.％至约4wt.％的范围内的量存在于引发剂组分中-包括其间的所有值和子范围。在一些实施例中，溶剂与热引发剂的比率是约4:1至约1:1。溶剂的非限制性实施例包括芳香族溶剂，诸如甲苯或苯；和非芳香族溶剂，诸如丙酮、氯仿、乙酸乙酯或甲基丙烯酸甲酯。在一些实施例中，溶剂包括丙酮。
本发明的油灰组合物可以基本上不含硫醇官能化合物。根据一些实施例，本发明的油灰组合物可以完全不含硫醇官能化合物(即，基于油灰组合物的总重量包括0wt.％的硫醇官能化合物)。本发明的油灰组合物确保了油灰组合物的快速且适当的彻底固化以形成固化的聚合物组合物200，甚至不用添加硫醇官能化合物，诸如三硫醇。
本发明的油灰组合物可以进一步包括着色剂、表面活性剂或其组合。着色剂可以包括染料、颜料或其组合。着色剂可以基于油灰组合物的总重量以约0.5wt.％至约8wt.％的范围内的量存在-包括其间的所有值和子范围。颜料可以包括将黄色、红色、绿色、蓝色、黑色及其组合赋予到油灰组合物的颗粒。表面活性剂可以基于油灰组合物的总重量以约0.1wt.％至约1wt.％的范围内的量存在-包括其间的所有值和子范围。
油灰组合物可以进一步包括填料。填料可以基于油灰组合物的总重量以约20wt.％至约70wt.％的范围内的量存在-包括其间的所有值和子范围。填料的非限制性实施例包括玻璃粉、面粉、碳酸钙、二水合硫酸钙(石膏)、半水合氢氧化钙、硫酸钡、云母、氯化铵、溴化铵、硼酸、三氧化锑、氧化铝(如，气相氧化铝)、诸如高岭土、陶土的粘土、立德粉、硫化锌、氧化锆、氧化钡、氧化钙或氢氧化钙、硅酸镁(滑石粉)、氧化物或氢氧化物、陶瓷、空心玻璃、空心微球、树脂微球、珍珠精华、重晶石、硅藻土、三水合铝、缟玛瑙粉、硅酸钙、混合的硅酸盐等。空心微球可以是锌空心球体。
在一个优选的实施例中，填料包括两种填料的共混物-包括碳酸钙颗粒的第一填料和包括助流剂的第二填料。第一填料可以具有约7μm至约15μm的范围内的粒度-包括其间的所有值和子范围。第二填料可以具有约1μm至约100μm(优选地1μm至50μm且最优选地1μm至15μm)的范围内的粒度-包括其间的所有值和子范围。
助流剂的非限制性实施例包括滑石粉、硬脂酸镁、二氧化硅、淀粉及其两种或更多种的组合。第一填料和第二填料可以以约4:1至约1:1的范围内的重量比存在-包括其间的所有比率和子范围。在一个优选的实施例中，助流剂可以包括滑石粉并且第一填料与第二填料的比率可以在约3:1至约1:1的范围内-包括其间的所有比率和子范围。
在一个替代性实施例中，碳酸钙可以用空心微球部分地或全部地替换并且第一填料与第二填料的比率在约1:1至约1:10的范围内-包括其间的所有值和子范围。
本发明的油灰组合物在约25℃下可以展现出约100,000cP至约400,000cP的范围内的粘度-包括其间的所有值和子范围。在一些实施例中，油灰组合物在约25℃下展现出约150,000cP至约300,000cP的范围内的粘度-包括其间的所有值和子范围。在一些实施例中，油灰组合物在约25℃下展现出约175,000cP至约250,000cP的范围内的粘度-包括其间的所有值和子范围。本文中所述的粘度在Brookfield粘度计上以10RPM测量。
油灰组合物可以进一步包括有效量的粘度调节剂，使得油灰组合物展现出期望的粘度。粘度调节剂的非限制性实施例包括气相二氧化硅和/或分散剂。在约25℃下高于500,000cP的油灰组合物不适用于此发明，如成槽性显著降低的情况，而这会导致未固化的油灰在成槽过程(油灰会往后滚动)中从缺陷中拉出来。
油灰组合物可以通过组合填料和反应性组合物、引发剂组分、溶剂以及任选地颜料和表面活性剂来形成。在一些实施例中，热引发剂可以在加入到油灰组合物的其它组分之前预先溶解在溶剂中。
复合板1可以通过将顶表面102上具有缺陷150的纤维素基材100加热到大于约35℃的温度来形成。在一些实施例中，纤维素基材可以加热到约37℃至约70℃的温度。在一些实施例中，纤维素基材可以加热到约57℃至约66℃的温度。纤维素基材100的底表面103可以面向传送带或其它工作表面的上表面。
在制造过程的包括固化阶段的一个或多个阶段期间，纤维素基材100可以沿着机器方向以约10英尺/分钟(fpm)至约70fpm的线速度加工-包括其间的所有值和子范围。在一些实施例中，传送带具有约20fpm至约60fpm的线速度-包括其间的所有值和子范围。在一些实施例中，传送带具有约30fpm至约50fpm的线速度-包括其间的所有值和子范围。在一些实施例中，传送带具有约35fpm的线速度。在一些实施例中，传送带具有约33fpm的线速度。纤维素基材100可以使用传送带沿着机器方向加工。
油灰组合物可以涂敷到缺陷150和纤维素基材100。在缺陷150中，油灰组合物形成油灰顶表面，其基本上面向与纤维素基材100的顶表面102相同的方向。然后，可以将纤维素基材100暴露于辐射源并且油灰组合物固化以在纤维素基材100内形成固化的聚合物组合物200，由此形成本发明的复合板1。油灰顶表面可以在固化期间暴露于大气条件。换句话说，在固化期间暴露于UV辐射期间，油灰顶表面未被外膜或保护薄膜/层覆盖。而是，在固化期间，油灰组合物的油灰顶表面和纤维素基材100的顶表面102的至少一部分暴露于周围的大气条件。因此，当暴露于大气条件时并且不在外层和/或外膜的保护下，顶油灰表面形成顶修补表面202。
具有涂敷到其上的油灰组合物的纤维素基材100可以通过沿着机器方向传送纤维素基材100来固化，其中辐射源位于纤维素基材100和传送带(面朝下)上方。当纤维素基材100和涂敷到其上的油灰组合物在辐射源下方通过时，将油灰组合物暴露于从辐射源发射的UV辐射。
辐射源可以包括紫外辐射。辐射源可以是发射UV辐射的UV灯，其具有约350mW/cm2至约4000mW/cm2的范围内并且如通过使用EIT仪器组或UVA制度中的映射器所测量的峰值辐射度-包括其间的所有值和子范围。在一些实施例中，辐射源可以发射具有范围约350mW/cm2至约1,000mW/cm2的峰值辐射度的UV辐射-包括其间的所有值和子范围。辐射源可以是汞蒸气UV灯或LED发射辐射灯，其中发射的辐射具有在约350nm至约400nm的范围内的波长-包括其间的所有值和子范围。LED可以发射波长在365nm至395nm的范围内的辐射并且具有如由NobelProbe所测量的高达20W/cm2的LED峰值辐射度。
以上面参考的线速度沿着机器方向移动，涂敷到纤维素基材100的油灰组合物可以用来自辐射源的UV辐射来固化，其中固化油灰组合物所需的UV辐射输出(包括完成彻底固化)总计达约300mJ/cm2至约4000mJ/cm2的范围内的量-包括其间的所有值和子范围。另外，在辐射源下，油灰组合物可以用单次通过那么小的量来固化。在其它实施例中，具有涂敷到其上的油灰组合物的纤维素基材100可以通过用多次通过(如，2至10次通过)在辐射源下方通过来固化-包括其间的所有值和子范围。然后，复合板1可以在约54℃至约63℃的范围内的表面温度下进行冷却-包括其间的所有温度和子范围。
在一个优选的实施例中，具有涂敷到其上的油灰组合物的纤维素基材100可以在辐射源下用单次通过来固化，而这提供了底部材料和产品的连续制造过程，其进一步包括缺陷修复。换句话说，使用本发明的油灰组合物提供了修复纤维素基材100中的表面缺陷150的有用方法，而不用必须将纤维素基材100从连续制造过程中暂时分离-如，停止生产线上的底部材料制造，使得纤维素板可以从生产线生产中移除并可以重新定位以分离隔离的修复过程。而且，纤维素基板100中的缺陷150可以沿着整个连续制造过程来修复，使得缺陷可以在纤维素板的初始加工(如，板材铣磨)之后立即修复并且在进一步加工步骤之前立即修复(如，板材砂磨、额外切割、表面染色和/或密封)，而不需要暂停表面缺陷修复的整个制造过程。用单次通过的方式，纤维素基材中的缺陷可以沿着传送机来修复，而用别的方式，旨在在产生底部材料的工作下对纤维素基材进行成形、砂磨和/或染色。
由于可以在快速且连续的过程中将油灰组合物涂敷、成槽(即，物理地操纵到凹陷150中)并完全固化至高达100密耳的总深度，因此油灰组合物的增强成槽性和双重固化机理允许更快地制造整个复合板1。术语“连续过程”指的是可以将具有表面缺陷纤维素基材用油灰组合物鉴别、填充并完全固化，而不需要将纤维素板暂时从整个制造过程中移除。换句话说，使用本发明的油灰组合物消除了暂时停止修复表面缺陷的子过程制造的需要。而且，本发明的油灰组合物允许底部材料的连续制造，其中材料可以用别的主要制造步骤(即，表面砂磨、尺寸切割、表面染色)同时进行修复。
在非限制性实施例中，底部板可以包括本发明的复合板1。底部板可以进一步包括涂敷到复合板1的第二主表面2的衬底。底部板可以进一步包括涂敷到复合板1的第一主表面1的磨损层。
本发明将通过特定的实施例更详细地进行描述。以下实施例为了说明性目的而提供而不旨在以任何方式限制本发明。
实施例
表1(下面)中描述的是本发明的四(4)种示例性油灰组合物的组合物(实施例1至实施例8)，以及两(2)种对比油灰组合物的组合物(对比例1至对比例2)。
如本文中所描述，每个实施例均含有丙烯酸酯官能树脂：
树脂A是65wt.％的环氧基丙烯酸酯与35wt.％的聚氨酯基丙烯酸酯的共混物。
树脂B是64wt.％的四官能聚氨酯丙烯酸酯与36wt.％的反应性稀释剂的共混物。聚氨酯丙烯酸酯是以下物质的反应产物：
i.51wt.％的聚酯多元醇，其具有等于185的羟基值和小于0.5的酸值并由20.0当量的苯二甲酸酐、23.8当量的1,6-己二醇、6.0当量的甘油制备；
ii.35wt.％的HDI的异氰脲酸酯(可从Bayer以DesmodurN3300商购)；以及
iii.14wt.％的羟基丙烯酸酯(可从Union Carbide商购)。
树脂B的反应性稀释剂包括44wt.％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(可从Sartomer以SR351商购)；28wt.％的乙氧基化(度＝6)的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(可从Sartomer以SR499商购)；和28wt.％的乙氧基化(度＝9)的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(可从Sartomer以SR502商购)的共混物。
树脂C是约60wt.％至约70wt.％的双官能聚酯丙烯酸酯和约30wt.％至约40wt.％的反应性稀释剂的共混物。聚酯丙烯酸酯是丙烯酸和聚酯二醇以1:1的COOH:OH比的反应产物。聚酯二醇是以下物质的反应产物：iv.1.0当量的偏苯三酸酐；v.2.0当量的1,6-己二醇；和
树脂C的反应性稀释剂包括乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，并具有约15至约20的范围内的烷氧基化度。
树脂D是87wt.％的聚酯丙烯酸酯低聚物(可从Sartomer以CN2262商购)和14wt.％的二季戊四醇五丙烯酸酯(可从Sartomer以SR399商购获得)的共混合。
实施例1至实施例8
每种油灰组合物均通过用机械搅拌混合树脂、填料、引发剂以及其它辅助材料(如，颜料、分散剂、气相二氧化硅)来制备。每个实施例进一步包括纤维素基材，其在涂敷相应的油灰组合物之前进行预加热步骤。预加热步骤包括使纤维素基材在UV灯下通过以在涂敷油灰组合物之前获得37℃至55℃的板表面温度(BST)。随后，通过使用或塑料滴管或另一种分散装置将每种油灰组合物均涂敷到纤维素基材并填充其上的缺陷。缺陷包括具有约80密耳深度的结孔。然后，将每个处理过的纤维素基材在UV灯下通过，从而引发油灰组合物的UV固化。每个实施例的UV辐射示出在下面的表1中。
表1
***在按压缺陷后，通过从缺陷侧面渗出未固化的油灰来证实不存在“彻底固化”。
每个实施例的成槽性和针孔性能均示出在下面的表2中。
如表2中所示，成槽性通过或者由机器或者由手使用油灰刀使油灰组合物能够涂敷到缺陷来测量，并且油灰组合物存在于缺陷中并展现出最小的自滚动特征，由此油灰组合物在涂敷到缺陷之前会保持如其立即展现出的其相当程度的形状或取向。可接受成槽性允许用最小量的工作将油灰组合物适当地涂敷到缺陷，而不可接受成槽性需要额外的压力和工作以使油灰组合物获得表面缺陷的期望形状和取向。
表2
*组分含有光引发剂
**磷酸聚酯
***可成槽：是(Y)否(N)
****针孔：可接受(A)；不可接受(U)
如表2中由实施例1至实施例7所示，包括以约4:1至约1:1的范围内重量比的碳酸钙和助流剂的填料组分的添加不仅提供了不仅可容易成槽(即，在涂敷到包括表面缺陷的纤维素基材的准备中可以用手或机器来容易地工作)的木材油灰，而且令人意外地形成了展现出优异针孔性能的固化组合物-即，在固化组合物中几乎不存在针孔。这样的针孔性能对木材中的缺陷修复是至关重要的，这是因为固化组合物的最终外观必须与周围的纤维素基材非常类似，而这会因为针孔的存在而破坏。
实施例8
如对比例2中所示，不存在CaCO3颗粒可以提供可成槽油灰组合物，然而所得的固化组合物展现出不充足的针孔性能(即，将要用作商业上可接受建筑产品-诸如底部产品-的太多针孔的外观)。然而如在下面表3中所示，已经令人意外地发现的是空心微球的添加-以如约3wt.％那样小的量-可以抵消所得的固化组合物的低劣针孔性能。
表3
*组分含有光引发剂
**磷酸聚酯
***可成槽：是(Y)；否(N)
****针孔：可接受(A)；不可接受(U)
此专利文件中提及的任何专利、专利申请或印刷出版物(包括书籍)均旨在以此方式通过引用整体并入。
本领域技术人员将理解到，可以对本文中所描述的实施例进行许多改变和修改，而不脱离本发明的精神。所有这样的变化都旨在落入本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种复合板，其包括与第二主表面相对的第一主表面，所述复合板进一步包括：
纤维素基材，其包括与底表面相对的顶表面，所述顶表面形成所述第一主表面的一部分，所述纤维素基材包括至少一个缺陷，其在所述纤维素基材的所述顶表面中形成凹陷；
由油灰组合物所形成的固化的聚合物组合物，其包括：
丙烯酸酯官能树脂；
填料组合物，其包括：
碳酸钙颗粒；和
助流剂颗粒，其选自滑石粉、硬脂酸镁、二氧化硅、淀粉及其两种或更多种的组合；
其中所述碳酸钙颗粒和所述助流剂颗粒以约4:1至约1:1的范围内的重量比存在；
其中所述固化的聚合物组合物占据所述凹陷的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的复合板，其中所述油灰组合物进一步包括热引发剂和光引发剂。
3.根据权利要求1所述的复合板，其中所述填料组合物基于所述油灰组合物的总重量以约25wt.％至约75wt.％的范围内的量存在。
4.根据权利要求1所述的复合板，其中所述油灰组合物在约25℃下具有约100,000cP至约400,000cP的粘度。
5.根据权利要求1所述的复合板，其中所述丙烯酸酯官能树脂包括选自聚酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物及其组合的低聚物。
6.根据权利要求1所述的复合板，其中所述丙烯酸酯官能树脂包括丙烯酸酯官能反应性稀释剂，其具有1至3的范围内的丙烯酸酯官能度。
7.根据权利要求2所述的复合板，其中所述热引发剂基于所述油灰组合物的总重量以约0.1wt.％至约0.8wt.％的范围内的量存在。
8.根据权利要求2所述的复合板，其中所述光引发剂基于所述油灰组合物的总重量以约0.2wt.％至约0.9wt.％的范围内的量存在。
9.根据权利要求1所述的复合板，其中所述固化的聚合物组合物存在于所述凹陷中，使得所述固化的聚合物组合物形成所述第一主表面的一部分。
10.一种修复纤维素基材的方法，其包括：
(a)提供具有至少一个缺陷的纤维素基材，所述缺陷在所述纤维素基材的顶表面中形成凹陷；
(b)将油灰组合物涂敷到所述凹陷，所述油灰组合物包括：
丙烯酸酯官能树脂；
填料组合物，其包括：
碳酸钙颗粒；和
助流剂颗粒，其选自滑石粉、硬脂酸镁、二氧化硅、淀粉及其两种或更多种的组合；
其中所述碳酸钙颗粒和所述助流剂颗粒以约4:1至约1:1的范围内的重量比存在；并且
(c)将所述纤维素基材暴露于辐射源。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述油灰组合物在约25℃下具有约100,000cP至约400,000cP的粘度。
12.根据权利要求10所述的方法，其中在步骤(b)之前将所述纤维素基材加热到约35℃至约70℃的范围内的温度。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述辐射源包括UV灯，所述UV灯具有大于约300mJ/cm2的总UVA输出和大于约200mW/cm2的UVA峰值辐射度。
14.根据权利要求15所述的方法，其中如从所述顶表面纤维素基材在朝向所述底表面延伸的方向上所测量，所述凹陷具有约100密耳的最大深度。
15.根据权利要求15所述的方法，其中所述纤维素基材在步骤(c)中以至少33英尺/分钟的线速度在所述辐射源下通过。
16.一种油灰组合物，其包括：
引发剂组分，其包括热引发剂和光引发剂；
丙烯酸酯官能树脂；和
填料组合物，其包括：
碳酸钙颗粒；和
助流剂颗粒；
其中所述碳酸钙颗粒和所述助流剂颗粒以约4:1至约1:1的范围内的重量比存在。
17.根据权利要求16所述的油灰组合物，其中所述可成槽油灰组合物在约25℃下具有约100,000cP至约400,000cP的粘度。
18.根据权利要求16所述的油灰组合物，其中所述填料组合物量基于所述油灰组合物的总重量以约25wt.％至约75wt.％的范围内的量存在。
19.根据权利要求16所述的油灰组合物，其中所述助流剂颗粒选自由以下项组成的组：滑石粉、硬脂酸镁、二氧化硅、淀粉及其两种或更多种的组合。
20.根据权利要求16所述的油灰组合物，其中所述碳酸钙和所述助流剂颗粒以约2:1至约1:1的范围内的重量比存在。
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