CN111303747B - 双组份涂料组合物以及由其制成的制品 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种双组份涂料组合物以及由其制成的制品。所述双组份涂料组合物包含：a)树脂组合物，包含醇溶性丙烯酸类树脂、水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂、醇类溶剂和任选的附加添加剂，所述树脂组合物呈均一稳定状态；b)固化剂，包括多异氰酸酯。本申请的上述双组份涂料组合物可以用作封闭底漆，实现良好的封闭效果，也可以加入着色剂后用作修色剂，提供良好的修色效果。

Description

双组份涂料组合物以及由其制成的制品

技术领域

本发明涉及一种双组份涂料组合物，更具体涉及一种适于用作封闭底漆或修色剂主剂的双组份涂料组合物以及由其制成的制品。

背景技术

随着人们生活水平逐渐的提高，家庭装修向着更加舒适、时尚和个性化的方向不断发展。木器产品、特别是实木家具在美观、环保方面具有不可比拟的优势，因而在家装市场中的需求越来越大。

众所周知，木器产品的涂装过程是非常复杂繁琐的。例如，用于木器产品的全封闭着色涂装工艺通常包括如下工序：处理基材、底着色、封闭底漆、底擦色、底漆、面修色、面漆修饰。考虑到各涂层在木器涂装中的作用，通常希望封闭底漆具有快干、防涨筋性和致密性，以封色封油以及防止木材导管突出涨筋；希望修色剂具有足够的附着力、固色能力以及丰满度，以保证良好的承接力性及饱满的色彩立体性，从而使涂装效果更加美观；希望面涂层具有足够的机械性能、表观性能和耐化学性能等，以达到凸显优良的涂装效果和保护涂装部件的目的。另外，考虑到木器涂装各涂层之间的承接附着性，希望得到一种具有较好的附着力，施工性能优异的涂料组合物，且成本经济。

除了木器涂装行业以外，其它涂装行业，例如工业涂装、家装等领域，也有类似需求。因此，涂料工业仍需要进一步改进的涂料组合物，以满足需要。

发明内容

一方面，本发明提供了一种双组份涂料组合物，其包含：a)成膜树脂组合物，其包含醇溶性丙烯酸类树脂、水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂、醇类溶剂和任选的附加添加剂，所述树脂组合物呈均一稳定状态；b)固化剂，所述固化剂包括多异氰酸酯。在本发明的一个实施方式中，所述双组份涂料组合物用作修色剂主剂。在本发明的另一个实施方式中，所述双组份涂料组合物用作封闭底漆。

另一方面，本发明涉及一种制品，其包含：基材；涂布在所述基材的至少部分表面上的底涂层，其中所述底涂层是由本发明的双组份涂料组合物形成的。

另一方面，本发明涉及一种制品，其包含：基材；涂布在所述基材的至少部分表面上的底涂层；涂布在所述底涂层的至少部分表面上的修色层；和涂布在所述修色层上的面涂层，其中所述修色层是由本发明的双组份涂料组合物形成的。

本发明的发明人惊讶地发现，将醇溶性丙烯酸类树脂、水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂和醇类溶剂进行组合可以得到均一稳定状态的树脂组合物，该树脂组合物在与多异氰酸酯固化剂混合后得到的涂料组合物具有干燥快速、涂装效率高、附着力强、涂层致密的性能，能够达到封闭底漆的要求，而且这种涂料组合物润湿性好、易着色，因而还可与着色剂混合后用作修色剂。因而，本发明的双组份涂料组合物不仅可以用作涂装工序中的封闭底漆，还能够用作修色剂。

在涂装行业，往往需要多层涂覆，例如底涂层、可选的修色层、面涂层。在后一涂层固化过程中，会对已形成的涂层产生撕扯力，例如，采用紫外光固化涂层作为面涂层时，紫外光固化过程中漆膜固化收缩，对被涂覆的涂层产生撕扯力，且加热还会加剧这一情况，这样，若已形成的涂层附着力不足，则容易形成脱层现象。在本申请之前，以上技术问题尚未被认识到，更没有解决该脱色问题的技术方案。本发明的发明人惊讶地发现，采用本发明的双组份涂料组合物所形成的涂层，例如底涂层或修色层，能够产生足够的附着力，解决了上述脱层问题，这在本申请之前是难以预见的。

本发明的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。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。

定义

在本文中使用时，除非另有说明，“一种”、“这种”、“至少一种”和“一种或多种”以及不使用数量词的情形可互换使用。因此，例如包含“一种”添加剂的修色剂可以被解释为表示该修色剂中包含“一种或多种”添加剂。除本文中另有说明外，本文中单数形式的使用还意在包括复数形式。

在组合物被描述为包括或包含特定组份的情况下，预计该组合物中并不排除本发明未涉及的可选组份，并且预计该组合物可由所涉及的组份构成或组成，或者在方法被描述为包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计该方法中并不排除本发明未涉及的可选工艺步骤，并且预计该方法可由所涉及的工艺步骤构成或组成。

当出现在本说明书和权利要求中时，术语“包含”、“包括”、“含有”及其变体不具有限制性含义。

在本申请的上下文中，术语“醇溶性丙烯酸类树脂”是指该丙烯酸类树脂可溶解于醇类溶剂中，例如乙醇中，形成均一稳定的溶液。

在本申请的上下文中，术语“水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂”是指该丙烯酸类树脂可以借助或不借助助溶剂，以任何比例均匀分散于水中，形成均一稳定的溶液。

在本申请的上下文中，术语“均一稳定”是指混合体系室温下在一定时间范围内，例如5天或更长的时间内，不破乳、不分相、不分层、不沉降，密度均匀。例如，本发明的树脂组合物呈均一稳定状态，是指本发明的树脂组合物的各个组分混合后，不破乳、不分相、不分层、不沉降，且密度均匀。在本发明某些实施例中，所述树脂组合物基本上澄清透明。

在涉及“树脂组合物”“双组份涂料组合物”使用时，术语“澄清透明”是指该树脂组合物或涂料组合物是可透光的。

在本申请的上下文中，术语“固含量”是指体系中非挥发性组分所占的重量百分比。

在涉及“双组份涂料组合物”使用时，术语“可使用时间”是指将双组份涂料组合物的两个组分混合，然后在35±1℃的室温条件下静置，该体系的粘度达到初始粘度2倍所花费的时间。

在本申请中，术语“修色剂”是指被涂覆在基材的底涂层上用于改变基材颜色或进行颜色修正的组合物。通常，在使用时，首先将修色剂主剂与着色剂进行混合，然后以各种可能的方式涂刷在底涂层上，形成修色层，其中着色剂的选择与用量可根据需要进行。修色剂通常用于木器涂装领域，是木器涂装的重要工序，形成在底涂层与面涂层之间的修色层，使得底涂层与面涂层之间的色差体现出层次感，其在保护木器基材的同时，还能赋予木器美感，并达到装饰效果。在少数情况下，修色剂也可用于除木质基材以外的其它基材的涂装，例如塑料基材、金属基材等等。

当在本文中使用时，术语“底涂层”是指这样的涂料组合物，其可被涂覆到基材上并且被干燥、交联或以其他方式硬化以形成具有对基材表面的充分粘附性的不发粘的连续膜。

当在本文中使用时，术语“面涂层”是指这样的涂料组合物，其可被涂覆到底涂层或修色层上并且被干燥、交联或以其它方式硬化以形成装饰性或保护性最外侧涂饰物层。进一步地，此类面漆能够经受长期的户外暴露而未显示出可见的令人不满的劣化。

为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

在本发明中，通过端点限定的数值范围包括该范围内的所有任何数值，例如1到5的范围涵盖了数值1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等。而且，公开的数值范围包括在该较宽范围内的所有子集范围，例如1到5的范围包括了子范围1到4、1.5到4.5、1到2等。

术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本发明实施方案。然而，在相同或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方案的叙述不意味着其他实施方案是不可用的，并且不旨在将其他实施方案排除在本发明范围外。

具体实施方式

本发明的实施例提供了一种双组份涂料组合物，其包含：a)树脂组合物，所述树脂组合物包含醇溶性丙烯酸类树脂、水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂、醇类溶剂和任选的附加添加剂，所述树脂组合物呈均一稳定状态；b)固化剂，所述固化剂包括多异氰酸酯。

在根据本发明的实施方式中，所述树脂组合物包括一种醇溶性树脂、一种水分散性树脂，醇类溶剂，以及任选的附加添加剂，所形成的树脂组合物呈均一稳定状态。为了得到均一稳定的树脂组合物，树脂组合物的各个组分能够混溶，形成均一稳定的体系。

在某些实施例中，所述树脂组合物基本上澄清透明。该种树脂组合物在与多异氰酸酯固化剂混合后得到的组合物具有干燥快速、涂装效率高、附着力强的性能，能够达到封闭底漆的要求，而且该组合物容易着色，还适于作为修色剂主剂使用。因而，在本发明的一个实施方式中，所述双组份涂料组合物用作封闭底漆。在本发明的另一个实施方式中，所述双组份涂料组合物与着色剂混合后用作修色剂。

树脂组合物

在根据本发明的双组份涂料组合物中，树脂组合物构成其主体部分。在本申请的上下文中，术语“树脂组合物”是指包含树脂的组合物，其可以被涂覆到基材或漆膜上并且其中所包含的树脂根据需要与适当的固化剂一起干燥、交联或以其他方式硬化，从而在所述基材或漆膜上形成不发粘的连续膜。

在根据本发明的实施方式中，所述树脂组合物包含醇溶性丙烯酸类树脂、水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂、醇类溶剂和任选的附加添加剂。优选地，所述醇溶性丙烯酸类树脂为醇溶液形式，其固含量在35-50重量％范围内，和/或所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂为水分散体形式，其固含量在40-55重量％的范围内。

醇溶性树脂是近年来得到迅速发展和广泛应用的涂料组合物的树脂基料，其具有环保无毒、涂膜综合性能优良的特点，在建筑涂料、工业、家具装饰等领域有良好的应用前景。顾名思义，“醇溶性树脂”通常是指能溶于醇类溶剂的天然树脂或合成树脂。常见的丙烯酸类树脂在使用时一般需要用有机溶剂如甲苯、二甲苯、丁酮、环己酮等溶解，但这类溶剂存在一定的毒性。在本申请的双组份涂料组合物中，醇溶性丙烯酸类树脂被选择构成树脂组合物的基体之一，并使用醇类溶剂，使得所得双组份涂料组合物具有干燥速度快、透明度好、光泽高、漆膜饱满度好，易于施工的优点。与未添加醇溶性丙烯酸类树脂的双组分涂料组合物相比，本申请的双组分涂料组合物具有干燥速度更快、光泽度高、易于着色对色的优点，特别是具有干燥速度更快的优势。

在根据本发明的实施方式中，醇溶性丙烯酸类树脂可以具有任意适当的分子量。为了促进涂料组合物的快速成膜，该醇溶性丙烯酸类树脂可以具有较高的分子量。在本发明的一个实施方式中，所述醇溶性丙烯酸类树脂具有高于50,000的重均分子量，更常见超过60,000，甚至更常见超过70,000。在这样的实施方式中，醇溶性丙烯酸类树脂的重均分子量优选不超过120,000，更优选不超过110,000，甚至更优选不超过100,000。所述重均分子量是通过GPC测定的。

在根据本发明的实施方式中，醇溶性丙烯酸类树脂可以利用任何适当的反应物和任何适当的工艺形成。作为一个非限制性实例，醇溶性丙烯酸类树脂可以通过如下制备：在适当引发剂和溶剂的存在下并借助于搅拌，使可聚合单体和引发剂的混合物滴加到反应器中进行聚合。或者，可以使用任意适当的可商购产品作为实例。

在本发明某些实施例中，采用醇溶性丙烯酸类树脂的醇溶液作为形成所述树脂组合物的原材料。在根据本发明的一个实施方式中，醇溶性丙烯酸类树脂的醇溶液的固含量在35-50重量％范围内，优选在37-45重量％范围内，而且相对于双组份涂料组合物的总重，其用量在10-15重量％的范围内。在一些实施方式中，醇溶性丙烯酸类树脂的醇溶液可以为11-15重量％、11-14重量％、11-13重量％、11-12重量％、12-15重量％、12-14重量％、12-13重量％、13-15重量％、13-14重量％、14-15重量％或由任何这些值限定的范围内的任何重量％。

水分散性树脂是一种能稳定分散于介质水中的天然树脂或合成树脂。本申请中，“水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂”是指一类含有羟基官能团、能够分散于水中形成均一稳定体系的丙烯酸树脂。在根据本发明的一个实施方式中，所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂提供足够的羟基，使得所述树脂组合物能够与固化剂发生适当的交联反应，从而形成不发粘的连续致密膜。在一个实施方式中，水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的羟值在5-15mg KOH/g的范围内，优选在7-13mg KOH/g的范围内，所述羟值是通过滴定法确定的。

为了促进涂料组合物的快速成膜，并且考虑到其在水性介质中的分散性，羟基官能化的丙烯酸类树脂可以具有中等的分子量。在本发明的一个实施方式中，所述羟基官能化的丙烯酸类树脂具有高于10,000的重均分子量，更常见超过11,000，甚至更常见超过12,000。在这样的实施方式中，羟基官能化的丙烯酸类的重均分子量优选不超过20,000，更优选不超过19,000，甚至更优选不超过18,000。所述重均分子量是通过GPC测定的。

在本发明某些实施例中，采用水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的水分散体作为形成所述树脂组合物的原材料。在本发明的上下文中，聚合物的水性分散体是指树脂(即聚合物)以微粒形式在水性液体介质中形成的稳定分散体，任选地可以借助合适的分散助剂诸如表面活性剂。因此，除非另有声明，在本申请中，术语“水性乳胶”和“水性分散体”可以交替使用。制备水性胶乳的方法是本领域已知的，例如可以利用本领域技术人员已知的乳液聚合工艺进行制备。所述乳液聚合制备工艺通常包含如下步骤：可选在适当的乳化剂和/或分散稳定剂的作用下并借助于搅拌，使可聚合单体在水中分散成乳状液，并且例如通过添加引发剂引发单体的聚合。在本发明中，可以通过例如有机官能团(包括，但不限于羧基、羟基、氨基、异氰酸酯基、磺酸基等等)的修饰对聚合物颗粒进行改性，从而获得具有所需性能(例如分散性)的水性乳胶。因此，在本发明中，术语“水性乳胶”不仅包括未经改性的聚合物颗粒在水性介质中的分散体，还包括经有机官能团改性的聚合物颗粒在水性介质中的分散体。

在根据本发明的实施方式中，所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的水性分散体是以水为分散介质的一种无毒、极低气味、不燃的环境友好的高分子材料，这种水性分散体与醇类溶剂可混溶而不破乳。众所周知，用于修色剂的常用色精多用乙醇做溶剂，因此采用常用色精对传统的水性胶乳进行着色时，通常会出现如下问题：传统的聚合物的水性分散体一般不耐乙醇，向其中直接加入乙醇通常会导致水性分散体出现流动性显著变差，甚至破乳的问题。本发明的发明人惊讶地发现，某些水分散性丙烯酸类树脂不仅在水性介质中是稳定的，而且在醇类溶剂中也可以稳定存在。因此，在根据本发明的实施方式中，所使用的水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的水性分散体与醇类溶剂可混溶而不会出现破乳。

在本发明的一个实施方式中，所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的水性分散体中的聚合物颗粒的尺寸可以通过本领域所公知的Z均粒径来进行度量，其是指，采用动态光散射法，例如采用Marvlen Zetasizer3000HS微观粒径分析仪测定的颗粒的尺寸。在本发明中，水性分散体中的羟基官能化的丙烯酸类树脂颗粒的体积分布粒径在100-200nm的范围内，优选在120-180nm的范围内，更优选在150-170nm的范围内。

根据本发明，水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的水性分散体可以采用本领域普通技术人员所熟知的适当的乳液聚合方法制备，例如通过如下步骤：在适当的乳化剂和/或分散稳定剂的作用下并借助于搅拌，使可聚合单体在水中分散成乳状液，并且例如通过添加引发剂引发单体的聚合。或者，可以使用任意适当的可商购产品作为实例。

在根据本发明的一个实施方式中，所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的水性分散体的固含量在40-55重量％的范围内，更优选在42-50重量％的范围内，而且，其用量相对于所述双组份涂料组合物的总重可以在约6重量％至约12重量％范围内。在一些实施方式中，水分散性丙烯酸类树脂的水分散体可以为6-11重量％、6-10重量％、6-9重量％、6-8重量％、6-7重量％、7-12重量％、7-11重量％、7-10重量％、7-9重量％、7-8重量％、8-12重量％、8-11重量％、8-10重量％、8-9重量％、9-12重量％、9-11重量％、9-10重量％、10-12重量％、10-11重量％、11-12重量％或由任何这些值限定的范围内的任何重量％。

醇类溶剂是本领域已知的任何醇类溶剂，其包括但不限于甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、戊醇、新戊醇、正己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇或其组合。优选地，所述醇类溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇及其组合组成的组。考虑到挥发速率和经济效益，所述醇类溶剂最优选为乙醇。

在根据本发明的一个实施方式中，相对于双组份涂料组合物的总重，所述醇类溶剂的量在70-80重量％的范围内。在一些实施方式中，醇类溶剂的量可以为70-74重量％、70-73重量％、70-72重量％、70-71重量％、71-75重量％、71-74重量％、71-73重量％、71-72重量％、72-75重量％、72-74重量％、72-73重量％、73-75重量％、73-74重量％、74-75重量％或由任何这些值限定的范围内的任何重量％。在一个优选的实施方式中，相对于双组份涂料组合物的总重，醇类溶剂的量在72-74重量％的范围内。

在本发明中，树脂组合物还可以进一步包含常用的附加添加剂，这些添加剂不会不利地影响树脂组合物或由其得到的树脂涂层。适当的添加剂包括例如会改善修色组合物的加工性能或制造性能、或改善组合物或由其得到的涂层的特定功能性质或特性(诸如对基材或下层涂层的粘附性)的那些试剂。可以包含的添加剂例如是，助溶剂、抗迁移助剂、抗菌剂、润湿剂、生物杀灭剂、增塑剂、消泡剂、抗氧化剂、附着力促进剂、UV稳定剂、或其组合。各个可选成分的含量足以起到其意欲达到目的，但优选地，这样的含量不会不利地影响组合物或由其得到的涂层。

在本发明的优选实施方式中，树脂组合物包括助溶剂。适当的助溶剂包括醚类、酯类、烷烃、取代烃类或其任意组合。作为适当的助溶剂的实例，可以使用乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚或其组合根据本发明，附加添加剂的总量相对于所述双组份涂料组合物的总重在约0.1重量％至约15重量％的范围内。

在根据本发明的一个实施方式中，相对于双组份涂料组合物的总重，所述附加添加剂的量在5-10重量％的范围内。在一些实施方式中，所述附加添加剂的量可以为5-9重量％、5-8重量％、5-7重量％、5-6重量％、6-10重量％、6-9重量％、6-8重量％、6-7重量％、7-10重量％、7-9重量％、7-8重量％、8-10重量％、8-9重量％、9-10重量％或由任何这些值限定的范围内的任何重量％。在一个优选的实施方式中，相对于双组份涂料组合物的总重，所述附加添加剂的量在6-8重量％的范围内。

本发明的树脂组合物的制备可以采用本领域普通技术人员所熟知的任何适当的混合方法来实现。例如树脂组合物可以通过如下制成：将醇溶性丙烯酸类树脂的醇溶液、水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的水性分散体、醇类溶剂和助溶剂添加到容器中，然后将所得混合物搅拌均匀。

固化剂

根据本发明的双组份涂料组合物包含多异氰酸酯作为固化剂。本文使用的术语“多异氰酸酯”指多异氰酸酯化合物、多异氰酸酯低聚物或其组合，其含有两个或更多个异氰酸酯官能团(NCO)，其能够与活泼氢发生扩链和交联反应，从而形成三维网络结构。

本发明的发明人惊讶地发现，采用多异氰酸酯作为涂料组合物的固化剂，将其与包含羟基官能化的丙烯酸类树脂的树脂组合物简单混合配制得到的涂料组合物能够形成具有良好附着力的涂层。作为涂料组合物的固化剂，多异氰酸酯在固化过程中还可以结合基材和/或底涂漆膜中的活泼氢进行网状交联，从而形成一层致密的涂层。因此，根据本发明的双组份涂料组合物适于涂覆在基材上形成封闭底涂层。

本发明的发明人更惊讶地发现，根据本发明的涂料组合物适于着色，而且在各种底涂层上的附着力也非常强，以至于其在涂覆于其上的由于固化而出现收缩的紫外光固化面涂层的作用下也不会出现脱色脱层现象，这在本申请之前是难以预见的。因此，根据本发明的双组份涂料组合物非常适于配制形成涂装用修色剂。

根据本发明的实施方式，可以使用任何适当的多异氰酸酯作为固化剂。适当的多异氰酸酯包括脂肪族或脂环族多异氰酸酯、芳族多异氰酸酯或其任意组合。术语“脂族或脂环族多异氰酸酯”是指这样的化合物，其分子骨架中具有两个或更多个NCO官能团，并且所述NCO官能团是与脂族或脂环族基团相连接的，其中NCO官能团与苯甲基的甲基直接连接的情形被认为是与脂族基团相连接的。术语“芳族多异氰酸酯”是指这样的化合物，其分子骨架中具有两个或更多个NCO官能团，并且所述NCO基团是与芳族环直接连接的。在本发明的一个优选实施方式中，所述多异氰酸酯为脂肪族或脂环族多异氰酸酯，由此配制形成的涂层可以显示优异的附着力。

作为适当的多异氰酸酯化合物的实例，可以使用多异氰酸酯化合物，诸如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三甲基己二异氰酸酯(TMDI)、双[异氰酸根合环己基]甲烷(HMDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、四亚甲基-间-二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、六氢甲苯二异氰酸酯(HTDI)、环己烷-1,4-二异氰酸酯、4,4’-二环已基甲烷二异氰酸酯、环戊烷-1,3-二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、萘-1,4-二异氰酸酯、联苯-4,4’-二异氰酸酯、苯-1,2,4-三异氰酸酯、二甲苯-l,4-二异氰酸酯、二甲苯-l,3-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、丁烷-1,2,3-三异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯，其二聚体或三聚体，其衍生物或其任意组合。作为适当的多异氰酸酯的实例，可以使用商购的BAYERBayhydur 305、BAYHYDUR XP2655、EASAQUA X L600、万华269、Bayhdur 401-70等。

在本发明的一个实施方式中，所述多异氰酸酯选自由六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三甲基己二异氰酸酯(TMDI)、双[异氰酸根合环己基]甲烷(HMDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、四亚甲基-间-二甲苯二异氰酸酯(TMXDI))、六氢甲苯二异氰酸酯(HTDI)，其二聚体或三聚体，其衍生物以及其任意组合组成的组。在本发明的一个优选实施方式中，所述多异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，其二聚体或三聚体，其衍生物或其组合。

NCO官能团的高度不饱和的结构决定了它有较高的反应活性，能与绝大多数含活泼氢的物质发生反应，包括羟基、氨基、羧基等。在本发明中，为了使多异氰酸酯与树脂上的活泼氢发生交联反应，应尽量避免其与醇类溶剂发生反应。因此，本发明实施例优先选取与醇类溶剂具有较低反应速率的多异氰酸酯作为固化剂。

在本发明的一个实施例中，所述固化剂包括脂肪族和脂环族多异氰酸酯，由此配制形成的涂料组合物可以显示更长的适用期和优异的施工性能。研究表明，吸电子基会增加异氰酸酯基中碳原子的正电性，从而增加反应活性，而供电子基会使异氰酸酯基的活性降低。因此，与芳香族异氰酸酯相比，脂肪族和脂环族异氰酸酯与醇的反应活性较低。优选地，本发明实施例的固化剂包括含有脂肪长链(6个碳原子以上)的脂肪族和脂环族多异氰酸酯。

在本发明的另一个实施例中，所述固化剂包括可水分散的多异氰酸酯。所述可水分散的多异氰酸酯是对普通多异氰酸酯进行改性，将含有亲水基团的物质引入到多异氰酸酯的分子结构中，合成出的一种含有亲水基团的改性多异氰酸酯，该改性多异氰酸酯能够在水中分散并稳定存在。作为示例性说明，所述可水分散的多异氰酸酯可通过如下方法获得：采用非离子、离子或非离子和离子的组合对多异氰酸酯进行改性。其中，非离子改性一般使用聚醚多元醇，通过氨基甲酸酯的反应将亲水基团引入到多异氰酸酯上，达到一定的亲水性。离子改性一般采用含阳离子的物质(如季铵盐、吡啶盐、咪唑盐)或含阴离子的物质(如羧酸盐、磺酸盐、磷酸盐)进行。混合改性是使用前面两种方法。

并未受缚于任何理论，发明人认为在水中具有优异稳定性的多异氰酸酯在醇溶剂中也具有较好的稳定性。将可水分散的多异氰酸酯分散在水中后，NCO基团仍会与水缓慢发生反应，NCO基团数逐渐减少。在本申请中，将可水分散的多异氰酸酯与水混合后，以剩余的NCO基团含量(即NCO％)降低至最初含量的80％所用的时间来衡量可水分散性多异氰酸酯在水中的稳定性，称为水稳定时间。在本发明某些实施例中，所使用的可水分散的多异氰酸酯的水稳定时间在6小时以上，优选在7小时以上，更优选在8小时以上。

在本发明某一实施方式中，所述固化剂包括非离子改性的可水分散多异氰酸酯，优选包括可水分散的聚醚改性的多异氰酸酯。

在本发明某一具体实施例中，所述固化剂包括可水分散的聚醚改性的脂肪族或脂环族多异氰酸酯。

另外，发明人还注意到，多异氰酸酯中NCO官能团的含量，即重量百分比，也对其与醇类溶剂的反应速率有影响。多异氰酸酯中NCO官能团重量百分比越低，与醇类溶剂的反应速率越慢。因此，在根据本发明的一些实施方式中，优选使用NCO官能团重量百分比较低的多异氰酸酯。在本发明的某一实施方式中，所述固化剂包括NCO官能团含量低于18重量％的多异氰酸酯，优选NCO官能团含量低于17重量％的多异氰酸酯。所述NCO官能团的含量是通过滴定实验确定的。

在根据本发明的一个实施方式中，所述固化剂具有70-100重量％的固含量，优选具有75-100重量％的固含量。

在根据本发明的一个实施方式中，所述树脂组合物与所述固化剂的重量比在100:5至100:15范围内，优选地，在100:6至100:14范围内，更优选地，在100:8至100:12范围内。

可选地，根据本发明的双组份涂料组合物还可额外的包含着色剂(也被称为色精)，以获得所需颜色。合适的着色剂选自溶剂型着色剂、醇溶性着色剂、水溶性着色剂及其组合。作为可商购着色剂的实例，可以使用购自Wacosol的色精WS8002、WS6002、WS3002。所述着色剂可以单独使用，也可以组合使用。在本发明的一些实施方式中，所述着色剂以3至5重量％的量存在于所述双组份涂料组合物中。

根据本发明的某一实施方式，双组份涂料组合物的使用方法包括：应用前，以预定重量百分比将固化剂和树脂组合物在混合装置中进行简单混合。可选地，将适当的着色剂添加到上述得到的双组份涂料组合物中，以获得所需颜色。所得混合物形式的涂料组合物可使用本领域技术人员熟悉的各种方法来涂覆，包括喷涂(例如，空气辅助、无空气或静电喷涂)、刷涂、溢涂和浸渍。在本发明的一个实施方式中，混合的涂料组合物通过喷涂来进行涂覆。本发明涂料组合物可被涂成各种湿膜厚度。可以通过使涂覆的涂层风干或通过使用本领域技术人员熟悉的各种干燥装置(例如，烘箱)加速固化来使其固化。

根据本发明的某些优选实施方式，在将所述树脂组合物和所述固化剂混合后，所得涂料组合物是澄清透明的。

根据本发明的某些优选实施方式，在将所述树脂组合物和所述固化剂混合后，所得涂料组合物具有3小时或更长的可使用时间。

制品

本发明的实施例还提供了一种制品，其包含基材；涂布在所述基材的至少部分表面上的底涂层，其中所述底涂层是由上述双组份涂料组合物得到的。

本发明的实施例还提供了一种制品，其包含基材；涂布在所述基材的至少部分表面上的底涂层；涂布在所述底涂层的至少部分表面上的修色层；和涂布在所述修色层上面涂层，其中所述修色层是由上述双组份涂料组合物得到的。

本发明实施例中所使用的基材可以是木质基材、塑料基材或金属基材。在本发明的制品的一个优选实施方式中，所述基材为木质基材。所述木质基材可以使用本领域已知的任何合适的木质基材。在本申请中，术语“木质基材”指的是任何来源于树木或其它木本植物的茎和根中的坚硬、纤维状结构组织的纤维素/木质素材料。木材包括，例如从树木直接切下的硬木和软木木材，以及由木材条、木材碎料、木材纤维或木材薄板制成的工程木材复合材料。木材复合材料的实例包括但不限于胶合板、定向刨花板(OSB)、中密度纤维板(MDF)、碎料板等。作为刨花板的一个实例，可以使用三聚氰胺板，即经三聚氰胺处理的刨花板。

作为示例性的木质基材，可以使用坚木、栗木、栎木、红钩栗、油茶、按木、花旗松、日本柳杉、美国扁柏、日本赤松、日本扁柏、水胡桃、黑胡桃、槭木、日本山毛榉、日本泡桐、桦木、婆罗双、木兰、白蜡树、柚木、柞木、楸木、山樟木、杉木、橡木、橡胶木中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，根据本发明的双组份涂料组合物适于涂覆到基材上，形成封闭底漆。

在本发明的另一些实施方式中，根据本发明的双组份涂料组合物适于涂覆在各种底涂层和面涂层之间作为修色层存在，使得所述底色层与所述面色层之间的色差体现出层次感。合适的底涂层包括但不限于：聚氨酯底涂层、硝基底涂层、不饱和聚酯底涂层、UV底涂层、酸固化底涂层、水性底涂层、或由本发明双组分涂料组合物形成的底涂层。合适的面涂层包括油性涂层、水性面涂层或紫外光固化面涂层。本发明的发明人惊讶地发现，在根据本发明的双组份涂料组合物形成的修色层上涂覆紫外光固化面涂层时，由该紫外光固化面涂层的固化导致的涂层收缩不会引起下层修色层脱色脱层，可以保持稳定的修色效果。

下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修正和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购并且可直接使用而无需进一步处理。

实施例

测试方法：

可使用时间：将本发明的双组份涂料组合物的两个组分混合，然后在35±1℃的室温条件下静置，测定该体系的粘度达到初始粘度2倍所花费的时间。

附着力：按GB/T9286-1998规定进行测定。划格间距为2mm。

原材料：

树脂1：醇溶性丙烯酸类树脂的醇溶液，重均分子量96,000，固含量41％，pH值8.5-9.5，溶剂：异丙醇。

树脂2：水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的水分散体，重均分子量16,600，乳白色，固含量45％，pH值7-8，溶剂：水。

助溶剂：丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚。

固化剂1：可水分散的聚醚改性HDI(固含量80％，NCO％＝14％)。

固化剂2：可水分散的聚醚改性HDI(固含量100％，NCO％＝16.2％)。

色精：WS8002。

处理木质基材

将购自木材市场的实木板进行窑炉干燥。从烘干的板材上截取尺寸为15厘米*15厘米*1.5厘米的样本，并将其置于温度为25℃、相对湿度(RH)为60％且空气流速为1.8m/s的条件下调节至恒重，其中该样品的平衡水分含量为11％。采用条式打磨机，通过购自3M^TUtility Cloth Sheet240号砂纸打磨样品，并用气压枪进行清洁，备用。

修色剂的应用

在上述经处理的木质基材上辊涂头道商品名为XUA1893的腻子(商品牌号)，紫外光固化后，320#砂纸打磨平整。然后，辊涂2-3道UA5013K底漆，紫外光固化后，400#砂纸打磨平整，从而形成底涂层。

将下表1所示用量的涂料组合物的各组分混合，从而形成修色主剂，然后将修色主剂与色精以表1所示用量进行混合，从而形成适用于形成修色层的修色剂。然后，将所形成的修色剂喷涂到经底涂处理的木质基材上，从而形成修色层。

在经修色的木质基材上喷涂头道商品名为WM8651-0025B的面漆(商品牌号)，并在常温表干1小时，在35-45℃的烘箱中1小时，再紫外固化交联，从而形成面涂层。

对以上实施例的修色剂进行可使用时间的测定。然后，将依照测试标准对得到的木制品进行附着力测试。测试结果汇总在表1中。

表1：

由以上结果可见：实施例1所得混合物的可使用时间在4小时左右，实施例2所得混合物的可使用时间在1.5小时左右。实施例1与实施例2的固化剂中使用不同的多异氰酸酯，其中实施例1的多异氰酸酯具有较低的NCO基团含量，实验显示：实施1得到的混合物具有更长的可使用时间。实施例1和实施例2所制得的修色剂均具有较好的施工性能，干燥快、易施工，易对色。

此外，将以上实施例1的修色剂涂覆到各种底涂层(包括聚氨酯底涂层、硝基底涂层、不饱和聚酯底涂层、酸固化底涂层、水性聚氨酯底涂层)上，然后在所得修色剂上涂覆水性聚氨酯面涂层或UV面涂层，所得木制品均显示良好的附着力，没有脱色发生，具有高色彩饱满度和色彩立体感。

封闭底漆的应用

将表1所示用量的树脂组合物的各组分与固化剂混合，不添加色精，从而形成适用于形成底涂层的涂料组合物。然后，将所形成的涂料组合物喷涂到上述经处理的木质基材上，从而形成封闭底漆涂层。经测试，所述封闭底漆涂层同样具有优异的附着力。由以上结果可见：根据本发明的双组份涂料组合物适于用作木器涂装的封闭底漆。

尽管本发明参照大量实施方式和实施例进行描述，但是本领域普通技术人员根据本发明公开的内容能够认识到可以设计其它实施方式，这并未脱离本发明的保护范围和精神。

Claims (26)

1.一种双组份涂料组合物，其包含：

a)树脂组合物，包含醇溶性丙烯酸类树脂、水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂、醇类溶剂和任选的附加添加剂，所述树脂组合物呈均一稳定状态；以及

b)固化剂，包括多异氰酸酯。

2.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述醇溶性丙烯酸类树脂为醇溶液形式，其固含量在35-50重量％范围内，和/或所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂为水分散体形式，其固含量在40-55重量％的范围内。

3.如权利要求2所述的双组份涂料组合物，其中，所述树脂组合物，基于所述树脂组合物的总重，包括：

10-15重量％的所述醇溶性丙烯酸类树脂的醇溶液；

6-12重量％的所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的水分散体；

70-80重量％的所述醇类溶剂；以及

5-10重量％的所述附加添加剂，所述附加添加剂包括助溶剂，

其中上述各组分的总重量为100％。

4.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述树脂组合物与所述固化剂的重量比在100:8至100:15范围内。

5.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述醇溶性丙烯酸类树脂的重均分子量大于50,000g/mol。

6.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述醇溶性丙烯酸树脂的重均分子量在50,000g/mol至120,000g/mol的范围内。

7.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的重均分子量大于10,000g/mol。

8.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的重均分子量在10,000g/mol至20,000g/mol的范围内。

9.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的水性分散体包含粒径在50nm至200nm的范围内的聚合物粒子。

10.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述水分散性羟基官能化的丙烯酸类树脂的羟值在5-15mg KOH/g的范围内。

11.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、戊醇、新戊醇和正己醇中的一种或多种。

12.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述多异氰酸酯选自由六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三甲基己二异氰酸酯(TMDI)、双[异氰酸根合环己基]甲烷(HMDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、四亚甲基-间-二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、六氢甲苯二异氰酸酯(HTDI)、其二聚体或三聚体、其衍生物以及其任意组合组成的组。

13.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述多异氰酸酯选自由六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、其二聚体或三聚体、其衍生物以及其任意组合组成的组。

14.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述固化剂包括脂肪族或脂环族多异氰酸酯。

15.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述固化剂包括可水分散的多异氰酸酯。

16.如权利要求15所述的双组份涂料组合物，其中，所述可水分散的多异氰酸酯具有6小时以上的水稳定时间。

17.如权利要求15所述的双组份涂料组合物，其中，所述可水分散的多异氰酸酯具有7小时以上的水稳定时间。

18.如权利要求15所述的双组份涂料组合物，其中，所述可水分散的多异氰酸酯具有8小时以上的水稳定时间。

19.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述固化剂包括异氰酸酯官能团含量低于18重量％的多异氰酸酯。

20.如权利要求1所述的双组份涂料组合物，其中，所述固化剂包括异氰酸酯官能团含量低于17重量％的多异氰酸酯。

21.如权利要求1至20中任意一项所述的双组份涂料组合物，其中，在将所述树脂组合物和所述固化剂混合后，所得混合物具有3小时或更长的可使用时间。

22.如权利要求1至20中任意一项所述的双组份涂料组合物，其用作修色剂主剂或封闭底漆。

23.一种经涂布的制品，其包括：

基材；以及

涂布在所述基材的至少部分表面上的底涂层，

其中所述底涂层是由权利要求1至21中任意一项所述的双组份涂料组合物得到的。

24.如权利要求23所述的经涂布的制品，其中，所述基材是木质基材、塑料基材或金属基材。

25.一种经涂布的制品，其包含

基材；

涂布在所述基材的至少部分表面上的底涂层；

涂布在所述底涂层的至少部分表面上的修色层；和

涂布在所述修色层上的面涂层，

其中所述修色层是由权利要求1至21任意一项所述的双组份涂料组合物和着色剂的混合物形成的。

26.如权利要求25所述的经涂布的制品，其中，所述底涂层选自由聚氨酯底涂层、硝基底涂层、不饱和聚酯底涂层、酸固化底涂层、水性底涂层、由权利要求1至21中任意一项所述的双组份涂料组合物形成的底涂层及其任意组合组成的组。