CN113801561A - 双组分水性涂料组合物以及木制品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双组分水性涂料组合物以及木制品，所述涂料组合物包含：a)主剂，所述主剂包含i)衍生自脂肪酸的多元醇；ii)聚醚改性聚硅氧烷；以及b)水性多异氰酸酯固化剂，其中，所述聚醚改性聚硅氧烷以相对于所述主剂的总重量至少2wt％的量存在。本发明的双组分水性涂料组合物可适用于多种应用，包括封闭底漆、透明底漆、面漆、实色漆等。

Description

双组分水性涂料组合物以及木制品

技术领域

本发明涉及一种水性涂料组合物。更具体地，本发明涉及一种高性能的双组分水性涂料组合物，其适于用作封闭底漆、透明或有色底漆、面漆、实色漆等，特别适于涂覆在木质基材表面上。

背景技术

目前，环境和能源是人们面临的两大挑战，为了应对这项挑战，涂料工业正在由高污染、高能耗、极度依赖于石油工业产品的传统品种逐渐转向水性涂料、辐射固化涂料、粉末涂料和高固体分涂料这样的环境友好、节约资源型产品。随着中国《室内用水性木器涂料》化工行业标准的出台，水性木器涂料得到迅速发展。目前，水性木器漆研发投入正在大幅增加，而且人们对水性木器漆的要求也在不断提高。

目前，市面上现有的水性双组分涂料组合物与油性双组分涂料组合物相比，具有丰满度差、施工固体含量低、透明度差等的问题。通常，在为了实现高丰满度而进行的全封闭工艺中，往往需要喷涂4-5次传统的双组分水性涂料组合物才能达到这个要求，而且如此制作的漆膜在后期还有涂膜下陷的问题。另外，传统的水性双组分涂料组合物在木质基材特别是实木基材上涂覆时很容易引起涨筋问题。

因此，涂料工业一直以来需要改进的特别适用于木质基材的水性涂料组合物。

发明内容

一方面，本发明提供了一种双组分水性涂料组合物，所述涂料组合物包含：

a)主剂，所述主剂包含

i)衍生自脂肪酸的多元醇；

ii)聚醚改性聚硅氧烷；以及

b)水性多异氰酸酯固化剂，

其中，所述聚醚改性聚硅氧烷以相对于所述主剂的总重量至少2wt％的量存在，优选地，所述聚醚改性聚硅氧烷以相对于所述主剂的总重量在2-10wt％的范围内或在4-10wt％的范围内、更优选在2-8wt％的范围内，还要更优选在3-5wt％的范围内的量存在。

在本发明的一个实施方式中，所述双组分水性涂料组合物在达到120s或更低的施工粘度时仍具有70至90wt％的施工固含量。

在本发明的一个实施方式中，所述双组分水性涂料组合物在达到120s或更低的施工粘度时具有300g/L或更低的挥发性有机化合物(VOC)含量。

在本发明的一个优选实施方式中，所述双组分水性涂料组合物在达到120s或更低的施工粘度时具有70至90wt％的施工固含量并且同时具有300g/L或更低的挥发性有机化合物(VOC)含量。

本发明的另一方面涉及一种木制品，包括木质基材，其具有至少一个主表面；和至少一层漆膜，所述漆膜是由直接或间接涂覆在所述主表面上的由上述双组分水性涂料组合物形成的。优选地，根据本发明的双组分水性涂料组合物可以作为木质基材上的封闭底漆、二道底漆、三道底漆中的一种或全部，优选作为全部。

本发明的发明人惊讶地发现，在配制双组分水性涂料组合物时，衍生自脂肪酸优选衍生自蓖麻油脂肪酸的多元醇与相对较大量的聚醚改性聚硅氧烷的组合与各种类型的水性固化剂和/或羟基丙烯酸类聚合物的水性分散体均具有非常好的相容性，由此得到的涂料组合物不仅可以得到高丰满度、高透明度和/或高硬度的涂层，而且这种涂料组合物较之传统的双组分水性涂料组合物(施工固含量一般为30-35％)还具有明显更高的施工固含量(例如可以达到70-90％)，因而可以满足VOC含量小于300g/L的国标要求。

而且，本发明的发明人更惊讶地发现，根据本发明的双组分水性涂料组合物在作为封闭底漆使用时可以达到优异的防涨筋效果。

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。

附图说明

图1示出了将根据本发明的双组分水性涂料组合物、来自广东华润涂料有限公司的T81174以及来自广东华润涂料有限公司的WTD 8500涂覆在黑胡桃贴皮的基材表面上，作为第一道封闭底漆、第二道底漆和第三道底漆，所形成的涂层照片。

定义

在本文中使用时，不使用数量词、“至少一种”和“一种或多种”可互换使用。因此，例如包含添加剂的涂料组合物可以被解释为表示该涂料组合物包含“一种或多种”添加剂。

在组合物被描述为包括或包含特定组分的情况下，预计该组合物中并不排除本发明未涉及的可选组分，并且预计该组合物可由所涉及的组分构成或组成，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。

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。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。作为示例性说明，在涂覆木质基材时使用的“第一底漆”和“第二底漆”将被理解为，所述第一底漆和第二底漆各自是独立的，而且这二者所包含的主剂、固化剂在种类和用量上也是各自独立的，可以是相同的或不同的。

在本申请的上下文中，术语“双组分水性涂料组合物”是指通常由两个组分组成的涂料组合物，这两个组分彼此是分开包装的，使用前将这两个组分根据所需比例进行混合并且根据需要对其进行稀释涂布从而形成涂层。

在本文中，“衍生自脂肪酸的多元醇”是指具有衍生自脂肪酸的结构片段的多元醇，其可由脂肪酸经过一步或多步反应得到。通常，脂肪酸包括碳原子数为8或更高的脂肪酸，例如，碳原子数为8～28、优选为10～20的脂肪酸，所述脂肪酸可以含羟基或不含羟基的并且可以是饱和的或不饱和的。在某些情况下中，脂肪酸的油类同样适用。

在本文中，针对“聚醚改性聚硅氧烷”使用时，“有效硅含量”是指，聚硅氧烷中所包含的聚二甲基硅氧烷片段的含量。

在涉及“涂料组合物”使用时，术语“施工粘度”是指这样的粘度，在该粘度下所述涂料组合物可以正常施工，而不会存在垂挂或无法涂覆的施工问题。

在涉及“涂料组合物”使用时，术语“施工固含量”是指涂料组合物在可以正常施工时所包含的不挥发物的含量，通常该含量在150℃的常压烘箱中烘烤1小时后测定的。通常，在施工过程中，如果将涂料组合物的各组分混合后得到的混合物过粘，则需要添加稀释剂对其进行稀释，从而满足施工需要。因此，施工固含量通常低于涂料组合物本身的固含量。在本发明的一些实施方式中，根据本发明的涂料组合物可以达到70-90wt％的施工固含量。

在本发明中使用时，术语“挥发性有机化合物(VOC)”是指除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物或碳酸盐以外，任何会参与大气光化学反应的含碳化合物。通常，挥发性有机化合物具有0.1mm Hg或更高的蒸气压。本文中使用时，“挥发性有机化合物含量(VOC含量)”是指每体积的组合物或涂料组合物中的VOC重量，例如被报道为g/L。

当在本文中使用时，术语“封闭底漆”是指这样的涂料组合物，其可被直接涂覆到基材例如木质基材上并且被干燥、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，而且由此形成的连续膜能够有效地封闭基材中的游离活动组分(包括但不限于单宁、油脂等)迁移到表面上。

当在本文中使用时，术语“底漆”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，而且由此形成的连续膜能够对基材表面具有一定的保护作用。

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

根据本发明的第一方面，提供了一种双组分水性涂料组合物，所述涂料组合物包含：a)主剂，所述主剂包含i)衍生自脂肪酸的多元醇；ii)聚醚改性聚硅氧烷；以及b)水性多异氰酸酯固化剂，其中，所述聚醚改性聚硅氧烷以相对于所述主剂的总重量至少2wt％的量存在，优选地所述聚醚改性聚硅氧烷以相对于所述主剂的重量在2至10wt％的范围内或在4至10wt％的范围内、更优选在2至8wt％的范围内、还要更优选在3至5wt％的范围内的量存在。

主剂

在根据本发明的实施方式中，主剂包含衍生自脂肪酸的多元醇。简而言之，脂肪酸作为构成上述多元醇的原料中的一种。如上所述，“衍生自脂肪酸的多元醇”具有衍生自脂肪酸的结构片段，可由脂肪酸经过一步或多步反应得到。

在根据本发明的实施方式中，作为示例性说明，衍生自脂肪酸的多元醇可以包括(A-1)含羟基的脂肪酸与多元醇的酯化物；(A-2)含羟基的不饱和脂肪酸的多聚体；(A-3)将不饱和脂肪酸的多聚体进行还原而得到的多元醇；(A-4)将不饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸与多元醇的酯化物进行羟基改性而得到的多元醇；(A-5)通过多元醇、多元羧酸、脂肪酸(包括脂肪酸酯或天然存在的油类)和任选的单官能酸任选地在催化剂的存在下并且任选地在溶剂的存在下进行缩合反应得到的羟基官能树脂。

多元醇(A-1)

如上所述，衍生自脂肪酸的多元醇(A-1)是含羟基的脂肪酸与多元醇的酯化物，所述含羟基的脂肪酸可以是饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。

作为构成成分(A-1)的原料，所述脂肪酸可以包括碳原子数为8或更高的脂肪酸，例如，碳原子数为8～28、优选为10～20的脂肪酸。更具体地，作为含羟基的脂肪酸的实例，可以使用蓖麻油酸、反蓖麻酸等含羟基的不饱和脂肪酸，或者可以使用12-羟基硬脂酸、脑酸等含羟基的饱和脂肪酸等。对于这些含羟基的脂肪酸，可单独使用一种或者两种以上组合使用。

作为构成成分(A-1)的原料，多元醇可以包括甘油、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇等。对于这些多元醇，可单独使用一种或者两种以上组合使用。

作为上述成分(A-1)的实例，可以使用上述列举的含羟基的脂肪酸与上述列举的多元醇的酯化产物。

在本发明的一些实施方式中，作为含有成分(A-1)的物质，可以包括蓖麻油、氢化蓖麻油等。蓖麻油是以蓖麻的种子作为原料的植物油，已知是蓖麻油酸、油酸等不饱和脂肪酸和棕榈酸等饱和脂肪酸的甘油酯。在本文中，由于蓖麻油酸是含羟基的脂肪酸，因此蓖麻油或作为其改性物的氢化蓖麻油可被作为衍生自脂肪酸的多元醇。

对于这些成分(A-1)，可单独使用一种或者两种以上组合使用。

多元醇(A-2)

如上所述，衍生自脂肪酸的多元醇(A-2)是含羟基的不饱和脂肪酸的多聚物。

作为构成成分(A-2)的原料，所述脂肪酸可以包括碳原子数为8或更高的脂肪酸，例如，碳原子数为8～28、优选为10～20的脂肪酸，并且额外地具有一个或多个碳碳双键。更具体地，作为含羟基的不饱和脂肪酸的实例，可以使用上述构成成分(A-1)的含羟基的不饱和脂肪酸的实例，优选包括蓖麻油酸、反蓖麻酸等。

对于多聚体，没有特别的限定，可以包括二聚物、三聚物、四聚物等，优选为二聚物。因此，作为成分(A-2)，可以包括上述列举的含羟基的不饱和脂肪酸的二聚物、三聚物、四聚物等，优选为二聚物。对于这些成分(A-2)，可单独使用一种或者两种以上组合使用。

多元醇(A-3)

如上所述，衍生自脂肪酸的多元醇(A-3)是指将不饱和脂肪酸的多聚体的羧基进行还原而得到的多元醇。

作为构成成分(A-3)的原料，所述不饱和脂肪酸可以包括碳原子数为8或更高的不饱和脂肪酸，例如，碳原子数为8～28、优选为10～20的不饱和脂肪酸。更具体而言，所述不饱和脂肪酸可以包括蓖麻油酸、反蓖麻酸等含羟基的不饱和脂肪酸；以及肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、棕榈油酸、油酸、反油酸、异油酸、鳕油酸、二十碳一烯酸、芥酸、神经酸、亚油酸、二十碳二烯酸、二十二碳二烯酸、亚麻酸、松油酸、桐油酸、米德酸、二十碳三烯酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、二十碳四烯酸、肾上腺酸等不含羟基的不饱和脂肪酸等。

对于多聚体，没有特别的限定，可以包括二聚物、三聚物、四聚物等，优选为二聚物。因此，作为成分(A-2)，可以包括上述列举的含羟基的不饱和脂肪酸的二聚物、三聚物、四聚物等，优选为二聚物。

对不饱和脂肪酸的多聚体的羧基进行还原的方法是本领域技术人员已知的。

将上述不饱和脂肪酸的多聚体采用本身已知的方法进行还原而成的醇类均可作为多元醇(A-3)。作为成分(A-3)的示例，例如可以使用蓖麻油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、桐油酸的二聚体的还原产物，或者可以使用可商购的产品，例如商购自CRODA公司的PRIPOL2033。

对于这些成分(A-3)，可单独使用一种或者两种以上组合使用。

多元醇(A-4)

如上所述，衍生自脂肪酸的多元醇(A-4)是指将不饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸与多元醇的酯化物进行羟基改性而得到的多元醇。

作为构成成分(A-4)的原料，所述不饱和脂肪酸可以包括碳原子数为8或更高的不饱和脂肪酸，例如，碳原子数为8～28、优选为10～20的不饱和脂肪酸。更具体而言，所述不饱和脂肪酸可以包括蓖麻油酸、反蓖麻酸等含羟基的不饱和脂肪酸；以及肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、棕榈油酸、油酸、反油酸、异油酸、鳕油酸、二十碳一烯酸、芥酸、神经酸、亚油酸、二十碳二烯酸、二十二碳二烯酸、亚麻酸、松油酸、桐油酸、米德酸、二十碳三烯酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、二十碳四烯酸、肾上腺酸等不含羟基的不饱和脂肪酸等。

作为构成成分(A-4)的原料，多元醇可以包括甘油、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇等。对于这些多元醇，可单独使用一种或者两种以上组合使用。

作为不饱和脂肪酸与多元醇的酯化物，可以使用大豆油、蓖麻油、棕榈油、菜籽油等。

对不饱和脂肪酸或者不饱和脂肪酸与多元醇的酯化物进行羟基改性的方法本身是已知的。作为该方法的一个示例性说明，可以采用过氧化物将上述成分不饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸与多元醇的酯化物中的不饱和基团进行环氧化，然后使生成的环氧化物与一元醇或多元醇进行发生，从而形成多元醇。作为用于使上述不饱和基团发生环氧化的过氧化物的实例包括，但不限于过氧乙酸、过氧化氢等。作为用于使上述环氧化物发生羟基改性的一元醇的实例包括，但不限于甲醇、乙醇、丙醇等直链伯醇；异丙醇等仲醇；烯丙醇等含不饱和基团的醇；异丁醇、新戊醇等支链醇；环己醇、苄醇等环状醇；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙基醚等乙二醇单烷基醚；二乙二醇单甲醚等二乙二醇单烷基醚；丙二醇单甲醚等丙二醇单烷基醚；二丙二醇单甲醚等二丙二醇单烷基醚等。这些一元醇可单独使用或者两种以上组合使用。作为用于使上述环氧化物发生羟基改性的多元醇的实例包括，但不限于，甘油、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇等。这些多元醇可单独使用或者两种以上组合使用。

作为成分(A-4)的示例，可以使用可商购产品，例如BASF公司的Sovermol 750、Sovermol 760、Sovermol 805、Sovermol 815、Sovermol 819等。

多元醇(A-5)

如上所述，衍生自脂肪酸的多元醇(A-5)可以是通过多元醇，多元羧酸，脂肪酸和任选的单官能酸进行缩合反应得到的羟基官能树脂。

所述多元醇如针对多元醇(A-1)和(A-4)中涉及的多元醇。

所述多元酸包括本领域已知的用于制备醇酸树脂和/或聚酯树脂的任意多元酸。作为多元酸的实例，可以包括二元酸或其酸酐，诸如邻苯二甲酸及其酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、四氯邻苯二甲酸、四溴邻苯二甲酸、马来酸、富马酸、中康酸、柠康酸、二氯马来酸；三元酸或其酸酐，诸如偏苯三酸；四元酸或其酸酐，诸如苯均四酸酐；及其组合。

作为构成成分(A-5)的原料，所述脂肪酸可以包括碳原子数为8或更高的脂肪酸，例如，碳原子数为8～28、优选为10～20的脂肪酸，所述脂肪酸可以含羟基或不含羟基的并且可以是饱和的或不饱和的。所述脂肪酸的油类同样适用。具有代表性的油类包括植物油，诸如卡罗那油、蓖麻油、脱水蓖麻油、椰油、玉米油、棉花籽油、落花生油、亚麻油、花生油、ricinene(蓖麻碱)油、红花油、大豆油、向日葵油、妥尔油、桐油、核桃油、木油等等；动物脂肪，诸如鱼油、猪油、鸡油、牛油等等；及其组合。

作为构成成分(A-5)的可选原料，可以使用本领域已知的用于制备醇酸树脂和/或聚酯树脂的任意一元酸。具有代表性的一元酸的实例，可以包括苯甲酸、乙酸、丙酸、叔丁基苯甲酸或其组合。

对脂肪酸、多元酸、多元醇和一元酸进行缩合的方法本身是已知。作为示例性说明，该方法任选地在催化剂的存在下并且任选地在溶剂的存在下进行。催化剂可以用于促进醇酸树脂的形成。催化剂可以是本领域已知的用于形成醇酸树脂的任何催化剂。优选地，催化剂是酸催化剂，例如FASCAT 4100。催化剂的加入量可由本领域技术人员通过常规试验确定。溶剂可以用于稀释反应混合物。溶剂可以是是本领域已知的用于形成醇酸树脂和/或聚酯的任何溶剂。

以上成分(A-1)、成分(A-2)、成分(A-3)、成分(A-4)和成分(A-5)可以单独使用或者两种以上组合使用。

在根据本发明的一些实施方式中，衍生自脂肪酸的多元醇不仅具有高固含量，而且具有非常低的粘度，因而可被用于配制低VOC含量的涂料组合物。在本发明的一个实施方式中，所述树脂组合物具有90wt％或更高的固含量，优选具有95wt％或更高的固含量，甚至具有100wt％的固含量。在本发明的一个实施方式中，所述树脂组合物具有800mPa.s或更低的粘度，优选具有750mPa.s或更低的粘度，更优选具700mPa.s或更低的粘度，而且所述粘度不低于500mPa.s，优选不低于550mPa.s。所述粘度是在25℃下采用旋转粘度计测定的。在本发明的另一个实施方式中，所述树脂组合物具有90wt％或更高的固含量并且具有800mPa.s或更低的粘度。

优选地，在根据本发明的双组分涂料组合物中，衍生自脂肪酸的多元醇的用量可以在较宽的范围内应用，例如衍生自脂肪酸的多元醇可以以相对于所述主剂的总重量60wt％或更高的量存在。优选地，相对于主剂的总重量，衍生自脂肪酸的多元醇用量为65wt％或更高，优选为70wt％或更高，更优选为75wt％或更高，甚至还要更优选为80wt％或更高，更优选为85wt％或更高，但不高于98wt％。

在根据本发明的双组分涂料组合物中，主剂还包括聚醚改性聚硅氧烷。如上所述，在涂料组合物的配制过程中，掺入一定量的聚醚改性聚硅氧烷，能够提高衍生自脂肪酸的多元醇与水性固化剂和水性树脂的相容性，从而提供涂层透明度明显改善的水性涂料组合物。本发明的发明人惊讶地发现，聚醚改性聚硅氧烷的掺入量是影响涂料组合物性能的重要参数，过低量的聚醚改性聚硅氧烷不足以改善涂料组合物的各组分的混溶性；过高量的聚醚改性聚硅氧烷可能会对涂层的硬度是不利的或者会导致涂层发生收缩。通常，在根据本发明的涂料组合物中，聚醚改性聚硅氧烷以相对于主剂的总重量2wt％或更高的量存在，优选以相对于主剂的总重量在2wt％至10wt％的范围内或者在4wt％至10wt％的范围内的量存在，更优选以相对于主剂的总重量在2wt％至8wt％的范围内的量存在，还要更优选以相对于主剂的总重量在3wt％至5wt％的范围内的量存在。聚醚改性聚硅氧烷的用量可以根据本发明的双组分涂料组合物中的其它组分，特别是水性组分的添加进行调节，并不局限于上述用量范围。

在本文中，“聚醚改性聚硅氧烷”是指分子骨架包含-Si-O-结构单元的聚合物。在本发明的一些实施方式中，所述聚醚改性聚硅氧烷具有下式I的结构：

其中，R₁在每次出现时独立地选自由C₁-C₆烷基组成的组，优选甲基；

R表示聚醚残基；

m与n之和为在30至250之间的整数；并且

m与n的比值在3:7至9:1的范围内。

在本发明的一个优选实施方式中，所述聚醚改性聚硅氧烷是有效硅含量为30wt％或更高的聚醚改性聚硅氧烷。优选地，聚硅氧烷具有40wt％或更高的有效硅含量，优选具有50wt％或更高的有效硅含量，更优选具有60wt％或更高的有效硅含量，还要更优选具有65wt％或更高的有效硅含量，甚至更优选具有70wt％或更高的有效硅含量，还要甚至更优选具有75wt％或更高的有效硅含量。根据本发明，考虑到涂层的流平性，聚硅氧烷具有较高有效硅含量是特别有利的。但是，从实践出发考虑，有效硅含量不超过99wt％，优选不超过95wt％，更优选不超过90wt％。有效硅含量通常是由供应商提供的。发明人发现，如果有效硅含量过低，那么该试剂降低涂层表面张力的能力不足，导致涂层不能有效地贴合基材或底层流动。聚醚改性聚硅氧烷可以采用本领域普通技术人员所熟知的适当的方法制备，或者可以使用任意适当的可商购产品，诸如BYK公司的BYK346。

在根据本发明的双组分涂料组合物中，主剂还可任选地包含羟基官能的丙烯酸类聚合物的水性分散体。

在本发明的一个实施方式中，羟基官能的丙烯酸类聚合物是乳液聚合的胶乳聚合物，其水性分散体是通过乳液聚合制备的，因而也可被简称为“水性胶乳”。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、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。

采用上述方法得到或者商购得到的水性胶乳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MarvlenZetasizer 3000HS微观粒径分析仪测定的颗粒的尺寸。在本发明中，水性胶乳的聚合物颗粒的z均粒径可以为至多200nm、优选小于180nm、更优选小于150nm。但聚合物颗粒的z均粒径优选为至少50nm，优选为至少80nm或更大，更优选为至少100nm或更大。在本发明的优选实施方式中，水性胶乳的聚合物颗粒可以具有在100至200nm的范围内的z均粒径。

在本发明的另一个实施方式中，羟基官能的丙烯酸类聚合物是有机溶液聚合的丙烯酸类聚合物，其水性分散体是通过将如此制成的聚合物重新分散在水中而得到。采用有机溶液聚合制备丙烯酸酸类聚合物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溶液聚合工艺进行制备。所述溶液聚合制备工艺通常包含如下步骤：将可聚合单体溶于有机溶剂中，并且例如通过添加引发剂引发单体的聚合，之后进行后处理以获得产物。在本发明中，可以通过例如亲水性官能团(包括，但不限于阳离子亲水基团、非离子亲水基团、阴离子亲水基团等等)的修饰对聚合物颗粒进行改性，从而获得所需性能，例如水分散性。

根据本发明，含有羟基的丙烯酸类聚合物的骨架可以具任意适当的末端基团。在一些实施方式中，丙烯酸类聚合物的骨架为羟基封端的和/或羧基封端的，更优选为羟基封端的。

羟基官能化的丙烯酸类聚合物可以具有任何适当的羟值。羟值通常表示为相当于1克含羟基物质中的羟基含量的氢氧化钾(KOH)的毫克数。根据本发明，羟基官能化的丙烯酸类聚合物具有至少5mg KOH/g聚合物的羟值，更优选至少10mg KOH/g聚合物的羟值，还要更优选至少20mg KOH/g聚合物的羟值，但羟值最好不超过200mg KOH/g聚合物。在某些优选的实施方式中，聚合物具有5mgKOH/g聚合物至约150mgKOH/g聚合物、甚至更优选约10mgKOH/g聚合物至约100mgKOH/g聚合物、最佳约20mgKOH/g聚合物至约80mgKOH/g聚合物的羟值。

羟基官能化的丙烯酸类聚合物可以具有任何适当的酸值。酸值通常表示为将1g样品滴定至指定终点所需要的KOH的毫克数。用于确定酸值的方法是本领域公知的。适当的酸值的范围可以根据各种考虑因素来变化，所述考虑因素包括例如是否需要水分散性。在一些实施方式中，聚合物具有至少约5mgKOH/g聚合物、更优选至少约15mgKOH/g聚合物、甚至更优选至少约30mgKOH/g聚合物的酸值。然而，考虑到实际应用情况，聚合物的酸值通常小于约200mgKOH/g聚合物，优选小于约150mgKOH/g聚合物，更优选小于100mgKOH/g聚合物，还要更优选小于50mgKOH/g聚合物。

根据本发明，水性分散体中的含羟基的丙烯酸类聚合物可以是任何类型的丙烯酸类聚合物，包括纯丙烯酸酯聚合物、苯乙烯-丙烯酸酯聚合物、有机硅改性的丙烯酸酯聚合物、聚氨酯改性的丙烯酸酯聚合物或其组合。在本发明的一些实施方式中，所述含羟基的丙烯酸类聚合物包括纯丙烯酸酯聚合物。

在本发明中，羟基官能的丙烯酸类聚合物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聚合方法制备，或者可以使用任意适当的可商购产品作为实例，诸如使用的来自Allnex的VIACRYL VSC 6276、来自DSM的Neocryl A633、来自Valspar的WQ1229P、来自猴仙的Houxian 2006等等。

优选地，在根据本发明的双组分涂料组合物中，羟基官能的丙烯酸类聚合物的水性分散体的用量可以根据需要进行调节，例如可以在0至15wt％的范围内。

如果需要，在根据本发明的涂料组合物中，主剂中还可选包含其他添加剂，这些添加剂不会不利地影响涂料组合物或由其得到的固化涂层。适当的添加剂包括例如会改善组合物的加工性能或制造性能、增强组合物的美感、或改善涂料组合物或由其得到的固化组合物的特定功能性质或特性(诸如对基材的粘附性)的那些试剂。可以包含的添加剂是载剂、附加聚合物、乳化剂、颜料、金属粉末或膏体、填料、抗迁移助剂、抗菌剂、增量剂、润滑剂、凝结剂、润湿剂、生物杀灭剂、增塑剂、消泡剂、着色剂、蜡、抗氧化剂、防腐蚀剂、流动控制剂、触变剂、分散剂、UV稳定剂、清除剂、或其组合。各个可选成分的含量足以起到其意欲达到的目的，但优选地，这样的含量不会不利地影响涂料组合物或由其得到的固化涂层。

可以使用任意适当的液体载剂来调节主剂的粘度。适当的液体载剂包括有机溶剂、水及其混合物。选择液体载剂从而调节主剂的粘度，以便用于进一步配制。

适当的液体载剂包括醇类(例如乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等)；酮类(例如丙酮、2-丁酮、环己酮、甲基芳基甲酮、乙基芳基甲酮、甲基异戊基甲酮等)；二醇类(例如丁基乙二醇)；二醇醚类(例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、甲氧基丙醇、二丙二醇甲醚等)、二醇酯类(例如丁基乙二醇乙酸酯、乙酸甲氧基丙基酯等)；及其混合物。优选地，使用二醇醚作为有机共溶剂。

包含在主剂中的液体载剂的量可以例如根据涂覆方法和所需要的粘度而变化。主剂的优选实施方式包含2-10wt％的液体载剂，更优选包含2-8wt％的液体载剂。

水性异氰酸酯固化剂

根据本发明，水性涂料组合物包含水性异氰酸酯固化剂。如上文所述，水性异氰酸酯固化剂是指具有潜在异氰酸酯官能团的任何化合物或聚合物。在成膜条件下，水性异氰酸酯固化剂中的潜在异氰酸酯官能团可以脱保护生成异氰酸酯，如此其可以与主剂中的羟基官能丙烯酸类聚合物和衍生自脂肪酸的多元醇中的羟基官能团发生交联，从而导致本发明的水性涂料组合物可以形成涂层。

在本发明中，水性异氰酸酯固化剂可以采用本领域普通技术人员所熟知的适当的方法制备，或者可以使用任意适当的可商购产品作为实例，诸如使用的来自Valspar的WJ0526、Bayhydur XP2655、Bayhydur XP2547、万华aquolin 270、万华aquolin 268、巴斯夫公司HW2100。

根据本发明，水性异氰酸酯固化剂与主剂的重量比可以在1：2至2：1的范围内变化，优选为1:1。

根据本发明，双组分水性涂料组合物可以通过如下制备：应用前，将主剂与水性异氰酸酯固化剂以预定重量比在混合装置中进行简单混合。在施工过程中，根据需要，将所得混合物与一定量的惰性稀释剂进行混合，从而得到满足施工需要的涂料组合物。在本发明的一个优选实施方式中，所述双组分水性涂料组合物在可以施工时(例如达到120s或更低的施工粘度时)仍具有70至90wt％的施工固含量。在本发明的另一个优选实施方式中，所述双组分水性涂料组合物在可以施工时(例如达到120s或更低的施工粘度时)具有300g/L或更低的挥发性有机化合物(VOC)含量。在本发明的还要另一个优选实施方式中，所述双组分水性涂料组合物在可以施工时(例如达到120s或更低的施工粘度时)具有70至90wt％的施工固含量并且具有300g/L或更低的挥发性有机化合物(VOC)含量。

根据本发明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、辊涂、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。涂料组合物可被涂成各种湿膜厚度。在本发明的实施方式中，湿膜厚度优选地提供约13至约260μm(约0.5至约10密耳)的干膜厚度，且更优选地是约25至约75μm(约1至约3密耳)。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。

较之传统的双组分水性涂料组合物，根据本发明的双组分水性涂料组合物形成的涂层具有如下优点中的一个或多个，优选多个，更优选全部：

非常好的丰满度，木质基材的导管基本被填满；

非常高的透明度；

较高的漆膜硬度，例如可以达到1-2H，与之相比，而传统的水性双组分涂料组合物在同样的漆膜厚度下一般仅能够达到F-H的硬度。

因此，根据本发明的双组分涂料组合物具有广泛的应用领域，可以用作封闭底漆、透明底漆、面漆、实色漆等。因而，本发明还涉及一种木制品，其包括木质基材，其具有至少一个主表面；和一层或多层漆膜，所述漆膜是由直接或间接涂覆在所述主表面上的由本发明的双组分水性涂料组合物形成的。在一些实施方式中，本发明的双组分水性涂料组合物可以涂覆在木质基材上作为封闭底漆、二道底漆、三道底漆中的一个或多个，优选全部。

作为用于制造本发明木制品的木质基材，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。

根据本发明，由此得到的木制品可用于如下应用，包括，但不限于：家用家具，例如桌子、椅子、橱柜等；卧室和浴室家具；办公家具；定制家具，例如学校和儿童家具、医院家具、餐厅和酒店家具、厨房橱柜和家具；室内设计用的板；室内和室外的窗户和门；室内和室外的窗框和门框；室外和室内的护墙板以及木地板。

实施例

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改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。

测试方法

除非另有声明，在实施例中使用如下测试方法。

混溶性：将待测组分以不同比例进行混合，并充分搅拌，然后目测其相容性，目测相容性可以分为“好”、“一般”、“差”三个等级。

水洗性：将待测混合物与水混合，并充分搅拌，然后目测其水洗性，目测可水洗容易程度分为“非常容易”、“容易”、“差”三个等级。

VOC含量：根据GBT23986-2009测定的。

丰满度：在相同的素材及工艺条件下使涂料组合物成膜，并目测对比各涂层的丰满度。

透明度：在相同的素材及工艺条件下使涂料组合物成膜，并目测对比各涂层的透明度。

铅笔硬度：根据GBT6739-2006测定。

材料

各实例中使用的原料列在如下表1中。

表1

涂料组合物

将下表2所示用量的衍生自脂肪酸的多元醇、聚醚改性聚硅氧烷、DPM和水性羟基丙烯酸类树脂添加到混合容器中并混合，然后在800-1000rpm下搅拌至均匀，从而得到主剂。将由此制备的主剂与水性固化剂以1:1的重量比混合，并确定所得混合物的混溶性和水洗性。

由表2结果可见，在实施例1-8中，衍生自脂肪酸的多元醇与相对较大量(例如至少2wt％)的聚醚改性聚硅氧烷进行组合，不仅导致衍生自脂肪酸的多元醇与主剂中羟基丙烯酸类聚合物的水性分散体具有非常好的相容性，而且导致主剂与水性固化剂也具有非常好的相容性。

涂层

在涂覆之前，将根据以上实施例3制备的根据本发明的双组分水性涂料组合物、来自广东华润涂料有限公司的T81174以及来自广东华润涂料有限公司的WTD 8500分别根据下表3所示采用DPM或水进行稀释，并且将经稀释的混合物涂覆在黑胡桃贴皮的基材表面上，作为第一道封闭底漆、第二道底漆和第三道底漆。施工参数汇总在表3中。

表3

然后，对根据表3所涂覆的三道底漆的各个涂层分别进行表征。表征结果汇总在下表4和图1中。

表4

由上表4结果可见，涂覆在黑胡桃贴皮的基材表面上的本发明的双组分涂料组合物较之目前市面上丰满度优异的T81174底漆与市场主流水性双组分WTD8500底漆相比具有更好的涂层丰满度、透明度和硬度。而且，本发明的发明人还发现采用本发明的双组分涂料组合物作为封闭底漆时同样具有优异的防涨筋效果。

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 (12)

1.一种双组分水性涂料组合物，所述涂料组合物包含：

a)主剂，所述主剂包含

i)衍生自脂肪酸的多元醇；

ii)聚醚改性聚硅氧烷；以及

b)水性多异氰酸酯固化剂，

其中，所述聚醚改性聚硅氧烷以相对于所述主剂的总重量至少2wt％的量存在。

2.如权利要求1所述的双组分水性涂料组合物，其中，所述聚醚改性聚硅氧烷以相对于所述主剂的总重量在2-10wt％的范围内的量存在，更优选在3-5wt％的范围内的量存在。

3.如权利要求1或2所述的双组分水性涂料组合物，其中，所述衍生自脂肪酸的多元醇选自如下中的一种或多种：(A-1)含羟基的脂肪酸与多元醇的酯化物；(A-2)含羟基的不饱和脂肪酸的多聚体；(A-3)将不饱和脂肪酸的多聚体进行还原而得到的多元醇；(A-4)将不饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸与多元醇的酯化物进行羟基改性而得到的多元醇；和(A-5)通过多元醇、多元羧酸、脂肪酸和任选的单官能酸进行缩合反应得到的羟基官能树脂。

4.如权利要求1或2所述的双组分水性涂料组合物，其中，所述衍生自脂肪酸的多元醇具有90wt％或更高的固含量，优选地具有95wt％或更高的固含量，更优选地具有100wt％的固含量。

5.如权利要求1或2所述的双组分水性涂料组合物，其中，所述衍生自脂肪酸的多元醇具有至多800mPas的粘度，所述粘度是在25℃下采用旋转粘度计测量的。

6.如权利要求1或2所述的双组分水性涂料组合物，其中，所述聚醚改性聚硅氧烷具有30wt％或更高的有效硅含量，优选具有60wt％或更高的有效硅含量。

7.如权利要求1或2所述的双组分水性涂料组合物，其中，所述聚醚改性聚硅氧烷具有下式I的结构：

其中，R₁在每次出现时独立地选自由C₁-C₆烷基组成的组，优选甲基；

R表示聚醚残基；

m与n之和为在30至250之间的整数；并且

m与n的比值在3:7至9:1的范围内。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的双组分水性涂料组合物，其中，所述主剂包含，相对于所述主剂的总重量，

i)60至97.9wt％的衍生自脂肪酸的多元醇；

ii)2至10wt％的所述聚醚改性聚硅氧烷；

iii)0.1-10wt％的有机溶剂；以及

iv)0至30wt％的羟基丙烯酸类聚合物的水性分散体。

9.如权利要求1至7中任意一项所述的双组分水性涂料组合物，其中所述主剂与所述水性异氰酸酯固化剂的重量比在1:2至2:1的范围内，优选为1:1。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的双组分水性涂料组合物，其中，所述双组分水性涂料组合物在达到120s或更低的施工粘度时仍具有70至90wt％的施工固含量。

11.如权利要求1至10中任意一项所述的双组分水性涂料组合物，其中，所述双组分水性涂料组合物在达到120s或更低的施工粘度时具有300g/L或更低的挥发性有机化合物(VOC)含量。

12.一种木制品，其包括

木质基材，其具有至少一个主表面；和

至少一层漆膜，所述漆膜是由直接或间接涂覆在所述主表面上的由权利要求1至11中任意一项所述的双组分涂料组合物形成的。

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