TW201317309A - 水性聚胺甲酸酯塗布組成物（三） - Google Patents

水性聚胺甲酸酯塗布組成物（三） Download PDF

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Abstract

水相聚胺甲酸酯塗布組成物揭露於本說明書中。水相聚胺甲酸酯塗布組成物含有聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成份、氨基塑料樹脂成份以及聚丙烯酸多元醇成份。

Description

水性聚胺甲酸酯塗布組成物(三)
本發明係關於單一成分水性聚胺甲酸酯塗布組成物以及該組成物於塗布基材之應用。
舉例來說，玻璃基材可以進行塗布以得到一裝飾效果或者強化基材性質。例如，玻璃基材可以進行塗布以得到防爆性能、耐磨損性、彈性增加，和耐溶劑性。舉例來說，玻璃容器可以受益於透明塗料，其提供對於外部表面的機械保護以幫助將機械傷害最小化，像是在運輸、儲存、充填操作以及分散的過程所引起的劃傷或擦傷。
本說明書中的所揭露的具體實例是與水性聚胺甲酸酯塗布組成物有關。水性聚胺甲酸酯塗布組成物包含了多元醇樹脂、氨基塑料樹脂以及聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂。
在不同的具體實例中，水性聚胺甲酸酯塗布組成物包括：(a)水可稀釋的羥基官能聚丙烯酸樹脂；(b)水可稀釋的氨基塑料樹脂；以及(c)水可稀釋的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂。水可稀釋的羥基官能聚丙烯酸樹脂樹脂包括下列反應的產物：(A1)烯系不飽和羥基官能單體；(A2)烯系不飽和羥基單體，其包括離子基或潛在的離子基；以及(A3)烯系不飽和羥基單體，其不包括離子基、潛在的離子基或羥基。水可稀釋的羥基官能聚 丙烯酸樹脂(a)以及氨基塑料樹脂(b)在高於環境溫度的溫度下進行反應而形成交聯。聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂是非官能的。
據了解，在本說明書中公開和描述的並不侷限於在摘要於摘要中的實施例。
本說明書中，敘述及闡釋不同的具體實例均是為提供關於結構、功能、操作、製造以及所揭露的產品及製程的使用之整體的了解。也可以了解在本說明書中所敘述以及闡釋之不同的具體實例為非限制性及非徹底的。因此，本發明並不受限於本說明書中所揭露的不同的非限制性和非徹底的具體實例。相反的，本發明僅由申請專利範圍來定義。關於不同具體實例所闡釋及/或描述的特徵以及特性可結合其他具體實例中的特徵以及特性。這樣的修飾以及變化均也包含在本說明書中的範圍內。因此，本說明書中的申請專利範圍可經修正而引述本說明書中任何明示或本質上描述的特徵或特性，或引述本說明書中任何明示或本質上的支持的特徵或特性。再者，申請人有權修改申請專利範圍，以明確地排除可能存在於現有技術中的特徵或特性。因此，任何這樣的修正符合35 U.S.C.§112的第一項，以及35 U.S.C.§132(a)的要求。在本說明書中，所揭露以及描述之不同的具體實例可以是包括如本文所描述不同的功能和特性、由如本文所描述不同的功能和特性所組成或者基本上由如本文所描述不同的功能和特性所組 成。除非另有指示，本文所確認之任何專利、公開本或其他揭露資料係藉由參造全文併入，但只到經併入之資料不與本說明書中明確提出之存在定義、論述或其他揭露資料衝突之範圍。因此，以及至必要程度，本說明書中所提出的明確揭露內容取代藉由參照併入本文中的任何衝突資料。任何資料或其部分(即藉由參照併入本說明書，但與本文中提出之存在的定義、論述或其他揭露資料衝突)僅併入至經併入之資料與存在揭露資料之間不產生衝突之程度。申請人保留修改本說明書之權利，以明確地引述本文中藉由參照併入之任何標的、或其部分。
貫穿本說明對於"各種非限制具體實例，"或類似語之參照意指特別的特徵或特色可包含於具體實例中。因此，本說明書中片語"在各種非限制具體實例中，"或類似語之用途非一定是提及一般具體實例，且可能是提及不同具體實例。此外，特別特徵或特性可在一或多個具體實例中以任合適當方式組合。因此，與各種具體實例有關的所說明或敘述之特別特徵或特性，可與一或多個其他具體實例的特徵或特性全部或部分地組合而無限制。這樣修改與變化意指包含在本說明書之範圍中。以此方式，本說明書中所述之各種具體實例係非限制及非徹底的。
在本說明書中，除另有指明外，所有數值參數被理解為在所有例子中藉由術語"約"置前及修改，其中數值 參數具有在用於測定參數數值之以下量測技術的固有變化性特色。最低限度，並且不試圖將等同原則的應用限制在申請專利範圍的範圍，本文中所述的每個數值參數應至少根據所記錄的有效數字的數值並採用一般的捨入技術進行解釋。而且，在本說明書中所引述之任何數值範圍意指包含在所述範圍中所包含的所有子範圍。例如，“1到10”的範圍意指包括在所述之最低值1和所述之最高值10之間(且包括端值)的所有子範圍；亦即，具有等於或高於1之最小值和等於或低於10的最大值。本說明書所述之任何最大數值限制意指包含其中所包含之所有更低的數值限制，以及本說明書所述之任何最小數值限制意指包含其中所包含之所有更高的數值限制。因此，申請人保留修改本說明書(包含申請專利範圍)之權利，以明確地引述在本說明書明確引述之範圍中所包含的任何子範圍。所有這樣的範圍係固有地敘述於本說明書中，以使明確引述任何這樣子範圍的修正符合美國專利法第112條第1項及第132條(a)款之要求。本說明書所使用之文法冠詞"一種/一個(one)"、"一"以及"該"意指包括"至少一種(個)"或"一或多種(個)"，除非另外指明。因此，冠詞係使用於本說明書中以提及一種(個)或多於一種(個)(亦即，"至少一種(個)")冠詞的文法物(grammatical objects)。例如，"一成分"意指一或多種成分，且因此可能考量多於一種成分以及可能使用於所述具體實例之實施。此外，單數名詞 的使用包括複數，以及複數名詞的使用包括單數，除非所使用之上下文另有需要。本說明書中不同的具體實例揭露及描述了水性(waterborne)(亦即水相(aqueous))聚胺甲酸酯塗布組成物，其展現了有益於基材(像是玻璃基材)的性質。本文中揭露之水相聚胺甲酸酯塗布組成物提供展現硬度下降、柔軟性提升、耐衝擊提升、在嚴苛環境下與基材有良好黏著性、耐磨損提升、耐溶劑性提升的固化塗膜。水相聚胺甲酸酯塗布組成物可提供有益於基材(像是玻璃基材)的性質。水相聚胺甲酸酯塗布組成物可以是單一成分而沒有堵劑。水相聚胺甲酸酯塗布組成物可包括用以熱固化之氨基塑料交聯成份。單一成分塗布組成物包括預混合組成物，其具有可接受的適用期以及儲存穩定性且可應用至基材上，以及在特定條件下固化，其特定條件例如是在升高的溫度或在暴露在紫外線光線下。舉例來說，單一成分系統包含了與烷氧基氨基塑料或可逆端封異氰酸酯交聯之羥基樹脂。相較之下，兩成分塗布組成物包括兩個獨立的和相互反應的成分，在應用至基材前先立即混合。這些獨立的成份分別包含了在周圍條件下可反應之成份以及在混合後便立即開始形成固化樹脂。因此，兩成分受限於適用期，在使用之前必須維持各自獨立。
羥基官能聚丙烯酸本說明書中的參考文獻U.S.專利號4,280,944描述水相以聚醚為主之聚胺甲酸酯分散體是由單一成分系統所構成而可進行熱固化，其中分散 體包含憑藉本文中所提及的自由羥基和封端異氰酸酯基。然而，其也被預期得到單一成分水相聚胺甲酸酯分散體塗布組成物，其不包含堵劑以及為熱固化。使用三聚氰胺作為交聯劑與羥基官能聚胺甲酸酯分散體進行交聯可以是一個替代方案。本說明書中的參考文獻EP-A 519,074，揭露水相玻璃塗布組成物是以兩種塗布物進行應用，其中面塗層含有三個主要成份：水相聚胺甲酸酯分散體、水相環氧樹脂以及水相三聚氰胺/甲醛樹脂。聚胺甲酸酯分散體僅在加入大量其他兩個樹脂後達到其所需最終性質。因此，所揭露塗布組成物為多成分組成物，而非單一成分組成物。
胺基塑料交聯成份，像是三聚氰胺交聯劑，可加至水相聚胺甲酸酯塗布組成物中，而提供不含堵劑的單一成分熱可固化水性聚胺甲酸酯塗布組成物。一般而言，加入胺基塑料交聯劑成分會增加固化塗布膜的硬度。正因為如此，胺基塑料交聯成分的使用會導致不欲的塗布性質產生，像是會增加脆度、降低耐衝擊性以及降低耐磨損性。
這些作用可能對於基材是特別有問題的，例如對於玻璃材料而言，其在基材上可以容易地顯示相對硬且脆之塗布膜上的機械表面損傷。再者，相對硬以及脆之塗布膜傾向於存在提升的機械磨損、耗損和腐蝕。然而， 本發明人發現不含堵劑之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其含有氨基塑料交聯成分，以及展現低硬度以及高可撓性、高耐衝擊性以及韌度，以及高耐磨損性。
本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可包括：(a)多元醇樹脂；(b)胺基塑料樹脂；以及(c)聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂。如本文所使用的名詞”聚胺甲酸酯”意謂包括胺甲酸乙酯基、尿素基或兩者之聚合物或低聚物材料。另外，”聚胺甲酸酯”也意謂包含胺甲酸乙酯基、尿素基或兩者之聚合物或低聚物樹脂或交聯聚合物網絡。本文所使用的名詞”多元醇”意謂包括至少兩個未反應羥基的化合物。多元醇可以是包括至少兩個側鏈以及/或末端羥基的單體、聚合物以及/或低聚物。在各種非限制性具體實例中，本文所揭露之水相聚胺甲酸酯塗布組成物的多元醇樹脂成份(a)可包括水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂。本文中所用之名詞”聚丙烯酸樹脂”意謂包括烯系不飽和單體殘基的低聚或聚合巨分子。水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂可包括含有羥基；磺酸基和/或羧基；磺酸鹽基和/或羧酸鹽基；或其他離子基或潛在離子基的烯系不飽和單體的低聚物或聚合物。
在各種非限制性具體實例中，多元醇樹脂成份(a)是水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂。在本文中所使用的名詞”水可稀釋”意謂在水中的分子溶液的溶解度，或者在分散液、乳化液、懸浮液、膠體、溶膠或相似態中的 分散度，其中可以含有或不含有額外的分散劑、乳化劑、界面活性劑、共溶劑或相似物。在本文中所使用的名詞”羥基官能”意謂含有至少一個未反應羥基基團的分子。
在各種非限制性具體實例中，本文所揭露之水相聚胺甲酸酯塗布組成物中的多元醇樹脂成份(a)可包括水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂。本文中所用之名詞”聚丙烯酸樹脂”意謂包括烯系不飽和單體殘基的低聚或聚合巨分子。水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂可包括含有烯系不飽和單體殘基的低聚物或聚合巨分子，其包含羥基；磺酸基和/或羧基；磺酸鹽基和/或羧酸鹽基；或其他離子基或潛在離子基。
水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂可藉由下述進行共聚合而製造：(A1)烯系不飽和官能羥基單體；(A2)烯系不飽和單體，其包含離子基或潛在離子基；以及(A3)其他烯系不飽和單體。在各種非限制性具體實例中，成份(A1)至(A3)的共聚合係在成份(A2)呈潛在離子(如包括非離子磺酸基或羧基)形式下進行，其中在共聚合後至少部分轉變為離子形態。
在各種非限制性具體實例中，不飽和羥基官能單體(A1)可以包括例如丙烯酸或甲基丙烯酸的羥基烷酯(如在羥基烷基上包括2至4個碳原子)，像是(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、藉由加入環氧丙烷至(甲基)丙烯酸而形成的(甲基)丙烯酸羥基丙酯的異構物、(甲基)丙烯酸羥基丁酯的異構物；以及其任意組合。
在各種非限制性具體實例中，含有離子基或潛在離子基的烯系不飽和單體(A2)可以包括例如羰基或磺酸基。合適的單體(A2)包括例如分子量為72至207的烯系不飽和單羧酸或二羧酸，像是丙烯酸；甲基丙烯酸；馬來酸；衣康酸；以及其任意組合。合適單體(A2)也包括例如含有磺酸基的烯系不飽和化合物，像是2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸。任何含有離子基或潛在離子基的烯系不飽和單體的混合物也可使用。
在各種非限制性具體實例中，其他烯系不飽和單體(A3)可以包含例如不含離子基、潛在離子基或羥基的烯系不飽和化合物。合適的單體(A3)包括例如於醇基上含有1至18或1至8個碳原子之丙烯酸或甲基丙烯酸的酯類，像是(甲基)丙烯酸甲酯；(甲基)丙烯酸乙酯；(甲基)丙烯酸異丙酯；(甲基)丙烯酸正丙酯；(甲基)丙烯酸正丁酯；(甲基)丙烯酸2-乙基己酯；(甲基)丙烯酸正硬脂酯；以及其任意組合。合適的單體(A3)也可以包括例如苯乙烯；烷基取代的苯乙烯；丙烯基苯；丙烯腈；甲基丙烯腈；乙酸乙烯酯；硬脂酸乙烯酯；環氧官能共聚單體，如丙烯酸縮水甘油酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯；N-甲氧基甲基丙烯醯胺；甲基丙烯醯胺；以及其任意組合。
含有成份(A1)至(A3)的聚合產物之水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂，其使用聚合方法，例如使用自由基起始劑的總體聚合、溶液聚合、乳化聚合、懸浮聚合技術 而製造。如本說明書的參考文獻中，其合適的製程像是在美國專利5,331,039所述。
烯系不飽和羥基官能單體(A1)在足量使用情況下以得到期望的羥基數，像是以水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂重量計0.5至8重量%或者1至5重量%的羥基含量。舉例來說，羥基官能單體(A1)可以使用為3至75重量%或者6至47重量%(以(A1)至(A3)的總重計算)的量。在各種非限制性具體實例中，羥基官能單體(A1)的量可以經選擇以使於統計平均下所形成的聚丙烯酸共聚物中每個巨分子包括至少兩個羥基。
在各種非限制性具體實例中，含有離子基或潛在離子基的烯系不飽和單體(A2)，藉由共價鍵結併入巨分子中可至少部分賦予水可稀釋性(像是水相溶解度或者水相分散性)至水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂，此可以提升巨分子的親水性。在含有或沒有額外的乳化劑、分散劑、共溶劑以及相似物下，單體(A2)的使用量以及未反應的磺酸基或羧基的去質子化的程度應足夠製備穩定水相分散液或水相溶液。舉例來說，在各種非限制性具體實例中，單體(A2)的使用量可以是0.3至30重量%或1至20重量%(以(A1)至(A3)的總重計算)。
與聚丙烯樹脂的分子量有關，其離子基或潛在離子基、以及/或任何乳化劑、共溶劑以及相似物的存在下，包括聚丙烯酸樹脂的水性系統可以是膠體分散液、分子溶液或上述兩者混合物。在具體實例中，使用相對低量 的單體(A2)，通常形成水相分散液(膠體)，但這水相溶液中可能包括小量的聚合物。較高含量的單體(A2)增加的樹脂量形成水相溶液(以及降低的樹脂量呈膠體分散液)。當單體(A2)的相對量增加時，會有更多的水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂可以溶解至水相溶液中。
水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂具有平均分子量為500至100000或1000至50000(重量平均，其使用膠體滲透層析儀以聚苯乙烯為標準品進行量測而得)；其羥基數為16.5至264 mg KOH/g或者33至165 mg KOH/g；以及酸數為5至125 mg KOH/g(以任何酸性離子基或潛在離子基計算，其中25%至100%呈離子鹽形式)。水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂可以呈水相溶液或者分散液的形式存在，其具有固含量為5重量%至90重量%、10重量%至60重量%、10重量%至50重量%、20重量%至45重量%或20重量%至40重量%；在23℃下黏度為10至100000 mPa.s或100至10000 mPa.s；以及可具有pH 5至10或6至9。與聚丙烯酸樹脂的分子量有關，其離子基或潛在離子基的含量，以及/或任何乳化劑、共溶劑以及相似物的存在下，含有聚丙烯酸樹脂之水性系統可以是膠體分散液、分子溶液或兩者之混合物。
在各種非限制性具體實例中，本文所揭露之水相聚胺甲酸酯塗布組成物中的多元醇樹脂成份(a)可包括水可稀釋羥基官能丙烯酸樹脂，其如本說明書中參考文獻美國專利號4,151,143；4,888,383；5,308,912；5,331,039； 5,552,477；或6,962,953所述。
在各種非限制性具體實例中，本文所揭露之水相聚胺甲酸酯塗布組成物中的多元醇樹脂成份(a)可包括水可稀釋羥基官能丙烯酸樹脂。合適的水可稀釋羥基官能丙烯酸樹脂，其可以由Bayer MaterialScience LLC,Pittsburgh,PA,USA，所購得，其商標為Bayhydrol®。
在各種非限制性具體實例中，本文所揭露的水相聚胺甲酸酯塗布組成物中的氨基塑料樹脂成分(b)可選自由以脲為基底之水溶性樹脂以及以三聚氰胺為基底之水溶性樹脂所組成之群組。本文所用名詞”氨基塑料樹脂”意謂其為基於脲-甲醛或三聚氰胺-甲醛縮合產物的樹脂。合適的氨基塑料樹脂可以由Cytec Surface Specialties Inc.,Smyrna,GA,USA，所購得，其商標為Cymel®。氨基塑料樹脂包括官能基，像是烷氧基甲基團，其可以在高於環境溫度的溫度下與羥基反應。舉例來說，包含烷氧基甲基團之氨基塑料樹脂主要藉由在多元醇樹脂上的羥基以及氨基塑料樹脂上的烷氧基甲基之轉酯化反應可用以交聯以及固化多元醇樹脂。如本文所用之名詞”固化”意謂在液體組成物的狀態下如ASTM D 5895-Standard Test Methods for Evaluating Drying or Curing During Film Formation of Organic Coatings Using Mechanical Recorder所定義將組成物的施用膜至少能夠碰觸(set-to-touch)，此文獻也併入本說明書中作為參考。本文所用”固化(cure)”以及”固化(curing)”意謂使用 的液體組成物由液態轉變固化態的過程。名詞”固化(cured)”、”固化(cure)”以及”固化(curing)”涵蓋組成物經由溶劑揮發以及組成物中成分的化學交聯的乾燥過程。在各種非限制性具體實例中，本文所揭露的水相聚胺甲酸酯塗布組成物中的氨基塑料樹脂成分(b)可包含以脲為基底之樹脂，其包括脲-甲醛縮合產物。合適的脲-甲醛縮合產物包括例如像是脲-甲醛縮合物，其可與含1至20個碳原子的一元醇非醚化、部分醚化、或全醚化。
在各種非限制性具體實例中，本文所揭露的水相聚胺甲酸酯塗布組成物中的氨基塑料樹脂成分(b)可包含以三聚氰胺為基底之樹脂，其包括了三聚氰胺-甲醛縮合產物。合適的三聚氰胺-甲醛縮合產物包括例如像是三聚氰胺-甲醛縮合物，其可與含1至20個碳原子的單羥基醇非醚化、部分醚化、或全醚化。在各種非限制性具體實例中，氨基塑料樹脂成分(b)可以是單體、低聚物、或聚合的三聚氰胺-甲醛樹脂，像是甲基化三聚氰胺、乙基化三聚氰胺、丙基化三聚氰胺、丁基化三聚氰胺和混合烷基化三聚氰胺(如甲基化/丁基化三聚氰胺)。在各種非限制性具體實例中，氨基塑料樹脂成分(b)可以是羥甲基、烷氧基甲基或兩者。烷氧基甲基的常見式為-CH2OR1，其中R1可以是具有1至20個碳原子的線性、環狀或分枝烷基鏈。在各種非限制性具體實例中，氨基塑料樹脂成分(b)可包括含有低聚、甲基化、和含高-亞胺基及低羥甲基含量的三聚氰胺-甲醛的縮合產物。舉例來說，氨基塑 料樹脂成分(b)包括低聚甲基化三聚氰胺-甲醛縮合產物，其中包括亞胺基、甲氧基甲基、羥甲基。
在各種非限制性具體實例中，本文所揭露的水相聚胺甲酸酯塗布組成物中的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)可包括水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂。本文所用之名詞”聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂”意謂低聚或聚合的巨分子中，包含碳酸酯基和至少一個胺甲酸乙酯基或脲基。合適的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂包括脂肪族聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂於水之分散體，其可以由Bayer MaterialScience,LLC,Pittsburgh,PA,USA，購得，商標為Bayhydrol®。水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂可包括下述之反應產物：(B1)聚異氰酸酯成份；(B2)聚碳酸酯多元醇成份；以及(B3)包括離子基或潛在離子基的異氰酸酯反應性成份。
在各種非限制性具體實例中，聚異氰酸酯成份(B1)可包括單體有機二異氰酸酯，其以分子式R(NCO)2表示，其中R可以是有機基團。在各種非限制性具體實例中，R代表具有4至18個碳原子的二價脂肪族烴基、具有5至15個碳原子的二價環脂肪族烴基、具有7至15個碳原子的二價芳香脂肪族烴基或者具有6至15個碳原子的二價芳香族烴基。合適的單體二異氰酸酯包括像是：1,4-四亞甲基二異氰酸酯；1,6-六亞甲基二異氰酸酯；1-甲基-2,4(2,6)-二異氰酸基環己烷；2,2,4-三甲基-1,6-六亞甲基二異氰酸酯；2,4,4-三甲基-1,6-六亞甲基二異氰酸酯； 1,12-十二亞甲基二異氰酸酯；環己烷-1,3-二異氰酸酯；環己烷-1,4-二異氰酸酯；1-異氰酸基-2-異氰酸基甲基環戊烷；1-異氰酸基-3-異氰酸基甲基-3,5,5-三甲基-環己烷(異佛酮二異氰酸酯)，雙-(4-異氰酸基環己基)-甲烷；1,3-和1,4-雙-(異氰酸基甲基)-環己烷；雙-(4-異氰酸基環己基)-甲烷；2,4'-二異氰酸基二環己基甲烷；雙-(4-異氰酸基-3-甲基-環己基)甲烷；α,α,α',α'-四甲基-1,3-和/或-1,4-伸苯二甲基二異氰酸酯；1-異氰酸基-1-甲基-4(3)-異氰酸基甲基環己烷；2,4-和/或2,6-六氫伸甲苯基二異氰酸酯(2,6-hexahydro-toluylene diisocyanate)；1,3-和/或1,4-伸苯基二異氰酸酯；2,4-和/或2,6-甲苯二異氰酸酯；2,2'-、2,4'-和/或4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯；伸萘基-1,5-二異氰酸酯；可以是上述的異構體或者其組合。
在各種非限制性具體實例，聚異氰酸酯成分可包括單體異氰酸酯，其包括三個或更多的異氰酸酯基團，舉例來說像是4-異氰酸基甲基-1,8-八亞甲基二異氰酸酯。聚異氰酸酯成分可包括由光氣化苯胺/甲醛縮合物得到的聚苯基聚亞甲基聚異氰酸酯。聚異氰酸酯成分也可包括具有三個或更多的異氰酸酯基團的芳香族異氰酸酯，像是4,4',4"-三苯基甲烷三異氰酸酯。
聚異氰酸酯成分(B1)也包括二異氰酸酯的加成物以及/或包括胺甲酸乙酯基、脲基、脲二酮基、脲酮亞胺基、三聚異氰酸酯基、亞胺基二二酮基團、二三酮基、碳化二亞胺基團、醯基脲基團、縮二脲基， 和/或脲甲酸酯基之低聚物。舉例來說，聚異氰酸酯分子可以包括：(1)可以由如DE-PS 2,616,416；EP-OS 3,765；EP-OS 10,589；EP-OS 47,452；美國專利No.4,288,586；以及美國專利No.4,324,879所述製備含三聚異氰酸酯基的聚異氰酸酯，其併入本說明書作為參考文獻；(2)縮脲二酮二異氰酸酯在合適的催化劑存在下，可藉由低聚合化部分二異氰酸酯中的異氰酸酯基製備而得，其催化劑可以例如是三烷基膦催化劑，以及其可以選擇性地與其他異氰酸酯混合使用，特別是在(1)中所述之含有三聚異氰酸酯的二異氰酸酯。
(3)根據本說明書中的參考文獻美國專利3,124,605；3,358,010；3,644,490；3,862,973；3,906,126；3,903,127；4,051,165；4,147,714；以及4,220,749所述之方法，可以藉由使用共反應物，像是水、三級醇、一級和二級的單胺類、一級和/或二級二胺類而製備含縮二脲基的聚異氰酸酯；(4)根據本說明書中的參考文獻DE-A 19611849所述，可在含氟催化劑的存在下製備亞胺基二二酮以及選擇性地含三聚異氰酸酯基的聚異氰酸酯。
(5)根據本說明書中的參考文獻DE-PS 1,092,007；U.S.專利3,152,162；以及DE-OS 2,504,400,DE-OS 2,537,685，以及DE-OS 2,552,350所述，可在碳化二亞胺化催化劑的存在下藉由低聚合二異氰酸酯製備含碳 二亞胺基的聚異氰酸酯；以及(6)含有二三酮基的聚異氰酸酯，像是兩莫耳的二異氰酸酯以及一莫耳的二氧化碳的反應產物。
聚異氰酸酯成分(B1)包括二異氰酸酯的加成物及/或低聚物具有平均異氰酸酯基官能度為例如2至6或2至4。包括二異氰酸酯的加成物以及/或低聚物的聚異氰酸酯分子(B1)可具有平均異氰酸酯(NCO)含量基於該成分為5重量%至30重量%、10重量%至25重量%或15重量%至25重量%。在各種非限制性具體實例中，聚異氰酸酯成分(B1)可以是單體(環)脂肪族二異氰酸酯，舉例來說像是選自由1,6-六亞甲基二異氰酸酯(HDI)；1-異氰酸基-3-異氰酸基甲基-3,5,5-三甲基環己烷(異佛酮二異氰酸酯或IPDI)；4,4'-二異氰酸基二環己基甲烷(H12MDI)；1-甲基-2,4(2,6)-二異氰酸基環己烷；上述的異構物；以及上述任意的組合所組成的二異氰酸酯。舉例來說，在各種非限制性具體實例中，H12MD1可用以製備包括水可稀釋的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂(c)。在各種非限制性具體實例中，聚異氰酸酯成分(B1)可包括50至100重量%的脂肪族二異氰酸酯以及0至50重量%的其他具有分子量在140至1500之間的脂肪族聚異氰酸酯，像是二異氰酸酯的加成物以及/或低聚物。
在各種非限制性具體實例中，聚異氰酸酯成分(B1)可包含HDI、IPDI、H12MDI、1-甲基-2,4(2,6)-二異氰酸基環己烷、以及/或包含上述之包含三聚氰酸酯、脲二 酮、縮二脲、和/或亞胺基二二酮基之二異氰酸酯加成物之至少一者。
在各種非限制性具體實例中，聚碳酸酯多元醇(B2)可以包括多元醇與光氣的聚縮合反應產物或多元醇與碳酸二酯的聚縮合反應產物。合適的多元醇包括像是二醇，如1,3-丙二醇；乙二醇；丙二醇；1,4-丙二醇；二乙二醇；三乙二醇；四乙二醇；1,4-丁二醇；1,6-己二醇；三亞甲基戊二醇；1,4-環己二醇；1,4-環己烷二甲醇；新戊二醇，1,8-辛二醇；以及其任何混合物。合適的多元醇也包括像是三官能或多官能羥基化合物像是甘油；三羥甲基丙烷；三羥甲基乙烷；己三醇異構體；新戊四醇；以及其任何混合物。三官能或多官能羥基化合物可用以製備具支鏈結構的聚碳酸酯多元醇。
聚碳酸酯多元醇具有平均羥基官能度為1至5或其中任意之次範圍，舉例來說，可以是1至2、1.5至2.5、1.2至2.2或1.8至2.2。聚碳酸酯多元醇具有平均分子量為300至10000之間或其中任意之次範圍，舉例來說，可以是300至5000、1000至8000、1000至6000、2000至6000、500至6000、500至3000或1000至3000。聚碳酸酯多元醇可以具有OH數為25至350 mg KOH/g固體。
在各種非限制性具體實例中，異氰酸酯反應性成分(B3)包括離子基或潛在離子基，其藉由共價鍵結至大分子可至少部分賦予水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂 水可稀釋度(像是水相溶解度或者水相分散性)中，提升巨分子的親水性。異氰酸酯反應性成分(B3)包括至少一個離子基或潛在離子基，其本質上可以是陽離子或陰離子。異氰酸酯反應性成分(B3)也可以包括至少一個異氰酸酯反應性官能基，像是羥基以及/或胺基。異氰酸酯反應性成分(B3)的異氰酸酯反應性官能基以及聚碳酸酯多元醇成分(B2)的羥基官能基可以與聚異氰酸酯成分(B1)中的異氰酸酯官能基至少部分反應而製備水可稀釋聚碳酸酯聚胺甲酸酯樹脂。陽離子和陰離子異氰酸酯反應性成分(B3)包括其包含像是鋶基、銨基、鏻基、羧酸鹽基、磺酸鹽基、膦酸鹽基、或相對應的非離子型酸基(即潛在的離子基)的化合物，其可藉由去質子化(即形成鹽類)而轉換成該等基團。合適的異氰酸酯反應性成分(B3)包括像是單羥基羧酸；二羥基羧酸；單胺基羧酸；二胺基羧酸；單羥基磺酸；二-羥基磺酸；單-胺基磺酸；二-胺基磺酸；單-羥基膦酸；二-羥基膦酸；單-胺基膦酸；二-胺基膦酸；該等之離子鹽類；以及其任意組合。
合適的異氰酸酯反應性成分(A3)包括像是二羥甲基丙酸；二羥甲基丁酸；羥基三甲基乙酸；N-(2-胺基乙基)-β-丙胺酸；乙烯二胺-丙基-或丁基-磺酸；1,2-或1,3-丙二胺-β-乙基磺酸；檸檬酸；羥乙酸；乳酸；2-胺基乙基胺基乙烷磺酸；甘胺酸，丙胺酸；牛磺酸；離胺酸；3,5-二胺基苯甲酸；異佛酮二異氰酸酯(IPDI)以及丙烯酸的加成物(例如見歐洲專利號916,647)以及其鹼金屬和/或銨鹽；亞硫酸氫鈉與丁 -2-烯-1,4-二醇的加成物；聚醚磺酸鹽；和2-丁烯二醇和NaHSO3的丙氧基化加合物(例如見德國專利號2,446,440)。
同樣的，合適的異氰酸酯反應性成分(B3)包括像是其他2,2-雙(羥甲基)烷烴羧酸，像是二羥甲基乙酸以及2,2-二羥甲基戊酸。此外，合適的異氰酸酯反應性成分(B3)包括二羥基琥珀酸、丙烯酸和胺類的Michael加成物像是異佛酮二胺或六亞甲基二胺，或其酸之混合物，以及/或二羥甲基丙酸和/或羥基三甲基乙酸。更進一步地，合適的異氰酸酯反應性成分(B3)包括像是選擇性地含有醚基的磺酸二醇，如本說明書中參考文獻美國專利號4,108,814中所述之化合物。
在各種非限制性具體實例中，水可稀釋聚碳酸酯聚胺甲酸酯樹脂包括成分(B1)、(B2)與具有羧基或羧酸鹽基、磺酸或磺酸鹽基、和/或銨基之異氰酸酯反應性成分(B3)的反應產物。異氰酸酯反應性成分(B3)可以藉由在異氰酸酯反應性基團與聚異氰酸酯成分(B1)上的異氰酸酯基之間進行胺甲酸乙酯化以及尿素化反應，而併入於水可稀釋聚碳酸酯聚醚-聚胺甲酸酯樹脂巨分子上。
在各種非限制性具體實例中，選擇性的異氰酸酯反應性成分(B4)可以包括例如鏈延伸劑以及/或鏈終止劑。鏈延伸以及/或鏈終止成分可以包含離子基或潛在離子基以及至少一個在加成反應中可與異氰酸酯基反應的基團。鏈延伸成分之實例可包括例如亞甲基二胺 (methylenediamine)；乙二胺；丙二胺；1,4-丁二胺；1,6-六亞甲基二胺；2-甲基-1,5-戊二胺(來自DuPont的Dytek-A)；1-胺基-3,3,5-三甲基-5-胺基甲基環己烷(異佛酮二胺)；哌；1,4-二胺基環己烷；雙(4-胺基環己基)甲烷；己二酸二醯肼；氧化烯二胺；二丙胺二甘醇(dipropylamine diethyleneglycol)；N-(2-胺基乙基)-2-胺基乙烷磺酸(或其鹽類)；N-(2-胺基乙基)-2-胺基丙酸(或其鹽類)；以及其任意組合。
鏈終止成份的實例例如包括具有如下述結構式化合物：
其中，R1可以是氫原子或烷基，選擇性地具有羥基端，以及R2可以是烷基，選擇性地具有羥基端。合適的鏈終止化合物包括例如單氨以及單醇化合物。舉例來說像是(但不以此為限制)甲胺；乙胺；丙胺；丁胺；辛胺；月桂胺；硬脂胺；異壬氧基丙胺；二甲胺；二乙胺；二丙胺；二丁胺；N-甲基胺基丙胺；二乙基(甲基)胺基丙胺；嗎福啉；哌啶；二乙醇胺；以及其任意組合。合適者亦可為鏈終止醇類，諸如C1-C10或更高的醇類，包括甲醇、丁醇、己醇、2-乙基己醇、異癸醇、和相似物、以及其混合物，以及胺基醇，像是胺基甲基丙醇(AMP)。
水可稀釋聚碳酸酯聚胺甲酸酯樹脂是由使用丙酮法或其修飾使成分(B1)至(B4)反應所製備而得。例如本說明書中參考文獻Methoden der Organischen Chemie,Houben-Weyl,4th Edition,Volume E20/Part 2,p.1682,Georg Thieme Verlag,Stuttgart,1987，可找到合適的方法。非限制性實施例的丙酮法如下所述。在第一階段，含有未反應異氰酸基的加成物是由聚異氰酸酯成分(B1)、聚碳酸酯多元醇成分(B2)以及含有離子基或潛在離子基之異氰酸-反應性成分(B3)所合成而得。在第二階段中，該加成物溶解在有機的、至少部分是與水混溶的溶劑中，其不含有異氰酸酯反應性官能基。合適的溶劑包括丙酮；甲基乙基酮(MEK)；2-丁酮；四氫呋喃；戴奧辛；及其任意組合。在第三階段，未反應的含異氰酸酯之加成物溶液與胺基官能鏈延伸劑以及/或鏈終止劑的混合物反應。胺基官能鏈延伸劑可以包含磺酸基或羧基(可以是非離子性酸形式或離子性鹽類形式)。在第四階段，水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂產物藉由將水加至有機溶劑中或者將有機溶劑加至水中，分散而形成細緻粒子分散體形式。在第五階段，有機溶劑可部分或全部經由蒸餾移除，選擇性可以在減壓的環境下進行。
水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂的特徵可為玻璃轉化溫度介於-60℃與0℃之間，例如介於-40℃與-20℃之間。水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂的分散體 的黏度於25℃下為低於1000 mPa．s或低於500 mPa．s，例如在50至1000 mPa．s或50至500 mPa．s。水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂的數量平均分子量為500至6000之間。
在各種非限制具體實例中，本文所揭露單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可藉由多元醇樹脂成分(a)；氨基塑料樹脂成分(b)以及聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)進行摻合配製而得。多元醇樹脂成分(a)以及氨基塑料樹脂成分(b)使用量可使氨基塑料樹脂的成分(b)的烷氧基甲基與多元醇樹脂(a)的羥基之當量比至少為0.05：1，比如從0.05：1至20：1。
在各種非限制具體實例中，聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)是非官能的。如本文所使用與本文中所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物中的化學成分相關之名詞”非官能的”，意謂實質地缺乏與多元醇樹脂成分(a)和氨基塑料樹脂成分(b)之化學反應性。舉例來說，非官能的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)不會與塗布組成物的成分(a)以及/或(b)在熱固化期間進行化學反應。以這種方式，非官能的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)為實質地沒有未反應的異氰酸酯基、未反應的羥基、異氰酸酯反應性官能基、羥基反應性官能基以及其他可與多元醇樹脂成分(a)以及氨基塑料樹脂成分(b)所包含任何官能基反應的其他官能基。
本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯 塗布組成物可藉由將水可稀釋多元醇樹脂成分(a)、水可稀釋氨基塑料樹脂(b)以及水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)摻合而製得。這些成分可以在水相分散體中、水相溶液中或水相分散體以及水相溶液的結合中進行摻合，選擇性可以添加乳化劑、分散劑、界面活性劑、共溶劑以及/或相似物。舉例來說，水可稀釋多元醇樹脂成分(a)、水可稀釋氨基塑料樹脂成分(b)以及水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)可以各自的水相分散體、水相溶液以及/或分散體/溶液在與水混溶的溶劑中提供，其可結合在一起以創造成分(a),(b)，以及(c)的水相混合物。也可能是在無水形式下結合成分(a),(b)，以及/或(c)，或者在非水相與水混溶溶劑中以溶液/分散體提供，接著於水中分散成分(a),(b)，以及(c)的混合物。
單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物包括多元醇樹脂成分(a)；氨基塑料樹脂成分(b)；以及聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)，其特徵在於混合粘結劑，其中在固化以交聯此樹脂時，成分(a)和(b)相互反應，但成分(c)對於成分(a)和(b)而言為非官能的(即非反應性)，因此創造出與含有成分(a)和(b)的反應產物之交聯聚合物網絡相互交錯之非交聯聚合物網絡。
在各種非限制具體實例中，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可包含1重量%至99重量%的水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂以及水 可稀釋氨基塑料樹脂固體，較佳的是40重量%至90重量%，最佳的是60重量%至80重量%；以及可包含99重量%至1重量%的水可稀釋非官能的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂固體，較佳的是60重量%至10重量%，最佳的是40重量%至20重量%。
在各種非限制具體實例中，多元醇樹脂成分(a)固體含量相較於氨基塑料樹脂成分(b)的重量比例可為55：45至85：15。在各種非限制具體實例中，多元醇樹脂成分(a)固體含量相較於氨基塑料樹脂成分(b)的重量比例為60：40至70：30。
在各種非限制具體實例中，含有多元醇樹脂成份(a)；氨基塑料樹脂成分(b)；以及聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其可包括選擇性的成分，例如額外的基於聚多元醇的水可稀釋樹脂成分。額外的基於聚多元醇水可稀釋樹脂成分，可包括例如聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚環氧化物多元醇、聚內酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、以及其任意組合。額外的水可稀釋樹脂成分可在水相溶液以及/或水相分散體與成分(a)、(b)和(c)預混合配製而得。
在各種非限制具體實例中，含有多元醇樹脂成份(a)；氨基塑料樹脂成分(b)；以及聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)的單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其可藉由技術領域中熟悉技術者所習知之任何 合適的技術方法使其乾燥固化以及/或熱固化，例如空氣乾燥、暴露於熱中加速乾燥以及暴露在熱中熱固化。舉例來說，在各種非限制具體實例中，含有多元醇樹脂成份(a)；氨基塑料樹脂成分(b)；以及聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成分(c)的單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其可以藉由暴露在溫度100℃至250℃經過15分鐘至60分鐘進行熱固化。固化此系統所需之能量可以來自技術領域中熟悉技藝者所習知之任何來源，包括(但不限於)傳統的對流烘箱、紅外熱源、微波、電子束、或其組合。
本文所揭露之單一成分熱固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可製備固化塗布膜，其展示了微硬度值不高於90 N/mm2(馬式(Martens)/通用(Universal)硬度)。在各種非限制具體實例中，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可製備固化塗布膜，其展示了微硬度值不高於75 N/mm2、65 N/mm2、55 N/mm2、50 N/mm2、45 N/mm2、35 N/mm2、25 N/mm2、20 N/mm2或15 N/mm2。
在各種非限制具體實例中，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可製備固化塗布膜，其展示了衝擊強度至少(或大於)可達60 in-lbs(直接以及/或反向，以ASTM D2794-93(2010)：Standard Test Method for Resistance of Organic Coatings to the Effects of Rapid Deformation(Impact)進行量測，其已納 入本說明書參考文獻)。在各種非限制具體實例中，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可製備固化塗布膜，其展示了衝擊強度至少可達120 in-lbs、140 in-lbs或160 in-lbs。
在各種非限制具體實例中，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物亦可包含矽烷官能黏著促進劑，像是本發明書中參考文獻美國專利號6,403,175中所述之黏著促進劑。合適的黏著促進劑包括γ-巰基丙基三甲氧基矽烷；3-胺基丙基三乙氧基矽烷；3-胺基丙基矽烷水解產物；3-縮水甘油基氧基丙基三乙氧基矽烷；以及其任意組合。
本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可使用任何合適方法施用至基材上，像是噴塗；刀塗；簾式塗佈；真空塗佈；輥軋；澆注；浸漬；旋轉塗佈；塗刷；刷塗；噴射；網版印刷；凹版印刷；柔版印刷或平版印刷。合適的基材包括像是玻璃；木材；金屬；紙；皮革；紡織品；毛毯；混凝土；磚石；陶瓷；石頭；和塑料，像是ABS,AMMA,ASA,CA,CAB,EP,UF,CF,MF,MPF,PF,PAN,PA,PE,HDPE,LDPE,LLDPE,UHMWPE,PET,PMMA,PP,PS,SB,PUR,PVC,RF,SAN,PBT,PPE,POM,PUR-RIM,SMC,BMC,PP-EPDM，及UP的模製物和薄膜(根據DIN 7728T1之縮寫)。本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可施用於包含上述材料的結合之基材。本文 所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可以在其他塗布前當作底塗布或外塗布(overcoatings)。本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可以例如施用至暫時性基材支撐物、部分或全部乾燥以及/或固化，以及自基材支撐物上脫離而製備自由的薄膜。
在各種非限制具體實例中，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物特別適合用於玻璃基材，像是平板玻璃、玻璃面板和玻璃容器、如玻璃廣口瓶或玻璃瓶。再者，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可提供耐磨擦性以及耐久性，舉例來說在玻璃容器的灌裝作業會是優點。包含本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物的玻璃基材其特徵是具有良好的手感。本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物在有或沒有熱端噴塗下、有或沒有冷端噴塗下或其兩者均可施用至玻璃基材上；以及至有或沒有矽烷預處理的玻璃基材。
本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可提供設計自由度以製造在玻璃基材的透明、著色、高光澤、無光、磨砂外觀。可以配製至本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物中之合適代表性顏料包括例如金紅石和銳鈦礦二氧化鈦、黃色和紅色氧化鐵、綠色和藍色的銅酞青、炭黑、 浮型(leafing)和非浮型(nonleafing)鋁、硫酸鋇、碳酸鈣、矽酸鈉、矽酸鎂、氧化鋅、氧化銻、二-芳基化物黃(di-arylide yellow)、單芳基化物黃(monoarylide yellow)、鎳芳基化物黃、苯并咪唑酮橙、萘酚紅、喹吖啶酮紅、珠光顏料(例如，雲母片晶)、青銅片晶、鎳片晶、不銹鋼片晶、微粉化的消光劑(例如，亞甲基二胺基-甲基醚聚縮物)，和其任意組合。
本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可以用在標籤上(如感壓標籤、UV-活化標籤、熱轉移標籤以及相似物)或在已先施用於玻璃基材上之裝飾有機以及/或非有機塗布上。，可以與本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物一同使用的合適的裝飾有機塗布，舉例來說，包括像是EcoBrite Organic Ink(PPG Industries,Inc.,Pittsburgh,PA,USA)以及SpecTruLite(Ferro Corporation,Cleveland,OH,USA)。
在施用本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物之前，於玻璃基材會先進行底漆處理。底漆處理可以是任何的塗布，其可提供潤滑以在製造時間以及施用此塗布的時間保護玻璃基材以及/或改善塗布與玻璃基材之間的黏著效果。底漆處理可以包括熱端噴塗和冷端噴塗。玻璃基材可能不會有熱端噴塗，以使在基材大致已冷卻後再施用包括冷端噴塗的底漆處理。底漆處理可包括冷端噴塗，冷端噴塗包括稀釋的 矽烷組成物或矽烷組成物以及表面處理組成物之混合物。任何適合當作底漆使用於玻璃基材上之矽烷組成物可使用於底漆塗布，非限制性實例包括單烷氧基矽烷、二烷氧基矽烷、三烷氧基矽烷和四烷氧基矽烷。
表面處理的組成物包括聚乙烯組成物、硬脂酸組成物或其混合物，其中在施應用進一步的塗佈於玻璃基材上之前不需要移除。硬脂酸組成物包括硬脂酸(十八烷酸)的鹽類以及酯類，像是T75硬脂酸塗布(Tegoglas,Arkema,Philadelphia,PA,USA)。底漆塗布可呈水相溶液、分散體或乳化液形式。舉例來說，表面處理組成物可包括聚乙烯乳化物，像是Duracote,Sun Chemical。底漆處理也包括額外組成物以改善後續應用塗布，非限制性實例為介面活性劑以及潤滑劑。
在各種非限制具體實例中，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物的功能可以是底漆塗布以及面塗佈，提供足夠的潤滑性、抗磨擦性以及玻璃容器中線加工的韌度。
非限制性以及非耗盡的實施例，其將進一步敘述各種非限制性以及非耗盡性的具體實例，而不限制本說明書中具體實例所述之範圍。在接下來實施例中，除非另為指明，所有份以及百分比均以重量表示。
含有聚丙烯酸多元醇樹脂、氨基塑料樹脂以及聚碳 酸酯-聚胺甲酸酯樹脂的單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物如下所製備。羥基官能聚丙烯酸樹脂的水相分散液(Bayhydrol® A XP 2770,Bayer MaterialScience LLC,Pittsburgh,PA,USA)與Cymel® 327以及Bayhydrol® XP 2637進行混合。Bayhydrol® A XP 2770是固含量為約45 wt.%，且以固體計具有3.9 wt.%羥基含量之聚丙烯酸樹脂的水相分散液形式提供。
二丙二醇，γ-巰基丙基三甲氧基矽烷(Silquest® A-189,Momentive Performance Materials,Albany,NY,USA)以及3-胺基丙基-三乙氧基矽烷(Dynasylan® AMEO,Evonik Corporation,Parsippany,NJ,USA)進行連續攪拌加入此羥基官能聚丙基酸樹脂、氨基塑料樹脂以及聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂之水相混合物。所形成的混合物使用機械混合機進行攪拌直到得到均勻混合物。均勻混合物使用前進行除氣和保存至隔夜。根據列於表1中的配方製備混合物(重量份，包括溶劑重量)。
單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物進行耐衝擊、微硬度以及黏著度的測試。塗布的耐衝擊測試是在Bonderite B1000冷軋鋼板上使用號碼50的繞線棒進行測試。塗布的微硬度測試是在玻璃盤上使用Eppendorf移液器(80微升)以及使用移液管使其散佈在盤上進行測試。塗布的黏著測試是在4＊4英吋的玻璃Taber板的空氣端上使用號碼50的繞線棒進行測試。
所使用的塗布在烘箱中以170℃下固化30分鐘。施用至玻璃磁盤上的用於硬度測試之塗佈於烘箱固化前在乾燥空氣中在環境條件下擺放約120分鐘。所有測試至少要在施用之塗布以及基材從烘箱移除後的24小時後進行。在鋼板上的固化塗布薄膜厚度是使用Fischerscope MMS儀器，根據ASTM D1186-93：Standard Test Methods for Nondestructive Measurement of Dry Film Thickness of Nonmagnetic Coatings Applied to a Ferrous Base進行量測，其已併入本說明書中作為參考文獻。薄膜厚度的範圍是0.75至2.25 mils。
耐衝擊測試是根據ASTM D2794-93(2010)：Standard Test Method for Resistance of Organic Coatings to the Effects of Rapid Deformation(Impact)進行測試，其已併入本說明書中作為參考文獻。微硬度(馬式/通用硬度)測試是在Fischerscope H100C儀器上進行進行。黏著測試是根據ASTM D4060-95：Standard Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser進行，其已併入本說明書中作為參考文獻。刻劃黏著測試是在玻璃Taber板上進行。使用美工刀進行兩個1英吋長彼此呈對角線刻劃以及以目視檢查在玻璃上的薄膜黏著。如果沒有膜從基材上被拉起，此塗布則標示為”通過”。
耐衝擊測試、微硬度測試以及刻劃黏著測試的結果顯示於表1。添加非官能的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂可改善其可撓性以及塗布之韌度，如藉由微硬度的降低以及/或直接衝擊強度以及/或反向衝擊強度的增加所示。再者，添加非官能的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂並不會對黏著產生負面效應。舉例來說，配方A、C以及H並不含任何聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂，但配方B、D以及I分別含有其相對於配方A、C以及H而言約25%聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂分散液(以固體計10重量%)。比較配方A與B、配方C與D以及配方H與I，顯示添加非官能的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂通常讓固化塗布薄膜硬度降低以及衝擊強度增加。
再者，配方C、D、E、F以及G中的羥基官能丙烯酸樹脂對於氨基塑料樹脂均具有相同重量比率。配方C不含非官能的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂，以及配方D至G具有增加的非官能的聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂含量，亦即12%分散體(5%固體)、25%分散體(10%固體)、40%分散體(16%固體)、以及60%分散體(24%固體)。比較配方C與配方D至G，結果顯示非官能的 聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂含量增加時，硬度會下降以及同時衝擊強度和韌度會提升，並且可維持良好基材粘著。
如上述實施例所述，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物顯示當沒有阻斷劑和包括氨基塑料樹脂組成時，其具有低硬度、高耐衝擊性、高韌度、高耐磨損性、於玻璃基材上之良好黏著性。這些結果是顯著以及不可預期的，因為一般而言，當使用氨基塑料樹脂以交聯多元醇樹脂時，會產生相對硬的固化塗布膜。因此，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物促進氨基塑料樹脂的使用而不會得到非預期塗布性質，像是增加脆性、降低耐衝擊性以及韌度。因此，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物對於基材有特別的優點，像是玻璃材料，其在基材上，可以容易地顯示於相對堅硬且脆的塗布薄膜之機械表面損傷。
在各種非限制性具體實例中，本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可用在塗布玻璃容器，像是玻璃瓶以及玻璃廣口瓶。藉由本文所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物所展現之改善塗布之性質(例如低硬度、高耐衝擊性、高韌度、對於玻璃基材有良好黏著性)當容器以機器之線操作和經歷其線壓力下，容器可能會經歷顯著的劃傷和/或擦傷，對於玻璃溶器生產操作是具有特別優點。本文 所揭露之單一成分熱可固化水相聚胺甲酸酯塗布組成物可提供表面塗佈，其中能夠承受和吸收線操作過程中的衝擊壓力，使其降至最小或零的表面劃傷或擦傷。
本說明書在各種非限制性以及非耗盡性具體實例下以參考文獻進行撰寫。然而，在本技術領域的通常技術人員於本說明書的範圍之內進行各種替換、修改、或可以由任何所公開的實施例(或其部分)的組合的人將可確認。因此，可以設想並理解的是，本說明書中支持本文沒有明確闡述之本發明的附加具體實例。這樣的具體實例，可以藉由像是組合、修改或重組的任何在本說明書中描述的各種非限制性實施例所公開的步驟、成分、元件、特徵、態樣、特徵、限制、和類似者而獲得。在這種方式下，申請人有權在申請過程中修正以增加如在本說明書中不同描述之新的特徵，且符合35 U.S.C.§112，第一項，以及35 U.S.C.§132(a)。

Claims (20)

  1. 一種水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其包括：(a)水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂，包含下述之反應產物：(A1)烯系不飽和羥基官能單體；(A2)烯系不飽和羥基單體，其包括離子基或潛在離子基；以及(A3)烯系不飽和羥基單體，其不包括離子基、潛在離子基或羥基；(b)水可稀釋氨基塑料樹脂；以及(c)水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂，其中該聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂為非官能的。
  2. 根據申請專利範圍第1項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其中該羥基官能聚丙烯酸樹脂成份(a)的平均分子量可以是500-100000、羥基數為16.5至264 mg KOH/g以及酸數為5至125 mg KOH/g。
  3. 根據申請專利範圍第1項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其中該胺基塑料樹脂成份(b)包括三聚氰胺-甲醛縮合產物。
  4. 根據申請專利範圍第1項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其中該胺基塑料樹脂成份(b)包括低聚的甲基化三聚氰胺-甲醛縮合產物，其含有亞胺基、甲氧基甲基以及羥甲基。
  5. 根據申請專利範圍第4項之水相聚胺甲酸酯塗布 組成物，其中成份(b)的羥甲基以及甲氧基甲基與成份(a)的羥基之當量比至少為0.05：1。
  6. 根據申請專利範圍第1項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其中該聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成份(c)包括聚碳酸酯多元醇與聚異氰酸酯的反應產物，該聚異氰酸酯選自由4,4'-二異氰酸基二環己基甲烷、異佛酮二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、和1-甲基-2,4(2,6)-二異氰酸基環己烷所組成之群組。
  7. 根據申請專利範圍第6項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其中該聚碳酸酯多元醇具有數量平均分子量為500至6000之間。
  8. 根據申請專利範圍第1項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其中該聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成份(c)的特徵在於玻璃轉化溫度在-60℃至0℃之間。
  9. 根據申請專利範圍第1項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其中該聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂成份(c)的特徵在於在25℃下於38%至42%的固體水相分散體的黏度低於500 mPa．s。
  10. 根據申請專利範圍第1項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其包括：固體基重99重量%至1重量%的水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂以及水可稀釋氨基塑料樹脂；以及 固體基重1重量%至99重量%的水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂，其中總重為100重量%。
  11. 根據申請專利範圍第10項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其包括：固體基重40重量%至90重量%的水可稀釋羥基官能聚丙烯酸樹脂；水可稀釋氨基塑料樹脂；以及固體基重60重量%至10重量%的水可稀釋聚碳酸酯-聚胺甲酸酯樹脂，其中總重為100重量%。
  12. 根據申請專利範圍第1項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其中該羥基官能聚丙烯酸樹脂相對於氨基塑料樹脂之重量比率以固體基重表示為55：45至85：15。
  13. 根據申請專利範圍第12項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其中該羥基官能聚丙烯酸樹脂相對於氨基塑料樹脂之重量比率以固體基重表示為60：40至70：30。
  14. 根據申請專利範圍第1項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其進一步包括矽烷官能黏著促進劑。
  15. 根據申請專利範圍第14項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其中該黏著促進劑選自由γ-巰基丙基三甲氧基矽烷；3-胺基丙基三乙氧基矽烷；3-胺基丙基矽烷水解產物；3-縮水甘油基氧基丙基三乙氧基矽 烷；以及其任意組合所組成之群組。
  16. 根據申請專利範圍第1項之水相聚胺甲酸酯塗布組成物，其進一步包括，選自由水可分散羥基官能聚酯樹脂以及水可分散羥基官能聚醚-聚胺甲酸酯樹脂所組成之群組的額外的多元醇樹脂。
  17. 一種基材，其至少部分以申請專利範圍第1項之塗布組成物進行塗布。
  18. 根據申請專利範圍第17項之基材，其中該塗層展示不大於90 N/mm2的微硬度、至少為60 in-lbs的直接衝擊強度以及至少為20 in-lbs的反向衝擊強度。
  19. 一種玻璃基材，其至少部分以申請專利範圍第1項之塗布組成物進行塗布。
  20. 一種玻璃容器，其至少部分以申請專利範圍第1項之塗布組成物進行塗布。
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