TW201516101A - 紫外線可固化塗料組合物及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種塗料組合物，其包含：(a)官能化丙烯酸胺基甲酸酯；(b)光引發劑；(c)有機溶劑；及(d)經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯，且揭示用於施塗該塗料組合物之方法。所揭示之塗料組合物可在所形成之膜中具有極佳流變學性質及極佳光澤度性質兩者。

Description

紫外線可固化塗料組合物及其使用方法
本發明係關於塗料組合物及其使用方法，且更尤其關於紫外線可固化塗料組合物及其使用方法。本發明亦關於經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯改善塗料組合物之流變學性質同時保持所形成之塗層之一或多種光澤度性質之用途。
紫外線可固化塗料目前廣泛用於許多工業中。具體應用包括傢俱、地板及消費電子產品之表面塗層處理。詳言之，將紫外線可固化塗料特定用於消費電子產品，以便在電子產品上產生透明且高光澤度表面。
然而，在電子產品之塗層上使用之當前技術具有以下缺點。某些塗料之高流動性導致經塗佈基板具有「畫框(picture frame)」效應，即，在邊緣處厚且在中心處薄，看起來像框。
存在若干種用於解決以上所述之問題之嘗試。一種為提高塗料中之主要樹脂之分子量，以降低樹脂之流動性。另一種為使用高揮發性稀釋劑，以降低濕膜之流動性。然而，兩種方法均尚未完全令人滿意地解決該等問題。儘管有時降低畫框效應，但該塗料膜之流平性質為不可接受的。
因此，此項技術中仍然長期需要提供在所形成之塗層具有適當 之流動性及良好鏡面效應之紫外線可固化塗料組合物，以將其用於需要高流平性質之應用中。
在廣泛之研究及實驗之後，本發明人已發現官能化丙烯酸胺基甲酸酯及經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯之組合可提供所需流動性，同時產生可接受之(若非極佳)鏡面效應，且從而完成本發明。如本文中所使用且熟習此項技術者所瞭解，術語「鏡面效應」為「如鏡子表面一樣平」之塗佈表面之效應。
在本發明之一個實施例中，本發明係關於包含以下之塗料組合物：(a)官能化丙烯酸胺基甲酸酯；(b)光引發劑；(c)有機溶劑；及(d)經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯。
在本發明之另一實施例中，本發明係關於用塗料組合物在塑性基板上形成塗層之方法，其中該塗料組合物包含：(a)官能化丙烯酸胺基甲酸酯；(b)光引發劑；(c)有機溶劑；及(d)經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯；且其中該方法包含：(i)將該塗料組合物施塗至塑性基板之至少一部分；(ii)調整所施塗之塗料之厚度，以獲得10至25微米之乾膜厚度；(iii)烘烤該塗料；及(iv)以一定強度及時間紫外線輻射該塗料組合物以進行固化。
在某些實施例中，可使該塗料與一或多種稀釋劑混合，以獲得 經稀釋或黏稠度較低之塗料組合物，且將此塗料組合物施塗至基板。
在本發明之另一實施例中，本發明係關於經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯改善塗料組合物之流變控制同時保持所形成之塗層之光澤度性質的用途。亦即，本發明塗層之光澤度將為極佳的，諸如如藉由光澤計micro-TRI-gloss(可自BYK,Germany獲得)在60°下量測之大於或等於80°之光澤度讀數，同時本發明塗料組合物之流變學性質受到良好控制。
出於以下具體實施方式之目的，應當理解本發明可採用各種可替代變化形式及步驟次序，除非明確相反規定。此外，除在任何操作實例中或者另有指示之處，表示例如說明書及申請專利範圍中所用成分之量之全部數字應理解為在全部情況下用術語「約」修飾。因此，除非相反指示，否則以下說明書及所附申請專利範圍中闡明之數字參數為近似值，其可根據本發明所獲得之所要性質而變化。至少，且不打算限制等效原則對申請專利範圍之應用，各數字參數應當至少按照所報導之有效數位之個數及藉由應用一般捨入技術來解釋。
雖然闡明本發明寬範圍之數字範圍及參數為近似值，但在具體實例中所述之數值儘可能精確報導。然而任何數值本質上包含由在其各別測試量測中存在之標準偏差所必然形成之某些誤差。
同樣，應當理解本文中所述之任何數字範圍欲包括含於其中之全部子範圍。舉例而言，範圍「1至10」欲包括在所述最小值1及所述最大值10之間(且包括端點)之全部子範圍，亦即，具有等於或大於1之最小值及等於或小於10之最大值。
在本申請案中，除非另外特定指出，否則單數之使用包括複數 且複數涵蓋單數。因此，提及「一」官能化丙烯酸胺基甲酸酯、「一」光引發劑、「一」有機溶劑、「一」經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯及其類似物時，可使用此等或任何其他組分中之一或多者。此外，在本申請案中，除非另外特定指出，否則「或」之使用意指「及/或」，即使「及/或」可明確用於某些例子中。
官能化丙烯酸胺基甲酸酯為具有胺基甲酸酯主鏈與丙烯酸酯側鏈之寡聚物。在丙烯酸胺基甲酸酯上之官能基或官能度之數目視附接至胺基甲酸酯主鏈之丙烯酸酯側鏈之數目及在各側鏈上之官能基之數目而定。如熟習此項技術者所瞭解，一般藉由使多元醇(其可為多元醇共聚物)、聚異氰酸酯、丙烯酸酯醇、胺基甲酸酯反應催化劑及聚合抑制劑反應來製備官能化丙烯酸胺基甲酸酯。官能化丙烯酸胺基甲酸酯之詳細製造方法可參見例如SSCP Co.,Ltd.之EP 2322576 A2，其藉由引用以不與本申請案之範疇衝突之程度將其內容併入本文中。
本發明中所使用之官能化丙烯酸胺基甲酸酯可具有至少一個官能度。如本文中關於丙烯酸胺基甲酸酯所使用，術語「官能度」意指附接於胺基甲酸酯主鏈之鏈上之不飽和位點，該鏈來源於丙烯酸酯與主鏈組分之反應。在本發明之一實施例中，所用官能化丙烯酸胺基甲酸酯為選自具有1至20個，例如3至15個官能基之官能化丙烯酸胺基甲酸酯中之一或多者。在本發明之特定實施例中，所用官能化丙烯酸胺基甲酸酯為具有3個官能度之官能化丙烯酸胺基甲酸酯及具有15個官能度之官能化丙烯酸胺基甲酸酯之混合物。
常用於塗層工業中之官能化丙烯酸胺基甲酸酯可具有1至100個官能度。官能化丙烯酸胺基甲酸酯亦可自許多工業供應商商業獲得。可商業獲得之官能化丙烯酸胺基甲酸酯之產品之具體實例包括，但不限於6103(脂族六丙烯酸胺基甲酸酯)、6118(脂族丙烯酸胺基甲酸酯)、6123(芳族丙烯酸胺基甲酸酯)、6130B(具有3個官能度之脂族丙 烯酸胺基甲酸酯)，其均可自ETERNAL CHEMICAL CO.,LTD.獲得。官能化丙烯酸胺基甲酸酯之其他實例包括，但不限於Miramer MU3702(芳族雙官能化丙烯酸胺基甲酸酯)、Miramer PU640(芳族六官能化丙烯酸胺基甲酸酯)、Miramer SC4240(脂族雙官能化丙烯酸胺基甲酸酯)、Miramer SC3153(脂族官能化丙烯酸胺基甲酸酯)及Miramer SC2152(脂族15官能化丙烯酸胺基甲酸酯)，其均可自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.獲得。
在本發明之一個實施例中，官能化丙烯酸胺基甲酸酯以基於該組合物之總重量計20重量%至50重量%，諸如20重量%至30重量%之量存在於本發明塗料組合物中。當官能化丙烯酸胺基甲酸酯之量在以上所述之範圍內時，可達成最終塗料組合物之極佳流平性質。「流平性質」意指塗料組合物平滑地鋪展為平整塗層之能力。
在本發明之特定實施例中，在本發明塗料組合物中使用兩種類型之官能化丙烯酸胺基甲酸酯，諸如以上所述之彼等官能化丙烯酸胺基甲酸酯中之任何兩種。兩種類型之官能化丙烯酸胺基甲酸酯所用量之比率可為3：1至1：3。當兩種類型之官能化丙烯酸胺基甲酸酯之比率在以上所述之範圍內時，最終塗料組合物之流平性質可為極佳的，且可在所形成之塗層中達成透明且有光澤之效應。如本文中所使用且熟習此項技術者所瞭解，「透明且有光澤之效應」係指在所形成之塗層中之「透明且光亮之效應」。
本發明之塗料組合物亦包含一或多種光引發劑。
如熟習此項技術者所瞭解，光引發劑吸收紫外線輻射，且將其轉變為引發聚合之自由基。基於作用模式，將光引發劑主要分為兩類，該兩類光引發劑中之一或兩者均可用於本發明組合物中。裂解型光引發劑包括苯乙酮、α-胺基烷基苯酮、安息香醚、苯甲醯肟、醯基膦氧化物及雙醯基膦氧化物及其混合物。奪取型(abstraction-type)光 引發劑包括二苯甲酮、米蚩酮(Michler's ketone)、9-氧硫、蒽醌、樟腦醌、螢光酮、香豆素酮及其混合物。
可用於本發明可固化組合物中之光引發劑之具體非限制性實例包括二苯基乙二酮、安息香、安息香甲醚、安息香異丁基醚苯并苯酚、苯乙酮、二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、4,4'-雙(N,N'-二甲胺基)二苯甲酮、二乙氧基苯乙酮、螢光酮(例如可自Spectra Group Ltd.獲得之H-Nu系列引發劑)、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-異丙基噻噸酮、a-胺基烷基苯酮(例如2-苯甲基-2-二甲胺基-1-(4-(N-嗎啉基)苯基)-1-丁酮)、醯基膦氧化物(例如2,6-二甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦氧化物、2,6-二氯苯甲醯基二苯基膦氧化物及2,6-二甲氧基苯甲醯基二苯基膦氧化物)、雙醯基膦氧化物(例如雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物、雙(2,6-二甲基苯甲醯基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物及雙(2,6-二氯苯甲醯基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物)、苯甲醯基甲酸甲酯及其混合物。
在特定實施例中，本發明中所用光引發劑包含1-羥基環己基-二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基亞膦酸乙酯及/或二苯甲酮。
在某些實施例中，本發明組合物包含以基於該組合物之總重量計0.01重量%至15重量%之光引發劑，或在某些實施例中0.01重量%至10重量%，或在其他實施例中0.01重量%至3重量%之光引發劑。
該塗料組合物亦包含一或多種有機溶劑。本發明組合物中所用之有機溶劑為熟習此項技術者通常所知之彼等有機溶劑。該等有機溶劑之具體實例包括，但不限於乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、第三丁醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇丁基醚、丙烯乙二醇甲基醚、丙烯乙二醇乙基醚、丙烯乙二醇丁 基醚及石油醚。
在本發明之某些實施例中，在本發明塗料組合物中使用超過一種類型之溶劑。可由熟習此項技術者恰當地選擇在本發明中使用之有機溶劑之類型數目及各類型有機溶劑之比例，其條件為可獲得所需黏度之最終塗料組合物。在本發明之特定實施例中，在本發明塗料組合物中使用至少兩種類型之有機溶劑。在本發明之更特定實施例中，可在本發明塗料組合物中使用五種類型之有機溶劑。在本發明之特定實施例中，所用有機溶劑為第三丁醇、乙酸乙酯、異丙醇、石油醚及乙二醇丁醚。
本發明塗料組合物亦包含經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物。該經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物可為經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物。如本文中所使用，術語「經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物」係指其性質(諸如黏度、固化性)經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物。此類經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物在25℃下之黏度可在5,000至7,000cp之範圍內。此類經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物可包含60重量%至80重量%之紫外線反應性樹脂及20重量%至40重量%之非反應性塑性樹脂。如熟習此項技術者可瞭解，紫外線反應性樹脂可在紫外線光輻射下固化，而非反應性塑性樹脂為熱塑性樹脂。在本發明之特定實施例中，經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物可具有如經由熟習此項技術者所知之標準凝膠滲透層析法量測之38,000至38,500之重量平均分子量。在本發明之特定實施例中，經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物可包含70重量%之紫外線反應性樹脂及30重量%之非反應性塑性樹脂。在本發明之另一實施例中，經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物為六官能化丙烯酸胺基甲酸酯。可在經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯中使用之溶劑包括但 不限於乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基異丁酮、甲苯、二甲苯、丙二醇單甲醚乙酸酯、solvesso 100及/或solvesso 150。
經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物之一些具體可商業獲得之實例包括，但不限於6175-1、6175-2、6175-3、6175-6、6175-1LT、6176及6071，其均可自ETERNAL CHEMICAL CO.,LTD.獲得。ETERNAL CHEMICAL CO.,LTD.推薦將此等經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯在用於塗佈金屬基板之真空電沈積表面漆中使用。然而，本發明人意外發現此等經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物在本發明塗料組合物中具有特別之流變控制特性。在本發明之特定實施例中，經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物為6175-1，其為經溶劑改質之六官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物。
在某些實施例中，經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物可以基於該組合物之總重量計不超過20重量%之量存在於本發明塗料組合物中。在本發明之特定實施例中，經溶劑改質之官能化丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物以在5重量%至11重量%範圍內之量存在於本發明塗料組合物中。當該量低於5重量%時，不能達成所需流變控制水平。當該量大於11重量%時，該塗層系統之強度可低於所需，因為耐磨性會降低。
本發明塗料組合物可進一步包含含氟表面改質劑，以使最終塗層具疏水性及/或疏油性。此類官能化添加劑可為可自DIC Japan獲得之RS-75。
在本發明之實施例中，用IWATA 2號杯於25℃下量測，本發明塗料組合物之黏度為10至12秒。在本發明之另一特定實施例中，用IWATA 2號杯於25℃下量測，本發明塗料組合物之黏度為10.7至11.3秒。本發明中使用之IWATA 2號杯為在塗料工業中用於量測塗料組合 物之黏度之習知器具。
本發明塗料組合物可施塗至塑性基板上。此類塑性基板可例如，但不限於用於消費者電子裝置，諸如移動電話、智慧型電話、電腦、平板電腦、遊戲機、光碟播放機之外殼；車輛之一部分，諸如車體(例如(但不限於)門、車身面板、行李箱蓋、車頂板、引擎蓋及/或車頂)及/或車框架；車輛中之內部裝潢；及其他塑性基板。
在本發明之實施例中，塑性材料包含聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚胺基甲酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯、聚醯胺、聚酯、三聚氰胺樹脂、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯啶酮及/或相應共聚物及嵌段共聚物。
如熟習此項技術者可瞭解，本發明塗料組合物亦可包含任何在塗層製造技術中標準之添加劑，包括著色劑、塑化劑、耐磨顆粒、膜強化顆粒、流動控制劑、搖變劑、流變改質劑、催化劑、抗氧化劑、殺菌劑、消泡劑、表面活性劑、潤濕劑、分散助劑、黏合促進劑、黏土、受阻胺光穩定劑、紫外線光吸收劑及穩定劑、穩定劑、填充劑、有機共溶劑、反應性稀釋劑、研磨媒劑及其他慣用助劑或其組合。
如本文中所使用，術語「著色劑」意指賦予該組合物顏色及/或其他不透明度及/或其他可視效應之任何物質。可以任何適合形式，諸如離散顆粒、分散體、溶液及/或片體之形式添加著色劑至塗層。本發明塗層中可使用單一著色劑或兩種或兩種以上著色劑之混合物。另一方面，「填充劑」不必賦予組合物任何顏色及/或不透明度及/或其他可視效應。
例示性著色劑包括顏料、染料及染色劑，諸如用於噴塗工業中及/或列於乾粉顏料製造商協會(Dry Color Manufacturers Association；DCMA)中之彼等著色劑以及特效組合物。著色劑可包括例如在使用 條件下不可溶但可潤濕之細粉狀固體粉末。著色劑可為有機或無機著色劑，且可為聚結或非聚結著色劑。可藉由研磨或簡單混合將著色劑併入塗層中。可藉由使用研磨媒劑，諸如丙烯酸系研磨媒劑，藉由研磨至塗層中來併入著色劑，丙烯酸系研磨媒劑之使用為熟習此項技術者所熟悉。
顏料及/或顏料組合物之實例包括但不限於咔唑二噁嗪粗顏料、偶氮、單偶氮、二偶氮、萘酚AS、鹽類(色澱)、苯并咪唑酮、縮合物、金屬錯合物、異吲哚酮、異吲哚啉及多環酞菁、喹吖啶酮、苝、哌瑞酮、二酮吡咯并吡咯、硫靛藍、蒽醌、陰丹士林、蒽嘧啶、黃士酮、皮蒽酮、蒽嵌蒽醌、二噁嗪、三芳基金炭、喹啉黃顏料、二酮吡咯并吡咯紅(「DPPBO紅」)、二氧化鈦、碳黑、碳纖維、石墨、其他導電顏料及/或填充劑及其混合物。術語「顏料」及「著色填充劑」可互換使用。
例示性染料包括，但不限於溶劑基及/或水性基染料，諸如酸染料、冰染染料、鹼性染料、直接染料、分散染料、反應性染料、溶劑染料、硫染料、媒染染料，例如釩酸鉍、蒽醌、苝鋁、喹吖啶酮、噻唑、噻嗪、偶氮、靛藍、硝基、亞硝基、噁嗪、酞菁、喹啉、芪及三芳基甲烷。
例示性染色劑包括，但不限於分散於水基或可水混溶載劑中之顏料，諸如可自Degussa,Inc.商業獲得之AQUA-CHEM 896、可自Eastman Chemicals,Inc.之Accurate Dispersions分部商業獲得之CHARISMA著色劑及MAXITONER INDUSTRIAL著色劑。
如上所述，著色劑可呈分散體形式，包括但不限於奈米顆粒分散體。奈米顆粒分散體可包括一或多種高度分散之奈米顆粒著色劑及/或著色劑顆粒，其產生所需之可視顏色及/或不透明度及/或可視效應。奈米顆粒分散體可包括著色劑，諸如粒徑小於150nm，諸如小於 70nm或小於30nm之顏料或染料。可藉由用粒徑小於0.5mm之研磨介質碾磨原料有機或無機顏料來產生奈米顆粒。例示性奈米顆粒分散體及其製造方法可見於美國專利第6,875,800 B2號中，其以引用方式併入本文中。亦可藉由結晶、沈澱、氣相冷凝及化學磨損(即部分溶解)產生奈米顆粒分散體。
為使奈米顆粒在塗層內之再凝聚最小化，可使用經樹脂塗佈之奈米顆粒之分散體。如本文中所使用，「經樹脂塗佈之奈米顆粒之分散體」係指其中分散有包含奈米顆粒及在該奈米顆粒上之樹脂塗層之離散「複合物微粒」之連續相。例示性經樹脂塗佈之奈米顆粒之分散體及其製造方法描述於例如美國專利第7,605,194號第3欄第56行至第16欄第25行中，其引用部分以引用方式併入本文中。
可使用之例示性特效組合物包括產生以下一或多種外觀效應之顏料及/或組合物，諸如反射、珠光、金屬光澤、磷光、螢光、光致變色、光敏性、熱致變色、角度變色及/或顏色變化。其他特效組合物可提供其他可感知之性質，諸如不透明度或紋理。在非限制性實施例中，特效組合物可產生色移，使得當以不同角度觀看塗層時塗層之顏色改變。例示性顏色效應組合物可見於美國專利第6,894,086號，其以引用之方式併入本文中。其他顏色效應組合物可包括經透明塗佈之雲母及/或合成雲母、經塗佈二氧化矽、經塗佈氧化鋁、透明液晶顏料、液晶塗層及/或如下任何組合物，其中干擾產生於材料內之折射率差異而並非因為材料表面與空氣之間之折射率差異。
在某些非限制性實施例中，可在本發明塗料中使用光敏組合物及/或光致變色組合物，其在暴露於一或多種光源時可逆地改變其顏色。可藉由暴露於指定波長之輻射來激活光致變色及/或光敏組合物。當該組合物經激發時，分子結構改變，且經更改之結構展現不同於組合物初始顏色之新顏色。當移除暴露於輻射時，光致變色及/或 光敏組合物可返回休息狀態，在休息狀態中，組合物之初始顏色返回。在一個非限制性實施例中，光致變色及/或光敏組合物可為非激發態無色，且激發態展現顏色。全色變可在數毫秒至數分鐘，例如20秒至60秒內出現。例示性光致變色及/或光敏組合物包括光致變色染料。
在非限制性實施例中，光敏組合物及/或光致變色組合物可與具有可聚合組分之聚合物及/或聚合材料結合或至少部分鍵合(諸如藉由共價鍵合)。與其中光敏組合物可遷移出塗層且結晶至基板中之一些塗層相比，根據本發明非限制性實施例與聚合物及/或可聚合組分結合及/或至少部分鍵合之光敏組合物及/或光致變色組合物最低程度遷移出塗層。例示性光敏組合物及/或光致變色組合物及其製造方法可見於美國專利第8,153,344 B2號，且其以引用方式併入本文中。
一般而言，著色劑可以任何足以賦予所需可視及/或顏色效應之量存在。著色劑可佔本發明組合物之1重量%至65重量%，諸如3重量%至40重量%或5重量%至35重量%，其中重量%基於該等組合物之總重量計。
「耐磨顆粒」為當用於塗層中時將賦予塗層與缺乏該等顆粒之相同塗層相比一定程度耐磨性之顆粒。適合之耐磨顆粒包括有機及/或無機顆粒。適合之有機顆粒之實例包括，但不限於金剛石顆粒，諸如金剛砂顆粒及由碳化物材料形成之顆粒；碳化物材料之實例包括，但不限於碳化鈦、碳化矽及碳化硼。適合之無機顆粒之實例包括，但不限於二氧化矽；氧化鋁；矽酸鋁；鋁酸矽；鹼性鋁矽酸鹽；硼矽酸鹽玻璃；氮化物，包括氮化硼及氮化矽；氧化物，包括二氧化鈦及氧化鋅；石英；霞石正長石；鋯石，諸如呈氧化鋯形式；布德石(buddeluyite)及異性石。可使用任何尺寸之顆粒，亦可使用不同顆粒及/或不同尺寸之顆粒之混合物。舉例而言，該等顆粒可為平均粒徑 為0.1至50、0.1至20、1至12、1至10或3至6微米，或此等範圍內之任何組合之微粒。顆粒可為平均粒徑小於0.1微米，諸如0.8至500、10至100、或100至500奈米、或此等範圍內之任何組合之奈米顆粒。
包含成膜樹脂及與載體結合之催化劑之塗料之獨特性質可使其在使用之前以單組分組合物形式提供及儲存，因為可隔離一些或所有催化劑以免反應直至在施加剪切力時需要為止。應理解，單組分組合物係指在製造之後、在儲存期間等，所有塗料組分保持於同一容器中之組合物。可將典型單組分塗料施塗至基板，且藉由任何習知手段固化，諸如藉由加熱、強力通風、輻射固化及其類似手段。對於一些塗料，諸如環境固化塗料，將其以單組分形式儲存為不切實際的，實際上其必須以多組分塗料形式儲存，以防止組分在使用之前固化。術語「多組分塗料」意指分開保持各種組分直至施塗之前為止之塗料。本發明塗料亦可為多組分塗料，諸如在背景部分中描述之兩組分塗料。
可藉由熟習此項技術者已知之通常方法製成本發明塗料組合物。舉例而言，可藉由將如上所述之各組分添加至容器中且然後均勻地混合該混合物來製備塗料組合物。在某些實施例中，需要首先混合固體光引發劑中之一或多者，且然後混合所形成之混合物與塗料組合物之其他組分。
本發明亦關於用本發明塗料組合物在塑性基板上形成塗層之方法，其中該方法包含：(i)將該塗料組合物施塗至塑性基板之至少一部分；(ii)調整所施塗之塗料之厚度，以獲得10至25微米之乾膜厚度；(iii)烘烤該塗料；及(iv)以700至1000mJ/cm2之能量及100至200mW/cm2之強度紫外線輻射該塗料組合物。
在某些實施例中，在施塗至基板之前，進一步進行本發明塗料 組合物與稀釋劑之混合步驟，以獲得經稀釋之塗料組合物，且將經稀釋之塗料施塗至基板。
可藉由此項技術中之任何標準手段施塗本發明塗料，諸如電鍍、噴霧、靜電噴霧、浸漬、輥壓、刷塗及其類似手段。在施塗該塗料之前，可使塑性基板經歷除塵處理及/或脫脂處理。用於進行該除塵處理及/或脫脂處理之方法為塗料工業中習知程序，且為熟習此項技術者所熟知。
本發明施塗方法中所使用之稀釋劑為習知用於塗料工業中之彼等稀釋劑。在本發明之一個實施例中，使用一或多種稀釋劑。可用於本發明施塗方法之稀釋劑之具體實例包括，但不限於酮，諸如甲基乙基酮(MEK)、丙酮、丁酮、甲基異丁基酮、環戊酮及環己酮；及酮醇，諸如羥基丙酮、羥基丁酮、羥基環己酮及十二烷基丙酮醇(DAA)。特別適合之稀釋劑為一種選自酮之稀釋劑及一種選自酮醇之稀釋劑之混合物。酮與酮醇之間之組合之一些特定實例包括，但不限於丙酮與羥基丙酮、丁酮與羥基丙酮、甲基乙基酮與羥基丙酮、甲基乙基酮與羥基丁酮、及甲基乙基酮與十二烷基丙酮醇。稀釋劑混合物中之酮與酮醇之比率可為1：3至3：1，且在本發明之一些實施例中為1：2至2：1，或1：1。在本發明之特別適合之實施例中，稀釋劑混合物僅包含MEK及DAA，且基本上不含(即，少於5重量%之)任何其他稀釋劑；該組合對所形成之塗層具有極佳流平效應。
在本發明之某些實施例中，可首先將本發明塗料組合物與一或多種在塗層技術中已知之稀釋劑(諸如以上所述之彼等稀釋劑)混合，以獲得適合於將該經稀釋之塗料組合物施塗至塑性基板上之黏度。此類黏度可為諸如7至10秒，如用IWATA 2號杯於25℃下所量測，且特定言之8至8.5秒。IWATA 2號杯為此項技術中用於量測塗料組合物黏度之習知器具。在某些實施例中，當黏度過低時，塗層之流動性會降 低，而在其他實施例中，當黏度過高時，會在該塗層膜上出現褶皺。
在本發明之某些實施例中，可將塗料組合物施塗至10至25微米，諸如13至20微米之乾膜厚度。熟習此項技術者應理解若乾膜厚度過小，則膜之覆蓋能力可相對較差，且傾向於出現斑點及褶皺，而若乾膜厚度過大，則塗層膜傾向於乾燥性質較低。
可使本發明塗料組合物在施塗至塑性基板上之後經歷烘烤，直至出現塗層之至少部分固化為止。若進行該烘烤，則可在50℃至70℃，諸如55℃至65℃之溫度下進行。若進行烘烤，則烘烤可進行持續5至10分鐘。若在低於55℃之溫度下且短於5分鐘進行烘烤，則會留下不合意之高溶劑含量，且所形成之膜之性質會劣化。另一方面，若在高於65℃之溫度下且長於10分鐘進行烘烤，則塗層膜會腐蝕基板。
代替烘烤或除烘烤之外，可使塗料組合物經歷紫外線輻射。施加至塗層(或經塗佈之基板)之光化輻射之來源及量可由熟習此項技術者基於如下因素進行選擇，諸如塗層厚度、塗層組分、基板及其類似者。塗料組合物可經紫外線輻射，例如以700至1000mJ/cm2之能量及100至200mW/cm2之強度。在某些實施例中，若以低於700mJ/cm2之能量及低於100mW/cm2之強度進行紫外線輻射，則會降低所形成之塗層膜之乾燥性質，且因此會降低最終塗層之性質，而另一方面，若以大於1000mJ/cm2之能量且高於200mW/cm2之強度進行紫外線輻射，則所形成之塗層膜會具有較低之強度且會出現黃化。
可單獨使用本發明塗料組合物，其意指在塑性基板上僅存在一種自本發明塗料組合物獲得之塗層。亦可將本發明塗料組合物與一或多種其他塗料組合使用。舉例而言，可將本發明塗料用作底漆、底塗層及/或頂塗層。對於塗佈有多個塗層之基板，此等塗層中之一或多者可為本文中所述之塗層。
以下實例說明本發明，該等實例不應解釋為將本發明限於其細 節。除非另有指示，否則在實例中以及通篇說明書中之所有份數及百分比均按重量計。
實例
儘管出於說明之目的在上文已描述本發明之特定實施例，但熟習此項技術者將清楚可作出本發明細節之諸多改變而不偏離如所附申請專利範圍中所限定之本發明。
首先藉由在容器中均勻地混合光引發劑，且然後添加塗料組合物之其他成分，且均勻地混合該混合物來製備本發明塗料組合物之實例及塗料組合物之比較實例。
在下表I-IV中顯示在實例及比較實例中所用之具體成分。
1- 光引發劑184為1-羥基環己基-二苯甲酮，可自Double Bond Chemical Ind.Co.,Ltd.獲得；
2- 光引發劑TPO為2,4,6-三甲基苯甲醯基膦酸乙酯，可自BASF獲得；
3- BP為二苯甲酮，可自Insight High Technology(Jiangsu)Co.,Ltd.獲得；
4- 15官能化丙烯酸胺基甲酸酯SC2152，可自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd獲得。
5- 經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯6175-1，可自ETERNAL CHEMICAL CO.,LTD.獲得；
6- 3官能化丙烯酸胺基甲酸酯6130B-80，可自ETERNAL CHEMICAL CO.,LTD.獲得；及
7- 含氟表面改質助劑RS-75，可自DIC Japan獲得。
1- 第三丁醇，可自WEIFANG TEDA CHEMICAL CO LTD.獲得
2- 乙酸乙酯(50%)、2-丁氧基乙醇(22.22%)、異丙醇(16.67%)及石腦油130(11.11%)之混合物
3- 苯甲醯甲酸甲酯，可自BASF獲得
4- 6官能化經己內酯改質之二異戊四醇六丙烯酸酯，可自Nippon KAYAKU Co.,Ltd.獲得
1- 乙酸乙酯(50%)、2-丁氧基乙醇(22.22%)、異丙醇(16.67%)及石腦油130(11.11%)之混合物；及2- MEK及DAA之1：1混合物。
1- M300，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，可自Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.獲得；2- U-0606，四官能化聚丙烯酸胺基甲酸酯，可自Lidye獲得；3- BYK UV3500，丙烯酸官能化聚二甲基矽氧烷，可自BYK獲得；4- BYK-306，經改質聚矽氧烷聚合物SOL'N，可自BYK獲得；5- BYK-310，經聚酯改質之聚二乙基矽氧烷；6- AFCONA-3777，經碳氟化合物改質之聚合物，可自AFCONA獲得；7- PMA，甲基醚丙二醇縮醛，可自DOW CHEMICAL CO.LTD獲得；8- 2羥基-2甲基-1苯基-1丙酮，可自BASF獲得；及9- 二甲氧基-2,2；苯基苯乙酮-2，可自BASF獲得。
1- 乙酸乙酯(50%)、2-丁氧基乙醇(22.22%)、異丙醇(16.67%)及石腦油130(11.11%)之混合物
2- 紫外線可固化聚丙烯酸胺基甲酸酯，可自Lidye Chemical Co.,LTD,Taiwan獲得
在製成以上實例及比較實例之後，將各塗料組合物與比率1：1之MEK及DAA之稀釋劑混合物混合，以獲得用IWATA 2號杯於25℃下量測各自具有8至8.5秒之黏度之經稀釋塗料組合物。
藉由刷塗，將如上獲得之各塗料組合物施塗至塑性基板上，以獲得13至20微米之乾膜厚度。在烘箱中於60±5℃下烘烤乾膜，持續5至10分鐘。在烘烤之後，藉由水銀燈以100至200mW/cm2及700至1000mJ/cm2紫外線輻射該等膜。使所形成之乾膜經歷光澤度測試及流變學評估。
於60℃下藉由光澤計micro-TRI-gloss(可自BYK,Germany獲得)進行光澤度測試，且結果按如下分級：良好：80°；且不合格：<80°。
藉由對最終乾膜之形態之可視評估進行流變學測試，且結果按如下分級：極佳：良好之流平性質而無任何粗厚邊緣； 良好：良好之流平性質，具有不影響最終使用之少量粗厚邊緣效應；及不合格：不良之流平性質及/或顯著之粗厚邊緣效應。
各實例及比較實例之測試結果概述於下表VI中。
根據上表VI，僅本發明塗料組合物達成極佳(或良好)之光澤度及流變學性質兩者。
儘管以上出於解釋之目的已說明本發明之特定實施例，但熟習此項技術者將清楚，可作出本發明細節之諸多改變而不偏離如所附申請專利範圍所限定之本發明。

Claims (32)

  1. 一種塗料組合物，其包含：(a)官能化丙烯酸胺基甲酸酯；(b)光引發劑；(c)有機溶劑；及(d)經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯。
  2. 如請求項1之塗料組合物，其中該官能化丙烯酸胺基甲酸酯包含具有1至20個官能度之丙烯酸胺基甲酸酯。
  3. 如請求項2之塗料組合物，其中該官能化丙烯酸胺基甲酸酯包含具有3至15個官能度之丙烯酸胺基甲酸酯。
  4. 如請求項3之塗料組合物，其中該官能化丙烯酸胺基甲酸酯包含具有3個官能度之丙烯酸胺基甲酸酯及具有15個官能度之丙烯酸胺基甲酸酯。
  5. 如請求項1至4中任一項之塗料組合物，其中該官能化丙烯酸胺基甲酸酯係以基於該組合物之總重量計20重量%至50重量%之量存在於該塗料組合物中。
  6. 如請求項1之組合物，其中該光引發劑包含1-羥基環己基-二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基膦酸乙酯及/或二苯甲酮。
  7. 如請求項1之塗料組合物，其中該有機溶劑包含異丙醇、第三丁醇、乙酸乙酯、乙二醇丁醚及/或石油醚。
  8. 如請求項1之塗料組合物，其中該經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯包含60重量%至80重量%之紫外線反應性樹脂及20重量%至40重量%之非反應性塑性樹脂。
  9. 如請求項1之塗料組合物，其中該經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯包含經溶劑改質之六官能化丙烯酸胺基甲酸酯。
  10. 如請求項1之塗料組合物，其中該經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯係選自6175-1、6175-2、6175-3、6175-6、6175-1LT、6176及6071，其均可自ETERNAL CHEMICAL CO.,LTD.獲得。
  11. 如請求項1之塗料組合物，其中該經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯係以基於該組合物之總重量計5重量%至11重量%之量存在於該塗料組合物中。
  12. 如請求項1之塗料組合物，其中該塗料組合物係用於施塗至塑性基板上。
  13. 如請求項12之塗料組合物，其中該塑性材料包含聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚胺基甲酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯、聚醯胺、聚酯、三聚氰胺樹脂、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯啶酮及/或相應共聚物及嵌段共聚物。
  14. 一種用於在塑性基板上形成塗層之方法，其包含將塗料施塗至該基板之至少一部分，該塗料包含：(a)官能化丙烯酸胺基甲酸酯；(b)光引發劑；(c)有機溶劑；及(d)經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯，及其中該方法包含：(i)將該塗料組合物施塗至塑性基板之至少一部分；(ii)調整所施塗之塗料之厚度，以獲得10微米至25微米之乾膜厚度；(iii)烘烤該塗料；及(iv)以一定能量紫外線輻射該塗料組合物直至該塗料組合物發生至少一部分固化為止。
  15. 如請求項14之方法，其中該官能化丙烯酸胺基甲酸酯包含具有1至20個官能度之丙烯酸胺基甲酸酯。
  16. 如請求項15之方法，其中該官能化丙烯酸胺基甲酸酯包含具有3至15個官能度之丙烯酸胺基甲酸酯。
  17. 如請求項16之方法，其中該官能化丙烯酸胺基甲酸酯包含具有3個官能度之丙烯酸胺基甲酸酯及具有15個官能度之丙烯酸胺基甲酸酯。
  18. 如請求項14之方法，其中該經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯係選自6175-1、6175-2、6175-3、6175-6、6175-1LT、6176及6071，均可自ETERNAL CHEMICAL CO.,LTD.獲得。
  19. 如請求項14至18中任一項之方法，其中該等官能化丙烯酸胺基甲酸酯係以20重量%至50重量%之量包含於該方法中。
  20. 如請求項14之組合物，其中該等光引發劑包含1-羥基環己基-二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基膦酸乙酯及/或二苯甲酮。
  21. 如請求項14之方法，其中該有機溶劑包含異丙醇、第三丁醇、乙酸乙酯、乙二醇丁醚及/或石油醚。
  22. 如請求項14之方法，其中該經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯包含60重量%至80重量%之紫外線反應性樹脂及20重量%至40重量%之非反應性塑性樹脂。
  23. 如請求項14之方法，其中該經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯為經溶劑改質之六官能化丙烯酸胺基甲酸酯。
  24. 如請求項14之方法，其中該經改質官能化丙烯酸胺基甲酸酯係以基於該組合物之總重量計5重量%至11重量%之量包含於該塗料組合物中。
  25. 如請求項14之方法，其中在施塗至該基板之前，將該塗料組合物與稀釋劑混合以獲得經稀釋塗料組合物。
  26. 如請求項25之方法，其中該經稀釋塗料組合物具有用IWATA 2號杯於25℃下量測之7至10秒之黏度。
  27. 如請求項25之方法，其中該經稀釋塗料組合物具有用IWATA 2號杯於25℃下量測之8至8.5秒之黏度。
  28. 如請求項14之方法，其中該烘烤係在50℃至70℃之溫度下進行5至10分鐘。
  29. 如請求項14之方法，其中該紫外線輻射係以700mJ/cm2至1000mJ/cm2之能量及100mW/cm2至200mW/cm2之強度進行。
  30. 如請求項14之方法，其中該方法係應用於塑性基板上。
  31. 如請求項30之方法，其中該塑性基板包含聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚胺基甲酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯、聚醯胺、聚酯、三聚氰胺樹脂、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯啶酮及相應共聚物及/或嵌段共聚物。
  32. 如請求項25之方法，其中該等稀釋劑包含比率為1：1之甲基乙基酮及十二烷基丙酮醇。
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