TW202028381A - 用於塗覆基材的自釋放著色模內塗料(imc) - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種適用於在模內塗覆製程中塗覆組件之著色組合物,一種用於塗覆組件之製程及該組合物在改善用於產生組件之組合物的流動行為中的用途。該組合物包含至少一種溶劑L、至少一種烷氧基化脂肪酸及/或脂肪醇、至少一種烷氧基化聚矽氧烷及至少一種色基BF。
Description
本發明係關於一種適用於在模內塗覆製程中塗覆組件之著色組合物,一種用於塗覆組件之製程及改善用於產生組件之組合物的流動行為。
具有可變的層厚度之多種多樣的不同組件如今主要藉助於射出成型方法產生。然而,某些材料(尤其低密度發泡體)並不適合於產生組件,因為其可能呈現出具有污染傾向、UV穩定性及無缺陷處理的問題。然而,尤其在產生鞋類鞋底之領域或傢俱行業領域中,對產生鞋類或軟體傢俱之此類組件的需求持續存在。使此類組件具有增強保護之一種方法係藉由塗覆。一方面,塗層必須對組件具有有效的黏著性,但另一方面必須具有足夠可撓性及彈性,以使得經塗覆組件甚至用於涉及高機械應力之區域中。
該等組件通常在其於例如包覆模製製程,或藉由後續塗漆製程產生之後即被塗覆。然而,此類製程效率低下,此係因為其在產生後需要另一製程步驟。此外,在用例如底塗層及/或透明塗層進一步塗覆或膠合黏接至其他組件之前,必需移除在產生組件時使用的外部脫模劑,及准許組件在無損壞之情況下自模製工具脫模;此類移除需要昂貴及不便的清潔製程。此外,所使用之工具亦必須經受持續的清潔。關於使用外部脫模劑的其他缺點包括脫模劑與用於產生組件之組合物之間及/或脫模劑與模製工具之間經常缺乏相容性,從而導致黏著性問題。此外,當使用外部脫模劑時,增加了製程之成本及複雜性且因此增加了操作時間。此外,使用外部脫模劑經常導致所產生之組件表面光亮,此在鞋類工業中尤為不合需要的。此外,尤其在使用發泡體來產生組件時,得到不規則表面結構,尤其為粗糙的表面結構以及在一些情況下使纖維或孔暴露的表面結構,及無法藉由使用外部脫模劑或藉助於用塗料膜(通常為表面塗層、底塗層及透明塗層)進行後續塗覆而完全消除。
因此,需要在產生期間直接塗覆材料及藉此在無需單獨塗覆步驟下進行。一種使得組件能夠在其產生期間塗覆的可能的製程為模內製程。藉由此製程,在插入至模製工具中之基材(例如織品、紙張、薄木片或箔)上以任何所需印刷或結構進行模製。此處亦必需施加外部脫模劑以便確保所產生之組件的無損脫模。
此外,需要在產生期間直接對該材料以特定色調進行著色,及藉此不需要單獨的塗漆步驟。先前技術中已知的操作為在母體混合物製程中對發泡體進行著色及/或使用真空製程用著色箔覆蓋。然而,此等方法並不產生較高色調精確性。此外,在真空箔塗層之情況下,亦存在應力白化、起皺情況及邊緣掩模問題。當著色發泡體時,僅可獲得有限的顏色選擇。此外,將高著色部分添加至發泡體中以達成尤其強之色調,此可能降低發泡體效能。
因此,一個優點將為組合物不僅使得組件具有穩定及可撓的著色塗層,及同時亦使得所產生之組件的無損脫模,藉此避免使用外部脫模劑。組合物應產生具有較高色調精確性、色調穩定性、色調強度及色調均質性之塗層,及此外應確保較高色調多樣性。此外,塗層應使得用於產生組件之材料具有較佳流動行為,藉此以便允許無缺陷產生甚至複雜幾何形狀(諸如鞋類鞋底)或具有數毫米寬支柱之組件。另外,在無昂貴及不便之清潔及/或研磨步驟之情況下,應可能使用商業底塗層及/或透明塗層材料對經塗覆組件重新塗覆,及/或使用黏著劑使其黏接。
問題及解決方案
因此,本發明要解決的問題為提供一種塗層材料,其在不使用外部脫模劑之情況下,准許自通常金屬工具表面之無損脫模,而同時呈現出較高色調精確性、色調穩定性、色調強度及色調均質性,此確保了較高色調多樣性,及保證了對基材具有突出的黏著性。此外,塗層應能夠用另一塗層膜(例如底塗層及透明塗層)重新塗覆,而隨後無昂貴及不便之清潔及/或研磨步驟。特定言之,甚至發泡體或具有多孔表面之其他材料亦能夠無縫地提供具有高彈性、可撓性的著色覆蓋層,此外該等覆蓋層為抗UV的。此外,為了允許較短操作時間,著色塗層材料應呈現較短閃蒸時間。此外,著色塗層材料亦應改善用於產生經塗覆模製工具的組合物之流動特性,因此以便允許產生甚至具有複雜幾何形狀之無缺陷的組件。
問題之解決方案
已發現,所述問題可藉由一種包含以下之著色組合物,更特定言之著色塗層材料組合物解決
(a) 至少一種溶劑L,
(b) 至少一種通式(I)之化合物
R1
-(C=O)r
-O-(AO)s
-R2
(I)
其中R1
為具有6至30個碳原子之飽和或不飽和脂族烴基,
R2
為H、PO(OH)2
基團,或單醣或雙醣的視情況部分磷酸化基團,或醛醣醇的視情況部分磷酸化基團,
AO表示選自由環氧乙烷、環氧丙烷及環氧丁烷組成之群的一或多個環氧烷基團,
r為0或1,及s為0至30;
(c) 視情況選用之至少一種經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷,
(d) 至少一種通式(II)之聚矽氧烷
R3
-Si(R4
)2
-[O-Si(R4
)(R5
)]a
-[O-Si(R4
)2
]b
-O-Si(R4
)2
-R3
(II),
其中
R3
及R4
在各情況下彼此獨立地為甲基或(HO-CH2
)2
-C(CH2
-CH3
)-CH2
-O-(CH2
)3
-*
基團,
R5
為甲基,
a為0或1至10,及
b為3至30;
(e) 至少一種色基BF,及
(f) 視情況選用之至少一種黏合劑B。
另外,該等問題已藉由一種用於藉由以下方式產生經塗覆模製品之製程解決
(A) 將本發明之著色組合物施加至模製工具之表面,以形成塗層材料膜,
(B) 使塗層材料膜閃蒸,
(C) 將形成組件之組合物施加至經閃蒸的塗層材料膜,
(D) 使組合物與塗層材料膜交聯,及
(E) 隨後移除經塗覆組件。
最後,該等問題已經由使用本發明之著色組合物在改善用於產生組件之組合物的流動行為中的用途解決。
上述著色組合物在下文亦稱為本發明之組合物,且因此為本發明之主題。本發明之組合物的較佳實施例自下文實施方式以及自附屬申請專利範圍顯而易見。
由於閃蒸及交聯時間短,本發明之著色組合物不僅允許較短操作時間,及亦使得對所產生之經塗覆組件的無損脫模。此外,本發明之著色組合物產生較高色調精確性、色調穩定性、色調強度及色調均質性,及亦確保較高色調多樣性。此外,在本發明之著色組合物的情況下,亦有可能例如帶來諸如金屬、珍珠及觸發器效應,或藉由施加具有不同色調之組合物獲得褪色效應。此外,此組合物呈現出對所產生之組件的高黏著性,及在無昂貴及不便之清潔及/或研磨步驟之情況下,准許用商業底塗層及/或透明塗層材料進行後塗覆及/或膠合黏接。即使在無後塗覆之情況下,藉由組合物在組件上獲得的塗層亦具有高彈性或可撓性及亦為UV穩定的且呈現出一致的光澤度或無光澤度,因此不僅使得對所產生之經塗覆組件的無損脫模,及亦可在產生後即刻(換言之,未對組件進行後續處理之情況下)有效保護所產生之經塗覆組件不受環境影響,例如UV輻射,灰塵等。此外,即使當使用發泡體(發泡體與習知脫模劑組合物組合會產生具有高度不規則表面的組件)產生時,所產生之經塗覆組件亦具有規則的表面。此外,因本發明之組合物改善了流動性為,亦有可能產生具有複雜幾何形狀的組件(實例為鞋類鞋底)及亦具有數毫米寬之支柱而無缺陷的組件。以此方式,組合物甚至充分填充複雜的幾何形狀。由於僅少量組合物殘留於模製工具中,因此不必在每次後續施加組合物之前清潔所使用的模製工具。
定義 :
首先,將闡明在本發明之情形下使用的多個術語。
根據本發明之術語「經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷」表示在末端處及/或主鏈中經聚醚基團修飾之烷基聚矽氧烷。此等聚醚基團可直接及/或經由烷基鍵結至烷基聚矽氧烷之矽原子。聚醚基團較佳直接鍵結至烷基聚矽氧烷之矽原子。所存在之較佳聚醚基團為環氧乙烷、環氧丙烷及環氧丁烷基團。
在本發明之意義上及與DIN EN ISO 4618 (德國版本,日期:2007年3月)一致之術語「黏合劑」較佳係指負責膜形成之本發明組合物的彼等非揮發性部分,除其中所包括之任何顏料和填充劑外;更特定言之係指負責膜形成之聚合樹脂。非揮發性部分可藉由實例部分中所述方法測定。
術語「聚(甲基)丙烯酸酯」係指聚丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸酯兩者。聚(甲基)丙烯酸酯可因此由丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯構成及可包含其他烯系不飽和單體,諸如苯乙烯或丙烯酸。
術語「脂族基團」在本文中係指非環狀或環狀飽和或不飽和碳化合物之基團,此基團不含芳族結構。然而,脂族基團可相應地含有例如雜原子,諸如氧或氮。
根據本發明之組件意謂與其他組件接合形成總成的個別部件。因此,例如若組件為機動車之車身的部件,則其可與其他車身組件組裝以形成車身。例如組件為鞋類鞋底時,其可與鞋製品之其他組件組裝以形成製品。然而,通常與能夠充當組件之材料的目的無關,本發明大體上關於產生經塗覆組件且因此不限於以上意義上的組件。因此,在下文中提及組件之塗覆,此亦通常涵蓋對不具有「組件」功能之材料的塗覆;換言之,此類材料不必然用作產生總成之組件。
根據本發明之經塗覆組件意謂在表面上具有塗層之組件。在該組件之產生期間,藉由本發明組合物之交聯將塗層施加於該組件之表面。因此,組件之塗覆涉及經交聯的組合物。
本發明之組合物的閃蒸意謂通常在高於環境溫度及例如40至90℃之溫度下使溶劑L在組合物中主動或被動蒸發。因此,在閃蒸期間,存在於經施加組合物中之溶劑L經歷了蒸發。組合物能夠在閃蒸期間運作,因為其在施加後及閃蒸開始時仍以任何速率流動。此係因為藉由噴塗塗覆的至少一種組合物通常以小液滴形式及不均勻厚度施加。然而,由於溶劑L存在,組合物為流體且因此能夠運作形成均勻、光滑的塗層膜。同時,溶劑L經歷連續蒸發,且因此由閃蒸階段產生之表面上的組合物層比較平滑及包含少於經施加組合物的溶劑L。然而,閃蒸後之層未處於即時可用之狀態下。儘管其實際上不再為例如流體,但其仍為軟或黏性的,及可能僅經歷了部分乾燥。特定言之,此層尚未交聯。
交聯係指本發明之組合物及形成組件之組合物的固化,換言之將此等組合物轉換成即時可用之狀態,意謂供給組合物之組件可按預期進行運輸、存儲及使用的狀態。因此,經交聯的組合物以及經交聯的組件不再為軟或黏性的,而是分別調節成固體塗層膜或固體組件。即使在進一步暴露至如下文稍後所述之交聯條件時,膜或組件不再呈現出其特性之任何實質性變化,諸如硬度或對基板之黏著性。
本發明之組合物以及用於產生組件之組合物原則上可視所包括之組件(諸如黏合劑及交聯劑)而以物理及/或化學方式固化。組合物尤其以化學方式固化。化學固化包含熱化學固化及光化化學固化。當本發明之組合物以及用於產生組件之組合物為熱化學固化時,其可為自交聯及/或外部交聯的。在本發明之情形下,術語「自交聯及/或外部交聯」意謂包括作為黏合劑及可能的交聯劑之聚合物及能夠相應地彼此交聯。下文稍後描述所涉及之機制以及可使用之黏合劑及交聯劑(成膜組分)。
在本發明之情形下,「熱化學固化(thermochemically curable)」及(相應地)術語「熱化學固化(thermochemical curing)」係指藉由反應性官能基之化學反應引發的組合物(形成經固化之組合物)之交聯,有可能藉助於熱能對此化學反應進行能量活化。此處,彼此互補之不同官能基可與彼此反應(互補的官能基),及/或經固化之組合物的形成基於自體反應性基團(與其自身類別之基團反應的官能基)之反應。適合之互補反應性官能基及自體反應性官能基的實例自例如德國專利申請案DE 199 30 665 A1第7頁28行至第9頁24行中已知。
此交聯可為自交聯及/或外部交聯。舉例而言,在互補反應性官能基已存在於用作黏合劑之有機聚合物中,如例如聚酯、聚胺基甲酸酯或聚(甲基)丙烯酸酯中,所涉及之交聯為自交聯。舉例而言,若(第一)有機聚合物或含有特定官能基(例如羥基)之第一化合物與習知交聯劑反應,例如與聚異氰酸酯及/或與三聚氰胺樹脂反應,則所涉及為外部交聯。交聯劑因此含有與用作黏合劑之(第一)有機聚合物中存在的反應性官能基互補的反應性官能基。
特定言之,在外部交聯之情況下,所涵蓋之系統為習知多組分系統,尤其雙組分系統。在此等系統中,待交聯之組分,例如作為黏合劑及交聯劑之有機聚合物,彼此獨立地存在於至少兩種組分中,直至施加前不久才組合。當待交聯組分即使在環境溫度或(例如)40與90℃之間的略微高溫下亦能與彼此反應時,則選擇此形態。可作為實例所述之組合為羥基官能性聚酯及/或聚胺基甲酸酯及/或聚(甲基)丙烯酸酯與作為交聯劑之游離聚異氰酸酯的組合。
有機聚合物作為黏合劑亦有可能不僅具有自交聯官能基,及亦具有外部交聯官能基,及隨後與交聯劑組合。
在本發明之情形下,「光化化學固化(actinic-chemically curable)」或術語「光化化學固化(actinic-chemical curing)」係指在施加光化輻射之情況下固化為可能的,該光化輻射為電磁輻射,諸如近紅外線(NIR)及UV輻射,尤其UV輻射,以及諸如電子束之微粒輻射。藉由UV輻射之固化通常藉由自由基光引發劑或陽離子光引發劑引發。典型的光化固化官能基為碳-碳雙鍵,在此情況下,一般採用自由基光引發劑。隨後,光化固化同樣基於化學交聯。
在標記為化學固化之組合物的固化中,當然將始終存在某些物理固化,其指聚合物鏈之迴路。物理固化甚至可佔主要比例。儘管如此,將此類組合物(若其包含至少成比例的作為化學固化之成膜組分)稱為化學固化。
遵循以上內容,根據塗層組合物之性質及其包含之組分,藉由不同機制實現固化,其當然亦需要不同固化條件,特定言之,不同固化溫度及固化時間。
在本發明之情形下,所闡明的所有溫度應理解為組合物所處的模製工具的溫度。因此,其並不意謂組合物本身必須具有相應溫度。
可在實例部分中找到待用於本發明之情形下以判定某些特性變數的量測方法。除非另外明確指示,否則將採用此等量測方法來判定各別特性變數。參照在本發明之情形下得出的官方標準而不具有官方有效性期間之指示,該參照隱含地為申請日期時有效的標準版本,若當時不存在任何有效版本,則為最近的有效版本。
本發明之組合物:
本發明之組合物較佳為自釋放塗層材料組合物。
以組合物之總重量計,本發明之組合物的固體含量為30至60 wt%、更佳35至55 wt%、極佳40至50 wt%、更特定言之42至48 wt%。固體含量根據ASTM D2369 (2015)在110℃下在2公克組合物樣品上測定60分鐘。
此外,根據本發明,根據DIN EN ISO 2431(2012年3月)量測,脫模劑組合物之黏度為10至60秒,更特定言之20至30秒(DIN4黏度杯)為較佳的。確立低黏度促進組合物之施加,且因此確保模製工具足夠潤濕以及組件塗覆均勻。
溶劑 L :
作為第一基本成分,本發明之組合物包含至少一種溶劑L。
本發明之組合物可為基於溶劑之組合物或水性組合物。在基於溶劑之組合物的情況下,包括有機溶劑作為主要成分。有機溶劑構成本發明之組合物的揮發性成分,及分別在乾燥或閃蒸時經歷完全或部分蒸發。水性組合物之主要成分為水。
較佳根據本發明,至少一種溶劑L選自有機溶劑、水及其混合物,及在各情況下以組合物之總重量計,以40至70 wt%、更佳45至65 wt%及極佳50至60 wt%、尤其52至58 wt%之總量存在。
在本發明之情形下,較佳的有機溶劑為非質子的。尤其較佳地,為極性非質子有機溶劑。極尤其較佳地,有機溶劑對於組合物之剩餘成分而言具有化學惰性。
在本發明之情形下,較佳有機溶劑為例如酮,諸如丙酮、甲基乙基酮、環己酮、甲基異丁基酮、甲基異戊基酮或二異丁基酮;酯,諸如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙二醇二乙酸酯、丁內酯、碳酸二乙酯、碳酸伸丙酯、碳酸伸乙酯、乙酸2-甲氧基丙酯(MPA)及乙氧基丙酸乙酯;醯胺,諸如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮及N-乙基吡咯啶酮;縮甲醛、縮丁醛、1,3-二氧雜環戊烷、甘油縮甲醛;及因為其為非極性的而不太較佳之烴,諸如苯、甲苯、正己烷、環己烷以及溶劑石腦油。尤其極佳的溶劑屬於酯之類別,其中乙酸正丁酯及乙酸1-甲氧基丙酯為尤其極佳的。
通式 (I) 之化合物 (b) :
作為第二基本成分,本發明之組合物包含至少一種式(I)化合物:
R1
-(C=O)r
-O-(AO)s
-R2
(I)
其中R1
為具有6至30個碳原子、較佳8至26個、更佳10至24個及極佳12至24個碳原子之飽和或不飽和脂族烴基,
R2
為H、PO(OH)2
基團,或單醣或雙醣的視情況部分磷酸化基團,或醛醣醇、更特定言之山梨糖醇的視情況部分磷酸化基團,
AO表示選自由環氧乙烷、環氧丙烷及環氧丁烷組成之群的一或多個環氧烷基團,
r為0或1,及
s為0至30,較佳1至25或2至25,更佳4至22或6至20,及極佳8至18。
基團R1
較佳為非環狀基團。
基團AO可相同或不同,及在基團S內可具有隨機、類塊或類梯度性配置。當包括兩種或更多種不同類型AO時,以基團AO之總莫耳量計,環氧乙烷分率超過50 mol%、更佳至少70 mol%及極佳至少90 mol%為較佳的。在前述情況下,不同於環氧乙烷之基團較佳為環氧丙烷基團。
其中r=0及s>0,式(I)之物質為烷氧基化脂肪醇,較佳為乙氧基化脂肪醇,其視情況為磷酸化(R2
=PO(OH)2
)或用單醣或雙醣醚化或用醛醣醇之基團醚化。其中r=1及s>0,式(I)之物質為烷氧基化脂肪酸,較佳為乙氧基化脂肪酸,其視情況為磷酸化(R2
=PO(OH)2
)或用單醣或雙醣醚化或用醛醣醇之基團醚化。
其中s=0及R2
為單醣或雙醣之基團或醛醣醇之基團,則式(I)之物質為單醣或雙醣之脂肪醇醚或醛醣醇之脂肪醇醚(r=0)或為單醣或雙醣之脂肪酸酯或醛醣醇之脂肪酸酯(r=1)。
尤其較佳地,對於式(I)之一些或所有物質,s為2至25,較佳6至20,及理想地8至18,及/或對於式(I)之一些或所有物質,s為0及R2
為單醣或雙醣的視情況部分磷酸化基團或為醛醣醇的視情況部分磷酸化基團。尤其較佳地,R1
在此情況下為具有10至24個碳原子之飽和或不飽和脂族烴基。
特定言之,亦有可能使用式(I)之物質的混合物,其中對於至少一種物質,s為0,而對於至少一種其他物質,s>0,較佳為1至25或2至25,更佳為4至22或6至20,及極佳為8至18。
尤其較佳地,在通式(I)中,R1
為具有10至24個碳原子之飽和或不飽和脂族烴基,R2
為H、PO(OH)2
基團,或單醣或雙醣的視情況部分磷酸化基團,或醛醣醇、更特定言之山梨糖醇的視情況部分磷酸化基團,AO表示選自由環氧乙烷及環氧丙烷組成之群的一或多個環氧烷基團,r為0或1,及s為0或1至25。
尤其更較佳地,在通式(I)中,R1
為具有10至24個碳原子之飽和或不飽和脂族烴基,R2
為H、PO(OH)2
基團,或單醣的視情況部分磷酸化基團或醛醣醇、更特定言之山梨糖醇的視情況部分磷酸化基團,AO表示選自由環氧乙烷及環氧丙烷組成之群的一或多個環氧烷基團,及以基團AO之總莫耳量計,環氧乙烷分率為至少70 mol%,r為0或1,及s=0或s=6至20。
尤其較佳為包含s>0之前述烷氧基化脂肪醇及/或s>0之前述烷氧基化脂肪酸與至少一種選自包含以下之群的其他物質的混合物
視情況磷酸化或醚化脂肪醇,其中r=s=0及R2
=H、PO(OH)2
、單醣基團、雙醣基團或醛醣醇基團,及
視情況磷酸化或酯化脂肪酸,其中r=1,s=0及R2
=H、PO(OH)2
、單醣基團、雙醣基團或醛醣醇基團。
在各情況下以組合物之總重量計,通式(I)之化合物的總重量較佳為0.1至10 wt%、更佳0.5至5 wt%、更特定言之為1.5至4 wt%。在使用超過一種式(I)化合物之情況下,上文所指示之數量值基於屬於式(I)之所有化合物的總量。若式(I)化合物限於特定化合物(I-1),則上文所指示之數量並非僅基於特定化合物(I-1),而實際上基於屬於式(I)之化合物的總量。若例如以5 wt%之量使用特定化合物(I-1),則至多5 wt%屬於式(I)之其他化合物可能存在於本發明之組合物中。
經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷 (c) :
本發明之組合物可進一步包含至少一種經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷。使用此類矽氧烷降低了經塗覆組件的積垢。
經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷較佳包含至少一個結構單元(R7
)2
(OR6
)SiO1/2
及至少一個結構單元(R7
)2
SiO2/2
,其中R6
為環氧乙烷、環氧丙烷及環氧丁烷基團,更特定言之為環氧乙烷及環氧丙烷及環氧丁烷基團之混合物,及R7
為C1
-C10
烷基,更特定言之為甲基。
在此情形下,經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷的矽氧烷與環氧乙烷與環氧丙烷與環氧丁烷基團之莫耳比為6:21:15:1至67:22:16:1為較佳的。
此外,在此情形下,經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷的結構單元(R7
)2
(OR6
)SiO1/2
與結構單元(R7
)2
SiO2/2
之莫耳比為1:10至1:15、更特定言之1:10至1:13為較佳的。此處R6
及R7
具有上述定義。
在各情況下以組合物之總重量計,組合物可包含0 wt%或0.1 wt%至6 wt%、較佳0.5 wt%至4 wt%、更特定言之0.8 wt%至3 wt%的經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷,更特定言之經上述特定聚醚修飾的烷基聚矽氧烷。不存在此類化合物使組合物的黏性降低。因此,改善了自模製工具產生之經塗覆組件的脫模效果。
式 (II) 之聚矽氧烷 (d) :
本發明之組合物進一步包含至少一種通式(II)之聚矽氧烷
R3
-Si(R4
)2
-[O-Si(R4
)(R5
)]a
-[O-Si(R4
)2
]b
-O-Si(R4
)2
-R3
(II),
其中
R3
及R4
在各情況下彼此獨立地為甲基或(HO-CH2
)2
-C(CH2
-CH3
)-CH2
-O-(CH2
)3
-*
基團,
R5
為甲基,
a為0或1至10,及
b為3至30。
此處,(HO-CH2
)2
-C(CH2
-CH3
)-CH2
-O-(CH2
)3
-*
基團經由*
符號鍵結至矽原子。
根據本發明較佳使用的為具有特定基團R3
及R4
之聚矽氧烷。已證實使用此類聚矽氧烷相對於改善脫模性為有利的,但不會不利地影響本發明之經交聯的組合物對組件之黏著性。因此,在本發明之一個較佳實施例中,在通式(II)中,基團R3
為(HO-CH2
)2
-C(CH2
-CH3
)-CH2
-O-(CH2
)3
-*
基團,基團R4
為甲基,基團R5
為甲基,a為0,及b為7至14。
有利地根據本發明,組合物包含特定總量之式(II)的至少一種聚矽氧烷,更特定言之上述特定聚矽氧烷。因此,根據本發明,在各情況下以組合物之總重量計,組合物包含總量為0.1至5 wt%、較佳0.5至4 wt%、更特定言之0.8至2.5 wt%的至少一種通式(II)之聚矽氧烷為較佳的。若使用超過一種式(II)之聚矽氧烷,則上文所指示之數量值基於屬於式(II)之所有聚矽氧烷的總量。若式(II)之聚矽氧烷限於特定聚矽氧烷(II-1),則上文所指示之數量不僅基於特定聚矽氧烷(II-1),而實際上基於屬於式(II)之聚矽氧烷的總量。例如其中以2 wt%之量使用特定聚矽氧烷(II-1),則至多3 wt%屬於式(II)內之其他聚矽氧烷可能存在於本發明之組合物中。
色基 BF (e) :
本發明之組合物進一步包含至少一種色基BF。此處色基BF意謂具有精確定義之色調的著色劑。藉由使用至少一種色基BF,達成了較高色調精確性。此外,較高色調多樣性為可能的,此係因為具有不同色調之不同色基BF可彼此混合以達成所需色調。
至少一種色基BF較佳以特定總量存在於本發明之組合物中。因此,根據本發明,以組合物之總重量計,著色組合物包含總量為5至40 wt%、更特定言之10至20 wt%之至少一種色基BF為有利的。以上述總量使用至少一種色基BF確保了較高色調強度。
尤其較佳地,至少一種色基BF包含至少一種效果顏料及/或至少一種著色顏料。
效果顏料為能夠在塗層中產生裝飾性效果及另外(但非排他地)產生著色效果的顏料。效果顏料尤其對於片狀構造而言為值得注意的。較佳的效果顏料為(例如)諸如片狀鋁顏料、金色銅粉、氧化銅粉、及/或鐵氧化物鋁顏料的片狀金屬效應顏料,珠光顏料及/或金屬氧化物雲母顏料;諸如片狀石墨、片狀鐵氧化物、由PVD膜組成之多層顏料的其他效應顏料及/或液晶聚合物顏料。尤其較佳為片狀金屬效果顏料,更特定言之片狀鋁顏料及/或經塗覆金屬氧化物雲母顏料及/或塗覆有金屬氧化物之硼矽酸鹽。
無機著色顏料之實例為白色顏料,諸如二氧化鈦;黑色顏料,諸如碳黑、鐵錳黑或尖晶石黑;彩色顏料,諸如深綠色、深藍或錳藍、深紫或錳紫、紅氧化鐵、鉬鉻紅或深藍;棕氧化鐵、尖晶石與剛砂之混合棕色;或黃氧化鐵或釩酸鉍。適合之有機著色顏料的實例為單偶氮顏料、雙偶氮顏料、蒽醌顏料、苯并咪唑顏料、喹吖啶酮顏料、喹啉黃顏料、二酮基吡咯并吡咯顏料、二噁嗪顏料、陰丹士林顏料、異吲哚啉顏料、異吲哚啉酮顏料、甲亞胺顏料、硫靛顏料、金屬錯合物顏料、哌瑞酮顏料、苝顏料、酞菁顏料及/或苯胺黑。
以色基BF之總重量計,至少一種效果顏料及/或至少一種著色顏料較佳以0.5至70 wt%之總量存在。
亦可提供包含至少一種黏合劑之色基。此黏合劑用於顏料之穩定分散及以彼方式在色基BF之一部分上確保較高色調強度及較高色調均質性。
用於色基BF之黏合劑較佳為聚胺基甲酸酯聚合物,更特定言之以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物。以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物意謂包含可藉由中和劑轉換成陰離子基團之至少一個基團(亦即潛在地陰離子基團)的聚胺基甲酸酯聚合物。可藉由中和劑轉換成陰離子基團之潛在地陰離子基團的實例包括羧基、磺酸及/或膦酸基團,更特定言之羧酸基團。
聚胺基甲酸酯聚合物可藉由使含有異氰酸酯基團之預聚物與對異氰酸酯基團具有反應性之化合物反應獲得。組件較佳在慣用及已知有機溶劑中反應。此處有機溶劑的量可廣泛變化,及應足夠用於形成具有適合之黏度的預聚物溶液。一般而言,以固體含量計,使用至多70 wt%、較佳5 wt%至50 wt%及更佳低於20 wt%之溶劑。因此,以固體含量計,反應可尤其較佳以10 wt%至15 wt%之溶劑含量進行。
此類聚胺基甲酸酯聚合物之數量平均分子量(測定:凝膠滲透層析法,聚苯乙烯為標準)較佳為1000至30 000 g/mol、更佳1500至 20 000 g/mol及酸值為5至70 mg KOH/g、更佳10至30 mg KOH/g (以固體含量計),及可藉由含有異氰酸酯基團之預聚物的反應,較佳鏈延伸製備。
含有異氰酸酯基團之預聚物可藉由在至多150℃、較佳50至130℃之溫度下,使羥基數為10至1800、較佳50至1200 mg KOH/g (以固體含量計)之多元醇與過量多異氰酸酯在不能與異氰酸酯反應之有機溶劑中反應來製備。NCO基團與OH基團之當量比在2.0:1.0與>1.0:1.0之間,較佳在1.4:1與1.1:1之間。
用於製備NCO預聚物之多元醇可具有低分子量及/或高分子量。為了製備以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物,多元醇含有至少一個陰離子基團及/或用於形成陰離子之基團。亦可能伴隨使用分子量為60至400道爾頓之低分子量多元醇來製備含有異氰酸酯基團之預聚物。
為了獲得具有高可撓性之NCO預聚物,所添加之主要線性多元醇部分應較高,其較佳OH數為30至150 mg KOH/g (以固體含量計)。至多97 wt%之總多元醇可由數量平均分子量Mn
為400至5000道爾頓之飽和及不飽和聚酯組成。聚酯二醇藉由將有機二羧酸或其酸酐用有機二醇酯化製備,或由羥基羧酸或內酯衍生。尤其較佳使用可藉由將脂族及芳族二羧酸與脂族二醇反應獲得的線性聚酯。
除聚酯以外,使用其他多元醇製備NCO預聚物,其中至少一種多元醇具有羧基、磺酸及/或膦酸基團。較佳使用在α位置處之碳原子上具有兩個羥基的烷酸。此等多元醇在分子中具有至少一個,通常1至3個羧基。其具有2至約25個,較佳3至10個碳原子。含有羧基之多元醇可佔NCO預聚物中之全部多元醇成分的3 wt%至100 wt%,較佳5 wt%至50 wt%。
基於NCO預聚物之固體,經由鹽形式之羧基中和可獲得的可電離羧基的量為至少0.4 wt%,較佳至少0.7 wt%。上限為約12 wt%。非經中和之預聚物中的二羥基烷酸之量使得酸值為10 mg KOH/g至40 mg KOH/g (以固體含量計)。
不具有羧基、磺酸及/或膦酸基團之其他多元醇較佳選自C3
-C8
烷二醇,尤其1,6-己二醇。在各情況下以用於製備以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物之合成組分的總重量計,通常以0.5至15 wt%、較佳1至7 wt%之量使用此等二醇。
用於製備陰離子聚胺基甲酸酯聚合物之典型多官能異氰酸酯為每分子具有至少兩個異氰酸酯基團之脂族、環脂族及/或芳族聚異氰酸酯。有機二異氰酸酯之異構體或異構體混合物為較佳的。由於其對紫外光具有高穩定性,(環)脂族二異氰酸酯使得產物的發黃趨勢低。用於形成預聚物之聚異氰酸酯組件亦可包括較高聚異氰酸酯部分,其限制條件為此不造成任何膠凝。適合之三異氰酸酯為藉由二異氰酸酯之三聚或寡聚或藉由二異氰酸酯與含有OH或NH基團之多官能性化合物反應形成的產物。可視情況藉由添加單異氰酸酯降低平均官能度。
可使用之聚異氰酸酯的實例包括二異氰酸酯、伸甲苯烯二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、雙酚二異氰酸酯、伸萘基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、環丁烷二異氰酸酯、環戊基二異氰酸酯、伸環己基二異氰酸酯、甲基伸環己基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、乙烯二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、二異氰酸酯四亞甲基、二異氰酸酯五亞甲基、二異氰酸六亞甲酯、二異氰酸伸丙基酯、乙基伸乙基二異氰酸酯及三甲基己烷二異氰酸酯。
為製備高固體陰離子聚胺基甲酸酯聚合物分散液,尤其使用通式(IV)之二異氰酸酯
其中X為二價環狀及視情況選用之芳族烴基,較佳視情況經鹵化、經甲基或甲氧基取代之二環己基甲基、伸萘基、二苯基或1,2-伸苯基、1,3-伸苯基或1,4-伸苯基,更佳為二環己基甲基,及R3
及R4
為氫或具有1至4個碳之烷基,及較佳為氫。在本發明之情形下,尤其較佳使用的一種式(IV)之二異氰酸酯為二異氰酸4,4'-亞甲基二環己基酯(亦稱為H12
MDI)。
以固體計,NCO預聚物含有至少0.5 wt%之異氰酸酯基,較佳至少1 wt%之NCO。上限為15 wt%、較佳10 wt%、更佳5 wt%之NCO。
使含有異氰酸酯基團之預聚物的異氰酸酯基團與改質劑或增鏈劑反應。較佳以一定數量添加改質劑,使得發生鏈延伸且因此增加分子量。所使用之改質劑較佳為包含羥基及/或二級及/或一級胺基之有機化合物,尤其具有兩種、三種及/或更多種官能度之多元醇及/或多元胺。可使用之多元胺的實例為乙二胺、三甲基二胺、四甲基二胺、五亞甲基二胺、己二胺或二伸乙基三胺。可使用之多元醇的實例為三羥甲基丙烷、1,3,4-丁三醇、丙三醇、赤藻糖醇、中間赤藻糖醇、阿拉伯糖醇、福壽草醇等。較佳使用三羥甲基丙烷。NCO預聚物與改質劑之當量比較佳在2.0:1.0與1.0:2.0之間,更特定言之在1.1:1與1:1.1之間。
在本發明之情形下,以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物尤其較佳藉由使NCO預聚物與呈多元醇形式之改質劑,更特定言之三羥甲基丙烷反應獲得,該NCO預聚物可藉由以下各者之反應獲得
(i) 以化合物(i)至(iv)之總重量計,55至70 wt%之至少一種聚酯多元醇,其OH數為40至100 mg KOH/g(以固體含量計)及數量平均分子量Mn
為1000至3000 Da,較佳為不含烯烴雙鍵的聚酯多元醇,
(ii) 以化合物(i)至(iv)之總重量計,3至7 wt%之至少一種烷酸,其具有3至8個碳原子以及在α位置處之碳原子上具有兩個羥基,更特定言之二羥甲基丙酸,
(iii) 以化合物(i)至(iv)之總重量計,0.5 wt%至3 wt%之至少一種C3
-C8
烷二醇,更特定言之1,6-己二醇,及
(iv) 以化合物(i)至(iv)之總重量計,25至30 wt%的至少一種式(IV)之二異氰酸酯,其中X=二環己基甲基及R3
=R4
=氫。
NCO預聚物與改質劑之當量比較佳在2.0:1.0與1.0:2.0之間,更特定言之在1.1:1與1:1.1之間。
將以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物用鹼、較佳用有機鹼、更特定言之用N,N'-二甲基乙醇胺中和,以一定數量添加鹼,使得達成50%至100%、較佳60%至80%之中和度。
以色基BF之總重量計,至少一種黏合劑,更特定言之前述以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物較佳以10 wt%至80 wt%之數量存在。
色基BF亦可包含至少一種溶劑。可使用之溶劑為關於溶劑L (本發明之組合物的組分(a))之上述溶劑。尤其較佳採用的為乙二醇及/或甲基乙基酮。
因此,在色基BF之一個尤其較佳實施例中,色基BF包含(以其總重量計)
(a1) 0.5至70 wt%之至少一種效果顏料及/或至少一種著色顏料,
(a2) 10至80 wt%之至少一種選自以下之群的黏合劑:聚胺基甲酸酯聚合物、胺基樹脂聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、聚酯聚合物及其混合物,更特定言之為上述以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物,及
(a3)至少一種有機溶劑。
黏合劑 B (f) :
較佳根據本發明,組合物以及上述基本成分包含至少一種黏合劑B。黏合劑B較佳不同於色基BF中之黏合劑(a2)。使用此黏合劑B使得可撓性及穩定性塗層在組件上展開,但不會不利地影響組件之脫模性。
出人意料地,已表明黏合劑B之性質對於本發明之組合物所達成的脫模性而言不重要。另一出人意料的為,本發明之組合物(而與黏合劑B無關)對所得塗層,特定言之對其表面品質及可撓性無不利影響。因此,本發明之組合物可與任何所需的黏合劑B組合,而不會不利地影響所產生之組件的脫模性或在該組件上用組合物產生之塗層的突出特性。此外,所得塗層可以膠合黏接及/或塗覆有底塗層及/或透明塗層材料,而無昂貴及不便的後處理步驟。
在各情況下以組合物之總重量計,至少一種黏合劑B以較佳以20至50 wt%、更佳25至40 wt%、更特定言之25至35 wt%之總量(固體含量)存在。若黏合劑為溶劑中之分散液或溶液,則在各情況下使用黏合劑之固體含量計算上述總量。在上述數量範圍內使用至少一種黏合劑B使得可撓性及穩定性塗層在組件上展開,但不會不利地影響組件之脫模性。
較佳根據本發明,黏合劑B選自由以下組成之群:(i)聚(甲基)丙烯酸酯,更特定言之為羥基官能及/或羧酸酯官能及/或胺官能聚(甲基)丙烯酸酯,(ii)聚胺基甲酸酯,更特定言之為羥基官能及/或羧酸酯官能及/或胺官能聚胺基甲酸酯,(iii)聚酯,更特定言之為聚酯多元醇,(iv)聚醚,更特定言之為聚醚多元醇,(v)所述聚合物中之共聚物,及(vi)其混合物。
在此情形下,黏合劑B選自羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯及/或聚酯多元醇,更特定言之選自至少一種羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯與至少一種聚酯多元醇的混合物為較佳的。使用此混合物產生具有較高可撓性及亦對環境影響具有較高抗性之塗層。此外,無關於用於產生組件之材料的表面性質,即可達成平滑表面。此外,所得塗層可以膠合黏接及/或塗覆有底塗層及/或透明塗層材料,而無昂貴及不便的後處理步驟。
羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之羥基數較佳為65至100 mg KOH/g、更佳70至95 mg KOH/g、更特定言之75至90 mg KOH/g或80至85 mg KOH/g。在本發明之情形下,羥基數可根據EN ISO 4629-2:2016測定及在各情況下以固體含量計。
羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之酸值較佳為小於25 mg KOH/g,酸值更佳為1至20 mg KOH/g,酸值極佳為4至16 mg KOH/g,更特定言之6至14 mg KOH/g或8至12 mg KOH/g。出於本發明之目的的酸價可根據DIN EN ISO 2114:2002-06 (方法A)測定及在各情況下以固體含量計。
可使用聚甲基丙烯酸甲酯標準(PMMA標準) (DIN 55672-1:2016-03)藉助於凝膠滲透層析法(GPC)測定數量平均分子量Mn
及重量平均分子量Mw
。羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之數量平均分子量Mn
較佳在4000至10 000 g/mol、更佳5000至9000 g/mol、極佳5500至8000 g/mol、更特定言之6000至7500 g/mol範圍內。羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之重量平均分子量Mw
較佳在8000至30 000 g/mol、更佳10 000至25 000 g/mol、極佳12 000至22 000 g/mol、更特定言之14 000至20 000 g/mol範圍內。
羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之多分散性PD
(=Mw
/Mn
)較佳在2至3範圍內,更特定言之2.2至2.8範圍內。
羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之羥基官能度較佳為5至15,更佳為6至14,更特定言之為8至12。
羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯可藉助於對一般熟習此項技術者而言常見及熟悉的聚合反應自烯系不飽和單體、較佳單烯系不飽和單體獲得。可使用之引發劑包括過氧化物,諸如過氧化二第三丁基。因此,可藉由以下各者之反應製備羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯為較佳的
(a1)至少一種羥基官能性(甲基)丙烯酸酯,更特定言之式HC=CRx
-COO-Ry
-OH之(甲基)丙烯酸酯,其中Rx
為H或CH3
及Ry
為具有2至6個、較佳2至4個、更佳2或3個碳原子之伸烷基,
(a2)至少一種羧基官能性烯系不飽和單體,更特定言之(甲基)丙烯酸,及
(a3)至少一種(甲基)丙烯酸之無羥基及無羧基酯及/或至少一種無羥基及無羧基乙烯基單體,更特定言之苯乙烯。
羥基官能性(甲基)丙烯酸酯(a1)之實例較佳為甲基丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸羥基丙酯及丙烯酸羥基丙酯,及尤其較佳為甲基丙烯酸羥基乙酯及甲基丙烯酸2-羥基丙酯。用於製備羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯的羥基官能性(甲基)丙烯酸酯(a1)之量基於羥基數的目標範圍計算為50至120 mg KOH/g。
羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯較佳含有少量羧基。此等基團在聚合反應期間經由使用例如羧基官能性單體(a2)、更佳經由使用丙烯酸及/或甲基丙烯酸引入聚(甲基)丙烯酸酯中。在各情況下以用於製備羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之所有單體的總重量計,此等單體(a2),尤其(甲基)丙烯酸較佳以20至45 wt%,更佳25至40 wt%,更特定言之30至35 wt%之總量存在。
除羥基官能性(a1)及羧基官能性(a2)烯系不飽和單體以外,亦在製備烯系不飽和單體(a3)、更特定言之單烯系不飽和單體(a3) (此等單體不含羥基及羧基兩者)之羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯時使用。尤其較佳採用的乙烯基單體(a3)為苯乙烯。在各情況下以用於製備羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之所有單體的總重量計,此等乙烯基單體(a3),更特定言之苯乙烯較佳以30至60 wt%、更佳35至55 wt%、更特定言之40至50 wt%之總量存在。
羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯可用於有機溶劑,較佳非質子性溶劑中。為此目的,典型溶劑例如為乙酸正丁酯,其亦可在製備至少一種羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯時使用。若將羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯用於溶劑中,則將溶劑視為溶劑L之一部分。
較佳以特定總量使用羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯。因此,根據本發明,在各情況下以存在於組合物中之所有黏合劑的固體含量之總重量計,羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯以10至97 wt%、較佳40至70 wt%、更特定言之40至50 wt%之總量存在為有利的。
在各情況下以之固體含量計,聚酯多元醇之羥基數為100至200 mg KOH/g、更佳110至180 mg KOH/g、極佳120至160 mg KOH/g。
在各情況下以之固體含量計,聚酯多元醇之酸值較佳為0至9 mg KOH/g,更特定言之0.2至2 mg KOH/g。聚酯多元醇之羥基數及酸值可如上文結合羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯來判定。
聚酯多元醇之數量平均分子量較佳在800至3000 g/mol、更佳1000至2000 g/mol、更特定言之1000至1600 g/mol範圍內。此處判定係結合對羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之分子量的判定。
聚酯多元醇較佳為分支鏈的。
聚酯多元醇之羥基官能度較佳為2.2至4、更佳2.5至3.5、極佳2.7至3.3。
較佳以特定總量使用聚酯多元醇。因此,根據本發明,在各情況下以存在於組合物中之所有黏合劑的固體含量之總重量計,聚酯多元醇以40 wt%至97 wt%、較佳40 wt%至70 wt%、更特定言之50 wt%至65 wt%之總量存在為有利的。
黏合劑B可替代地選自以陰離子方式穩定之水性聚胺基甲酸酯分散液、以陽離子方式穩定之水性聚胺基甲酸酯分散液、水性聚胺基甲酸酯-聚脲分散液及其混合物。適合之分散液描述於例如特許公開說明書EP 2 066 712 A1、EP 1 153 054 A1及EP 1 153 052 A1中。
本發明之著色組合物較佳表徵為顏料與黏合劑之重量比為0.01至1.2。前述重量比係關於組合物中之顏料的總量以及黏合劑(a2)及/或B。
交聯劑 V (f) :
根據本發明,組合物不僅包含前述成分及/或至少一種黏合劑B及亦包含交聯劑V可為較佳的。尤其較佳地,本發明之組合物包含上述黏合劑B與上述交聯劑V的組合。
交聯劑V較佳選自由以下組成之群:胺基樹脂、聚異氰酸酯、封端聚異氰酸酯、聚碳二亞胺、UV光、熱、光引發劑及其混合物。
尤其較佳使用聚異氰酸酯以及聚碳二亞胺作為交聯劑V。
已發現使用聚異氰酸酯為適當的,尤其當上述至少一種羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯與至少一種聚酯多元醇的混合物作為黏合劑B存在於本發明之組合物中時。
在此情形下,聚異氰酸酯之NCO基團官能度大於2.4至5、較佳2.6至4、更佳2.8至3.6為尤其較佳的。
在本發明之情形下,尤其較佳採用的為包含至少一個異氰尿酸酯環或至少一個亞胺基噁二嗪二酮環的聚異氰酸酯。
根據一替代實施例,可存在彼此不同之兩種聚異氰酸酯作為交聯劑V,其中第一聚異氰酸酯包含至少一個異氰尿酸酯環,及第二聚異氰酸酯包含至少一個亞胺基噁二嗪二酮環。
聚異氰酸酯較佳包含二異氰酸酯之寡聚物,較佳為三聚物或四聚物。尤其較佳的,其包含亞胺基噁二嗪二酮、異氰尿酸酯、脲基甲酸酯及/或二異氰酸酯之縮二脲。尤其較佳地,聚異氰酸酯包含脂族及/或環脂族,極佳為脂族聚異氰酸酯。充當前述寡聚物、更特定言之前述三聚物或四聚物的二異氰酸酯基礎,極佳為二異氰酸己二酯及/或異佛爾酮二異氰酸酯,及尤其較佳僅二異氰酸己二酯。
已發現使用聚碳二亞胺為適當的,尤其當以陰離子方式穩定之水性聚胺基甲酸酯分散液、以陽離子穩定之水性聚胺基甲酸酯分散液、水性聚胺基甲酸酯-聚脲分散液及其混合物作為黏合劑B存在於本發明之組合物中時。
聚碳二亞胺較佳呈水性分散液形式。尤其較佳使用之聚碳二亞胺可藉由聚異氰酸酯與聚碳二亞胺反應及後續鏈延伸及/或藉助於含有羥基及/或胺基之親水性化合物終止獲得。舉例而言,適合之分散液描述於特許公開說明書EP1644428 A2及EP1981922 A2中。
經由交聯劑V,有可能影響例如所得經固化之塗層的硬度、可撓性及彈性。使用含有亞胺基噁二嗪二酮結構之聚異氰酸酯,特定言之,產生特定硬度之塗層,從而防止基板結構通過經固化之塗層表面及在此處造成不合需要之波紋。此類聚異氰酸酯可購自例如以Desmodur N3900名稱之Covestro。類似的結果可使用含有異氰尿酸酯結構之聚異氰酸酯達成,該等聚異氰酸酯可購自例如以Desmodur N3800名稱之Covestro,在此情況下塗層仍為硬的但更為可撓性的。
組合物較佳包含以特定總量之至少一種交聯劑V。因此,根據本發明,在各情況下以組合物之總重量計,至少一種交聯劑V以10 wt%至40 wt%、較佳10至30 wt%、更特定言之15至25 wt%之總量存在為較佳的。
此外,組合物包含交聯劑V之官能基與對交聯劑V具有反應性的黏合劑B之基團的特定莫耳比為較佳的。此確保本發明之組合物的交聯為足夠的。因此,交聯劑V之官能基(尤其為NCO基團或碳化二亞胺基團)與對交聯劑V之官能基具有反應性的至少一種黏合劑B之基團(尤其為羥基或陰離子基團)總和的莫耳比為0.4:1至1:1,較佳為0.65:1至0.85:1,更特定言之為0.7:1至0.8:1為有利的。
視存在於本發明之組合物中的特定黏合劑B及交聯劑V而定,本發明之組合物經組態為單組分系統或可藉由混合兩種(雙組分系統)或更多種(多組分系統) 組分獲得。在熱化學固化單組分系統中,待交聯之組分(換言之黏合劑與交聯劑)彼此並存,換言之存在於一種組分中。此條件為待交聯之組分僅在超過100℃之相對較高溫度下有效地與彼此反應,例如以便防止過早至少成比例的熱化學固化。此類組合可藉由羥基官能性聚酯及/或聚胺基甲酸酯與作為交聯劑之三聚氰胺樹脂及/或封端聚異氰酸酯例示。
在熱化學固化二組分或多組分系統中,待交聯組分(換言之黏合劑及交聯劑)彼此獨立地存在於至少兩種組分中,直至施加前不久才組合。當待交聯組分即使在環境溫度或(例如)40至90℃之間的略微高溫下亦能有效地與彼此反應時,則選擇此形態。此類組合可藉由羥基官能性聚酯及/或聚胺基甲酸酯及/或聚(甲基)丙烯酸酯與作為交聯劑之游離聚異氰酸酯例示。
在本發明之組合物可藉由混合兩種或更多種組分獲得之情況下,含有黏合劑之組分與含有交聯劑之組分的重量比較佳為100:10至100:100,更佳為100:20至100:80,更特定言之為100:50至100:70。使用上述混合比率確保組合物之足夠交聯,及以彼方式提供易脫模性之保證及亦對所產生之組件的表面具有高黏著性。
交聯催化劑 VK (g) :
此外,根據本發明,組合物包含至少一種交聯催化劑VK可為有利的。尤其當組合物包含至少一種交聯劑V,更特定言之聚異氰酸酯時,存在交聯催化劑VK。
交聯催化劑VK主要催化交聯劑V之官能基與對交聯劑V之官能性基團具有反應性的至少一種黏合劑B之基團之間的反應。
交聯催化劑較佳選自羧酸鉍之群。
根據本發明,在此情形下,存在特定羧酸鉍為較佳的。因此,羧酸鉍較佳具有通式(III)
Bi[OOC(Cn
H2n+1
)]3
(III)
其中n=5至15,較佳n=7至13,更特定言之n=9至11。
羧酸酯基團較佳為分支鏈的,及其極佳在羧酸酯基團之碳原子的α位置處具有三級或四級碳原子,較佳為四級碳原子。在羧酸鉍中,尤其適合之三新癸酸鉍已出現。
羧酸鉍較佳以穩定形式與羧酸鹽之母羧酸HOOC(Cn
H2n+1
)組合使用,其中n具有上文所指示之定義。出於本發明之目的,此處游離羧酸在形式上不應視為交聯催化劑VK之成分,即使其可能不僅具有穩定劑效應,及視情況亦可充當催化促進劑;實際上,其包括如下文所述之其他添加劑中。
組合物較佳包含以特定總量之至少一種交聯催化劑VK。因此,根據本發明,在各情況下以組合物之總重量計,至少一種交聯催化劑VK以0.01 wt%至3.5 wt%、較佳0.1至2 wt%、更特定言之0.4至1.5 wt%之總量存在為較佳的。
其他成分 (h) :
除上述成分以外,本發明之組合物可包含其他成分。其他成分之實例為添加劑。
至少一種添加劑較佳選自由以下組成之群:濕潤劑及/或分散劑、流變助劑、流動控制劑、UV吸收劑及其混合物。
以組合物之總重量計,至少一種添加劑較佳以0 wt%至10 wt%之總量存在。
本發明之製程:
本發明之第二主題為一種用於產生經塗覆模製品之製程,其藉由以下方式進行:
(A) 將本發明之著色組合物施加至模製工具之表面,以形成塗層材料膜,
(B) 使塗層材料膜閃蒸,
(C) 將形成組件之組合物施加至經閃蒸的塗層材料膜,
(D) 使組合物與塗層材料膜交聯,及
(E) 隨後移除經塗覆組件。
所討論之組件較佳為由發泡體製成之組件。本文之發泡體包括彈性發泡體,更特定言之可撓性發泡體,以及熱固性發泡體,更特定言之硬質發泡體。
發泡體可為開孔、閉孔或混合孔發泡體。本文中之發泡體亦包括稱為完整發泡體之發泡體。
尤其較佳之發泡體為聚胺基甲酸酯發泡體。此等通常由一或多種多元醇及一或多種聚異氰酸酯產生。添加至多元醇組件以形成發泡體之發泡劑通常為水,其與聚異氰酸酯之一部分反應以形成二氧化碳,因此反應伴隨著發泡。使用長鏈多元醇獲得軟至彈性發泡體(尤其可撓性發泡體)。若使用短鏈多元醇,則通常形成高度交聯結構,使得通常形成硬質發泡體。用於產生聚胺基甲酸酯發泡體之多元醇較佳包含聚酯多元醇、聚醚多元醇及/或聚酯聚醚多元醇,且因此較佳選自前述多元醇之群。
纖維同樣可摻合至發泡體調配物中。當此類調配物發泡時,產物稱為纖維加強型發泡體。當產生硬質發泡體時,較佳使用纖維。
組件(更特定言之發泡體)之塗覆在組件形成期間進行。為此目的,首先,在製程步驟(A)中,較佳藉由例如以氣動方式或靜電方式之注射或噴射將本發明之組合物施加至模製工具之所有表面。若本發明之組合物為雙組分組合物,則可將兩種組分經由單獨進料管線進料至模製工具中。在其進料期間,兩種組分之溫度較佳在15℃與70℃、更佳15℃至40℃、更特定言之20℃至30℃之間。進料可在壓力下進行。
在製程步驟(B)中,使所形成之塗層材料膜閃蒸。閃蒸時間較佳低於2分鐘,更佳低於1分鐘,及極佳低於30秒。在此情況下,模製工具之溫度為20℃至100℃、更佳地30℃至90℃、極佳地40℃至80℃、更特定言之50℃至70℃為有利的。乾膜厚度較佳為20至120 μm,更佳為25至100 μm。在閃蒸階段期間,將溶劑L自組合物移除,但組合物不存在任何完全固化或交聯。
在製程步驟(C)中,將形成組件之組合物噴射至塗層材料之閃蒸膜上。此可在打開或閉合製程中進行。在打開製程之情況下,進行具有塑形材料之包覆模製。較佳在閉合製程之情況下,在塗層材料膜已閃蒸後閉合模製工具,及隨後引入用於形成組件之組合物,較佳藉由射出。
在製程步驟(D)中,使塗層材料膜以及形成組件之組合物交聯。反應時間一般在1至8分鐘範圍內變化,通常為2至6分鐘,模製工具溫度較佳在45至75℃範圍內,更佳50至70℃,極佳52至65℃範圍內。
當進行反應以形成組件及塗層已固化時,所形成之組件塗覆有本發明之交聯組合物的塗層及可將其在製程步驟(E)中自模製工具移除。經塗覆組件呈現出較高色調精確性,其具有與汽車OEM表面處理相當之水準。此外,達成了較高色調穩定性水準,及不存在應力白化及不均勻覆蓋組件之邊緣。此外,相較於著色發泡體材料之情況,達成了較高水準之色調強度及色調多樣性。最後,所產生之組件亦呈現出較高色調均質性。
經塗覆組件可用於眾多區域中。實例包括機動車輛之內部及外部,更特定言之為座墊或擋泥板、方向盤、門檻裝飾件或擋泥板裝飾件,或者為鞋類鞋底,或在傢俱及室內裝飾傢俱領域中。
若需要,可在無砂磨操作下及視情況在簡單清潔後,用諸如一或多種底塗層材料及/或一或多種透明塗層材料之其他塗層材料直接施加經塗覆組件,以分別形成一或多種底塗層膜及一或多種透明塗層膜。較佳地,不將面漆塗層施加至根據本發明經塗覆組件;而是直接施加底塗層膜及/或頂塗層膜,更特定言之透明塗層膜。可使用之底塗層及頂塗層材料,尤其透明塗層材料原則上分別為所有底塗層及透明塗層材料,其習知地用於OEM表面處理或再處理中。此類底塗層及透明塗層材料可購自(例如) BASF塗層GmbH,已證實自身尤為出色的透明塗層材料為來自EverGloss產品線之透明塗層材料。
關於本發明之製程的其他較佳實施例,特定言之關於製程中所使用之組合物,上文關於本發明之著色組合物的論述在細節上作必要修改後有效。
本發明用途 :
最後,本發明之另一主題為本發明之著色組合物在產生經塗覆組件,更特定言之經塗覆發泡體中的用途。
本發明之著色組合物以及其在本發明之製程中的用途准許產生經塗覆組件,該等經塗覆組件可在無昂貴及不便的後處理步驟下進一步處理。即使在無重新塗覆之情況下,藉由組合物在組件上獲得的塗層亦具有高彈性或可撓性及亦具有UV穩定性且為非光亮的,因此不僅使得對經塗覆組件的無損脫模,及亦可在產生經塗覆組件後立即有效保護經塗覆組件不受環境影響,例如UV輻射、污染等。因為本發明之組合物同時具有釋放效應,所以可將此材料用作脫模劑及塗層材料。因此,無需使用單獨的脫模劑,其需要在對組件進行後處理前昂貴及不便的移除。此外,即使使用發泡體(發泡體與習知脫模劑組合會產生具有不規則表面的組件)產生時,所產生之經塗覆組件亦具有規則的表面。由於僅少量組合物殘留於模製工具中,因此不必在每次後續施加組合物前清潔所使用的模製工具。相較於用於產生組件之材料的著色或真空膜製程,本發明用途產生更佳色調精確性、色調穩定性、色調強度、色調多樣性及色調均質性。
本發明之最終主題為本發明之組合物在改善用於產生組件之組合物的流動行為中的用途。
出人意料地,本發明之塗層材料組合物在產生經塗覆組件中的用途改善了產生該等組件之組合物的流動行為。以此方式,有可能無損產生甚至具有複雜幾何形狀的組件,此係因為用本發明之組合物塗覆模製工具增加了用於產生組件之組合物的流動行為,及以此方式亦准許填充,更特定言之完全填充模製工具之稜角或狹窄空腔。
關於本發明用途之其他較佳實施例,特定言之所使用之組合物,上文關於本發明之組合物的論述以及本發明之製程在細節上作必要修改後有效。
本發明尤其藉由以下實施例描述:
根據第一實施例,本發明係關於一種組合物,更特定言之塗層材料組合物,其包含
(a) 至少一種溶劑L,
(b) 至少一種通式(I)之化合物
R1
-(C=O)r
-O-(AO)s
-R2
(I)
其中R1
為具有6至30個碳原子之飽和或不飽和脂族烴基,
R2
為H、PO(OH)2
基團,或單醣或雙醣的視情況部分磷酸化基團,或醛醣醇的視情況部分磷酸化基團,
AO表示選自由環氧乙烷、環氧丙烷及環氧丁烷組成之群的一或多個環氧烷基團,
r為0或1,及s為0至30;
(c) 視情況選用之至少一種經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷,
(d) 至少一種通式(II)之聚矽氧烷
R3
-Si(R4
)2
-[O-Si(R4
)(R5
)]a
-[O-Si(R4
)2
]b
-O-Si(R4
)2
-R3
(II),
其中
R3
及R4
在各情況下彼此獨立地為甲基或(HO-CH2
)2
-C(CH2
-CH3
)-CH2
-O-(CH2
)3
-*
基團,
R5
為甲基,
a為0或1至10,及
b為3至30;
(e) 至少一種色基BF,及
(f) 視情況選用之至少一種黏合劑B。
根據第二實施例,本發明係關於根據實施例1之組合物,其中在各情況下以組合物之總重量計及根據ASTM D2369 (2015) (110℃,60分鐘)量測,該組合物之固體含量為30至60 wt%,較佳35至55 wt%,更佳40至50 wt%,更特定言之42至48 wt%。
根據第三實施例,本發明係關於根據實施例1及2中任一項之組合物,其中根據DIN EN ISO 53211(2012年3月)量測,該組合物之黏度為10至60秒,更特定言之20至30秒(DIN4黏度杯)。
根據第四實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中至少一種溶劑L選自有機溶劑、水及其混合物,及在各情況下以組合物之總重量計,其以40至70 wt%、更佳45至65 wt%及極佳50至60 wt%、更特定言之52至58 wt%之總量存在。
根據第五實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中在通式(I)中,R1
為具有10至24個碳原子之飽和或不飽和脂族烴基,R2
為H、PO(OH)2
基團,或單醣或雙醣的視情況部分磷酸化基團,或醛醣醇、更特定言之山梨糖醇的視情況部分磷酸化基團,AO表示選自由環氧乙烷及環氧丙烷組成之群的一或多個環氧烷基團,r為0或1,及s為0或1至25。
根據第六實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中在通式(I)中,R1
為具有10至24個碳原子之飽和或不飽和脂族烴基,R2
為H、PO(OH)2
基團,或單醣的視情況部分磷酸化基團或醛醣醇、更特定言之山梨糖醇的視情況部分磷酸化基團,AO表示選自由環氧乙烷及環氧丙烷組成之群的一或多個環氧烷基團,及全部基團AO中之環氧乙烷分率為至少70 mol%,r為0或1,及s為0或s為6至20。
根據第七實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中在各情況下以組合物之總重量計,至少一種通式(I)之化合物以0.1至10 wt%、更佳0.5至5 wt%、更特定言之1.5至4 wt%之總量存在。
根據第八實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷包含至少一個結構單元(R7
)2
(OR6
)SiO1/2
及至少一個結構單元(R7
)2
SiO2/2
,其中R6
為環氧乙烷、環氧丙烷及環氧丁烷基團,更特定言之為環氧乙烷及環氧丙烷及環氧丁烷基團之混合物,及R7
為C1
-C10
烷基,更特定言之為甲基。
根據第九實施例,本發明係關於根據實施例8之組合物,其中經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷的矽氧烷與環氧乙烷基團與環氧丙烷基團與環氧丁烷基團之莫耳比為6:21:15:1至67:22:16:1。
根據第十實施例,本發明係關於根據實施例8及9中任一項之組合物,其中經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷的結構單元(R7
)2
(OR6
)SiO1/2
與結構單元(R7
)2
SiO2/2
之莫耳比為1:10至1:15、更特定言之1:10至1:13。
根據第十一實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中在各情況下以組合物之總重量計,至少一種經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷以0 wt%或0.1至6 wt%、較佳0.5至4 wt%、更特定言之0.8至3 wt%之總量存在。
根據第十二實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中在通式(II)中,基團R3
為(HO-CH2
)2
-C(CH2
-CH3
)-CH2
-O-(CH2
)3
-*
基團,基團R4
為甲基,基團R5
為甲基,a為0,及b為7至14。
根據第十三實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中在各情況下以組合物之總重量計,該組合物包含總量為0.1至5 wt%、較佳0.5至4 wt%、更特定言之0.8至2.5 wt%的至少一種通式(II)之聚矽氧烷。
根據第十四實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中以組合物之總重量計,至少一種色基BF以5至40 wt%、更特定言之10至20 wt%之總量存在。
根據第十五實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中色基BF包含至少一種效果顏料及/或至少一種著色顏料,以色基BF之總重量計,較佳總量為0.5至70 wt%。
根據第十六實施例,本發明係關於根據實施例15之組合物,其中至少一種效果顏料(a1)選自以下之群:片狀金屬效應顏料、珠光顏料、金屬氧化物雲母顏料、片狀石墨、片狀鐵氧化物、由PVD膜組成之多層顏料、液晶聚合物顏料及其混合物,更特定言之片狀鋁顏料及/或經塗覆金屬氧化物雲母顏料及/或塗覆有金屬氧化物之硼矽酸鹽。
根據第十七實施例,本發明係關於根據實施例15及16中任一項之組合物,其中至少一種著色顏料(a1)選自以下之群:白色顏料、黑色顏料、彩色顏料、單偶氮顏料、雙偶氮顏料、蒽醌顏料、苯并咪唑顏料、喹吖啶酮顏料、喹啉黃顏料、二酮基吡咯并吡咯顏料、二噁嗪顏料、陰丹士林顏料、異吲哚啉顏料、異吲哚啉酮顏料、甲亞胺顏料、硫靛顏料、金屬錯合物顏料、哌瑞酮顏料、苝顏料、酞菁顏料、苯胺黑及其混合物。
根據第十八實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中色基BF包含至少一種選自以下之群的黏合劑:聚胺基甲酸酯聚合物、胺基樹脂聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、聚酯聚合物及其混合物,尤其以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物,以色基BF之總重量計,較佳以10至80 wt%之總量。
根據第十九實施例,本發明係關於根據實施例18之組合物,其中以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物藉由使NCO預聚物與呈多元醇形式之改質劑,更特定言之三羥甲基丙烷反應獲得,該NCO預聚物可藉由以下各者之反應獲得
(i) 以化合物(i)至(iv)之總重量計,55至70 wt%之至少一種聚酯多元醇,其OH數為40至100 mg KOH/g(以固體含量計)及數量平均分子量Mn
為1000至3000 Da,較佳為不含烯烴雙鍵的聚酯多元醇,
(ii) 以化合物(i)至(iv)之總重量計,3至7 wt%之至少一種烷酸,其具有3至8個碳原子以及在α位置處之碳原子上具有兩個羥基,更特定言之二羥甲基丙酸,
(iii) 以化合物(i)至(iv)之總重量計,0.5 wt%至3 wt%之至少一種C3
-C8
烷二醇,更特定言之1,6-己二醇,及
(iv) 以化合物(i)至(iv)之總重量計,25至30 wt%的至少一種式(IV)之二異氰酸酯,其中X=二環己基甲基及R3
=R4
=氫,
其中NCO預聚物與改質劑之當量比在2.0:1.0與1.0:2.0之間,更特定言之在1.1:1與1:1.1之間。
根據第二十實施例,本發明係關於根據實施例17及18中任一項之組合物,其中以陰離子方式穩定之聚胺基甲酸酯聚合物的中和度為50%至100%、較佳60%至80%。
根據第二十一實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中在各情況下以組合物之總重量計,至少一種黏合劑B以20至50 wt%、較佳25至40 wt%、更特定言之25至35 wt%之總量(固體含量)存在。
根據第二十二實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中黏合劑B選自由以下組成之群:(i)聚(甲基)丙烯酸酯,更特定言之為羥基官能及/或羧酸酯官能及/或胺官能聚(甲基)丙烯酸酯,(ii)聚胺基甲酸酯,更特定言之為羥基官能及/或羧酸酯官能及/或胺官能聚胺基甲酸酯,(iii)聚酯,更特定言之為聚酯多元醇,(iv)聚醚,更特定言之為聚醚多元醇,(v)所述聚合物中之共聚物,及(vi)其混合物。
根據第二十三實施例,本發明係關於根據實施例22之組合物,其中黏合劑B選自羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯及/或聚酯多元醇,更特定言之選自至少一種羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯與至少一種聚酯多元醇的混合物。
根據第二十四實施例,本發明係關於根據前述實施例22及23中任一項之組合物,其中羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之羥基值為50至120 mg KOH/g、較佳70至95 mg KOH/g、更特定言之75至90 mg KOH/g或80至85 mg KOH/g。
根據第二十五實施例,本發明係關於根據前述實施例22至24中任一項之組合物,其中羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之酸值為1至20 mg KOH/g,更特定言之6至14 mg KOH/g或8至12 mg KOH/g,及/或數量平均分子量Mn
為4000至10 000 g/mol,較佳5000至9000 g/mol,更佳5500至8000 g/mol,更特定言之6000至7500 g/mol。
根據第二十六實施例,本發明係關於根據前述實施例22至25中任一項之組合物,其中羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之羥基官能度為5至15、較佳6至14、更特定言之8至12。
根據第二十七實施例,本發明係關於根據前述實施例22至26中任一項之組合物,其中可藉由以下各者之反應製備羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯
(a1) 至少一種羥基官能性(甲基)丙烯酸酯,更特定言之式HC=CRx
-COO-Ry
-OH之(甲基)丙烯酸酯,其中Rx
為H或CH3
及Ry
為具有2至6個、較佳2至4個、更佳2或3個碳原子之伸烷基,
(a2) 至少一種羧基官能性烯系不飽和單體,更特定言之(甲基)丙烯酸,及
(a3) 至少一種(甲基)丙烯酸之無羥基及無羧基酯及/或至少一種無羥基及無羧基乙烯基單體,更特定言之苯乙烯。
根據第二十八實施例,本發明係關於根據實施例27之組合物,其中在各情況下以用於製備羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之所有單體的總重量計,羧基官能性烯系不飽和單體(a2),更特定言之(甲基)丙烯酸較佳以20至45 wt%,更佳25至40 wt%,更特定言之30至35 wt%之總量存在。
根據第二十九實施例,本發明係關於根據前述實施例27及28中任一項之組合物,其中在各情況下以用於製備羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之所有單體的總重量計,乙烯基單體(a3),更特定言之苯乙烯較佳以30至60 wt%、更佳35至55 wt%、更特定言之40至50 wt%之總量存在。
根據第三十實施例,本發明係關於根據前述實施例22至29中任一項之組合物,其中在各情況下以存在於組合物中之所有黏合劑之固體含量的總重量計,羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯以10 wt%至97 wt%、較佳40至70 wt%、更特定言之40至50 wt%之總量存在。
根據第三十一實施例,本發明係關於根據前述實施例22至30中任一項之組合物,其中聚酯多元醇之羥基值為100至200 mg KOH/g、較佳110至180 mg KOH/g、更特定言之120至160 mg KOH/g。
根據第三十二實施例,本發明係關於根據前述實施例22至31中任一項之組合物,其中聚酯多元醇之酸值為0至9 mg KOH/g,更特定言之0.2至2 mg KOH/g,及/或數量平均分子量為800至3000 g/mol,較佳1000至2000 g/mol,更特定言之1000至1600 g/mol。
根據第三十三實施例,本發明係關於根據前述實施例22至32中任一項之組合物,其中聚酯多元醇為分支鏈的。
根據第三十四實施例,本發明係關於根據前述實施例22至33中任一項之組合物,其中聚酯多元醇之羥基官能度為2.2至4、較佳2.5至3.6、更特定言之2.7至3.6。
根據第三十五實施例,本發明係關於根據前述實施例22至34中任一項之組合物,其中在各情況下以存在於組合物中之所有黏合劑之固體含量的總重量計,聚酯多元醇以40 wt%至97 wt%、較佳40至70 wt%、更特定言之50至65 wt%之總量存在。
根據第三十六實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中該組合物另外包含至少一種交聯劑V。
根據第三十七實施例,本發明係關於根據實施例36之組合物,其中交聯劑V選自由以下組成之群:胺基樹脂、聚異氰酸酯、封端聚異氰酸酯、聚碳二亞胺、UV光、熱、光引發劑及其混合物。
根據第三十八實施例,本發明係關於根據實施例37之組合物,其中聚異氰酸酯之NCO基團官能度大於2.4至5、較佳2.6至4、更佳2.8至3.6。
根據第三十九實施例,本發明係關於根據前述實施例37及38中任一項之組合物,其中聚異氰酸酯包含至少一個異氰尿酸酯環或至少一個亞胺基噁二嗪二酮環。
根據第四十實施例,本發明係關於根據前述實施例37及38中任一項之組合物,其中存在兩個彼此不同的聚異氰酸酯,第一聚異氰酸酯包含至少一個異氰尿酸酯環,及第二聚異氰酸酯包含至少一個亞胺基噁二嗪二酮環。
根據第四十一實施例,本發明係關於根據前述實施例36至40中任一項之組合物,其中在各情況下以組合物之總重量計,至少一種交聯劑V以10 wt%至40 wt%、較佳10至30 wt%、更特定言之15至25 wt%之總量存在。
根據第四十二實施例,本發明係關於根據前述實施例22至41中任一項之組合物,其中交聯劑V之官能基(更特定言之NCO基團或碳化二亞胺基團)與對交聯劑V之官能基具有反應性的至少一種黏合劑B中之基團(特定言之羥基)總和的莫耳比為0.4:1至1:1,較佳為0.65:1至0.85:1,更特定言之為0.7:1至0.8:1。
根據第四十三實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中該組合物另外包含至少一種交聯催化劑VK。
根據第四十四實施例,本發明係關於根據實施例43之組合物,其中交聯催化劑VK選自羧酸鉍之群。
根據第四十五實施例,本發明係關於根據實施例44之組合物,其中來自羧酸鉍基團之交聯催化劑VK具有通式(III)
Bi[OOC(Cn
H2n+1
)]3
(III)
其中n=5至15,較佳n=7至13,更特定言之n=9至11。
根據第四十六實施例,本發明係關於根據前述實施例43至45中任一項之組合物,其中在各情況下以組合物之總重量計,至少一種交聯催化劑VK以0.01 wt%至3.5 wt%、較佳0.1至2 wt%、更特定言之0.4至1.5 wt%之總量存在。
根據第四十七實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中該組合物另外包含至少一種顏料及/或至少一種填充劑。
根據第四十八實施例,本發明係關於根據前述實施例中任一項之組合物,其中另外存在選自由以下組成之群的至少一種添加劑:濕潤劑及/或分散劑、流變助劑、流動控制劑、UV吸收劑及其混合物。
根據第四十九實施例,本發明係關於根據實施例48之組合物,其中以組合物之總重量計,至少一種添加劑以0 wt%至10 wt%之總量存在。
根據第五十實施例,本發明係關於藉由以下產生經塗覆組件之製程:
(A) 將根據實施例1至49中任一項之組合物施加至模製工具之表面,以形成塗層材料膜,
(B) 使塗層材料膜閃蒸,
(C) 將形成組件之組合物施加至經閃蒸的塗層材料膜,
(D) 使組合物與塗層材料膜交聯,及
(E) 隨後移除經塗覆組件。
根據第五十一實施例,本發明係關於根據實施例50之製程,其中經塗覆組件為用於機動車輛之內部及外部之組件的形式,為座墊、擋泥板、方向盤、門檻裝飾或擋泥板裝飾件、鞋類鞋底、傢俱組件或室內裝飾傢俱。
根據第五十二實施例,本發明係關於根據實施例50及51中任一項之製程,其中在無中間砂磨操作下,將經固化塗層材料膜用至少一種底塗層膜及/或至少一種透明塗層膜塗覆,及一或多種底塗層膜及一或多種透明塗層膜係單獨或共同固化。
根據第五十三實施例,本發明係關於根據實施例1至49中任一項之組合物在產生經塗覆組件,更特定言之經塗覆發泡體中的用途。
根據第五十四實施例,本發明係關於根據實施例1至49中任一項之組合物在改善用於產生組件之組合物的流動行為中之用途。
實例 方法之描述 : 1. 固體含量 ( 固體 , 非揮發性部分 )
非揮發性部分根據ASTM D2369 (日期:2015)測定。在此程序中,將2 g樣品稱量至預先乾燥之鋁盤中,及在110℃下將樣品於乾燥箱中乾燥60分鐘,在乾燥器中冷卻及隨後重新稱重。相對於所引入之樣品的總量,殘餘物對應於非揮發性部分。
2. 測定脫模能量
在此情況下,將尺寸為2.5×4 cm之膠帶(TESA 4651;參見Tesa資料表)黏合至模製工具上側。預先將膠帶一端摺疊一次形成一個環,穿過環打一個孔。使彈簧秤懸置於此孔中。使用刮刀將塗層膜在膠帶周圍切開,得到10 cm2
之定義區域。移除方向正交於模製工具。
3. 進一步處理之能力
將各別脫模劑組合物在55℃下施加至模製工具表面。在施加結束之後,立即用指尖以5秒循環儘可能均勻地/用恆定壓力刮擦液體脫模劑組合物。各別脫模劑組合物一經完全乾燥,即具有進一步處理之能力,但不可自模製工具分離。
4. 測定酸值
酸值根據DIN EN ISO 2114 (日期:2002年6月),使用「方法A」測定。酸值對應於在DIN EN ISO 2114指定條件下中和1 g樣品需要的氫氧化鉀質量(以mg為單位)。此處所報導之酸值對應於DIN標準中指定的總酸值,且以固體含量計。
5. 測定 OH 數
OH數根據DIN 53240-2測定。OH基團藉由乙醯化與過量乙酸酐反應。隨後藉由添加水來分離過量乙酸酐以形成乙酸,及用乙醇KOH反滴定全部乙酸。OH數表示KOH之數量(以mg為單位),其等於1 g樣品之乙醯化中結合的乙酸量。OH數以樣品之固體含量計。
6.
測定數量平均分子量及重量平均分子量
根據DIN 55672-1 (2016年3月),藉由凝膠滲透層析法(GPC)測定數量平均分子量(Mn
)。除數量平均分子量以外,此方法亦可用於測定重量平均分子量(Mw
)以及多分散性d (重量平均分子量(Mw
)與數量平均分子量(Mn
)之比率)。四氫呋喃用作溶離劑。針對聚苯乙烯標準進行測定。管柱材料由苯乙烯-二乙烯基苯共聚物組成。
工作實例
下文本發明實例及比較實例用於闡明本發明,但不應解釋為強加任何限制。
關於所述調配物成分及其數量,應牢記:對商業產品之任何參考均與該商品完全相同,而無關於針對成分所選之特定主名稱。
1. 所使用之脫模劑組合物
塗層材料組合物Z1至Z5各自由表1中所報導之成分的均相混合獲得。
表1:所使用之組合物
*本發明1)
羥基官能性聚(甲基)丙烯酸酯之羥基數為82.5 mg KOH/g,酸值為10 mg KOH/g,Mn
為約6800 g/mol,Mw
為約17 000 g/mol (BASF SE),2)
聚酯多元醇之羥基數為115 mg KOH/g及羥基官能度為約3.5 (Covestro),3)
由以下各者構成的式R1
-(C=O)r
-O-(AO)s
-R2
化合物之混合物:(a) R1
=具有12至22個碳原子之飽和及不飽和烴基的混合物,r=0,AO=主要環氧乙烷單元與若干環氧丙烷單元之混合物,及R2
=H (Mn
≈650 g/mol);及(b) R1
=具有21個碳原子之不飽和烴基,s=0,及R2
=H(Münch Chemie International GmbH),4)
經聚醚修飾之甲基聚矽氧烷(Borchers GmbH),5)
具有上述基團的式(III)之經羥基修飾之聚矽氧烷(Siltec GmbH & Co. KG),6)
UV吸收劑(BASF公司),7)
新癸酸鉍 (King Industries),8)
NCO含量為11.0 wt%之異氰尿酸酯類型的二異氰酸己二酯三聚物(Covestro),9
) 選自以下之色基:55-M 1 1L效應添加劑、55-A 098 0.5L白炫石、55-M 141 0.5L黃、55-M 306 1L鏽紅、55-A 556 1L海藍2、55-A 640 1L藍綠、55-A 974 1L著色黑、55-M 99-21 1.0L粗晶銀、55-M 800 1L珍珠紅棕。
Z1 | Z2* | Z3 | Z4* | |
Parocryl 40851) | 108.9 | 201.5 | 201.5 | 50.38 |
Desmophen 670 BA2) | 108.9 | 201.5 | 201.5 | 352.62 |
1-甲氧基-2-乙酸丙酯 | 201.1 | 213.0 | 213.0 | 213.0 |
添加劑MI-80103) | - | 23.5 | 23.5 | 23.5 |
Borchi Gol OL174) | - | 9.50 | 9.50 | 9.50 |
Silmer OHT Di-105) | - | 4.50 | 4.50 | 4.50 |
Tinuvin 11306) | 2.43 | 4.50 | 4.50 | 4.50 |
乙酸丁酯 | 15.7 | 29.0 | 29.0 | 29.0 |
K-Kat XK-6517) | 7.03 | 7.03 | 7.03 | 7.03 |
Desmodur N 38008) | 154.0 | 154.0 | 154.0 | 154.0 |
色基BF9) | 89.12 | 169.6 | - | 169.6 |
2. 測定脫模劑組合物在模製工具之表面上的黏著力
如上所述測定黏著力。結果再現於表2中。
表2:組合物在模製工具上的黏著力
*本發明
** 分層
黏著力[N] | |
Z1 | 5** |
Z2* | 0.5 |
Z3 | 0.5 |
非本發明之組合物Z1可不與模製工具分離,此係因為膠帶在5牛頓下經歷了分層。相比之下,本發明組合物Z2即使在不使用額外外部脫模劑之情況下亦呈現出較高脫模性。此外,添加至少一種色基BF並不增加黏著力,且因此組合物之易脫模性不會受著色之不利影響(參見組合物Z2及Z3)。
3. 測定進一步處理時間
如上所述測定進一步處理時間。結果再現於表3中。
表3:脫模劑組合物之進一步處理時間
*本發明
進一步處理時間[ 秒] | |
Z1 | 30 |
Z2* | 25 |
Z3 | 25 |
自表3顯而易見,本發明組合物Z2具有比非本發明之組合物Z1更短的閃蒸時間。此外,添加色基BF對閃蒸時間無不利影響(參見組合物Z2及Z3)。此等較短閃蒸時間准許製程步驟(B)之操作時間短,且因此准許高效的製程方案。
4. 產生及測試 經塗覆組件
4.1產生 經塗覆組件
將本發明之塗層材料組合物Z2以及Z4以及非本發明之塗層組合物Z3各自以氣動方式手動施加(SATA Jet 4000 B HVLP,具有噴嘴1.0)至呈板形式之模製工具的表面(模具由鋁合金組成,板大小:200 mm×200 mm×20 mm,非結構化)。模製溫度為55℃或65℃。隨後使塗層材料膜閃蒸(閃蒸時間:20至25秒;乾膜厚度:約80 μm (藉由光學顯微法))。
閃蒸後,閉合模製工具及射出基於聚酯之聚胺甲酸酯發泡體系統。可藉由將A組分(含有100 wt%多元醇混合物270/401)
以及10.6 wt% Elastopan S 7429/155催化劑2)
)與B組分(含有Iso 187/683)
)以100:84之比率混合獲得此系統。發泡體密度為280至320 kg/m3
。在組合物Z3之情況下,使用一種具有藍色著色之發泡體系統。1
聚酯多元醇混合物之OH數為51 mg KOH/g (BASF Italia S.p.A.)2
基於4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯之異氰酸酯的NCO含量為18.7% (BASF Italia S.p.A.)3
脂族三級胺、二醇及穩定劑之混合物的水含量為3.9 wt% (BASF Italia S.p.A.)
在55℃或65℃下,塗層材料膜之固化以及聚胺基甲酸酯發泡體之形成在閉合模具中進行超過4分鐘之時段。
在4分鐘固化時間後,手動將經塗覆發泡體自工具容易地及完全地移除。塗層之表面具有鞋類工業中需要的無光澤度。
4.2 羅斯撓曲 (Ross flex) 測試
使用上文產生及塗覆有本發明組合物Z2及Z4之每種組件,根據ASTM D1052:2009進行撓曲測試,其撓曲角度為60°。在各情況下進行超過100 000次循環測試,在50 000次循環後檢測組件,及隨後在各另外 10 000次循環後,檢測是否存在對塗層表面之損壞。
即使在100 000次循環後,塗覆有本發明之組合物Z2及Z5的組件未展現出任何表面損壞。因此,藉由此製程達成之塗層不僅在其產生後使得組件具有突出的脫模性,及亦呈現出對組件之高黏著性及高可撓性。因此,著色塗層亦極其穩固,且因此不會導致例如在真空箔製程中出現的應力白化。
4.3 摩擦牢度
基於DIN EN ISO 11640:2017-05測試塗覆有本發明之組合物Z2及Z4之組件的摩擦牢度。為此目的,將各別組件夾持於SDL Atlas Crockmeter中。使用級別P280之市售研磨紙以9 N之按壓力摩擦組件之塗漆側,持續25次來回衝程,衝程長度為5 cm。隨後檢測研磨紙以及塗層表面上之著色殘餘物。儘管研磨紙確實具有少量塗層殘餘物,但對塗層無可見的損害。因此,本發明之塗層材料使得塗層呈現出良好的摩擦牢度。
4.4 滲透色牢度
為了研究顏料在壓力下之滲透色牢度,根據DIN EN ISO 15701:2015-07研究1-NOVO塗漆系統。在此情況下,各別組件的塗漆側覆蓋有來自James Heal之PVC箔(至EN ISO 15701)。在James Heal汗漬試驗儀(Perspirometer)中將組件及PVC箔夾持在兩個玻璃板之間及用4.5 kg之重量稱重。將汗漬試驗儀隨後儲存在50℃下16小時。在儲存時間結束時,再次拆除實驗裝置及檢查PVC膜變色。在所測試之所有組件的情況下,PVC箔不存在變色。因此,經塗覆組件之滲透色牢度較高。
4.5 色調精確性、色調強度
視覺評估所產生之組件的色調精確性及強度。所得結果如下(等級1:色調精確性與OEM媒劑表面處理相當,即極高色調強度;等級2:色調精確性比OEM媒劑表面處理之色調差,即較高色調強度;等級3:色調精確性比OEM媒劑表面處理之色調的精確性差得多,即較低色調強度)。
1)
塗覆有塗層材料Z3 (非本發明)2)
塗覆有塗層材料Z2 (非本發明)3)
塗覆有塗層材料Z4 (非本發明)
組件 | 色調精確性 | 色調強度 |
B11) | 3 | 3 |
B22) | 1 | 1 |
B33) | 1 | 1 |
自上表顯而易見,相較於發泡體材料(組件B1)之著色,塗覆本發明之組合物的組件(組件B2及B3)塗層具有較高色調精確性及色調強度。
4.6 相容性
為了測定塗層材料組合物與用於產生組件之發泡體組合物的相容性,如4.1所述產生組件。使用本發明之脫模劑組合物Z2、基於蠟之脫模劑(Münch Chemie)及基於聚矽氧之脫模劑(Münch Chemie)產生組件。視覺評估脫模劑與用於產生組件之發泡體系統的相容性,不相容性表現為發泡體中之凸起及壓痕。所得結果如下(等級1:極佳相容性;等級2:良好相容性;等級3:令人滿意的相容性;等級4:足夠的相容性)。
表4:脫模劑組合物之相容性
*本發明
脫模劑組合物 | 相容性 |
Z2* | 1 |
基於蠟之脫模劑 | 3 |
基於聚矽氧之脫模劑 | 4 |
自表4顯而易見,本發明之塗層材料組合物呈現出與產生組件所使用之發泡體系統的極佳相容性。使用本發明組合物Z2所產生之組件不具有凸起或壓痕。相比之下,非本發明之脫模劑組合物在組件之產生期間具有凸起及壓痕,且因此呈現出僅令人滿意或足夠的相容性。
4.7 脫模劑組合物對用於產生組件之組合物之流動特性的影響
為了判定塗層材料組合物對用於產生組件之發泡體組合物的影響,如4.1下所述產生組件。使用本發明之脫模劑組合物Z2以及水性脫模劑(MP6032-5,Münch Chemie)產生組件。所使用之模製工具為具有簡單幾何形狀之模製板、具有較複雜幾何形狀(呈鞋類鞋底形式)之模製工具及具有成角度幾何形狀之模製工具(包括僅幾毫米寬之支柱)。分別視覺評估藉由發泡體系統之模製工具的脫模及填充。所得結果如下(等級1:極佳的脫模或流動特性之極高改善;等級2:良好脫模或流動特性之高改善;等級3:令人滿意的脫模或組件中極少缺陷;等級4:充分脫模或組件中大量缺陷)。
表5:脫模劑組合物對發泡體系統之流動特性的影響
*本發明
模製工具 | 脫模劑組合物 | 脫模性 | 對流動特性的影響 |
板形式 | Z2* | 1 | 1 |
水性脫模劑 | 1 | 1 | |
鞋類鞋底 | Z2* | 1-2 | 1 |
水性脫模劑 | 2-3 | 2 | |
成角度幾何形狀 | Z2* | 2 | 1 |
水性脫模劑 | 3-4 | 3 |
自表5顯而易見,本發明之塗層材料組合物即使在使用具有高度複雜幾何形狀之模製工具時仍具有突出的脫模性。此外,使用本發明之塗層材料組合物改善了發泡體系統之流動特性,且因此甚至可用發泡體組合物充分填充模製工具中的狹窄空腔。此允許無缺陷產生具有複雜幾何形狀之組件。相反地,在較複雜模製工具之情況下使用非發明脫模劑組合物導致脫模性較差。此外,使用非本發明之脫模劑組合物不會對發泡體組合物之流動特性產生積極影響,且因此,尤其在複雜模製工具之情況下,由於缺乏空腔填充而產生缺陷。
Claims (15)
- 一種著色組合物,更特定言之著色塗層材料組合物,其包含 (a) 至少一種溶劑L, (b) 至少一種通式(I)之化合物 R1 -(C=O)r -O-(AO)s -R2 (I) 其中R1 為具有6至30個碳原子之飽和或不飽和脂族烴基, R2 為H、PO(OH)2 基團,或單醣或雙醣的視情況部分磷酸化基團,或醛醣醇的視情況部分磷酸化基團, AO表示選自由環氧乙烷、環氧丙烷及環氧丁烷組成之群的一或多個環氧烷基團, r為0或1,及s為0至30; (c) 視情況選用之至少一種經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷, (d) 至少一種通式(II)之聚矽氧烷 R3 -Si(R4 )2 -[O-Si(R4 )(R5 )]a -[O-Si(R4 )2 ]b -O-Si(R4 )2 -R3 (II), 其中 R3 及R4 在各情況下彼此獨立地為甲基或(HO-CH2 )2 -C(CH2 -CH3 )-CH2 -O-(CH2 )3 -* 基團, R5 為甲基, a為0或1至10,及 b為3至30; (e) 至少一種色基BF,及 (f) 視情況選用之至少一種黏合劑B。
- 如請求項1之著色組合物,其中在該通式(I)中,R1 為具有10至24個碳原子之飽和或不飽和脂族烴基,R2 為H、PO(OH)2 基團,或單醣的視情況部分磷酸化基團,或醛醣醇、更特定言之山梨糖醇的視情況部分磷酸化基團,AO表示選自由環氧乙烷及環氧丙烷組成之群的一或多個環氧烷基團,及整個基團AO中之環氧乙烷分率為至少70 mol%,r為0或1,及s為0或s為6至20。
- 如請求項1或2之著色組合物,其中在各情況下以該組合物之總重量計,該至少一種通式(I)之化合物以0.1至10 wt%、更佳0.5至5 wt%、更特定言之1.5至4 wt%之總量存在。
- 如請求項1或2之著色組合物,其中該經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷包含至少一個結構單元(R7 )2 (OR6 )SiO1/2 及至少一個結構單元(R7 )2 SiO2/2 ,其中R6 為環氧乙烷、環氧丙烷及環氧丁烷基團,更特定言之為環氧乙烷及環氧丙烷及環氧丁烷基團之混合物,及R7 為C1 -C10 烷基,更特定言之為甲基。
- 如請求項1或2之著色組合物,其中在各情況下以該組合物之總重量計,該至少一種經聚醚修飾之烷基聚矽氧烷以0 wt%或0.1至6 wt%、較佳0.5至4 wt%、更特定言之0.8至3 wt%之總量存在。
- 如請求項1或2之著色組合物,其中在該通式(II)中,基團R3 為(HO-CH2 )2 -C(CH2 -CH3 )-CH2 -O-(CH2 )3 -* 基團,基團R4 為甲基,基團R5 為甲基,a為0,及b為7至14。
- 如請求項1或2之著色組合物,其中在各情況下以該組合物之總重量計,其包含總量為0.1至5 wt%、較佳0.5至4 wt%、更特定言之0.8至2.5 wt%之該至少一種通式(II)之聚矽氧烷。
- 如請求項1或2之著色組合物,其中以該組合物之總重量計,該至少一種色基BF以5至40 wt%、更特定言之10至20 wt%之總量存在。
- 如請求項1或2之著色組合物,其中該色基BF以其總重量計包含 (a1) 0.5至70 wt%之至少一種效果顏料,及/或至少一種著色顏料, (a2) 10至80 wt%之至少一種選自以下之群的黏合劑:聚胺基甲酸酯聚合物、胺基樹脂聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、聚酯聚合物及其混合物,及 (a3) 至少一種有機溶劑。
- 如請求項1或2之著色組合物,其另外包含至少一種黏合劑B。
- 如請求項10之著色組合物,其中該黏合劑B選自由以下組成之群:(i)聚(甲基)丙烯酸酯,更特定言之為羥基官能及/或羧酸酯官能及/或胺官能聚(甲基)丙烯酸酯,(ii)聚胺基甲酸酯,更特定言之為羥基官能及/或羧酸酯官能及/或胺官能聚胺基甲酸酯,(iii)聚酯,更特定言之為聚酯多元醇,(iv)聚醚,更特定言之為聚醚多元醇,(v)該等所述聚合物之共聚物,及(vi)其混合物。
- 如請求項1或2之著色組合物,其另外包含至少一種交聯劑V。
- 如請求項12之著色組合物,其中在各情況下以該組合物之總重量計,該至少一種交聯劑V以10 wt%至40 wt%、較佳10至30 wt%、更特定言之15至25 wt%之總量存在。
- 一種用於產生經塗覆模製品之製程,其藉由以下方式進行: (A) 將如請求項1至13中任一項之著色組合物施加至模製工具之表面,以形成塗層材料膜, (B) 使該塗層材料膜閃蒸, (C) 將形成該組件之組合物施加至經閃蒸的塗層材料膜, (D) 使該組合物與該塗層材料膜交聯,及 (E) 隨後移除經塗覆組件。
- 一種如請求項1至13中任一項之著色組合物的用途,其用於改善用於產生組件之組合物的流動行為。
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