TWI707007B - 高爾夫球外殼塗覆組成物 - Google Patents

Abstract

一種高爾夫球外殼塗覆組成物，包含基底及硬化劑，其中，該基底包含具有至少二個羥基基團的多元醇及消光顆粒，該硬化劑包含具有至少二個異氰酸酯基團的異氰酸酯樹脂，該消光顆粒選自由有機顆粒及無機顆粒組成的群的至少一者；該基底與該硬化劑的重量比係為1：1至10：1。

利用該塗覆組成物形成塗覆層的高爾夫球，塗覆層具有優異的耐衝擊性可降低由外部衝擊引起高爾夫球表面的損傷，同時也具備抗染色污漬進而對高爾夫球的美學外觀起到保護作用。

Description

高爾夫球外殼塗覆組成物

本發明涉及高爾夫球表面塗層，進一步而言，尤指一種高爾夫球外殼塗覆組成物，所述塗覆組成物用於在高爾夫球外殼的表面形成一塗覆層。

高爾夫球多於表面塗佈樹脂材料形成具有光反射性高及高光澤的塗覆層，光反射性高及高光澤的塗覆層反射外部光(例如：日光)時會產生不均勻亮光而破壞整體色彩美感，且反射的光可能會分散高爾夫球員的注意力，影響高爾夫球員的專注力。

I628246發明專利公開一種高爾夫球外殼塗覆組成物，包含基底及硬化劑，其中，該基底包含改質的聚酯多元醇樹脂及無機顆粒，該硬化劑包含具有至少二個異氰酸酯基團的異氰酸酯樹脂，該無機顆粒包含具有平均粒徑為1μm至15μm的粉末化二氧化矽顆粒；組成該基底的改質的聚酯多元醇樹脂係一種單羥基基團的多元醇樹脂。

I628246發明專利可減少高爾夫球塗覆層的表面光澤度，避免反射光及高爾夫球的表面光澤度影響高爾夫球員的專注力。

高爾夫運動是一種在天然草地進行的運動，高爾夫球需要承受高爾夫球桿的撞擊，高爾夫球飛行落地時，高爾夫球也會承受來自於球場草地的相對撞擊，且高爾夫球經常在表面印製各種商標或球隊名稱等圖 文標記，利用I628246發明專利公開的外殼塗覆組成物塗布於高爾夫球表面形成塗覆層，當高爾夫球飛行並撞擊球場草地時，該塗覆層容易被草地的草汁染色，影響前述圖文標記的辨識性，且該塗覆層承受高爾夫球桿擊球撞擊後，該塗覆層容易受損並留下明顯的撞擊痕跡。

本發明主要目的在於提供一種高爾夫球外殼塗覆組成物，所述塗覆組成物用於在高爾夫球外殼的表面形成一塗覆層，該塗覆層不易被草汁染色，承受撞擊後的損害輕微。

為滿足前述目的，本發明係一種高爾夫球外殼塗覆組成物，包含基底及硬化劑，其中，該基底包含具有至少二個羥基基團的多元醇及消光顆粒，該硬化劑包含具有至少二個異氰酸酯基團的異氰酸酯樹脂，該消光顆粒選自由有機消光顆粒及無機消光顆粒組成的群的至少一者；該基底與該硬化劑的重量比係為1：1至10：1。

如前所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，該多元醇係選自由聚丙烯酸多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚四氫呋喃醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚輪烷多元醇組成的群的至少二者。

如前所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，聚丙烯酸多元醇的重量平均分子量為5000至30000g/mol，且羥基含量為1至8%；聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚四氫呋喃多元醇及聚碳酸酯多元醇的重量平均分子量分別為500至10000g/mol，且羥基含量為1%至12%；聚輪烷多元醇的重量平均分子量為10000至200000g/mol，且羥基含量為1%至5%。

如前所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，無機顆粒係平 均粒徑為1到15μm的高嶺土、矽藻土或二氧化矽微粒；有機顆粒係平均粒徑為1到15μm的聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯/聚丙烯摻合、聚四氟乙烯/聚乙烯摻合、聚丙烯/聚四氟乙烯摻合、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚醯胺、聚縮合塑膠微粒或有機矽樹脂交聯聚合物。

如前所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，該硬化劑係選自2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、二苯基甲烷-2,4-二異氰酸酯、二苯基甲烷-2,2’-二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯，2,2,4(2,4,4)-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、反式-1,4-環己基二異氰酸酯、縮二脲多異氰酸酯、異氰酸酯改質的六亞甲基二異氰酸酯以及聚醚改質的六亞甲基二異氰酸酯組成的群的至少一者；該異氰酸酯樹脂的異氰酸酯基團的含量為5質量%至40質量%。

如前所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，基於該基底100重量份的總重量，該多元醇的含量15至85重量份。

如前所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，該基底100重量份，該硬化劑10至100重量份。

如前所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，基於該基底100重量份的總重量，該消光顆粒的含量為5至30重量份。

如前所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，該基底進一步包括第一溶劑，該第一溶劑係選自由酯溶劑、芳烴溶劑和酮溶劑組成的群的至少一者。

如前所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，該硬化劑進一步包括第二溶劑，該第二溶劑係選自由酯溶劑及芳烴溶劑組成的群的至少一者。

利用本發明於外殼形成塗覆層的高爾夫球，其表面反射外部光時有較均勻的光亮度，具有柔光的表面並且提升球底色與圖文標記顏色的視覺效果、球體設計的立體感和可鑑賞性。塗覆層具有優異的耐衝擊性可降低由外部衝擊引起高爾夫球表面的損傷，同時也具備抗染色污漬進而對高爾夫球的美學外觀起到保護作用。

本發明一種高爾夫球外殼塗覆組成物之實施例，包含基底及硬化劑，其中，該基底包含具有至少二個羥基基團的多元醇及消光顆粒，該硬化劑包含具有至少二個異氰酸酯基團的異氰酸酯樹脂，該消光顆粒選自由有機消光顆粒及無機消光顆粒組成的群的至少一者。

該基底與該硬化劑的重量比係為1：1至10：1；進一步而言，該基底100重量份，該硬化劑10至100重量份為較佳者。

該基底的羥基含量(OH%)與該硬化劑的異氰酸酯含量(NCO%)的比率可以在1：0.8至1：1.2的範圍內。

該多元醇係由聚丙烯酸多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚四氫呋喃醚多元醇、聚碳酸酯多元醇及聚輪烷多元醇中的兩種或兩種以上所組成。

聚丙烯酸酯多元醇是由含羥基的丙烯酸酯單體與其他丙烯酸酯單體一起共聚得到的共聚物。其中，含羥基的丙烯酸酯單體可以是丙烯酸 羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、4-羥基丁基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯及甲基丙烯酸羥丙酯中的至少一者。丙烯酸單體可以是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、2-丙烯酸辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯醯胺、甲基丙烯酸二乙胺乙酯及甲基丙烯酸烷酯(烷基為C12~C18)中的至少一者。

聚酯多元醇是由多元醇和多元酸經縮聚反應合成。其中，多元酸可選自己二酸、庚二酸、辛二酸、戊二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、癸二酸、草酸、琥珀酸、苯酐及順丁烯二酸酐中的至少一者。多元醇可選自乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、二乙二醇、二縮三乙二醇、1,6-己二醇、1,1,1-三羥甲基丙烷、甘油、2-甲基-1,3-丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、1,4-環己烷二甲醇、季戊四醇及山梨醇中的至少一者。

聚醚多元醇主要是由含活性氫基團的起始劑與有機環氧化物在催化劑存在下經加聚反應製得。其中，含活性氫基團的起始劑可以是1,3-丙二醇、甘油、1,1,1-三羥甲基丙烷、乙二胺、季戊四醇、木糖醇、二亞乙基三胺、山梨醇和蔗糖、雙酚A、雙酚S、三(2-羥乙基)異氰尿酸酯、甲苯二胺、苯酚-甲醛縮合物和苯胺-甲醛縮合物中的至少一者或組合。有機環氧化物可以是環氧乙烷、環氧丙烷、環氧氯丙烷、環氧丁烷及四氫呋喃中的至少一者或組合。

聚四氫呋喃醚多元醇是由四氫呋喃單體在陽離子催化劑的存在 下開環聚合，形成均聚四氫呋喃醚多元醇，也可以是四氫呋喃與環氧丙烷形成共聚四氫呋喃醚多元醇。

聚碳酸酯多元醇主要是小分子脂肪族或芳香族碳酸酯與小分子多元醇在催化劑存在下進行酯交換反應合成。其中，小分子碳酸酯可以是碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯及碳酸丙烯酯中的至少一者。小分子多元醇可選自乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、二乙二醇、二縮三乙二醇、1,6-己二醇、1,1,1-三羥甲基丙烷、甘油、2-甲基-1,3-丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、1,4-環己烷二甲醇、季戊四醇及山梨醇中的至少一者。

聚輪烷多元醇是環狀分子被直鏈狀分子以穿串狀包接，接著在直鏈狀分子兩端配置封端基團使兩分子不會脫離而成聚輪烷多元醇。封端基團的結構可選自2,4-二硝基苯基、3,5-二硝基苯基、2,4-二異丙基苯基、2,4-二叔丁基苯基、4-二苯氨基苯基、4-二苯基氧膦基苯基、金剛烷基、三苯甲基、環糊精類的基團、螢光素類的基團、芘類的基團、取代苯類的基團、可被取代的多核芳香族基、甾族化合物(steroid)類的基團。

環狀分子可選自含羥基的環糊精是由六個以上D-吡喃葡萄糖單元的具有環狀疏水圓錐型結構的低聚糖非還原性化合物系列。可選自α-環糊精、β-環糊精和γ-環糊精组成及其衍生物。

直鏈狀分子，可以選自聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚(甲基)丙烯酸、纖維素系樹脂(羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素等)、聚丙烯醯胺、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇縮醛系樹脂、聚乙烯基甲基醚、多元胺、聚乙烯亞胺、酪蛋白、明膠、澱粉等和/或它們 的共聚物、聚乙烯、聚丙烯、及與其他烯烃系單體的共聚樹脂等聚烯烃系樹脂、聚酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚樹脂等聚苯乙烯系樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚樹脂等丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚氨酯樹脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂等；及它們的衍生物或改性體、聚異丁烯、聚四氫呋喃、聚苯胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、尼龍等聚醯胺類、聚醯亞胺類、聚異戊二烯、聚丁二烯等聚二烯類、聚二甲基硅氧烷等聚硅氧烷類、聚砜類、聚亞胺類、聚乙酸酐類、聚脲素類、聚硫醚類、聚膦腈類、聚酮類、聚亞苯基類、聚鹵代烯烃類、以及它們的衍生物。例如可以選自由聚乙二醇、聚異戊二烯、聚異丁烯、聚丁二烯、聚丙二醇、聚四氫呋喃、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇及聚乙烯基甲基醚组成。

聚丙烯酸多元醇的重量平均分子量為5000至30000g/mol，且羥基含量為1至8%；聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚四氫呋喃多元醇及聚碳酸酯多元醇的重量平均分子量分別為500至10000g/mol，且羥基含量為1%至12%；聚輪烷多元醇的重量平均分子量為10000至200000g/mol，且羥基含量為1%至5%。

基於該基底100重量份的總重量，該多元醇含量為15至85重量份為較佳。

有機消光顆粒係聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯/聚丙烯摻合、聚四氟乙烯/聚乙烯摻合、聚丙烯/聚四氟乙烯摻合、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚醯胺、聚縮合塑膠微粒或有機矽樹脂交聯聚合物，其平均粒徑為1 到15μm。

無機消光顆粒係高嶺土、矽藻土或二氧化矽微粒，其平均粒徑為1到15μm。

基於該基底100重量份的總重量，該消光顆粒為5至30重量份為較佳。

具有至少二個異氰酸酯基團的該異氰酸酯樹脂選自於2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)、2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-TDI)、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯(4,4’-MDI)、二苯基甲烷-2,4-二異氰酸酯(2,4-MDI)、二苯基甲烷-2,2’-二異氰酸酯(2,2’-MDI)、1,6-六亞甲基二異氰酸酯(1,6-HDI)，2,2,4(2,4,4)-三甲基六亞甲基二異氰酸酯(2,2,4(2,4,4)-TMDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、二甲苯二異氰酸酯(XDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、1,5-萘二異氰酸酯(NDI)、反式-1,4-環己基二異氰酸酯(CHDI)、縮二脲多異氰酸酯、異氰酸酯改質的六亞甲基二異氰酸酯以及聚醚改質的六亞甲基二異氰酸酯中的至少一種，也可以多種併用。

該異氰酸酯樹脂的異氰酸酯基團的含量(NCO%)在5質量%至40質量%的範圍內。

該基底可視需要進一步添加第一溶劑，該第一溶劑選自酯溶劑、芳烴溶劑及酮溶劑中的至少一種；酯溶劑可以是乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯或乙酸仲丁酯。芳烴溶劑可以是甲苯或二甲苯。酮溶劑可以是甲基乙基酮或甲基異戊基酮。

該硬化劑可視需要，進一步添加第二溶劑，該第二溶劑可選自酯溶劑及芳烴溶劑中的至少一種。酯溶劑可以是乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙 酸正丁酯或乙酸仲丁酯。芳烴溶劑可以是甲苯或二甲苯。

利用本發明高爾夫球外殼塗覆組成物可於高爾夫球外殼形成塗覆層，具有至少二個羥基基團的該多元醇，可提升該塗覆層的耐光性、耐候性、耐磨性、耐染性、耐化學品性、柔韌彈性及固化快速等性質。該消光顆粒則可以改善該塗覆層的表面均勻光亮度，使該塗覆層具有柔光的表面並且提升高爾夫球底色與圖文標記顏色的視覺效果、球體設計的立體感和可鑑賞性。

該硬化劑與該基底的羥基反應後，形成聚合物網絡，可提升該塗覆層的耐久性、耐衝擊性、耐切割性、耐刮擦性與美學外觀的保護。

本發明高爾夫球外殼塗覆組成物與多數構成高爾夫球外殼的材料有良好的黏附性，本發明可作為單道噴塗漆，直接噴塗於外殼表面形成該塗覆層，系統工序簡易、生產成本低、品質穩定且產能高，使用I628246發明專利記載的塗覆組成物(於後簡稱I628246專利組成物)時，高爾夫球外殼必需先利用水性接著劑於外殼表面進行打底，始能利用I628246專利組成物於高爾夫球外殼表面形成塗覆層，本發明不需利用水底漆，即可與外殼達到良好的密著效果。

經菠菜測試後得知(如表一所示)，I628246專利組成物的染色狀況為6H △E 15.07並有掉漆現象；本發明的染色狀況為6H △E 3.98，本發明可大幅度減少草汁染色的狀況。

表一：菠菜測試

利用撞擊機以175ft/sec進行撞擊測試，撞擊後I628246專利組成物(市售牌號Volvik VIVID)所構成塗覆層受損嚴重，本發明所構成塗覆層受 損輕微，本發明可提升該塗覆層承受撞擊的表面品質，測試結果如表二。

使用台灣蘭氏公司產製的PU墨(型號SRP-501N)於高爾夫球外殼表面形成的塗覆層印製圖文，而後進行撞擊測試，I628246專利組成物(市售牌號Volvik VIVID)所構成塗覆層的圖文產生剝落現象，本發明所構成塗覆層的圖文則密著良好無損，高爾夫球的圖文加印品質提升，測試結果如表三。

使用德商Marabu公司的TPU墨(型號：TPU-980)於高爾夫球外殼表面形成的塗覆層印製圖文，而後進行撞擊測試，I628246專利組成物所構成 塗覆層的圖文產生剝落現象，本發明所構成塗覆層的圖文則密著良好無損，高爾夫球的圖文加印品質提升，測試結果如表四。

老化測試數據：使用UVA-340燈管，連續放置照射48小時後利用分光式色差儀CM-2600d量測色差，I628246專利組成物(市售牌號Volvik VIVID)的黃變狀況為△E 48.93；本發明的黃變狀況為△E 31.80。本發明的老化變色程度明顯減輕，測試結果如表五。

磨耗模擬高爾夫球在球場時打入沙坑或石坑中的磨損狀況：使用滾筒機加入研磨石(如表六所示)，I628246專利組成物的磨損狀況為重量減少22.9mg，本發明磨損狀況為重量減少9.7mg，漆膜明顯更佳耐磨。

前述磨耗測試後，磨耗後I628246專利組成物所構成塗覆層產生明顯的髒汙痕跡染色數據為△E 33.74，本發明的染色數據為△E 8.76，本發明明顯改善球體髒汙的情形。

利用本發明於外殼形成塗覆層的高爾夫球，其表面反射外部光時有較均勻的光亮度，具有柔光的表面並且提升球底色與圖文標記顏色的視覺效果、球體設計的立體感和可鑑賞性。塗覆層具有優異的耐衝擊性可 降低由外部衝擊引起高爾夫球表面的損傷，同時也具備抗染色污漬進而對高爾夫球的美學外觀起到保護作用。

Claims (8)

1. 一種高爾夫球外殼塗覆組成物，包含基底及硬化劑，其中，該基底包含具有至少二個羥基基團的多元醇及消光顆粒，該硬化劑包含具有至少二個異氰酸酯基團的異氰酸酯樹脂，該消光顆粒選自由有機消光顆粒及無機消光顆粒組成的群的至少一者；該基底與該硬化劑的重量比係為1：1至10：1；該多元醇係選自由聚丙烯酸多元醇、聚醚多元醇、聚四氫呋喃醚多元醇、聚碳酸酯多元醇及聚輪烷多元醇組成的群的至少二者；聚丙烯酸多元醇的重量平均分子量為5000至30000g/mol，且羥基含量為1至8%；聚醚多元醇、聚四氫呋喃多元醇及聚碳酸酯多元醇的重量平均分子量分別為500至10000g/mol，且羥基含量為1%至12%；聚輪烷多元醇的重量平均分子量為10000至200000g/mol，且羥基含量為1%至5%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，無機顆粒係平均粒徑為1到15μm的高嶺土、矽藻土或二氧化矽微粒；有機顆粒係平均粒徑為1到15μm的聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯/聚丙烯摻合、聚四氟乙烯/聚乙烯摻合、聚丙烯/聚四氟乙烯摻合、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚醯胺、聚縮合塑膠微粒或有機矽樹脂交聯聚合物。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，該硬化劑係選自2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、二苯基甲烷-2,4-二異氰酸酯、二苯基甲烷-2,2’-二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯，2,2,4(2,4,4)-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、反式-1,4-環己基二異氰 酸酯、縮二脲多異氰酸酯、異氰酸酯改質的六亞甲基二異氰酸酯以及聚醚改質的六亞甲基二異氰酸酯組成的群的至少一者；該異氰酸酯樹脂的異氰酸酯基團的含量為5質量%至40質量%。
4. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，基於該基底100重量份的總重量，該多元醇含量為15至85重量份。
5. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，該基底100重量份，該硬化劑為10至100重量份。
6. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，基於該基底100重量份的總重量，該消光顆粒的含量5至30重量份。
7. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，該基底進一步包括第一溶劑，該第一溶劑係選自由酯溶劑、芳烴溶劑和酮溶劑組成的群的至少一者。
8. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球外殼塗覆組成物，其中，該硬化劑進一步包括第二溶劑，該第二溶劑係選自由酯溶劑及芳烴溶劑組成的群的至少一者。