收縮和捲曲降低的撓性基質的製作方法

2023-05-02 04:29:36 2

專利名稱：收縮和捲曲降低的撓性基質的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有雙固化性質的塗料。更特別地，本發明涉及可自由基固化組分和 可陽離子固化組分的用途，其一起使用時降低或消除塗層的聚合收縮和所產生撓性基質的 捲曲。另外，當塗料與某些無機填料材料組合時可極大地改善塗層的耐磨性。塗料用於材 料如木材、中密度纖維板、硬質塑料如PVC、地板、裝飾瓷磚、家居用品如櫥櫃、家具和鑲板， 及機器、器具和設備外殼上以提出幾種有利的用途。
背景技術：
本領域中已嘗試改善表面塗層的耐磨性。例如，WO 00/39042描述了包含至少一 種含耐磨粒子如氧化鋁的層的表面覆蓋物。耐磨粒子的粒度為約10-350微米，更優選約 20-250微米，最優選約30-200微米。耐磨性通過磨耗試驗如Taber磨耗試驗測定，粒子在 表面塗層中的作用描述為提供耐磨性。同樣，EP 235 914描述了用於在基質上製備紋理修飾的塗料組合物，所述組合物 包含促進在基質上的附著力的增粘劑、可輻射固化組分和紋理修飾量的基本均勻分散在其 中的微球。微球可為玻璃和/或陶瓷和/或聚合材料。將細玻璃、陶瓷或聚合固體珠或空 心球摻入合適的可輻射固化組分中能夠提供紋理外觀和與現有技術方法可比的耐磨性，其 中所述可輻射固化組分一固化就開始形成將珠或球保持在基質上的基體。微球的粒度為至 多120微米，更特別地為15-60微米，有利地為約30微米。因此，已嘗試在塗層中提供更大的耐磨性。然而，這些嘗試需要使用較硬的聚合 物、反應性體系或紋理修飾體系。因此，本領域中仍需要提供改善的耐磨性而不會不利影響 塗層的其它物理性能如顏色、撓性、光澤、保光性、耐衝擊性、不透明性和耐汙染性的塗料。 這些感知的需要為本發明涉及的。發明概述本發明各實施方案的塗料在彈性地板應用中特別有用。耐磨穿性為地板塗料的關 鍵性能要求之一。如本領域已知，較硬的塗料體系具有良好的耐磨性，但較硬的塗料通常通 過丙烯酸單體自由基聚合以形成塗層而得到。不幸的是，丙烯酸單體自由基聚合導致聚合 期間體積收縮，這可導致基質捲曲。這一條在彈性地板如乙烯基地板，或其它薄撓性基質中 特別有問題。本發明通過提供開環聚合克服這種不想要的捲曲，該開環聚合由除傳統可自由基 固化的丙烯酸單體之外的可陽離子固化的環氧化物進行，其目的在於補強。結果是具有優 異基質附著力和低捲曲的塗層，這是由於降低或消除了在固化/聚合期間的收縮。丙烯酸 酯單體的體積降低固化與開環環氧化物聚合的體積增加固化之間的平衡提供了該重要的 技術優點。該雙固化體系具有優異的附著力，並且可極大地改善乙烯基複合瓷磚的耐磨穿 性而不顯示捲曲。優選實施方案詳述在本發明第一方面中，提供了包含可輻射固化自由基和陽離子固化性質的雙固化 塗料組合物。在本發明另一實施方案中，提供了與耐磨填料組合的可輻射固化塗料體系以顯著改善當施塗在乙烯基複合瓷磚上時的耐磨穿性，該耐磨穿性在Taber磨耗試驗機上通 過S-42砂紙測試。在本發明另一方面中，塗料包含可自由基固化丙烯酸酯、可陽離子固化脂環族環 氧化物、自由基光敏引發劑和陽離子光敏引發劑。認為自由基固化為塗層提供強度和硬度， 而陽離子固化環氧化物有助於防止固化塗層收縮和相關的基質捲曲。在本發明另一實施方 案中，該組合物還包含通常的添加劑如填料、潤溼劑和助流劑。在本發明一個實施方案中，可自由基固化的丙烯酸酯包括丙烯酸單體或低聚物。 在本發明的優選實施方案中，可自由基固化的丙烯酸酯包括多官能丙烯酸酯單體。用於制 備作為原料的本發明低聚物的單體二 -、三-、四-、五-和六官能丙烯酸酯例如為1，4- 丁二 醇二丙烯酸酯、1，6_己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧 基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、雙酚A 二 丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A 二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、 乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三 丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化季戊四 醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、雙三羥甲基丙烷四丙 烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯或其混合物。在本發明的優選實施方案中，可自由基固化組分佔總塗料配製劑的約35-80重 量％。在本發明另一優選實施方案中，可自由基固化組分佔總塗料配製劑的約40-50重 量％。選擇用於本發明具體實施方案中的自由基光敏引發劑將取決於塗料組合物和塗 料的用途。在本發明的優選實施方案中，自由基光敏引發劑包括設計用於標準汞燈的光敏 引發劑，例如在可由 Aetek UV systems, Inc.，Romeoville，111 得到的 AETEK UV 處 理機中發現的那些。光敏引發劑的優選實例包括苯乙酮，苯甲酮，2，2_ 二烷氧基苯甲酮， α-羥基酮引發劑，例如1-羥基苯基酮如1-羥基環己基苯基酮或2-羥基-異丙基苯基酮 (=2-羥基-2，2-二甲基苯乙酮)。在本發明另一實施方案中，可陽離子固化組分包括環氧化物，優選多官能環氧化 物。實例包括脂族、芳族、脂環族、芳脂族或雜環環氧化物。在本發明的優選實施方案中， 陽離子固化的開環組分包括脂環族環氧化物。脂環族環氧化物的實例包括二羧酸脂環族酯 的二環氧化物，例如草酸雙(3，4_環氧環己基甲基)酯、己二酸雙(3，4_環氧環己基甲基) 酯、己二酸雙(3，4_環氧-6-甲基環己基甲基)酯、庚二酸雙(3，4_環氧環己基甲基)酯等。 其它合適的二羧酸脂環族酯的二環氧化物例如描述於美國專利2，750，395中，在此將其引 入作為參考。其它脂環族環氧化物包括3，4_環氧環己烷羧酸3，4_環氧環己基甲基酯如3， 4-環氧環己烷甲酸3，4_環氧環己基甲基酯；3，4_環氧-1-甲基環己烷甲酸3，4_環 氧-1-甲基環己基甲基酯；6-甲基-3，4-環氧環己烷甲酸6-甲基-3，4-環氧環己基甲基 酯；3，4_環氧-2-甲基環己烷甲酸3，4_環氧-2-甲基環己基甲基酯；3，4_環氧-3-甲基 環己烷甲酸3，4_環氧-3-甲基環己基甲基-酯；3，4_環氧-5-甲基環己烷甲酸3，4_環 氧-5-甲基環己基甲基酯等。其它合適的3，4_環氧環己烷羧酸3，4_環氧環己基甲基酯例 如描述於美國專利2，890，194中，在此將其引入作為參考。
在本發明優選實施方案中，本發明陽離子固化組分基於塗料總重佔約10-40重 量％。在本發明另一優選實施方案中，本發明陽離子固化組分基於塗料總重佔約12-18重量％。隨脂環族環氧化物使用的光敏引發劑為本領域已知的且光敏引發劑的選擇可適 應特別想要的固化條件。可使用的光敏引發劑包括但不限於碘錯鹽、鋶鹽、重氮鹽，(也稱 作有機滷化物)和噻噸酮每f (thioxanthonium)鹽。用於脂環族環氧化物的具體光敏引發 劑的實例包括三芳基鋶鹽(例如六氟銻酸鹽、六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽、六氟砷酸鹽、三氟 甲烷磺酸鹽和9，10-二甲氧基蒽磺酸鹽(9，10-dimethoxyantrasulfonate)) ；二芳基碘錯 鹽(例如四氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽、六氟砷酸鹽、六氟銻酸鹽、三氟甲烷磺酸鹽和9，10-二甲 氧基蒽磺酸鹽)；二茂鐵鹽；和偶氮異丁腈(AIBN)。自由基光敏引發劑和陽離子光敏引發劑的量將取決於所用單體和樹脂變化，然而 通常光敏引發劑將以基於組合物總重為約0. 1-5. 0重量％，優選約0. 5-2. 5重量％存在。在本發明優選實施方案中，耐磨填料包括氧化鋁。在本發明另一實施方案中，合適 的耐磨填料包括金剛砂、石英、矽石(砂)、玻璃顆粒、玻璃珠、玻璃球(空心和/或填充的)、 塑性粗砂、碳化矽、金剛石粉(玻璃)、硬質塑料、增強聚合物、有機物等。在本發明另一實施方案中，耐磨填料的平均粒度為10-40微米。然而，本領域技術 人員將認識到需要取決於最終所需塗層厚度改變填料的大小。在本發明另一實施方案中， 耐磨填料任選佔總塗料組合物的至多約50重量％。在本發明優選實施方案中，耐磨填料佔 總塗料組合物的約25-35重量％。在本發明另一實施方案中，將塗層施塗在基質如地板產品上，且面塗層置於其上 以提供增強的耐磨性。在本發明另一實施方案中，在本發明底塗層與面塗層之間使用封閉 塗層。封閉塗層優選包含可自由基固化組分和可陽離子固化組分、光敏引發劑和任選潤溼 劑。在具有相同或類似化學性質的底塗層頂部上使用具有雙固化化學性質的封閉塗層存在 協同增效關係。在本發明另一優選實施方案中，封閉塗層基本不存在消光劑、耐劃傷填料或 其它顆粒添加劑。本發明各實施方案的塗料可用於多種基質上，但已發現在通常用於鑲板、櫥櫃和 地板的基質上特別有用。合成基質包括多種由熟知聚合物如PVC、ABS、ASA、PS、HIPS、PC、 P0、丙烯酸、SMC等形成的聚合物基質。本發明各實施方案的耐磨塗料組合物優選用於生產 彈性地板，特別是用於生產板材、瓷磚和乙烯基薄板的聚氯乙烯彈性地板材料中。作為塗 料基質的彈性地板本身可具有壓紋紋理或不具有壓紋紋理，且通常具有至少一個彈性載體 層、磨損表面和磨損表面上的面塗層。彈性地板可具有存在的其它層以提供其它耐磨性或 補強地板。本發明各實施方案的耐磨塗料組合物特別用作彈性地板，優選壓紋或未壓紋乙 烯基地板的面塗層。在本發明一個實施方案中，包含可自由基固化組分和可陽離子固化組分的塗料用 作彈性地板塗料。已證明塗料作為任選含耐磨填料的底塗層和作為直接施塗在底塗層上的 封閉塗層都有用。在作為封閉塗層的實施方案中，塗料通常不包含耐磨填料。當用作底塗 層時，地板塗料通常以10-40微米的平均厚度施塗，當用作封閉塗層時為5-20微米。無論 是否使用封閉塗層，通常以5-20微米的厚度另外施塗面塗層。本發明現在將通過以下非限定性實施例說明。實施例表1 本發明具體實施方案
權利要求
1.一種收縮和捲曲降低的撓性基質，其中所述基質塗覆有具有雙固化體系的塗料，其 中所述塗料包含可自由基固化組分和可陽離子固化組分。
2.根據權利要求1的撓性基質，其中所述可自由基固化組分包括可自由基固化的丙烯酸酯。
3.根據權利要求1的撓性基質，其中所述可自由基固化的丙烯酸酯包括多官能丙烯酸 酯單體。
4.根據權利要求1的撓性基質，其中所述可陽離子固化組分包括環氧樹脂。
5.根據權利要求1的撓性基質，其中所述可陽離子固化組分包括多官能環氧化物。
6.根據權利要求1的撓性基質，其中所述塗料還包含陽離子光敏引發劑、自由基光敏 引發劑或其混合物。
7.根據權利要求6的撓性基質，其中所述陽離子光敏引發劑包括三芳基鋶鹽。
8.根據權利要求6的撓性基質，其中所述自由基光敏引發劑包括基於1-羥基苯基酮的 光敏引發劑。
9.根據權利要求1的撓性基質，其中所述塗料還包含至少一種耐磨填料。
10.根據權利要求9的撓性基質，其中所述耐磨填料包括金剛砂、石英、矽石(砂)、玻 璃顆粒、玻璃珠、玻璃球(空心和/或填充的)、塑性粗砂、碳化矽、金剛石粉(玻璃)、硬質 塑料和增強聚合物中的至少一種。
11.根據權利要求9的撓性基質，其中所述耐磨填料包括氧化鋁。
12.根據權利要求9的撓性基質，其中所述耐磨填料的平均粒度為10-40微米。
13.根據權利要求1的撓性基質，其中所述撓性基質包括乙烯基材料。
14.根據權利要求13的撓性基質，其中所述撓性基質為乙烯基地板或乙烯基複合瓷磚。
15.一種捲曲和/或收縮傾向降低的彈性乙烯基基質，所述基質塗覆有包含可自由基 固化組分和可陽離子固化組分的雙固化塗料體系。
16.根據權利要求15的乙烯基基質，其中所述可自由基固化組分包括可自由基固化的 丙烯酸酯，所述可陽離子固化組分包括環氧樹脂。
17.根據權利要求15的乙烯基基質，其中所述塗料體系還包含陽離子光敏引發劑、自 由基光敏引發劑或其混合物。
18.根據權利要求17的乙烯基基質，其中所述基質為乙烯基地板和/或乙烯基複合瓷磚。
19.一種用於收縮和捲曲降低的乙烯基地板的塗料組合物，其中所述塗料包含可自由 基固化組分和可陽離子固化組分，其中所述塗料組合物還包含陽離子光敏引發劑、自由基 光敏引發劑或其混合物。
20.根據權利要求19的塗料，其中所述可自由基固化組分包括可自由基固化的。
21.根據權利要求19的塗料，其以10-40微米的平均厚度施塗。
22.根據權利要求19的塗料，其施塗在包含施塗在其上的面塗層的地板基質上。
23.根據權利要求22的塗料，其還包含置於所述塗層與所述面塗層之間的封閉塗層。
24.根據權利要求21的塗料，其中填料組分包括耐劃傷劑和消光劑。
25.置於基質上的固化塗層，所述塗層以其未固化形式包含可自由基固化組分、可陽離子固化組分、自由基光敏引發劑和陽離子光敏引發劑。
全文摘要
所要求保護的發明涉及收縮和捲曲降低的撓性基質，其中所述基質塗覆有具有雙固化體系的塗料，其中所述塗料包含可自由基固化組分和可陽離子固化組分。
文檔編號C08J7/06GK102099426SQ200980128389
公開日2011年6月15日 申請日期2009年6月22日 優先權日2008年6月20日
發明者I·C·卡姆比, K·R·本卡, P·W·金, T·庫比夫斯基 申請人:阿克佐 諾貝爾國際塗料股份有限公司