耐磨涂料制造技术

辐射线可固化的耐磨涂料由（Ａ）多官能团的丙烯酸酯聚合物和（Ｂ）硅烷基组合物配制而成。多官能团丙烯酸酯聚合物选自聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯，尿烷丙烯酸酯及其混合物。硅烷基组合物是由多官能团丙烯酸酯单体和氨基官能硅烷形成的Ｍｉｃｈａｅｌ加合物与胶体二氧化硅的结合物。本发明专利技术的组合物能够在该组合物的各种限制范围内变化以提供地板涂料、该涂料能够显示出包括防着色性、对特殊底物的粘附性和柔性等在内的各种性质。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐磨涂料，更具体地说，涉及一种涂料组合物，该组合物包括（A）：从环氧丙烯酸酯，尿烷丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯及它们的混合物中选取的多官能团丙烯酸酯聚合物和（B）：包括由氨基官能硅烷，多官能团的丙烯酸酯单体形成的Michael加合物和胶体氧化硅的硅烷基组合物。已知本领域有许多能在多种类型的底物上形成耐磨涂料的组合物。Olson等人在1984年6月19日出版的US-A4，455，205，中描述了该类型的聚硅氧烷组合物。那些涂料包括紫外光可固化（UV-可固化）的组合物，该组合物由多官能团的丙烯酸酯单体，含丙烯酰氧官能团的硅烷和水胶体氧化硅在极性溶剂中制备而成。将这些组分混合后，在真空中温热去除溶剂和残留水，这一步骤称作“汽提”，加入光引发剂并紫外光固化该组合物。类似地，Chung在1984年12月4日出版的US-A 4，486，504中公开了UV-可固化的组合物。向含丙烯酰氧官能团的硅烷和/或含缩水甘油酰氧官能团的硅烷和水胶体二氧化硅的混合物中加入多-->官能团的丙烯酸酯单体即可制备该组合物。加入光引发剂，该组合物经汽提后可进行UV光固化。这种耐磨涂料常常用于聚碳酸酯底物上，它可用作玻璃的替代物，如汽车前灯的玻璃。可是，一般来说先前的涂料不用来保护地板材料，这些组合物生产较贵，通常缺乏地板应用所要求的柔性。例如乙烯基片地板材料常以卷筒形式贮存，卷曲产生的应力能诱使脆性涂料发生龟裂。因此，地板材料需用射线可固化的多官能团的丙烯酸酯聚合物涂布。这种应用中普遍使用的多官能团丙烯酸酯聚合物包括：环氧丙烯酸酯，脂族尿烷丙烯酸酯，芳香尿烷丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯，这些聚合物相对便宜些，可在乙烯基地板材料上形成柔性保护性涂料。本领域的技术人员将认识到：“低聚物”和“聚合物”常可交替使用，尽管一般用“低聚物”描述较短链的聚合物，但就重复单体单元的数目而言，该术语还没有可广泛接受的定义，因此象本文使用的那样，“聚合物”的意义包括那些严格说来也可称作“低聚物”的分子。对于乙烯基地板材料，脂族尿烷丙烯酸酯型的涂料易耐受以卷筒形式实际贮存材料所引起的变形。但这类涂料有一缺点：防着色和耐磨性能较差。就木材地板材料而言，柔性不是涂料的重要特点，可是某些涂料组合物，如聚酯丙烯酸酯型，则显示出较弱的粘性和耐磨性。-->比较起来，多官能团丙烯酸酯聚合物型的涂料，实际上在所有情况下都达不到所期望的防着色水平。;我们通过引入固化时可形成透明的粘性涂料的组合物克服了先有技术的缺点。此外，我们的涂料组合物提供了优于先有技术的多官能团丙烯酸酯聚合物的防着色和耐磨能力。我们的涂料组合物也可以按配方制造以提供足够的柔性，抵抗应用于以卷筒形式贮存的乙烯基片地板材料上时可能的龟裂。最后，本专利技术的涂料组合物避免了先有工艺的聚硅氧烷组合物的高额成本。本专利技术提供了至少在一种底物上能形成耐磨涂料的射线可固化的组合物。该组合物包括：（A）：选自聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯及它们的混合物的多官能团丙烯酸酯聚合物;（B）：硅烷基组合物，该组合物包括：（a）：Michael加合物，该加合物由多官能团的丙烯酸单体和具有下式的氨基官能硅烷形成其中R为含1-4个碳原子的烷氧基或烷基，R可相同或不同，R′是烷氧基;Q为二价烃基;-->Z为氢或单价烃基。相对于上述氨基官能硅烷，上述多官能团丙烯酸酯单体的量大于2∶1的Michael加合物的当量数;和b）.胶体二氧化硅;按重量计，每100份的组份（A）和（B）的总和，组份（A）至少占5份，当固化时，上述组合物对于T-100，Taber耐磨性为10或小于10，对于T-500，Taber耐磨性为15或小于15;上述组合物，在上述至少一种底物上固化时，十字格粘合试验表现出100%的粘着性。硅烷基组合物（B）在与（A）多官能团丙烯酸酯聚合物混合前进行配制。在一优选实施方案中，在配制组分（B）的过程中，在加入胶体二氧化硅之前先在极性溶剂中形成Michael加合物（a），加入酸中和氨基官能硅烷的残留碱度。该中和可用冰醋酸或丙烯酸进行。如果不中和氨基官能硅烷残留的碱度，会引起系统凝胶化或胶体二氧化硅从悬浮态中沉淀下来。硅烷基组合物（B）在与多官能团的丙烯酸酯聚合物（A）混合前，最好加入末端为丙烯酸酯的聚氧亚烷基（Polyoxyalkylene）进一步处理，然后汽提挥发性物质（即水和其它极性溶剂）。末端为丙烯酸酯的聚氧亚烷基有助于阻止汽提过程中硅烷基组合物胶凝，使本专利技术的组合物具有更大的柔性。-->涂料组合物可用任何传统的方法如浸渍，喷涂，辊涂或刷涂等施涂到底物上。本领域已知的多种流平剂可加到该组合物中，有助于形成大体上均一厚度的涂层。涂层厚度一般优选为3-5微米。最后，如果要求UV-可固化系统，可向本专利技术的组合物中加入光引发剂。本专利技术的组合物亦可不用光引发剂，而用其它形式的辐射包括电子束辐射进行固化。在概述的参数内，改变该组合物的组成，可调整本专利技术的涂料组合物的性质，解决先有技术的涂料提出的选择性问题，对于乙烯基片地板材料中的应用，我们的组合物可以改变使其具有柔性，防着色性和耐磨性。在木材和乙烯基砖地板底物情形下，我们的组合物可以改变使其具有良好的粘着性，同时具有优良的防着色和耐磨性。这里所讨论的耐磨涂料与先有技术的多官能团丙烯酸酯聚合物涂料相比，改进了对某些底物的粘着力，这是本专利技术的新特点。尽管本专利技术的实例的目标是在选择的几种底物上，尤其用于可用作地板材料的底物上形成耐磨涂料，但本专利技术不限于此。实际上，本专利技术仅受其组合物和下述要求的限制，即要求固化涂料在给定的底物上，其十字格粘合试验测定具有100%的粘着性，以及要求耐磨性具有最小的Taber试验值（下文将说明这二项试验）。因此，本专利技术射线可固化组合物包括：（A）.选自聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯及其混合物的多官能团丙烯酸酯聚合物;和（B）.硅烷基组合物，其中基于100重量份（A）与（B）总量计，-->（A）组份至少为5重量份。因为本专利技术的目标是从组份（A）和（B）中获得最好的性能，所以我们的组合物局限于组分（A）的最小量为每100份（A）、（B）组份总和中（A）组分为5份的组合物。正如本文所用，术语“尿烷丙烯酸酯”包括脂肪的和芳族的尿烷丙烯酸酯。而术语“多官能团丙烯酸酯聚合物”是一个含2个或多个选自丙烯酰氧和甲基丙烯酰氧基的官能团的聚合物，多官能团的丙烯酸酯聚合物既可单独使用也可与其它由所选择的基团形成的多官能团的丙烯酸酯聚合物联合使用。由所述基团形成的优选特定的多官能团丙烯酸酯聚合物的例子如下：环氧丙烯酸酯：双酚A环氧双丙烯酸酯，可从宾夕法尼亚的Exton的Sartomer化学公司购得，以CN104TM牌号出售。CN104TM的粘度在65℃时为3500cps（mPas），比重为1.15。尿烷丙烯酸酯六官能团的芳香尿烷丙烯酸酯，带有丙烯酸酯化的多元醇的稀释剂，由肯塔基州的Louisville的UBCRadcure公司以EbecrylTM220牌号出售。EbecrylTM220数均分子量为1000，25℃时粘度为28000cps（mPa.s）。脂肪族尿烷双丙烯酸酯可从UBC Radcure公司购得，牌号为-->EbecrylTM230，EbecrylT本文档来自技高网...

【技术保护点】
至少能在一种底物上形成耐磨涂层的可辐射线固化的组合物，该组合物包含：Ａ. 多官能团丙烯酸酯聚合物，选自聚酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯，尿烷丙烯酸酯和它们的混合物；及Ｂ. 包含下列成分的硅烷基组合物：ａ）. 由以下化合物形成的Ｍｉｃｈａｅｌ 加合物：１）. 多官能团的丙烯酸酯单体；和２）. 具有如下化学式的氨基官能硅烷：＊＊＊其中Ｒ为含１－４个碳原子的烷氧基或烷基，二个Ｒ可相同，也可不同，Ｒ↑［１］是烷氧基；Ｑ是二价烃基；Ｚ是氢或一价烃基；上述多 官能团丙烯酸酯单体，相对于上述氨基官能硅烷而言，用量大于２∶１Ｍｉｃｈａｅｌ加合物的当量数；和ｂ）. 胶体二氧化硅；上述组分（Ａ）的含量，以重量计，至少为每１００份（Ａ）和（Ｂ）总和至少用５份，当上述组合物固化时，Ｔａｂｅｒ耐磨性 Ｔ－１００为１０或１０以下，Ｔ－５００为１５或１５以下；和当在上述至少一种底物上固化时，十字格粘附试验显示出上述组合物有１００％的粘着性。

【技术特征摘要】
US 1994-2-8 1933351、至少能在一种底物上形成耐磨涂层的可辐射线固化的组合物，该组合物包含：A.多官能团丙烯酸酯聚合物，选自聚酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯，尿烷丙烯酸酯和它们的混合物；及B.包含下列成分的硅烷基组合物：a).由以下化合物形成的Michael加合物：1).多官能团的丙烯酸酯单体；和2).具有如下化学式的氨基官能硅烷：其中R为含1-4个碳原子的烷氧基或烷基，二个R可相同，也可不同，R1是烷氧基；Q是二价烃基；Z是氢或一价烃基；上述多官能团丙烯酸酯单体，相对于上述氨基官能硅烷而言，用量大于2∶1Michael加合物的当量数；和b).胶体二氧化硅；上述组分(A)的含量，以重量计，至少为每100份(A)和(B)总和至少用5份，当上述组合物固化时，Taber耐磨性T-100为10或10以下，T-500为15或15以下；和当在上述至少一种底物上固化时，十字格粘附试验显示出上述组合物有100%的粘着性。2、根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD布利泽德，JS汤奇，
申请(专利权)人：陶氏康宁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]