本发明专利技术公开了一种用于一种基板，优选地板，的可固化涂料，该可固化涂料通过LED光固化。可固化涂料包括：涂料基体：LED固化系统；以及金刚石颗粒。本发明专利技术还公开了一种制造涂层基板和制造多层涂层基板的方法。所述方法包括：将含有金刚石颗粒的可固化涂料的第一层施加到所述基板上；用LED灯固化所述第一层，并且可选地还包括UV光或杀菌灯；并且，在制造多层涂层基板的情况下，施加其他的LED可固化涂层，所述可固化涂层随后由LED灯进行固化。
LED Curable Coating Containing Diamond Particles for Flooring and Its Preparation Method
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于地板的含金刚石颗粒的LED可固化涂料及其制备方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年10月5日提交的第62/404,503号美国临时申请的利益，其内容以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及一种用于基板的LED可固化涂料，所述基板包括涂料基体、LED固化系统和金刚石颗粒，所述金刚石颗粒提供改进的性能、降低的能量排放，并且适用于温度敏感基板。还包括用于制造LED可固化涂料的方法，以及制造用LED可固化涂料涂覆的基板的方法，其中所述基板可以是地板材料。
技术介绍
含有耐磨颗粒的涂料已被用于覆盖地板材料和其他表面，以保护此类产品或表面免受磨损或刮擦的损坏，以及免受污点和尘垢的污染。传统耐磨涂料包含氧化铝、碳化硅或二氧化硅(参见，例如，WO2011/037872和美国专利号6,803,408)。通常情况下，配方需要大量的耐磨颗粒，但仍然无法充分保护表面免受刮擦和污染。其他改善涂料的尝试涉及加入交联度增加的较硬树脂。由于玻璃化转变温度高(TG)和交联作用，所得涂料具有更好的耐刮性，但柔韧性较差，容易开裂。需要更好的高性能涂料，以提高耐刮性，提高地板的耐磨性和清洁度。为了改善涂料和涂料地板的性能，多项传统的养护技术也有所改变。使用发射紫外线(UV)光的紫外线汞弧灯固化涂料是众所周知的，其适用于各种基板。此外，在有限和特定的背景下，发光二极管(LED)灯已被用于固化涂料。LED是使用电致发光产生光的半导体设备。LED由掺杂有杂质的半导体材料组成，以形成一个P-N结，当施加电压时，由于正电孔与负电子连接时，该P-N结能够发光。发射光的波长由半导体活动区中使用的多种材料决定。例如，用于LED半导体中所用的典型材料包括周期表第13(III)和15(V)组中的元素。这些半导体被称为III-V半导体，包括例如GaAs、GaP、GaAsP、AlGaAs、InGaAsp、AlGalnp和InGaN半导体。LED中使用的半导体的其他示例包括来自第14组(IV-IV半导体)和第12-16组(II-VI)的化合物。材料选择基于包括但不限于所期望的发射波长、多个性能参数和成本在内的多种因素。我们可以制造出在任何地方发光的LED，它可以，波长从大约100nm到大约900nm。目前已知的LEDUV光源发出的光波长在300nm到475nm之间。共有峰光谱输出为365nm、390nm和395nm。具体而言，例如，WO2011/084554指导利用LED通过使用单个395nm波长阵列固化混凝土地板上的涂料。然而，其中所指导的成分不包括金刚石颗粒，并且预计不会具有与本文所公开的涂料同样高的耐沾污性或耐磨性。其他人尝试将LED与汞中压UV灯组合固化，但不在本文所公开的涂料上。众所周知，与传统的汞中压灯相比，LED灯有几个优点，包括：1)LED灯在没有预热时间的情况下瞬间打开和关闭，因为发光二极管基于半导体结构，该结构依赖于电致发光来产生光，而传统的弧灯则在惰性气氛中需要电弧来蒸发汞；2)LED灯的灯泡寿命更长；3)与汞蒸气灯相比，LED灯消耗的能量较低。因此，与传统的汞蒸气灯固化相比，LED固化的优点在于对功率的要求更低，对基板的热传递更少。目前的地板涂料不适合用LED灯固化，因为它们是由汞弧灯固化而成，汞弧灯产生不同的光谱输出。虽然传统上用于地板的UV固化涂料在暴露于来自LED光源的光下时可能开始固化，但由于固化过程非常缓慢，因此固化过程在商业上不会成功。此外，以这种方式使用的该配方不用于LED固化，因此固化后的最终产品的性能将不满足性能要求。简单来说，使用LED灯来固化传统的用于地板辐射固化涂料是不实际的。因此，需要为所有地板开发LED固化高性能涂料，包括砖、板材和木质基板。此外，还需要改变含有金刚石的地板涂料的配方，以使其与LED固化技术兼容。
技术实现思路
本公开涉及一种用于基板的LED可固化涂料，含有i)涂料基体、ii)LED固化系统和iii)金刚石颗粒。LED固化系统可从光引发剂、热引发剂、LED固化树脂及其组合物组成的组中选择。在其一个实施例中，涂料基体选自由聚酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、硅丙烯酸酯及其组合物组成的组，并且任选地，金刚石颗粒被封装到100％固体涂料基体中。在另一实施例中，LED可固化涂料进一步包含至少一种额外的耐磨颗粒、消光剂和/或其他添加剂。其另一实施例还包括纳米金刚石颗粒、微米金刚石颗粒或纳米和微米金刚石颗粒的混合物。一层涂层的平均厚度与金刚石颗粒的平均粒径之比可在约0.6:1至约2:1之间。另一实施例是地板产品，其包含：基板；及由LED可固化涂层制成的耐刮性层，其包含：i)涂层基体、ii)LED固化系统及iii)金刚石颗粒。又一实施例为制造涂层基板的方法，其包含：将含有i)涂层基体、ii)LED固化系统及iii)金刚石颗粒的第一层LED可固化涂料施加至基板上；并用LED光固化第一层以制造涂层基板。在其一个实施例中，固化可进一步包括用杀菌灯、准分子激光器和/或UV光照射第一层。在本专利技术的另一实施例中，公开了一种制造多层涂层基板的方法。该方法包括：(a)将第一层如权利要求1的LED可固化涂料施加至基板；(b)用LED光固化第一层；(c)将另一层LED可固化涂料施加至涂覆基板的顶面；及(d)用LED光固化该另一层以制造该多层涂层基板。步骤c和d可选择地被重复两到五次以制造多层涂层基板。附图说明图1是一张照片，显示使用LED385nm以及随后使用LED365nm模块在空气中固化顶涂层。图2是在空气和氮气下LED固化的每种配方的抗擦伤性柱状图。图3是照片，显示固化的配方A在空气氛围中相对于氮气氛围的初始磨损损坏。图4总结了配方和气体(空气相对氮气)LED固化对保留光泽度百分比的影响。图5为一张照片，展示当在空气(左)和氮气(右)下固化时，对于配方CLED的光划痕损伤。图6是一张照片，显示当使用LED/UV在空气中固化时，由于穿过385nm和365nmLED阵列8次后固化不足，对“对照品”配方造成严重的划痕损坏。图7是一张图表，显示了空气与氮气固化对初始颜色的影响，以及米色基板中的碘染色。图8是一张图表，显示空气与氮气LED固化对双键转换的影响。图9是一个图表，显示了PVC薄膜和UV固化的PVC薄膜的断裂延伸百分比。图10是一个图表，显示每种LED固化涂料系列的断裂延伸率百分比。图11是一个应变扫描图表，显示在100℃和0.1Hz下测量的PVC薄膜、UV固化、LED配方B和LED配方G。图12是显示空气与氮气下LED固化对玻璃化转变温度(Tg)影响的图表。图13是空气与氮气固化的双键等价与玻璃化转变温度(Tg)(℃)的关系图。图14是实木涂层结构上配方A的照片，显示了良好的Gardner划痕试验结果。具体实施方式本专利技术克服了本领域已知的一些上述问题。特别地，公开了一种含有金刚石颗粒的涂料，其可以在工厂或现场使用LED(发光二极管)固化技术进行固化。这一进步减少浪费的能源，排放，并允许在温度敏感的基板上应用涂料，同时提供了优异的耐磨损性能。本专利技术可选地将LED阵列组合、或混合物、与UV光、和/或LED杀菌技术结合在一起，提供一种固化具有与UV固化涂料相当或优于UV固化涂料的表面性质的高性能含金刚石涂料的工艺。L本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于基板的LED可固化涂料，其包含：a.涂料基体：b.LED固化系统；以及c.金刚石颗粒。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.05 US 62/404,5031.一种用于基板的LED可固化涂料，其包含：a.涂料基体：b.LED固化系统；以及c.金刚石颗粒。2.根据权利要求1所述的涂料，其中所述LED固化系统是选自由光引发剂、热引发剂、LED固化树脂及其组合组成的组。3.根据权利要求1所述的涂料，其中该光引发剂选自由下述组成的组：苯甲酰氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦、2-甲基-1-[4-(甲基甲硫基)苯基]-2-吗啡基丙烷-1(，2-苄基-2-(二甲氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-二甲氨基-2-(4-甲基-苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮，4-苯并-1-4’-甲基二苯基硫化物，4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮(，和4,4’-双(N，N’-二甲氨基)二苯甲酮，4-甲基二苯甲酮，2,4,6-三甲基二苯甲酮和二甲氧基二苯甲酮，以及1-羟基苯基酮，苯并二甲基缩酮和低聚物-[2-羟基-2-甲基～1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮](，樟脑醌，4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮，4,4’-双(N，N’-二甲氨基)二苯甲酮，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦及其任何组合。4.根据权利要求3所述的涂料，其中该光引发剂选自由双(2,4,6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮、2-异丙基硫杂蒽酮及其任何组合组成的组。5.根据权利要求1所述的涂料，其中该热引发剂是选自由过氧化物化合物、偶氮化合物及其组合组成的组。6.根据权利要求1所述的涂料，其中该涂料基体是选自由聚酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、硅丙烯酸酯及其组合组成的组。7.根据权利要求6所述的涂料，其中所述金刚石颗粒被封装到100％固体涂料基体中。8.根据权利要求1所述的涂料，进一步包括至少一种其他的耐磨颗粒。9.根据权利要求8所述的涂料，其中该至少一种其他耐磨颗粒具有至少6的莫氏硬度值。10.根据权利要求1所述的涂料，进一步包括消光剂。11.根据权利要求1所述的涂料，其中所述涂料含有约0.5％至小于5.5％重量的金刚石。12.根据权利要求11所述的涂料，其中所述涂料含有约1％至约5％重量的金刚石颗粒。13.根据权利要求12所述的涂料，其中所述涂料含有约2％至约4.5％重量的金刚石颗粒。14.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：加里·A·西格尔，田东，丹尼尔·P·贝克，
申请(专利权)人：AFI特许有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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