涂料组合物、涂层和制品制造技术

公开了一种涂料组合物，其包含溶解在有机溶剂中的硝化纤维素和根据式1(I)的化合物，其中R

Coating composition, coating and products

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂料组合物、涂层和制品
本专利技术涉及用于在制品的聚合物表面上形成涂层的涂料组合物。本专利技术还涉及这种涂层。本专利技术还涉及涂覆有这种涂层的制品。本专利技术还涉及在这种制品的聚合物表面上形成这种涂层的方法。
技术介绍
许多消费品是由聚合物(塑料)制成的，因为这种材料使消费品易于形成所需的形状，例如通过诸如注射成型的成型技术。苯乙烯基聚合物(例如ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯))特别适用于此类成型技术，因为它易于成型，具有出色的机械性能，并在光泽度和光滑度方面具有理想的表面光洁度。然而，许多可易于成型的此类聚合物(例如ABS)的缺点是该聚合物易于被侵蚀性化学物质例如某些液体(例如丙酮和精油)蚀刻，所述精油是赋予植物独特的精华或气味的植物性油。此类精油的实例包括桉油精、薄荷醇、百里酚和水杨酸甲酯。例如，可以将此类精油添加到基于水或醇的溶液中，所述溶液例如漱口水、香水、除臭剂、淡香水、家用清洁产品等，以便在此类溶液上赋予令人愉悦的新鲜感。因此，此类侵蚀性化学物质(例如丙酮或精油)会使由此类聚合物制成的制品的表面光洁度变差，所述制品例如用于保存水基溶液的容器，其中聚合物表面被侵蚀性化学物质漂白(蚀刻)。此种制品的一个具体实例是口腔卫生设备，其中通过设备内的泵将水基溶液喷入其使用者的口腔中。同样地，某些制品的聚合物主体，例如诸如剃须刀之类的消费产品，可以通过在聚合物主体上施加涂层来赋予其特殊的外观，例如，通过在其聚合物主体的涂层中包含金属薄片(例如铝薄片)来获得高光泽或金属饰面，从而使主体具有金属外观。然而，此类涂层也可能由于此类侵蚀性化学物质而降解，这可能会使涂覆了该涂层的制品的外观变差。从美学的角度来看，这种降解是不希望的，因为当制品的表面光洁度经侵蚀性化学物质例如丙酮或精油通过损害聚合物或聚合物上的涂层而降低时，制品将开始显得磨损，其可能会被消费者理解为质量较差的制品，这可能阻止消费者再次购买该制品或可能导致消费者从另一制造商处进行购买。由于这个原因，通常将所谓的2K聚氨酯(PU)涂层施加到聚合物制品上以提高其对环境降解的抵抗力。然而，这样的涂层具有有限的抵抗此类侵蚀性化学物质侵袭的能力，因此不太适合于保护聚合物制品免受这种损害。因此，需要可以保护此类制品免受侵蚀性化学物质(例如含精油的漱口水)损害的涂层。US5284885A公开了水性硝化纤维素组合物及其制备方法。CN106398387A公开了一种LED光固化油墨及其制造方法。US4350542A公开了一种推进剂或炸药及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术寻求提供一种涂料组合物，该涂料组合物可用于形成对某些侵蚀性化学物质例如丙酮或精油具有此类增强的抵抗力的涂层。本专利技术进一步寻求提供一种由这种涂料组合物形成的涂层。本专利技术进一步寻求提供涂覆有这种涂层的制品。本专利技术进一步寻求提供一种用这种涂层涂覆这种制品的方法。根据一个方面，提供了一种涂料组合物，其包含溶解在有机溶剂中的硝化纤维素和根据式1的化合物：其中R1-R3各自选自C1-C6直链或支链烷基以及包含一个或多个醚基的C1-C6直链或支链烷基，且R4为包含至少一个伯胺基或仲胺基的烷基，且其中所述硝化纤维素的氮含量在10-14％之间，且相对于所述硝化纤维素中的氮，来自所述至少一个伯胺基或仲胺基的氮的摩尔当量数为0.25–1.5。硝化纤维素涂料，特别是E级硝化纤维素涂料具有优异的成层性能，作为非限制性实例，可以利用该性能在聚合物表面例如ABS表面上形成具有所需表面光洁度的涂层。然而，硝化纤维素涂料易受侵蚀性化学物质(例如精油以及尤其是丙酮)的损害。本专利技术是基于这样的见解，即硝化纤维素可以与式1的氨基硅烷交联以显著增加涂料抵抗这种损害的抵抗力，同时保持涂层的所需表面光洁度。这是令人惊奇的，考虑到通常认为硝化纤维素与胺不相容，尤其是在形成涂层时，例如由于硝化纤维素和胺之间的反应产物混浊。不希望受理论的束缚，推测增加的抵抗力是由氨基硅烷的缩聚反应引起的，所述缩聚反应形成化学(共价)结合到硝化纤维素上的聚硅氧烷网络，从而保护其免受例如丙酮或精油的攻击。为此，硝化纤维素的氮含量在10-14％之间，且相对于硝化纤维素中的氮，来自所述至少一个胺基团的氮的摩尔当量数为0.25–1.5。换言之，该比例使得聚硅氧烷和硝化纤维素之间的化学键合度能够确保所得到的涂料具有所需的耐化学性，同时还确保该涂料具有所需的表面性能。优选地，硝化纤维素具有11.5-12.5％之间的氮含量，以便在由这种组合物形成的涂层上赋予特别期望的对侵蚀性化学物质的抵抗性。在一个实施方式中，有机溶剂是甲氧基丙醇或包含甲氧基丙醇和二甲苯的溶剂混合物，以确保固体成分的溶解度和形成涂料的组合物的干燥特性。R1-R3可以各自选自C1-C6直链或支链的烷基以及包含一个或多个醚基的C1-C6直链或支链烷基。如果存在的话，醚基的氧原子不直接键合至与式I的硅原子键合的氧原子。优选地，在后的氧原子和醚基的氧原子之间存在至少1个或至少2个碳原子。烷基以及醚基通常与当前涂料组合物所涉及的交联化学相容。优选地，R1-R3中的单独一个具有少于3个或少于2个醚基。优选地，R1-R3各自选自C1-C6直链或支链烷基。优选地，各自选择R1-R3为具有少于4个碳原子或少于3个碳原子。为了促进氨基硅烷与硝化纤维素结合时的有效缩聚，R1-R3可以是乙基或甲基。为此，R1-R3优选为甲基。R4可以选自-(CH2)nNH2和-(CH2)pNH(C2H4NH)q-(CH2)rNH2，其中n是2至6的整数，p是1至3的整数，q是0至3的整数，且r是1至3的整数。特别地，在R4具有通式-(CH2)pNH(C2H4NH)q-(CH2)rNH2的情况下，发现与R4具有通式-(CH2)nNH2的情况相比，涂料的抵抗性进一步提高，特别是在相同的干燥条件下形成涂料的情况下。该涂料组合物可以进一步包含溶解在有机溶剂中的根据式2的化合物：其中R5-R8各自选自C1-C3直链或支链烷基以及包含一个或多个醚基的C1-C3直链或支链烷基。如果存在醚基，则在醚基的氧和与式II的硅原子键合的氧原子之间优选存在1或2个碳原子。优选地，R5-R8各自选自C1-C3直链或支链烷基。例如，式2的化合物可以是原硅酸四乙酯(TEOS)或原硅酸四甲酯(TMOS)。此类季烷氧基取代的硅烷的添加进一步增加了涂料针对水暴露的抵抗力，特别是当涂料组合物中式1的化合物与式2的化合物之间的重量比范围为1：2至2：1时。不希望受到理论的束缚，推测包含这样的季烷氧基取代的硅烷会增加聚硅氧烷网络的密度，从而提供改善的抵抗力。然而，应当理解，涂层的这种针对水损害的抵抗力提高同样可以通过进一步包含溶解在有机溶剂中的金属烷氧化物的组合物来实现，其中金属选自铝、锆或钛，或者通过包含式2的化合物以及这样的金属烷氧化物的混合物的固体内容物来实现，或者通过进一步包含溶解在有机溶剂中的根据式3的有机改性的硅烷化合物的涂料组合物来实现，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂料组合物，其包含溶解在有机溶剂中的硝化纤维素和根据式1的化合物：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170613 EP 17175627.31.一种涂料组合物，其包含溶解在有机溶剂中的硝化纤维素和根据式1的化合物：



其中R1-R3各自选自C1-C6直链或支链烷基以及包含一个或多个醚基的C1-C6直链或支链烷基，且R4为包含至少一个伯胺基或仲胺基的烷基，且其中所述硝化纤维素的氮含量在10-14％之间，且相对于所述硝化纤维素中的氮，来自所述至少一个伯胺基或仲胺基的氮的摩尔当量数为0.25–1.5。


2.权利要求1所述的涂料组合物，其中所述有机溶剂是甲氧基丙醇或包含甲氧基丙醇和二甲苯的溶剂混合物。


3.权利要求1或2所述的涂料组合物，其中R1-R3是乙基或甲基。


4.权利要求1-3中任一项所述的涂料组合物，其中R4选自-(CH2)nNH2和-(CH2)pNH(C2H4NH)q-(CH2)rNH2，其中n是2至6的整数，p是1至3的整数，q是0至3的整数且r是1至3的整数。


5.权利要求1-4中任一项所述的涂料组合物，其还包含溶解在所述有机溶剂中的根据式2的化合物：



其中R5-R8各自选自C1-C3直链或支链烷基以及包含一个或多个醚基的C1-C3直链或支链烷基。


6.权利要求5所述的涂料组合物，其中所述涂料组合物中式1化合物和式2化合物之间的重量比范围为1：2至2：1。


7.权利要求1-6中任一项所述的涂料组合物，其还包含溶解在所述有机溶剂中的金属烷氧化物，其中所述金属选自铝、锆或钛。


8.权利要求1-6中任一项所述的涂料组合物，其还包含溶解在所述有机溶剂中的根据式3的有机改性的硅烷化合物，其中R9-R11各自选自C1-C3直链或支链烷基以及包含一个或多个醚基的C1-C3直链或支链烷基，且R12是经环氧基、异氰酸酯基、(甲基)丙烯酸酯基或氟基取代或未经取代的烷基。





9.权利要求1所述的涂料组合物，其中R1-R3各自选自C1-C6直链或支链烷基。


10.权利要求5所述的涂料组合物，其中R1-R3各自选自C1-C6直链或支链烷基，并且其中R5-R8各自选自C1-C3直链或支链烷基。

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·维尔斯特拉，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL