用于混凝土地板的有色可辐射固化涂料

申请号 CN201180003366.9 申请日 2011-06-30 公开(公告)号 CN102639466A 公开(公告)日 2012-08-15
申请人 帝斯曼知识产权资产管理有限公司; 发明人 曹惠民; 李文广; 李泰彦;
摘要 本 发明 涉及并要求保护用于诸如 混凝土 地板的表面的可 辐射 固化 涂料组合物,其包括一种或更多种具有至少4个可交联双键的 丙烯酸 酯 单体 或低聚物、至少一种光引发剂、一种或更多种填料以及至少一种颜料或染料。这些涂料组合物能允许将所述涂料组合物以至少0.10mm(4密 耳 )的厚度涂覆到比辐射源大的区域,而沿着辐射源的每一次扫描的肩区没有皱纹的形成,其中所述肩区是来自辐射源侧面的弱强度光仅能使一部分涂料组合物厚度部分固化的区域。该涂料组合物可选地进一步包含一种或更多种含有0个或1个可交联双键的叔胺化合物,所述一种或更多种叔胺化合物提供的胺值为相对于每克涂料组合物中的可辐射固化 树脂 为至少7.5mgKOH。此外,本发明还涉及用于涂布表面的方法以及用可辐射固化涂料组合物涂布的表面。
权利要求

1.一种用于混凝土地板的可辐射固化涂料组合物,其包含:
-一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸单体或低聚物;
-至少一种光引发剂;
-相对于所述涂料组合物的总重量,约10重量%到约50重量%的至少一种填料;以及-相对于所述涂料组合物的总重量,至少0.5重量%的至少一种颜料或染料;
其中当所述组合物以至少0.10mm的厚度被涂覆到混凝土地板表面的预定区域,并使辐射源经过所述表面预定区域的第一部分以固化所述涂料组合物时,在完成使所述UV辐射源经过所述第一部分后至少0.5分钟、优选至少1分钟、更优选至少2分钟,预定区域中包含经部分固化的涂料、与所述第一部分直接相邻并且没有所述UV辐射源直接经过的肩区没有皱纹。
2.如权利要求1所述的涂料组合物,其中,所述涂料组合物包含相对于所述涂料组合物的总重量的至少5重量%、优选至少10重量%的所述一种或更多种具有4个或更多个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物,优选地,所述一种或更多种具有4个或更多个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物选自由二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯单体、双季戊四醇五丙烯酸酯及其组合组成的组。
3.如权利要求1或2所述的涂料组合物,其还包含至少一种含有0个或1个可交联双键的叔胺化合物,其中所述至少一种叔胺化合物的胺值优选为相对于涂料组合物的每克可辐射固化树脂总量至少7.5mg KOH,所述至少一种叔胺选自由三乙胺、三乙醇胺、N,N-二甲基对甲苯胺、甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-正丁基乙基-4-二甲基苯甲酸酯、2-乙基-对-(N,N-二甲氨基)苯甲酸酯、2-乙基己基-对-二甲氨基苯甲酸酯组成的组。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的涂料组合物,其中所述辐射源提供的辐射波长介于约100nm和约700nm之间,并且/或者其中所述辐射通过选自由下列光源组成的组中的源发出:至少一个灯、至少一个灯管、至少一个LED及其组合。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的涂料组合物,其中所述至少一种光引发剂包括Norrish I型光引发剂,优选地其选自由下列物质组成的组:酰基氧化膦、安息香醚、2,
2-二乙氧基苯乙、苄基二甲缩酮、1-羟基环己基苯基甲酮、1-羟基环己基二苯甲酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2-乙氧基-2-异丁氧基苯乙酮、2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2,2-三氯-4-叔丁基苯乙酮、2,2-二甲基-2-羟基-4-叔丁基苯乙酮、1-苯基-1,2-丙二酮-2-O-乙氧基羰基酯、1-苯基-1,2-丙二酮-2-O-苯甲酰基肟及其组合。
6.如权利要求1所述的涂料组合物,其中所述至少一种填料选自由下列材料组成的组:氧化颗粒、硅酸盐颗粒、陶瓷球、粘土颗粒、颗粒、氧化颗粒、氢氧化铝颗粒、三合铝颗粒、硫酸钙颗粒、硫酸钡颗粒、实心玻璃珠、空心玻璃珠、玻璃纤维、玻璃鳞片、丙烯酸颗粒、聚烯颗粒、硅颗粒及其组合。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的涂料组合物,其中所述涂料组合物以至少
0.13mm、至少0.15mm、至少0.18mm、至少0.20mm、至少0.23mm或至少0.25mm的厚度涂覆到表面。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的涂料组合物,其中所述颜料以这样的量存在,当所述涂料组合物包含一种或更多种具有小于4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物来代替所述一种或更多种具有4个或更多个可交联双键的丙烯酸酯单体和/或低聚物时,所述固化涂层包含可见的皱纹。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的涂料组合物,其中所述涂料组合物通过了0.5%二氧化测试,所述0.5%二氧化钛测试是当所述涂料组合物包含相对于所述涂料组合物的总重量0.5重量%的二氧化钛作为所述组合物中唯一的颜料时,将所述涂料组合物以
0.10mm的厚度涂覆到表面,并且使所述表面上的所述涂料组合物经受UV辐射源的多个固化扫描时,所述多个固化扫描中任意一个的起始与下一个直接相邻的固化扫描的结束之间的时间间隔为约0.5分钟时,固化后的所述组合物是平面的并且无皱纹。
10.一种用于涂布混凝土地板的方法,其包括
-将涂料组合物、优选是根据权利要求1-9中任意一项所述的涂料组合物涂覆在混凝土地板表面的预定区域,所述涂料组合物包含:一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、相对于所述涂料组合物的总重量约10重量%到约50重量%的至少一种填料、以及相对于所述涂料组合物的总重量至少0.5重量%的至少一种颜料或染料,所述表面上涂料组合物的厚度为至少0.10mm;并且
-使辐射源经过所述表面的所述预定区域的第一部分以固化所述涂料组合物;
其中,完成使UV辐射源经过所述第一部分后至少0.5分钟、优选至少1分钟、更优选至少2分钟,所述预定区域中包含经部分固化的涂料、与第一部分直接相邻并且没有使所述UV辐射源直接经过的肩区没有皱纹。
11.如权利要求10所述的方法,其中所述所述辐射源提供的辐射波长介于约100nm和约700nm之间,和/或其中所述辐射通过选自由下列光源组成的组中的源发出:至少一个灯、至少一个灯管、至少一个LED及其组合。
12.如权利要求10或11所述的方法,其中所述辐射源以介于每分钟约6.10m和每分钟约18.3m之间的速度经过所述混凝土表面的预定区域,并且/或者所述肩区的宽度为至少
0.5厘米。
13.一种经涂布的混凝土地板,其包含:
-包括表面的地板;和
-直接涂覆在所述表面的涂料组合物,所述涂料组合物包含:一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、相对于所述涂料组合物的总重量约10重量%到约50重量%的至少一种填料、以及相对于所述涂料组合物的总重量至少0.5重量%的至少一种颜料或染料,所述涂料组合物优选地为权利要求1-9中任意一项所述的涂料组合物,
其中所述涂料组合物的厚度为至少0.10mm。
14.如权利要求13所述的经涂布的混凝土地板,其中所述表面上的涂料组合物经受UV辐射源的多个固化扫描,所述多个固化扫描中任意一个的起始与下一个直接相邻的固化扫描的结束之间的时间间隔为至少约0.5分钟、优选至少1分钟、更优选至少2分钟时,固化后的所述组合物是平面的并且无皱纹。
15.如权利要求13或14所述的经涂布的混凝土地板,其中所述涂料组合物通过了
0.5%二氧化钛测试,所述0.5%二氧化钛测试是当所述涂料组合物包含相对于所述涂料组合物的总重量0.5重量%的二氧化钛作为所述组合物中唯一的颜料时,将所述涂料组合物以0.10mm的厚度涂覆到表面,并且使所述表面上的涂料组合物经受UV辐射源的多个固化扫描时,所述多个固化扫描中任意一个的起始与下一个直接相邻的固化扫描的结束之间的时间间隔为约0.5分钟时,固化后的所述组合物是平面的并且无皱纹。

说明书全文

用于混凝土地板的有色可辐射固化涂料

技术领域

[0001] 本发明涉及可辐射固化涂料领域。更具体地,本发明涉及可辐射固化的地板涂料领域,例如混凝土地板涂料。

背景技术

[0002] 数十年来,可辐射固化涂料已应用于各种工业的表面。可辐射固化涂料还应用在诸如混凝土地板(楼板)、乙烯基树脂、木材等表面。如其名字所暗示,可辐射固化涂料通过暴露于辐射(例如紫外光、可见光和电子束)而固化。
[0003] 可辐射固化涂料的子集是可紫外(UV)固化涂料。可UV固化涂料通过暴露于至少UV辐射(例如包括辐射波长为约100-400纳米(nm)的电磁波谱的UV部分)而固化。除了UV辐射,还可以包括更高波长的辐射。
[0004] 可UV固化涂料包含被称为“光引发剂”的组分,其能吸收UV辐射并因此跃迁至激发态。随后,光引发剂光解或降解为阳离子或自由基(活性非常大的活性物质)。阳离子或自由基在几乎瞬间内(例如几秒内)与同样存在于可UV固化涂料中的低聚物和/或单体反应并聚合以形成固化的涂层。
[0005] 在地板表面使用可UV固化涂料的一个好处是涂料能快速固化。这种快速固化能使地板恢复正常使用而不像其他可选涂料那样需要长时间延误,所述其他可选涂料例为如含有必须蒸发溶剂的涂料,或在几小时到几天的时间间隔内才基本上完全固化的涂层。许多可UV固化涂料能提供的另一个好处是其物理抗性和耐化学性强。例如,在UV固化后几分钟内,某些涂覆到地板表面的可UV固化涂料便能承受开到经固化、涂布的表面上的叉车的重量和摩擦。某些可辐射固化涂料的另一个好处它们包含100%固体,因而在涂料配方中不含有挥发性有机组分,允许员工在该区域工作而不会因吸入挥发性有机组分产生显著的呼吸道健康问题。可UV固化涂料的另一个好处为聚合反应是通过使用UV辐射而引发,这表示涂料配方没有“使用期限”,“使用期限”指的是由于已经与反应性组分混合,所以涂料需要在涂料在其自身的容器内聚合之前的一定的时间段内使用。作为单组分配方有助于消除单项工程的浪费,因为未使用的涂料可以存储以供将来使用。
[0006] 美国专利申请No.2002/0164434公开了一种可辐射固化涂料,其包含用于确定可固化涂料何时已交联或固化的指示剂,从而使使用者知道地板的哪些部分可以使用而不会影响表面以及哪些部分仍处于固化过程。该出版物公开了将染料或颜料混入液体材料中,其中,当涂料是液态时该染料或颜料是肉眼可见的,而涂料固化之后该染料或颜料明显不太可见。
[0007] 此外,在Jo Ann Arceneaux的文章“UV Curable Concrete Coatings”(在2009年1月/2月/3月的RADTECH Report(“RADTECH 2009”)中发表),在Peter T.Weissman的文章“Field-Applied,UV-Curable Coatings for Concrete Flooring”(在2009年1月/2月/3月2009的RADTECH Report中发表)和Peter T.Weissman的报告“Field Applied UV Coatings for Concrete”(2009年10月在UV/EB East所作)中还公开了可UV固化的混凝土涂料。
[0008] 用于大型表面的可UV辐射固化涂料的缺点涉及在至少一个方向上(例如宽度)小于要固化的表面的UV辐射源的使用。例如,典型的UV固化仪是固化宽度在约0.66米(26英寸)和0.86米(34英寸)之间的便携式机器。为了固化大型表面,该机器必须经过(扫描过)地板,来固化宽度仅为0.66-0.86米(26-34英寸)乘以地板长度的区域(面积),随后固化另一个区域,机器的宽度与之前区域直接相邻。固定在UV固化仪上的一个或更多个灯、灯管和/或发光二极管(LED)在地板表面上以例如约4000-20000瓦/米(100-500瓦/英寸)的功率发出辐射来固化涂料。尽管这种便携式UV辐射源的设计在向前发展,固化装置的边缘仍存在杂散光区,其中来自机器侧面屏蔽罩的低强度漏光足以引发表面附近某一厚度的涂料发生聚合,并使其部分固化为表层,但不足以将涂料的聚合推进到整个厚度,因此在涂层的底部留有液体层。
[0009] 在使UV固化仪经过涂层的几秒内,这种UV辐射源的遮光罩侧面附近的漏光通常导致在部分固化的涂料表层中形成皱纹。皱纹也被称为“褶皱”,通常显示出因位于涂层表面上部的本应是涂层平面固化部分的皱折而形成的非平面波纹图案,其中未固化的湿涂料保留在固化部分和其上涂覆了涂料的基材之间。即使通过下一个固化扫描(curing pass)完成整个厚度内的固化,皱纹或褶皱在固化的表面上仍是可见的。随后,每一个沿着地板长度的扫描都可以被观察为一条可见的线,其位于固化区域边缘或在固化区域边缘附近,这是由皱纹或褶皱所赋予的。皱纹或褶皱具有一定的宽度,所以起皱或皱折的区域构成与完全固化的主体区相邻的肩区的一部分。辐射源前方存在的辐射梯度很少有问题,因为当辐射源前进时,发出的全强度辐射使聚合反应快速完成。类似地,辐射源后方存在的辐射梯度也不是问题,因为这种弱强度光指向的涂层已经完全固化。通常,对于以小于0.07mm(3密)的厚度涂覆的着色(即,有色)涂层来说,皱纹不是一个很严重的问题,因为杂散光通常可以使大部分厚度的涂层固化至某一固化度,或者所形成的皱纹非常浅并且可以通过透明的面漆隐藏,然而许多可辐射固化的着色涂料以约0.07mm(3密耳)或更大的厚度涂覆,所以形成的皱纹不能通过透明的面漆隐藏。
[0010] 皱纹的形成对于用于涂覆地板应用领域的UV涂料来说已成为历史性问题,其中要固化的表面比UV辐射源大,没有有关针对皱纹形成问题的解决方案的报道。事实上,在RADTECH 2009会议文集中报道了皱纹的形成问题,在第15页中公开了皱纹是“由膜内顶部到底部的有差别的固化造成并且在横向上位于主视线之外”。RADTECH 2009在第16页进一步指出皱纹“在有色、不光滑和高厚度(>8密耳)的涂层中尤其有问题”。通常,使皱纹的外形最小化的现有方法是降低底漆涂层的皱纹的振幅,然后使用面漆试图掩盖任何可见的皱纹。在Weissman的Radtech 2009文章中也可以找到有关皱纹的讨论,其在第28页公开了“在部分固化材料的区域,涂层未玻璃化时发生收缩,涂层可能扭曲。这有时表现为像拉链的有形符号并且在工业上被恰当地称为“拉链痕”。这些拉链痕难以完全消除,但配方的开发当然能使收缩最小化并使该现象最小化”。
[0011] 提供这样一种可辐射固化的涂料配方将很有利:其能允许将涂料涂覆在比辐射源大的区域,而沿着或在辐射源的每一扫描的边缘的肩区没有皱纹的形成,其中所述肩区是来自辐射源侧面的弱强度光仅能使表面附近的一部分涂层厚度部分固化的区域。此外,提供这样一种方法很有利:用能提供不含有因来自辐射源的杂散光的部分固化而形成皱纹的固化表面的可辐射固化涂料来涂布表面(例如混凝土地板)。
[0012] 发明概述
[0013] 本发明可以具体化为各种示例性且非限制的形式。特别地,本概述仅意欲描述本发明的各种实施方式,并不想限制本发明的范围。
[0014] 本发明的第一方面是用于混凝土地板的可辐射固化涂料组合物,其包含:
[0015] 一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物;
[0016] 至少一种光引发剂;
[0017] 约10重量%到约50重量%的至少一种填料;以及
[0018] 至少0.5重量%的至少一种颜料或染料;
[0019] 其中当该组合物以至少0.10mm的厚度被涂覆到混凝土地板表面的预定区域,并使辐射源经过(扫描过)表面预定区域的第一部分以固化涂料组合物时,完成使UV辐射源经过第一部分后0.5分钟,预定区域中包含部分固化涂料、与第一部分直接相邻并且没有UV辐射源直接经过的肩区没有皱纹。
[0020] 本发明的第二方面是一种用于涂布混凝土地板的方法,其包括:
[0021] 将涂料组合物涂布在混凝土地板表面的预定区域,该涂料组合物包含:一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、约10重量%到约50重量%的至少一种填料、以及至少0.5重量%的至少一种颜料或染料,表面上所述涂料组合物的厚度为至少0.10mm;并且
[0022] 使辐射源经过表面预定区域的第一部分以固化涂料组合物;
[0023] 其中,完成使UV辐射源经过第一部分后0.5分钟,预定区域中包含部分固化涂料、与第一部分直接相邻并且没有UV辐射源直接经过的的肩区没有皱纹。
[0024] 本发明第三方面是经涂布的混凝土地板,其包含:
[0025] 包括表面的地板;和
[0026] 直接涂覆在所述表面的涂料组合物,该涂料组合物包含:一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、约10重量%到约50重量%的至少一种填料、以及至少0.5重量%的至少一种颜料或染料,其中该涂料组合物的厚度为至少0.10mm。
[0027] 本发明第四方面是通过下列方法涂布的经涂布的混凝土地板,该方法包括:
[0028] 将涂料组合物涂布在混凝土地板表面的预定区域,该涂料组合物包含:一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、约10重量%到约50重量%的至少一种填料、以及至少0.5重量%的至少一种颜料或染料,其中固化的涂料组合物的厚度为至少0.10mm;并且
[0029] 使辐射源经过表面预定区域的第一部分以固化所述涂料组合物;
[0030] 其中,完成使UV辐射源经过第一部分后0.5分钟,预定区域中包含部分固化涂料、与第一部分直接相邻并且没有UV辐射源直接经过的肩区没有皱纹。
[0031] 根据本发明各方面的讨论,提供了一种用于混凝土地板的可辐射固化涂料组合物。该涂料包含:一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、约10重量%到约50重量%的至少一种填料、以及至少0.5重量%的至少一种颜料或染料。当该组合物以至少约0.10mm的厚度被涂覆到混凝土地板表面的预定区域,并使辐射源经过表面预定区域的第一部分以固化涂料组合物时,完成使UV辐射源经过第一部分后约0.5分钟,预定区域中包含部分固化涂料、与第一部分直接相邻并且没有UV辐射源直接经过的肩区没有皱纹。
[0032] 根据本发明各方面的讨论,提供了一种用于涂布混凝土地板的方法。该方法包括:将涂料组合物涂覆在混凝土地板表面的预定区域,该涂料组合物包含一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、约10重量%到约50重量%的至少一种填料、以及至少0.5重量%的至少一种颜料或染料,所述表面上涂料组合物的厚度为至少约0.10mm;并且使辐射源经过表面预定区域的第一部分以固化涂料组合物,其中,完成使UV辐射源经过第一部分后0.5分钟,预定区域中包含部分固化涂料、与第一部分直接相邻并且没有UV辐射源直接经过的肩区没有皱纹。
[0033] 根据本发明各方面的讨论,提供了一种经涂布的混凝土地板。所述经涂布的混凝土地板包含表面和直接涂覆在所述表面的涂料组合物,该涂料组合物包含:一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、约10重量%到约50重量%的至少一种填料、以及至少0.5重量%的至少一种颜料或染料,其中该涂料组合物的厚度为至少约0.10mm。
[0034] 根据本发明各方面的讨论,提供了一种通过下列方法涂布的经涂布的混凝土地板,该方法包括:将涂料组合物涂布在混凝土地板表面的预定区域,该涂料组合物包含一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、约10重量%到约50重量%的至少一种填料、以及至少0.5重量%的至少一种颜料或染料,其中固化的涂料组合物的厚度为至少约0.10mm(4密耳);并且使辐射源经过表面预定区域的第一部分以固化所述涂料组合物,其中,完成使UV辐射源经过第一部分后约0.5分钟,预定区域中包含部分固化涂料、与第一部分直接相邻并且没有UV辐射源直接经过的肩区没有皱纹。
[0035] 看过下面详细的说明、权利要求附图之后,本发明的其他特征和优点对于本领域技术人员来说将变得很明显。

附图说明

[0036] 图1是通过辐射在一侧固化的现有技术涂层的照片,说明在与完全固化的区域相邻处形成皱纹。
[0037] 图2被细分成两个图。
[0038] 图2a是使用UV辐射源的两个扫描来固化的现有技术涂层的照片,其中两个扫描之间的间隔为约5秒。
[0039] 图2b是使用UV辐射源的两个扫描来固化的现有技术涂层的照片,其中两个扫描之间的间隔为约30秒。
[0040] 图3被细分成两个图
[0041] 图3a是以4密耳的厚度来涂覆的现有技术涂层的照片。
[0042] 图3b是以6密耳的厚度来涂覆的现有技术涂层的照片。
[0043] 图4a是在图3b的现有技术涂层的皱纹区域的横截面照片,在20倍放大倍数的显微镜下显示皱纹的度。
[0044] 图4b是与图4a相同的照片,标记以显示涂层中皱纹的波峰和波谷的厚度。
[0045] 图5是在20倍放大倍数的显微镜下以6密耳厚度涂覆的根据本发明的涂层肩区的横截面照片。
[0046] 图6是可商购的UV地板固化机的立体图。
[0047] 图7是所测的峰值辐照度vs.与UV地板固化机的遮光罩边缘的距离。
[0048] 图8是灯管和UV辐射源的局部图。
[0049] 图9a是用可辐射固化涂料涂布的大型表面的局部图,其上使用UV辐射源的一个扫描。
[0050] 图9b是图9a表面的局部图,其上使用第二次UV辐射源扫描。
[0051] 图10是现有技术的着色涂层、现有技术的着色涂层的另一层和现有技术透明面漆的立体截面图。
[0052] 图11是包含根据现有技术的着色固化涂料组合物的地板表面的照片。
[0053] 图12是根据本发明的一个实施方式的着色涂层、着色涂层的另一层和透明面漆的立体截面图。
[0054] 图13是包含根据本发明的着色固化涂料组合物的地板表面的照片。
[0055] 图14是使用两次UV辐射源扫描的本发明涂料的照片。
[0056] 发明详述
[0057] 术语“皱纹”表示可见的波纹图案,其中波谷的厚度小于平膜区的厚度,而波峰的厚度大于平膜区的厚度。波峰区的厚度与波谷区的厚度的差值为至少10μm。术语“起皱(wrinkling)”、“皱折(buckling)”和“拉拉链(zippering)”是同义的,在本文中可以互换使用,术语“皱纹”、“褶皱”和“拉链痕”也可以互换使用。
[0058] 术语“平膜区”表示其中膜表面是平面的固化膜的区域。
[0059] 术语“平面的”表示通常仅在一个平面上延伸并且不包含平面外波状变形图案的表面。不含有皱纹或褶皱的涂层是平面的,而含有皱纹或褶皱的涂层是非平面的。
[0060] 术语“肩区”被定义为包含正好与UV辐射源直接经过的涂层区相邻处的第一纵向边缘。肩区包含经过从UV辐射源的侧边漏出的弱强度UV辐射而部分固化的涂料。肩区还被定义为包含位于部分固化的涂料和未固化涂料的边界处的第二纵向边缘。
[0061] 肩区可以具有固化到底部的涂层,但该涂层仅是部分固化的。术语“部分固化”表示双键转化率低。因此,预计在肩区涂层是部分固化到底部的,但这种部分固化没有达到如大部分区域的全部固化的程度。类似地,术语“部分固化度”指的是经过聚合但聚合的双键转化未完全的可辐射固化涂料。
[0062] 在本文中使用时,术语“约”表示规定值的±10%。

发明内容

[0063] 本发明涉及用于表面(例如混凝土地板)的可辐射固化涂料、将可辐射固化涂料涂布到表面的方法以及用固化的可辐射固化涂层涂布的表面。
[0064] 如上所述,提供这样的可辐射固化涂料配方很有利,该可辐射固化涂料配方能允许以至少约0.08mm(3密耳)或至少约0.10mm(4密耳)的厚度将涂料涂覆到比辐射源大的区域,而不会在沿着或接近UV辐射源边缘每一个扫描的肩区形成皱纹,在所述肩区来自UV辐射源侧边的弱强度光辐射能使接近表面的仅仅一部分涂层厚度部分固化。如上所述的肩区是被定义为包含正好与UV辐射源直接经过的涂层区相邻处的第一纵向边缘的涂层区。肩区包含经过从UV辐射源的侧边漏出的弱强度UV辐射而部分固化的涂料。肩区还被定义为包含位于部分固化的涂料和未固化涂料的边界处的第二纵向边缘。任何肩区的宽度都将取决于具体涂料和UV辐射源的各种特性,例如涂层厚度、涂料组合物和UV辐射强度。在一些方面,肩区的宽度为约0.1到约10cm。在一些方面,肩区的宽度为约0.2cm到约5.0cm。
在一些方面,肩区的宽度为至少约0.5cm。在本发明的一个方面,肩区的宽度为约2.0cm到
3.0cm。在本发明中,将通过所用UV辐射源的类型以及所用方法来部分地控制肩区的宽度。
[0065] 此外,提供用可UV辐射固化涂料来涂布表面(例如混凝土地板)的方法很有利,其中所述可UV辐射固化涂料能提供通过来自辐射源的杂散光部分UV固化而没有形成皱纹的固化表面。
[0066] 参考附图,其中相同数字指的是相同要素。图1显示了涂覆到混凝土地板的0.13mm(5密耳)厚的染成灰色的现有技术涂料组合物的照片,表明仅仅当涂布区域10的一部分固化时便形成皱纹。UV辐射源经过湿的涂布区域10的一部分,以形成包含干的固化涂层的分区11,包含湿的未固化涂料的分区12,以及包含部分固化的起皱涂层的分区13。在辐射源经过涂层的左边部分11后约1分钟拍摄该照片。
[0067] 如之前定义部分所述,除了术语“起皱”,表面上涂料组合物固化而未固化的涂料保持在下面的现象因部分固化区域的外观也被称为“皱折”或“拉拉链”。术语“起皱”、“皱折”或“拉拉链”是同义的,在本文中可以互换使用,术语“皱纹”、“褶皱”和“拉链痕”也是同义的。如图1所示,通常起皱分区13包含大约与起皱分区13的长度垂直布置的折叠的、部分固化涂料表面段的图案。通常,各条皱纹具有用某一波长明确限定的波形而不是随机定位的皱纹。
[0068] 不含皱纹或褶皱的涂层是平面的,而含有皱纹或褶皱的涂层是非平面的。每一个皱纹或褶皱的振幅或高度通常随时间增大,直到部分固化的涂料组合物经受强度足以使聚合反应进行完全的下一次UV辐射扫描,与此同时皱纹或褶皱的高度变成固定的。参考图2,提供了固化的现有技术染成灰色的涂层的照片。图2a显示了以0.10mm(4密耳)的厚度涂覆到混凝土地板的现有技术组合物。UV辐射源经过部分湿的涂布区域,以形成包含干的固化涂层的分区,包含湿的未固化涂层的分区,以及包含部分固化的起皱涂层的分区。接着,在辐射源经过涂料组合物的第一部分之后仅约5秒使UV辐射源经过涂层中仍未固化的分区。在两次UV辐射源扫描之间仅约5秒的时间间隔之后,在涂层22上形成可见的皱纹23。
[0069] 相比之下,图2b显示了以0.10mm(4密耳)的厚度涂覆到混凝土地板的现有技术组合物。图2b的固化涂层24和图2a的固化涂层22的唯一差异在于:第二次UV辐射源扫描在第一次UV辐射源扫描之后约30秒进行。在第一和第二次UV辐射源扫描之间约30秒的延迟之后,在涂层24上形成的可见皱纹25明显大于在第一和第二次UV辐射源扫描之间约5秒的延迟之后在涂层22上形成的可见皱纹23。例如,各个褶皱或皱纹的振幅和长度在第一和第二次UV辐射源扫描之间约5秒的延迟和约30秒的延迟之间显示出明显的增大。
[0070] 此外,各个皱纹或褶皱的振幅通常与所涂覆的涂层的厚度成比例。例如,图3显示了固化的具有不同厚度的现有技术染成灰色的涂层的照片。图3a显示了以0.10mm(4密耳)的厚度涂覆到混凝土地板的现有技术组合物。UV辐射源经过部分湿的涂布区域,以形成包含干的固化涂层的分区,包含湿的未固化涂层的分区,以及与干的固化涂层分区相邻的包含部分固化的起皱涂层的分区。接着,在辐射源经过涂料组合物的第一部分之后约30秒使UV辐射源经过涂层中仍未固化的分区以及部分固化的分区。在两次UV辐射源扫描之间约30秒的时间间隔之后,在涂层32上形成可见的皱纹33。
[0071] 相比之下,图3b显示了以0.15mm(6密耳)的厚度涂覆到混凝土地板的现有技术组合物。图3b的固化涂层34和图3a的固化涂层32的唯一差异在于:图3b的涂料组合物以比图3a的涂料组合物的厚度大0.05mm(2密耳)的厚度涂覆。图3b的涂覆涂层通过与图3a的涂覆涂层相同的方法来固化,两次UV辐射源扫描之间的时间间隔为约30秒。在以0.15mm(6密耳)的厚度涂覆的涂层34上形成的可见皱纹35明显大于在以0.10mm(4密耳)的厚度涂覆的涂层32上形成的可见皱纹33。例如,各个褶皱或皱纹的振幅和长度在0.15mm(6密耳)的厚度涂覆的涂层和以0.10mm(4密耳)的厚度涂覆的涂层之间显示出明显的增大。因此,UV固化扫描之间的时间间隔和涂层厚度都与涂层上形成的皱纹或褶皱的尺寸成比例。
[0072] 图4a提供了在20倍放大倍数下图3b肩区上固化涂层34的横截面照片。固化涂层横截面40的显微镜照片描绘了皱纹像波浪一样的形状。在平面无皱折的涂层区的固化涂层34的厚度经测定为约130μm(0.13mm)(约5.12密耳)厚。横截面40的波谷42的厚度范围为约60μm(约2.36密耳)到约100μm(约3.94密耳),这比平面区的一般区域薄。相比之下,横截面40的波峰谷44的厚度范围为约180μm(约7.09密耳)厚,这比平面区的一般区域厚。图4中皱纹的角度46与平面成17度。该角度是从波谷48开始沿着波峰区处皱纹厚度的增大来测定。
[0073] 图4b是与图4a相同的照片。图4b被标记以显示波峰处皱纹的厚度为180μm而波谷处皱纹的厚度为80μm。
[0074] 与图4a和图4b相比,图5提供了在20倍放大倍数下肩区处的本发明的固化涂层的横截面照片。固化涂层横截面50的显微镜照片表明,不同于在有皱折的现有技术涂层中形成的波峰和波谷,在整个涂料组合物中得到约130μm(0.13mm)(约5.12密耳)的均匀厚度。涂层以0.15mm(6密耳)的厚度涂覆并且用不止一次UV辐射源扫描(扫描之间的时间间隔为约1分钟)固化。所得到的涂层是平面的并且无皱纹。
[0075] 参考图6,显示了示例性的可商购的辐射源机器60。机器60是型号为26-8000A的Hammerhead UV Floor Curing Equipment(HID Ultraviolet,Sparta,NJ)。在操作中,UV辐射源60将辐射指向待固化的经涂布表面,由固定在UV辐射源60较低区62的蒸汽灯和/或灯管提供辐射。如图所示,Hammerhead仪器60包括手柄61,因而操作者能在所配置的机器后面走。图6中所示的Hammerhead机器60包括0.66m(26英寸)的固化通道63;因此对于大多数地板表面应用来说,需要多次扫描来完全固化整个经涂布的区域。辐射源仪器可以经过表面的速度由使聚合反应进行完全所需的光的量来限制。因此,速度将取决于具体涂料配方的特性。UV辐射源仪器的速度范围通常为每分钟约4.57m(15英尺)到每分钟约15.24m(50英尺),例如为每分钟约6.10m(20英尺)到每分钟约12.19m(40英尺),例如每分钟约7.62m(25英尺)。根据本发明的实施方式的UV辐射源发出例如但不限于范围为约100nm到约700nm、或约100nm到约500nm、或约100nm到约400nm的辐射。
[0076] 一种可选的辐射源是包括发光二极管(LED)的机器。在要求于2009年12月17日递交的美国临时专利申请No.61/287,600的优先权的PCT专利申请PCT/US2010/60647,“D1446 BT LED Curing of Radiation Curable Floor Coatings”中公开了LED辐射源。PCT专利申请PCT/US2010/60647和美国临时专利申请No.61/287,600都通过引用全部结合在本文中。
[0077] 辐射强度可以在相对于所选辐射源不同的位置处测量。例如,参考图7,所提供的图显示了水银蒸汽灯的UV-A(320-390nm)峰值辐照度,作为与遮光罩距离的函数。使用MicroCure MC-2片(EIT,Inc,Sterling,VA)测量辐照度。按下列方法进行每一次测量:首先将小片放置在地板上,直接位于灯管发出辐射的通道中;随后,将小片放置在更接近灯管的纵向侧端0.5英寸的位置处并测量辐照度。对于每一个随后测量来说,将小片放置于更接近灯管的纵向侧端的另外的0.5英寸处。然后越过灯管的纵向侧端,经过机器的遮光罩,到达装置的外部。
[0078] 图7说明了UV-A峰值辐照度相对于与遮光罩边缘的距离而降低。由这种灯管从2
灯管的纵向中心提供的典型UV-A辐射高强度为约1700mW/cm。在灯管的末端和遮光罩的
2 2 2
边缘之间,峰值辐照度从673mW/cm 降至53mW/cm。有趣的是,即使低至53mW/cm 的辐射也足以固化厚度为约0.07mm(3密耳)的有色可辐射固化涂层的整个厚度。在装置遮光罩
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外仅0.5英寸或更大处,辐照度便低于约5-10mW/cm 的最小可检测水平,仅表层能通过漏光发生部分固化。本领域技术人员能理解,辐射弱到仅导致表层部分固化处与辐射源末端的纵向距离将取决于特定辐射源的特性,例如灯管、灯或LED强度、装置的遮光罩结构和位置、辐射源与经涂布的表面的距离等。
[0079] 图8提供了UV辐射源灯82和遮光罩84相互之间的配置以及要固化的涂布表面80的基本示意图。箭头描写了由灯82提供的辐射的方向,在一次固化扫描中,灯82在涂布表面80上移动。直接位于灯82下的涂布表面80的主体区85接收直接的高强度光辐射,而涂布表面80的肩区在灯82的外侧,不是直接位于灯82下,其接收间接的光辐射。如图7所示的测量表明,位于遮光罩84外的涂布表面80上的肩区86接收从遮光罩84下面和穿过遮光罩84漏出的弱强度光辐射。通常,经受仅能使涂层的表层部分固化的辐射后,在该肩区86中形成褶皱或皱纹。
[0080] 如图9a和9b所示的示意图所描绘,在使用过程中,用于固化经可辐射固化组合物涂布的大型表面的UV辐射源通常扫过表面。参考图9a,所示的矩形表面90是将可辐射固化涂料涂覆到表面90上。所选的UV辐射源(未示出)扫过涂布表面90,在第一次扫描中从图9a所示区域的左下角开始,向前移动到左上角来固化经涂布的主体区91。所提供的与高强度辐射相邻的弱强度辐射使经涂布的肩区92的表层部分固化,尽管UV辐射源没有经过肩区92。UV辐射源以适宜的预定速度经过涂布表面,例如每分钟约1.52m(5英尺)到约18.29m(60英尺)。因此,如果为了固化该区域的整个宽度,需要不止一次UV辐射源扫描经过涂布表面90,所以第一次扫描的开始和第二次扫描的开始之间存在时间间隔。
[0081] 例如,在一个实施方式中,如果涂布区域90的宽度为3.05m(10英尺)且长度为3.05m(10英尺),UV辐射源的固化宽度为0.86m(34英寸)且固化速度为每分钟约3.05m(10英寸),那么位于涂布表面90上约0.90m(35英寸)宽和0.15m(6英寸)长处(在肩区92内)的第一个点93将在UV辐射源的第一次扫描涂布表面90后约3秒被来自UV辐射源的弱强度杂散辐射而部分固化。位于涂布表面90上约0.90m(35英寸)宽和2.90m(6英寸)长处(同样在肩区92内)的第二个点94将在约57秒时被来自UV辐射源的弱强度杂散辐射而部分固化。现在参考图9b,如果UV辐射源随后立即转身并经过正好与第一固化主体区
91相邻的第二主体区95,使部分固化的肩区92重叠,UV辐射源将经过第二个点94,并在第二次固化开始后约3秒使其经受高强度辐射。因此,第二个点94被部分固化和完全固化之间的时间间隔为至少约6秒。相比之下,UV辐射源将经过第一个点93并在第二次固化扫描开始后至少约57秒使其经受来自UV辐射源的高强度辐射。沿着肩区92的点被部分固化和完全固化之间的时间间隔为至少约几秒到超过一分钟。如图9b所示,第二次扫描将产生完全固化的第二主体区95和第二肩区96,尽管UV辐射源没有经过肩区96。
[0082] 因此,涂布表面的尺寸和UV辐射源经过涂布表面的速度将影响肩区通过第一次固化扫描的弱强度辐射部分固化和通过第二次固化扫描的高强度辐射完全固化之间的时间间隔。对于大型表面来说,在例如小于约30秒(0.5分钟)的时间内完成表面上整个涂料组合物的两个直接相邻的固化扫描不切实际。因此,根据本发明的涂料组合物在防止位于与主体区相邻的肩区上的经部分固化的涂层起皱或皱折方面很有利,所述主体区通过至少约30秒的UV辐射源的第一扫描便已完全固化或者可以用UV辐射源的第二扫描使肩区完全固化。在某些实施方式中,本发明的涂料组合物在通过经受来自UV辐射源的高强度辐射完全固化之前,经受至少约0.5分钟、或至少约1分钟、或至少约2分钟、或至少约5分钟、或至少约10分钟、或至少约20分钟、或至少约30分钟的弱强度辐射之后无皱纹。
[0083] 可以进行实验来确定肩区上形成皱纹的时间量。再次参考图9a,可以将可UV辐射的涂料组合物涂覆到小的表面区域90上,例如在4英寸×6英寸的金属板上。由于涂层面积小,可以将测试板放在固化通道的一边,以便当固化机经过部分测试板时,测试板上的第一主体区91正好在固化机下。随后,可以观察皱纹何时开始在肩区92上形成作为时间量(尽管固化机没有经过肩区92)。虽然实验可以用金属板上的涂层进行,但是在本发明中涂层是涂覆在混凝土地板或其他基材上。
[0084] 尽管有各种设计变化,但认为不存在任何能提供从高强度光到零光的辐射切断(即,在辐射源的一个或更多个灯、灯管和/或LED的遮光罩的边缘没有弱辐射漏出)的可用辐射源。然而,本发明的内容通过提供着色的可辐射固化涂料配方的特定组合物而克服了由低强度漏光引起的皱纹形成问题。因此,根据本发明的实施方式,辐射源的具体类型或仪器型号对于得到无皱纹的UV固化涂层来说不是重要的因素,任何常见的辐射源都可以用在本发明中。
[0085] 参考图10,显示了根据现有技术的有色涂层体系的横截面。着色的涂层可以多层涂覆以实现期望的隐藏水平。着色涂层102的第一层直接涂覆在表面(未示出),额外的着色涂层103和透明的面漆层104涂覆在着色涂层103的顶部。或者,透明的底漆可以直接涂覆在着色涂层下面的地板上。通常,设置直接涂覆到基材上的涂层以提供可辐射固化涂层对表面(例如混凝土表面)的粘附性。通常,当着色涂层102没有为下面的表面外观提供足够的隐藏时,一个或更多个额外的着色涂层103可选地包含在第一着色涂层102和面漆层104之间。面漆通常被配制用于提供下列性能,诸如机械抗性和耐化学性以及期望的光泽度水平。由于皱纹形成问题,许多现有技术的着色涂料组合物仅能以0.05mm到0.08mm(2-3密耳)或0.08mm到0.10mm(3-4密耳)的最大厚度涂覆到大型区域。甚至在这些厚度水平,现有技术的着色涂层也通常沿着固化扫描显示出皱纹线。典型的方法是降低着色涂层的皱纹的振幅,并且涂覆0.08mm-0.13mm(3-5密耳)的透明面漆以试图掩盖最终饰面中任何可见的皱纹。该方法的局限为,当皱纹振幅过大时,即使当面漆可以物理覆盖在经染色涂层的皱纹上时,皱纹仍能通过面漆露出,在最终的饰面上可以看到可见的皱纹线。
[0086] 图11提供了现有技术的双层着色涂层的照片,混凝土上两层的厚度都为约0.10mm(4密耳),此外还包含透明的面漆层。该照片显示出在着色的固化涂层上可见的皱纹线112、114和116。
[0087] 如上所述,本发明提供了对着色的可辐射固化涂层上形成皱纹的问题的解决方案,从而使0.10mm(4密耳)或更厚的涂层可以被涂覆到大型区域并通过辐射固化而没有可见皱纹的形成。皱纹的形成通常被认为与经部分固化的涂料的固化收缩有关,如Weissman在UV/EB East 2009的报告和Radtech 2009中的文章所讨论。在Radtech 2009文章中,其坚定认为“这些拉链状痕迹难以全部消除,但确定的是配方的开发能减少收缩并减少该现象”。
[0088] 意外地发现,向某些着色的涂料组合物中添加一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物能防止固化期间皱纹的形成,或可以延缓皱纹的形成足够长至允许时间间隔(通常在由下一个固化扫描固化之前约半分钟或更多)。这至少是出人意料的,因为通常存在的可交联双键数量越大,聚合的涂层越易于固化收缩。具有一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物的有色涂料组合物的最终饰面看起来是平面,并且横跨多个在辐射源的单独扫描中固化的部分是连续的。该发现直接与之前现有技术的教导相反。在Arceneaux的Radtech 2009文章的第37页,作者同样指出“三-或更高官能度的单体通常粘度较高并且不能有效降低低聚物的粘度。它们增大了涂层的固化速度,但同时赋予涂层脆性。增大的交联密度通常改善硬度、耐磨和耐划伤性、以及耐化学和溶剂性。”但是,所有这些表面性能都是为面漆设计的。在本发明中,这些高官能度单体/低聚物在有色涂料中的使用出人意料地产生了在除去皱纹方面的明显改善。
[0089] 含有至少4个可交联双键的单体和低聚物作为部分可聚合组合物用在可辐射固化组合物中,以便增加固化涂料组合物的硬度和耐化学性。但是,据信没有任何针对在非常低的辐射强度下单体和低聚物的高官能度对组合物聚合的影响的研究。不想束缚于理论,我们假设:至少约10重量%的含有高反应性的至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物在从表面向下的涂层厚度充分固化期间有助于在至少1分钟或更长时间内防止涂层的部分固化表层起皱。在某些方面,能防止起皱而不论等待时间如何。
[0090] 在本发明的某些实施方式中,着色的可辐射固化组合物中存在单体或低聚物。用于着色的可辐射固化组合物的具有至少四个可交联双键的合适单体例如包括但不限于:双季戊四醇五丙烯酸酯(如Sartomer SR 399)、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯(如Sartomer SR 355)及其组合。用于着色的可辐射固化组合物的合适低聚物包括例如但不限于:聚酯丙烯酸酯低聚物、环丙烯酸酯低聚物和聚酯丙烯酸酯低聚物。诸如Neorad U-10的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物可购自DSM,而诸如CN131B的芳族单丙烯酸酯低聚物可购自Sartomer。
[0091] 在某些方面,基于组合物的总重量,可辐射固化组合物配方中所含低聚物的量在约5重量%到约40重量%之间,或者在约10重量%到约30重量%之间,或至少为约5重量%,或至少为约10重量%,或约20重量%。
[0092] 还意外地发现,涂料组合物中填料的使用有助于防止、减少或延缓皱纹的形成。根据本发明某些实施方式的可辐射固化组合物包含至少一种填料组分以增强组合物固化而不形成可见皱纹的能,其在总组合物中的含量例如为5-25重量%,或10-20重量%;在一些实施方式中,其在总组合物中的含量为至少约5重量%,至少约10重量%,或至少约20重量%。合适的填料包括对可见光(即,波长不超过约400nm)和至少部分紫外光辐射(即,波长在约250nm和400nm之间)无明显吸收的材料。根据本发明的合适的填料为例如但不限于,选自由下列材料组成的组中的填料:氧化颗粒、硅酸盐颗粒、陶瓷球、粘土颗粒、颗粒、氧化颗粒、氢氧化铝颗粒、三水合铝颗粒、硫酸钙颗粒、硫酸钡颗粒、实心玻璃珠、空心玻璃珠、玻璃纤维、玻璃鳞片、丙烯酸颗粒(acrylic particle)、聚烯颗粒、硅颗粒及其组合。例如,陶瓷微球可商购自3M(St.Paul,MN),Sphericel 中空玻璃球可商购自Potters Industries Inc.(Valley Forge,PA),而玻璃纤维可商购自Owens Corning。
在某些方面,填料的平均粒径为在至少一个维度上300微米或更小。
[0093] 在某些方面,填料的平均粒径为在至少一个维度上300微米或更小。不想束缚于理论,我们假设:UV透明填料颗粒能传导光,从而有助于将聚合反应推进到更大的深度。相对于可辐射固化组合物的总重量,一种或更多种填料以约1重量%到约70重量%,或约5重量%到约60重量%,或约10重量%到约50重量%,或约15重量%到约40重量%、或约20重量%到约30重量%,或约10重量%到约20重量%的量存在于可辐射固化组合物中。
在本发明的某些实施方式中,着色的可辐射固化组合物中包含叔胺化合物和填料,以提供对组合物的协同增强的固化并且无可见的皱纹形成。
[0094] 如下面的实施例10-12所示,所用填料的种类可以影响辐射源经过与肩区相邻的部分涂层后,在涂层的肩区中形成皱纹的时间量。涂料配方相同而填料种类不同时,包含硫酸钡作为填料的涂层的肩区中,在辐射源经过与肩区相邻的部分涂层后6分钟形成皱纹;包含玻璃纤维作为填料的涂层的肩区中,在辐射源经过与肩区相邻的部分涂层后5分钟形成皱纹;包含三水合铝作为填料的涂层的肩区中,在辐射源经过与肩区相邻的部分涂层后
3分钟形成皱纹。相比之下,在实施例2中使用中空玻璃球作为填料而组合物的其他部分与实施例10-12相同时,在至少10分钟内没有形成皱纹并且不管等待时间多久可能都不会形成。
[0095] 还意外地发现,叔胺的加入还有助于防止、限制或延缓皱纹的形成。在某些实施方式中,叔胺化合物被包含在可辐射固化组合物中以增强组合物固化却不形成可见皱纹的能力,例如所提供的胺值为在涂料组合物中每克的总可辐射固化树脂至少7.5毫克KOH的量。叔胺化合物已被用作过氧化物清除剂,用于克服在可UV固化涂料的涂层表面聚合的氧阻聚问题,还被用作Norrish II型光引发剂(即,通过夺氢过程形成活性种的光引发剂)的协效剂。叔胺通常用在表面固化非常重要的表面涂层中。在本发明中,叔胺化合物意外地用在有色涂层中。不想束缚于理论,我们假设叔胺对防止皱纹形成的作用与其在具有非常低的辐射强度的区域的作用有关。据信不存在任何针对叔胺在非常低的辐射强度下(例如在本说明书中公开的杂散光条件下)对聚合反应的影响的研究。事实上,由UV辐射源的漏
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光所提供的辐射量甚至不在典型剂量仪的最小可检测水平上,其为约5-10mW/cm。不想束缚于理论,我们假设在这种低水平的辐射强度下,遍及涂层的少量溶解的氧抑制了光引发的聚合反应,因而链转移剂的内含物
[0096] (具体是一种或更多种叔胺化合物)有助于使从表面向下的涂层厚度充分地部分固化,从而在至多约20分钟内防止厚的表层起皱。在某些方面,起皱被彻底阻止而不管等待时间如何。
[0097] 优选的叔胺化合物包括含有0个或1个可交联双键(例如丙烯酸酯双键,也被称为“丙烯酸酯官能团”)的叔胺化合物。合适的叔胺化合物还包括所述化合物的盐。与非丙烯酸酯化的胺相比,丙烯酸酯化的胺通常是优选的,因为它们与非丙烯酸酯化的胺相比具有下列优势:低气味、低萃取物以及改善的黄变。使用非丙烯酸酯化的胺时,通常用量很低,例如小于足以提供在每克可辐射固化组合物的总可辐射固化树脂至少7.5毫克KOH的胺值的量。令人惊讶地,具有高丙烯酸酯官能度(即,包含两个或更多个可交联双键)的叔胺化合物在UV辐射源的扫描之间的约1分钟到约20分钟内不能有效阻止皱纹的形成。这是出人意料的,因为通常认为丙烯酸酯官能度不会影响聚合期间具体的叔胺化合物对氧阻聚的作用。
[0098] 合适的叔胺化合物包括几种可商购的化合物及混合物,例如但不限于:每一种都购自Sartomer Company,Inc.(Exton,PA)的CN 386、CN 383和CN 384,和购自Cytec Industries Inc.(Woodland Park,NJ)的Ebecryl P115。CN 386、CN 384和CN 383是由Sartomer Company出售的叔胺,作为用于与光敏剂(例如二苯甲)结合以在辐射下促进快速固化的双官能胺共引发剂。CN 383是具有0个可交联双键的叔胺化合物。CN 384是具有一个可交联双键的叔胺化合物。CN 386是具有0个可交联双键的叔胺化合物。EbecrylP115是由Cytec Industries Inc.出售的可共聚的胺,在可辐射固化涂层中作为氢供体或光活化剂,或者与光敏剂组合。本发明某些实施方式用的其他合适的叔胺化合物包括例如但不限于选自由下列物质组成的组中的叔胺化合物:三乙胺、三乙醇胺、N,N-二甲基对甲苯胺、甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-正丁氧基乙基-4-二甲氨基苯甲酸酯、2-乙基-对-(N,N-二甲氨基)苯甲酸酯、2-乙基己基-对-二甲氨基苯甲酸酯。
[0099] 在本发明的实施方式中,具有0个或1个可交联双键的一种或更多种叔胺可以下列用量使用,足以提供可辐射固化组合物的每克可辐射固化树脂总量至少7.5毫克KOH的胺值。具体叔胺样品的胺值表示为,与1g样品中胺的值相当的氢氧化的毫克数。在某些方面,所含的一种或更多种叔胺化合物的量为足以提供相对于可辐射固化组合物的每克树脂总量至少9毫克、或至少12毫克、或至少15毫克、或至少20毫克、或至少40毫克KOH的胺值的量,并且不包括诸如无机填料的组分。一种或更多种叔胺化合物的量还将取决于可辐射固化组合物中存在的其余组分。
[0100] 在本发明的实施方式中,一种或更多种叔胺化合物占可辐射固化组合物总量的至少5重量%。在某些方面,所含一种或更多种叔胺化合物的量占可辐射固化组合物总量的至少10重量%、至少13重量%、至少15重量%或至少20重量%。如之前所讨论,所述叔胺化合物包括其盐。
[0101] 根据本发明的可辐射固化组合物包含至少一种光引发剂,用于在吸收辐射之后引发聚合反应。在上面所列举的参考文献MODERN COATINGTECHNOLOGY第29-34页中描述了光引发剂和稳定剂。通常,自由基光引发剂是可辐射固化涂层领域所熟知的。参见Steven R.Schmid和Anthony F.Toussaint的名为“Optical Fiber Coatings”(DSM Desotech,Elgin,Illinois)的第105页和Specialty Optical Fibers Handbook(由Alexis Mendez和T.F.Morse编辑, 2007 by Elsevier Inc.)的第四章对这些光引发剂的简洁概括。
[0102] 通常,将自由基光引发剂分为:被称为“Norrish I型”的通过裂解形成自由基的那些,以及被称为“Norrish II型”的通过夺氢形成自由基的那些。如上面所讨论,已知叔胺化合物被用作与Norrish II型光引发剂结合的协效剂。尽管本发明的某些实施方式在可UV辐射固化组合物配方中包含Norrish II型光引发剂,但Norrish II型光引发剂和叔胺化合物之间的协同作用对本发明来说不是必需的。事实上,本发明的可辐射固化涂料组合物的多个实施方式包含Norrish I型光引发剂,其通过碎裂过程(例如通过裂解)产生自由基。任何合适的Norrish I型光引发剂均可以使用,例如但不限于选自由下列物质组成的组中的光引发剂:酰基氧化膦、安息香醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、苄基二甲缩酮(benzyl dimethylketal)、1-羟基环己基苯基甲酮、1-羟基环己基二苯甲酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2-乙氧基-2-异丁氧基苯乙酮、2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2,2-三氯-4-叔丁基苯乙酮、2,2-二甲基-2-羟基-4-叔丁基苯乙酮、1-苯基-1,2-丙二酮-2-O-乙氧基羰基酯、1-苯基-1,2-丙二酮-2-O-苯甲酰基肟及其组合。对于包含Norrish II型光引发剂的实施方式来说,本领域通常已知的任何合适的Norrish II型光引发剂都可以用在本发明的可UV固化组合物中。光引发剂以任何合适的量包含在可辐射固化组合物的实施方式中,例如但不限于,基于组合物的总重量在约0.1重量%到约5重量%之间,在约1重量%到约4重量%之间,或约3重量%。
[0103] 根据本发明的实施方式的可UV辐射固化组合物包含至少一种颜料或染料以提供颜色、隐藏经涂布的地板表面或其组合。合适的颜料包括本领域通常已知的任何颜料,例如但不限于炭黑、金红石二氧化酞菁绿或蓝以及立索尔红(lithol red)。合适的染料包括例如但不限于有色涂料组合物领域常用的染料。至少一种颜料或染料以任何合适的量包含在可辐射固化组合物的实施方式中,例如但不限于,基于总的可辐射固化组合物的重量在约0.5重量%到约10重量%之间,或在约0.5重量%到约5重量%之间,或在约0.5重量%到约3重量%之间,或至少约0.5重量%。
[0104] 已知颜料和染料能吸收紫外光和可见光,从而降低可辐射固化组合物的聚合速率或程度。因此,为了提供不含皱纹的固化的涂料组合物,与透明涂层相比,着色或染色的可辐射固化涂层通常以更薄的涂层涂覆。各种颜料或染料能以较宽范围的重量百分比包含在涂料中并赋予可辐射固化涂层以宽范围的光密度(例如隐藏),根据本发明的实施方式确定着色组合物中所含颜料或染料的量的一种方法是,颜料或染料将在与本发明的着色涂层相同但不含一种或更多种含有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物的涂层中产生含有可见皱纹的固化涂层的量。例如,颜料或染料以这样的量存在:当涂料组合物以某一厚度(例如至少0.10mm(4密耳)的厚度)涂覆到表面上,并且该涂料组合物包含至少一种光引发剂、至少一种颜料、至少10重量%的单体和/或低聚物时,其中该涂料组合物包含一种或更多种具有小于4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物来代替一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体和/或低聚物,当该涂层使用不止一个辐射源扫描固化时,固化的涂层包含可见的皱纹。因此,颜料或染料的量是当其包含在着色的现有技术涂料组合物时,在不止一部分涂层固化之后形成可见的皱纹。与之相比,根据本发明并且包含相同量的颜料或染料的组合物在不止一部分涂层通过辐射固化之后无皱纹。
[0105] 在本发明的某些实施方式中,0.5%二氧化钛的测试表明:对于特定的基础可UV固化涂料组合物(例如,在添加一种或更多种颜料和/或染料之前),当涂料以至少0.10mm(4密耳)的厚度涂覆并使用不止一个UV辐射源扫描固化时,是否会形成皱纹。这种0.5%二氧化钛测试是一种使可UV固化组合物的皱纹形成标准化的有效方法,而不管可UV固化涂料组合物中所含的颜料的具体的量和/或种类。具体地,0.5%二氧化钛测试包括:将0.5重量%的二氧化钛作为唯一的颜料添加到基础可UV固化涂料组合物中,将所产生的着色的可UV固化涂料组合物涂覆到清洁的表面以形成厚度为0.10mm(4密耳)的涂层,使UV辐射源经过涂布表面的至少两个直接相邻的部分。如果在第一次扫描后约半分钟内在两个相邻部分的边缘处形成皱纹,那么可UV固化涂料组合物未通过0.5%二氧化钛测试。与之相反,如果在第一次扫描后约半分钟内在两个相邻部分的边缘处未形成皱纹,那么可UV固化涂料组合物通过了0.5%二氧化钛测试。为了得到使用该测试最一致的结果,相同的UV辐射源和设置优选用于基础可UV固化涂料组合物的每一个测试中,例如型号为26-8000A的HID Hammerhead UV Floor Curing Equipment (如图2所示)。该HID Hammerhead机器包含水银蒸汽灯,提供8000瓦的功率,在208/240伏、60赫兹、45安的条件下操作,并设置为一系列自动推进固化速度中的一个,例如每分钟约7.62m(25英尺)。
[0106] 根据本发明某些实施方式的可辐射固化组合物在100%固体组合物中包含至少一种单体。在某些方面,所述至少一种单体是反应性稀释剂单体。反应性稀释剂单体是光纤用可辐射固化涂料领域熟知的,并且光纤用可辐射固化涂料中存在的多种反应性稀释剂单体也可以用在混凝土地板和木地板用的可辐射固化涂料中。参见Steven R.Schmid和Anthony F.Toussaint的名为“Optical Fiber Coatings”(DSM Desotech,Elgin,Illinois)的第105页和Specialty Optical Fibers Handbook(由Alexis Mendez和T.F.Morse编辑,
2007 by Elsevier Inc.)的第四章对这些反应性稀释剂单体的简洁概括。
[0107] 在本发明的实施方式中,可辐射固化组合物用的合适单体包括例如但不限于通常用在可辐射固化组合物领域并且是本领域技术人员已知的单体。在本发明的实施方式中,基于可辐射固化组合物的总重量,所含一种或更多种单体的量在约5重量%和约90重量%之间,或约10重量%和约80重量%之间,或约20重量%和约70重量%之间,或约30重量%和约60重量%之间,或约40重量%和约50重量%之间。
[0108] 在某些实施方式中,着色的可辐射固化涂层体系还包含面漆组合物,例如混凝土用的透明面漆涂层。这种面漆涂层涂覆在着色涂层的上部。参见图12,描绘了根据本发明的一个实施方式的着色涂层120的截面图。着色涂层120可以由不止一个单独的涂层组成,例如直接涂覆到表面(未示出)的第一层122,涂覆到第一层122上的附加着色涂层123,以及涂覆到着色涂层123上的透明面漆涂层124。通常,直接涂覆到混凝土上的涂层被设置用来提供可辐射固化涂料对表面(例如混凝土表面)的粘附性。面漆通常被配制用于提供下列性能,诸如机械抗性和耐化学性以及期望的光泽度水平。鉴于本发明的可辐射固化涂料组合物配方的优点,根据本发明某些方面的着色涂料组合物可以以至少0.10mm(4密耳)的厚度(对于着色涂料来说)涂覆到大型区域,或至少0.13mm(5密耳)厚,或至少0.15mm(6密耳)厚。
[0109] 根据本发明的涂料组合物的一个优点为,与之前可行技术的相比可以涂覆更厚且无皱纹的涂层。因此,为一种或更多种着色的可辐射固化涂层下面的表面提供充分隐藏所需的涂层数较少。此外,根据本发明的着色的可辐射固化涂层的另一个优点为,与现有技术相比以更薄的涂层提供更大的隐藏性。例如,3密耳厚的着色的现有技术涂层可以提供80.7%隐藏性,而6密耳厚的着色的现有技术涂层可以提供97.2%隐藏性;而3密耳厚的本发明的含填料着色涂层可以提供88%隐藏性,6密耳厚的本发明的着色涂层能提供对下面表面99.5%的隐藏性。
[0110] 在某些实施方式中,可辐射固化组合物包含底漆涂料组合物,例如混凝土用的着色的底漆涂料组合物。这种底漆涂料组合物直接涂覆到清洁的表面以提供涂层对特定表面(例如混凝土)的良好粘附性。表面可以根据表面涂布领域常用的方法来清洁,其中所述清洁包括除去粘附在表面的碎屑和可能的涂层。在可选的实施方式中,底漆直接涂覆到基材(例如木材、乙烯基树脂、复合材料等)上。
[0111] 本发明的可辐射固化组合物与之前可能的技术相比,允许更厚的着色涂料组合物,例如可以将厚度为至少0.10mm(4密耳),或至少0.13mm(5密耳),或至少0.15mm(6密耳),或至少0.18mm(7密耳),或至少0.20mm(8密耳),或至少0.23mm(9密耳),或至少0.25mm(10密耳)的着色涂料组合物涂覆到表面上。区域的至少一个维度大于辐射源宽度的表面上这种高厚度的着色涂层能使用不止一个辐射源扫描来固化同时无皱纹形成,其中扫描之间的时间间隔为约半分钟到约20分钟。
[0112] 图13描绘了根据本发明的实施方式涂覆到面积大于8.58平方米(200平方英寸)的每一层厚度均为0.13mm(5密耳)的双层着色涂层。使用宽度为0.66m(26英寸)的辐射源来固化着色的底漆涂料组合物。图13中固化涂层的照片表明,尽管在未固化的涂料组合物上使用多个辐射源扫描,但可辐射固化涂层是无皱纹的。此外,固化涂层上唯一可见的痕迹包括模糊的光泽线132,涂覆透明的面漆涂层之后其不再可见。使用如图6所示的型号为26-8000A的HID Hammerhead UV Floor Curing Equipment来固化着色的底漆涂层,其功率为8000瓦,在208/240伏、60赫兹、45安的条件下操作,自动推进固化速度为每分钟约7.62m(25英尺)。图14中固化涂层的照片同样表明,尽管在未固化的涂料组合物上使用多个辐射源扫描,但可UV固化涂层仍是无皱纹的。涂料组合物140以4密耳的湿厚涂覆,在第一次固化扫描后10分钟进行第二次固化扫描。箭头位置142指示第一次扫描之后肩区所在处。很明显,在固化涂料组合物的特写照片中,没有可见的皱纹存在。
[0113] 在本发明的某些实施方式中,所提供的着色的可辐射固化涂料组合物包含一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、一种或更多种填料和至少一种颜料或染料,表面上的涂料组合物的厚度为至少4密耳。在其他实施方式中,该组合物还包含含有0个或1个可交联双键的一种或更多种叔胺,其量为足以提供相对于涂料组合物的每克可辐射固化树脂总量至少7.5毫克氢氧化钾(KOH)的胺值,从而提供涂料组合物的协同增强聚合。
[0114] 在本发明的一个实施方式中,提供了一种用于涂布混凝土地板的方法,其包括将着色的涂料组合物涂覆到混凝土地板表面的预定区域,其中所述涂料组合物包含一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、一种或更多种填料和至少一种颜料或染料,表面上的涂料组合物的厚度为至少0.10mm(4密耳)。在其他实施方式中,该组合物还包含一种或更多种叔胺,其量例如为能提供相对于涂料组合物的每克可辐射固化树脂总量至少7.5毫克KOH的胺值。该方法还包括,使辐射源经过表面预定区域的第一部分来固化涂料组合物,在初始扫描中第一部分包含主体区。肩区直接与主体区相邻,辐射源在初始扫描中未经过其,但其中一部分通过从遮光罩边缘漏出的杂散光而部分固化。随后,辐射源经过表面预定区域的第二部分来固化涂料组合物,其中第二部分包括直接与第一部分相邻的肩区。在一些实施方式中肩区的宽度为至少0.5厘米,至少5厘米,或至少10厘米。辐射源经过第一部分之后约0.5分钟到30分钟,例如至少约1分钟,或至少2分钟,或至少5分钟,或至少10分钟,或至少20分钟,或至少30分钟,辐射源经过第二部分。辐射源经过第二部分之后,肩区不再可见,例如辐射源经过第二部分之后,直接与第一部分相邻的肩区是平面的和/或无皱纹和/或褶皱。
[0115] 根据本发明的实施方式,辐射源的经过是以每分钟约4.57m(15英尺)到每分钟约15.25m(50英尺)的速度进行,例如每分钟约6.10m(20英尺)到每分钟约12.20m(40英尺),例如每分钟约7.62m(25英尺)。对于长度为30.48m(100英尺)的涂布表面来说,为了使涂布表面的两个直接相邻的部分固化,以每分钟约7.62m(25英尺)的经过速度沿着表面长度往复,完成全部2个辐射源扫描将需要至少8分钟。类似地,对于长度为60.10m(200英尺)的涂布表面来说,为了使涂布表面的两个直接相邻的部分固化,以每分钟约12.20m(40英尺)的经过速度沿着表面长度往复,完成全部2个辐射源扫描将需要至少10分钟。因此,本发明的实施方式容许长度为至少约15.24m(50英尺)且至多约137.16m(450英尺)的表面区域以大于0.07mm(3密耳)的厚度涂覆,并在经过速度为每分钟约4.57m(15英尺)到每分钟约15.24m(50英尺)的辐射源下固化,在涂层中没有形成可见的皱纹。
[0116] 在本发明的一个实施方式中,所提供的经涂布混凝土地板包含表面和涂覆到表面上的着色涂料组合物。所述涂料组合物包含一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、一种或更多种填料和至少一种颜料或染料,表面上的涂料组合物的厚度为至少0.10mm(4密耳)。在其他实施方式中,该组合物还包含一种或更多种叔胺,其量为能提供相对于每克涂料组合物总的可辐射固化树脂至少7.5毫克氢氧化钾KOH的胺值。
[0117] 在本发明的一个实施方式中,提供了一种通过下列方法涂布的混凝土地板,该方法包括将着色的涂料组合物涂覆到混凝土地板表面的预定区域,其中所述涂料组合物包含一种或更多种具有至少4个可交联双键的丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种光引发剂、一种或更多种填料和至少一种颜料或染料,表面上的涂料组合物的厚度为至少0.10mm(4密耳)。在其他实施方式中,还提供了一种或更多种叔胺,其量为相对于每克涂料组合物中总的可辐射固化树脂至少7.5毫克KOH的胺值。该方法还包括,使辐射源经过表面预定区域的第一部分来固化涂料组合物,在初始扫描中包含主体区的第一部分。辐射源在初始扫描期间未经过与主体区直接相邻的肩区,但从遮光罩边缘漏出的杂散光使肩区的一部分部分固化。随后,辐射源经过表面预定区域的第二部分来固化涂料组合物,其中第二部分包括直接与第一部分相邻的肩区。在某些实施方式中肩区的宽度为至少0.5英寸,至少1.5英寸,或至少2英寸。辐射源经过第一部分之后至少约0.5分钟,使辐射源经过第二部分,辐射源经过第二部分之后,与第一部分直接相邻的肩区是平面的和/或无皱纹和/或褶皱。实施例
[0118] 除非另行指出,下列实施例用于描述如上所述的本发明的实施方式,而不想以任何方式限制本发明。
[0119] 实施例1
[0120] 如上所述,实施例1详述了一种根据本发明的实施方式的组合物,其中20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR 349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、填料(Potters Industries Inc.的110P8中空玻璃球)、颜料(V818和V823是来自DSM Desotech的颜料分散体)以及光引发剂的组合成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的可辐射固化组合物。着色的可UV辐射固化涂层包含下面表1所提供的材料。
[0121] 用包含表1所 列的材料 来制备可UV辐 射固化涂 料,随后涂覆 在10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,使用型号为26-8000的HID Hammerhead UV Floor Curing Equipment(如图6所示)作为辐射源来固化部分涂层。HID Hammerhead机器包含水银蒸汽灯,所提供的功率为8000瓦,在
208/240伏、60赫兹、45安的条件下操作,自动推进固化速度为每分钟约7.62m(25英尺)。
第一次扫描固化之后,观察到在约1.5分钟肩区经固化的有色底漆涂层开始显示皱纹。
[0122] 表1
[0123]产品 化学类型 含量量(wt%)
SR 349 乙氧基化的双酚A二丙烯酸酯单体 54.5%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 20%
110P8 中空玻璃球 20%
Irgacure 184 1-羟基环己基二苯甲酮 1%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: 1.5分钟
[0124] 实施例2
[0125] 包含20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 383、填料(Potters Industries Inc.的Sphericel 110P8中空玻璃球)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个重叠分区固化之后无皱纹的4密耳厚的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表2所提供的材料。用包含表2所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在10.16cm×15.24cm (4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化4密耳厚的涂层。第一次扫描固化之后,观察到着色的底漆涂层至少约10分钟未显示出可见的皱纹。
[0126] 表2
[0127]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 44.5%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 20%
Irgacure 184 1-羟基环己基二苯甲酮 1%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 10%
110P8 中空玻璃球 20%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: >10分钟
[0128] 实施例3
[0129] 包含30重量%的Sartomer SR 355(丙烯酸酯官能度为4)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 383、填料(110P8中空玻璃球)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表3所提供的材料。用包含表3所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在
10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化4密耳厚的涂层。第一次扫描固化之后,在约50秒时观察到着色的底漆涂层开始显示可见的皱纹。
[0130] 表3
[0131]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 35.5%
SR 355 二-三羟基甲基丙烷死丙烯酸酯单体 30%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 10%
110P8 中空玻璃球 20%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: 50秒
[0132] 实施例4
[0133] 包含20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 383、填料(110P8中空玻璃球)、Sartomer SR 495(丙烯酸己内酯)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表4所提供的材料。用包含表4所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在10.16cm×15.24cm (4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化4密耳厚的涂层。第一次扫描固化之后,在约8分钟时观察到着色的底漆涂层开始显示可见的皱纹。
[0134] 表4
[0135]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 35.5%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 20%
SR 495 丙烯酸己内酯单体 10%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 10%
110P8 中空玻璃球 20%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: 8分钟
[0136] 实施例5
[0137] 包含20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 383、填料(110P8中空玻璃球)、Sartomer CN 104(环氧丙烯酸酯)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表5所提供的材料。用包含表5所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为
0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化0.10mm(4密耳)和0.20mm(8密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,观察到着色的底漆涂层至少约10分钟未显示出可见的皱纹。
[0138] 表5
[0139]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 35.5%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 20%
CN 104 环氧丙烯酸酯低聚物 10%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 10%
110P8 中空玻璃球 20%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: >10分钟
[0140] 实施例6
[0141] 包含20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 383、填料(110P8中空玻璃球)、Cytec EB 891(改性的聚酯丙烯酸酯低聚物)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表6所提供的材料。用包含表6所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化0.10mm(4密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,在约2分钟时观察到着色的底漆涂层开始显示可见的皱纹。
[0142] 表6
[0143]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 35.5%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 20%
EB 891 改性的聚酯丙烯酸酯低聚物 10%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 10%
110P8 中空玻璃球 20%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: 2分钟
[0144] 实施例7
[0145] 包含20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer SR 502(乙氧基化3的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、Sartomer CN 383、填料(110P8中空玻璃球)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表7所提供的材料。用包含表7所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化
0.10mm(4密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,观察到着色的底漆涂层至少约10分钟未显示出可见的皱纹。
[0146] 表7
[0147]
[0148] 实施例8
[0149] 包含20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 975(聚酯丙烯酸酯低聚物(60-70%PETA))、Sartomer CN 383、填料(110P8中空玻璃球)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表10所提供的材料。用包含表10所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化
0.10mm(4密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,观察到着色的底漆涂层至少约10分钟未显示出可见的皱纹。
[0150] 表8
[0151]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 35.5%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 20%
CN 975 聚酯丙烯酸酯低聚物(60-70%PETA) 10%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 10%
110P8 中空玻璃球 20%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: >10分钟
[0152] 实施例9
[0153] 包含20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 383、10%填料(110P8中空玻璃球)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表9所提供的材料。用包含表9所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在
10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化0.10mm(4密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,在约1.5分钟时观察到着色的底漆涂层开始显示可见的皱纹。
[0154] 表9
[0155]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 54.5%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 20%
Irgacure 184 1-羟基环己基二苯甲酮 1%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 10%
110P8 中空玻璃球 10%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: 1.5分钟
[0156] 实施例10
[0157] 包含20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 383、填料(三水合铝)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表10所提供的材料。用包含表10所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在
10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化0.10mm(4密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,在约3分钟时观察到着色的底漆涂层开始显示可见的皱纹。
[0158] 表10
[0159]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 44.5%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 20%
Irgacure 184 1-羟基环己基二苯甲酮 1%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 10%
ATH 三水合铝 20%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: 3分钟
[0160] 实施例11
[0161] 包含20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 383、填料(硫酸钡)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表11所提供的材料。用包含表11所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在
10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化0.10mm(4密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,在约6分钟时观察到着色的底漆涂层开始显示皱纹。
[0162] 表11
[0163]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 44.5%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 20%
Irgacure 184 1-羟基环己基二苯甲酮 1%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 10%
硫酸钡 硫酸钡 20%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: 6分钟
[0164] 实施例12
[0165] 包含20重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 383、填料(来自Owens Coming的731EC-经研磨的玻璃纤维)、颜料以及光引发剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表12所提供的材料。用包含表12所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为
0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化0.10mm(4密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,在约5分钟时观察到着色的底漆涂层开始显示可见的皱纹。
[0166] 表12
[0167]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 44.5%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 20%
Irgacure 184 1-羟基环己基二苯甲酮 1%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 2%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 10%
731EC 经研磨的玻璃纤维 20%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: 5分钟
[0168] 实施例13
[0169] 包含18.8重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)与Sartomer SR349(乙氧基化3的双酚A二丙烯酸酯单体)、Sartomer CN 133、Sartomer CN 383、Sartomer CN 131B、BASF Palamoll 656、填料(来自Potter Industries的110P8-中空玻璃球)、颜料、光引发剂、润湿剂、流变改性剂和消泡剂的组合的组合物成功提供了在涂布表面的不止一个相邻分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表13所提供的材料。用包含表13所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化0.10mm(4密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,观察到着色的底漆涂层至少约10分钟未显示出可见的皱纹。
[0170] 表13
[0171]产品 化学类型 含量(wt%)
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 10.1%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 18.8%
CN 133 脂肪族三丙烯酸酯低聚物 5.8%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 1.8%
V818 20%炭黑的分散体 0.16%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 1.34%
CN 383 具有0个可交联双键的叔胺化合物 7.2%
CN131B 芳族单丙烯酸酯低聚物 19.5%
Palamoll 656 己二酸聚合物 8.7%
Sphericel 110P8 中空玻璃球 25.0%
润湿剂 0.35%
流变改性剂 0.75%
消泡剂 0.50%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: >10分钟
[0172] 对比例14-不是要求保护的本发明的实施例
[0173] 包含5重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)、Neorad U-10(脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物)、Sartomer 454(乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、Sartomer SR 306(三丙二醇二丙烯酸酯)、Sartomer SR 349(乙氧基化的双酚A二丙烯酸酯单体)、颜料和光引发剂的组合的组合物未成功提供在涂布表面的不止一个重叠分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。可UV辐射固化涂层包含下面表14所提供的材料。用包含表14所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化0.10mm(4密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,观察到着色的底漆涂层基本上立刻(例如在小于约5秒内)显示可见的皱纹,因此这种可辐射固化的组合物配方不能提供0.10mm(4密耳)厚的无皱纹的固化涂层。
[0174] 表14 对比例-不是要求保护的本发明的实施例
[0175]产品 化学类型 含量(wt%)
Neorad U-10 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 30%
SR 399 双季戊四醇五丙烯酸酯单体 5%
SR 306 三丙二醇二丙烯酸酯单体 18%
SR 454 乙氧基化(3)的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体 19%
SR 349 乙氧基化(3)的双酚A二丙烯酸酯单体 20%
Darocure 1173 2-羟基-2-甲基苯丙酮 1%
Irgacure 184 1-羟基环己基二苯甲酮 1%
Irgacure 819 双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 3.5%
V818 20%炭黑的分散体 0.17%
V823 60%金红石二氧化钛的分散体 2.33%
总计: 100%
4密耳涂层的皱纹延缓: 小于5秒
[0176] 如上面所讨论,使组合物的皱纹形成标准化的一种方法是测试含0.5重量%二氧化钛作为唯一颜料的基础组合物的皱纹形成。因此,按下列方法制备对比例14的配方,其中省去V818黑色颜料,只包含0.84%的V823(60%金红石二氧化钛的分散体)。包含5.1重量%的Sartomer SR 399(丙烯酸酯官能度为5)、Neorad U-10(脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物)、Sartomer SR 454(乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、Sartomer SR 306(三丙二醇二丙烯酸酯)、Sartomer SR 349(乙氧基化的双酚A二丙烯酸酯单体)、颜料和光引发剂的组合的组合物未成功提供在涂布表面的不止一个重叠分区固化之后无皱纹的4密耳厚的着色的可辐射固化组合物。
[0177] 可UV固化涂层包含下面表15所提供的材料。用包含表15所列的材料来制备可UV辐射固化涂料,随后作为底漆涂层涂覆在10.16cm×15.24cm(4英寸×6英寸)的金属基材上至厚度为0.10mm(4密耳)。接着,根据实施例1所描述的方法来固化0.10mm(4密耳)厚的涂层。第一次扫描固化之后,观察到着色的底漆涂层基本上立刻(例如在小于约5秒内)显示可见的皱纹,因此这种标准化的可UV固化组合物配方不能提供0.10mm(4密耳)厚的无皱纹的固化涂层。
[0178] 表15 对比例-不是要求保护的本发明的实施例
[0179]
[0180] 本发明中提到的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)通过引用插入本文,就像每篇参考文献单独地并具体地通过引用插入本文以及以整体方式并入本文一样。
[0181] 除非本文另有指明,或与上下文明显矛盾,描述本发明的上下文中(尤其在权利要求书的上下文中)使用的术语“一个”、“一种”和“所述”以及类似提法应当被理解为既包括单数又包括复数。除非另有声明,术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”被理解为开放术语(即意指“包括,但不限于”)。除非本文另有指明,本文中数值范围的叙述仅仅用作该范围内每个单独的值的速记方法,并且每个单独的值被包括进说明书,就像它们被单独列在说明书中一样。本文所述的所有方法都可以以任何合适的顺序来进行,除非本文另有指明,或与上下文明显矛盾。除非另有指明,本文提供的任何及所有例子,或者示例性的语言(例如,“诸如”)仅用来更好地阐述本发明,而非对发明范围加以限制。说明书中任何语句都不应被解释为:表示对本发明的实施来说必要的、不要求保护的要素。
[0182] 本文中描述了本发明的优选实施方式,其包括发明人已知用来实施本发明的最佳方式。当然,在阅读前述说明书的基础上,对这些优选实施方式中的改动对于本领域普通技术人员来说将是明显的。本发明的发明人预见了本领域技术人员合适地采用此类改动,并且发明人预期本发明可以以除了本文具体描述的方式之外的方式被实现。因此,只要适用法律允许,本发明包括对所附权利要求中提到的主题进行的所有改动和等同物。此外,所有可能的变化中,上面提到的要素的任何组合都被包括进本发明,除非本文另有指明,或与上下文明显矛盾。
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