專利名稱：對表面涂布防滑層的水基制劑和方法及含該防滑層的產品的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于對表面涂布防滑層的水基制劑，其中該制劑含有一種水基涂料組合物、顆粒材料和水基固化劑。
英國專利申請2156672也公開了一種這種類型的制劑。該專利申請描述了一種為衛生用品提供粗糙涂層的涂料組合物。訪組合物包含一種聚合物，特別是一種聚甲基丙烯酸甲酯、一種填料、一種顆粒材料和一種固化劑，優選過氧化苯甲酰。顆粒材料優選由大小為200到800微米的玻璃珠組成。例如可以用刷的方式將上述涂料組合物涂在如浴盆、沐浴地板的底上，從而為其提供防滑涂層。
英國專利申請2156672的涂層的一個缺點是，涂層表面具有相對大的極性，這是由于該涂層由聚丙烯酸甲酯和玻璃珠組成，從而使水易于停留在涂覆的玻璃珠之間，其不利于涂層的防滑性能。由于水的存在，細菌和霉菌也易于生長在其中，這不但對人體健康有害，同時也會給涂層的防滑性能帶來不利作用。
WO88/00018、DE-A3320929和US4363145也公開了為衛生用品的一個或多個表面涂布表面防滑層的制劑和組合物。WO88/00018描述了一種含有彈性體的涂料組合物。該涂料組合物可以應用于衛生用品的底部，由于其底部涂布有上述涂料組合物，因此該衛生用品的摩擦性能得到了改善。
DE-A3320929描述了一種使用含橡膠的合成材料為衛生用品涂布涂層的方法。上述方法得到的涂層不光滑。我們發現使用這種涂料組合物的浴盆或沐浴地板的底部沒有足夠的防滑性能，因為該涂料組合物中不含顆粒材料，從而造成該涂層的凸凹性不足。
美國專利US4,363,145描述了一種將涂層涂布于搪瓷材料的方法。該方法中，將有開口的模板放置在已經清洗過的表面上，然后用酸在開口處的表面將涂布層蝕刻掉并清洗該蝕刻過的位置。然后順序涂布一層含聚氨酯的搪瓷、一層含二氧化硅的砂和另一層含聚氨酯的涂。最后移除去模板并將獲得的涂層固化。該方法的缺點是工作繁重。該方法的另一個缺點是通常要使用顆粒比較小的含有二氧化硅的砂子。例如，當根據該美國專利的方法涂布沐浴地板時，有砂子的地方很尖，因而感覺不適。
根據本發明的制劑的其它優點是能夠得到不褪色、堅固、抗劃傷和耐磨的防滑層，而且在室外使用時有出色的耐久性，對化學物質有很好的抵抗性。
所述的合成顆粒由非極性材料制造。例如，這種非極性合成材料的實例有聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、乙烯和醋酸乙烯的共聚物，乙烯和不飽和烯烴，如丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯的共聚物和EPDM橡膠。通過使用非極性合成材料的合成顆粒，使得根據本發明的制劑涂布到表面上時，得到的涂層極性較低，因此，沒有或只有很少的水會保留在涂層的顆粒之間。另外，所述的合成材料可以與所述的水基涂料組合物聯合使用也很重要。根據本發明，使用的合成材料優選為聚丙烯和EPDM橡膠，特別優選EPDM橡膠顆粒。優選使用的聚丙烯具有以下性能熔體流動指數(按照ASTM D 238；5kg/230℃)2g/10min到200g/10min。
密度(按照DIN 53479)0.9-1.2g/cm3熔點60-180℃肖氏硬度(shore D hardness)(ASTM D2240)50-85合適的合成顆粒的選擇特別取決于合成材料的硬度。如果可能的話，希望使用較軟的合成材料，例如使用HDPE(按照ASTM D2240的肖氏硬度大約為65-69)，LDPE(按照ASTM D2240的肖氏硬度大約為60-65)，或者甚至聚1-丁烯(按照ASTM D2240的肖氏硬度大約為55)。根據本發明，使用的合成顆粒的肖氏硬度(按照ASTM D224)至少為65，優選至少為85。合成顆粒可以是各種大小，尺寸的選擇取決于制劑的用途。例如，如果制劑是用于涂布浴盆或洗浴底座，則選擇的合成顆粒的大小要使獲得的涂層摸起來舒服。根據本發明，合成顆粒的平均大小為20-400微米，優選30-300微米。如上所述，合成顆粒的大小要與所期望的用途相匹配。因此，特別地，合成顆粒的平均尺寸為30-100微米或100-300微米。然而，經證實，使用大致為4mm的顆粒也是可能的。
根據本發明，為了使制劑很好的粘著在表面上，制劑中優選還含有一種表面活性劑。該表面活性劑優選為聚硅氧烷，例如丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-疊氮基丙基三乙氧基硅烷、3-氰硫基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和二(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺。特別地，表面活性劑是工業級的3-氨基丙基三乙氧基硅烷和/或二(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺。根據本發明的制劑，優選含有0.01-5％(重量)的表面活性劑，特別優選含量為0.1-2％(重量)。
根據本發明的水基制劑還可以包含一種或多種其它試劑，如填料、提高抗劃傷性的試劑、增亮劑、染料和/或顏料。當制劑含有填料時，則使用此制劑獲得的防滑層是不透明的。有色的防滑涂層可以通過使用染料和/或顏料得到。
根據本發明的涂料組合物優選包含一種聚酯樹脂，聚丙烯酸酯樹脂、含鹵素的聚合物樹脂、環氧樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂或醇酸樹脂。
如果涂料組合物包含聚酯樹脂，優選的樹脂為含有端羥基基團的飽和聚酯，羥基的含量在4.0-7.0％之間(重量百分比)。
如果涂料組合物包含聚丙烯酸酯樹脂，優選的樹脂為含有端羥基基團的聚丙烯酸酯樹脂，羥基的含量優選在3-5％之間(重量百分比)。
含氟聚合物是合適的含鹵素聚合物的例子。
如果涂料組合物含有環氧樹脂，該環氧樹脂優選源自雙酚A或表氯醇，并且分子量小于700。
如果涂料組合物含有聚氨酯樹脂，則優選脂族聚氨酯樹脂，該脂族聚氨酯樹脂能夠用六亞甲基二異氰酸酯固化。該樹脂還可以是聚酯-聚氨脂樹脂，例如DSM Resin公司出售的Uracron CY499E。
本發明的制劑除了含有含顆粒材料的涂料組合物外，還含有一種固化劑。所述的固化劑保證了當制劑涂布于表面時，涂料組合物能夠交聯，從而產生防滑層。當涂料組合物含有具有端羥基基團的飽和聚酯、具有端羥基基團的聚丙烯酸酯或含氟聚合物時，固化劑優選為二異氰酸酯，特別是六亞甲基二異氰酸酯。當涂料組合物中含有環氧樹脂時，固化劑優選為二異氰酸酯，特別是2，4-二異氰酸基甲苯或含有端氨基的聚酰胺，例如源自二價羧酸和過量的聚胺的那些，如N-(2-氨基乙基)-1，2-乙烷二胺。
根據本發明的水基制劑優選以兩組分體系形式存在。水基的涂料組合物和水基的固化劑在使用前以體積比1∶1到1∶10攪拌混合15到60分鐘。優選的涂料組合物和固化劑的體積比為1∶2到1∶6，特別優選大約為1∶2。20℃時的貯存期為至少4個小時，優選至少8個小時。
根據本發明的水基制劑進一步含有優選5-50％重量的合成顆粒，特別優選10-30％(重量百分比)。
根據本發明的水基制劑具有特別好的基材潤濕、抗點腐蝕，貝納旋流窩(Benard cells)、抗劃傷和透氣性方面的性質。
根據本發明的水基制劑可以包含一種或多種有機溶劑或水作為稀釋劑。優選地，根據本發明的水基制劑是具有高的固含量的制劑，例如，所謂的“高固體涂料”(“high solids coatings”)或者是只含有水作為稀釋劑的制劑。根據本發明的水基制劑優選稀釋到40-50％(體積百分比)(對應于重量百分比大約10-25％)。
根據本發明的水基制劑可以通過刷、輥壓、噴射、刮涂或涂漆的方法涂布。優選地，使用所謂的“大體積低壓力”(“high volume lowpressure”)設備噴涂或者用特制的刷具涂布該制劑。
根據本發明的水基制劑可以任選地包含一種交聯促進劑，如過氧化二芐基或二月桂酸二丁錫脂。本文中重要的是此交聯促進劑能夠在室溫下起作用。雖然那些在高溫下，例如高達100℃下有效的交聯促進劑也可以使用。
根據本發明的水基制劑適于在各種材料的表面涂敷防滑涂層，例如磚、水泥、木頭、石頭、合成材料、鋼、鐵、搪瓷材料、墊層乙烯等。待涂布的表面可以是平面、凸面、或凹面。例如，鋪磚地面、沐浴地板和浴盆。
本發明還涉及一種在表面涂布防滑層的方法，其中，在第一步中先用清洗劑和粘合促進劑預處理該表面，第二步是將本發明的水基制劑涂布到該表面上。用清洗劑和粘合促進劑預處理的目的是為了得到制劑與表面的良好粘合性。
如果表面是含硅表面，如石頭或水泥，那么首先用清洗劑清洗，然后用聚硅氧烷清洗，根據本發明，其中的聚硅氧烷優選為工業級的3-氨基丙基三乙氧基硅烷和二(3-三乙氧基甲硅基丙基)胺的混合物。一種特別適用的產品是，例如Boran粘合促進劑(Boran adhesive Promoter)。
如果表面是含合成材料的表面，該表面優選先用清洗劑處理然后用由極性聚合物液體組成的粘合促進劑處理。一種適合的粘合促進劑的例子是Boran Adhesive KK 363，其由Baderet Int.B.V.公司出售。另一個適合的粘合促進劑是HK 463。
根據本發明，使用的清洗劑優選是包含一種或多種極性有機化合物的有機液體。一種適合的清洗劑是Boran Degreaser，其由Baderet Int.B.V.公司出售。
本發明還涉及一種在一表面涂布防滑層的方法，其中使用了合成顆粒材料，特別是聚丙烯顆粒或EPDM顆粒。
本發明還涉及一種具有防滑層的產品，該產品包含一種含有顆粒材料的制劑，該顆粒材料由合成顆粒，特別是聚丙烯顆粒和EPDM顆粒構成。可以應用防滑層的產品有，例如浴盆、沐浴地板和鋪磚地面，如醫院、旅館和游泳館中的鋪磚地面。
下面的實施例用于進一步解釋本發明。
然后通過將水基聚氨酯涂料(AquaBoran Gloss或AquaBoranSemiGloss，由Baderet Int.B.V.公司出售)和含有六亞甲基二異氰酸酯的水基固化劑(AquaBoran Harder，由Baderet Int.B.V.公司出售)以體積比1∶2攪拌混合制備本發明的制劑。然后向所得混合物中加入重量百分比為0.3％的交聯促進劑，再加入重量百分比為12％的聚丙烯顆粒，該聚丙烯顆粒大小為5-90微米，熔體流動指數(按照ASTM D238；5kg/230℃)為180g/min，肖氏硬度(ASTM D2240)為70，密度為0.905g/cm3，熔化范圍(DSC10℃/min)為163-2-168℃。攪拌該混合物(BoranStructuur，Gloss or Semi-Gloss)約5分鐘，之后將得到的制劑借助于“大體積低壓力”(“high volume low pressure”)涂漆噴射器涂布于鋪磚地面上。
涂布于鋪磚地面上的防滑層需經過大約四個小時的干燥。因而，在防滑層涂布后再過四個小時，人就可以在該鋪磚地面上行走了。約50微米層厚的覆蓋率大約為10m2/kg。實施例2重復實施例1中的實驗，不同的是將防滑層涂布于沐浴地板上，為此用到了四葉三葉草形(four-leaf clover)的模板。所得到的防滑層由不連接的四-葉三葉草形狀區域構成。
表A細結構Boran Semi-GlossaBoran Harderb的混合比 100∶38-100∶50(w/w)c貯存期(20℃)最少8小時聚丙烯顆粒的平均尺寸5-90微米交聯促進劑 0.04％(重量)稀釋劑d(使用刷子涂布) 20％(重量)稀釋劑d(使用噴涂) 20-30％(重量)a.聚氨酯涂料(高光澤＞80％，按照Glans 60；閃點＜20℃；密度＝1.1-1.3g/cm3；44％重量固含量)。b.六亞甲基二異氰酸酯c.根據顏色d.Boran Thinner表B粗結構Boran GlossaBoran Harder的混合比 100∶48(w/w)貯存期(20℃) 最少6小時聚丙烯顆粒的平均尺寸 20-200微米交聯促進劑0.04％(重量)稀釋劑b(使用刷涂布) 15％(重量)稀釋劑b(使用噴涂)15-20％(重量)a.聚氨酯涂料(半無光20-40％，按照Glans 60；閃點＜21℃；密度＝1.1-1.3g/cm3；44％重量的固含量)b.Boran Thinner稀釋劑Boran Thinner含有有機溶劑(二甲苯、醋酸正丁基酯和2-丁酮)和一種示蹤劑(tracer)。
表C誘明型涂料a∶固化劑b100∶50(w/w)合成顆粒 12％(重量)稀釋劑c15％(重量)淺色型涂層a∶固化劑b100∶38(w/w)合成顆粒 10％(重量)稀釋劑c20％(重量)深色型涂料a∶固化劑b100∶48(w/w)合成顆粒 10％(重量)稀釋劑c15％(重量)a.聚氨酯涂料b.六亞甲基二異氰酸酯c.Boran thinner例實施5Boran Semi-Gloss聚氨酯涂料可以有以下組成-聚氨酯樹脂 47.8％(重量)-抗劃傷促進劑 2.4％(重量)-增亮劑 8.8％(重量)-交聯促進劑 0.1％(重量)稀釋劑 28.9％(重量)聚丙烯顆粒 12.0％(重量)100％總重
權利要求
1.一種用于對表面涂布防滑層的制劑，其中該制劑包含一種水基涂料組合物、顆粒合成材料和一種水基固化劑，其特征在于所述的顆粒材料由合成顆粒組成。
2.根據權利要求1所述的制劑，其特征在于所述合成顆粒由聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、乙烯和醋酸乙烯的均聚物、乙烯和不飽和烯烴的均聚物或EPDM橡膠制成。
3.根據權利要求1或2所述的制劑，其特征在于所述合成顆粒是由聚丙烯或EPDM橡膠制成的顆粒。
4.根據上述權利要求之一所述的制劑，其特征在于所述合成顆粒的平均尺寸為20-400微米。
5.根據權利要求4所述的制劑，其特征在于所述合成顆粒的平均尺寸為30-100微米。
6.根據權利要求4所述的制劑，其特征在于所述合成顆粒的平均尺寸為100-300微米。
7.根據上述權利要求之一所述的制劑，其特征在于所述的制劑含有一種表面活性劑。
8.根據權利要求7所述的制劑，其特征在于所述表面活性劑為聚硅氧烷。
9.根據上述權利要求之一所述的制劑，其特征在于所述制劑還包含一種或多種填料、促進抗劃傷的試劑、增亮劑、染料和/或顏料。
10.一種制備權利要求1至9所述制劑的方法，其特征在于涂料組合物和固化劑以體積比1∶1到1∶10混合。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于所述涂料組合物包含聚酯樹脂，聚丙烯酸酯樹脂、含鹵素聚合物樹脂、環氧樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂、或醇酸樹脂。
12.一種在表面涂布防滑層的方法，其特征在于(i)用皂預處理該表面；(ii)將權利要求1至9任一項所述的制劑涂布于該表面。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于用聚硅氧烷預處理含硅表面。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于所述聚硅氧烷包含3-氨基丙基三乙氧基硅烷和/或二(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺。
15.根據權利要求12所述的方法，其特征在于用主要由極性聚合物液體組成的粘合劑預處理含有合成材料的表面。
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于所述粘合劑主要含有一種或多種合成樹脂。
17.具有防滑層的產品，該防滑層含有一種包含顆粒材料的制劑，其特征在于顆粒材料由合成顆粒組成。
18.包含合成顆粒的制劑在涂布表面防滑層的應用。
19.根據權利要求18所述的應用，其特征在于所述合成顆粒是由聚丙烯或EPDM橡膠制備的顆粒。
全文摘要
本發明涉及一種在表面涂布防滑層的制劑。該制劑包含水基涂料組合物，顆粒材料和水基固化劑，該顆粒材料由合成顆粒組成。本發明還涉及一種制備該制劑的方法和使用該制劑涂布防滑層的方法，具有防滑層的產品和包含合成顆粒的制劑在將防滑層涂布于表面的應用。
文檔編號C09D167/00GK1459479SQ0211735
公開日2003年12月3日 申請日期2002年5月20日 優先權日2002年5月20日
發明者W·W·R·布格加德 申請人:布格加德貝希爾公司