著色木基材的方法，相關組合物和基材的制作方法
【專利摘要】本發明提供了組合物，其包含成膜樹脂、著色劑、和多種有機溶劑。有機溶劑的重量平均相對揮發率，相對于乙酸正丁酯，為3.0-5.0。所述組合物具有低水平的根據40CFR51.100(s)部分(至2009年1月21日修改)中給出的定義的揮發性有機化合物(VOC)。還提供了用該組合物著色木基材的方法，和包括至少一個由該組合物沉積的涂層的多層復合涂層體系。
【專利說明】著色木基材的方法，相關組合物和基材
發明領域
[0001]本發明涉及著色木基材的方法，適用于所述方法的組合物，例如木材著色料，和用多層涂層體系至少部分涂覆的木基材。
[0002]發明背景 [0003]對于用于制造柜子、地板、家具和其它制品的木基材，在保護和裝飾涂層體系領域中有許多相關的考量。如將領會的，這樣的涂層體系通常由一個以上涂層組成。木基材經常用多層復合涂層體系涂覆，包括一個或多個著色劑層、密封劑層、和/或面漆。密封劑層通常為保護層，其被夾心以提供光滑的質感，而面漆通常為保護層，其提供表面性質，例如耐劃擦和耐刮擦。
[0004]尤其是對于著色劑層來說，經常是由于制造效率的原因，有時候期望提供這樣的著色組合物，其能夠方便地使用噴霧施涂設備施涂以提供具有期望的外觀的著色層，而不需要通過用布或類似工具擦拭將過量材料從基材去除。需要避免的與此有關的不期望外觀的實例是，斑塊(blotching)、污坑(puddling)、和泛白(blushing)。這種著色組合物的其它期望屬性包括環境友好和對后續施涂的涂層的粘附性。
[0005]發明概述
[0006]在某些方面，本發明涉及著色木基材的方法。這些方法包括將著色組合物噴霧施涂到基材，該著色組合物包含:(a)成膜樹脂，(b)著色劑，和(c)多種有機溶劑，其中(i)有機溶劑的重量平均相對揮發率，相對于乙酸正丁酯，為3.0-5.0 ;以及(ii)所述組合物具有不超過I磅/加侖的揮發性有機化合物(本文中定義)。
[0007]在其它方面，本發明涉及組合物，其包含:(a)成膜樹脂；(b)著色劑；(C)不同于
(a)的可聚合的烯屬不飽和化合物，(d)光引發劑；以及(e)多種有機溶劑，其中⑴有機溶劑的重量平均相對揮發率，相對于乙酸正丁酯，為3.0-5.0 ;以及(ii)所述組合物具有不超過I磅/加侖的揮發性有機化合物。
[0008]在再其它方面中，本發明涉及多層復合涂層體系，其包括著色劑層和密封劑層和面漆中至少之一。這些涂層體系的著色劑層由上述組合物沉積。該密封劑層和/或面漆由可輻射固化的組合物沉積并且沉積在所述著色劑層的至少一部分上。
[0009]本發明還涉及用所述組合物或所述多層復合涂層體系至少部分著色的基材。
[0010]發明實施方式的詳述
[0011]為了以下詳述的目的，應理解，本發明可涵蓋各種備選變型和步驟順序，除非有明確相反說明。此外，除了在任何操作實例中，或另有說明處，表達例如說明書和權利要求書中使用的成分的量的所有數字在各種情況下都應理解為用術語“約”修飾。因此，除非有相反指示，以下說明書和所附權利要求書這給出的數值參數都是可能根據本發明所獲得的期望性質而改變的近似值。最起碼，并且不意圖限制對權利要求的范圍適用等同原則，各數值參數應至少根據所記錄的有效數字并適用普通取整技術來解釋。
[0012]雖然本發明寬范圍中給出的數值范圍和參數是近似值，但具體實施例中給出的數值是盡量精確記錄的。然而，任何數值內在地含有由它們各自測試方式的標準偏差必然得到的某些誤差。
[0013]而且，應理解，本文所述的任何數值范圍都意圖包括涵蓋其中的所有子范圍。例如，“1-10”的范圍意圖包括在引述的最小值I和引述的最大值10之間(包括端點值)的所有子范圍，即最小值等于或大于I且最大值等于或小于10。
[0014]在本申請中，單數的使用包括復數，復數涵蓋單數，除非另有明確說明。此外，在本申請中，使用“或”表示“和/或”，除非另有明確說明，即使“和/或”可能在某些場合中明確使用。
[0015]在某些實施方式中，本發明涉及著色組合物，例如“著色料(stains)”，其適于施涂于木基材上。本文中使用的術語“著色料(stain)”是指半透明組合物，其能夠染色木基材，同時使基材的一些天然顏色和紋理顯現。在某些實施方式中，本發明的染料或著色組合物具有相對較低的固體含量(不超過10重量％,例如不超過5重量％的固體,和至少90重量％，例如至少95重量％的溶劑，所述重量百分比以所述組合物的總重量計)。
[0016]本發明的著色組合物包括成膜樹脂。本文中使用的術語“成膜樹脂”是指這樣的樹脂，其在除去所述組合物中存在的任何稀釋劑或載體或固化后，可以在基材的至少水平表面上形成自支撐的連續膜。示例的成膜樹脂包括熱塑性和熱固性成膜樹脂。
[0017]在某些實施方式中，本發明的組合物中所含的成膜樹脂包括熱塑性樹脂。本文中使用的術語“熱塑性”是指這樣的樹脂，其包括沒有通過共價鍵連接的聚合物組分，從而可以在加熱后進行液體流動并且可溶于溶劑中。參見Saunders, K.J., Organic PolymerChemistry,41-42 頁，Chapman and Hall, London(1973)。
[0018]本發明的組合物中使用的成膜樹脂不限于并且可包括，例如，本領域中典型使用的任何成膜樹脂，例如聚氨酯、丙烯酸類、乙烯基類、三聚氰胺、聚氯乙烯、聚烯烴、聚脲、聚碳酸酯、聚醚、聚酯、環氧樹脂、有機硅、聚酰胺等。成膜樹脂的適當混合物也可用于制備所述涂料組合物。
[0019]在某些實施方式中，前述成膜樹脂，例如熱塑性丙烯酸類樹脂，存在于本發明的著色組合物中的量為至少0.1重量％，或在一些實施方式中，至少0.5重量％，或在再一些實施方式中，至少1.0重量％，以所述組合物的總重量計。在這些實施方式中的某些中，前述成膜樹脂，例如熱塑性丙烯酸類樹脂，存在于本發明的著色組合物中的量為不超過10重量％，或在一些實施方式中，不超過5重量％,或在再一些實施方式中，不超過2重量％,以所述組合物的總重量計。
[0020]本發明的著色組合物還包含著色劑。本文中使用的術語“著色劑”是指能夠賦予所述組合物顏色和/或其它視覺效果的任何物質。著色劑可以以任何合適的形式加入涂料，例如離散顆粒、分散體、溶液和/或薄片。單一的著色劑或兩種或更多種著色劑的混合物也可以用于本發明的涂料。
[0021]著色劑的實例包括顏料、染料和染色劑，例如油漆工業中所用的那些和/或DryColor Manufacturers Association(DCMA)中列出的那些。著色劑可以包括例如在使用條件下不溶但可潤濕的磨碎的固體粉末。著色劑能夠是有機的或無機的，且可以是聚集的或未聚集的。
[0022]顏料和/或顏料組合物的實例包括但不限于:咔唑二噁嗪天然顏料、偶氮、單偶氮、雙偶氮、萘酚AS、鹽形式(色淀)、苯并咪唑酮、濃縮物、金屬絡合物、異噴哚啉酮、異吲哚啉和多環酞菁、喹吖啶酮、二萘嵌苯、芘酮、二酮吡咯并吡咯、硫靛、蒽醌、靛蒽醌、蒽嘧啶、黃烷士林、皮蒽酮、蒽嵌蒽醌、二噁嗪、三芳基碳、喹啉酞酮顏料、二酮吡咯并吡咯紅(“DPPBO紅” )、二氧化鈦、炭黑及其混合物。術語“顏料”和“有色填料”能夠互換使用。
[0023] 染料的實例包括，但不限于，基于溶劑和/或含水的那些，例如酞菁綠或酞菁藍，氧化鐵，釩酸鉍，蒽醌，茈，鋁和喹吖啶酮。
[0024]著色劑可以是分散體的形式，包括，但不限于，納米顆粒分散體。納米顆粒分散體可以包括一個或多個高度分散的納米顆粒著色劑和/或著色劑顆粒，它們產生期望的可視顏色和/或不透明度和/或視覺效果。納米顆粒分散體可以包括著色劑，例如粒度小于150nm,例如小于70nm,或小于30nm的顏料或染料。納米顆粒可以通過用粒度小于0.5mm的研磨介質來研磨原料有機或無機顏料而制備。實例納米顆粒分散體及其制備方法參見美國專利6，875，800B2，其在此通過引用納入。納米顆粒分散體還可以通過結晶、沉淀、氣相冷凝、和化學磨耗(即，部分溶解)來制備。為了最小化納米顆粒在涂料內的再聚集，可以使用涂覆有樹脂的納米顆粒的分散體。如本文中使用的，“涂覆有樹脂的納米顆粒的分散體”是指一種連續相，其中分散有離散的“復合微顆粒”，其包括納米顆粒和在該納米顆粒上的樹脂涂層。
[0025]在某些實施方式中，著色劑包含能溶于所述組合物中存在的有機溶劑的載體材料。在某些實施方式中，這樣的載體包含氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，例如市售的Hostaprint?領料制劑，可購自 Clariant International Ltd0
[0026]在某些實施方式中，著色劑存在于本發明的著色組合物中的量為至少0.1，例如至少0.2，或在一些情況中為至少0.3重量％，以所述組合物的總重量計。在這些實施方式的某些中，著色劑存在于本發明的著色組合物中的量不超過5，例如不超過1，或在一些情況中為不超過0.5重量％，以所述組合物的總重量計。
[0027]如前所述，本發明的著色組合物包含多種有機溶劑。在某些實施方式中，所述多種有機溶劑存在于本發明的著色組合物中的量為至少70，例如至少80，或至少90重量％，以所述組合物的總重量計。在某些實施方式中，所述多種有機溶劑存在于本發明的著色組合物中的量為至多99，例如至多98，或至多97.5重量％，以所述組合物的總重量計。
[0028]雖然相對較高水平的有機溶劑存在于本發明的某些實施方式的著色組合物中，本發明的著色組合物含有不超過I磅/加侖，在一些情況中不超過0.8磅/加侖，或在再其它情況中不超過0.6磅/加侖的揮發性有機化合物。本文中使用的術語“揮發性有機化合物”是指揮根據40CFR第51.100部分(至2009年I月21日修改)中給出的定義的發性有機化合物(VOC)，其在此通過引用納入。
[0029]此外，在本發明的組合物中，選擇有機溶劑(以及它們的相對量)使得重量平均相對揮發率為至少3.0，例如至少3.5，或在一些情況中至少4.0且不超過5.0，或在一些情況中為不超過4.8，或在一些情況中為不超過4.6。據信，選擇有機溶劑使得重量平均相對揮發率在前述范圍內對于獲得以下木材著色組合物例如著色料(stain)是關鍵的:當噴涂時具有期望外觀(沒有斑塊、污坑、或泛白)，并且甚至不需要在之后例如通過用布或類似工具擦拭從基材除去過量材料。更具體來說，據信，當重量平均相對揮發率小于3.0時，在噴涂本發明的組合物后會出現污坑，而當重量平均相對揮發率大于5.0時，利用所述噴涂會出現不期望的斑塊。[0030]本文中使用的術語“相對揮發率”(“RER”)是指根據ASTM D3539-87 (2004年再批準)測量的揮發率，其表達了材料相對于乙酸正丁酯的的揮發速率(即，以乙酸正丁酯的揮發速率=1為比例)。如本文中使用的，“重量平均相對揮發率”是指所述組合物中所有有機溶劑的相對揮發率的重量平均，基于所述溶劑的總重量。
[0031]因此，如明顯的，本發明的組合物中的有機溶劑選擇為具有相對高重量平均揮發率，至少相對于乙酸正丁酯。因此，本發明的組合物包括至少一種“高揮發性溶劑”，其如本文中使用的，是指有RER大于5.5的機溶劑。此類溶劑的實例是丙酮(RER=5.7)，乙酸甲酯(RER=6.0)，和己烷(RER=8.3)。
[0032]然而，在本發明中，丙酮和/或乙酸甲酯是特別合適的，因為它們均不是揮發性有機化合物。從而，在某些實施方式中，本發明的組合物中存在的有機溶劑包括丙酮和/或乙酸甲酯。更具體來說，在某些實施方式中，丙酮存在于本發明的組合物中的量為至少90重量％，例如至少95重量％,或在一些情況中為至少99重量％,該重量百分比基于所述組合物中存在的高揮發性溶劑的總重量計。此外，在這些實施方式的某些中，丙酮以所述組合物至少5磅/加侖的量存在。
[0033]此外，在某些實施方式中，丙酮以至少50重量％，例如至少60重量％，或至少70重量％的量存在，以所述組合物中存在的有機溶劑的總重量計。此外，在這些實施方式的某些中，丙酮的存在量不超過95重量％,例如不超過90重量％,或不超過80重量％,以所述組合物中存在的有機溶劑的總重量計。
[0034]此外，在某些實施方式中，本發明的著色組合物包括“非高揮發性溶劑”，其如本文中使用的，是指RER大于0.8且不超過5.5的有機溶劑。在這些實施方式的某些中，本發明的組合物包括RER不超過3.5，例如不超過3.0，不超過2.0，或在一些情況中為不超過1.0的非高揮發性溶劑。
[0035]適用于本發明非高揮發性溶劑的實例有乙酸乙酯(RER=4.1)，甲乙酮(RER=3.9)，甲醇(RER=3.5)，碳酸二甲酯(RER=3.2)，乙酸叔丁酯(RER=2.8)，甲丙酮(RER=2.3)，乙酸正丙酯(RER=2.3)，甲苯(RER=L 9)，乙醇(RER=L 7)，異丙醇(RER=L 7)，VM&P Naphtha ASTMD3735I型(RER=L 6)，甲基異丁基酮(MIBK) (RER=L 6)，甲酸甲酯(RER=L 6)，乙酸異丁酯(RER=L 4)，2-硝基丙烷(RER=L I)，乙酸正丁酯(RER=L 0)，乙酸正丙酯(RER=L 0)，叔丁基醇(RER=0.9)，和對氯苯基三氟甲烷(RER=0.9)，包括它們的兩種或更多種的混合物。
[0036]然而，在本發明中，碳酸二甲酯，甲酸甲酯，乙酸叔丁酯和/或對氯苯基三氟甲烷是特別合適的，因為它們均不是揮發性有機化合物。從而，在某些實施方式中，本發明的組合物包括前述非高揮發性溶劑中的至少一種。更具體來說，在某些實施方式中，乙酸叔丁酯和/或對氯苯基三氟甲烷存在于本發明的組合物中的量為至少90重量％，例如至少95重量％，或在一些情況中為至少99重量％，該重量百分比基于所述組合物中存在的非高揮發性溶劑的總重量。
[0037]此外，在某些實施方式中，對氯三氟甲苯以至少I重量％，例如至少5重量％，或至少10重量％的量存在，以所述組合物中存在的有機溶劑的總重量計。此外，在這些實施方式的某些中，對氯三氟甲苯的存在量為不超過30重量％，例如不超過25重量％，或不超過20重量％，以所述組合物中存在的有機溶劑的總重量計。
[0038]此外，在某些實施方式中，本發明的著色組合物包括“低揮發性溶劑”其如本文中使用的，是指RER不超過0.8的溶劑。此類溶劑的實例有環己酮(RER=0.3)，丙二醇叔丁基醚(RER=0.3)，甲基異丁基卡必醇(RER=0.3)，戊醇(RER=0.3) ,AromaticlOO (RER=0.3)，丙二醇丙醚(RER=0.2)，二異丁酮(RER=0.2)，二甲基甲酰胺(RER=0.2)，丙酸正戊酯(RER=0.18)，3-乙氧基丙酸乙酯(RER=0.12)，二丙酮醇(RER=0.12)，丙二醇丁基醚(RER=0.08)，Aromatic 150 (RER=0.06)，乙二醇丁基醚(RER=0.06)，環己醇(RER=0.05)，N-甲基吡咯烷酮(RER=0.04)，乙二醇丁基醚乙酸酯(RER=0.03)，乙酸2-乙基己酯RER=0.03)，二丙二醇甲基醚(RER=0.02)，異氟爾酮(RER=0.02)，二乙酸乙二醇酯(RER=0.02)，二乙二醇甲基醚(RER=0.02)，二乙二醇乙基醚(RER=0.02)，丙二醇甲基醚(RER=0.7)，二甲苯(RER=0.7)，異丁醇(RER=0.6)，甲基異戊基酮(RER=0.5)，乙酸甲基戊基酯(RER=0.5)，正丁醇(RER=0.5)，PM乙酸酯(RER=0.4)，乙酸戊酯(RER=0.4)，甲基正戊基酮(RER=0.4)，異丁酸異丁酯(RER=0.4)，丙酸正丁酯(RER=0.4)，和乙二醇單丙基醚(RER=0.2)。
[0039]在某些實施方式中，低揮發性溶劑的存在量為至少0.1重量％，例如至少I重量％，或至少2重量％，以所述組合物中存在的有機溶劑的總重量計。此外，在這些實施方式的某些中，低揮發性溶劑的存在量為不超過10重量％，例如不超過5重量％，以所述組合物中存在的有機溶劑的總重量計。
[0040]在某些實施方式中，尤其在在其中可輻射固化的密封劑和/或面漆施涂于本文所述的著色組合物上的應用中，著色組合物還包含可聚合的烯屬不飽和化合物，例如(甲基)丙烯酸酯。本文中使用的術語“(甲基)丙烯酸酯”是指包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。適用于本發明的此類物質的的實例包括，但不限于，環氧(甲基)丙烯酸酯，聚氨酯和聚氨酯(甲基)丙烯酸酯；多官能(甲基)丙烯酸酯單體；胺_(甲基)丙烯酸酯加合物；聚酯(甲基)丙烯酸酯；聚烷氧基化和聚醚(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸酯化的丙烯酸類低聚物；以及苯乙烯-馬來酸酐或苯 乙烯_(甲基)丙烯酸低聚物，以及它們的混合物。
[0041]合適的環氧(甲基)丙烯酸酯包括通過(甲基)丙烯酸與環氧(縮水甘油基)官能組分的反應形成的那些產品，例如含有脂族和芳族環氧樹脂，環氧化的油，丙烯酸類聚合物，和丙烯酸類接枝的聚合物(其中丙烯酸類組分含有懸垂的環氧基團)。一些(甲基)丙烯酸可由其它酸代替，所述其它酸包括烯屬不飽和飽和的，從而賦予特定的性質，例如脂族酸，脂肪酸和芳族酸。
[0042]或者，這些產品還可通過羧酸官能組分(例如聚酯和丙烯酸類聚合物)與含有環氧基團和烯屬不飽和度的第二組分(例如(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯)的反應來制備。
[0043]合適的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯包括通過含有異氰酸酯的組分與含有羥基的組分的反應形成的那些產品，其中這些組分至少之一含有烯屬不飽和度。異氰酸酯官能組分的實例有六亞甲基二異氰酸酯，異氟爾酮二異氰酸酯，異氰酸酯官能丙烯酸類聚合物和聚氨酯，羥基官能組分(例如聚乙二醇、聚丙二醇以及，二、三和更多羥基官能度脂族醇，例如甘油和三羥甲基丙烷以及它們的乙氧基化的、丙氧基化的以及聚己內酯類似物)與多異氰酸酯，例如六亞甲基二異氰酸酯，異氟爾酮二異氰酸酯和甲苯二異氰酸酯(TDI))的反應產物。含有羥基的烯屬不飽和組分的實例有(甲基)丙烯酸羥基乙基酯及其乙氧基化的、丙氧基化的和聚己內酯類似物。
[0044]合適的多官能(甲基)丙烯酸酯單體包括二、三和更多羥基官能度醇的(甲基)丙烯酸酯，所述醇例如聚乙二醇、聚丙二醇、脂族二醇、新戊二醇、乙氧基化雙酚A、三羥甲基丙烷、季戊四醇、甘油、雙三羥甲基丙烷、羥基官能聚酯、二季戊四醇以及以上物質的乙氧基化的、丙氧基化的和聚己內酯類似物。
[0045]合適的胺_(甲基)丙烯酸酯加合物包括通過伯和仲胺到含有丙烯酸酯的化合物的烯屬不飽和度的部分“Michael型加成”而制備的那些產品。胺_(甲基)丙烯酸酯加合物的實例有二乙基胺改性的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和乙醇胺改性的乙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
[0046]具有5-8個(甲基)丙烯酸酯基團的多官能丙烯酸酯單體是是本領域技術人員熟知的，其實例為二季戊四醇五丙烯酸酯。
[0047]合適的聚酯(甲基)丙烯酸酯包括聚酯多元醇與(甲基)丙烯酸的反應產物。聚烷氧基化多元醇丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯可通過使(甲基)丙烯酸分別與聚烷氧基化(乙氧基化和/或丙氧基化的)多元醇或聚醚多元醇(例如基于聚醚的乙氧基和/或丙氧基重復單元)反應來制備。
[0048]合適的(甲基)丙烯酸酯化的丙烯酸類低聚物包括帶有環氧基團的丙烯酸類低聚共聚物(得自例如(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯)與(甲基)丙烯酸的反應產物。苯乙烯-馬來酸酐(甲基)丙烯酸酯化的低聚物或苯乙烯_(甲基)丙烯酸低聚物可通過酸酐或酸基團被丙烯酸羥基烷基酯(C2-C8烷基)的至少部分酯化而獲得。 [0049]在某些實施方式中，本發明的組合物包括胺改性的(甲基)丙烯酸酯。適用于本發明的胺改性的(甲基)丙烯酸酯包括，但不限于，胺改性的聚醚丙烯酸酯，胺改性的聚酯丙烯酸酯，胺改性的環氧丙烯酸酯，和胺改性的聚氨酯丙烯酸酯，包括它們的混合物。適用于本發明的組合物的胺改性的(甲基)丙烯酸酯的代表性具體實例市售包括，但不限于，LAR0MER 系列胺改性的丙烯酸酯，可購自 BASF Corporation, Charlotte, North Carolina,例如 LAR0MER P077F、P094F、和 LR8996 ;CN501、CN502、CN550、和 CN551，可購自 SartomerCorp.，Exton, Pennsylvania ;以及 ACTILANE525、584、和 587,可購自 Akcros Chemicals,New Brunswick, New Jersey。
[0050]其它合適的烯屬不飽和化合物包括含有長鏈烷基的烯屬不飽和化合物，其描述于美國專利7，691，484第8欄第51行至第9欄第63行，引用的部分在此通過引用納入。
[0051]在某些實施方式中，烯屬不飽和化合物存在于本發明的著色組合物中的量為至少
0.01重量％，或在一些實施方式中，至少0.1重量％，該重量百分比以所述組合物的總重量計。在這些實施方式的某些中，烯屬不飽和化合物存在于本發明的著色組合物中的量為不超過5重量％,或在一些實施方式中，不超過2重量％,例如不超過I重量％,該重量百分比以所述組合物的總重量計。
[0052]除了前述組分，本發明的組合物還可包括其它組分，例如陽離子和/或自由基光引發劑。合適的自由基光引發劑包括，但不限于，二苯甲酮類，苯乙酮衍生物，例如a-羥基烷基苯基麗，苯偶姻，例如苯偶姻烷基釀和苯甲基麗醒，單酸基氧化勝，雙酸基氧化勝，和
2,4, 6- 二甲基苯甲酸基-二苯基-氧化勝。
[0053]在某些實施方式中，光引發劑存在于本發明的著色組合物中的量為至少0.01重量％，或在一些實施方式中，至少0.1重量％，該重量百分比以所述組合物的總重量計。在這些實施方式的某些中，光引發劑存在于本發明的涂料組合物中的量為不超過5重量％，或在一些實施方式中，不超過2重量％，例如不超過I重量％，該重量百分比以所述組合物的總重量計。
[0054]如將領會的，本發明的著色組合物還可包括其它組分，例如，常用于配制涂料組合物中的添加劑，例如，增塑劑、表面活性劑、UV吸收劑、潤濕劑、和流動控制劑等。
[0055]本發明的著色組合物可以施涂到任何多種基材。然而，在某些實施方式中，本發明的著色組合物施涂到木基材，包括木材飾面和木材產品。可以用本發明的組合物著色的木材包括，例如，橡木、櫻桃木、松木、和槭木。這些類型的木材常用于制造，例如，櫥柜、浴室柜、餐桌、書桌、梳妝臺和其它家具，以及地板，例如硬木和拼花地板。
[0056]本發明的組合物可以通過本領域已知的任何方式施涂到基材。例如，它們可以通過刷涂、浸潰、流涂、輥涂和噴涂來施涂。然而，如前所述，特別期望通過噴涂來施涂本申請的組合物。本領域技術人員已知的任何噴槍都可以用于本發明的方法，包括，例如，常規空氣、無空氣、混氣式(air-assisted airless)、和高速低壓(HVLP)噴槍以及靜電噴涂設備。值得注意的是，已經發現，本發明的組合物可以使用噴涂設備有效地施涂，從而提供具有期望外觀的著色層，而無需通過用布或類似工具從基材除去過量材料。
[0057]如將領會的，尤其是在木基材的處理中，額外的層，例如密封劑和/或面漆可以施涂到由本文所述的著色組合物形成的著色劑層之上。因此，本發明的某些實施方式涉及至少部分涂覆有多層復合涂層體系的基材。本文中使用的術語“多層復合涂層體系”是指含有依次涂覆在基材(例如木基材)上的至少兩個涂層的涂層體系。
[0058]本發明的涂層體系包括(i)由任何前述本發明的組合物沉積的著色劑層，和(ii)沉積在所述著色劑層的至少一部分上的密封劑和面漆中的至少之一。在某些實施方式中，密封劑和面漆中的至少之一由可輻射固化的組合物沉積。本文中使用的術語“可輻射固化的組合物”是指包含可輻射固化的材料的組合物。本文中使用的術語“可輻射固化的材料”是指具有能夠通過暴露于光化輻射而聚合的反應性組分的材料。在某些實施方式中，本發明的涂層體系包括(i)由本發明的組合物沉積的著色劑層，(ii)由可輻射固化的組合物沉積的密封劑，其中該密封劑沉積在所述著色劑層的至少一部分上的，和(iii)由可輻射固化的組合物沉積的面漆，其中該面漆沉積在該密封劑的至少一部分上。在某些實施方式中，沉積密封劑和面漆中的至少之一的可輻射固化的組合物包含水基組合物。在其它實施方式中，該沉積密封劑和面漆中的至少之一的可輻射固化的組合物包括基本上不含反應性稀釋劑和/或惰性溶劑組合物，例如美國公布專利申請2006/0030634A1第[0020]-[0047]段的描述的可噴涂組合物，引用的部分在此通過引用納入。
[0059]本文中使用的術語“密封劑”是指直接施涂到著色劑層的保護涂層，而“面漆”是指直接施涂到密封劑的保護涂層。在某些本發明的涂層體系中，密封劑和/或面漆由可輻射固化的組合物沉積，例如包含易于進行陽離子和/或自由基固化的可輻射固化的材料的組合物。例如，在某些實施方式中，密封劑和/或面漆由包含包括烷醇部分和可自由基固化的部分的聚合物的組合物沉積，例如美國公布專利申請2004-0013895A1第[0005]-[0022]端所述，引用的部分在此通過引用納入。
[0060]在某些實施方式中，密封劑和/或面漆由包含易于進行陽離子固化的可輻射固化的材料的可輻射固化的組合物沉積。在這種情況下，通常希望在沉積著色劑層的組合物中包含陽離子光引發劑。在本發明的其它實施方式中，密封劑和/或面漆由包含易于進行自由基固化的可輻射固化的材料的可輻射固化的組合物。在這種情況下，通常希望在沉積著色劑層的涂層組合物中包含自由基光引發劑。
[0061]本發明還提供用多層復合涂層體系至少部分涂覆木基材的方法。這些方法包括:
(a)噴霧施涂著色組合物至基材以提供著色層；以及(b)將由可輻射固化的組合物沉積的密封劑和面漆至少之一施涂到著色劑層的至少一部分上。在本發明的這些方法中，著色劑層由本發明的組合物沉積。然后可以使密封劑和/或面漆涂層組合物固化。因此，例如，密封劑和/或面漆組合物可通過利用光化輻射的照射來固化，這是本領域技術人員已知的。在某些實施方式中，固化在小于一分鐘內完成。
[0062]在某些實施方式中，波長范圍在180-4000納米的紫外光源可用于固化密封劑和/或面漆組合物。可使用例如，陽光、水銀燈、電弧燈、氙燈、鎵燈等。在一個實例中，密封劑和/或面漆組合物可通過強度為48-360W/cm的中壓汞燈固化總計100-2000mJ/cm2，例如500-1000mJ/cm2的曝光量，這通過POWERMAP UV輻射計測量，其可購自EIT Inc.,Sterling,Virginia。
[0063]雖然為了說明的目的以上已描述了本發明的特定實施方式，然而本領域技術人員知道，可對本發明的細節作出許多改變而不會背離所附權利要求中限定的本發明。
[0064]以下實施例說明了本發明，但它們不應視為將本發明限制為其細節。除非另有說明，實施例以及說明書中的所有份數和百分比都是以重量計。
[0065]實施例1
[0066]使用表1中所示的成分和量(以克計)制備著色料I和著色料2。通過將原料加入混合容器以及用配有考勒斯(cowles)葉片的氣動馬達攪拌20-30分鐘來制備樣品。
[0067]表1
[0068]
【權利要求】
1.著色木基材的方法，包括將著色組合物噴霧施涂到所述木基材，所述著色組合物包含: (a)成膜樹脂， (b)著色劑,和 (C)多種有機溶劑，其中 (i)所述有機溶劑的重量平均相對揮發率為3.0-5.0 ;以及 (ii)所述組合物具有不超過I磅/加侖的揮發性有機化合物。
2.權利要求1的方法，其中所述組合物包含不超過5重量％固體，以所述組合物的總重量計。
3.權利要求1的方法,其中所述著色劑包含載體材料,該載體材料包括氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
4.權利要求1的方法,其中所述多種有機溶劑以至少90重量％且至多99重量％的量存在于所述組合物中，以所述組合物的總重量計。
5.權利要求4的方 法，其中所述組合物包含不超過0.8磅/加侖的揮發性有機化合物。
6.權利要求5的方法，其中所述多種有機溶劑的重量平均相對揮發率為至少4.0且不超過5.0。
7.權利要求1的方法，其中所述多種有機溶劑包括丙酮。
8.權利要求7的方法，其中丙酮以至少60重量％且不超過80重量％的量存在，以所述組合物中存在的有機溶劑的總重量計。
9.權利要求7的方法，其中所述多種有機溶劑還包含包括以下的溶劑:碳酸二甲酯，甲酸甲酯，乙酸叔丁酯和/或對氯苯基三氟甲烷。
10.權利要求9的方法，其中所述多種有機溶劑包含對氯苯基三氟甲烷，并且對氯苯基三氟甲烷以至少I重量％且不超過30重量％的量存在，以所述組合物中存在的有機溶劑的總重量計。
11.權利要求1的方法，其中所述組合物還包含可聚合的烯屬不飽和化合物和光引發劑。
12.—種組合物，包含: (a)成膜樹脂； (b)著色劑； (C)不同于(a)的可聚合的烯屬不飽和化合物； (d)光引發劑；以及 (e)多種有機溶劑，其中 (i)所述有機溶劑的重量平均相對揮發率為3.0-5.0 ;以及 (ii)所述組合物具有不超過I磅/加侖的揮發性有機化合物。
13.權利要求12所述的組合物，其中所述組合物包含不超過5重量％固體，以所述組合物的總重量計。
14.權利要求13所述的組合物，其中所述組合物包含不超過0.8磅/加侖的揮發性有機化合物。
15.權利要求14所述的組合物，其中所述多種有機溶劑的重量平均相對揮發率為至少`4.0且不超過5.0。
16.權利要求12所述的組合物，其中所述多種有機溶劑包括丙酮。
17.權利要求16所述的組合物，其中丙酮以至少60重量％且不超過80重量％的量存在，以所述組合物中存在的有機溶劑的總重量計。
18.權利要求所述的組合物16，其中所述多種有機溶劑還包含包括以下的溶劑:碳酸二甲酯，甲酸甲酯，乙酸叔丁酯和/或對氯苯基三氟甲烷。
19.權利要求12所述的組合物，其中: (a)所述烯屬不飽和化合物以至少0.01重量％且不超過5重量％的量存在，以所述組合物的總重量計；以及(b)所述光引發劑以至少0.01重量％且不超過5重量％的量存在，以所述組合物的總重量計。
20.—種多層復合涂層體系,包含: (a)著色劑層，其由包含以下的組合物沉積:(i)成膜樹脂；(ii)著色劑，和(iii)多種有機溶劑，其中 (A)所述有機溶劑的重量平均相對揮發率為3.0-5.0 ;以及 (B)所述組合物 具有不超過I磅/加侖的揮發性有機化合物；以及 (b)沉積在所述著色劑層的至少一部分上的密封劑層和面漆至少之一，其中密封劑層和/或面漆由可輻射固化的組合物沉積。
【文檔編號】C09D15/00GK103649242SQ201280033634
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年5月22日 優先權日:2011年5月23日
【發明者】D·珀賽 申請人:Ppg工業俄亥俄公司