專利名稱：涂料、制備方法及其在木材上的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料及其制備方法。另外，本發(fā)明還涉及所述涂料涂布諸如木材的支持物的應(yīng)用。
已知市場(chǎng)上存在有在木質(zhì)支持物外部涂布的大量涂料。尤其是近幾年，為了減小揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)向環(huán)境中的散發(fā)，已經(jīng)開發(fā)了一系列基于水的產(chǎn)品。涂布到木材上的水基涂料由外用透明涂料組成。
已知由于大氣物質(zhì)，諸如太陽光線，具體是太陽光線中的紫外線；熱；環(huán)境溫度；液體濕度(雨水)或氣體濕度(大氣濕度)，木質(zhì)支持物和涂料發(fā)生降解現(xiàn)象。此外，還已知暴露于太陽光的木質(zhì)支持物發(fā)生降解過程。實(shí)際上，暴露的表面由于木質(zhì)素降解而變灰暗，導(dǎo)致高度的木材多孔性，喪失結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性，并導(dǎo)致對(duì)環(huán)境濕度的更高吸收。這種降解涉及尺寸變化現(xiàn)象的增加，表現(xiàn)為表面裂痕。裂痕或裂縫使更易于吸收水，最終導(dǎo)致變?yōu)樯詈稚?，并逐漸降解木材內(nèi)部結(jié)構(gòu)。相對(duì)濕度的增加有利于形成霉菌或真菌菌落。
木材支持物和涂料如透明涂料的降解涉及所涂制品的外觀腐爛。涂層膜的保護(hù)作用一旦喪失，木質(zhì)支持物的降解速度會(huì)更快。這種降解的實(shí)際結(jié)果是所涂制品的外觀難看。
另外，由于木材表面的隨后裂開，發(fā)生木材的結(jié)構(gòu)性破壞。然后木材由于真菌和霉菌而腐爛，從而使例如用于建造外部窗戶的材料喪失尺寸穩(wěn)定性。
因此，市場(chǎng)上需要有不具有現(xiàn)有技術(shù)中所述缺點(diǎn)的涂料或涂料系統(tǒng)。
具體地，需要有在良好條件下增加木質(zhì)支持物的耐用性、從而避免經(jīng)常需要維護(hù)操作的涂料或“組合”涂料系統(tǒng)。
更具體地，需要一種涂料或組合涂料系統(tǒng)，與在相同的支持物上涂布底漆或罩面漆，如市場(chǎng)上可獲得的底漆或罩面漆可以獲得的持久性相比，其在更長的時(shí)間內(nèi)保持所保護(hù)的美學(xué)特征不變。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供美學(xué)和力學(xué)特征在暴露于大氣物質(zhì)更長時(shí)間后也不會(huì)改變的涂料。
本發(fā)明的另一目的是提供能保護(hù)木質(zhì)支持物免受真菌、霉菌和UV線作用下的降解現(xiàn)象和吸潮所致破壞的涂料。
這些以及其他目的從下面的詳述中可明顯看出，申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用特定底漆和特定罩面漆的具體組合可以實(shí)現(xiàn)這些目的。
因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的包括特征列于獨(dú)立權(quán)利要求中的涂料或組合涂料系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的包括特征列于獨(dú)立權(quán)利要求中的所述涂料的制備方法。
本發(fā)明的另一目的包括所述涂料或組合涂料系統(tǒng)用于涂布在木質(zhì)支持物上外用的用途。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)開發(fā)包括兩種配方的組合涂料系統(tǒng)是有用的。
第一配方是用于獲得木質(zhì)支持物透明涂層的特定底漆。
第二配方是用于拋光之前涂布了底漆的木制品的特定透明涂料。
通常，底漆限定為諸如丙烯酸樹脂的樹脂、諸如水的溶劑和添加劑的配方。底漆具有占底漆總量10-35重量％的低水平固體殘余物。底漆總是直接涂布到木材上，通常是未處理的木材上。
罩面漆通常指含諸如丙烯酸樹脂的樹脂、諸如水的溶劑和添加劑的配方。外用透明涂料具有30-60重量％的固體殘余物。涂料通常涂布在之前用底漆處理過的木質(zhì)支持物上。
優(yōu)選的，在涂布底漆和罩面漆之間可以涂布通常稱作“填料”或中間物的第三配方。所述第三配方通常是進(jìn)一步與木材纖維結(jié)合、從而在涂布罩面漆之前更容易進(jìn)行砂紙打磨操作的涂料。
為本發(fā)明目的的所述第一配方是本領(lǐng)域技術(shù)人員通常用來獲得木材表面的透明涂層的底漆，其加入有特定的化合物。
本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)向所述底漆中加入選定的木材抗氧化化合物(HALS-立體位阻胺)；紫外線(UV)吸收化合物(3型)是有用的，因?yàn)樗媒Y(jié)果是對(duì)木質(zhì)支持物的保護(hù)增加。
具體地，木材抗氧化劑選自piperidineoxylo衍生物，例如4-羥基-2，2，6，6-四甲基piperidineoxylo。
有利的是，木材抗氧化劑的存在量為所述特定第一配方總重量的0.1-5重量％。
UV吸收化合物(3型)選自微粉化的鈦化合物，例如顆粒直徑為1-50納米的微粉化二氧化鈦。
有利的是，UV吸收化合物的存在量為0.1-4重量％。
優(yōu)選的是，底漆可以包含丙烯酸樹脂或衍生的丙烯酸樹脂的水分散體；添加劑；消泡劑；殺真菌物質(zhì)和基于氧化鐵的透明顏料。
為本發(fā)明目的的所述第二配方是本領(lǐng)域技術(shù)人員通常用來在木質(zhì)支持物上獲得透明涂層的罩面漆，其加入有特定的化合物。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)向所述罩面漆中加入選定的涂料抗氧化化合物；紫外線(UV)吸收化合物(1型)；紫外線(UV)吸收化合物(2型)是有用的，因?yàn)樗@得結(jié)果是對(duì)外部暴露的持久性延長。
具體地，用于罩面漆的所述抗氧化化合物選自哌啶基衍生物；例如雙(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯，或作為可替代方案，甲基(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯。
有利的是，抗氧化化合物的存在量為0.1-2％。
具體地，所述UV吸收化合物(1型)選自羥基苯基-苯并三唑衍生物；例如得自PEG 300溶劑中甲基-3-(3-2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯的反應(yīng)。
有利的是，UV吸收化合物(1型)的存在量為0.1-2重量％。
具體地，所述UV吸收化合物(2型)選自三嗪衍生物，例如(Tinuvin)，其是活性物質(zhì)CAS 153519-44-9在1-甲氧基-2-丙醇中的85％溶液。
優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的罩面漆可以包含0.05-1.5重量％的殺真菌物質(zhì)；如上所述的UV吸收化合物(3型)。
優(yōu)選的是，本發(fā)明的罩面漆可以包含屏蔽性固體蠟。實(shí)踐中，后者是合成的聚丙烯蠟，通過將后者以固定角度的所有方向分散有助于降低UV照射的強(qiáng)度。
優(yōu)選的是，如上所述，本發(fā)明的罩面漆可以包含氧化鐵。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，組合涂料系統(tǒng)可以包含第三配方(通常稱作“填料”或中間物)，其涂布在所述的第一和第二配方之間。
所述的第三配方是市場(chǎng)上共知的類型，其添加有特定的化合物。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)向所述的中間物添加下列組分是有用的立體位阻胺(HALS)類型的涂料抗氧化化合物；例如0.1-2重量％的哌啶基衍生物；0.05-1.5重量％的殺真菌物質(zhì)；0.05-2重量％的UV吸收化合物(1型)。
在本發(fā)明的框架中，1型、2型和3型紫外線(UV)吸收化合物指在給定的UV波譜區(qū)吸收紫外線的化合物，每個(gè)所述波譜區(qū)具有給定范圍的發(fā)射頻率和波長值。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是根據(jù)本領(lǐng)域中技術(shù)人員公知的教導(dǎo)制備所述組合涂料系統(tǒng)的方法。
將例如水分散體中的樹脂，例如丙烯酸樹脂引入到配有混合裝置的適當(dāng)容器中。各組分在攪拌中依次加入，取決于是要制備所述第一配方、所述第二配方還是所述第三配方。
如果要制備罩面漆(第二配方)，在攪拌下于室溫依次向容器中加入下列組分UV吸收化合物(1型)；涂料抗氧化化合物；流平添加劑；防腐劑；增稠劑；消泡劑；氧化鐵顏料；UV吸收化合物(3型)；屏蔽蠟和UV吸收化合物(2型)。
如果要制備中間物(第三配方)，在攪拌下于室溫重復(fù)同樣的步驟，依次加入所需組分。
本發(fā)明的另一目的是使用組合涂料系統(tǒng)在外用木材制品(窗、門、陽臺(tái))上獲得透明涂層。
根據(jù)本發(fā)明的底漆(即用)涂布到木質(zhì)支持物上，優(yōu)選進(jìn)行砂紙打磨(事先不用化學(xué)品處理)，用諸如噴涂、浸涂、流動(dòng)涂布和刷涂的公知系統(tǒng)涂布。在涂布底漆后，使表面干燥4-16小時(shí)。然后，用金剛砂對(duì)表面稍作處理，并涂布根據(jù)本發(fā)明的罩面漆，通常通過噴涂系統(tǒng)涂布。使處理的表面干燥10-24小時(shí)。
有利的是，涂布底漆并干燥后，可以用傳統(tǒng)方法涂布“填料”或中間物(第三配方)。使涂布的填料干燥16-24小時(shí)。然后，優(yōu)選用金剛砂對(duì)制品進(jìn)行處理，隨后可以涂布罩面漆(第二配方)。
應(yīng)用實(shí)施例圖A說明將傳統(tǒng)水基涂料系統(tǒng)處理的無?；当砻?和根據(jù)本發(fā)明的涂料系統(tǒng)處理的無梗花櫟表面2相比較的比較性試驗(yàn)。
表面1涂布含有丙烯酸樹脂和公知添加劑的水基底漆；涂布含有丙烯酸樹脂和公知添加劑的中間物“填料”；涂布含有水分散體中的丙烯酸樹脂、消泡劑、氧化鐵、蠟和公知添加劑的罩面漆。
表面2根據(jù)上述涂布方法涂布所述第一配方；涂布所述第三配方，涂布所述第二配方。
干燥后，表面1和2都在Homestead Florida QUV-Lab實(shí)驗(yàn)室外的外部暴露場(chǎng)地以朝南方向置于(相對(duì)于垂直方向保持45度的傾斜度)太陽下。暴露期為24個(gè)月。24個(gè)月的暴露是持續(xù)的，不分晝夜。
通過適當(dāng)?shù)目蚴贡砻?b和2b的下部免受日曬，而表面1b和2b的其余部分如上所述暴露。
在24個(gè)月結(jié)束時(shí)，取2種表面并進(jìn)行分析。分析表明用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)處理的表面2a對(duì)降解的耐受性明顯比表面1a要高，而受保護(hù)的部分1b和2b都沒有變化。
表面1a顯示出涂層膜的完全降解，從支持物上完全脫離。另外，支持物表現(xiàn)出裂痕和表面降解的跡象，以暗灰色表示。在裂縫上由于過度的吸潮和木材結(jié)構(gòu)的隨后降解，木材變成黑色。所述黑色區(qū)域進(jìn)一步顯示出由于霉菌和真菌開始增殖而導(dǎo)致的降解。
對(duì)表面2a的分析表明涂布的涂層膜仍基本完整，沒有木質(zhì)支持物降解的跡象。
以前用改變木材天然顏色而不隱藏其結(jié)構(gòu)的透明涂層從未達(dá)到過上述效果。
底漆實(shí)施例(所述第一配方)在含有已知類型93.7重量％丙烯酸樹脂水分散體的常用底漆中加入0.4重量％的HALS型木材抗氧化化合物(piperidineoxylo的衍生物)；可選的0.4重量％的殺真菌劑(IPBC)；2.5重量％的UV吸收化合物(3型)(微粉化二氧化鈦分散體)；可選的3重量％的透明氧化鐵混合物。
中間物實(shí)施例(所述第三配方)在含有98.7重量％丙烯酸樹脂水分散體的已知類型常用中間物“填料”中加入0.4重量％哌啶基衍生物類型的涂料抗氧化化合物HALS；可選的0.4重量％的殺真菌劑(IPBC)；0.5重量％的羥基苯基-苯并三唑衍生物類型的UV吸收化合物(1型)。
罩面漆實(shí)施例(所述第二配方)
在含有95.35重量％丙烯酸樹脂水分散體的常用透明不透光罩面漆中加入0.8重量％的涂料抗氧化化合物(HALS-立體位阻胺)哌啶基衍生物；可選的0.2重量％的殺真菌劑(IPBC)；1重量％的UV吸收化合物(1型)；0.5重量％三嗪衍生物類型的UV吸收化合物(2型)；可選的0.1重量％微粉化二氧化鈦分散體的UV吸收化合物(3型)；可選的2重量％的屏蔽蠟；可選的0.05重量％透明氧化鐵混合物。
權(quán)利要求
1.用于涂布木材的涂料系統(tǒng)，包括—第一配方，其含有底漆；木材抗氧化化合物(HALS-立體位阻胺)；和紫外線(UV)吸收化合物(3型)；—第二配方，其含有罩面漆；涂料抗氧化化合物(HALS-立體位阻胺)；紫外線(UV)吸收化合物(1型)；和紫外線(UV)吸收化合物(2型)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的涂料系統(tǒng)，其特征在于所述的木材抗氧化化合物選自piperidineoxylo衍生物；優(yōu)選為4-羥基-2，2，6，6-四甲基piperidineoxylo。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的涂料系統(tǒng)，其特征在于所述的UV吸收化合物(3型)選自微粉化的鈦化合物；優(yōu)選為微粉化的二氧化鈦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中一項(xiàng)或多項(xiàng)的涂料系統(tǒng)，其特征在于所述的第一底漆可以包含丙烯酸樹脂或衍生的丙烯酸樹脂的水分散體；添加劑；消泡劑；殺真菌物質(zhì)和基于透明氧化鐵的顏料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的涂料系統(tǒng)，其特征在于所述的罩面漆抗氧化化合物選自哌啶基衍生物；優(yōu)選為雙(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯和甲基(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的涂料系統(tǒng)，其特征在于所述的UV吸收化合物(1型)選自羥基苯基-苯并三唑衍生物；優(yōu)選PEG 300溶劑中甲基-3-(3-2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯反應(yīng)得到的化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的涂料系統(tǒng)，其特征在于所述的UV吸收化合物(2型)選自三嗪衍生物，優(yōu)選為活性物質(zhì)CAS 153519-44-9在1-甲氧基-2-丙醇中的85％溶液。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的涂料系統(tǒng)，其特征在于所述的罩面漆包含合成蠟和氧化鐵，所述合成蠟優(yōu)選為聚丙烯蠟。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)的涂料系統(tǒng)，其特征在于還包括第三配方，其含有中間物“填料”；涂料抗氧化化合物(HALS-立體位阻胺)；殺真菌物質(zhì)(IPBC)；UV吸收化合物(1型)。
10.制備根據(jù)權(quán)利要求1-9中一項(xiàng)或多項(xiàng)的所述涂料系統(tǒng)的方法，其中依次將單獨(dú)組分加入到配有混合裝置的容器中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中一項(xiàng)或多項(xiàng)的涂料系統(tǒng)用于獲得木材表面透明涂層的用途。
12.涂布根據(jù)權(quán)利要求1-9中一項(xiàng)或多項(xiàng)的所述涂料系統(tǒng)的方法，包括下述步驟—通過涂布系統(tǒng)用所述第一配方處理木材表面；—通過涂布系統(tǒng)用所述第二配方處理所述木材表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于用所述第一配方處理的所述木材表面隨后用根據(jù)權(quán)利要求9的所述第三配方處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種涂料及其制備方法。另外，本發(fā)明還涉及所述涂料涂布諸如木材的支持物的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C09D15/00GK1681897SQ03822296
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月20日
發(fā)明者斯特凡諾·本尼, 亞歷山德羅·南尼, 亞歷山德羅·斯帕尼亞, 羅伯托·卡雷利 申請(qǐng)人:雅克涂料意大利股份公司