用于混凝土地板的可辐射固化涂料的制作方法

专利名称：用于混凝土地板的可辐射固化涂料的制作方法
技术领域：
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：
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或地面(floor)、乙烯基树脂、木材等表面。顾名思义，可辐射固化涂料通过暴露于福射(例如紫外光、可见光和电子束)而固化。
可辐射固化涂料的子集是可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。
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(反应性非常大的物质)。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。
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的涂料那样需要长时间延误，所述其他可选的涂料例如为含有必须蒸发的溶剂的涂料，或在几小时到几天的时间间隔内才基本上完全固化的涂料。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该涂料。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储存以供将来使用。
在Jo Ann Arceneaux 的文章“UV Curable Concrete Coatings，，(在 2009 年 I 月 /2 月 /3 月的 RADTECH Report ( “RADTECH2009”)中发表)，在 Peter T. Weissman 的文章 “Field-Applied, UV-Curable Coatings for Concrete Flooring”(在 2009 年 I 月 /2 月 /3 月 2009 的 RADTECH Report 中发表)和 Peter Τ· Weissman 的发表 “Field Applied UV Coatings for Concrete”(2009 年 10 月在 UV/EB East 所作)中进一步讨论了可 UV 固化的混凝土涂料。
美国专利申请No. 2002/0164434公开了一种可辐射固化的地板涂料，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面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。
用于大型表面的可UV固化涂料的缺点涉及UV辐射源的使用，这些UV辐射源在至少一个方向(例如宽度)上小于待固化表面。例如，典型的UV固化仪是固化宽度在约O. 66 米(26英寸)和O. 86米(34英寸)之间的便携式机器。为了固化大型地板表面，那么该机器必须扫过地板，每次扫过地板的长度固化宽度仅为O. 66 - O. 86米(26-34英寸)的区域， 随后扫描并固化另一个区域，机器的宽度与之前的区域直接相邻。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，但是固化装置的边缘仍存在杂散光区，其中来自机器侧面遮光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。
在使UV固化仪扫过涂层的几秒内，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(wrinkle)也被称为“褶皱”，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，而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。位于由每个固化扫描形成的固化区域或在固化区域边缘附近的区域也被称为肩区(shoulder area)。
UV辐射源前方存在的辐射梯度很少有问题，因为当UV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O. 15mm(6密耳)的厚度涂覆的透明涂层来说，皱纹不是一个很严重的问题，因为连杂散光通常都可以使大部分厚度的涂层固化至某一固化度，然而许多以约O. 15mm(6密耳)或更大的厚度涂覆的可辐射固化涂料易起皱纹。
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，而且针对皱纹形成问题的有效解决方案没有报道。事实上， 在Weissman的UV/EB East2009发表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、在横向上位于主视线之外的从顶部到底部的有差别的固化造成”。该发表在第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，使饰面层中皱纹的外形最小化的现有方法是降低透明底漆或有色涂层的皱纹的幅度，然后使用面漆试图掩盖任何可见的皱纹。
有利的是提供这样一种可UV固化的涂料配方，其能允许将涂料涂覆在比UV辐射源大的区域，而沿着或接近UV辐射源的每一个扫描的边缘的肩区没有皱纹的形成，所述肩区中来自UV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。此外，有利的是提供这样一种用可UV固化涂料来涂布表面(例如混凝土地板)的方法，该可UV固化涂料能提供不含有因来自UV辐射源的杂散光部分UV固化而形成皱纹的固化表面。
发明概述
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。
在第一个实施方式中，提供了一种用于地板的可辐射固化涂料组合物。该涂料组合物包含至少一种多官能的单体或低聚物、至少一种光引发剂、至少一种聚合物、以及一种或更多种包含O个或I个丙烯酸酯可交联双键的叔胺化合物。
在另一个实施方式中，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。该涂料组合物包含至少一种多官能的单体或低聚物、至少一种光引发剂、至少一种聚合物、以及一种或更多种包含O个或I个可交联双键的叔胺化合物。合适的叔胺化合物也包括所述化合物的盐。
表面上涂料组合物的厚度为至少O. 15mm。所述方法进一步包括使UV辐射源扫过所述表面的所述预定区域的第一部分以固化涂料组合物；其中，完成使所述UV辐射源扫过第一部分后2分钟，预定区域中包含经部分固化涂料、与第一部分直接相邻并且其上没有UV辐射源直接扫过的肩区没有皱纹。
在另一个实施方式中，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包括表面的混凝土地板；和直接涂覆在所述表面的可辐射固化涂料组合物，该涂料组合物包含至少一种多官能的单体或低聚物、至少一种光引发剂、至少一种聚合物、以及一种或更多种叔胺化合物。该涂料组合物的厚度为至少O. 15mm。
在另一个实施方式中，提供了一种通过下列方法涂布的经涂布的混凝土地板，该方法包括将可辐射固化的涂料组合物涂布在混凝土地板表面的预定区域，该涂料组合物包含至少一种多官能的单体或低聚物、至少一种光引发剂、至少一种聚合物、以及一种或更多种包含O个或I个可交联双键的叔胺化合物，其中固化的涂料组合物的厚度为至少 O. 15mm;并且使UV辐射源扫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辐射源扫过第一部分后2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其上没有UV辐射源直接扫过的肩区没有皱纹。
看过下面详细的说明、权利要求和附图之后，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。


图I是通过UV辐射一侧已经固化的现有有色涂层的照片，说明在与完全固化的区域相邻处形成皱纹。
图2被细分成两个图。
图2a是使用UV辐射源的两次扫描来固化的现有技术有色涂层的照片，其中两次扫描之间的间隔为约5秒。
图2b是使用UV辐射源的两次扫描来固化的现有技术有色涂层的照片，其中两次扫描之间的间隔为约30秒。
图3被细分成两个图
图3a是以4密耳的厚度来涂覆的现有技术有色涂层的照片。
图3b是以6密耳的厚度来涂覆的现有技术有色涂层的照片。
图4是在图3b的现有技术有色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。
图4-2是以O. 25mm(10密耳)的厚度涂覆、使用UV辐射源的两次扫描来固化的根据下面表10的现有技术透明涂层的照片，其中两次扫描之间的间隔为约I分钟。
图4-3是在10倍放大倍数的显微镜下图4-2的涂层皱纹区的横截面照片。
图5是在20倍放大倍数的显微镜下根据一个实施方式以6密耳厚度涂覆的本发明涂层的横截面照片。
图6是可商购的UV地板固化机的立体图。
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。
图8是UV辐射源的灯管和遮光罩的局部图。
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辐射源的一次扫描。
图9b是图9a表面的局部图,其上使用第二次UV福射源扫描。
图10是现有技术的透明底漆和现有技术的透明面漆的立体截面图。
图11是本发明的透明底漆涂料和本发明的透明面漆涂料的立体截面图。
图12是根据本发明的一个实施方式用厚的透明涂层涂布的粗糙混凝土表面的立体截面图。
图13是根据本发明的一个实施方式的经涂布的地板的照片。
图14是以O. 25mm(10密耳)的厚度涂覆、已使用UV辐射源的两次扫描来固化的涂覆到混凝土表面的现有技术的透明涂层的皱纹区域的照片。
图15是以O. 25mm(10密耳)的厚度涂覆、已使用UV辐射源的两次扫描来固化的涂覆到混凝土表面的本发明的透明涂层的照片。
发明详述
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约10 μ m。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”也一样。
术语“平膜区”表示其中膜表面是平面的固化膜的区域。
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。
术语“肩区”被定义为包含正好与UV辐射源直接扫过的涂层区相邻的第一纵向边缘。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层。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。
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使大部分区域全部固化的程度。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不完全的可辐射固化涂料。
在本文中使用时，术语“约”表示规定值的±10%。
具体实施方式
本发明涉及用于表面(例如混凝土地板)的可UV固化涂料、将可UV固化涂料涂布到表面的方法以及用固化的可UV固化涂层涂布的表面。
如上所述，有利的是提供这样的可UV固化涂料配方，该可UV固化涂料配方能允许以至少约O. 15_(6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处形成皱纹，在所述肩区中来自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，肩区是被定义为包含正好与UV辐射源直接扫过的涂层区相邻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层和未固化涂层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层和UV辐射源的各种特性，例如涂层厚度、涂料组成和UV辐射强度。
在本发明的一些方面，肩区的宽度为约O. I到约10cm。在一些方面，肩区的宽度为至少约O. 5cm。在一些方面，肩区的宽度为约O. 2cm到约5. 0cm。在本发明的一些方面，肩区的宽度为约2. Ocm到3. Ocm0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。
此外，有利的是提供用可UV固化涂料来涂布表面(例如混凝土地板)的方法，其中所述可UV固化涂料能提供不含因通过来自UV辐射源的杂散光部分UV固化而形成的皱纹的固化表面。
参考附图，其中相同标号表示类似特征。图I示出了涂覆到混凝土地板的 O. 13mm(5密耳)厚的染成灰色的现有技术涂料组合物的照片,表明当涂布区域10的仅仅一部分固化时便形成皱纹。UV辐射源扫过湿的涂布区域10的一部分，以形成包含干的固化涂层的分区11、包含湿的未固化涂层的分区12、以及包含部分固化的起皱涂层的分区13。在辐射源扫过涂层的左边部分11后约I分钟拍摄所述照片。
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I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、部分固化涂层表面段的可见图案。通常，各条可见的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。
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幅度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的染成灰色的涂层的照片。图2a示出了以O. IOmm(4密耳)的厚度涂覆到混凝土地板的现有技术组合物。UV辐射源扫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UV辐射源扫过涂层组合物的第一部分之后仅约5秒，使UV辐射源扫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。
相比之下，图2b示出了以O. IOmm(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，各个褶皱或皱纹的幅度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。
此外，各个皱纹或褶皱的幅度通常与所涂覆的涂层的厚度成比例。例如，图3示出了具有不同厚度的固化的现有技术染成灰色的涂层的照片。图3a示出了以O. 10mm(4密耳)的厚度涂覆到混凝土地板的现有技术组合物。UV辐射源扫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UV辐射源扫过涂料组合物的第一部分之后约 30秒使UV辐射源扫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。
相比之下，图3b示出了以O. 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的涂层组合物以比图3a的涂层组合物的厚度大O. 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O. 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O. 10mm(4密耳)的厚度涂覆的涂层32上形成的可见皱纹33。例如，各个褶皱或皱纹的幅度和长度在以 O. 15mm(6密耳)的厚度涂覆的涂层和以O. IOmm(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二者都与涂层上形成的皱纹或褶皱的尺寸成比例。
图4提供了在20倍放大倍数的显微镜下图3b的肩区上固化的有色涂层34的横截面照片。固化涂层横截面40的显微镜照片绘出了皱纹的波浪形状。在平面无皱折的涂层区的固化涂层34的厚度经测定为约130 μ m(约5. 12密耳)(O. 13mm)厚。横截面40的波谷 42的厚度范围为约60 μ m(约2. 36密耳)(0.06mm)到约100 μ m(约3. 94密耳)(O. IOmm) 厚。相比之下，横截面40的波峰44的厚度范围为约180 μ m(约7. 09密耳)(O. 18mm)厚。 图4中皱纹的角度46与平面成17度。该角度是从波谷48开始沿着皱纹厚度的增大来测定。
图4-2示出了以O. 25mm(10密耳)的厚度采用涂漆棒(draw down bar)涂覆的根据下面表10的现有技术涂层的照片。辐射源扫过分区430以固化该分区，但没有扫过肩区 432。I分钟之后，辐射源扫过涂层的肩区432和分区434。所产生的涂层在肩区432处显示出皱纹。皱纹区的宽度为约O. 5cm。
图4-3是在10倍放大倍数的显微镜下图4-2的肩区处固化的皱纹区432的横截面照片。固化皱纹区的横截面440的显微镜照片绘出了皱纹的波浪形状并且绘出了波峰442 和波谷444。在图4-2的平面薄膜、平面区430处的涂层厚度为190 μ m。波峰442处的涂层厚度为240 μ m，这比平面膜区的厚度厚；波谷444处的涂层厚度为130 μ m，这比平面膜区的厚度薄。图4-3中皱纹的角度446与平面成8度。该角度是从波谷444开始沿着皱纹厚度的增大来测定。
与图4、4_2和4-3相比，图5提供了在20倍放大倍数的显微镜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210μπι的均匀厚度。涂层以 O. 25mm(10密耳)的厚度采用涂漆棒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I分钟)固化。所得到的涂层是平面的并且无皱纹。
参考图6，示出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福射源60将辐射指向待固化的经涂布表面，由固定在UV辐射源机器60较低区62的水银蒸汽灯和/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行走。图6中所不的Hammerhead机器60包括O. 66m(26英寸)的固化通道 63 ;结果，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。辐射源仪器可以扫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. IOm(20英尺)到每分钟约12. 20m(40英尺)，如每分钟约7. 62m(25英尺)。根据本发明实施方式的UV辐射源发出例如但不限于范围为约IOOnm到约700nm、或约IOOnm到约500nm的福射。
一种可选的辐射源是包含发光二极管(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, “D1446BT 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。
相对于所选辐射源，辐射强度可以在不同的位置处测量。例如，参考图7，所提供的图示出了水银蒸汽灯管辐射源的UV-A(320-390nm)峰值辐照度与距遮光罩边缘的距离的函数关系。使用MicroCure MC-2片(EIT, Inc, Sterling, VA)测量福照度。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又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。
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。由这种灯管从灯管的纵向中心提供的典型UV-A辐射高强度为约1700mW/cm2。在灯管的末端和遮光罩的边缘之间，峰值福照度从673mW/cm2降至53mW/cm2。有趣的是,即使低至53mW/cm2的福射也足以使厚度为约0. 15mm(6密耳)的透明可辐射固化涂层的整个厚度固化至部分固化。
仅仅在装置遮光罩外0. 5英寸或更远处(辐照度低于约5-lOmW/cm2的最小可检测水平)，仅表层能通过杂散发生部分固化。本领域技术人员能理解，在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。
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。箭头描绘了由灯82提供的辐射的方向，其在固化扫描期间在涂布表面 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，接收间接的光辐射。如图7所示的测量结果表明，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。
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具有涂覆到表面90上的可辐射固化涂料。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，即便该UV辐射源并没有扫过肩区92。UV辐射源以适宜的预定速度扫过涂布表面，例如每分钟约I. 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，需要在涂布区域90上进行不止一次UV辐射源扫描，那么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。
例如，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O. 86m(34英寸)且固化速度为每分钟约3. 05m(10英寸)，那么位于涂布区域90上约O. 89m(35英寸)宽和O. 15m (6英寸)长处(在肩区92内)的第一个点93 将在UV辐射源第一次扫描涂布区域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。位于涂布区域90上约O. 89m(35英寸)宽和2. 90m(9英尺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％，如果UV辐射源随后立即转身并且扫过正好与第一固化主体区91相邻的第二主体区95并且使部分固化的肩区92重叠，那么UV辐射源将扫过第二个点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辐射源将扫过第一个点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两分钟。如图％所示，第二次扫描将产生完全固化的第二主体区95和部分固化的第二肩区96，即便该UV辐射源并没有扫过肩区96。
结果，涂布表面的尺寸和UV辐射源扫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，在小于约I分钟的时间内完成表面上整个涂层组合物的两个直接相邻的固化扫描不切实际。因此，根据本发明的涂层组合物的优点是防止位于与主体区(通过UV辐射源的第一次扫描便已完全固化)相邻的肩区上的经部分固化的涂层，至少约 I分钟或者直到可以用UV辐射源的第二次扫描使该肩区完全固化，起皱或皱折。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，经受弱强度辐射之后至少约O. 5分钟、或至少约I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分钟无皱纹。
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辐射的涂层组合物涂覆到小的表面区域90上，例如在4英寸x6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 (即便固化机并没有扫过肩区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。
尽管有各种设计变化，但我们认为不存在任何能提供从高强度光到零光的辐射截止(即，在UV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UV辐射源。然而，通过提供可辐射固化涂料配方的特定组成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。
参考图10，显示了根据现有技术的透明涂层100的横截面。透明涂层可以由不止一种单独的涂层组成，例如直接涂覆在表面(未示出)的底漆涂层102和涂覆在底漆顶部的面漆104。通常，设置底漆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，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，许多现有技术的透明涂层组合物仅能以约O. 13_(5密耳)的最大厚度涂覆到大型区域，以实现在固化期间没有皱纹形成。
在用于调色目的的涂层中，透明涂层可以包含至多0.5重量％的颜料或染料，其仍被视为透明涂层，因为该涂层不能提供完全的遮盖，即，该涂层保持透明。
如上所述，本发明提供了对透明的可UV固化涂料组合物中皱纹形成问题的解决方法，从而可以将高达O. 64mm(25密耳)或更厚的涂层涂覆到大型区域并通过UV固化，而没有产生可见的皱纹。
本发明的一个实施方式提供了一种用于地板的可辐射固化涂料组合物，该涂料组合物包含
至少一种多官能的单体或低聚物；
至少一种光引发剂；
至少一种聚合物；以及
一种或更多种包含O个或I个丙烯酸酯可交联双键的叔胺化合物。
根据本发明某些实施方式的可UV固化组合物在100%固体组成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层领域熟知的，并且光纤用可辐射固化涂层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福射固化涂层中。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.编辑，Morse, 2007by Elsevier Inc.)的第四章对这些反应性稀释剂单体的简洁概括。
在本发明的实施方式中，可UV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UV固化组合物的总重量，一种或更多种单体的含量介于约5重量％和约90重量％ 之间，或介于约10重量％和约80重量％之间，或介于约20重量％和约70重量％之间，或介于约30重量％和约60重量％之间，或介于约40重量％和约50重量％之间。在本发明的某些方面，单体的粘度等于或大于20厘泊。
适用于本发明组合物的低聚物包括已知可辐射固化的任何低聚物。所述低聚物包括例如但不限于聚氨酯丙烯酸酯低聚物，诸如可购自DSM的Neorad U-10的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，以及诸如可购自Sartomer的CN131B的芳族单丙烯酸酯低聚物。
根据本发明的可UV固化组合物包含至少一种光引发剂，用于在吸收UV辐射之后引发聚合反应。在上面所列举的参考文献MODERN COATING TECHNOLOGY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”(DSMDesotech, Elgin, Illinois)的第 105 页和 Specialty Optical Fibers Handbook(由 Alexis Mendez 和 T. F.编辑，Morse, 2007by Elsevier Inc.)的第四章对这些光引发剂的简洁概括。
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同剂。尽管本发明的某些实施方式在可UV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UV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)、I-轻基环己基苯基甲丽、I-轻基环己基二苯甲丽、2_轻基-2-甲基苯丙丽、2_乙氧基_2_异丁氧基苯乙丽、2，2- _■甲基_2_轻基苯乙丽、2，2- _.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、I-苯基-1，2-丙二酮-2-0-乙氧基羰基酯、I-苯基-1，2-丙二酮-2-0-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NorrishII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UV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介于约O. I重量％到约5重量％之间，介于约I重量％到约4重量％之间，或约3重量％。
意外地发现，向涂料组合物中添加聚合物有助于防止、减少或延缓皱纹的形成。在皱纹厚度和/或皱纹延迟时间方面，含有聚合物的固化涂层显示出明显的抗皱纹性能。还意外地发现，增加涂料组合物中聚合物的量将增大皱纹在涂层中形成的时间量并且可以防止皱纹形成。实施例I和4示出了其中涂料组合物中聚合物的量增加时，涂层的抗皱纹性增大。
用于包含在根据本发明的可辐射固化涂料组合物中的合适的聚合物包括没有可交联双键的聚合物以及包含可交联双键的聚合物。优选的聚合物是没有可交联双键的聚合物。合适的聚合物包括例如但不限于聚酯、丙烯酸酯(共)聚合物、甲基丙烯酸酯(共) 聚合物、乙酸纤维素丁酸酯、乙酸乙烯酯(共)聚合物及其组合。
在本发明的某些实施方式中，组合物中所含的非反应性聚合物的数均分子量Mn 的下限为5000g/mol，而所含的反应性聚合物的数均分子量Mn的下限为lOOOOg/mol。根据本发明的某些实施方式的可UV固化组合物在所述组成中包含非反应性聚合物。基于可UV 固化组合物的总重量，本发明的某些实施方式中所含的一种或更多种非反应性聚合物的量介于约5重量％和约60重量％之间，或介于约10重量％和约50重量％之间，或介于约20 重量％和约40重量％之间，或为约30重量％。此外，在某些实施方式中，基于可UV固化组合物的总重量,所含反应性聚合物的量介于约5重量和约60重量％之间，或介于约10重量％和约50重量％之间，或介于约20重量％和约40重量％之间，或为约30重量％。
意外地发现，固化期间叔胺的加入有助于防止、限制或延缓皱纹的形成。具有叔胺的透明涂层在通过UV辐射源的单独扫描固化的多个分区中看起来是连续的。具体叔胺样品的胺值表示为，与Ig样品中胺的碱值相当的氢氧化钾的毫克数。
还意外地发现，增加涂料组合物中叔胺的量将通过增大皱纹形成所需的时间或防止皱纹形成而增大组合物的抗皱纹特性。如下面的实施例I和2所述，将涂料组合物的胺值由7. 5增大到15mg KOH/(g组合物中可辐射固化树脂的总重量)，将显著增大组合物的抗皱纹特性。在实施例I中，胺值为15mg KOH/(g组合物中可辐射固化树脂的总重量)的涂料组合物在UV辐射源的第一次扫描之后10分钟没有形成皱纹；在实施例2中，胺值为7. 5mg KOH/ (g组合物中可辐射固化树脂的总重量)的涂料组合物在UV辐射源的第一次扫描之后 5分钟显示出皱纹形成。
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)的协同剂。然而，我们认为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(其为约5-lOmW/cm2)之上。不想受缚于理论，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，因而包含链转移剂(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。
合适的叔胺化合物包括含有O个或I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7.5mg KOH/(g可辐射组合物中可辐射固化树脂的总量)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I分钟到约20分钟内不能有效阻止皱纹的形成。这是意想不到的， 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。
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 CN386、CN383 和 CN384,和购自 Cytec Industries Inc. (Woodland Park, NJ)的 Ebecryl Ρ115。CN386、CN384 和 CN383 是由 Sartomer Company, Inc.出售的叔胺,作为用于与光敏剂(例如二苯甲酮)结合以在UV福射下促进快速固化的双官能胺共引发剂。CN383是具有O个可交联双键的非丙烯酸酯化的胺单体。CN384是具有一个可交联双键的胺丙烯酸酯单体。CN386是具有O个可交联双键的非丙烯酸酯化的胺单体。Ebecryl*P115是由CytecIndustries Inc.出售的可共聚的胺， 在可UV固化涂层中作为氢供体或不含丙烯酸酯官能团的光活化剂，任选地与光敏剂组合。 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。
在本发明的实施方式中，一种或更多种叔胺可以下列用量使用，该用量足以提供至少7. 5mg KOH/(g可辐射组合物中可辐射固化树脂的总量)的胺值。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/(g可辐射组合物中可辐射固化树脂的总量但不包括诸如无机填料的组分)的胺值。一种或更多种叔胺化合物的量还将取决于可UV固化组合物中存在的其余组分。
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。
根据本发明某些实施方式的可UV固化组合物包含至少一种填料组分。合适的填料包括对可见光辐射(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硅颗粒；硅酸盐颗粒；陶瓷颗粒；粘土颗粒；碳酸钙颗粒；氧化铝颗粒；氢氧化铝颗粒；三水合铝颗粒；硫酸钙颗粒；硫酸钡颗粒；空心玻璃珠；实心玻璃珠；玻璃纤维；玻璃鳞片；聚合物颗粒，例如丙烯酸颗粒(acrylic particle)、聚烯烃颗粒；娃颗粒等及其组合。例如，陶瓷微球可商购自3M(St. Paul, MN), Sphericel 空心玻璃球可商购自Potters Industries Inc. (Valley Forge, PA)。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，我们假设填料颗粒能分散涂料组合物中存在的弱光，从而有助于将聚合反应推进到完全。相对于可UV固化组合物的总重量，一种或更多种填料以约I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UV固化组合物中。在本发明的某些实施方式中，可UV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。
在某些实施方式中，可UV固化涂料包括面漆，例如混凝土用的透明面漆。这种面漆被涂覆在底漆涂层的上部。参考图11，描绘了根据本发明的一个实施方式的透明涂层 110的截面图。透明涂层110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)的底漆涂层112，涂覆到底漆涂层112上的面漆涂层114。通常，底漆涂层被设置用来提供可UV固化涂层对表面(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UV固化涂料组合物配方的优点，根据本发明某些方面的透明涂层组合物可以以至少O. 15mm(6密耳)的厚度(对于底漆涂层或面漆来说)涂覆到大型区域，而在固化期间没有形成皱纹。根据本发明的其他实施方式，可UV固化涂料组合物可以以至少约O. 18mm(7密耳)、或至少约O. 20mm(8 密耳)、或至少约O. 23mm(9密耳)、或至少约O. 25mm(10密耳)、或至少约O. 28mm(II密耳)、或至少约O. 30mm(12密耳)、或至少约O. 33mm(ll密耳)、或至少约O. 38mm(14密耳)、 至少约O. 39mm(15密耳)、或至少约O. 40mm(16密耳)、或至少约O. 43mm(17密耳)、或至少约O. 46mm (18密耳)、或至少约O. 48mm (19密耳)、或至少约O. 51mm (20密耳)、或至少约O. 53mm(21密耳)、或至少约O. 56mm(22密耳)、或至少约O. 58mm(23密耳)、或至少约 O. 6Imm (24密耳)、或至少约O. 64mm (25密耳)厚度涂覆到大型区域，而在固化期间没有形成皱纹，其中两个直接相邻固化扫描之间的时间间隔为至少2分钟。
在某些实施方式中，可UV固化组合物包括底漆涂料组合物，例如混凝土用的透明的底漆涂料组合物。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任意的涂层。在可选的实施方式中，底漆涂料组合物直接涂覆到基材(例如木材、乙烯基树脂、复合材料等)上。本发明的一个优点为能涂覆可UV固化涂料组合物的厚涂层。例如，图12描绘了包含粗糙表面122的经涂布的混凝土基材120 表面的截面图，作为喷丸处理从混凝土表面除去之前的涂层和/或残渣的结果。根据本发明的一个实施方式的可UV固化组合的涂层124被设置在粗糙的混凝土表面122上，涂层 124的厚度为约O. 51mm(20密耳)
本发明的可UV固化组合物允许以至少约O. 25mm(10密耳)、或至少约O. 38mm(14 密耳)、或至少约O. 46mm(18密耳)、或至少约O. 51mm(20密耳)、或至少约O. 56mm(22密耳)、例如高达约0.64_(25密耳)的厚度将厚浆型(high build)透明涂料组合物涂覆到表面上。在区域的至少一个维度大于UV辐射源宽度的表面上这种厚浆型透明涂层能在不止一次UV辐射源扫描中使用UV辐射源来固化同时保持无皱纹形成，其中扫描之间的时间间隔为约I分钟到约20分钟。例如，在某些实施方式中透明的底漆涂层组合物以至少约6 密耳、或至少约O. 30mm(12密耳)、或至少约O. 46mm(18密耳)、或至少约O. 61mm(24密耳) 的厚度涂覆。
图13描绘了根据本发明的实施方式涂覆到面积大于18. 58平方米(200平方英寸)的混凝土地板具有O. 25mm(10密耳)底漆涂层和O. 20mm(8密耳)面漆涂层的透明涂层体系。使用宽度为O. 66m(26英寸)的UV辐射源来固化透明的涂料组合物。图13中固化涂层的照片表明，尽管在未固化的涂层组合物上使用多个UV辐射源扫描，但可UV固化涂层是无皱纹的。使用如图6所示的型号为26-8000A的HID Hammerhead UV Floor Curing Equipment来固化涂料组合物，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示出了与本发明的涂料相比组成如下面的对比例10中所公开的现有技术的透明固化涂层。使用两次UV辐射源扫描来固化以0.25mm(10密耳)的厚度涂覆到混凝土表面的现有技术的透明涂料，两次扫描之间的延迟为约I分钟。第一次固化扫描之后在涂层140上形成可见的皱纹142。与图14所示的以O. 25mm(10密耳)的厚度涂覆、在约I分钟内包含严重起皱的现有技术涂层相比，图15中固化涂层的照片证明，尽管在未固化的涂料组合物上使用不止一个UV辐射源扫描，但本发明的透明可UV固化涂层没有皱纹或褶皱的。涂层组合物140以O. 25mm(10密耳)的湿厚涂覆，在第一次固化扫描后约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，在固化涂层组合物的特写照片中，没有可见的皱纹、褶皱或光泽线存在。
根据本发明，提供了一种可UV固化的涂料组合物，其包含至少一种多官能的单体或低聚物、至少一种光引发剂、至少一种聚合物、以及一种或更多种叔胺化合物，所述一种或更多种叔胺化合物的量为足以提供至少7. 5毫克KOH/(g可辐射组合物中可辐射固化树脂的总量)的胺值。在其他实施方式中，一种或更多种叔胺的量为足以提供至少9毫克 KOH/ (g可辐射组合物中可辐射固化树脂的总量)的胺值。
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至少一种多官能的单体或低聚物、至少一种光引发剂、至少一种聚合物、以及一种或更多种包含O个或I个可交联双键的叔胺化合物，其中表面上的涂料组合物的厚度为至少O. 15mm(6密耳)。在其他实施方式中，所述一种或更多种叔胺的量为足以提供至少9毫克KOH/(g可辐射组合物中可辐射固化树脂的总量)的胺值。该方法还包括，使UV辐射源扫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。UV辐射源在初始扫描中未扫过直接与主体区相邻的肩区，但该肩区通过从遮光罩边缘漏出的杂散光而部分固化。随后，UV 辐射源扫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约O. 5厘米、至少约I厘米，至少约5 厘米，或至少约10厘米。扫描第一部分开始之后至少约I分钟完成辐射源对第二部分的扫描；在一些实施方式中，辐射源扫描第一部分开始之后约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，完成辐射源对第二部分的扫描。UV辐射源扫过第二部分之后，肩区不再可见，例如UV辐射源扫过第二部分之后，直接与第一部分相邻的肩区是平面的和/或无皱纹和/或褶皱的。
根据本发明的实施方式，UV辐射源的扫过是以每分钟约4. 57m(15英尺)到每分钟约15. 24m (50英尺)的速度进行，例如每分钟约6. IOm (20英尺)到每分钟约12. 20m (40英尺)，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部分固化，以每分钟约7. 62m (25英尺)的扫描速度沿着表面长度往复，完成全部2个UV辐射源扫描将需要至少约8分钟。类似地，对于长度为60. IOm (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)的扫描速度沿着表面长度往复，完成全部2个UV辐射源扫描将需要至少约10分钟。 因此，本发明容许长度为至少约12. 20m(40英尺)到约122m(400英尺)的表面区域以至少约O. 15mm(6密耳)的厚度涂覆，并在扫描速度为每分钟约4. 57m(15英尺)到每分钟约 15. 24m(50英尺)的UV辐射源下固化，而在涂层中没有形成可见的皱纹。
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该表面上的涂料组合物。所述涂料组合物包含至少一种多官能的单体或低聚物、至少一种光引发剂、至少一种聚合物、以及一种或更多种包含O个或I个丙烯酸酯双键的叔胺化合物，其中所述涂料组合物的厚度为至少O. 15mm(6密耳)。在其他实施方式中，所述一种或更多种叔胺的量为足以提供至少7. 5毫克氢氧化钾/(g涂料组合物中可UV固化树脂的总量)的胺值。
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至少一种多官能的单体或低聚物、至少一种光引发剂、至少一种聚合物、以及一种或更多种包含O 个或I个丙烯酸酯双键的叔胺化合物，其中所述涂料组合物的厚度为至少O. 15mnK6密耳)。 在其他实施方式中，所述一种或更多种叔胺的量为足以提供至少7. 5毫克KOH/(g涂料组合物中可UV固化树脂的总量)的胺值。该方法还包括，使UV辐射源扫过表面预定区域的第一部分来固化涂料组合物，在第一次扫描中第一部分包含主体区。UV辐射源在第一次扫描期间未扫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涂层部分固化。随后，UV辐射源扫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。辐射源扫描第一部分开始之后至少约I分钟，完成对第二部分的扫描，并且UV辐射源扫过第二部分之后，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
如上所述，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。
实施例I
可辐射固化组合物包含具有O个可交联双键的叔胺化合物(提供15. Omg KOH/(g 组合物中可辐射固化树脂的总量)的胺值)、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚合物、丙烯酸酯单体以及光引发剂的组合，该可辐射固化组合物成功提供了在涂布表面的不止一个直接相邻分区固化之后无皱纹的可UV固化组合物。可UV固化涂料包含下面表I所提供的材料。实施例中叔胺化合物的重量百分比和聚合物的重量百分比都是用于比较的目的。
用包含表I所列的材料来制备可UV固化涂料，随后涂覆在10. 16cmxl5. 24cm (4英寸x6英寸)的金属基材上至厚度为O. 25mm(10密耳)。接着，使用型号为26-8000的HID Hammerhead UV Floor Curing Equipment (如图 6 所不)作为 UV 福射源来固化 O. 25mm( 10 密耳)厚的涂层的一部分。HID Hammerhead机器所提供的功率为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，在下一次扫描固化之前至少约10分钟观察到肩区(例如固化边缘)处的透明底漆涂层没有显示出可见的皱纹。
表I
权利要求
1.一种用于地板的可辐射固化涂料组合物，其包含 -至少一种多官能的单体或低聚物； -至少一种光引发剂； -至少一种聚合物；以及 -一种或更多种包含O个或I个丙烯酸酯可交联双键的叔胺化合物。
2.如权利要求I所述的涂料组合物，其中，所述涂料组合物是用于混凝土的透明的底漆涂料组合物或其中所述涂料组合物是透明的面漆涂料组合物。
3.如权利要求I或2所述的涂料组合物,其中当所述涂料组合物以至少O.15mm的厚度被涂覆到表面上，并且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，并且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2分钟、优选至少3分钟、更优选至少4分钟时，固化的组合物没有皱纹； 其中所述UV辐射优选通过如下源发出，所述源选自由至少一个灯、至少一个灯管、至少一个LED及其组合组成的组； 优选地，完成使所述UV辐射源扫过第一部分后约2分钟，预定区域中与所述第一部分直接相邻并且其上没有使所述UV辐射源直接扫过的肩区没有皱纹。
4.如权利要求3所述的涂料组合物，其中当所述组合物以在混凝土地板的表面上至少O.15mnK6密耳)的厚度被涂覆到所述表面的预定区域，并使辐射源扫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时，完成使所述UV辐射源扫过所述第一部分后约2分钟，所述预定区域中与所述主体区直接相邻并且没有所述UV辐射源扫过、但具有从UC固化机的遮光罩侧面漏出的杂散光的肩区没有皱纹。
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，其选自由下列物质组成的组酰基氧化膦、安息香醚、2，2- 二乙氧基苯乙酮、苄基二甲缩酮、I-羟基环己基苯基甲酮、I-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_苯基苯乙丽、2，2, 2- 二氣-4-叔丁基苯乙丽、2，2- _.甲基-2-轻基-4-叔丁基苯乙酮、I-苯基-1，2-丙二酮-2-0-乙氧基羰基酯、I-苯基-1，2-丙二酮-2-0-苯甲酰基肟及其组合。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的涂料组合物，其中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、其盐及其组合组成的组。
7.如权利要求1-5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O.18_、至少 O. 20_、至少 O. 23_、至少 O. 25_、至少 O. 28_、至少 O. 30_、至少 O. 33_、至少O. 38mm、至少O. 39mm、至少O. 40mm、至少O. 43mm、至少O. 46mm、至少O. 48mm、或至少O.51mm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,其进一步包含至少一种填料。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的涂料组合物，其中所述一种或更多种叔胺化合物以这样的量存在，该量提供至少7. 5mg氢氧化钾(KOH)/(g所述涂料组合物中可辐射固化树脂的总重量)、至少9mg氢氧化钾(KOH) / (g所述涂料组合物中可辐射固化树脂的总重量)、至少15mg氢氧化钾(KOH)/ (g所述涂料组合物中可福射固化树脂的总重量)、至少19. 5mg氢氧化钾(KOH)/(g所述涂料组合物中可辐射固化树脂的总重量)的胺值。
10.如权利要求1-9中任意一项所述的涂料组合物，其中所述聚合物是非丙烯酸酯官能化的聚合物，并且所述非丙烯酸酯化的聚合物的数均分子量的下限优选为5000g/mol。
11.一种用于涂布混凝土地板的方法，其包括 -将根据权利要求ι- ο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，其中表面上所述涂料组合物的厚度为至少O. 15mm ;并且 -使UV辐射源扫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，完成使所述UV辐射源扫过所述第一部分后至少2分钟、优选至少3分钟、更优选至少4分钟，所述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其上没有使所述UV辐射源直接扫过的肩区没有皱纹； 其中所述UV辐射源提供的辐射波长优选介于约IOOnm和约700nm之间，并且更优选所述UV辐射通过如下源发出，所述源选自由至少一个灯、至少一个灯管、至少一个LED及其组合组成的组。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述辐射源以介于每分钟约6.Im和每分钟约18.3m之间的速度扫过所述混凝土表面的预定区域。
13.如权利要求10或11所述的方法，其中所述肩区的宽度为至少O.5厘米。
14.一种经涂布的混凝土地板，其包含 -包括表面的混凝土地板；和 -直接涂覆在所述表面的权利要求1-10中任意一项所述的可辐射固化涂料组合物，其中所述涂料组合物的厚度为至少O. 15_，并且其中优选地所述涂料组合物是透明的。
15.如权利要求14所述的经涂布的混凝土地板，其中当所述涂料组合物经受UV辐射源的多个固化扫描，并且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2分钟、优选至少3分钟、更优选至少4分钟时，所述表面上的固化组合物没有皱纹，并且其中所述多个扫描固化中的第一个与所述多个固化扫描中的第二个重叠至少5cm。
全文摘要
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，其包含至少一种多官能的单体或低聚物、聚合物、至少一种光引发剂、以及一种或更多种包含0个或1个可交联双键的叔胺化合物。这些涂料组合物能允许将所述涂料组合物以至少约0.15mm(6密耳)的厚度涂覆到比辐射源大的区域，而在辐射源的每一次扫描之后，在其中来自UV辐射源侧面的漏光产生非常弱的辐射强度的区域没有皱纹或褶皱形成。该涂料组合物可选地是透明的，此外，本发明还涉及及并要求保护用所述可辐射固化涂料组合物涂布表面的方法，从而在每一次UV辐射源扫描之后产生无皱纹或褶皱形成的光滑的固化表面，并且涉及用所述可辐射固化涂料组合物涂布的表面。
文档编号C09D133/04GK102985391SQ201180032959
公开日2013年3月20日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年7月9日
发明者曹惠民, 李文广, 李泰彦 申请人:帝斯曼知识产权资产管理有限公司