含耐磨涂料的木质基板的制作方法

文档序号:18188324发布日期:2019-07-17 05:27阅读:196来源:国知局
含耐磨涂料的木质基板的制作方法
本申请要求2017年10月5日提交的美国临时申请第62/404,413号的权益,所述申请的内容通过引用的方式并入本文中。公开一种耐磨涂料。所述涂料包含金刚石颗粒,并且可以用于木质基板的涂料叠层的一个或多个涂层中。木质基板包含硬木和工程硬木地板。
背景技术
:通常,高磨损密封剂(has)位于涂料叠层内的染色剂层或填充剂层附近。可采用一种或多种has,使得被称为泰伯磨损测试(taberabrasiontest)的具体测试结果增强。使用s42车轮,不具有has的产品通常具有50次循环或更少循环的最终泰伯磨损结果。性能增强的面漆通常具有约500次循环的泰伯磨损值。具有更高氧化铝含量、更大粒径、更厚has层规格或多个has层的面漆系统有时被称为“商业级”面漆,并且在泰伯磨损测试中可实现大于1000次的循环。这种面漆系统的实例为由armstrongflooring在品牌为“lifetime”面漆的产品中使用的那些面漆,或者在以子品牌“performanceplus”销售的工程木质产品(engineeredwoodproduct)上使用的那些面漆。一些面漆系统,例如以品牌mohawkarmormax出售的那些,要求超高泰伯磨损,并且实现约3000次循环的性能水平。然而,在armormax面漆的情况下,面漆系统的雾度增加,表面纹理也增加。最终产品的外观透明度低,其损坏了木材颜色和图案的自然美。此外,包括增强的泰伯磨损、商业级和超高性能面漆的产品通常不提供增强的耐小刮擦性。技术实现要素:目前没有可用的面漆系统包含商业级泰伯磨损、极好的耐染色性和耐化学性、工业标准静态cof以及高度颜色稳定性和图像清晰度的组合,如本发明所提供。包含金刚石颗粒和任选地其它耐磨颗粒的合适耐磨涂料公开于美国专利申请第14/678,163号和第14/678,183号中,所述申请以全文引用的方式并入本文中。耐磨涂料通过降低造成失去光泽的细刮擦的形成频率来延长地板产品保持其原始外观的时间。木地板的其它积极的视觉和性能属性得以维持,从而最小化其它消极的视觉或性能属性。积极的视觉属性包含光洁度、图像分辨率、颜色、光泽度和表面纹理。积极的性能属性包含耐染色性和耐擦伤性、保光性、耐刮擦性、耐溶剂性和耐磨性。消极的视觉属性包含模糊、乳白色外观、“绳状”或“葡萄藤状”光洁度缺陷,以及曝露于日光或室内光线的颜色变化。消极的性能属性包含面漆剥离、暴露于极端温度和湿度后的面漆开裂、面漆从表面剥落或与公用物体撞击时过度开裂,或静态摩擦系数值低于规定的行业标准。还包含一种精确地涂覆面漆系统的方法,所述方法通过在预定的工艺窗口内控制涂覆速率且固化/干燥每种组分以最小化制造过程中的浪费的方式来最大化所需的视觉和性能优势。耐磨颗粒在包含在涂料叠层的任何层中时有助于涂料叠层的耐磨性。举例来说,耐磨颗粒可包含在顶涂层或高磨损密封剂层中。附图说明图1是展示实例ia中的每个顶涂层的厚度(mils)的图表。图2是展示实例ib中的每个顶涂层的厚度(mils)的图表。图3是展示实例ic中的每个顶涂层的厚度(mils)的图表。图4是展示实例id中的每个顶涂层的厚度(mils)的图表。图5是展示实例ie中的每个顶涂层的厚度(mils)的图表。图6是展示实例if中的每个顶涂层的厚度(mils)的图表。图7是展示在如实例2所描述的磨损测试后本发明产品(55光泽度)、mohawk和shaw产品的样品照片。图8是展示在如实例2所描述的磨损测试后测试产品的保光性的平均值比较的图表。图9是展示在如实例2所描述的磨损测试后测试产品的视觉评估等级数据分布的图表。具体实施方式可将耐磨涂料叠层涂覆于木质基板。合适的木质基板包含实心硬木和工程硬木,例如用于地板的硬木。涂料叠层包含选自由以下组成的组的若干层:底漆层;一个或多个染色剂层;一个或多个填充剂层;一个或多个高磨损密封剂层;防检查底漆层;一个或多个砂磨密封剂层;一个或多个顶涂层;和其组合,其中所述层中的一个或多个包含耐磨颗粒,所述耐磨颗粒包括金刚石颗粒。以上层的顺序通常是按照其如何被包含在涂料叠层中的顺序。通常在将面漆涂覆于具有大量油的外来热带木材时使用底漆层。当包含底漆或防检查底漆时,产品将被轻轻地砂磨,这是因为底漆通常会增加木材纹理。如果应用,在高磨损密封剂层之后,也可包含防检查底漆。可包含一个或多个染色剂层,例如100%固体uv固化染色剂、基于水的uv固化染色剂或基于溶剂的uv固化染色剂。第二染色剂层(如果包含)通常可以是100%固体uv固化染色剂、基于水的uv固化染色剂或基于溶剂的uv固化染色剂。如果需要深色,或如果在第一次染色后采取中间步骤,例如刮擦、锤击、染色、砂磨等,第二次染色可能特别有用,这可能是为了产生需要一个或多个可能具有不同颜色的染色剂层的“风化”或复古或其它特殊视觉效果。一个或多个填充剂层可用称为反向填充机的涂覆机涂覆。这种涂覆机通过辊将粘性100%固体uv固化物推入木材表面上的“开放”孔中。一个或多个高磨损密封剂层(has)类似于砂磨密封剂,但通常包括氧化铝。在一些实施例中,除氧化铝以外或代替氧化铝,可使用金刚石颗粒。也可包含其它耐磨颗粒。has层在泰伯磨损测试中提供了增加的性能。通常,更厚的has和更大的粒径意味着更好的性能(更高次数的失效“循环”)。可选的防检查底漆层最常用于处于具有检查问题的更高风险的扁平产品,例如橡木和山核桃木。可包含一个或多个砂磨密封剂层。通常,其包含低成本的填充剂(例如滑石),用于平滑涂料叠层下方的表面的100%固体层,且其随后用作最终顶涂料的“基底”。可能需要多个砂磨密封层以提供平滑表面。可包含一个或多个顶涂层以向基板的最外层提供光泽、耐磨性和/或耐刮擦性。这可为“湿碰湿”(wet-on-wet;wow)顶涂料,其可包含耐磨颗粒,例如金刚石。额外层可以增加层的厚度,而涂覆器的擦拭动作有助于确保面漆的平滑度。合适涂层的许多实例是市售可得的,且在所属领域是众所周知的。提供合适组合物的供应商的实例包括ppgindustries、sherwinwilliams、akzonobel和valspar等。可将耐磨颗粒添加到这些组合物中的任一者中。在一些实施例中是基板和耐磨涂层。耐磨涂层可包含涂料基体和耐磨颗粒。涂料基体可以是可固化涂料组合物,其包括粘合剂和其它添加剂,例如下文描述的光引发剂。根据一些实施例,粘合剂可包含丙烯酸酯官能化合物,且耐磨颗粒包括金刚石颗粒(微米和/或纳米大小)和第二耐磨颗粒的混合物。粘合剂可包含选自以下的树脂:丙烯酸酯官能聚合物、丙烯酸酯官能低聚物、丙烯酸酯官能单体和其组合。丙烯酸酯官能聚合物可包含聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚硅氧烷丙烯酸酯、聚烯烃丙烯酸酯和其组合。合适的聚酯丙烯酸酯可以是具有至少一个丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯官能团的直链或支链聚合物。在一些实施例中,聚酯丙烯酸酯具有至少1到10个游离丙烯酸酯基团、(甲基)丙烯酸酯基团或其组合。聚酯丙烯酸酯可具有丙烯酸酯官能度。聚酯丙烯酸酯可以是呈约1:1的oh:cooh比率的聚酯多元醇和羧酸官能丙烯酸酯化合物(例如丙烯酸、(甲基)丙烯酸或其组合)的反应产物。聚酯多元醇可以是在聚酯链的末端具有两个羟基的聚酯二醇。在一些实施例中,聚酯多元醇可具有范围介于3到9的羟基官能度,其中游离羟基存在于聚酯链的末端处或沿着聚酯链的主链。在非限制性实施例中,聚酯多元醇可以是羟基官能化合物和羧酸官能化合物的反应产物。羟基官能化合物以超过羧酸化合物的化学计量的量存在。在一些实施例中,羟基官能化合物是多元醇,例如二醇或三官能或更高级的多元醇(例如,三醇、四醇等)。在一些实施例中,多元醇可以是芳香族、环脂族、脂族或其组合。在一些实施例中,羧酸官能化合物是二羧酸、聚羧酸或其组合。在一些实施例中,二羧酸和聚羧酸可以是脂族、环脂族、芳香族。二醇可选自:亚烷基二醇,例如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和新戊二醇;氢化双酚a;环己二醇;丙二醇,包含1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁基乙基丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇;丁二醇,包含1,4-丁二醇、1,3-丁二醇和2-乙基-1,4-丁二醇;戊二醇,包含三甲基戊二醇和2-甲基戊二醇;环己烷二甲醇;己二醇,包含1,6-己二醇;己内酯二醇(例如,ε-己内酯和乙二醇的反应产物);羟基烷基化双酚;聚醚二醇,例如聚(氧四亚甲基)二醇。在一些实施例中,三官能或更高级多元醇可选自:三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丁烷、二羟甲基环己烷、丙三醇等。在一些实施例中,二羧酸可选自:己二酸、壬二酸、癸二酸、丁二酸、戊二酸、癸酸二酸、十二烷二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、5-叔丁基间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、对苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、2,5-呋喃二甲酸、2,3-呋喃二甲酸、2,4-呋喃二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、2,3,5-呋喃三甲酸、2,3,4,5-呋喃四甲酸、环己烷二甲酸、氯桥酸酐、1,3-环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸和其酸酐,以及其混合物。在一些实施例中,聚羧酸可以选自偏苯三酸和其酸酐。在一些实施例中,丙烯酸酯官能聚氨酯可以是具有至少一个选自丙烯酸酯基团或(甲基)丙烯酸酯基团的官能团的直链或支链聚合物。在一些实施例中,丙烯酸酯官能聚氨酯可以具有至少2到9个选自丙烯酸酯基团、(甲基)丙烯酸酯基团或其组合的官能团。在一些实施例中,丙烯酸酯官能聚氨酯具有2到4个选自丙烯酸酯基团、(甲基)丙烯酸酯基团或其组合的官能团。在一些实施例中,丙烯酸酯官能聚氨酯可以是高分子量多元醇和二异氰酸酯、聚异氰酸酯或其组合的反应产物。高分子量多元醇可选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚烯烃多元醇和其组合,高分子量多元醇的羟基官能度范围介于3到9。在一些实施例中,用于产生丙烯酸酯官能聚氨酯的聚酯多元醇与用于产生丙烯酸酯官能聚酯的聚酯多元醇相同。在一些实施例中,聚醚多元醇可选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚四氢呋喃以及其混合物和共聚物。高分子量多元醇可与聚异氰酸酯反应,例如二异氰酸酯、三官能异氰酸酯(例如,异氰脲酸酯)、更高官能的聚异氰酸酯或其组合,nco:oh比率在约2:1到4:1范围内。聚异氰酸酯可选自:异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷-二异氰酸酯和三甲基-六亚甲基-二异氰酸酯、1,6六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、十八亚甲基二异氰酸酯和1,4亚环己基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯;亚甲基二苯基二异氰酸酯;四甲基二甲苯二异氰酸酯和其异氰脲酸酯、缩二脲酸酯、脲基甲酸酯以及其混合物。所得反应产物是异氰酸酯封端的预聚物。异氰酸酯封端的预聚物随后以约1:1的nco:oh比率与羟基官能丙烯酸酯化合物反应,得到丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯官能聚氨酯。羟基官能丙烯酸酯化合物可包含:丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟戊酯、甲基丙烯酸羟戊酯、丙烯酸羟己酯、甲基丙烯酸羟己酯、丙烯酸氨基乙酯和甲基丙烯酸氨基乙酯和其组合。根据一些实施例,粘合剂可包含丙烯酸酯官能低聚物,其包含单官能低聚物、双官能低聚物、三官能低聚物、四官能低聚物、五官能低聚物和其组合。单官能低聚物可选自:烷氧基化的丙烯酸四氢糠酯;烷氧基化甲基丙烯酸四氢糠酯;烷氧基化乙基丙烯酸四氢糠酯;烷氧基化苯酚丙烯酸酯;烷氧基化苯酚甲基丙烯酸酯;烷氧基化苯酚乙基丙烯酸酯;烷氧基化壬基苯酚丙烯酸酯;烷氧基化壬基苯酚甲基丙烯酸酯;烷氧基化壬基苯酚乙基丙烯酸酯和其混合物。烷氧基化可使用环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物来进行。在一些实施例中,烷氧基化的程度范围介于约2到10。在一些实施例中,烷氧基化的程度范围介于约4到6。双官能低聚物可选自:乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚a二丙烯酸酯、双酚a二缩水甘油醚二丙烯酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化环己烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧基化环己烷二甲醇二丙烯酸酯和其混合物。三官能低聚物可选自:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、异氰脲酸酯三丙烯酸酯、丙三醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯、乙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三聚氰胺三丙烯酸酯和其混合物。丙烯酸酯官能单体可选自:丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙烯酸2-苯氧基乙酯;甲基丙烯酸2-苯氧乙酯;乙基丙烯酸2-苯氧基乙酯;丙烯酸十三烷基酯;甲基丙烯酸十三烷基酯;乙基丙烯酸十三烷基酯;和其混合物。一些实施例可进一步包含选自以下的丙烯酸酯官能单体:在烷基片段中具有最多约12个碳原子的丙烯酸烷基酯,例如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸正月桂酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯等;丙烯酸烷氧基烷基酯,例如丙烯酸甲氧基丁酯、丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸乙氧基丙酯等;丙烯酸羟烷基酯,例如丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯等;丙烯酸烯基酯,例如丙烯酸三甲氧基烯丙氧基甲酯、丙烯酸烯丙酯等;丙烯酸芳烷基酯,例如丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸苯甲酯等;丙烯酸环烷基酯,例如丙烯酸环己酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸异冰片酯等;丙烯酸氨基烷基酯,例如丙烯酸二乙基氨基乙酯;丙烯酸氰烷基酯,例如丙烯酸氰乙酯、丙烯酸氰丙酯等;丙烯酸氨基甲酰氧酯烷基酯,例如丙烯酸2-氨基甲酰氧基乙酯、丙烯酸2-氨基甲酰氧基丙酯、丙烯酸n-甲基氨基甲酰氧基乙酯、丙烯酸n-乙基氨基甲酰氧基甲酯、丙烯酸2-(n-甲基氨基甲酰氧基)-乙酯、丙烯酸2-(n-乙基氨基甲酰氧基)乙酯等;和相应的甲基丙烯酸酯。在一些实施例中,在烷基片段中具有最多约12个碳原子的丙烯酸烷基酯可以用作耐磨涂层中的反应性溶剂/稀释剂。丙烯酸酯官能单体可包含粘合剂,粘合剂可包括选自丙烯酸酯官能聚合物、丙烯酸酯官能低聚物、丙烯酸酯官能单体和其组合的树脂。在一些非限制性实施例中,丙烯酸酯官能单体可选自:丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙烯酸2-苯氧基乙酯;甲基丙烯酸2-苯氧乙酯;乙基丙烯酸2-苯氧基乙酯;丙烯酸十三烷基酯;甲基丙烯酸十三烷基酯;乙基丙烯酸十三烷基酯;和其混合物。在一些实施例中,丙烯酸酯官能单体或低聚物是硅氧烷丙烯酸酯。可固化的硅氧烷丙烯酸酯是已知的,且合适的硅氧烷丙烯酸酯公开于例如美国专利第4,528,081号和第4,348,454号中,所述专利以引用的方式并入本文中。合适的硅氧烷丙烯酸酯包含具有单丙烯酸酯部分、二丙烯酸酯部分和三丙烯酸酯部分的硅氧烷丙烯酸酯。合适的硅氧烷丙烯酸酯包括例如uvrca170和uvpoly110,其可从中国蓝星有限公司(bluestarco.ltd,china)获得;和silmeracrd2、silmeracrdi-10、silmeracrdi-50和silmeracrdi-100,其可从斯尔泰克公司(siltech)获得。涂料基体可进一步包含光引发剂,以促进可固化涂料组合物的uv固化。在一些非限制性实施例中,光引发剂可包含:苯偶姻化合物、苯乙酮化合物、酰基氧化膦化合物、茂钛化合物、噻吨酮化合物或过氧化物化合物,或光敏剂,例如胺或醌。光引发剂的具体实例包含:1-羟基环己基苯基酮、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯甲基二苯基硫化物、四甲基秋兰姆单硫化物、偶氮二异丁基腈、二苯甲基、二乙酰基和β-氯蒽醌。在一些实施例中,光引发剂是水溶性烷基苯酮光引发剂。涂料基体可以进一步包含胺增效剂。在一些实施例中,胺增效剂可包含:丙烯酸二乙基氨基乙基甲基酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、n-n-双(2-羟乙基)-对甲苯胺、乙基-4-二甲氨基苯甲酸酯、2-乙基己基4-二甲基氨基苯甲酸酯,以及市售可得的胺增效剂,包含sartomercn371、cn373、cn383、cn384和cn386;allnexebecryp104和ebecryp115。胺增效剂可以范围介于约1wt.%到约5wt.%,优选地约3wt.%的量存在于辐射可固化涂料组合物中。包含耐磨颗粒的层有助于赋予整个涂料叠层耐磨性和耐刮擦性。改进的耐磨性和耐刮擦性延长了地板覆盖物的使用寿命。耐磨颗粒的实例包含各自展现范围介于6到10(包括其间的所有整数)的莫氏硬度值(mohshardnessvalue)的耐磨颗粒的组合,如在莫氏矿物硬度量表上所测量。在一些实施例中,耐磨颗粒可以选自金刚石(莫氏值10)、氧化铝(莫氏值9)、黄玉(莫氏值8)、石英(莫氏值7)、霞石正长岩矿或长石(莫氏值6)、陶瓷或陶瓷微球(莫氏值6)和其组合。耐磨颗粒可以是由金刚石颗粒组成的第一耐磨颗粒和莫氏值小于10的第二耐磨颗粒的组合。在一些实施例中,本发明的涂层可包括基于涂层的总重量的约6wt.%到约25wt.%范围内的耐磨颗粒量。在一些实施例中,本发明的涂层可包括基于涂层的总重量约6wt.%到约12wt.%范围内的耐磨颗粒量。根据一些实施例,第二耐磨颗粒相对于金刚石颗粒可以任何合适的重量等级存在。举例来说,重量比范围介于约1:1到约10:1。在一些非限制性实施例中,第二耐磨颗粒相对于金刚石颗粒以约1:1的重量比存在。在一些非限制性实施例中,第二耐磨颗粒相对于金刚石颗粒以约2:1的重量比存在。在一些非限制性实施例中,第二耐磨颗粒相对于金刚石颗粒以约4:1的重量比存在。在一些非限制性实施例中,第二耐磨颗粒相对于金刚石颗粒以约8:1的重量比存在。已发现,与包括仅氧化铝的耐磨颗粒的涂层相比,包括本发明的金刚石颗粒和第二耐磨颗粒(例如,氧化铝颗粒)的混合物的涂层在耐磨颗粒的总负载水平低得多的情况下展现相似的耐磨性。根据一些实施例,耐磨颗粒是金刚石颗粒和氧化铝颗粒的组合。根据一些实施例,氧化铝颗粒可具有多种粒径,包含不同大小的金刚石颗粒的混合物。在一些非限制性实施例中,本发明的氧化铝颗粒可具有选自约2μm到约30μm范围的平均粒径。在一些非限制性实施例中,本发明的金刚石颗粒可具有选自约2μm到约100μm(例如约5μm到约50μm)范围的平均粒径。在一些实施例中,耐磨颗粒是金刚石颗粒和长石颗粒的组合。长石颗粒相对于金刚石颗粒可以约2:1到约5:1的重量比存在。在一些非限制性实施例中,长石颗粒相对于金刚石颗粒以约4:1的重量比存在。在一些非限制性实施例中,长石颗粒相对于金刚石颗粒以约2:1的重量比存在。在一些非限制性实施例中,本发明的长石颗粒可具有选自约2μm到约30μm范围(包含其间的所有整数)的平均粒径。已发现,与包括仅长石的耐磨颗粒的涂层相比,包括金刚石颗粒和长石颗粒的混合物的涂层在耐磨颗粒的总负载水平低得多的情况下可展现类似的耐磨性。根据一些实施例,针对涂层选择的金刚石颗粒可具有多种粒径,包含不同大小的金刚石颗粒的混合物。然而,根据一些实施例,金刚石颗粒具有窄尺寸分布。根据本发明,术语窄尺寸分布是指对于给定的金刚石颗粒掺混物或混合物,不超过平均粒径的35%,优选地小于35%的标准偏差。在一些实施例中,基于给定的金刚石颗粒掺混物或混合物的平均粒径,标准偏差小于25%。在一些实施例中,基于给定的金刚石颗粒掺混物或混合物的平均粒径,标准偏差小于15%。在一些非限制性实施例中,本发明的微米大小的金刚石颗粒可具有选自约2μm到约50μm,优选地约4μm到35μm范围的平均粒径。在一些非限制性实施例中,本发明的金刚石颗粒可具有选自约6μm到约25μm范围的平均粒径。在本发明的一些非限制性实施例中,金刚石颗粒可以是粒径范围介于约6μm到约11μm,优选地约6μm到约10μm(包含其间的所有整数和其混合物)的金刚石颗粒的第一混合物。根据一些实施例,金刚石颗粒的第一混合物可包含平均粒径为约6μm、约7μm、约8μm、约9μm、约10μm或11μm的金刚石颗粒。其中平均粒径呈现在50%分布点(即约8μm)处,标准偏差约为1.7,使得标准偏差为平均粒径的约21%。只要第一混合物的标准偏差不大于35%,优选地小于35%,第一混合物有可能含有粒径在约6μm到约10μm范围以外的金刚石颗粒。在一些实施例中,只要第一混合物的标准偏差小于25%,优选地小于15%,第一混合物有可能含有粒径在6μm到约10μm范围以外的金刚石颗粒。在一些实施例中,第一混合物可含有高达4wt.%的粒径小于6μm的金刚石颗粒。在一些非限制性实施例中,第一混合物可含有高达4wt.%的粒径小于6μm的金刚石颗粒。在一些实施例中,第一混合物可含有高达6.54wt.%的粒径大于11μm的金刚石颗粒。在本发明的一些非限制性实施例中,金刚石颗粒可以是粒径范围介于约15μm到约30μm,优选地约15μm到约25μm(包含其间的所有整数和其混合物)的金刚石颗粒的第二混合物。根据一些实施例,金刚石颗粒的第二混合物可具有约15μm、约16μm、约17μm、约18μm、约19μm、约20μm、约21μm、约22μm、约23μm、约24μm或25μm的平均粒径。或者,也可包含纳米金刚石颗粒。合适的金刚石纳米颗粒具有约10nm到约500nm的粒径。可代替微米大小的金刚石或者除微米大小的金刚石颗粒以外包含纳米颗粒金刚石。包含耐磨颗粒的涂层可包含按涂层的总重量计呈范围介于约1wt.%到约5wt.%,优选地2wt.%到4wt.%的量的第一耐磨金刚石颗粒。在一些实施例中,涂层可包括约1.75wt.%到约3.7wt.%的金刚石颗粒。已发现,当使用仅由上文陈述量的金刚石颗粒组成的耐磨颗粒时,本发明的涂层可展现所需的耐刮擦性和保光性特性。还发现,超过5.5wt.%的金刚石颗粒负载量,可能会对涂层的视觉特性产生非所需影响。平均涂料基体厚度是涂料基体的顶部表面和底部表面之间的垂直距离。根据一些实施例,平均基体涂料厚度tcm可范围介于约4μm到约40μm(包括其间的所有整数)。根据一些实施例,平均基体涂料厚度tcm可范围介于约6μm到约20μm(包括其间的所有整数)。根据一些实施例,平均基体涂料厚度tcm为6μm。根据一些实施例,平均基体涂料厚度tcm为18μm。根据本发明的一些实施例,可选择金刚石颗粒和涂料基体的尺寸,使得平均涂料基体厚度tcm与金刚石颗粒20的平均粒径dap的比率(td比率)范围介于约0.6:1到约2:1。在一些实施例中,平均基体涂料厚度tcm与金刚石颗粒20的平均粒径dap的td比率范围介于约0.9:1到2:1。在本发明的一些实施例中,金刚石颗粒20的平均粒径dap和平均涂料基体厚度tcm可在先前论述的大小范围以外,只要平均涂料基体厚度tcm和金刚石颗粒20的平均粒径dap均满足0.6:1到2:1,例如0.9:1到2:1的td比率即可。当涂料基体厚度tcm与金刚石颗粒20的平均粒径dap的td比率范围介于0.6:1到0.99:1时,范围介于0.6:1到2:1的td比率提供了至少一些金刚石颗粒20可以从涂料基体10的顶表面11突出第一长度l1。根据一些实施例,第一长度l1是等于平均涂料基体厚度tcm的约1%到约43%(包括其间的所有整数)的距离。在一些实施例中,涂料基体可进一步包括其它添加剂和填充剂,例如表面活性剂,作为颜料、增粘剂、表面活性剂、填充剂,例如玻璃或聚合物气泡或珠粒(其可膨胀或未膨胀)、疏水性或亲水性氧化硅、碳酸钙、玻璃或合成纤维、发泡剂、增韧剂、增强剂、阻燃剂、抗氧化剂和稳定剂。添加剂的添加量足以获得所需的最终特性。本发明的适用表面活性剂包括(但不限于)氟化烷基酯、聚醚改性的聚二甲基硅氧烷和含氟表面活性剂,其具有式rfch2ch20(ch2ch20)xh,其中rf=f(cf2cf2)y,x=0到约15,且y=1到约7。表面活性剂可以范围介于约0.5wt.%到约2wt.%,优选地约0.8wt.%的量存在于辐射可固化粘合剂组合物中。可包含蜡粉末以增加涂料表面的疏水性。这些可包括含氟聚合物,例如聚四氟乙烯(ptfe)。在一些非限制性实施例中,涂层可根据以下母料方法产生。涂料基体由粘合剂、分散剂、光引发剂和消光剂构成。耐磨颗粒包括金刚石颗粒。组成粘合剂的组分首先在室温下在高速搅拌下组合且混合在一起。出于本申请的目的,术语高速搅拌意味着用叶片以至少2,000rpm的转速搅拌。分散剂可与粘合剂组分同时添加,或在粘合剂组分已掺混在一起之后添加。分散剂可选自丙烯酸嵌段共聚物,例如市售可得的bykdisperbyk2008、disperbyk2155、disperbyk145和disperbyk185、lubrizolsolsperse41000和lubrizolsolsperse71000,且可以范围介于0.1wt.%到1wt.%的量存在于涂层中。接下来,在室温下缓慢添加光引发剂。在一些替代实施例中,可在45℃下在高速搅拌下添加光引发剂。一旦光引发剂完全溶解到母料混合物中,可添加消光剂和耐磨颗粒。消光剂和耐磨颗粒可作为涂料基体和金刚石颗粒的掺混物的最终成分添加到母料中。应缓慢添加消光剂和耐磨颗粒,以避免粉末层形成且漂浮在涂料基体的顶部。一旦添加,粘合剂、分散剂、光引发剂、消光剂和耐磨颗粒在高速搅拌下混合约5到约15分钟,优选地约10分钟的时段。在搅拌期间,叶片可以上下移动,以确保适当混合母料中的成分。母料的温度可在搅拌期间升高,因此为防止粘合剂的过早热固化,可在搅拌期间冷却母料。完全掺混的涂料基体和金刚石颗粒在室温(74°f)下具有范围介于约600cps到约1300cps的粘度,如由布鲁克菲尔德粘度计(brookfieldviscometer)在100rpm下使用转轴#6所测量。在本发明的一些实施例中,粘度允许涂料基体和金刚石颗粒的掺混物在室温下通过辊涂而涂覆于基板。基板可选自油毡瓦、瓷砖、天然木板、工程木板、乙烯基砖(例如豪华乙烯砖(“lvt”))和弹性片材(例如同质或异质商业弹性片材和住宅弹性片材)。在将涂料基体和金刚石颗粒的掺混物涂覆于基板之后,将掺混物暴露于空气或氮气环境中的uv辐射。uv辐射包含uva、uvb、uvc和uvv源。uv部分固化辐射的非限制性实例包含0.189j/cm2的uva辐射;0.163j/cm2的uvb辐射;0.01j/cm2的uvc辐射;和0.092j/cm2的uvv辐射。预固化温度可以是30℃到40℃,涂料组合物可以范围介于约25到75fpm的线速度暴露于uv辐射。uv完全固化的非限制性实例包含1.006j/cm2的uva;0.886j/cm2的uvb辐射;0.126j/cm2的uvc辐射;和0.504j/cm2的uvv辐射。为完全固化,涂料组合物可以范围介于约25到75fpm的线速度暴露于uv辐射。含有金刚石颗粒的完全固化的涂料基体形成地板覆盖物的涂层。如先前所论述,uv可固化涂料基体可在一些实施例中部分地固化,以防止耐磨颗粒完全沉降在涂料基体内。在一些实施例中,地板覆盖物可含有两个或三个涂层,每个额外涂层定位于先前涂覆的涂层的顶部上。根据这个实施例,可在涂覆后续涂层之前将额外涂层各自部分或完全地固化,以防止每个涂层的金刚石颗粒完全沉降。在一些实施例中,完全固化的涂层可具有范围介于约4μm到约40μm的平均涂料厚度。在一些实施例中,完全固化的涂层可具有范围介于约6μm到约20μm的平均涂料厚度。涂层的具体厚度将取决于耐磨颗粒的平均粒径,如先前所论述。根据本发明,平均涂料基体厚度与平均金刚石粒径的td比率以及每个低的金刚石粒径标准偏差致使涂层不仅具有优异的耐磨性,而且在涂层的表面光洁度(即光泽)上具有优异的保持力。确切地说,从涂料基体的顶部表面突出的金刚石颗粒的第一长度几乎没有变化。伴随这种规律性,突出的量变得更好控制,从而消除了从涂料基体突出太远的金刚石颗粒。由于更少的金刚石颗粒从涂料基体突出太多,当在使用期间将剪切力(如,与鞋接触)施加到涂层时,更少的金刚石颗粒可能会无意中从涂料基体脱落,从而限制了耐磨颗粒可以从涂料基体脱落的可能性,其不仅会造成涂层的表面漆的不均匀,而且所释放的耐磨颗粒将自由的磨损涂料基体的顶部表面,从而加剧对地板覆盖物的涂层的磨损。过早耐磨颗粒“弹出”的程度将最终决定涂层的磨损率,且因此决定地板覆盖物的磨损率。与其中耐磨颗粒以相对容易和低的剪切力弹出的地板覆盖物相比,牢牢固定在适当位置的耐磨颗粒将产生更耐磨的地板覆盖物。本发明的特征和优点通过以下实例更充分地展示,这些实例出于说明的目的提供,且不应被解释为以任何方式限制本发明。实例耐磨涂料的一实例可包含以下:大约的重量%粘合剂60-90胺增效剂1-6光引发剂1-8消光剂1-6分散剂1-6金刚石3-5总计100需要涂覆最少的耐磨涂料(顶涂料),以获得因细刮擦而造成的优异的抗光泽损失性。涂料系统的后续涂覆提供了一些额外的性能增强,但大体上比竞争实例表现得更好所需要的是最少涂覆。确切地说,在使用100号粒度砂纸(重量为2.2lbs)并采用约30次循环进行擦洗测试后,提供范围介于1.1到1.6g/sf的单个顶涂层面漆,并保持约82-90%到约95-99%的光泽增强。这是实质性的改进且在检查测试后样品后容易地看到。除这种优异的耐细刮擦性以外,所制备的产品还保留或改进了其它关键性能属性;包含泰伯磨损(taberabrasion)、家庭污渍、耐化学性、耐擦伤性。具有改进的面漆处理系统的产品还具有吸引人的视觉属性,例如透明度,伴随增加的雾度或表面纹理。基于使用可从例如ppg的供应商市售购得的现有抛光系统进行的其它工作,afi证明了在商用级和超高泰伯磨损面漆之间一致产生泰伯磨损的能力。明显的是,顶涂料与商业供应商的经改进has的组合将在擦洗测试中产生具有改进的泰伯磨损性能和优异的耐细刮擦性的面漆系统。此外,当采用顶涂料时根据特灵顿系统(turlingtonsystem)中泰伯磨损性能的观察,同样明显的是,添加特定大小、大小分布、金刚石粉末浓度且在适当的规格层内,将观察到泰伯磨损循环对失效的进一步增强。实例1:合适的涂料叠层以下是包含顶涂料的合适涂料叠层的实例:a)刮掉的山核桃木:开放特征。深色表1.a实例1a中的每个顶涂层的厚度(mils)展示于图1中。b)刮掉的山核桃木:具有防检查底漆的开放特征。深色表1.b实例1b中的每个顶涂层的厚度(mils)展示于图2中。c)刮掉的山核桃木:具有防检查底漆的开放特征。浅色表1.c实例1c中的每个顶涂层的厚度(mils)展示于图3中。d)刮掉的山核桃木:没有防检查底漆的开放特征。浅色表1.d实例1d中的每个顶涂层的厚度(mils)展示于图4中。e)具有saddle染色剂的开放特征表1.e实例1e中的每个顶涂层的厚度(mils)展示于图5中。f)用saddle染色剂完全填充表1.f填充剂在涂覆辊上大量涂覆而不擦拭。减少最终涂覆。实例1f中的每个顶涂层的厚度(mils)展示于图6中。实例2:耐磨测试针对竞争产品测试包含本发明耐磨涂料的实木表面覆盖物,以评估耐刮擦性。程序:通过以下论述的修改,采用行业领先的模拟磨损的测试(bsen16094:家庭地板覆盖物-确定耐微小刮擦性的测试方法),其使用马丁代尔(martidale)磨损测试仪。测试方法bsen16094:2012要求在23±2℃和50±5%相对湿度下测试前一周对尺寸为150mm×150mm的六个样品进行处理。出于统计目的,测试了二十个样品,而不是测试方法中要求的六个样品。样品在测试前未经过处理。然而,在测试前,允许样品适应相同的温度和湿度24小时。用于测试的产品列于下表2.1中。表2.1.所测试的产品将宽度为5"的材料切割成5"×5"的样品,将宽度为3.25"的材料切割成6.5",将两片粘合在一起以得到6.5"×6.5"的样品。使用方形模板将所有样品标记在表面上,以显示测试仪中心将磨损表面的位置。这样做是为了确保样品之间的测量和评估面积一致。bsen16094:2012测试方法描述了使用不同参数和评估的两个程序(展示于表2.2中)。表2.2如bsen16094:2014中所定义的测试方法参数。使用armstrong和mohawk样品以及程序a和b(表2.2)进行的初步测试未能展示两种产品之间的差异。因此,对测试方法施加修改,以试图区分产品的性能。最初,程序a用中等精细垫(而不是很精细垫)进行,但是未能展示显著的差异。除了将摩擦次数从80次增加到160次之外,使用中等精细垫也未能展示差异。这些参数使用程序a与b之间的方法中调用的现有参数的组合来表示最积极的条件。因此,为了创建更积极的测试,scotch-britetm垫被3m氧化铝100号粒度砂纸代替。使用砂纸对样品进行测试,其中两种型号的保持器进行80次擦洗。小重量(型号1)足以展示两种产品之间的耐刮擦性的差异。尽管大重量展示差异,但是在本发明的样品上可以看到一些轻微的刮擦。因此,决定使用表2.3中展示的参数进行测试。表2.3用于评估耐刮擦性的修改后的测试方法由于shaw6.5"宽样品的胶合接缝,磨损不均匀。接缝处的高点导致样品的其余部分磨损不均匀。为解决这个问题,shaw材料使用3.25"×6.25"样品重新运行,以避免接缝。这些样品以测试仪为中心,使得垫的中心始终保持在样品上。测试时,垫的部分确实越过了样品的边缘。然而,中心与表面上的标记对齐。这种修改产生了更一致的磨损。一些样品在样品侧面附近展现更大的磨损,可能是因为这些板在宽度上有一些凹槽。每个样品的光泽度(60°)通过样品在标记区域内的颗粒方向上的平均四次读数来测量。获取且记录最初的读数。测试后,用干抹布清洁每个样品,以去除积聚的任何灰尘,且以与初始相同的方式进行最终测量。结果展示于表2.4中。表2.4.具有计算的平均值和标准偏差的保光性百分比数据。使用原始方法的附件b中概述的标准来确定视觉等级。结果:竞争性材料的光泽度不完全匹配本发明产品的光泽度。mohawk产品的平均光泽度为60,而shaw产品的平均光泽度为约43。将其与55光泽度的本发明产品进行比较。尽管shaw的保光性百分比比本发明产品更高,但其视觉评估被评为更低等级。shaw产品上的刮擦更加明显,如图7中所见,但光泽计可能没有发现这些刮擦。如图8中所展示,对保光性百分比的单向方差分析(anova)证实,本发明产品的性能(55光泽度)在统计上与两个竞争产品显著不同。mohawk产品表现更差,而shaw在保光性方面表现得更好。然而,当评估如图9中所展示的视觉刮擦等级时,两种本发明产品(20光泽度和55光泽度)展示总体上比竞争产品更好的等级。虽然已经描述了目前被认为是本发明的优选实施例,但是所属领域技术人员将认识到,在不脱离本发明的精神的情况下,可以对其进行改变和修改,并且意图包含属于本发明的真实范围内的所有这些改变和修改。当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1