用于木板背面的涂料的制作方法
【专利说明】用于木板背面的涂料
[0001] 背景
[0002] 用作硬木地板材料的木板在暴露于湿气时可变形和卷曲（cup)，当板的宽度大于 约3. 25英寸（约8. 25cm)时尤其如此。大多数地板板材的顶面被涂层覆盖，但底面未被覆 盖。当暴露于湿气时，板的底面可吸收湿蒸汽，所产生的板各部分之间有差别的膨胀和收缩 可导致变形和卷曲的出现。例如，当木质地板板材被安装在潮湿环境中未加热的狭窄空间 时，可出现这种变形和卷曲。地板制造商已尝试了多种技术来降低变形和卷曲的倾向。在 某些情况下，在板的底面上切割不同宽度和深度的槽，但这些槽并非在所有情况下都能消 除问题，对于较宽的板尤其如此。
[0003] 概述
[0004] 一般说来，本公开涉及一种涂料，当被涂覆在木板的底面上时，其能够显著降低并 /或消除木板吸收湿蒸汽的倾向。这种湿气侵入的减少降低了木板在暴露于潮湿环境时变 形和卷曲的倾向。
[0005] 在一个实施方式中，本公开涉及一种方法，所述方法包括将水性涂料组合物涂覆 在木质基材的背面，其中所述水性涂料组合物包含聚偏二氯乙烯共聚物和水。
[0006] 在另一个实施方式中，本公开涉及一种方法，所述方法包括将水性涂料组合物涂 覆在木板的背面，其中所述水性涂料组合物包含70重量％ -98重量％的聚偏二氯乙烯树脂 和约2重量％ -约30重量％的水。
[0007] 在另一个实施方式中，本公开涉及一种方法，所述方法包括将涂料组合物涂覆在 木板的背面，其中所述涂料组合物包含环氧、聚酯、聚醚和聚氨酯（甲基）丙烯酸酯，多官能 (甲基）丙烯酸酯，光引发剂和有机溶剂。
[0008] 在另一个实施方式中，本公开涉及一种方法，所述方法包括将可紫外线（UV)固化 的涂料组合物涂覆在木板的背面，其中所述可UV固化的涂料组合物包含约10重量％ -约 70重量％的聚氨酯（甲基）丙烯酸酯、约1重量％-约50重量％的双官能（甲基）丙烯酸 酯、约0. 1重量％ -约15重量％的至少一种光引发剂和约3重量％ -约50重量％的至少 一种有机溶剂。在另一个实施方式中，本公开涉及一种方法，所述方法包括将可辐射固化的 涂料组合物涂覆在木板的背面，其中所述可辐射固化的涂料组合物包含环氧、聚酯、聚醚和 聚氨酯（甲基）丙烯酸酯中的至少一种，至少一种多官能（甲基）丙烯酸酯，光引发剂和少 于约5重量％的有机溶剂。
[0009] 在另一个实施方式中，本公开涉及一种方法，所述方法包括将可UV固化的涂料组 合物涂覆在木板的背面，其中所述可UV固化的涂料组合物包含约5重量％ -约50重量％的 环氧、聚酯、聚醚和聚氨酯（甲基）丙烯酸酯中的至少一种，约5重量％-约75重量％的至 少一种（甲基）丙烯酸酯单体，约0. 1重量％ -约15重量％的光引发剂和少于约5重量％ 的有机溶剂。
[0010] 在另一个实施方式中，本公开涉及一种方法，所述方法包括将可UV固化的涂料组 合物涂覆在木板的背面，其中所述可UV固化的涂料组合物包含约5重量％ -约50重量％ 的环氧、聚酯、聚醚和聚氨酯（甲基）丙烯酸酯中的至少一种，约5重量％-约75重量％的 至少一种（甲基）丙烯酸酯单体和约0. 1重量％ -约15重量％的光引发剂，其中所述可UV 固化的涂料组合物实质上不含有机溶剂。
[0011] 以下说明书中陈述了本发明的一个或多个实施方式的细节。本发明的其它特征、 目标和优点从说明书和权利要求中显而易见。
[0012] 详细说明
[0013] 在本申请中，术语"木材"指的是任何来源于树木或其它木本植物的茎和根中的 坚硬、纤维状结构组织的纤维素/木质素材料。木材包括，例如，从树木直接切下的硬木和 软木木材，以及由木材条（strand)、木材碎料、木材纤维或木材薄板制成的工程木材复合材 料。木材复合材料的实例包括但不限于胶合板、定向刨花板（OSB)、中密度纤维板（MDF)、碎 料板等。示例性木材包括硬木品种，例如白蜡木（ash)、桤木、桦木、樱桃木、桃花心木、楓木、 橡木、白杨木、柚木、山胡桃木和胡桃木；软木品种，例如雪松、冷杉、松木和红木。被所述组 合物涂布的涂饰（finished)木材制品可以具有多种最终用途，包括家具、橱柜、地板（包括 工程地板）以及门和门框（trim)。木材可被切割成或形成多种形状以用作结构材料或建筑 材料。
[0014] 典型的木板包括顶面、在顶面对面的底面或背面以及在顶面和背面之间的边缘。 如果板将被用于木质地板或门框，则底面可具有通常带纵向槽的布局。
[0015] 当板用于其预期应用时，被暴露并可见的板的顶侧或顶面上可涂覆有多种交联 的和未交联的聚合物涂层。这些涂层包括但不限于聚醚、聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、三聚 氰胺、丙烯酸酯、聚烯烃、聚苯乙烯和氟化聚合物树脂，以及这些聚合物和共聚物树脂的 共聚物和共混物。这些树脂可被配制成水型（water-borne)、水溶性、乳液型、或溶剂型 (solvent-borne)涂料，以及不含溶剂的100%固体涂料。
[0016] 木板的底面和边缘在大多数应用中在使用期间不可见，在许多情况下，它们在此 之前未被涂布。本公开涉及一种疏水性涂料，当被涂覆在木板的底面和/或边缘时，所述疏 水性涂料能显著降低并/或消除木材或木材制品吸收湿蒸汽的倾向。这种湿气侵入的减少 降低了木材在暴露于潮湿环境时变形和卷曲的倾向。
[0017] 在本公开中，疏水性涂料可被配制成多种形式，包括水型、水溶性、乳液型、或溶剂 型涂料，以及实质上不含溶剂的100%固体涂料。
[0018] 在一个实施方式中，疏水性木材涂料被配制成水性涂料组合物，所述水性涂料组 合物包含与水性载体掺和的成膜树脂组分。水性涂料组合物可以是单相溶液，其中包含至 少一种成膜树脂组分的一种或多种组分实质上充分分散在水性载体中。或者，涂料组合物 可包含两种或更多种相。包含两种或更多种相的组合物可以是分散体，其中一种或多种相 分散在另一种物质和/或相的连续相中。在一些实施方式中，分散体是悬浮体，包括但不限 于胶状悬浮体。在一些实施方式中，涂料组合物是乳胶或乳液，所述乳胶或乳液包含分散在 水性载体中的聚合物微粒。
[0019] 水性涂料组合物中的成膜树脂包含至少一种氯化树脂。氯化树脂具有卓越的屏 障性能并赋予涂层卓越的湿蒸汽耐受性。特别优选的氯化树脂是聚偏二氯乙烯共聚物 (PVDC) 〇
[0020] 大范围合适的聚偏二氯乙烯树脂的实施方式可商购。可商购的实施方式的实例 包括但不限于，可以以商品名DIOFAN获得的那些（可获自Solvay Plastics)、来自Dow Chemical，Midland，MI，POLIDENE 的 SURFENE (例如，可获自 Scott Bader 的 33-082、33-038、 33-086、33-083、33-075 和 33-081)、HAL0FLEX (例如，可获自 DSM Neoresins 的 202 和 202S)、PERMAX(例如，可获自 Lubrizol 的 803 和 805)等。
[0021] 水性涂料组合物中成膜树脂组分的量可在宽范围内选择。一般来说，如果成膜树 脂组分的量过低，则可能难以形成膜，更难以形成足够粘附于木材基材的膜，或者膜的耐湿 性可能不足。基于水性涂料组合物的总重量，水性涂料组合物优选地包含约10-99重量％、 更优选地约50-98重量％、最优选地约70-98重量％的树脂组分。
[0022] 用于水性涂料组合物中的其它任选组分被描述在Koleske等人，Paint and Coatings Industry，2003年4月，第12-86页中。可应用的典型的性能增强添加剂包括界 面活性剂、颜料、着色剂、染料、表面活性剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、热稳定剂、均化剂、聚 结剂、杀生物剂、杀真菌剂、防缩孔剂、固化指示剂、塑化剂、填料、沉淀抑制剂、紫外光吸收 剂、光亮剂等以更改性质。在一些实施方式中，性能增强添加剂的存在量约为少于总组合物 的5重量％或者少于总水性涂料组合物的1重量％。
[0023] 在水性涂料组合物中，成膜树脂组分与基于组合物总重量约40重量％ -约60重 量％的水性液态载体相混合。当在本文中使用时，"水性"表示：基于液态载体的总重量， 液态载体的至少约5重量％、优选地至少约20重量％、更优选地至少约40重量％、甚至更 优选地至少约60重量％、甚至90重量％或更多是水。更优选地，液态载体的约85-100重 量％、更优选地约85-95重量％是水。合适的任选共载体可掺入水性涂料组合物中用于多 种目的，包括帮助膜形成和/或涂漆稳定性。合适共载体的实例包括有机溶剂例如醇类、酮 类、二醇醚等。
[0024] 水性涂料组合物可被涂覆在木板的背面或边缘作为独立的涂层，或者可被用作本 文所述的可UV固化涂层下面的底漆/密封剂涂层。
[0025] 在另一实施方式中，疏水性木材涂料被配制为可辐射固化的溶剂型组合物，所述 组合物包含疏水性低聚物或树脂、多官能（甲基）丙烯酸酯单