专利名称：涂料、制备方法及其在木材上的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料及其制备方法。另外，本发明还涉及所述涂料涂布诸如木材的支持物的应用。
已知市场上存在有在木质支持物外部涂布的大量涂料。尤其是近几年，为了减小挥发性有机物质向环境中的散发，已经开发了一系列基于水的产品。涂布到木材上的水基涂料由外用透明涂料组成。
已知由于大气物质，诸如太阳光线，具体是太阳光线中的紫外线；热；环境温度；液体湿度(雨水)或气体湿度(大气湿度)，木质支持物和涂料发生降解现象。此外，还已知暴露于太阳光的木质支持物发生降解过程。实际上，暴露的表面由于木质素降解而变灰暗，导致高度的木材多孔性，丧失结构坚固性，并导致对环境湿度的更高吸收。这种降解涉及尺寸变化现象的增加，表现为表面裂痕。裂痕或裂缝使更易于吸收水，最终导致变为深褐色，并逐渐降解木材内部结构。相对湿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观腐烂。涂层膜的保护作用一旦丧失，木质支持物的降解速度会更快。这种降解的实际结果是所涂制品的外观难看。
另外，由于木材表面的随后裂开，发生木材的结构性破坏。然后木材由于真菌和霉菌而腐烂，从而使例如用于建造外部窗户的材料丧失尺寸稳定性。
因此，市场上需要有不具有现有技术中所述缺点的涂料或涂料系统。
具体地，需要有在良好条件下增加木质支持物的耐用性、从而避免经常需要维护操作的涂料或“组合”涂料系统。
更具体地，需要一种涂料或组合涂料系统，与在相同的支持物上涂布底漆或罩面漆，如市场上可获得的底漆或罩面漆可以获得的持久性相比，其在更长的时间内保持所保护的美学特征不变。
本发明的第一个目的是提供美学和力学特征在暴露于大气物质更长时间后也不会改变的涂料。
本发明的另一目的是提供能保护木质支持物免受真菌、霉菌和UV线作用下的降解现象和吸潮所致破坏的涂料。
这些以及其他目的从下面的详述中可明显看出，申请人已经发现使用特定底漆和特定罩面漆的具体组合可以实现这些目的。
因此，本发明的第一个目的包括特征列于独立权利要求中的涂料或组合涂料系统。
本发明的另一目的包括特征列于独立权利要求中的所述涂料的制备方法。
本发明的另一目的包括所述涂料或组合涂料系统用于涂布在木质支持物上外用的用途。
申请人发现开发包括两种配方的组合涂料系统是有用的。
第一配方是用于获得木质支持物透明涂层的特定底漆。
第二配方是用于抛光之前涂布了底漆的木制品的特定透明涂料。
通常，底漆限定为诸如丙烯酸树脂的树脂、诸如水的溶剂和添加剂的配方。底漆具有占底漆总量10-35重量％的低水平固体残余物。底漆总是直接涂布到木材上，通常是未处理的木材上。
罩面漆通常指含诸如丙烯酸树脂的树脂、诸如水的溶剂和添加剂的配方。外用透明涂料具有30-60重量％的固体残余物。涂料通常涂布在之前用底漆处理过的木质支持物上。
优选的，在涂布底漆和罩面漆之间可以涂布通常称作“填料”或中间物的第三配方。所述第三配方通常是进一步与木材纤维结合、从而在涂布罩面漆之前更容易进行砂纸打磨操作的涂料。
为本发明目的的所述第一配方是本领域技术人员通常用来获得木材表面的透明涂层的底漆，其加入有特定的化合物。
本申请人发现向所述底漆中加入选定的木材抗氧化化合物(HALS-立体位阻胺)；紫外线(UV)吸收化合物(3型)是有用的，因为所得结果是对木质支持物的保护增加。
具体地，木材抗氧化剂选自piperidineoxylo衍生物，例如4-羟基-2，2，6，6-四甲基piperidineoxylo。
有利的是，木材抗氧化剂的存在量为所述特定第一配方总重量的0.1-5重量％。
UV吸收化合物(3型)选自微粉化的钛化合物，例如颗粒直径为1-50纳米的微粉化二氧化钛。
有利的是，UV吸收化合物的存在量为0.1-4重量％。
优选的是，底漆可以包含丙烯酸树脂或衍生的丙烯酸树脂的水分散体；添加剂；消泡剂；杀真菌物质和基于氧化铁的透明颜料。
为本发明目的的所述第二配方是本领域技术人员通常用来在木质支持物上获得透明涂层的罩面漆，其加入有特定的化合物。
申请人发现向所述罩面漆中加入选定的涂料抗氧化化合物；紫外线(UV)吸收化合物(1型)；紫外线(UV)吸收化合物(2型)是有用的，因为所获得结果是对外部暴露的持久性延长。
具体地，用于罩面漆的所述抗氧化化合物选自哌啶基衍生物；例如双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯，或作为可替代方案，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为0.1-2％。
具体地，所述UV吸收化合物(1型)选自羟基苯基-苯并三唑衍生物；例如得自PEG 300溶剂中甲基-3-(3-2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯的反应。
有利的是，UV吸收化合物(1型)的存在量为0.1-2重量％。
具体地，所述UV吸收化合物(2型)选自三嗪衍生物，例如(Tinuvin)，其是活性物质CAS 153519-44-9在1-甲氧基-2-丙醇中的85％溶液。
优选的是，根据本发明的罩面漆可以包含0.05-1.5重量％的杀真菌物质；如上所述的UV吸收化合物(3型)。
优选的是，本发明的罩面漆可以包含屏蔽性固体蜡。实践中，后者是合成的聚丙烯蜡，通过将后者以固定角度的所有方向分散有助于降低UV照射的强度。
优选的是，如上所述，本发明的罩面漆可以包含氧化铁。在本发明的一个优选实施方案中，组合涂料系统可以包含第三配方(通常称作“填料”或中间物)，其涂布在所述的第一和第二配方之间。
所述的第三配方是市场上共知的类型，其添加有特定的化合物。申请人发现向所述的中间物添加下列组分是有用的立体位阻胺(HALS)类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％的杀真菌物质；0.05-2重量％的UV吸收化合物(1型)。
在本发明的框架中，1型、2型和3型紫外线(UV)吸收化合物指在给定的UV波谱区吸收紫外线的化合物，每个所述波谱区具有给定范围的发射频率和波长值。
本发明的另一个目的是根据本领域中技术人员公知的教导制备所述组合涂料系统的方法。
将例如水分散体中的树脂，例如丙烯酸树脂引入到配有混合装置的适当容器中。各组分在搅拌中依次加入，取决于是要制备所述第一配方、所述第二配方还是所述第三配方。
如果要制备罩面漆(第二配方)，在搅拌下于室温依次向容器中加入下列组分UV吸收化合物(1型)；涂料抗氧化化合物；流平添加剂；防腐剂；增稠剂；消泡剂；氧化铁颜料；UV吸收化合物(3型)；屏蔽蜡和UV吸收化合物(2型)。
如果要制备中间物(第三配方)，在搅拌下于室温重复同样的步骤，依次加入所需组分。
本发明的另一目的是使用组合涂料系统在外用木材制品(窗、门、阳台)上获得透明涂层。
根据本发明的底漆(即用)涂布到木质支持物上，优选进行砂纸打磨(事先不用化学品处理)，用诸如喷涂、浸涂、流动涂布和刷涂的公知系统涂布。在涂布底漆后，使表面干燥4-16小时。然后，用金刚砂对表面稍作处理，并涂布根据本发明的罩面漆，通常通过喷涂系统涂布。使处理的表面干燥10-24小时。
有利的是，涂布底漆并干燥后，可以用传统方法涂布“填料”或中间物(第三配方)。使涂布的填料干燥16-24小时。然后，优选用金刚砂对制品进行处理，随后可以涂布罩面漆(第二配方)。
应用实施例图A说明将传统水基涂料系统处理的无梗花栎表面1和根据本发明的涂料系统处理的无梗花栎表面2相比较的比较性试验。
表面1涂布含有丙烯酸树脂和公知添加剂的水基底漆；涂布含有丙烯酸树脂和公知添加剂的中间物“填料”；涂布含有水分散体中的丙烯酸树脂、消泡剂、氧化铁、蜡和公知添加剂的罩面漆。
表面2根据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实验室外的外部暴露场地以朝南方向置于(相对于垂直方向保持45度的倾斜度)太阳下。暴露期为24个月。24个月的暴露是持续的，不分昼夜。
通过适当的框使表面1b和2b的下部免受日晒，而表面1b和2b的其余部分如上所述暴露。
在24个月结束时，取2种表面并进行分析。分析表明用根据本发明的系统处理的表面2a对降解的耐受性明显比表面1a要高，而受保护的部分1b和2b都没有变化。
表面1a显示出涂层膜的完全降解，从支持物上完全脱离。另外，支持物表现出裂痕和表面降解的迹象，以暗灰色表示。在裂缝上由于过度的吸潮和木材结构的随后降解，木材变成黑色。所述黑色区域进一步显示出由于霉菌和真菌开始增殖而导致的降解。
对表面2a的分析表明涂布的涂层膜仍基本完整，没有木质支持物降解的迹象。
以前用改变木材天然颜色而不隐藏其结构的透明涂层从未达到过上述效果。
底漆实施例(所述第一配方)在含有已知类型93.7重量％丙烯酸树脂水分散体的常用底漆中加入0.4重量％的HALS型木材抗氧化化合物(piperidineoxylo的衍生物)；可选的0.4重量％的杀真菌剂(IPBC)；2.5重量％的UV吸收化合物(3型)(微粉化二氧化钛分散体)；可选的3重量％的透明氧化铁混合物。
中间物实施例(所述第三配方)在含有98.7重量％丙烯酸树脂水分散体的已知类型常用中间物“填料”中加入0.4重量％哌啶基衍生物类型的涂料抗氧化化合物HALS；可选的0.4重量％的杀真菌剂(IPBC)；0.5重量％的羟基苯基-苯并三唑衍生物类型的UV吸收化合物(1型)。
罩面漆实施例(所述第二配方)
在含有95.35重量％丙烯酸树脂水分散体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-立体位阻胺)哌啶基衍生物；可选的0.2重量％的杀真菌剂(IPBC)；1重量％的UV吸收化合物(1型)；0.5重量％三嗪衍生物类型的UV吸收化合物(2型)；可选的0.1重量％微粉化二氧化钛分散体的UV吸收化合物(3型)；可选的2重量％的屏蔽蜡；可选的0.05重量％透明氧化铁混合物。
权利要求
1.用于涂布木材的涂料系统，包括—第一配方，其含有底漆；木材抗氧化化合物(HALS-立体位阻胺)；和紫外线(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-立体位阻胺)；紫外线(UV)吸收化合物(1型)；和紫外线(UV)吸收化合物(2型)。
2.根据权利要求1的涂料系统，其特征在于所述的木材抗氧化化合物选自piperidineoxylo衍生物；优选为4-羟基-2，2，6，6-四甲基piperidineoxylo。
3.根据权利要求1的涂料系统，其特征在于所述的UV吸收化合物(3型)选自微粉化的钛化合物；优选为微粉化的二氧化钛。
4.根据权利要求1-3中一项或多项的涂料系统，其特征在于所述的第一底漆可以包含丙烯酸树脂或衍生的丙烯酸树脂的水分散体；添加剂；消泡剂；杀真菌物质和基于透明氧化铁的颜料。
5.根据权利要求1的涂料系统，其特征在于所述的罩面漆抗氧化化合物选自哌啶基衍生物；优选为双(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.根据权利要求1的涂料系统，其特征在于所述的UV吸收化合物(1型)选自羟基苯基-苯并三唑衍生物；优选PEG 300溶剂中甲基-3-(3-2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯反应得到的化合物。
7.根据权利要求1的涂料系统，其特征在于所述的UV吸收化合物(2型)选自三嗪衍生物，优选为活性物质CAS 153519-44-9在1-甲氧基-2-丙醇中的85％溶液。
8.根据前述权利要求中一项或多项的涂料系统，其特征在于所述的罩面漆包含合成蜡和氧化铁，所述合成蜡优选为聚丙烯蜡。
9.根据前述权利要求中一项或多项的涂料系统，其特征在于还包括第三配方，其含有中间物“填料”；涂料抗氧化化合物(HALS-立体位阻胺)；杀真菌物质(IPBC)；UV吸收化合物(1型)。
10.制备根据权利要求1-9中一项或多项的所述涂料系统的方法，其中依次将单独组分加入到配有混合装置的容器中。
11.根据权利要求1-9中一项或多项的涂料系统用于获得木材表面透明涂层的用途。
12.涂布根据权利要求1-9中一项或多项的所述涂料系统的方法，包括下述步骤—通过涂布系统用所述第一配方处理木材表面；—通过涂布系统用所述第二配方处理所述木材表面。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于用所述第一配方处理的所述木材表面随后用根据权利要求9的所述第三配方处理。
全文摘要
本发明涉及一种涂料及其制备方法。另外，本发明还涉及所述涂料涂布诸如木材的支持物的应用。
文档编号C09D15/00GK1681897SQ03822296
公开日2005年10月12日 申请日期2003年8月7日 优先权日2002年9月20日
发明者斯特凡诺·本尼, 亚历山德罗·南尼, 亚历山德罗·斯帕尼亚, 罗伯托·卡雷利 申请人:雅克涂料意大利股份公司