用于涂布木材或木材复合材料制品的方法和该方法所涂布的制品的制作方法

专利名称：用于涂布木材或木材复合材料制品的方法和该方法所涂布的制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及热塑性组合物，其可用作不同基材如木材、中密度纤维板(MDF)和合 成基材上的挤出涂层，包括涂布有热塑性组合物的基材的制品和制造制品的方法。组合物 显示出提高的可涂漆性(包括用水基漆的可涂漆性)和用于加工(切，钉，挖等)的机械性 能中的一种或多种，同时保持可接受的外观，包括不透明性，光泽，表面外观和表面粗糙度。
背景技术：
一般说来，溶剂基漆将显示出可接受的对基于热塑性树脂的组合物的附着力，与 组合物中填料的选择无关。然而，随着供应商环境意识的增强和更加严格的管理努力，溶剂 基漆的使用已经持续下降。因此，水基胶乳漆已经变为许多应用的标准品。用于着色或覆盖聚合物基制品使用水基漆的能力至少受限于高极性水性漆溶液 和相对非极性的聚合材料之间的相互作用。用于通用型或半通用型热塑性树脂的大多数聚 合物主链的特征性的碳-碳键合导致相对非极性的树脂。提高聚合物的极性的两种方法包 括官能化和混配或共混。官能化包括将极性官能团如羰基、胺、羟基结合到主聚合链中和/或作为侧链。然 而，添加这样的基团常常导致树脂的机械性能的显著且有害的变化。混配或共混是聚合物 链的官能化的备选方案。然而，混配或共混可以产生这样的共混聚合物，与其组分中的任一 种相比其具有非常不同的化学性质。因此，制造商已经长期努力来开发能够涂布各种基材的涂层组合物，其显示出提 高的可涂漆性(包括用水基漆的可涂漆性)和用于加工(切，钉，挖等)的机械性能，同时 保持可接受的外观，包括不透明性，光泽，表面外观，和表面粗糙度。例如，在北美市场中可得的用于MDF内成型件和内装饰的最常见的涂料之一被称 为Gesso涂料。Gesso，典型地由来自南美洲或亚洲的供应商使用的，是一种使用擦上/擦 掉型方法施加的稠浆。在涂布后的干燥是需要的，并且第二种涂料常常被施加以便提供具 有期望外观的表面；第二种涂料也必须被干燥和抛光。因此，Gesso涂料是相对劳动密集型 的。此外，尽管Gesso涂料可以产生光滑的、吸引人的加工表面，其能够隐藏在位于下面的 基材的表面中的至少较小的缺陷，但是其可能是脆性的。涂层的脆性可以导致不可接受的 处理和加工性能，例如，当成型件或装饰被锯、斜接、加盖、钉和/或挖时。在北美市场中可得的另一常见的涂料是水基胶乳漆涂料。该漆典型地被真空-或 喷雾-涂布到基材上。这类涂料典型地被北美供应商使用。基本上，大量的水基胶乳漆被 真空-涂布或喷雾-涂布而对成型件或装饰的表面涂底漆。那种涂料不仅必须被干燥，如 同Gesso涂料一样，而且必须被砂磨或抛光。第二次涂布和干燥也是需要的。此外，不同于Gesso方法，真空-和喷雾-涂布可以导致将位于下面的基材表面直接显现到可观察到的漆 表面，这显示了位于下面的基材的结构特征。因此，涂布的表面的光滑性取决于成型件或装 饰的研磨的质量。因此，在涂层组合物领域中仍然需要，当施加到位于下面的基材如成型件或装饰 时，使用挤出技术可以产生具有Gesso涂料的光洁度、但具有提高的可涂漆性和韧性，以及 还具有可接受的外观的涂底漆的基材。

发明内容
本发明的某些实施方案提供了基于热塑性树脂的组合物和涂料，其包括添加剂， 被设计用来改善可涂漆性(例如水性漆附着到其表面)和/或机械性能(例如模量和韧 性)，同时保持可接受的外观，包括不透明性，光泽，表面外观，或表面粗糙度中的至少一种。本发明的一个实施方案提供了涂层组合物，其包括至少一种热塑性树脂，至少一 种不透明改性剂，任选地至少一种光泽改性剂，和任选地至少一种抗冲改性剂。这些组合物 显示出提高的可涂漆性或用于加工(切，钉，挖等)的机械性能中的至少一种，同时保持可 接受的外观。根据本发明的一个实施方案包括树脂涂层，其包括热塑性树脂，其中该涂层是挤 出涂层，其中热塑性树脂的溶解度参数为约9. 4-约14. 0(cal/cm3)°_5 ；和其中热塑性树脂的 Tg为大于约70°C和小于约150°C。在一个方面中，树脂涂层包括热塑性树脂，其选自聚酯，包括共聚酯，聚碳酸酯，聚 甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)(ASA)，聚(丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯)(ABQ，聚(苯乙烯丙烯腈)(SAN)，纤维素酯和其混合物。在一个方面中，树脂涂层包括共聚酯，其包括至少80md%的来自对苯二甲酸、对 苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基，至少80md%来自乙二醇和1，4-环己烷二甲醇的 二醇残基，其中酸残基基于IOOmoW酸残基和二醇残基基于IOOmoW 二醇残基。在一个方面中，树脂涂层包括聚酯，其包括70-100moW)来自对苯二甲酸的酸残 基，0-30moW)具有至多20个碳原子的芳族二羧酸残基，和O-IOmoW)的具有至多16个碳 原子的脂族二羧酸残基，其中酸残基基于IOOmoW)酸残基。在一个方面中，树脂涂层包括 聚酯，其包括80-100md%来自对苯二甲酸的酸残基，0-20mol%具有至多20个碳原子的芳 族二羧酸残基，和O-IOmoW)的具有至多16个碳原子的脂族二羧酸残基，其中酸残基基于 IOOmo W)酸残基。在一个方面中，树脂涂层包括聚酯，其包括90-100mo W)来自对苯二甲酸的 酸残基，O-IOmoW具有至多20个碳原子的芳族二羧酸残基，和O-IOmoW的具有至多16个 碳原子的脂族二羧酸残基，其中酸残基基于IOOmoW酸残基。在另一方面中，本发明提供一种制品，其包括聚酯，该聚酯包括(a)至少SOmoW) 来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基，(b)至少SOmoW)来自乙二 醇和1，4-环己烷二甲醇的二醇残基，其中酸残基基于IOOmo W)酸残基和二醇残基基于 IOOmoW 二醇残基。在另一方面中，本发明提供一种制品，其包括聚酯，该聚酯包括(i)酸组分，其 包括(a)至少70moW)来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基；(b) 0-30moW)来自芳族二羧酸的酸残基；和(c) O-IOmoW)来自具有至多20个碳原子的脂族二
6羧酸的酸残基；和(ii) 二醇组分，其包括(a) 20-70moW)来自环己烷二甲醇的二醇残基； (b) 0-80moW)来自乙二醇的二醇残基；和(c) 0-80moW)来自具有至多20个碳原子的二醇 的二醇残基，其中酸残基基于IOOmoW酸残基和二醇残基基于IOOmoW 二醇残基。在另一方面中，本发明提供一种制品，其包括聚酯，该聚酯包括(i)酸组分，其 包括(a)至少70moW)来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基；(b) 0-30moW)来自芳族二羧酸的酸残基；和(c) O-IOmoW)来自具有至多20个碳原子的脂族 二羧酸的酸残基；(ii) 二醇组分，其包括(a) 20-SlmoW)来自环己烷二甲醇的二醇残基； (b) 0-80moW)来自乙二醇的二醇残基；和(c) 0-80moW)来自具有至多20个碳原子的二醇 的二醇残基，其中酸残基基于IOOmoW酸残基和二醇残基基于IOOmoW 二醇残基。在一个方面中，对本发明有用的某些聚酯是无定形的或半结晶的。在一个方面中， 对本发明有用的某些聚酯可能具有相对低的结晶度。在本发明的一个方面中，结晶半寿期是在170°C大于5分钟，或在170°C大于1，000 分钟，或在170°C大于10，000分钟。在一个方面中，树脂涂层组合物包括热塑性树脂，其溶解度参数为约10. 5-约 14. 0(cal/cm3)0.5。在一个方面中，树脂涂层组合物进一步包括不透明改性剂。在一个方面中，树脂涂层组合物进一步包括抗冲改性剂。在一个方面中，树脂涂层组合物进一步包括光泽改性剂。在根据本发明的一个实施方案中，涂层组合物包括约40wt%_约100wt%的选自聚 酯，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)(ASA)，聚(苯 乙烯丙烯腈)(SAN)，聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS)，和其混合物的热塑性树脂；约 0wt%-约15wt%的不透明改性剂；约0wt%-约50wt%的抗冲改性剂；和约0wt%-约40wt%的 光泽改性剂，其中不透明改性剂、抗冲改性剂或光泽改性剂中的至少一种大于0wt%，其中重 量百分比基于涂层组合物的总重量。本发明还提供了 一种涂层组合物 其包括
30wt%-95wt%的至少一种热塑性聚合物； lwt%-15wt%的至少一种不透明改性剂； 0wt%-50wt%的至少一种光泽改性剂；和 0wt%-20wt%的至少一种抗冲改性剂， 本发明还提供了一种涂层组合物，其包括 30wt%-70wt%的至少一种共聚酯； lwt%-10wt%的二氧化钛； 10wt%-40wt%的碳酸钙；和
5wt%-20wt%的至少一种抗冲改性剂，其包括至少一种选自聚丁二烯，聚异戊二烯，聚氨 酯，聚醚，聚酯，聚丙烯酸酯，和聚烯烃的聚合物，其中重量百分比基于组合物的总重量。在 一种实施方案中，至少一种聚合物不是均聚物。在另一方面中，本发明提供一种制品，其包括涂层组合物，其包括至少一种热塑性 树脂，至少一种不透明改性剂，任选地至少一种光泽改性剂，和任选地至少一种抗冲改性剂；和至少部分涂布有涂层组合物的基材。根据本发明的一个实施方案包括一种制品，其包括(a)至少部分用热塑性树脂涂 层覆盖的木材或木材复合材料基材；(b)溶解度参数为约9. 4-约14. 0(cal/cm3)°_5的热塑 性树脂；和(c)覆盖至少一部分树脂涂层的漆；其中涂层是挤出涂层；其中热塑性树脂的 Tg为大于约70°C和小于约150°C ；和其中漆具有至少6的性能分数。在一个方面中，制品包括热塑性树脂涂层，其包括聚酯，其溶解度参数为约 10. 4-约 11. 5(cal/cm3)°·5。在一个方面中，在制品上的未处理的聚合物涂层上的漆的性能分数包括至少3，或 至少4或至少5的带剥落值。在一个方面中，在制品上的未处理的聚合物涂层上的漆的性能分数包括至少3，或 至少4或至少5的划格法值。在一个方面中，在制品上的未处理的聚合物涂层上的漆的性能分数包括各自至少 3，或至少4或至少5的划格法值和带剥落值。在一个方面中，在制品上的处理的聚合物涂层上的漆的性能分数包括至少6，或至 少7或至少8或至少9或至少10的结合的带剥落值和划格法值。在一个方面中，在制品上的处理的聚合物涂层上的漆的性能分数包括至少6，或至 少7或至少8或至少9或至少10的结合的带剥落值和划格法值和大于未处理的聚合物涂 层的刮擦附着值至少50%或至少100%的刮擦附着值。在一个方面中，本发明提供了一种制品制造方法，该制品包括至少部分用包括聚 酯的热塑性树脂涂层覆盖的木材或木材复合材料基材，该方法包括；(a)将聚酯涂层挤出 到木材或木材基材，其中聚酯的溶解度参数为约9. 4-约14. 0(cal/cm3)°_5 ；和(b)将水基 漆覆盖物施加到至少一部分聚酯涂层而形成漆涂层；其中热塑性树脂的Tg为大于约70°C 和小于约150°C ；和其中聚酯涂层上的漆涂层的性能分数，包括带剥落值和划格法值，为6 至10。在一个方面中，本发明提供了一种制品制造方法，其中聚酯涂层用喷射介质磨损 而形成磨损的聚酯树脂表面，然后施加漆涂层。在另一方面中，本发明提供一种制品制造方法，其中聚酯包括(a)至少SOmoW) 来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基，(b)至少SOmoW)来自乙二 醇和1，4-环己烷二甲醇的二醇残基，其中酸残基基于IOOmo W)酸残基和二醇残基基于 IOOmoW 二醇残基。在另一方面中，本发明提供一种制品制造方法，其中聚酯包括(i)酸组分，其 包括(a)至少70moW)来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基；(b) 0-30md%来自芳族二羧酸的酸残基；和(c) O-IOmoW来自具有至多20个碳原子的脂族二 羧酸的酸残基；和(ii) 二醇组分，其包括(a) 20-70moW)来自环己烷二甲醇的二醇残基； (b) 0-80moW)来自乙二醇的二醇残基；和(c) 0-80moW)来自具有至多20个碳原子的二醇 的二醇残基，其中酸残基基于IOOmoW酸残基和二醇残基基于IOOmoW 二醇残基。在另一方面中，本发明提供一种制品制造方法，其中聚酯是无定形的。在另一方面中，本发明提供一种制品制造方法，其中聚酯包括(i)酸组分，其 包括(a)至少70moW)来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基；(b)0-30moW)来自芳族二羧酸的酸残基；和(c) O-IOmoW)来自具有至多20个碳原子的脂族 二羧酸的酸残基；(ii) 二醇组分，其包括(a) 20-SlmoW)来自环己烷二甲醇的二醇残基； (b) 0-80moW)来自乙二醇的二醇残基；和(c) 0-80moW)来自具有至多20个碳原子的二醇 的二醇残基，其中酸残基基于IOOmoW酸残基和二醇残基基于IOOmoW 二醇残基。在一个方面中，本发明提供一种制品制造方法，其中磨损的聚酯树脂表面具有 10-370微英寸的表面粗糙度。在一个方面中，本发明提供一种制品制造方法，其中喷射介质是粒状的。在一个方面中，本发明提供一种制品制造方法，其中喷射介质选自氧化铝，碎玻璃 (crushed glass)，碳化娃，钢砂(steel grit)，胡桃壳(walnut shells)，沙，jet mag,禾口碳酸钙。在一个方面中，本发明提供一种制品制造方法，其中在磨损的聚酯树脂表面上油 漆的性能分数具有至少3的划格法值。在一个方面中，本发明提供一种制品制造方法，其中在磨损的聚酯树脂表面上油 漆的性能分数具有至少3的带剥落值。在一个方面中，本发明提供一种制品制造方法，其中在磨损的聚酯树脂表面上漆 的性能分数具有高于在未处理的表面上的刮擦附着值至少50%的刮擦附着值。


图Ia显示了在介质喷射处理前聚酯的对照样品的光学和SEM显微照片。图Ib显示了在用GNP玻璃珠介质喷射处理后聚酯的样品的光学和SEM显微照片。图Ic显示了在用festman玻璃珠介质喷射处理后聚酯的样品的光学和SEM显微 照片。图Id显示了在用氧化铝介质喷射处理后聚酯的样品的光学和SEM显微照片。图Ie显示了在用碎玻璃(crushed glass)介质喷射处理后聚酯的样品的光学和 SEM显微照片。图If显示了在用胡桃壳(walnut shells)介质喷射处理后聚酯的样品的光学和 SEM显微照片。图加显示了在氧化铝喷射处理前聚酯的对照样品的光学和SEM显微照片。图2b显示了在用60 grit氧化铝介质喷射处理后聚酯的样品的光学和SEM显微 照片。图2c显示了在用70 grit氧化铝介质喷射处理后聚酯的样品的光学和SEM显微 照片。图2d显示了在用80 grit氧化铝介质喷射处理后聚酯的样品的光学和SEM显微 照片。图加显示了在用150 grit氧化铝介质喷射处理后聚酯的样品的光学和SEM显微 照片。图2f显示了在用220 grit氧化铝介质喷射处理后聚酯的样品的光学和SEM显微 照片。图2g显示了在用320 grit氧化铝介质喷射处理后聚酯的样品的光学和SEM显微照片。
具体实施例方式
通过参考下面本发明的某些实施方案的详细说明和工作实施例可以更容易地理 解本发明。 根据本发明的目的，本发明的某些实施方案描述于发明内容中并且进一步在下文 中进行描述。同样，本文中描述了本发明的其它实施方案。除非另有陈述，说明书和权利要求中所用的表示成分的数量、性能如分子量、反应 条件等的所有数字应被理解为在一切情况下被术语“约“所修饰。因此，除非相反地指出， 在以下说明书和所附权利要求中所述的数值参数是近似的，其可以变化，这取决于设法通 过本发明获得的期望的性能。至少，各个数值参数应当至少根据所报道的有效数字的数目 并且通过应用常规的取整技术来理解。进一步，在本说明书和权利要求中所述的范围意图 特别包括整个范围，而非仅仅端点。例如，描述为0 10的范围意图公开0 10之间的所 有整数，比如1、2、3、4等，0 10之间的所有分数，例如1. 5,2. 3,4. 57,6. 1113等，以及端 点0和10。此外，与化学取代基团相关的范围，例如"C1-C5烃类"，意图特别地包括和公开 T C1和C5烃类以及C2, C3和C4烃类。尽管在本发明宽泛范围内所列的数值范围和参数都是近似值，但是列于具体实施 例中的数值都尽可能精确地进行报告。然而，任何数值都固有地包含某些必然源于其各自 测试测量中存在的标准偏差的误差。除非在上下文中另外进行了清楚说明，在说明书和所附权利要求书中使用的单数 形式"a"、"an"和"the"包括其复数参照物。例如，提及“增塑剂"，或“纤维素酯“意图 包括多种增塑剂或纤维素酯。提及包含或包括“增塑剂“或“纤维素酯“的组合物，除所 列出的以外，意图分别包括其它增塑剂或其它纤维素酯。〃包括/包含(comprising/containing/including) 〃是指至少所称的化合物、元 素、颗粒或方法步骤等，存在于组合物或制品或方法中，但不排除存在其它化合物、催化剂、 材料、颗粒、方法步骤等，即使其它这样的化合物、材料、颗粒、方法步骤等，具有与所提及的 相同的功能，除非在权利要求中明确排除以外。还应理解的是一个或多个方法步骤的提及不排除在结合的所述步骤前或后的另 外的方法步骤或者在明确指出的那些步骤之间的居间的方法步骤的存在。此外，方法步骤 或成分的字母编号(lettering)是用于识别离散的活动或成分的合宜手段并且所述的字 母编号可以以任何序列排列，除非另有陈述。本发明的某些实施方案提供了用于提高涂层组合物的可涂漆性和机械性能的方 法，包括将至少一种热塑性树脂与以下结合1)至少一种不透明改性剂；2)任选地至少一 种光泽改性剂；和幻任选地至少一种抗冲改性剂。根据本发明的涂层组合物可用于涂布任何目前被漆、包裹或Gessoed的具有线 性型材(profile)材料，包括但不限于门侧柱，窗侧墙，其它门或窗户部件，平板搁板， pull-trusion制品，内部和外部成型件和装饰，和外部和内部板壁。待涂布的基材材料 仅仅受限于制剂在涂布方法期间附着的能力并且可以例如选自MDF，碎料板，定向结构板 (oriented strand board)，玻璃纤维，天然木材，复合木材产品，和合成基材。
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另外，根据本发明的涂层组合物可允许使用比目前用于工业应用中的那种更少精 制的基材表面，因为来自研磨方法的缺陷未必显现到涂底漆的表面中。这些涂层可以消除 对砂磨或抛光涂布的基材和干燥涂布的基材中的至少一种的需要，其两者都为目前涂布技 术所要求的。本文中公开的基于热塑性树脂的涂层组合物显示了提高的可涂漆性和/或用于 加工(切，钉，挖等)的机械性能，同时保持可接受的外观，包括不透明性，光泽，表面外观和 /或表面粗糙度。如本文中使用的，“提高的可涂漆性”是指漆对涂层组合物的优良的附着，如使用 如本文中定义的划格法测试、用于介质喷射样品的刮擦测试和带线测试中的至少一种确定 的。如本文中使用的“提高的机械性能”是指如使用本文中所述的测试确定的与目前 在北美市场中可得的Gesso和真空涂层相比的优良的韧性。如本文中使用的，“外观”是指至少不透明性，光泽，表面外观，和表面粗糙度。如本 文中使用的“不透明性”是指光被阻挡的程度。不透明性是使用本文中所述的方法确定的。 如本文中使用的“光泽”是指表面光泽的程度并且是使用如下文中所述的ASTM测试方法D 2457测定的。如本文中使用的“表面外观”是指涂层组合物的表面中可见的缺陷，包括表面 的显现(位于下面的基材的结构特征的展现)和由于生产和/或涂布的方法造成的表面中 的缺陷(例如由于辊造成的碰撞等)。如本文中使用的，“表面粗糙度”是指表面上的起伏、 脊或凸出的程度，并且是使用如本文中所述的测试测定的。如本文中使用的“可接受的”外 观是指至少与在北美市场中目前可得的Gesso和真空涂层一样好。未预料到同时在上述性能中提供可接受的性能的能力，因为每一个性能可能不同 地和以不可预知的方式受组合物的各种组分的每一种的影响。此外，组分中的每一种可以， 并且通常的确，影响组合物的多于一种的性能。因此，每一种组分对为提供具有提高的可涂 漆性和提高的用于加工(切，钉，挖等)的机械性能以及可接受的外观的基于热塑性树脂的 组合物必须获得的性能的效果之间的平衡是高度不可预知的。例如，基于热塑性树脂的组合物的可涂漆性主要取决于两个因素1)漆润湿组合 物的能力和2、基于热塑性树脂的组合物的表面，特别地在组合物上一些表面质地的可得 性以便为干燥的漆提供机械联锁。反过来，润湿组合物的表面的能力强烈地取决于漆的溶解度参数和组合物的表面 的溶解度参数的不匹配，这反过来受基础树脂的本性的影响。影响组合物的溶解度参数的 主要因素是基础树脂的本性。通常，树脂极性越大，水基漆将在树脂上更好地浸湿并且没有 珠聚集(bead up)。树脂如聚酯，聚碳酸酯，聚丙烯酸酯，聚氨酯，和聚酰胺通常被认为是更 极性的热塑性塑料中的一些，而聚烯烃如聚丙烯和聚乙烯被认为是较小极性的。如果漆的表面的溶解度参数和组合物的溶解度参数相似，界面的表面能将较低， 并且将允许漆紧密地接触组合物的表面。当漆干燥并且聚结时，在组合物上的多孔表面将 允许漆与表面形成机械联锁。漆中的胶乳颗粒的尺寸是纳米量级的。因此，微孔性表面结 构可以在亚微米尺度上设计，这将不会影响宏观尺度外观或手感。添加金属盐可以提高涂层组合物的极性，其可以改善在涂漆期间发生的润湿。然 而，金属盐的尺寸、形状和浓度将影响在基材表面上暴露的表面面积的量。另一方面，添加抗冲改性剂往往降低总溶解度参数，因为最有效的抗冲改性剂基于聚乙烯，其溶解度参数 为大约8.0(Cal/Cm3)°_5。抗冲改性剂和基础树脂的相分离可以潜在地导致在表面上的模糊 现象，这将进一步降低在基材表面上的溶解度参数，这是由于非极性聚合物链段的浓度提 高造成的。反应性抗冲改性剂可以提供降低模糊现象效果的潜在途径。另外，基于更极性橡 胶链段的抗冲改性剂，例如丙烯酸类如丙烯酸丁酯；和聚醚和聚丁二烯也是潜在的候选物。除漆附着到涂层上以外，涂层必须显示出对基材材料的足够的附着。涂层的低附 着可以导致在加工和安装期间的宽范围的分层。涂层附着到基材是两种因素的结果1)涂 层润湿基材表面的能力，这与溶解度参数相互作用有关和2、涂层在基材表面上流动的能 力和与基材表面的机械联锁。不同于漆附着，其中粘度是非常低的并且溶解度参数相互作 用是限制性因素，涂层附着到基材将取决于在熔融加工期间涂层的粘度。当涂层在其离开 模头冷却后，其流动性将降低，而附着到基材的能力也将降低。在涂层已经冷却至某个温度 和某个粘度前(其防止附着到基材)的时间取决于1)涂层的粘度与加工温度的关系和2) 基材的温度，因为其可能潜在地从熔融涂层吸收显著量的热量。在基于热塑性树脂的涂层组合物中另一期望的特征是足够的机械韧性以便承受 加工，如切、钉、挖等。然而，基于热塑性树脂的涂层的某些可能的添加剂可以提高组合物的机械韧性， 而另一些可以使其降低。例如，金属盐及其他无机填料将往往使得组合物更脆至不同程度， 这取决于颗粒的化学性质和形状。提高颗粒尺寸和浓度往往降低组合物的总韧性。另一方 面，抗冲改性剂可以改善韧性。抗冲改性剂通常是树脂。抗冲改性剂对组合物的韧性的有效性取决于1)基础树 脂的韧性，幻抗冲改性剂与基础树脂的可混性，和幻抗冲改性剂的化学组成。基于热塑性树脂的涂层组合物的不透明性可以受1)存在或不存在有机或无机染 料，2)有机或无机染料的浓度，和幻涂层组合物的厚度的影响。基于热塑性树脂的涂层组合物的表面光泽可以，并且通常，受1)破坏组合物的表 面的试剂，甚至在显微尺度上，的存在和2、防止光从组合物的表面反射的试剂的存在的影 响。小无机颗粒，例如，滑石和碳酸钙，可以用于改性基于热塑性树脂的涂层组合物的表面 光泽。然而，这样的颗粒也可影响组合物的表面的极性，组合物的表面的外观和手感，和组 合物的韧性。例如，通常，颗粒的尺寸越大，将观察到更大的可见的表面粗糙度。另一方面， 随着颗粒尺寸增加，组合物的韧性通常降低。基于热塑性树脂的涂层组合物的表面平滑度是复杂的参数，其受几乎全部的组合 物的可能组分以及加工条件，例如模头或模具设计和挤出机/注塑模型成形机条件的影 响。例如，如果加工条件没有恰当地设置的话，在加工期间未熔融的光泽或不透明改性剂的 颗粒可导致粗糙表面。进一步地例如，组合物的反应性组分也可影响所得的表面，如果它们 暴露于极端的加工条件，例如高热量和长停留时间。模头或注射模具的本性也可控制所得 的表面加工。一般说来，形成流体平滑熔体的添加剂或加工条件将形成平滑的“吸引人的表 面”。提高加工温度可以产生更平整的、较低粘度的熔体，但限制必须被认识到，以便避免组 合物的分解或者反应性组分反应过度。在根据本发明的某些实施方案中，本发明的涂层组合物包括至少一种热塑性树 脂，至少一种不透明改性剂，任选地至少一种光泽改性剂，和任选地至少一种抗冲改性剂。这些组合物可以显示出提高的可涂漆性和用于加工(切，钉，挖等)的机械性能，同时保持 可接受的外观，包括不透明性，光泽，表面外观，和表面粗糙度。在一种实施方案中，涂层组 合物不是粉末涂层组合物。在一个方面中，热塑性树脂包括聚碳酸酯并且在制品上的漆的性能分数包括至少 3的划格法值和/或至少3的带剥落值。在一个方面中，热塑性树脂包括聚甲基丙烯酸甲酯并且在制品上的漆的性能分数 包括至少3的划格法值和/或至少3的带剥落值。在一个方面中，热塑性树脂包括聚(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)并且在制品上 的漆的性能分数包括至少3的划格法值和/或至少3的带剥落值。在一个方面中，热塑性树脂包括聚(苯乙烯-丙烯腈)并且在制品上的漆的性能 分数包括至少3的划格法值和/或至少3的带剥落值。在一个方面中，热塑性树脂包括纤维素酯并且在制品上的漆的性能分数包括至少 3的划格法值和/或至少3的带剥落值。在根据本发明的一个实施方案中，本发明还涉及涂层组合物，其包括⑴ 30wt%-95wt%,相对于整个组合物的重量，的至少一种热塑性聚合物(例如，共聚酯或ABS 或SAN)，(2) lwt%-15wt%,相对于整个组合物的重量，的至少一种不透明改性剂(例如，二 氧化钛)，(3) 0wt%-50wt%，相对于整个组合物的重量，的至少一种光泽改性剂(例如，碳酸 钙)，和G) 0wt%-20wt%,相对于整个组合物的重量，的至少一种抗冲改性剂(例如，聚氨 酯，聚醚，聚酯，聚烯烃，乙酸乙烯酯，聚乙烯，聚酰胺，聚碳酸酯，聚异戊二烯，聚丁二烯或聚 乙烯丙烯酸甲酯)。在一种实施方案中，至少一种抗冲改性剂不是均聚物。热塑性树脂
至少一种热塑性树脂可以是任何能熔融加工的热塑性树脂。例如，至少一种热塑性树 脂可以选自线性热塑性树脂，支化热塑性树脂，超支化(hyperbranched)热塑性树脂，和星 形(star-shaped)热塑性树脂。合适的热塑性树脂的非限制性实例包括聚酯，共聚酯，丙烯 酸树酯(acrylics)，聚碳酸酯。另外的非限制性实施例包括聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)， PETG共聚酯，和聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)，聚(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)(ASA)JP 聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS)，聚(苯乙烯-丙烯腈)(SAN)。热塑性树脂的实例 包括但不局限于 Eastar 共聚酯 6763，可获自 Eastman Chemical Company 的 PETG ；Luran HD，可获自 BASF 的 SAN ；Terluran GP-22，可获自 BASF 的 ABS ；Modified Acrylate，可获自 Degussa 的 PMMA ；禾口 Centrex 833，可获自 Lanxess 的 ASA0如本文中使用的，术语“聚酯”意图包括“共聚酯”并且应理解为是指通过一种或多 种双官能羧酸和/或多官能羧酸与一种或多种双官能羟基化合物和/或多官能羟基化合物 的反应而制备的合成聚合物。通常，双官能羧酸可以是二羧酸，而双官能羟基化合物可以是 二元醇，例如二醇(glycol)和二醇(diol)。如本申请中使用的，术语“二醇(glycol)”包 括但不限于二醇(diol)、二醇(glycol)和/或多官能羟基化合物。备选地，双官能羧酸可 以是羟基羧酸，例如对羟基苯甲酸，而双官能羟基化合物可能是带有2个羟基取代基的芳 基核，例如氢醌。如本文中使用的，术语“残基”是指由相应单体通过缩聚和/或酯化反应引 入到聚合物的任何有机结构。如本文中使用的，术语“重复单元”是指具有通过羰氧基基团 键合的二羧酸残基和二醇(diol)残基的有机结构。因此，例如，二羧酸残基可以衍生自二羧酸单体或其相关的酰卤、酯、盐、酸酐或其混合物。此外，如本申请中使用的，术语“二酸” 包括多官能酸，如支化剂。因此，如本文中使用的，术语二羧酸意图包括二羧酸和二羧酸的 任何衍生物，包括其相关的酰卤、酯、半酯、盐、半盐、酸酐、混合酸酐或其混合物，它们可用 于与二醇(diol)的反应过程以制备聚酯。如本文中使用的，术语“对苯二甲酸”意图包括 对苯二甲酸本身和其残基以及对苯二甲酸的任何衍生物，包括其相关的酰卤、酯、半酯、盐、 半盐、酸酐、混合酸酐或其混合物或其残基，它们可用于与二醇(diol)的反应过程以制备 聚酯。在根据本发明的某些实施方案中，在本文中PETG定义为这样的聚酯，其包括以 下的残基芳族二羧酸，例如，对苯二甲酸，和乙二醇和一种或多种其它二醇，例如，乙二醇 和1，4-环己烷二甲醇。在本发明的某些实施方案中，PETG包括80-100moW)对苯二甲酸， 10-60mol%l, 4-环己烷二甲醇和80-40md%乙二醇，分别地基于酸组分的摩尔百分数总计 IOOmoW和羟基组分的摩尔百分数总计100mol%。另外的非限制性实例包括这样的PETG，其 包括80-100mol%对苯二甲酸，15-50mol%l, 4-环己烷二甲醇和70_50mol%乙二醇，分别地基 于酸组分的摩尔百分数总计IOOmoW和羟基组分的摩尔百分数总计100md%。在某些实施方案中，至少一种热塑性树脂包括这样的聚酯，其包括
(a)羧酸组分，其包括至少80mc^%，至少90mc^%，至少92mc^%，至少93mc^%，或至少 96md%的对苯二甲酸或对苯二甲酸的衍生物或其混合物的残基，和
(b)羟基组分，其包括至少80mc^%，至少90mc^%，至少92mc^%，至少93mol%，或至少 96mol%的乙二醇和1，4-环己烷二甲醇的残基，
基于在聚酯聚合物中IOOmoW的羧酸组分残基和IOOmoW的羟基组分残基。在某些实施方案中，至少一种热塑性树脂包括这样的聚酯，其包括
(a)羧酸组分，其包括至少80mc^%，至少90mc^%，至少92mc^%，至少93mc^%，或至少 96md%的对苯二甲酸或对苯二甲酸的衍生物或其混合物的残基，和
(b)羟基组分，其包括25-70md%来自环己烷二甲醇的残基，30-75mol%来自乙二醇的 残基，和
基于在聚酯聚合物中IOOmoW的羧酸组分残基和IOOmoW的羟基组分残基。在另一方面中，本发明提供一种制品，其包括聚酯，该聚酯包括(i)酸组分，其 包括(a)至少70moW)来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基；(b) 0-30moW)来自芳族二羧酸的酸残基；和(c) O-IOmoW)来自具有至多20个碳原子的脂族二 羧酸的酸残基；和(ii) 二醇组分，其包括(a) 20-70moW)来自环己烷二甲醇的二醇残基； (b) 0-80moW)来自乙二醇的二醇残基；和(c) 0-80moW)来自具有至多20个碳原子的二醇 的二醇残基，其中酸残基基于IOOmoW酸残基和二醇残基基于IOOmoW 二醇残基。在另一方面中，本发明提供一种制品，其包括聚酯，该聚酯包括(i)酸组分，其 包括(a)至少70moW)来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基；(b) 0-30moW)来自芳族二羧酸的酸残基；和(c) O-IOmoW)来自具有至多20个碳原子的脂族 二羧酸的酸残基；(ii) 二醇组分，其包括(a) 20-SlmoW)来自环己烷二甲醇的二醇残基； (b) 0-80moW)来自乙二醇的二醇残基；和(c) 0-80moW)来自具有至多20个碳原子的二醇 的二醇残基，其中酸残基基于IOOmoW酸残基和二醇残基基于IOOmoW 二醇残基。可用于本发明的共聚酯的其它实例包括festar 共聚酯树脂，Cadence 共聚酯
14树脂，Provista 共聚酯树脂，Durastar 共聚酯树脂和Embrace 共聚酯树脂，全部可得自 Eastman Chemical Company, Kingsportj Tennessee, USA0对本发明有用的某些聚酯因而可能具有基本上无定形的形态，意味着聚酯包括聚 合物的基本上无序区域。因为由可用于本发明的某些聚酯显示出的在170°C的长结晶半衰 期(例如大于5分钟)，因此可能生产出本发明的热塑性涂层组合物和涂布的制品。对本发 明有用的某些聚酯是“无定形的”，其在本文中定义为具有在170°C大于5分钟的结晶半衰 期。如本文中使用的，聚酯的结晶半衰期可以使用本领域技术人员众所周知的方法来 测量。聚酯的结晶半衰期，t1/2，是通过在温控热台上随着时间经激光器和光电检测器测量 样品的透光率来测定的。这种测量是这样进行的通过将聚合物暴露于温度Tmax，并随后 将其冷却到期望的温度。随后通过热台将样品保持在期望的温度，同时测量透射随时间的 变化。最初，样品是视觉上透明的，具有高透光率，且随着样品结晶而变得不透明。结晶半 衰期是透光率在初始透光率与最终透光率之间一半时的时间。Tmax定义为熔融样品结晶区 域所需的温度(如果存在结晶区域的话)。在结晶半衰期测量之前将样品加热到Tmax以 调理该样品。对于每一种组合物，绝对Tmax温度是不同的。例如，PCT需要被加热到高于 290C的某温度以熔融结晶区域。可用于本发明的聚碳酸酯包括通过碳酸酯键键合的二元酚的二价残基，并且由结 构通式II和III表示
权利要求
1.一种制品，其包括(a)至少部分用包括聚酯的热塑性树脂涂层覆盖的木材或木材复合材料基材；(b)热塑性树脂涂层，其中聚酯具有约9.4-约14.0(cal/cm3)°_5的溶解度参数；和(c)覆盖至少一部分树脂涂层的水基漆，从而形成漆涂层； 其中树脂涂层是挤出涂层；其中热塑性树脂具有大于约70°C和小于约150°C的Tg ；和 其中漆涂层具有6-10的性能分数。
2.根据权利要求1的制品，其中热塑性树脂涂层包括Tg为约70°C-约150°C的聚酯。
3.根据权利要求2的制品，其中Tg为约70°C-130°C。
4.根据权利要求3的制品，其中Tg为约75°C-约115°C。
5.根据权利要求1的制品，其中在热塑性涂层上的漆涂层的性能分数具有至少3的 划格法值。
6.根据权利要求1的制品，其中在热塑性涂层上的漆涂层的性能分数具有至少3的 带剥落值。
7.根据权利要求1的制品，其中聚酯树脂涂层是通过介质喷射磨损的。
8.根据权利要求1的制品，其中聚酯涂层进一步包括(a)约40wt%-约99wt%的聚酯，基于组合物的总重量；(b)约0wt%-约15wt%的不透明改性剂，基于组合物的总重量；(c)约0wt%-约50wt%的抗冲改性剂，基于组合物的总重量；(d)约0wt%-约40wt%的光泽改性剂，基于组合物的总重量，其中不透明改性剂、抗冲改性剂或光泽改性剂中的至少一种至少lwt%。
9.根据权利要求8的制品，其中不透明改性剂包括有机染料，无机染料，金属氧化物 或金属盐中的一种或多种。
10.根据权利要求9的制品，其中不透明改性剂包括氧化锌，二氧化钛，云母，铅白，硫 化锌，氧化锑或硫酸钡中的一种或多种。
11.根据权利要求8的制品，其中抗冲改性剂包括聚合物，该聚合物包括⑴20-99wt% 的无定形链段，基于聚合物的总重量，和(ii)至少一种具有比橡胶状链段更高极性的链 段。
12.根据权利要求11的制品，其中抗冲改性剂包括ABS或MBS树脂。
13.根据权利要求8的制品，其中光泽改性剂包括聚合物填料或无机填料中的一种或 多种。
14.根据权利要求13的制品，其中光泽改性剂包括滑石，二氧化硅，高岭粘土，氧化铝， 碳酸钙，BMAT或KM-377中的一种或多种。
15.根据权利要求1的制品，聚酯包括(a)至少80mol%来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基，(b)至少80mol%来自乙二醇和1，4-环己烷二甲醇的二醇残基，其中酸残基基于100mol%酸残基和二醇残基基于100mol% 二醇残基。
16.根据权利要求1的制品，聚酯包括 (i)酸组分，其包括(a)至少70mol%来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基；(b)0至30mol%来自芳族二羧酸的酸残基；和(c)0-10mol%来自具有至多20个碳原子的脂族二羧酸的酸残基； ( ) 二醇组分，其包括(a)20-70mol%来自环己烷二甲醇的二醇残基；(b)0-80mol%来自乙二醇的二醇残基；和(c)0-80mol%来自具有至多20个碳原子的二醇的二醇残基，其中酸残基基于100mol%酸残基和二醇残基基于100mol% 二醇残基。
17.根据权利要求1的制品，聚酯包括 (i)酸组分，其包括(a)至少70mol%来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基；(b)0至30mol%来自芳族二羧酸的酸残基；和(c)0-10mol%来自具有至多20个碳原子的脂族二羧酸的酸残基； ( ) 二醇组分，其包括(a)20-81mol%来自环己烷二甲醇的二醇残基；(b)0-80mol%来自乙二醇的二醇残基；和(c)0-80mol%来自具有至多20个碳原子的二醇的二醇残基，其中酸残基基于100mol%酸残基和二醇残基基于100mol% 二醇残基。
18.—种制造制品的方法，该制品包括至少部分用包括聚酯的热塑性树脂涂层覆盖的 木材或木材复合材料基材，该方法包括；(a)挤出聚酯涂层到木材或木材基材上，其中聚酯的溶解度参数为约9.4-约 14. 0(cal/cm3)0·5 ；和(b)施加水基漆覆盖物到至少一部分的聚酯涂层而形成漆涂层； 其中热塑性树脂具有大于约70°C和小于约150°C的Tg ；和 其中在聚酯涂层上的漆涂层具有6-10的性能分数。
19.根据权利要求18的方法，其中聚酯涂层用喷射介质磨损而形成磨损的聚酯树脂表 面，然后施加漆涂层。
20.根据权利要求19的方法，其中磨损的聚酯树脂表面的表面粗糙度为10至370微英等。
21.根据权利要求20的方法，其中喷射介质是粒状的。
22.根据权利要求20的方法，其中喷射介质选自氧化铝，碎玻璃(crushedglass)，碳 化硅，钢砂(steel grit)，胡桃壳(walnut shells)，沙，jet mag，和碳酸钙。
23.根据权利要求19的方法，其中在磨损的聚酯树脂表面上漆的性能分数具有至少3 的划格法值。
24.根据权利要求19的方法，其中在磨损的聚酯树脂表面上漆的性能分数具有至少3 的带剥落值。
25.根据权利要求19的方法，其中在磨损的聚酯树脂表面上漆的性能分数具有高于在 未处理的表面上的刮擦附着值至少50%的刮擦附着值。
26.根据权利要求18的方法，聚酯包括(i)酸组分，其包括(a)至少70mol%来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基；(b)0至30mol%来自芳族二羧酸的酸残基；和(c)0-10mol%来自具有至多20个碳原子的脂族二羧酸的酸残基； ( ) 二醇组分，其包括(a)20-70mol%来自环己烷二甲醇的二醇残基；(b)0-80mol%来自乙二醇的二醇残基；和(c)0-80mol%来自具有至多20个碳原子的二醇的二醇残基，其中酸残基基于100mol%酸残基和二醇残基基于100mol% 二醇残基。
27.根据权利要求18的制品，聚酯包括 (i)酸组分，其包括(a)至少70mol%来自对苯二甲酸、对苯二甲酸的衍生物和其混合物的酸残基；(b)0至30mol%来自芳族二羧酸的酸残基；和(c)0-10mol%来自具有至多20个碳原子的脂族二羧酸的酸残基； ( ) 二醇组分，其包括(a)20-81mol%来自环己烷二甲醇的二醇残基；(b)0-80mol%来自乙二醇的二醇残基；和(c)0-80mol%来自具有至多20个碳原子的二醇的二醇残基，其中酸残基基于100mol%酸残基和二醇残基基于100mol% 二醇残基。
全文摘要
本发明涉及聚合物涂层组合物，其包括至少一种热塑性树脂、至少一种不透明改性剂、至少一种光泽改性剂和至少一种抗冲改性剂，至少部分涂布有聚合物涂层组合物的制品，可涂漆的聚合物涂布的制品和聚合物涂布的和涂漆的聚合物涂布的制品的制造方法。这些组合物显示出提高的可涂漆性(包括用水基漆的可涂漆性)和用于加工(切，钉，挖等)的机械性能，同时保持可接受的外观，例如不透明性，光泽，表面外观和表面粗糙度。
文档编号B05D7/08GK102099126SQ200980127846
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者J. 威尔逊 C., G. 萨利尔 D., E. 小夏普 E., R. 利佐特 J., W. 小默瑟 J., E. 艾尔 S., W. 赫尔顿 T. 申请人:伊士曼化工公司