專利名稱：生產(chǎn)高耐化學(xué)品侵蝕性的木制底材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在木制底材或具有木制表面的底材上施加一高耐化學(xué)品侵蝕性的涂層的生產(chǎn)方法。
更確切地說(shuō)，本發(fā)明的目的是要在內(nèi)部為木制的表面上制出具有上述性能的涂層，它們可特別在家庭或公共場(chǎng)所使用，例如地板，門，墻壁，壁腳板，家具或汽車的內(nèi)部裝飾。
木制表面會(huì)受到許多化學(xué)品的侵蝕，因此，它們必須靠涂覆油漆或清漆來(lái)加以保護(hù)。
會(huì)對(duì)內(nèi)部木制表面的外觀造成損壞的化學(xué)品可特別提到的有保養(yǎng)產(chǎn)品，特別是用于清潔表面的清潔劑，脂肪類產(chǎn)品以及某些食品，例如咖啡，芥末，醋，牛奶或葡萄酒，尤其是紅葡萄酒。
在對(duì)木制表面的外觀造成損壞的脂肪類產(chǎn)品中可特別提及的是面霜和遮光劑，當(dāng)它們與木制表面意外接觸時(shí)，即使這些表面有例如清漆等保護(hù)涂層，它們也會(huì)在后者的表面上留下痕跡，污物或薄膜，這些東西是很難去除的。
為保護(hù)木制表面，已知的方法是用聚氨酯型的油漆或清漆涂覆它們。
這些涂層是由涂覆在要保護(hù)表面上的組合物形成的，該組合物包括多元醇和異氰酸酯固化劑，異氰酸酯固化劑中的異氰酸酯官能團(tuán)可與多元醇中的羥基官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)形成聚氨酯網(wǎng)格。
由于木材對(duì)熱是很敏感的，所以得到的涂層要在室溫下干燥，甚至要在較高的溫度下，但一般不會(huì)超過(guò)60℃。
為此，對(duì)于這兩種組分，多元醇樹脂形成的第一組分部分和異氰酸酯形成的第二組分部分，必須使用“2K”系統(tǒng)。
為了避免在進(jìn)行涂覆前形成網(wǎng)狀物，在使用組合物前不久再混合兩種組分。
多元醇和固化劑可以為溶液，懸浮液或乳液。
由于在涉及揮發(fā)性有機(jī)溶劑的使用，特別是對(duì)于家用產(chǎn)品在立法上的變化，以及考慮到對(duì)環(huán)境的影響，當(dāng)前的趨勢(shì)是避免使用有機(jī)溶劑，并向要處理的表面上涂覆含有多元醇的水乳液，其固化劑是在使用前添加到含有多元醇的乳液中的。
本發(fā)明這種類型的乳液所遇到的主要問(wèn)題之一是難于向含水的多元醇乳液中手工加入固化劑，這是由于在異氰酸酯組分和多元醇間存在著粘度差。
實(shí)際上，為了在家用表面上進(jìn)行涂覆，異氰酸酯組分和多元醇組分通常是在使用前，在不用機(jī)械混合設(shè)備的情況下由使用者手工進(jìn)行混合的。
由于異氰酸酯組分的疏水性，所以，為了將疏水的異氰酸酯組分加到含水相中，一般需要賦予后者親水性能，或者求助于特殊的設(shè)備來(lái)施加高的剪切力。
為了使異氰酸酯具有親水性，另一種解決辦法是對(duì)(聚)異氰酸酯進(jìn)行改性，以便在水中可分散或可自乳化。
US5252696披露了通過(guò)聚醚的羥基與聚異氰酸酯的NCO官能團(tuán)的反應(yīng)將親水的聚醚基團(tuán)接枝在聚異氰酸酯上的方法。
但用多元醇和異氰酸酯的水乳液得到的涂層通常僅具有不夠的一般抗化學(xué)侵蝕性能。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在具有木制表面的底材上施加一聚氨酯涂層的方法，所述的聚氨酯涂層來(lái)自于含有異氰酸酯的未封閉組合物或具有低度封閉(blockage)的起著固化劑作用的組合物，所述的固化劑很容易通過(guò)人工的方式加到含水的多元醇乳液中。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種上述類型涂層的制備方法，所述的涂層是由含有異氰酸酯的組合物制成的，該異氰酸酯能很容易的加到含水的多元醇乳液中，而無(wú)需通過(guò)加入高比例的有機(jī)溶劑來(lái)降低含有異氰酸酯的組合物的粘度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述類型涂層的制備方法，該涂層是由未掩蔽或輕微掩蔽的含有異氰酸酯的組合物制成的，在加到含水多元醇乳液以及涂覆在木制表面的底材上后，該組合物可使所得到的涂層具有較高的硬度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述類型涂層的制備方法，該涂層是由含有上述類型異氰酸酯的組合物制成的，所述的涂層具有良好的外觀質(zhì)量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)上述類型涂層的生產(chǎn)方法，所述的涂層是由具有高耐化學(xué)品侵蝕性的含異氰酸酯的組合物制成的。
WO97/31960披露了一種基于異氰酸酯的組合物，該異氰酸酯在含水相中可自分散并且它可用于油漆和清漆中。
該文獻(xiàn)提到通過(guò)生成一聚氨酯薄膜，這種類型的異氰酸酯可用作鋼板的涂層。
一般這種類型的固化劑用作車體或外部鋼結(jié)構(gòu)，例如橋梁，鋼結(jié)構(gòu)工程等的涂料。
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)披露在WO97/31960中含有異氰酸酯的組合物涂覆在木制表面上時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生意想不到的效果，特別是在高硬度以及高的抗化學(xué)品侵蝕性能方面。
本發(fā)明的目的是提供一種在含有木制表面的底材上施加一具有高硬度以及高耐化學(xué)品侵蝕性的涂層的方法，其特征在于如下步驟a)向多元醇的含水懸浮液中加入基于異氰酸酯和具有親水部分的陰離子表面活性劑的組合物以在水中形成異氰酸酯和多元醇的乳液，所述的陰離子表面活性劑包括陰離子基團(tuán)和含有烴基的親油部分，所述的表面活性劑還包括具有至少1個(gè)，有利的是至少5個(gè)，優(yōu)選至少7個(gè)亞乙基氧基和/或亞丙基氧基單元的聚乙二醇和/或聚丙二醇鏈的片段，所述含異氰酸酯的組合物包括不含有超過(guò)30％質(zhì)量的與異氰酸酯官能團(tuán)鍵合形式的表面活性劑；b)將所述的混合物涂覆在所述底材的木制表面上；c)使所述的異氰酸酯與所述的多元醇反應(yīng)形成聚氨酯涂層。
表面活性劑可在多元醇組分中或在(聚)異氰酸酯組分中存在或者可與異氰酸酯組分同時(shí)添加到多元醇的含水懸浮液中。
但優(yōu)選表面活性劑存在于基于異氰酸酯的組分中。
與經(jīng)化學(xué)鍵與(聚)異氰酸酯鍵合的形式相比，為了基本上以游離的形式存在于懸浮液中，所選擇的表面活性劑有利地不包括可與(聚)異氰酸酯反應(yīng)的官能團(tuán)。
術(shù)語(yǔ)“基本上游離形式”指的是小于30％，有利的是小于20％，優(yōu)選小于10％質(zhì)量的表面活性劑為鍵合的形式。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，陰離子表面活性劑具有至少一個(gè)官能團(tuán)選自芳基和/或烷基的硫酸鹽或磷酸鹽，或者芳基或烷基的膦酸鹽，次膦酸鹽和磺酸鹽。
陰離子表面活性劑優(yōu)選包括由所述陰離子官能團(tuán)，由所述聚乙二醇和/或聚丙二醇鏈的片段形成的親水部分以及基于烴基團(tuán)的親油部分。
親油部分優(yōu)選選自烷基和芳基，優(yōu)選為C6～C30的烷基和芳基。
優(yōu)先選擇的具體的陰離子表面活性劑對(duì)應(yīng)于下面的通式 其中-q為0或1；-p為等于1或2的整數(shù)；-m為0或等于1或2的整數(shù)；-x和x’可相同或不同，其代表含有至多兩個(gè)碳鏈單元的臂；-s為0或1～30，有利的是5～25，優(yōu)選為9～20之間的整數(shù)(閉合范圍，也就是說(shuō)包括邊界值)；-n為0或1～30，有利的是5～25，優(yōu)選9～20之間的整數(shù)(閉合范圍，也就是說(shuō)包括邊界值)；-E為選自磷和硫的元素；
-R1和R2可相同或不同，其代表烴基，有利地選自C6～C30的芳基和任選取代的C1～C20的烷基，有利的是任選取代的C10～C20的烷基。
盡管不是形成部分優(yōu)選化合物，但值得注意的是s和/或n可等于0，只要E為磷就行，并且當(dāng)s和n分別為0時(shí)，R1和/或R2分別為有利地支化的C8～C12的烷基或者C12～C16的芳烷基或者C10～C14的烷芳基。
為了形成焦酸，例如對(duì)稱或不對(duì)稱的焦磷酸的二酯，二價(jià)基團(tuán)X和X’中的一個(gè)也可以是([EOm(O-)p])型的基團(tuán)。
用于本發(fā)明的陰離子化合物的總碳數(shù)至多約100，優(yōu)選至多約50。
二價(jià)基團(tuán)X和任選的X’選自下面的二價(jià)基團(tuán)(通式中的左邊部分與E鍵合)·當(dāng)E為P時(shí)，X或X’有利地基團(tuán)中的一個(gè)可以是O-P(O)(O-)-X”-；·當(dāng)E為P時(shí)，X或X’有利地基團(tuán)中的一個(gè)可以是-O-(R10-O)P(O)-X”；R10為C2～C30的烴殘基，其包括一或多個(gè)亞乙基氧基或亞丙基氧基單元，有利的是至少5個(gè)，優(yōu)選至少7個(gè)亞乙基氧基或亞丙基氧基單元，且X”為氧原子或單鍵；·在E和所述聚乙二醇鏈片段中第一個(gè)乙烯間為直接鍵；·可任選被取代的亞甲基，并且在此情況下優(yōu)選為部分地官能化；·具有結(jié)構(gòu)-Y-，-D-Y-，-Y-D-或-Y-D-Y’的臂，其中Y和Y’可相同或不同，它們有利地為選自最輕，即硫，尤其是氧的氧族元素，或者它們?yōu)樵恿?atomic rows)至多等于磷的原子列并且屬于VB族，為叔胺或膦衍生物形式的半金屬元素，提供叔性能的基團(tuán)有利的是具有至多4個(gè)碳原子，優(yōu)選至多為2個(gè)碳原子；D為任選取代的包括官能化的亞烷基，D有利地為亞乙基或亞甲基，優(yōu)選為-D-Y-結(jié)構(gòu)，尤其是-Y-D-Y’結(jié)構(gòu)的亞乙基和-Y-D-結(jié)構(gòu)的亞甲基。
當(dāng)E為磷時(shí)，式(I)就成為式(II)； 其中，當(dāng)q為0時(shí)，就成為 在上式中，·p為0或等于1或2的整數(shù)；·m為0或等于1或2的整數(shù)；·p+m+q的和至多等于3；·1+p+2m+q的和等于3或5；·X和X’可相同或不同，各自代表包括至多兩個(gè)碳鏈單元(member)的臂；·n為5～30，有利的是5～25，優(yōu)選為9～20之間的整數(shù)(閉合范圍，也就是說(shuō)包括邊界值)；·R1和R2可相同或不同，各自代表選自上面定義的芳基和烷基的烴基團(tuán)，它們可任選的被特別是鹵原子，優(yōu)選氟原子所取代。
在前面的式中，亞乙基氧基團(tuán)可部分地由亞丙基氧基團(tuán)取代。
但在此情況下對(duì)于這些化合物希望其主要包括亞乙基氧基團(tuán)。
在本申請(qǐng)中使用的元素周期表是supplement to the Bulletinde la SociétéChimique de France，January 1966，No.1.的元素周期表。
亞烷基任選的官能化，特別是亞甲基(X和X’)的官能化可通過(guò)親水官能團(tuán)(叔胺和其它陰離子官能團(tuán)，包括上面描述那些[EOm(O-)p])來(lái)實(shí)現(xiàn)。
反陽(yáng)離子有利地為一價(jià)并且選自季或叔性質(zhì)的無(wú)機(jī)陽(yáng)離子和有機(jī)陽(yáng)離子，有利地為非親核的，特別是來(lái)自于V族的“鎓”，例如鏻，銨，或者來(lái)自于VI族，例如锍等以及它們的混合物。優(yōu)選為由胺、有利的是叔胺產(chǎn)生的銨型反陽(yáng)離子。此外，優(yōu)選要避免使用可與異氰酸酯官能團(tuán)反應(yīng)的具有氫的有機(jī)陽(yáng)離子。
無(wú)機(jī)陽(yáng)離子可通過(guò)相轉(zhuǎn)移劑，例如冠醚來(lái)螯合。
有機(jī)或無(wú)機(jī)陽(yáng)離子的pKa有利地在8～12之間。
陽(yáng)離子，特別是與銨對(duì)應(yīng)的胺有利地不顯出表面活性劑性能，但希望它們能顯示出良好的可溶性，這樣在任何情況下它們均足以確保含有陰離子官能團(tuán)以及有利的聚乙二醇鏈片段的化合物在含水相中以及在所使用的濃度處的溶解度。優(yōu)選每個(gè)“鎓”官能團(tuán)具有至多12個(gè)碳原子，有利地至多10個(gè)碳原子，優(yōu)選至多8個(gè)碳原子的叔胺。胺可包括或不包括其它的官能團(tuán)，特別是與氨基酸官能團(tuán)和環(huán)狀醚官能團(tuán)相應(yīng)的官能團(tuán)，例如N-甲基-嗎啉。這些其它的官能團(tuán)有利地為不與異氰酸酯官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)的形式以及不會(huì)對(duì)在含水相中的溶解度造成不利影響的形式。
三乙基胺為優(yōu)選的胺。
對(duì)于本發(fā)明的陰離子化合物特別希望其為中和的形式，以便在水中溶解期間或在與水接觸的過(guò)程中所形成的pH值至少為3，有利的是為4，優(yōu)選為5，至多等于12，有利的是為11，優(yōu)選為10。
當(dāng)E為磷時(shí)，希望使用摩爾比為1/10～10，有利地1/4～4的單酯與二酯的混合物。這種混合物還可包括1％～約20％，但優(yōu)選不超過(guò)10％質(zhì)量的磷酸和0～5％的焦磷酸的酯。為了在推薦的pH值范圍內(nèi)，磷酸優(yōu)選至少部分是成鹽的。
在單酯和二酯中，一部分亞乙基氧基團(tuán)可被亞丙基氧基團(tuán)取代。盡管如此，仍優(yōu)選亞乙基氧基團(tuán)占主導(dǎo)地位。
本發(fā)明的(聚)異氰酸酯是由任何異氰酸酯和(聚)異氰酸酯組成的。優(yōu)選的(聚)異氰酸酯選自含有“縮二脲”型和“三聚體”型，甚至“預(yù)聚物”型產(chǎn)物的亞烷基二異氰酸酯與含有脲，氨基甲酸酯，脲基甲酸酯或酯酰胺官能團(tuán)的異氰酸酯官能團(tuán)的均縮合或雜縮合(homo-or heterocondensation)的產(chǎn)物，以及選自含有它們的混合物。
它們可以是例如，由Rhodia，F(xiàn)rance所售的聚異氰酸酯，其名稱為“Tolonate”。
優(yōu)選的聚異氰酸酯是下面的異氰酸酯單體均縮合或雜縮合的產(chǎn)物-1，6-六亞甲基二異氰酸酯，-1，12-十二烷二異氰酸酯，-環(huán)丁烷1，3-二異氰酸酯，-環(huán)己烷1，3和/或1，4-二異氰酸酯，-1-異氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-二異氰酸基-甲基環(huán)己烷(異佛爾酮二異氰酸酯)，IPDI-2，4和/或2，6-六氫化甲苯二異氰酸酯，-六氫化-1，3-和/或1，4-亞苯基二異氰酸酯，-全氫化-2，4’-和/或4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯，-1，3-和/或1，4-亞苯基二異氰酸酯，-2，4-和/或2，6-亞芐基二異氰酸酯，-二苯基甲烷2，4’-和/或4，4’-二異氰酸酯，-4-異氰酸根合甲基辛烯二異氰酸酯(LTI或NTI)，-三苯基甲烷4，4’，4”-三異氰酸酯，-1，3-雙異氰酸根合甲基環(huán)己烷，-雙-異氰酸根合甲基降冰片烷(NBDI)，-2-甲基五亞甲基二異氰酸酯。
不需要向含有表面活性劑的異氰酸酯組合物中加入有機(jī)溶劑。
但為了降低組合物的粘度或者為了改進(jìn)薄膜的光學(xué)性能，可加入一定量的有機(jī)溶劑。
然而，相對(duì)于化合異氰酸酯的質(zhì)量，優(yōu)選組合物含有至多50％，有利的是至多40％，更優(yōu)選至多35％質(zhì)量的有機(jī)溶劑，這取決于組合物要被加入到的多元醇的性能。
關(guān)于溶劑可提及的有乙酸甲氧基丙酯，乙酸丁酯，亞丙基二甲基二醇(propylene dimethyl glycol)，例如由Dow銷售的商品名為Proglyde DMM或者酮，丙二醇二乙酸酯，3-乙氧基丙酸乙酯或丁基乙二醇乙酸酯(butyl ethylene glycol acetate)。
異氰酸酯與陰離子表面活性劑的質(zhì)量比至多等于1/3，有利的是至多等于20％，優(yōu)選等于10％。
異氰酸酯與表面活性劑的質(zhì)量比優(yōu)選大于1％，更優(yōu)選大于2％。
還希望所述表面活性劑或試劑的用量相當(dāng)于每升10-2～1之間，優(yōu)選5×10-2～0.5之間的原子E的值。
因此，異氰酸酯與所述表面活性劑的質(zhì)量比有利地至少等于2％，優(yōu)選等于4％并且至多等于約20％，優(yōu)選至多等于約10％；所以這一質(zhì)量比有利的為2％～約20％，優(yōu)選為4％～約10％。
根據(jù)本發(fā)明，所述的表面活性劑可單獨(dú)使用或可與一或多種表面活性劑一起作為混合物使用。后者也要滿足上述要求包含有陰離子官能團(tuán)以及有利的一段聚乙二醇鏈，優(yōu)選至少為5個(gè)氧化乙烯單元。
這些任選的表面活性劑也可選自其它的離子化合物以及選自非離子化合物，它們?cè)阪湹哪┒颂幙杀环忾]或不被封閉。但即使非離子化合物對(duì)油漆組合物的其它方面有好的作用，在至少一個(gè)鏈上具有醇官能團(tuán)的非離子化合物似乎也會(huì)對(duì)(自)乳液有略微不利的影響?？紤]到這一點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選這種類型的化合物的用量為所述陰離子化合物的至多三分之一，有利的是至多五分之一，優(yōu)選為至多十分之一，以質(zhì)量計(jì)。
表面活性劑，上面限定的陰離子化合物與異氰酸酯間的質(zhì)量比優(yōu)選為4～約10％。
組合物中還可以有利地包括潛在催化劑(它可以通過(guò)外部試劑，例如可見光或UV射線或氧氣的作用釋放出來(lái))。
在含水介質(zhì)中的多元醇為水溶形式或水分散形式。
它可以是水溶液，該溶液特別是在中和了離子基團(tuán)后得到的，或者它可以是聚合物在水中的乳液形式或者膠乳型的分散體。
如果適當(dāng)?shù)陌景l(fā)明定義的表面活性劑的話，(聚)異氰酸酯組合物有利地可手工的加到含水的多元醇乳液中，混合物可使用刮刀進(jìn)行攪拌。
乳化是在低于50℃，優(yōu)選為室溫下進(jìn)行的。如果需要的話，還可對(duì)pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而在乳化期間使pH值至少等于3且至多等于11，優(yōu)選為4～10。
根據(jù)本發(fā)明的另一種形式，顏料，特別是二氧化鈦可在添加異氰酸酯之前分散在多元醇中。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方案，在分散或乳化后，水中成分的總量相對(duì)于組合物的總量為30～70％質(zhì)量。
但在對(duì)本發(fā)明的研究中，特別是在脂族異氰酸酯的情況下，當(dāng)水的比例達(dá)到一定的值時(shí)，就會(huì)有發(fā)生各種反應(yīng)的危險(xiǎn)。因此，要避免組合物中水的量與本發(fā)明水相中的異氰酸酯和表面活性劑的總量的質(zhì)量比為10-2～二分之一。如果需要更高的安全性，就要避免10-3～1之間的比。
在本發(fā)明上下文中使用的多元醇為含有至少兩個(gè)羥基(酚基或醇基)，有利的是具有樹脂質(zhì)量的0.5～5％，優(yōu)選1～3％羥基量的聚合物。
這些多元醇可以是丙烯酸類的，聚酯類的，聚氨酯類的，醇酸樹脂類的或混合式的，特別是聚酯型聚氨酯和丙烯酸型聚氨酯的。
現(xiàn)已意外的發(fā)現(xiàn)，無(wú)論用什么樣的多元醇，使用本發(fā)明的異氰酸酯組合物均可獲得優(yōu)異的耐化學(xué)性能，然而一般涂層的性能取決于聚異氰酸酯/多元醇兩者。
優(yōu)選多元醇為脂肪酸改性的脂族聚氨酯分散體，它是由Alberdingk Boley銷售的，商品名為Alberdingk Cur 99。
另一種多元醇是聚酯聚氨酯分散體，它是由Alberdingk銷售的，商品名為Alberdingk U915。
其它可產(chǎn)生良好效果的多元醇為-來(lái)自于Rohm&Haas的多元醇Primal E-3275。
-來(lái)自于Alberdingk的多元醇Alberdingk AC31。
-來(lái)自于Alberdingk的多元醇Alberdingk Cur60。
游離的異氰酸酯官能團(tuán)與羥基官能團(tuán)的摩爾比為0.5～2.5，有利的是0.8～1.6，優(yōu)選為1～1.4。
在均化后，其中加有如上所限定的(聚)異氰酸酯組合物和表面活性劑的含水多元醇懸浮液或乳液涂覆在要涂覆的底材上。
在向含水多元醇乳液中加入(聚)異氰酸酯后一段時(shí)間，不超過(guò)幾小時(shí)，有利地為4小時(shí)后涂覆懸浮液或乳液。
混合物是通過(guò)任何已知的傳統(tǒng)方法，尤其是用輥?zhàn)?，油漆刷子，刷子，?duì)于某些特殊的應(yīng)用甚至用壓縮空氣槍涂覆在木制表面上，特別是室內(nèi)表面。
優(yōu)選要向底材涂覆幾道，有利的是兩或三道涂層。
在干燥后涂層的厚度為5～150μm，優(yōu)選為30～100μm。優(yōu)選在20～60℃的溫度下涂覆后將涂層干燥15分鐘～48小時(shí)。
無(wú)論多元醇的性能如何，在干燥后所得到的涂層，特別是油漆或清漆具有優(yōu)異的硬度和高的抗化學(xué)品，化妝品和食物的侵蝕性。
因此，對(duì)于溶劑，例如鄰苯二甲酸二丁酯，乙醇或丙酮，顏色深的食品，例如咖啡，紅葡萄酒或芥末或者脂肪類產(chǎn)品，例如面霜具有特別優(yōu)異的抗化學(xué)侵蝕性能。
觀察各種木材，特別是松木，杉木，云杉，白蠟?zāi)?，楓木，桃花心木，山毛櫸等的硬度和耐化學(xué)性能。
下面用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。
為了便于理解，可參照附
圖1～4，其中圖1代表使用本發(fā)明聚異氰酸酯組合物所得到的硬度值；圖2代表本發(fā)明聚異氰酸酯組合物的耐化學(xué)性結(jié)果；圖3代表使用另一本發(fā)明的聚異氰酸酯組合物所得到的硬度結(jié)果；圖4代表使用本發(fā)明另一聚異氰酸酯組合物所得到的耐化學(xué)性的結(jié)果。
硬度是以Knig硬度在一小時(shí)的儲(chǔ)存期后測(cè)量的，用薄膜涂布機(jī)將涂層涂覆在玻璃板上，在圖1中厚度為30μm，圖3中厚度為40μm。
在成分(異氰酸酯和多元醇)混合后立即涂覆在西伯利亞石松底材上，測(cè)量所得涂層的耐化學(xué)性能。評(píng)估是根據(jù)0～5級(jí)(DIN標(biāo)準(zhǔn)68 861，0級(jí)為性能優(yōu)異，5級(jí)為性能一般)進(jìn)行的。測(cè)試的產(chǎn)品為紅葡萄酒，速溶咖啡，Nivea霜，水，煉乳，鄰苯二甲酸二丁酯，丙酮，芥末和48％體積的乙醇。
RhodofacRE610為根據(jù)通式II的磷酸的單酯和二酯的混合物，并且其烴基的一般式(mean formula)為聚乙氧基化的(～10倍)壬基酚。單酯與二酯的摩爾比約為1(四舍五入的計(jì)算)。同樣，RhodafacPA17作為本發(fā)明的產(chǎn)品也為根據(jù)通式II的磷酸的單酯和二酯的混合物，并且其烴基的一般式(mean formula)為聚乙氧基化的(～5-6倍)壬基酚。
實(shí)施例1制備本發(fā)明的(聚)異氰酸酯組合物165g TolonateHDT(基于三聚體的異氰脲酸酯低聚物)與24g乙酸丁酯和13g RhodafacRE610(根據(jù)通式II的磷酸的單酯和二酯的混合物)以及3g三乙基胺混合。該混合物用框式或反絮凝(defloculating)槳以100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5分鐘。該混合物的粘度在20 ℃下為0.84Pa·s，著色小于100APHA。
實(shí)施例2用92g的TolonateHDT和10g的Rhodofac RE610以及2.3g的三乙基胺制備混合物。該混合物的粘度在20℃下為5.2Pa·s，著色小于100APHA。
實(shí)施例3實(shí)施例按下面的組分制備含水的多元醇懸浮液(組分1)(按順序加入組分)
為了得到下面最終的組合物，用實(shí)施例1或2的異氰酸酯組分和兩種現(xiàn)有技術(shù)的異氰酸酯組分(比較例)制備實(shí)施例3的組分混合物
*異氰脲酸酯低聚物包括約100％的含有接枝在異氰酸酯官能團(tuán)的聚醚鏈的表面活性劑**異氰脲酸酯低聚物包括約100％的含有接枝在異氰酸酯官能團(tuán)的聚醚鏈的表面活性劑由此得到的混合物涂覆在木制底材(西伯利亞石松底材)上連續(xù)三個(gè)涂層，每個(gè)涂層的厚度為30μm(干燥后)。
根據(jù)DIN標(biāo)準(zhǔn)68861評(píng)估每個(gè)涂層的Knig硬度和耐各種化學(xué)品，化妝品或食品的侵蝕性。
所得到的結(jié)果列于圖1(硬度)和圖2(耐化學(xué)性)中。
實(shí)施例5
實(shí)施例按下面的組分制備含水多元醇懸浮液(組分1)(按順序加入組分)
為了得到下面最終的組合物，用實(shí)施例1或2的異氰酸酯組分和兩種現(xiàn)有技術(shù)的異氰酸酯組分(比較例)制備實(shí)施例3的組分混合物
*異氰脲酸酯低聚物包括約100％的含有接枝在異氰酸酯官能團(tuán)的聚醚鏈的表面活性劑**異氰脲酸酯低聚物包括約100％的含有接枝在異氰酸酯官能團(tuán)的聚醚鏈的表面活性劑由此得到的混合物涂覆在木制底材(西伯利亞石松底材)上連續(xù)三個(gè)涂層，每個(gè)涂層的厚度為30μm(干燥后)。
根據(jù)DIN標(biāo)準(zhǔn)68861評(píng)估每個(gè)涂層的Knig硬度和耐各種陰離子產(chǎn)品，化妝品或食品的侵蝕性。
所得到的結(jié)果列于圖3(硬度)和圖4(耐化學(xué)性)中。
在每種情況中，由本發(fā)明的異氰酸酯組合物得到的涂層的最終硬度均高于現(xiàn)有技術(shù)中異氰酸酯組合物所得涂層的硬度。
相對(duì)于用現(xiàn)有技術(shù)中聚異氰酸酯組合物所得到的涂層，通過(guò)因素1～2(factor of 1 to 2)改進(jìn)了耐化學(xué)性。
權(quán)利要求
1.一種在含有木制表面的底材上施加具有良好的耐化學(xué)品侵蝕性能的涂層的方法，其特征在于如下步驟a)向多元醇的含水懸浮液中加入基于異氰酸酯和具有親水部分的陰離子表面活性劑的組合物以在水中形成異氰酸酯乳液，所述的陰離子表面活性劑包括陰離子基團(tuán)和含有烴基的親油部分，所述的表面活性劑還包括具有至少1個(gè)，有利的是至少5個(gè)，優(yōu)選至少7個(gè)亞乙基氧基和/或亞丙基氧基單元的聚乙二醇和/或聚丙二醇鏈部分，所述含異氰酸酯的組合物包括不含有超過(guò)30％質(zhì)量的與異氰酸酯官能團(tuán)鍵合形式的表面活性劑；b)將所述的混合物涂覆在所述底材的木制表面上；c)使所述的異氰酸酯與所述的多元醇反應(yīng)形成聚氨酯涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于陰離子表面活性劑存在于基于異氰酸酯的組合物中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于包括異氰酸酯的所述組合物不含有超過(guò)20％質(zhì)量的與異氰酸酯官能團(tuán)鍵合形式的表面活性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于包括異氰酸酯的所述組合物不含有超過(guò)10％質(zhì)量與異氰酸酯官能團(tuán)鍵合形式的表面活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的陰離子表面活性劑具有至少一個(gè)官能團(tuán)選自芳基和/或烷基的硫酸鹽或磷酸鹽，或者芳基或烷基的膦酸鹽，次膦酸鹽和磺酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述表面活性劑的親油部分選自烷基和芳基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于表面活性劑的陰離子部分對(duì)應(yīng)于下式 其中-q為0或1；-p為1～2間的整數(shù)(閉合范圍，也就是說(shuō)包括邊界值)；-m為0或1～2間的整數(shù)(閉合范圍，也就是說(shuō)包括邊界值)；-x和x’可相同或不同，其代表含有至多兩個(gè)碳鏈單元的臂；-s為0或1～30之間，有利的是5～25，優(yōu)選為9～20之間的整數(shù)；-n為0或1～30，有利的是5～25，優(yōu)選9～20之間的整數(shù)；-E為選自磷和硫的元素；-R1和R2可相同或不同，各自代表烴基，選自可任選取代的芳基和烷基；反陽(yáng)離子選自金屬無(wú)機(jī)陽(yáng)離子或有機(jī)陽(yáng)離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述的反陽(yáng)離子為由叔胺衍生的銨陽(yáng)離子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于叔胺為三乙基胺。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于表面活性劑由含有10個(gè)亞乙基氧基單元的聚乙氧基化的壬基酚的磷酸單酯和二酯的混合物組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于異氰酸酯與陰離子表面活性劑的質(zhì)量比至多等于1/3，有利的是至多等于20％，優(yōu)選等于10％并且要大于1％，有利的是大于2％。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述表面活性劑的用量相當(dāng)于每升10-2～1之間的原子E的值。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于含有表面活性劑的聚異氰酸酯組合物可人工加入多元醇乳液中。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于多元醇為聚酯聚氨酯分散體。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于(聚)異氰酸酯選自亞烷基二異氰酸酯的均縮合或雜縮合的產(chǎn)物。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于游離的異氰酸酯官能團(tuán)與多元醇中羥基官能團(tuán)的摩爾比為0.5～2.5，有利的是0.8～1.6，優(yōu)選為1～1.4。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其特征在于干燥后所涂覆的涂層的厚度為5～150μm，優(yōu)選為30～100μm。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其特征在于它包括在20～60℃下干燥15分鐘～48小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及為含有木制表面的底材提供具有高耐化學(xué)品侵蝕性能的涂層的方法。本發(fā)明特征在于包括下述步驟a)向多元醇的含水懸浮液中加入基于異氰酸酯和具有親水部分的陰離子表面活性劑的組合物以在水中形式異氰酸酯乳液，所述的表面活性劑包括陰基子基團(tuán)和含有烴基的親油部分，所述的表面活性劑還包括具有至少1個(gè)，有利地至少5個(gè)，優(yōu)選至少7個(gè)亞乙基氧基和/或亞丙基氧基單元的聚乙二醇和/或聚丙二醇鏈部分，并且所述異氰酸酯組合物包括不超過(guò)30％體積的與異氰酸酯官能團(tuán)鍵合形式的表面活性劑；b)將所述混合物涂覆在所述木制底材的表面上；c)與所述多元醇反應(yīng)以形成聚氨酯涂層。
文檔編號(hào)C09D175/04GK1458946SQ0181574
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2001年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月18日
發(fā)明者V·格拉尼爾, U·伍斯特曼 申請(qǐng)人:羅狄亞化學(xué)公司