涂層、組合物、涂覆制品和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明整體涉及涂層、組合物、涂覆有涂層的制品和涂覆方法。具體地講，本發(fā)明 涉及包含固化的聚合物共混物的涂層，該聚合物共混物形成具有紋理化表面的可剝離柔性 層。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于地板表面的聚合物基防滑涂層利用各種聚合物形成可提供良好表面摩擦的 涂層。例如，環(huán)氧基涂層常用于各種地板表面來提供防滑性。由于聚氨酯涂層具有高硬度 和光澤外觀，它被廣泛地用作地板涂層。然而，由于聚氨酯涂層表面摩擦較低，它在濕潤的 時(shí)候會變滑?？梢韵虼祟愅繉又刑砑佣喾N顆粒材料，以改善通過用戶在表面行走建立的涂 層與接觸面之間的摩擦。例如，美國專利No. 5, 431，960描述了一種含粒子的涂層，該粒子 從基礎(chǔ)層向上突出，并在基礎(chǔ)層以上呈現(xiàn)暴露的位置。
[0003] -般來講，去除磨損的聚合物基涂層包括對現(xiàn)有涂層的機(jī)械磨削或化學(xué)剝離，這 可能既危險(xiǎn)又昂貴還耗費(fèi)人力。因此，存在對于能簡單而便宜地去除并且提供良好表面摩 擦的防滑涂層的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在一個(gè)方面，提供了一種用于表面的涂層，該涂層包含作為主要組分的聚氨酯和 至少一種其他聚合物P2的聚合物共混物，該至少一種其他聚合物P2與聚氨酯相比具有對 待涂覆表面更高的剝離強(qiáng)度，固化時(shí)更高的斷裂伸長率，和更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，所述聚 合物共混物已被固化形成具有紋理化表面的可剝離柔性層。
[0005] 在另一個(gè)方面，提供了一種用于在表面形成可剝離柔性涂層的涂料組合物，該涂 料組合物包含水性聚合物分散體，該水性聚合物分散體包含作為主要組分的聚氨酯和至少 一種其他聚合物P2,該聚合物P2與聚氨酯相比具有對待涂覆表面更高的剝離強(qiáng)度，固化時(shí) 更高的斷裂伸長率，和更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，所述聚合物分散體可固化形成具有紋理化 表面的可剝離柔性層。
[0006] 在另一個(gè)方面，提供了一種涂覆表面的方法，所述方法包括如下步驟：提供涂料組 合物，該涂料組合物包含水性聚合物分散體，該水性聚合物分散體包含作為主要組分的聚 氨酯和至少一種其他聚合物P2,該聚合物P2與聚氨酯相比具有對待涂覆表面更高的剝離 強(qiáng)度，固化時(shí)更高的斷裂伸長率，和更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，所述聚合物分散體可固化形成 具有紋理化表面的可剝離柔性層；將該涂料組合物施加在待涂覆表面上；并將該涂料組合 物固化以形成具有紋理化表面的可剝離柔性層。
[0007]另一個(gè)方面涉及涂覆制品。在以下【具體實(shí)施方式】中將描述本發(fā)明的這些方面和其 他方面。在任何情況下上述
【發(fā)明內(nèi)容】
都不應(yīng)理解為是對要求保護(hù)的主題的限制，該主題僅 受本文所闡述的權(quán)利要求書的限定。
【附圖說明】
[0008] 整個(gè)說明書中都參考了附圖，其中類似的附圖標(biāo)號表示類似的元件，其中：
[0009] 圖1A是施加到制品的具有紋理化表面的涂層的剖視圖；圖1B是施加到制品的具 有紋理化表面和底漆層的涂層的剖視圖；圖1C是施加到具有預(yù)先存在的涂層的制品上的 具有紋理化表面和底漆層的涂層的剖視圖；圖1D是施加到制品上的具有紋理化表面和顆 粒添加劑的涂層的剖視圖；圖1E是施加到制品上的具有紋理化表面、顆粒添加劑和底漆層 的涂層的剖視圖。
[0010] 圖2A示出具有粗紋理表面的涂層的放大視圖照片；圖2B示出具有細(xì)紋理表面的 涂層的放大視圖照片。
[0011] 圖3A到圖3F示出各種被涂覆的地板表面的近景照片。
[0012] 圖4示出比較不同涂層的光澤度值和防滑性的條形圖。
[0013] 圖5A和圖5B示出涂覆有常規(guī)涂層的表面在防滑性測試前后的照片。
[0014] 所述附圖未必按比例繪制。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在給定的圖中使用數(shù)字來表示部件并 非意圖限制另一個(gè)圖中用相同數(shù)字標(biāo)記的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明的各個(gè)方面提供柔性且可剝離的、具有紋理化表面以提供防滑性的防滑涂 層。紋理化表面是由涂層干燥過程中涂層表面裂紋的形成而產(chǎn)生的。換句話講，本發(fā)明描 述了其中將裂紋的形成用作增加涂層防滑性手段的涂層。另外，目前開發(fā)的聚氨酯基涂層 克服了附著力差和剛度差的缺點(diǎn)。這些涂層提供了優(yōu)良的可剝離柔性涂層材料，所述材料 既有粘性又有可剝離性，還具有充分的柔性，可實(shí)現(xiàn)無開裂或剝落，因此易于除去。這些涂 層提供了保護(hù)表面免受常規(guī)磨損和直接接觸造成的撕裂的手段，同時(shí)有助于讓用戶在涂層 被磨損時(shí)能夠方便而便宜地除去涂層，無需傳統(tǒng)的化學(xué)剝離器、機(jī)械磨床或打磨機(jī)。此外， 在各種實(shí)施例中，所述涂層是能提供各種功能（諸如在濕/潮條件下防滑，同時(shí)保持其高光 澤度特性）的顆粒材料的粘結(jié)劑。輔助特性，諸如抗微生物特性、脫水特性等，也可以通過 加入合適的顆粒材料來實(shí)現(xiàn)。
[0016] 本說明書不限于本文示出的具體實(shí)例或數(shù)據(jù)。本文公開的組合物、涂層和方法能 夠有望被本領(lǐng)域技術(shù)人員在理解本發(fā)明后用各種方法制成、實(shí)踐、使用、實(shí)施和/或成形。 數(shù)字指示，諸如【具體實(shí)施方式】和權(quán)利要求書中用于指出各種結(jié)構(gòu)或方法步驟的第一、第二 和第三，并不意味著被理解為指示任何具體的結(jié)構(gòu)或步驟，或此類結(jié)構(gòu)或步驟的任何特定 順序或配置。本文描述的所有方法能夠以任何合適的順序被執(zhí)行，除非本文另外指明執(zhí)行 順序或執(zhí)行順序與上下文明顯矛盾。本文提供的任何實(shí)例和所有實(shí)例或示例性語言（例 如，"諸如"）的使用，僅僅是為了更好地闡明本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制，除非另 有聲明。說明書中的任何語言和附圖中所示的任何結(jié)構(gòu)都不應(yīng)該被理解為表明任何不受權(quán) 利要求書保護(hù)的元件對于本發(fā)明的實(shí)踐是必不可少的。本文中所用的術(shù)語"包括"、"包含" 或"具有"以及它們的變換意在涵蓋其后所定義的特征及其等同物以及附加項(xiàng)。
[0017] 本文中值范圍的列舉意在分別指落在所述范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)的值，除非本文另外 指明，否則每個(gè)單獨(dú)的值會以看似在本文中被單獨(dú)列舉的方式納入說明書中。例如，如果組 成范圍被表述為1%至50%，則意指諸如2%至40%、10%至30%、或1%至3%等的值都 在本說明書中明確枚舉。這些只是具體預(yù)期的例子，而所枚舉的最低值和最高值之間并且 包括所枚舉的最低值和最高值的數(shù)值的所有可能組合被認(rèn)為是在本發(fā)明中明確述及的。用 于描述特定列舉的量或量的范圍的詞語"約"的使用，意在表明所述量中包括非常接近該列 舉量的值，諸如在成形測量等情況下由于制造公差、儀器和人為誤差，可能或自然會算入的 值。
[0018] 除非另有說明，否則本文對任何文件的引用并不構(gòu)成對任何這些文件形成本領(lǐng)域 公知常識一部分的承認(rèn)。參考文獻(xiàn)中的任何探討陳述了其作者的主張，并且申請人保留挑 戰(zhàn)本文引用的任何文件精確性和相關(guān)性的權(quán)利。本文引用的所有參考文獻(xiàn)全文以引用方式 并入，除非另外明確指明。
[0019] 在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種包含聚合物共混物的可剝離柔性涂層，該聚合物 共混物包含作為主要組分的聚氨酯和聚合物P2,該聚合物P2與聚氨酯相比具有對待涂覆 表面更高的剝離強(qiáng)度以及固化時(shí)更高的斷裂伸長率。
[0020] 在上下文中，術(shù)語"共混物"是指任何形式的聚合物共混物，包括具有兩個(gè)玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度的不混容聚合物共混物（或多相聚合物共混物）、由于組分聚合物之間足夠強(qiáng)的 相互作用而呈現(xiàn)出宏觀均勻物理特性的相容聚合物共混物，以及觀察到具有一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度的單相結(jié)構(gòu)的混溶聚合物共混物（均相聚合物共混物）。術(shù)語"可剝離的"是指可通 過剝離被去除的特性。剝離強(qiáng)度是粘合劑粘結(jié)強(qiáng)度的量度，并且可通過多種測量進(jìn)行定義， 諸如每分離25mm第二部分粘結(jié)材料所需的平均負(fù)載，或者在分離角度為180度并且分離速 率為6英寸每分鐘（ASTMD-903)時(shí)，第二部分粘結(jié)材料所需的每單位寬度粘結(jié)線的平均負(fù) 載。材料的斷裂伸長率是指材料在斷裂時(shí)的應(yīng)變，表示為其初始長度的百分比。它是材料 在被施加重量或力時(shí)將如何變形和應(yīng)變方面對于材料柔性的量度，并且可以如在本申請中 通篇引用的那樣，以斷裂伸長率來表示。根據(jù)定義，柔性材料具有高斷裂伸長率，并且剛性 較強(qiáng)的材料具有低斷裂伸長率。因此，換句話講，P2選自比聚氨酯對待涂覆表面表現(xiàn)出更 大柔性和更高粘合劑粘結(jié)強(qiáng)度的聚合物。
[0021] 為了獲得可剝離的涂層，聚合物P2選自相對于聚氨酯具有對待涂覆表面更高的 剝離強(qiáng)度的聚合物。聚合物P2的剝離強(qiáng)度特性是不固定的，但是相對于存在的聚氨酯而 言的。在示例性實(shí)施例中，聚合物P2具有大于5N/25mm，或更優(yōu)選地大于10N/25mm，或在 一些例子中大于20N/25mm或25N/25mm的剝離強(qiáng)度，使得當(dāng)與聚氨酯共混時(shí)，涂層達(dá)到比 僅聚氨酯時(shí)更大的剝離強(qiáng)度，介于約lN/25mm至20N/25mm之間，或在一些情況下介于1至 10N/25mm之間，或優(yōu)選地介于20N/25mm和25N/25mm之間。在一些實(shí)施例中，在所述涂層 對表面的剝離強(qiáng)度足夠低的情況下，可以手動(dòng)進(jìn)行剝離涂層的操作。在其他實(shí)施例中，在所 述涂層對表面的附著粘結(jié)強(qiáng)度高的情況下，可以借助工具進(jìn)行剝離，或通過在涂層的不同 部分摻入剝離片進(jìn)行剝離。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，涂層對表面的剝離強(qiáng)度（ASTMD1000) 為約10N/25mm，或優(yōu)選地約5N/25mm。參考各種技術(shù)文獻(xiàn)，通過比較，各種3MScotchWeld 聚氨酯反應(yīng)性粘合劑或結(jié)構(gòu)粘合劑表現(xiàn)出普遍高于250-300N/25mm的剝離強(qiáng)度。
[0022] 為了獲得柔性涂層，聚合物P2除了具有較高的剝離強(qiáng)度特性外，還具有比聚氨酯 更高的斷裂伸長率。根據(jù)具體的配方，各種聚氨酯涂層可顯示小于25 %，或小于50 %，或小 于100%的斷裂伸長率值。聚氨酯的模量通常取決于聚合物鏈的結(jié)構(gòu)以及聚合物鏈之間的 相互作用。例如，用于與二異氰酸酯反應(yīng)以形成聚氨酯的二醇的鏈長會影響聚氨酯的模量。 例如，如果長鏈多元醇與二異氰酸酯聚合，會形成柔性和彈性的聚氨酯，而短鏈二醇與二異 氰酸酯聚合會形成柔性較差且彈性較差的聚氨酯。因此，聚合物P2的斷裂伸長率特性是不 固定的，但是相對于存在的聚氨酯而言的。在示例性實(shí)施例中，聚合物P2具有超過200%的 斷裂伸長率，或更優(yōu)選地大于500 %的斷裂伸長率。
[0023] 為了獲得涂層的紋理化表面，可以考慮所述聚合物共混物的總體玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 和包含該聚合物共混物的涂料組合物的最低成膜溫度（MFFT)。通常，所述聚合物共混物 的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度被制定為高于室溫，使得該聚合物共混物在室溫下固化時(shí)可轉(zhuǎn)變?yōu)椴Ａ?態(tài)。例如，所述聚合物共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可被制定為高于約l〇°C、或高于約30°C或 高于約50°C。為了獲得所述聚合物共混物的這一總體玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，可以考慮聚氨酯、聚 合物P2,以及任何其他聚合物P