專利名稱：用于剛性基材的柔軟觸感涂料的制作方法
專利說(shuō)明用于剛性基材的柔軟觸感涂料 發(fā)明領(lǐng)域 本發(fā)明涉及涂有賦予該基材“柔軟觸感”的涂料的剛性基材。更具體地，如在這里進(jìn)一步描述的，該涂料包含酸官能的聚氨酯組合物和交聯(lián)劑。
背景信息 剛性的或硬的基材通常用能賦予基材“柔軟觸感”的組合物涂覆，其中“柔軟觸感”即皮革般的觸感和天鵝絨般的觸感。對(duì)于那些被大量觸摸的基材如消費(fèi)電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)這種柔軟觸感的涂料是尤其希望的。很難獲得賦予這種柔軟觸感的同時(shí)還能提供希望水平的抗機(jī)械性和抗化學(xué)性的涂料。
發(fā)明概述 本發(fā)明涉及包含剛性基材和在該基材至少一部分上的柔軟觸感的涂料的制品。該涂料包含酸官能的聚氨酯分散體，該分散體包含重量平均分子量大于或等于2000的含有活性氫的聚醚；二羥甲基丙酸；多異氰酸酯；和鏈增長(zhǎng)劑。至少70％的酸官能團(tuán)被中和。酸官能的聚氨酯與交聯(lián)劑發(fā)生反應(yīng)并固化以形成柔軟觸感的涂料。
發(fā)明詳述 本發(fā)明涉及包含剛性基材和在該基材至少一部分上的柔軟觸感的涂料的制品，其中該涂料包含酸官能的聚氨酯分散體和交聯(lián)劑的反應(yīng)產(chǎn)物，其中該酸官能的聚氨酯分散體包含重量平均分子量大于或等于2000的含有活性氫的聚醚、二羥甲基丙酸、多異氰酸酯和鏈增長(zhǎng)劑，且其中至少70％的酸官能團(tuán)被中和。這里使用的“聚氨酯”包括聚氨酯、聚脲和其混合物。
術(shù)語(yǔ)“制品”使用其最廣泛的含義，可以幾乎包括任何包含剛性基材和按照本發(fā)明的柔軟觸感涂料的物品。例如，制品包括，但不限于，家具；器具；照相機(jī)；書寫工具包括但不限于鋼筆和鉛筆；計(jì)算機(jī)部件包括但不限于鼠標(biāo)、鍵盤等；消費(fèi)電子產(chǎn)品包括但不限于電話、PDA、iPOD、錄音機(jī)、盒式磁帶播放器、光盤、MP3播放器等；個(gè)人衛(wèi)生裝備；太陽(yáng)眼鏡；汽車部件包括但不限于方向盤、儀表板、轉(zhuǎn)換檔等?！皠傂浴钡幕氖侵溉魏尾豢蓧嚎s的基材，例如各種塑料或木制品?！八芰稀笨梢园ǎ?，聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物共混物(ABS)、聚丙烯、鎂、和/或它們的混合物；“塑料”可以是填充的或未填充的。輕質(zhì)的金屬，例如鎂，也是本發(fā)明范圍內(nèi)的剛性基材?！澳局破贰笨梢园?，例如，任何包含木材的產(chǎn)品，如實(shí)木、硬木、或至少具有兩個(gè)板層的產(chǎn)品例如薄板、復(fù)合板、膠合板、中密度纖維板、低密度纖維板等。應(yīng)當(dāng)清楚的是，剛性基材也可以表現(xiàn)出一定程度的柔韌性，但一般不是能承受顯著的機(jī)械應(yīng)力(例如彎曲或拉伸等)而沒(méi)有顯著的不可逆變化的基材。
根據(jù)本發(fā)明所使用的涂料是能賦予基材“柔軟觸感”的涂料。術(shù)語(yǔ)“柔軟觸感”被理解為給予不同的硬的基材以天鵝絨般的或皮革般的觸感。
按照本發(fā)明使用的柔軟觸感涂料包含酸官能的聚氨酯分散體和交聯(lián)劑的反應(yīng)產(chǎn)物。該聚氨酯分散體包含重量平均分子量大于或等于2000的含活性氫的聚醚。適宜的聚醚包括那些具有能與異氰酸酯反應(yīng)的含活性氫基團(tuán)的聚醚。實(shí)例包括但不限于羥基基團(tuán)和胺基基團(tuán)。適宜的含活性氫的物質(zhì)的非限定性實(shí)例包含多元醇、聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚脲、多胺、聚烯烴、硅氧烷多元醇、和它們的混合物。在某些實(shí)施方案中，含活性氫的物質(zhì)不包括酸官能團(tuán)。例如，含活性氫的聚醚可以是聚四亞甲基醚二醇；例如可商購(gòu)自Invista Inc.的TERETHANE2000。
其它的聚醚多元醇的實(shí)例包括聚亞烷基醚(聚(氧化烯基))多元醇，包括但不限于具有下面結(jié)構(gòu)式的那些
其中取代基R是氫或含有1-5個(gè)碳原子的低級(jí)烷基(包括混合的取代基在內(nèi))，m是1-4的整數(shù)，例如1或2，且n是5-200范圍內(nèi)的整數(shù)；m、n和R經(jīng)選擇以使得重量平均分子量是2000或更高。
同樣，可以使用從各種多元醇例如二醇如1，6-己二醇或更高級(jí)的多元醇例如三羥甲基丙烷和山梨醇的烷氧化反應(yīng)得到的聚醚。一個(gè)通常應(yīng)用的烷氧化方法是在酸性或堿性催化劑存在下以本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方式使多元醇與環(huán)氧烷如環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應(yīng)。
其它適宜的含活性氫的聚醚的實(shí)例是聚合物多胺例如聚醚多胺例如聚氧化烯基多胺。在本發(fā)明的實(shí)踐中，使用了“聚氧化烯基多胺”的措辭，是指那些每個(gè)分子中同時(shí)含有氧化烯基團(tuán)和至少兩個(gè)胺基基團(tuán)(典型是伯胺基團(tuán))的多胺。
特別有用的聚氧化烯基多胺的實(shí)例如下面的結(jié)構(gòu)式所代表
其中m的范圍可以是0-50，n的范圍可以是1-50，n’的范圍可以是1-50，x的范圍可以是1-50，y的范圍可以是0-50且R1到R6可以相同或不同、可獨(dú)立地選自于由氫或優(yōu)選具有1-6個(gè)碳原子的低級(jí)烷基組成的組；此外，上述變量可經(jīng)選擇以使得重量平均分子量是2000或更高。
另一個(gè)有用的聚氧化烯基多胺的實(shí)例具有下面的結(jié)構(gòu)
其中R可以相同或不同且選自氫、具有1-6個(gè)碳原子的低級(jí)烷基，和n表示范圍1-50的整數(shù)，可以是1-35；此外，上述變量可經(jīng)選擇以使得重量平均分子量是2000或更高。非限制性的例子包括聚氧化丙烯基二胺例如商購(gòu)自Huntsman Corporation，Houston，Texas的JEFFAMINE D-2000。
可使用混合的聚氧化烯基多胺；即，其中氧化烯基團(tuán)可選自多于一個(gè)結(jié)構(gòu)部分。實(shí)例包括混合的聚氧化乙烯-丙烯多胺例如具有下面的結(jié)構(gòu)式的那些
其中m是范圍在1-49的整數(shù)，和可以是1-34，和n是范圍在1-34的整數(shù)并且n+m的和等于1-50，和可以是1-35；此外，上述變量可經(jīng)選擇以使得重量平均分子量是2000或更高。
除了以上提到的聚氧化烯基多胺之外，也可以使用聚氧化烯基多元醇的衍生物。適宜的衍生物的實(shí)例可以是氨基亞烷基衍生物，該衍生物通過(guò)聚氧化烯基多元醇如上述提到的那些與丙烯腈反應(yīng)，然后以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物氫化而制備。一個(gè)適宜的衍生物的實(shí)例可以是聚四亞甲基二醇雙(3-氨基丙基(醚))。其它適宜的衍生物可以具有下面的結(jié)構(gòu)式
其中取代基R是氫或含有1-5個(gè)碳原子的低級(jí)烷基(包括混合取代基在內(nèi))，m是范圍1-4的整數(shù)，優(yōu)選1或2，和n是典型地范圍5-200的整數(shù)；此外，上述變量可經(jīng)選擇以使得重量平均分子量是2000或更高。
對(duì)于聚醚鏈段中混合的氧化乙烯-丙烯基團(tuán)，氧化丙烯含量可以是基于樹脂固體的總重量的至少60wt％，例如至少70wt％，或至少80wt％。
聚醚鏈段可以從單類型的聚醚多元醇或多胺或其各種混合物衍生得到。
其它適宜的多元醇包括聚碳酸酯二醇、聚酯二醇、含羥基的聚二烯聚合物、含羥基的二或三官能的丙烯酸類聚合物、和它們的混合物。
美國(guó)專利No.3,962,522和No.4,034,017分別描述了聚酯多元醇和含羥基的二或三官能的丙烯酸類聚合物的實(shí)例，在此引入作為參考。美國(guó)專利No.4,692,383在第1欄的58行到第4欄的14行描述了聚碳酸酯多元醇的實(shí)例，在此引入作為參考。美國(guó)專利No.5,863,646在第2欄的11-54行披露了含羥基的聚二烯聚合物的實(shí)例，在此引入作為參考。這些聚合物多元醇一般具有范圍400-10,000g/mol的重量平均分子量。
一般地，用于制備聚氨酯的含活性氫的物質(zhì)的量可以高達(dá)70wt％，可以在10-25wt％范圍內(nèi)，基于用于生產(chǎn)聚氨酯成份的樹脂固體總重量。
聚氨酯分散體進(jìn)一步包含二羥甲基丙酸?！岸u甲基丙酸”包括取代的二羥甲基丙酸。根據(jù)本發(fā)明，在不使用吡咯烷酮或其它水相容的高沸點(diǎn)溶劑的情況下將二甲基丙酸引入到聚合物中。因此某些實(shí)施方案明確地將這些溶劑，例如吡咯烷酮和/或N-甲基吡咯烷酮排除在外。
用于制備聚氨酯的二羥甲基丙酸的量是至少1％，一般至少1-20％，在某些實(shí)施方案中范圍是6-10％，基于用于形成聚氨酯的樹脂固體的總重量。
酸官能聚氨酯進(jìn)一步包含多異氰酸酯。用于制備聚氨酯組分的適宜的多異氰酸酯可以包括脂族的、脂環(huán)族的、芳脂族的和芳族的異氰酸酯，和它們的混合物。
適宜的脂族和脂環(huán)族的多異氰酸酯的實(shí)例包括4，4-亞甲基雙二環(huán)己基二異氰酸酯(氫化的MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、亞甲基雙(環(huán)己基異氰酸酯)、三甲基六亞甲基二異氰酸酯(TMDI)、間-四甲基苯對(duì)二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)、和環(huán)己烯二異氰酸酯(氫化的XDI)。其它的脂族的多異氰酸酯包括IPDI和HDI的異氰脲酸酯。
適宜的芳族多異氰酸酯的實(shí)例包括甲苯二異氰酸酯(TDI)(即2，4-甲苯二異氰酸酯、2，6-甲苯二異氰酸酯或其混合物)、二苯基甲烷-4，4-二異氰酸酯(MDI)、萘-1，5-二異氰酸酯(NDI)、3，3-二甲基-4，4-聯(lián)苯二異氰酸酯(TODI)、粗TDI(即TDI和其低聚體的混合物)、聚亞甲基多苯基多異氰酸酯、粗MDI(即MDI和其低聚體的混合物)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)和亞苯基二異氰酸酯。
從六亞甲基二異氰酸酯、1-異氰酸基-3，3，5-三甲基-5-異氰酸基甲基環(huán)己烷(“IPDI”)包括其異氰脲酸酯、和/或4，4’-雙(異氰酸基環(huán)己基)甲烷制備的多異氰酸酯衍生物也是適宜的。
用于制備聚氨酯組分的多異氰酸酯的量一般在15-50wt％范圍內(nèi)，可以在20-35wt％范圍內(nèi)，基于用來(lái)制備聚氨酯組分的樹脂固體的總重量。
應(yīng)當(dāng)清楚的是聚氨酯分散體的酸官能團(tuán)衍生自二羥甲基丙酸。根據(jù)本發(fā)明，至少70％的聚氨酯分散體的酸官能團(tuán)被中和。在某些實(shí)施方案中，例如希望更長(zhǎng)的適用期時(shí)，中和的百分比可以接近100％，例如至少90％。在其它實(shí)施方案中，可加入過(guò)量的中和劑?？墒褂萌魏魏线m的中和劑。實(shí)例包括，但不限于，無(wú)機(jī)和有機(jī)堿如氫氧化鈉，氫氧化鉀，氨，胺，具有至少一個(gè)伯、仲或叔胺基和至少一個(gè)羥基的醇胺。適宜的胺包括鏈烷醇胺例如單乙醇胺、二乙醇胺、二甲基胺基乙醇、二異丙醇胺，等。應(yīng)進(jìn)一步清楚的是，中和劑與聚氨酯中的酸官能團(tuán)形成鹽。該鹽起到有些類似于封阻劑的作用，它妨礙酸官能團(tuán)和交聯(lián)劑之間的反應(yīng)。這賦予了用于本發(fā)明的未固化的涂料組合物極好的“適用期”。即，未固化的涂料組合物的適用期可以是1-6個(gè)月。如上提到的，在中和量和適用期之間有相關(guān)性。當(dāng)將涂料沉積在基材上和/或加熱時(shí)，中和劑揮發(fā)，使得酸官能團(tuán)能與交聯(lián)劑自由地反應(yīng)進(jìn)而固化該涂料。
聚氨酯進(jìn)一步包括鏈增長(zhǎng)劑，例如多胺。有用的多胺包括伯或仲二胺或其中與氮原子連接的基團(tuán)可以是飽和的或不飽和的、脂族的、脂環(huán)族的、芳族的、芳族取代的脂族的、脂族取代的芳族的和雜環(huán)的多胺。適宜的示例性脂族和脂環(huán)族二胺包括1，2-亞乙基二胺、1，2-亞丙基二胺、1，8-辛烷二胺、異佛爾酮二胺、丙烷-2，2-環(huán)己基胺、己二酸二酰肼、2-氨基乙基乙醇胺、等。適宜的芳族二胺包括苯二胺和甲苯二胺，例如鄰-苯二胺和對(duì)-甲苯二胺。美國(guó)專利No.4,046,729第6欄61行到第7欄26行詳細(xì)描述了這些和其它適宜的多胺，在此引入作為參考?；谛纬删郯滨ソM分的樹脂固體的總重量，鏈增長(zhǎng)劑的量可在1-8wt％范圍內(nèi)，在某些實(shí)施方案中可以在2.5-5wt％范圍內(nèi)。
可以使用任何適宜的交聯(lián)劑。特別適宜的是碳化二亞胺或1-氮雜環(huán)丙烷交聯(lián)劑。在某些實(shí)施方案中，交聯(lián)劑可組合使用。在其它實(shí)施方案中，僅使用一種交聯(lián)劑，例如碳化二亞胺或1-氮雜環(huán)丙烷。
交聯(lián)劑與酸官能團(tuán)的比例可依用戶需求而變化。例如，這個(gè)比例可以在0.1-1.5∶1范圍內(nèi)，例如0.5∶1。
在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，涂料基本上不含溶劑?！盎旧喜缓軇痹诖耸侵竿苛辖M合物包含小于約15或20wt％的有機(jī)溶劑，例如小于5或10wt％，基于涂料組合物的總重量。例如，涂料組合物可以包含從0-2wt％或0-3wt％的有機(jī)溶劑。
在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，涂料是“水基”的。術(shù)語(yǔ)“水基”在此是指涂料組合物中組分的載體液體在重量百分比基礎(chǔ)上主要是水，即大于50wt％的載體包含水。載體的其余部分包含小于50wt％的有機(jī)溶劑，例如小于25wt％或小于15wt％?；谕苛辖M合物的總重量(包括固體混合物中的載體)，水可以占總組合物的約20-約80wt％，例如約30-約70％。
聚氨酯分散體和交聯(lián)劑在涂料中的通常存在量大于20wt％，例如大于40wt％和小于90wt％，基于固化后的涂料的總固體重量。例如，聚氨酯分散體和交聯(lián)劑的重量百分比可以是20-80wt％。
本涂料組合物可以可選地包括其它標(biāo)準(zhǔn)成份例如著色劑、填料、增量劑、紫外吸收劑、光穩(wěn)定劑、增塑劑、流變改性劑、表面活性劑、增稠劑和/或潤(rùn)濕劑，總量可高達(dá)基于涂料組合物總重量的80wt％。“著色劑”和類似術(shù)語(yǔ)指任何賦予組合物以顏色和/或不透明性和/或視覺(jué)效果的物質(zhì)。著色劑可以以任何適宜的形式加入到涂料中，例如離散的顆粒、分散體、溶液和/或薄片。在本發(fā)明的涂料中，可使用單獨(dú)一種著色劑或兩種或更多種著色劑的混合物。
著色劑的實(shí)例包括顏料、染料和調(diào)色劑，例如用于油漆工業(yè)中的和/或列于Dry Color Manufacturers Association(DCMA)中的以及特殊效果顏料和/或特殊效果組合物。著色劑可以包括，例如，在使用條件下不溶解但可被潤(rùn)濕的精細(xì)分開的固體粉末。著色劑可以是有機(jī)的或無(wú)機(jī)的且可以是附聚的或非附聚的。
顏料和/或顏料組合物的實(shí)例包括，但不限于，咔唑二嗪粗顏料、偶氮、單偶氮、雙偶氮、萘酚AS、鹽類型(色淀)、苯并咪唑酮、縮合物、金屬絡(luò)合物、異二氫吲哚酮、異二氫吲哚和多環(huán)酞菁、喹吖啶酮、苝、苝酮(perinone)、二酮吡咯并吡咯、硫靛、蒽醌、靛蒽醌、蒽嘧啶、黃烷士酮、皮蒽酮、蒽嵌蒽二酮、二嗪、三芳基碳、喹啉并酞酮(quinophthalone)顏料、二酮吡咯并吡咯紅(“DPPBO red”)、二氧化鈦、炭黑和其混合物。術(shù)語(yǔ)“顏料”和“有色的填料”可以互換使用。
染料的實(shí)例包括，但不限于，那些溶劑基和/或水基的，例如pthalo綠或藍(lán)、氧化鐵、釩酸鉍、蒽醌、苝、鋁和喹吖啶酮。
調(diào)色劑的例子包括，但不限于，分散于水基的或水混溶性載體中的顏料例如可商購(gòu)自Degussa，Inc.的AQUA-CHEM896、可商購(gòu)于Accurate Dispersions division of Eastman Chemical，Inc.的CHARISMA COLORANTS和MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS。
如上提到的，著色劑可以是分散體的形式，包括但不限于納米顆粒的分散體。納米顆粒分散體可以包括一種或更多種的能產(chǎn)生所需的可見(jiàn)色彩和/或不透明性和/或視覺(jué)效果的高度分散的納米顆粒的著色劑或著色劑顆粒。納米顆粒分散體可以包括著色劑例如顆粒尺寸小于約150nm，例如小于70nm，或小于30nm的顏料或染料。納米顆?？赏ㄟ^(guò)用顆粒尺寸小于0.5mm的研磨介質(zhì)來(lái)碾磨有機(jī)顏料的原料來(lái)生產(chǎn)。納米顆粒分散體和其制備方法的實(shí)例在美國(guó)申請(qǐng)出版物No.2003/0125417中公開，在此引入作為參考。納米顆粒分散體也可用結(jié)晶、沉淀、汽相縮合、和化學(xué)研磨(即部分溶解)的方法來(lái)制備。為了使涂料中的納米顆粒的再附聚最小化，可使用樹脂包覆的納米顆粒的分散體。此處所用的“樹脂包覆的納米顆粒的分散體”指有離散的“復(fù)合微?！狈稚⒂谄渲械倪B續(xù)相，“復(fù)合微粒”包含納米顆粒和包覆在納米顆粒上的樹脂。樹脂包覆的納米顆粒和其制備方法的實(shí)例在2004年6月24日提交的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)No.10/876,315中公開，在此引入作為參考，并且也在2003年6月24日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/482,167中公開，在此也引入作為參考。
用于本發(fā)明的涂料中的特殊效果顏料和/或特殊效果組合物的實(shí)例包括產(chǎn)生一種或更多種的外觀效果例如反射、珠光、金屬光澤、磷光、熒光、光致變色、光敏性、熱致變色、角色差現(xiàn)象和/或顏色改變的顏料和/或組合物。其它的特殊效果顏料和/或特殊效果組合物可提供其它可察覺(jué)的性質(zhì)，例如不透明性或紋理。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，特殊效果組合物能產(chǎn)生色偏移，以便當(dāng)涂料從不同的角度觀察時(shí)其顏色發(fā)生變化。顏色效果組合物的實(shí)例在美國(guó)專利申請(qǐng)No.2003/0125416中公開，在此引入作為參考。其它的顏色效果組合物包括透明的包覆的云母和/或合成的云母、包覆的硅石、包覆的礬土、透明的液晶顏料、液晶涂料、和/或任何其干涉效果源于物質(zhì)間的折射指數(shù)的差異而不是因?yàn)槲镔|(zhì)表面和空氣間折射指數(shù)的差異的組合物。
在某些非限制性實(shí)施方案中，本發(fā)明的涂料可使用當(dāng)暴露在一種或多種光源下時(shí)能可逆地改變其顏色的光敏性組合物和/或光致變色的組合物。光致變色和/或光敏性組合物在暴露于特定波長(zhǎng)的輻射下時(shí)可被激活。當(dāng)組合物被激發(fā)后，其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化且改變后的結(jié)構(gòu)展示出與組合物原來(lái)的顏色不同的新的顏色。當(dāng)不再暴露在輻射下時(shí)，光致變色的和/或光敏性的組合物能恢復(fù)到休眠(rest)狀態(tài)，恢復(fù)其原來(lái)的顏色。在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，光致變色的和/或光敏性的組合物在其非激發(fā)態(tài)可以是無(wú)色的和在激發(fā)態(tài)展示顏色。在幾毫秒到幾分鐘例如20-60秒范圍內(nèi)，可呈現(xiàn)完全的顏色改變。光致變色的和/或光敏性的組合物包括光反應(yīng)變色染料。
在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，光敏性成份和/或光致變色組合物可以結(jié)合到和/或至少部分結(jié)合到(例如通過(guò)共價(jià)鍵)聚合物和/或可聚合的組分上。與其中光敏性組合物可以遷移出涂料并在基材上結(jié)晶的一些涂料相比，根據(jù)本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案的與聚合物和/或可聚合組分部分結(jié)合和/或至少部分結(jié)合的光敏性組合物和/或光致變色組合物具有最小的遷移到涂料外的程度。光敏性組合物和光致變色組合物的實(shí)例及其制備方法在2004年7月16日提交的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)No.10/892,919中公開，在此引入作為參考。
一般而言，著色劑(如果使用)可以以任何足以賦予所希望的視覺(jué)和/或顏色效果的量存在于涂料中，同時(shí)仍保持所希望的觸感。
可使用任何適宜的方法來(lái)涂覆基材。例如，涂料可以噴涂、輥涂、浸涂、刷涂、流涂、幕涂，等。被施用到基材上后，涂料可以經(jīng)歷固化；例如，固化可以在室溫下經(jīng)過(guò)幾天或在升高的溫度下實(shí)現(xiàn)，例如120或更高，例如180或更高；在烘箱內(nèi)的停留時(shí)間依據(jù)溫度、氣流等改變，且可被本領(lǐng)域技術(shù)人員所優(yōu)化。通常地，固化后的涂料的干膜厚度在0.5-4密耳(mils)之間，例如1-2密耳。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，聚氨酯分散體排除了聚酯(包括聚酯多元醇)的使用，和在另一個(gè)實(shí)施方案中排除了新戊二醇的使用。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，中和劑含有不只一個(gè)羥基基團(tuán)和在另一個(gè)實(shí)施方案中，中和劑不具有多于一個(gè)的羥基基團(tuán)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，聚醚不含有任何芳族結(jié)構(gòu)部分。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，只使用一種二醇來(lái)形成聚氨酯。在再一個(gè)實(shí)施方案中，排除使用環(huán)狀的碳酸酯基團(tuán)，在另一個(gè)實(shí)施方案中，排除使用數(shù)量平均分子量小于500g/mol的低摩爾質(zhì)量多元醇，和在另一個(gè)實(shí)施方案中排除使用聚己內(nèi)酯二醇。
除非以別的方式明確指明，此處所使用的所有數(shù)字例如表示值、范圍、量或百分比的數(shù)字，均應(yīng)讀作在其前有“大約”這個(gè)詞，即使這個(gè)術(shù)語(yǔ)沒(méi)有明確地出現(xiàn)。此處所述的任何數(shù)值范圍意指包括包含于其內(nèi)的子范圍。復(fù)數(shù)包含單數(shù)反之亦然。例如，用術(shù)語(yǔ)“一種”聚醚多元醇、“一種”酸性物質(zhì)、“一種”多異氰酸酯和“一種”鏈增長(zhǎng)劑來(lái)描述聚氨酯分散體時(shí)，也可使用多于一種的任何這些組分，同樣可使用多于一種的中和劑、交聯(lián)劑或任何其它組分。
實(shí)施例 下面的實(shí)施例用來(lái)舉例說(shuō)明本發(fā)明，不應(yīng)被解釋為以任何方式限制本發(fā)明。
實(shí)施例1 在配有攪拌器、熱電偶、冷凝器和氮入口的反應(yīng)容器內(nèi)裝入1010.3克以牌號(hào)TERATHANE 2000出售的聚四亞甲基醚多元醇和50.7克二羥甲基丙酸，加熱到60℃。在10分鐘內(nèi)加入336.7克異佛爾酮二異氰酸酯，然后加入356.2克甲基乙基酮和1.51克二月桂酸二丁錫。反應(yīng)放熱到63℃。反應(yīng)溫度升高到80℃，攪拌內(nèi)容物直到異氰酸酯的當(dāng)量是1380。然后將39.4克二羥甲基丙酸加入到反應(yīng)燒瓶中。攪拌內(nèi)容物直到異氰酸酯的當(dāng)量是2094。
反應(yīng)產(chǎn)物具有83.4wt％的固體含量(在110℃下測(cè)量1小時(shí))，21.20毫克KOH/克的酸值和14971的在四氫呋喃(THF)中的重量平均分子量。
在25分鐘內(nèi)將76℃的1552.0克上述預(yù)聚物加入到2259.9克去離子水、40.6克己二酸二酰肼和52.2克二甲基乙醇胺的溶液中，該溶液在配有擋板、雙斜槳攪拌器、熱電偶和冷凝器的圓柱加侖反應(yīng)燒瓶?jī)?nèi)在21℃和500rpm下攪拌。這次加入后的分散體溫度是36℃。攪拌反應(yīng)內(nèi)容物直到通過(guò)FTIR觀察不到異氰酸酯的跡象。
將該分散體轉(zhuǎn)移到配有攪拌器、熱電偶、冷凝器和接收器的燒瓶中。分散體被加熱到60℃且通過(guò)真空蒸餾除去甲基乙基酮和水。
最終分散體的固含量為38.7wt％(在110℃下測(cè)量1小時(shí))，使用#2轉(zhuǎn)子在60rpm下測(cè)得的Brookfield粘度為144厘泊，酸含量為0.171毫當(dāng)量酸/克(meq/g)，堿含量為0.177毫當(dāng)量堿/克，pH值為8.26，殘留的甲基乙基酮含量為0.15wt％，和在二甲基甲酰胺(DMF)中的重量平均分子量為95536。該分散體接著用來(lái)制備下面的涂料 表1 A)商購(gòu)于Degussa-Goldschmidt Chemicals B)商購(gòu)于Elementis Specialties C)商購(gòu)于Degussa D)商購(gòu)于Nisshinbo Chemicals 合并在樹脂實(shí)例1中所描述的樹脂，涂料以下面的方式制備。使用Cowles槳?jiǎng)×覕噭?dòng)分散體。加入消泡劑和潤(rùn)濕劑，然后緩慢加入二氧化硅。在二氧化硅加入之后，將混合物額外地?cái)噭?dòng)30分鐘。加入水來(lái)稀釋固體/粘度以適合下述的施用。在噴涂施用之前，向混合物中加入碳化二亞胺交聯(lián)劑并手動(dòng)攪拌。涂料#1被噴涂施用到聚碳酸酯/ABS板上。涂料#2(更高的固體補(bǔ)償)被施用到黑色(丙烯酸底層)中密度纖維板(MDF)上。
表2 1ASTM D-3359；100％＝無(wú)涂料粘著力損失。
2ASTM D-5402-03使用丙酮或MEK做指示 3樣品在100、100％相對(duì)濕度下暴露10天。然后從濕度室中移出樣品，擦干，并按ASTM D-3359評(píng)價(jià)其粘著力。
4污跡測(cè)試所有的玷污試劑被施涂大約24小時(shí)，除去和記錄表面條件的任何變化。
盡管以上出于舉例說(shuō)明的目的已經(jīng)描述了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方案，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯然可以在不偏離如所附的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的基礎(chǔ)上可對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)進(jìn)行諸多改變。
權(quán)利要求
1.制品，包含
(A)剛性基材；
(B)在基材至少一部分上的柔軟觸感的涂料，其中該涂料包含下述的反應(yīng)產(chǎn)物
(i)酸官能聚氨酯分散體和
(i i)交聯(lián)劑；其中酸官能聚氨酯分散體包含
(a)分子量大于或等于2000的含活性氫的聚醚；
(b)二羥甲基丙酸；
(c)多異氰酸酯；和
(d)鏈增長(zhǎng)劑；
其中至少70％的該酸官能團(tuán)被中和。
2.權(quán)利要求1的制品，其中該基材包含塑料。
3.權(quán)利要求1的制品，其中該基材包含木制品。
4.權(quán)利要求3的制品，其中該基材包含中密度纖維板。
5.權(quán)利要求1的制品，其中該聚醚包含聚醚多元醇。
6.權(quán)利要求5的制品，其中該聚醚多元醇包含聚四亞甲基醚二醇。
7.權(quán)利要求1的制品，其中該酸官能團(tuán)被二甲基乙醇胺所中和。
8.權(quán)利要求1的制品，其中該多異氰酸酯包含異佛爾酮二異氰酸酯。
9.權(quán)利要求1的制品，其中該鏈增長(zhǎng)劑包含二肼。
10.權(quán)利要求1的制品，其中該交聯(lián)劑包含碳化二亞胺。
11.權(quán)利要求1的制品，其中
(a)該聚醚包含聚四亞甲基醚二醇；
(b)該多異氰酸酯包含異佛爾酮二異氰酸酯；
(c)該鏈增長(zhǎng)劑包含二肼；和
(d)該交聯(lián)劑包含碳化二亞胺。
12.權(quán)利要求1的制品，其中該涂料基本上不含溶劑。
13.權(quán)利要求1的制品，其中該涂料是水基的。
14.權(quán)利要求1的制品，其中90％或更多的該酸官能團(tuán)被中和。
全文摘要
披露了一種具有剛性基材和柔軟觸感的涂料的制品。柔軟觸感的涂料包含酸官能聚氨酯分散體和交聯(lián)劑。聚氨酯分散體包含含活性氫的聚醚、二羥甲基丙酸、多異氰酸酯和鏈增長(zhǎng)劑；至少70％的酸官能團(tuán)被中和。
文檔編號(hào)C08G18/48GK101098942SQ200580046484
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
發(fā)明者B·K·李里克 申請(qǐng)人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司