專利名稱：：減少木制品表面開裂的方法
技術領域：
：本發明涉及通過向木制品的至少一部分上涂覆一種包含(甲基)丙烯酸酯結構部分和顏料的組合物來減少木制品表面開裂的方法，其中固化后的涂層具有小于55。C的Tg。背景信息在很多工業，如家具、地板、磨坊和櫥柜中需要和使用木制品。木制品，如那些從木材、薄板和木材復合物制備的木制品，通常含有多于一個的底層，并可以包含，例如，多個板層。以薄板為例，將木材的薄片施加于木材或木材復合物制品例如膠合板或中密度纖維板("mdf")之上。因此，經常需要使用薄板和其它木材復合物，因為它可以在沒有成本的情況下給出實木的外觀。然而木材的薄層常發生龜裂或"開裂"，特別是暴露在熱和冷的循環中時。由于潮濕等原因，薄板也發生龜裂；類似地，實木也會因暴露在環境條件下而發生龜裂。需要減少(即使未能消除)木制品表面上的開裂(即"表面開裂")的方法。發明概述本發明涉及一種減少木制品表面開裂的方法，包括向木制品的至少一部分上涂覆一種包含(甲基)丙烯酸酯結構部分和顏料的組合物，其中該涂層當固化后，具有小于55。C的Tg。按照本方法處理的木制品也在本發明的范圍之內。發明詳述本發明涉及減少木制品表面開裂的方法，包括向木制品的至少一部分上涂覆一種包含(曱基)丙烯酸酯結構部分和顏料的組合物，其中該涂層當固化后，具有小于55。C的玻璃化轉變溫度("Tg")。在某些實施例中，Tg可以是35。C或更低。此處所用術語"木制品"是指任何包含木材的產品，并可以包括實木、硬木、或具有至少兩個板層、最外層是木材的產品。此類產品的例子包括薄板、復合物、和膠合板。"表面開裂"是指發生在木制品表面的龜裂或劈裂，開裂可以也可以不延伸到木制品表面下的不同深度和/或在存在或不存在劈裂的情況下開裂也可以高出表面。用于本方法的組合物包含(甲基)丙烯酸酯結構部分。此處術語"(曱基)丙烯酸酯結構部分"是指具有至少一個(甲基)丙烯酸酯官能團的任何化合物。"(甲基)丙烯酸酯"既指(甲基)丙烯酸酯又指丙烯酸酯。只要能賦予涂料組合物所希望的柔韌性，任何(曱基)丙烯酸酯結構部分都能使用。例子包括(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯，例如那些可從下處商購獲得的產品，如Bayer的R0SKYDAL產品系列(R0SKYDALLS2298)、Sarto譜CompanyInc.(CN966J75，或CN981)、或UCBChemicals,Inc.(EBECRYL230,EBECRYL8402或EBECRYL8804)。(曱基)丙烯酸氨基曱酸酯可以是芳族的或脂族的。其它合適的(甲基)丙烯酸酯結構部分包括(甲基)丙烯酸酯化的環氧樹脂、(甲基)丙烯酸酯化的聚酯、(曱基)丙烯酸酯化的胺、甲基丙烯酸酯化的丙烯酸樹脂和/或上述之混合物。也可組合使用各個(曱基)丙烯酸酯結構部分。在某些實施例中，至少一種(甲基)丙烯酸酯結構部分具有大于二的官能度和在某些實施例中使用至少兩種(甲基)丙烯酸酯結構部分，其中至少一種具有大于二的(甲基)丙烯酸酯的官能度。涂料組合物進一步包含顏料(有時在配方中也稱作"填料")。合適的顏料/填料包括，例如，二氧化硅、無機氧化物、碳酸鈣、氨基硅酸鹽、氧化鋅、二氧化鈦等。顏料可以賦予也可以不賦予不透明性，這取決于用戶的需要。在某些實施方案中，使用相對高重量百分數的顏料；即，顏料在20-60wt。/。之間，重量百分數基于組合物中固體的總重量。令人驚訝的是，這些實施方案中的涂料組合物保留了減少(即使未能消除)木制品表面開裂所需的柔韌性；一般，高裝料的體系(即重量百分比在該范圍內的體系)是相對不柔韌的。對于龜裂所使用的"減少"和類似術語是指減少龜裂的尺寸和/或減少龜裂的數目。在本組合物中使用顏料/填料使得能得到所希望的粘性。涂料的粘度可以是它能被推入或"填充"到木材的細粒和/或孔中的粘度。涂料的粘度可以是例如10，000-75，000厘泊("cPs")，例如10，000-50，OOOcPs、20，000-50，000cPs、20，00-40,000cPs，或約30，000+/-5，000cPs，粘度用Brookfield粘度計，例如型號RVT的粘度計，用7號轉子在50RPM和25。C下測量。將會理解的是，這些實施方案中所用到的涂料的粘度不象例如膩子那樣稠，但比不使用顏料/填料的配方要稠。本發明中的涂料可進一步包含一種或多種稀釋劑。合適的稀釋劑包括，例如，甘油丙氧基三丙烯酸酯、丙氧基化的二丙烯酸新戊酯、二丙烯酸1，6-己二醇酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸異水片酯、(曱基)丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、二(曱基)丙蹄酸乙二醇酯、二(曱基)丙烯酸1，3-丁二醇酯、二丙烯酸1，4-丁二醇酯、1，3-二丙烯酸2，3-二曱基丙酯、二(曱基)丙烯酸1，6-己二醇酯、二(曱基)丙烯酸二丙二醇酯、乙氧基化的二甲基丙烯酸己二醇酯、丙氧基化的二(曱基)丙烯酸己二醇酯、二(曱基)丙烯酸新戊二醇酯、烷氧基化的二(曱基)丙烯酸新戊二醇酯、二(甲基)丙烯酸已二醇酯、二(曱基)丙烯酸二甘醇酯、二(甲基)丙烯酸三丙二醇酯、二丙烯酸硫代二甘醇酯、二甲基丙烯酸1，3-丙二醇酯、三(曱基)丙烯酸季戊四醇酯、三(曱基)丙烯酸三羥曱基丙酯、四(甲基)丙烯酸雙三羥曱基丙酯、甘油丙氧基三(曱基)丙烯酸酯、乙氧基化的三(曱基)丙烯酸三幾曱基丙酯、和二(甲基)丙烯酸四甘醇酯，包括它們的混合物。可加入這些稀釋劑，例如，來減少或調整涂料的粘度。在一個實施方案中，涂料包含具有大于二的(甲基)丙烯酸酯的官能度的(曱基)丙烯酸酯結構部分，和具有少于二的(曱基)丙烯酸酯的官能度的稀釋劑。按照本發明使用的涂料可進一步包含多種其它的本領域標準添加劑。例子包括引發劑、消泡劑、潤濕劑、抑制劑、熱塑性樹脂、著色劑、染料、表面活性劑等。當涂料用光化輻射如紫外線的方法來固化時，合適的光引發劑包括，例如，苯甲基、苯偶姻、苯偶姻曱醚、苯偶姻異丁醚benzophenol、乙酰苯、二苯酮、4,4，-二氯二苯酮、4,4，-雙(N，N，-二甲氨基)二苯酮、二乙氧基乙酰苯、熒光酮、例如可來自于SpectraGroupLtd.的H-Nu系列引發劑、2-羥基-2-甲基-l-苯丙-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-異丙基噻噸酮(2—isopropylthixantone)、ot—氛坑基笨酉同、侈寸^口，2—笨甲基一2—二曱氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-l-丁酮、酰基氧化膦例如2,6-二曱基苯甲酰基二苯基氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、雙(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2，6-二氯苯甲酰基-二苯基氧化膦、和2，6-二甲氧基苯甲酰基二苯基氧化膦、雙酰基氧化膦例如雙(2，6-二曱氧基苯甲酰基)-2，4，4-三曱基戊基氧化膦、雙(2，6-二甲基苯甲酰基)-2,4，4-三甲基戊基氧化膦、雙(2，4，6-三曱基苯甲酰基)-2,4,4-三曱基戊基氧化膦、和雙(2，6-二氯苯曱酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦，和它們的混合物。涂料可以用任何交聯機理如熱交聯來固化。合適的熱引發劑包括過氧化物和胺。在使用時，這些其它添加劑一般在組合物中的存在量可高達30wt%，該wt。/。基于配方中固體的總重量。組合物可以是水基的、溶劑基的或100%固體。涂料組合物可以通過本領域的任何方法來制備。例如，液體組分可在攪拌下加入到槽中；然后加入粉末，接著加入任何其它所需的添加劑。攪拌可持續到混合物基本呈均勻為止，和，在某些實施方案中，直到混合物的Hegman研磨細度為2-7為止。對于具有所希望的粘度例如泵吸、澆注等的涂料產品，可以用本領域的任何標準方法將其施用到木制品上。輥式涂料填充機是尤其合適的施用方法。涂料通常以0.5-5mils的量加以施用，例如l-2mils,濕膜厚度。在某些實施方案中，木制品在按本發明的方法處理之前可以著色。例如，可以首先施用著色劑并固化或干燥。然后可以把此處所述的涂料施用到這些經著色的木制品上，通常用以填充孔并賦予最終產品平滑的充分填充的外觀；然后本涂料可以被固化、砂磨和/或將其它涂料例如裝飾性的和/或保護性的涂料施用到該木制品上。通常，保護性的層包含耐磨損層、可打磨的密封層和/或頂層。本涂料也可以應用在未著色的和/或經過其它處理的木制品上，和/或可以與其它涂料、層、和/或處理一起使用。本發明進一步涉及按照本方法所處理過的木制品。在某些實施方案中，按照本發明所處理過的木制品能經受IO次冷熱循環，例如高達20次循環，而很少有或沒有表面開裂。在某些實施方案中，按照本方法所處理過的具有40+/-5平方英寸的處理過的"表面"的木制品，在經過10次冷熱循環后，可以具有5處或更少的2英寸或更小的龜裂。一次"冷熱循環"是指將木制品暴露在120°F下l小時，在-5°F下l小時，和處于在室溫下15分鐘。用于本發明中的涂料具有充分的柔韌性以在暴露到不同的環境條件例如潮濕、熱、冷等條件下與木材一起膨脹和收縮。如上所述，固化后的涂層具有小于55。C的Tg，例如35。C或更小，其中Tg按照本領域的標準方法通過對自由膜進行動態力學分析("DMA")來確定。本發明的某些實施方案具體排除使用同時包含親水性聚合物與反應性單體的組合物。其它實施方案具體排除使用具有脲基的丙烯酸氨基曱酸酯低聚物和/或反應性聚酯的使用。將會理解的是，按照本發明所使用的組合物不是本領域所使用的術語"著色劑"，術語"著色劑"以低粘度形式使用并通常用于給木制品上色。除非以其它方式特別指明，此處所用到的所有的數字例如表示數值、范圍、數量或百分比的那些可被讀作在其前面加上措辭"大約"，即使這個詞并沒有明確地出現。此處所述的任何數值范圍意指將包含于其中的所有子范圍包括在內。復數涵蓋單數，反之亦然。例如，當發明以術語"一種"(曱基)丙烯酸酯和"一種"顏料來描述時，也可以使用多于一種的(甲基)丙烯酸酯和/或多于一種的顏料。同樣，此處使用的術語"聚合物"意思是指預聚物、低聚物和均聚物以及共聚物；前綴"聚"是指兩個或更多。實施例下面的實施例旨在舉例說明本發明，不應被理解為以任何方式對本發明進行限制。實施例1根據本發明的"柔韌的"填料相對于其它兩種可商購獲得的填料進行測試。所有測試的木制品是SouthernRedOak薄板，具有施用于其上的著色劑、填料、高耐磨密封層、可打磨的密封層和頂涂層。在具有根據本發明的柔韌的填料的木制品和具有可商購獲得的"非柔韌的"填料的該其它木制品中的一件上使用商購于PPGIndustries,Inc.的涂料；對于這兩個測試木制品來說，除了填料以外，所有的涂料是相同的。第三個木制品涂有Chemcraft供應的產品。每一個體系使用2塊板進行測試，每塊板約40+/-5in2。通過視覺觀察獲得結果，所報告的結果是兩塊板的平均值。進行十次冷熱循環，結果如下。表1填料結果注釋R1596Z-82處龜裂，長度最多l英寸R1596Z-8商購于PPGIndustries,Inc.,包含丙烯酸氨基甲酸酯和約36wt。/。的填料R1340Z-820處龜裂，長度在1-3英寸間變化R1340Z-8商購于PPGIndustries,Inc.,包含丙烯酸環氧樹脂、反應性聚酯和約25wt。/。的填料。該產品作為填料出售，不被認為是"柔韌的"填料。Chemcraft35處龜裂，長度在0.5-3英寸間變化商購于Chemcraftfiller.實施例2對SouthernRedOak薄板進行上述測試，結果如下。表2填料結果R1596Z-82處龜裂，都凸起了，沒有劈裂R1340Z-8至多10處龜裂，大多數凸起了，3處劈裂開實施例3使用兩種本發明范圍內的填料對SouthernRedOak薄板進行上述測試，結果如下。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例4將三種如表4中所示的填料用于測試自由膜的Tg，Tg通過在TAInstruments2980單元的下述參數下使用DMA方法進行測量。方式自由膜振幅20二微米頻率1Hz加熱速率3'C/分鐘樣品尺寸約15x6.5x0.050毫米表4<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>盡管以上出于舉例說明的目的已經描述了本發明的詳細實施方案，對于本領域技術人員來說顯然可以在不偏離如所附的權利要求書所定義的發明的情況下對本發明的細節進行諸多改變。權利要求1.減少木制品表面開裂的方法，包括向木制品的至少一部分上涂覆包含(甲基)丙烯酸酯結構部分和顏料的組合物，其中固化后的涂層具有小于55℃的Tg。2.權利要求1中的方法，其中(甲基)丙烯酸酯結構部分包含丙烯酸氨基甲酸酯。3.權利要求2中的方法，其中丙烯酸氨基曱酸酯是脂族的。4.權利要求2中的方法，其中丙烯酸氨基甲酸酯是芳族的。5.權利要求l中的方法，其中組合物包含至少兩種(甲基)丙烯酸酯結構部分，其中至少一種具有大于二的(甲基)丙烯酸酯官能度。6.權利要求1中的方法，其中組合物包含(曱基)丙烯酸酯化的環氧樹脂、(甲基)丙烯酸酯化的聚酯、和(甲基)丙烯酸酯化的胺。7.權利要求1中的方法，其中涂料中顏料的重量百分比是20-60wt%，重量百分比基于組合物中的固體總重量。8.權利要求1中的方法，其中涂料具有10，000-75，OOOcPs的粘度。9.權利要求1中的方法，其中涂料具有10，000-50，OOOcPs的粘度。10.權利要求l中的方法，其中涂料具有20，000-40，OOOcPs的粘度。11.權利要求8中的方法，其中涂料的粘度為30，000+/-5，000cPs。12.權利要求l中的方法，其中木制品在施用包含(曱基)丙烯酸酯結構部分和顏料的組合物前已被著色。13.權利要求1中的方法，其中固化后的涂層的Tg是35'C或更低。14.權利要求1中的方法，其中(甲基)丙烯酸酯結構部分具有大于二的(曱基)丙烯酸酯官能度。15.權利要求14中的方法，其中涂料進一步包含具有小于二的(甲基)丙烯酸酯官能度的稀釋劑。16.根據權利要求1處理的木制品。17.根據權利要求1處理的木制品，其中木制品在經過10次冷熱循環后具有少于5處的2英寸或更小的龜裂，和其中木制品具有40+/-5平方英寸的處理過的表面。全文摘要披露了減少木制品表面開裂的方法。該方法通常包括向木制品的至少一部分上涂覆一種具有(甲基)丙烯酸酯和顏料的涂料，其中固化后的涂料具有小于55℃的Tg。文檔編號C08G18/00GK101098761SQ200580046200公開日2008年1月2日申請日期2005年12月16日優先權日2004年12月17日發明者J·F·格魯尼沃爾德,R·G·考克斯,R·R·布朗申請人:Ppg工業俄亥俄公司