CN105073921A

CN105073921A - 水性表面处理剂、以及使用了该水性表面处理剂的物品

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Publication number: CN105073921A
Application number: CN201480017380.8A
Authority: CN
Inventors: 佐藤盛绪; 坂井美代
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2034-03-18
Also published as: JP5790895B2; JPWO2014162868A1; CN105073921B; WO2014162868A1; JP2015155546A

Abstract

本发明提供一种水性表面处理剂和使用了该水性表面处理剂的物品，所述水性表面处理剂能够使各种物品的表面成为无光泽状态、且能够赋予更具高级感的外观设计性，并且，可通过1次涂敷而得到即使被施加拉伸等成形加工后消光感也不降低的涂膜。使用下述的水性表面处理剂，其特征在于，含有：水性聚氨醋(A)、水性聚酯(B)或水性丙烯酸类树脂(C)、消光剂(D)和交联剂(E)。特别地使用上述水性聚酯(B)为聚碳酸酯系水性聚氨酯、且上述交联剂(E)为碳二亚胺的水性表面处理剂。

Description

水性表面处理剂、以及使用了该水性表面处理剂的物品

技术领域

本发明涉及一种水性表面处理剂和使用了该水性表面处理剂的物品，所述水性表面处理剂能够使各种物品的表面成为无光泽(光泽消失)状态、且能够赋予更具高级感的外观设计性。

背景技术

对于各种物品而言，为了提高外观设计性、赋予高级感，多在其表面涂装涂料。例如，为了通过对家电制品的壳体、电脑、便携电话、智能手机等电子设备的壳体、汽车内外装饰材料等塑料成形品的表面进行消光处理而赋予具有高级感的外观设计性，通常使用表面处理剂。作为该表面处理剂，以往多为溶剂系表面处理剂，但由于产生挥发性有机化合物(以下简称为“VOC”。)而环境负担大，因此正在寻求VOC排出量的削减，推进表面处理剂的水性化。

作为使各种物品的表面成为无光泽状态的水性表面处理剂，例如提出了如下的水性消光表面处理剂，其含有：使用了包含聚烯烃多元醇的多元醇成分的水性氨基甲酸酯系树脂、和作为消光剂的聚氨酯微粒(例如，参见专利文献1。)。然而，该水性消光表面处理剂为主要利用消光剂来实现消光感的水性表面处理剂，其存在如下的问题：例如在膜或片上形成涂膜后，在进行拉伸等成形加工时，消光感降低，光泽增加。

作为在进行拉伸等成形加工时消光感不降低的方法，提出了再涂含有消光剂的2种涂布剂的方法(例如，参见专利文献2。)。然而，该方法需要多次涂敷工序和干燥工序，从而生产率存在问题。

因此，正在寻求即使进行拉伸等成形加工后消光感也不降低、且能够通过1次涂敷对各种物品赋予充分的消光感的水性表面处理剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-342549号公报

专利文献2：日本特开2006-176615号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明要解决的课题在于，提供一种水性表面处理剂和使用了该水性表面处理剂的物品，所述水性表面处理剂能够使各种物品的表面成为无光泽状态、且能够赋予更具高级感的外观设计性，并且，可通过1次涂敷而得到即使被施加拉伸等成形加工后消光感也不降低的涂膜。

解决课题的方法

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，对于并用了水性聚氨酯、和作为其他树脂的水性聚酯或水性丙烯酸类树脂的水性表面处理剂来说，能够使各种物品的表面成为无光泽状态、且能够赋予更具高级感的外观设计性，并且，可通过1次涂敷而得到即使被施加拉伸等成形加工后消光感也不降低的涂膜，至此完成了本发明。

即，本发明涉及一种水性表面处理剂和使用了该水性表面处理剂的物品，所述水性表面处理剂的特征在于含有：水性聚氨酯(A)；水性聚酯(B)或水性丙烯酸类树脂(C)；消光剂(D)；和交联剂(E)。

发明效果

本发明的水性表面处理剂能够使各种物品的表面成为无光泽状态、且能够赋予更具高级感的外观设计性，并且，可通过1次涂敷而得到即使被施加拉伸等成形加工后消光感也不降低的涂膜，由此，可用作对各种物品的表面进行处理的处理剂。尤其是可适合用于塑料成形品，并且，在塑料成形品中，可更适合用于属于热塑性烯烃(ThermoPlasticOlefin；以下简称为“TPO”。)的成形品的、TPO皮革或TPO片。

具体实施方式

本发明的水性表面处理剂含有：水性聚氨酯(A)；水性聚酯(B)或水性丙烯酸类树脂(C)；消光剂(D)；和交联剂(E)。

上述水性聚氨酯(A)只要是溶解或分散在水性介质中的聚氨酯即可，其中，优选具有羧基和/或羟基的聚氨酯。作为该水性聚氨酯(A)中具有羟基的聚氨酯的制造方法，例如可举出：使过量的多元醇和/或二元醇与多异氰酸酯反应而得到末端具有羟基的聚氨酯的方法；使异氰酸酯基末端的氨基甲酸酯预聚物与2-氨基乙醇、2-氨基乙基乙醇胺、二乙醇胺等氨基醇、氨基酚等反应而得到具有羟基的聚氨酯的方法等。另一方面，作为具有羧基的聚氨酯的制造方法，例如可举出：将具有羧基的化合物作为原料并在氨基甲酸酯化反应时使用的方法。

关于作为上述水性聚氨酯(A)的原料来使用的多元醇，例如可举出：聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚缩醛多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚酯酰胺多元醇、聚硫醚多元醇、聚丁二烯系等聚烯烃多元醇等。其中，优选聚碳酸酯多元醇，这是因为其耐久性优异。另外，关于作为具有羧基的聚氨酯的原料来使用的具有羧基的化合物，例如可举出：2，2’-二羟甲基丙酸、2，2’-二羟甲基丁烷酸、2，2’-二羟甲基酪酸、2，2’-二羟甲基戊酸等。其中，优选2，2’-二羟甲基丙酸。

通过上述制造方法得到的上述水性聚氨酯(A)中，优选使用聚碳酸酯多元醇作为原料而得的聚碳酸酯系水性聚氨酯，这是由于其涂膜强度高的缘故。另外，上述水性聚氨酯(A)可以单独使用，也可以2种以上并用。

上述水性聚酯(B)只要是溶解或分散在水性介质中的聚酯即可，优选水分散聚酯树脂。水分散聚酯树脂是通过在聚酯树脂中引入亲水性基团而赋予了水分散性的树脂，作为市售品，例如可举出：东洋纺织株式会社的“Vylonal”系列等。

上述水性聚酯(B)的数均分子量(Mn)优选5,000～500,000的范围，更优选10,000～300,000的范围，进一步优选150,000～250,000的范围。另外，水性聚酯的玻璃化转变温度(以下简称为“Tg”。)优选-30～130℃的范围，更优选-20～100℃的范围，进一步优选-10～80℃的范围。上述水性聚酯(B)可以单独使用，也可以2种以上并用。

上述水性丙烯酸类树脂(C)只要是溶解或分散在水性介质中的丙烯酸类树脂即可，可举出：将丙烯酸类单体作为主原料，并使用乳化剂而在水性介质中进行聚合的利用乳液聚合而制造出的水性丙烯酸类树脂乳液；使用具有羧基的丙烯酸类单体而在有机溶剂中进行聚合后，利用碱中和羧基，并分散在水性介质中而得的自乳化型水性丙烯酸类树脂等。

作为上述水性丙烯酸类树脂(C)，也可以使用：用水性聚氨酯改性后的氨基甲酸酯改性水性丙烯酸类树脂、用硅烷化合物改性后的水性硅丙烯酸类树脂等各种改性丙烯酸类树脂。上述水性丙烯酸类树脂(C)可以单独使用，也可以2种以上并用。

关于上述水性聚氨酯(A)、水性聚酯(B)和水性丙烯酸类树脂(C)的配合量，相对于水性聚氨酯(A)100质量份，水性聚酯(B)和水性丙烯酸类树脂(C)的合计优选5～60质量份的范围，更优选10～50质量份的范围，进一步优选20～45质量份的范围，这是因为能够提高消光感，能够使涂膜强度充分。

作为上述消光剂(D)，例如可举出：二氧化硅粒子、有机微珠、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、滑石、氢氧化铝、硫酸钙、高岭土、云母、石棉、云母(マィカ)、硅酸钙、水合硅酸铝等。

作为上述二氧化硅粒子，可举出：干式二氧化硅、湿式二氧化硅等。其中，优选干式二氧化硅，这是因为散射效果高且光泽值的调整范围宽。另外，更优选由有机化合物进行表面修饰后的干式二氧化硅，这是因为更易于分散在组合物中。作为这些二氧化硅粒子的平均粒径，优选2～14μm的范围，更优选3～12μm的范围。

作为上述二氧化硅粒子的使用量，相对于上述水性聚氨酯(A)、水性聚酯(B)和水性丙烯酸类树脂(C)的合计树脂成分100质量份，优选0.1～40质量份的范围，更优选10～30质量份的范围，这是因为可以达成可得到所需的无光泽状态的外观设计的光泽值。

作为上述有机微珠，例如可举出：丙烯酸类微珠、氨基甲酸酯微珠、硅微珠、烯烃微珠等。

上述消光剂(D)可以单独使用，也可以2种以上并用。

作为上述交联剂(E)，可举出：噁唑啉、碳二亚胺、多异氰酸酯、封端异氰酸酯、环氧、聚硅氧烷、氮丙啶、烷基化三聚氰胺等脲醛树脂系交联剂、酰肼系交联剂等。其中，从交联性能和安全性方面考虑，优选碳二亚胺。另外，这些交联剂(E)可以单独使用，也可以2种以上并用。作为上述交联剂(E)的使用量，从涂膜强度的观点出发，相对于上述水性聚氨酯(A)、水性聚酯(B)和水性丙烯酸类树脂(C)的合计树脂成分100质量份，优选0.5～30质量份的范围，更优选2～25质量份的范围。

除上述水性聚氨酯(A)、水性聚酯(B)、水性丙烯酸类树脂(C)、消光剂(D)和交联剂(E)以外，本发明的水性表面处理剂中还可以配合聚烯烃蜡(F)。

上述聚烯烃蜡(F)中，优选其熔融范围为140～180℃的聚烯烃蜡，更优选其熔融范围为145～175℃的聚烯烃蜡，进一步优选其熔融范围为150～170℃的聚烯烃蜡，这是因为即使醇等溶剂接触到涂膜，也不易残留醇等溶剂的痕迹(溶剂痕)，耐溶剂性提高。作为这样的聚烯烃蜡(F)，可举出聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等。这些聚烯烃蜡(F)可以单独使用，也可以2种以上并用。此外，本发明中，作为聚烯烃蜡(F)，在并用2种以上的情况下，其熔融范围是指混合物的熔融范围。另外，熔融范围基于JIS试验方法K0064-1992而测得。

上述聚烯烃蜡(F)中，优选以聚丙烯蜡作为主成分的聚烯烃蜡，这是因为能够降低溶剂痕。另外，作为上述聚烯烃蜡(F)的使用量，相对于上述水性聚氨酯(A)、水性聚酯(B)和水性丙烯酸类树脂(C)的合计树脂成分100质量份，优选0.1～20质量份的范围，更优选3～15质量份的范围，这是因为能够提高溶剂痕的降低效果和涂膜强度。

除上述成分(A)～(F)以外，本发明的水性表面处理剂中也可以配合各种表面活性剂、消泡剂、流平剂、粘弹性调整剂、消泡剂、湿润剂、分散剂、防腐剂、成膜剂、增塑剂、浸透剂、香料、杀菌剂、杀螨剂、防霉剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防静电剂、阻燃剂、染料、颜料(例如钛白、印度红、酞菁、炭黑、永固黄等)等添加剂。

本发明的物品具有本发明的水性表面处理剂的涂膜。另外，作为物品，例如可举出：家电制品(冰箱、洗衣机、空调、电视等)的壳体、电子设备(电脑、便携电话、智能手机等)的壳体、乐器(钢琴、电子琴、电子乐器等)的材料；汽车或铁道车辆的内装材料(仪表板、门饰板、顶蓬、车厢盖布等)、建材或家具材料(壁纸、三合板用装饰片、钢板用装饰片、椅子粘贴用皮革等)、包装材料(包装膜等)等塑料成形品；木质材料(三合板、胶合板、单层层叠材料等)；陶瓷材料(内装瓷砖、砖头等)。可举出：运动(滑雪、射箭、高尔夫、网球等)用具材料；鞋类材料(鞋的鞋帮材料、底、芯材、鞋跟、鞋的后跟面、鞋垫等)；金属材料(铁、铜、锌、铝等)等。这些物品中，本发明的水性表面处理剂可适合用于塑料成形品，优选用于该塑料成形品中的TPO皮革、TPO片。

实施例

以下，通过实施例更具体地说明本发明。

(实施例1)

将下述成分均匀混合，得到水性表面处理剂(1)。所述成分为：水性聚氨酯(DIC公司制“HYDRANWLS-210”，聚碳酸酯系水性聚氨酯，不挥发成分：35质量％)49质量份(作为水性聚氨酯，为17.15质量份)、水性聚酯(东洋纺织株式会社制“VylonalMD-1100”，水分散聚酯树脂，数均分子量：2万，Tg：40℃，不挥发成分：30质量％)15.3质量份(作为水性聚酯，为4.59质量份)、交联剂(日清纺化学株式会社制“CARBODILITEE-04”，碳二亚胺系交联剂)4.2质量份、消光剂(EVONIKDEGUSSA公司制“ACEMATT3300”，由干式法制造且表面经过有机处理后的二氧化硅粒子，平均粒径：9.5μm)4质量份、聚丙烯蜡(MicroPowders公司制“MICROMATTE1213UVW”；熔融范围150～156℃)1.4质量份、非离子系表面活性剂(第一工业制药株式会社制“NOIGENEA-157”)0.1质量份、氟系表面活性剂(DIC公司制“MegaFacF-444”)0.1质量份、粘弹性调整剂(SANNOPCO公司制“SNシツクナ一612NC”)0.9质量份和离子交换水25质量份。

[评价用样品的制作]

使用棒涂机No.14将上述记载中得到的水性表面处理剂(1)涂敷在TPO片(厚度0.4mm)上，然后在120℃干燥1分钟，得到评价用样品。

[真空成形品的制作]

使用真空成形机(成光产业株式会社制“真空成形机FORMING300X”)，对上述记载中得到的评价用样品进行真空成形，从而使得以面积比计达到350％，得到真空成形品。

[光泽值的测定]

对于上述记载中得到的评价用样品的水性表面处理剂的涂膜表面，使用光泽计(KONICAMINOLTAOPTICS，INC.制“GM-268Plus”)分别测定真空成形前和真空成形后的60°光泽值。

[成形加工性的评价]

算出上述记载中测定的真空成形前后的水性表面处理剂的涂膜表面的60°光泽值的变化率，按照下述基准评价成形加工性。此外，60°光泽值的变化率由下述式(1)算出。

A：变化率小于50％。

B：变化率为50％以上且小于100％。

C：变化率为100％以上。

(实施例2)

将实施例1中使用的水性聚酯变更为水性聚酯(东洋纺织株式会社制“VylonalMD-1200”，水分散聚酯树脂，数均分子量：1.5万，Tg：67℃，不挥发成分：34质量％)13.5质量份(作为水性聚酯，为4.59质量份)，将离子交换水的配合量变更为26.8质量份，除此以外，与实施例1同样地进行，得到水性表面处理剂(2)。

(实施例3)

将实施例1中使用的水性聚酯变更为水性聚酯(东洋纺织株式会社制“VylonalMD-1480”，水分散聚酯树脂，数均分子量：1.5万，Tg：20℃，不挥发成分：25质量％)18.4质量份(作为水性聚酯，为4.6质量份)，将离子交换水的配合量变更为21.9质量份，除此以外，与实施例1同样地进行，得到水性表面处理剂(3)。

(实施例4)

将实施例1中使用的水性聚酯变更为水性聚酯(东洋纺织株式会社制“VylonalMD-1930”，水分散聚酯树脂，数均分子量：2万，Tg：-10℃，不挥发成分：31质量％)14.8质量份(作为水性聚酯，为4.59质量份)，将离子交换水的配合量变更为25.5质量份，除此以外，与实施例1同样地进行，得到水性表面处理剂(4)。

(实施例5)

将实施例1中使用的水性聚酯变更为水性丙烯酸类树脂(东亚合成株式会社制“CIRRUSPC-751”，水性硅丙烯酸类树脂，不挥发成分：45质量％)15.3质量份(作为水性丙烯酸类树脂，为7.02质量份)，将离子交换水的配合量变更为25质量份，除此以外，与实施例1同样地进行，得到水性表面处理剂(5)。

(实施例6)

将实施例1中使用的水性聚酯变更为水性丙烯酸类树脂(DIC株式会社制“VONCOATHY-364”，氨基甲酸酯改性水性丙烯酸类树脂，不挥发成分：45质量％)10.2质量份(作为水性丙烯酸类树脂，为4.59质量份)，将离子交换水的配合量变更为30.1质量份，除此以外，与实施例1同样地进行，得到水性表面处理剂(6)。

(实施例7)

将实施例1中使用的水性聚酯变更为水性丙烯酸类树脂(DIC株式会社制“VONCOATVF-1040”，水性丙烯酸类树脂乳液，不挥发成分：50质量％)9.2质量份(作为水性丙烯酸类树脂，为4.6质量份)，将离子交换水的配合量变更为31.1质量份，除此以外，与实施例1同样地进行，得到水性表面处理剂(7)。

(比较例1)

将下述成分均匀混合，得到水性表面处理剂(R1)。所述成分为：水性聚氨酯(DIC株式会社制“HYDRANWLS-210”，聚碳酸酯系水性聚氨酯，不挥发成分：35质量％)60.9质量份(作为水性聚氨酯，为21.3质量份)、交联剂(日清纺化学株式会社制“CARBODILITEE-04”，碳二亚胺系交联剂)4.2质量份、消光剂(EVONIKDEGUSSA公司制“ACEMATT3300”，由干式法制造且表面经过有机处理后的二氧化硅粒子，平均粒径：9.5μm)4质量份、聚丙烯蜡(MicroPowders公司制“MICROMATTE1213UVW”；熔融范围150～156℃)1.4质量份、非离子系表面活性剂(第一工业制药株式会社制“NOIGENEA-157”)0.1质量份、氟系表面活性剂(DIC株式会社制“MegaFacF-444”)0.1质量份、粘弹性调整剂(SANNOPCO公司制“SNシツクナ一612NC”)0.9质量份和离子交换水28.4质量份。

对于上述实施例2～7和比较例1中得到的水性表面处理剂(2)～(7)和(R1)，与实施例1同样地操作，进行了60°光泽值的测定和成形性的评价。

上述实施例1～7和比较例1中得到的水性表面处理剂(1)～(7)和(R1)的配合组成、60°光泽值的测定和成形性的评价结果如表1所示。

[表1]

从表1所示的结果可知，对于本发明的水性表面处理剂即实施例1～7的水性表面处理剂(1)～(7)来说，其60°光泽值的变化率为57％以下，变化少，即使进行伴随拉伸的成形加工，涂膜表面的消光感的变化也少，成形加工性良好。

另一方面可知，比较例1为未配合在本发明中与水性聚氨酯(A)一起并用的水性聚酯(B)或水性丙烯酸类树脂(C)的例子，其60°光泽值的变化率为711％，变化非常大，成形加工性不充分。

Claims

1.一种水性表面处理剂，其特征在于，

含有水性聚氨酯(A)、消光剂(D)和交联剂(E)，还含有水性聚酯(B)或水性丙烯酸类树脂(C)。

2.如权利要求1所述的水性表面处理剂，其中，

所述水性聚氨酯(A)为聚碳酸酯系水性聚氨酯。

3.如权利要求1或2所述的水性表面处理剂，其中，

所述交联剂(E)为碳二亚胺。

4.如权利要求1～3中任一项所述的水性表面处理剂，其还含有聚烯烃蜡(F)。

5.一种物品，其特征在于，

具有权利要求1～4中任一项所述的水性表面处理剂的涂膜。