[发明专利]用涂料前体涂覆基底形成作为酯缩合产物的涂层的方法和涂覆有此类涂料前体的产品

说明书

发明领域

本发明涉及一种配制的以在基底的表面上形成涂层的反应混合物，所述反应混合物包含能够制备交联热固性树脂、尤其是醇酸树脂的单体混合物或反应预聚物。在一个具体的实施方案中，所述反应混合物提供一种涂料前体，该涂料前体被涂覆到基底的表面上并且发生反应以形成作为酯缩合产物的固体涂层。

发明背景

涂层被用于旨在保护和增强材料特性的多种应用中。例如，木质纤维材料如纸材、衬板、瓦楞纸、纸盒板和纸构件的特性一般可通过添加涂层而改变以增加强度或者增加特性如防水性。也可将涂层添加到玻璃、木材和金属表面上以提高强度和提供保护。此外，薄的基底如薄膜、纸片和非织造织物可以用空间地分布的涂覆材料而不是均匀的涂层来覆盖以提供局部的或定向的机械特性，如弯曲或拉伸。涂层材料通常是粘稠的和发粘的，因此在施用期间需要特殊的处理，而且还使得将要涂覆有所述涂层的材料在加工期间难以处理。

醇酸是一个用于一类合成热固性树脂的术语，其被最佳描述为聚酯缩合物树脂。这类物质包含多元醇和有机多元酸的酯缩合物。甘油是酯缩合物中使用的主要多元醇组分。增加甘油供给已促进了开发利用醇酸树脂的应用的机会。

醇酸拥有保护性涂层所需的许多期望的特性。醇酸树脂以包含单体混合物或反应预聚物混合物的低粘度液体反应混合物起始，其可被配制成自由流动的易于施用的液态。此类单体或预聚物反应混合物可通过交联化学反应固化，所述反应通常通过应用加热而引发以形成粘稠的或硬的物质。因此，醇酸可以液体单体或预聚物的形式涂覆到基底上，随后加热以形成固体涂层。

仍然需要用液体单体或预聚物反应混合物来涂覆基底的方法，所述反应混合物聚合或反应以在施用后形成作为酯缩合产物的涂层。

发明概述

本发明提供了用涂料前体来涂覆基底的表面的方法，所述涂料前体发生反应以形成作为酯缩合产物的固体涂层。所述涂料前体包括反应混合物，所述反应混合物包含具有至少一种多元醇的单体混合物和一种反应物，所述反应物选自由下列组成的组：至少一种有机多元酸、至少一种有机酸酐、以及它们的组合。作为另外一种选择，所述反应混合物包含由单体混合物形成的预聚物；预聚物和单体混合物的组合；或预聚物和反应物的组合，所述反应物如多元醇、有机多元酸、有机酸酐、以及它们的组合。

本发明还涉及一种复合结构，所述复合结构包含基底和沉积在基底的表面上的涂料前体，所述涂料前体发生反应以形成作为酯缩合产物的涂层。所述涂料前体包含反应混合物，所述反应混合物包括包含至少一种多元醇的单体混合物和一种反应物，所述反应物选自由下列组成的组：至少一种有机多元酸、至少一种有机酸酐、以及它们的组合。作为另外一种选择，所述反应混合物包含由单体混合物形成的预聚物；预聚物和单体混合物的组合；或预聚物和反应物的组合，所述反应物如多元醇、有机多元酸、有机酸酐、以及它们的组合。

本发明还涉及复合结构和形成复合结构的方法，所述复合结构包含基底和沉积在基底的表面上的选择性位置中的前述涂料前体，所述涂料前体发生反应以形成固体涂层，从而为基底提供选择性增强。就该实施方案而言，所述涂料前体可以某种图案印刷在基底的表面上，所述图案固化以形成基底的整体部分和相应的复合结构，所述复合结构具有增强的机械完整性。

发明详述

除非另外指明，本文使用的所有百分比、比率和比例均按所述反应混合物的重量百分比计。除非另外特别指出，所有平均值均按所述反应混合物或其组分的“重量计”。除非另外指明，聚合物的“平均分子量”或“分子量”是指重均分子量。除非另外指明，重均分子量由凝胶渗透色谱法测定。

如本文所用，“共聚物”旨在包括共聚物、三元共聚物、以及其它多单体聚合物。

如本文所用，“反应物”是指一种在化学反应开始时存在的并与化学反应中的或作为化学反应的一部分而暴露的一种或多种其它物质或催化剂反应的化学物质。

除非另外指明，如本文所用，“混合物”是指两种或更多种任何一组规定组分的混合物。除非另外指明，可供选择的成分列表包括此类成分的混合物。

如本文所用，“可生物降解的”是指化合物被微生物和/或天然环境因素最终完全降解成CH₄、CO₂和水或生物质的能力。

如本文所用，“可堆肥的”是指满足以下三个要求的物质：(1)所述物质能够在用于固体垃圾的堆肥设备中被处理；(2)如果这样处理，所述物质将最终成为最终的堆肥；和(3)如果将堆肥用于土壤中，所述物质将最终在土壤中生物降解。