CN104284950B - 用于水基涂料的低voc二醇醚聚结剂 - Google Patents

用于水基涂料的低voc二醇醚聚结剂 Download PDF

Info

Publication number
CN104284950B
CN104284950B CN201380022678.3A CN201380022678A CN104284950B CN 104284950 B CN104284950 B CN 104284950B CN 201380022678 A CN201380022678 A CN 201380022678A CN 104284950 B CN104284950 B CN 104284950B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coalescent
japanning
composition
glycol ethers
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201380022678.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104284950A (zh
Inventor
B·埃米利
W·H·莱弗斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Global Technologies LLC
Original Assignee
Dow Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Global Technologies LLC filed Critical Dow Global Technologies LLC
Publication of CN104284950A publication Critical patent/CN104284950A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104284950B publication Critical patent/CN104284950B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D125/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D125/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C09D125/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C09D125/08—Copolymers of styrene
    • C09D125/14—Copolymers of styrene with unsaturated esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00—Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D171/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/024—Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明涉及聚结剂组合物，其包含至少一种式R1(O‑CH2‑CH(CH3))n‑OH的二醇醚。所述组合物可用于制备符合法国法令2011/321的低VOC要求的涂料。

Description

用于水基涂料的低VOC二醇醚聚结剂
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年4月30日提交的临时申请序号61/640,205的优先权，所述临时申请通过引用以其全文并入本文。
背景技术
本申请涉及适合用作水性聚合物分散体的聚结剂的低VOC二醇醚组合物。
将聚结剂加入组合物，例如水性聚合物分散体以及包含聚合物的水性分散体的水性涂漆或涂料，以当水从组合物中蒸发时，促进形成连续的聚合物膜或粘合剂膜。不添加聚结剂的话，聚合物分散体可能无法充当涂漆中颜料的有效粘合剂，并且对基材的粘附可受到损害。多年来，这些聚结助剂是相对挥发性的溶剂，如2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、二丙二醇正丁基醚、和丁基卡必醇乙酸酯。
挥发性有机化合物(VOC)的排放可造成臭氧(烟雾的组分)的产生。在美国，由美国环境保护署(EPA)制定并以国家级别执行的VOC法规规定了涂漆、清洁溶剂和其他产品中的挥发性溶剂的最大浓度。在欧洲，VOC的限度由2004/42/EC Solvents Directive forDecorative Paints限定，而墙漆和特别是内墙漆由Paint Directive2004/42/EC规定，其限定挥发性有机化合物为在101.3kPa的标准压力下测量的初沸点小于或等于250℃的任意有机化合物，并对室内和室外应用限定了油漆和清漆以克/升计的最大VOC含量。随着时间的推移，VOC法规已变得日益严格，并且已影响了可用的聚结剂的选择。
监管部门最近已出台了新规定，以控制用于室内应用而出售的涂漆和建筑产品的排放。特别地，法国最近已公布了法令321/2011作为“环境协商会议(Grenelle de l’environnement)”提案的一部分，并且预计在2012年1月之后，用于室内地面和墙面涂料的市场上的任何新型涂漆、涂漆和清漆必须根据其28天后的排放标注排放等级，所述排放等级用ISO16000方法测试，例如ISO16000-3、-6和-9。
目前许多符合欧标2004/42/CE要求的商业性低-VOC聚结剂根据所述新的法国排放标准产生显著量的VOC，并且不符合该标准涵盖的最终用途的要求。
将期望具有含有小于15％VOC的聚结剂，所述聚结剂将可用于制备如法国法令2011/321限定的室内涂漆，其中VOC定义为初沸点在50℃和286℃之间的所有挥发性组分，VOC的总和为根据ISO-16000-6在正己烷和正十六烷之间洗脱的化合物的总和。
发明内容
本发明包括这样的聚结剂组合物，其包含至少一种式R1(O-CH2-CH(CH3))n-OH的二醇醚，其中R1是具有至少3个碳原子的烷基，并且n的平均值为4至6，其中对于至少60重量％的所述二醇醚而言n＝4，并且不多于15重量％的所述二醇醚具有3或更小的n值。
本发明包括包含水性聚合物分散体和本发明的低VOC聚结剂的组合物。本发明提供一定的二醇醚和包含二醇醚的低VOC组合物，其特别适合用于包含水性聚合物分散体的组合物(例如用于各种基材的装饰涂料和防护涂料)中。
令人惊讶的是，本发明的组合物可用于制备符合法国法令2011/321(日期为2011年4月19日)的更严格VOC要求的室内涂料。
具体实施方式
如本文所使用，“一个”、“一种”、“所述”、“至少一种”和“一种或多种”可互换使用。当术语“包含”、“包括”及其变型出现在说明书和权利要求书中时，这些术语不具有限制含义。因此，例如，包括“一种”疏水性聚合物颗粒的水性组合物可解释为意指所述组合物包括“一种或多种”疏水性聚合物的颗粒。
同时，本文记载的有端点的数值范围包括所有包含在该范围内的数(例如，“1至5”包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5，等)。出于本发明的目的，应理解，与本领域普通技术人员将理解的相一致，数值范围旨在包括和支持包含在该范围内的所有可能的子范围。例如，范围“1至100”旨在表达1.01至100、1至99.99、1.01至99.99、40至60、1至55，等。同时，本文记载的数值范围和/或数值，包括在权利要求书中的这样的记载，可解读为包括术语“约”。在这样的例子中，术语“约”是指与本文记载的那些基本上相同的数值范围和/或数值。
本发明特别涉及二醇醚聚结剂组合物，其包含至少一种式R1(O-CH2-CH(CH3))n-OH的二醇醚，所述二醇醚还可描绘为下式所示：
其中R1是具有至少3个碳原子的烷基，并且n的平均值为4至6，其中对于至少60重量％、优选至少70重量％的所述二醇醚而言n＝4，并且不多于15重量％的所述二醇醚具有3或更小的n值。在本发明的一个实施方式中，R1是具有3至7个碳原子的烷基。可存在于所述聚结剂组合物中的二醇醚的实例包括三丙二醇正丁基醚、四丙二醇正丁基醚、五丙二醇正丁基醚和更高分子量的二醇醚。在本发明的一个实施方式中，所述二醇醚组合物的R1主要由4至6个碳原子的烷基部分组成。在本发明的一个实施方式中，R1是丁基，而在另一个实施方式中R1是正丁基。在本发明的一个实施方式中，对于至少60重量％、优选至少70重量％的所述组合物的二醇醚而言n＝4。在本发明的一个实施方式中，四丙二醇正丁基醚在所述组合物中占所述二醇醚的至少70重量％。有利地，不多于15重量％、优选不多于10重量％的所述二醇醚具有3或更小的n值。
本发明的二醇醚组合物包含一定的二醇醚聚结剂，所述聚结剂有利地在760mmHg(101,324KPa)下具有大于280℃，优选大于286℃，更优选大于290℃的沸点。本发明包括包含水性聚合物分散体和本发明的低VOC聚结剂的组合物，以及用于形成涂料的方法。本发明的二醇醚通常在0-25℃的温度范围内为液态，以便于其用作聚结剂。
本发明的二醇醚可通过使醇类与环氧丙烷反应而获得。优选的二醇醚，例如聚丙二醇单丁基醚，通过使正丁醇与环氧丙烷反应而制备。本领域技术人员已知的若干合成方法中的任一种可用于制备上述二醇醚。一种方法涉及使化学计算量的环氧丙烷与正丁醇反应。通过上述方法中的任一种获得的二醇醚均可以根据本领域技术人员已知的方法纯化，例如通过蒸馏以产生期望的级分。在本发明的一个实施方式中，蒸馏在真空下进行，如通过闪蒸。
所述反应可以分批或以连续方式进行。碱催化剂可以用来增强反应。过量的丁醇，以及单-、二-和/或三丙二醇单丁基醚可通过已知的工艺技术如蒸馏来基本上去除和分离。从反应混合物中去除所述催化剂，使得所述反应混合物基本上不含催化剂是可能的，并且在本发明的一个实施方式中，将催化剂从反应混合物中去除。有利地，使蒸馏过程中的停留时间最小化，以避免产品降解。
本发明的一个方面提供了一种水性涂料组合物，其包含水性聚合物分散体，和基于水性聚合物分散体固体的重量的0.1重量％至40重量％的上文所述的二醇醚聚结剂。
“聚结剂组合物”意指促进水性聚合物分散体的膜形成的组合物，特别是包括水性介质中的聚合物分散体的水性涂料组合物，所述聚合物例如是通过乳液聚合技术制备的聚合物。促进膜形成的指示是，包含水性聚合物分散体的所述组合物的最低成膜温度(“MFFT”)通过加入聚结剂而可测量地降低。
本发明的水性涂料组合物包括水性聚合物分散体，和基于水性聚合物分散体固体的重量的0.1重量％至40重量％的本发明聚结剂。在一个实施方式中，当所述水性聚合物分散体的MFFT为-5℃至100℃时，可使用基于水性聚合物分散体固体的重量的0.1重量％至30重量％的聚结剂。或者，当所述水性聚合物分散体的MFFT为-20℃至30℃时，可使用基于水性聚合物分散体固体的重量的0.1重量％至5重量％的聚结剂。本文所述的水性聚合物分散体的MFFT是使用ASTM D2354和5密尔(mil)MFFT bar测定仪测量的那些。MFFT值表示聚结剂对于给定的水性聚合物分散体的效率如何；期望用最少量的聚结剂取得可能的最低MFFT。所述水性聚合物分散体可以是在水性介质中包含聚合物、低聚物、预聚物、或其组合的分散体。在一些实施方式中，所述水性聚合物分散体可以在成膜之前、成膜期间、或成膜之后是反应性的。“水性介质”本文中意指包括基于所述介质的重量至少50重量％的水的介质。典型的水性聚合物分散体是环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸多元醇、聚酯、和这些的混合物和其他化学物质的水性分散体；和乳液聚合物。在本发明的一个实施方式中，本发明的聚结剂组合物占所使用的聚结剂总量不多于15重量％、优选不多于10重量％的VOC。
在一些实施方式中，所述水性聚合物分散体是反应性体系的一部分。例如，在2k体系、如环氧分散体体系中，所述聚结剂可添加到包含所述环氧分散体的组分，或者可添加到固化剂组分，或分配于所述体系的两种组分之间。
粘合剂的选择不是特别关键，并且所述粘合剂可以选自本领域已知的各类粘合剂，包括，例如，苯乙烯-丙烯酸类粘合剂、全丙烯酸类粘合剂、和乙烯基丙烯酸类聚合物粘合剂。在本发明的一个实施方式中，所述粘合剂是适合用于内墙涂漆的粘合剂。
乳液聚合物颗粒的平均粒径不是特别关键的，并且有利地为40nm至1000nm，优选40nm至300nm。本文中的粒径是通过动态光散射在Brookhaven BI-90Plus粒度分析仪上测量的那些。
本发明包括水性涂料组合物，其包含：(a)聚合物粘合剂；(b)任选地，颜料；(c)水；和(d)上文所述的聚结剂组合物。所述涂料组合物可用于例如墙漆、地面涂料、天花板涂漆、和窗框涂料的用途中。
本发明的水性涂料组合物可以通过涂料领域中公知的技术制备。首先，将颜料(如果有的话)在如通过COWLESTM混合器提供的高剪切下充分分散在水性介质中，或使用预分散的着色剂，或其混合物。然后将乳液聚合物在低剪切下添加，与所述聚结剂组合物和期望的其他涂料助剂一起搅拌。所述水性涂料组合物除所述水性聚合物分散体和任选的颜料之外，还可包括常规涂料助剂，例如，增量剂，乳化剂，不同于本发明的聚结剂组合物的聚结剂，增塑剂，防冻剂，固化剂，缓冲剂，中和剂，增稠剂，流变改性剂，保湿剂，润湿剂，杀生物剂，增塑剂，消泡剂，紫外线吸收剂，荧光增白剂，光和/或热稳定剂，杀生物剂，螯合剂，分散剂，着色剂，蜡，和防水剂。
所述颜料可以选自涂料领域的技术人员已知的宽范围材料，包括，例如，有机和无机着色颜料。合适的颜料和增量剂的实例包括二氧化钛如锐钛矿型和金红石型二氧化钛；氧化锌；氧化锑；氧化铁；硅酸镁；碳酸钙；硅酸铝；二氧化硅；各种粘土如高岭土和层状粘土；和氧化铅。还设想，所述水性涂料组合物还可以含有不透明聚合物颗粒，例如，ROPAQUETM不透明聚合物(可从The Dow Chemical Company购得)。还设想了包封或部分包封的不透明颜料颗粒；以及吸附或结合到颜料如二氧化钛的表面的聚合物或聚合物乳液，例如，EVOQUETM聚合物(可从The Dow Chemical Company购得)；和空心颜料，包括具有一个或多个孔隙的颜料。
二氧化钛是用于在建筑涂漆中实现遮盖(hiding)的主要颜料。这种颜料昂贵且供应短缺。实现遮盖同时减少TiO2的量的一种方法是包括多级乳液聚合物，其通常称为“不透明聚合物”，其给漆膜增加不透明度。这些聚合物是具有高Tg的充有水的乳液聚合物颗粒，例如使用苯乙烯作为主要单体而聚合的颗粒。这些颗粒在成膜期间充有空气并散射光，从而产生不透明度。
所述水性涂料组合物中颜料和增量剂的量从0至85的颜料体积浓度(PVC)之间变化，从而涵盖本领域在其他方面描述的涂料，例如，透明涂料，染色剂，无光涂料，缎光(satin)涂料，半光泽涂料，光泽涂料，底漆，质感(textured)涂料，等。本文所述的水性涂料组合物明确包括建筑涂料，维护涂料和工业涂料，填缝剂，密封剂，和粘合剂。颜料体积浓度用下式计算：
PVC(％)＝(颜料体积+增量剂体积×100)/(涂漆的总干体积)。
所述水性涂料组合物的固体含量可以是10％至70体积％。所述水性涂料组合物的粘度可以是使用Brookfield粘度计测量的50厘泊至50,000厘泊；如本领域技术人员已知的那样，适于不同施加方法的粘度显著不同。
在形成本发明涂料的方法中，所述水性涂料组合物通常施加于基材，例如，木材、金属、塑料、船舶和土木工程基材、预先涂漆或涂底漆的表面、风化的表面、和水泥质基材如混凝土、灰泥和砂浆。所述水性涂料组合物可使用常规的涂料施加方法施加于基材，所述方法例如，刷涂，辊涂，填缝器，辊式涂布，凹版辊涂，幕涂器和喷涂方法，例如，空气雾化喷涂，空气辅助喷涂，无气喷涂，高容低压式喷涂，和空气辅助无气喷涂。
所述水性涂料组合物的干燥以提供涂料可以允许在环境条件下，例如在5℃至35℃下进行，或所述涂料可以在升高的温度下、例如在大于35℃至150℃下干燥。
实施例
给出下列实施例以说明本发明，而不应解释为限制其范围。除非另有说明，所有的份数和百分数均以重量计。
实施例1-聚结剂A的制备
包含四丙二醇单丁基醚的聚结剂组合物通过在约10毫巴的压力下，在刮膜式蒸发器中精制包含丙二醇单丁基醚的低聚物(n至少为3)的粗制聚丙二醇单丁基醚而产生。在所述蒸发器中停留时间短，以最小化产品的降解。
待蒸发的原料进入蒸发器并被立即散布。这导致在所述蒸发器的壁上形成薄膜。蒸发、冷凝并收集表现出高达400℃的大气等效沸点的挥发性物质。将非蒸发物质收集作为装置底部的残余物。被蒸发的物质是包含四丙二醇单丁基醚的聚结剂组合物，并命名为聚结剂A。
将聚结剂A的性质与广泛使用的商业聚结剂UCARTM FILMER IBT(可从The DowChemical Company购得)作比较，结果示于表1。在下述实验中，UCARTM Filmer IBT是对照聚结剂。
表1-聚结剂的物理性质
*UCARTM Filmer IBT，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(TMB)，根据ISO-16000-6在正己烷和正十六烷之间洗脱。
粘合剂性质
由于聚结剂评价的焦点在于用于内壁、地面、天花板和窗框的涂漆的应用，选择了两种合适的粘合剂：
UCARTM乳胶DL-420G牌苯乙烯-丙烯酸类粘合剂，可从The Dow Chemical Company购得。
PRIMALTM AC-337ER牌纯丙烯酸类粘合剂，可从The Dow Chemical Company购得。
苯乙烯-丙烯酸酯表示销售用于无光涂漆和缎光涂漆的较大体积的粘合剂，而纯丙烯酸类用于更高质量的涂漆。
所述粘合剂的主要特性概括于表2。
表2：粘合剂的物理性质
*最小成膜温度
实施例2-聚结剂MFFT降低效力
使用基于干固体0至15重量％的聚结剂浓度制备乳胶-聚结剂共混物。在MFFT bar测定仪“60最小成膜温度Rhopoint仪”上使用0至18℃的温度范围测量MFFT。然后评价最小成膜温度降低的效率。
根据前段的方法，已经基于干固体对每种粘合剂限定了最佳聚结剂浓度：
-10％，对于UCARTM乳胶DL420G(49％固体)
-8％，对于PRIMALTM AC-337ER(45.5％固体)
当通过测量在限定的浓度下、仅有粘合剂和粘合剂-聚结剂之间的MFFT增量(Δ)来与对照物UCARTM Filmer IBT比较在固定浓度下的MFFT降低效率时，可以看出聚结剂A展现出类似于UCARTM Filmer IBT的性质。
表3：在固定聚结剂浓度下的ΔMFFT
实施例3-涂漆制剂
如表4所述产生了两种35重量％的PVC制剂：
表4：涂漆制剂
研磨物由二氧化钛、碳酸钙(2μm粒径)和超细粒度煅烧硅酸铝组成；纤维素增稠剂与聚丙烯酸酯分散剂一起使用。调稀剂由所述粘合剂和非离子型聚氨酯流变改性剂组成，以获得1的ICI粘度指标(target)。ROPAQUETM Ultra E用作不透明聚合物。最后，选择两种杀菌剂的混合物以提供罐装保存和膜保护。
聚结剂水平对于UCARTM乳胶DL-420G的干粘合剂是10重量％，而对于PRIMALTM AC-337ER的干粘合剂是8重量％。在本文中，“干”是指不存在液体。
所有乳胶共混膜和漆膜均在25℃下，在控温室(CTR)中干燥。
实施例4-基于UCARTM乳胶DL420G的涂漆
基于UCARTM乳胶DL420G的涂漆的硬度演变
将基于UCARTM乳胶DL420G的涂漆的100μm厚度的湿膜施加在玻璃板上，然后将所述板储存在控温室(CTR)中，并且用Koenig单摆测量它们的硬度产生。
表5：基于UCARTM DL420G的10重量％涂漆随时间变化的硬度
表5中的数据显示用UCARTM DL420G制成的10重量％涂漆的硬度vs.时间的结果，并且表明用聚结剂A制成的涂漆给出较低的硬度值，以及聚结剂A比用UCARTM Filmer IBT制备的涂漆产生硬度更慢。
流变学和涂漆稳定性
测量了表4中涂漆的流变学特征。ICI粘度指标为1，并观察到0.8和1.2之间的值。
表6：ICI粘度
等级 UCARTM Filmer IBT 聚结剂A
ICI粘度 1.1 0.9
还在相当类似的指标ICI值下测量了KU Stormer粘度，对于聚结剂A观察到了KU的显著降低。
表7：KU Stormer粘度
等级 UCARTM Filmer IBT 聚结剂A
KU Stormer粘度 127 121
当涂漆在60℃下老化10天后，检验了所述涂漆的热老化稳定性。然后测量了Brookfield粘度。稳定性比率定义为(第10天的粘度/初始粘度)。在30和60rpm二者下都取得了1和1.2之间的值。所述涂漆相当稳定，分别在30和60rpm二者下、当热老化后都显示出非常小的粘度差异。
表8：稳定性比率，在30和60rpm下的Brookfield粘度
等级 UCARTM Filmer IBT 聚结剂A
Brookfield30rpm 1.19 1.05
Brookfield60rpm 1.15 1.02
不透明度
检验了基于UCARTM乳胶DL420G的涂漆的遮盖性能。将涂漆以100μm的湿膜厚度施加在Leneta图纸上并在恒温下干燥约4天(25℃)。将基于UCARTM Filmer IBT的涂漆用作对照，测量了干燥的漆膜的对比率。
表9：使用不同聚结剂的基于UCARTM DL420G的涂漆的遮盖性能
等级 UCARTM Filmer IBT 聚结剂A
不透明度 94.08 94.13
聚结剂A涂漆的不透明度基本上与对照涂漆的相同。
光泽度的测量
在施加100μm厚度的湿膜并在CTR中干燥约4天后，在玻璃板上测定涂漆的光泽度。光泽度从三个角度20、60和85°测量，60°的光泽度代表半光泽涂漆和缎光涂漆，而85°的光泽度代表高光泽度涂漆。
表10：用不同聚结剂配制的DL420G涂漆的光泽度
聚结剂A涂漆展现出比对照物更高的60和85°光泽度值。
着色涂漆
对于涂漆的着色，使用2.52g的Colortrend Plus802-907B灯黑色着色剂/200ml涂漆。添加着色浆后，允许涂漆平衡约24小时。然后检验粘度特征，显示出不大的差异；所有涂漆都呈现出完美的颜色接受性(color acceptance)，并且没有发现擦抹的问题。所有聚结剂都呈现出良好的颜料分散。
接触角的测量
当在玻璃板上施加100μm湿涂漆并将它们在CTR中干燥约一周后，在DL420G涂漆的干膜上用所研究的聚结剂测量了接触角。在将水滴放置在基材上的不同位置后，进行拍照。对每种涂漆均从3个不同位置进行测量。
聚结剂A涂漆具有比UCARTM Filmer IBT涂漆更高的接触角。
表11：接触角测量
等级 UCARTM Filmer IBT 聚结剂A
接触角(°) 65.41 68.76
表12：在DL-420G涂漆中低VOC聚结剂vs.UCARTM Filmer IBT的比较评价总结
聚结剂类型 聚结剂A
根据ISO16000的VOC +
MFFT的降低效率 ＝
涂漆硬度 -
光泽度 +
遮盖性能 ＝
接触角 +
聚结剂A涂漆展现出如表12所示的优良光泽度和遮盖性能。
实施例5-基于PrimalTM AC-337ER的涂漆和粘合剂-聚结剂混合物
重复与实施例4中相同的评价方式，除了将PRIMALTM AC337ER粘合剂用作粘合剂之外。
基于PrimalTM AC-337ER的涂漆的硬度发展
UCARTM Filmer IBT比聚结剂A更快地产生硬度。
表13：基于PrimalTM AC-337-ER的漆膜的硬度产生
流变学和涂漆稳定性
测量了表4中PRIMAL涂漆的流变学特征。ICI粘度指标为1，两个ICI值均在该指标之上。
与基于UCARTM乳胶DL-420G的涂漆得到的值相比，对KUStormer粘度观察到更高的值。
所观察到的更高粘度可能与由于更小的平均粒度：115-125nm，PRIMALTM AC-337ER粘合剂与缔合型增稠剂RM2020的更高反应性有关。
表14：ICI粘度
等级 UCARTM Filmer IBT 聚结剂A
ICI粘度 1.19 1.24
表15：KU Stormer粘度
等级 UCARTM Filmer IBT 聚结剂A
KU Stormer粘度 141 140
在涂漆在60℃下老化10天后，检验了涂漆的热老化稳定性。然后测量了Brookfield粘度。所有涂漆都具有良好的热老化稳定性；表16示出粘度的微小差异。
表16：稳定性比率，60rpm下的Brookfield粘度
等级 UCARTM Filmer IBT 聚结剂A
Brookfield60rpm 1.03 0.99
不透明度
评价了不同涂漆的遮盖性能。以100μm的厚度施加涂漆，在CTR中干燥约4天，然后将UCARTM Filmer IBT用作对照涂漆，测量了对比率。
表17：使用不同聚结剂的基于PrimalTM AC-337ER的涂漆的遮盖性能
等级 UCARTM Filmer IBT 聚结剂A
不透明度 95.2 94.98
与基于苯乙烯丙烯酸粘合剂UCARTM乳胶DL-420G的涂漆的遮盖性能值相比，基于PrimalTM AC-337ER的涂漆获得了更高的对比率值。
用UCARTM Filmer IBT制成的涂漆获得了比使用聚结剂A制备的涂漆更好的遮盖力。
光泽度的测量
在以100μm的湿厚度将涂漆施加在玻璃板上并将它们在恒定室温下干燥约4天后，测定光泽度。光泽度从三个角度20、60和85°测量。聚结剂A膜在20、60和85°展现出比UCARTMFilmer IBT漆膜更高的光泽度值。
表18：AC-337ER涂漆的光泽度测量
着色涂漆
类似于基于UCARTM乳胶DL-420G的涂漆，基于PRIMALTM AC-337ER涂漆的所有涂漆都显示出良好的颜色接受性，并且没有发现擦抹的问题。对所有聚结剂都观察到良好的颜料分散。在涂漆着色后，允许涂漆平衡约24小时。然后检验粘度特征，显示出不大的差异。
接触角的测量
当在玻璃板上施加100μm湿涂漆膜并允许所述板在恒温(25℃)下干燥一周后，对AC-337ER涂漆的干膜测量了接触角。在将水滴放置在基材上的不同位置后，进行拍照。对每种涂漆均从3个不同位置进行测量。
表19：接触角测量
等级 UCARTM Filmer IBT 聚结剂A
接触角(°) 77.84 72.68
UCARTM Filmer IBT膜具有比聚结剂A膜更高的接触角。
纯丙烯酸类PRIMAL粘合剂展现出性能的提升，所有测量值均高于DL-420G涂漆。用聚结剂A制备的涂漆展现出优良的光泽度和遮盖力。表20：基于PRIMALTM AC-337ER的涂漆vs.UCARTM Filmer IBT的比较评价总结
聚结剂类型 聚结剂A
根据ISO16000的VOC +
效力 +
涂漆硬度 -
光泽度 +
遮盖性能 -
接触角 -
结论
对35％PVC涂漆进行的该研究显示，聚结剂A可以允许涂漆配制者配制出具有根据法国法令321/2011的A+等级的、良好质量的涂漆。
参考文献
参考文献1：ISO测试
ISO 16000-3:2001-Indoor Air--Part 3:Determination of formaldehyde andother carbonyl compounds--Active sampling method.
ISO 16000-6:2004-Indoor Air--Part 6:Determination of volatile organiccompounds in indoor and test chamber air by active sampling on Tenax TAsorbent,thermal desorption and gas chromatography using MS/FID.
EN ISO 16000-9:2006-Indoor Air--Part 9:Determination of the emissionof volatile organic compounds from building products and furnishing--Emissiontest chamber method.
EN ISO 16000-10:2006-Indoor Air--Part 10:Determination of theemission of volatile organic compounds from building products andfurnishing--Emission test cell method.
EN ISO 16000-11:2006-Indoor Air--Part 11:Determination of theemission of volatile organic compounds from building products andfurnishing--Sampling,storage of samples and preparation of test specimens.

Claims (5)

1.聚结剂组合物，其包含至少一种式R1(O-CH2-CH(CH3))n-OH的二醇醚，其中R1是具有至少3个碳原子的烷基，并且n的平均值为4至6，其中四丙二醇正丁基醚占所述二醇醚的至少70重量％，并且不多于10重量％的所述二醇醚具有3或更小的n值，
限制条件是四丙二醇正丁基醚不占所述二醇醚的100重量％。
2.水性涂料组合物，其包含：
(a)聚合物粘合剂；
(b)任选地，颜料；
(c)水；和
(d)权利要求1的聚结剂组合物。
3.权利要求2的组合物，其中使用所述组合物制备的涂料通过法国法令2011/321的要求。
4.权利要求2的组合物，其中所述粘合剂包含纯丙烯酸类粘合剂和苯乙烯-丙烯酸类粘合剂中的至少一种。
5.权利要求2的组合物，其包含下述的至少一种：(a)不透明聚合物颗粒，和(b)一种或多种聚合物的乳液，所述聚合物乳液具有结合或吸附到所述聚合物表面上的颜料。
CN201380022678.3A 2012-04-30 2013-03-15 用于水基涂料的低voc二醇醚聚结剂 Expired - Fee Related CN104284950B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261640205P 2012-04-30 2012-04-30
US61/640,205 2012-04-30
PCT/US2013/032548 WO2013165618A1 (en) 2012-04-30 2013-03-15 Low voc glycol ether coalescents for water based coatings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104284950A CN104284950A (zh) 2015-01-14
CN104284950B true CN104284950B (zh) 2018-09-21

Family

ID=48050934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380022678.3A Expired - Fee Related CN104284950B (zh) 2012-04-30 2013-03-15 用于水基涂料的低voc二醇醚聚结剂

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20150080512A1 (zh)
EP (1) EP2844708B1 (zh)
JP (1) JP6189938B2 (zh)
CN (1) CN104284950B (zh)
BR (1) BR112014026486B1 (zh)
CA (1) CA2869959C (zh)
ES (1) ES2602189T3 (zh)
WO (1) WO2013165618A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2844708B1 (en) * 2012-04-30 2016-08-24 Dow Global Technologies LLC Low voc glycol ether coalescents for water based coatings
WO2014158661A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Dow Global Technologies Llc Coalescents for aqueous based coating compositions
WO2015130530A1 (en) 2014-02-26 2015-09-03 Elevance Renewable Sciences, Inc. Low-voc compositions and methods of making and using the same
BR112021004715B1 (pt) * 2018-10-16 2023-10-10 Dow Global Technologies Llc Composição de revestimento aquosa, e revestimento
JP7281322B2 (ja) * 2019-03-30 2023-05-25 ベック株式会社 被膜形成方法
WO2023220909A1 (en) * 2022-05-17 2023-11-23 Dow Global Technologies Llc Aqueous coating compositions
CN115011193A (zh) * 2022-06-21 2022-09-06 广东大正彩翼涂饰有限公司 一种低能耗高光泽乳胶漆及其制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4908391A (en) * 1987-03-19 1990-03-13 Pierce & Stevens Opacifiers for paints and coatings
US5186744A (en) * 1991-01-11 1993-02-16 Bodwell James R Propoxylated PTB coalescing agents for water-borne protective coatings
US5238987A (en) * 1991-01-11 1993-08-24 Arco Chemical Technology, L.P. Propoxylated PTB coalescing agents for water-borne protective coatings
JP2001226415A (ja) * 2000-02-14 2001-08-21 Toagosei Co Ltd 水性エマルジョンの製造方法
JP4158323B2 (ja) * 2000-08-10 2008-10-01 ブラザー工業株式会社 記録用インク
JP4371571B2 (ja) * 2000-12-28 2009-11-25 三菱鉛筆株式会社 ボールペン用油性インキ組成物
US20040109853A1 (en) * 2002-09-09 2004-06-10 Reactive Surfaces, Ltd. Biological active coating components, coatings, and coated surfaces
US20100233146A1 (en) * 2002-09-09 2010-09-16 Reactive Surfaces, Ltd. Coatings and Surface Treatments Having Active Enzymes and Peptides
US7563842B2 (en) * 2004-10-22 2009-07-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ink formulations, modified pigment-based ink formulations and methods of making
JP5041661B2 (ja) * 2004-11-02 2012-10-03 大日本塗料株式会社 プラスチック基材用下塗塗料組成物及びその塗装方法
JP5026811B2 (ja) * 2006-11-06 2012-09-19 エスケー化研株式会社 塗装方法
DE102007011553A1 (de) * 2007-03-09 2008-09-11 Chemetall Gmbh Verfahren zur Beschichtung von metallischen Oberflächen mit einer wässerigen, Polymere enthaltenden Zusammensetzung, die wässerige Zusammensetzung und Verwendung der beschichteten Substrate
EP2186863A1 (de) * 2008-11-15 2010-05-19 Cognis IP Management GmbH Verwendung von Anlagerungsprodukten von Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fettalkohole als Koaleszenzmittel
JP2010235716A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Dainippon Toryo Co Ltd 水系コーティング組成物
JP2011233480A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Ricoh Co Ltd 積層構造の形成方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
EP2844708B1 (en) * 2012-04-30 2016-08-24 Dow Global Technologies LLC Low voc glycol ether coalescents for water based coatings

Also Published As

Publication number Publication date
JP6189938B2 (ja) 2017-08-30
ES2602189T3 (es) 2017-02-20
WO2013165618A1 (en) 2013-11-07
EP2844708A1 (en) 2015-03-11
JP2015520785A (ja) 2015-07-23
BR112014026486B1 (pt) 2021-09-08
CA2869959A1 (en) 2013-11-07
CA2869959C (en) 2020-04-28
EP2844708B1 (en) 2016-08-24
BR112014026486A2 (pt) 2017-06-27
US20150080512A1 (en) 2015-03-19
CN104284950A (zh) 2015-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104284950B (zh) 用于水基涂料的低voc二醇醚聚结剂
US6762230B2 (en) Coating compositions containing low VOC compounds
US8440752B2 (en) Coating compositions containing low VOC compounds
EP2097476B1 (en) Amine neutralizing agents for low volatile compound organic paints
CN109777177B (zh) 耐沾污性的水基组合物
CN104245854B (zh) 二氧化钛颜料研磨分散体和油漆
CN104245856B (zh) 制备二氧化钛颜料研磨分散体和油漆的方法
US8691903B2 (en) VOC-free coalescing agent
WO2007078598A2 (en) Optimized alkanolamines for latex paints
EP2399960A2 (en) Coalescent for aqueous compositions
EP2531565B1 (en) Dianhydrohexitol diester coalescing agent
CN108779348B (zh) 组合物、水性涂料组合物和用于改善水性涂料组合物的冻/融稳定性的方法
CN115210325A (zh) 水性涂料组合物
US8691907B2 (en) Water-borne primer
CN104479486A (zh) 抗粘连水基面漆组合物、其制备方法和用其涂布的基材
WO2009079578A1 (en) Low voc waterbased coatings with efflorescence resistance
Angelis et al. Mechanical and physical properties of biobased alkyd emulsions modified with colloidal nano-SiO2
EP3556817A1 (en) Functionalized polymer compositions for low voc coalescence of water based emulsions
EP3575371A1 (en) Water-based coating composition with a low content of volatile organic compounds and high resistance to dirt sticking, and use of said water-based coating composition

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180921

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee