CN107636092A - 用于制备用于水性和非水性涂漆和涂料的通用着色剂的分散助剂或其共混物 - Google Patents

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CN107636092A CN201680027674.8A CN201680027674A CN107636092A CN 107636092 A CN107636092 A CN 107636092A CN 201680027674 A CN201680027674 A CN 201680027674A CN 107636092 A CN107636092 A CN 107636092A
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Abstract

披露了用于通用着色剂体系的新颖分散剂，新颖着色剂体系和制备所述体系的相关方法。还披露了分散至少一种颜料以制备通用着色剂体系的方法，以及利用所披露的着色剂体系来制备涂料和涂漆的方法。

Description

用于制备用于水性和非水性涂漆和涂料的通用着色剂的分散 助剂或其共混物
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年5月12日提交的美国临时专利申请号62/160,094的权益，将该临时专利申请以其全文通过援引方式并入本申请。
技术领域
本发明涉及新颖的分散助剂或其共混物，以及用于在各种涂漆和涂料应用中利用这些分散剂或共混物的组合物和方法。
背景技术
通常，着色剂是颜料、分散剂、载体/溶剂和其他组分的组合物，其用于通过颜料将颜色添加到通常在销售点的着色基涂漆体系。颜料通常是有机或无机干粉，其结合了必须在载体或溶剂中润湿的初级颗粒、聚集体和附聚物的混合物。分散剂被广泛使用在涂漆行业中以分散包括无机或有机颜料的着色剂。可以将分散剂划分成具有不同化学性质的小分子和聚合物。最广泛使用的聚合物分散剂是基于丙烯酸均聚物或共聚物。目前现有技术的体系使用对所使用的体系特定的聚合物分散剂，或通过可用于溶剂型和水性体系(以下称为通用分散剂)但与可以在两种类型的涂漆中混溶的溶剂一起使用(如乙酸酯或酮)的分散剂。对于目前市场上的通用着色剂，它们面临的缺点在于它们通常具有高水平的添加的溶剂，其显著有助于涂漆的总VOC含量。然而，在当前的监管环境中，涂漆配方设计师正在尝试将新涂漆中的VOC含量降低至接近零水平。然而，目前的商业分散剂仅含有50％的活性并且使用溶剂以降低活性物质的含量。
一些着色剂包含可直接影响涂漆或涂料中所包含的总VOC的VOC(挥发性有机化合物)。随着VOC法规强制执行下限，当使用传统的通用着色剂时，涂漆配方设计师目前很难满足法规。
发明内容
在一个方面，披露了用于着色剂分散体的分散助剂或其共混物。在另一方面，披露了用于低VOC涂漆和涂料配制品的通用着色剂体系，其包含：(i)颜料，(ii)本文所述的分散助剂或分散剂体系，以及(iii)任选的载体。通常，通用着色剂体系(这里以其他方式与“液体着色剂组合物”互换使用)为液体形式，并且在另一实施例中，使用至少一种分散剂作为分散剂和载体两者。在另一方面，披露了用于制备所述着色剂体系的方法。在又一个方面，披露了包含所述着色剂体系的涂漆或涂料。在一个实施例中，涂料是含有少量挥发性有机化合物或基本上不含挥发性有机化合物的溶剂型(例如醇酸树脂)和/或水性基涂漆。在另一方面，披露了用于制备所述涂漆或涂料的方法。
本发明包括包含通用着色剂体系的组合物诸如液体分散体，其包含如上所述的分散助剂或共混物。特别地，本发明还涉及在低VOC涂漆和涂料应用中使用通用着色剂体系。
在另一个实施例中，分散助剂或分散剂共混物是用于胶乳粘合剂、涂漆和水性涂料的组分或添加剂，典型地有助于分散通常疏水的化合物如颜料等。如在此描述的水性涂漆组合物典型地包含衍生自至少一种单体(例如，丙烯酸单体)的至少一种乳胶聚合物。该水性涂漆组合物中的至少一种乳胶聚合物可以是纯丙烯酸、苯乙烯丙烯酸、乙烯基丙烯酸或丙烯酸化的乙烯乙酸乙烯酯共聚物，并且更优选是纯丙烯酸。该至少一种乳胶聚合物优选衍生自选自下组的至少一种丙烯酸单体，该组由以下项组成：丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸酯。例如，该至少一种乳胶聚合物可以是丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物或2-乙基己丙烯酸酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物。典型地，该至少一种乳胶聚合物进一步衍生自选自下组的一种或多种单体，该组由以下项组成：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、脲基甲基丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、支化三级单羧酸的乙烯基酯、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、乙烯以及C4-C8共轭二烯。
乳胶涂漆配制品典型地包含添加剂，例如至少一种颜料。在本发明的优选实施例中，该乳胶涂漆配制品包含选自下组的至少一种颜料，该组由以下项组成：TiO2、CaCO3、粘土、氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化钠、氧化钾、滑石、重晶石、氧化锌、亚硫酸锌及其混合物。
除了上述组分之外，如本文所述的着色剂体系和/或水性涂料组合物可以包含选自下组的一种或多种添加剂，该组由以下项组成：分散剂、表面活性剂、流变改性剂、消泡剂、增稠剂、杀生物剂、防霉剂、着色剂、蜡、芳香剂以及共溶剂。
本发明的组合物可以不存在阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂和/或两性表面活性剂中的一种或多种。
如本文所述，用于制备通用着色剂体系的分散助剂或分散剂共混物可以被用于具有低/无VOC的高达100％活性的水溶液和非水溶液(从低极性至高极性溶剂)中。在一个实施例中，分散助剂高达90％活性，具有低/无VOC。在一个实施例中，分散助剂高达80％活性，具有低/无VOC。在一个实施例中，分散助剂高达60％活性，具有低/无VOC。在一个实施例中，分散助剂高达95％活性，具有低/无VOC。在一个实施例中，分散助剂高达98％活性，具有低/无VOC。在一个实施例中，分散助剂高达99％活性，具有低/无VOC。在一个实施例中，分散助剂高达93％活性，具有低/无VOC。在一个实施例中，分散助剂高达96％活性，具有低/无VOC。
在一些实施例中的低VOC(挥发性有机物含量)意味着小于约100g/L，或小于或等于约90g/L，或小于或等于约80g/L，或小于或等于约70g/L，或小于或等于约60g/L，或小于或等于约50g/L，或小于或等于约40g/L的VOC水平。在一些实施例中，无VOC意味着没有添加VOC化合物。在另一实施例中，“无VOC”意味着仅具有总计小于或等于1g/L量的最小(痕量)量的VOC，或者在其他实施例中小于或等于0.5g/L，小于或等于0.3g/L，小于或等于0.2g/L，小于或等于0.1g/L，或小于或等于0.05g/L量的最小(痕量)量的VOC。
基于新开发的分散体系的新型通用着色剂可以使涂漆配方设计师满足更严格的VOC要求，而没有任何问题。新的分散助剂包括烷氧基化的单或多官能材料，例如EO/PO型表面活性剂或低聚物，或它们的共混物，或它们与低至高分子量分散助剂的其他液体或固体的共混物。在一个实施例中，新的分散助剂的一个实例是Antarox BL-225(EO/PO表面活性剂)和Antarox RA-40(EO/PO表面活性剂)的50/50共混物以及20重量％增加的Sopophor S-25(三苯乙烯酚乙氧基化物)，以帮助分散各种颜料。不向新的通用着色剂中添加额外的水或溶剂，因此它可以容易地用于溶剂基和水性涂漆配制品中。可以使用Antarox共混物本身，或者与诸如Sopophor S-25、Sopophor S-40或聚合物分散剂的分散剂混合以改善长期稳定性。其他类型的烷氧基化材料包括三官能材料，诸如来自三羟甲基丙烷或甘油的EO/PO衍生物，四官能材料诸如来自季戊四醇的EO/PO衍生物。
在另一个方面，在此描述的是用于将颜料分散在水性乳液中的方法，这些方法包括：使(i)含有至少一种颜料的水性乳液与(ii)如在此描述的聚合物分散剂共聚物或均聚物接触。
在考虑了以下详细说明后，本发明的这些和其他特征和优点将对于本领域技术人员变得更加易于理解，该详细说明描述了本发明的优选实施例和替代性实施例两者。
优选实施方式的详细说明
在一个实施例中，本发明涉及特定族的分散剂共聚物用于乳胶分散体，粘合剂以及溶剂型(如醇酸树脂)和/或水性基础涂漆和涂料的用途。在此描述了水性组合物，例如水性涂料组合物。在一个实施例中，水性组合物是包含至少一种乳胶聚合物的水性聚合物分散体。本发明的涂漆或其他水性涂料典型地进一步包含至少一种颜料。在另一个实施例中，该乳胶具有小于30℃，更典型地小于20℃，仍然更典型地在从10℃至-10℃范围内(例如，0℃)的Tg。在一个实施例中，该乳胶具有小于10℃、更典型地小于5℃、仍然更典型地在从5℃至-10℃范围内(例如，0℃)的Tg。
如在此所使用的，术语“烷基”意指单价直链或支链的饱和烃基，更典型地为单价直链或支链的饱和(C1-C40)烃基，例如像甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、己基、辛基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、二十二烷基、三十烷基(tricontyl)、以及四十烷基。
如在此使用的，术语“烯基”是指含有一个或多个碳-碳双键的不饱和的直链或支链烃基，更典型地为不饱和的直链、支链(C2-C22)烃基，例如像乙烯基、正丙烯基、异丙烯基。
如在此所使用的，术语“烷氧基”意指被烷基取代的氧基，例如像，甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、或丁氧基，这些基团可以任选地在其一个或多个碳原子上进一步被取代。
如在此使用的，术语“烷氧基烷基”是指被一个或多个烷氧基取代基取代的烷基，更典型地为(C1-C22)烷氧基-(C1-C6)烷基，如甲氧基甲基和乙氧基丁基。
如在此所使用的，术语“水性介质”和“水性媒介”在此用于指代其中水是主要组分的任何液体介质。因此，该术语包括水本身以及水性溶液和分散体。
如在此所使用的，术语“芳基”表示包含一个或多个六元碳环的单价不饱和烃基，其中不饱和度可以表现为三个共轭的碳-碳双键，该烃基可以在一个或多个环碳上被羟基、烷基、烷氧基、烯基、卤素、卤烷基、单环芳基或氨基取代，例如像苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、氯苯基、三氯甲基苯基、三异丁基苯基、三苯乙烯基苯基以及氨基苯基。
如在此所使用的，术语“芳烷基”意指被一个或多个芳基取代的烷基，更典型地为被一个或多个(C6-C14)芳基取代基取代的(C1-C18)烷基，例如像苯基甲基、苯基乙基、以及三苯基甲基。
如在此所使用的，术语“芳氧基”意指被芳基取代的氧基，例如像苯氧基、甲基苯基氧基、异丙甲基苯基氧基。
如在此所使用的，关于有机基团的术语“(Cx-Cy)”，其中x和y各自为整数，指示该基团每个基团可以含有从x个碳原子至y个碳原子。
如在此使用的，术语“环烯基”是指不饱和烃基，典型地为不饱和的(C5-C22)烃基，其含有一个或多个环状烯基环，并且可以任选地在该环的一个或多个碳原子上被每个碳原子一个或两个(C1-C6)烷基取代，如环己烯基、环庚烯基，并且“双环烯基”是指包括两个稠环的环烯基环***，如双环庚烯基。
如在此使用的，术语“环烷基”是指饱和烃基、更典型地为饱和的(C5-C22)烃基，其包括一个或多个环状烷基环，其可以任选地在该环的一个或多个碳原子上被每个碳原子一个或两个(C1-C6)烷基取代，例如像环戊基、环庚基、环辛基，并且“双环烷基”是指包括两个稠环的环烷基环***，如双环庚基。
如在此所使用的，组合物“不含”特定材料的指示意指该组合物含有不可测量的量或痕量(例如小于0.1重量％)的该材料。
如在此使用的，术语“杂环”意指包括环或稠环***，典型地包括每个环或环***从4至16个环原子的饱和或不饱和有机基团，其中这些环原子包括多个碳原子和每个环或环***至少一个杂原子(例如像O、N、S、或P)，该有机基团可以任选地在一个或多个环原子上被取代，例如像苯硫基、苯并苯硫基、噻蒽基、吡喃基、苯并呋喃基、呫吨基、吡咯烷基、吡咯基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基(pyrimadinyl)、哒嗪基、吲哚基、醌基、咔唑基、菲咯啉基(phenathrolinyl)、噻唑基、噁唑基、吩噁嗪基、或磷杂苯基(phosphabenzenyl)。
如在此使用的，术语“羟烷基”是指被一个或多个羟基取代的烷基，更典型地为(C1-C22)烷基，例如像羟甲基、羟乙基、羟丙基以及羟癸基。
如在此所使用的，术语“(甲基)丙烯酸酯”共同地并可替代地指代丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，并且术语“(甲基)丙烯酰胺”共同地并可替代地指代丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，因此，例如，“(甲基)丙烯酸丁酯”是指丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸丁酯。
如在此所使用的，关于聚合物或其任何部分的“分子量”，意指该聚合物或部分的重均分子量(“Mw”)。聚合物的Mw是通过利用水性洗脱液或有机洗脱液(例如，二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺等)(这取决于该聚合物的组成)的凝胶渗透色谱法(GPC)、光散射(DLS或可替代地MALLS)、粘度测定法或多种其他标准技术所测量的值。聚合物的一部分的Mw是根据已知技术由用于组成该部分的单体、聚合物、引发剂和/或转移剂的量计算的值。
在一个实施例中，如所描述的分散体组合物表现出在100至50,000克每摩尔(“g/mol”)之间的重均分子量，如通过对该聚合物在四氢呋喃中的溶液进行凝胶渗透色谱法(GPC)和光散射并且与聚苯乙烯标准比较所测定的。在另一个实施例中，用于在本发明中使用的共聚物表现出200至25,000克每摩尔(“g/mol”)的重均分子量。在还另一个实施例中，用于在本发明中使用的共聚物表现出200至15,000克每摩尔(“g/mol”)的重均分子量。在还另一个实施例中，用于在本发明中使用的共聚物表现出200至5,000克每摩尔(“g/mol”)的重均分子量。在还另一个实施例中，用于在本发明中使用的共聚物表现出300至5,000克每摩尔(“g/mol”)的重均分子量。在还另一个实施例中，用于在本发明中使用的共聚物表现出300至2,000克每摩尔(“g/mol”)的重均分子量。
如在此所使用的，基团可以是“任选取代的”或“任选进一步取代的”的指示总体上意指，除非明确地或通过这种引用的上下文进一步限定，否则这种基团可以被一个或多个无机或有机取代基(例如烷基、烯基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂原子、或杂环基)取代，或被一个或多个能够配位到金属离子的官能团(如羟基、羰基、羧基、氨基、亚氨基、酰氨基、膦酸、磺酸、或砷酸盐、或其无机和有机酯，例如像硫酸酯或磷酸酯、或其盐)取代。
如在此所使用的，关于命名化合物的“重量份”或“pbw”是指该命名化合物(排除例如任何相关溶剂)的量。在一些情况下，该化合物的商业来源的商品名也给出，典型地在圆括号中给出。例如，提及“10pbw椰油酰氨基丙基甜菜碱(“CAPB”，作为MIRATAINE BET C-30)”意指以具有商品名“MIRATAINE BET C-30”的甜菜碱化合物的可商购水性溶液形式添加的10pbw实际甜菜碱化合物，并且排除该水性溶液中所含的水。
如在此所使用的，组合物“基本上不含有”特定材料的指示意指该组合物含有不超过无实质量的该材料，并且“无实质量”意指非可测量地影响该组合物的所希望特性的量。
如在此所使用的，术语“表面活性剂”意指在溶解于水中时减少表面张力的化合物。
“表面活性剂有效量”意指提供表面活性剂效应以增强聚合物乳液的稳定性的表面活性剂量。
在一个实施例中，在此描述的是不饱和的可共聚单体的混合物的分散剂。
脱水山梨糖醇酯和山梨糖醇酯，更典型地脱水山梨糖醇烷基酯，其通常称为“Span”表面活性剂，并且包括例如脱水山梨糖醇单月桂酸酯(Span 20)，脱水山梨糖醇单棕榈酸酯(Span 40)，脱水山梨醇三硬脂酸酯(Span 65)，脱水山梨醇单油酸酯(Span 80)和烷氧基化脱水山梨糖醇酯和烷氧基化山梨糖醇酯，更典型地是烷氧基化脱水山梨糖醇烷基酯，其通常称为“吐温”或“聚山梨醇酯”表面活性剂，例如聚氧乙烯(20)脱水山梨糖醇单月桂酸酯(吐温20或聚山梨酯20)，聚氧乙烯(20)脱水山梨糖醇单棕榈酸酯(吐温40或聚山梨醇酯40)聚氧乙烯(20)脱水山梨糖醇单硬脂酸酯(吐温60或聚山梨醇酯60)，聚氧乙烯(20)脱水山梨糖醇单油酸酯(吐温80或聚山梨醇酯80)聚氧乙烯(20)脱水山梨糖醇三油酸酯(吐温85或聚山梨醇酯85)。
颜料可以是有机的或非有机的。有机彩色颜料包括但不限于例如：单偶氮颜料：(C.I.颜料黄1，3，62，65，73，74，97，120，151，154，168，181，183和191，C.I.颜料棕25；C.I.颜料橙5，13，36，38，64和67；C.I.颜料红1，2，3，4，5，8，9，12，17，22，23，31，48:1，48:2，48:3，48:4，49，49:1，51:1，52:1，52:2，53，53:1，53:3，57:1，58:2，58:4，63，112，146，148，170，175，184，185，187，188，191:1，208，210，245，247和251；C.I.颜料紫32)；重氮颜料：(C.I.颜料橙16，34，44和72；C.I.颜料黄12，13，14，16，17，71，83，106，113，126，127，155，174，176和188；重氮缩合颜料：C.I.颜料黄93，95和128；颜料：C.I.颜料红144，166，214，220，221，242和262；C.I.颜料棕23和41)；蒽醌颜料：(C.I.颜料红168)；蒽醌颜料：(C.I.颜料黄147，177和199；C.I.颜料紫31)；蒽并嘧啶颜料：(C.I.颜料黄108)；喹吖啶酮颜料：(C.I.颜料橙48和49；C.I.颜料红122，202，206和209；C.I.颜料紫19)；喹酞酮颜料：(C.I.颜料黄138)；二酮吡咯并吡咯颜料：(C.I.颜料橙71，73和81；C.I.颜料红254，255，264，270和272)；二噁嗪颜料：(C.I.颜料紫23和37；C.I.颜料蓝80；黄烷士酮颜料：C.I.颜料黄24)；印丹酮颜料：(C.I.颜料蓝60和64)；异吲哚啉颜料：(C.I.颜料橙61和69；C.I.颜料红260；C.I.颜料黄139和185)；异吲哚啉酮颜料(C.I.颜料黄109，110和173)；异紫蒽酮颜料：(C.I.颜料紫31)；金属络合颜料：(C.I.颜料红257；C.I.颜料黄117，129，150，153和177；C.I.颜料绿8)；紫环酮颜料：(C.I.颜料橙43；C.I.颜料红194)；苝颜料：(C.I.颜料黑31和32；C.I.颜料红123，149，178，179，190和224；C.I.颜料紫29)；酞菁颜料(C.I.颜料蓝15，15:1，15:2，15:3，15:4，15:6和16；C.I.颜料绿7和36)；皮蒽酮颜料：(C.I.颜料橙51；C.I.颜料红216)；吡唑并喹唑酮颜料：(C.I.颜料橙67；C.I.颜料红251)；硫靛颜料：(C.I.颜料红88和181；C.I.颜料紫38)；三芳基碳鎓颜料：(C.I.颜料蓝1，61和62；C.I.颜料绿1；C.I.颜料红81，81:1和169；C.I.颜料紫1，2，3和27；C.I.颜料黑1(苯胺黑)；C.I.颜料黄101(哒嗪黄)；C.I.颜料棕22。非有机非彩色颜料包括但不限于例如：白色颜料：二氧化钛(C.I.颜料白6)，锌白，颜料级氧化锌；硫化锌，立德粉；黑色颜料：氧化铁黑(C.I.颜料黑11)，铁锰黑，尖晶石黑(C.I.颜料黑27)；炭黑(C.I.颜料黑7)；非有机彩色颜料包括但不限于例如：染色颜料：氧化铬，氧化铬水合物绿；铬绿(C.I.颜料绿48)；钴绿(C.I.颜料绿50)；群青绿；钴蓝(C.I.颜料蓝28和36；C.I.颜料蓝72)；群青蓝；锰蓝；群青紫；钴紫；锰紫；红色氧化铁(C.I.颜料红101)；硫代硒化镉(C.I.颜料红108)；硫化铈(C.I.颜料红265)；钼酸盐红(C.I.颜料红104)；群青红；棕色氧化铁(C.I.颜料棕6和7)，混合的棕色，尖晶石相和刚玉相(C.I.颜料棕29，31，33，34，35，37，39和40)，铬钛黄(C.I.颜料棕24)，铬橙；硫化铈(C.I.颜料橙75)；黄色氧化铁(C.I.颜料黄42)；镍钛黄(C.I.颜料黄53；C.I.颜料黄157，158，159，160，161，162，163，164和189)；chrlow 37和35)；铬黄(C.I.颜料黄34)；钒酸铋(C.I.颜料黄184)。
在一些实施例中，醇烷氧基化物表面活性剂具有下式(I)：
其中R6包括CH3或C2H5；“n”为从约1至约30范围内的整数；并且“m”为从1至约30范围内的整数；并且“p”为从0至约20范围内的整数；其中“n”和“m”之和等于从4至50，通常为从6至30。在一个实施例中，n+m＝从6至30范围内的整数。醇烷氧基化物优选为液体形式。在一个实施例中，n+m＝从5至35范围内的整数。在一个实施例中，n+m＝从7至30范围内的整数。在一个实施例中，n+m＝从10至30范围内的整数。在一个实施例中，n+m＝从10至20范围内的整数。虽然不受理论的束缚，但据信乙氧基与丙氧基(或丁氧基)基团的比率允许化合物保持液体形式，这在本发明中是优选的。
R1在一个实施例中为直链或支链的C4-C20烷基或烯基。R1在另一个实施例中为直链或支链的C6-C18烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C7-C18烷基或烯基。在另一个实施例中，R1为直链或支链的C8-C18烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C9-C18烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C10-C18烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C12-C18烷基或烯基。
R1在另一个实施例中为直链或支链的C6-C16烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C6-C14烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C6-C12烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C6-C10烷基或烯基。
R1在还另一个实施例中为直链或支链的C8-C16烷基或烯基。R1在另一个实施方案中为直链或支链的C9-C14烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C10-C14烷基或烯基。
在一些实施例中，“m”与“n”的比率(m∶n)分别为从1∶3至3∶1。在一些实施例中，“m”与“n”的比率(m∶n)分别为从1∶4至4∶1。在一些实施例中，m∶n的比率小于或等于4∶1。在一些实施例中，m∶n的比率小于或等于3∶1。虽然不受理论的束缚，但据信乙氧基与丙氧基(或丁氧基)基团的比率允许化合物保持液体形式，这是本发明所需要的。R1先前在本文中定义。
在一些实施例中，醇烷氧基化物表面活性剂具有式(II)：
其中R6包括CH3或C2H5；“n”为从约1至约30范围内的整数；并且“m”为从1至约30范围内的整数；并且“p”为从0至约20范围内的整数；其中“n”和“m”之和等于从4至50，通常为从6至30。在一个实施例中，n+m为从6至30范围内的整数。在一个实施例中，n+m为从5至35范围内的整数。在一个实施例中，n+m为从7至30范围内的整数。在一个实施例中，n+m为从10至30范围内的整数。在一个实施例中，n+m为从10至20范围内的整数。
在一些实施例中，“m”与“n”的比率(m∶n)分别为从1∶3至3∶1。在一些实施例中，m∶n的比率小于或等于4∶1。在一些实施例中，m∶n的比率小于或等于3∶1。
在一个实施例中，二价聚醚基团可以包含2至100个单元，通常为2至60个单元，更典型为2至30个单元的直链，其可以是交替、无规或嵌段安排的。在一个实施例中，聚醚基团的烷氧基化物单元(例如氧乙烯单元和氧丙烯单元，和/或氧丁烯单元)以无规顺序安排。在一个实施方案中，聚醚基团的烷氧基化物单元(例如氧乙烯单元和氧丙烯单元，和/或氧丁烯单元)以交替的顺序安排。在另一个实施方案中，聚醚基团的烷氧基化物单元(例如，氧乙烯单元和氧丙烯单元，和/或氧丁烯单元)以嵌段顺序安排。
在一些实施例中，醇烷氧基化物分散剂具有式(III)：
其中R6和R7单独地包括CH3或C2H5；“n”为从约0至约30范围内的整数；并且“m”为从1至约30范围内的整数；并且“p”为从0至约20范围内的整数；其中“n”、“m”和“p”之和等于从4至60，通常为从6至30的整数；其中存在“n”或“p”中的至少一个。在一个实施例中，(“n”或“p”)+“m”＝从6至30范围内的整数。在一个实施例中，(“n”或“p”)+“m”＝从5至35范围内的整数。在一个实施例中，(“n”或“p”)+“m”＝从7至30范围内的整数。在一个实施例中，(“n”或“p”)+“m”＝从10至30范围内的整数。在一个实施例中，(“n”或“p”)+“m”＝从10至20范围内的整数。.虽然不受理论的束缚，但据信乙氧基与丙氧基(或丁氧基)基团的比率允许化合物保持液体形式，这是本发明所需要的。
在一些实施例中，第一分散助剂具有式(IV)：
其中R6和R7单独地包括CH3或C2H5；“n”为从约1至约30范围内的整数；并且“m”为从1至约30范围内的整数；并且“p”为从0至约20范围内的整数；其中“n”、“m”和“p”之和等于从4至60，通常为从6至30的整数；其中“q”为从1至3范围内的整数；在一个实施例中，n+m＝从6至30范围内的整数。在一个实施例中，n+m＝从5至35范围内的整数。在一个实施例中，n+m＝从7至30范围内的整数。在一个实施例中，n+m＝从10至30范围内的整数。在一个实施例中，n+m＝从10至20范围内的整数。在一个实施例中，R1为直链或支链C3-C20烷基或烯基。在一个实施例中，R1为直链或支链C2-C20烷基或烯基。虽然不受理论的束缚，但据信乙氧基与丙氧基(或丁氧基)基团的比率允许化合物保持液体形式，这是本发明所需要的。
在一些实施方案中，第一分散助剂具有式(V)：
其中R6、R7、R8、R9、R10、R11中的每一个单独地包括CH3或C2H5；其中“n”为从约0至约30范围内的整数；其中“s”为从约0至约30范围内的整数；其中“e”为从约0至约30范围内的整数；其中“m”为从约1至约30范围内的整数；其中“t”为从约1至约30范围内的整数；其中“f”为从约1至约30范围内的整数；其中“p”为从约0至约20范围内的整数；其中“u”为从约0至约20范围内的整数；其中“g”为从约0至约20范围内的整数；其中存在“n”或“p”中的至少一个；其中存在“s”或“u”中的至少一个；其中存在“e”或“g”中的至少一个；其中所呈现的“n”、“m”和“p”的和等于从3至60的整数；其中所呈现的“s”、“t”和“u”的和等于从3至60的整数；其中所呈现的“e”、“f”和“g”的和等于从3至60的整数。
R1在一个实施例中为直链或支链的C3-C20烷基或烯基。R1在一个实施例中为直链或支链的C4-C20烷基或烯基。R1在另一个实施例中为直链或支链的C6-C18烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C7-C18烷基或烯基。在另一个实施例中，R1为直链或支链的C8-C18烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C9-C18烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C10-C18烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C12-C18烷基或烯基。
R1在另一个实施例中为直链或支链的C6-C16烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C6-C14烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C6-C12烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C6-C10烷基或烯基。
R1在还另一个实施例中为直链或支链的C8-C16烷基或烯基。R1在另一个实施方案中为直链或支链的C9-C14烷基或烯基。R1在还另一个实施例中为直链或支链的C10-C14烷基或烯基。
在一些实施例中，“m”与“n+p”的比率(m∶(n+p))分别为从1∶3至3∶1。在一些实施例中，“m”与“n+p”的比率(m：(n+p))分别为从1∶9至9∶1。在一些实施例中，“m”与“n+p”的比率(m∶(n+p))分别为从1∶8至8∶1。在一些实施例中，“m”与“n+p”的比率(m∶(n+p))分别为从1∶5至5∶1。在一些实施例中，m∶(n+p)的比率小于或等于4∶1。在一些实施例中，m∶(n+p)的比率小于或等于3∶1。
在一个实施例中，醇烷氧基化物或分散助剂具有200至25,000g/mol的重均分子量(Mw)。在还另一个实施例中，醇烷氧基化物具有200至15,000g/mol的Mw。在还另一个实施例中，醇烷氧基化物具有200至5,000g/mol的Mw。在还另一个实施例中，醇烷氧基化物具有300至5,000的Mw。
在一个实施例中，用于在本发明中使用的分散剂表现出小于15,000克/摩尔(“g/mol”)的重均分子量，其是通过凝胶渗透色谱和聚合物在四氢呋喃中的溶液的光散射并且与聚苯乙烯标准相比较所测定的。在另一个实施例中，用于在本发明中使用的聚合物分散剂聚合物表现出小于13,000克/摩尔的重均分子量。在另一个实施例中，用于在本发明中使用的聚合物分散剂聚合物表现出小于10,000克/摩尔的重均分子量。在另一个实施例中，用于在本发明中使用的聚合物分散剂聚合物表现出小于5,000克/摩尔的重均分子量。在另一个实施例中，用于在本发明中使用的聚合物分散剂聚合物表现出小于3,000克/摩尔的重均分子量。
在一个实施例中，分散剂为液体形式，并且不含固体或包含最小固体。在一个实施例中，分散剂为液体形式。在一个实施例中，着色剂体系组合物不含水。
在另一个实施例中，如本文所述的组合物不含水，这意味着已经将水加入到该组合物中。在另一个实施例中，如本文所述的组合物基本上不含水。
应当理解，虽然不将水加入到该组合物中，但在一些实施例中，该组合物中的水分含量(由于周围的气氛和条件)可以达到按组合物的重量计最高达0.5wt％的量。在其他实施例中，水分含量可以达到按组合物的重量计最高达0.1wt％的量，而在其他实施例中；水分含量可以达到按组合物的重量计最高达0.8wt％的量。在另外的实施例中，水分含量可以达到按组合物的重量计最高达1wt％的量，而在其他实施例中，水分含量可以达到按组合物的重量计最高达2wt％的量，并且最终在其他实施例中，水分含量可以达到按组合物的重量计最高达3wt％的量。
在其他实施例中，披露了对醇酸树脂基基底涂料或乳胶基基底涂料进行着色的方法。这样的方法包括使醇酸树脂基基底涂层涂料或乳胶基基底涂料与着色剂体系组合物接触，所述着色剂体系组合物包含：-着色剂组分；-式(III)或式(iv)或式(v)的第一分散助剂；和任选的至少一种第二分散助剂；其中该着色剂体系组合物与乳胶基涂料和醇酸树脂基涂料均相容。
其他分散剂也可用于本文所述的组合物中。聚合物分散剂例如可以作为至少一种第二分散剂加入。
在一个实施例中，聚合物分散剂被描述为与包含所述聚合物分散剂的单体单元相关，并且于是作为描述所述聚合物分散剂的共聚物/聚合物。
本文描述了根据结构(D.I)的不饱和单体：
R18-R14-R13-R12-R11 (D.I).
R12不存在或是二价连接基团，
R13是二价聚醚基团，
R14不存在或是二价连接基团，
R18是具有烯属不饱和位点的部分；并且
R11根据结构D.XII
其中R1、R2和R3独立地选自H，以下结构D.XIIa、D.XIIb、D.XIIc、D.XIId中的任一项：
或者C2-C30支链或直链的烷基或烯基；
其中R1、R2和R3中的至少一个是该C2-C30支链或直链的烷基或烯基，并且R1、R2和R3中的至少一个选自结构D.XIIa、D.XIIb、D.XIIc、或D.XIId。
在一个实施例中，聚醚基团包含从2至100个聚合的氧乙烯单元和氧丙烯单元的链，其可以交替、无规或嵌段安排。在一个实施例中，R13是包含氧乙烯单元的嵌段和氧丙烯单元的嵌段的二价聚醚基团，更典型地是氧乙烯单元的嵌段和氧丙烯单元的嵌段，其中氧丙烯单元的嵌段位于氧乙烯单元的嵌段之间并连接氧乙烯单元的嵌段。在一些实施例中，氧乙烯单元与氧丙烯单元的比率分别为从1∶3至3∶1。在一些实施例中，氧乙烯单元与氧丙烯单元的比率小于或等于4∶1。在一些实施例中，氧乙烯单元与氧丙烯单元的比率小于或等于3∶1。
在另一方面，本文描述了根据结构(D.I)的不饱和单体：
R18-R14-R13-R12-R11 (D.I)。
R12不存在或是二价连接基团，
R13是二价聚醚基团，
R14不存在或是二价连接基团，
R18是具有烯属不饱和位点的部分：并且
R11是根据结构D.XII的三取代的芳族基团
其中R1、R2和R3独立地选自以下结构D.XIIa、D.XIIb、D.XIIc、D.XIId：
或者C2-C30支链或直链的烷基或烯基；
其中R1、R2和R3中的至少一个是该C2-C30支链或直链的烷基或烯基，并且R1、R2和R3中的至少一个选自结构D.XIIa、D.XIIb、D.XIIc、或D.XIId。
在一个实施例中，R12是-(CH2)xO-，其中x是从1至20的整数(例如，使用苯乙烯化的苄醇)
在另一个实施例中，R12是-CH2CH(OH)CH2O-或-CH2CH(CH2OH)O-(例如，使用表氯醇作为偶联剂)
在一个实施例中，R13是：
-[CH(R20)CH(R21)O]x-，其中x是从0至100的整数，并且R20和R21独立地选自以下各项中的任一项：
H；-CH2OH；苯基；-CH2Cl；
C1-C30直链或支链的烷基或烯基；
-CH2OR22，其中R22是C1-C30直链或支链的烷基或烯基、苯基、或烷基取代的苯基；或者
R’COOCH2-，其中R’是C1-C30直链或支链的烷基或烯基。
在另一方面，本发明涉及不饱和可共聚单体的混合物的聚合物分散剂(共)聚合物，这些不饱和可共聚单体，基于单体的总重量，包含：
A.约0至60重量％，优选5至30重量％或10至45重量％的至少一种C3-C8α，β-烯键式不饱和酸性单体，优选3-C8α，β-烯键式不饱和羧酸单体；
B.约15至70重量％、典型地20至50重量％的至少一种非离子型可共聚的C2-C12α，β-烯键式不饱和单体；以及
C.约0.01至50重量％(wt％)、或在另一个实施例中0.05至30重量％、或在另一个实施例中0.5至10重量％、或在另一个实施例中1至10重量％、或在另一个实施例中0.5至9重量％、或在另一个实施例中0.5至7重量％、或在另一个实施例中4至10重量％的如本文描述的至少一种非离子型烯键式不饱和的疏水单体。
该聚合物分散剂(共)聚合物在一个实施例中可以是均聚物，或在另一个实施例中可以是包含两种或更多种不同单体单元的共聚物。
该水性涂料组合物是一种稳定的流体，其可以施用于多种多样的材料，例如像纸、木材、混凝土、金属、玻璃、陶瓷、塑料、胶泥、以及屋顶基材例如沥青涂层、屋顶油毡、泡沫聚氨酯绝缘层；或者应用于预先涂漆的、涂过底漆的、给加内涂层的、磨损的或风化的基材。本发明的水性涂料组合物可以通过本领域众所周知的各种技术施用于这些材料，例如像刷子、辊、拖把、空气辅助的或无空气的喷涂、静电喷涂等。
其他分散剂和/或添加剂可用于本发明中，包括但不限于：甲醇，乙醇或丙醇，(C1-C3)二醇，例如乙二醇或丙二醇和/或烷基醚二醇，例如，乙二醇单***，丙二醇单***和二甘醇单甲醚。其他实例包括烷基聚乙二醇醚，例如月桂基醇，十三烷基醇，油醇和硬脂醇的乙氧基化产物；烷基酚聚乙二醇醚如辛基苯酚或壬基苯酚、二异丙基苯酚、三异丙基苯酚的乙氧基化产物。
合适的双环庚基部分和双环庚烯基部分可以衍生自例如根据结构(XII)-(XVII)的具有核心(未取代的)7个碳原子的双环体系的萜烯化合物：
例如，称为“诺卜醇(Nopol)”的双环庚烯基中间体化合物(XVIII)：
是通过β-蒎烯与甲醛反应制得的，并且称为“Arbanol的双环庚基中间体化合物(XIX)：
是通过将α-蒎烯异构化成莰烯并且乙氧基化该莰烯而制备的。
在一个实施例中，本发明的组合物包含至少一种分散剂和液体载体。
在一个实施例中，液体载体包含水混溶性有机液体。合适的水混溶性有机液体包括饱和或不饱和的一元醇和多元醇，例如像甲醇、乙醇、异丙醇、鲸蜡醇、苄醇、油醇、2-丁氧基乙醇和乙二醇；以及烷基醚二醇，例如像乙二醇单***、丙二醇单***和二甘醇单甲醚。
如本文所使用的，术语“水性介质”和“水性媒介”在此用于指代其中水是主要组分的任何液体介质。因此，该术语包括水本身以及水性溶液和分散体。
本发明的共聚物共混物可以根据现有技术用于已知的分散剂使用，使用根据本发明的分散剂代替其现有技术的对应物。因此，例如，它们可以用于涂漆、印刷油墨、喷墨油墨、纸涂料、皮革颜料和纺织品颜料、糊剂、颜料浓缩物、陶瓷、化妆品制剂的制备或加工中，特别是如果它们含有固体如颜料和/或填料。它们还可用于基于合成，半合成或天然大分子化合物的浇铸和/或模塑化合物的制备或加工，这些大分子化合物是例如聚氯乙烯、饱和或不饱和聚酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、环氧树脂、聚烯烃(如聚乙烯或聚丙烯)。举例来说，可以使用共聚物共混物来制备浇铸化合物，PVC增塑溶胶、胶衣、聚合物混凝土、印刷电路板、工业涂漆、木材和家具清漆、车漆、船用涂漆、防腐涂漆、罐涂漆和卷材涂料、装饰涂漆和建筑涂漆，其中使粘合剂和/或溶剂，颜料和任选的填料，共聚物共混物和典型的助剂混合在一起。典型粘合剂的实例是基于聚氨酯、硝酸纤维素、乙酰丁酸纤维素、醇酸树脂、三聚氰胺、聚酯、氯化橡胶、环氧化物和(甲基)丙烯酸酯的树脂。水基涂料的实例例如是用于车体的阴极或阳极电沉积涂料。另外的实例是粉刷料，硅酸盐涂漆，乳液涂漆，基于可水稀释的醇酸树脂、醇酸乳液、混合体系、双组分体系、聚氨酯分散体和丙烯酸酯分散体的水性涂漆。
对市售分散剂D23(三苯乙烯基苯酚乙氧基化物-16EO)以及D24(阴离子磷酸酯)测试电流比较。当与水性涂漆配制品中的D23和D24相比时，新的通用着色剂显示出改善的显色性和更好的擦拭性能。此外，与商业上可获得的分散剂不同，它可以在基于低极性至高极性溶剂(包括但不限于例如二甲苯至异丙醇)中的溶解度测试结果的基于溶剂的体系中使用。改进的显色性来自有机颜料的更好的分散和润湿，同时稳定各种介质中的分散体。
如上所述，乳胶涂漆和涂料可以含有各种辅助剂。
本发明的水性涂料组合物包含基于该水性涂料组合物的总重量计，按重量计小于2％并且优选按重量计小于1.0％的抗冻结剂。例如，该水性涂料组合物可以基本上不含有抗冻结剂。
该水性涂料组合物典型地包含至少一种颜料。如在此使用的术语“颜料”包括非成膜固体，如颜料、增充剂以及填料。该至少一种颜料优选选自下组，该组由以下项组成：TiO2(锐钛矿和金红石两种形式)、粘土(硅酸铝)、CaCO3(研磨和沉淀两种形式)、氧化铝、二氧化硅、氧化镁、滑石(硅酸镁)、重晶石(硫酸钡)、氧化锌、亚硫酸锌、氧化钠、氧化钾、及其混合物。合适的混合物包括多种金属氧化物的共混物，这些金属氧化物例如以以下商标销售的那些：MINEX(硅、铝、钠和钾的氧化物，由Unimin特种矿物公司(Unimin SpecialtyMinerals)可商购的)、CELITES(氧化铝和二氧化硅，由Celite公司可商购的)、ATOMITES(由英国瓷土国际公司(English China Clay International)可商购的)、碳黑、以及ATTAGELS(由恩格尔哈德公司(Engelhard)可商购的)。更优选地，该至少一种颜料包括TiO2、CaCO3或粘土。通常，颜料的平均粒度范围为约0.01至约50微米。例如，该水性涂料组合物中使用的TiO2颗粒典型地具有从约0.15至约0.40微米的平均粒度。该颜料可以作为粉末或呈浆液形式添加至该水性涂料组合物中。该颜料优选以按重量计从约5％至约50％，更优选按重量计从约10％至约40％的量存在于该水性涂料组合物中。
该涂料组合物可以任选地含有添加剂，如一种或多种成膜助剂或聚结剂。合适的成膜助剂或聚结剂包括增塑剂和干燥抑制剂，如高沸点极性溶剂。根据本发明，还可以使用其他常规涂料添加剂，例如像分散剂、额外的表面活性剂(即，润湿剂)、流变改性剂、消泡剂、增稠剂、额外的杀生物剂、额外的防霉剂、着色剂(如着色颜料和染料)、蜡、芳香剂、共溶剂等。例如，可以使用非离子型和/或离子型(例如，阴离子型或阳离子型)表面活性剂来产生该聚合物乳胶。这些添加剂通常以基于涂料组合物总重量的从0至约15重量％，更优选从约1至约10重量％的量存在于水性涂料组合物中。
该水性涂料组合物典型地包含基于该水性涂料组合物的总重量，小于10.0％的抗冻结剂。示例性的抗冻结剂包括乙二醇、二甘醇、丙二醇、甘油(1，2，3-三羟基丙烷)、乙醇、甲醇、1-甲氧基-2-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、以及FTS-365(来自Inovachem特种化学品公司(Inovachem Specialty Chemicals)的冻融稳定剂)。更优选地，该水性涂料组合物包含小于5.0％或基本上不含(例如包括小于0.1％)防冻剂。因此，本发明的水性涂料组合物优选具有小于约100g/L，并且更优选小于或等于约50g/L的VOC水平。
本发明的水性涂料组合物的余量是水。虽然在该聚合物乳胶分散体中并且在该水性涂料组合物的其他组分中存在很多水，但通常仍然单独地将水添加至该水性涂料组合物中。典型地，该水性涂料组合物包含按重量计约10％至约85％，并且更优选按重量计约35％至约80％的水。换句话说，该水性涂料组合物的总固体含量典型地为约15％至约90％，并且更优选从约20％至约65％。
典型地配制该涂料组合物，使得干燥的涂料包含按体积计至少10％的干燥聚合物固体，以及按体积计另外5％至90％的颜料形式的非聚合物固体。干燥涂料还可以包括在干燥该涂料组合物时不蒸发的添加剂，如增塑剂、分散剂、表面活性剂、流变改性剂、消泡剂、增稠剂、其他杀生物剂、额外防霉剂、着色剂、蜡等。
实验
利用各种化学品的初步实验
初步实验开始于测试各种样品，以确定当与酞菁蓝15∶4颜料混合时哪种具有低粘度，并且具有相对低的粒度。
表1：初始样品
样品ID 描述
D1 具有5摩尔EO和8摩尔PO的C8-10分子
D2 具有5摩尔EO和4摩尔PO的C8-10分子
D3 具有8.5摩尔EO和7摩尔PO的C12-16分子
D4 具有6.4摩尔EO和10.1摩尔PO的C12-16分子
D5 具有5.7摩尔EO和6摩尔PO的C7-9分子
D6 具有6摩尔EO和7摩尔PO的C12分子
D7 具有9摩尔EO的辛基苯酚分子
D8 具有9摩尔EO的壬基苯酚分子
D9 具有6.5摩尔EO和18.5摩尔PO的诺卜醇
D10 具有3摩尔EO-的C13分子
D11 具有6摩尔EO的C13分子
D12 具有7摩尔EO的C13分子
D13 具有10摩尔EO的C13分子
D14 具有15摩尔EO的C13分子
D15 具有6摩尔EO的C10分子
D16 具有7摩尔EO的线性C10-16分子
D17 具有7摩尔EO的线性C12-15分子
D18 具有10摩尔EO的TSP分子
表1给出了在用分散酞菁蓝15∶4进行的初始评估中使用的样品。
然后将表1中的样品制成具有以下配方的分散体：
分散剂-100克
酞菁蓝15∶4颜料-50克
将样品在高速Dispermat上以1,000cps混合30分钟，然后静置10分钟以脱气。
如上所述，D23是具有16EO(对照)的TSP，并且D24是阴离子磷酸酯
表2：粘度结果
基于表2所示的分散体样品，用于低粘度分散体的最佳性能分散剂是基于EO/PO混合物。为了具有低粘度，必须通过乙氧基化将环氧乙烷和环氧丙烷的混合物加入到化学品中。在本文讨论的表中，结果“EEEE”表示结果无法测量(太粘不能测量)。
表2：经测试的分散剂
样品ID 描述
D19 具有4.5摩尔EO和7摩尔PO的月桂醇
D20 具有23EO和28PO的二乙二醇
D21 具有33EO的十三烷基/月桂醇
D22 具有20摩尔EO的脱水山梨醇单油酸酯
D23 三苯乙烯基苯酚16EO，0PO
D24 阴离子磷酸酯
在其他化学性上检查下表，以确定是否可以实现额外的性能提升。
表3：第二轮粘度结果
表3示出了来自测试各种分散剂连同分散剂的共混物的结果。对商业分散剂D23和D24完成了比较。
表4：第二轮粘度结果
粘度结果表明，具有商业分散剂D23的样品具有最低的粘度，其次是具有D2，D19和D21分散剂的混合物的样品。由于在聚集体中发现的高量的EO，因此这种结果是意想不到的。
表5：显色结果
将分散体的样品加入到乳胶丙烯酸涂漆(Behr Premium Plus#3052)中，总重量为4％。然后在Red Devil涂漆搅拌器(Paint Shaker)上混合涂漆30分钟，以使分散体完全分散。
表5显示了当与对照(S1217-33A)相比时各种涂漆的颜色强度的差异。出人意料的是，所有样品都具有比对照更好的显色性。此外，S1217-33F样品在所有样品中具有最佳的颜色强度和最低的Δb值。这表明样品具有比黄色底色更大的蓝色底色，从而为蓝色涂漆提供更好的整体显色性。
完成测试，以确定D2和D19分散剂之间的最佳混合水平应该是在制成分散体后改善粘度，同时降低颜料的粒径。包括了与现有商业产品的比较。
表6：分散剂比率的变化
表6示出了在D2和D19分散剂之间测试的比率，以及所用的对照D23。
表7：自表6中发现的配方的粘度结果
表6中进行的分散体的粘度结果示于表7中。具有更大量的D19的样品显示出比具有较高量的D2的样品低的粘度，但仍然不如对照物那么流体。然而，对照在分散体配制品中含有47％的水，而其他分散体是无水和无溶剂的。
表8：显色结果
表8中的显色结果显示了与常规分散剂相比具有D2/D19共混的分散剂的显色性的出人意料的增加。基于等效的颜料负载称量出样品，因此将相同量的颜料加入到涂漆的每个样品中。
不仅色度强度得到改善，而且所有的显色样品还都具有较低的Δb值，这表明涂漆中的更好的蓝色色调。此外，当进行擦拭测试时，对照具有比显色样品双倍的ΔE值，这表明更好的颜料流动。
这些用于通用着色剂的显色分散剂是独特的，它们可溶于范围从高极性到非极性芳族溶剂的各种溶剂。
表9：溶解度表
表9显示了单独的组分和D2/D19的50/50共混物两者在各种液体中的溶解度图。这些显色分散剂可用于非极性至高极性溶剂以及水中。
分散剂与聚合物的共混物
对新分散剂进行显色的第二阶段包括向D2/D19共混物中加入固体聚合物分散剂。然后在显色测试中对常规分散剂进行测试。
表10：评价的聚合物分散剂
分散剂的标签 分散剂化学品
PD-1 具有40EO的三苯乙烯基苯酚
PD-2 显色样品-嵌段共聚物分散剂
PD-3 二十(丙氧基)十(乙氧基)二乙胺
PD-4 具有25EO的三苯乙烯基苯酚
PD-5 聚丙烯酸钠
表10显示了用于测试新型共混的D2/D19分散剂的性能的聚合物分散剂。PD-3为由Lubrizol以商标销售的Solsperse 24000SC。PD-1和PD-4是由苏威公司(新泽西州，普林斯顿)销售的分散剂。
表11：具有聚合物的初始配制品
PD-2和PD-5样品不溶于新颖分散剂共混物。然而，其他聚合物在室温下或当将温度加热至50℃并混合15分钟时可溶。然后将实验分散剂与酞菁蓝15∶2颜料混合以产生颜料分散体。
表12：用聚合物制成的颜料分散体
由表11中看到的初始分散剂形成颜料分散体。通过将分散剂添加到不锈钢烧杯中，在高速Dispermat上以1500rpm混合，然后将酞菁蓝15∶4缓慢加入到混合的分散剂中来制备样品。一经添加了所有颜料，然后将样品倒入塑料容器中，并加入不锈钢珠。将容器关闭并放置在Red Devil颜料搅拌器上30分钟以将颜料研磨得尽可能小。
一经制备了颜料分散体，就将其以下列配制品加入到Behr Premium Plus乳胶丙烯酸涂漆中：
表13：涂漆配制品
涂漆 分散体
48克 2克
一经添加，然后将涂漆在Red Devil涂漆搅拌器上混合30分钟，以使颜料完全分散在整个涂漆中。
一经混合，然后使涂漆脱气1小时，然后使用3密耳的拉伸棒完成拉伸。在允许24小时完全干燥之后，然后测试拉伸的显色。
表14：显色结果
表14所示的结果表明，基于三苯乙烯基苯酚化学的两种聚合物的表现优于具有市售Solsperse 24000的样品。显色比Solsperse改善至少25％，具有更好的蓝色调。
然而，Solsperse 24000SC分散剂传统上仅用于高性能的基于溶剂的涂漆/涂料体系，并且通常在水性涂漆中根本不起作用。在将Solsperse 24000添加到D1/D19共混物中的情况下，聚合物分散剂成功地用于水性涂漆中。这是D2/D19共混物的另一个出人意料的发现。
下一个测试包括将分散体添加到长油醇酸涂漆(100％溶剂基涂漆)中以确定共混的分散体在溶剂基体系中是否具有相当好的性能
表15：长油醇酸涂漆的显色结果
表15中的结果表明，具有基于Solsperse 24000的分散体的涂料样品的表现略好于其他两种，但均在溶剂基涂料体系中作用。这表明基于D1/D19的共混物与其中加入的聚合物分散剂允许用于水性和非水性体系两者中。在水性和非水性体系中使用的能力允许涂漆制造商使用用于两种体系的一种分散体，从而消除了对用于水性涂漆和非水性涂漆的单独体系的需要。
下面的例子显示了在与具有未处理的酞菁蓝15∶2颜料的最新商业分散剂相比，在水性乳胶丙烯酸Behr涂漆中进行测试时的结果。
表16：具有酞菁蓝15∶2的配制品
在表16中所示的配制品中，由于粘度的增加比用酞菁蓝15∶4颜料观察到的要快得多，所以使用较低量的酞菁蓝15∶2。商业分散剂，Tego 755W和Disperbyk 2015都与利用实验聚合物分散剂未见的酞菁蓝15∶2颜料反应。
然后将这些分散体以下列比率(其基于涂漆中颜料的一致量)加入到水性乳胶丙烯酸Behr涂漆中：
表17：分散体计算
注意，表17中所示的涂漆是基于以一致的方式添加到涂漆中的颜料的量。将具有分散体的涂漆在Red Devil涂漆搅拌器上混合60分钟，然后在进行测试之前静置60分钟，以允许涂料的脱气。
表18：用于商业比较的显色结果
表18显示了在涂漆样品上显色测试的结果。由于分散剂与未处理的酞菁蓝15∶2颜料的可见且快速的反应，因此从测试中消除了具有Disperbyk 2015的分散体。使用Tego755W分散剂观察到相同类型的反应，但不能像显色那样快速，并且在观察反应之前用Tego样品继续测试。实验聚合物分散剂均未显示出与颜料的反应。
当被添加到水性乳胶丙烯酸涂漆中时，所有实验分散剂与Tego分散的涂漆相比均显示出改善的显色。与共混的实验分散剂相比，实验性聚合物分散剂显示出改进的显色。
这些结果表明了新颖且独特的化学物质，它允许在水性和非水性体系两者中使用，同时与常规分散剂相比提供更好的显色，并且与未处理的颜料没有任何反应性问题。
应理解，除以上明确描述的那些实施例之外的实施例也在本发明的精神和范围之内。因此，本发明不由以上说明限定而是由所附的权利要求书限定。

Claims (22)

1.一种着色剂体系组合物，包含：
-着色剂组分；
-式(IV)的第一分散助剂：
其中R6和R7单独地包括CH3或C2H5；
其中“n”为从约0至约30范围内的整数；
其中“m”为从1至约30范围内的整数；
其中“p”为从0至约20范围内的整数；
其中“q”为从1至3范围内的整数；
其中R1是直链或支链的C2-C20烷基或烯基；
其中存在“n”或“p”中的至少一个；
其中所呈现的“n”、“m”和“p”的和等于从4至60的整数；并且
其中该第一分散助剂是基本上液体形式；以及
-任选的至少一种第二分散助剂；
其中该着色剂体系组合物与乳胶基涂料和醇酸树脂基涂料两者均相容。
2.如权利要求1所述的组合物，其中所呈现的“n”、“m”和“p”的和等于从6至30的整数。
3.如权利要求1所述的组合物，其中R1是直链或支链的C3-C18烷基或烯基，或直链或支链的C6-C18烷基或烯基，或直链或支链的C10-C18烷基或烯基，或直链或支链的C6-C16烷基或烯基或直链或支链的C6-C14烷基或烯基，或直链或支链的C6-C12烷基或烯基。
4.如权利要求1所述的组合物，其中该第一分散助剂的重均分子量(Mw)为从约200g/mol至约25,000g/mol。
5.如权利要求1所述的组合物，其中该第一分散助剂的重均分子量(Mw)为从约300g/mol至约10,000g/mol。
6.如权利要求1所述的组合物，其中该第一分散助剂的重均分子量(Mw)为从约300g/mol至约5,000g/mol。
7.如权利要求1所述的组合物，其中“m”与“n+p”的比率(m∶(n+p))分别为从1∶9至9∶1。
8.如权利要求1所述的组合物，其中“m”与“n+p”的比率(m∶(n+p))分别为从1∶4至4∶1。
9.如权利要求1所述的组合物，其中该至少一种第二分散助剂是聚合物分散剂、聚羧酸盐(酯)、聚丙烯酸钠、乙二醇、二甘醇、甘油、C6-C18醇乙氧基化物及其硫酸盐或磷酸盐、脱水山梨糖醇单油酸酯、三苯乙烯基苯酚乙氧基化物、含诺卜醇的表面活性剂、或二十(丙氧基)十(乙氧基)二乙胺中的至少一种。
10.如权利要求1所述的组合物，其中该组合物的特征在于小于约100g/L的VOC(挥发性有机物含量)。
11.如权利要求1所述的组合物，其中该组合物的特征在于小于约60g/L的VOC(挥发性有机物含量)。
12.如权利要求1所述的组合物，其中该组合物的特征在于小于约50g/L的VOC(挥发性有机物含量)。
13.一种对醇酸树脂基基底涂料或乳胶基基底涂料进行着色的方法，包括使醇酸树脂基基底涂料或乳胶基基底涂料与着色剂体系组合物接触，该着色剂体系组合物包含：
-着色剂组分；
-式(IV)的第一分散助剂：
其中R6和R7单独地包括CH3或C2H5；
其中“n”为从约0至约30范围内的整数；
其中“m”为从1至约30范围内的整数；
其中“p”为从0至约20范围内的整数；
其中“q”为从1至3范围内的整数；
其中R1为直链或支链的C2-C20烷基或烯基。
其中存在“n”或“p”中的至少一个；
其中所呈现的“n”、“m”和“p”的和等于4至60的整数；并且
其中该第一分散助剂是基本上液体形式；以及
-任选的至少一种第二分散助剂；
其中该着色剂体系组合物与乳胶基涂料和醇酸树脂基涂料两者均相容。
14.如权利要求13所述的方法，其中所呈现的“n”、“m”和“p”的和等于从6至30的整数。
15.如权利要求13所述的方法，其中R1是直链或支链的C3-C18烷基或烯基，或直链或支链的C6-C18烷基或烯基，或直链或支链的C10-C18烷基或烯基，或直链或支链的C6-C16烷基或烯基或直链或支链的C6-C14烷基或烯基，或直链或支链的C6-C12烷基或烯基。
16.如权利要求13所述的方法，其中该第一分散助剂的重均分子量(Mw)为从约300g/mol至约5,000g/mol。
17.如权利要求13所述的方法，其中“m”与“n+p”的比率(m∶(n+p))分别为从1∶3至3∶1。
18.如权利要求13所述的方法，其中该至少一种第二分散助剂是聚合物分散剂、聚羧酸盐(酯)、聚丙烯酸钠、乙二醇、二甘醇、甘油、C6-C18醇乙氧基化物及其硫酸盐或磷酸盐、脱水山梨糖醇单油酸酯、三苯乙烯基苯酚乙氧基化物、含诺卜醇的表面活性剂、或二十(丙氧基)十(乙氧基)二乙胺中的至少一种。
19.如权利要求13所述的方法，其中该组合物的特征在于小于约100g/L的VOC(挥发性有机物含量)。
20.如权利要求13所述的方法，其中该组合物的特征在于小于约50g/L的VOC(挥发性有机物含量)。
21.一种着色剂体系组合物，包含：
-着色剂组分；
-式(V)的第一分散助剂：
其中R6、R7、R8、R9、R10、R11中的每一个单独地包括CH3或C2H5；
其中“n”为从约0至约30范围内的整数；
其中“s”为从约0至约30范围内的整数；
其中“e”为从约0至约30范围内的整数；
其中“m”为从1至约30范围内的整数；
其中“t”为从1至约30范围内的整数；
其中“f”为从1至约30范围内的整数；
其中“p”为从0至约20范围内的整数；
其中“u”为从0至约20范围内的整数；
其中“g”为从0至约20范围内的整数；
其中存在“n”或“p”中的至少一个；
其中存在“s”或“u”中的至少一个；
其中存在“e”或“g”中的至少一个；
其中所呈现的“n”、“m”和“p”的和等于从3至60的整数；
其中所呈现的“s”、“t”和“u”的和等于从3至60的整数；
其中所呈现的“e”、“f”和“g”的和等于从3至60的整数；并且
其中该第一分散助剂是基本上液体形式；以及
-任选的至少一种第二分散助剂；
其中该着色剂体系组合物与乳胶基涂料和醇酸树脂基涂料两者均相容。
22.一种对醇酸树脂基基底涂料或乳胶基基底涂料进行着色的方法，包括使醇酸树脂基基底涂料或乳胶基基底涂料与着色剂体系组合物接触，该着色剂体系组合物包含：
-着色剂组分；
-式(V)的第一分散助剂：
其中R6，R7，R8，R9，R10，R11中的每一个单独地包括CH3或C2H5；
其中“n”为从约0至约30范围内的整数；
其中“s”为从约0至约30范围内的整数；
其中“e”为从约0至约30范围内的整数；
其中“m”为从1至约30范围内的整数；
其中“t”为从1至约30范围内的整数；
其中“f”为从1至约30范围内的整数；
其中“p”为从0至约20范围内的整数；
其中“u”为从0至约20范围内的整数；
其中“g”为从0至约20范围内的整数；
其中存在“n”或“p”中的至少一个；
其中存在“s”或“u”中的至少一个；
其中存在“e”或“g”中的至少一个；
其中所呈现的“n”、“m”和“p”的和等于从3至60的整数；
其中所呈现的“s”、“t”和“u”的和等于从3至60的整数；
其中所呈现的“e”、“f”和“g”的和等于从3至60的整数；并且
其中该第一分散助剂是基本上液体形式；以及
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