[發明專利]聚（縮醛－聚醚）的水分散體及其在保護性涂料中的應用

有效

• 申請號: 200580042186.6
• 申請日: 2005-11-09
• 公開（公告）號: CN101094893A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: K·N·巴基夫;J·B·賓德;T·克魯特韋杰特;D·克魯伊托夫;B·馬格登伯格－羅爾斯;阮清溪;J·K·波利蒂斯;W·G·薩洛蒙斯
• 申請（專利權）人: 赫爾克里士公司
• 主分類號: C08L59/00
• 分類號: C08L59/00;C08L71/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 程大軍

本申請要求2004年12月9日提交的美國臨時申請第60/634,500號和2004年12月15日提交的美國臨時申請第60/636,268號的利益。

技術領域

本發明涉及締合性增稠劑和至少一種表面活性劑的水分散體。更具體而言，本發明涉及基于聚(縮醛或縮酮-聚醚)(PAPE)的締合性增稠劑和至少一種表面活性劑的水分散體，該表面活性劑選自醇的乙氧基化物、乙氧基化的炔二醇、磷酸酯和二烷基磺基琥珀酸酯。本發明還涉及這些水分散體在水性涂料組合物中的應用。

背景技術

締合性增稠劑一般是帶有少量疏水基的水可溶或水可分散性的聚合物。它們廣泛地用于各種含水體系的流變控制和特性應用中。締合性增稠劑的一個主要應用領域是水性涂料。眾所周知，在水性涂料中用作流變改性劑的締合性增稠劑難以制備成具有低粘度的高濃度水溶液形式，以便于容易傾倒、泵送和定量進料到含水體系如保護性水性涂料中。締合性增稠劑使水相變稠的機理可以包括增稠劑分子中疏水基的疏水締合，和/或締合性增稠劑與水性涂料組合物中存在的疏水組分的相互作用。多種類型的締合性增稠劑均基于改性的天然聚合物，例如經疏水改性的纖維素醚，合成聚合物，例如疏水改性的乙氧基化的聚氨酯(HEUR)、疏水改性的堿溶性乳液(HASE)和疏水改性的聚(縮醛或縮酮-聚醚)(HM-PAPE)。使用締合性增稠劑的水性涂料而配制的油漆其特性在最基本的方面起變化，例如：增稠效率、垂度、流平和成膜(ICI粘度)。

近年來，合成型締合性增稠劑的重要性得到了提高，尤其是在水性涂料和乳膠漆的流變控制上。由于合成的締合性增稠劑是由基礎化學品制備的，它們可以制備成具有某些期望的特性。換句話說，由此它們可以按照需要的性質來定制。合成的締合性增稠劑在含水體系中起幾方面作用。舉例來說，在乳膠漆和水性涂料中所述增稠劑用來改善穩定性和顏料懸浮，以及改進流變性能和應用特性。在個人護理品中，增稠劑提供改善的產品結構、觸覺、順滑性和濃厚度，使產品在審美上更令人滿意。在其它工業中，合成締合性增稠劑用于改進其它需要的特性。

從制造和應用的立場來看，在高百分比的固含量和相對低的粘度情況下，對聚合物溶液粘度的控制以及將聚合物引入溶液中的可能性是重要的要求。這些要求可以使產品用途的總成本得以平衡，并實現將產品通過適當的過程引入應用配制品中。這些用作水性涂料流變改性劑的合成締合性增稠劑的實例包括：疏水改性的乙氧基化的聚氨酯(HEUR)、疏水改性的堿溶性乳液(HASE)、疏水改性的聚乙二醇(HM-PEG)和疏水改性的聚(縮醛或縮酮-聚醚)(HM-PAPE)。

由于通過它們的疏水體進行的分子間締合，所述締合性增稠劑的水溶液甚至在低濃度時就顯示出高的粘度。為了抑制不同類型締合性增稠劑的溶液粘度，使用了粘度抑制助劑如丙二醇、丁基卡必醇、環糊精和表面活性劑(參見US?6,063,857；US?5,137,571；US?5,425,806；US?6,150,445；US5,378,756；US?5,959,013；US?5574127；US?6162877)。這些增稠劑和添加劑的含水混合物的典型可用的粘度范圍大約是1000-5000cps。通常期望的聚合物固體濃度范圍大約是15-30重量％。

目前，由Hercules公司制造和銷售的商品牌號為Aquaflow的HM-PAPE是以液體形式出售給消費者的。目前某些這類產品是以25％活性物的聚合物溶液與水和丁基卡必醇的混合物形式出售的。

將現有的Aquaflow產品加入含有苯乙烯-丙烯酸類粘結劑的高光澤油漆混料中是中等困難至困難的。該問題在顏料體積濃度(PVC)為70％的不含溶劑的水性涂料和含乙酸乙烯酯/乙烯(VAc/E)的乳膠中也存在。

從消費者的調查看，發現大多數乳膠漆制造商在將合成締合性增稠劑加入油漆配制品中時都遇到了困難。增稠劑添加到基礎漆中之后，理想的是所得到的油漆混合物應當是易于攪拌的，并且所述增稠劑應當非常快地、優選在數分鐘內表現出其增稠能力。這樣，非常快就可以達到油漆的全粘度，并且在儲存中所述粘度不發生進一步的增加。

將增稠劑加入乳膠漆中的容易性的確定通過記錄增稠劑開始有效增稠油漆配制品的時間和不再觀察到粘度變化的時間來進行。增稠劑加入基礎漆后，油漆的外觀應當是順滑的，這意味著應當沒有遺留下結塊。然后測量所得油漆的粘度。在油漆工業中，該粘度被稱為Stormer粘度，并且用Krebs單位(KU)測量。