[發明專利]一種成膜助劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010797163.2
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112010739A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 季永新;孟繁博;房迎春;袁宜恩
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C07C41/03
• 分類號: C07C41/03;C07C43/13;C09D7/63;C09D11/06;C08K5/06;C08L23/06;C11D7/50
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 湯俊明

本發明屬于乳液成膜技術，具體涉及一種成膜助劑及其制備方法。所述成膜助劑的結構表達式為：其中，所述R₁、R₂各自獨立地表示取代或未取代的C1?C20的烷基、取代或未取代的C2?C20的烯基、取代或未取代的C2?C20的炔基、取代或未取代的C1?C20的烷氧基中的任一種。向乳液中只需加入4wt％本發明制備的成膜助劑就能實現優異的成膜性，其成膜溫度為14℃左右，會形成透明的連續被膜，無白化現象；具有良好的相容性，沸點在270℃左右，既不會出現有機化合物遷移至表面，也不易揮發，其VOC排放低，安全環保，市場的前景廣闊。

技術領域

本發明屬于乳液成膜技術，具體涉及一種成膜助劑及其制備方法。

背景技術

目前所用的成膜助劑大多數是添加高沸點有機化合物，雖屬于非VOC，但隨著時間的推移，這些高沸點有機化合物最終會緩慢遷移至漆的表面并揮發到大氣中，不僅污染了空氣，還給涂膜帶來抗粘連性差和耐劃傷性差，容易沾塵等缺陷；也有些場合選擇低沸點的成膜助劑，它們會不可避免地發生揮發產生VOC。現有的成膜助劑制備的乳膠漆等涂料，用于墻體內墻后，如果墻面位于向陽處，一般5年就會出現嚴重褪色現象。且成膜助劑如果在最低成膜溫度以下的溫度進行涂抹和干燥，一般不會形成透明的連續被膜，會出現白化現象，其中丙烯酸乳液系樹脂的最低成膜溫度較高，在比較寒冷的地區無法獲得充分的粘結力，而無法形成連續的被膜。

成膜助劑是聚合物乳膠粒子的強溶劑，目前應用較多的是醇醚類，常用的為丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇，現在乳膠漆體系中常用的是醇酯十二。但由于醇醚類本身化學性質的限制，任何單一的醇醚類化合物都不能與全部的乳液具有良好的相容性，而且如果加入不當，會導致涂料在生產過程中造成破乳，給生產帶來損失。且醇醚類的揮發性較高，且帶有一定毒性，在安全環保方面受到很大局限。另外有些成膜助劑如乙二醇醚類在高pH值的乳液體系中會發生水解反應，嚴重影響性能的發揮。

因此，本發明開發一種相容性好、低VOC排放且成膜性優的環保的成膜助劑顯得尤為重要。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的第一個方面提供了一種成膜助劑，所述成膜助劑的結構表達式為：其中，所述R₁、R₂各自獨立地表示氫原子、取代或未取代的C1-C20的烷基、取代或未取代的C2-C20的烯基、取代或未取代的C2-C20的炔基、取代或未取代的C1-C20的烷氧基、取代或未取代的C1-C10的羧基、取代或未取代的C1-C10的酰胺基中的任一種。

作為一種優選的技術方案，所述成膜助劑的反應原料至少包括：其中，所述R₃、R₄各自獨立地表示氫原子、取代或未取代的C1-C20的烷基、取代或未取代的C2-C20的烯基、取代或未取代的C2-C20的炔基、取代或未取代的C1-C20的烷氧基中的任一種。

作為一種優選的技術方案，所述的摩爾比為(2-1)：(1-2)。

作為一種優選的技術方案，所述R₃、R₄各自獨立地表示C1-C10的飽和脂肪烷基、C1-C10的不飽和脂肪烷基、C3-C10的環烷基中的任一種。

作為一種優選的技術方案，所述R₃表示C1-C6的飽和脂肪烷基。

作為一種優選的技術方案，所述R₄表示C1-C8的飽和脂肪烷基。

作為一種優選的技術方案，所述成膜助劑的反應原料還包括催化劑I和催化劑II。

作為一種優選的技術方案，所述催化劑II選自醇鈉、氫氧化物、季胺鹽中的一種或多種。

作為一種優選的技術方案，所述季胺鹽選自四甲基溴化銨、四乙基溴化銨、四丙基溴化銨、四丁基溴化銨中的一種或多種。