專利名稱：用于含水涂料體系的消泡潤濕劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有特定結(jié)構(gòu)的化合物作為消泡潤濕劑用于含水涂料體系的用途，特別是用于色漆和清漆。
現(xiàn)有技術(shù)基材潤濕劑是界面活性化合物，其能降低尤其含水清漆和色漆配料的表面張力，從而促進例如基材潤濕和流動?；臐櫇駝τ诒苊猱敾木哂械捅砻鎻埩虮挥托晕镔|(zhì)污染時在涂膜中的缺陷而言是尤其重要的?；臐櫇駝┛梢砸砸后w和固體形式使用，并且通常是可商購的不同界面活性化合物的產(chǎn)品構(gòu)成混合物。在這里認為屬于公知常識的是，這些界面活性化合物具有兩親性特性，即它們一般由具有親水性和疏水性結(jié)構(gòu)部分的分子組成。典型的這些兩親性物質(zhì)的親水性結(jié)構(gòu)單元是陰離子基團或氧化乙烯單元。目前通常使用所謂的烷基酚乙氧基化物，但是出于環(huán)境保護原因，現(xiàn)在日益優(yōu)選避免使用這種物質(zhì)。關(guān)于烷基酚乙氧基化物的選擇包括醇乙氧基化物，即氧化乙烯與(疏水性)醇的加合物。烷基酚乙氧基化物和許多醇乙氧基化物的缺點通常是這些基材潤濕劑的泡沫穩(wěn)定效果。在色漆和清漆的生產(chǎn)和加工期間形成的泡沫會干擾加工操作并干擾處理，所以在成本和不方便性方面，使用用于破壞泡沫的添加劑來抑制。為了克服泡沫穩(wěn)定的問題，過去已經(jīng)開發(fā)了許多產(chǎn)品。通常使用醇烷氧基化物，例如作為低泡潤濕劑。典型的可商購的醇烷氧基化物一般包含直鏈或支化的醇，其與氧化乙烯(EO)和任選地與氧化丙烯(PO)或與高級環(huán)氧化物(例如氧化丁烯，BuO)反應(yīng)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的那樣，EO單元的目的是構(gòu)成分子的親水性結(jié)構(gòu)部分，而烷基基團(來自醇結(jié)構(gòu)單元)和PO單元形成分子的疏水性結(jié)構(gòu)部分。也已經(jīng)知道(參 見W0-A-2009/061452和EP-A-681，865)是醇丙氧基化物與其它表面活性劑組合的配料，以及這些配料作為低泡清潔劑的用途。本發(fā)明的描述—直需要特別用于含水涂料體中的化合物，更尤其是色漆和清漆，特別是透明清漆(透明涂料)，其一方面具有優(yōu)良的潤濕劑性能，另一方面泡沫少，并且由此不會破壞在加工涂料體系期間的工藝操作，且不需要加入額外的破壞泡沫添加劑。本發(fā)明的目的是提供用于含水涂料體系、更尤其是色漆和清漆、特別是透明清漆(透明涂料)的消泡潤濕劑，其能滿足這些需求，也就是說，一方面，具有優(yōu)良的潤濕劑性能(降低含水體系中的表面張力)，并且另一方面消泡，并且由此不會引起在含水涂料體系、更尤其色漆和清漆的加工期間的工藝操作的泡沫破壞。結(jié)果，有利的是，不需要加入任何額外的破壞泡沫添加劑，或可以降低其用量。用于本發(fā)明目的的含水涂料體系是含水的色漆和清漆配料，以及含水的粘合劑配料。這些體系通常含有水、基料和乳化劑/分散劑、以及其它常規(guī)組分，例如顏料或填料，和其它添加劑(包括例如溶劑、凝結(jié)劑、增塑劑、消泡劑、分散劑、潤濕劑等)?；贤ǔＪ呛酆衔锓稚Ⅲw。這些聚合物分散體可以通過各種聚合方法制備(例如乳液聚合、懸浮聚合)，其中直接從單體制備，或通過聚合物的分散制備。對于聚合物分散體的制備和穩(wěn)定，通常使用乳化劑和分散劑。它們通常是陰離子性或非離子性的表面活性劑，非離子性表面活性劑通常含有EO結(jié)構(gòu)單元。如下定義的結(jié)構(gòu)(I)的化合物不屬于乳化劑/分散劑。在本發(fā)明中，含水涂料體系的例子是著色和未著色的含水色漆和清漆配料和粘合齊U，更尤其是墻漆，磚石建筑油漆，底漆，印刷油墨，罩印清漆，用于卡板紙包裝的印刷油墨，壁紙油墨，涂紙漿料，工業(yè)清漆，工業(yè)涂料，皮革漆，木材著色料，木材清漆，媒染劑，脫斑劑，修飾劑，浸酸劑，汽車漆，用于塑料的涂料，用于地板的涂料，船舶漆，抗腐蝕涂料，以及粘合劑?？梢悦鞔_的說，本發(fā)明的目的是涉及同時在含水涂料體系、更尤其是在含水色漆和清漆、特別透明清漆(透明涂料)中達到所述的技術(shù)效果，而且例如不會在其它含水體系中或單獨的水中?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，特定的具有以下結(jié)構(gòu)(I)的醇丙氧基化物能出色地實現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明提供了具有結(jié)構(gòu)(I)的化合物作為消泡潤濕劑用于含水涂料體系的用途:R-O-(PO)xH (I)其中R是具有6-12個碳原子的烷基，其可以是飽和或不飽和的、直鏈或支化的，PO是氧化丙烯單元，X是1-7范圍內(nèi)的數(shù)值。優(yōu)選的含水涂料體系是含水的色漆和清漆。透明清漆(透明涂料)尤其是優(yōu)選的含水涂料體系?；衔?I)可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的所有方法制備。它們的制備通常伴隨著相應(yīng)的醇與氧化丙烯在催化劑存在下反應(yīng)`。關(guān)于指數(shù)X，在這里可以說明的是，此指數(shù)是(統(tǒng)計)平均值，所以對于R-O-(PO)xH而言，x=l表示I摩爾的ROH與I摩爾的氧化丙烯反應(yīng)；x=2表示I摩爾的ROH已經(jīng)與2摩爾的氧化丙烯反應(yīng)；x=4表示I摩爾的ROH已經(jīng)與4摩爾的氧化丙烯反應(yīng)；x=6表示I摩爾的ROH已經(jīng)與6摩爾的氧化丙烯反應(yīng)，等等。所以，指數(shù)X表示醇和氧化丙烯的摩爾反應(yīng)比率；并且醇丙氧基化物(I)可以在其同系物分布方面不同，這取決于所用的催化劑。為了本發(fā)明目的，術(shù)語〃消泡潤濕劑〃定義如下:相對于不含消泡潤濕劑的樣品，消泡潤濕劑使得在下述表面張力檢測(試驗I)中的表面張力降低了至少5%，優(yōu)選降低至少10%，并且相對于不含消泡潤濕劑的樣品，消泡潤濕劑使得在下述泡沫試驗(試驗2)中的密度增加了至少5%，優(yōu)選增加至少10%。表面張力檢測(試驗I)如下進行:(I)來自DSM NeoResins的可商購的基料分散體NeoPac E-106用軟化水按照重量比率4:1進行稀釋。所得的混合物稱為試驗體系(I)。(2)作為參比值，然后檢測試驗體系(I)的表面張力。使用來自SITA科技生產(chǎn)線(science line)t60的氣泡壓力張力計測定表面張力(檢測范圍為10-100mN/m;檢測偏差為最大l%f.s.;重現(xiàn)性為0.5mN/m;氣泡頻率為0.0l-1OHz;溫度22° C)。表面張力是在IHz的頻率下報告的。(3)基于試驗體系(I)的量計，將0.5重量％的用于試驗的消泡潤濕劑計量計入試驗體系(I)并且通過攪拌小心地引入。所得混合物的表面張力是如下述(2)測定的。泡沫試驗(試駘2)如下進行:(I)來自DSM NeoResins的可商購的基料分散體NeoPac E-106用軟化水按照重量比率4:1進行稀釋。所得的混合物稱為試驗體系(2)。(2)作為參比值,首先對試驗體系(2)進行泡沫試驗。為此目的,將試驗體系(2)在5000rpm下用實驗室溶解器(溶解器盤直徑:4cm)攪拌3分鐘。然后使用涂料比重計檢測攪拌的試驗體系(2)的密度。(3)基于試驗體系(2)的量計，將0.5重量％的用于試驗的消泡潤濕劑計量計入試驗體系(2)并且通過攪拌小心地引入。然后也將混合物在5000rpm下用實驗室溶解器(溶解器盤直徑:4cm)攪拌3分鐘。所得混合物的密度是如(2)所述測定的。在一個優(yōu)選實施方案中，R是具有7-10個碳原子的飽和烷基，X是在4-6范圍內(nèi)的數(shù)值。特別優(yōu)選這樣的化合物(I)，其中 R是具有8個碳原子的飽和烷基，X是6。尤其優(yōu)選的是6摩爾PO與I摩爾正辛醇的加合物，特別用于透明清漆(透明涂料)中。在本發(fā)明中，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明確的是，完全令人驚奇的是，化合物(I)實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。此目的如上文所述是實現(xiàn)在本質(zhì)上矛盾的兩種效果，即一方面具有優(yōu)良的潤濕作用和消泡作用，并且都在十分特定的含水體系中，即含水涂料體系、更尤其是色漆和清漆中。事實是，從本領(lǐng)域技術(shù)人員的角度考慮，能實現(xiàn)這兩種技術(shù)效果的特定的醇丙氧基化物必須能克服現(xiàn)有的技術(shù)偏見，因為如在引言中所述，根據(jù)一般理解，潤濕劑通常在結(jié)構(gòu)上是兩親性物質(zhì)，因此含有疏水性和親水性結(jié)構(gòu)單元。但是根據(jù)本發(fā)明使用的化合物(I)是疏水性化合物，因為不僅烷基R、而且PO結(jié)構(gòu)單元被認為是疏水性的；因為它們是疏水性的，所以它們不溶于純水。也可以提到的事實是，例如，疏水性化合物例如礦物油公知是消泡劑，但是一方面它們不是優(yōu)良的潤濕劑，另一方面它們導(dǎo)致在涂膜中的缺陷(它們例如引起透明清漆(透明涂料)中的混濁)。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，更驚奇的是，在含水涂料體系、更尤其是含水清漆和色漆中，疏水性化合物(I)提供優(yōu)良的潤濕，具有消泡作用，并且同時不會不利地影響在含水涂料體系、更尤其清漆和色漆中的相關(guān)應(yīng)用工藝。化合物⑴在寬溫度范圍內(nèi)在室溫下(20° C)是液體，所以易于處理和計量。另外有利的是，在優(yōu)選實施方案中，在化合物(I)中的烷基R衍生自直鏈醇(脂肪醇)，進而衍生自可更新的物質(zhì)。
實施例所用的物質(zhì):所有潤濕劑是通過氧化乙烯和/或氧化丙烯與醇的加成反應(yīng)制備的?？s寫含義如下:C10-3E0:3摩爾氧化乙烯與I摩爾正癸醇的加合物。1-C8-3E0:3摩爾氧化乙烯與I摩爾2_乙基己醇的加合物。1-C8-3P0-b-3E0:3摩爾氧化丙烯和3摩爾氧化乙烯與I摩爾2_乙基己醇的加合物。PO和EO在這里在嵌段中加成，其中醇先與PO反應(yīng)，所得的丙氧基化物隨后與EO反應(yīng)。
1-C9-3P0-b-3E0:3摩爾氧化丙烯和3摩爾氧化乙烯與I摩爾異壬醇的加合物。PO和EO在這里在嵌段中加成，其中醇先與PO反應(yīng)，所得的丙氧基化物隨后與EO反應(yīng)。C8-5P0-b_lE0:5摩爾氧化丙烯和3摩爾氧化乙烯與I摩爾正辛醇的加合物。PO和EO在這里在嵌段中加成，其中醇先與PO反應(yīng)，所得的丙氧基化物隨后與EO反應(yīng)。C8-6P0:6摩爾氧化丙烯與I摩爾正辛醇的加合物。C8-5P0:5摩爾氧化丙烯與I摩爾正辛醇的加合物。C8-4P0:4摩爾氧化丙烯與I摩爾正辛醇的加合物。C8-6P0:6摩爾氧化丙烯與I摩爾正辛醇的加合物。這些化合物再次列在下表I和2中，并且分類為本發(fā)明或非本發(fā)明(用于對比)。表1:非本發(fā)明的烷氧基化化潤濕劑結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.結(jié)構(gòu)(I)的化合物作為消泡潤濕劑用于含水涂料體系的用途: R-O-(PO)xH (I) 其中R是具有6-12個碳原子的烷基，其可以是飽和或不飽和的、直鏈或支化的，PO是氧化丙烯單元，X是在1-7范圍內(nèi)的數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用途，其中含水涂料體系是色漆和清漆。
3.根據(jù)權(quán) 利要求2的用途，用于透明清漆中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的用途，其中R是具有7-10個碳原子的飽和烷基，X是在4-6范圍內(nèi)的數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的用途，其中R是具有8個碳原子的飽和烷基，X是6。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的用途，其中(I)是6摩爾PO與I摩爾正辛醇的加合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有結(jié)構(gòu)R-O-(PO)xH的化合物特別適合作為消泡潤濕劑用于含水涂料體系中，更特別是用于油漆和油墨中，其中R是具有6-12個碳原子的烷基，其可以是飽和或不飽和的、直鏈或支化的，PO是氧化丙烯單元，x是在1-7范圍內(nèi)的數(shù)值。
文檔編號C09D7/02GK103080243SQ201180042711
公開日2013年5月1日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者S·厄斯特賴希, R·沃爾夫, P·貝尼 申請人:考格尼斯知識產(chǎn)權(quán)管理有限責任公司