用多孔胺官能樹脂去除醛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用多孔胺官能樹脂去除醛。本發(fā)明通過提供一種組合物解決了本領域中的需求，該組合物包含粘合劑的水性分散體與多孔離子交換樹脂顆粒，所述多孔離子交換樹脂顆粒用伯胺基團和/或仲胺基團進行官能化。本發(fā)明的組合物提供了一種高效地從由所述組合物制備的涂料中或其附近去除醛的方式。
【專利說明】用多孔胺官能樹脂去除醛
【背景技術】
[0001]本發(fā)明涉及含胺官能化離子交換樹脂的涂料組合物，其組成可用于去除醛。
[0002]隨著醛排放標準變得越來越嚴格，從產(chǎn)生醛的制劑例如基于甲醛的粘合劑或涂料組合物中去除醛的需求變得越來越迫切。US2012/0148858揭示了一種在具有含氨基官能化合物(例如低分子量(〈lOOOg/mol)伯胺)的涂料制劑的基材上或附近降低醛的方法。雖然確實產(chǎn)生了去除，但是問題的解決方案是受到妨礙的，因為胺同時起了堿和親核試劑的作用。從機理上來說，通過胺與醛的親核反應來進行去除。但是，作為堿，胺(特別是多胺)與粘合劑中的酸性官能團自由反應，這會導致制劑的絮凝。此外，增加了去除醛所需的胺官能化合物的量，因為部分胺會轉(zhuǎn)向酸。除此之外，胺負載的增加使得制劑中水溶性物質(zhì)的部分增加，這進而對制劑的性質(zhì)造成負面影響。最后，胺會產(chǎn)生惡臭并增加涂料中的VOC含量，從這些原因來看，胺也是不合乎希望的。因此，希望尋找一種更高效且有效地從涂料制劑附近去除醛的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明通過提供一種組合物解決了本領域中的需求，該組合物包含粘合劑的水性分散體與多孔離子交換樹脂顆粒，所述多孔離子交換樹脂顆粒用伯胺基團和/或仲胺基團進行官能化。本發(fā)明的組合物提供了一種高效地從由所述組合物制備的涂料中或其附近去除醛的方式。
[0004]發(fā)明詳沭
[0005]本發(fā)明是一種組合物，該組合物包含粘合劑的水性分散體與多孔離子交換樹脂顆粒，所述多孔離子交換樹脂顆粒用伯胺基團和/或仲胺基團進行官能化。所述粘合劑沒有具體限制，可以是適用于涂料制劑的任意粘合劑。合適的粘合劑的例子包括丙烯酸類、苯乙烯-丙烯酸類、乙烯基酯-丙烯酸類、乙烯基酯-乙烯、氨甲酸乙酯、偏二鹵乙烯和鹵乙烯聚合物顆粒的水性分散體。
[0006]多孔離子交換樹脂是用伯胺基團或仲胺基團，優(yōu)選用伯胺基團(例如芐胺基團)進行官能化的不溶于水的樹脂。樹脂優(yōu)選是與合適的交聯(lián)劑(例如二乙烯苯)進行交聯(lián)的大孔聚苯乙烯樹脂。樹脂顆粒的特征在于平均體積直徑優(yōu)選為0.1 μ m-2mm。胺官能化的離子交換樹脂通?？勺鳛槠骄w積直徑為0.5-2mm的較大顆粒購得，并且如果希望的是織構化涂料，則樹脂可以作為其進行使用。但是，優(yōu)選降低較大顆粒的尺寸，例如在存在分散劑的情況下，通過研磨將其平均體積直徑下降至0.1 μ m (更優(yōu)選為0.5 μ m,最優(yōu)選為5 μ m)至200 μ m (更優(yōu)選為100 μ m，最優(yōu)選為50 μ m)的范圍內(nèi)。
[0007]結合到涂料組合物中的胺官能化離子交換樹脂的量取決于以下幾個因素，包括:要去除的醛的目標水平、樹脂的容量、以及被其他涂料組分(例如酸官能分散劑、表面活性劑和增稠劑)中和的樹脂的胺官能度的程度。希望使用具有高表面積程度的離子交換樹脂，以優(yōu)化每質(zhì)量或體積的樹脂的胺基團水平?？墒褂梅稚﹣碜钚』嗫讟渲w粒的研磨和沉淀，此外，可進一步選擇分散劑從而不會滲入樹脂中。優(yōu)選地，所述分散劑優(yōu)選是聚丙烯酸的鹽，其重均分子量(Mw)為4000-80000道爾頓。
[0008]因此，本領域技術人員可以通過選擇高表面積樹脂(該樹脂具有足夠大的孔以實現(xiàn)醛的滲透)，然后可任選地將所述樹脂研磨至所需尺寸來最大化涂料容量。然后可以將所述胺官能離子交換樹脂漿液以提供目標水平的醛去除容量所需的量結合到涂料中。顆粒的BET表面積優(yōu)選為10m2/g (更優(yōu)選為30m2/g)至800m2/g (更優(yōu)選為500m2/g,更優(yōu)選為100m2/g,最優(yōu)選為70m2/g)。樹脂顆粒的平均孔直徑優(yōu)選為IOnm (更優(yōu)選為20nm)至IOOnm(更優(yōu)選為50nm),并且孔體積優(yōu)選為0.1cmVg (更優(yōu)選為0.2cmVg)至lcm3/g (更優(yōu)選為
0.5cm3/g)。
[0009]胺官能化離子交換樹脂的量略取決于樹脂上的官能化的胺的體積容量。優(yōu)選地，所述體積容量為0.1當量/升(更優(yōu)選為0.5當量/升，最優(yōu)選為1.0當量/升)至10當量/升(更優(yōu)選為5當量/升，最優(yōu)選為3當量/升)。優(yōu)選地，離子交換樹脂與粘合劑的固體重量-重量比為0.001:100 (更優(yōu)選為0.01:100，最優(yōu)選為0.2:100)至5:100 (更優(yōu)選為2:100，最優(yōu)選為 1:100)。
[0010]合適的大孔(大網(wǎng)絡)胺官能化離子交換樹脂的一個商業(yè)例子是Lewatit VP0C1065樹脂，其是一種大網(wǎng)絡二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯樹脂，芐基-胺基團位于樹脂顆粒的整個多孔表面上。該商用顆粒樹脂的BET表面積約為50m2/g，孔體積約為0.27cm3/g,平均孔直徑為25nm。
[0011]本發(fā)明的組合物還可包括多種附加材料，例如:溶劑；顏料，如未包封、部分包封或完全包封的TiO2 ;填料；消泡劑；表面活性劑；分散劑；增稠劑；聚結劑；著色劑；防腐劑；流動劑；流平劑以及中和劑。涂覆有本發(fā)明組合物的表面提供了從涂料或其附近高效去除醛的方式，而不存在上文所述的缺陷。
實施例
[0012]下面的實施例僅是為了闡述，而不是用來限制本發(fā)明的范圍。
[0013]大網(wǎng)絡芐基胺官能化樹脂(Lewatit VP 0C1065多孔樹脂)的體積容量約為2當量/升。用于比較例中的大網(wǎng)絡季銨氯化物官能化樹脂(AMBERLITE?IRA900C1多孔樹脂(陶氏化學公司或其附屬公司的商標))的體積約為I當量/升。
[0014]A.制備多孔樹脂的漿液
[0015]將多孔樹脂研磨至〈100 μ m。然后在6個獨立的小瓶中稱重水和ACUMER?9300丙烯酸類分散劑(陶氏化學公司或其附屬公司的商標)。在封蓋并漩渦30s以使得均聚物分散劑分散之后，向各個分散體中加入經(jīng)研磨的多孔樹脂(1.25g)。然后小瓶封蓋并采用Bransonicl210超聲波儀進行60分鐘超聲處理，使得多孔樹脂顆粒分散。表1顯示6種漿液的組成。
[0016]中間體實施例1-3和中間體比較例1-3:涂料組合物的制備
[0017]表1-離子交換樹脂漿液的組成
[0018]
【權利要求】
1.一種組合物，其包含粘合劑的水性分散體與多孔離子交換樹脂顆粒，所述多孔離子交換樹脂顆粒用伯胺基團和/或仲胺基團進行官能化。
2.如權利要求1所述的組合物，其特征在于，所述多孔離子交換樹脂顆粒是與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯的大網(wǎng)絡顆粒。
3.如權利要求1或2所述的組合物，其特征在于，離子交換樹脂顆粒與粘合劑的固體重量-重量比為0.0Ol: 100至5:100 ;并且離子交換樹脂顆粒的體積容量為0.1-10當量/升。
4.如權利要求1-3中任一項所述的組合物，其特征在于，離子交換樹脂顆粒的BET表面積為10-800m2/g;并且離子交換樹脂顆粒的平均孔直徑為10-100nm。
5.如權利要求1-4中任一項所述的組合物，其特征在于，離子交換樹脂顆粒的平均體積直徑為0.5-50 μ m。
6.如權利要求1-5中任一項所述的組合物，其特征在于，離子交換樹脂用伯胺基團進行官能化。
7.如權利要求1-6中任一項所述的組合物，其特征在于，離子交換樹脂用芐基胺基團進行官能化。
8.如權利要求1-7中任一項所述的組合物，其特征在于，所述粘合劑是丙烯酸類、苯乙烯-丙烯酸類、乙烯基酯-丙烯酸類、乙烯基酯-乙烯、硅酮、氨基甲酸酯、偏二鹵乙烯或乙烯基鹵化物聚合物顆粒的水性分散體。
9.如權利要求1-8中任一項所述的組合物，該組合物還包括分散劑，所述分散劑是Mw為4000-80000道爾頓的聚丙烯酸的鹽。
10.如權利要求1-8中任一項`所述的組合物，該組合物還包括至少一種選自下組的材料:溶劑、顏料、填料、消泡劑、表面活性劑、分散劑、增稠劑、聚結劑、著色劑、防腐劑、流動劑、流平劑以及中和劑。
【文檔編號】C09D7/00GK103773100SQ201310507717
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權日:2012年10月25日
【發(fā)明者】P·多爾, S·巴利杰帕里, A·M·莫里斯 申請人:羅門哈斯公司, 陶氏環(huán)球技術有限公司