本發(fā)明涉及涂料，特別是用于涂料的半成品和顏料糊。特別是，本發(fā)明涉及一種用于穩(wěn)定分散體的水性組合物。此外，本發(fā)明涉及所述水性組合物用于穩(wěn)定分散體的用途以及相應(yīng)的穩(wěn)定分散體，特別是半成品。最后，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)用于穩(wěn)定分散體的水性組合物的方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代涂料體系，特別是油漆，越來越多地以水為基礎(chǔ)配制，因?yàn)樗鼈儜?yīng)盡可能不含揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)。這種無voc油漆體系或voc含量小于1g/l的體系被認(rèn)為是無溶劑和無排放的。從環(huán)境保護(hù)和健康保護(hù)的角度來看，它們不會產(chǎn)生問題，或者至少產(chǎn)生比基于溶劑的體系更少的問題。

2、此外，人們正在努力避免在油漆中使用防腐劑和殺生物劑，或者至少減少它們的使用。如果油漆體系不含任何防腐劑或殺生物劑，那么通常不需要聲明任何危險物質(zhì)，并且可以在沒有任何職業(yè)安全問題也不需要任何特殊的安全預(yù)防措施的情況下使用和加工油漆。

3、實(shí)際上，特別是與有機(jī)粘合劑體系組合的水性體系的使用通常會導(dǎo)致涂料被微生物，特別是細(xì)菌、酵母或甚至霉菌迅速侵染，因此通常必須在涂料中添加防腐劑和/或殺生物劑。這尤其適用于水性顏料糊，其特別用于調(diào)色體系。調(diào)色體系通常用于提供各種不同的顏色和色調(diào)，其可以由客戶單獨(dú)選擇和組合。調(diào)色體系通常由一組有色顏料糊組成，這些顏料糊與粘合劑或粘合劑混合物(即所謂的調(diào)色基料或基料組合物)混合，以獲得具有期望色調(diào)的油漆，尤其是墻面漆。顏料糊是高度濃縮的含顏料分散體。然后將顏料糊和基料或調(diào)色基料混合在一起，以產(chǎn)生即用的色料或涂料。

4、不同量的各個顏料糊與調(diào)色基料的混合是在機(jī)器中進(jìn)行的，其中混合過程是在軟件的支持下進(jìn)行的。顏料糊在從原始容器中取出后，在或多或少開放的狀態(tài)下儲存數(shù)周，在此期間，它們通過周圍空氣暴露于微生物，特別是細(xì)菌、酵母和霉菌孢子，這幾乎不可避免地導(dǎo)致無溶劑或水基體系受到細(xì)菌、酵母或霉菌的侵染。

5、因此，防腐劑和殺生物劑幾乎只用于水性顏料糊和調(diào)色體系。然而，殺生物劑和防腐劑的使用由于多種原因是不利的，因?yàn)闅⑸飫┖头栏瘎┩ǔ４砹藢τ诮】岛铜h(huán)境保護(hù)具有問題的物質(zhì)，其使用應(yīng)最小化，并且其使用越來越多地受到嚴(yán)格化學(xué)品法規(guī)的管控。此外，傳統(tǒng)有機(jī)殺生物劑的一個嚴(yán)重缺點(diǎn)是它們的蒸氣壓：殺生物劑會轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵⑶铱赡芾缫疬^敏，其中，特別地，存在殺生物劑在室內(nèi)空氣中積聚的危險。此外，有機(jī)殺生物劑通常不是長期穩(wěn)定的，例如，會被uv輻射分解。

6、因此，人們嘗試提供不含防腐劑或殺生物劑的水性顏料糊，特別是用于調(diào)色體系。為此，顏料糊的ph值通常設(shè)置為10或更高，從而產(chǎn)生許多細(xì)菌和酵母以及大多數(shù)真菌無法生長的環(huán)境。

7、然而，已經(jīng)證明，存在大量嗜堿性細(xì)菌、酵母和真菌，特別是霉菌，它們要么在這些堿性條件下生長良好，要么能夠成功適應(yīng)這些條件。為了對抗這些嗜堿性微生物，必須使用防腐劑和殺生物劑。

8、此外，還已知硫酸鋁酸鈣(其包含經(jīng)驗(yàn)式為ca6al2[(oh)12(so4)3]·26h2o的礦物鈣礬石)可用作油漆和紙張涂料中的白色顏料。硫酸鋁酸鈣以水性堿性懸浮液的形式出售，并且可以少量添加，特別是添加到油漆中。wo?97/35807a1中描述了一種基于硫酸鋁酸鈣的沉淀物的生產(chǎn)方法。不可能在粘合劑體系中使用大量的硫酸鋁酸鈣，因?yàn)榱蛩徜X酸鈣在水中相對好的溶解度以及分散體中產(chǎn)生的二價和三價離子的量會導(dǎo)致粘合劑體系迅速變稠。特別地，觀察到分散成分(特別是靜電穩(wěn)定成分)的凝結(jié)。然而，溶液中存在的二價和三價離子，特別是鋁離子，也使硫酸鋁酸鈣水性懸浮液具有超出堿性ph值的微生物抵抗效果，即硫酸鋁酸鈣水性懸浮液難以被各種生物，特別是細(xì)菌、酵母或霉菌侵染或定植。

9、然而，硫酸鋁酸鈣的另一個缺點(diǎn)是分散穩(wěn)定性較差，加工成油漆時迅速干燥，即油漆的開放時間非常短。

10、ep?4?183?842?a1描述了一種組合物，特別是顏料糊，其中硫酸鋁酸鈣可以以長期長期穩(wěn)定的方式以高至20重量％的量分散。這些顏料制劑也非常適合引入到涂料體系中，特別是油漆和清漆中，通過使用顏料糊，即使不使用殺生物劑，它們也能永久地免受微生物污染。

11、然而，使用硫酸鋁酸鈣，特別是鈣礬石，以及溶解度為約1g/l的其他化合物是有問題的，因?yàn)榫哂羞@種殘留溶解度的物質(zhì)會發(fā)生所謂的奧斯特瓦爾德熟化(ostwaldripening)。一方面，這意味著大晶體或顆粒會以較小的晶體或顆粒為代價生長，這意味著即使是穩(wěn)定的分散體在儲存過程中也會變得不穩(wěn)定；形成的較大晶體往往會更嚴(yán)重地沉淀。此外，接觸的晶體會在界面處一起生長，因此沉淀物會變硬，甚至無法通過傳統(tǒng)的機(jī)械方法(例如攪拌)重新分散，尤其是具有不確定的顆粒大小。這些特性對于顏料糊或涂料的使用尤其成問題，因?yàn)榉稚Ⅲw中必須存在具有確定粒度和確定量的粒子才能實(shí)現(xiàn)均勻的顏色外觀和均勻的顏色特性。雖然包含具有相對高殘留溶解度的硫酸鋁酸鈣或類似物質(zhì)的顏料糊或涂料可以長時間穩(wěn)定，因?yàn)樗鼈儼鄬^少比例的這些有問題的化合物，但對于用于生產(chǎn)顏料糊或涂料體系的初級產(chǎn)品(特別是半成品)而言，這很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@些產(chǎn)品包含大量的硫酸鋁酸鈣或類似物質(zhì)。特別是，硫酸鋁酸鈣分散體傾向于沉淀，必須不斷攪拌以防止形成硬沉積物。

12、強(qiáng)烈的沉淀趨勢還會給持續(xù)生產(chǎn)帶來問題，因?yàn)樵诠?yīng)管線的下部會形成結(jié)殼，并且由于進(jìn)一步的晶體生長和顆粒的積累，管線會被堵塞。

13、包含硫酸鋁酸鈣的初產(chǎn)品、特別是半成品必須不斷攪拌或至少定期排出。必須在靠近生產(chǎn)現(xiàn)場的地方進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場的交付，這需要高昂的物流和倉儲費(fèi)用，因?yàn)槿绻粩嚢?，分散體的質(zhì)量會迅速下降：很快就會發(fā)生沉淀并產(chǎn)生不可逆的沉積物。這適用于硫酸鋁酸鈣水性制劑的所有生產(chǎn)應(yīng)用，以及一般來說，存在于水基懸浮液中的具有相對較高殘留溶解度的化合物。

14、這種有問題的行為還阻礙了硫酸鋁酸鈣或類似化合物(如水合硅酸鈣)在其他技術(shù)領(lǐng)域，特別是在化妝品制劑、消毒劑或藥物制劑中的使用，而這些制劑方原則上適合用作顏料、載體等。

15、通常可以使用潤濕劑或分散劑來穩(wěn)定液體中固體的分散體。然而，這種類型的穩(wěn)定化對于具有高殘留溶解度的化合物而言僅在有限的范圍內(nèi)是可能的，因?yàn)轭w粒表面和溶解離子之間存在動態(tài)平衡。常規(guī)潤濕劑不能產(chǎn)生效果或只能產(chǎn)生有限的效果，因?yàn)轭w粒界面在熱力學(xué)上不穩(wěn)定。特別是，由于這些動態(tài)過程，靜電穩(wěn)定化是不可能的或僅在非常有限的范圍內(nèi)是可能的。

16、已知增稠劑可以通過減緩離子的沉降和擴(kuò)散來延遲固體沉積物的產(chǎn)生，但它們不能停止該過程。

17、此外，使用增稠劑的缺點(diǎn)是增稠溶液由于其高粘度而難以加工，并且在生產(chǎn)過程中盡可能使用低粘度分散體，特別是如果分散體使用泵輸送。此外，粘度的大幅增加還導(dǎo)致產(chǎn)品應(yīng)用受到嚴(yán)重限制，因?yàn)樵S多應(yīng)用需要或要求低粘度，例如油漆和清漆。特別是，許多增稠劑使用凝膠形成導(dǎo)致分散體強(qiáng)烈增稠，這使得分散體不適合許多應(yīng)用。此外，二價和三價金屬離子的存在(它們通常在具有高殘留溶解度的化合物的分散體中以高濃度出現(xiàn))通常與增稠劑組合導(dǎo)致快速凝膠形成，這反過來又使產(chǎn)品不適合廣泛的應(yīng)用。

18、因此，現(xiàn)有技術(shù)仍然缺乏能夠穩(wěn)定在20℃下在水中的溶解度為約1g/l至10g/l的化合物的分散體的組合物或方法。

19、特別是，現(xiàn)有技術(shù)中尚不知道如何永久穩(wěn)定包含高比例的具有高殘留溶解度的化合物的高填充分散體而不形成固體沉積物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種體系，該體系可避免或至少減輕與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的上述缺點(diǎn)和問題。

2、特別地，本發(fā)明的一個目的是提供一種體系，該體系能夠使高濃度的具有高殘留溶解度的化合物長期穩(wěn)定分散。

3、本發(fā)明的另一個目的是提供一種體系，該體系能夠使包含高濃度的具有高殘留溶解度的化合物的分散體穩(wěn)定化，其中分散體保持低粘度。

4、本發(fā)明的另一個目的是提供具有高殘留溶解度的化合物的低粘度、長期穩(wěn)定的分散體。

5、因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明的主題是用于穩(wěn)定包含在20℃時在水中溶解度在0.05至10g/l范圍內(nèi)的化合物的分散體的水性組合物，特別是溶液或分散體，其中所述組合物包含

6、(a)至少一種增稠劑和

7、(b)至少一種潤濕劑或分散劑。

8、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明的另一主題是前述水性組合物用于穩(wěn)定水性分散體的用途，所述水性分散體包含至少一種在20℃時在水中溶解度在0.05至10g/l、特別是0.05至5g/l、優(yōu)選0.1至4g/l、更優(yōu)選0.2至3g/l、特別優(yōu)選0.2至2g/l、甚至更優(yōu)選0.3至1.5g/l、特別優(yōu)選0.4至1g/l范圍內(nèi)的化合物。

9、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明的另一個主題是一種水性分散體，特別是半成品，包含

10、(i)至少一種在20℃時在水中溶解度在0.05至5g/l范圍內(nèi)的化合物，

11、(ii)至少一種增稠劑和

12、(iii)至少一種潤濕劑或分散劑。

13、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明的另一個主題是用于生產(chǎn)上述水性分散體的方法，其中提供包含至少一種在20℃時在水中溶解度在0.05至10g/l范圍內(nèi)的化合物的分散體，并添加水性組合物。