专利名称：：环氧乙烷和/或环氧丙烷与脂肪醇的加成产物作为聚结剂的用途的制作方法
技术领域：
：本发明涉及环氧乙烷和/或环氧丙烷与脂肪醇的特定加成产物作为聚结剂的用途。
背景技术：
：聚结剂(也称为成膜助剂)本身是已知的。聚结剂加入到水性涂料物质中，使分散的聚合物颗粒形成均匀的漆膜。当粘合剂的成膜温度高于使用温度时，则需要加入聚结剂。已知的成膜助剂有乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇己醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、二甘醇己醚、丙二醇正丁醚、一縮二丙二醇正丁醚、一縮二丙二醇甲醚、二縮三丙二醇甲醚、丙二醇苯基醚、丙二醇叔丁基醚、单异丁酸2，2，4-三甲基-l，3-戊二醇酯、二异丁酸2，2，4-三甲基-l，3-戊二醇酯(参见"Farbe+Lack"，101(7/1995)，第606-609页)。近年来，基于环境因素，水基涂料成为非常流行的涂料。在传统的乳胶涂料中，特别是在基于小颗粒的合成塑料(例如聚丙烯酸酯类)中，使用了大量的聚结剂。这些聚结剂(也称为助成膜剂)加入到涂料中是用于改善膜的成形过程。这种功能是源于聚结剂对所述胶乳颗粒所起到的增塑作用，该作用可以使胶乳颗粒流动到一起并形成连续的膜。水分蒸发后所得到的膜具有优化的膜特性。在膜的形成过程中成膜温度是非常重要的，所谓"成膜温度"是指在该温度下(或者低于该温度时)聚合物颗粒流动到一起并形成膜。通常，聚结剂降低聚合物的成膜温度。传统的聚结剂是一些特定的酯和醚已知的工业标准有Eastman的羟基酯"Texanol"(也常称为TMB;为单异丁酸2，2，4-三甲基-l，3戊二醇酯)以及UnionCarbide的"EGBE"(乙二醇单丁基醚)。
发明内容—直都存在着对新聚结剂的需求。因此，本发明的目的是提供聚结剂。这种聚结剂应当特别适合用于制备涂料如清漆(Lack)、油漆(Farbe)等，也适合用于制备粘合剂。本发明提供的聚结剂特别优选地应用于乳胶漆领域。在本文中，术语"聚结剂"(也称为"助成膜剂"或"成膜助剂")的含义如上所述，也是本领域技术人员通常所理解的含义。本文中要清楚确定的是本发明中要研究的聚结剂是特别应用于塑料颗粒或胶乳颗粒的水性分散体中的，这些塑料颗粒或胶乳颗粒适合用于各种目的的涂料(例如水性漆或油漆)。通常通过乳液聚合制备这些分散体，分散体中除了含有水、乳液聚合中使用的各种助剂以及塑料颗粒或胶乳颗粒之外，同时还含有其它常用于不同涂料中的各种成分，通3常将分散体施用于要涂覆的表面上，接着水分蒸发，最后聚合物颗粒或胶乳粒子基本上彼此流动到一起并形成均匀的膜。这种成膜过程的前提条件是至少达到本领域技术人员称为最低成膜温度(MFT)的最低温度。体系的MFT为例如2(TC的含义是指只有当温度为2(TC或更高时才能成功地进行成膜。另一方面，如果希望成膜过程在更低的温度(例如1(TC或者还要更低的温度)下发生，则必须向水性分散体中添加一定量的聚结剂以降低MFT至所需的值。就这个方面而言，本发明的目标具体为开发出一种聚结剂，其能够尽可能有效地降低用于任何涂料的塑料颗粒或胶乳颗粒水性分散体的MFT。本发明的另一个目的是开发出以极低的VOC含量(VOC二挥发性有机物质)为特点的聚结剂。本发明的另一个目的是开发具有附加优点的聚结剂，这种附加优点是对于基于聚氨酯的缔合性增稠剂起到增溶剂的作用。本发明提供了环氧乙烷和/或环氧丙烷与具有822个碳原子的脂肪醇的加成产物(A)作为聚结剂的用途。其中，所述脂肪醇可以为饱和或不饱和的、直链或者支链的脂肪醇。可以考虑作为加成产物(A)的组分的合适脂肪醇有，例如辛醇、癸醇、十二烷醇、十四烷醇、十六烷醇。这些脂肪醇属于饱和脂肪醇。优选使用这些脂肪醇作为本发明中加成产物(A)的脂肪醇组分。在本发明中，优选天然来源的脂肪醇。在本发明的一个实施方式中，加成产物(A)的脂肪醇组分选自具有1214个碳原子的脂肪醇。在本发明的一个实施方式中，加成产物(A)选自下列化合物(al)通过16mo1环氧乙烷与具有818个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物，和(a2)通过28mo1环氧乙烷和16mo1环氧丙烷与具有818个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物。在本发明的一个优选的实施方式中，加成产物(A)选自下列化合物(al*)通过36mo1环氧乙烷与具有818个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物，和(a2*)通过28mo1环氧乙烷和26mo1环氧丙烷与具有818个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物。例如，由4mo1的环氧乙烷和lmol的辛醇进行反应可以得到化合物(al)和(al*)的实例。例如，由下述反应可以得到化合物(a2)和(a2*)的实例2mo1的环氧乙烷和4mo1环氧丙烷与lmol含有十二烷醇与十四烷醇的混合物反应；3mo1环氧乙烷和6mo1环氧丙烷与lmol含有十二烷醇与十四烷醇的混合物反应；5mo1环氧乙烷和4mo1环氧丙烷与lmol含有十二烷醇与十四烷醇的混合物反应。上述提到的三种化合物都是Cognis公司的商品，分别以商品名LorolLS24、LS36和LS54市售。在本发明的一个实施方式中，上述加成产物(A)用于制备各种基于水性聚合物分散体或胶乳分散体的涂料中。4加成产物(A)用作聚结剂的领域特别优选为已知为(水基或水性)乳胶漆的领域。加成产物(A)是非常有效的聚结剂，正如它们降低水性聚合物分散体的最低成膜温度(MFT)的出色性能清楚所示。本发明中待使用的加成产物(A)可以以纯物质形式使用，或者是以不同加成产物(A)的混合物形式使用。根据需要，加成产物(A)还可以与其它已知的聚结剂组合使用。如上所述，本发明中待使用的加成产物(A)具体用作需成膜的聚合物颗粒或胶乳颗粒水性分散体的聚结剂。在这种应用中，单独使用(即以纯物质形式或以不同加成产物(A)的混合物形式使用)加成产物(A)，或者将加成产物(A)与其它不同的聚结剂混合使用，都是可以的。基于需要降低最低成膜温度的聚合物颗粒或胶乳颗粒的量，加成产物(A)的用量(根据聚合物的MFT)优选为0.1重量％40重量％，特别优选为2重量％6重量％。从另一个角度来看，加成产物(A)的用量可以参考要涂覆于表面上的最终涂料配方。在这种情况下，基于整体的涂料配方，所述加成产物(A)的用量(根据聚合物的MFT)优选为0.1重量％5重量％，特别优选为0.5重量％2重量％。本领域技术人员可以根据具体的分散体或具体的涂料配方的组成来改变加成产物(A)的用量，根据需要还可以使用更多量的加成产物(A)，特别是在体系中含有最低成膜温度较高的聚合物和/或需要将MFT降低至尽可能低的值时。在本发明一个优选的实施方式中，使用含有下列组分的组合物作为聚结剂(i)—种或多种上述加成产物(A)，和(ii)—种或多种缔合性增稠剂。在本发明的一个实施方式中，这些组合物用于制备各种基于水性聚合物分散体或胶乳分散体的涂料中，或者用于制备基于水性胶乳漆的涂料中。对于水性分散体中存在的聚合物颗粒或胶乳颗粒的性质没有特别的限制。因此，可以使用本领域技术人员已知的与涂料应用相关的全部聚合物和共聚物。另外，根据需要应用的领域和/或涂料的种类，水性分散体可以含有其它本领域技术人员已知的添加剂和助剂。在制备出水性分散体之后，可以立即向其中加入本发明的加成产物(A)，或者稍后(如在制备涂料物质时)再加入，其中水性分散体的制备优选通过乳液聚合进行。原则上，含有本发明中待用的加成产物(A)的水性分散体能涂覆于各种表面，如木材、金属、塑料、玻璃、纸张、混凝土、砖体和灰浆(Putze)。具体实施例方式实施例縮写说明除有具体说明外，下文中出现的百分比(％)均表示重量百分比(重量％)。所使用的物质DSX3290基于聚氨酯的缔合性增稠剂(Cognis公司)Acronal290D基于丙烯酸丁酯/苯乙烯的水性聚合物分散体(BASF公司)RhoplexSG30基于丙烯酸酯的水性聚合物分散体(Rohm&Haas公司)聚结剂Al2mol环氧乙烷和4mol环氧丙烷与lmol含有十二烷醇和十四烷醇(比例为1:1)的混合物的加成产物A24mol环氧乙烷和lmol辛醇的加成产物A350%Al、5%DSX3290和45%1，2-丙二醇的混合物A460%A2、5%DSX3290和35%水的混合物CI95%1，2-丙二醇和5%DSX3290的混合物聚结剂AlA4含有根据本发明所使用的环氧乙烷和/或环氧丙烷与具有822个碳原子的脂肪醇的加成产物。CI为用于对比的聚结剂。涂料的制备和评估搅拌时将待测试的聚结剂(A1、A2、A3、A4或C1)分别加入到各聚合物分散体中。随后，经过24小时老化后确定最低成膜温度(MFT)。根据DIN53787测定最低成膜温度(MFT)。测试结果见下表l。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表1中各表沭的含义"%添加剂(A1、A2、A3、A4或Cl)":添加到水性聚合物分散体中的聚结剂的量以基于聚合物分散体(以制造商提供的形式)的重量％表示。从表l中可以清楚地看出，通过加入添加剂降低了MFT。因此，这种添加剂为聚结剂。本发明的加成产物Al和A2及其混合物A3和A4，除了适合用作聚结剂之外，还具有对基于聚氨酯的缔合性增稠剂起增溶剂作用这样的附加优点。权利要求环氧乙烷和/或环氧丙烷与具有8～22个碳原子的脂肪醇的加成产物(A)作为聚结剂的用途。2.根据权利要求1所述的用途，其中所述加成产物(A)的脂肪醇组分选自具有1214个碳原子的脂肪醇。3.根据权利要求1或2所述的用途，其中所述加成产物(A)选自下列化合物(al)通过16mo1环氧乙烷与具有818个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物，和(a2)通过28mo1环氧乙烷和16mo1环氧丙烷与具有818个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物。4.根据权利要求1或2所述的用途，其中所述加成产物(A)选自下列化合物(al)通过36mo1环氧乙烷与具有818个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物，和(a2)通过28mo1环氧乙烷和26mo1环氧丙烷与具有818个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物。5.根据权利要求14中任一项所述的用途，为在制备各种基于水性聚合物分散体或胶乳分散体的涂料中的用途。6.根据权利要求5所述的用途，为在制备基于水性乳胶漆的涂料中的用途。7.含有下列组分的组合物作为聚结剂的用途(i)一种或多种根据权利要求14中任一项所述的加成产物(A)，和(ii)一种和多种缔合性增稠剂。8.根据权利要求7所述的用途，为在制备各种基于水性聚合物分散体或胶乳分散体的涂料中的用途。9.根据权利要求8所述的用途，为在制备基于水性乳胶漆的涂料中的用途。全文摘要本发明提供了环氧乙烷和/或环氧丙烷与具有8～22个碳原子的脂肪醇的加成产物(A)作为聚结剂的用途，更具体地为在制备各种基于水性聚合物分散体和胶乳分散体的涂料中作为聚结剂的用途。文档编号C09D5/02GK101735682SQ200910221769公开日2010年6月16日申请日期2009年11月16日优先权日2008年11月15日发明者哈拉尔德·弗罗梅利厄斯,埃达·伯格曼,海因茨-冈瑟·舒尔特,谢利施·C·沙,路德维格·希弗斯坦申请人:考格尼斯知识产权管理有限责任公司