一种复合型润湿剂及其组成的涂料的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种复合型润湿剂及其组成的涂料。一种复合型润湿剂，按重量计，主要包括聚醚改性有机硅表面活性剂5?40％、炔二醇表面活性剂50?90％和异构化低泡特效聚醚增溶剂1?10％。本发明的复合型润湿剂具有较低的静态表面张力以及动态表面张力，同时具有好的体系相容性，并显著的改善了聚醚改性有机硅稳泡性问题，可以适用于丙烯酸树脂体系、聚氨酯体系等不同树脂体系的水性木器漆。
【专利说明】
一种复合型润湿剂及其组成的涂料
技术领域
[0001] 本发明涉及涂料领域，尤其是涉及一种复合型润湿剂及其组成的涂料。
【背景技术】
[0002] 水性木器清漆中，树脂固含量大约占30%，其余60%~70%为水和有机溶剂。水的 表面张力高，为72mN/m,对基材的润湿能力差;水性树脂体系为乳液型或水分散型，如要分 散稳定，需要添加多种助剂，是一个较为复杂的体系，与溶剂型相比，体系的相容性易出现 问题。水的表面张力高，助溶剂的表面张力较低，要实现良好的润湿、铺展效果，必须选择适 当的基材润湿剂。基材润湿剂能有效降低体系的表面张力，增加对木材的润湿性和渗透性， 提高层间附着力，相容性好，一般要溶于水，与体系其它组分相容性好，不会引起重涂和附 着力下降的问题，低气泡，不稳泡，对水的敏感性低。由于水性木器漆主要采用刷涂施工，这 就要求基材润湿剂在高动态施工过程中也能改善润湿和流动性能，迅速地降低表面张力， 并可以抑制泡沫，促进脱泡。
[0003] 目前在水性木器涂料行业应用的润湿剂主要分为以下几类：
[0004] 1)聚醚改性硅氧烷类，市场上产品如基材润湿剂有16丨265〇68〇)、16丨500(了68〇)、 BYK-346 (BYK)、H-140 (Cogni s)等；
[0005] 2)非离子类，市场上产品如JFC，AE0系列等；
[0006] 3)阴离子类，市场上产品如0T75等。
[0007]专利申请CN104312256A报道了聚醚改性硅氧烷类表面活性剂的制备，可以有效地 降低水性涂料体系的表面张力，从而达到基材润湿和流动流平等目的。但是此类表面活性 剂具有很强的稳泡倾向，然而气泡是影响产品品质和涂膜外观的主要缺陷之一。同时聚醚 改性有机硅润湿剂动态表面张力与静态张力相差较大，在高动态施工过程中性能会下降。
[0008] 专利申请US2997447和专利申请US3268593报道了乙氧基化的炔二醇类表面活性 剂，能够提供优良的润湿、泡沫控制、宽泛的配方适应性，但是静态表面张力过高，润湿性较 有机硅类有一定缺陷。阴离子类的润湿剂稳泡性更强，漆膜耐水性能下降。因此在单独使用 其中一种润湿剂时，往往达不到全面的应用效果，水性涂料和水性油墨行业迫切需要一种 润湿性良好，动静态表面张力较低，消泡抑泡性良好的润湿剂。
[0009] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于提供一种复合型润湿剂，所述的复合型润湿剂具有较低的静态 表面张力以及动态表面张力，同时具有好的体系相容性，并显著地改善了聚醚改性有机硅 稳泡性问题，可以适用于丙烯酸树脂体系、聚氨酯体系等不同树脂体系的水性木器漆。
[0011] 本发明的另一目的在于提供一种涂料，所述的涂料解决了高速施工过程中润湿不 良的问题，其对木材的润湿性和渗透性更强，层间附着力更大。
[0012] 为了解决以上技术问题，本发明提供了以下技术方案：
[0013] 一种复合型润湿剂，按重量计，主要包括聚醚改性有机硅表面活性剂5-40 %、炔二 醇表面活性剂50-90%和异构化低泡特效聚醚增溶剂1-10%;
[0014] 所述聚醚改性有机硅表面活性剂的通式为：
[0015]
[0016]所述炔二醇表面活性剂的通式为：
[0017]
[0018] 所述异构化低泡特效聚醚增溶剂的通式为：
[0019] R4{M(E0)c(P0)dR5}e；
[0020] 其中，Ri为封端基团，为烷基或者酰基，用以下结构通式表示:CH3(CH2)P(CO) q_，式 中p为-CH2-的聚合度，为0~3的整数;q为0或者1 ;x和y分别为环氧丙烷和环氧乙烷的聚合 度，x+y为1~15的正整数;η为硅氧烷基聚合度，为0~4的整数；
[0021] R2和R3为直链或者支链烷烃，碳数为1~10; a和b为环氧乙烧的聚合度，a+b为0~10 的整数；
[0022] Μ为链接基团，为-0-或者-C〇-，c和d分别为环氧乙烷和环氧丙烷的聚合度，c+d为1 ~30的正整数;R4为碳原子数为1~20的直链或者支链烷烃基，R5为封端基团，为碳原子数为 1~8的直链或者支链烷烃基;e小于或者等于R 4的碳原子数。
[0023] 本发明是通过将聚醚改性有机硅表面活性剂、炔二醇表面活性剂按照一定比例混 合，并通过添加一定比例的特效低泡增溶剂，使产品具有较低的静态表面张力以及动态表 面张力，同时具有好的体系相容性，并显著地改善了聚醚改性有机硅稳泡性问题。较低的动 态表面张力解决了水性木器漆在高速施工过程中润湿不良问题;优异的抑泡性避免水性木 器漆配方设计时需要加入强力消泡剂；同时特效低泡增溶剂的加入，使炔二醇表面活性剂 和聚醚改性有机硅表面活性剂混合后的相容性大大提高，可以适用于丙烯酸树脂体系、聚 氨酯体系等不同树脂体系的水性木器漆。
[0024] 本发明的复合型润湿剂不仅可以用于木器漆领域，还可以用于其它对表明活性有 高要求的领域，例如日化领域。
[0025] 本发明所述的聚醚改性有机硅表面活性剂既可以现购，也可以由含氢硅氧烷与烯 丙基聚醚或烯丙基封端聚醚在氯铂酸催化下，发生硅氢加成反应得到。其中，分子量优选为 300~1500,更优选500-1000。!^选自乙酰基、丙酰基、丁酰基中的一种，优选乙酰基。或者 选自甲基、乙基、异丙基、丁基中的一种，优选甲基或丁基。或者，x+y为3~8的正整数;η为0 或1。以上这些表面活性剂都具有较低的静态表面张力，与炔二醇表面活性剂的协同效果更 佳。
[0026] 本发明所述的炔二醇表面活性剂既可以现购，也可以以烷基炔二醇为起始剂(如 2，4，7，9-四甲基-5-炔二醇），在碱催化下与环氧乙烷Ε0和/或环氧丙烷Ρ0进行开环加成得 至丨J的产物。其中，分子量优选为200-1000，更优选200-800，300-600。或者，R 2和R3的碳原子数 分别独立地优选为1~5;或者，a+b优选为3~8的整数。以上这些表面活性剂都具有较低的 动态表面张力，与聚醚改性有机硅表面活性剂的协同效果更佳。
[0027] 应当注意地是，本发明将聚醚改性有机硅表面活性剂、炔二醇表面活性剂组合后， 所产生的效果并不是两者简单的组合，即并不是效果的叠加，而是在某些方面互相抵触，某 些方面互相增强，最终使得复合物既具有较低的静态表面张力以及动态表面张力，还具有 好的体系相容性和低稳泡性。
[0028] 本发明所述的异构化低泡特效聚醚增溶剂既可以现购，也可以脂肪醇聚醚起始剂 为单官能团或者多官能团进行聚合，例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、己醇、辛醇、十二醇、十 八醇、二十醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇等，优选己醇、辛醇、丙三醇。
[0029] 其中，增溶剂的分子量优选为500-2000,更优选600-1000;或者，所述异构化低泡 特效聚醚增溶剂的浊点为5~80°C，优选40-60°C。或者，R4的碳原子数为1~8;优选地，R5为 甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、己基、辛基中的一种;优选甲基或丁基。或者，c+d优选为ιο?〗 的整数。
[0030] 这些增溶剂都能更好地解决增溶问题，同时不影响其他两种表面活性剂复合后的 优良润湿性。
[0031] 本发明的复合润湿剂只需将三种原料混合即可，优选先将聚醚改性有机硅表面活 性剂与炔二醇表面活性剂混合，搅拌下加入特效低泡增溶剂，充分搅拌均匀即可。
[0032] 上文所述的复合润湿剂可以应用于不同领域，尤其是涂料、油墨等复合型的液态 或如乳状产品。例如一种涂料，其含有本发明所述的硅氧烷改性烷氧基化炔二醇;在此基础 上，还可以包含其他的基本成分，例如成膜物质、乙二醇丁醚(成膜助剂）、消泡剂TEGO 902。
[0033] 成膜物质优选丙烯酸树脂或聚氨酯。
[0034] 各成分的比例优选为：按重量计，0.3-0.7 %所述复合型润湿剂，93-95 %成膜物 质，4-6 % 乙二醇丁醚，0 · 2-0 · 4 % 消泡剂TEGO 825。
[0035] 与现有技术相比，本发明可以达到以下技术效果：
[0036] (1)润湿性良好，润湿过程的铺展速率快，能快速润湿基材底料。
[0037] (2)具有较低的静态表面张力，对低表面能基材良好快速润湿，消除由于表面活性 剂的使用而造成的气泡、缩孔、凹穴和缩边等表面缺陷。
[0038] (3)该润湿剂不仅对水性木器涂料体系提供有效的润湿流平，还与其他组分兼容 良好，比如乳液、增黏树脂和流变助剂。
[0039] (4)具有较好的抑泡性，并且在施工过程中有助于体系的消泡，对产品的综合效能 不产生不良影响。
[0040] (5)具有较低的动态表面张力，可用于水性油墨体系中。
【具体实施方式】
[0041] 下面将结合【具体实施方式】对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领 域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例， 仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技 术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器 未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0042] 实施例1
[0043] 所有实施例所用原料的通式相同，均由聚醚改性有机硅表面活性剂、炔二醇表面 活性剂和异构化低泡特效聚醚增溶剂组成，具体配方如表4所示。涉及的各原料的类型如表 1至3所示。
[0044] 聚醚改性有机硅表面活性剂的通式为：
[0045] '1
〇
[0046] 炔二醇表面活性剂的通式为：
[0047]
[0048] 异构化低泡特效聚醚增溶剂的通式为：
[0049] R4{M(E0)c(P0)dR5}e。
[0050] 表1聚醚改性有机硅表面活性剂的化学构成 「00511
[0052] 表2炔二醇表面活性剂的化学构成
[0053]
[0054]~表3聚醚增溶剂的化学构成
[0055]
[0056]
[0057] 表4复合润湿剂的配方
[0058]
[0059] 测试以上实施例的性能，结果如下表5至8。
[0060] 润湿剂的性能测量方法：
[0061 ] 1)润湿剂的表面张力测量方法:配置添加量为0.1 %的水溶液，通过白金板法测试 其静态表面张力，静态表面张力越低，说明对木材润湿效果越好;通过最大气泡法测量动态 表面张力，动态表面张力越低，说明在高速施工过程中润湿性越好。
[0062] 2)润湿剂的稳泡抑泡性，采用鼓泡法测定。使用的设备为鼓泡器、量筒、秒表。向量 筒中加入水性木器漆专用丙烯酸树脂乳液(帝斯曼R2005)，加入0.3%的润湿剂，插入通气 管，开启鼓泡器，记录起泡液面到达至相应刻度需要的时间，时间越长，说明抑泡性越好;停 止鼓泡后，记录液面下降至相应刻度需要的时间，时间越短，说明稳泡性越弱。
[0063] 表5润湿性能
[0064]
[0065] 表6润湿性能
[0066]
[0067] 注:参考样1为美国空气化工Surfanol 604(炔二醇聚醚）
[0068] 参考样2为TEG0 245(有机硅聚醚）
[0069] 表7抑泡稳泡性
[0070]
[0071]
[0072] 表8抑泡稳泡性
[0073]
[0074]
[0075] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽 管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依 然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进 行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术 方案的范围。
【主权项】
1. 一种复合型润湿剂，其特征在于，按重量计，主要包括聚酸改性有机娃表面活性剂5- 40%、烘二醇表面活性剂50-90%和异构化低泡特效聚酸增溶剂1-10% ; 所述聚酸改性有机娃表面活性剂的通式为：所述异构化低泡特效聚酸增溶剂的通式为： R4{M 巧 0)C(P0)dR5}e; 其中，Ri为封端基团，为烷基或者酷基，用W下结构通式表示：eH3ieH2)p(GG)q-，式中P为 0~3的整数;q为0或者l;x和y分别为环氧丙烷和环氧乙烧的聚合度，x+y为1~15的正整数； η为娃氧烷基聚合度，为0~4的整数； R2和化为直链或者支链烧控基，碳数为1~10; a和b为环氧乙烧的聚合度，a+b为0~10的 整数； Μ为链接基团，为-0-或者-C〇-，c和d分别为环氧乙烧和环氧丙烷的聚合度，c+d为1~30 的正整数;R4为碳原子数为1~20的直链或者支链烧控基，Rs为封端基团，为碳原子数为1~8 的直链或者支链烧控基;e小于或者等于R4的碳原子数。2. 根据权利要求1所述的复合型润湿剂，其特征在于，所述聚酸改性有机娃表面活性剂 的分子量为300~1500,优选500-1000。3. 根据权利要求1所述的复合型润湿剂，其特征在于，所述烘二醇表面活性剂的分子量 为 200-1000，优选200-800，300-600。4. 根据权利要求1所述的复合型润湿剂，其特征在于，所述异构化低泡特效聚酸增溶剂 的分子量为500-2000,优选600-1000;优选地，所述异构化低泡特效聚酸增溶剂的浊点为5 ~80°C，优选40-60°C。5. 根据权利要求1所述的复合型润湿剂，其特征在于，扣选自甲基、乙基、异丙基、下基中 的一种，优选甲基或下基。6. 根据权利要求1所述的复合型润湿剂，其特征在于瓜选自乙酷基、丙酷基、T酷基中 的一种，优选乙酷基。7. 根据权利要求1所述的复合型润湿剂，其特征在于，x+y为3~8的正整数;η优选为0或 l;a+b优选为3~8的整数，c+d优选为10-12的整数。8. 根据权利要求1所述的复合型润湿剂，其特征在于，R2和R3的碳原子数分别独立地为1 ~5;优选地，R4的碳原子数为1~8;优选地，Rs为甲基、乙基、丙基、异丙基、T基、己基、辛基 中的一种，优选甲基或下基。9. 根据权利要求1-8任一项所述的复合型润湿剂，其特征在于，按重量计，聚酸改性有 机娃表面活性剂15~30%、烘二醇表面活性剂60~80%和异构化低泡特效聚酸增溶剂3~ 7%。10. -种涂料，其特征在于，所述涂料含有权利要求1-9任一项所述的复合型润湿剂； 优选地，所述涂料还包括:成膜物质、乙二醇下酸、消泡剂TEGO 825; 所述成膜物质为丙締酸树脂或聚氨醋。
【文档编号】C09D7/12GK106084975SQ201610485550
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】卓耀文, 周海军
【申请人】岳阳凯门水性助剂有限公司