专利名称：用于含水涂料体系的消泡润湿剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有特定结构的化合物作为消泡润湿剂用于含水涂料体系的用途，特别是用于色漆和清漆。
现有技术基材润湿剂是界面活性化合物，其能降低尤其含水清漆和色漆配料的表面张力，从而促进例如基材润湿和流动。基材润湿剂对于避免当基材具有低表面张力或被油性物质污染时在涂膜中的缺陷而言是尤其重要的。基材润湿剂可以以液体和固体形式使用，并且通常是可商购的不同界面活性化合物的产品构成混合物。在这里认为属于公知常识的是，这些界面活性化合物具有两亲性特性，即它们一般由具有亲水性和疏水性结构部分的分子组成。典型的这些两亲性物质的亲水性结构单元是阴离子基团或氧化乙烯单元。目前通常使用所谓的烷基酚乙氧基化物，但是出于环境保护原因，现在日益优选避免使用这种物质。关于烷基酚乙氧基化物的选择包括醇乙氧基化物，即氧化乙烯与(疏水性)醇的加合物。烷基酚乙氧基化物和许多醇乙氧基化物的缺点通常是这些基材润湿剂的泡沫稳定效果。在色漆和清漆的生产和加工期间形成的泡沫会干扰加工操作并干扰处理，所以在成本和不方便性方面，使用用于破坏泡沫的添加剂来抑制。为了克服泡沫稳定的问题，过去已经开发了许多产品。通常使用醇烷氧基化物，例如作为低泡润湿剂。典型的可商购的醇烷氧基化物一般包含直链或支化的醇，其与氧化乙烯(EO)和任选地与氧化丙烯(PO)或与高级环氧化物(例如氧化丁烯，BuO)反应。如本领域技术人员所知道的那样，EO单元的目的是构成分子的亲水性结构部分，而烷基基团(来自醇结构单元)和PO单元形成分子的疏水性结构部分。也已经知道(参 见W0-A-2009/061452和EP-A-681，865)是醇丙氧基化物与其它表面活性剂组合的配料，以及这些配料作为低泡清洁剂的用途。本发明的描述—直需要特别用于含水涂料体中的化合物，更尤其是色漆和清漆，特别是透明清漆(透明涂料)，其一方面具有优良的润湿剂性能，另一方面泡沫少，并且由此不会破坏在加工涂料体系期间的工艺操作，且不需要加入额外的破坏泡沫添加剂。本发明的目的是提供用于含水涂料体系、更尤其是色漆和清漆、特别是透明清漆(透明涂料)的消泡润湿剂，其能满足这些需求，也就是说，一方面，具有优良的润湿剂性能(降低含水体系中的表面张力)，并且另一方面消泡，并且由此不会引起在含水涂料体系、更尤其色漆和清漆的加工期间的工艺操作的泡沫破坏。结果，有利的是，不需要加入任何额外的破坏泡沫添加剂，或可以降低其用量。用于本发明目的的含水涂料体系是含水的色漆和清漆配料，以及含水的粘合剂配料。这些体系通常含有水、基料和乳化剂/分散剂、以及其它常规组分，例如颜料或填料，和其它添加剂(包括例如溶剂、凝结剂、增塑剂、消泡剂、分散剂、润湿剂等)。基料通常是含水聚合物分散体。这些聚合物分散体可以通过各种聚合方法制备(例如乳液聚合、悬浮聚合)，其中直接从单体制备，或通过聚合物的分散制备。对于聚合物分散体的制备和稳定，通常使用乳化剂和分散剂。它们通常是阴离子性或非离子性的表面活性剂，非离子性表面活性剂通常含有EO结构单元。如下定义的结构(I)的化合物不属于乳化剂/分散剂。在本发明中，含水涂料体系的例子是着色和未着色的含水色漆和清漆配料和粘合齐U，更尤其是墙漆，砖石建筑油漆，底漆，印刷油墨，罩印清漆，用于卡板纸包装的印刷油墨，壁纸油墨，涂纸浆料，工业清漆，工业涂料，皮革漆，木材着色料，木材清漆，媒染剂，脱斑剂，修饰剂，浸酸剂，汽车漆，用于塑料的涂料，用于地板的涂料，船舶漆，抗腐蚀涂料，以及粘合剂。可以明确的说，本发明的目的是涉及同时在含水涂料体系、更尤其是在含水色漆和清漆、特别透明清漆(透明涂料)中达到所述的技术效果，而且例如不会在其它含水体系中或单独的水中。现在发现，特定的具有以下结构(I)的醇丙氧基化物能出色地实现本发明的目的。本发明提供了具有结构(I)的化合物作为消泡润湿剂用于含水涂料体系的用途:R-O-(PO)xH (I)其中R是具有6-12个碳原子的烷基，其可以是饱和或不饱和的、直链或支化的，PO是氧化丙烯单元，X是1-7范围内的数值。优选的含水涂料体系是含水的色漆和清漆。透明清漆(透明涂料)尤其是优选的含水涂料体系。化合物(I)可以通过本领域技术人员公知的所有方法制备。它们的制备通常伴随着相应的醇与氧化丙烯在催化剂存在下反应`。关于指数X，在这里可以说明的是，此指数是(统计)平均值，所以对于R-O-(PO)xH而言，x=l表示I摩尔的ROH与I摩尔的氧化丙烯反应；x=2表示I摩尔的ROH已经与2摩尔的氧化丙烯反应；x=4表示I摩尔的ROH已经与4摩尔的氧化丙烯反应；x=6表示I摩尔的ROH已经与6摩尔的氧化丙烯反应，等等。所以，指数X表示醇和氧化丙烯的摩尔反应比率；并且醇丙氧基化物(I)可以在其同系物分布方面不同，这取决于所用的催化剂。为了本发明目的，术语〃消泡润湿剂〃定义如下:相对于不含消泡润湿剂的样品，消泡润湿剂使得在下述表面张力检测(试验I)中的表面张力降低了至少5%，优选降低至少10%，并且相对于不含消泡润湿剂的样品，消泡润湿剂使得在下述泡沫试验(试验2)中的密度增加了至少5%，优选增加至少10%。表面张力检测(试验I)如下进行:(I)来自DSM NeoResins的可商购的基料分散体NeoPac E-106用软化水按照重量比率4:1进行稀释。所得的混合物称为试验体系(I)。(2)作为参比值，然后检测试验体系(I)的表面张力。使用来自SITA科技生产线(science line)t60的气泡压力张力计测定表面张力(检测范围为10-100mN/m;检测偏差为最大l%f.s.;重现性为0.5mN/m;气泡频率为0.0l-1OHz;温度22° C)。表面张力是在IHz的频率下报告的。(3)基于试验体系(I)的量计，将0.5重量％的用于试验的消泡润湿剂计量计入试验体系(I)并且通过搅拌小心地引入。所得混合物的表面张力是如下述(2)测定的。泡沫试验(试骀2)如下进行:(I)来自DSM NeoResins的可商购的基料分散体NeoPac E-106用软化水按照重量比率4:1进行稀释。所得的混合物称为试验体系(2)。(2)作为参比值,首先对试验体系(2)进行泡沫试验。为此目的,将试验体系(2)在5000rpm下用实验室溶解器(溶解器盘直径:4cm)搅拌3分钟。然后使用涂料比重计检测搅拌的试验体系(2)的密度。(3)基于试验体系(2)的量计，将0.5重量％的用于试验的消泡润湿剂计量计入试验体系(2)并且通过搅拌小心地引入。然后也将混合物在5000rpm下用实验室溶解器(溶解器盘直径:4cm)搅拌3分钟。所得混合物的密度是如(2)所述测定的。在一个优选实施方案中，R是具有7-10个碳原子的饱和烷基，X是在4-6范围内的数值。特别优选这样的化合物(I)，其中 R是具有8个碳原子的饱和烷基，X是6。尤其优选的是6摩尔PO与I摩尔正辛醇的加合物，特别用于透明清漆(透明涂料)中。在本发明中，对于本领域技术人员而言明确的是，完全令人惊奇的是，化合物(I)实现了本发明的目的。此目的如上文所述是实现在本质上矛盾的两种效果，即一方面具有优良的润湿作用和消泡作用，并且都在十分特定的含水体系中，即含水涂料体系、更尤其是色漆和清漆中。事实是，从本领域技术人员的角度考虑，能实现这两种技术效果的特定的醇丙氧基化物必须能克服现有的技术偏见，因为如在引言中所述，根据一般理解，润湿剂通常在结构上是两亲性物质，因此含有疏水性和亲水性结构单元。但是根据本发明使用的化合物(I)是疏水性化合物，因为不仅烷基R、而且PO结构单元被认为是疏水性的；因为它们是疏水性的，所以它们不溶于纯水。也可以提到的事实是，例如，疏水性化合物例如矿物油公知是消泡剂，但是一方面它们不是优良的润湿剂，另一方面它们导致在涂膜中的缺陷(它们例如引起透明清漆(透明涂料)中的混浊)。对于本领域技术人员，更惊奇的是，在含水涂料体系、更尤其是含水清漆和色漆中，疏水性化合物(I)提供优良的润湿，具有消泡作用，并且同时不会不利地影响在含水涂料体系、更尤其清漆和色漆中的相关应用工艺。化合物⑴在宽温度范围内在室温下(20° C)是液体，所以易于处理和计量。另外有利的是，在优选实施方案中，在化合物(I)中的烷基R衍生自直链醇(脂肪醇)，进而衍生自可更新的物质。
实施例所用的物质:所有润湿剂是通过氧化乙烯和/或氧化丙烯与醇的加成反应制备的。缩写含义如下:C10-3E0:3摩尔氧化乙烯与I摩尔正癸醇的加合物。1-C8-3E0:3摩尔氧化乙烯与I摩尔2_乙基己醇的加合物。1-C8-3P0-b-3E0:3摩尔氧化丙烯和3摩尔氧化乙烯与I摩尔2_乙基己醇的加合物。PO和EO在这里在嵌段中加成，其中醇先与PO反应，所得的丙氧基化物随后与EO反应。
1-C9-3P0-b-3E0:3摩尔氧化丙烯和3摩尔氧化乙烯与I摩尔异壬醇的加合物。PO和EO在这里在嵌段中加成，其中醇先与PO反应，所得的丙氧基化物随后与EO反应。C8-5P0-b_lE0:5摩尔氧化丙烯和3摩尔氧化乙烯与I摩尔正辛醇的加合物。PO和EO在这里在嵌段中加成，其中醇先与PO反应，所得的丙氧基化物随后与EO反应。C8-6P0:6摩尔氧化丙烯与I摩尔正辛醇的加合物。C8-5P0:5摩尔氧化丙烯与I摩尔正辛醇的加合物。C8-4P0:4摩尔氧化丙烯与I摩尔正辛醇的加合物。C8-6P0:6摩尔氧化丙烯与I摩尔正辛醇的加合物。这些化合物再次列在下表I和2中，并且分类为本发明或非本发明(用于对比)。表1:非本发明的烷氧基化化润湿剂结构
权利要求
1.结构(I)的化合物作为消泡润湿剂用于含水涂料体系的用途: R-O-(PO)xH (I) 其中R是具有6-12个碳原子的烷基，其可以是饱和或不饱和的、直链或支化的，PO是氧化丙烯单元，X是在1-7范围内的数值。
2.根据权利要求1的用途，其中含水涂料体系是色漆和清漆。
3.根据权 利要求2的用途，用于透明清漆中。
4.根据权利要求1-3中任一项的用途，其中R是具有7-10个碳原子的饱和烷基，X是在4-6范围内的数值。
5.根据权利要求4的用途，其中R是具有8个碳原子的饱和烷基，X是6。
6.根据权利要求4的用途，其中(I)是6摩尔PO与I摩尔正辛醇的加合物。
全文摘要
本发明涉及具有结构R-O-(PO)xH的化合物特别适合作为消泡润湿剂用于含水涂料体系中，更特别是用于油漆和油墨中，其中R是具有6-12个碳原子的烷基，其可以是饱和或不饱和的、直链或支化的，PO是氧化丙烯单元，x是在1-7范围内的数值。
文档编号C09D7/02GK103080243SQ201180042711
公开日2013年5月1日 申请日期2011年5月26日 优先权日2010年9月7日
发明者S·厄斯特赖希, R·沃尔夫, P·贝尼 申请人:考格尼斯知识产权管理有限责任公司