用于临时覆盖和保护表面的水溶性涂层的制作方法_2

文档序号:8926581阅读:来源:国知局
保 终产品具有低的排放物。
[0040] 从这些特性开始,增溶和粘度控制测试然后以PVA在水中的多种百分比进行,目 的在于识别流体溶液,容易在石头支撑体上拉丝(string),但尽管如此,其保留使得确保没 有流挂的停留的粘度。
[0041] 在此实验活动结束后,识别PVA在水中的组成的优选的范围且在此间隔内确定根 据最终用途的单个最优选的值,制剂可以被设计用于所述单个最优选的值。此间隔的下限 等于PVA在水中的按重量计的12%,与此值一致获得了流体的、透明的、容易拉丝的溶液。 此间隔的上限等于PVA在水中的按重量计的18%,与此值一致获得了凝胶外观、仍然滑动、 高纤维胶的溶液。
[0042] 组成的两个端值之间的合适的折衷被获得为按重量计16. 5%的PVA在水中的值。 [0043]采用的在范围中的制剂呈现出明显的优点:易于应用、无毒、透明度、具有获得可 以通过剥落被容易地除去的均匀的膜的可能性。
[0044]然而,在没有合适的改性剂的情况下,制剂也具有明显的限制:缓慢干燥、低弹性、 低机械强度、在竖直表面上流挂。
[0045] 为了克服这些限制,多种限制性方面在以下的考虑下已经被检查。
[0046] 为了克服缓慢干燥的问题,有必要将加速其蒸发的佐剂添加到水即PVA的媒介物 中。然而,用于这些目的的已知产品已证实是不充分的,因为其包含不满足要求的产品的需 求的限制。在这些中,乙醇(其实现与水的共沸物)具有相当大地增加在干燥中产生的蒸 气的毒性程度的缺点。此外,用此添加剂改性的溶液示出高的可燃性的可能性。
[0047] 对特定的设置的优良的响应反而通过二醇醚家族提供。事实上,这个家族的几乎 所有的成员都是水溶性的,具有高的分子量,且因此与PVA的化学本质良好地相容;然而它 们趋向于降低最终的制剂的粘度、且此外其本质还是表面活性剂。
[0048] 特别地,在下文中也被称为PM溶剂的丙二醇单甲醚在水中被容易地分散、是用于 聚乙烯醇的溶剂、在与水的混合物的蒸发中是最迅速的且具有低的毒性程度。
[0049]在已经选择这个组分之后,PVA的增溶测试然后被再次进行,这次在以PM溶剂 在水中的不同的百分比的混合物中。特别地,采用以下的制剂:使比率水:PM溶剂等于 15:1(以PM溶剂=0.5%的配方)、使水:PM溶剂的比率等于19:1(以PM溶剂=1.5%的 配方)以及使水:PM溶剂的比率等于39:1 (以PM溶剂=3. 0 %的配方)。
[0050] 对于全部的三种溶液,有非常良好的PVA溶解度、增强的水蒸发、粘度值的下降 (在任何情况下在可接受性的限制内)。
[0051] 然而,虽然第一种和第二种溶液没有改变在溶剂蒸发之后产生的膜的外观和纹 理,第三种产生涂覆和破裂形成后的膜的困难,因为这样,其中PM溶剂的百分比组成等于 1. 5%的制剂已经被示出是优选的。
[0052] 然而,进行与二醇醚的类别中的其他的代表物的测试,特别是:二丙二醇甲醚、丙 二醇丙醚、二丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、乙二醇苯醚。所有这些,尽管有轻微的变化,但给予 终产品与产品要求一致的可接受的特性。
[0053] 相比之下,二醇醚家族的三个其他的成员:丙二醇二乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、 二丙二醇甲醚乙酸酯(虽然产品在特性上与第一次列出的非常相似)不能提供具有需要的 特性的涂层。事实上,随着其使用,终产品的化学物理特性、特别是制剂的粘度和干燥后获 得的涂层的机械强度被大量地减少,这事实上将其从可用组分的清单中排除。
[0054] 必须被克服的制剂的另外的限制是与低的机械强度相关的低的弹性。事实上,在 第一和第二系列的测试过程中发现发生的涂层的弹性是非常差的;这通过涂层自身的脆性 和蒸发后存在的张力被注意到(泡沫的形成和随后的破裂)。
[0055] 因此,有必要修改涂层的弹性,用化学增塑剂或用介入聚合物涂层的分子层之间 的化合物来添加制剂,确保既在平面中也在三维空间中伸展和扭曲的可能性。
[0056] 增塑剂家族包含若干种元素,然而,其中最常见的在这种情况下也示出使其几乎 不用于本发明的目的的限制。事实上,所谓的栖移性增塑剂虽然更便宜且更容易使用,然 而,对即时作用而不对随着时间过去的永久作用响应。事实上,根据它们的本质,这类增塑 剂趋向于到达表面上,使所述表面变脏但主要地使涂层随着时间且渐进地在其厚度上贫 瘠。例如,广泛使用的增塑剂比如甘油即具有低成本和容易的可用性的多元醇,对于测试似 乎与采用的其余的组分相容,确保形成的涂层的较大的柔性,但趋向于到达表面上,允许涂 层随着时间干燥,且再次是易碎的。
[0057] 因此,有必要选择增塑剂的特定的子类,即所谓的非栖移性增塑剂,其中特别地 PEG或聚乙二醇或聚氧乙烯已被证明是优选的。这些是通过环氧乙烷的聚合制备的聚合物, 其中有根据分子的平均长度分类的若干种类型,所述平均长度相当大地改变物理性质(比 如粘度)和实际应用的可能性。它们由液体转变成固体蜡,全部容易在水中溶解,它们与其 他疏水性分子组合增强表面活性的性质。
[0058] 为了不使混合物的粘度改变太多,选择具有平均分子量的液体产品,使得其可以 与使用的聚乙烯醇配合。
[0059] 在导致最终配方的测试期间,用于进行选择的标准是:
[0060]-如果可能,使用液体产品是合意的;
[0061]-必须检查与配方的聚合物和其他改性剂的相容性;
[0062] _尤其是,其必须被证实并且被增强以使与选择的二醇醚的协同最大化,以便确保 高的水蒸发速率(在其他情况下被托付于使用甲基、乙基、丙基类型醇的该功能,在这种情 况下在蒸发时蒸气的毒性程度上呈现出相当大的增加和较高的可燃性特性)。
[0063] 这最后一点已经通过丙二醇甲醚/聚乙二醇400的组合获得其最大的有效性。
[0064] 这个结果是特别令人惊讶的且示出(不像类似系统采用的其他溶液)没有醇如何 不影响用于其被设计用于的目的的制剂的活性。
[0065] 基于不同类型的液体PEG,特别地PEG 200、400和600,通过在总体制剂的0. 5% 和3%之间改变释放的百分比测试制剂,较低的百分比因为对涂层的挠曲几乎没有或没有 贡献被丢弃,并且较高的百分比因为其趋向于迀移到表面上被丢弃。
[0066] 通过改变使用的PEG类型和其在混合物中的百分比获得的每种制剂,都被评估以 下的特性:弹性、收缩率(shrinkage)、机械强度,获得以下的表1 (其中弹性、收缩率、耐机 械性分别用字母x、y、z指示,且代替相同特性的绝对值,报道其与用于本发明的目的的必 需的要求的低、中或高的依从性)。
[0067] 所有的测试在干燥且熟化36小时后在涂层上进行。
[0068] 通过测量膜在张力下且直到断裂的百分比伸长率评估弹性。
[0069] 为了评估收缩率,测量最初的膜的长度(膜被均匀地且以薄层铺展于其上的支撑 体的长度),并且测量在通过从支撑体上剥落除去之后的长度。
[0070] 就考虑到耐机械性的评估而言,具有刚性的马毛的刷子在被膜保护的表面上经过 1〇个来回循环,且如果明显,评估磨损程度。
[0071] 表 1
[0072]
[0073] 获得的结果的解释导致以下的结论:最好的制剂即对使用最有用的制剂是包含以 在1. 5%和3. 0%之间可变的百分比的PEG400的制剂,在此范围中包括其三种需要的特性 (膜的弹性、低收缩率、高机械强度)的最大值。
[0074] 然而,清楚的是,全部三种使用的PEG并且在0. 5%和3.0%之间的全部的百分比 中允许获得性能的改进。
[0075] 被回答的另外的限制涉及在竖直表面上的渗漏。事实上,粘度、弹性、强度的合适 的平衡的实现还未满足产品应该且能够在没有在待被保护的竖直表面上的渗漏的情况下 被应用的实际需求。
[0076] 初看之下,似乎增加干燥的制剂或选择一种较少水解的PVA导致获得用于此最后 的参数的良好的值。但这将导致在前面部分中获得的性能的放弃。
[0077] 因此,有必要利用被用于在配制粘合剂和涂料中的类似目的的其他原材料的产量 的知识选择合适的触变剂材料。
[0078] 最优选地,但不限于本发明的目的,火成二氧化硅被确定。其是通过在约1200°C的 自由火焰上在高压下喷涂获得的二氧化硅类型,这导致在硅原子和氧原子之间的连接的伸 长。这给分子提供高的范德华力值,所述高的范德华力值通过其中添加火成二氧化硅的溶 液的相当大的触变性质
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