提高含水组合物粘度稳定性的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过向含水组合物中加入至少一种多疏体与至少一种单疏体的混合物来提高该含水组合物粘度稳定性的方法。该方法特别适用于提高包含至少一种缔合增稠剂的含水组合物，特别是在向该含水组合物中加入高含量表面活性剂或包含表面活性剂的添加剂（如，着色剂）时的粘度稳定性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。本专利技术的方法特别适用于提高包含缔合增稠剂的含水组合物的粘度稳定性。缔合增稠剂是化学连接到疏水基团上的水溶性或水膨胀性聚合物。缔合增稠剂通过增稠剂分子上的疏水基团与体系中其它组分的部分之间的非特定缔合作用，如在表面上的吸附和在溶液中的聚集(类似于胶束化)而增稠它们所加入的体系，这种作用类似于常规表面活性剂的非特定缔合作用。由于缔合增稠剂的疏水缔合作用是非特定的，因此极大地受表面活性剂和水混溶性有机溶剂的影响。表面活性剂的疏水物可竞争颗粒表面上的吸附位，因此会阻碍或提高增稠剂疏水物之间的缔合作用，这取决于该表面活性剂的HLB。一旦缔合增稠剂完全从颗粒(如，胶乳颗粒)上解吸，其性质就如同一种非吸附增稠剂，并通过体积限制过程而絮凝该胶乳。包含缔合增稠剂的一类问题是，在加入包含高含量表面活性剂的着色剂时，中剪切(Krebs-Stormer)粘度会下降。在将油漆调成深色调时尤其成问题，因为着色剂往往伴随高含量的表面活性剂。着色剂以着色剂盎司数/加仑油漆(以下称作“盎司/加仑”)为单位加入油漆。浅色(淡而柔和的色彩)油漆通常包含不超过4盎司/加仑的着色剂。中色调油漆通常包含大于4-8盎司/加仑的着色剂。深色调油漆通常包含8-12盎司/加仑的着色剂。一般来说，可以足够高的中剪切粘度配制出浅色基料，只要所加着色剂不会将粘度降至不可接受的程度。已经发现，缔合增稠剂混合物在某些情况下不如单个增稠剂对加入着色剂敏感。但这些溶液都完全不令人满意，因为它们需要艰苦地再配制，或增加成本或两者，尤其是在深色调油漆时。本专利技术的方法和包含多疏体和单疏体的混合物提供了一种解决这些问题的途径。在许多常规的含水组合物，如在油漆、粘合剂和其它涂料组合物中，已知将缔合增稠剂之类的多疏体与表面活性剂之类的单疏体结合使用。例如，EP-A-0773263公开了一种包含固体缔合增稠剂以及一种或多种表面活性剂的基本上无水组合物，而且在第3页、47-48行具体指出，其中所公开的混合物在颜料化涂料组合物中性能不好。Tarng等人在“Model Associative Aqueous Solutions”，Adv.Chem.Ser.，第48卷，305-341页中公开了HEUR缔合增稠剂与低分子量表面活性剂，即阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠，Mw＝348)或非离子表面活性剂(C13H27(OCH2CH2)9OH，Mw＝596)的混合物。这些常规的含水组合物都没有采用选定多疏体组分与选定单疏体组分的混合物，其中单疏体分子量与多疏体分子量的比率与常规含水体系中类似组分相比较大。本专利技术的这种独特混合物提供了一种解决已困惑油漆工业达20年以上的严重问题的途径。附图说明图1是有和没有本专利技术混合物的包含HASE缔合增稠剂的油漆，在加入着色剂时从起始KU＝90的粘度下降值(KU)相对所加酞蓝着色剂用量(盎司/加仑)的曲线图。图2是有和没有本专利技术混合物的包含HEUR缔合增稠剂的油漆，在加入着色剂时从起始KU＝90的粘度下降值(KU)相对所加酞蓝着色剂用量(盎司/加仑)的曲线图。图3是没有本专利技术混合物(对比)、没有本专利技术混合物的单疏体组分(对比)和有本专利技术混合物的包含HEUR缔合增稠剂的油漆，在加入着色剂时从起始KU＝90的粘度下降值(KU)相对所加酞蓝着色剂用量(盎司/加仑)的曲线图。图4是没有本专利技术混合物(对比)和没有本专利技术混合物的多疏体组分(对比)的包含HASE缔合增稠剂的油漆，在加入着色剂时从起始KU＝90的粘度下降值(KU)相对所加酞蓝着色剂用量(盎司/加仑)的曲线图。图5是包含HASE缔合增稠剂和各种Mn比率(单疏体亲水链段多疏体亲水链段)(对比例和本专利技术混合物)的油漆，在加入着色剂时从起始KU＝90的粘度下降值(KU)相对所加酞蓝着色剂用量(盎司/加仑)的曲线图。图6是包含HASE缔合增稠剂(对比)、以及包含具有各种Mn的多疏体亲水链段的混合物(对比例和本专利技术混合物)的油漆，在加入着色剂时从起始KU＝90的粘度下降值(KU)相对所加酞蓝着色剂用量(盎司/加仑)的曲线图。图7是包含HASE缔合增稠剂(对比)、以及包含其中疏水基团尺寸不同的单疏体和多疏体的各种混合物(对比例和本专利技术混合物)的油漆，在加入着色剂时从起始KU＝90的粘度下降值(KU)相对所加酞蓝着色剂用量(盎司/加仑)的曲线图。图8是包含HASE缔合增稠剂(对比)、以及包含通过游离基聚合反应合成的单疏体和多疏体的各种混合物(本专利技术混合物)的油漆，在加入着色剂时从起始KU＝90的粘度下降值(KU)相对所加酞蓝着色剂用量(盎司/加仑)的曲线图。本专利技术涉及一种通过向组合物中加入包含以下物质的混合物来提高该组合物粘度稳定性的方法(a)至少一种多疏体(multiphobe)，所述多疏体包含至少一个亲水链段和至少两个疏水链段；其中所述多疏体亲水链段的数均分子量(Mn)大于2000；其中所述多疏体疏水链段的疏水性足以形成非特定疏水缔合作用；和(b)至少一种单疏体(monophobe)，所述单疏体包含至少一个亲水链段和仅一个疏水链段；其中所述单疏体亲水链段的Mn至少为多疏体亲水链段Mn的一半；且其中所述单疏体疏水链段的疏水性足以形成非特定疏水缔合作用。本专利技术方法可用于稳定包含至少一种缔合增稠剂的含水组合物的粘度。如果将表面活性剂或包含表面活性剂的添加剂，如着色剂尤其以高含量加入含水组合物，它特别适用于稳定包含至少一种缔合增稠剂的该含水组合物的粘度。除非另有所指，本文所用的数均分子量(在此称作“Mn”)的所有值都通过高压液体色谱(本文称作“HPLC”)测定。本文所用的“KU”应该指Krebs单位，它是一种对通过Kreb-Stormer粘度计测得的中剪切粘度的度量。本文所用的“粘度稳定性”应该指含水组合物在加入表面活性剂或含表面活性剂的组合物时的耐粘度变化的能力，由KU度量。优选用于乳胶漆的粘度稳定剂在加入最高12盎司/加仑的着色剂时必须产生低于约10个单位的KU粘度变化。更优选用于乳胶漆的粘度稳定剂在加入最高12盎司/加仑的着色剂时必须产生低于约5个单位的KU粘度变化。本文所用的前缀“(甲基)丙烯酸-”应该是指甲基丙烯酸-和丙烯酸-类型的任何单体。本文所用的术语“含水组合物”应该是指主要在水中而不是在有机溶剂中提供的组合物。但可以考虑，在该组合物中包含少量的有机溶剂，不过该组合物仍满足“含水组合物”的定义。本文所用的术语“基础油漆”应该是指要着色或调色的白色油漆。为了能够将该白色油漆着色或调色至不同程度，该基础油漆可包含各种量的二氧化钛以保证适当着色或调色。本文所用的术语“疏水相当物”应该是指与其烃类似物在疏水性上定量相当的部分，包括杂原子取代的烃和硅氧烷类似物。疏水性的定量测量描述于C.Hansch和A.Leo，Exploring QSAR-Fundamental andApplications in Chemistry and Biology，(Washington，D.C.AmericanChemical Society(美国化学学会)，1995)的第4和第5章。可用于本专利技术方法的多疏体是包含至少一个亲水链段和至少两个疏水链段的化合物。该多疏体优选二疏体。多疏体亲水链段的Mn大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过向含水组合物中加入包含以下物质的混合物来提高该组合物粘度稳定性的方法：（ａ）至少一种多疏体，所述多疏体包含至少一个亲水链段和至少两个疏水链段；其中所述多疏体亲水链段的Ｍｎ大于２０００；其中所述多疏体疏水链段的疏水性足以形成非特定疏水缔合作用；和（ｂ）至少一种单疏体，所述单疏体包含至少一个亲水链段和仅一个疏水链段；其中所述单疏体亲水链段的Ｍｎ至少为多疏体亲水链段Ｍｎ的一半；且其中所述单疏体疏水链段的疏水性足以形成非特定疏水缔合作用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DR阿米克，JW尼利，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]