掺有一种或更多种抗菌生物表面活性剂的水性涂料和油漆、及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种具有抗细菌活性的水性涂料组合物，其包括从至少一种这样的单体衍生的至少一种乳胶聚合物：所述单体与鼠李糖脂和/或槐糖脂生物表面活性剂共聚或共混。还提供了一种水性建筑涂料组合物，其包括从至少一种这样的单体衍生的至少一种乳胶聚合物：所述单体与鼠李糖脂和/或槐糖脂生物表面活性剂、至少一种颜料、和水共聚或共混。还提供了一种使用生物表面活性剂进行聚合的方法、制备具有抗细菌活性的水性建筑涂料组合物的方法以及一种保护水性涂料组合物免受细菌侵蚀的方法。本发明专利技术的组合物和方法具有意料不到的抗细菌协同效果。

【技术实现步骤摘要】
掺有一种或更多种抗菌生物表面活性剂的水性涂料和油漆、及其使用方法本申请是申请日为2013年5月6日，专利技术名称为“掺有一种或更多种抗菌生物表面活性剂的水性涂料和油漆、及其使用方法”的中国专利申请No.201380036333.3的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2012年5月7日提交的美国临时专利申请No.61/643,855的优先权，其全文以引用的方式并入本文。
本专利技术涉及使用生物表面活性剂的组合物和方法，用以制造建筑涂料(例如油漆)。特别地，本专利技术涉及在用以制造水性乳胶分散体、水性乳胶涂料、水性乳胶漆基和水性乳胶油漆的乳液聚合中将生物表面活性剂作为乳化剂使用。同时，本专利技术涉及将生物表面活性剂作为水性乳胶分散体、水性乳胶涂料、水性乳胶漆基和水性乳胶油漆的添加剂使用。所述生物表面活性剂通常含有鼠李糖脂或槐糖脂。所述生物表面活性剂还可充当杀生物剂和防霉剂，从而提供一种安全的、环境友好的、“绿色”且天然的替代物，用以替代目前用于此目的、可能不够环境友好的化学品(例如表面活性剂和杀生物剂)。本专利技术的一个较大的优点还在于使用生物表面活性剂可以减少或消除这些可能不够环境友好的表面活性剂和杀生物剂的使用。
技术介绍
油漆是液态的、可液化的、或厚浆状的任意组合物，其以薄层的形式应用到基底后转换成固体膜。其最常用于对物体进行保护、着色或提供纹理。油漆含有漆基(也称为漆料或树脂)、稀释剂或溶剂、颜料或填料，并且还可具有其它添加剂。所述漆基(通常称为漆料)是油漆的成膜组分。其是唯一必须存在的组分。根据固化膜所需的性质，还任选地包括下文列出的组分。所述漆基提供黏附力，并强烈地影响诸如以下性质：光泽度、耐久性、弹性、和韧性。在乳胶油漆中所述漆基包含乳胶。乳胶是聚合物微粒在水性介质中的稳定分散体(胶态乳液)。因此，它是橡胶或塑料聚合物微粒在水中的悬浮液/分散体。乳胶可以是天然的或合成的。聚合是用于制造乳液聚合物和聚合物乳胶的优选技术。乳胶油漆是亚微米的聚合物颗粒的水分散体。在油漆语境中的术语“乳胶”仅指水分散体，其中并不包含乳胶橡胶(以往被称为乳胶的橡胶树的树液)这种成分。在用于基底的油漆或涂料的生产中使用通过乳液聚合制备的乳胶是本领域公知技术。通过乳液聚合制备的三类聚合物为：(1)合成橡胶：某些聚合度(grade)的苯乙烯-丁二烯(SBR)、某些聚合度的聚丁二烯、聚氯丁烯(氯丁橡胶)、丁腈橡胶、丙烯酸橡胶、和氟橡胶(FKM)；(2)塑料：某些聚合度的PVC、某些聚合度的聚苯乙烯、某些聚合度的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚偏二氟乙烯、和聚四氟乙烯(PTFE)；以及(3)分散体(以水分散体例如乳胶的形式出售的聚合物)。乳胶油漆被用于多种涂布，包括在内部和外部的、以及平坦结构上的、半光泽的和光泽的涂布。乳胶聚合物漆基是乳胶聚合物，其聚结在一起以形成薄膜。乳胶油漆通过被称为聚结的过程发生固化，其中首先是水、然后是痕量或聚结性的溶剂蒸发，再使乳胶聚合物漆基颗粒聚拢在一起并使之软化，并且将它们融合在一起形成不可逆结合的网状结构，使得所述油漆不会重新溶解于原先负载它的溶剂/水。这是油漆区别于(例如)台式喷墨打印机水性油墨的特性。然而，所述乳液聚合过程中所需的乳化剂的存在对这样的油漆或涂料产生不利的影响。另外，在乳胶聚合中，表面活性剂是必要的，用以提供稳定的单体预乳液、所述聚合中的稳定性、以及最终获得的乳胶的整体稳定性。但在所述油漆中剩余的表面活性剂以及与某些聚合物的水解作用可导致所述油漆仍然容易软化，并且随着时间的推移容易被水降解。所述稀释剂的主要目的是溶解该聚合物并调节油漆的粘度。其是挥发性的且不会成为油漆薄膜的成分。其还控制流动和涂布性能，且在某些情况下，可影响油漆在液体状态下的稳定性。其主要功能是作为非挥发性组分的载体。为了使油性的房屋内部用油漆中较重质的油(例如，亚麻子)能够延展，较轻质的油是必需的。这些挥发性物质可暂时提供它们的性能，一旦溶剂蒸发，剩余的油漆将被固定到表面上。这一组分是任选的，一些油漆不具有稀释剂。水也是水性油漆的主要稀释剂，即使是共溶剂的类型也是如此。溶剂型(也称为油性)油漆可具有有机溶剂的多种组合作为稀释剂，其中包括脂肪族化合物、芳香族化合物、醇类、酮类和油漆溶剂油。具体的实例为诸如石油馏出物、酯类、乙二醇醚及其类似物的有机溶剂。有时具有挥发性的低分子量合成树脂也可作为稀释剂。颜料是掺入所述油漆中以呈现颜色的粒状固体。填料是所掺入的以提供韧性、质地的粒状固体，给予所述油漆特殊的性质，或者用以减少油漆的成本。作为替代的一种方案，一些油漆含有染料，其代替颜料或与颜料相结合。颜料可分为天然型或合成型。天然的颜料包括各种粘土、碳酸钙、云母、硅石、和滑石。合成的颜料可包括经工程改造的分子、煅烧粘土、钡白、沉淀碳酸钙和合成的热解硅石。在制造遮光油漆时，盖底颜料也保护基底免受紫外线的有害影响。盖底颜料包括二氧化钛、酞菁蓝、氧化铁红和许多其他颜料。填料是特殊类型的颜料，其用于给所述薄膜增厚，支持其结构并提升油漆的量。填料通常是便宜的和惰性的材料，例如硅藻土、滑石、石灰、重晶石、粘土等。会经受磨损的地板用油漆可包含细石英砂作为填料。并非所有的油漆都包括填料。另一方面，一些油漆含有大比例的颜料/填料和漆基。除了三个主要类别的成分，油漆可以具有多种多样的混杂添加剂，其通常以小含量进行添加，但在产品上可提供显著的效果。一些实例包括用于调整表面张力的添加剂、提高流动性能的添加剂、改善成品外观的添加剂、增加润湿边缘的添加剂、提高颜料的稳定性、提供防冻性能的添加剂、控制起泡的添加剂、控制结皮的添加剂等。其他类型的添加剂包括催化剂、增稠剂、稳定剂、乳化剂、调质剂、助粘剂、UV稳定剂、平光剂(去光泽剂)、用以对抗细菌生长的杀生物剂及其类似物。添加剂通常不显著改变配方中各独立组分的百分含量。在油漆和涂料添加剂市场中，出于多种原因表面活性剂和杀生物剂都是配方中重要的组分。表面活性剂可作为润湿剂、抗起泡剂和分散剂使用。杀生物剂可用于控制微生物以免腐败，并保护干薄膜免于霉菌生长。出于两个主要的目的，杀生物剂和防霉剂是一罐油漆中使用的两类抗微生物剂。杀生物剂(也被称为罐头防腐剂)是用于使湿油漆免受由细菌生长所导致的腐败，而防霉剂是用来保护干薄膜免受真菌致劣。根据杀生物剂的各种性质使用属于不同类型化学品(例如复合甲醛类、异噻唑啉酮类、氨基甲酸酯(盐)类和硫醇类)的杀生物剂。这些化学品中的某些物质被列为致癌物或腐蚀物和致敏剂。因为新奥尔良的洪水和卡特里娜飓风导致的建筑物破坏，从2000年起至今，室内用油漆更多地使用了干膜杀真菌剂和防霉剂。用于住宅地下室、卫生间和厨房，酒店房间，学校建筑和医院环境的室内用油漆使用防霉剂配置，所述防霉剂不够环境友好、具有触摸不安全的问题、并引起致敏反应。在本行业使用环境友好的化学品增进当前环境中“绿色”化学与可持续发展的意义。在多种应用中表面活性剂是许多剂型的关键成分。油漆和油墨是两个不同类别的产品。例如，台式喷墨打印机(在办公室或住宅中使用)，倾向于使用基于水、二醇、染料或颜料的混合物的水性油墨。这些油墨的制造成本低，但在介质的表面难以控制，往往需要经特殊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抗细菌活性的水性涂料组合物，其包含含有以下物质的分散体：(a)至少一种乳胶聚合物漆基；(b)杀生物有效量的杀生物剂，其为选自由鼠李糖脂和槐糖脂组成的组中的至少一种生物表面活性剂和异噻唑啉酮杀生物剂的组合；和(c)水，其中所述生物表面活性剂与所述异噻唑啉酮杀生物剂的重量比为200‑500：0.3‑1。

【技术特征摘要】
2012.05.07 US 61/643,8551.一种具有抗细菌活性的水性涂料组合物，其包含含有以下物质的分散体：(a)至少一种乳胶聚合物漆基；(b)杀生物有效量的杀生物剂，其为选自由鼠李糖脂和槐糖脂组成的组中的至少一种生物表面活性剂和异噻唑啉酮杀生物剂的组合；和(c)水，其中所述生物表面活性剂与所述异噻唑啉酮杀生物剂的重量比为200-500：0.3-1。2.根据权利要求1所述的组合物，其进一步包含至少一种颜料，且其中所述乳胶聚合物包含至少一种丙烯酸类单体单元。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述乳胶聚合物还衍生自一种或多种选自由以下物质组成的组的单体：苯乙烯，α-甲基苯乙烯，氯乙烯，丙烯腈，甲基丙烯腈，脲基甲基丙烯酸酯，醋酸乙烯酯，支链的叔碳一元羧酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸的乙烯酯，乙烯，以及C4-C8共轭二烯。4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述异噻唑啉酮杀生物剂选自由3-氯甲基异噻唑啉酮/甲基异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮和苯并异噻唑啉酮组成的组。5.一种使用生物表面活性剂进行聚合的方法，其包括使反应混合物进行乳液聚合从而制备乳胶聚合物漆基的步骤，所述反应混合物包含至少一种单体和选自由鼠李糖脂和槐糖脂组成的组中的至少一种生物表面活性剂，其中所述方法进一步包括在聚合后向所述乳液添加异噻唑啉酮杀生物剂，其中所述生物表面活性剂与所述异噻唑啉酮杀生物剂的重量比为200-500：0.3-1。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述异噻唑啉酮杀生物剂选自由3-氯甲基异噻唑啉酮/甲基异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮和苯并异噻唑啉酮组成的组。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述乳液聚合包括：由至少一种单体和所述生物表面活性剂制备稳定的水性预乳液，以及形成包含所述预乳液、引发剂和水的所述反应混合物。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述乳液聚合包括：制备包含引发剂的引发剂溶液；制备包含所述至少一种单体和所述生物表面活性剂的稳定水性预乳液；向反应器添加所述引发剂溶液；以及向所述反应器添加所述预乳液，从而制备所述反应混合物。9.根据权利要求5所述的方法，其进一步包含至少一种颜料。10.根据权利要求5所述的方法，其中所述乳胶聚合物衍生自至少一种选自由以下物质组成的组的丙烯酸类单体：丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、和甲基丙烯酸酯。11.根据权利要求5所述的方法，其包括：-由至少一种第一单体、至少一种第二单体和所述生物表面活性剂制备稳定的水性预乳液，以及-制备包含所述预乳液、引发剂和水的所述反应混合物，-其中所述至少一种第一单体为至少一种选自由以下物质组成的组的丙烯酸类单体：丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、和甲基丙烯酸酯，并且-其中所述至少一种第二单体选自由以下物质组成的组：苯乙烯，α-甲基苯乙烯，氯乙烯，丙烯腈，甲基丙烯腈，脲基甲基丙烯酸酯，醋酸乙烯酯，支链的叔碳一元羧酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸的乙烯酯，乙烯，以及C4-C8共轭二烯。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述预乳液由占水性预乳液总重量0.001％至10％重量的所述生物表面活性剂制得。13.根据权利要求11所述的方法，其中按重量计相对每100份用于形成所述乳胶的单体，所述预乳液包含0.5-10份的表面活性剂，其中所述表面活性剂为乳化剂共混物，其包含：(i)所述生物表面活性剂和(ii)至少一种非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂，其中所述水性预乳液包含足够的乳化剂共混物，以使所述水性预乳液稳定。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉克希米·萨达西旺，
申请(专利权)人：罗地亚管理公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR