具有磷酸官能化胶乳粘合剂和缔合型增稠剂的色漆配制品制造技术

本发明专利技术涉及一种包含水性分散体的组合物，所述水性分散体具有：具有疏水部分的缔合型增稠剂，所述疏水部分具有在2.7到4.8范围内的计算log P；和复合粒子，其包含吸附到TiO2粒子表面的磷酸官能化聚合物粒子。本发明专利技术的组合物向配制者提供在使用低剪切速率增稠剂和中等剪切速率增稠剂方面的灵活性以平衡油漆性能。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及含有磷酸官能化胶乳粘合剂和缔合型增稠剂的色漆配制品，所述缔合型增稠剂经设计以组合物的所期望斯托默(Stormer)粘度为目标，特别当期望提高的ICI粘度时向配制者提供灵活性。由于二氧化钛(TiO2)高的折射率，其广泛用于在油漆配制品中产生不透明性。TiO2成本的快速增加已经促使人们寻找更有效的方法来减小此颜料浓度而不牺牲遮盖力。可通过改善在TiO2粒子之间的间距来实现功效，例如通过将磷酸官能化乳液聚合物粒子吸附到TiO2粒子的表面。(参见，例如US7,081,488、US7,179,531和US2015/000546A1)。所得复合结构展现出增加的粘度功效，这可不利地影响配制者使用传统增稠剂如疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯(HEUR)聚合物增稠剂，将KU流变响应调整到所期望的粘度的能力。因此，期望发现一种既提供有效使用TiO2又提供KU增效能力的组合物。在复合粒子的存在下，在高剪切速率下此类组合物将促进油漆配制品的粘度调节，而在低剪切速率和中剪切速率下不超过粘度目标，并且将具有在使用低剪切速率增稠剂和中剪切速率增稠剂中增加柔性以平衡其它油漆性能的附加益处。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种包含水性分散体的组合物解决了本领域中的需要，所述水性分散体具有：a)以组合物的重量计，0.02重量％到2重量％的具有疏水部分的缔合型增稠剂，所述疏水部分具有在2.7到4.8范围内的计算logP；和b)以组合物的重量计，5重量％到60重量％包含吸附到TiO2粒子表面的磷酸官能化聚合物粒子的复合粒子；其中组合物的体积固体含量在30体积％到44体积％范围内，其条件是当体积固体含量在30体积％到36体积％范围内时，缔合型增稠剂的疏水部分的计算logP在4.0到4.8范围内。具体实施方式本专利技术为一种包含水性分散体的组合物：所述水性分散体具有：a)以组合物的重量计，0.02重量％到2重量％的具有疏水部分的缔合型增稠剂，所述疏水部分具有在2.7到4.8范围内的计算logP；和b)以组合物的重量计，5重量％到60重量％包含吸附到TiO2粒子表面的磷酸官能化聚合物粒子的复合粒子；其中组合物的体积固体含量在30体积％到44体积％范围内，其条件是当体积固体含量在30体积％到36体积％范围内时，缔合型增稠剂的疏水部分的计算logP在4.0到4.8范围内。如缔合型增稠剂包含具有末端疏水基团或内部疏水基团或这两者的水溶性聚合物主链。优选地，缔合型增稠剂的浓度为0.1重量％到1重量％。合适的主链的实例包括聚醚主链、聚甲基丙烯酰胺主链、多醣主链或聚乙烯主链，优选聚醚主链。更优选地，缔合型增稠剂为疏水改性的环氧烷氨基甲酸酯聚合物，最优选疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯聚合物(HEUR)。此聚合物可通过在反应条件下将以下各项一起接触制备：a)二异氰酸酯；b)水溶性聚亚烷基二醇；和c)封端剂。合适的二异氰酸酯的实例包括1,4-四亚甲基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,2,4-三甲基-1,6-二异氰酸酯基己烷、1,10-十亚甲基二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸酯基环己烷)、2,4'-亚甲基双(异氰酸酯基环己烷)、1,4-亚环己基二异氰酸酯、1-异氰酸基-3-异氰酸酯基甲基-3,5,5-三甲基环己烷(IPDI)、间亚苯基二异氰酸酯和对亚苯基二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯和2,4-甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、4-氯-1,3-亚苯基二异氰酸酯、4,4'-亚联苯基二异氰酸酯、4,4'-亚甲基二苯基异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯和1,5-四氢亚萘基二异氰酸酯。水溶性聚亚烷基二醇是指水溶性聚环氧乙烷、水溶性聚环氧乙烷/聚环氧丙烷共聚物和水溶性聚环氧乙烷/聚环氧丁烷共聚物。如本文所用，术语环氧丙烷是指具有-(OCH2CH2CH2)-和/或-(OCH(CH3)CH2)-重复基团的聚合物。优选的水溶性聚环氧乙烷为聚乙二醇，特别是重均分子量在4000，更优选6000并且最优选7000到20,000，更优选到12,000并且最优选到9000道尔顿(Dalton)的范围内的聚乙二醇。合适的聚乙二醇的实例为以CARBOWAXTM8000聚乙二醇(密歇根州米德兰(Midland,MI)陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany)(“陶氏”)或陶氏的附属公司的商标)市售的PEG8000。例如可通过使具有至少三个异氰酸酯基的化合物与化学计量过量的水溶性聚亚烷基二醇反应，接着进行中间体与化学计量过量的二异氰酸酯的反应以形成具有异氰酸酯基的支化聚氨基甲酸酯聚合物，接着用封端剂封端异氰酸酯基来制备支化疏水改性的环氧烷氨基甲酸酯聚合物。具有三个异氰酸酯基的优选化合物的实例包括氰尿酸酯和缩二脲三聚体，如HDI异氰尿酸酯(三聚体)和IPDI异氰尿酸酯(三聚体)，如下所示：由其导出计算的logP(cLogP)的疏水部分可由以下式中的任一个表征：计算的LogP片段其中氧原子通过饱和碳原子共价键合到聚合物主链(波形线)；其中R1为二价基团并且R2和R3为选择获得所期望cLogP的一价基团。优选地，R1为C4-C14烷基、C5-C8环烷基或C1-C9烷基和C5-C7环烷基的组合。优选地，R2为C3-C10烷基、C5-C8环烷基或苄基；X为O或NR2'，其中R2'为H或选择获得所期望cLogP的一价基团。优选地，R2'为H、C1-C6-烷基、苄基或C5-C8环烷基。可替代地，R2为在本专利技术所期望cLogP范围的范围内的含有烷基、环烷基或芳香基的叔胺。R3优选为C7-C11-烷基、二苄基氨基-C2-C5-烷基、二-C4-C6-烷基氨基-C1-C4-烷基、C6-C8-烷基苯基。使用ChemBioDrawUltra13.0(珀金埃尔默(PerkinElmer)确定cLogP，其使用化学片段算法方法，用于基于其组成部分评估分子的分配系数。在所期望cLogP范围的范围内的R1、R2和R2'基团的组合的实例如下：其中-H12MDI-是指亚甲基双(异氰酸酯基环己烷)的异构体的片段：-IPDI-是指1-异氰酸基-3-异氰酸酯基甲基-3,5,5-三甲基环己烷的片段：-HDI-是指六亚甲基二异氰酸酯的片段：其中虚线表示R1附接到NH基团的点。合适的-OR3基团的实例包括-O-正十一烷基(cLogP＝4.42)、-O-正癸基(cLogP＝3.89)、-O-正壬基(cLogP＝3.36)、-O-正辛基(cLogP＝2.83)、-O-2-乙基己基(cLogP＝2.70)、-O-3,5,5-三甲基己基(cLogP＝2.97)、-O-3,7-二甲基辛基(cLogP＝3.63)、-O-二苄基氨基乙基(cLogP＝3.10)、-O-2-丙基庚基(cLogP＝3.76)、-O-二戊基氨基乙基(cLogP＝3.76)、-O-正辛基苯基(cLogP＝4.77)和-O-2,6-二甲基庚基(cLogP＝3.10)。片段的优选cLogP取决于组合物的体积固体含量。当体积固体为30体积％到36体积％时，片段的cLogP为4.0并且优选4.2到4.8，优选到4.7；当体积固体为36体积％到44体积％时，片段的cLogP为2.7，优选3.0，并且更优选3.5到4.8，优选到4.7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含水性分散体的组合物，所述水性分散体具有：a)以所述组合物的重量计，0.02重量％到2重量％的具有疏水部分的缔合型增稠剂，所述疏水部分具有在2.7到4.8范围内的计算log P；和b)以所述组合物的重量计，5重量％到60重量％包含吸附到TiO2粒子表面的磷酸官能化聚合物粒子的复合粒子；其中所述组合物的体积固体含量在30体积％到44体积％范围内，其条件是当所述体积固体含量在30体积％到36体积％范围内时，所述缔合型增稠剂的所述疏水部分的所述计算log P在4.0到4.8范围内。

【技术特征摘要】
2015.09.17 US 62/2198921.一种包含水性分散体的组合物，所述水性分散体具有：a)以所述组合物的重量计，0.02重量％到2重量％的具有疏水部分的缔合型增稠剂，所述疏水部分具有在2.7到4.8范围内的计算logP；和b)以所述组合物的重量计，5重量％到60重量％包含吸附到TiO2粒子表面的磷酸官能化聚合物粒子的复合粒子；其中所述组合物的体积固体含量在30体积％到44体积％范围内，其条件是当所述体积固体含量在30体积％到36体积％范围内时，所述缔合型增稠剂的所述疏水部分的所述计算logP在4.0到4.8范围内。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述缔合型增稠剂包含聚醚，所述聚醚为具有由以下结构表示的疏水部分的疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯聚合物：其中X为O或NR2'，其条件是当R2为CH3(CH2)3-或CH3(CH2)2-时，X为O并且R1为-H12MDI-；或者当R2为CH3(CH2)5-或CH3(CH2)4-或CH3(CH2)3或苄基时，X为O并且R1为-IPDI-；或者当R2为CH3(CH2)7-或CH3(CH2)6-或CH3(CH2)5-或CH3(CH2)4-时，X为O并且R1为-HDI-；或者当R2为(苄基)2NCH2CH2-时，X为O并且R1为-HDI-；或者当R2为苄基并且R2'为CH3-时，X为NR2'并且R1为-H12MDI-；或者当R2为环己基并且R2'为H时，X为NR2'并且R1为-H12MDI-；或者当R2和R2'各自为苄基、环己基、CH3(CH2)3-或CH3(CH2)4-时，X为NR2'并且R1为-HDI-；或者当R2为CH3(CH2)5-、CH3(CH2)6-或CH3(CH2)7-并且R2'为H时，X为NR2'并且R1为-HDI-；或者当R2为CH3...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·勃林，A·S·布朗奈尔，J·郭，K·J·亨德森，E·L·基利安，J·J·拉巴斯克，D·A·桑赛，J·斯特拉克，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US