耐候水性木涂料制造技术

本发明专利技术提供包含具有式(I)的结构的脂肪胺季铵盐的水基涂料组合物，其中R

Weatherproof Waterborne Wood Coatings

The present invention provides a water-based coating composition comprising a fatty amine quaternary ammonium salt having a structure of formula (I), wherein R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐候水性木涂料专利
该领域涉及木涂料配制剂，和制备这类涂料的方法。更具体而言，该领域涉及可由使用者施涂于木基底上的水性涂料配制剂。背景将木染色配制剂施涂于外部木表面，例如木家具或固定设备上以延长木表面的寿命，保持表面的外观，和/或改进木基底的性能或耐久性。外部木表面暴露于极端气候条件如雪、热、太阳和雨下，导致木容易发霉、生霉以及受UV暴露损害。提供一种或多种功能如防雨性、防霉和霉菌性、抗菌性能和防害虫性的木染色配制剂用于延长木基底的耐久性。木染色配制剂可以为油基或溶剂基体系。油基体系可能要求长干燥时间。非水溶剂基体系可能具有较短的干燥时间，但由于溶剂的使用，是较不生态友好的。鉴于关于不同涂料体系中容许的挥发性有机化合物(VOC)的量确立的极限的环境法规，存在从溶剂基涂料向水基体系的转变。水基涂料是更加生态友好的。然而，水基涂料的一个缺点是这类涂料组合物以一定速率干燥，所述速率取决于涂覆环境的温度和湿度。在低湿度条件下，水基涂料可快速干燥。然而，在较高的大气湿度下，干燥时间较长，因为水从涂料组合物中较慢地蒸发。因而，某些水基涂料仅在延长的干燥时间以后变得耐水。木染色配制剂通常要求基底在涂覆以前是干的，这通常意指在施涂涂层以前，使用者必须等待1-2天以便基底干燥。一些木染色配制剂还指定涂料仅能在特定温度范围内施涂，并且仅如果预期接下来24小时或更久没有雨。现有水性涂料是不利的，因为它们要求足够干的基底，和/或施涂后的无雨气候条件以及取决于温度和施涂条件的干燥时间。不要求基底在施涂以前是干并且可甚至在高大气湿度下快速干燥的水性涂料组合物的加速干燥是理想的。尝试通过将季聚(烯丙胺)作为干燥促进剂结合到涂料组合物中而改进水性涂料的干燥时间。US7,071,260涉及包含至少一种基料和至少一种水溶性季聚(烯丙胺)的快速固化水性涂覆剂。然而，这类涂料组合物不适于耐候类型的施涂并且要求另外的乳化剂以结合季聚(烯丙胺)。改进风干时间的其它路线包括通过包含环氧基的聚丙烯酸酯、脂肪酸和单胺铵盐反应的风干剂。US5,089,342涉及用于提供木或木产品的装饰性和保护涂层的水性涂覆剂，其包含具有化学结合到其中的风干、不饱和脂肪酸结构部分和季铵结构部分的聚丙烯酸树脂作为基料。US5,284,690描述了包含水性剥离涂层的制品，所述水性剥离涂层包含聚合物和具有至少一个脂肪酸酯和至少一个季铵的有机化合物的水溶液或分散体。BE1014749涉及用于涂料组合物的添加剂，其包含非离子和/或阳离子表面活性剂、碱金属偏硅酸盐、碱金属葡糖酸盐、二醇和水。US6,077,888涉及沥青乳液，其可用于制备显示出高粘度和低沥青残留的沥青乳液。乳化组合物为脂肪胺和/或多胺、木质素和非离子表面活性剂的组合。因此，需要容许使用者更加灵活地涂覆外部基底，例如提供较快的干燥时间而不要求基底在施涂以前是干的且不要求涂覆基底在施涂后保持干燥的耐候涂料体系。概述提供包含具有式(I)结构的脂肪胺季铵盐的水基涂料组合物：R1R2R3R4N+X-(I)其中R1、R2、R3和R4独立地选自包含1-30个碳原子的饱和或不饱和、线性或支化、取代或未取代、烷基、芳烷基或烯基，其中R1、R2、R3和R4中的至少一个为C4-C30基团，且X-为来自无机或有机酸的阴离子。脂肪胺季铵盐可包含乙氧基和/或丙氧基。R1、R2、R3和R4中的一个或多个可以被取代且包含一个或多个羟基取代基或醚键。另一方面，提供赋予具有含湿量达100％的基底耐水性的方法。在一个路线中，方法包括将包含式(I)的脂肪胺季铵盐的水基涂料组合物施涂于木质基底上。还描述了包含脂肪胺季铵盐的涂覆基底。还提供制备包含式(I)的脂肪胺季铵盐的水基涂料组合物的方法。如下文中更详细地讨论的，水基涂料组合物和使木基底耐候的方法通过提供较快的干燥时间和容许施涂于不完全干燥的基底上而提供给消费者改进的便利。使用者可施涂涂层的季节延长，因为使用者较少取决于气候和其它环境条件以便成功地赋予基底耐水性。附图简述图1阐述关于在40℃下储存1天的对照和本专利技术配制剂的水喷雾试验结果。图2阐述关于在40℃下储存6天的对照和本专利技术配制剂的水喷雾试验结果。图3阐述作为涂料配制剂中的季铵盐添加剂含量的函数，涂覆木板的颜色变化。图4阐述对照耐候性木染色配制剂在40℃下储存以后的流变。图5阐述包含季铵盐添加剂的木染色配制剂在40℃下储存以后的流变。图6阐述包含又一季铵盐添加剂的木染色配制剂在40℃下储存以后的流变。详述本公开内容一般性地涉及用于赋予基底耐水性的水性涂料，和赋予基底耐水性的方法。例如通过赋予耐水性的耐候性基底提供给基底较小的对气候和暴露相关损害的敏感性，并且可延长和/或改进基底的性能。还提供制备提供给基底早期耐湿性的水性涂料的方法和涂覆耐水基底。本公开内容的水基涂料组合物在施涂中提供在预先通过先前的耐候涂料体系未实现的增强灵活性。本公开内容的水基涂料组合物通过在将涂层施涂于基底上以前不要求基底为干的而在涂覆过程中较早地提供耐水性。此外，还实现涂覆过程中的早期耐水性，因为本专利技术涂料配制剂快速干燥，不需要其它水基涂料组合物所需的延长的干燥时间。本公开内容的基底包括由各种材料制成的多种基底，例如木、塑料、纸或纸板。在一些方面中，基底为多孔基底，例如木基底。在一个路线中，本专利技术涉及木基底。木基底的实例包括但不限于：橡木、枫木、黄松木、桦木、云杉木、胡桃木、白杨木和山杨木。也可使用其它木基底以及各种胶合基底。这类木基底可以为暴露于外部环境的表面，例如室外甲板、家具或固定设备。本公开内容的水性涂料包含式(I)的脂肪胺季铵盐：R1R2R3R4N+X-(I)其中R1、R2、R3和R4独立地选自包含1-30个碳原子的饱和或不饱和、线性或支化、取代或未取代、烷基、芳烷基或烯基，其中R1、R2、R3和R4中的至少一个为C4-C30基团，且X-为来自无机或有机酸的阴离子。R1、R2、R3和R4中的任一个可包含羟基取代基或醚键。式(I)的脂肪胺季铵盐可包含乙氧基和/或丙氧基。可使用任何料源提供式(I)季铵化合物的R基团。合适地，一个R基团、2、3或所有4个R基团衍生自天然料源。合适地，C4-C30基团衍生自天然料源。优选的天然料源为油和脂肪，例如来自陆地动物、海洋动物和植物的油和脂肪。来自陆地动物的脂肪和油的料源包括牛脂、储存脂肪、猪油、牛蹄油和动物脂(例如来自牛肉和羊肉)。来自海洋动物的脂肪和油的料源包括鱼肝油、鲱鱼油、鲱鱼油、沙丁鱼油、鲸油油和鲸油。来自植物的脂肪和油的料源包括巴巴苏仁油、蓖麻油、椰油脂、椰子油、棉子油、亚麻子油、芥子油、印度楝树油、皂脚油、奥蒂油、橄榄油、棕榈油、棕榈仁油、花生油、紫苏油、罂粟子油、菜子油、红花油、芝麻油、大豆油、向日葵油、妥尔油、桐油和小麦胚芽油。在一个路线中，合适的油和脂肪选自椰子油、大豆油(大豆)、牛脂、棕榈油、棕榈仁油、菜子油、猪油、向日葵油、玉米油、红花油、芥花油、橄榄油、花生油及其组合。在另一路线中，合适的油和脂肪选自大豆油、牛脂或椰子油，例如完全或部分氢化大豆油、完全或部分氢化牛脂或者完全或部分氢化椰子油。在一些路线中，脂肪酸为完全或部分氢化牛脂，在某些路线中，脂肪酸的料源为完全氢化牛脂。合适的脂肪酸可包本文档来自技高网...

【技术保护点】
水性涂料，其包含：‑含水溶剂，‑具有以下结构的脂肪胺季铵盐：R

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.22 EP 15152053.3;2014.12.15 US 62/091,8701.水性涂料，其包含：-含水溶剂，-具有以下结构的脂肪胺季铵盐：R1R2R3R4N+X-其中R1、R2、R3和R4独立地选自包含1-30个碳原子的饱和或不饱和、线性或支化、取代或未取代、烷基、芳烷基或烯基，其中R1、R2、R3和R4中的至少一个为C12-C30基团，优选C16-C30基团，更优选C18-C30基团，甚至更优选C18-C24基团，最优选C18基团，且X-为来自无机或有机酸的阴离子，和-量为水性涂料的40％至90重量％的基料。2.根据权利要求1的水性涂料，其中脂肪胺季铵盐包含乙氧基和/或丙氧基。3.根据权利要求1或2的水性涂料，其中R1、R2、R3和R4中的至少一个包含羟基取代基或醚键。4.根据权利要求2或3的水性涂料，其中乙氧基的数目为1-30，优选1-10。5.根据权利要求2或3的水性涂料，其中丙氧基的数目为1-10，优选1-5。6.根据权利要求2-5中任一项的水性涂料，其中乙氧基和丙氧基的数目为1-40，优选2-20。7.根据权利要求6的水性涂料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞铧，L·沈，
申请(专利权)人：阿克苏诺贝尔化学品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL