一种用于涂料组合物的改性粘结剂聚合物制造技术

一种用于涂料组合物如漆、清漆或木材着色剂的成膜粘结剂聚合物，其中该聚合物通过存在的衍生自植物树胶，特别是可由植物纤维获得的植物纤维树胶，尤其是玉蜀黍纤维树胶的粘合部分，更特别是衍生自蛋白质－木聚糖和／或呋喃糖的部分改性。该改性粘结剂聚合物需要使用最少的聚并溶剂，而不会产生不能通过耐擦性试验的不良干燥漆涂层，同时改进干燥涂料组合物的不透明度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于涂料组合物的改性成膜粘结剂聚合物和含该改性聚合物的涂料组合物。该改性组合物特别适用于建筑涂料组合物如漆、清漆或木材着色剂，它们可通过刷子、辊或衬垫在0至30℃的环境温度下涂于与建筑物、家具或在建筑物中或其周围发现的装置相关的表面。为简化起见，将所有这些建筑涂料组合物称为“漆(paints)”。所有含水建筑漆包含成膜粘结剂聚合物。作为液体涂料漆在表面上干燥，这种成膜粘结剂聚合物起到形成漆膜(即干燥涂层)的作用，该漆膜粘结至表面，同时粘合漆的所有非挥发性组分，特别包括存在的所有遮光剂、颜料和增量剂。可获得各种常规成膜粘结剂聚合物，但最通常用于含水建筑漆的那些为由单烯属不饱和单体获得三种广义类型，口语中通常称为“丙烯酸类”、“乙烯基类”和“苯乙烯类”。“丙烯酸类”通常为一种或多种单烯属不饱和羧酸的至少两种烷基酯的共聚物(例如甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物)，而“乙烯基类”通常包括不饱和羧酸的单乙烯基酯与至少一种丙烯酸类单体或不同单乙烯基酯的共聚物。“苯乙烯类”为含苯乙烯(或类似单乙烯基芳香单体)和通常为丙烯酸类的可共聚单体的共聚物。这种成膜粘结剂聚合物可作为在载体液体中的溶液共聚物或分散体共聚物生产。溶液共聚物基本上溶于载体液体中，而分散体共聚物作为在载体液体中的分立颗粒生产。颗粒的溶剂性或含水分散体需要稳定剂，有时称为乳化剂或表面活性剂，以防止颗粒絮凝和形成沉降物，由此改进分散体的贮存和剪切稳定性。载体液体可为有机溶剂或含水介质。典型地用于制备溶液共聚物的载体液体为对相关共聚物是良溶剂的液体，这样该共聚物基本上溶解于其中。当载体液体含水时，至少50wt％的液体为水，剩余的为与水相容的有机溶剂或溶剂混合物。可用于成膜粘结剂聚合物的这种溶液或分散体共聚物，无论其为溶剂性或水性的，都可分别通过公知的溶液聚合或乳液聚合方法生产。含常规成膜粘结剂聚合物颗粒的含水分散体的漆特别适合在高于10℃的较温暖温度下涂于表面上，但若它们在低温下涂敷，则形成的漆的干燥涂层趋于龟裂，最终耐擦性不良。出现龟裂的原因是低温妨碍粘结剂聚合物颗粒聚并为薄膜。聚并可通过将所谓的有机“聚并溶剂”加入漆配料中加以改进，这种有机溶剂的典型是乙二醇、丙二醇、苄醇和称为“Texanol”的专用溶剂，其为三甲基戊烷二醇异丁酸酯。目前，认为此类溶剂环境不友好，因此解决龟裂问题的另一替代方法已使用具有更低玻璃转化温度(Tg)的粘结剂聚合物，尽管这种低Tg存在已知的缺点。第一个缺点是降低耐擦性。第二个缺点是与新涂布的漆的干涂层相关的粘性持续更长时间。玻璃转化温度Tg在欧洲专利说明书EP 0 425 085A中定义，其内容这里作为参考引入。不透明漆通常含颗粒颜料如金红石形式的二氧化钛作为不透明白色颜料。将金红石颗粒用其它氧化物涂布以将金红石促进光诱导降解的任何趋势降至最低，这样金红石昂贵。若金红石以高浓度用于漆配料中还降低漆的干涂层的耐擦性。干燥漆膜中的颜料量是一个重要特征，因为它可影响例如干漆的最终颜色、不透明性、硬度和耐擦性。它通常表示为干膜中所含的颜料的体积相对于干漆(包括粘结剂)的总体积。该比例通常称为漆的颜料体积浓度或PVC，并用百分比表示。其它不成膜颗粒材料如填料和增量剂(例如瓷土)可包括在计算中以得到总PVC，这里表示为PVC(总)，由此将其与PVC(TiO2)相区别，该PVC(TiO2)涉及仅由漆的二氧化钛含量获得的PVC。不透明颜料如二氧化钛可能昂贵以及对漆的性能如抗擦伤性和耐久性具有有害影响。漆的不透明性的任何改进可通过降低漆的开销或改进不透明性而开发，这样需要更少的漆涂料。这对于柔和的彩色和白色是特别重要的，因为这样的颜色通常具有低不透明性。本专利技术的一个目的是提供用于涂料组合物的改性成膜粘结剂聚合物，该聚合物至少最大限度地减少并通常避免涂料组合物需要含有机聚并溶剂，这样不会诱导在漆的干涂层中诱导薄膜龟裂或形成不良抗擦伤性和持续粘性。另一目的是改进涂料组合物的不透明性。再一目的是促进二氧化钛，特别是金红石的不透明和着色效果，这样为获得给定不透明性在配方中对其需要很少。本专利技术的又一目的是提供含改性成膜粘结剂聚合物的涂料组合物。因此，本专利技术提供一种用于涂料组合物的成膜粘结剂聚合物，其中聚合物通过存在的结合部分，优选可由植物树胶获得的蛋白质-木糖胶和/或呋喃糖部分改性。优选地，基于改性粘结剂的重量的改性量为0.1％至15％，更优选为1％至10％。术语结合(bonded)不仅包括其中植物树胶部分和成膜粘结剂聚合物通过例如共价键化学结合的情况，而且包括它们以紧密混合物存在的情况。结合部分优选化学连接，更优选通过共价键连接至粘结剂聚合物。当改性成膜粘结剂聚合物为分散体时，优选地大部分颗粒，优选所有颗粒基本上都由粘结剂聚合物和植物树胶部分组成，无论其为化学结合或为混合物形式。这些颗粒进一步更优选为核壳型。已发现，含改性粘结剂聚合物的涂料组合物要求最少量、通常为零的有机聚并溶剂，然而在组合物的干涂层中不会遇到明显的薄膜龟裂、不良耐擦性或过分持久的粘性。同时，改进了涂料组合物的不透明性。合适的植物树胶包括由植物，通常为具有损坏树皮的树渗出的那些。合适的这类树胶为由金合欢树产生的阿拉伯树胶。替代的和其它合适的植物树胶可由形成植物纤维部分的植物纤维获得。通常，纤维部分来源于外壳或种子壳但任何植物纤维材料均可。含适合改性粘结剂聚合物的部分的有用植物树胶可由各种植物的纤维材料获得，这些植物包括玉蜀黍、小麦、燕麦、大麦、稻米和甜菜。可由甜菜获得的植物树胶又称为阿拉伯聚糖。为由植物纤维获得植物树胶，必须将纤维进行化学处理。美国专利说明书US 6,147,206(2000年11月14日出版)，其内容这里作为参考引入，描述了从玉蜀黍纤维提取树胶的方法，尽管其中包括的教导也可用于从其它纤维材料中提取植物树胶。US 6,147,206中公开的方法概述如下。粗玉蜀黍纤维在用于萃取淀粉的方法中由湿或干磨玉蜀黍的副产品获得。由研磨方法获得的粗玉蜀黍纤维含约20％重量的淀粉。这可通过如下两种方法之一除去将纤维在水中以约7wt％固体淤浆化并加热至90℃，接着用热稳定α淀粉酶处理至少1小时。合适量的酶在纤维固体上约1wt％。随后，将该纤维通过筛子或水平滗析器过滤以除去溶解的淀粉并用新鲜水漂洗以产生去淀粉纤维。作为另一方法，将纤维用水淤浆化并在暴露于蒸汽下的连续蒸锅中蒸煮数秒钟，如此将淀粉增溶溶解。将该纤维用新鲜水漂洗并用一组筛子或水平滗析器过滤，由此产生脱淀粉纤维。将来自各方法的现在含2％重量或更低淀粉的脱淀粉纤维再次在水中淤浆化并用氢氧化钠或氢氧化钙将pH升至11.5。优选氢氧化钠。将温度升至95℃并加入过氧化氢水溶液(33％)，按脱淀粉纤维固体计约10wt％的。淤浆温度保持在95℃约1小时然后将其在高pH下通过水平滗析器过滤以除去玉蜀黍纤维残余物(现在基本上无玉蜀黍纤维树胶)。该碱性液体包含玉蜀黍纤维树胶。用盐酸将碱性液体的pH降至4.5，由此形成过滤物，将其用涂布硅藻土的真空鼓过滤。丢弃沉淀物并将所得溶液喷涂干燥以产生可用于改性成膜粘结剂聚合物的干燥玉蜀黍纤维树胶。合适的植物树胶包括含多糖、蛋白质和灰分(一种不溶性材料)的混合物。这些材料的相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涂料组合物的成膜粘结剂聚合物，其中聚合物通过存在的可由植物树胶获得的结合部分而被改性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：GW古达尔，PL泰勒，
申请(专利权)人：帝国化学工业公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]