活性稀释剂以及含有这些稀释剂的涂料制造技术

本发明专利技术涉及脂肪酸改性碳水化合物在涂料中作为活性稀释剂的应用，该碳水化合物可通过以下物质的反应而获得：（ｉ）至少一种碳水化合物或其酰基酯；和（ｉｉ）脂肪酸，其烷基酯或其衍生物。本发明专利技术进一步涉及含有至少一种粘合剂和作为活性稀释剂的脂肪酸改性碳水化合物的涂料，该脂肪酸改性碳水化合物可通过以下物质的反应而获得：（ｉ）至少一种碳水化合物或其酰基酯；和（ｉｉ）脂肪酸，其烷基酯或其衍生物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
活性稀释剂以及含有这些稀释剂的涂料专利
本专利技术涉及完全由可再生原料获得的脂肪酸改性碳水化合物在油漆，清漆或木材着色料等涂料中作为活性稀释剂的应用。本专利技术还涉及含有所述活性稀释剂的涂料，更具体地说是醇酸涂料。专利技术背景醇酸树脂是长久以来用于成膜涂料组合物的粘合剂，具有美观和表面张力低的特性，能使各种基材润湿并与之粘合，并容易使颜料润湿，可以采用各种对其进行技术涂布，形成在适当使用寿命条件下具有适当保护性的耐用膜并且该树脂是低成本高利润的。醇酸粘合剂对涂料工业的重要性仍然是毋庸置疑的。溶剂挥发产生的环境影响和健康问题迫使开发高固相或甚至无溶剂涂料。提高涂料配方中固体含量的一种方法是，用活性稀释剂代替树脂组合物中的挥发性溶剂。这些活性稀释剂能降低涂布时的油漆粘度，但与传统溶剂不同的是，这些稀释剂能随后被结合入聚合物网状结构中。活性稀释剂的概念是高固体油漆领域中已知的(参见《高固体醇酸树脂》第6章，K.Holmberg，Dekker，1987)。WO 97/02326公开了马来酸辛二烯，延胡索酯和琥珀酸的辛二烯酯作为高固体醇酸树脂配方中活性稀释剂的应用。EP 0685543A2公开了从不饱和植物油的酸所制成的烷基酯在含有醇酸树脂和活性稀释剂的涂料组合物中的应用。WO 95/12641公开了一种含有传统醇酸树脂和由多元醇，多异氰酸酯及不饱和脂肪酸所制成活性稀释剂的高固体粘合剂。部分活性稀释剂和醇酸树脂预聚物是由农产品制得，这些显然是来自可再生原料。醇酸树脂粘合剂应该具有高分子量，才能保证快速干燥并形成适当的保护膜。另一方面，这种粘合剂的分子量应该小到能提供较低的特性粘度，并使涂料配方中的溶剂含量最少。使用活性稀释剂来提高涂料组合物中的固体含量是众所周知的方法。用于氧化干燥醇酸体系的活性稀释剂必须符合以下要求：特性粘度低，与醇酸粘合剂的相容性好，从而保证粘度降低迅速，挥发性低，从-->而防止在固化之前发生蒸发，活性稀释剂无毒性作用，而且产物不会分解，分子中活性部位的数量和种类必须对应于高分子量粘合剂的活性部位数量和种类，才能被交联入聚合醇酸树网状脂结构中，不会发生不适时的交联，从而延长涂料组合物的储存时间，也不会对膜的特性产生不利影响，比如形成的硬度不足，膜变浑浊以及变黄或起皱倾向增加。本专利技术的一个主要目的是，提供可用于涂料的活性稀释剂，这些稀释剂符合上述一项或多项要求。本专利技术进一步的目的是，提供含有完全由可再生原料制成的，能与传统可自氧化长油度或中油度醇酸树脂结合的活性稀释剂的涂料。本专利技术另一个目的是，提供基于醇酸粘合剂和活性稀释剂的涂料，其中所述涂料的干燥特性和膜性能与传统醇酸油漆处于相同水平，而固体含量有显著增加。专利技术概述本专利技术第一方面涉及一种脂肪酸改性碳水化合物在涂料中作为活性稀释剂的应用，这种碳水化合物可通过以下物质的反应而制得：(i)至少一种碳水化合物或其酰基酯；和(ii)脂肪酸，其烷基酯或其衍生物。在一个实例中，本专利技术涉及脂肪酸改性碳水化合物作为活性稀释剂的应用，其中所述碳水化合物的游离OH基团在与所述脂肪酸，其烷基酯或其衍生物反应之后被进一步乙酰化。本专利技术第二方面涉及含有至少一种粘合剂和作为活性稀释剂的脂肪酸改性碳水化合物的涂料，这种碳水化合物可通过以下物质的反应制得：(i)至少一种碳水化合物或其酰基酯；和(ii)脂肪酸，其烷基酯或其衍生物。详细说明这里所用术语“酰基”是指与碳氧双键相连的烷基。这里所称的酰基更具体是指分子式为R1CO-的基团，其中R1表示烷基。这里单独或组合使用的术语“烷基”是指含有1到6个碳原子，优选1到4个碳原子，更优选1到2个碳原子的直链和支链饱和烃基。这些基团的实例包括甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，仲丁基，叔丁基，2-甲基丁基等。这里所用术语“碳水化合物”包括单糖，低聚糖和多糖，以及从单糖通过-->还原糖醇(alditol)等羰基，通过将一个或多个端基氧化成羧酸，或通过用氢原子，氨基，硫羟基或类似的杂原子基团取代一个或多个羟基所获得的物质。还包括这些化合物的衍生物。在一个实例中，所述碳水化合物的酰基酯是低级酰基酯，其中所述用的“低级”指C1-4碳原子。适用的碳水化合物酰基酯是乙酸酯，丙酸酯等。在另一个实例中，所述脂肪酸的烷基酯是短链烷基酯，其中所述“短链”指C1-6碳原子。适用的所述脂肪酸的短链烷基酯是甲基酯，乙酯等。制备用于本专利技术的脂肪酸改性碳水化合物时，该碳水化合物或其酰基酯与脂肪酸，其烷基酯或其衍生物的反应可以按照各种方法进行。这些方法的非限制性实例包括：用各种催化剂的碳水化合物与脂肪酸酯的酯基转移；用脂肪酰氯对碳水化合物酰化；用脂肪酸酐对碳水化合物酰化；用所需的酸本身对碳水化合物酰化。(参见，比如，这些专利全部参考引入美国专利2831854，3600186，3963699，4517360和4518772。这些专利都公开了制备多羟基脂肪酸聚酯的适用方法)。更适用的方法是直接酯基转移或酯交换反应。在另一个实例中，用于本专利技术的脂肪酸改性碳水化合物可以通过以下物质的反应制得：(i)至少一种碳水化合物和(ii)脂肪酸，其烷基酯或其衍生物，并进一步用例如乙酸酐将该反应产物乙酰化。在本专利技术的一个实例中，用于本专利技术的脂肪酸改性碳水化合物可以通过以下物质的酯基转换反应制得：(i)至少一种碳水化合物；和(ii)脂肪酸的烷基酯或其衍生物。任选地进一步用例如乙酸酐将该酯基转移反应的产物乙酰化。在另一个实例中，用于本专利技术的脂肪酸改性碳水化合物可以通过以下物质的酯交换反应制得：(i)至少一种碳水化合物酰基酯；和(ii)脂肪酸的烷基酯或其衍生物。在另一个实例中，用于本专利技术的脂肪酸改性碳水化合物可以通过以下物质的酯化反应制得：(i)至少一种碳水化合物；和(ii)脂肪酸或其衍生物。适用于本专利技术的活性稀释剂是通过碳水化合物或其酰基酯与干性或半干性脂肪酸的烷基酯混合物发生酯交换或酯基转移反应而制得的。酯交换反应适于在碱等催化剂的存在下，在惰性气氛中(比如氮气或二氧化碳)和任选在约60到140℃，优选80到120℃的高温减压条件下发生。或者，这些酯是通过在极性非质子溶剂中，在惰性气氛中，和任选在减压条件下的酯基转移反应而制-->得的。适用催化剂包括K2CO3，Na2CO3，LiOH和NaOMe。酯基转移反应适于在100到165℃，优选140到165℃的温度下进行。制得混合物的游离OH基团可以进一步用例如乙酸酐通过附加反应乙酰化，任选反应时存在无水乙酸钠，氯化锌或吡啶等催化剂。适用于本专利技术的活性稀释剂还可以通过碳水化合物与脂肪酸在叔胺，酰胺或二甲基亚砜等合适溶剂中，在碱性催化剂存在下的直接酯化反应而制得。酯化反应可以在20到180℃的温度下进行。制得的混合物可以在无水乙酸钠或氯化锌或吡啶等催化剂的存在下用乙酸酐进一步乙酰化。要用的活性稀释剂所用的碳水化合物或其酰基酯部分可以由1到6个碳水化合物单元组成。在一个实例中，所述碳水化合物组成部分由2到4个碳水化合物单元组成。适用的碳水化合物包括但并不限于单糖，低聚糖和多糖。这些碳水化合物的实例包括例如，阿东糖醇，阿糖醇，山梨糖醇，甘露糖醇，半乳糖醇，异麦芽糖醇，乳糖醇，木糖醇，麦芽糖醇，1-甲基-吡喃葡糖苷，1-甲基-吡喃半乳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脂肪酸改性碳水化合物作为涂料中活性稀释剂的应用，该碳水化合物是通过以下组分的反应获得：（ｉ）至少一种碳水化合物或其酰基酯；和（ｉｉ）脂肪酸，其烷基酯或其衍生物。

【技术特征摘要】
EP 2002-1-30 02447014.81.一种脂肪酸改性碳水化合物作为涂料中活性稀释剂的应用，该碳水化合物是通过以下组分的反应获得：(i)至少一种碳水化合物或其酰基酯；和(ii)脂肪酸，其烷基酯或其衍生物。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述脂肪酸改性碳水化合物是通过以下组分的酯基转移获得的：(i)至少一种碳水化合物；和(ii)脂肪酸的烷基酯或其衍生物。3.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述脂肪酸改性碳水化合物是通过以下组分的酯交换获得的：(i)至少一种碳水化合物酰基酯；和(ii)脂肪酸的烷基酯或其衍生物。4.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述脂肪酸改性碳水化合物是通过以下组分的酯化作用获得的：(i)至少一种碳水化合物；和(ii)脂肪酸或其衍生物。5.如权利要求1到4中任一项所述的应用，其特征在于所述脂肪酸是不饱和的。6.如权利要求1到5中任一项所述的应用，其特征在于所述脂肪酸，其烷基酯或其衍生物的碘值至少为100。7.如权利要求6所述的应用，其特征在于所述脂肪酸，其烷基酯或其衍生物的碘值为100到140之间。8.如权利要求1到7中任一项所述的应用，其特征在于所述碳水化合物或其酰基酯包含1到6个碳水化合物单元。9.如权利要求1到8中任一项所述的应用，其特征在于所述碳水化合物选自阿东糖醇，...

【专利技术属性】
技术研发人员：EA奥斯特维恩，J维吉能，J范哈维伦，M吉拉德，
申请(专利权)人：西格马科汀斯公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]