含有水玻璃的漆组合物制造技术

本发明专利技术提供含水漆组合物，其包含：1)0.01‑5wt％的共聚物，其包含：(A)50mol％‑98mol％的重复阴离子结构单元，其包含至少一种羧酸根基团，和(B)2mol％‑50mol％的根据式(B1)的重复单元：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有水玻璃的漆组合物
本专利技术涉及含有水玻璃的新型漆组合物，其表现出优异的存储稳定性和处置(handling)性能。
技术介绍
水玻璃是给予以下水溶性硅酸盐的通用名称：其含有不同比例的碱金属或者季铵离子和二氧化硅。将水玻璃用于漆中是普遍的，但是它也与处置和施涂性能的局限相关，这归因于所述漆在存储过程中粘度的快速增加和强的凝胶化的倾向。控制漆的流变性对于实现良好的处置和施涂性能来说是关键的。在“RheologyReviews2005，第173-240页”中报道了漆和涂料的商业化可行性和成功是如何与产品的合适的流变性能相关的深入说明。漆的搅拌、装填和刷涂或者辊涂的容易性是与它的粘度直接相关的。依赖于时间的剪切稀化效果(称作触变性)给出了在剪切过程中漆的各组分之间的相互作用有多强的良好评估，并且指示了例如已经投入了多少努力来实现最佳混合。漆的凝胶属性是通过它的弹性模量给出的，其是在非常低的剪切应力下，如在存储过程中的情况，漆组分之间的胶体相互作用的强度的优异指示剂。高的弹性模量是不期望的，因为漆外观和可加工性将是凝胶状的。为了改进含有水玻璃的漆的流变性，使用特定添加剂是工业上的一种常规实践。DE-19925412描述了含有水溶性硅酸盐的漆组合物。已经描述了使用水溶性季化有机胺对于存储过程中漆粘度的稳定性具有有益的效果。如在所述专利技术相关实施例中所述的，要求保护的漆的粘度在40℃存储30天后增加了1.8倍。没有提供关于漆在存储后的最终粘度值和关于触变性和凝胶属性的信息。WO-2008/037382描述了使用包含一种或多种分子量为120-10000的胺和一种或多种硅酸烷基酯的混合物来稳定含水玻璃的漆的粘度。如在所述专利技术相关实施例中所述的，要求保护的漆组合物的粘度在30℃存储28天后增加了1.9倍，并且达到最终值3600mPas。没有提供关于漆在存储后的触变性和凝胶属性的信息。WO-02/00798描述了含有最大2重量％的水玻璃的漆。它没有明确术语水玻璃指的是活性物质还是含水硅酸盐溶液。所要求保护的漆组合物据称表现出类似于聚合物分散体漆的那些的优异的稳定性和处置性能，但是没有报道流变性数据来支持该主张。此外，没有明确描述使用稳定性添加剂。已经观察到包含水玻璃的漆组合物在存储过程中它们的粘度、触变性和凝胶属性将增加。这是一种不期望的效果，因为它将妨碍这样的漆组合物的处置性能。除了存储后较小的粘度变化和适度的最终粘度值之外，低触变性行为和弱的凝胶属性是为了实现以下含有水玻璃的漆组合物所需的关键的流变性：其表现出优异的存储稳定性以及容易处置和使用。缺少表现出这样的流变性的含有水玻璃的漆组合物。本专利技术的目标是提供用于含有水玻璃的漆组合物的添加剂，其将减轻这样的漆组合物在存储过程中粘度、触变性和凝胶属性的增加。令人惊讶地，现在已经发现根据本专利技术的含水漆组合物具有优异的存储稳定性和处置性能。在第一方面，本专利技术涉及含水漆组合物，其包含：1)0.01-5wt％的共聚物，其包含：(A)50mol％-98mol％的重复阴离子结构单元，其包含至少一种羧酸根基团(carboxylategroup)，和(B)2mol％-50mol％的根据式(B1)的重复单元：其中：R11、R12、R13独立地选自H、甲基、乙基，R2和R3独立地选自H、甲基、乙基或者苯基，R4选自H或者具有1-4个碳原子的烷基，X选自O、CH2O或者CH2CH2O，Y选自具有1-28个碳原子的亚烷基，或者亚苯基，m是整数1-500，n是整数0-500；和m+n≥5，2)0.01-5.0wt％的水玻璃，3)3-25wt％的有机聚合物粘合剂，4)10-70wt％的颜料和/或填料，5)20-85wt％的水。在第二方面，本专利技术涉及上面在1)下所定义的共聚物的用途，其用于降低包含上述组分2)、3)、4)和5)的含水漆组合物在存储时的粘度、触变性和凝胶属性的增加。在一个优选的实施方案中，根据本专利技术的组合物包含高达10wt％的另外的添加剂。在另一优选的实施方案中，根据本专利技术的组合物包含30-60wt％的水。衍生自所述结构单元(A)和(B)的共聚物已经在先描述过。DE-10063291教导了使用这样的共聚物作为基于硬石膏的流动砂浆层的流动剂。EP-1179517描述了衍生自结构单元(A)和(B)的共聚物作为水泥分散剂。与水玻璃相反，硬石膏和水泥都是固体材料，它们分散但不溶解在水中和因此可以预期所述聚合物和可溶性硅酸盐之间的相互作用完全不同于所述聚合物与硬石膏和水泥颗粒之间的那些。令人惊讶地，已经发现上述共聚物表现出对于含有水玻璃的漆的流变性非常有效的稳定效果。单元(A)在一个优选的实施方案中，单元(A)的摩尔比例是55mol％-95mol％，更优选60mol％-90mol％。在一个优选的实施方案中，所述重复阴离子结构单元是由引入根据式(A1)的单体而产生的：其中：R15和R3选自H，甲基，乙基和C(O)O-Z+；X，Y选自共价键，O，CH2，C(O)O，OC(O)，C(O)NR3或者NR3C(O)；M选自共价键、-[C(O)O-CH2-CH2]k-、具有1-6个碳原子的线性或者支化的亚烷基、具有2-6个碳原子的线性或者支化的单-或者多不饱和的亚烯基、具有2-6个碳原子的线性单羟基亚烷基或者具有3-6个碳原子的线性或者支化的二羟基亚烷基；k是整数1-5；和Z+选自Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++、H+、NH4+、有机铵离子[HNR5R6R7]+；R5、R6、R7独立地是氢、具有1-22个碳原子的线性或者支化的烷基、具有2-22个碳原子的线性或者支化的单-或者多不饱和的烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、具有2-10个碳原子的线性单羟基烷基或者具有3-10个碳原子的线性或者支化的二羟基烷基，和其中R5、R6和R7中的至少一个不是氢。在一个优选的实施方案中，Z+是H+，NH4+，Li+，Na+，K+，1/2Ca++，1/2Mg++，1/2Zn++或者1/3Al+++，更优选H+，NH4+，Li+，Na+或者K+，最优选Na+。在另一优选的实施方案中，Z+选自单烷基铵，二烷基铵，三烷基铵和四烷基铵盐，其中所述烷基取代基可以彼此独立地是(C1-C22)-烷基或者(C2-C10)-羟烷基。在一个优选的实施方案中，单元(A)选自丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸，羧乙基丙烯酸，羧乙基丙烯酸低聚物，2-丙基丙烯酸，2-乙基丙烯酸，马来酸和它们的各自的盐。在一个优选的实施方案上，所述盐是选自下面的阳离子：NH4+，Li+，Na+，K+，1/2Ca++，1/2Mg++，1/2Zn++，或者1/3Al+++，单烷基铵，二烷基铵，三烷基铵和/或四烷基铵，更优选NH4+，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含水漆组合物，其包含：/n1)0.01-5wt％的共聚物，其包含：/n(A)50mol％-98mol％的重复阴离子结构单元，其包含至少一种羧酸根基团，和/n(B)2mol％-50mol％的根据式(B1)的重复单元：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180301 EP 18159352.61.含水漆组合物，其包含：
1)0.01-5wt％的共聚物，其包含：
(A)50mol％-98mol％的重复阴离子结构单元，其包含至少一种羧酸根基团，和
(B)2mol％-50mol％的根据式(B1)的重复单元：



其中：
R11、R12、R13独立地选自H、甲基、乙基，
R2和R3独立地选自H、甲基、乙基或者苯基，
R4选自H或者具有1-4个碳原子的烷基，
X选自O、CH2O或者CH2CH2O，
Y选自具有1-28个碳原子的亚烷基，或者亚苯基，
m是整数1-500，
n是整数0-500；和
m+n≥5，
2)0.01-5.0wt％的水玻璃，
3)3-25wt％的有机聚合物粘合剂，
4)10-70wt％的颜料和/或填料，
5)20-85wt％的水。


2.根据权利要求1的组合物，其中所述水含量是30-60wt％。


3.根据权利要求1和/或2的组合物，其中所述单元A的摩尔比例是55mol％-95mol％，和所述单元B的摩尔比例是5-95mol％。


4.根据权利要求1和/或2的组合物，其中所述单元A的摩尔比例是60-90mol％和所述单元B的摩尔比例是10-40mol％。


5.根据权利要求1-4一项或多项的组合物，其中所述结构单元(A)对应于式(A1)



其中：
R15和R3选自H、甲基、乙基和C(O)O-Z+；
X、Y选自共价键、O、CH2、C(O)O、OC(O)、C(O)NR3或者NR3C(O)；
M选自共价键、-[C(O)O-CH2-CH2]k-、具有1-6个碳原子的线性或者支化的亚烷基、具有2-6个碳原子的线性或者支化的单-或者多不饱和的亚烯基、具有2-6个碳原子的线性单羟基亚烷基或者具有3-6个碳原子的线性或者支化的二羟基亚烷基；
k是整数1-5；和
Z+选自Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++、H+、NH4+、有机铵离子[HNR5R6R7]+；
R5、R6、R7独立地是氢、具有1-22个碳原子的线性或者支化的烷基、具有2-22个碳原子的线性或者支化的单-或者多不饱和的烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、具有2-10个碳原子的线性单羟基烷基或者具有3-10个碳原子的线性或者支化的二羟基烷基，和其中R5、R6和R7中的至少一个不是氢。


6.根据权利要求1-5一项或多项的组合物，其中Z+选自H+、NH4+、Li+、Na+和K+。


7.根据权利要求1-5一项或多项的组合物，其中Z+选自单烷基铵、...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·皮塔驰洛佩茨，J·鲁格，R·库普佛，D·菲舍尔，F·霍威尔曼，C·沙菲尔，
申请(专利权)人：科莱恩国际有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH