用作水性聚合物分散体的聚结剂的低VOC/零VOC二醇醚-酯制造技术

本发明专利技术提供用作水性聚合物分散体的聚结剂的低VOC/零VOC二醇醚-酯。本发明专利技术提供一些醚-酯化合物和一些醚-酯聚结剂。本发明专利技术还提供一种水性涂料组合物，其包含水性聚合物分散体和0.1-40重量％(以所述水性聚合物分散体固体的重量为基准计)的二醇醚-酯聚结剂，以及由该水性涂料组合物形成涂层的方法。

【技术实现步骤摘要】
用作水性聚合物分散体的聚结剂的低VOC/零VOC二醇醚-酯
本专利技术涉及适合用作水性聚合物分散体的聚结剂的低VOC和零VOC二醇醚-酯组合物。本专利技术尤其涉及通式(I)和通式(II)的二醇醚-酯聚结剂，式中R1是C1-C10烷基、苯基或苄基，R2是氢或甲基，R3是包括4-6个碳原子的碳链，n＝2-4；式中R1和R4独立地是C1-C10烷基、苯基或苄基，R2是氢或甲基，R3是包括1-2个碳原子的碳链，n＝1-4；以及它们的混合物。本专利技术还涉及在760mmHg下沸点高于450℃的一些二醇醚-酯，一些二醇醚-酯聚结剂，包含水性聚合物分散体和本专利技术的低VOC和零VOC聚结剂的组合物，以及形成涂料的方法。专利技术背景聚结剂通常加入到水性聚合物分散体和包含水性聚合物分散体的水性漆或涂料之类的组合物中，从而在水从组合物中蒸发的同时促进连续的聚合物膜或粘结剂膜的形成。如果不加入聚结剂，聚合物分散体可能无法用作漆中颜料的有效粘结剂，并且对基材的粘合性下降。多年以来，这些聚结助剂是挥发性较高的溶剂，例如单异丁酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯。挥发性有机化合物(VOC)的排放有助于产生臭氧而臭氧是烟雾的主要成分。在美国，美国环保局(EPA)制定并强制在州级别执行的VOC管理条例规定了漆、洗涤溶剂和其它产品中挥发性溶剂的最大浓度。在欧洲，2004/42/EC装饰漆溶剂指令(SolventsDirectiveforDecorativePaints)规定了VOC限值。VOC管理正变得越来越严格，影响了可获得的聚结剂的使用。本专利技术用于提供一些二醇醚-酯和包含二醇醚-酯的低VOC或零VOC组合物，所述二醇醚-酯特别适合用于包含水性聚合物分散体(例如用于各种基材的装饰性和保护性涂料)的组合物中。美国专利第4,489,188号揭示了一种涂料组合物，该组合物包含水性胶乳聚合物和每100份聚合物5-50重量份的一些醚-酯溶剂。该专利中未揭示本专利技术的二醇醚-酯聚结剂。美国专利申请公开第20090198002A1号揭示了用于水性涂料组合物的聚结剂组合物，其包含二元酯如C4-C6二元酸(特别是琥珀酸，戊二酸和己二酸)的双-二醇醚酯的混合物，最高沸点达450℃。该专利中未揭示本专利技术的二醇醚-酯聚结剂。仍然需要用于水性聚合物分散体的低VOC和零VOC的聚结剂。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面，提供选自下组的二醇醚-酯：三甘醇正戊基醚苯甲酸酯；三甘醇正己基醚苯甲酸酯；二缩三丙二醇正丁基醚苯甲酸酯；二缩三丙二醇正戊基醚苯甲酸酯；双丙甘醇正丁基醚苯甲酸酯；双丙甘醇2-乙基己基醚苯甲酸酯；双丙甘醇苯基醚苯甲酸酯；乙二醇正己基醚乙酰丙酸酯；二甘醇正己基醚乙酰丙酸酯；二甘醇苯基醚乙酰丙酸酯；三甘醇正丁基醚乙酰丙酸酯；双丙甘醇苯基醚乙酰丙酸酯；二缩三丙二醇甲基醚乙酰丙酸酯；二缩三丙二醇正丙基醚乙酰丙酸酯；和二缩三丙二醇正丁基醚乙酰丙酸酯。在本专利技术的第二方面，提供选自下组的二醇醚-酯聚结剂：通式(I)的化合物，式中R1是C1-C10烷基、苯基或苄基，R2是氢或甲基，R3是包括4-6个碳原子的碳链，n＝2-4；通式(II)的化合物，式中R1和R4独立地是C1-C10烷基、苯基或苄基，R2是氢或甲基，R3是包括0-2个碳原子的碳链，n＝1-4；以及它们的混合物。在本专利技术的第三方面，提供选自下组的二醇醚-酯聚结剂：通式(II)的化合物，式中R1和R4独立地是C1-C10烷基、苯基或苄基，R2是氢或甲基，R3是包括3-4个碳原子的碳链，n＝1-4；以及它们的混合物；其中所述聚结剂在760mmHg的沸点大于450℃。在本专利技术的第四方面，提供了一种水性涂料组合物，其包含水性聚合物分散体和0.1-40重量％(以水性聚合物分散体固体的重量为基准计)的本专利技术第二或第三方面的所述二醇醚-酯聚结剂。在本专利技术的第五方面，提供了一种用来形成涂层的方法，该方法包括(a)形成本专利技术第四方面的所述水性涂料组合物；(b)将所述水性涂料组合物施涂于基材；(c)对所述施涂的水性涂料组合物进行干燥，或者使该水性涂料组合物晾干。具体实施方式本专利技术涉及选自下组的二醇醚-酯：三甘醇正戊基醚苯甲酸酯；三甘醇正己基醚苯甲酸酯；二缩三丙二醇正丁基醚苯甲酸酯；二缩三丙二醇正戊基醚苯甲酸酯；双丙甘醇正丁基醚苯甲酸酯；双丙甘醇2-乙基己基醚苯甲酸酯；双丙甘醇苯基醚苯甲酸酯；乙二醇正己基醚乙酰丙酸酯；二甘醇正己基醚乙酰丙酸酯；二甘醇苯基醚乙酰丙酸酯；三甘醇正丁基醚乙酰丙酸酯；双丙甘醇苯基醚乙酰丙酸酯；二缩三丙二醇甲基醚乙酰丙酸酯；二缩三丙二醇正丙基醚乙酰丙酸酯；和二缩三丙二醇正丁基醚乙酰丙酸酯。此外，本专利技术涉及二醇醚-酯聚结剂，包括选自下组的二醇醚-酯化合物：通式(I)的化合物，式中R1是C1-C10烷基、苯基或苄基，R2是氢或甲基，R3是包括4-6个碳原子的碳链，n＝2-4；通式(II)的化合物，式中R1和R4独立地是C1-C10烷基、苯基或苄基，R2是氢或甲基，R3是包括0-2个碳原子的碳链，n＝1-4；以及它们的混合物。此外，本专利技术涉及选自下组的二醇醚-酯聚结剂：通式(II)的化合物，式中R1和R4独立地是C1-C10烷基、苯基或苄基，R2是氢或甲基，R3是包括3-4个碳原子的碳链，n＝1-4；以及它们的混合物；其中所述聚结剂在760mmHg的沸点大于450℃。在文中所述的各情况中，R3是包含一定数目碳原子的碳链；所述碳链可以是例如饱和的、不饱和的、取代的、环结构的一部分，或其组合。所述碳链中的各碳原子可具有取代基，例如-OH、-Cl、＝O、-NH2等。通式I的二醇醚-酯的例子是二甘醇苯基醚苯甲酸酯，双丙甘醇苯基醚乙酰丙酸酯，和二缩三丙二醇正丁基醚异戊酸酯。通式II的双-二醇醚酯的例子是双-二甘醇正丁基醚丙二酸酯，双-二甘醇正丁基醚戊二酸酯，和双-双丙甘醇甲基醚马来酸酯。所谓″聚结剂组合物″的意思是能够促进水性聚合物分散体成膜的组合物，所述水性聚合物分散体具体来说是水性涂料组合物，包括聚合物在水性介质中的分散体，例如通过乳液聚合技术制备的聚合物。促进成膜的一个表现是，加入聚结剂后，包含水性聚合物分散体的组合物的最低成膜温度(″MFFT″)明显降低。本专利技术的二醇醚-酯是单羧酸或二羧酸和二醇醚的酯，二醇醚通过醇或酚与环氧乙烷或环氧丙烷反应得到。本领域技术人员已知的数种合成方法均可用于制备上述酯。例如，可将符合化学计量比量的二醇醚和所需的二羧酸在催化量的强酸(例如浓硫酸和对甲苯磺酸)和溶剂(例如庚烷)存在下加热，共沸除水，得到所需产物。另一种制备方法使用一酰氯(或二酰氯)而不是羧酸作为反应物。在此情况中，在酰氯与二醇醚反应的过程中，释放出的是氯化氢气体而不是水。可使用水洗涤器收集氯化氢。另一种制备方法包括所需酸的简单烷基酯与二醇醚在钛催化剂如钛酸四异丙酯存在下发生酯交换反应。另一种酯化方法使用酸酐作为反应物，并且通过共沸除去水。该方法的目标在于生产二酯。在高真空下通过闪速蒸馏能纯化通过任何上述方法得到的二醇醚酯。本专利技术的用于溶剂型树脂和涂料的洗涤溶剂和漆稀释剂的二醇醚酯的结构要求如通式I和II所示。二醇醚酯在0-25℃的温度范围内通常为液体，有利于其用作稀释剂和洗涤溶剂。这些产品通过方法24测得的挥发物含量希望本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选自下组的二醇醚？酯：三甘醇正戊基醚苯甲酸酯；三甘醇正己基醚苯甲酸酯；二缩三丙二醇正丁基醚苯甲酸酯；二缩三丙二醇正戊基醚苯甲酸酯；双丙甘醇正丁基醚苯甲酸酯；双丙甘醇2？乙基己基醚苯甲酸酯；双丙甘醇苯基醚苯甲酸酯；乙二醇正己基醚乙酰丙酸酯；二甘醇正己基醚乙酰丙酸酯；二甘醇苯基醚乙酰丙酸酯；三甘醇正丁基醚乙酰丙酸酯；双丙甘醇苯基醚乙酰丙酸酯；二缩三丙二醇甲基醚乙酰丙酸酯；二缩三丙二醇正丙基醚乙酰丙酸酯；和二缩三丙二醇正丁基醚乙酰丙酸酯。

【技术特征摘要】
2011.04.08 US 61/473,243;2011.07.01 US 61/503,6471.一种选自下组的二醇醚-酯聚结剂：通式(I)的化合物，式中R1是苯基或苄基，R2是甲基，R3是包括4个碳原子的碳链，n＝2-4。2.一种水性涂料组合物，其包含水性聚合物分散体和0.1-40重量％的如权利要求1所述的二醇醚-酯聚结剂，所述含量以所述水性聚合物分散体固体的重量为基准计。3.如权利要求2所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述水性聚合物分散体选自下组...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·A·亚当森，S·E·伊特纳，M·C·贝克，T·R·特浦，F·A·多内特，R·J·沃彻维茨，D·M·法萨诺，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：