含有三胺官能化的分散剂的涂料组合物的制作方法
含有三胺官能化的分散剂的涂料组合物的制作方法
【专利说明】含有三胺官能化的分散剂的涂料组合物
【背景技术】
[0001] 本发明涉及一种涂料组合物，该组合物包含三胺官能化的分散剂。所述分散剂可 用于促进油漆制剂的遮盖性。
[0002] 含有缔合性流变改性剂（例如疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯（HEUR)、疏水改性 的碱溶性乳液（HASE)和疏水改性羟乙基纤维素（HMHEC)增稠剂）的油漆可以使胶乳颗粒 自缔合，致使TiO 2颗粒自缔合（聚集），因而使得与使用非缔合性增稠剂增稠的组合物相 比，前者的遮盖效率降低。发生这种聚集效应是由于缔合性流变改性剂与油漆体系中的粘 合剂形成网络，从而迫使TiO 2颗粒更加靠近。因此，需要探索一种方式来改进使用缔合性 流变改性剂配制的涂料的遮盖效率。
【发明内容】
[0003] 本发明通过提供一种组合物解决了本领域中存在的需求，所述组合物包含聚合物 颗粒的稳定水性分散体和吸附在TiO 2颗粒表面上的分散剂，其中所述分散剂是用羧酸酯单 体和三（羟甲基）氨基甲烷的结构单元官能化的水溶性聚合物。本发明通过提供一种方式 用来改进用缔合性增稠剂增稠的油漆制剂的遮盖性，从而解决了本领域的需求。
【具体实施方式】
[0004] 本发明通过提供一种组合物解决了本领域中存在的需求，所述组合物包含聚合物 颗粒的稳定水性分散体和吸附在TiO 2颗粒表面上的分散剂，其中所述分散剂是用羧酸酯单 体和三（羟甲基）氨基甲烷的结构单元官能化的水溶性聚合物。
[0005] 羧酸酯单体的结构单元如下所示：
[0006]
[0007] 其中，R是H或甲基，1^是C ^C2tl烷基，虚线表示该单元与聚合物主链的连接位点。
[0008] 三（羟甲基）甲烷的结构单元由酰氨基转移单元和/或酯基转移单元表示：
[0010] 所述分散剂可以在以下条件下通过使三（羟甲基）胺与用羧酸酯单体的结构单元 官能化的聚合物接触，优选与甲基丙烯酸甲酯的均聚物接触来制备：在升高的温度下，优选 在150-200 °C的范围内，在存在高沸点溶剂例如N-甲基吡咯烷酮的条件下，在存在合适的 催化剂例如二丁基氧化锡的条件下。所述分散剂还可通过使三（羟甲基）丙烯酰胺与羧酸 酯单体，例如甲基丙烯酸甲酯发生共聚来制备。
[0011] 所得的聚合物优选包含酰氨基转移单元和酯基转移单元，优选以2:1至10:1的摩 尔：摩尔比包含更多的酰氨基转移；所述聚合物还优选包含未反应的羧酸酯（优选甲基丙 烯酸甲酯）结构单元。
[0012] 较好的是，三（羟甲基）甲烷的结构单元与羧酸酯单体（优选甲基丙烯酸甲酯） 的结构单元的摩尔：摩尔比为40:60至90:10。所述分散剂的优选1为1000-25, 000克/ 摩尔。
[0013] 本发明的组合物可以通过使所述分散剂、聚合物颗粒的稳定水性分散体与TiO2 一起接触来制备。所述组合物还可包含以下材料中的一种或多种：流变改性剂；不透明聚 合物；填料；着色剂，其它颜料，包括包封或部分包封的颜料和不透明颜料；分散剂；润湿助 剂；分散助剂；分散剂佐剂；表面活性剂；助溶剂；聚结剂和增塑剂；消泡剂；防腐剂；抗划 痕添加剂；流动剂；流平剂；增滑添加剂；和中和剂。
[0014] 在以下实施例中，聚甲基丙烯酸甲酯购自奥德里奇公司（Aldrich)，据报道其具 有~15, OOOg/mol (实施例1)和~5300g/mol (实施例2)的Mw。
[0015] 实施例
[0016] 实施例1-聚（甲基丙烯酸甲酯）-g_三（羟甲基）氨基甲烷的制备
[0017] 在装配有回流冷凝器的反应烧瓶中，将聚甲基丙烯酸甲酯（20g，Mw= 15,000g/ mol，由奥德里奇公司提供），三（羟甲基）氨基甲烷（70g)，N-甲基-2-吡咯烷酮 (NMP，40mL)和二丁基氧化锡（500mg)混合并加热至190 - 200°C，加热2小时。将产物冷却 并在乙醚中沉淀，然后在真空60°C下干燥。通过溶解在NMP并在乙醚中沉淀，使该聚合物重 新沉淀，然后在真空中在60°C下重新干燥。
[0018] 实施例2-聚（甲基丙烯酸甲酯）-g-三（羟甲基）氨基甲烷的制备
[0019] 基本上按照实施例1所述的步骤进行制备，不同之处在于，使用1为5, 300g/mol 的聚甲基丙烯酸甲酯。
[0020] 油漆制剂
[0021] 使用实施例1和2制备油漆制剂，以及使用TAM0L?2002分散剂（一种疏水 性多酸共聚物）制备比较例制剂。在下表1中，TiO 2表示Ti-纯R-706Ti02, SG-10M表 示RhoplextmSG-IOM丙烯酸类共聚物，Texanol表示Texanol聚结剂，RM-2020表示 ACRYS0L?RM-2020NPR 流变改性剂，RM-825 表示 ACRYS0L?RM-825 流变改性剂，15-S-9 表示 TERGIT0L?15-S-9 表面活性剂。（TAMP0L?，RH0PLEX?，ACRYS0L?和 TERGIT0L ?均为陶氏化 学公司（The Dow Chemical Company)或其附属公司的商标）。
[0022] 表1-使用实施例1或实施例2分散剂的油漆制剂
[0023]
[0025] 将油漆涂覆在Leneta卡片上，并使用库贝尔卡-蒙克（Kubelka-Munk)S/密耳测 试方法来测定遮盖性（S/密耳）。
[0026] 库贝尔卡-蒙克S/密耳测试方法
[0027] 对于每一种漆，使用1. 5密耳博德下拉棒（Bird draw down bar)在黑色脱模卡片 (Leneta Form RC-BC)上制备两个下拉样，卡片自然干燥过夜。用X-ACTO刀使用模板在每一 个卡片上切割出3·25"χ 4"的矩形。使用BYK Gardner光谱导向（Spectr〇-guide)45/0光 泽色彩分光光度计（Gloss Color spectrophotometer)在每一刻划区域对Y-反射率测量 五次，在起始于矩形顶部的对角线上进行测量，并记录平均Y-反射率。对于每一种漆，使用 3" 25密耳块下拉棒（block draw down bar)在黑色乙烯基卡片（Leneta Form P121-10N) 上制备厚膜下拉样，使得卡片自然干燥过夜。在下拉样的五个不同区域测量Y-反射率，并 记录平均Y-反射率。库贝尔卡 -蒙克遮盖值S由以下等式1得出：
[0028] 等式 1
[0030] 其中X是平均膜厚度，R是厚膜的平均反射率，Rb是薄膜在黑色上的平均反射率。 可由油漆膜的重量（W pf)，干膜的密度（D)以及膜面积（A)计算X。3. 25"x4"模板的膜面 积是13英寸2。
[0031]
[0032] 在表2中，显示了配制的漆的遮盖数值。
[0033]
[0034] 结果表明，使用本发明的PMM-Tris分散剂、包含缔合性增稠剂（在这些实施例 中，HEUR增稠剂）的油漆制剂可实现极好的遮盖性。
【主权项】
1. 一种组合物，所述组合物包含聚合物颗粒的稳定水性分散体和吸附在1102颗粒表面 上的分散剂，其中所述分散剂是用羧酸酯和三（羟甲基）氨基甲烷的结构单元官能化的水 溶性聚合物。2. 如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述羧酸酯是甲基丙烯酸甲酯。3. 如权利要求2所述的组合物，其特征在于，三（羟甲基）氨基甲烷的结构单元与甲基 丙烯酸甲酯的结构单元的摩尔：摩尔比为40:60至90:10。4. 如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含缔合性增 稠剂。5. 如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含一种或多 种选自下组的材料：流变改性剂；不透明聚合物；填料；着色剂，其它颜料，其包括包封或部 分包封的颜料和不透明颜料；分散剂；润湿助剂；分散助剂；分散剂佐剂；表面活性剂；助 溶剂；聚结剂和增塑剂；消泡剂；防腐剂；抗划痕添加剂；流动剂；流平剂；增滑添加剂；和 中和剂。
【专利摘要】本发明涉及一种组合物，所述组合物包含聚合物颗粒的稳定水性分散体和吸附在TiO2颗粒表面上的分散剂，其中所述分散剂是用羧酸酯和三(羟甲基)氨基甲烷的结构单元官能化的水溶性聚合物。本发明的组合物特别适用于使含缔合性增稠剂的油漆实现高遮盖性。
【IPC分类】C09D133/00, C09D7/12
【公开号】CN104893399
【申请号】CN201510064371
【发明人】S·巴利杰帕里, 米凯尔 里弗拉 L·圣, S·H·耐赫
【申请人】陶氏环球技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月6日
【公告号】CA2882658A1, EP2915855A1, US9150752, US20150252213
【专利说明】含有三胺官能化的分散剂的涂料组合物
【背景技术】
[0001] 本发明涉及一种涂料组合物，该组合物包含三胺官能化的分散剂。所述分散剂可 用于促进油漆制剂的遮盖性。
[0002] 含有缔合性流变改性剂（例如疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯（HEUR)、疏水改性 的碱溶性乳液（HASE)和疏水改性羟乙基纤维素（HMHEC)增稠剂）的油漆可以使胶乳颗粒 自缔合，致使TiO 2颗粒自缔合（聚集），因而使得与使用非缔合性增稠剂增稠的组合物相 比，前者的遮盖效率降低。发生这种聚集效应是由于缔合性流变改性剂与油漆体系中的粘 合剂形成网络，从而迫使TiO 2颗粒更加靠近。因此，需要探索一种方式来改进使用缔合性 流变改性剂配制的涂料的遮盖效率。
【发明内容】
[0003] 本发明通过提供一种组合物解决了本领域中存在的需求，所述组合物包含聚合物 颗粒的稳定水性分散体和吸附在TiO 2颗粒表面上的分散剂，其中所述分散剂是用羧酸酯单 体和三（羟甲基）氨基甲烷的结构单元官能化的水溶性聚合物。本发明通过提供一种方式 用来改进用缔合性增稠剂增稠的油漆制剂的遮盖性，从而解决了本领域的需求。
【具体实施方式】
[0004] 本发明通过提供一种组合物解决了本领域中存在的需求，所述组合物包含聚合物 颗粒的稳定水性分散体和吸附在TiO 2颗粒表面上的分散剂，其中所述分散剂是用羧酸酯单 体和三（羟甲基）氨基甲烷的结构单元官能化的水溶性聚合物。
[0005] 羧酸酯单体的结构单元如下所示：
[0006]
[0007] 其中，R是H或甲基，1^是C ^C2tl烷基，虚线表示该单元与聚合物主链的连接位点。
[0008] 三（羟甲基）甲烷的结构单元由酰氨基转移单元和/或酯基转移单元表示：
[0010] 所述分散剂可以在以下条件下通过使三（羟甲基）胺与用羧酸酯单体的结构单元 官能化的聚合物接触，优选与甲基丙烯酸甲酯的均聚物接触来制备：在升高的温度下，优选 在150-200 °C的范围内，在存在高沸点溶剂例如N-甲基吡咯烷酮的条件下，在存在合适的 催化剂例如二丁基氧化锡的条件下。所述分散剂还可通过使三（羟甲基）丙烯酰胺与羧酸 酯单体，例如甲基丙烯酸甲酯发生共聚来制备。
[0011] 所得的聚合物优选包含酰氨基转移单元和酯基转移单元，优选以2:1至10:1的摩 尔：摩尔比包含更多的酰氨基转移；所述聚合物还优选包含未反应的羧酸酯（优选甲基丙 烯酸甲酯）结构单元。
[0012] 较好的是，三（羟甲基）甲烷的结构单元与羧酸酯单体（优选甲基丙烯酸甲酯） 的结构单元的摩尔：摩尔比为40:60至90:10。所述分散剂的优选1为1000-25, 000克/ 摩尔。
[0013] 本发明的组合物可以通过使所述分散剂、聚合物颗粒的稳定水性分散体与TiO2 一起接触来制备。所述组合物还可包含以下材料中的一种或多种：流变改性剂；不透明聚 合物；填料；着色剂，其它颜料，包括包封或部分包封的颜料和不透明颜料；分散剂；润湿助 剂；分散助剂；分散剂佐剂；表面活性剂；助溶剂；聚结剂和增塑剂；消泡剂；防腐剂；抗划 痕添加剂；流动剂；流平剂；增滑添加剂；和中和剂。
[0014] 在以下实施例中，聚甲基丙烯酸甲酯购自奥德里奇公司（Aldrich)，据报道其具 有~15, OOOg/mol (实施例1)和~5300g/mol (实施例2)的Mw。
[0015] 实施例
[0016] 实施例1-聚（甲基丙烯酸甲酯）-g_三（羟甲基）氨基甲烷的制备
[0017] 在装配有回流冷凝器的反应烧瓶中，将聚甲基丙烯酸甲酯（20g，Mw= 15,000g/ mol，由奥德里奇公司提供），三（羟甲基）氨基甲烷（70g)，N-甲基-2-吡咯烷酮 (NMP，40mL)和二丁基氧化锡（500mg)混合并加热至190 - 200°C，加热2小时。将产物冷却 并在乙醚中沉淀，然后在真空60°C下干燥。通过溶解在NMP并在乙醚中沉淀，使该聚合物重 新沉淀，然后在真空中在60°C下重新干燥。
[0018] 实施例2-聚（甲基丙烯酸甲酯）-g-三（羟甲基）氨基甲烷的制备
[0019] 基本上按照实施例1所述的步骤进行制备，不同之处在于，使用1为5, 300g/mol 的聚甲基丙烯酸甲酯。
[0020] 油漆制剂
[0021] 使用实施例1和2制备油漆制剂，以及使用TAM0L?2002分散剂（一种疏水 性多酸共聚物）制备比较例制剂。在下表1中，TiO 2表示Ti-纯R-706Ti02, SG-10M表 示RhoplextmSG-IOM丙烯酸类共聚物，Texanol表示Texanol聚结剂，RM-2020表示 ACRYS0L?RM-2020NPR 流变改性剂，RM-825 表示 ACRYS0L?RM-825 流变改性剂，15-S-9 表示 TERGIT0L?15-S-9 表面活性剂。（TAMP0L?，RH0PLEX?，ACRYS0L?和 TERGIT0L ?均为陶氏化 学公司（The Dow Chemical Company)或其附属公司的商标）。
[0022] 表1-使用实施例1或实施例2分散剂的油漆制剂
[0023]
[0025] 将油漆涂覆在Leneta卡片上，并使用库贝尔卡-蒙克（Kubelka-Munk)S/密耳测 试方法来测定遮盖性（S/密耳）。
[0026] 库贝尔卡-蒙克S/密耳测试方法
[0027] 对于每一种漆，使用1. 5密耳博德下拉棒（Bird draw down bar)在黑色脱模卡片 (Leneta Form RC-BC)上制备两个下拉样，卡片自然干燥过夜。用X-ACTO刀使用模板在每一 个卡片上切割出3·25"χ 4"的矩形。使用BYK Gardner光谱导向（Spectr〇-guide)45/0光 泽色彩分光光度计（Gloss Color spectrophotometer)在每一刻划区域对Y-反射率测量 五次，在起始于矩形顶部的对角线上进行测量，并记录平均Y-反射率。对于每一种漆，使用 3" 25密耳块下拉棒（block draw down bar)在黑色乙烯基卡片（Leneta Form P121-10N) 上制备厚膜下拉样，使得卡片自然干燥过夜。在下拉样的五个不同区域测量Y-反射率，并 记录平均Y-反射率。库贝尔卡 -蒙克遮盖值S由以下等式1得出：
[0028] 等式 1
[0030] 其中X是平均膜厚度，R是厚膜的平均反射率，Rb是薄膜在黑色上的平均反射率。 可由油漆膜的重量（W pf)，干膜的密度（D)以及膜面积（A)计算X。3. 25"x4"模板的膜面 积是13英寸2。
[0031]
[0032] 在表2中，显示了配制的漆的遮盖数值。
[0033]
[0034] 结果表明，使用本发明的PMM-Tris分散剂、包含缔合性增稠剂（在这些实施例 中，HEUR增稠剂）的油漆制剂可实现极好的遮盖性。
【主权项】
1. 一种组合物，所述组合物包含聚合物颗粒的稳定水性分散体和吸附在1102颗粒表面 上的分散剂，其中所述分散剂是用羧酸酯和三（羟甲基）氨基甲烷的结构单元官能化的水 溶性聚合物。2. 如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述羧酸酯是甲基丙烯酸甲酯。3. 如权利要求2所述的组合物，其特征在于，三（羟甲基）氨基甲烷的结构单元与甲基 丙烯酸甲酯的结构单元的摩尔：摩尔比为40:60至90:10。4. 如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含缔合性增 稠剂。5. 如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含一种或多 种选自下组的材料：流变改性剂；不透明聚合物；填料；着色剂，其它颜料，其包括包封或部 分包封的颜料和不透明颜料；分散剂；润湿助剂；分散助剂；分散剂佐剂；表面活性剂；助 溶剂；聚结剂和增塑剂；消泡剂；防腐剂；抗划痕添加剂；流动剂；流平剂；增滑添加剂；和 中和剂。
【专利摘要】本发明涉及一种组合物，所述组合物包含聚合物颗粒的稳定水性分散体和吸附在TiO2颗粒表面上的分散剂，其中所述分散剂是用羧酸酯和三(羟甲基)氨基甲烷的结构单元官能化的水溶性聚合物。本发明的组合物特别适用于使含缔合性增稠剂的油漆实现高遮盖性。
【IPC分类】C09D133/00, C09D7/12
【公开号】CN104893399
【申请号】CN201510064371
【发明人】S·巴利杰帕里, 米凯尔 里弗拉 L·圣, S·H·耐赫
【申请人】陶氏环球技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月6日
【公告号】CA2882658A1, EP2915855A1, US9150752, US20150252213
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