專利名稱:環境友好型著色劑組合物和乳膠漆/涂料的制作方法
技術領域:
本發明涉及著色劑組合物,以及由該著色劑組合物制備的水性(aqueous)乳膠漆或其他水性涂料(water- borne coating),其具有減輕的環境影響。
背景技術:
當前針對環境問題的社會敏感度越來越大,包括最小化溶劑和雜質濃度,目的是消除健康擔憂,保護地球資源的完整性等。針對該方面已經付出了很大的努力,不僅在公共部門也在私營部門倡導改善環境的做法。包括引入自愿性的以及有時強制性的標準,通過該標準評定市場上的產品和服務的環保性(參見用于漆GS-Il的Green SealEnvironmental Leadership標準)。滿足這些標準的產品和服務以及提供所述產品和服務的委托(commitment to furnishing same)通常認為是“綠色的”。事實上,在商業上有資格申請“綠色”標示(或等同物)的產品和服務被認為是非常有價值的。在上述領域中一個變得非常重要的領域是建筑和裝修產品,特別是水性乳膠漆和其他水性涂料。關于這些漆和其他涂料的環境友好性,政府有相關規定,但是一般非政府的第三方標準更為嚴格。后者的標準的實例是LEED、GREENGARD、GREENGARD兒童和學校(GREENGARD Children and Schools)、MPI 綠色性能(MPI Green Performance)、綠色圖章(Green Seal)和高成效學校聯盟組織(Collaborative for High Performance Schools)。根據例如所述這些標準,控制溶劑和雜質例如揮發性非水性組分(在本文中有時稱作“VNCs”)、烷基酚こ氧基化物(在本文中有時稱作“APEs”)、結晶ニ氧化硅和甲醛的濃度。然而,僅僅最小化漆和其他涂料中有害環境物質的含量是不夠的。漆和其他涂料的“緑色化”優選在不會不利損失表面保護性能時實現,該表面利用漆和其他涂料覆蓋。例如,MPI緑色性能標準“因此需要所有的產品應該滿足或超過可適用MPI產品標準的性能要求”。需要注意的是“綠色化”應該在可能的范圍內不犧牲常規認為是表征適合漆性能的那些性質。實現漆和其他涂料的“緑色化”的同時保持好的性能的雙重目標是具有挑戰性的。我們已發現根據“綠色”原則配制水性乳膠漆和其他水性涂料通常將導致至少ー種重要性能的損失,在所關注的漆或其他涂料情況中,經常多于ー種性能損失。更具體地,根據我們的經驗,漆/涂料性能可以通過以下表征斯托默粘度穩定性(Stormer viscositystability);流變學概貌(rheological profile);流/平性能(flow/leveling)和防垂掛性(sag resistance);水敏性(water sensitivity);和色彩遷移抗性(color transferresistance)。當水性乳膠漆或其他水性涂料通過最小化溶劑、添加劑或雜質成分例如VNCs、APEs或衍生物、結晶ニ氧化硅和甲醛而被“緑色化”時,顯然的是很難阻止所述性能的一種或多種變差。當對水性乳膠漆或其他水性涂料進行著色時,產生了另外復雜的問題。著色過程通常在銷售時通過向預配制的基礎組合物中添加ー種或多種著色劑組合物而進行。這是市售經著色的漆或其他涂料的流行的和有利的方式,特別是經著色的水性乳膠漆。然而,和預配制的水性乳膠漆和其他水性涂料不同,著色劑組合物通常不包括在綠色標準(至少非政府第三方標準)規定的材料范圍內。例如,參見涉及揮發性有機化合物(VOC)要求的MPI緑色性能標準,其中規定了計算VOC應該排除在銷售時添加的水和著色顔料,以及GS-Il標準,其聲明了“低-或零-VOC漆的銷量增加了,但是很多購買者未意識到VOC水平隨著加入底漆中的著色劑而增加”。因此,不符合“緑色”標準的著色劑組合物的添加可以導致通過秘密途徑引入有害環境的溶劑、添加劑和雜質,其減弱任意通過“綠色化”預配制的基礎組合物而獲得的優勢。因此,如果可以提供有資格被標示為“綠色”且保持它們的高性能特征的水性乳膠漆和其他水性涂料和首次能夠獲得所述漆和其他涂料的著色劑組合物將是ー個重大的進
止/J/ O
發明內容
基于上述情況,本發明的目的是提供能夠獲得具有減小的環境影響的水性乳膠漆或其他水性涂料的著色劑組合物,以及(相應地)顯示這樣的減小的影響的漆或其他涂料。本發明的另ー目的是由減少量的溶劑、添加劑或雜質例如VNCs、APEs和其衍生物、結晶ニ氧化硅和甲醛得到的著色劑組合物,其能夠獲得具有減小的環境影響的水性乳膠漆或其他水性涂料,以及相應地含有減少量的這些溶劑、添加劑或雜質的水性乳膠漆或其他水性涂料。本發明的ー額外目的是提供著色劑組合物和漆或其他涂料,如前述,其還能夠實現與以下漆或涂料能夠相當的性能在上述漆或涂料中,VNCs、APEs和衍生物、結晶ニ氧化硅和甲醛的濃度并未出于有利于環境的目的而減小。本發明的又一目的是提供著色劑組合物和漆或其他涂料,如前述,在該漆或其他涂料中,斯托默低剪切粘度穩定性、流變學概貌、流/平性能和防垂掛性、水敏性和色彩遷移抗性與沒有出于解決環境問題而改性的水性乳膠漆或其他水性涂料所顯示的那些性能相當(comparable) ο本發明的又一目的是提供制備這樣的著色劑組合物和漆或其他涂料的方法。這些和其他目的通過如下實踐本發明而實現在ー個方面,本發明在于著色劑組合物,其適用作水性乳膠漆或其他水性涂料的前體,所述著色劑組合物包括至少ー種顔料、水和共聚物表面活性剤,所述著色劑組合物本身不是水性乳膠漆或其他水性涂料。共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分(a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐,(b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,和(C)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分。著色劑組合物基本上不含,總體上(collectively):任何揮發性非水性組分;任何烷基酚こ氧基化物或其衍生物;任何結晶ニ氧化硅;和任何甲醛。然而,著色劑組合物能夠(i)減小在由包括所述組合物和調色漿(tint base)的混合物所形成的水性乳膠漆或其他水性涂料在斯托默低剪切粘度方面的任何變化,使得相比較所述調色漿的斯托默低剪切粘度而言,所述漆的所述斯托默低剪切粘度基本上不變,以及(ii)獲得這樣的漆或其他涂料,所述漆或其他涂料還顯示流/平性能和垂掛性(sag)至少為8,水敏性至少為3,以及色彩遷移至少為3。在另一方面,本發明在于水性乳膠漆或其他水性涂料,其包括調色漿和著色劑組合物的混合物,所述著色劑組合物包含至少ー種顔料、水和共聚物表面活性剤,其包括相應于以下単體的部分(a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐,(b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C2-C12 α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,以及(c)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙 烯酸酯部分。漆或其他涂料基本上不含,總體上任何揮發性非水性組分;任何烷基酚こ氧基化物或其衍生物;任何結晶ニ氧化硅;和任何甲醛。雖然這樣,(i)雖然是通過混合著色劑組合物和調色漿形成漆,但相比較調色漿的斯托默低剪切粘度而言,其斯托默低剪切粘度基本上不變,(ii)流/平性能和垂掛性至少為8,(iii)水敏性至少為3,和(iv)色彩遷移至少為3。在另一方面,本發明在于制備適用作水性乳膠漆或其他水性涂料的前體的著色劑組合物的方法,該方法包括組合成分水、至少ー種顏料以及前述的共聚物表面活性剤,其中任何易于結合所述組分(incident to the incorporation of such components)的VNCs、APEs或其衍生物、結晶ニ氧化硅和甲醛的量如之前針對本發明的著色劑組合物所公開的。在ー額外的方面,本發明在于制備水性乳膠漆或其他水性涂料的方法,其包括組合上文所公開的調色漿以及上文所公開的著色劑組合物,使得漆或其他涂料中的任何VNCs、APEs或其衍生物、結晶ニ氧化硅的量如本文之前針對本發明的漆或其他涂料所公開的。實施本發明具有很多優勢。更具體地,通過本發明不僅VNCs被減小至非常低的濃度或被有效除去,而且所述的減小或除去作用針對APEs和其衍生物、結晶ニ氧化硅和甲醛(這些有時在本文中稱作“目標物質”)也同樣成立。因此,根據本發明制備的水性乳膠漆或其他水性涂料滿足了很多不同政府要求和環境友好型的エ業標準。這具有重大意義,因為本發明的漆從而可以被標示為“綠色”的和/或不含根據上文“背景”部分中的多種標準以及根據有害空氣污染物(“HAPS”)的EPA定義(根據本公開文的申請日時的內容)的多種不期望的材料。另外,據我們所知,在本發明之前還不存在如此制備的著色劑組合物,該著色劑組合物任何妨礙符合環境標準的漆配制的溶劑、添加劑和/或雜質的量,即VNCs、APEs或其衍生物、結晶ニ氧化硅和甲醛的量保持為可接受的低濃度。通過本發明,制備漆或其他涂料用的著色劑組合物中的這樣的溶劑、添加劑和雜質對產品漆或涂料的慣例的保持效應(carry-through effect)得以減小或完全地除去,因為本發明的著色劑組合物自身滿足(或至少是由其配制的漆或其他涂料滿足)上述標準,因此它也經常被標示為“綠色的” 或不含根據那些標準和/或HAPS (根據本公開文的申請日時的內容)的多種不期望的材料。這是本發明的組成部分-減輕不期望的環境效應不是通過明顯損失任何已經由我們認定的好的性能特征而實現的,所述好性能特征即斯托默低剪切粘度穩定性;流變學概貌、流/平性能和防垂掛性;水敏性;和色彩遷移抗性。當然對于這些屬性,總體上保持了強性能曲線。這表示在針對上述討論的任何關鍵屬性材料性能不變差的前提下,實現了環保方面的改進,這和經驗常識不一致,因此這在本領域中在本發明時間點時對于實踐者而言是意料不到的。首先,對于理解本發明重要的是認識到所關注的技術領域中的三個基礎的概念和不同的概念之間的區別,所述概念即水性乳膠漆和其他水性涂料、用于著色所述漆和涂料的著色劑組合物以及用于組合著色劑組合物配制所述漆和涂料的調色漿。因此,水性乳膠漆或其他水性涂料通常是空氣-干燥的以及一般包括水、足量的以在干燥后形成漆膜或涂料的成膜聚合物粘合剤、ー種或多種顏料、以及多種添加劑例如締合型增稠劑。相比之下,著色劑組合物不是前述的漆或其他涂料,而是較大體積的顏料在相對小體積的水中的基于水的以及通常為濃縮的分散體;其他成分通常也存在,具體是ー種或多種促進顔料的分散的表面活性劑。與此類漆或其他涂料不同,著色劑組合物不包含足以在干燥后形成膜的成膜聚合物粘合剤。調色漿不是漆/涂料,也不是著色劑組合物,而是漆/涂料的前體成分,其包含水、在干燥利用所述調色漿制備的漆/涂料后形成膜的足量的成膜聚合物粘合剤、以及白色的或淡色(pastel)著色,該白色的或淡色著色提供基本上非彩色基礎(neutral foundation)以用于通過著色劑組合物進行著色。調色衆有助于漆的遮蓋カ(hidingpower)但是不包含適用作最后的漆或涂料的調色劑的顔料,調色漿不是漆/涂料也不是著色劑組合物。對于即時說明的目的,術語“水性乳膠漆”、“水性涂料”、“著色劑組合物”和“調色漿”應該適當地根據本段上文的句子以及本說明書的其他部分所表示的含義進行理解。如本發明書中所使用的,“聚合物”是包括ー種或多種不同成分單元的化合物,每種所述成分單元是相應于具體単體的部分。“共聚物”是包括至少兩種不同成分単元的聚合物,每種所述成分単元相應于(和衍生自)不同的単體。因此,包括相應于三種不同単體的成分単元的共聚物(也已知為三元共聚物)包括在術語“聚合物”中,包括ー種成分単元的聚合物(也已知為均聚物)包括在術語聚合物中。類似地,在本說明書中,“ VNC”或“揮發性非水性組分”是指在著色劑組合物、漆或涂料通常暴露的條件下從著色劑組合物、或漆或涂料中釋放進入環境的除了水以外的物質。該術語涵蓋了有機(例如揮發性有機化合物或“VOCs”)和無機物質兩者,以及組合物、漆或涂料中的前體材料的分解產物或其他反應產物。要注意的是,APEs和它們的衍生物一般從VOCs中単獨分類,在本文中考慮了這個區別,認為VNCs不包括APEs或其衍生物。另外,在本說明書中,“基本上不含”意為(a)基于(in respect of)著色劑組合物,量不大于約O. 3重量%以及(b)基于水性乳膠漆或其他水性涂料,或調色漿,量不大于約O. 15重量%。另外,在本說明書中,術語“基本上完全不含”意為量不大于O. 0005重量%。以下每個公開的全部內容引用在此作為參考U. S.臨時申請No. 60/496,366(2003 年 8 月 18 日提交)、U. S.申請系列 No. 10/728,599(2003 年 12 月 4日提交)和基于其上的U. S.專利No. 7,402,627,U. S.申請系列No. 11/193,131 (2005年7月29日提交)、U.S.申請系列No. 11/319,840 (2005年12月28日提交)和U.S.申請系列No. 12/177,071 (2008 年 7 月 21 日提交)。本說明書中公開的所有濃度和量是以重量計的,除非另有說明;表示為不大于某個數的濃度和量理解為從零開始(包括零)至所表示的濃度或量。
一些優選實施方案的詳細說明本發明的中心特征是發現了環境友好型、“緑色的”著色劑組合物、水性乳膠漆以及其他水性涂料,其能夠大量減輕因將著色劑組合物用于著色水性乳膠漆或其他含水涂料,以及利用這樣的組合物制備的漆或其他含水涂料而出現的不期望的環境效應,并伴隨著保持這些漆和其他涂料針對以下性能的高水平性能斯托默低剪切粘度穩定性、流變學概貌、流/平性能和防垂掛性、水敏性和色彩遷移抗性。在ー些有利的實施方案中,另外抗粘連性和光澤保留性也保持在高性能水平。上述特性通過謹慎地完全地限制用于形成本發明的著色劑組合物和漆或其他涂料的材料僅為以下材料來實現,該材料固有地-或作為適當加工的結果-不需要存在VNCs、APEs或其衍生物、結晶ニ氧化硅或甲醛。與在線的著色劑組合物和水性乳膠漆或其他水性涂料不同,本發明基于和常識相反的以下發現進行,無需在好的純度和好的屬性之間選擇只實現ー個。也就是說,常識認為一方面的減輕環境危害和另一方面保持強的性能曲線之間存在基本的矛盾,該矛盾通過本發明的實踐得以解決,從而實現了一方面減輕環境危害以及另一方面保持強的性能曲線。通過認識到成分和加工措施的ー些有利的組合消除了解決環境問題和實現所期望的著色劑和漆/涂料性能 之間的明顯矛盾,從而可以實現雙重目標。因此,在用于著色水性乳膠漆或其他水性涂料的著色劑組合物中,在聚集體(aggregate)中存在的VNCs、APEs和其衍生物、結晶ニ氧化硅和甲醛的總量不大于O. 25重量%,基于著色劑組合物的重量。另外,在任何前述組分的存在量的總和優選不大于O. 15重量%,以及更優選不大于O. I重量%。基本上完全(entirely)或全部地(completely)不含前述物質的著色劑組合物的實施方案是最優選的。在本發明著色劑組合物的一些好的實施方案中(i)任何VNCs的含量優選不大于IOOOppm以及更優選不大于300ppm ; (ii)任何APEs或其衍生物的含量不大于IOOOppm以及優選不大于300 ; (iii)任何結晶ニ氧化硅含量優選不大于IOOppm以及更優選不大于5ppm ;以及(iv)任何甲醒含量優選不大于IOppm以及更優選不大于5ppm。因此,著色劑組合物,在結合到水性乳膠漆或其他水性涂料中之前或之后,對環境不會產生很大的負面影響。在本發明的其他好的實施方案中,水性乳膠漆或其他含水涂料(i)任何VNCs的含量優選不大于500ppm以及更優選不大于300ppm ; (ii)任何APEs或其衍生物的含量優選不大于IOOppm ; (iii)任何結晶ニ氧化娃的含量優選不大于IOOppm以及更優選不大于5ppm;以及(iv)任何甲醒的含量優選不大于5ppm。如在本公開文的以上段落中所指出的,也有利的是本發明的著色劑組合物可以不含-或至少基本上不含-HAPS。因此,在本發明的一備選的實施方案中,著色劑組合物基本上以及優選基本上完全不含HAPS (本質上和目標物質對立,雖然可以有重合(overlap))。同樣地,在本發明另一備選實施方案中,水性乳膠漆或其他水性涂料基本上以及優選基本上完全不含HAPS (又一次地,本質上和目標物質對立,雖然可以有重合)。本發明專注于減少很多經常涉及的但是不利于環境的物質_VNCs(經常為VOCs(但非排他性地))結合到通常的漆或涂料以及著色劑組合物的很多成分中以增加靈活性,因為VOCs使得可以使用更大范圍種類的成分材料,特別是樹脂,以及改進適用期(open time)、冷凍-熔化穩定性、流/平性能、和光澤形成(glossdevelopment)。因此,用于改進漆性能的聚結溶劑、抑制運送時凍結的凍融添加劑、用于分散顔料和提供施用性能的表面活性剤、以及消泡劑和其他的添加劑通常包括ー些固有的或通過溶劑引入的揮發性物質。與具有更高揮發性物質含量的相應物相比,這些添加劑的低揮發性或零揮發性通常展現更差的性能且更昂貴。更換這些組分是沒有價值的,因為在很多不同的產品線中,所有均必須是水溶性的或水可分散的、在水中具有好的穩定性,或者是和涂料或著色劑的二十或三十種其他成分具有相容性(以及在組合中發揮它們預計的作用)。乳膠中的剩余單體和雜質也可以是揮發性的。它們是制備這些乳膠時的常見副產品。它們經常少量地包含在所有的乳膠中,除非采用昂貴的和耗時的步驟以降低它們的濃度。并且,在過去,這些步驟會導致弱的乳膠穩定性和性能。-APEs和其衍生物是涂料エ業中的ー些最經濟、發揮最佳性能和被廣泛使用的物質。它們被發現存在于乳膠、流變改性劑、消泡劑、殺生物劑、表面活性劑和很多其他添加劑中,有助于結合進入制劑和強化性能兩者。已有ー些關于基于APEs和其衍生物的多種材料的替代品的可用性的信息,這通常是從性質出發以及基于預期的用途,而非出于解決減少APEs或其衍生物的含量同時仍保持可接受的性能曲線的目的。實現后者仍需要大量的測試或其他研究以及創新的選擇以尋找合適的備選物質或物質共混物。在很多情況中,利用備 選化學品(alternative chemistry)不能得到相當的表面活性劑。-結晶ニ氧化硅作為天然存在的雜質在很多通常用于配制漆或其他涂料以及著色劑組合物的填充物中被發現。用于漆、特別是無光漆和其他涂料的大多數填充物包含體質顔料,體質顏料包含結晶ニ氧化硅雜質。使用上述包含結晶ニ氧化硅的材料有時將導致最終膜性質變差。-甲醛在漆和著色劑配制期間引入,主要作為甲醛釋放殺生物劑的部分或作為雜質。甲醛釋放殺生物劑是ー些最常用的、最價廉的和最有效的用于涂料以防止產品變質的殺生物劑。減少前述溶劑、添加劑或雜質的存在量是非常有利的。VNCs釋放到空氣中時會惡化空氣(參加綠色圖章GS-Il標準)。另外,它們中的一些是和乳膠消費漆相關的殘留氣味的典型的和顯著的來源,這直接因為它們并入為聚結溶劑或作為聚結溶劑的一部分(例如,2. 2. 4-三甲基戊ニ醇單異丁酸酯(Texanol))。(VNC水平可以通過將在下文說明的頂空氣相色譜法/質譜法測定)。類似地,APEs和其衍生物也會有害于環境,特別是水生生物,因此從環境角度看是不期望的。(APEs和其衍生物,例如壬基酚こ氧基化物或辛基酚こ氧基化物和其衍生物可以使用UV分光光度計或LC-UV分光光度計定性地和定量地進行測定)。已經將結晶ニ氧化娃和很多健康問題關聯(參見Green Seal Crystalline SilicaClarification,2009年9月25日發表)。并且,甲醛也會導致產生健康問題,甲醛從包含甲醛的著色劑組合物或水性乳膠漆或其他水性涂料釋放進入環境。因此,在提供環境友好型產品方面本發明的效果是顯著的。然而,本發明的關鍵不單是實現了 “綠色化”,而是實現了 “綠色化”的同時保持了由所述著色劑組合物制備的水性乳膠漆或其他水性涂料的高水平性能。也就是說,通過本發明總的性能曲線是非常具有優勢的(i)漆的粘度穩定性相對它的前體調色漿是好的,在漆配制期間向基底中添加著色劑組合物時漆的斯托默低剪切粘度相比較調色漿的斯托默低剪切粘度而言基本上不變;
(ii)漆的流變學概貌、流/平性能和防垂掛性是好的;(iii)漆的水敏性是好的;以及(iv)漆的色彩遷移抗性(例如由于擦拭)也是好的。更具體地,根據本發明結合的共聚物表面活性劑(其基本上不含先前所識別的溶齊U、添加劑和雜質)與乳膠顆粒和/或與調色漿或其他水性的(或含水的)分散體(也基本上不含先前所識別的溶劑和 雜質)以及根據本發明的乳膠漆或其他水性涂料中的聯合的流變改性劑相互作用。這些共聚物表面活性劑可以有利地聯合成膜(例如乳膠)顆粒的表面以及締合型增稠劑的“橋接膠束”。不期望被理論約束,認為存在這樣的共聚物表面活性劑基本上不改變斯托默低剪切粘度,以及代替地基本上保持了乳膠漆和其他水性涂料的網絡結構。即,本發明的著色劑組合物是這樣的著色劑組合物,當它們結合到本發明的由包括這樣的組合物和調色漿的混合物(即水性乳膠底漆或其他水性聚合物分散體)所形成的漆或其他涂料中,它們不會引起所述漆/涂料的斯托默低剪切粘度的顯著變化,相比較調色漿的斯托默低剪切粘度而言。因此實踐本發明如所期望地減小了漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度的任何顯著變化,相比較調色漿的斯托默低剪切粘度而言。在本發明的有利實施方案中,利用本發明著色劑組合物著色的漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度在用于形成所述漆或其他涂料的調色漿的斯托默低剪切粘度的約±20%、優選±15%范圍內。甚至更優選的實施方案是利用本發明的著色劑組合物著色的漆或其他涂料的低剪切粘度在用于形成漆或其他涂料的調色漿的低剪切粘度的約±10%、特別是±5%范圍內。本發明的另ー優勢在于著色劑組合物對于“緑色化的(greened) ”水性乳膠漆的流/平性能不會產生很大的影響。在一個實施方案中,本發明的漆具有的流/平值至少為8,其在25°C時根據ASTM標準D4062-99測量,流/平值在I至10的范圍,其中10為最好的流/平特征。在另ー實施方案中,本發明的漆具有的流/平值為約9,其以相同的方式測量。在另ー實施方案中,本發明的漆具有的流/平值為約10,其以相同的方式測量。一方面,如果流變學概貌存在缺陷,則漆太硬,當將漆施用在基材上時可能會留下刷痕。反之,如果水性乳膠漆的流變學概貌使得漆太薄,當漆施用在基材上時可能會滴落(drippy),使得運行涂敷膜(point film)不可接受。該現象已知為垂掛,漆保持在施用的區域而不移動或滴落的性能被稱作防垂掛性。該性質可以以不同的方式測量,但是對于本發明的目的,利用Lenetaanti-Sag matter進行測定。指數越高,防垂掛性越好。不同的防垂掛性可以用于不同的應用。一般對于建筑漆,指數為11或更大則認為具有很好的防垂掛性。指數為8-10具有中等或好的防垂掛性。指數為7或更小可能引起漆在施用期間在基材上明顯的滴落或移動。根據本發明,防垂掛性至少為8,優選至少為10以及更優選至少為11。另外,本發明漆的水敏性不會受到不利地影響。術語水敏性表示漆接觸水而導致的漆退化趨勢。該敏感性以及相反地、抗敏感性可以在干燥了一段受控的時間的涂層取樣(draw down)上測量。幾滴水可以沉積在漆表面上合適的一段時間。擦拭水,用指甲刮擦被濕潤的表面以檢查膜的硬度。將漆表面評分為I至5,5表示最硬的膜,從而表明最小的水敏性。根據本發明,水敏性至少是3,優選至少是4,和更優選至少是5。另外,色彩遷移類似地不會不可接受地受到影響。術語“色彩遷移”涉及漆或其他涂料在不利的條件下不能(incapability)保持它的組成著色。色彩遷移(或色彩擦去),以及相反地、色彩遷移抗性,針對經著色的水性乳膠漆或其他水性涂料可以利用干燥了一段受控時間的涂層取樣來進行測量。更具體地,典型的色彩遷移測試在待測試的用著色劑或著色劑組合物著色的漆或涂料的涂層取樣上進行。涂層取樣利用具有3-mil bird的涂布棒(applicator bar)的BYK-Gardner byko-charts制備。涂層取樣膜在測試前在環境條件下干燥7天。具有重1000克的船形容器(boat)的ΒΥΚ-Gardner磨損試驗器(AbrasionTester)用于測量色彩遷移。濕潤白色的織物片附在船形容器的較低表面上,其置于涂層取樣膜上。擦揉膜10次,然后從船形容器上移去白色織物片,干燥一天。檢查經干燥的白色織物片從涂層取樣膜上遷移的色彩。對每種樣品進行評分為I至5,其中5為最大的色彩遷移抗性。本發明實現了色彩遷移至少為3,優選至少4以及更優選為5。本發明的著色劑組合物是調色漿即水性乳膠底漆或其他含水基礎分散體的有效添加剤,以對其進行著色(或上色)。調色漿通常包括水、至少ー種成膜聚合物和任選ー種或多種表面活性劑分散劑。本領域內的技術人員應該理解調色漿可以包含其他常規結合到其中的添加剤,任選包括(至少在調色漿的情況中)ー種或多種白色或其他基礎顏料以及體質顏料,以通常的量。就是說,調色漿具有充分低含量的目標物質,即VNCs、APEs或它們的衍生物、結晶ニ氧化硅和甲醛,使得可以滿足本發明的要求。調色漿優選基本上不含以及·更優選基本上完全不含目標物質。著色劑組合物可以在銷售時,在使用之前或在制備過程期間添加至調色漿。本發明的著色劑組合物的實施方案是特別有利,因為エ業上通常要求底漆或其他組合物具有低VNC或其他溶劑/添加劑/雜質水平。如果與調色漿組合的著色劑組合物很遺憾未能滿足環境方面的要求,那么當引入著色劑組合物時,基礎材料“浄化”時所作的良好努力將付諸ー炬,其他溶劑/添加劑/雜質將帶入最終的漆或其他涂料中。通過利用本發明的著色劑組合物,避免了重新引入環境顯著量的VNCs、APEs和衍生物、結晶ニ氧化硅和甲醛。進行了大量研究和研發以開發出滿足上述多種標準的調色漿產品,特別是針對VNC水平。但是符合漆或其他涂料的標準和努力通常不拓展至著色劑組合物。在本文中對可以配制以滿足標準的新型著色劑組合物進行了說明。因此,本發明著色劑組合物的一些好的實施方案可以添加至調色漿,而不會引起斯托默低剪切粘度穩定性的減小;流變學概貌、流平性能和垂掛的變差;水敏性的可觀測到的升高;以及色彩遷移的増加。著色劑組合物的此類實施方案包括至少ー種顏料、水和前述的彩色表面活性劑以及含量為不大于IOOOppm的任何VNCs、含量為不大于IOOOppm的任何APEs或其衍生物、含量為不大于IOOppm的任何結晶ニ氧化硅以及含量為不大于IOppm的任何甲醛。另外,在一些好的實施方案中,在任何材料中抗粘連性和光澤也未受到不利地影響。本文中所述的溶劑(非水性的)、添加劑和雜質含量的基本除去如下實現認識如此除去的可行性(即基本除去以及保持前述高水平的性能),并通過選擇材料和/或處理方法以確保合適的純的成分用于制備本發明著色劑組合物和水性乳膠漆或其他水性涂料來實現。因此,在一些優選的實施方案中,著色劑組合物的成分或與著色劑組合物組合的調色漿的成分不含VNC-、APE-或APE-衍生物、結晶ニ氧化硅-或甲醛-成分(content),從而使得這些成分的組合具有的總含量(aggregate content)大于O. 30重量%。另外,在ー些好的實施方案中,任何著色劑組合物不含任何這些溶劑和雜質,調色漿也不含任何這些溶劑和雜質,所述這些溶劑和雜質在利用著色劑組合物和調色漿的組合形成的漆或涂料中的量大于0. 15重量%。在上述段落中描述的所需材料的純度大致通過以下實現謹慎注意(如有需要測試)用于配制每種著色劑組合物和調色漿的前體物質中的前述雜質和污染物的濃度。在很多情況中,這可以通過研究關于前體材料的組分的可靠的出版信息實現,該信息通常由外部資源獲得(例如物質安全資料表(Materials Safety Data Sheets))。如前述,不同于其他目標物質,結晶ニ氧化硅通常僅以所包括的雜質的形式存在,因此不需要通過其他符合本發明要求的材料置換。對于其他目標物質,移去它們將顯著降低性能。因此,必須謹慎關注它們的置換。以下是用于選擇根據本發明的合適材料的準則。低/零-VNC材料包括沸點大于約220°C、優選大于約250°C以及更優選大于約2700C的有機化合物,因此其不蒸發或閃蒸(flash),即其在一般的室內和室外溫度時是不揮發性的。一些聚結助劑可以最終和聚合物形成化學鍵,因此可以稱為聚合物粘合劑的ー部分。這些聚結助劑用作增塑劑,其軟化用于膜形成的乳膠聚合物顆粒。不同于傳統的從漆中蒸發的聚結溶劑,具有低/零VNC的聚結助劑在經干燥的漆膜中保留不確定限期的一段時間。可以不顯著增加組合物的VNC成分的量的用于本發明的合適的低或零-VNC聚結劑的實例包括(不限于)ニ羧酸/三羧酸酯,例如偏苯三羧酸三甲酯(TMTM)、偏苯三羧酸三-(2-こ基己基)酷(TEHTM-MG)、偏苯三羧酸三-(正辛基,正癸基)酷(ATM)、偏苯三羧酸三-(庚基,壬基)酷(LTM)和偏苯三羧酸正辛酯(OTM);己ニ酸酷,例如己ニ酸ニ(2-こ基己基)酷(DEHA)、己ニ酸ニ甲酯(DMAD)、己ニ酸單甲酯(MMAD)和己ニ酸ニ辛酯(DOA);癸ニ酸酷,例如癸ニ酸ニ丁酯(DBS);馬來酸酷,例如馬來酸ニ丁酯(DBM)和馬來酸ニ異丁酷(DIBM);苯甲酸酷;環氧化的植物油例如N-こ基甲苯磺酰胺、N-(2-羥丙基)苯磺酰胺和N-(正丁基)苯磺酰胺;有機磷酸酯例如磷酸三甲苯酯(TCP)和磷酸三丁酯(TBP);三こニ醇ニ己酸酯;和四こニ醇ニ庚酸酷。有用的聚結助劑是Optifilm Enhancer 300,其是低-V0C、少氣味的用于乳膠狀漆的“綠色”聚結劑。參考“Optifilm Enhancer 300,A Low Odor, Non-VOC,' Green' Coalescentfor Emulsion Paint”,其來自 Eastman 化學品公司,出版 M-AP315, 2005 年 4 月。OptifilmEnhancer 300可以用于制備大量建筑涂料。沸點是281 °C和經驗公式是C16H3tlO4,它是不揮發的有機化合物,其特別適用于少氣味的無光漆和半光面(包括軟光澤(soft sheen)、綢鍛(satin)、こ烯基絲光(vinyl silk)和蛋殼(eggshell))內墻漆。見Eastman涂料膜技術(Eastman Coating Film Technologies):建筑涂料用的膜最優化(Film Optimizationfor Architectural Coatings),Eastman 化學品公司,2005 年。另ー有用的聚結助劑是Optifilm Enhancer 400,其是非常低V0C、少氣味的聚結齊U,其使得具有好的膜完整性、修飾性(touch-up properties)和耐刮擦性。沸點是344°C,Optifilm Enhancer 400是鄰苯ニ甲酸酯例如鄰苯ニ甲酸丁芐酯(BBP)和鄰苯ニ甲酸ニ丁酯(DBP)的備選,用作增塑劑。參考Optifilm Enhancer 400-A Non-Phthalate Alternate,其來自Eastman化學品公司,出版TT-75,2006年5月。相比較BBP而言,Opt i fi Im Enhancer400可以更有效的方式降低多種乳膠的最低成膜溫度(MFFT)。因為Optifilm Enhancer400成為了漆膜的一部分,它增加了漆涂料的靈活性。又一有用的聚結助劑是Archer Reactive Coalescent (Archer RC ),其是衍生自植物油的不飽和脂肪酸的丙ニ醇單酷。當利用EPA Method 24測試時,發現Archer RC 是非揮發性的,可能是因為它的不飽和成分的氧化作用以及后續的交聯作用。、
仍又一有用的聚結助劑是BASFPluracoat CA 120 (ES8511) oPluracoat 品牌材料是基于BASF的專有技術的有機液體。它們被評定為零-VOC以及可以用于低-或零-VOC乳膠漆。基于苯甲酸酯或苯甲酸烷基酯的聚結劑例如以Beiizofiex 和Veiate 出售的那些,以及基于低分子量聚酯的聚結劑,例如以Admex 出售的那些,都是有用的。所有的這些聚結劑必須在組合物中測試且監控其性能和穩定性。在很多情況中,必須改變配方(formula)或它的成分例如樹脂、分散劑或增稠劑從而能夠接受使用低/零VNC聚結劑。一旦本發明的實踐者掌握了本文所教導的,這些改性屬于本領域的一般技木。相應地,合適的表面活性劑和被評級為低-或零-APE的類似的材料可以是陰離子型的以及包括こ氧基化至“低”程度的C13烷基(例如RhodapeXEST-30SBL),和こ氧基化至“中等”程度的C13烷基(例如Rhodafac RS-610和RS-710)。這些從Rhodia可得。其他的包括或者こ氧基化至“低”程度的(例如Abex 2005)或者至“高”程度的(例如Abex 18S和Abex 2135S)的專有的疏水基的Rhodia陰離子材料也是有用的。 額外地,合適的表面活性劑和被評級為低-或零-APE的類似材料可以是非離子型的以及包括具有“HLB”范圍為14. 0-15. O的C13烷基(例如Rhodasurf8C-720),或包括具有“HLB”范圍為17. 5-19. O的C16-C18烷基(例如RhodasurfCET55E)或具有“HLB”范圍為17. 5-19. O的三苯こ烯基苯酚(例如SopraphorTS80-60)。這些也從Rhodia可得。又一包括專有的疏水基的Rhodia非離子型材料是具有的“HLB”范圍為15. 0-17. 5的Abex 2525以及具有的“HLB”范圍為17. 5-19. O的Abex 2545。如上述,一旦本發明的實踐者掌握了本公開文,關于其他組分所需的任何改性屬于本領域的一般技木。可用于實踐本發明的具有低/零VNC的pH調節劑的實例可以包括但不限于氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀等,以在它們中的兩個或多個的組合。不釋放或包含甲醛的合適的殺生物劑包括來自Rohm和Haas的以名字Kathon、Rocima或Kordek出售的那些或者包含1,2_苯并異噻唑啉-3-酮(I, 2-Benzisothiazolin-3-one) (BIT)以 Proxel 出售的那些,或者從 Arch Biocides 可得的批唳硫酮鋅,或者可從Dow化學品公司以商品名Canguard市購得5_氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(CIT)或2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(MIT)。所有的這些殺生物劑顯示了較大范圍的功效以及需要針對性能和穩定性在本發明制劑中進行廣泛地篩選和測試。在很多情況中,可能需要這些殺生物劑的共混物或混合物。優選的殺生物劑是從Arch Biocides可得的Proxel BZ plus,其是兩種不含甲醛的化合物的共混物。如果存在任何關于由其他供應的材料的問題,或如果材料是自制的,通常謹慎地通過顯示了適當低水平的雜質和污染物的測試(至少基于隨機的或有代表性的)進行證實。上述也適用于組合以形成水性乳膠漆或其他水性涂料的著色劑組合物和調色漿,也適用于產品漆和涂料自身。一旦掌握了本文的教導,本領域的技術人員可以選擇和進行適用于測定所討論的溶劑、添加劑和雜質的濃度的測試過程,無需創造性的技巧且以常規進行。在以下情況中,當認為任何前體材料,或著色劑組合物或調色漿(或原則上甚至為產品漆或涂料)中的前述溶劑和雜質中的ー種或多種成分的含量太高,或者通過測試結果表明含量太高,則可以進行合適的加工以如期望除去或減小雜質或污染物的含量。所述加工的性質將根據所關注的雜質或污染物而變化。例如,VNCs和APEs以及其衍生物可以通過以下措施中的任何或它們的組合得以除去,要理解的是所述技術不僅可以應用于乳膠材料而且更廣泛地用于較大范圍的分散體中。汽提(Stripping)是可以用于除去不期望的物質的多種方法中的ー種。通常,汽提可以通過增加的溫度、減小的壓カ或真空處理、化學溶劑、蒸煮、多種物理攪拌手段以及它們的組合而完成。汽提可以通過連續操作或批次操作或半批次操作進行。本領域中已知有多種汽提方法。U. S.專利No. 3,003, 930公開了ー種汽提方法。更具體地,’ 930專利公開了板式塔(tower of trays),分散體通過該板式塔級聯(cascade)以除去揮發性有機烴類。增加的溫度以及蒸汽或其他惰性氣體用于揮發揮發性有機烴 類。采取措施以防止起泡,起泡會阻止烴類蒸汽的逃逸以及再夾帶烴類。U. S.專利No. 5,516,818公開了ー種汽提方法,其中分散體接觸少量有機溶劑,其用作汽提助劑以及使分散體利用蒸汽或惰性氣體如氮氣進行汽提。溶劑可以和汽提氣體一起引入汽提裝置中或在將乳膠引入汽提裝置中之前和分散體混合。’818專利的方法可以批次模式或半批次模式進行。U. S.專利No. 6,353,087公開了ー種汽提方法,其中加熱分散體,噴射惰性氣體例如蒸汽通過分散體以除去揮發組分。該方法也利用攪拌器和機械消泡器。’087專利也教導了使用以下的組合(1)在汽提之前和期間將分散體的PH從7増加至11 ;以及⑵在汽提期間保持分散體的溫度在30°C至70°C。在一些實施方案中,使用了真空從而使得汽提可以在較低的溫度時進行。U. S.專利申請公開 No. 2006/0270815,題目為 Polymerization ofDiisopropenylbenzene,公開了真空蒸懼用于從分散體中除去殘留化合物,該方法可以用于漆中。根據本發明的一具體方面,分散體利用蒸汽汽提在約85°C至97°C和真空條件下進行處理。過度的起泡通過所使用的真空度來進行控制。與被稱作化學追擊(chemical chasing)不同但相關的方法涉及添加和不期望的材料反應的化學品。這樣的化學品包括但不限于叔丁基過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鉀和過硫酸鈉,其例如可以和不期望物質的碳-碳雙鍵進行反應。可以單獨使用化學追擊或和汽提一起使用以進ー步減少不期望的材料。又一從聚合物分散體中除去不期望的材料的手段涉及在存在吸附材料例如炭黒、活性炭、硅膠、氧化鋁或氧化鐵時使分散體接觸汽提介質,例如蒸汽或氣體。例如,U.S.專利No. 6, 348, 636,在可滲透的流通封閉物(flow-through enclosures)(即以和茶包類似的方式)中提供了離散量的顆粒吸附材料。’636專利的優選的吸附材料包括活性炭,例如Cal 12x 40,其是由Calgon Carbon Corporation出售的顆粒狀脫色碳。也可以使用柱或離子交換柱以純化分散體。例如,U. S.專利No. 4,130, 527公開了不期望的材料,例如氯こ烯単體可以從水性分散體中除去,例如聚氯こ烯,通過使分散體在低于大氣壓時作為薄液體膜于基本上垂直的柱的內表面向下流動,并與上升的蒸汽流逆流。在U. S.專利No. 5,055,197的實施例I中,離子交換柱用于除去不期望的材料。另ー使用柱裝置以純化聚合物分散體的實例公開于U. S.專利No. 6,740, 691中。在’ 691專利中,乳膠/分散體沿著柱傾瀉而下,該柱配置有和水蒸汽和/或空氣逆流的內部設置。內部設置例如無規則填充、結構化填充以及具體地盤狀物(tray)安置貫穿在柱中以提供質量傳遞的多個階段。就其本身而言,結晶ニ氧化硅可以通過沉淀除去,例如以沉淀的碳酸鈣形式沉淀,或通過沖洗。也可以利用其他可以實現所期望的結果的加工措施,只要它們不和本發明目標的實現相沖突。當然,幾乎不用說,特別是當處理兩種或多種溶劑、添加劑或雜質時,可以單獨地、連續地、同時地或以任何其他實踐方式利用多種加工步驟。 下文的定義將有利于理解本發明的范圍以及可應用于本說明書的整體討論中。如在本說明書中所使用的,“烷基”應該被認為涵蓋包括具有I至30個碳原子的一種或多種飽和直鏈或支鏈非環狀的烴基。代表性的飽和直鏈烷基包括-甲基、-こ基、-正丙基、-正丁基、-正戊基、-正己基、-正庚基、-正辛基、-正壬基、-正癸基等。代表性的飽和支鏈燒基包括-異丙基、-仲丁基、-異丁基、-叔丁基、-異戍基、-2-甲基丁基、-3-甲基丁基、~2, 2~ _.甲基丁基、-2, 3- _■甲基丁基、~2~甲基戍基、_3~甲基戍基、~4~甲基戍基、-2_甲基己基、-3_甲基己基、-4_甲基己基、-5_甲基己基、-2,3- ニ甲基丁基、-2,3- ニ甲基戊基、-2,4-ニ甲基戊基、-2,3-ニ甲基己基、-2,4-ニ甲基己基、-2,5-ニ甲基己基、-2,2_ニ甲基戍基、-2,2_ニ甲基己基、-3,3_ニ甲基戍基、-3,3-ニ甲基己基、-4,4-ニ甲基己基、-2-こ基戍基、-3-こ基戍基、-2-こ基己基、-3-こ基己基、-4-こ基己基、-2-甲基2-こ基戍基、-2-甲基-3_こ基戍基、-2-甲基-4-こ基戍基、-2-甲基2_こ基己基、-2-甲基_3_乙基己基、~2~甲基_4_乙基己基、~2, 2~ _■乙基戍基、_3,3_ _■乙基己基、~2, 2- _.こ基己基、-3,3- ニこ基己基等。如在本說明書中也使用的,“烷基苯基”應該被認為涵蓋包括一種或多種苯基的基團,其中每種所述苯基由至少ー個烷基取代,其中烷基如上述。另外,如在本說明書中使用的,“苯こ烯基苯基”應該被認為涵蓋包括由苯こ烯基取代的苯基的基團,即こ烯基苯基,其中こ烯基的未取代碳原子與苯環鍵合。因此,最嚴格的意義上來說,在單苯こ烯基苯基中,一個こ烯基苯基與苯基鍵合;在ニ苯こ烯基苯基中,兩個こ烯基苯基與苯基鍵合;以及在三苯こ烯基苯基中,三個こ烯基苯基與苯基鍵合。然而,要理解的是例如可市購的三苯こ烯基苯基聚(こ烯氧基)(甲基)丙烯酸酯(即由CAS編號174200-85-2表示的化合物)可以是單苯こ烯基苯基聚(こ烯氧基)(甲基)丙烯酸酉旨、~■苯こ稀基苯基聚(こ稀氧基)(甲基)丙稀酸酷和/或ニ苯こ稀基苯基聚(こ稀氧基)(甲基)丙烯酸酯的混合物,如本文中所使用的,術語“三苯こ烯基苯基”,當単獨使用或者作為化學名稱的一部分使用時,除非另外指出,包括了單苯こ烯基苯基、ニ苯こ烯基苯基、三苯こ烯基苯基或它們的混合物。著色劑組合物本發明著色劑組合物通常不僅包括水、顔料和共聚物表面活性劑(其可以作為聚合物的分散體存在),還可以包括一種或多種其他表面活性劑和/或分散劑;ー種或多種水-可分散聚合物;一種或多種低數均分子量聚合物(例如聚こニ醇或聚丙ニ醇),每種具有的平均分子量為約300-約8000道爾頓;和ー種或多種流變改性劑,例如增稠劑,特別是締合型增稠劑;但是條件是這些另外的成分中沒有ー種成分會包含、結合或伴隨VNC、APE或其衍生物、結晶ニ氧化硅或甲醛。在一些情況中,著色劑組合物甚至可以包括成膜的或其他乳膠粘合劑成分,雖然著色劑組合物實施方案不包含足以形成合適漆膜的量的成膜乳膠粘合剤,以及因此不構成調色漿或其他水性聚合物分散體,或乳膠漆或其他水性涂料,如本公開文中所表示的。在本發明的著色劑組合物(或水性乳膠漆或水性涂料)中所包括的每種有色顏料可以是有機顏或無機顏料;每種顏料是本領域內熟知的。有機顏料包括酞青藍、酞青綠、單芳基化物黃、雙芳基化物黃、苯并咪唑黃、雜環黃、DAN橙、喹吖啶酮品紅、喹吖啶酮紫、有機紅,其包括金屬化的偶氮紅和非金屬化的偶氮紅等。示例性的偶氮紅包括立索紅(Iithols)、立索爾寶紅(lithol rubine)、甲苯胺紅(toluidine red)、萘酌·紅(naphtholred)和喹B丫唳酮紅(quinacridone red)。金屬化的偶氮紅是包含金屬陽離子的鹽類,例如 偶氮紅的鋇或鈣鹽,例如立索爾寶紅鈣鹽和立索爾紅鋇鹽。非金屬化的偶氮紅基本上不含金屬陽離子。無機顏料包括ニ氧化鈦白(titanium dioxide white,鈦白)、炭黑、燈黑、氧化鐵黑、氧化鐵黃、氧化鐵棕、氧化鐵紅等。包括在本發明的著色劑組合物(水性乳膠漆或水基涂料)的每種白色顔料、灰白(off-white)顏料或體質顏料可以包括ニ氧化鈦或其他合適的白色顔料、灰白顏料或體質顏料,例如本領域中已知的滑石或硅石。共聚物表面活性劑包括一種或多種相應于不飽和羧酸和/或不飽和酐單體的成分単元。通常,共聚物表面活性劑具有聚合物主鏈(“鏈”),其包括至少ー種疏水基,在另一實施方案中兩種或多種疏水基以及大量親水基,例如兩個或多個α,β-烯鍵式不飽和羧酸或酐的單體単元,其共聚合進入共聚物表面活性劑的共聚物骨架。表面活性劑單體趨向于疏水性,例如通過它的烷基或三苯こ烯基苯基,從而促進和顏料和其他涂料成分的多種疏水基的所期望的聯合。親水基,例如羧酸和/或酐基團,當中和時賦予水相中的共聚物表面活性劑溶解性,且也促進了無機顔料的分散。可以使用其他共聚物表面活性劑的共聚用単體成分以調節共聚物表面活性劑的疏水性和親水性之間的平衡。代表性的種類包括單羧酸和ニ羧酸,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、當歸酸(angelic acid)、戍烯ニ酸(glutaconic acid)、肉桂酸、羧基肉桂酸、苯こ烯ニ羧酸等。也可以使用ニ羧酸和烷醇(alkanol)的半酷,如酐。馬來酐,4-こ烯基_異苯并呋喃(isobenzofuran) -I, 3- ニ酮和5-こ烯基-異苯并呋喃-1,3- ニ酮是不例性的C3-C12 α, β-烯鍵式不飽和羧酸酐。在本發明的多個好的實施方案中,共聚物鏈包括衍生自一種以及僅ー種C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐單體的單元。在其他的實施方案中,共聚物鏈包括分別衍生自兩種存在于共聚物表面活性劑鏈的単獨的C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐單體的単元。以及在又一實施方案中,共聚物鏈包括分別衍生自三種C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐單體的單元。當然,要理解的是當分別相應于兩種或多種單獨的C3-C12 α,β-烯鍵式不飽和羧酸或酐單體的單元存在于共聚物鏈中時,每種單獨的單體可以是獨立于其他(ー種或多種)的酸或酐。在一些好的實施方案中,一種或多種不飽和羧酸或酐單體以如下濃度存在于聚合方法中約10重量%至約80重量%,優選約15重量%至約50重量%以及更優選約20重量%至約45重量%,基于用于形成共聚物的所有単體和鏈轉移劑(ー種或多種)的總重量。在另外的實施方案中,相當于丙烯酸的成分單元以如下濃度存在約20重量%至約45重量%,基于用于形成共聚物的所有単體和鏈轉移劑(ー種或多種)的總重量。共聚物表面活性劑還包括こ烯基單體。適用于本發明的這種類型的単體包括任何具有こ烯基官能團的化合物,即烯鍵式不飽和,不包括具有丙烯酸官能團的化合物,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、這些酸的酯類、丙烯腈和丙烯酰胺。優選地,こ烯基單體選自こ烯基酷、こ烯基芳烴、こ烯基脂肪族烴、こ烯基烷基醚和它們的混合物。合適的こ烯基單體包括こ烯基酯,例如,丙酸こ烯基酯、月桂酸こ烯基酯、三甲基こ酸こ烯基酯、壬酸こ烯基酯、癸酸こ烯基酯、新癸酸こ烯基酯、丁酸こ烯基酯、苯甲酸こ烯基酷、こ稀基異丙基こ酸酷以及類似的こ稀基酷類;こ稀基芳香經,例如苯こ稀、甲基苯こ稀以及類似的低級燒基苯こ稀、氣苯こ稀、こ稀基甲苯、こ稀基蔡以及_■こ稀基苯;こ稀基脂肪族烴單體,例如氯こ烯以及偏ニ氯こ烯以及α烯烴例如こ烯、丙烯、異丁烯以及共軛ニ烯例如1,3- 丁 ニ烯、甲基-2- 丁 ニ烯、1,3-戊ニ烯、2,3- ニ甲基丁 ニ烯、異戊ニ烯、環己稀、環戍_■稀和_■環戍_■稀;和こ稀基燒基釀例如甲基こ稀基釀、異丙基こ稀基釀、正丁基 こ烯基醚以及異丁基こ烯基醚。通常包括包含2至12個碳原子的α,β _烯鍵式不飽和こ烯基單體的こ烯基化合物的實例包括丙烯酸和甲基丙烯酸的酯類,例如甲基丙烯酸甲酷、丙烯酸こ酷、甲基丙烯酸こ酷、丙烯酸2-こ基己酷、丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸丁酷、丙烯酸2-羥基こ酷、甲基丙烯酸2_羥基丁酯等;こ烯基酯類,例如こ酸こ烯酯、丁酸こ烯基酯、己酸こ烯基酯(capiOlate)等;腈單體,例如丙烯腈、甲基丙烯腈等;氯こ烯;偏ニ氯こ烯等。在另ー實施方案中,C3-C12Q, β-烯鍵式不飽和こ烯基單體是丙烯酸丁酷、丙烯酸こ酷、甲基丙烯酸こ酷、甲基丙烯酸甲酷、こ酸こ烯基酯、丙烯腈或它們的混合物。在另ー實施方案中,C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體是丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸こ酷、甲基丙烯酸甲酷、こ酸こ烯酯或它們的混合物。在另ー實施方案中,C3-C12L β_烯鍵式不飽和こ烯基單體是丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸こ酷、こ酸こ烯酯或它們的混合物。理論上苯こ烯可以表征為こ烯基,出于本公開文的目的,則將包含苯こ烯基的合適部分和其他こ烯基基團區別開來單獨表征。就是說,相應于苯こ烯基單體的成分単元也是合適的。它們包括苯こ烯基単體,例如苯こ烯、こ烯基甲苯、叔丁基苯こ烯、異丙基苯こ烯、對氯苯こ烯等。共聚物表面活性劑也可以包括丙烯酸單體。這樣的適用于本發明的単體包括具有丙烯酸官能團的任何化合物。優選的丙烯酸單體選自丙烯酸烷基酷、甲基丙烯酸烷基酷、丙烯酸和甲基丙烯酸以及丙烯酸和甲基丙烯酸的芳香族衍生物、丙烯酰胺和丙烯腈。通常,丙稀酸燒基酷和甲基丙稀酸燒基酷單體(在本文中也稱作丙稀酸或甲基丙稀酸的燒基酷)具有每分子包含I至約18、優選約I至8個碳原子的烷基酯部分。合適的丙烯酸單體包括例如丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酷、丙烯酸こ酯和甲基丙烯酸こ酷、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酷、丙烯酸丙酯和甲基丙烯酸丙酷、丙烯酸2-こ基己酯和甲基丙烯酸2-こ基己酷、丙烯酸環己酯和甲基丙烯酸環己酷、丙烯酸癸酯和甲基丙烯酸癸酷、丙烯酸異癸酯和甲基丙烯酸異癸酷、丙烯酸芐酯和甲基丙烯酸芐酷、丙烯酸異冰片酯和甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸新戊酯和甲基丙烯酸新戊酷、甲基丙烯酸I-金剛烷基酯和多種反應產物例如和丁基、苯基和甲苯基縮水甘油基醚和丙烯酸和甲基丙烯酸、丙烯酸羥基烷基酯和甲基丙烯酸羥基烷基酯(例如丙烯酸羥こ酷、丙烯酸羥丙酷、甲基丙烯酸羥こ酯和甲基丙烯酸羥丙酷)、氨基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及丙烯酸類(例如丙烯酸和甲基丙烯酸、こ基丙烯酸(ethacrylic acid)、α -氯丙烯酸、α-氰基丙烯酸、巴豆酸、β-丙烯酰氧基丙酸,和β-苯こ烯丙烯酸)。用于衍生共聚物表面活性劑的成分単元的合適的單體的另外實例包括-こ酸こ烯酯、丙酸こ烯基酯、丁酸こ烯基酯、異丁酸こ烯基酯、苯甲酸こ烯基酷、間氯苯甲酸こ烯基酯、對甲氧基苯甲酸こ烯基酷、α-氯こ酸こ烯基酯、こ烯基甲苯、氯こ稀、對こ稀基節基醇等。-苯こ烯、α-甲基苯こ烯、α -こ基苯こ烯、α -溴苯こ烯、2,6_ ニ氯苯こ烯等;-氯丙烯、こ酸烯丙基酷、苯甲酸烯丙基酷、甲基丙烯酸烯丙基酯等;
-こ烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、馬來酸ニ甲酷、こ酸異丙烯酷、異丁酸異丙烯基酷、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、1,3- 丁ニ烯等;-丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酷、丙烯酸こ酷、丙烯酸丙酷、丙烯酸異丙酷、丙烯酸丁酷、丙烯酸異丁酷、丙烯酸こ基己酷、丙烯酸戊酷、丙烯酸3,5,5-三甲基己基酷、甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸こ酷、甲基丙烯酸丙酷、甲基丙烯酸ニ甲基氨基こ酷、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸叔丁酯、巴豆酸こ酯(ethyl tiglate)、丁烯酸甲酯(methylcrotonate)、丁烯酸こ酷、丙烯酸2_羥こ酷、甲基丙烯酸2_羥こ酯、丙烯酸2-羥丙酷、甲基丙烯酸4-羥丁酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸3-羥丁酯、丙烯酸4-羥丁酯、丙烯酸4-羥戍酯、甲基丙烯酸2-輕こ酯(2-hydroxyethyl ethacrylate)、甲基丙烯酸3_輕丁酯、氯丙烯酸2-羥こ酯、甲基丙烯酸ニこニ醇酯、丙烯酸四こニ醇酯等。共聚物表面活性劑還包括ー種或多種相應于表面活性劑單體的成分単元。如本文中所使用的,表述“表面活性劑單體”應該表示為具有包含可以參加聚合反應的不飽和鍵的親水性部分以及疏水部分的化合物,通過包括含重復羰基的聚合物部分的橋連部分連接,優選通過基本上由重復羰基的聚合物構成的橋連部分相互連接。表述涵蓋了但是不限于包括こ氧基化的疏水部分(例如烷基、烷基苯基、單苯こ烯基苯基、ニ苯こ烯基苯基、三苯こ烯基苯基等)的至少ー種丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯即“(甲基)丙烯酸酷”的ー種或多種物質。表面活性劑單體可以具有由以下公式表示的結構H2C=C (X) -C (O) O-E-R (I)其中X是氫或甲基,E是親水性部分例如こ氧基化物,和R是疏水部分例如烷基、烷基苯基、單苯こ烯基苯基、ニ苯こ烯基苯基或三苯こ烯基苯基等。代表性的合適的表面活性劑單體包括非離子型表面活性劑醇的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,例如烷基聚こ烯氧基(甲基)丙烯酸酯或烷基苯基聚こ烯氧基(甲基)丙烯酸酯(其中烷基單獨地包含I至30個碳原子)、以及三苯こ烯基苯基聚こ烯氧基(甲基)丙烯酸酷。但是在其他的實施方案中,多種表面活性劑單體存在于共聚物表面活性劑鏈中以及提供了多種烷基或三苯こ烯基苯基疏水基或它們的組合。要理解是的,如本文中所使用的,術語“三苯こ烯基苯基”,或者単獨使用或者作為化學名稱的一部分,除非另外指出,其包括單苯こ烯基苯基、ニ苯こ烯基苯基、ニ苯こ稀基苯基和它們的兩種或多種的混合物的任何或全部。燒基聚こ稀氧基(甲基)丙烯酸酯或烷基苯基聚こ烯氧基(甲基)丙烯酸酯可以具有単獨包含I至22個碳原子的燒基或者燒基聚こ稀氧基(甲基)丙稀酸酷或燒基苯基聚こ稀氧基(甲基)丙稀酸酷可以具有単獨包含9至22個碳原子的烷基。表面活性劑單體的額外實例包括壬基聚(こ烯氧基)丙烯酸酯、癸基聚(こ烯氧基)丙烯酸酯、十一烷基聚(こ烯氧基)丙烯酸酯、油基聚(こ烯氧基)甲基丙烯酸酷、_■十_.焼基聚(こ稀氧基)甲基丙稀酸酷、ニ苯こ稀基苯基聚(こ稀氧基)甲基丙稀酸酷或它們的混合物的ー種或多種。表面活性劑單體的又ー實例涵蓋包括二十ニ烷基聚(こ烯氧基)丙烯酸酯、二十ニ烷基聚(こ烯氧基)甲基丙烯酸酯、癸基聚(こ烯氧基)丙烯酸酷、癸基聚(こ稀氧基)甲基丙稀酸酷、ニ苯こ稀基苯基聚(こ稀氧基)丙稀酸酷、ニ苯こ稀基苯基聚(こ烯氧基)甲基丙烯酸酯或它們的混合物的一種或多種物質,以及包括二十ニ烷基聚(こ烯氧基)甲基丙烯酸酯、癸基聚(こ烯氧基)丙烯酸酯、三苯こ烯基苯基聚(こ烯氧基)丙烯酸酯、三苯こ烯基苯基聚(こ烯氧基)甲基丙烯酸酯或它們的混合物的ー種或多種物質。表面活性劑單體的另外實例是包括三苯こ烯基苯基聚(こ烯氧基)丙烯酸酯、三苯こ稀基苯基聚(こ稀氧基)甲基丙稀酸酷、ニ苯こ稀基苯基聚(こ稀氧基)丙稀酸酷和三苯こ烯基苯基聚(こ烯氧基)甲基丙烯酸酯或它們的混合物的ー種或多種物質。也可以 使用已知為Nopol(記載于U.S.公開申請No.US20060270563,引用在此作為參考)的表面活性劑單體。共聚物表面活性劑可以是単-疏水基,即它可以在每個聚合物鏈中包含單個的疏水基團。在另外的實施方案中,共聚物表面活性劑可以在每個聚合物鏈中包含多個(即兩個或多個)疏水基,其中每種疏水基可以是相同的或不同的。在其他的實施方案中,共聚物表面活性劑可以是ニ-疏水基以及在每個聚合物鏈中包含兩個疏水基團,其可以是相同的或不同的。上述常規公開的疏水改性堿性可溶的/可溶脹的(swellable)共聚物(即HASCs)是這些類型的表面活性剤。其他疏水改性可溶的/可溶脹的共聚物是已知的。本領域的技術人員要理解的是可以存在相應于表面活性劑單體的ー種或多種類型的成分単元。在一些實施方案中,ー種表面活性劑單體単元存在于共聚物表面活性劑鏈中。因此,在多種實施方案中,兩種表面活性劑單體単元(當然地,其可以是相同的或不同的)存在于共聚物表面活性劑鏈中。在又一實施方案中,三種表面活性劑單體單元(當然地,其可以是相同的或不同的)存在于共聚物表面活性劑鏈中。在再另外的實施方案中,平均一種表面活性劑單體単元存在于共聚物表面活性劑鏈中。在另外的實施方案中,平均約ー種至約兩種表面活性劑單體単元存在于共聚物表面活性劑鏈中。在另外的實施方案中,平均至少約兩種表面活性劑單體単元存在于共聚物表面活性劑鏈中。ー種或多種表面活性劑單體的存在量優選為約O. 01重量%至約20重量%,更優選約O. 03重量%至約16重量%,以及特別優選約O. 5重量%至約13重量%,基于用于形成共聚物的所有単體和鏈轉移劑(ー種或多種)的總重量。在每種包含(こ烯氧基)的表面活性劑單體中,存在的氧化こ烯單元的數量優選為約4至約200,更優選為約4至約60,以及特別優選約10至約40。一旦掌握了本文的教導,本領域的技術人員可以通過常規測試以及無需不恰當地進行實驗確定適當結合在著色劑組合物中的共聚物表面活性劑的量以確保所需的表面活性劑效應。下文實施例部分中的信息也證明了這一點。在本發明多個好的實施方案中,結合在著色劑組合物中的共聚物表面活性劑的量是O. 5至16,優選I至12,以及更優選2至8,以重量百分比計,基于著色劑組合物中的固體總量。在一些好的實施方案中,ー種或多種丙烯酸單體、こ烯基單體和/或苯こ烯基單體以如下量存在于聚合方法中約10重量%至約90重量%、優選約10重量%至約60重量%,基于用于形成共聚物的所有単體和鏈轉移劑(ー種或多種)的總重量。在一個實施方案中,表面活性劑單體選自壬基聚(こ烯氧基)丙烯酸酯、癸基聚(こ烯氧基)丙烯酸酯、十一烷基聚(こ烯氧基)丙烯酸酯、油基聚(こ烯氧基)甲基丙烯 酸酉旨、~■十~.焼基聚(こ稀氧基)甲基丙稀酸酷、ニ苯こ稀基苯基聚(こ稀氧基)甲基丙稀酸酯或它們的混合物,共聚物由以下量的表面活性劑單體(ー種或多種)形成約0.5重量%至約13重量%,基于用于形成共聚物的所有単體和鏈轉移劑(ー種或多種)的總重量。著色劑組合物可以另外包括至少ー種締合型增稠劑。著色劑組合物還可以包括低分子量的聚合物ニ元醇(polymer glyols)。合適物質包括具有數均分子量為約300-約8000道爾頓的聚こニ醇、聚丙ニ醇等。這些物質可以影響本發明的著色劑組合物的干燥性能。這些低分子量聚合物ニ元醇的至少ー種可以存在于本發明的著色劑組合物中,但是可以任選使用它們。本發明的共聚物表面活性劑也可以組合其他水溶性聚合物使用,所述其他水溶性聚合物包括但不限于多元羧酸、包含含羧酸單體的共聚物、水溶性共聚物、纖維素衍生物、聚丙烯酸的鹽類、包含含丙烯酸的単體的共聚物的鹽類、聚こ烯吡咯烷酮以及包含こ烯基吡咯烷酮單體的共聚物。在另ー實施方案中,水溶性聚合物是聚丙烯酸的鹽、包含含丙烯酸単體的共聚物的鹽或它們的混合物。常規乳化劑或表面活性剤,即陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性表面活性劑和它們的混合物也可以和本發明的共聚物表面活性劑一起使用。示例性的締合型增稠劑包括非離子型疏水改性的氧化こ烯氨基甲酸こ酯嵌段共聚物(ethylene oxide urethane block copolymer)、疏水改性聚醚、疏水改性堿溶性乳液、疏水改性聚(甲基)丙烯酸、疏水改性羥こ基纖維素、疏水改性聚丙烯酰胺以及它們的混合物。在一些本發明好的實施方案中,共聚物表面活性劑基本上包含(a)約10重量%至約80重量%的甲基丙烯酸或丙烯酸,(b)約10重量%至約80重量%的第一こ烯基酯,其是甲基丙烯酸烷基酷,其烷基具有2至12個碳原子,以及具有2至12個碳原子的第二こ烯基酷,以及(c)約0. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種表面活性劑單體由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分通過基本上由聚(こ烯氧基)構成的橋連基團連接疏水部分,疏水部分是三苯こ烯基苯基。在另外的實施方案中,共聚物表面活性劑可以包括以下単體(a)約10重量%至約80重量%的甲基丙烯酸或丙烯酸,(b)約10重量%至約80重量%的甲基丙烯酸こ酯和こ酸こ烯酯,和(c)約0. 01重量%至約20重量%的三苯こ烯基苯基聚(こ烯氧基)甲基丙烯酸酷。如此,表面活性劑單體可以為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分通過基本上由聚(乙烯氧基)部分構成的橋連基連接疏水部分,疏水部分選自單苯こ烯基苯基、ニ苯こ烯基苯基和三苯こ烯基苯基。例如,聚(こ烯氧基)部分具有約4至約200個こ烯氧基單元。
共聚物表面活性劑可以利用単體通過自由基、穩定自由基(例如利用熟知的化合物TEMPO)的溶液共聚作用,陰離子或陽離子在溶劑(例如含氧溶劑)或溶劑混合物中聚合作用來制備。ニ元醇是示例性的含氧溶剤。示例性ニ元醇包括こニ醇、丙ニ醇、甘油、ニこニ醇、こニ醇、四こニ醇和其他具有較低數均分子量例如約300-約8000道爾頓的聚こニ醇。溶纖劑以及溶纖劑衍生物例如こ酸溶纖劑也可以用作含氧溶劑。在另ー實施方案中,共聚物表面活性劑通過単體在連續水相乳液中利用乳化劑進行乳液共聚作用而制備。這可以通過常規乳液聚合作用在PH小于約5. O利用常規自由基生成引發劑(ー種或多種)例如過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過氧化氫異丙苯、叔丁基過氧化氫、過氧化苯甲酰、過氧化こ酰、過氧化月桂酰、過氧こ酸、過苯甲酸和或2,2’ -偶氮ニ異丁腈來完成。引發劑的使用量可以是約O. 05重量%至約3. 5重量%,基于所有存在的單體的總重量,優選約O. 75重量%至約3. 2重量%,基于所有存在的単體的總重量。聚合作用一般在相對不活性氣氛中進行,例如不活性氣氛由氮氣或氬 氣提供,以及在溫度為約60°C至約90°C進行。當然,對于本領域技術人員已知的是,可以根據情況使用更大量或更小量的引發劑以及更高溫度或更低溫度。聚合作用可以以批次的方式或分步的方式或以常規方式通過連續添加單體進行。表面活性劑單體可以和其他単體同時供料,或在一部分其他単體已經反應之后供料。通常,至少ー種陰離子型、陽離子型、非離子型或兩性乳化劑用于乳液共聚,在乳液共聚中制備共聚物表面活性剤。當存在多于ー種的乳化劑時,每種額外的乳化劑可被指定為輔助乳化劑。多種乳化劑是可得的,例如,很多列在McCutcheon’s Emulsifiers &Detergents, North American Ed. , Manufacturing Confectioner Pub. Co.,Gien Rock, N.J.,1988,pp. 1-217中。乳化劑可以是非離子型的、具有陰電荷、具有陽電荷或具有陰電荷和陽電荷兩者,例如兩性乳化剤,其中每種電荷聯合了合適的抗衡離子;本領域中已知有每種乳化劑的大量實例。見 Lynn, Jr.等人,Surfactants in Kirk-Othmer Encyc. of Chem.Technol. , 4th Ed. , John Wiley & Sons, New York, 1997,Vol. 23,pp. 483-541。通常利用的非離子型的乳化劑是烷基酚こ氧基化物和其衍生物,例如壬基酚こ氧基化物。當然,需要確定的是利用這樣的乳化劑制備的共聚物表面活性劑不含由于它們的制備過程而引起的過度大量的APEs或其衍生物。陰離子型乳化劑包括但不限于堿金屬烷基芳基磺酸酯、堿金屬烷基硫酸酷、磺化烷基酯例如十二烷基苯磺酸鈉、ニ仲丁基萘磺酸鈉、月桂基硫酸鈉、十二烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉、十八燒基磺基ニ琥拍酰胺酸鈉(disodium n-octadecylsulfosuccinamate)、磺基琥拍酸鈉ニ辛酯(sodium dioctylsulfosuccinate)等。陽離子乳化劑包括但不限于胺類例如衍生自脂肪酸和松香酸的脂肪族単-、雙和多胺類以及季銨鹽類例如ニ烷基ニ甲基和烷基三甲基銨鹽、燒基節基ニ甲基氯化銨以及燒基卩比唳齒化物(alkylpyridinium halides)。兩性乳化劑包括但不限于咪唑啉衍生物,例如月桂酰兩性基ニこ酸ニ鈉(disodium lauroampho diacetate)、椰油酸兩性基ニ こ酸ニ鈉(disodium cocoamphodiacetate)、椰油酸兩性基こ酸鈉(sodium cocoampho acetate)、椰油酸兩性基丙酸鈉(sodium cocoampho propionate)、月桂酸兩性基こ酸鈉(sodium lauroamphoacetate)、椰油酸兩性基ニ丙酸ニ鈉(disodium cocoampho dipropionate)、椰油酸兩性基ニ丙酸(cocoampho dipropionic acid)、辛酸兩性基羧酸鈉(sodium capryIoamphocarboxylate)、椰油酸兩性基輕丙基橫酸鈉(sodium cocoampho hydroxypropylsulfonate)、辛酸兩性基輕丙基橫酸鈉(sodium carpryloampho hydroxypropylsulfonate)等;烷基甜菜堿,例如月桂酰胺丙基甜菜堿、椰油基ニ甲基甜菜堿(cocodimethyl betaine)、油酰胺丙基甜菜堿等;磺基甜菜堿,例如烷基醚羥丙基磺基甜菜堿、椰油酸胺丙基輕基橫基甜菜喊等;~■輕基こ基氣基こ酸酷,例如_■輕基こ基牛脂基氣基こ酸酷等;和氨基丙酸酷,例如月桂基亞氨基ニ丙酸鈉等。上述乳化劑可以単獨使用或作為它們的兩種或多種的混合物使用。當共聚物表面活性劑是通過乳液聚合而制備的,乳化劑的使用量可以是約O. 2重量%至約10重量%,基于乳液的總重量,優選約O. 5重量%至約10重量%,基于乳液的總重量,更優選約O. 5重量%至約4. O重量%,基于乳液的總重量。共聚物表面活性劑通常具有的數均分子量是約400道爾頓至約500000道爾頓,優選約400至約200000道爾頓,更優選1200至約200000道爾頓。
一種受關注的共聚物表面活性劑類型包括衍生自以下単體的ー種或多種的成分單元丙烯酸單體、こ烯基單體和苯こ烯基單體;衍生自以下成員的ー種或多種的成分單元羧酸單體和酐單體,其中每種具有可以參與聚合反應的不飽和鍵;ー種或多種相應于表面活性劑單體的成分単元;相應于ー種或多種鏈轉移劑的成分単元;以及相應于ー種或多種交聯単體的成分単元,其中每種交聯單體具有至少三個可以參與聚合反應的不飽和鍵。這些共聚物表面活性劑通常具有一定程度分支的多支鏈結構,其是以下原因所引起的相應于具有至少三個可以參與聚合反應的不飽和鍵的交聯單體的成分単元存在于共聚物中,以及這些單元和鏈轉移劑(ー種或多種)之間的相互影響,其中鏈轉移劑和增長支鏈(propagating branches)反應以結束它們的生長,結果是新支鏈以不同規模形成,其由相應于交聯單體的成分提供。相關地,表述“超支化(hyperbranched)共聚物”意為以下共聚物,該共聚物具有ー種或多種相應于具有至少三個可以參與聚合反應的不飽和鍵的交聯單體的構成成分單
J Li ο一種或多種鏈轉移劑用于影響本發明共聚物的“超支化”。可用于制備本發明超支化共聚物的鏈轉移劑包括直鏈或支鏈的C4-C22烷基硫醇(例如正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇)、異丙醇、鹵化化合物、正丁基硫醇、正戊基硫醇、異辛基2-巰基丙酸酯(i-octyl 2-mercaptoproprionate)、疏基こ酸燒基酯(alkyl thioglycolate)、疏基丙酸(mercaptoproprionic acid)和燒基疏基鏈燒酸酯(alkyl mercaptoalkanoate)。更具體地,當結合進入共聚物的生長鏈(growing branch)中,鏈轉移劑結束了該鏈的伸長。如之后將討論的,使用交聯單體(ー種或多種)將導致超支化,其中很多支鏈形成且長度増加。這些支鏈在可得的很多支化點增長。這將引起顯著大量的支鏈。為了調節超支化共聚物的分子量,在它們增加到如果不存在鏈轉移劑或多種試劑的組合時得到的長度之前,鏈轉移劑或多種試劑的組合用于在支鏈的終端和成分単元反應以結束支鏈的生長,從而提供分子量的最高限度。因此,超支化共聚物的分子量可以通過改變本發明實施方案中所使用的鏈轉移劑的量來進行調節。在多個好的實施方案中,一種或多種鏈轉移劑的存在量為約0. 02重量%至約8重量%,更優選為約I重量%至約3重量%,基于用于形成超支化共聚物的単體和鏈轉移劑(一種或多種)的總量。另外,本發明的共聚物還包括分別相應于ー種或多種交聯単體的共聚物單元。結合這些單元的效應是其有利于改變分子量和促進強化本發明共聚物的支化。適用于實踐本發明的交聯單體在ー單個分子中具有多個,以及在任何情況中至少兩個反應性不飽和的、優選烯鍵式的不飽和鍵。在一些好的本發明實施方案中,所使用的交聯單體(ー種或多種)在單個分子中具有至少三個反應性的烯鍵式不飽和鍵。這樣的化合物稱作“多官能団交聯單體”。相應ー種或多種多官能団交聯單體的成分單元是例如相應ー種以及僅ー種多官能団交聯單體的単元,或備選地,相應全部是用于聚合反應中的多種不同多官能団交聯單體中的一種或另一種的單元,以實現所期望的増 加量的支化。上述實例是相應于多官能団交聯單體的成分単元例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酷、こ氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化的甘油基三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三(2-羥こ基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯(tris (2-hydroxy ethyl) isocyanurate triacrylate)、雙三輕甲基丙燒四丙烯酸酯、李戍四醇四丙烯酸酯、こ氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯、五丙烯酸酯和ニ季戊四醇五丙烯酸酷。通常,不飽和交聯單體的存在量是約O. 5重量%至約70重量%,優選約O. 5重量%至約10重量%,更優選約O. 5重量%至約5重量%,基于用于形成共聚物的単體和鏈轉移劑(ー種或多種)(雖然本領域技術人員在掌握了本文教導的情況下可通過常規實驗而無需創造性技巧確定在一些情況中需要更大的或更小的量)。相應于聚合物鏈中的多官能団交聯單體的每種成分單元用作支化點,從該支化點開始增長支鏈結構。當用于聚合反應的多官能団交聯單體的量(上文所示)増加,由此在共聚物中的相應成分単元的量増加,發生更多的支化以及超支化共聚物的分子量増加。由此得出結論,支化的量可以通過改變在本發明實施方案中所使用的多官能団交聯單體的量進行調節,如上文所討論的,支鏈的平均大小可以通過改變鏈轉移劑的量進行控制。漆和其他涂料本發明的漆和其他涂料基本上均為包含ー種或多種用于實現所需的色彩的顔料以及添加(任選)用來促進顏料分散、好的流變學性能以及其他所需的特征的物質聚合物材料的水性分散體。當然,用于建筑和エ業用途兩者、室內和室外的水性乳膠漆的范圍和性質對于本領域技術人員而言是熟悉的以及很好理解的。然而,本發明不僅應用于這樣的漆,而且也應用于其他稱作水性涂料的水性分散體。這些可以是建筑或エ業染色劑(stain)、エ業保養性涂料(maintenance coating)等。本發明的漆和其他涂料可以用于裝飾、建筑、エ業和其他常規應用中。無關它們的用途,本發明創造性的漆和其他涂料共有的是它們皆通過本發明的實踐得以改迸。水性乳膠漆和其他水性涂料,包括所得的膜,由于它們是利用本發明的著色劑組合物而制備的,它們包含前文所討論的共聚物表面活性剤。這些漆和涂料,和水性分散體例如調色漿一起,還包含表面活性劑和/或分散劑,以及任選ー種或多種水可分散的聚合物,一種或多種低數均分子量聚合物(例如聚こニ醇或聚丙ニ醇),其中每種具有的平均分子量小于約300-約8000道爾頓,以及ー種或多種流變改性劑,例如增稠劑,特別是締合型增稠劑。(自然不用說的是,乳膠漆、其他水性涂料、調色漿、膜等包含足量的成膜乳膠粘合劑成分用于形成合適的漆膜,要理解的是在膜實施方案中的成膜粘合劑乳膠可以是固化的“膜”的狀態)。包括本發明的調色漿和著色劑組合物的本發明漆或其他水性涂料包含共聚物表面活性剤,其和大量常規結合在乳膠漆和水性涂料中的成膜添加劑相容,如上文所具體說明的。當如此結合吋,共聚物表面活性劑使得水-基漆或其他水性涂料顯示合適的低或中剪切粘度,且具有改進的流平性能(flow and leveling)。掌握了本文教導的普通技術工人將可以通過常規研究以及無需非常規的實驗確定可以有效賦予漆或其他涂料合適的低或中剪切粘度以及改進的流平性能的共聚物表面活性劑量。在一些好的本發明實施方案中,結合在漆或其他涂料中的共聚物的量是O. I至20重量%,優選I至15重量%以及更優選2至10重量%,基于漆或其他涂料中的聚合物固體總量。在實踐本發明中所利用的共聚物表面活性劑和所有的常規用于涂料領域中的成 膜聚合物相客。適用于本發明的成膜乳液聚合物的實例是丙烯酸、こ烯基、聚こ酸こ烯酷、こ烯基丙烯酸、苯こ烯和苯こ烯化的丙烯酸聚合物等。成膜聚合物根據具體應用而改變,本領域的技術人員可以針對具體應用通過常規測試以及無需非常規實驗確定使用何種成膜聚合物。當作為著色劑組合物的一部分和成膜聚合物(ー種或多種)在調色漿或其他水性分散體中組合時,共聚物表面活性劑使得調色漿/著色劑組合物組合顯示所需的低或中剪切粘度(Kreb單位-単位量取決于具體制劑所需的特征)以及改進的流平性能。一旦掌握了本文的教導,本領域的技術人員可以通過常規測試和無需非常規的實驗確定共聚物表面活性劑的量,該量足以有效賦予調色漿或其他水性分散體合適的低或中剪切粘度以及改進的流平性能。在一些好的本發明實施方案中,結合在調色漿或其他水性分散體中的共聚物表面活性劑量為O. I至25重量%,優選I至20重量%,以及更優選2至15重量%,基于調色漿或其他水性分散體中的聚合物固體的總量。方法根據本發明形成著色劑組合物的方法優選包括組合成分水、至少一種顏料和共聚物表面活性剤,該共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分(a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐,(b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,和(c)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過基本上由聚(こ烯氧基)部分構成的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分,以形成著色劑組合物,其自身不是水性乳膠漆或其他水性涂料,該著色劑組合物可以減小由包括所述組合物和調色漿的混合物而形成的水性乳膠漆或其他水性涂料的斯托默低剪切粘度的任何變化,從而與調色漿的斯托默低剪切粘度相比,所述漆或涂料的斯托默低剪切粘度基本上不變化,在上述著色劑組合物中,任何VNCs的存在量為不大于IOOOppm,以重量計,任何APEs或其衍生物的存在量為不大于lOOOppm、以重量計,任何結晶ニ氧化硅的存在量為不大于lOOppm、以重量計,和任何甲醛的存在量為不大于lOppm、以重量計。根據本發明的形成水性乳膠漆或其他水性涂料的方法優選包括混合前述的調色漿和包含至少ー種顔料、水和共聚物表面活性劑的著色劑組合物,該共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分(a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐,(b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C2-C12 α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,和(c)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過基本上由聚(こ烯氧基)部分構成的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分,雖然所述漆或其他水性涂料通過混合所述著色劑組合物和所述調色漿而形成,但但與所述調色漿的斯托默低剪切粘度相比,所述漆或其他水性涂料的斯托默低剪切粘度基本上不變,以及在所述漆或其他涂料中,任何揮發性有機化合物的存在量為不大于500ppm、以重量計,任何烷基酚こ氧基化物的存在量為不大于300ppm、以重量計,任何結晶ニ氧化硅的存在量為不大于lOOppm、以重量計,和任何甲醒的存在量為不大于lOppm、以重量計。實施例以下實施例進ー步對本發明的一些實施方案進行說明。提供這些實施例僅為了示例性的目的而不限制本發明的范圍。要注意的是,由于舍入,在每種情況中,存在的每種成分的量的總和可能不等于總量。實施例1-3涉及不含APE的共聚物表面活性劑的制備,其利用美國專利7,402,627中的實施例1-8中報道的基礎方法和條件,其全部內容引用在此作為參考。實施例I不含APE的共聚物表面活性劑的制備在氮氣吹掃下,于四頸燒瓶中進行乳液聚合作用。反應燒瓶配備了冷凝器、溫度齊 、攪拌器和進料泵(feeding pump)。燒瓶浸入溫度受控的水浴中,其保持在恒定溫度(設置溫度的約±0. 1°C之內)。表I示出了共聚物表面活性劑的成分。
表I
權利要求
1.著色劑組合物,其適用作水性乳膠漆或其他水性涂料的前體,所述著色劑組合物包括至少ー種顔料、水和共聚物表面活性剤,所述著色劑組合物自身不是水性乳膠漆或其他水性涂料,在所述組合物中,任何揮發性非水性組分的存在量不大于IOOOppm重量,任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物的存在量不大于IOOOppm重量,任何結晶ニ氧化硅的存在量不大于IOOppm重量,以及任何甲醒的存在量不大于IOppm重量,所述共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐, (b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C2-C12α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,以及 (C)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酷部分, 所述著色劑組合物能夠減小由包括著色劑組合物和調色漿的混合物形成的水性乳膠漆或其他水性涂料的斯托默低剪切粘度的任何變化,從而與所述調色漿的斯托默低剪切粘度相比,所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度基本上不變化,以及 所述著色劑組合物另外能夠提供所述漆或其他涂料,在所述漆或其他涂料中流/平性能至少是8以及垂掛性至少是8,水敏性至少是3以及色彩遷移至少是3。
2.權利要求I的著色劑組合物,其中任何揮發性組分的存在量不大于300ppm重量,任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物的存在量不大于300ppm重量,任何結晶ニ氧化硅的存在量不大于5ppm重量,以及任何甲醒的存在量不大于5ppm重量。
3.權利要求I的組合物,其中所述組合物能夠減小斯托默低剪切粘度的任何變化,從而使得所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度在所述調色漿的斯托默低剪切粘度的約±20%的范圍內。
4.權利要求3的組合物,其中所述組合物能夠減小斯托默低剪切粘度的任何變化,從而使得所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度在所述調色漿的斯托默低剪切粘度的約±10%的范圍內。
5.權利要求I的著色劑組合物,其中所述共聚物表面活性劑具有的數均分子量為約400道爾頓至約200000道爾頓。
6.權利要求I的著色劑組合物,其包括至少ー種有機顔料、至少ー種無機顏料、或至少ー種有機顏料和至少ー種無機顏料。
7.權利要求6的著色劑組合物,其中所述無機顏料是ニ氧化鈦白、炭黑、燈黒、氧化鐵黒、氧化鐵黃、氧化鐵棕、氧化鐵紅或它們中的兩種或多種。
8.權利要求6的著色劑組合物,其中所述有機顔料是酞青藍、酞青綠、單芳基化物黃、雙芳基化物黃、苯并咪唑黃、雜環黃、DAN橙、喹吖啶酮品紅、喹吖啶酮紫、有機紅或它們中的兩種或多種。
9.權利要求8的著色劑組合物,其中所述有機紅是金屬化的偶氮紅、非金屬化的偶氮紅或它們的兩種或多種。
10.權利要求I的著色劑組合物,其另外包括至少ー種額外的表面活性剤,其不同于所述共聚物表面活性剤。
11.權利要求10的著色劑組合物,其中所述額外的表面活性劑是陰離子型表面活性齊U、非離子型表面活性剤、兩性表面活性劑或它們中的兩種或多種。
12.權利要求I的著色劑組合物,其另外包括水溶性聚合物,其選自多元羧酸、包括含羧酸的單體的共聚物、堿可溶性乳液聚合物、纖維素衍生物、聚丙烯酸的鹽、包括含丙烯酸的單體的共聚物的鹽、聚こ烯吡咯烷酮和包含こ烯基吡咯烷酮單體的共聚物或它們中的兩種或多種。
13.權利要求10的著色劑組合物,其中所述水溶性聚合物是聚丙烯酸的鹽、包括含丙烯酸的單體的共聚物的鹽或它們中的兩種或多種。
14.根據權利要求I所述的著色劑組合物,其中所述共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%的甲基丙烯酸或丙烯酸, (b)約10重量%至約80重量%的第一こ烯基酯,其是甲基丙烯酸烷基酷,其中烷基為2至12個碳原子的烷基,以及2至12個碳原子的第二こ烯基酷,以及 (c)約O.01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過基本上由聚(こ烯氧基)部分構成的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分,所述疏水部分是苯こ烯基苯基。
15.權利要求I的著色劑組合物,其中所述共聚物表面活性劑包括相應于兩種表面活性劑單體的部分,所述兩種表面活性劑單體是相同的或不同的。
16.權利要求I的著色劑組合物,其中每種所述表面活性劑單體是通過基本上由聚(こ烯氧基)部分構成的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分,所述疏水部分選自單苯こ烯基苯基、ニ苯こ烯基苯基和三苯こ烯基苯基。
17.權利要求I的著色劑組合物,其中所述聚(こ烯氧基)部分具有約4至約200個こ烯氧基單元。
18.權利要求I的著色劑組合物,其中所述共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%甲基丙烯酸或丙烯酸, (b)約10重量%至約80重量%的甲基丙烯酸こ酯和こ酸こ烯酯,以及 (c)約O.01重量%至約20重量%的三苯こ烯基苯基聚(こ烯氧基)甲基丙烯酸酷。
19.著色劑組合物,其適用作水性乳膠漆或其他水性涂料的前體,所述著色劑組合物包括至少ー種顔料、水和共聚物表面活性剤,所述著色劑組合物自身不是水性乳膠漆或其他水性涂料,所述著色劑組合物基本上不含總體上任何揮發性非水性組分、任何烷基酚こ氧基物和其衍生物、任何結晶ニ氧化硅和任何甲醛,以及在所述著色劑組合物中,共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐, (b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C2-C12α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,和 (C)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酷部分, 所述著色劑組合物能夠減小由包括所述著色劑組合物和調色漿的混合物形成的水性乳膠漆或其他水性涂料的斯托默低剪切粘度的任何變化,從而與所述調色漿的斯托默低剪切粘度相比,所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度基本上不變化,以及所述著色劑組合物另外能夠提供所述漆或其他涂料,在所述漆或其他涂料中,流/平性能至少是8和垂掛性至少是8、水敏性至少是3以及色彩遷移至少是3。
20.著色劑組合物,其適用作水性乳膠漆或其他水性涂料的前體,所述著色劑組合物包括至少ー種顔料、水和共聚物表面活性剤,所述著色劑組合物自身不是水性乳膠漆或其他水性涂料,所述著色劑組合物基本上完全不含任何揮發性非水性組分、任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物、任何結晶ニ氧化硅和任何甲醛,以及在所述著色劑組合物中,所述共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐, (b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C2-C12α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,以及· (C)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酷部分, 所述著色劑組合物能夠減小由包括所述著色劑組合物和調色漿的混合物形成的水性乳膠漆或其他水性涂料的斯托默低剪切粘度的任何變化,從而與所述調色漿的斯托默低剪切粘度相比,所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度基本上不變化,以及所述著色劑組合物另外能夠提供所述漆或其他涂料,在所述漆或其他涂料中,流/平性能至少是8和垂掛性至少是8、水敏性至少是3以及色彩遷移至少是3。
21.制備權利要求I的著色劑組合物的方法,其包括混合包括所述共聚物表面活性剤、水和所述至少一種顏料的前體材料,形成所述著色劑組合物使得其基本上不含總體上任何揮發性非水性組分、任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物、任何結晶ニ氧化硅以及任何甲醛。
22.權利要求21的方法,其另外包括引入至少ー種額外的表面活性剤,其不同于所述共聚物表面活性剤。
23.權利要求22的方法,其中所述額外的表面活性劑是陰離子型表面活性剤、非離子型表面活性剤、兩性表面活性劑或它們中的兩種或多種。
24.權利要求21的方法,其另外包括引入水溶性聚合物,其選自多元羧酸、包括含羧酸的單體的共聚物、堿可溶性乳液聚合物、纖維素衍生物、聚丙烯酸的鹽、包括含丙烯酸的單體的共聚物的鹽、聚こ烯吡咯烷酮、包含こ烯基吡咯烷酮單體的共聚物或它們中的兩種或多種。
25.權利要求24的方法,其中所述水溶性聚合物是聚丙烯酸的鹽、包括含丙烯酸的單體的共聚物的鹽或它們中的兩種或多種。
26.權利要求21的方法,其中所述無機顏料是ニ氧化鈦白、炭黑、燈黑、氧化鐵黑、氧化鐵黃、氧化鐵棕、氧化鐵紅或它們的兩種或多種的混合物。
27.權利要求21的方法,其中所述有機顔料是酞青藍、酞青綠、單芳基化物黃、雙芳基化物黃、苯并咪唑黃、雜環黃、DAN橙、喹吖啶酮品紅、喹吖啶酮紫、有機紅或它們中的兩種或多種。
28.權利要求21的方法,其中所述著色劑組合物的形成包括處理它的前體材料中的一種或多種以除去任何揮發性非水性組分、任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物、任何結晶ニ氧化娃和任何甲醒中的至少ー種。
29.水性乳膠漆或其他水性涂料,其包括調色漿和著色劑組合物的混合物,其中所述著色劑組合物包括至少ー種顔料、水和共聚物表面活性剤,在該漆或其他涂料中,任何揮發性非水性組分的存在量不大于500ppm重量,任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物的存在量不大于IOOppm重量,任何結晶ニ氧化硅的存在量不大于IOOppm重量以及任何甲醛的存在量不大于5ppm重量,其中通過所述著色劑組合物而引入的所述共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐, (b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C2-C12α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,和 (c)約O.01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性 劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸 酷部分; 所述漆或其他涂料,其通過混合所述著色劑組合物和調色漿而形成,與所述調色漿的斯托默低剪切粘度相比,所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度基本上不變化,流/平性能為至少8和垂掛性為至少8 ;水敏性為至少3 ;以及色彩遷移為至少3。
30.權利要求29的漆或其他涂料,其中任何揮發性組分的存在量不大于300ppm重量,任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物的存在量不大于IOOppm重量,任何結晶ニ氧化硅的存在量不大于5ppm重量,和任何甲醒的存在量不大于5ppm重量。
31.權利要求29的漆或其他涂料,其中所述漆或其他涂料的流/平值是8至約10,其在25°C時根據ASTM標準D4062-99測量。
32.權利要求31的漆或其他涂料,其中流/平性能是8以及垂掛性是8、水敏性是3以及色彩遷移是3。
33.權利要求29的漆或其他涂料,其中所述漆或其他涂料在擦拭后基本上不變色。
34.權利要求29的漆,其中所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度在所述調色漿的斯托默低剪切粘度的約±20%范圍內。
35.權利要求34的漆,其中所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度在所述調色漿的斯托默低剪切粘度的約土 10%范圍內。
36.權利要求29的漆或其他涂料,其中所述漆或其他涂料另外包括至少ー種締合型增稠劑。
37.權利要求29的漆或其他涂料,其中所述締合型增稠劑是非離子型疏水改性氧化こ烯氨基甲酸こ酯嵌段共聚物、疏水改性聚醚、疏水改性堿溶性乳液、疏水改性聚(甲基)丙烯酸、疏水改性羥こ基纖維素、疏水改性(聚丙烯酰胺)或它們中的兩種或多種。
38.根據權利要求29所述的漆或其他涂料,其中所述共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%的甲基丙烯酸或丙烯酸, (b)約10重量%至約80重量%的第一こ烯基酯,其是甲基丙烯酸烷基酷,其中烷基為2至12個碳原子的烷基,以及2至12個碳原子的第二こ烯基酷,以及 (c)約O.01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分,所述疏水部分是苯こ烯基苯基。
39.權利要求29的漆或其他涂料,其中所述共聚物表面活性劑具有的數均分子量為約400道爾頓至約200000道爾頓。
40.制備權利要求29的漆或其他涂料的方法,其包括混合所述調色漿和所述著色劑組合物,形成所述漆或其他涂料,使得其基本上不含總體上任何揮發性非水性組分、任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物、任何結晶ニ氧化硅和任何甲醛。
41.權利要求40的方法,其中所述形成所述漆或其他涂料包括加工所述著色劑組合物或調色漿以除去任何揮發性非水性組分、任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物、任何結晶ニ氧化娃和任何甲醒中的至少ー種。
42.水性乳膠漆或其他水性涂料,其包括調色漿和著色劑組合物的混合物,所述著色劑組合物包含至少ー種顔料、水和共聚物表面活性剤,所述漆或其他涂料基本上不含總體上任何揮發性非水性組分、任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物、任何結晶ニ氧化硅和任何甲醛,以及其中所述共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐, (b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C2-C12α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,和 (C)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酷部分, 所述漆或其他涂料,其通過混合所述著色劑組合物和調色漿而形成,與所述調色漿的斯托默低剪切粘度相比,所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度基本上不變化,流/平性能為至少8和垂掛性為至少8 ;水敏性為至少3 ;以及色彩遷移為至少3。
43.水性乳膠漆或其他水性涂料,其包括調色漿和著色劑組合物的混合物,所述著色劑組合物包含至少ー種顔料、水和共聚物表面活性剤,在所述漆或其他涂料中基本上完全不含任何揮發性非水性組分、任何烷基酚こ氧基化物和其衍生物、任何結晶ニ氧化硅和任何甲醛,以及所述共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐, (b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C2-C12α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,和 (C)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酷部分; 所述漆或其他涂料,其通過混合所述著色劑組合物和調色漿而形成,與所述調色漿的斯托默低剪切粘度相比,所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度基本上不變化,流/平性能為至少8和垂掛性為至少8 ;水敏性為至少3 ;以及色彩遷移為至少3。
44.著色劑組合物,其適用作水性乳膠漆或其他水性涂料的前體,所述著色劑組合物包括至少ー種顔料、水和共聚物表面活性剤,所述著色劑組合物自身不是水性乳膠漆或其他水性涂料,所述著色劑組合物基本上不含HAPS,以及在所述著色劑組合物中,所述共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12 α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐,(b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C2-C12 α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,和 (C)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酷部分; 所述著色劑組合物能夠減小由包括所述著色劑組合物和調色漿的混合物形成的水性乳膠漆或其他水性涂料的斯托默低剪切粘度的任何變化,從而與所述調色漿的斯托默低剪切粘度相比,所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度基本上不變化,以及所述著色劑組合物另外能夠提供所述漆或其他涂料,在所述漆或其他涂料中,流/平性能至少是8和垂掛性至少是8,水敏性至少是3以及色彩遷移至少是3。
45.水性乳膠漆或其他水性涂料,其包括調色漿和著色劑組合物的混合物,所述著色劑組合物包含至少ー種顏料、水和共聚物表面活性劑,所述漆或其他涂料基本上不含HAPS,以 及在所述漆或其他涂料中,所述共聚物表面活性劑包括相應于以下単體的部分 (a)約10重量%至約80重量%的至少ー種C3-C12α,β -烯鍵式不飽和羧酸或酐, (b)約10重量%至約80重量%的至少ー種C2-C12α,β -烯鍵式不飽和こ烯基單體,以及 (C)約O. 01重量%至約20重量%的至少ー種表面活性劑單體,其中每種所述表面活性劑單體是通過包括聚(こ烯氧基)部分的橋連基連接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酷部分; 所述漆或其他涂料,其通過混合所述著色劑組合物和調色漿而形成,與所述調色漿的斯托默低剪切粘度相比,所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度基本上不變化,流/平性能為至少8和垂掛性為至少8 ;水敏性為至少3 ;以及色彩遷移為至少3。
全文摘要
本發明涉及著色劑組合物,以及由其制備的水性乳膠漆或其他水性涂料,其具有減輕的環境影響。其中溶劑、添加劑和雜質的濃度相對前幾代典型著色劑和有色水性乳膠漆以及其他水性涂料的溶劑、添加劑和雜質的濃度有所減小,所述溶劑、添加劑和雜質包括揮發性非水性組分、烷基酚乙氧基化物(和其衍生物)、結晶二氧化硅和/或甲醛。在另一方面,通過斯托默粘度穩定性、流變學概貌的流/平性能曲線和防垂掛性、水敏性和色彩遷移抗性中的任何項所表示的漆-性能與其中仍存有上述溶劑、添加劑和雜質的漆可比較。
文檔編號C08F220/00GK102695730SQ201080060894
公開日2012年9月26日 申請日期2010年10月15日 優先權日2009年11月6日
發明者M.阿西夫, R.J.謝林, Y.揚 申請人:哥倫比亞保險公司