[发明专利]环氧乙烷和/或环氧丙烷与脂肪醇的加成产物作为聚结剂的用途

说明书

技术领域

本发明涉及环氧乙烷和/或环氧丙烷与脂肪醇的特定加成产物作为聚结剂的用途。

背景技术

聚结剂(也称为成膜助剂)本身是已知的。聚结剂加入到水性涂料物质中，使分散的聚合物颗粒形成均匀的漆膜。当粘合剂的成膜温度高于使用温度时，则需要加入聚结剂。

已知的成膜助剂有：乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇己醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、二甘醇己醚、丙二醇正丁醚、一缩二丙二醇正丁醚、一缩二丙二醇甲醚、二缩三丙二醇甲醚、丙二醇苯基醚、丙二醇叔丁基醚、单异丁酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯、二异丁酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯(参见“Farbe+Lack”，101(7/1995)，第606-609页)。

近年来，基于环境因素，水基涂料成为非常流行的涂料。在传统的乳胶涂料中，特别是在基于小颗粒的合成塑料(例如聚丙烯酸酯类)中，使用了大量的聚结剂。这些聚结剂(也称为助成膜剂)加入到涂料中是用于改善膜的成形过程。这种功能是源于聚结剂对所述胶乳颗粒所起到的增塑作用，该作用可以使胶乳颗粒流动到一起并形成连续的膜。水分蒸发后所得到的膜具有优化的膜特性。在膜的形成过程中成膜温度是非常重要的，所谓“成膜温度”是指在该温度下(或者低于该温度时)聚合物颗粒流动到一起并形成膜。通常，聚结剂降低聚合物的成膜温度。

传统的聚结剂是一些特定的酯和醚：已知的工业标准有Eastman的羟基酯“Texanol”(也常称为TMB；为单异丁酸2，2，4-三甲基-1，3戊二醇酯)以及Union Carbide的“EGBE”(乙二醇单丁基醚)。

发明内容

一直都存在着对新聚结剂的需求。因此，本发明的目的是提供聚结剂。这种聚结剂应当特别适合用于制备涂料如清漆(Lack)、油漆(Farbe)等，也适合用于制备粘合剂。本发明提供的聚结剂特别优选地应用于乳胶漆领域。

在本文中，术语“聚结剂”(也称为“助成膜剂”或“成膜助剂”)的含义如上所述，也是本领域技术人员通常所理解的含义。

本文中要清楚确定的是：本发明中要研究的聚结剂是特别应用于塑料颗粒或胶乳颗粒的水性分散体中的，这些塑料颗粒或胶乳颗粒适合用于各种目的的涂料(例如水性漆或油漆)。

通常通过乳液聚合制备这些分散体，分散体中除了含有水、乳液聚合中使用的各种助剂以及塑料颗粒或胶乳颗粒之外，同时还含有其它常用于不同涂料中的各种成分，通常将分散体施用于要涂覆的表面上，接着水分蒸发，最后聚合物颗粒或胶乳粒子基本上彼此流动到一起并形成均匀的膜。这种成膜过程的前提条件是至少达到本领域技术人员称为最低成膜温度(MFT)的最低温度。体系的MFT为例如20℃的含义是指：只有当温度为20℃或更高时才能成功地进行成膜。另一方面，如果希望成膜过程在更低的温度(例如10℃或者还要更低的温度)下发生，则必须向水性分散体中添加一定量的聚结剂以降低MFT至所需的值。

就这个方面而言，本发明的目标具体为开发出一种聚结剂，其能够尽可能有效地降低用于任何涂料的塑料颗粒或胶乳颗粒水性分散体的MFT。

本发明的另一个目的是开发出以极低的VOC含量(VOC＝挥发性有机物质)为特点的聚结剂。

本发明的另一个目的是开发具有附加优点的聚结剂，这种附加优点是对于基于聚氨酯的缔合性增稠剂起到增溶剂的作用。

本发明提供了环氧乙烷和/或环氧丙烷与具有8～22个碳原子的脂肪醇的加成产物(A)作为聚结剂的用途。其中，所述脂肪醇可以为饱和或不饱和的、直链或者支链的脂肪醇。

可以考虑作为加成产物(A)的组分的合适脂肪醇有，例如：辛醇、癸醇、十二烷醇、十四烷醇、十六烷醇。这些脂肪醇属于饱和脂肪醇。优选使用这些脂肪醇作为本发明中加成产物(A)的脂肪醇组分。在本发明中，优选天然来源的脂肪醇。

在本发明的一个实施方式中，加成产物(A)的脂肪醇组分选自具有12～14个碳原子的脂肪醇。

在本发明的一个实施方式中，加成产物(A)选自下列化合物：

(a1)通过1～6mol环氧乙烷与具有8～18个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物，和

(a2)通过2～8mol环氧乙烷和1～6mol环氧丙烷与具有8～18个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物。

在本发明的一个优选的实施方式中，加成产物(A)选自下列化合物：

(a1*)通过3～6mol环氧乙烷与具有8～18个碳原子的脂肪醇反应所得到的化合物，和