[发明专利]包含甲硅烷基化聚醚表面活性剂的涂料和印刷油墨组合物以及由其制得的制品

说明书

发明领域

本发明涉及含有包含耐水解的双甲硅烷基亚烃基的甲硅烷基化聚醚化合物的涂料和印刷油墨组合物。更特别地，包含双甲硅烷基亚烃基的甲硅烷基化聚醚化合物提供给制剂在整个pH范围内的灵活性、均匀和流动性(leveling-and-flow)以及表面润湿，并且不与涂料和油墨组合物的其他组分反应，由此提供配制的涂料和油墨的长期储存稳定性。包含甲硅烷基化聚醚化合物的这些涂料和油墨组合物不会放出有机硅物质，并且因此预期提供用这些涂料和油墨组合物处理的制品具有均匀外观和光泽。

发明背景

组合物局部施涂于有生命和无生命的物体表面以进行所希望的改变，包括控制润湿、铺展、流动、均匀(leveling)、发泡、去污等的过程。当用于水溶液中以改进活性成分运送到被处理的表面时，含三硅氧烷的聚醚化合物被发现是可用的，能够控制这些过程以实现所希望的效果。然而，含三硅氧烷的聚醚化合物可与水或者涂料和油墨组合物中的其他组分反应而生成低含量的有机硅氧烷物质。这些有机硅氧烷物质释放到环境中，影响均匀流动性并且产生具有不均一和差的外观(通常称为“鱼眼”)的涂覆物体。

近年来，从资源节省和环境污染的观点出发，已经转移到用水基(waterborn)涂料和油墨代替溶剂基(solvent-borne)涂料。例如，已经研究了水基涂料用于汽车用的底漆涂料、底涂料和顶涂料。由于它们较高的表面能，因此水基涂料和油墨润湿表面不足，并且通常具有差的流动和均匀性能。需要具有赋予涂料和油墨低表面能而不产生现有不希望的有机硅物质的特征的用于水基涂料的润湿以及均匀和流动剂。为了符合该要求，基于丙烯酰基的聚合物、改性硅油等迄今用作流动和均匀剂。然而，用这些常规技术不一定实现满意的润湿以及流动和均匀性能并且消除涂料缺陷，尤其是在需要使用高外观水平的领域例如汽车中。因此通常加入大浓度的有机表面活性剂或者具有非常低表面张力的特殊全氟烷基官能化表面活性剂以得到好的外观。使用非常高浓度的有机表面活性剂的问题之一是对涂料的其他性能例如在再涂覆或打毛(roughen)再涂覆膜表面中的层与层的粘结性能施加不利影响。

常规的有机表面活性剂对涂料情形中的均匀问题仅提供了不充足的解决方案，并且需要可以制得绝对光滑的涂覆膜的新型表面活性剂。作为选择，特殊的氟基表面活性剂面临来自毒理学和生物累积前沿(toxicological and bioaccumulation fronts)的压力。美国环境保护协会(EPA)提出对这类全氟烷基材料严格管制，该全氟烷基材料具有分解成毒性全氟羧酸盐如全氟辛酸(PFOA)，和全氟烷基磺酸盐包括全氟辛烷基磺酸盐(PFOS)的潜能。预期这些物质生物累积、持久存在于环境中，并且可被认为“高度毒性”。另外，研究表明当用某些氟聚合物制成的物品在城市垃圾焚化炉中燃烧时，全氟烷基磺酸盐和羧酸盐可能释放在空气中。

因此，鉴定出可以避免环境和健康问题的非氟化表面活性剂是重要的。本发明描述了包含甲硅烷基化聚醚化合物的涂料和油墨组合物的可用性和应用，所述组合物预期提供改进的外观、流动、均匀和润湿优点，同时有助于避免这类潜在的环境和健康问题。

发明概述

本发明提供了一种涂料组合物，其包含：

(a)至少一种通式(1)的甲硅烷基化聚醚化合物：

(R¹)(R²)(R³)SiR⁴Si(R⁵)(R⁶)R⁷(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_b(C₄H₈O)_cR⁸ (1)

其中

每次出现的R¹、R²、R³、R⁵和R⁶独立地是1-10个碳原子的单价烃基；

每次出现的R⁴独立地是1-3个碳原子的二价亚烃基；

每次出现的R⁷独立地是具有以下结构的二价有机基团：

-CH₂-CH(R⁹)(R¹⁰)_gO-