[发明专利]衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂

说明书

本发明涉及一种如结构(I)所示的成膜助剂；其中，n为1至8的整数；R¹和R²独立地表示选自氢原子、烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或任选的含杂原子的环烃的基团；并且Y表示选自烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或含杂原子的环烃的基团。所述成膜助剂可用于涂料应用，其有效地提供了具有耐化学品特性和耐划伤性且没有刺激气味的光滑连续膜，其中该化合物的制备方法简单，并采用了较少的有害化学品。

技术领域

本发明涉及化学领域，特别涉及二氧戊环衍生物的成膜助剂和组合物，以及二氧戊环衍生物作为成膜助剂在涂料工程中的应用。

背景技术

涂层剂作为装饰用工件的涂料的目的包括工件的腐蚀防护。该涂层剂已被应用于许多工业中，包括但不限于汽车工业、室内建筑和室外建筑以及许多其他应用的涂料。目前，涂料工业迅速发展以满足需求和人类活动，特别是用于建筑装饰的涂料工业。

然而，因为大多数涂料组合物都是有机溶剂，从环境、工人健康以及目前对挥发性有机化合物(VOCs)的管理等方面考虑，在涂料工业已经进行了许多研究和开发。因此，目前已经将涂料体系变为水系制剂或高固体含量制剂。然而，水系颜料中的成膜助剂仍然存在VOC问题，这是因为成膜助剂是挥发性有机化合物。成膜助剂通过降低胶乳的最低成膜温度(MFFT)来促进以胶乳形式分散在水中的小的聚合物颗粒的结合并形成薄膜。形成膜后，成膜助剂移动到表面，这使得VOC释放到大气中。然而，在水性涂料制剂中使用成膜助剂仍然是必要的，因为其对所得涂层剂的性质是有益的。

常规的水性涂层剂具有0.1％至10％的选自酯醇、醚醇或酯酮的成膜助剂。所述成膜助剂提供均匀的成膜，但其具有强烈的气味，因而不利于使用。因此，已经进行了研究和开发以生产具有低VOC、无强烈气味并且环境友好的成膜助剂。

专利文献US 4,265,797公开了乙二醇或丙二醇的短链单烷基醚(如丙二醇甲醚)作为成膜助剂的应用。

还公开了其他成膜助剂。例如，US 3,700,726公开了乙二醇单丁醚乙酸酯(ButylCellosolve^TM)。US 3,580,876也公开了所述酯混合物作为成膜助剂。此外，US 3,312,652公开了2,2,4-三甲基戊二醇-1,3-单异丁酸酯(Texanol^TM)。

专利文献US 3,399,158公开了由羧酸和醇之间的反应来合成具有2至6个碳原子的二羧酸二酯衍生物(如琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯和琥珀酸二异丙酯)。所述二羧酸二酯衍生物用作成膜助剂。专利公开WO 2009099948(A2)还公开了使用二酯混合物作为成膜助剂。此外，US 20140243446 A1公开了使用得自生物法的有机酸并使其与醇反应，由天然前体(如玉米、木质纤维素木薯)来制备二酯衍生物作为成膜助剂。EP 0026982 A1公开了由短链烃单酯和二酯制成的涂料制剂可用作成膜助剂。

专利文献US 8,906,994公开了二氧戊环衍生物的应用，所述二氧戊环衍生物为2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-甲醇、丙酮缩甘油以及2,2-二异丁基-1,3-二氧戊环-4-甲醇，其中丙酮缩甘油作为颜料和蜡涂层剂中的成膜助剂。专利公布文献US 2015361281 A1公开了通过二氧戊环醇与二羧酸酯之间的酯交换反应得到的二氧戊环酯衍生物的应用，然而该二氧戊环酯衍生物不能产生有效的成膜助剂。

因此，本发明提供了一种二氧戊环酯衍生物作为水性涂料制剂的成膜助剂，其可有效地形成具有耐化学品特性和耐划伤性且没有强烈气味的光滑膜，其中该化合物的制备方法并不复杂，并减少了有害化学品的使用。

发明内容

本发明涉及一种衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，该成膜助剂如结构(I)所示；

其中，

n为1至8的整数；