[发明专利]用于减少着色时的粘度损失的聚合物添加剂

说明书

本申请要求保护的发明涉及包含聚氨酯聚合物和稀释剂的组合物，其用作涂料配制剂，特别是水性漆和涂料配制剂中用于减少由加入着色剂/颜料膏引起的粘度损失的影响，由此改善着色涂料配制剂中的粘度稳定性的添加剂以及制备该组合物的方法。

本申请要求保护的发明涉及包含聚氨酯聚合物和稀释剂的组合物，其用作涂料配制剂，特别是水性漆和涂料配制剂中的用于减少由加入着色剂/颜料膏引起的粘度损失的影响，由此改善着色漆和涂料配制剂中的粘度稳定性的添加剂。

发明背景

减少挥发性有机组分(VOC)排放物的日益增长的需求正在逐渐淘汰有机溶剂的使用。由于该趋势，许多配制者已经用水代替有机溶剂作为基料、颜料和添加剂的液体介质。这些涂料称为水性涂料配制剂。

在水性涂料配制剂中，由于基料以分散的聚合物颗粒形式存在，因此无法通过改变基料的分子量来调节流动行为。因此，必须使用流变添加剂(增稠剂)来调节水性漆和涂料配制剂的流动性能。

现有技术使用缔合性增稠剂作为漆和涂料配制剂中的流变改性剂添加剂。

经疏水改性的氧化乙烯氨基甲酸酯(HEUR)聚合物为包含具有疏水端基的氧化乙烯链的缔合性增稠剂。它们在pH值范围内为非离子型和水溶性的。溶解度归因于聚合物的氧化乙烯主链。疏水基团的功能为与基料胶乳颗粒表面处的疏水基团、颜料以及来自其他流变改性剂聚合物的疏水基团缔合。该类缔合导致形成三维网络结构，该结构赋予涂料配制剂以粘度。

HEUR提供良好流动性和流平性、良好剪切稳定性且对水敏感性的影响最小。然而，HEUR对漆的组成非常敏感。

着色剂为限制HEUR在着色基础漆(tint-base paint)中的使用的主要因素。已知具有HEUR的彩色基础漆在其着色(即与彩色浓缩物或着色剂组合物混合)后具有粘度不稳定性。着色剂组合物含有有机或无机颜料、溶剂(其可以包括水)和用于稳定着色剂中的颜料的表面活性剂。来自这些表面活性剂的疏水物竞争乳胶表面上的吸附位点，由此由该表面替换一些流变改性剂(缔合性增稠剂)。该竞争的净结果为吸附的流变改性剂疏水物更少，导致网络变弱，由此显著降低漆配制剂中的粘度。粘度的降低与表面活性剂和缔合性增稠剂的相互作用有关。表面活性剂还影响水溶液中缔合性增稠剂的相行为和网络形成。

含有缔合性增稠剂的漆中存在的问题为当将着色剂加入漆配制剂时，低剪切粘度会下降。

低剪切粘度为当施加的剪切速率在0.1s^-1至400s^-1的范围内时显现出的粘度。当漆在罐中时以及紧邻将其施加于壁后，漆通常会经历低剪切条件。在这些阶段过程中，需要足够低的剪切粘度来耐受颜料沉降和膜流挂，但提供所施加的漆膜的所需流平性。布氏粘度为漆的低剪切粘度的常见度量。

现有技术提供以下技术方案以减轻在水性漆和涂料配制剂中着色剂加料的影响。一个该方案为最小化缔合性增稠剂的使用，并且代替使用非缔合性增稠剂。当加入非缔合性增稠剂时，该方法往往会导致不良流动，存在胶乳颗粒絮凝，导致高胶乳浓度区域和低浓度区域。该絮凝在低剪切速率下产生高粘度，这导致涂料的不良流动性和流平性。减轻粘度损失问题的第二种方法为使未着色的基础漆增稠，使得在着色后，粘度降至所需的最终粘度。通常可在足以使加入其中的着色剂不会将粘度降低至不可接受的程度的高剪切粘度下配制浅色调色浆。在一些情况下，已经发现缔合性增稠剂的组合与单独的独立增稠剂相比对着色剂加料较不敏感。漆中通常使用两种或更多种缔合性增稠剂的组合以获得高剪切速率粘度和低剪切速率粘度的所需平衡。这些常见组合包括控制低至中剪切粘度的假塑性缔合性增稠剂和控制高剪切粘度的更牛顿缔合性增稠剂。US 2007/0155880公开了通过选择两种具有较高分子量和较低分子量的缔合性增稠剂并以一定浓度比组合使用它们，可以获得着色时的增强粘度稳定性。US A 5137571公开了将含环糊精的化合物与缔合性增稠剂用于多种用途的方法，包括用于减少将着色剂加入配制剂后的配制剂粘度下降。该方法增加了配制剂成本，会使制造和填充过程中未增稠的漆的处理更困难，并且取决于颜色配方，得到宽范围的最终着色粘度。