[发明专利]环保成膜助剂组合物

说明书

本发明提供一种环保成膜助剂组合物，由质量分数的组分组成：5%～25%的顺丁烯二酸二丁酯，75%～95%的通式（1）的饱和脂肪二羧酸二丁酯；其中：R为正丁酯或异丁酯，n=2、3或4。使用本发明的成膜助剂组合物时，具有很明显的协同效应，在低温成膜性、低温耐洗刷性方面，比单独使用通式（1）的饱和脂肪烃的二羧酸二丁酯时的添加量显著降低；而且添加本发明成膜助剂使得涂料的存储稳定性更好；同时不存在VOC（国标GB 18582‑2008），气味极低；组分均无毒且易生物降解，添加量低，绿色环保，不属于GHS认定的需要警示的产品。

技术领域

本发明属于成膜助剂领域，尤其涉及一种用于水性乳胶涂料组合物的环保成膜助剂组合物。

背景技术

成膜助剂是用于降低油漆、油墨、以及其它涂料组合物等的最低成膜温度的、挥发速度很慢的高沸点溶剂。特别是在水性乳胶涂料配方中，成膜助剂作为暂时性的增塑剂，可分散于乳胶中，起到软化乳胶中聚合物颗粒的作用，与所有其它油漆成分(颜料、表面活性剂、增稠剂等)能很好地相容，并具有良好的水解稳定性和良好的性能整体平衡性，以将乳胶的玻璃化转变温度(Tg)降低至低于干燥温度，使得涂料随着水分的挥发而固化时能够形成连续平滑的漆膜。

典型的涂料配方包含0.1％～10％的成膜助剂，目前应用较多的是醇醚类和醇脂类，醇醚类如乙二醇醚类、二乙二醇醚类、三乙二醇醚类、丙二醇醚类、二丙二醇醚类、三丙二醇醚类、丙二醇苯醚等；而酯醇类成膜助剂，例如：醇酯-12(2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯)虽然起步较晚，却在市场上居于主导地位。但是，由于醇醚类本身化学性质的限制，任何单一的醇醚类化合物都不能与全部的乳液具有良好的相容性；而且，醇醚类和醇酯类成膜助剂的挥发性都比较高，且带有一定毒性，不符合日趋严格的挥发性有机物含量(VOC)规定，在安全环保方面受到很大局限，需要改进后的成膜助剂或其它体系，以实现符合低VOC的规定。

另外，新开发的高分子量醇酯类化合物，例如伊斯曼的OE300(2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯)，近日被GHS认定为生殖毒性第2类的“H361D对未出生婴儿造成伤害”，对于未出生的婴儿和男性生殖系统，会造成一定的潜在损害，使用它或许导致成品乳胶漆的外包装需标识“对人体有害”的“人体”红色警示标签。

二元混合酸的酯作为低VOC的环保成膜助剂的后起之秀，由于其VOC含量极低，气味小，低温抗开裂性能优异，近年来得到了大量研究。

比如：美国专利US3399158公开了2～6个碳原子的脂肪族二羧酸的二酯(特别是生产己二酸的副产物混合酸的二酯)可以作为成膜助剂。世界专利WO2017/171665A2中认为饱和烃的酸酯可以作为成膜助剂，其中R1和R2分别为烷基、烯烃基、炔基、苯基或苄基，X为羟基或氨基，n＝1～8。

中国专利CN101932613A公开了由琥珀酸、戊二酸和己二酸混合物的二酯(异丁醇的酯除外)作为成膜助剂。但是三种混合酸酯中，由于琥珀酸酯的沸点比后两种酯的沸点较低且相差较大，VOC含量高、气味大，且与配方体系相容性差，比较容易产生缩孔等漆膜缺陷。

顺丁烯二酸二丁酯(也即马来酸二丁酯)作为增塑剂，在塑料加工领域已经获得广泛应用，作为成膜助剂则研究较少。

中国专利CN106753070A公开了成膜助剂为邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二丁酯、马来酸二丁酯中的一种或几种。但是该专利的实施例中仅仅给出了使用单个二丁酯的效果，并没有给出使用几种二丁酯的混合物作为成膜助剂的例子。

中国专利CN105731878A中则列举了己二酸酯，例如：己二酸双(2-乙基己基)酯(DEHA)、己二酸二甲酯(DMAD)、己二酸单甲酯(MMAD)和己二酸二辛酯(DOA)；和马来酸酯，例如马来酸二丁酯(DBM)和马来酸二异丁酯(DIBM)都是无VOC的成膜助剂。但是该专利中也没有表明将己二酸酯和马来酸酯混合作为成膜助剂组合物的使用效果，更没有说明二者是否有协同效应。

发明内容