用于涂料和印刷油墨组合物的无氟三硅氧烷表面活性剂组合物制造技术

技术编号:5459843 阅读:189 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及含有硅氧烷表面活性剂组合物的涂料和印刷油墨组合物,所述硅氧烷表面活性剂组合物包含能耐受约3~12的pH的水解的无氟有机改性的三硅氧烷化物。本发明专利技术涂料和印刷油墨组合物表现出增强的润湿性、流动性和流平性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及能耐受宽pH范围的水解的聚硅氧烷表面活性剂组合物。更具体而言,本专利技术涉及含有硅氧烷表面活性剂组合物的涂料和印刷油墨组合物,所述硅氧烷表面活性剂组合物包含能耐受约3~12的pH的水解的无氟有机改性的三硅氧烷。专利技术背景向有生命或无生命的主体表面局部应用液体组合物而获得期望涉及润湿性、铺展性、流动性、流平性、起泡、去污力等等的控制方法的变化。当使用水性溶液来改善其向待处理表面的传递时,已发现使用三硅氧烷型化合物能用于控制这些工艺来达到期望的效果。然而,三硅氧烷化合物仅能在pH为6的微酸性至pH为7.5的中度碱性的狭窄的pH范围内使用。在此狭窄的pH范围之外,三硅氧烷化合物易于快速的分解而不稳定。近年来,为节约资源和保护环境,水性涂料逐渐代替了溶剂型涂料。例如,水性涂料已开发出汽车的底漆涂料、底基涂料和表面涂料。这需要用于水性涂料具有更好性能的流动性-和-流平性助剂。为满足这些需要,迄今为止,已有丙烯酸基聚合物、改性的硅油等已用作流动性-和-流平性助剂。然而,在例如汽车的对外观具有高度要求的领域中,近年来一直在研究这些常规的技术,但仍未达到满意的润湿性、流动性-和-流平性和涂料缺陷的改善。所以为获得良好的外观,加入具有非常低的表面张力的高浓度的有机表面活性剂或特制的全氟代烷基功能性表面活性剂。使用非常高浓度的有机表面活性剂的一个问题是其会对涂料的其他性质产生不利的影响,例如在再涂膜的表面的再涂和打磨中的层-层粘着性。常规的有机表面活性剂仅能部分解决涂料流平性问题,亟需新的表面活性剂使得生产绝对平整的涂层的膜成为可能。供选地,特制的氟基表面活性剂现面临着来自毒性和生物积累的压力。美国环境保护局(The U.S.-->Environmental Protection Agency,EPA)提出要对此类全氟代烷基物质加强管理,此类全氟代烷烃物质可能分解成毒性全氟代烷基羧酸酯(例如全氟代辛酸(PFOA))和包括全氟代辛基磺酸酯(PFOS)的全氟代烷基磺酸酯。预期这些物质可生物积累、长久地存在于环境中,并且可能具有“高毒性”。研究也表明当以某些氟代聚合物制备的物质在城市废品焚烧炉中焚烧时,多氟代烷基磺酸酯和羧酸酯可释放于空气中。相应地,已认识到非氟代表面活性剂可避免环境和健康的担忧,因此令人感兴趣。本专利技术也说明了此新颖的无氟表面活性剂组合物用于提供改善的流动性、流平性和润湿性的功用和应用。专利技术概述本专利技术提供了无氟涂料组合物,其包含:a)至少一种选自下列的硅氧烷组合物:i)具有如下通式的三硅氧烷化合物:M1D1M2,其中,M1=(R1)(R2)(R3)SiO1/2M2=(R4)(R5)(R6)SiO1/2D1=(R7)(Z)SiO2/2其中R1选自:具有2至4个碳原子的支链或直链烃基、芳基、含有具有6至20个碳原子的芳基取代基的4至9个碳原子的烷烃基;R2、R3、R4、R5、R6和R7每个独立地选自:具有1至4个碳原子的单价烃基、芳基、含有芳基的具有4至9个碳原子的烃基;Z是具有如下通式的亚烷氧基(alkyeneoxide):R8(C2H4O)a(C3H6O)b(C4H8O)cR9,其中R8是具有2、3、5、6、7、8或9个碳原子的直链或支链二价烃基;R9选自:氢、具有1至6个碳原子的单价烃基和乙酰基,下标a、b、c是零或正数且满足如下关系式:2≤a+b+c≤20且a≥2;ii)具有如下通式的三硅氧烷化合物:M3D2M4其中M3=(R10)(R11)(R12)SiO1/2-->M4=(R13)(R14)(R15)SiO1/2D2=(R16)(Z’)SiO2/2其中,R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16每个独立地选自:具有1至4个碳原子的单价烃基、芳基和含有具有6至20个碳原子的芳基取代基的4至9个碳原子的烷烃基;Z’是具有如下通式的亚烷氧基:R17(C2H4O)d(C3H6O)e(C4H8O)fR18,其中R17选自具有如下通式的支链或直链二价烃基:-C4H8O-(C2H4O)-,R18选自:氢、具有1至6个碳原子的单价烃基和乙酰基,下标d、e和f是零或正数且满足如下关系式:2≤d+e+f≤20且d≥2;iii)具有如下通式的三硅氧烷化合物:M5D3M6,其中M5=(R19)(R20)(R21)SiO1/2M6=(R22)(R23)(R24)SiO1/2D3=(R25)(Z”)SiO2/2其中,R19、R20、R21、R22、R23和R24每个独立地选自:具有1至4个碳原子的单价烃基、芳基和含有具有6至20个碳原子的芳基取代基的4至9个碳原子的烷基,R25是具有2至4个碳原子的直链或支链烃基;Z”是具有如下通式的亚烷氧基:R26(C2H4O)g(C3H6O)h(C4H8O)iR27,其中R26是具有2、3、5、6、7、8或9个碳原子的直链或支链二价烃基;R27选自:氢、具有1至6个碳原子的单价烃基和乙酰基,下标g、h和i是零或正数且满足如下关系式:2≤g+h+i≤20且g≥2;及b)至少一种涂料树脂,其中该组合物表现出增强的耐水解能力。本专利技术还提供了无氟印刷油墨组合物,其包含:a)至少一种选自下列的硅氧烷组合物:i)具有如下通式的三硅氧烷化合物:M1D1M2,-->其中,M1=(R1)(R2)(R3)SiO1/2M2=(R4)(R5)(R6)SiO1/2D1=(R7)(Z)SiO2/2其中R1选自:具有2至4个碳原子的支链或直链烃基、芳基、含有具有6至20个碳原子的芳基取代基的4至9个碳原子的烷基;R2、R3、R4、R5、R6和R7每个独立地选自:具有1至4个碳原子的单价烃基、芳基、含有芳基的具有4至9个碳原子的烃基;Z是具有如下通式的亚烷氧基:R8(C2H4O)a(C3H6O)b(C4H8O)cR9,其中R8是具有2、3、5、6、7、8或9个碳原子的直链或支链二价烃基;R9选自:氢、具有1至6个碳原子的单价烃基和乙酰基,下标a、b、c是零或正数且满足如下关系式:2≤a+b+c≤20且a≥2;ii)具有如下通式的三硅氧烷化合物:M3D2M4,其中,M3=(R10)(R11)(R12)SiO1/2M4=(R13)(R14)(R15)SiO1/2D2=(R16)(Z’)SiO2/2其中,R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16每个独立地选自:具有1至4个碳原子组成的单价烃基、芳基和含有具有6至20个碳原子的芳基取代基的4至9个碳原子的烷烃基;Z’是具有如下通式的亚烷氧基:R17(C2H4O)d(C3H6O)e(C4H8O)fR18,其中R17选自具有如下通式的支链或直链二价烃基:-C4H8O-(C2H4O)-,R18选自:氢、具有1至6个碳原子的单价烃基和乙酰基,下标d、e和f是零或正数且满足如下关系式:2≤d+e+f≤20且d≥2;iii)具有如下通式的三硅氧烷化合物:M5D3M6,其中M5=(R19)(R20)(R21)SiO1/2-->M6=(R22)(R23)(R24)SiO1/2D3=(R25)(Z”)SiO2/2其中,R19、R20、R21、R22、R23和R24每个独立地选自:具有1至4个碳原子的单价烃基、芳基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料组合物,其包含: a)至少一种选自下列的硅氧烷组合物: i)具有如下通式的三硅氧烷化合物: M↑[1]D↑[1]M↑[2], 其中, M↑[1]=(R↑[1])(R↑[2])(R↑[3])SiO↓[1/ 2] M↑[2]=(R↑[4])(R↑[5])(R↑[6])SiO↓[1/2] D↑[1]=(R↑[7])(Z)SiO↓[2/2] R↑[1]选自:具有2至4个碳原子的支链或直链烃基、芳基、含有具有6至20个碳原子的芳基取 代基的4至9个碳原子的烷烃基;R↑[2]、R↑[3]、R↑[4]、R↑[5]、R↑[6]和R↑[7]每个独立地选自:具有1至4个碳原子的单价烃基、芳基、含有芳基的具有4至9个碳原子的烃基;Z是具有如下通式的亚烷氧基:R↑[8](C↓[2]H↓[4]O)↓[a](C↓[3]H↓[6]O)↓[b](C↓[4]H↓[8]O)↓[c]R↑[9],其中R↑[8]是具有2、3、5、6、7、8或9个碳原子的直链或支链二价烃基;R↑[9]选自:氢、具有1至6个碳原子的单价烃基和乙酰基,下标a、b、c是零或正数且满足如下关系式: 2≤a+b+c≤20且a≥2; ii)具有如下通式的三硅氧烷化合物: M↑[3]D↑[2]M↑[4] 其中 M↑[3]=(R↑[10])(R↑[11])(R↑[12])Si O↓[1/2] M↑[4]=(R↑[13])(R↑[14])(R↑[15])SiO↓[1/2] D↑[2]=(R↑[16])(Z’)SiO↓[2/2] 其中,R↑[10]、R↑[11]、R↑[12]、R↑[13]、R↑[1 4]、R↑[15]和R↑[16]每个独立地选自:具有1至4个碳原子的单价烃基、芳基和含有具有6至20个碳原子的芳基取代基的4至9个碳原子的烷烃基;Z’是具有如下通式的亚烷氧基:R↑[17](C↓[2]H↓[4]O)↓[d](C↓[3]H↓[6]O)↓[e](C↓[4]H↓[8]O)↓[f]R↑[18],其中R↑[17]选自具有如下通式的支链或直链二价烃基: -C↓[4]H↓[8]O-(C↓[2]H↓[4]O)-, R↑[18]选自:氢、具有1至6个碳原子的单价烃基 和乙酰基,下标d、e和f是零或正数且满足如下关系式: 2≤d+e+f≤20且d≥2; iii)具有如下通式的三硅氧烷化合物:...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-10-17 11/582,5751.一种涂料组合物,其包含:a)至少一种选自下列的硅氧烷组合物:i)具有如下通式的三硅氧烷化合物:M1D1M2,其中,M1=(R1)(R2)(R3)SiO1/2M2=(R4)(R5)(R6)SiO1/2D1=(R7)(Z)SiO2/2R1选自:具有2至4个碳原子的支链或直链烃基、芳基、含有具有6至20个碳原子的芳基取代基的4至9个碳原子的烷烃基;R2、R3、R4、R5、R6和R7每个独立地选自:具有1至4个碳原子的单价烃基、芳基、含有芳基的具有4至9个碳原子的烃基;Z是具有如下通式的亚烷氧基:R8(C2H4O)a(C3H6O)b(C4H8O)cR9,其中R8是具有2、3、5、6、7、8或9个碳原子的直链或支链二价烃基;R9选自:氢、具有1至6个碳原子的单价烃基和乙酰基,下标a、b、c是零或正数且满足如下关系式:2≤a+b+c≤20且a≥2;ii)具有如下通式的三硅氧烷化合物:M3D2M4其中M3=(R10)(R11)(R12)SiO1/2M4=(R13)(R14)(R15)SiO1/2D2=(R16)(Z’)SiO2/2其中,R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16每个独立地选自:具有1至4个碳原子的单价烃基、芳基和含有具有6至20个碳原子的芳基取代基的4至9个碳原子的烷烃基;Z’是具有如下通式的亚烷氧基:R17(C2H4O)d(C3H6O)e(C4H8O)fR18,其中R17选自具有如下通式的支链或直链二价烃基:-C4H8O-(C2H4O)-,R18选自:氢、具有1至6个碳原子的单价烃基和乙酰基,下标d、e和f是零或正数且满足如下关系式:2≤d+e+f≤20且d≥2;iii)具有如下通式的三硅氧烷化合物:M5D3M6,其中M5=(R19)(R20)(R21)SiO1/2M6=(R22)(R23)(R24)SiO1/2D3=(R25)(Z”)SiO2/2其中,R19、R20、R21、R22、R23和R24每个独立地选自:具有1至4个碳原子的单价烃基、芳基和含有具有6至20个碳原子的芳基取代基的4至9个碳原子的烷烃基,R25是具有2至4个碳原子的直链或支链烃基;Z”是具有如下通式的亚烷氧基:R26(C2H4O)g(C3H6O)h(C4H8O)iR27,其中R26是具有2、3、5、6、7、8或9个碳原子的直链或支链二价烃基;R27选自:氢、具有1至6个碳原子的单价烃基和乙酰基,下标g、h和i是零或正数且满足如下关系式:2≤g+h+i≤20且g≥2;及b)至少一种涂料树脂,其中所述组合物表现出增强的耐水解能力。2.权利要求1的组合物,其中R1和R4选自:丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。3.权利要求1的组合物,其中R2、R3、R5、R6和R7是甲基。4.权利要求1的组合物,其中R8是具有3个碳原子的二价烃基。5.权利要求1的组合物,其中下标a的范围是从8至12。6.权利要求1的组合物,其中下标b的范围是从0至3。7.权利要求1的组合物,其中下标c是0。8.权利要求1的组合物,其中R9选自:氢和甲基。9.权利要求5的组合物,其中下标a是11。10.权利要求2的组合物,其中R2、R3、R5、R6和R7是甲基。11.权利要求10的组合物,其中R8是具有三个碳原子的二价烃基。12.权利要求11的组合物,其中下标a是11。13.权利要求12的组合物,其中下标b和c都是零。14.权利要求13的组合物,其中R9是氢。15.权利要求1的组合物,其中下标f是零。16.权利要求1的组合物,其中下标e的范围是从0至3。17.权利要求1的组合物,其中下标d的范围是从8至11。18.权利要求1的组合物,其中R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16是甲基。19.权利要求1的组合物,其中R18是甲基。20.权利要求1的组合物,其中R27选自:氢和甲基。21.权利要求1的组合物,其中下标i是零。22.权利要求1的组合物,其中下标h的范围是从0至3。23.权利要求1的组合物,其中下标g的范围是从8至11。24.权利要求1的组合物,其中R25选自具有3或4个碳原子的单价烃基。25.权利要求1的组合物,其中R26是具有3个碳原子单价烃基。26.权利要求1的组合物,其中R19、R20、R21、R22、R23和R24是甲基。27.权利要求1的组合物,其中涂料树脂是选自下列的至少一种:聚酯类、丙烯酸类、环氧类、聚氨酯类、醇酸树脂类、氯化聚烯烃类、聚偏氟乙烯类、氨基甲酸(乙)酯-聚酯共聚物类、苯乙烯-丁二烯共聚物类、丙烯酸-氨基甲酸(乙)酯共聚物类、PVC类、环氧酯类、环氧-氨类、环氧-酚醛树脂类、酚醛树脂类、苯乙烯-丙烯酸类、环氧-丙烯酸类、氨基甲酸(乙)酯-丙烯酸类、硅氧烷类、丙烯酸-聚酯类、环氧-聚酰胺类、氟聚合物类、聚乙酸乙烯酯类、乙烯-丙烯酸类、硅氧烷-丙烯酸类、乙酸乙烯酯-乙烯类、苯乙烯-丙烯酸类、烃类、乙酸乙烯酯-丙烯酸类及硅烷系统。28.水性乳剂,其中不连续相包含水,连续相包含权利要求1的组合物。29.水性乳剂,其中连续相包含水,不连续相包含权利要求1的组合物。30.非水乳剂,其中不连续相包含非水羟基溶剂,连续相包含权利要求1的组合物。31.非水乳剂,其中连续相包含非水羟基溶剂,不连续相包含权利要求1的组合物。32.权利要求1的涂料组合物,其还包含至少一种选自下列的助表面活性剂:烷氧化物、乙氧基化物、氧化乙烯的嵌段共聚物、氧化乙烯的共聚物、氧化丙烯的共聚物、氧化丁烯的共聚物、烷基酚乙氧基化物、烷基酚丙氧基化物、芳基芳基烷氧基化物、氨基烷氧基化物、氨基乙氧基化物、脂肪酸烷氧化物、脂肪醇烷氧化物、烷基磺酸酯、烷基苯磺酸酯、烷基萘磺酸酯、硫酸化脂肪醇、硫酸化脂肪胺、硫酸化脂肪酸酰胺、羟乙基磺酸钠的酸性酯、磺基丁二酸钠的酯、硫酸化脂肪酸酯、磺酸化脂肪酸酯、石油磺酸酯、N-酰基肌氨酸酯、烷基聚糖苷、烷基乙氧基化胺、烷基乙炔二醇、吡咯烷酮基表面活性剂、2-乙基己基硫酸酯、异癸基醇乙氧基化物、亚乙基二胺烷氧化物、氧化乙烯/氧化丙烯共聚物、二苯基醚Gemini型表面活性剂、氨基乙氧基化物、烷基聚糖苷和氧代-十三烷基醇乙氧基化物。33.权利要求1的组合物,其中硅氧烷存在的量为组合物总重量的约0.01%至约5%。34.权利要求1的组合物,其中硅氧烷存在的量为组合物总重量的约0.05%至约2%。35.权利要求1的组合物,其中硅氧烷存在的量为组合物总重量的约0.01%至约1%。36.权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:休里什K拉贾拉曼阿兰勒琼亚历山大博罗维克乔治A波利塞罗马克D莱瑟曼彭文清夏自军
申请(专利权)人:莫门蒂夫性能材料股份有限公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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