CN102247712A - 消泡剂及使用它的制品和方法 - Google Patents
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Abstract
包含至少一种活性消泡化合物或化合物的组合和液体载体的低VOC消泡剂，所述液体载体包含一种或多种粘度在40℃下小于约100厘沲(cSt)(通过ASTM D445测量)且VOC含量(通过ASTM方法D3960“测定油漆和相关涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量的标准实验操作”测量)不大于约1重量％的有机化合物。
Description
发明领域
本发明涉及消泡剂和它们在涂料组合物、油漆等中的应用，并涉及使用这种消泡剂的组合物、制品和方法。
发明背景
在许多液体体系，尤其是包含表面活性化合物(其为有意包含的组分)或甚至不想要的组分的那些体系中，在组合物制备、组合物用途或二者中可能出现由于起泡导致的问题。例如，由于含有表面活性剂如皂和/或合成洗涤剂，组合物如聚合物乳胶和乳胶漆可具有起泡倾向。在许多情况下，这种组合物产生过量泡沫，并且称作消沫剂、消泡剂或防沫剂的物质用于将起泡降至期望用途可接受的水平。消泡剂有时也用于与气态物质接触的液体体系，例如在废水气化期间，在液体剧烈搅拌期间，在蒸馏、洗涤或着色操作期间或在分配过程期间。
尽管起泡剂必须能够帮助控制或使期望应用中出现的起泡量最小化，还重要的是这种材料不会对与它们一起使用的材料的功能性能具有不利影响。因此，例如在乳胶漆中有效消除起泡或使起泡最小化，但使油漆由于粘度改变而不能适当涂布的消泡剂例如是不可接受的。
因此，迄今为止所使用的消泡剂通常包括活性成分和载体材料，以及其它可能的组分。申请人发现并理解许多现有消泡剂具有的潜在显著缺点在于它们包含或由挥发性有机化合物(VOC)组成和/或不能在实现高水平消泡性能的同时不对使用它的组合物的性能有不利影响。
概述
申请人发现包含至少一种活性消泡化合物或化合物的组合和液体载体的令人惊讶地有效且高效的低VOC消泡剂，所述液体载体包含，优选基本由，甚至更优选由一种或多种粘度在40℃下小于约100厘沲(cSt)(通过ASTM D445测量)，在某些实施方案中优选在40℃下为约5至小于约100cSt(通过ASTM D445测量)，且VOC含量(通过ASTM方法D3960“测定油漆和相关涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量的标准实验操作(Standard Practice for Determining Volatile Organic Compound(VOC)Cotent of Paints and Related Coatings)”测量)不大于约1重量％的有机化合物组成。
优选实施方案详述
预期本发明消泡剂适于与所有目前所用的活性消泡组分一起使用，还将适于与又待开发的这种活性消泡组分一起使用。此外，预期活性消泡剂的浓度或量可在本发明范围内宽泛地变化。例如，预期在优选实施方案中，活性消泡剂以组合物的约0.5-约99重量％，更优选在某些实施方案中以组合物的约0.5-约15重量％，甚至更优选在某些实施方案中以组合物的约2-约12重量％的量存在于组合物中。
如本文所用，术语“活性消泡化合物”意指在液体体系，优选含水体系中具有降低和/或防止泡沫或起泡，包括微起泡的任何化合物或化合物的组合。尽管预期本发明起泡剂适于与任何已知的活性消泡化合物一起使用，在许多实施方案中优选活性消泡化合物包括疏水性聚氧化乙烯乙二醇醚，特别是如目前包含在Cognis Corporation出售的产品中的这种化合物。这种活性消泡化合物描述于美国专利6,583,185中，在此将其全部引入作为参考。其它活性消泡化合物，例如硅石、疏水硅石、聚乙烯蜡、亚乙基双硬脂酰胺蜡、聚丙烯蜡、聚二甲基硅氧烷、有机改性的聚二甲基硅氧烷、疏水性聚氧化乙烯甘油醚可单独使用或与一种或多种其它活性消泡化合物组合使用。
类似地，由本文所含的教导来看，预期大范围和大量载体适用于本发明。在优选实施方案中，液体载体包含，优选基本由，甚至更优选由一种或多种粘度在40℃下为约50厘沲(cSt)或更小(通过ASTM D445测量)，且VOC含量(通过ASTM方法D3960“测定油漆和相关涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量的标准实验操作”测量)不大于约1重量％的有机化合物组成。优选在某些实施方案中，液体载体包含，优选基本由，甚至更优选由一种或多种粘度在40℃下为约5-约50，更优选约15-约30，甚至更优选约15-25厘沲(cSt)(通过ASTM D445测量)，且VOC含量(通过ASTM方法D3960“测定油漆和相关涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量的标准实验操作”测量)不大于约1重量％，更优选不大于约0.5重量％的有机化合物组成。
预期本发明载体可以为可溶解和/或分散一种或多种本发明活性消泡化合物的任何液体，优选基本水不溶性液体，甚至更优选有机液体。因此，在某些优选实施方案中，载体可以由一种或多种石蜡油和环烷油、妥尔油脂肪酸和烷氧基化妥尔油脂肪酸、脂肪醇和烷氧基化脂肪醇、液体聚氧化丙烯、液体聚氧化乙烯、液体聚(氧化乙烯-氧化丙烯)、聚α烯烃、改性或未改性聚亚烷基二醇和通常称作聚结剂(coalescents)和/或增塑剂的各种物质、基油(包括优选API组II和组II+基油)或任何这些物质的任何组合组成，条件是保持上述宽和/或优选的VOC和粘度要求。在某些高度优选的实施方案中，载体包含，甚至更优选包含至少50重量％，甚至更优选基本由一种或多种API组II或组II+基油组成，特别包括以商品名PURITY由Petro-Canada出售的基油。在某些实施方案中尤其优选以商品名PURITY1003、PURITY 1017、PURITY 1020、PURITY 1810和PURITY 2305出售的API组II基油和它们的组合。在某些实施方案中，优选载体包含，优选基本由，甚至更优选由具有至少95％，甚至更优选至少99％，甚至更优选至少约99.9重量％饱和化合物的组II和/或组II+基油如PURITY 1003基油组成。在某些实施方案中优选的其它材料为以商品名PURITY VHVI4由Petro-Canada出售的材料。在某些优选的实施方案中，载体还含有小于约0.5％，甚至更优选小于约0.1％的芳族化合物，以及小于约0.005％，甚至更优选小于约0.001％的硫，如在PURITY 1003基油的情况下。
在优选实施方案中，本发明涉及包含本发明消泡剂的油漆，甚至更优选高级油漆，其特征在于VOC为100g/l或更少，甚至更优选VOC为50g/l或更少，甚至更优选VOC为约0，本发明消泡剂以油漆的约0.1-约1重量％的量，更优选以小于油漆的约0.8重量％的量，甚至更优选以小于油漆的约0.5重量％的量存在于这种油漆中。在某些高度优选的实施方案中，本发明消泡剂优选以油漆的约0.3重量％或更少的量存在于油漆中。
申请人惊讶地发现优选的本发明消泡剂不仅具有特别理想的低水平VOC，而且它们能用于涂料组合物，优选油漆，甚至更优选高级油漆中，同时保持与使用标准矿物油作为载体的消泡剂可比或更优的性能。更特别地，在优选实施方案中，本发明包括含有本发明消泡剂的涂料或油漆，其特征在于VOC为100g/l，甚至更优选VOC为50g/l或更少，甚至更优选VOC为约0，其中消泡剂以比实现基本相同性能水平所需要的标准矿物油的量少至少约30％，甚至更优选少至少约50％的量存在，优选如通过油漆或涂料的一种或多种相关性能测量，优选包括气泡破裂时间，％空气-高速搅拌和覆盖性。如本文所用，术语“标准矿物油”指溶剂精制的重链烷烃馏分(石油)或溶剂精制的脱蜡重质馏分如TEFFLO PROCESS OIL 10。如本文所用，术语“％空气-高速搅拌”指其附件中描述的Red Devil PaintShaker方法。如本文所用，术语“气泡破裂时间”指其附件中所述的“Rollerand Brush Dab Test Method”方法。如本文所用，术语“覆盖性”意指经涂覆，液膜干燥成光滑且均匀的罩面漆且基本不含陷穴和白点。
此外，申请人发现本发明的优选形式为高效消泡剂，如通过气泡破裂时间测量，同时保持优异的覆盖性特征和如上所述理想的低VOC水平。例如，在优选实施方案中，本发明消泡剂的VOC水平为不大于约1重量％，甚至更优选不大于约0.5％，同时当以约1重量％或更小，更优选小于约0.75重量％，甚至更优选小于约0.5重量％的水平存在于油漆中时，还能产生小于200秒，更优选小于100秒，甚至更优选小于约75秒的油漆气泡破裂时间。
实施例
以下所述所有份数和百分数(除非另有指出)均基于重量。粘度基于40℃。
实施例1A、1B及对比例1C和1D
下表1中的本发明消泡剂A和B及对比消泡剂C和D通过使用标准生产方法将表中所述的指定活性消泡剂化合物与指定浓度的载体简单地混合而制备(指定量为重量份)。
表1
| 消泡剂A | 消泡剂B | 对比消泡剂C | 对比消泡剂D | |
| 活性消泡化合物 | ||||
| 疏水性聚氧化乙烯甘油醚＊ | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 氧化聚乙烯均聚物＊ | 7 | 7 | ||
| N，N’-亚乙基双硬脂酰胺&棕榈酸酰胺 | 5 | 5 | ||
| 载体 | ||||
| 组II+基油＊ | 89 | 91 | ||
| 矿物油＊ | 89 | 91 | ||
| 性能结果 | ||||
| VOC | ＜0.5％ | ＜0.5％ | 2％ | 2％ |
| 气泡破裂时间，秒 | 60 | 65 | 60 | 65 |
＊-疏水性聚氧化乙烯甘油醚为根据美国专利6,583,185制备的活性消泡化合物。氧化聚乙烯均聚物为以商品名AC325由Honeywell出售的材料。N，N’-亚乙基双硬脂酰胺&棕榈酸酰胺为以商品名GLYCOWAX 765由Lonza出售的材料。组II+基油为以商品名Purity 1003由Petro-Canada出售的材料。气泡破裂时间在Cognis Flat Acyrlic Topcoat Formula 758-82中在0.3重量％的荷载下测量。矿物油为如上文定义的标准矿物油。
当阐明和描述本发明实施方案时，它不意欲限制这些实施方案阐明和描述本发明的所有可能形式。而是，说明书中所用措辞是描述而不是限制性的措辞，应当理解可不偏离本发明精神和范围地作出各种改变。
Claims (8)
1.包含至少一种活性消泡化合物和液体载体的低VOC消泡剂，所述液体载体包含一种或多种有机化合物，通过ASTM D445测量的所述有机化合物的粘度在40℃下小于约100厘沲(cSt)，且通过ASTM方法D3960“测定油漆和相关涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量的标准实验操作”测量的VOC含量不大于约1重量％。
2.根据权利要求1的低VOC消泡剂，其包含至少一种活性消泡化合物和液体载体，所述液体载体包含一种或多种粘度在40℃下为约5至小于约100厘沲(cSt)的有机化合物。
3.根据权利要求1的低VOC消泡剂，其包含至少一种以消泡剂的约0.5-约99重量％的量存在于所述消泡剂中的活性消泡化合物。
4.根据权利要求1的低VOC消泡剂，其包含至少一种以消泡剂的约0.5-约99重量％的量存在于所述消泡剂中的活性消泡化合物。
5.根据权利要求1的低VOC消泡剂，其中所述至少一种存在于所述消泡剂中的活性消泡化合物包含至少一种疏水性聚氧化乙烯乙二醇醚。
6.根据权利要求1的低VOC消泡剂，其中所述载体包含至少一种API组II基油、组II+基油和它们的组合。
7.根据权利要求1的低VOC消泡剂，其中所述载体包含至少50重量％的至少一种API组II基油、组II+基油和它们的组合。
8.根据权利要求1的低VOC消泡剂，其中所述载体基本由至少一种API组II基油、组II+基油和它们的组合组成。
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