CN102695730B - 环境友好型着色剂组合物和乳胶漆/涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及着色剂组合物，以及由其制备的水性乳胶漆或其他水性涂料，其具有减轻的环境影响。其中溶剂、添加剂和杂质的浓度相对前几代典型着色剂和有色水性乳胶漆以及其他水性涂料的溶剂、添加剂和杂质的浓度有所减小，所述溶剂、添加剂和杂质包括挥发性非水性组分、烷基酚乙氧基化物(和其衍生物)、结晶二氧化硅和/或甲醛。在另一方面，通过斯托默粘度稳定性、流变学概貌的流/平性能曲线和防垂挂性、水敏性和色彩迁移抗性中的任何项所表示的漆-性能与其中仍存有上述溶剂、添加剂和杂质的漆可比较。

Description

环境友好型着色剂组合物和乳胶漆/涂料
技术领域
本发明涉及着色剂组合物，以及由该着色剂组合物制备的水性(aqueous)乳胶漆或其他水性涂料(water-bornecoating)，其具有减轻的环境影响。
背景技术
当前针对环境问题的社会敏感度越来越大，包括最小化溶剂和杂质浓度，目的是消除健康担忧，保护地球资源的完整性等。针对该方面已经付出了很大的努力，不仅在公共部门也在私营部门倡导改善环境的做法。包括引入自愿性的以及有时强制性的标准，通过该标准评定市场上的产品和服务的环保性(参见用于漆GS-11的GreenSealEnvironmentalLeadership标准)。满足这些标准的产品和服务以及提供所述产品和服务的委托(commitmenttofurnishingsame)通常认为是“绿色的”。事实上，在商业上有资格申请“绿色”标示(或等同物)的产品和服务被认为是非常有价值的。
在上述领域中一个变得非常重要的领域是建筑和装修产品，特别是水性乳胶漆和其他水性涂料。关于这些漆和其他涂料的环境友好性，政府有相关规定，但是一般非政府的第三方标准更为严格。后者的标准的实例是LEED、GREENGARD、GREENGARD儿童和学校(GREENGARDChildrenandSchools)、MPI绿色性能(MPIGreenPerformance)、绿色图章(GreenSeal)和高成效学校联盟组织(CollaborativeforHighPerformanceSchools)。根据例如所述这些标准，控制溶剂和杂质例如挥发性非水性组分(在本文中有时称作“VNCs”)、烷基酚乙氧基化物(在本文中有时称作“APEs”)、结晶二氧化硅和甲醛的浓度。
然而，仅仅最小化漆和其他涂料中有害环境物质的含量是不够的。漆和其他涂料的“绿色化”优选在不会不利损失表面保护性能时实现，该表面利用漆和其他涂料覆盖。例如，MPI绿色性能标准“因此需要所有的产品应该满足或超过可适用MPI产品标准的性能要求”。需要注意的是“绿色化”应该在可能的范围内不牺牲常规认为是表征适合漆性能的那些性质。
实现漆和其他涂料的“绿色化”的同时保持好的性能的双重目标是具有挑战性的。我们已发现根据“绿色”原则配制水性乳胶漆和其他水性涂料通常将导致至少一种重要性能的损失，在所关注的漆或其他涂料情况中，经常多于一种性能损失。更具体地，根据我们的经验，漆/涂料性能可以通过以下表征：斯托默粘度稳定性(Stormerviscositystability)；流变学概貌(rheologicalprofile)；流/平性能(flow/leveling)和防垂挂性(sagresistance)；水敏性(watersensitivity)；和色彩迁移抗性(colortransferresistance)。当水性乳胶漆或其他水性涂料通过最小化溶剂、添加剂或杂质成分例如VNCs、APEs或衍生物、结晶二氧化硅和甲醛而被“绿色化”时，显然的是很难阻止所述性能的一种或多种变差。
当对水性乳胶漆或其他水性涂料进行着色时，产生了另外复杂的问题。着色过程通常在销售时通过向预配制的基础组合物中添加一种或多种着色剂组合物而进行。这是市售经着色的漆或其他涂料的流行的和有利的方式，特别是经着色的水性乳胶漆。然而，和预配制的水性乳胶漆和其他水性涂料不同，着色剂组合物通常不包括在绿色标准(至少非政府第三方标准)规定的材料范围内。例如，参见涉及挥发性有机化合物(VOC)要求的MPI绿色性能标准，其中规定了计算VOC应该排除在销售时添加的水和着色颜料，以及GS-11标准，其声明了“低-或零-VOC漆的销量增加了，但是很多购买者未意识到VOC水平随着加入底漆中的着色剂而增加”。因此，不符合“绿色”标准的着色剂组合物的添加可以导致通过秘密途径引入有害环境的溶剂、添加剂和杂质，其减弱任意通过“绿色化”预配制的基础组合物而获得的优势。
因此，如果可以提供有资格被标示为“绿色”且保持它们的高性能特征的水性乳胶漆和其他水性涂料和首次能够获得所述漆和其他涂料的着色剂组合物将是一个重大的进步。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的是提供能够获得具有减小的环境影响的水性乳胶漆或其他水性涂料的着色剂组合物，以及(相应地)显示这样的减小的影响的漆或其他涂料。
本发明的另一目的是由减少量的溶剂、添加剂或杂质例如VNCs、APEs和其衍生物、结晶二氧化硅和甲醛得到的着色剂组合物，其能够获得具有减小的环境影响的水性乳胶漆或其他水性涂料，以及相应地含有减少量的这些溶剂、添加剂或杂质的水性乳胶漆或其他水性涂料。
本发明的一额外目的是提供着色剂组合物和漆或其他涂料，如前述，其还能够实现与以下漆或涂料能够相当的性能：在上述漆或涂料中，VNCs、APEs和衍生物、结晶二氧化硅和甲醛的浓度并未出于有利于环境的目的而减小。
本发明的又一目的是提供着色剂组合物和漆或其他涂料，如前述，在该漆或其他涂料中，斯托默低剪切粘度稳定性、流变学概貌、流/平性能和防垂挂性、水敏性和色彩迁移抗性与没有出于解决环境问题而改性的水性乳胶漆或其他水性涂料所显示的那些性能相当(comparable)。
本发明的又一目的是提供制备这样的着色剂组合物和漆或其他涂料的方法。
这些和其他目的通过如下实践本发明而实现：
在一个方面，本发明在于着色剂组合物，其适用作水性乳胶漆或其他水性涂料的前体，所述着色剂组合物包括至少一种颜料、水和共聚物表面活性剂，所述着色剂组合物本身不是水性乳胶漆或其他水性涂料。共聚物表面活性剂包括相应于以下单体的部分
(a)约10重量％至约80重量％的至少一种C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸或酐，
(b)约10重量％至约80重量％的至少一种C3-C12α,β-烯键式不饱和乙烯基单体，和
(c)约0.01重量％至约20重量％的至少一种表面活性剂单体，其中每种所述表面活性剂单体是通过包括聚(乙烯氧基)部分的桥连基连接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分。着色剂组合物基本上不含，总体上(collectively)：任何挥发性非水性组分；任何烷基酚乙氧基化物或其衍生物；任何结晶二氧化硅；和任何甲醛。然而，着色剂组合物能够(i)减小在由包括所述组合物和调色浆(tintbase)的混合物所形成的水性乳胶漆或其他水性涂料在斯托默低剪切粘度方面的任何变化，使得相比较所述调色浆的斯托默低剪切粘度而言，所述漆的所述斯托默低剪切粘度基本上不变，以及(ii)获得这样的漆或其他涂料，所述漆或其他涂料还显示：流/平性能和垂挂性(sag)至少为8，水敏性至少为3，以及色彩迁移至少为3。
在另一方面，本发明在于水性乳胶漆或其他水性涂料，其包括调色浆和着色剂组合物的混合物，所述着色剂组合物包含至少一种颜料、水和共聚物表面活性剂，其包括相应于以下单体的部分：
(a)约10重量％至约80重量％的至少一种C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸或酐，
(b)约10重量％至约80重量％的至少一种C2-C12α,β-烯键式不饱和乙烯基单体，以及
(c)约0.01重量％至约20重量％的至少一种表面活性剂单体，其中每种所述表面活性剂单体是通过包括聚(乙烯氧基)部分的桥连基连接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分。漆或其他涂料基本上不含，总体上：任何挥发性非水性组分；任何烷基酚乙氧基化物或其衍生物；任何结晶二氧化硅；和任何甲醛。虽然这样，(i)虽然是通过混合着色剂组合物和调色浆形成漆，但相比较调色浆的斯托默低剪切粘度而言，其斯托默低剪切粘度基本上不变，(ii)流/平性能和垂挂性至少为8，(iii)水敏性至少为3，和(iv)色彩迁移至少为3。
在另一方面，本发明在于制备适用作水性乳胶漆或其他水性涂料的前体的着色剂组合物的方法，该方法包括组合成分水、至少一种颜料以及前述的共聚物表面活性剂，其中任何易于结合所述组分(incidenttotheincorporationofsuchcomponents)的VNCs、APEs或其衍生物、结晶二氧化硅和甲醛的量如之前针对本发明的着色剂组合物所公开的。
在一额外的方面，本发明在于制备水性乳胶漆或其他水性涂料的方法，其包括组合上文所公开的调色浆以及上文所公开的着色剂组合物，使得漆或其他涂料中的任何VNCs、APEs或其衍生物、结晶二氧化硅的量如本文之前针对本发明的漆或其他涂料所公开的。
实施本发明具有很多优势。更具体地，通过本发明不仅VNCs被减小至非常低的浓度或被有效除去，而且所述的减小或除去作用针对APEs和其衍生物、结晶二氧化硅和甲醛(这些有时在本文中称作“目标物质”)也同样成立。因此，根据本发明制备的水性乳胶漆或其他水性涂料满足了很多不同政府要求和环境友好型的工业标准。这具有重大意义，因为本发明的漆从而可以被标示为“绿色”的和/或不含根据上文“背景”部分中的多种标准以及根据有害空气污染物(“HAPS”)的EPA定义(根据本公开文的申请日时的内容)的多种不期望的材料。另外，据我们所知，在本发明之前还不存在如此制备的着色剂组合物，该着色剂组合物任何妨碍符合环境标准的漆配制的溶剂、添加剂和/或杂质的量，即VNCs、APEs或其衍生物、结晶二氧化硅和甲醛的量保持为可接受的低浓度。通过本发明，制备漆或其他涂料用的着色剂组合物中的这样的溶剂、添加剂和杂质对产品漆或涂料的惯例的保持效应(carry-througheffect)得以减小或完全地除去，因为本发明的着色剂组合物自身满足(或至少是由其配制的漆或其他涂料满足)上述标准，因此它也经常被标示为“绿色的”或不含根据那些标准和/或HAPS(根据本公开文的申请日时的内容)的多种不期望的材料。这是本发明的组成部分-减轻不期望的环境效应不是通过明显损失任何已经由我们认定的好的性能特征而实现的，所述好性能特征即：斯托默低剪切粘度稳定性；流变学概貌、流/平性能和防垂挂性；水敏性；和色彩迁移抗性。当然对于这些属性，总体上保持了强性能曲线。这表示在针对上述讨论的任何关键属性材料性能不变差的前提下，实现了环保方面的改进，这和经验常识不一致，因此这在本领域中在本发明时间点时对于实践者而言是意料不到的。
首先，对于理解本发明重要的是认识到所关注的技术领域中的三个基础的概念和不同的概念之间的区别，所述概念即：水性乳胶漆和其他水性涂料、用于着色所述漆和涂料的着色剂组合物以及用于组合着色剂组合物配制所述漆和涂料的调色浆。因此，水性乳胶漆或其他水性涂料通常是空气-干燥的以及一般包括水、足量的以在干燥后形成漆膜或涂料的成膜聚合物粘合剂、一种或多种颜料、以及多种添加剂例如缔合型增稠剂。相比之下，着色剂组合物不是前述的漆或其他涂料，而是较大体积的颜料在相对小体积的水中的基于水的以及通常为浓缩的分散体；其他成分通常也存在，具体是一种或多种促进颜料的分散的表面活性剂。与此类漆或其他涂料不同，着色剂组合物不包含足以在干燥后形成膜的成膜聚合物粘合剂。调色浆不是漆/涂料，也不是着色剂组合物，而是漆/涂料的前体成分，其包含水、在干燥利用所述调色浆制备的漆/涂料后形成膜的足量的成膜聚合物粘合剂、以及白色的或淡色(pastel)着色，该白色的或淡色着色提供基本上非彩色基础(neutralfoundation)以用于通过着色剂组合物进行着色。调色浆有助于漆的遮盖力(hidingpower)但是不包含适用作最后的漆或涂料的调色剂的颜料，调色浆不是漆/涂料也不是着色剂组合物。对于即时说明的目的，术语“水性乳胶漆”、“水性涂料”、“着色剂组合物”和“调色浆”应该适当地根据本段上文的句子以及本说明书的其他部分所表示的含义进行理解。
如本发明书中所使用的，“聚合物”是包括一种或多种不同成分单元的化合物，每种所述成分单元是相应于具体单体的部分。“共聚物”是包括至少两种不同成分单元的聚合物，每种所述成分单元相应于(和衍生自)不同的单体。因此，包括相应于三种不同单体的成分单元的共聚物(也已知为三元共聚物)包括在术语“聚合物”中，包括一种成分单元的聚合物(也已知为均聚物)包括在术语聚合物中。
类似地，在本说明书中，“VNC”或“挥发性非水性组分”是指在着色剂组合物、漆或涂料通常暴露的条件下从着色剂组合物、或漆或涂料中释放进入环境的除了水以外的物质。该术语涵盖了有机(例如挥发性有机化合物或“VOCs”)和无机物质两者，以及组合物、漆或涂料中的前体材料的分解产物或其他反应产物。要注意的是，APEs和它们的衍生物一般从VOCs中单独分类，在本文中考虑了这个区别，认为VNCs不包括APEs或其衍生物。
另外，在本说明书中，“基本上不含”意为(a)基于(inrespectof)着色剂组合物，量不大于约0.3重量％以及(b)基于水性乳胶漆或其他水性涂料，或调色浆，量不大于约0.15重量％。另外，在本说明书中，术语“基本上完全不含”意为量不大于0.0005重量％。
以下每个公开的全部内容引用在此作为参考：U.S.临时申请No.60/496,366(2003年8月18日提交)、U.S.申请系列No.10/728,599(2003年12月4日提交)和基于其上的U.S.专利No.7,402,627、U.S.申请系列No.11/193,131(2005年7月29日提交)、U.S.申请系列No.11/319,840(2005年12月28日提交)和U.S.申请系列No.12/177,071(2008年7月21日提交)。
本说明书中公开的所有浓度和量是以重量计的，除非另有说明；表示为不大于某个数的浓度和量理解为从零开始(包括零)至所表示的浓度或量。
一些优选实施方案的详细说明
本发明的中心特征是发现了环境友好型、“绿色的”着色剂组合物、水性乳胶漆以及其他水性涂料，其能够大量减轻因将着色剂组合物用于着色水性乳胶漆或其他含水涂料，以及利用这样的组合物制备的漆或其他含水涂料而出现的不期望的环境效应，并伴随着保持这些漆和其他涂料针对以下性能的高水平性能：斯托默低剪切粘度稳定性、流变学概貌、流/平性能和防垂挂性、水敏性和色彩迁移抗性。在一些有利的实施方案中，另外抗粘连性和光泽保留性也保持在高性能水平。上述特性通过谨慎地完全地限制用于形成本发明的着色剂组合物和漆或其他涂料的材料仅为以下材料来实现，该材料固有地-或作为适当加工的结果-不需要存在VNCs、APEs或其衍生物、结晶二氧化硅或甲醛。与在线的着色剂组合物和水性乳胶漆或其他水性涂料不同，本发明基于和常识相反的以下发现进行，无需在好的纯度和好的属性之间选择只实现一个。也就是说，常识认为一方面的减轻环境危害和另一方面保持强的性能曲线之间存在基本的矛盾，该矛盾通过本发明的实践得以解决，从而实现了一方面减轻环境危害以及另一方面保持强的性能曲线。通过认识到成分和加工措施的一些有利的组合消除了解决环境问题和实现所期望的着色剂和漆/涂料性能之间的明显矛盾，从而可以实现双重目标。
因此，在用于着色水性乳胶漆或其他水性涂料的着色剂组合物中，在聚集体(aggregate)中存在的VNCs、APEs和其衍生物、结晶二氧化硅和甲醛的总量不大于0.25重量％，基于着色剂组合物的重量。另外，在任何前述组分的存在量的总和优选不大于0.15重量％，以及更优选不大于0.1重量％。基本上完全(entirely)或全部地(completely)不含前述物质的着色剂组合物的实施方案是最优选的。
在本发明着色剂组合物的一些好的实施方案中：(i)任何VNCs的含量优选不大于1000ppm以及更优选不大于300ppm；(ii)任何APEs或其衍生物的含量不大于1000ppm以及优选不大于300；(iii)任何结晶二氧化硅含量优选不大于100ppm以及更优选不大于5ppm；以及(iv)任何甲醛含量优选不大于10ppm以及更优选不大于5ppm。因此，着色剂组合物，在结合到水性乳胶漆或其他水性涂料中之前或之后，对环境不会产生很大的负面影响。
在本发明的其他好的实施方案中，水性乳胶漆或其他含水涂料：(i)任何VNCs的含量优选不大于500ppm以及更优选不大于300ppm；(ii)任何APEs或其衍生物的含量优选不大于100ppm；(iii)任何结晶二氧化硅的含量优选不大于100ppm以及更优选不大于5ppm；以及(iv)任何甲醛的含量优选不大于5ppm。
如在本公开文的以上段落中所指出的，也有利的是本发明的着色剂组合物可以不含-或至少基本上不含-HAPS。因此，在本发明的一备选的实施方案中，着色剂组合物基本上以及优选基本上完全不含HAPS(本质上和目标物质对立，虽然可以有重合(overlap))。同样地，在本发明另一备选实施方案中，水性乳胶漆或其他水性涂料基本上以及优选基本上完全不含HAPS(又一次地，本质上和目标物质对立，虽然可以有重合)。
本发明专注于减少很多经常涉及的但是不利于环境的物质：
-VNCs(经常为VOCs(但非排他性地))结合到通常的漆或涂料以及着色剂组合物的很多成分中以增加灵活性，因为VOCs使得可以使用更大范围种类的成分材料，特别是树脂，以及改进适用期(opentime)、冷冻-熔化稳定性、流/平性能、和光泽形成(glossdevelopment)。因此，用于改进漆性能的聚结溶剂、抑制运送时冻结的冻融添加剂、用于分散颜料和提供施用性能的表面活性剂、以及消泡剂和其他的添加剂通常包括一些固有的或通过溶剂引入的挥发性物质。与具有更高挥发性物质含量的相应物相比，这些添加剂的低挥发性或零挥发性通常展现更差的性能且更昂贵。更换这些组分是没有价值的，因为在很多不同的产品线中，所有均必须是水溶性的或水可分散的、在水中具有好的稳定性，或者是和涂料或着色剂的二十或三十种其他成分具有相容性(以及在组合中发挥它们预计的作用)。乳胶中的剩余单体和杂质也可以是挥发性的。它们是制备这些乳胶时的常见副产品。它们经常少量地包含在所有的乳胶中，除非采用昂贵的和耗时的步骤以降低它们的浓度。并且，在过去，这些步骤会导致弱的乳胶稳定性和性能。
-APEs和其衍生物是涂料工业中的一些最经济、发挥最佳性能和被广泛使用的物质。它们被发现存在于乳胶、流变改性剂、消泡剂、杀生物剂、表面活性剂和很多其他添加剂中，有助于结合进入制剂和强化性能两者。已有一些关于基于APEs和其衍生物的多种材料的替代品的可用性的信息，这通常是从性质出发以及基于预期的用途，而非出于解决减少APEs或其衍生物的含量同时仍保持可接受的性能曲线的目的。实现后者仍需要大量的测试或其他研究以及创新的选择以寻找合适的备选物质或物质共混物。在很多情况中，利用备选化学品(alternativechemistry)不能得到相当的表面活性剂。
-结晶二氧化硅作为天然存在的杂质在很多通常用于配制漆或其他涂料以及着色剂组合物的填充物中被发现。用于漆、特别是无光漆和其他涂料的大多数填充物包含体质颜料，体质颜料包含结晶二氧化硅杂质。使用上述包含结晶二氧化硅的材料有时将导致最终膜性质变差。
-甲醛在漆和着色剂配制期间引入，主要作为甲醛释放杀生物剂的部分或作为杂质。甲醛释放杀生物剂是一些最常用的、最价廉的和最有效的用于涂料以防止产品变质的杀生物剂。
减少前述溶剂、添加剂或杂质的存在量是非常有利的。VNCs释放到空气中时会恶化空气(参加绿色图章GS-11标准)。另外，它们中的一些是和乳胶消费漆相关的残留气味的典型的和显著的来源，这直接因为它们并入为聚结溶剂或作为聚结溶剂的一部分(例如,2.2.4-三甲基戊二醇单异丁酸酯(Texanol))。(VNC水平可以通过将在下文说明的顶空气相色谱法/质谱法测定)。类似地，APEs和其衍生物也会有害于环境，特别是水生生物，因此从环境角度看是不期望的。(APEs和其衍生物，例如壬基酚乙氧基化物或辛基酚乙氧基化物和其衍生物可以使用UV分光光度计或LC-UV分光光度计定性地和定量地进行测定)。已经将结晶二氧化硅和很多健康问题关联(参见GreenSealCrystallineSilicaClarification，2009年9月25日发表)。并且，甲醛也会导致产生健康问题，甲醛从包含甲醛的着色剂组合物或水性乳胶漆或其他水性涂料释放进入环境。
因此，在提供环境友好型产品方面本发明的效果是显著的。然而，本发明的关键不单是实现了“绿色化”，而是实现了“绿色化”的同时保持了由所述着色剂组合物制备的水性乳胶漆或其他水性涂料的高水平性能。也就是说，通过本发明总的性能曲线是非常具有优势的：(i)漆的粘度稳定性相对它的前体调色浆是好的，在漆配制期间向基底中添加着色剂组合物时漆的斯托默低剪切粘度相比较调色浆的斯托默低剪切粘度而言基本上不变；(ii)漆的流变学概貌、流/平性能和防垂挂性是好的；(iii)漆的水敏性是好的；以及(iv)漆的色彩迁移抗性(例如由于擦拭)也是好的。
更具体地，根据本发明结合的共聚物表面活性剂(其基本上不含先前所识别的溶剂、添加剂和杂质)与乳胶颗粒和/或与调色浆或其他水性的(或含水的)分散体(也基本上不含先前所识别的溶剂和杂质)以及根据本发明的乳胶漆或其他水性涂料中的联合的流变改性剂相互作用。这些共聚物表面活性剂可以有利地联合成膜(例如乳胶)颗粒的表面以及缔合型增稠剂的“桥接胶束”。不期望被理论约束，认为存在这样的共聚物表面活性剂基本上不改变斯托默低剪切粘度，以及代替地基本上保持了乳胶漆和其他水性涂料的网络结构。即，本发明的着色剂组合物是这样的着色剂组合物，当它们结合到本发明的由包括这样的组合物和调色浆的混合物(即水性乳胶底漆或其他水性聚合物分散体)所形成的漆或其他涂料中，它们不会引起所述漆/涂料的斯托默低剪切粘度的显著变化，相比较调色浆的斯托默低剪切粘度而言。因此实践本发明如所期望地减小了漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度的任何显著变化，相比较调色浆的斯托默低剪切粘度而言。在本发明的有利实施方案中，利用本发明着色剂组合物着色的漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度在用于形成所述漆或其他涂料的调色浆的斯托默低剪切粘度的约±20％、优选±15％范围内。甚至更优选的实施方案是利用本发明的着色剂组合物着色的漆或其他涂料的低剪切粘度在用于形成漆或其他涂料的调色浆的低剪切粘度的约±10％、特别是±5％范围内。
本发明的另一优势在于着色剂组合物对于“绿色化的(greened)”水性乳胶漆的流/平性能不会产生很大的影响。在一个实施方案中，本发明的漆具有的流/平值至少为8，其在25℃时根据ASTM标准D4062-99测量，流/平值在1至10的范围，其中10为最好的流/平特征。在另一实施方案中，本发明的漆具有的流/平值为约9，其以相同的方式测量。在另一实施方案中，本发明的漆具有的流/平值为约10，其以相同的方式测量。一方面，如果流变学概貌存在缺陷，则漆太硬，当将漆施用在基材上时可能会留下刷痕。反之，如果水性乳胶漆的流变学概貌使得漆太薄，当漆施用在基材上时可能会滴落(drippy)，使得运行涂敷膜(pointfilm)不可接受。该现象已知为垂挂，漆保持在施用的区域而不移动或滴落的性能被称作防垂挂性。该性质可以以不同的方式测量，但是对于本发明的目的，利用Lenetaanti-Sagmatter进行测定。指数越高，防垂挂性越好。不同的防垂挂性可以用于不同的应用。一般对于建筑漆，指数为11或更大则认为具有很好的防垂挂性。指数为8–10具有中等或好的防垂挂性。指数为7或更小可能引起漆在施用期间在基材上明显的滴落或移动。根据本发明，防垂挂性至少为8，优选至少为10以及更优选至少为11。
另外，本发明漆的水敏性不会受到不利地影响。术语水敏性表示漆接触水而导致的漆退化趋势。该敏感性以及相反地、抗敏感性可以在干燥了一段受控的时间的涂层取样(drawdown)上测量。几滴水可以沉积在漆表面上合适的一段时间。擦拭水，用指甲刮擦被湿润的表面以检查膜的硬度。将漆表面评分为1至5，5表示最硬的膜，从而表明最小的水敏性。根据本发明，水敏性至少是3，优选至少是4，和更优选至少是5。
另外，色彩迁移类似地不会不可接受地受到影响。术语“色彩迁移”涉及漆或其他涂料在不利的条件下不能(incapability)保持它的组成着色。色彩迁移(或色彩擦去)，以及相反地、色彩迁移抗性，针对经着色的水性乳胶漆或其他水性涂料可以利用干燥了一段受控时间的涂层取样来进行测量。更具体地，典型的色彩迁移测试在待测试的用着色剂或着色剂组合物着色的漆或涂料的涂层取样上进行。涂层取样利用具有3-milbird的涂布棒(applicatorbar)的BYK-Gardnerbyko-charts制备。涂层取样膜在测试前在环境条件下干燥7天。具有重1000克的船形容器(boat)的BYK-Gardner磨损试验器(AbrasionTester)用于测量色彩迁移。湿润白色的织物片附在船形容器的较低表面上，其置于涂层取样膜上。擦揉膜10次，然后从船形容器上移去白色织物片，干燥一天。检查经干燥的白色织物片从涂层取样膜上迁移的色彩。对每种样品进行评分为1至5，其中5为最大的色彩迁移抗性。本发明实现了色彩迁移至少为3，优选至少4以及更优选为5。
本发明的着色剂组合物是调色浆即水性乳胶底漆或其他含水基础分散体的有效添加剂，以对其进行着色(或上色)。调色浆通常包括水、至少一种成膜聚合物和任选一种或多种表面活性剂分散剂。本领域内的技术人员应该理解调色浆可以包含其他常规结合到其中的添加剂，任选包括(至少在调色浆的情况中)一种或多种白色或其他基础颜料以及体质颜料，以通常的量。就是说，调色浆具有充分低含量的目标物质，即VNCs、APEs或它们的衍生物、结晶二氧化硅和甲醛，使得可以满足本发明的要求。调色浆优选基本上不含以及更优选基本上完全不含目标物质。
着色剂组合物可以在销售时，在使用之前或在制备过程期间添加至调色浆。本发明的着色剂组合物的实施方案是特别有利，因为工业上通常要求底漆或其他组合物具有低VNC或其他溶剂/添加剂/杂质水平。如果与调色浆组合的着色剂组合物很遗憾未能满足环境方面的要求，那么当引入着色剂组合物时，基础材料“净化”时所作的良好努力将付诸一炬，其他溶剂/添加剂/杂质将带入最终的漆或其他涂料中。通过利用本发明的着色剂组合物，避免了重新引入环境显著量的VNCs、APEs和衍生物、结晶二氧化硅和甲醛。进行了大量研究和研发以开发出满足上述多种标准的调色浆产品，特别是针对VNC水平。但是符合漆或其他涂料的标准和努力通常不拓展至着色剂组合物。在本文中对可以配制以满足标准的新型着色剂组合物进行了说明。因此，本发明着色剂组合物的一些好的实施方案可以添加至调色浆，而不会引起：斯托默低剪切粘度稳定性的减小；流变学概貌、流平性能和垂挂的变差；水敏性的可观测到的升高；以及色彩迁移的增加。着色剂组合物的此类实施方案包括至少一种颜料、水和前述的彩色表面活性剂以及含量为不大于1000ppm的任何VNCs、含量为不大于1000ppm的任何APEs或其衍生物、含量为不大于100ppm的任何结晶二氧化硅以及含量为不大于10ppm的任何甲醛。
另外，在一些好的实施方案中，在任何材料中抗粘连性和光泽也未受到不利地影响。
本文中所述的溶剂(非水性的)、添加剂和杂质含量的基本除去如下实现：认识如此除去的可行性(即基本除去以及保持前述高水平的性能)，并通过选择材料和/或处理方法以确保合适的纯的成分用于制备本发明着色剂组合物和水性乳胶漆或其他水性涂料来实现。因此，在一些优选的实施方案中，着色剂组合物的成分或与着色剂组合物组合的调色浆的成分不含VNC-、APE-或APE-衍生物、结晶二氧化硅-或甲醛-成分(content)，从而使得这些成分的组合具有的总含量(aggregatecontent)大于0.30重量％。另外，在一些好的实施方案中，任何着色剂组合物不含任何这些溶剂和杂质，调色浆也不含任何这些溶剂和杂质，所述这些溶剂和杂质在利用着色剂组合物和调色浆的组合形成的漆或涂料中的量大于0.15重量％。
在上述段落中描述的所需材料的纯度大致通过以下实现：谨慎注意(如有需要测试)用于配制每种着色剂组合物和调色浆的前体物质中的前述杂质和污染物的浓度。在很多情况中，这可以通过研究关于前体材料的组分的可靠的出版信息实现，该信息通常由外部资源获得(例如物质安全资料表(MaterialsSafetyDataSheets))。
如前述，不同于其他目标物质，结晶二氧化硅通常仅以所包括的杂质的形式存在，因此不需要通过其他符合本发明要求的材料置换。对于其他目标物质，移去它们将显著降低性能。因此，必须谨慎关注它们的置换。以下是用于选择根据本发明的合适材料的准则。
低/零-VNC材料包括沸点大于约220℃、优选大于约250℃以及更优选大于约270℃的有机化合物，因此其不蒸发或闪蒸(flash)，即其在一般的室内和室外温度时是不挥发性的。一些聚结助剂可以最终和聚合物形成化学键，因此可以称为聚合物粘合剂的一部分。这些聚结助剂用作增塑剂，其软化用于膜形成的乳胶聚合物颗粒。不同于传统的从漆中蒸发的聚结溶剂，具有低/零VNC的聚结助剂在经干燥的漆膜中保留不确定限期的一段时间。
可以不显著增加组合物的VNC成分的量的用于本发明的合适的低或零-VNC聚结剂的实例包括(不限于)：二羧酸/三羧酸酯，例如偏苯三羧酸三甲酯(TMTM)、偏苯三羧酸三-(2-乙基己基)酯(TEHTM-MG)、偏苯三羧酸三-(正辛基,正癸基)酯(ATM)、偏苯三羧酸三-(庚基,壬基)酯(LTM)和偏苯三羧酸正辛酯(OTM)；己二酸酯，例如己二酸二(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)；癸二酸酯，例如癸二酸二丁酯(DBS)；马来酸酯，例如马来酸二丁酯(DBM)和马来酸二异丁酯(DIBM)；苯甲酸酯；环氧化的植物油例如N-乙基甲苯磺酰胺、N-(2-羟丙基)苯磺酰胺和N-(正丁基)苯磺酰胺；有机磷酸酯例如磷酸三甲苯酯(TCP)和磷酸三丁酯(TBP)；三乙二醇二己酸酯；和四乙二醇二庚酸酯。
有用的聚结助剂是OptifilmEnhancer300，其是低-VOC、少气味的用于乳胶状漆的“绿色”聚结剂。参考“OptifilmEnhancer300，ALowOdor,Non-VOC,'Green'CoalescentforEmulsionPaint”，其来自Eastman化学品公司，出版M-AP315，2005年4月。OptifilmEnhancer300可以用于制备大量建筑涂料。沸点是281℃和经验公式是C16H30O4，它是不挥发的有机化合物，其特别适用于少气味的无光漆和半光面(包括软光泽(softsheen)、绸缎(satin)、乙烯基丝光(vinylsilk)和蛋壳(eggshell))内墙漆。见Eastman涂料膜技术(EastmanCoatingFilmTechnologies)：建筑涂料用的膜最优化(FilmOptimizationforArchitecturalCoatings),Eastman化学品公司,2005年。
另一有用的聚结助剂是OptifilmEnhancer400，其是非常低VOC、少气味的聚结剂，其使得具有好的膜完整性、修饰性(touch-upproperties)和耐刮擦性。沸点是344℃，OptifilmEnhancer400是邻苯二甲酸酯例如邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的备选，用作增塑剂。参考OptifilmEnhancer400-ANon-PhthalateAlternate，其来自Eastman化学品公司，出版TT-75，2006年5月。相比较BBP而言，OptifilmEnhancer400可以更有效的方式降低多种乳胶的最低成膜温度(MFFT)。因为OptifilmEnhancer400成为了漆膜的一部分，它增加了漆涂料的灵活性。
又一有用的聚结助剂是ArcherReactiveCoalescent(ArcherRCTM)，其是衍生自植物油的不饱和脂肪酸的丙二醇单酯。当利用EPAMethod24测试时，发现ArcherRCTM是非挥发性的，可能是因为它的不饱和成分的氧化作用以及后续的交联作用。
仍又一有用的聚结助剂是BASFPluracoatTMCA120(ES8511)。PluracoatTM品牌材料是基于BASF的专有技术的有机液体。它们被评定为零-VOC以及可以用于低-或零-VOC乳胶漆。
基于苯甲酸酯或苯甲酸烷基酯的聚结剂例如以和出售的那些，以及基于低分子量聚酯的聚结剂，例如以出售的那些，都是有用的。
所有的这些聚结剂必须在组合物中测试且监控其性能和稳定性。在很多情况中，必须改变配方(formula)或它的成分例如树脂、分散剂或增稠剂从而能够接受使用低/零VNC聚结剂。一旦本发明的实践者掌握了本文所教导的，这些改性属于本领域的一般技术。
相应地，合适的表面活性剂和被评级为低-或零-APE的类似的材料可以是阴离子型的以及包括乙氧基化至“低”程度的C13烷基(例如RhodapexEST-30SBL)，和乙氧基化至“中等”程度的C13烷基(例如RhodafacRS-610和RS-710)。这些从Rhodia可得。其他的包括或者乙氧基化至“低”程度的(例如Abex2005)或者至“高”程度的(例如Abex18S和Abex2135S)的专有的疏水基的Rhodia阴离子材料也是有用的。
额外地，合适的表面活性剂和被评级为低-或零-APE的类似材料可以是非离子型的以及包括具有“HLB”范围为14.0-15.0的C13烷基(例如Rhodasurf8C-720)，或包括具有“HLB”范围为17.5-19.0的C16-C18烷基(例如RhodasurfCET55E)或具有“HLB”范围为17.5-19.0的三苯乙烯基苯酚(例如SopraphorTS80-60)。这些也从Rhodia可得。又一包括专有的疏水基的Rhodia非离子型材料是具有的“HLB”范围为15.0-17.5的Abex2525以及具有的“HLB”范围为17.5-19.0的Abex2545。
如上述，一旦本发明的实践者掌握了本公开文，关于其他组分所需的任何改性属于本领域的一般技术。
可用于实践本发明的具有低/零VNC的pH调节剂的实例可以包括但不限于氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾等，以在它们中的两个或多个的组合。
不释放或包含甲醛的合适的杀生物剂包括来自Rohm和Haas的以名字Kathon、Rocima或Kordek出售的那些或者包含1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(1,2-Benzisothiazolin-3-one)(BIT)以Proxel出售的那些，或者从ArchBiocides可得的吡啶硫酮锌，或者可从Dow化学品公司以商品名Canguard市购得5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT)或2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)。所有的这些杀生物剂显示了较大范围的功效以及需要针对性能和稳定性在本发明制剂中进行广泛地筛选和测试。在很多情况中，可能需要这些杀生物剂的共混物或混合物。优选的杀生物剂是从ArchBiocides可得的ProxelBZplus，其是两种不含甲醛的化合物的共混物。
如果存在任何关于由其他供应的材料的问题，或如果材料是自制的，通常谨慎地通过显示了适当低水平的杂质和污染物的测试(至少基于随机的或有代表性的)进行证实。上述也适用于组合以形成水性乳胶漆或其他水性涂料的着色剂组合物和调色浆，也适用于产品漆和涂料自身。一旦掌握了本文的教导，本领域的技术人员可以选择和进行适用于测定所讨论的溶剂、添加剂和杂质的浓度的测试过程，无需创造性的技巧且以常规进行。
在以下情况中，当认为任何前体材料，或着色剂组合物或调色浆(或原则上甚至为产品漆或涂料)中的前述溶剂和杂质中的一种或多种成分的含量太高，或者通过测试结果表明含量太高，则可以进行合适的加工以如期望除去或减小杂质或污染物的含量。所述加工的性质将根据所关注的杂质或污染物而变化。例如，VNCs和APEs以及其衍生物可以通过以下措施中的任何或它们的组合得以除去，要理解的是所述技术不仅可以应用于乳胶材料而且更广泛地用于较大范围的分散体中。
汽提(Stripping)是可以用于除去不期望的物质的多种方法中的一种。通常，汽提可以通过增加的温度、减小的压力或真空处理、化学溶剂、蒸煮、多种物理搅拌手段以及它们的组合而完成。汽提可以通过连续操作或批次操作或半批次操作进行。本领域中已知有多种汽提方法。
U.S.专利No.3,003,930公开了一种汽提方法。更具体地，'930专利公开了板式塔(toweroftrays)，分散体通过该板式塔级联(cascade)以除去挥发性有机烃类。增加的温度以及蒸汽或其他惰性气体用于挥发挥发性有机烃类。采取措施以防止起泡，起泡会阻止烃类蒸汽的逃逸以及再夹带烃类。
U.S.专利No.5,516,818公开了一种汽提方法，其中分散体接触少量有机溶剂，其用作汽提助剂以及使分散体利用蒸汽或惰性气体如氮气进行汽提。溶剂可以和汽提气体一起引入汽提装置中或在将乳胶引入汽提装置中之前和分散体混合。'818专利的方法可以批次模式或半批次模式进行。
U.S.专利No.6,353,087公开了一种汽提方法，其中加热分散体，喷射惰性气体例如蒸汽通过分散体以除去挥发组分。该方法也利用搅拌器和机械消泡器。'087专利也教导了使用以下的组合：(1)在汽提之前和期间将分散体的pH从7增加至11；以及(2)在汽提期间保持分散体的温度在30℃至70℃。在一些实施方案中，使用了真空从而使得汽提可以在较低的温度时进行。
U.S.专利申请公开No.2006/0270815，题目为PolymerizationofDiisopropenylbenzene，公开了真空蒸馏用于从分散体中除去残留化合物，该方法可以用于漆中。
根据本发明的一具体方面，分散体利用蒸汽汽提在约85℃至97℃和真空条件下进行处理。过度的起泡通过所使用的真空度来进行控制。
与被称作化学追击(chemicalchasing)不同但相关的方法涉及添加和不期望的材料反应的化学品。这样的化学品包括但不限于叔丁基过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠，其例如可以和不期望物质的碳-碳双键进行反应。可以单独使用化学追击或和汽提一起使用以进一步减少不期望的材料。
又一从聚合物分散体中除去不期望的材料的手段涉及在存在吸附材料例如炭黑、活性炭、硅胶、氧化铝或氧化铁时使分散体接触汽提介质，例如蒸汽或气体。例如，U.S.专利No.6,348,636，在可渗透的流通封闭物(flow-throughenclosures)(即以和茶包类似的方式)中提供了离散量的颗粒吸附材料。'636专利的优选的吸附材料包括活性炭，例如Cal12x40，其是由CalgonCarbonCorporation出售的颗粒状脱色碳。
也可以使用柱或离子交换柱以纯化分散体。例如，U.S.专利No.4,130,527公开了不期望的材料，例如氯乙烯单体可以从水性分散体中除去，例如聚氯乙烯，通过使分散体在低于大气压时作为薄液体膜于基本上垂直的柱的内表面向下流动，并与上升的蒸汽流逆流。在U.S.专利No.5,055,197的实施例1中，离子交换柱用于除去不期望的材料。另一使用柱装置以纯化聚合物分散体的实例公开于U.S.专利No.6,740,691中。在'691专利中，乳胶/分散体沿着柱倾泻而下，该柱配置有和水蒸汽和/或空气逆流的内部设置。内部设置例如无规则填充、结构化填充以及具体地盘状物(tray)安置贯穿在柱中以提供质量传递的多个阶段。
就其本身而言，结晶二氧化硅可以通过沉淀除去，例如以沉淀的碳酸钙形式沉淀，或通过冲洗。
也可以利用其他可以实现所期望的结果的加工措施，只要它们不和本发明目标的实现相冲突。当然，几乎不用说，特别是当处理两种或多种溶剂、添加剂或杂质时，可以单独地、连续地、同时地或以任何其他实践方式利用多种加工步骤。
下文的定义将有利于理解本发明的范围以及可应用于本说明书的整体讨论中。
如在本说明书中所使用的，“烷基”应该被认为涵盖包括具有1至30个碳原子的一种或多种饱和直链或支链非环状的烃基。代表性的饱和直链烷基包括-甲基、-乙基、-正丙基、-正丁基、-正戊基、-正己基、-正庚基、-正辛基、-正壬基、-正癸基等。代表性的饱和支链烷基包括-异丙基、-仲丁基、-异丁基、-叔丁基、-异戊基、-2-甲基丁基、-3-甲基丁基、-2,2-二甲基丁基、-2,3-二甲基丁基、-2-甲基戊基、-3-甲基戊基、-4-甲基戊基、-2-甲基己基、-3-甲基己基、-4-甲基己基、-5-甲基己基、-2,3-二甲基丁基、-2,3-二甲基戊基、-2,4-二甲基戊基、-2,3-二甲基己基、-2,4-二甲基己基、-2,5-二甲基己基、-2,2-二甲基戊基、-2,2-二甲基己基、-3,3-二甲基戊基、-3,3-二甲基己基、-4,4-二甲基己基、-2-乙基戊基、-3-乙基戊基、-2-乙基己基、-3-乙基己基、-4-乙基己基、-2-甲基2-乙基戊基、-2-甲基-3-乙基戊基、-2-甲基-4-乙基戊基、-2-甲基2-乙基己基、-2-甲基-3-乙基己基、-2-甲基-4-乙基己基、-2,2-二乙基戊基、-3,3-二乙基己基、-2,2-二乙基己基、-3,3-二乙基己基等。
如在本说明书中也使用的，“烷基苯基”应该被认为涵盖包括一种或多种苯基的基团，其中每种所述苯基由至少一个烷基取代，其中烷基如上述。
另外，如在本说明书中使用的，“苯乙烯基苯基”应该被认为涵盖包括由苯乙烯基取代的苯基的基团，即乙烯基苯基，其中乙烯基的未取代碳原子与苯环键合。因此，最严格的意义上来说，在单苯乙烯基苯基中，一个乙烯基苯基与苯基键合；在二苯乙烯基苯基中，两个乙烯基苯基与苯基键合；以及在三苯乙烯基苯基中，三个乙烯基苯基与苯基键合。然而，要理解的是例如可市购的三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)(甲基)丙烯酸酯(即由CAS编号174200-85-2表示的化合物)可以是单苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)(甲基)丙烯酸酯、二苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)(甲基)丙烯酸酯和/或三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)(甲基)丙烯酸酯的混合物，如本文中所使用的，术语“三苯乙烯基苯基”，当单独使用或者作为化学名称的一部分使用时，除非另外指出，包括了单苯乙烯基苯基、二苯乙烯基苯基、三苯乙烯基苯基或它们的混合物。
着色剂组合物
本发明着色剂组合物通常不仅包括水、颜料和共聚物表面活性剂(其可以作为聚合物的分散体存在)，还可以包括：一种或多种其他表面活性剂和/或分散剂；一种或多种水-可分散聚合物；一种或多种低数均分子量聚合物(例如聚乙二醇或聚丙二醇)，每种具有的平均分子量为约300-约8000道尔顿；和一种或多种流变改性剂，例如增稠剂，特别是缔合型增稠剂；但是条件是这些另外的成分中没有一种成分会包含、结合或伴随VNC、APE或其衍生物、结晶二氧化硅或甲醛。在一些情况中，着色剂组合物甚至可以包括成膜的或其他乳胶粘合剂成分，虽然着色剂组合物实施方案不包含足以形成合适漆膜的量的成膜乳胶粘合剂，以及因此不构成调色浆或其他水性聚合物分散体，或乳胶漆或其他水性涂料，如本公开文中所表示的。
在本发明的着色剂组合物(或水性乳胶漆或水性涂料)中所包括的每种有色颜料可以是有机颜或无机颜料；每种颜料是本领域内熟知的。有机颜料包括酞青蓝、酞青绿、单芳基化物黄、双芳基化物黄、苯并咪唑黄、杂环黄、DAN橙、喹吖啶酮品红、喹吖啶酮紫、有机红，其包括金属化的偶氮红和非金属化的偶氮红等。示例性的偶氮红包括立索红(lithols)、立索尔宝红(litholrubine)、甲苯胺红(toluidinered)、萘酚红(naphtholred)和喹吖啶酮红(quinacridonered)。金属化的偶氮红是包含金属阳离子的盐类，例如偶氮红的钡或钙盐，例如立索尔宝红钙盐和立索尔红钡盐。非金属化的偶氮红基本上不含金属阳离子。无机颜料包括二氧化钛白(titaniumdioxidewhite，钛白)、炭黑、灯黑、氧化铁黑、氧化铁黄、氧化铁棕、氧化铁红等。
包括在本发明的着色剂组合物(水性乳胶漆或水基涂料)的每种白色颜料、灰白(off-white)颜料或体质颜料可以包括二氧化钛或其他合适的白色颜料、灰白颜料或体质颜料，例如本领域中已知的滑石或硅石。
共聚物表面活性剂包括一种或多种相应于不饱和羧酸和/或不饱和酐单体的成分单元。通常，共聚物表面活性剂具有聚合物主链(“链”)，其包括至少一种疏水基，在另一实施方案中两种或多种疏水基以及大量亲水基，例如两个或多个α,β-烯键式不饱和羧酸或酐的单体单元，其共聚合进入共聚物表面活性剂的共聚物骨架。表面活性剂单体趋向于疏水性，例如通过它的烷基或三苯乙烯基苯基，从而促进和颜料和其他涂料成分的多种疏水基的所期望的联合。亲水基，例如羧酸和/或酐基团，当中和时赋予水相中的共聚物表面活性剂溶解性，且也促进了无机颜料的分散。可以使用其他共聚物表面活性剂的共聚用单体成分以调节共聚物表面活性剂的疏水性和亲水性之间的平衡。
代表性的种类包括单羧酸和二羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、当归酸(angelicacid)、戊烯二酸(glutaconicacid)、肉桂酸、羧基肉桂酸、苯乙烯二羧酸等。也可以使用二羧酸和烷醇(alkanol)的半酯，如酐。马来酐，4-乙烯基-异苯并呋喃(isobenzofuran)-1,3-二酮和5-乙烯基-异苯并呋喃-1,3-二酮是示例性的C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸酐。
在本发明的多个好的实施方案中，共聚物链包括衍生自一种以及仅一种C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸或酐单体的单元。在其他的实施方案中，共聚物链包括分别衍生自两种存在于共聚物表面活性剂链的单独的C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸或酐单体的单元。以及在又一实施方案中，共聚物链包括分别衍生自三种C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸或酐单体的单元。当然，要理解的是当分别相应于两种或多种单独的C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸或酐单体的单元存在于共聚物链中时，每种单独的单体可以是独立于其他(一种或多种)的酸或酐。
在一些好的实施方案中，一种或多种不饱和羧酸或酐单体以如下浓度存在于聚合方法中：约10重量％至约80重量％，优选约15重量％至约50重量％以及更优选约20重量％至约45重量％，基于用于形成共聚物的所有单体和链转移剂(一种或多种)的总重量。在另外的实施方案中，相当于丙烯酸的成分单元以如下浓度存在：约20重量％至约45重量％，基于用于形成共聚物的所有单体和链转移剂(一种或多种)的总重量。
共聚物表面活性剂还包括乙烯基单体。适用于本发明的这种类型的单体包括任何具有乙烯基官能团的化合物，即烯键式不饱和，不包括具有丙烯酸官能团的化合物，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、这些酸的酯类、丙烯腈和丙烯酰胺。优选地，乙烯基单体选自乙烯基酯、乙烯基芳烃、乙烯基脂肪族烃、乙烯基烷基醚和它们的混合物。
合适的乙烯基单体包括乙烯基酯，例如，丙酸乙烯基酯、月桂酸乙烯基酯、三甲基乙酸乙烯基酯、壬酸乙烯基酯、癸酸乙烯基酯、新癸酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、苯甲酸乙烯基酯、乙烯基异丙基乙酸酯以及类似的乙烯基酯类；乙烯基芳香烃，例如苯乙烯、甲基苯乙烯以及类似的低级烷基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘以及二乙烯基苯；乙烯基脂肪族烃单体，例如氯乙烯以及偏二氯乙烯以及α烯烃例如乙烯、丙烯、异丁烯以及共轭二烯例如1,3-丁二烯、甲基-2-丁二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、异戊二烯、环己烯、环戊二烯和二环戊二烯；和乙烯基烷基醚例如甲基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚以及异丁基乙烯基醚。
通常包括包含2至12个碳原子的α,β-烯键式不饱和乙烯基单体的乙烯基化合物的实例包括丙烯酸和甲基丙烯酸的酯类，例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丁酯等；乙烯基酯类,例如乙酸乙烯酯、丁酸乙烯基酯、己酸乙烯基酯(caprolate)等；腈单体，例如丙烯腈、甲基丙烯腈等；氯乙烯；偏二氯乙烯等。在另一实施方案中，C3-C12α,β-烯键式不饱和乙烯基单体是丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯基酯、丙烯腈或它们的混合物。在另一实施方案中，C3-C12α,β-烯键式不饱和乙烯基单体是丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯或它们的混合物。在另一实施方案中，C3-C12α,β-烯键式不饱和乙烯基单体是丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、乙酸乙烯酯或它们的混合物。
理论上苯乙烯可以表征为乙烯基，出于本公开文的目的，则将包含苯乙烯基的合适部分和其他乙烯基基团区别开来单独表征。就是说，相应于苯乙烯基单体的成分单元也是合适的。它们包括苯乙烯基单体，例如苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯、异丙基苯乙烯、对氯苯乙烯等。
共聚物表面活性剂也可以包括丙烯酸单体。这样的适用于本发明的单体包括具有丙烯酸官能团的任何化合物。优选的丙烯酸单体选自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸和甲基丙烯酸以及丙烯酸和甲基丙烯酸的芳香族衍生物、丙烯酰胺和丙烯腈。通常，丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯单体(在本文中也称作丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯)具有每分子包含1至约18、优选约1至8个碳原子的烷基酯部分。
合适的丙烯酸单体包括例如丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯和甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸癸酯和甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯和甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸新戊酯和甲基丙烯酸新戊酯、甲基丙烯酸1-金刚烷基酯和多种反应产物例如和丁基、苯基和甲苯基缩水甘油基醚和丙烯酸和甲基丙烯酸、丙烯酸羟基烷基酯和甲基丙烯酸羟基烷基酯(例如丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯)、氨基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及丙烯酸类(例如丙烯酸和甲基丙烯酸、乙基丙烯酸(ethacrylicacid)、α-氯丙烯酸、α-氰基丙烯酸、巴豆酸、β-丙烯酰氧基丙酸,和β-苯乙烯丙烯酸)。
用于衍生共聚物表面活性剂的成分单元的合适的单体的另外实例包括：
-乙酸乙烯酯、丙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、异丁酸乙烯基酯、苯甲酸乙烯基酯、间氯苯甲酸乙烯基酯、对甲氧基苯甲酸乙烯基酯、α-氯乙酸乙烯基酯、乙烯基甲苯、氯乙烯、对乙烯基苄基醇等。
-苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、α-溴苯乙烯、2,6-二氯苯乙烯等；
-氯丙烯、乙酸烯丙基酯、苯甲酸烯丙基酯、甲基丙烯酸烯丙基酯等；
-乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、马来酸二甲酯、乙酸异丙烯酯、异丁酸异丙烯基酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、1,3-丁二烯等；
-丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸乙基己酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸3,5,5-三甲基己基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸叔丁酯、巴豆酸乙酯(ethyltiglate)、丁烯酸甲酯(methylcrotonate)、丁烯酸乙酯、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸4-羟丁酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸3-羟丁酯、丙烯酸4-羟丁酯、丙烯酸4-羟戊酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯(2-hydroxyethylethacrylate)、甲基丙烯酸3-羟丁酯、氯丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸二乙二醇酯、丙烯酸四乙二醇酯等。
共聚物表面活性剂还包括一种或多种相应于表面活性剂单体的成分单元。如本文中所使用的，表述“表面活性剂单体”应该表示为具有包含可以参加聚合反应的不饱和键的亲水性部分以及疏水部分的化合物，通过包括含重复羰基的聚合物部分的桥连部分连接，优选通过基本上由重复羰基的聚合物构成的桥连部分相互连接。表述涵盖了但是不限于包括乙氧基化的疏水部分(例如烷基、烷基苯基、单苯乙烯基苯基、二苯乙烯基苯基、三苯乙烯基苯基等)的至少一种丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯即“(甲基)丙烯酸酯”的一种或多种物质。表面活性剂单体可以具有由以下公式表示的结构：
H2C＝C(X)-C(O)O-E-R(I)
其中X是氢或甲基，E是亲水性部分例如乙氧基化物，和R是疏水部分例如烷基、烷基苯基、单苯乙烯基苯基、二苯乙烯基苯基或三苯乙烯基苯基等。代表性的合适的表面活性剂单体包括非离子型表面活性剂醇的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，例如烷基聚乙烯氧基(甲基)丙烯酸酯或烷基苯基聚乙烯氧基(甲基)丙烯酸酯(其中烷基单独地包含1至30个碳原子)、以及三苯乙烯基苯基聚乙烯氧基(甲基)丙烯酸酯。但是在其他的实施方案中，多种表面活性剂单体存在于共聚物表面活性剂链中以及提供了多种烷基或三苯乙烯基苯基疏水基或它们的组合。要理解是的，如本文中所使用的，术语“三苯乙烯基苯基”，或者单独使用或者作为化学名称的一部分，除非另外指出，其包括单苯乙烯基苯基、二苯乙烯基苯基、三苯乙烯基苯基和它们的两种或多种的混合物的任何或全部。烷基聚乙烯氧基(甲基)丙烯酸酯或烷基苯基聚乙烯氧基(甲基)丙烯酸酯可以具有单独包含1至22个碳原子的烷基或者烷基聚乙烯氧基(甲基)丙烯酸酯或烷基苯基聚乙烯氧基(甲基)丙烯酸酯可以具有单独包含9至22个碳原子的烷基。
表面活性剂单体的额外实例包括壬基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、癸基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、十一烷基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、油基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯、二十二烷基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯、三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯或它们的混合物的一种或多种。表面活性剂单体的又一实例涵盖包括二十二烷基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、二十二烷基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯、癸基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、癸基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯、三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯或它们的混合物的一种或多种物质，以及包括二十二烷基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯、癸基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯或它们的混合物的一种或多种物质。
表面活性剂单体的另外实例是包括三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯、三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯和三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯或它们的混合物的一种或多种物质。也可以使用已知为Nopol(记载于U.S.公开申请No.US20060270563，引用在此作为参考)的表面活性剂单体。
共聚物表面活性剂可以是单-疏水基，即它可以在每个聚合物链中包含单个的疏水基团。在另外的实施方案中，共聚物表面活性剂可以在每个聚合物链中包含多个(即两个或多个)疏水基，其中每种疏水基可以是相同的或不同的。在其他的实施方案中，共聚物表面活性剂可以是二-疏水基以及在每个聚合物链中包含两个疏水基团，其可以是相同的或不同的。上述常规公开的疏水改性碱性可溶的/可溶胀的(swellable)共聚物(即HASCs)是这些类型的表面活性剂。其他疏水改性可溶的/可溶胀的共聚物是已知的。
本领域的技术人员要理解的是可以存在相应于表面活性剂单体的一种或多种类型的成分单元。在一些实施方案中，一种表面活性剂单体单元存在于共聚物表面活性剂链中。因此，在多种实施方案中，两种表面活性剂单体单元(当然地，其可以是相同的或不同的)存在于共聚物表面活性剂链中。在又一实施方案中，三种表面活性剂单体单元(当然地，其可以是相同的或不同的)存在于共聚物表面活性剂链中。在再另外的实施方案中，平均一种表面活性剂单体单元存在于共聚物表面活性剂链中。在另外的实施方案中，平均约一种至约两种表面活性剂单体单元存在于共聚物表面活性剂链中。在另外的实施方案中，平均至少约两种表面活性剂单体单元存在于共聚物表面活性剂链中。一种或多种表面活性剂单体的存在量优选为约0.01重量％至约20重量％，更优选约0.03重量％至约16重量％，以及特别优选约0.5重量％至约13重量％，基于用于形成共聚物的所有单体和链转移剂(一种或多种)的总重量。
在每种包含(乙烯氧基)的表面活性剂单体中，存在的氧化乙烯单元的数量优选为约4至约200，更优选为约4至约60，以及特别优选约10至约40。
一旦掌握了本文的教导，本领域的技术人员可以通过常规测试以及无需不恰当地进行实验确定适当结合在着色剂组合物中的共聚物表面活性剂的量以确保所需的表面活性剂效应。下文实施例部分中的信息也证明了这一点。在本发明多个好的实施方案中，结合在着色剂组合物中的共聚物表面活性剂的量是0.5至16，优选1至12，以及更优选2至8，以重量百分比计，基于着色剂组合物中的固体总量。
在一些好的实施方案中，一种或多种丙烯酸单体、乙烯基单体和/或苯乙烯基单体以如下量存在于聚合方法中：约10重量％至约90重量％、优选约10重量％至约60重量％，基于用于形成共聚物的所有单体和链转移剂(一种或多种)的总重量。
在一个实施方案中，表面活性剂单体选自壬基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、癸基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、十一烷基聚(乙烯氧基)丙烯酸酯、油基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯、二十二烷基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯、三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯或它们的混合物，共聚物由以下量的表面活性剂单体(一种或多种)形成：约0.5重量％至约13重量％，基于用于形成共聚物的所有单体和链转移剂(一种或多种)的总重量。
着色剂组合物可以另外包括至少一种缔合型增稠剂。
着色剂组合物还可以包括低分子量的聚合物二元醇(polymerglyols)。合适物质包括具有数均分子量为约300-约8000道尔顿的聚乙二醇、聚丙二醇等。这些物质可以影响本发明的着色剂组合物的干燥性能。这些低分子量聚合物二元醇的至少一种可以存在于本发明的着色剂组合物中，但是可以任选使用它们。
本发明的共聚物表面活性剂也可以组合其他水溶性聚合物使用，所述其他水溶性聚合物包括但不限于：多元羧酸、包含含羧酸单体的共聚物、水溶性共聚物、纤维素衍生物、聚丙烯酸的盐类、包含含丙烯酸的单体的共聚物的盐类、聚乙烯吡咯烷酮以及包含乙烯基吡咯烷酮单体的共聚物。在另一实施方案中，水溶性聚合物是聚丙烯酸的盐、包含含丙烯酸单体的共聚物的盐或它们的混合物。常规乳化剂或表面活性剂，即阴离子型、阳离子型、非离子型、两性表面活性剂和它们的混合物也可以和本发明的共聚物表面活性剂一起使用。
示例性的缔合型增稠剂包括非离子型疏水改性的氧化乙烯氨基甲酸乙酯嵌段共聚物(ethyleneoxideurethaneblockcopolymer)、疏水改性聚醚、疏水改性碱溶性乳液、疏水改性聚(甲基)丙烯酸、疏水改性羟乙基纤维素、疏水改性聚丙烯酰胺以及它们的混合物。
在一些本发明好的实施方案中，共聚物表面活性剂基本上包含：
(a)约10重量％至约80重量％的甲基丙烯酸或丙烯酸,
(b)约10重量％至约80重量％的第一乙烯基酯，其是2至12个碳原子的甲基丙烯酸烷基酯，以及具有2至12个碳原子的第二乙烯基酯，以及
(c)约0.01重量％至约20重量％的至少一种表面活性剂单体，其中每种表面活性剂单体由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分通过基本上由聚(乙烯氧基)构成的桥连基团连接疏水部分，疏水部分是三苯乙烯基苯基。
在另外的实施方案中，共聚物表面活性剂可以包括以下单体：
(a)约10重量％至约80重量％的甲基丙烯酸或丙烯酸,
(b)约10重量％至约80重量％的甲基丙烯酸乙酯和乙酸乙烯酯，和
(c)约0.01重量％至约20重量％的三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯。
如此，表面活性剂单体可以为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分通过基本上由聚(乙烯氧基)部分构成的桥连基连接疏水部分，疏水部分选自单苯乙烯基苯基、二苯乙烯基苯基和三苯乙烯基苯基。例如，聚(乙烯氧基)部分具有约4至约200个乙烯氧基单元。
共聚物表面活性剂可以利用单体通过自由基、稳定自由基(例如利用熟知的化合物TEMPO)的溶液共聚作用，阴离子或阳离子在溶剂(例如含氧溶剂)或溶剂混合物中聚合作用来制备。二元醇是示例性的含氧溶剂。示例性二元醇包括乙二醇、丙二醇、甘油、二乙二醇、乙二醇、四乙二醇和其他具有较低数均分子量例如约300-约8000道尔顿的聚乙二醇。溶纤剂以及溶纤剂衍生物例如乙酸溶纤剂也可以用作含氧溶剂。
在另一实施方案中，共聚物表面活性剂通过单体在连续水相乳液中利用乳化剂进行乳液共聚作用而制备。这可以通过常规乳液聚合作用在pH小于约5.0利用常规自由基生成引发剂(一种或多种)例如过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化月桂酰、过氧乙酸、过苯甲酸和或2,2'-偶氮二异丁腈来完成。引发剂的使用量可以是约0.05重量％至约3.5重量％，基于所有存在的单体的总重量，优选约0.75重量％至约3.2重量％，基于所有存在的单体的总重量。聚合作用一般在相对不活性气氛中进行，例如不活性气氛由氮气或氩气提供，以及在温度为约60℃至约90℃进行。当然，对于本领域技术人员已知的是，可以根据情况使用更大量或更小量的引发剂以及更高温度或更低温度。聚合作用可以以批次的方式或分步的方式或以常规方式通过连续添加单体进行。表面活性剂单体可以和其他单体同时供料，或在一部分其他单体已经反应之后供料。
通常，至少一种阴离子型、阳离子型、非离子型或两性乳化剂用于乳液共聚，在乳液共聚中制备共聚物表面活性剂。当存在多于一种的乳化剂时，每种额外的乳化剂可被指定为辅助乳化剂。多种乳化剂是可得的，例如，很多列在McCutcheon'sEmulsifiers&Detergents,NorthAmericanEd.,ManufacturingConfectionerPub.Co.,GlenRock,N.J.,1988,pp.1-217中。乳化剂可以是非离子型的、具有阴电荷、具有阳电荷或具有阴电荷和阳电荷两者，例如两性乳化剂，其中每种电荷联合了合适的抗衡离子；本领域中已知有每种乳化剂的大量实例。见Lynn,Jr.等人，SurfactantsinKirk-OthmerEncyc.ofChem.Technol.,4thEd.,JohnWiley&Sons,NewYork,1997,Vol.23,pp.483-541。
通常利用的非离子型的乳化剂是烷基酚乙氧基化物和其衍生物,例如壬基酚乙氧基化物。当然，需要确定的是利用这样的乳化剂制备的共聚物表面活性剂不含由于它们的制备过程而引起的过度大量的APEs或其衍生物。
阴离子型乳化剂包括但不限于碱金属烷基芳基磺酸酯、碱金属烷基硫酸酯、磺化烷基酯例如十二烷基苯磺酸钠、二仲丁基萘磺酸钠、月桂基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、十八烷基磺基二琥珀酰胺酸钠(disodiumn-octadecylsulfosuccinamate)、磺基琥珀酸钠二辛酯(sodiumdioctylsulfosuccinate)等。阳离子乳化剂包括但不限于胺类例如衍生自脂肪酸和松香酸的脂肪族单-、双和多胺类以及季铵盐类例如二烷基二甲基和烷基三甲基铵盐、烷基苄基二甲基氯化铵以及烷基吡啶卤化物(alkylpyridiniumhalides)。
两性乳化剂包括但不限于咪唑啉衍生物，例如月桂酰两性基二乙酸二钠(disodiumlauroamphodiacetate)、椰油酰两性基二乙酸二钠(disodiumcocoamphodiacetate)、椰油酰两性基乙酸钠(sodiumcocoamphoacetate)、椰油酰两性基丙酸钠(sodiumcocoamphopropionate)、月桂酰两性基乙酸钠(sodiumlauroamphoacetate)、椰油酰两性基二丙酸二钠(disodiumcocoamphodipropionate)、椰油酰两性基二丙酸(cocoamphodipropionicacid)、辛酰两性基羧酸钠(sodiumcapryloamphocarboxylate)、椰油酰两性基羟丙基磺酸钠(sodiumcocoamphohydroxypropylsulfonate)、辛酰两性基羟丙基磺酸钠(sodiumcarpryloamphohydroxypropylsulfonate)等；烷基甜菜碱，例如月桂酰胺丙基甜菜碱、椰油基二甲基甜菜碱(cocodimethylbetaine)、油酰胺丙基甜菜碱等；磺基甜菜碱，例如烷基醚羟丙基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱等；二羟基乙基氨基乙酸酯,例如二羟基乙基牛脂基氨基乙酸酯等；和氨基丙酸酯,例如月桂基亚氨基二丙酸钠等。上述乳化剂可以单独使用或作为它们的两种或多种的混合物使用。
当共聚物表面活性剂是通过乳液聚合而制备的，乳化剂的使用量可以是约0.2重量％至约10重量％，基于乳液的总重量，优选约0.5重量％至约10重量％，基于乳液的总重量，更优选约0.5重量％至约4.0重量％，基于乳液的总重量。
共聚物表面活性剂通常具有的数均分子量是约400道尔顿至约500000道尔顿，优选约400至约200000道尔顿，更优选1200至约200000道尔顿。
一种受关注的共聚物表面活性剂类型包括衍生自以下单体的一种或多种的成分单元：丙烯酸单体、乙烯基单体和苯乙烯基单体；衍生自以下成员的一种或多种的成分单元：羧酸单体和酐单体，其中每种具有可以参与聚合反应的不饱和键；一种或多种相应于表面活性剂单体的成分单元；相应于一种或多种链转移剂的成分单元；以及相应于一种或多种交联单体的成分单元，其中每种交联单体具有至少三个可以参与聚合反应的不饱和键。
这些共聚物表面活性剂通常具有一定程度分支的多支链结构，其是以下原因所引起的：相应于具有至少三个可以参与聚合反应的不饱和键的交联单体的成分单元存在于共聚物中，以及这些单元和链转移剂(一种或多种)之间的相互影响，其中链转移剂和增长支链(propagatingbranches)反应以结束它们的生长，结果是新支链以不同规模形成，其由相应于交联单体的成分提供。
相关地，表述“超支化(hyperbranched)共聚物”意为以下共聚物，该共聚物具有一种或多种相应于具有至少三个可以参与聚合反应的不饱和键的交联单体的构成成分单元。
一种或多种链转移剂用于影响本发明共聚物的“超支化”。可用于制备本发明超支化共聚物的链转移剂包括直链或支链的C4-C22烷基硫醇(例如正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇)、异丙醇、卤化化合物、正丁基硫醇、正戊基硫醇、异辛基2-巯基丙酸酯(i-octyl2-mercaptoproprionate)、巯基乙酸烷基酯(alkylthioglycolate)、巯基丙酸(mercaptoproprionicacid)和烷基巯基链烷酸酯(alkylmercaptoalkanoate)。更具体地，当结合进入共聚物的生长链(growingbranch)中，链转移剂结束了该链的伸长。如之后将讨论的，使用交联单体(一种或多种)将导致超支化，其中很多支链形成且长度增加。这些支链在可得的很多支化点增长。这将引起显著大量的支链。为了调节超支化共聚物的分子量，在它们增加到如果不存在链转移剂或多种试剂的组合时得到的长度之前，链转移剂或多种试剂的组合用于在支链的终端和成分单元反应以结束支链的生长，从而提供分子量的最高限度。因此，超支化共聚物的分子量可以通过改变本发明实施方案中所使用的链转移剂的量来进行调节。
在多个好的实施方案中，一种或多种链转移剂的存在量为约0.02重量％至约8重量％，更优选为约1重量％至约3重量％，基于用于形成超支化共聚物的单体和链转移剂(一种或多种)的总量。
另外，本发明的共聚物还包括分别相应于一种或多种交联单体的共聚物单元。结合这些单元的效应是其有利于改变分子量和促进强化本发明共聚物的支化。
适用于实践本发明的交联单体在一单个分子中具有多个，以及在任何情况中至少两个反应性不饱和的、优选烯键式的不饱和键。在一些好的本发明实施方案中，所使用的交联单体(一种或多种)在单个分子中具有至少三个反应性的烯键式不饱和键。这样的化合物称作“多官能团交联单体”。相应一种或多种多官能团交联单体的成分单元是例如相应一种以及仅一种多官能团交联单体的单元，或备选地，相应全部是用于聚合反应中的多种不同多官能团交联单体中的一种或另一种的单元，以实现所期望的增加量的支化。
上述实例是相应于多官能团交联单体的成分单元例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化的甘油基三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯三丙烯酸酯(tris(2-hydroxyethyl)isocyanuratetriacrylate)、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯、五丙烯酸酯和二季戊四醇五丙烯酸酯。
通常，不饱和交联单体的存在量是约0.5重量％至约70重量％，优选约0.5重量％至约10重量％，更优选约0.5重量％至约5重量％，基于用于形成共聚物的单体和链转移剂(一种或多种)(虽然本领域技术人员在掌握了本文教导的情况下可通过常规实验而无需创造性技巧确定在一些情况中需要更大的或更小的量)。
相应于聚合物链中的多官能团交联单体的每种成分单元用作支化点，从该支化点开始增长支链结构。当用于聚合反应的多官能团交联单体的量(上文所示)增加，由此在共聚物中的相应成分单元的量增加，发生更多的支化以及超支化共聚物的分子量增加。由此得出结论，支化的量可以通过改变在本发明实施方案中所使用的多官能团交联单体的量进行调节，如上文所讨论的，支链的平均大小可以通过改变链转移剂的量进行控制。
漆和其他涂料
本发明的漆和其他涂料基本上均为包含一种或多种用于实现所需的色彩的颜料以及添加(任选)用来促进颜料分散、好的流变学性能以及其他所需的特征的物质聚合物材料的水性分散体。当然，用于建筑和工业用途两者、室内和室外的水性乳胶漆的范围和性质对于本领域技术人员而言是熟悉的以及很好理解的。然而，本发明不仅应用于这样的漆，而且也应用于其他称作水性涂料的水性分散体。这些可以是建筑或工业染色剂(stain)、工业保养性涂料(maintenancecoating)等。本发明的漆和其他涂料可以用于装饰、建筑、工业和其他常规应用中。无关它们的用途，本发明创造性的漆和其他涂料共有的是它们皆通过本发明的实践得以改进。
水性乳胶漆和其他水性涂料，包括所得的膜，由于它们是利用本发明的着色剂组合物而制备的，它们包含前文所讨论的共聚物表面活性剂。这些漆和涂料，和水性分散体例如调色浆一起，还包含表面活性剂和/或分散剂，以及任选一种或多种水可分散的聚合物，一种或多种低数均分子量聚合物(例如聚乙二醇或聚丙二醇)，其中每种具有的平均分子量小于约300-约8000道尔顿，以及一种或多种流变改性剂，例如增稠剂，特别是缔合型增稠剂。(自然不用说的是，乳胶漆、其他水性涂料、调色浆、膜等包含足量的成膜乳胶粘合剂成分用于形成合适的漆膜，要理解的是在膜实施方案中的成膜粘合剂乳胶可以是固化的“膜”的状态)。
包括本发明的调色浆和着色剂组合物的本发明漆或其他水性涂料包含共聚物表面活性剂，其和大量常规结合在乳胶漆和水性涂料中的成膜添加剂相容，如上文所具体说明的。当如此结合时，共聚物表面活性剂使得水-基漆或其他水性涂料显示合适的低或中剪切粘度，且具有改进的流平性能(flowandleveling)。掌握了本文教导的普通技术工人将可以通过常规研究以及无需非常规的实验确定可以有效赋予漆或其他涂料合适的低或中剪切粘度以及改进的流平性能的共聚物表面活性剂量。在一些好的本发明实施方案中，结合在漆或其他涂料中的共聚物的量是0.1至20重量％，优选1至15重量％以及更优选2至10重量％，基于漆或其他涂料中的聚合物固体总量。
在实践本发明中所利用的共聚物表面活性剂和所有的常规用于涂料领域中的成膜聚合物相容。适用于本发明的成膜乳液聚合物的实例是丙烯酸、乙烯基、聚乙酸乙烯酯、乙烯基丙烯酸、苯乙烯和苯乙烯化的丙烯酸聚合物等。成膜聚合物根据具体应用而改变，本领域的技术人员可以针对具体应用通过常规测试以及无需非常规实验确定使用何种成膜聚合物。当作为着色剂组合物的一部分和成膜聚合物(一种或多种)在调色浆或其他水性分散体中组合时，共聚物表面活性剂使得调色浆/着色剂组合物组合显示所需的低或中剪切粘度(Kreb单位-单位量取决于具体制剂所需的特征)以及改进的流平性能。
一旦掌握了本文的教导，本领域的技术人员可以通过常规测试和无需非常规的实验确定共聚物表面活性剂的量，该量足以有效赋予调色浆或其他水性分散体合适的低或中剪切粘度以及改进的流平性能。在一些好的本发明实施方案中，结合在调色浆或其他水性分散体中的共聚物表面活性剂量为0.1至25重量％，优选1至20重量％，以及更优选2至15重量％，基于调色浆或其他水性分散体中的聚合物固体的总量。
方法
根据本发明形成着色剂组合物的方法优选包括组合成分水、至少一种颜料和共聚物表面活性剂，该共聚物表面活性剂包括相应于以下单体的部分：
(a)约10重量％至约80重量％的至少一种C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸或酐，
(b)约10重量％至约80重量％的至少一种C3-C12α,β-烯键式不饱和乙烯基单体，和
(c)约0.01重量％至约20重量％的至少一种表面活性剂单体,其中每种所述表面活性剂单体是通过基本上由聚(乙烯氧基)部分构成的桥连基连接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分，
以形成着色剂组合物，其自身不是水性乳胶漆或其他水性涂料，该着色剂组合物可以减小由包括所述组合物和调色浆的混合物而形成的水性乳胶漆或其他水性涂料的斯托默低剪切粘度的任何变化，从而与调色浆的斯托默低剪切粘度相比，所述漆或涂料的斯托默低剪切粘度基本上不变化，在上述着色剂组合物中，任何VNCs的存在量为不大于1000ppm、以重量计，任何APEs或其衍生物的存在量为不大于1000ppm、以重量计,任何结晶二氧化硅的存在量为不大于100ppm、以重量计，和任何甲醛的存在量为不大于10ppm、以重量计。
根据本发明的形成水性乳胶漆或其他水性涂料的方法优选包括混合前述的调色浆和包含至少一种颜料、水和共聚物表面活性剂的着色剂组合物，该共聚物表面活性剂包括相应于以下单体的部分：
(a)约10重量％至约80重量％的至少一种C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸或酐，
(b)约10重量％至约80重量％的至少一种C2-C12α,β-烯键式不饱和乙烯基单体，和
(c)约0.01重量％至约20重量％的至少一种表面活性剂单体，其中每种所述表面活性剂单体是通过基本上由聚(乙烯氧基)部分构成的桥连基连接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分，
虽然所述漆或其他水性涂料通过混合所述着色剂组合物和所述调色浆而形成，但但与所述调色浆的斯托默低剪切粘度相比，所述漆或其他水性涂料的斯托默低剪切粘度基本上不变，以及在所述漆或其他涂料中，任何挥发性有机化合物的存在量为不大于500ppm、以重量计，任何烷基酚乙氧基化物的存在量为不大于300ppm、以重量计，任何结晶二氧化硅的存在量为不大于100ppm、以重量计，和任何甲醛的存在量为不大于10ppm、以重量计。
实施例
以下实施例进一步对本发明的一些实施方案进行说明。提供这些实施例仅为了示例性的目的而不限制本发明的范围。要注意的是，由于舍入，在每种情况中，存在的每种成分的量的总和可能不等于总量。
实施例1-3涉及不含APE的共聚物表面活性剂的制备，其利用美国专利7,402,627中的实施例1-8中报道的基础方法和条件，其全部内容引用在此作为参考。
实施例1
不含APE的共聚物表面活性剂的制备
在氮气吹扫下，于四颈烧瓶中进行乳液聚合作用。反应烧瓶配备了冷凝器、温度剂、搅拌器和进料泵(feedingpump)。烧瓶浸入温度受控的水浴中，其保持在恒定温度(设置温度的约±0.1℃之内)。表1示出了共聚物表面活性剂的成分。
表1
将来自RhodiaInc.(Cranbury,NJ.)的去离子水和十二烷基苯磺酸钠(22％w/w)装入反应烧瓶中，加热内含物至80℃。在80℃时，约6％的单体乳液装入反应烧瓶中且静置5分钟。之后，引发剂溶液1装入反应烧瓶中且静置15分钟。引发剂溶液2和剩余的单体乳液然后以约3至约4.5小时的时间进料至反应烧瓶中。进料结束后，反应烧瓶的温度保持在80-85℃一个小时，之后冷却至约25℃，得到共聚物表面活性剂产物，其呈乳胶或乳液的形式，固体含量为约30％。
该共聚物表面活性剂包含疏水性表面活性剂单体、三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯以及交联单体、邻苯二甲酸二烯丙酯。
实施例2
制备共聚物表面活性剂(2)
反应组合物和美国专利7,402,627实施例3一致，除了壬基苯基醚过硫酸铵(ammoniumnonylphenyletherpersulfate)(APE表面活性剂)用不含APE的表面活性剂、十三烷基乙氧基硫酸钠(sodiumtridecylethoxysulfate)(来自RhodiaInc.的RHODAPEXEST-30)取代，如表2中所示。
使用和实施例1相同的方法和条件。
表2
表面活性剂ABEX2020是获得自RhodiaInc.的专有制剂。其它包括阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的混合物。得到了共聚物表面活性剂产物，其呈乳胶或乳液的形式，固体含量为约30％。
实施例3
不含APE的共聚物表面活性剂的制备
单体组合物和美国专利7,402,627的实施例4一致，除了双官能团单体、二丙烯酸酯(SartomerSR610)用作交联单体。美国专利7,402,627的实施例4的壬基苯基醚过硫酸铵(APE表面活性剂)和Abex2020被十二烷基苯磺酸钠(22％w/w)和RHODAFACRS-610A-25(十三烷基聚氧乙烯醚磷酸酯(polyoxyethylenetridecyletherphosphate),RhodiaInc.)取代。
在制备共聚物表面活性剂中使用了和实施例1相同的方法和条件。因此，在单体进料结束后，反应烧瓶的温度保持在80-85℃一个小时。反应器然后冷却至60-65℃，追击混合物(chasermixtures)以超过30分钟进料至反应器。然后冷却至室温。得到了共聚物表面活性剂产物，其呈乳胶或乳液的形式，固体含量为约30％。
表3
实施例3的共聚物包含二十二烷基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯的疏水性单体。
实施例4
包含红色氧化物颜料的着色剂组合物
制备包括红色氧化物颜料和实施例2的共聚物表面活性剂的着色剂组合物。表4示出了红色氧化物着色剂组合物中所使用的成分。
如下制备着色剂组合物。按以下顺序向1L不锈钢烧杯中加入：水、实施例2的共聚物表面活性剂乳液和氢氧化钠溶液，其中所述1L不锈钢烧杯配备了在约500rpm缓慢搅拌的搅拌器。当溶液澄清时，剩余成分以表4所列的顺利(由上往下)添加，以及在约500rpm继续混合10分钟。混合速率增加至约2500rpm以及在该速率继续混合约45分钟直到混合物呈现为均匀的分散体。CarbowaxPEG400是数均分子量为约400道尔顿的聚乙二醇的溶剂。它不包含VNCs。ProxelBZPlus是来自ArchChemical的不含甲醛的防腐剂。BYK-155是来自BYKChemie的非-APE分散剂。TegoDispers750W是来自EvonikInc.的不含APE的分散剂。
红色氧化物色彩组合物不包含APEs、甲醛和结晶二氧化硅。它不包含显著量的VOC，但是具有82ppm的非常低的VOC含量，其大多来自添加剂中的杂质。
表4
实施例5
有机黄颜料的着色剂组合物
制备包含有机黄颜料和实施例2的共聚物表面活性剂的着色剂组合物。它是通过不含APEs、甲醛和结晶二氧化硅的成分制备的。它不含显著量的VOC。利用和实施例4相同的方法制备着色剂组合物用于研磨。在于2500rpm研磨45分钟后，然后通过砂磨机(ModelL-3-J,ChicagoBoilerCo.,BuffaloGrove,Ill.)利用作为研磨介质1.00mm直径的玻璃珠对混合物进行加工。
实施例6
有机绿色颜料的着色剂组合物
制备包含有机绿色颜料和实施例2的共聚物表面活性剂的着色剂组合物。它通过不含APEs、甲醛和结晶二氧化硅的成分制备。它不包含显著量的VOC。根据和实施例5相同的方法制备着色剂。
实施例7
有机蓝色颜料的着色剂组合物
制备包含有机蓝色颜料和实施例2的共聚物表面活性剂的着色剂组合物。它通过不含APEs、甲醛和结晶二氧化硅的成分制备。它不包含显著量的VOC。根据和实施例5相同的方法制备着色剂。
实施例8
实施例4-7的着色剂组合物的VOC-含量
初步地，VOCs通过顶空气相色谱法/质谱法测量。该测试方法用于测定水性乳胶漆或其他水性涂料中的各种VNCs的重量。它可以利用可市购的毛细管柱气相色谱仪进行，该毛细管柱气相色谱仪配备了质量选择检测器以及程序应用功能(programmingcapability)(电流控制是有利的)。这里使用了Agilent6890N气相色谱仪、Agilent5973质量选择检测器和Agilent7694E顶空采样器。测试用的标准设备条件是
超高纯度级别的载气和化学试剂级化学品一起使用。
测试方案如下：50ppm每种用于测定的目标物质加入待分析的材料(例如，水性乳胶漆或着色剂组合物)的两等分样品的每个样品中。然后，通过加入另外相等量的待分析材料将在所述等分样品的一个中的目标物质(一种或多种)稀释至25ppm。然后，向10mL顶空瓶中引入0.0500±0.0010g量的待分析的材料；向单独的10mL顶空瓶中引入0.0500±0.0010g量的这种材料以及50ppm浓度的所添加目标材料(一种或多种)，在又一10mL顶空瓶中引入0.0500±0.0010g量的这种材料以及25ppm浓度的所添加目标材料(一种或多种)。如果有大量目标物质，多个顶空瓶分别填充10mL包含不同(虽然不一定是相互排斥的(thoughnotnecessarilymutuallyexclusive))目标物质亚群的样品，相比其他的样品(针对每种所述亚群具有在50ppm添加浓度的材料的一个瓶子，以及在25ppm浓度的材料的瓶子)。样品中的目标物质如上所述通过气相色谱法分离；和前述相关，确定和整合了每种目标物质的特征质量，以及确定了大致的停留时间和特征质量。
相应于目标物质的面积除以来自相应于内部标准品(例如环己烷)的类似测定的面积以得到响应因子。通过将响应因子和目标物质的添加量在笛卡儿坐标格网上作图得到未知样品中目标物质的量，其相应于曲线的x-截距。
结果以每百万总样品分的VOC分(ppm)和重量百分比表示，且列在表5中。
实施例9A
对比例：市售色彩组合物的VOC-含量
利用上述实施例8中的方法测量，以下市售的包含低-VOC和乙二醇的色彩组合物的VOC含量(注意：“VOC”指的是“挥发性有机化合物”以及是VNC的更具体的亚群)。结果示出在表5中：
表5着色剂的VOC
得到了四种市售低VOC着色剂用于测试，标为B、C、D和E。另外，也测试了一种普通市售着色剂(一般地具有更高的VOC)且标为F。这些着色剂利用顶空GC在120℃测试VOC。针对实验着色剂的结果列出在表5中
实施例9B
进一步分析以下物质的VOC浓度：低-VOC调色浆(样品A)、本发明的酞菁-绿-着色的水性乳胶漆(样品B)、多种竞争性低-VOC水性乳胶漆(样品C-E)、和竞争性一般-VOC水性乳胶漆(样品F)。测试的水性乳胶漆通过向相同低-VOC调色浆中加入多种绿色着色剂来制备。通常根据本发明的前述公开的内容制备样品B漆和相应的着色剂组合物。下表6详细地列出了通过根据顶空方法(HeadspaceMethod)测试各样品得到的VOC-浓度结果。
表6
酞菁绿着色(PhthaloGreenTints)的顶空比较(HeadspaceComparison)
-1以甲苯定量
-2匹配质量(Matchquality)在70％以下，以甲苯定量
根据本发明的漆和着色剂组合物的结果与其他低-VOC产品的结果相当，比明显优于一般-VOC产品的结果。
实施例10
利用实施例4-7的着色剂组合物着色的漆的流变学
调色浆漆的流变学方面对于合适施用和干膜外观是重要的，所述流变学方面通过性能例如粘度、流平性和防垂挂性表示。不利的流变学性能例如低斯托默粘度和低防垂挂性可能导致当漆施用在基材上时的滴落或垂挂。差流平性能可能导致刷痕。
实施例4-7的着色剂分别加入低-VOC市售Matte淡色漆调色浆、低-VOC市售Matte深色(deep)调色浆和低-VOC市售半光泽的(semigloss)深色调色浆中。淡色基底中加入了6盎司着色剂，深色基底中加入了18盎司着色剂。漆利用机械混合器混合6分钟以彻底混合基底和着色剂组合物。
斯托默粘度(Krebs单位)(KU)根据ASTM标准D562-01，“StandardTestMethodforConsistencyofPaintsMeasuringKrebsUnit(KU)ViscosityUsingaStormer-TypeViscometer”，利用来自BYK-GardnerUSA(RiversParkII,Md.)的Brookfield粘度计KU-1型号进行测定。斯托默粘度粘度在25℃测量。
基于添加实施例4-7的着色剂时KU的变化列出在表7中。淡色基底中满意的KU变化一般小于5，在深色基底中一般小于10。
漆的流平性由涂层取样根据ASTMStandardD4062-99，“StandardTestMethodforLevelingofPaintsbyDraw-DownMethod”测定。分别来自Leneta公司(Mahwah,N.J.)的LenetaLevelingTestBlade(LTB-2)和LenetaDraw-DownCharts(Form18B)用于这些测试。对涂层取样进行目测评估以及以评级为1至10，与ASTMD4062中规定的标准值进行比较。
利用实施例4-7的着色剂着色的漆的流平性评级列出在表7中。流平性评级为9或更大则认为是极好的。
防垂挂性由Leneta涂层取样利用Lenetaanti-sagmeter测定。漆被涂层取样在涂层取样卡片上，其中该涂层取样卡片水平安置在真空金属板上。然后该图表(chart)立即安置在垂直位置上，其中漆条是水平的以及左边缘(最薄条)在顶部，进行干燥。湿膜厚度范围为3至12mils的每条被认为具有和通过所施用的凹口(notch)相同的评级数。不接触低于其自身的条的最大数字(最厚)的条称作指数条(indexstripe)，它的数字是漆的防垂挂性指数。利用实施例4-7的着色剂着色的漆的防垂挂性指数值列在表7中。
实施例11
利用市售着色剂的调色浆漆的流变学的对比例
低-VOC市售Matte淡色漆调色浆Matte深色调色浆、和低-VOC市售半光泽的深色调色浆利用实施例9A的着色剂进行着色。向基底中加入了和实施例10相同的量的着色剂。
利用和实施例10相同的方法测定了斯托默粘度变化、漆的流平性和防垂挂性。结果列出在表7中。
表7利用着色剂着色的漆的斯托默粘度变化(△KU)、流平性和防垂挂性。
表7示出了实施例4-7的着色剂的KU变化最小，相比较所有其他实施例9A中所述的市售着色剂而言，其具有优异的流平性和防垂挂性。
在淡色和深色基底两者中，利用市售着色剂进行的对比例显示了KU的显著减小，以及在深色基底中，垂挂性减小。虽然在对比例中流平性可能是良好的，这是因为经着色的漆的显著更小的粘度。
虽然进行配制以满足严格的环境敏感性，利用根据本发明的漆和着色剂组合物的结果比其他低-或一般-VOC产品更好或至少是相当的，针对所测试的性能中的每种性能而言。该统一的优异性表征了本发明优于对比产品的性能曲线，对比产品在每种情况中针对至少一种性能显示出缺陷。
实施例12
实施例10的着色漆的水敏性、色彩迁移和光泽
水敏性和光泽在干燥了一天的3-mil涂层取样上测量。
水敏性通过在漆表面上的几滴水、以1分钟的时间长进行测量。擦拭水，润湿的表面用指甲刮擦以检查膜的硬度。评级为1至5，其中5是最硬的膜，表示最小的水敏性。
光泽在市售半光泽的深色调色浆上利用BYK光泽度计(glossmeter)在65度时测量。
利用红色氧化物和有机蓝的着色剂着色的漆的色彩迁移(或色彩擦拭(colorrub-off))在干燥了7天的3-mil涂层取样上进行测量。评级为1至5，其中5表示具有最好的抗色彩迁移性。
水敏性、色彩迁移和光泽的结果列出在表8中。
对比例13
水敏性、色彩迁移和光泽的对比例
针对实施例11中的利用市售着色剂着色的漆，按照与实施例12中相同的方法测量水敏性、色彩迁移和光泽。结果列出在表8中。
表8.水敏性、色彩迁移和光泽
如前述，表格中所列出的结果和本发明的统一优异性相比，对比产品的性能曲线在每种情况中不优于本发明产品的性能曲线。当考虑前述实施例中评定的其他性能时，针对至少一种性能，对比产品皆具有缺陷，证实了本发明的优异性。
本文所述的实施方案是示例性的而不限制本发明，以及不意在排除它的等同物，或不恰当地约束权利要求。

Claims (48)

1.着色剂组合物，其适用作水性乳胶漆或其他水性涂料的前体，所述着色剂组合物包括至少一种颜料、水和共聚物表面活性剂，所述着色剂组合物自身不是水性乳胶漆或其他水性涂料，在所述组合物中，任何挥发性非水性组分的存在量不大于1000ppm重量，任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物的存在量不大于1000ppm重量，任何结晶二氧化硅的存在量不大于100ppm重量，以及任何甲醛的存在量不大于10ppm重量，从而减轻由更高的量的所述挥发性非水性组分、烷基酚乙氧基化物及其衍生物、结晶二氧化硅和甲醛而产生的不期望的环境效应，并且所述共聚物表面活性剂包括相应于以下单体的部分
(a)10重量％至80重量％的至少一种C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸或酐，
(b)10重量％至80重量％的至少一种C2-C12α,β-烯键式不饱和乙烯基单体，以及
(c)0.01重量％至20重量％的至少一种表面活性剂单体，其中每种所述表面活性剂单体是通过包括聚(乙烯氧基)部分的桥连基连接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分，
所述着色剂组合物能够减小由包括着色剂组合物和调色浆的混合物形成的水性乳胶漆或其他水性涂料的斯托默低剪切粘度的任何变化，从而与所述调色浆的斯托默低剪切粘度相比，所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度基本上不变化，以及
所述着色剂组合物另外能够提供所述漆或其他涂料，在所述漆或其他涂料中流/平性能至少是8以及垂挂性至少是8，水敏性至少是3以及色彩迁移至少是3。
2.权利要求1的着色剂组合物，其中任何挥发性组分的存在量不大于300ppm重量，任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物的存在量不大于300ppm重量，任何结晶二氧化硅的存在量不大于5ppm重量，以及任何甲醛的存在量不大于5ppm重量。
3.权利要求1的组合物，其中所述组合物能够减小斯托默低剪切粘度的任何变化，从而使得所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度在所述调色浆的斯托默低剪切粘度的±20％的范围内。
4.权利要求3的组合物，其中所述组合物能够减小斯托默低剪切粘度的任何变化，从而使得所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度在所述调色浆的斯托默低剪切粘度的±10％的范围内。
5.权利要求1的着色剂组合物，其中所述共聚物表面活性剂具有的数均分子量为400道尔顿至200000道尔顿。
6.权利要求1的着色剂组合物，其包括至少一种有机颜料、至少一种无机颜料、或至少一种有机颜料和至少一种无机颜料。
7.权利要求6的着色剂组合物，其中所述无机颜料是二氧化钛白、炭黑、灯黑、氧化铁黑、氧化铁黄、氧化铁棕、氧化铁红或它们中的两种或多种。
8.权利要求6的着色剂组合物，其中所述有机颜料是酞青蓝、酞青绿、单芳基化物黄、双芳基化物黄、杂环黄、DAN橙、喹吖啶酮品红、喹吖啶酮紫、有机红或它们中的两种或多种。
9.权利要求8的着色剂组合物，其中所述杂环黄是苯并咪唑黄。
10.权利要求8的着色剂组合物，其中所述有机红是金属化的偶氮红、非金属化的偶氮红或它们的两种或多种。
11.权利要求1的着色剂组合物，其另外包括至少一种额外的表面活性剂，其不同于所述共聚物表面活性剂。
12.权利要求11的着色剂组合物，其中所述额外的表面活性剂是阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或它们中的两种或多种。
13.权利要求1的着色剂组合物，其另外包括水溶性聚合物，其选自多元羧酸、包括含羧酸的单体的共聚物、碱可溶性乳液聚合物、纤维素衍生物、聚丙烯酸的盐、包括含丙烯酸的单体的共聚物的盐、聚乙烯吡咯烷酮和包含乙烯基吡咯烷酮单体的共聚物或它们中的两种或多种。
14.权利要求13的着色剂组合物，其中所述水溶性聚合物是聚丙烯酸的盐、包括含丙烯酸的单体的共聚物的盐或它们中的两种或多种。
15.根据权利要求1所述的着色剂组合物，其中所述共聚物表面活性剂包括相应于以下单体的部分：
(a)10重量％至80重量％的甲基丙烯酸或丙烯酸，
(b)10重量％至80重量％的第一乙烯基酯，其是2至12个碳原子的甲基丙烯酸烷基酯，以及2至12个碳原子的第二乙烯基酯，以及
(c)0.01重量％至20重量％的至少一种表面活性剂单体，其中每种所述表面活性剂单体是通过基本上由聚(乙烯氧基)部分构成的桥连基连接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分，所述疏水部分是苯乙烯基苯基。
16.权利要求1的着色剂组合物，其中所述共聚物表面活性剂包括相应于两种表面活性剂单体的部分，所述两种表面活性剂单体是相同的或不同的。
17.权利要求1的着色剂组合物，其中每种所述表面活性剂单体是通过基本上由聚(乙烯氧基)部分构成的桥连基连接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分，所述疏水部分选自单苯乙烯基苯基、二苯乙烯基苯基和三苯乙烯基苯基。
18.权利要求1的着色剂组合物，其中所述聚(乙烯氧基)部分具有4至200个乙烯氧基单元。
19.权利要求1的着色剂组合物，其中所述共聚物表面活性剂包括相应于以下单体的部分：
(a)10重量％至80重量％甲基丙烯酸或丙烯酸，
(b)10重量％至80重量％的甲基丙烯酸乙酯和乙酸乙烯酯，以及
(c)0.01重量％至20重量％的三苯乙烯基苯基聚(乙烯氧基)甲基丙烯酸酯。
20.权利要求1的着色剂组合物，其中所述着色剂组合物基本上不含总体上任何挥发性非水性组分、任何烷基酚乙氧基物和其衍生物、任何结晶二氧化硅和任何甲醛。
21.权利要求1所述的着色剂组合物，其中所述着色剂组合物基本上不含HAPS。
22.制备权利要求1的着色剂组合物的方法，其包括混合包括所述共聚物表面活性剂、水和所述至少一种颜料的前体材料，形成所述着色剂组合物使得在所述着色剂组合物中，任何挥发性非水性组分的存在量不大于1000ppm重量，任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物的存在量不大于1000ppm重量，任何结晶二氧化硅的存在量不大于100ppm重量，以及任何甲醛的存在量不大于10ppm重量。
23.权利要求22的方法，其中所述着色剂组合物基本上不含总体上任何挥发性非水性组分、任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物、任何结晶二氧化硅以及任何甲醛。
24.权利要求22的方法，其另外包括引入至少一种额外的表面活性剂，其不同于所述共聚物表面活性剂。
25.权利要求24的方法，其中所述额外的表面活性剂是阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或它们中的两种或多种。
26.权利要求22的方法，其另外包括引入水溶性聚合物，其选自多元羧酸、包括含羧酸的单体的共聚物、碱可溶性乳液聚合物、纤维素衍生物、聚丙烯酸的盐、包括含丙烯酸的单体的共聚物的盐、聚乙烯吡咯烷酮、包含乙烯基吡咯烷酮单体的共聚物或它们中的两种或多种。
27.权利要求26的方法，其中所述水溶性聚合物是聚丙烯酸的盐、包括含丙烯酸的单体的共聚物的盐或它们中的两种或多种。
28.权利要求22的方法，其中所述前体材料包括至少一种有机颜料、至少一种无机颜料、或至少一种有机颜料和至少一种无机颜料。
29.权利要求28的方法，其中所述无机颜料是二氧化钛白、炭黑、灯黑、氧化铁黑、氧化铁黄、氧化铁棕、氧化铁红或它们的两种或多种的混合物。
30.权利要求28的方法，其中所述有机颜料是酞青蓝、酞青绿、单芳基化物黄、双芳基化物黄、杂环黄、DAN橙、喹吖啶酮品红、喹吖啶酮紫、有机红或它们中的两种或多种。
31.权利要求30的方法，其中所述杂环黄是苯并咪唑黄。
32.权利要求22的方法，其中所述着色剂组合物的形成包括处理它的前体材料中的一种或多种以除去任何挥发性非水性组分、任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物、任何结晶二氧化硅和任何甲醛中的至少一种。
33.水性乳胶漆或其他水性涂料，其包括调色浆和着色剂组合物的混合物，其中所述着色剂组合物包括至少一种颜料、水和共聚物表面活性剂，在该漆或其他涂料中，任何挥发性非水性组分的存在量不大于500ppm重量，任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物的存在量不大于100ppm重量，任何结晶二氧化硅的存在量不大于100ppm重量以及任何甲醛的存在量不大于5ppm重量，从而减轻由更高的量的所述挥发性非水性组分、烷基酚乙氧基化物及其衍生物、结晶二氧化硅和甲醛而产生的不期望的环境效应，并且其中通过所述着色剂组合物而引入的所述共聚物表面活性剂包括相应于以下单体的部分：
(a)10重量％至80重量％的至少一种C3-C12α,β-烯键式不饱和羧酸或酐，
(b)10重量％至80重量％的至少一种C2-C12α,β-烯键式不饱和乙烯基单体，和
(c)0.01重量％至20重量％的至少一种表面活性剂单体，其中每种所述表面活性剂单体是通过包括聚(乙烯氧基)部分的桥连基连接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分；
所述漆或其他涂料，其通过混合所述着色剂组合物和调色浆而形成，与所述调色浆的斯托默低剪切粘度相比，所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度基本上不变化，流/平性能为至少8和垂挂性为至少8；水敏性为至少3；以及色彩迁移为至少3。
34.权利要求33的漆或其他涂料，其中任何挥发性组分的存在量不大于300ppm重量，任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物的存在量不大于100ppm重量，任何结晶二氧化硅的存在量不大于5ppm重量，和任何甲醛的存在量不大于5ppm重量。
35.权利要求33的漆或其他涂料，其中所述漆或其他涂料的流/平值是8至10，其在25℃时根据ASTM标准D4062-99测量。
36.权利要求33所述的漆或其他涂料，其中所述漆或其他涂料基本上不含总体上任何挥发性非水性组分、任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物、任何结晶二氧化硅和任何甲醛。
37.权利要求35的漆或其他涂料，其中流/平性能是8以及垂挂性是8、水敏性是3以及色彩迁移是3。
38.权利要求33的漆或其他涂料，其中所述漆或其他涂料在擦拭后基本上不变色。
39.权利要求33的漆或其他涂料，其中所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度在所述调色浆的斯托默低剪切粘度的±20％范围内。
40.权利要求39的漆或其他涂料，其中所述漆或其他涂料的斯托默低剪切粘度在所述调色浆的斯托默低剪切粘度的±10％范围内。
41.权利要求33的漆或其他涂料，其中所述漆或其他涂料另外包括至少一种缔合型增稠剂。
42.权利要求41的漆或其他涂料，其中所述缔合型增稠剂是非离子型疏水改性氧化乙烯氨基甲酸乙酯嵌段共聚物、疏水改性聚醚、疏水改性碱溶性乳液、疏水改性聚(甲基)丙烯酸、疏水改性羟乙基纤维素、疏水改性(聚丙烯酰胺)或它们中的两种或多种。
43.根据权利要求33所述的漆或其他涂料，其中所述共聚物表面活性剂包括相应于以下单体的部分：
(a)10重量％至80重量％的甲基丙烯酸或丙烯酸,
(b)10重量％至80重量％的第一乙烯基酯，其是2至12个碳原子的甲基丙烯酸烷基酯，以及2至12个碳原子的第二乙烯基酯，以及
(c)0.01重量％至20重量％的至少一种表面活性剂单体，其中每种所述表面活性剂单体是通过包括聚(乙烯氧基)部分的桥连基连接有疏水部分的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分，所述疏水部分是苯乙烯基苯基。
44.权利要求33的漆或其他涂料，其中所述共聚物表面活性剂具有的数均分子量为400道尔顿至200000道尔顿。
45.制备权利要求33的漆或其他涂料的方法，其包括混合所述调色浆和所述着色剂组合物，形成所述漆或其他涂料，使得在所述漆或其他涂料中，任何挥发性非水性组分的存在量不大于500ppm重量，任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物的存在量不大于100ppm重量，任何结晶二氧化硅的存在量不大于100ppm重量，以及任何甲醛的存在量不大于5ppm重量。
46.权利要求45所述的方法，其中所述漆或其他涂料基本上不含总体上任何挥发性非水性组分、任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物、任何结晶二氧化硅和任何甲醛。
47.权利要求45的方法，其中所述形成所述漆或其他涂料包括加工所述着色剂组合物或调色浆以除去任何挥发性非水性组分、任何烷基酚乙氧基化物和其衍生物、任何结晶二氧化硅和任何甲醛中的至少一种。
48.权利要求33所述的水性乳胶漆或其他水性涂料，其中所述漆或其他涂料基本上不含HAPS。
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