CN107532047A - 粘结剂组合物以及由其制成的涂料制剂 - Google Patents

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Abstract

提供了一种包含第一粘结剂和第二粘结剂的粘结剂组合物，其中第一粘结剂包含以粘结剂组合物的总干重计干重为5％至98％的聚合物颗粒，0.3％至20％的第一多糖，以及0.1％至20％的着色剂；以及第二粘结剂包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.05％至5％的交联剂。进一步提供了一种包含此粘结剂组合物的涂料制剂。

Description

粘结剂组合物以及由其制成的涂料制剂
技术领域
本发明涉及一种粘结剂组合物，特别是一种双包粘结剂组合物。本发明进一步涉及一种涂料制剂，特别是一种包含此粘结剂组合物的多色涂料制剂。
介绍
涂料工业现在越来越需要涂料外观能满足顾客的特殊要求。传统的单色涂料和多色涂料都设计为定制外观。传统单色涂料含有一种着色剂，而多色涂料含有至少两种不同颜色的着色剂。在应用之前，着色剂应该在涂料中良好稳定地分布并被保护，以便能用喷涂、刷涂和辊涂等传统操作方法提供要求的涂膜外观。
本发明提供了一种用于涂料制剂的粘结剂组合物，在刷涂、辊涂和喷涂等传统操作之后，着色剂被保护在粘结剂组合物的小球中，并带给涂膜所属领域中期望的特殊外观。
发明内容
本发明提供了一种第一粘结剂，包含以第一粘结剂的总干重计干重为5.2％至98.2％的聚合物颗粒、0.35％至20.5％的第一多糖，以及0.12％至20.5％的着色剂。
本发明进一步提供了一种包含第一粘结剂和第二粘结剂的粘结剂组合物，其中第一粘结剂包含以粘结剂组合物的总干重计干重为5％至98％的聚合物颗粒、0.3％至20％的第一多糖，以及0.1％至20％的着色剂；以及第二粘结剂包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.05％至5％的交联剂。
本发明进一步提供了包含此粘结剂组合物的涂料制剂。
具体实施方式
本发明的粘结剂组合物包含第一粘结剂。本发明的粘结剂组合物进一步包含第二粘结剂。
第一粘结剂
本发明的第一粘结剂包含以粘结剂组合物的总干重计干重为5％至98％，优选10％至90％，更优选15％至85％的聚合物颗粒。以第一粘结剂的总干重计，聚合物颗粒的干重为5.2％至98.2％，优选10.5％至90.5％，更优选15.5％至85.5％。
聚合物颗粒包含至少一种α,β-烯属不饱和非离子单体，即在pH＝1-14之间不带离子电荷的α,β-烯属不饱和单体，作为聚合单元。α,β-烯属不饱和非离子单体的合适实例包括(甲基)丙烯酸酯单体，即甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、2-乙基己基丙烯酸酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异癸酯，以及甲基丙烯酸月桂酯；(甲基)丙烯晴；苯乙烯和取代的苯乙烯如α-甲基苯乙烯，以及乙烯基甲苯；丁二烯；乙烯；丙烯；α-烯烃如1-癸烯；乙烯基酯如醋酸乙烯酯、丁酸乙烯，以及柯赫酸乙烯；以及其它乙烯基单体如氯乙烯和偏二氯乙烯。优选地，α,β-烯属不饱和非离子单体为丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、2-羟基丁基丙烯酸酯、2-甲基丙烯酸羟乙酯、2-甲基丙烯酸羟丙酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈，以及其任意组合。
任选地，聚合物颗粒进一步包含以聚合物颗粒的总干重计干重为0.1％至10％，优选0.5％至5％的烯属不饱和单体作为聚合单元，此单体携带选自羧基、羧酸酐、羟基、酰胺、氨基、脲基、乙酰醋酸盐、磺酸盐、膦酸酯，以及其任意组合的至少一个官能团。这些单体的合适实例有烯属不饱和羧酸或二羧酸，如丙烯酸或甲基丙烯酸、衣康酸，以及马来酸；(甲基)丙烯酰胺等烯属不饱和酰胺；烯属不饱和N-烷基醇酰胺如N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺和2-羟乙基(甲基)丙烯酰胺；羧酸或二羧酸的羟基烷基酯，如羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、羟基丙基(甲基)丙烯酸酯；氨基官能单体如N,N-二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯；脲基官能单体如甲基丙烯酰胺基乙基-2-咪唑烷酮；带甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯等乙酰乙酸酯官能团的单体；以及其任意组合。
第一粘结剂进一步包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.3％至20％，优选0.5％至16％，更优选0.8％至10％的第一多糖。第一多糖为0.35％至20.5％，优选0.6％至17％，更优选0.85％至10.5％干重，以第一粘结剂的总干重计。
第一多糖是任何半乳甘露聚糖，而且包括瓜尔胶、瓜尔胶衍生物如羟丙基瓜尔胶和羧甲基羟丙基瓜尔胶、刺槐豆胶、他拉胶，以及其任意组合。第一多糖优选瓜尔胶或瓜尔胶衍生物。
第一粘结剂进一步包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.1％至20％，优选0.3％至8％，更优选0.5％至6％的着色剂。着色剂为0.12％至20.5％，优选0.35％至8.5％，更优选0.6％至6.5％干重，以第一粘结剂的总干重计。
着色剂是有机或无机着色剂颗粒，优选无机着色剂颗粒。着色剂颗粒的合适实例包括炭黑、灯黑、氧化铁黑、氧化铁红、透明铁丹、氧化铁黄、透明泥黄、氧化铁棕、酞菁绿、酞菁蓝、萘酚红、喹吖啶酮红、喹吖啶酮品红、喹吖啶酮紫、DNA橙，以及有机黄。
任选地，第一粘结剂进一步包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.1％至10％，优选0.3％至8％，更优选0.5％至5％的第二多糖。第二多糖为0.12％至10.5％，优选0.35％至8.5％，更优选0.6％至5.5％干重，以第一粘结剂的总干重计。
第二多糖的合适实例包括甲基纤维素(MC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丁基甲基纤维素(HBMC)、羟乙基乙基纤维素(HEEC)、羧甲基纤维素(CMC)、琼脂、淀粉、海藻胶、结冷胶、黄原胶、果胶、卡拉胶、明胶、阿拉伯树胶、黄蓍胶、褐藻胶、其任何衍生物，以及其任意组合。第二多糖优选MC、HPMC、CMC、海藻胶，以及其任意组合。
任选地，第一粘结剂进一步包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.1％至80％，优选2％至50％，更优选5％至40％的颜料颗粒。颜料颗粒为0.15％至80.5％，优选2.2％至50.5％，更优选5.2％至40.5％干重，以第一粘结剂的总干重计。
颜料颗粒指能够对组合物的不透明度(遮盖力)有实质性贡献的无机材料。此种材料通常有大于1.8的折射率，并且包括二氧化钛(TiO2)、氧化锌、硫化锌、硫酸钡、碳酸钡，以及锌钡白。优选二氧化钛(TiO2)。
任选地，第一粘结剂进一步包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.5％至50％，优选1％至30％，更优选3％至20％的増量剤颗粒。増量剤颗粒为0.6％至50.5％，优选1.5％至30.5％，更优选3.5％至20.5％干重，以第一粘结剂的总干重计。
増量剤颗粒指折射率小于或等于1.8且大于1.3的无机材料，并且包括碳酸钙、硫酸钙、铝硅酸盐、硅酸盐、沸石、云母、硅藻土、Al2O3、磷酸锌、实心或空心玻璃，以及陶瓷珠。
任选地，第一粘结剂进一步包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.05％至5％，优选0.1％至3％，更优选0.2％至2％的增稠剂。增稠剂为0.05％至5.2％，优选0.1％至3.2％，更优选0.2％至2.2％干重，以第一粘结剂的总干重计。
增稠剂的合适实例包括碱溶性乳剂(ASE)、疏水改性碱溶性乳剂(HASE)、疏水改性环氧乙烷聚合物-聚氨酯聚合物(HEUR)、疏水改性羟乙基纤维素(HMHEC)、疏水改性聚丙烯酰胺，以及煅制氧化硅。
第二粘结剂
本发明的第二粘结剂包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.05％至5％，优选0.1％至4％，更优选0.2％至2％的交联剂。
交联剂可以为有机钛酸酯化合物、有机锆酸酯化合物，以及其任意组合。
有机钛酸酯化合物包括钛酸四烷基酯和钛酸酯螯合物。钛酸四烷基酯具有式Ti(OR)4，其中R为烷基。钛酸四烷基酯的合适实例包括钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四(2-乙基己)酯、钛酸二异丙基二异硬脂，以及其任意组合。钛酸酯螯合物具有下式(I)，
其中X代表含氧或氮的官能团，Y代表碳链，且R代表烷基。钛酸酯螯合物的合适实例包括乙酰丙酮合钛酸酯螯合物、乙基乙酰乙酸酯钛酸酯螯合物、二异丙基二-三乙醇氨合钛酸酯螯合物、乳酸钛酸酯螯合物(铵盐)，以及其任意组合。
有机锆酸酯化合物包括四烷基锆酸酯和锆酸酯螯合物。
四烷基锆酸酯具有式Zr(OR)4，其中R是烷基。四烷基锆酸酯的合适实例包括四正丁醇锆和四正丙醇锆。锆酸酯螯合物的合适实例包括三乙醇胺锆酸酯螯合物、锆三乙醇胺和多元醇络合物，以及乳酸锆酸酯螯合物，以及其任意组合。
任选地，第二粘结剂进一步包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.1％至10％，优选0.2％至8％，更优选0.5％至5％的聚合物颗粒。
第一和第二粘结剂中至少一个中的其他可选组分
任选地，本发明第一和第二粘结剂中至少一个进一步包含以粘结剂组合物的总干重计干重为0.05％至10％，优选0.5％至7.5％，更优选1％至5％的粘土。
粘土指具有镁、铝、锂、钠以及其它金属元素的含水层状硅酸盐。粘土的合适实例包括硅酸镁锂(可商购Rockwood Additives有限公司的LAPONITE RD和LAPONITE RDS)、硅酸镁铝(可商购Vanderbilt股份有限公司的VEEGUMTM)，以及其任意组合物。
任一粘结剂的制备
通过在水中搅拌混合粘结剂各组分，来制备本发明任一粘结剂。对于单色涂料，添加一种着色剂至第一粘结剂，而对于多色涂料，则将至少两种不同着色剂单独添加至不同的第一粘结剂。每个第一粘结剂只包含一种着色剂。
粘结剂组合物的制备
通过简单地混合第一粘结剂与第二粘结剂，来制备本发明的粘结剂组合物。对于多色涂料，优选将每个第一粘结剂与每二粘结剂混合来制备不同的粘结剂组合物。包含不同着色剂的不同第一粘结剂组成了不同粘结剂组合物，所以将其混合在一起以制备多色涂料的粘结剂组合物。
涂料制剂
通过混合粘结剂组合物与其他涂料添加剂，将粘结剂组合物制成涂料制剂。
涂料添加剂的合适实例包括接合试剂、助溶剂、表面活性剂、缓冲剂、中和剂、增稠剂、非增稠流变改性剂、分散剂、湿润剂、润湿剂、防霉剂、杀虫剂、增塑剂、防沫剂、消泡剂、防结皮剂、流动剂，以及抗氧化剂。
涂料操作
涂料制剂可以用包括馒刀、刷涂、辊涂、喷涂法等传统操作方法操作，其中喷涂法有空气雾化喷涂、空气辅助喷涂、无空气喷涂、大容量低压喷涂、以及空气辅助无空气喷涂。
适合此种涂料操作的基材包括混凝土板、水泥板、中密度纤维(MDF)板、刨花板、石膏板、木材、石材、金属、塑料、壁纸和纺织品。优选地，所有基材预涂水性或溶剂性底漆。
实例
I.原材料
II.测试方法
1.着色剂保护
通过混合100g第一粘结剂和1.7g第二粘结剂并以10至300rpm搅拌10分钟，来制备粘结剂组合物。在交联剂的作用下，观察粘结剂组合物形成连续相的小球。然后将得到的粘结剂组合物在600rpm进一步搅拌10分钟，肉眼观察着色剂保护。如果色素没有从小球释放进入连续相或者对于多色涂料没有颜色从小球泄漏并直接接触，则着色剂被保护；否则，着色剂不被保护。
2.热老化试验
将300mL每种涂料制剂加入500mL带盖塑性瓶中，并在Thermal ElectronCorporation的Lindberg/Blue MTM真空炉中50℃加热10天。用肉眼观察具有良好着色剂保护的涂料制剂在热老化后的胶凝或脱水收缩。如果观察到既无胶凝又无脱水收缩，则涂料制剂稳定。
III.实验实例
1.粘结剂组合物(粘结剂)1至7(对于单色涂料)、粘结剂组合物(粘结剂)8(对于多色涂料)以及对比粘结剂组合物(对比粘结剂)9至13的制备
粘结剂组合物1的第一粘结剂的制备：将0.8g的JAGUAR HP-8羟丙基瓜尔胶、0.4g的METHOCEL F 4M羟丙基甲基纤维素，以及0.2g的MANUCOL DM海藻胶分散在71.2g的DI水中，在200至1500rpm搅拌5分钟，然后在60-90℃下500至2000rpm搅拌保温10分钟。组合物用冰水浴冷却10分钟，并且在500至2000rpm不停搅拌。多糖溶解时，添加26.4g的PRIMAL TX-011丙烯酸乳液、1.0g的XERACOLOUR灰色着色剂至多糖溶液中，在2000rpm搅拌20分钟。
粘结剂组合物1的第二粘结剂的制备：将3g的TYZOR LA钛酸酯螯合物和30g的PRIMAL TX-010丙烯酸乳液分散在67g的DI水中，在100至500rpm搅拌10分钟。
粘结剂组合物1的制备：将100g第一粘结剂和1.7g第二粘结剂混合，在10至300rpm搅拌10分钟。
根据粘结剂组合物1的第一和第二粘结剂的上述制备方法，用表1中列出的详细粘结剂组分，制备粘结剂组合物2至7以及对比粘结剂组合物9至13的第一和第二粘结剂。
通过混合相应的第一粘结剂和第二粘结剂并在10至300rpm搅拌10分钟，来制备粘结剂组合物1至7和对比粘结剂组合物9至13。
粘结剂组合物8的制备是通过按照4:5:1的比例混合三种不同粘结剂组合物，每种包含一种不同红色、蓝色或灰色着色剂，按照粘结剂组合物6的制备过程制备。
2.单色涂料制剂(涂料)1至7、多色涂料制剂(涂料)8以及对比涂料制剂(对比涂料)9至13的制备
从粘结剂组合物1制备涂料制剂1(涂料1)：将100g粘结剂组合物1分散在10g的NATROSOL 250HBR流变改性剂(1％溶液)中，制成单色涂料制剂1。根据上述涂料制剂1的制备过程，从粘结剂组合物2至7，以及8，以及对比粘结剂组合物9至13中分别制备涂料制剂2至7，以及8，以及对比涂料制剂9至13。
表1-a
*％是以粘结剂组合物的总干重计的干重百分比，除非另有说明在括号内是以第一粘结剂的总干重计的干重百分比。
表1-b
*％是以粘结剂组合物的总干重计的干重百分比，除非另有说明在括号内是以第一粘结剂的总干重计的干重百分比。
表1-c
*％是以粘结剂组合物的总干重计的干重百分比，除非另有说明在括号内是以第一粘结剂的总干重计的干重百分比。
IV.结果
表2
对比粘结剂组合物10(对比粘结剂10)在其第二粘结剂中不包含任何交联剂，且对比粘结剂组合物11(对比粘结剂11)在其第二粘结剂中包含非推荐的交联剂(0.2％四硼酸钠)。对比粘结剂10没有保护其第一粘结剂中的着色剂，而且对比粘结剂11虽然保护了其第一粘结剂组合物中的着色剂，但是从对比粘结剂11中制得的对比涂料11不稳定，发生了胶凝。结果表明，适当选择的交联剂对粘结剂的着色剂保护和涂料的热老化稳定性起到了关键作用。
对比粘结剂组合物9(对比粘结剂9)在其第二粘结剂中的交联剂含量不足，而且没有保护着色剂。结果表明，交联剂的使用应高于所选的水平以达到百分比粘结剂的着色剂保护性能。
对比粘结剂组合物12和13(对比粘结剂12和13)在其第一粘结剂中分别包含非推荐第一多糖和含量不足的推荐第一多糖，而且这两种粘结剂组合物都没有保护着色剂。结果表明，第一多糖组分及其百分比对粘结剂的着色剂保护性能都很关键。
粘结剂组合物实例1至8分别包含适量的本发明推荐组分，并且显示了良好的着色剂保护性能，并且从粘结剂组合物1至8中制得的涂料制剂1至8全部显示了良好的涂料稳定性。涂料制剂1至7是单色涂料，而涂料制剂8是多色涂料，两者都达到了本发明的要求。

Claims (13)

1.一种粘结剂组合物，包含第一粘结剂，第一粘结剂包含以所述第一粘结剂的总干重计干重为5.2％至98.2％的聚合物颗粒，0.35％至20.5％的第一多糖，以及0.12％至20.5％的着色剂。
2.根据权利要求1所述的粘结剂组合物，其中所述第一粘结剂进一步包含以所述第一粘结剂的总干重计干重为0.12％至10.5％的第二多糖。
3.根据权利要求1所述的粘结剂组合物，其中所述第一粘结剂进一步包含以所述第一粘结剂的总干重计干重为0.15％至80.5％的颜料颗粒。
4.根据权利要求1所述的粘结剂组合物，其中所述第一粘结剂进一步包含以所述第一粘结剂的总干重计干重为0.6％至50.5％的増量剤颗粒。
5.根据权利要求1所述的粘结剂组合物，其中所述第一粘结剂进一步包含以所述第一粘结剂的总干重计干重为0.05％至5.2％的增稠剂。
6.一种包含第一粘结剂和第二粘结剂的粘结剂组合物，其中所述第一粘结剂包含以所述粘结剂组合物的总干重计干重为5％至98％的聚合物颗粒，0.3％至20％的第一多糖，以及0.1％至20％的着色剂；以及所述第二粘结剂包含以所述粘结剂组合物的总干重计干重为0.05％至5％的交联剂。
7.根据权利要求6所述的粘结剂组合物，其中所述第一粘结剂进一步包含以所述粘结剂组合物的总干重计干重为0.1％至10％的第二多糖。
8.根据权利要求6所述的粘结剂组合物，其中所述第一粘结剂进一步包含以所述粘结剂组合物的总干重计干重为0.1％至80％的颜料颗粒。
9.根据权利要求6所述的粘结剂组合物，其中所述第一粘结剂进一步包含以所述粘结剂组合物的总干重计干重为0.5％至50％的増量剤颗粒。
10.根据权利要6所述的粘结剂组合物，其中所述第一粘结剂进一步包含以所述粘结剂组合物的总干重计干重为0.05％至5％的增稠剂。
11.根据权利要求6所述的粘结剂组合物，其中所述第二粘结剂进一步包含以所述粘结剂组合物的总干重计干重为0.1％至10％的聚合物颗粒。
12.根据权利要求6所述的粘结剂组合物，其中所述第一粘结剂和所述第二粘结剂中至少一个进一步包含以所述粘结剂组合物的总干重计干重为0.05％至10％的粘土。
13.一种包含根据权利要求6所述的粘结剂组合物的涂料制剂。
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