CN110903691B - 一种液态酸式磷酸盐组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态的酸式磷酸盐组合物，包含有机酸式磷酸盐、丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺。该组合物在高温、常温、低温条件(可低至5℃)下均为液态，能很好的用于水性涂料中，其在能较好的改善水性涂料的重涂附着力的同时，不影响该水性涂料的其他性能。本发明还公开了该组合物的制备方法和应用。

Description

一种液态酸式磷酸盐组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及水性涂料领域。更具体地，涉及一种液态酸式磷酸盐组合物及其制备方法和应用。

背景技术

酸式磷酸盐可作为助剂用于涂料中。然而，有机酸式磷酸盐，尤其是纯的烷基(C12，C14，C16，C18)酸式磷酸盐在35℃以下温度时表现为固体状态；以17KG此产品为例每次使用时都需要在80℃恒温储藏室储藏24h后才可以使用；但因一般情况下水性涂料的生产、储藏、使用时温度都控制在5-35℃范围内，80℃的此原料直接加入后会破坏水性乳液的稳定性，导致树脂析出等问题；这样既增加了使用的难度也增加了能源消耗。

现有方案是将此产品溶于二甲苯中，制备成含50％此产品的二甲苯溶液；制备后的混合溶液在15℃以下温度储存后仍表现为固体状态；在冬季使用时仍存在加料不便的可能；所以此混合溶液在冬季使用时也需要在恒温储藏室储藏；另外随着环保要求的日益提高，使用二甲苯溶解此磷酸盐可能后续不能满足环保要求。

发明内容

基于以上不足，本发明的第一个目的在于提供一种液态的酸式磷酸盐组合物，该组合物在高温、常温、低温条件(可低至5℃)下均为液态，能很好的用于水性涂料中，其在能较好的改善水性涂料的重涂附着力的同时，不影响该水性涂料的其他性能。

本发明的第二个目的在于提供一种液态的酸式磷酸盐组合物的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种水性涂料。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种液态的酸式磷酸盐组合物，包含有机酸式磷酸盐、丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺。

进一步地，所述有机酸式磷酸盐为烷基酸式磷酸盐。

进一步地，所述烷基酸式磷酸盐中，烷基中碳原子数为12、14、16或18。

进一步地，所述有机酸式磷酸盐的结构式如下式I所示：

其中，所述n为1或2；

所述R为C₁₂H₂₅-、C₁₄H₂₉-、C₁₆H₃₃-、C₁₈H₃₇-中的一种。

进一步地，所述组合物中，包含70-80wt％丙二醇丁醚、5-10wt％二甲基乙醇胺和10-25wt％有机酸式磷酸盐。

为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：

一种液态酸式磷酸盐组合物的制备方法，包括如下步骤：

将有机酸式磷酸盐于高温恒温放置至呈液体状态；

将丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺按比例混合均匀，得混合液；

将呈液体状态的有机酸式磷酸盐与上述混合液按比例混合，分散均匀，得所述液态酸式磷酸盐组合物。

进一步地，呈液体状态的有机酸式磷酸盐与所述混合液的混合在常温或低温下进行。

为达到上述第三个目的，本发明采用下述技术方案：

一种水性涂料，其原料中包含如上第一个目的所述的液态酸式磷酸盐组合物。

进一步地，所述原料中，包含0.3-7.2wt％的液态酸式磷酸盐组合物。

进一步地，所述水性涂料为水性丙烯酸体系涂料、水性聚酯氨基体系涂料、水性聚氨酯体系涂料。

进一步地，所述水性涂料为含金属颜料的水性面漆。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的液态的酸式磷酸盐组合物在高温、常温以及低至5℃的低温均呈现液态，从而，其在常温、低温使用时，无需经过额外的升温液态化处理。此外，该组合物中不含GB 24409-2009汽车涂料中有害物质，降低了能耗，满足环保要求。本发明提供的该组合物能很好的用于包括水性丙烯酸体系涂料、水性聚酯氨基体系涂料、水性聚氨酯体系涂料等水性涂料中，在保证该水性涂料很好的机械、化学等性能时，还赋予其好的重涂附着力。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明实施例1以及对比例1得到的组合物的形态。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明的一个实施方式提供一种液态的酸式磷酸盐组合物，其包含有机酸式磷酸盐、丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺。

本实施方式的酸式磷酸盐组合物在高温、常温、低温(可以低至10℃，甚至5℃)均为液态。其中，本实施方式中的高温一般是指35℃以上的温度。常温一般是指15℃-35℃，低温一般是指5℃-15℃。

本实施方式的组合物中，所述的有机酸式磷酸盐在单独存放时，在常温和低温下均为固态。同时可以理解，本实施方式的组合物中，有机酸式磷酸盐是以液态形式存在。

在一个优选示中，所述有机酸式磷酸盐为烷基酸式磷酸盐。其中，该烷基酸式磷酸盐的烷基中碳原子数优选为12、14、16或18。

进一步地，所述有机酸式磷酸盐的结构式如下式I所示：

其中，所述n为1或2；

所述R为C₁₂H₂₅-、C₁₄H₂₉-、C₁₆H₃₃-、C₁₈H₃₇-中的一种。

优选地，适用于本实施方式的有机酸式磷酸盐可为十二烷基酸式磷酸盐、四癸基酸式磷酸盐、六癸基酸式磷酸盐、八癸基酸式磷酸盐中的一种。进一步地，所述有机酸式磷酸盐可为十二烷基磷酸盐、十四烷基磷酸盐、十六烷基磷酸盐、十八烷基磷酸盐。

其中，丙二醇丁醚也即1-丁氧基-2-丙醇。其结构式如下式所示：

本实施方式中，二甲基乙醇胺的结构式为：

为了保证该组合物中有机酸式磷酸盐的有效成分以及使得该组合物在用于水性涂料中能更好的发挥有机酸式磷酸盐的作用，同时保证该组合物为稳定的液体状态。在一个优选示例中，所述组合物中，包含70-80wt％丙二醇丁醚、5-10wt％二甲基乙醇胺和10-25wt％有机酸式磷酸盐。更优选地，所述组合物中，丙二醇丁醚、二甲基乙醇胺和有机酸式磷酸盐的质量比为14：1：5。

本发明的又一个具体实施方式提供如上所述的液态酸式磷酸盐组合物的制备方法，包括如下步骤：

将有机酸式磷酸盐于高温恒温放置至呈液体状态；

将丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺按比例混合均匀，得混合液；

将呈液体状态的有机酸式磷酸盐与上述混合液按比例混合，分散均匀，得所述液态酸式磷酸盐组合物。

在一个优选示例中，上述高温恒温放置的温度为80℃左右。

在又一个优选示例中，呈液体状态的有机酸式磷酸盐与所述混合液的混合在常温或低温下进行。优选5-35℃。

在又一个具体实施方式中，提供一种水性涂料，该水性涂料的原料中包含如上所述的液态酸式磷酸盐组合物。

优选地，所述液态酸式磷酸盐组合物可作为附着力促进剂用于所述水性涂料中。

在一个优选示例中，所述原料中，包含0.3-7.2wt％的液态酸式磷酸盐组合物。进一步地示例性地，所述原料中，液态酸式磷酸盐组合物的含量包括但不限于为0.38-2.5wt％、0.3-2wt％、0.75-5wt％、3.6wt％、3.2wt％、2.9wt％、7.2wt％等。

本实施方式中提到的水性涂料为本领域范围内公知的水性涂料。包括但不限于水性丙烯酸体系涂料、水性聚酯氨基体系涂料、水性聚氨酯体系涂料。在一个优选示例中，所述水性涂料为含金属颜料的水性面漆。

以下结合一些具体实施例对本发明的技术方案进行说明：

实施例1

一种液态的酸式磷酸盐组合物，其组成为：75wt％丙二醇丁醚、5wt％二甲基乙醇胺和20wt％十二烷基磷酸酯。

上述液态的酸式磷酸盐组合物的制备方法，包括如下步骤：

将所述十二烷基磷酸酯在80℃恒温储藏室储藏直至呈液体状态；其中，十二烷基磷酸酯分子式为：C₁₂H₂₇O₄P，结构式如下：

将所述丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺混合，搅拌分散均匀；

将上述呈液体状态的十二烷基磷酸酯与前述丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺的混合液在10℃温度混合，搅拌分散均匀，得所述液态的酸式磷酸盐组合物。该液态的酸式磷酸盐组合物在10℃为稳定的液体状态，且低温温度、常温温度下放置30天以上依然是稳定的液体状态，其形态如图1中a所示(需要说明，图1中，瓶身上的文字对本发明的效果的说明不具有任何实际性的意义)。

实施例2

一种液态的酸式磷酸盐组合物，其组成为：73wt％丙二醇丁醚、5wt％二甲基乙醇胺和22wt％十四烷基磷酸酯。

上述液态的酸式磷酸盐组合物的制备方法，包括如下步骤：

将十四烷基磷酸酯在80℃恒温储藏室储藏直至呈液体状态，其中，十四烷基磷酸酯的结构与十二烷基磷酸酯相似，化学式为：C₁₄H₃₁O₄P)；

将丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺混合，搅拌分散均匀；

将呈液体状态的十四烷基磷酸酯与前述丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺的混合液在15℃温度混合，搅拌分散均匀，得所述液态的酸式磷酸盐组合物。该液态的酸式磷酸盐组合物在15℃为稳定的液体状态，且低温温度、常温温度下放置30天以上依然是稳定的液体状态。

实施例3

一种液态的酸式磷酸盐组合物，其组成为：70wt％丙二醇丁醚、5wt％二甲基乙醇胺和25wt％十六烷基磷酸酯。

液态的酸式磷酸盐组合物的制备方法，包括如下步骤：

将十六烷基磷酸酯在80℃恒温储藏室储藏直至呈液体状态，其中，十六烷基磷酸酯的结构与十二烷基磷酸酯相似，化学式为C₁₆H₃₅O₄P；

将丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺混合，搅拌分散均匀；

将呈液体状态的十六烷基磷酸酯与前述丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺的混合液在20℃温度混合，搅拌分散均匀，得所述液态的酸式磷酸盐组合物。该液态的酸式磷酸盐组合物在20℃为稳定的液体状态，且低温温度、常温温度下放置30天以上依然是稳定的液体状态。

实施例4

一种液态的酸式磷酸盐组合物，其组成为：80wt％丙二醇丁醚、10wt％二甲基乙醇胺和10wt％十八烷基磷酸酯。

液态的酸式磷酸盐组合物的制备方法，包括如下步骤：

将十八烷基磷酸酯在80℃恒温储藏室储藏直至呈液体状态，其中，十八烷基磷酸酯的结构与十二烷基磷酸酯相似，化学式为C₁₈H₃₉O₄P；

将丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺混合，搅拌分散均匀；

将呈液体状态的十八烷基磷酸酯与前述丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺的混合液在5℃温度混合，搅拌分散均匀，得所述液态的酸式磷酸盐组合物。该液态的酸式磷酸盐组合物在5℃为稳定的液体状态，且低温温度、常温温度下放置30天以上依然是稳定的液体状态。

对比例1

将十二烷基磷酸酯与二甲苯混合，配制质量含量50％的混合溶液。在10℃温度下，该混合溶液为固液混合状态。其形态如图1中b所示。

实施例5

将上述实施例制备得到的组合物应用在水性丙烯酸金属面漆体系中：

以立邦长城客户使用的AR 3000水性匹兹堡银色漆为例；在标准施工条件下重涂色漆；色漆中如若不添加该酸式磷酸盐重涂附着力为1级；加入0.38-2.5wt％实施例1所述组合物后会改善此颜色的重涂附着力，使其重涂附着力达到0级；附着力检测方法为GBT9286。

上述应用中，将0.38-2.5wt％实施例1所述组合物换成0.34-2.27wt％实施例2所述组合物或0.3-2wt％实施例3所述组合物或0.75-5wt％实施例4所述组合物，得到的效果相近。

实施例6

将上述实施例制备得到的组合物应用在水性聚酯氨基中涂体系中：

以立邦北京长安客户使用的DWP120W水性中涂漆(白)为例；在过烘烤的湘江关西2K清漆上重涂此中涂，如若此中涂中不添加该酸式磷酸盐，重涂附着力为3级以下；加入3.6wt％实施例1所述组合物后会明显改善其重涂附着力，使其重涂附着力达到0级；附着力检测方法为GBT9286。

上述应用中，将3.6wt％实施例1所述组合物换成3.2wt％实施例2所述组合物或2.9wt％实施例3所述组合物或7.2wt％实施例4所述组合物，得到的效果相近。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种在常温和低温下均为液态的酸式磷酸盐组合物，其特征在于，所述组合物由10-25wt%有机酸式磷酸盐、70-80wt%丙二醇丁醚和5-10wt%二甲基乙醇胺组成；

所述有机酸式磷酸盐在单独存放时，在5-35℃为固态；

所述酸式磷酸盐组合物中，有机酸式磷酸盐以液态形式存在，且所述有机酸式磷酸盐的结构式如下式I所示：

；

其中，所述n为1或2；

所述R为C₁₂H₂₅-、C₁₄H₂₉-、C₁₆H₃₃-、C₁₈H₃₇-中的一种。

2.如权利要求1所述的液态的酸式磷酸盐组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将有机酸式磷酸盐于高温恒温放置至呈液体状态；

将丙二醇丁醚和二甲基乙醇胺按比例混合均匀，得混合液；

将呈液体状态的有机酸式磷酸盐与上述混合液按比例混合，分散均匀，得所述液态的酸式磷酸盐组合物；

所述呈液体状态的有机酸式磷酸盐与所述混合液的混合在5-35℃下进行。

3.一种水性涂料，其特征在于，所述水性涂料的原料中包含如权利要求1所述的液态的酸式磷酸盐组合物。

4.根据权利要求3所述的水性涂料，其特征在于，所述原料中，包含0.3-7.2wt%的液态的酸式磷酸盐组合物。

5.根据权利要求3所述的水性涂料，其特征在于，所述水性涂料为水性丙烯酸体系涂料、水性聚酯氨基体系涂料、水性聚氨酯体系涂料。

6.根据权利要求3所述的水性涂料，其特征在于，所述水性涂料为含金属颜料的水性面漆。

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