CN1123036A - 含巯氧吡啶锌、氧化亚铜和松香的油漆 - Google Patents
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Abstract
本发明一般地涉及油漆和底漆，更具体地说，涉及在油漆中形成稳定的巯氧吡啶锌和氧化亚铜抗胶化分散体的方法和组合物。根据本方法的方法，油漆或底漆中含有胺化的木松香以获得所需的抑制胶化的性能。
Description
本发明一般地涉及油漆和底漆，而且，更具体地涉及在油漆中形成含有巯氧吡啶锌和氧化亚铜生物杀伤剂的稳定且不发生胶化的分散体的方法。
已知巯氧吡啶锌和氧化亚铜的混合物当配成还含有松香的油漆和底漆(即加入颜料前的油漆)中时，是一种出色的防污剂(如美国专利5,057,153所公开)。然而，遗憾的是，现在已发现当这样的油漆与典型的工业级巯氧吡啶锌连同氧化亚铜一起配制时，会在最好的情况下几天，最差几小时内出现不能接受的稠化和胶化现象。
迄今为止，本发明人所知的解决含有松香和巯氧吡啶锌连同氧化亚铜的油漆胶化问题的唯一方法是如美国专利5,098,473所公开的使用严格纯化的巯氧吡啶或如美国专利5,112,397所公开的加入胺或酯化松香。其余解决方法包括如美国专利5,137,569所公开的使用木松香的金属盐和如美国专利5,232,493所公开的加入脱水剂。
由于这些解决方法可能具有诸如成本升高或与某些油漆缺乏相容性的缺点，油漆制造业迫切需要一种新的、经济的解决该问题的方法，以便考虑到生物杀伤剂的生物杀伤活性而最大限度地灵活使用这种生物杀伤剂的组合体。
一方面，本发明涉及形成抑制胶化作用的含有巯氧吡啶锌和氧化亚铜的溶剂基油漆和底漆的一种方法，它包括以下步骤：(a)将所述巯氧吡啶锌和氧化亚铜加入溶剂基油漆或底漆中以形成一种含有生物杀伤剂的油漆或底漆，所述巯氧吡啶锌含量在约1％至约25％之间(优选5—25％，更优选10—25％)，且所述氧化亚铜含量在约20％至约70％之间，所述巯氧吡啶盐加上所述氧化亚铜总的含量在约20％至约80％之间，所述重量百分比以含生物杀伤剂的油漆或底漆的总重量计，以及(b)将松香胺或松香酰胺或所述松香胺或松香酰胺与非衍生松香的混合物加到所述含生物杀伤剂的油漆或底漆中，所述松香胺和松香酰胺是含羧酸的松香(此处也称为“非衍生”松香)和一种胺的反应产物，其中松香上的羧酸基为CH2NR1R2，其中R1和R2可相同或不同，为H或C1至C8的烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基或环炔基。
松香胺和松香酰胺是含羧酸的松香与胺的反应产物，其中松香上的羧酸基转化成CONR1R2，其中R1和R2可相同或不同，为H或C1—C8的烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基或环炔基，其每一个基团可选择性地具有羟基和氨基侧基官能团。为了形成其特征在于增强的生物杀伤效力和抗胶化性的油漆或底漆，以酸值计量的松香混合物的酸性不超过70(优选在0.1和50之间，更优选在0.1和30之间)，松香胺或松香酰胺或该松香胺、松香酰胺与非衍生松香的混合物对于油漆或底漆总重量而言含量在1％至20％之间(优选在2—15％之间，更优选在4—10％之间)。
另一方面，本发明涉及以上方法，其中同时进行步骤(a)和(b)以形成所需稳定地抗胶化的油漆或底漆。
另一方面，本发明涉及特征为增强了生物杀伤效力和抗胶化性的油漆或底漆的组合物，其中油漆或底漆中包含了主要由巯氧吡啶锌和氧化亚铜组成的生物杀伤剂，且其中油漆或底漆由于其中存在着上述的松香胺或松香酰胺或该松香胺、松香酰胺与非衍生松香形成的混合物可稳定地防止胶化。
阅读以下关于本发明的详细介绍后，本发明的这些和其它方面将变得显而易见。
根据本发明，惊奇地发现使用结构如前所述的松香胺或松香酰胺可使包含主要由氧化亚铜和巯氧吡啶锌组成的生物杀伤剂的溶剂基油漆或溶剂基底漆具备抗胶化的稳定性。在此处，术语“松香”指相当于从多种松树获得的树脂中蒸掉挥发性油后剩下的残质的天然产品。当其从这些树的树干中获得时，工业上称之为“木松香”；当从活树的切口中获得时，工业上的则称之为“树胶松香”。它也被称作松脂或禾木树脂。它基本上由松香酸的同分异构体组成。
本发明中起作用的松香胺或松香酰胺与非衍生松香的混合物具有上文中所给定的酸值。此处，术语“酸值”指以每克试样毫克氧氢化钾来表示的松香胺和松香酰胺的总的酸性，它是用标准碱滴定试样中的游离酸来决定的。该分析和分析技术对于本技术领域的熟练人员来说是公知的。
虽然，希望与本发明相关的生物杀伤效力和抗胶化性的增强在用于种类广泛的油漆，包括用于室内和室外的家用油漆、工业和商业用油漆时提供优点，不过当本发明之方法和组合物与船舶漆共同使用于，例如船壳时，获得了特别好的结果。此外，在共同使用乳胶和醇酸型漆为外用漆时，本发明的方法和组合物提供了高度合意的结果。
一般说来，油漆组合物包括一种树脂，一种有机溶剂(如二甲苯或甲基异丁甲酮)，一种颜料和多种可选择的添加剂如增稠剂、湿润剂及类似物，如本技术中公知的。树脂最好由乙烯基、醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酯和聚酯树脂及其混合物中选出。树脂的用量相对于油漆或底漆的总重量来说，最好是在20％至80％之间。
此外，本发明的油漆组合物还有选择地包含既有利于抗冻、抗电解液和发泡性的稳定性又有利于粘滞性、浸润力和可分散性的添加剂。如果制造船舶漆，漆中最好含有溶胀剂以使油漆在海洋环境中逐渐剥落引起油漆表面与海洋环境中水体接触时新露出来的生物杀伤剂(即巯氧吡啶盐与铜盐混合物)的更新了的生物杀伤效力。溶胀剂的代表例为天然或人工合成的粘土，例如高岭土、蒙脱土、膨润土、粘土云母(白云母)和亚氯酸盐(水辉石)及类似物。除了粘土之外，发现别的溶胀剂，包括天然和人工合成的聚合物，如市售的，POLYMERGEL适用于本发明的组合物，提供了所需剥落效果。溶胀剂可单独使用，也可联合使用。基于油漆组分的总重量，所有选择的添加剂的重量优选不超过20％，更优选是在约1％至约5％之间。
增稠剂的代表例包括纤维素衍生物，如甲基、羟乙基、羟基丙基和羧甲基纤维素、聚(乙烯醇)，聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(乙二醇)、聚(丙烯酸)盐和丙烯酸盐/丙烯酰胺共聚物的盐。
合适的湿润剂和分散剂包括多磷酸钠、磷酸芳基酯或烷基酯、低分子聚(丙烯酸)盐、聚(乙烷磺酸)盐、聚(乙烯膦酸)盐聚(顺丁烯二酸)盐和顺丁烯二酸与乙烯、3至18个碳原子的1—烯烃和/或苯乙烯共聚物的盐。
为了提高抗冻和抗电解质的稳定性，可以在油漆组分中加入1，2—二醇单体，如乙二醇、1，2—二丙二醇和1，2—丁二醇或这些物质的聚合物、或乙氧基化合物，例如环氧乙烷与长链烷醇、胺、羧酸、羧酰胺、醇酸酚、聚(丙二醇)或聚(丁二醇)的反应产物。
通过加入溶剂，如乙二醇、丁二醇、乙基乙二醇乙酸酯、乙基二甘醇乙酸酯、丁基二甘醇乙酸酯、苯或烷基化芳香烃，可以降低油漆组分的最低成膜温度(白点)。举例来说，聚(丙二醇)和聚硅氧烷是适当的消泡剂。
本发明的油漆组合物可用于天然或人工合成的材料，如木材、纸、金属织物和塑料。它尤其适于用于室外；其用作船舶漆时，效果十分好。
以下例子进一步说明本发明。除非另外注明，“份数”和“％”分别指“重量份”和“重量百分比”。
虽然以上参照具体实施方案对本发明做了介绍，然而很明显可以在不背离此处公开的发明思想的情况下做许多改变、调整和变化。因此，旨在包括落入附加权利要求的精神实质和宽的范围之中的所有改变、调整和变化。比较例A
对含有氧化亚铜和巯氧吡啶锌的油漆胶化效果的说明。
按以下配方制备油漆：
所用的溶剂混合物为2∶1的MIBK和二甲苯的混合物(称为混合溶剂)。
所用的巯氧吡啶锌是标准工业级，用碘滴定分析得到的纯度为97.8％。
| 材料 | 份数 | ％ |
| VAGH树脂(1)DISPERBYK 163(2)磷酸三丁酯氧化亚铜TITANOX(3)巯氧吡啶锌粉木松香(4)溶剂混合物 | 9.35.16.45136.57.525.56.3133.0 | 2.81.52.041.42.37.71.940.0 |
(1)氯乙烯—乙酸乙烯—乙烯醇三元共聚物，Union Carbide公司的产品。(2)高分子量嵌段共聚物，BYK—Chemie公司的产品。(3)二氧化钛，DuPont公司的产品。(4)Hercules公司产品。
用于制备油漆的步骤如下：(1)在一品脱的漆罐中加入41.93克体积比2∶1的MIBK和二甲苯混合物中的浓度为22.2％的VAGH树脂溶液。(2)加入5.1克Disperbyk163和5.1克混合溶剂的混合物。(3)把磷酸三丁酯加入漆罐中，并使用高速分散器以1000转/分的速度混合10分钟。(4)将氧化亚铜、巯氧吡啶锌、二氧化钛和10.8克醋酸卡必醇加入漆罐，并以7000转/分的速度继续混合1小时。(5)将混合速度降至2500转/分并加入35克混合溶剂。(6)一旦温度从45℃降至35℃，将6.3克木松香溶于50克混合溶剂中所形成的溶液加入漆罐，以2500转/分的速度将该混合物混合1小时。
通过此步骤制得的油漆配方具有合适的粘性，适于制备后立即刷涂，但是在约6小时后会稠化成不可浇注的膏。
制造松香胺或松香酰胺油漆的一般步骤研磨料(MB)：(1)在一品脱的漆罐中加入35.2克混合在体积比2∶1的MIBK和二甲苯混合物中的浓度为22.2％的VAGH树脂溶液。(2)在油漆罐中加入5.4克Disperbyk163和4.0克混合溶剂以及7.2克磷酸三甲苯酯。(3)使用高速分散器，以1000转/分的速度将上述材料混合10分钟。颜料研磨(PG)：(4)于漆罐中加入氧化亚铜、巯氧吡啶锌和20.0克混合溶剂(如所需)，并以7000转/分继续混合1小时。使用水浴将试样温度保持在45℃。调漆阶段(LD)(5)随后将14.5克松香胺或松香酰胺混在25克混合溶剂中所形成的溶液加入到漆罐中，并以4000转/分的速度混合1.0小时。(7)将加工过程中损失的混合溶剂倒回油漆中，并搅拌5分钟。所使用的溶剂混合物为40％的二甲苯和60％的MIBK。
实施例I
| 步骤 | 材料 | 份数 | ％ |
| MBMBPGPGMBLD所有 | VAGH树脂(22％)DISPERBYK 163氧化亚铜巯氧吡啶锌磷酸三甲苯酯松香胺D(1)溶剂混合物*60％MIBK/40％二甲苯 | 7.85.415013.57.214.575 | 2.851.9854.864.942.635.3027.43 |
| 总计 273.4 100.00 | |||
(1)脱氢松香胺，Hercules有限公司的产品。Hercules将此松香样品中的羧酸基改性成了CH2NH2。
该油漆试样I在制备5个月后仍具有适于刷涂粘性。
实施例II
| 步骤 | 材料 | 份数 | ％ |
| MBMBPGPGMBLD所有 | VAGH树脂(22％)DISPERBYK 163氧化亚铜干化巯氧吡啶锌磷酸三甲基酯松香胺(1)溶剂混合物*60％MIBK/40％二甲苯 | 8.106.015015.07.214.2585.0 | 2.842.152.535.252.524.9929.77 |
| 总计 285.55 100.00 | |||
(1)本实施例中的松香酰胺由木松香与1，2—乙二胺在120℃—140℃下反应制得。该反应持续进行直到加入的每摩尔1，2—乙二胺中去除了1摩尔的水为止。
实施例II的油漆在制备完成5个月之后会轻微稠化但仍具有恰当的涂刷粘性。虽然以上参照其具体实施方案对本发明进行了说明，但是显然，在材料、份数配置和步骤都可以做出许多改变、调整和变化而并不背离这里公开的发明思想。因此，所附权利要求的精神和范围旨在包括本技术领域中的熟练人员在阅读公开文本后可能做出的任何改变、调整和变化。
Claims (14)
1.一种提高了生物杀伤效力和抗胶化性的油漆或底漆组合物，其中油漆或底漆的特征在于含有主要由氧化亚铜和巯氧吡啶锌组成的生物杀伤剂，相对于油漆和底漆组合物的总重而言，所述巯氧吡啶锌占约1％至约25％之间，所述氧化亚铜占约20％至约70％之间，所述巯氧吡啶锌和所述氧化亚铜的总重量占约20％至约80％之间，油漆和底漆组合物中还可含有含量足以使所述油漆或底漆具备抗胶化稳定性的松香胺和松香酰胺，而且相对于油漆或底漆组合物的总重量而言所述松香胺或松香酰胺的含量在约1％和20％之间。
2.根据权利要求1所述的油漆或底漆，其特征在于：相对于油漆或底漆组合物的总重量而言，所述巯氧吡啶盐和所述铜盐的含量在约20％至约80％之间，其中该金属盐选自钙、锌、铜、铁、镍、镁盐和其混合物。
3.根据权利要求1所述的油漆或底漆，其特征在于：相对于油漆或底漆组合物的总重量而言，所述胺和酰胺含量在约1％至20％之间。
4.一种具有提高了生物杀伤效力和抗胶化性能的溶剂基油漆或底漆，其中该油漆或底漆的特征在于含有主要由氧化亚铜和巯氧吡啶锌组成的生物杀伤剂且而含有松香胺或松香酰胺或松香胺或松香酰胺与非衍生松香的混合物，所述混合物具有以酸值指示不超过70的总酸性，而且相对于油漆或底漆的总重量而言，所述松香胺或松香酰胺或所述松香胺或松香酰胺与非衍生松香的混合物的含量在1％至20％之间，且所述巯氧吡啶锌的含量在约1％至约25％之间，且所述氧化亚铜的含量在约20％和约70％之间，其中所述巯氧吡啶锌和氧化亚铜的总含量在约20％和约80％。
5.根据权利要求4所述的油漆或底漆，其特征在于：相对于油漆或底漆组合物的总重量而言，所述巯氧吡啶盐与所述铜盐的总重量在约20％至约80％之间，而且该金属盐选自钙、锌、铜、铁、镍、镁盐和其混合物。
6.根据权利要求1或4的油漆或底漆，其特征在于：所述油漆中还含有选自乙烯基、醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酯和聚酯树脂的树脂。
7.根据权利要求1或4所述的油漆或底漆，其特征在于：所述油漆中还含有选自天然和人工合成的粘土以及天然和人工合成的聚合物溶胀剂的溶胀剂。
8.一种提供含巯氧吡啶锌和氧化亚铜的抗胶化溶剂基油漆或底漆的方法，其特征在于包括以下步骤：(a)将所述巯氧吡啶锌和氧化亚铜加入溶剂基油漆或底漆中以形成含有生物杀伤剂的油漆或底漆，所述巯氧吡啶锌含量在1％和约25％之间，且所述氧化亚铜含量在20％和约70％之间，所述巯氧呲啶锌和所述氧化亚铜的总量在约20％和约80％之间，且所述重量百分比是相对于含生物杀伤剂的油漆或底漆的总重量而言的，以及(b)在所述含生物杀伤剂的油漆或底漆中加入松香胺或松香酰胺或所述松香胺或所述松香酰胺与非衍生松香的混合物，所述胺和所述酰胺是含羧酸松香与一种胺的反应产物，所述胺具有分子式(NH2)xRNH2，其中x为0或1，R为H或C1—C8的烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基或环炔基，任何一个R基均选择性地具有烃基或氨基侧基官能度，其中相对于油漆或底漆组合物的总重量而言，所述松香胺或松香胺或松香胺或松香酰胺与非衍生松香的混合物的总量在约1％和20％之间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：相对于油漆或底漆组合物的总重量而言，所述巯氧吡啶锌和氧化亚铜的总含量在20％至约75％之间。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：相对于油漆或底漆组合物的总重量而言，所述胺或酰胺或松香胺或松香酰胺与非衍生松香的混合物的总量在约1％和20％之间。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述组合物还含有选自乙烯基、醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酯、聚酯树脂及其混合物的树脂。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述组合物还含有选自天然和人工粘土以及天然和人工合成的聚合物溶胀剂的膨胀剂。
13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：同时进行步骤(a)和(b)。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述溶胀剂选自高岭土、蒙脱土(膨润土)、粘土云母(白云母)、亚氯酸(水辉石)及其混合物。
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