CN1293221A - 用n,n,n'－三烷基脲降低表面张力 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水基组合物,特别是涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业和抗光蚀剂显影剂组合物,它通过加入表面张力降低量的某些苹果酸二酯化合物而显示出降低的平衡表面张力和动态表面张力,上述化合物的结构为:其中,R1和R2是C2－C6烷烃基,R3是甲基或乙基,并且在R1、R2和R3中的碳原子总数为6—14。

Description

用N，N，N’-三烷基脲降低表面张力
本发明涉及利用N，N，N’-三烷基脲来降低水基体系中表面张力的方法。
在水基涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业用制剂和用于如半导体制备这样的电子领域加工的洗涤剂组合物中，降低水的表面张力的能力是非常重要的，因为降低表面张力可以增大实际制剂中的基体润湿性。在水基体系中降低表面张力一般是通过添加表面活性剂来实现的。添加表面活性后所表现出的性能包括表面覆盖度增大、缺陷减少和分布更加均匀。当体系处于静止状态时，平衡表面张力性质是很重要的。但是，在利用高表面产生率时，降低动态条件下的表面张力的能力是非常重要的。这些应用包括涂料的喷涂、辊压和涂刷，或者是农业用制剂的喷洒，或者是高速照相凹版印刷或喷墨印刷。动态表面张力是一个基本参数，它提供了表面活性剂降低表面张力的能力的一种量度，并在这种高速应用条件下提供润湿。
传统的非离子表面活性剂，例如烷基苯酚或脂肪醇乙氧基化物，以及环氧乙烷(EO)／环氧丙烷(PO)共聚物，具有优良的平衡表面张力性质，但是常常具有较差的动态表面张力降低性能。相反，某些阴离子表面活性剂，如二烷基磺基琥珀酸钠，则可提供良好的动态结果，但是它们非常多泡，并且使制得的涂料对水敏感。
这就需要许多具有良好的平衡表面张力和动态表面张力性质的表面活性剂，它们低泡，并且是低粘度液体，便于进行处理，同时具有颜色浅和气味小的特点，在水基涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业用制剂和电子设备制造工业中将被广泛采纳。
在如涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业用制剂和例如用于制造半导体装置的含水显影剂溶液的电子领域洗涤剂组合物这样的应用中，降低平衡表面张力和动态表面张力的重要性在本领域中是众所周知的。
在水基涂料的应用中，低动态表面张力是非常重要的。在一篇文章中，Schwartz，J．“在含水涂料中低动态表面张力的重要性”(TheImportance of Low Dynamic Surface Tension in Waterborne Coatings)，涂料技术杂志(Journal of Coatings Technology)，1992年9月，讨论了在水基涂料中的表面张力性质，并且讨论了在这些涂料中的动态表面张力。已经对许多表面活性剂的平衡表面张力和动态表面张力进行了评价。指出低动态表面张力是在水基涂料中形成优良薄膜的一个重要因素。动态涂料应用方法需要采用低动态表面张力的表面活性剂，以防止例如收缩、陷坑和泡沫这样的缺陷。
农业制品的有效利用也高度取决于该制剂的动态表面张力性质。在一篇文章中，Wirth，W．；Storp，S．；Jacobsen，W．“控制农业喷洒溶液的叶滞留量的技术”(Mechanisms Controlling Leaf Retention ofAgricultural Spray Solutions)；Pestic．Sci．1991，33，411-420，研究了农业用制剂的动态表面张力和这些制剂在叶子上所保留能力之间的关系。这些工作者观察到保留量和动态表面张力之间的一种良好关系，具有更有效保留能力的制剂的动态表面张力更低。
低动态表面张力在高速印刷中也是很重要的，如Medina，S．W．和Sutovich，M．N．，美国油墨制造商，在文章，1994，72(2)，32-38“用表面活性剂制备VOC柔性水基油墨”(Using Surfactants to FormulateVOC Compliant Waterbased Inks)中所讨论的一样。在这篇文章中，指出了平衡表面张力(ESTs)只与静止状态下的油墨体系有关。但是，EST值不是在油墨使用条件即动态、高速印刷环境中性能的最佳反映。动态表面张力是一种更为适当的性能。动态测量结果显示出该表面活性剂移向新产生油墨／基体的界面，以在高速印刷过程中提供润湿的能力。
根据微量金属版印刷科学与技术(Microlithography，Science andTechnology)，由J．R．Sheats和B．W．Smith编辑，Marcel Dekker公司，1998，pp 551-553，在含水碱性溶液中选用化学试剂氢氧化四甲铵(TMAH)来显影抗光蚀剂。表面活性剂被加入到TMAH水溶液中以缩短显影时间，减少浮渣，并改善表面润湿。
US 5，098，478公开了包含水、一种颜料、一种非离子表面活性剂和一种用于该非离子表面活性剂的增溶剂的水基油墨组合物。在用于出版这些照相凹版印刷品的油墨组合物中，动态表面张力必须降低至大约为25-40达因／厘米，以确保将不会遇到适印性问题。
US 5，562，762公开了一种由水、溶解的染料和一种含两个聚乙氧基取代基的叔胺组成的含水喷墨，并且在喷墨印刷中，低动态表面张力是很重要的。
US 3，814，705公开了在包含硫酸盐和磺酸盐洗涤剂的洗涤剂组合物中，采用R2NC(O)NH2(R为C8-C18烷基)类型的长链二烷基脲作为泡沫抑制剂。
US 3，691，082公开了将含有至少16个N，N’-二取代碳的脲与异氰脲酸盐一起作为低泡洗涤剂组合物的组份，并且，还存在提供该洗涤剂组合物表面活性和去污力的另外一种组份。
US 2，708，183公开了RNHC(O)NR’R”类型的脲，其中，R为一长链(C8或更长链)烷烃基，R’和R”为H或含碳总数最高为6的烷基。该脲在有一种硫酸盐或磺酸盐洗涤剂存在下使用。
US 2，374，187公开了将脲与磺化的洗涤剂一起用于非过敏性肥皂块，替代惯用的肥皂块。脲的作用表现为控制该肥皂块的溶解速率。
US 4，272，413公开了在洗涤剂组合物中采用二取代的脲作为织物柔软剂和抗静电剂，该脲的通式为RNHCONHR’，其中，R为一种C1-C6烷基，R’为一种C8-C22仲脂族烃链。
US 3，965，015公开了在洗涤剂组合物中被用作织物柔软剂和抗静电剂的二胺基脲。
US 2，335，862公开了在一种无水除草应用中，作为鱼藤酮的优良溶剂的N，N-二丁脲。
US 4，833，067公开了用于正操作抗光蚀剂组合物的含水显影液，包含一种不含金属离子的有机碱性化合物作为主要组份，例如氢氧化四甲铵和胆碱，以及50-5000ppm的一种炔醇。据说这些含水显影液将增加表面润湿并减少泡沫。
US 5，543，268公开了在制备浮渣沉积减少的半导体装置中用于光化射线敏感保护处理的含水显影液，包括一种含氮的有机碱，例如氢氧化四甲铵，和一种含有至少一个磺酸铵基团的二苯醚化合物。
US 5，922，522公开了一种用于显影抗光蚀剂的碱性含水显影液，包含一种乙氧基化表面活性剂。
本发明提供了包含一种有机或无机化合物的水基组合物，特别是含水的有机涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业和电子设备洗涤剂组合物，它们通过引入一种有效量的具有下列结构的N，N，N’-三烷基脲，从而降低了平衡表面张力和动态表面张力：
Figure 0013144300091
其中，R1和R2是C2-C6烷基，R3是甲基或乙基，并且在R1、R2和R3中碳原子总数为6-14。这就需要根据最大气泡压力法，在23℃和1个气泡／秒的条件下，在水中的浓度≤5wt％时的N，N，N’-三烷基脲的动态表面张力小于45达因／厘米。测量表面张力的最大气泡压力法被描述于Langmuir1986，2，428-432，其在此引入作为参考。
出于本发明目的，我们所采用的“水基”、“含水的”或“含水介质”指的是一种包含至少90wt％，优选至少包含95wt％的水的溶剂或液体分散介质。显而易见，也包括完全是水的介质。
本发明也提供了一种通过加入上述N，N，N’-三烷基脲化合物来降低这些含水组合物的平衡表面张力和动态表面张力的方法。
本发明还提供了将一种含有水基无机或有机化合物的组合物涂料应用于一个表面，使上述水基组合物部分或完全覆盖该表面的一种方法，上述组合物包含一种有效量的具有上述结构的N，N，N’-三烷基脲化合物，用于降低该水基组合物的动态表面张力。
在水基有机涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业或电子设备洗涤剂组合物中采用这些N，N，N’-三烷基脲有显著优点，这些优点包括：●  配制水基涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液和农业用组合物的能力，它们可被用于基体表面优良润湿的各种基体，所说表面包括受污染的表面和低能量表面；●  降低涂层或印刷缺陷的能力，例如橘皮形缺陷和流动／均匀化缺陷；●  配制能够高速应用的水基涂料和油墨组合物的能力；●  制备能够降低动态表面张力的低泡表面活性剂的能力；●  制备水基涂料和油墨的能力，其中，这些涂料和油墨含低挥发性有机组份，从而使这些制剂对环境适用；和●  配制低表面张力的含水电子设备洗涤和加工溶液的能力，其中，上述溶液包括抗光蚀剂显影液，它们被用于半导体制备工业，具有良好润湿性并且非常低泡。
由于它们的优良表面活性性能和控制泡沫的能力，这些物料常常被用在许多降低动态和平衡表面张力与低泡较为重要的应用中。低泡较为重要的应用包括各种湿法纺织操作，例如纤维染色、纤维酸化和漂煮煮沸，其中，低泡性能将特别有利；它们也可被应用于肥皂、水基香料、洗发香波和各种洗涤剂中，其中，它们降低表面张力同时又基本上无泡的突出性能将高度满足需要。
另外，半导体制备工业的需求导致对用于抗光蚀剂显影剂的高性能表面活性剂和润湿剂的需求。随着线形特征缩小到更小的尺寸，以及抗光蚀剂基体材料在性质上变得更加脂族化(即表面能更低)，则更大量地用含表面张力降低剂配制含水显影液。
特别强调地是随着需求向更大的薄片尺寸偏移时，对这些显影剂的一个另外需求是他们低泡。当所谓的喷涂(spray puddle)技术被应用于显影液时，这一点尤其重要，其中，上述显影剂被喷在不断增加的更大面积上。即使是在采用搅拌或浸溃技术的情况下，在溶液分布在抗光蚀剂表面上的过程中，微气泡夹带也可产生缺陷。本发明物质可有效降低含水显影液的表面张力，并且非常低泡，甚至是在极端条件下也如此。在采用含水加工介质的电子工业中的其它应用也将得益于良好动态润湿和低泡。
本发明涉及具有下列结构的化合物的用途
Figure 0013144300111
其中，R1和R2是C2-C6烷基，R3是甲基或乙基，并且在R1、R2和R3中碳原子总数为6-14，它被用于降低含有一种有机化合物的水基组合物中的平衡表面张力和动态表面张力，所说的组合物尤其是在含有有机化合物，例如聚合树脂、有机碱、除草剂、杀菌剂、杀虫剂或植物生长调节剂的涂料、油墨、喷泉溶液、粘合剂、农业和电子领域加工组合物。这就需要根据最大气泡压力法，在23℃和1气泡／秒条件下，在水中浓度≤5wt％的N， N，N’-三烷基脲含水溶液的动态表面张力小于45达因／厘米。测量表面张力的最大气泡压力法被描述于Langmuir 1986，2，428-432，其在此引入作为参考。
在本发明的一个方面中，具有上述通式的N，N，N’-三烷基脲表现出降低平衡表面张力和动态表面张力，并且基本上无泡的优良性能。
这些材料可通过加热一种二烷基胺和一种N，N’-二烷基脲来制备。该反应表述如下：
适合于制备本发明化合物的脲包括N，N’-二甲脲和N，N’-二乙脲，它们很容易由脲和伯胺制得。市场上可购置二甲脲。
所有包含所需的C2-C6烷基取代基的仲胺均可用于制备本发明化合物。优选含碳总数为8-10的胺类。适合的烷基基团应具有足够多的碳，以使材料具有表面活性(即降低水的表面张力的能力)，但是碳原子也不能太多，以至于将材料溶解度降低到使其降低表面张力的能力不足以用于一种特殊应用的程度。一般而言，碳原子数增多，可增加所得脲表面活性剂的效率(即将表面张力降低一给定值需要更少量的表面活性剂)，但是降低了它在高表面产生率下降低表面张力的能力。后一利作用是因为碳原子数增加，通常降低了材料的水溶解度，因此，就使表面活性剂向新产生的表面扩散的流量减少。一般而言，在本发明的实践中，需要选择可使所得三烷基脲在水中的溶解度范围为0．001-10．0wt％，优选为0．01-2wt％，并且最优选为0．1-1．5wt％的烷基。
胺上的烷基可以是相同的或是不同的。它们可以是线性的或支链性的，与氮的连接点可以是位于中间的或是末端的碳。R1和R2上的碳原子总数应大于约5；小于5就会大大降低脲的表面活性。碳原子总数应小于约12；数目更大就会降低材料的溶解度，使其在许多制剂中的用途是不切实际的。合适R1和R2的实例为乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、异戊基、正己基、2-己基、3-己基和环己基等。优选的衍生物是那些R1和R2所含烷基碳总数为6-12的衍生物，并且最优选包含8-12个烷基碳的衍生物。烷基碳可以以任何一种方式分布于R1和R2中，但是优选烷基基团所含碳原子数相等的衍生物，这是因为这种类型的母体胺是最经济的，并且容易利用。
加入一定数量的、可有效降低包含无机或有机化合物的水基组合物的平衡和／或动态表面张力的三烷基脲化合物。这种含水组合物的有效量范围为0．001-20g／100ml，优选为0．01-10g／100ml。当然，最有效量将取决于特殊应用和N， N，N’-三烷基脲的溶解度。
三烷基脲适用于含水组合物，该组合物包括在水中的无机化合物，例如一种矿石或一种颜料；或一种有机化合物，例如一种颜料；或一种可聚合的单体，例如添加剂、缩合剂和乙烯基单体；一种低聚树脂；一种聚合树脂；一种去污剂；一种碱性洗涤剂；一种增溶剂，例如氢氧化三甲铵(TMAH)；一种除草剂；一种杀菌剂；一种杀虫剂或者一种植物生长调节剂。
在下列水基有机涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业和抗光蚀剂显影剂组合物中包含一种本发明的三烷基脲，上述组合物的其它所列组份是相关领域中技术人员所熟知的那些物质。
一种可加入本发明三烷基脲的典型水基保护性或修饰用有机涂料组合物将包括在一种含水介质中的30-80wt％的涂料组合物，该涂料组合物包含下列组份：
水基有机涂料组合物
0-50 wt％ 颜料分散剂/磨碎的树脂
0-80 wt％ 上色颜料/体质颜料/抗腐蚀颜料/其它颜料类型
5-99．9 wt％ 水基的/水分散的/水溶性的树脂
0-30 wt％ 润滑剂/抗菌剂/加工助剂/消泡剂
0-50 wt％ 聚结剂或其它溶剂
0．01-10 wt％ 表面活性剂/润湿剂/流动和均匀化试剂
0．01-5 wt％ 三烷基脲
一种可加入本发明三烷基脲表面活性剂的典型水基油墨组合物将包括在一种含水介质中的20-60wt％的油墨组合物，该油墨组合物包含下列组份：
水基油墨组合物
1-50 wt％ 颜料
0-50 wt％ 颜料分散剂/磨碎的树脂
0-50 wt％ 在适当树脂溶液赋形剂中的粘土碱
5-99．9 wt％ 水基/水分散/水溶性树脂
0-30 wt％ 聚结剂或其它溶剂
0．01-10 wt％ 表面活性剂/润湿剂
0．01-10 wt％ 加工助剂/消泡剂/增溶剂
0．01-5 wt％ 三烷基脲
一种可加入本发明三烷基脲表面活性剂的典型水基农业用组合物将包括在一种含水介质中的0．01-80wt％的农业用组合物，该农业用组合物包含下列组份：
水基农业用组合物
0．1-50 wt％ 农药、杀虫剂、除草剂或植物生长调节剂
0．01-10 wt％ 表面活性剂
0-50 wt％ 染料
0-20 wt％ 增粘剂/稳定剂/辅助表面活性剂/凝胶抑制剂/消泡剂
0-25 wt％ 抗冻剂
0．01-50 wt％ 三烷基脲
一种可加入本发明三烷基脲表面活性剂的典型水基喷泉溶液组合物将包括在一种含水介质中的30-70wt％的喷泉溶液组合物，该喷泉溶液组合物包含下列组份：
水基喷泉溶液
0．05-10 wt％ 可形成薄膜的水溶性大分子
1-25 wt％ 乙醇、甘油或C2-C12多元醇、水溶的或水增溶的试剂
0．01-20 wt％ 水溶性有机酸、无机酸或它们的一种盐
0．01-5 wt％ 三烷基脲
一种可加入本发明三烷基脲表面活性剂的典型水基粘合剂组合物将包括在一种含水介质中的30-65wt％的粘合剂组合物，该粘合剂组合物包含下列组份：
水基粘合剂组合物
50-99 wt％ 聚合树脂（SBR、VAE、丙烯酸类）
0-50 wt％ 增粘剂
0-0．5 wt％ 消泡剂
0．5-2 wt％ 三烷基脲
一种可加入本发明三烷基脲表面活性剂的典型水基抗光蚀剂显影剂或电子领域的洗涤剂组合物将包括一种含有下列组份的含水介质：
水基抗光蚀剂显影剂组合物
0．1-3 wt％ 氢氧化三甲铵
0-4 wt％ 苯酚化合物
10-10，000 ppm 三烷基脲
实施例1
本实施例以制备N，N-二丁基-N’-甲基脲为代表，阐述了本发明N，N，N’-三烷基脲的制备方法。(在实施例中的其它三烷基脲按相同方式制备)将N，N’-二甲基脲(10．0g)和二-正丁胺(14．6 g)的混合物缓慢加热至150℃。在该温度下有气体逸出，并在150-160℃下持续加热大约2．5小时。将液态的粗产物放置于一个分液漏斗中，用大约30毫升水洗涤。然后，加入大约20毫升甲苯，以溶解有机层，接着用20毫升5M HCl洗涤该溶液。这时产生大量的热量。进一步用水、稀释的碳酸氢钠溶液洗涤该有机层，最后用水洗涤两次以上。在无水硫酸镁上干燥该溶液，过滤，在一台旋转蒸发器上除去甲苯，得到12．8g无色油(产率为61％)。将这种油固化数天，得到一种蜡状白色固体(熔点为46-48℃)。
在下列实施例中，采用最大气泡压力法，在发泡率为0．1-20气泡／秒(b／s)的条件下，得到各种化合物的含水溶液的动态表面张力数据。这些数据提供了从接近平衡(0．1b／s)到极高表面产生率(20b／s)条件下的一种表面活性剂的性能资料。实际上，高发泡率对应于金属版印刷中的高印刷速率，涂料应用中的高喷涂或辊压速率，农业用制品的快速应用速率，以及电子应用中可产生微气泡夹带的条件。实施例2
制备N，N-二异丁基-N-’甲基脲(DIBMU)的含水溶液，并采用上述操作测量它们的表面张力。数据列于表1。
表1
    动态表面张力(达因/厘米)-DIBMU
浓度(wt％)0.0900.5001.0301.5112.013 0.1b/s53.340.435.234.033.8 1b/s53.840.635.434.334.0 6b/s55.041.235.734.834.3 15b/s56.742.136.235.134.9 20b/s57.342.536.735.335.2
这些结果表明，N，N-二异丁基-N’-甲基脲可有效降低水的表面张力。以前并未认为三烷基脲具有降低含水体系表面张力的能力。特别值得注明的是该化合物在迅速产生表面的条件下的性能。甚至是在极高表面产生率条件下，N，N-二异丁基-N’-甲基脲的1wt％水溶液的表面张力也维持在37达因／厘米以下。在用于高速应用，特别是用于低能量表面的水基涂料、油墨、和农业用制品的制备中，这种在高表面产生率下的突出性能将是非常重要的。
实施例3
制备N-丁基-N-乙基-N’-甲基脲(BEMU)的含水溶液，并采用上述操作测量它们的表面张力。数据列于表2。
表2
    动态表面张力(达因/厘米)-BEMU
浓度(wt％)0.11.02.03.05.0 0.1b/s63.246.540.837.433.0 1b/s63.746.841.037.533.2 6b/s64.447.341.537.933.7 15b/s64.047.942.238.534.3 20b/s63.848.042.638.934.8
表2的数据说明，加入N-丁基-N-乙基-N’-甲基脲也能够降低含水组合物的表面张力，并且甚至是在表面快速产生的条件下，也可维持低表面张力。虽然这种材料不如N，N-二异丁基-N’-甲基脲有效，但是，甚至是在20b／s的速率下，3．0wt％溶液的表面张力也可维持在40达因／厘米以下，5wt％溶液的表面张力也可维持在35达因／厘米以下。
实施例4
制备N，N-二正丁基-N’-甲基脲(DNBMU)的含水溶液，并采用上述操作测量它们的表面张力。数据列于表3。
表3
    动态表面张力(达因/厘米)-DNBMU
浓度(wt％)0.10.20.5 0.1b/s48.743.136.7 1b/s49.443.737.0 6b/s50.744.637.7 15b/s51.945.538.4 20b/s52.345.638.4
显而易见，N，N-二正丁基-N’-甲基脲比N-丁基-N-乙基-N’-甲基脲更有效；即，降低等量的表面张力所需的表面活性剂更少。甚至是在20b／s的速率下，采用在水中含量为0．5wt％的DNBMU也可使水的表面张力维持在39达因／厘米以下。比较而言，降低等量的表面张力必须使用含量为3．0wt％的BEMU。
实施例5
制备N，N-二戊基-N’-甲基脲(DAMU)的含水溶液，并采用上述操作测量它们的表面张力。数据列于表4。
表4
    动态表面张力(达因/厘米)-DAMU
浓度(wt％)0.0230.0500.090 0.1b/s45.341.039.2 1b/s    6b/s48.3    54.442.7    47.040.7    44.0 15b/s59.152.147.9 20b/s59.853.548.8
N，N-二戊基-N’-甲基脲比N，N-二异丁基-N’-甲基脲更有效，特别是在表面产生不很迅速的条件下。在0．1b／s下，该表面活性剂的0．09wt％含水溶液所提供的表面张力低于40达因／厘米，但是在20b／s下，表面张力升高至几乎为50达因／厘米。因此，DAMU将被用在表面产生率不是非常高的应用中，特别是用于那些如果需要只采用低水平的表面活性剂的应用中。
实施例6
采用ASTM D 1173-53的操作，检测N，N-二异丁基-N’-甲基脲，N-丁基-N-乙基-N’-甲基脲，N，N-二正丁基-N’-甲基脲和N，N-二戊基-N’-甲基脲的0．1wt％溶液的发泡性能。在该试验中，将0．1wt％的表面活性剂溶液从一根升高的泡沫吸管加入到含有相同溶液的泡沫接收器中。测量在添加完成时的泡沫高度(“最初泡沫高度”)，并记录下泡沫在气-液界面下消散所需的时间(“至0泡沫的时间”)。该试验对比了各种表面活性剂溶液之间的发泡特征。一般而言，在涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液和农业用制剂中，并不需要泡沫，因为它使操作更复杂化，可产生涂层和印刷缺陷，并且使农业用材料不能有效应用。数据列于表5。
表5泡沫实验数据化合物                   最初泡沫高度(cm)        至0泡沫的时间N，N-二异丁基-N’-甲基脲       1．9                     13sN-丁基-N-乙基-N’-甲基脲       4．0                      6sN，N-二正丁基-N’-甲基脲       1．0                     21sN，N-二戊基-N’-甲基脲         0．4                      3s
含水体系中的表面活性剂在平衡和动态条件下降低表面张力的能力对水基涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业用组合物、抗光蚀剂显影和电子领域洗涤剂组合物的性能是非常重要的。低平衡表面张力可使应用之后具有优良性能。低动态表面张力可在动态应用条件下使润湿和分散性增强，从而使制剂的作用更有效，并且缺陷更少。在水基涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业和抗光蚀剂溶液以及电子领域洗涤剂组合物中，不希望形成泡沫，因为它使操作复杂化，并且可产生缺陷或导致应用无效。
在现有技术的基础上，无法预料三烷基脲将具有表面活性。尽管，在洗涤剂应用中已经研究了脲，但它们的作用表现为对惯用洗涤剂的辅助作用，而不像表面活性剂本身的作用。特别是，从现有技术未明显发现相对较短链的三烷基脲的表面活性。现有技术未发现的特殊性能是，在高表面产生率条件下，在降低含水组合物的表面张力中脲所显示出的突出动态性能。
工业应用声明
本发明提供了适合于降低水基涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业、抗光蚀剂显影和电子领域洗涤剂组合物中的平衡表面张力和动态表面张力的组合物。

Claims (23)

1．将一种水基组合物涂料应用于一个表面，使之部分或完全覆盖该表面的方法，上述组合物包含一种无机或有机化合物，和一种有效量的用于降低该组合物动态表面张力的表面活性剂，改进之处在于包括采用了具有下列结构的一种三烷基脲作为表面活性剂
Figure 0013144300021
其中，R1和R2是C2-C6烷烃基，R3是甲基或乙基，并且在R1、R2和R3中的碳原子总数为6-14。
2．权利要求1的方法，其中，水基组合物选自于含水有机涂料、油墨、粘合剂、喷泉溶液、农业、抗光蚀剂显影和电子领域的洗涤剂组合物。
3．权利要求2的方法，其中，根据最大气泡压力法，在23℃和1气泡／秒的条件下，在水中浓度≤5wt％的三烷基脲的含水溶液的动态表面张力小于45达因／厘米。
4．权利要求2的方法，其中，R1和R2所含的碳原子总数为6-12。
5．权利要求4的方法，其中，R1和R2所含的碳原子总数为8-10。
6．权利要求1的方法，其中，R3为甲基。
7．权利要求1的方法，其中，上述三烷基脲为N，N-二异丁基-N’-甲基脲、N-丁基-N-乙基-N’-甲基脲、N，N-二正丁基-N’-甲基脲或N，N-二戊基-N’-甲基脲。
8．权利要求2的方法，其中，上述三烷基脲为N，N-二异丁基-N’-甲基脲。
9．权利要求3的方法，其中，在20气泡／秒条件下进行测量。
10．一种含水组合物，该组合物包含在水中的一种无机化合物，该无机物是一种矿石或一种颜料，或一种有机化合物，该有机化合物是一种颜料、一种可聚合的单体、一种低聚树脂、一利聚合树脂；一种去污剂，一种除草剂，一种杀虫剂或者一种植物生长调节剂，以及一种有效量的用于降低该组合物动态表面张力的三烷基脲，该三烷基脲的结构为：
Figure 0013144300031
其中，R1和R2是C2-C6烷烃基，R3是甲基或乙基，并且在R1、R2和R3中的碳原子总数为6-14。
11．权利要求10的含水组合物，其中，根据最大气泡压力法，在23℃和1气泡／秒的条件下，在水中浓度≤5wt％的三烷基脲的含水溶液的动态表面张力小于45达因／厘米。
12．权利要求11的含水组合物，其中，R1和R2所含的碳原子总数为6-12。
13．权利要求11的含水组合物，其中，R1和R2所含的碳原子总数为8-10。
14．权利要求10的含水组合物，其中，R3为甲基。
15．权利要求11的含水组合物，其中，上述三烷基脲为N，N-二异丁基-N’-甲基脲、N-丁基-N-乙基-N’-甲基脲、N，N-二正丁基-N’-甲基脲或N，N-二戊基-N’-甲基脲。
16．权利要求10的含水组合物，其中，三烷基脲为N，N-二异丁基-N’-甲基脲。
17．权利要求11的含水组合物，其中，在20气泡／秒条件下进行测量。
18．权利要求10的组合物，其中，该组合物为一种包含在水中为30-80wt％的涂料组合物的水合有机涂料组合物，该涂料组合物包含下列组份：
0-50wt％    颜料分散剂、磨碎的树脂或它们的混合物；
0-80wt％    上色颜料、体质颜料、抗腐蚀颜料、其它颜料类型或
            它们的混合物；
5-99．9wt％ 水基的、水分散的或水溶性的树脂或它们的混合物；
0-30wt％    润滑剂、抗菌剂、加工助剂、消泡剂或它们的混合物；
0-50wt％    聚结剂或其它溶剂；
0．01-10wt％表面活性剂、润湿剂、流动和均匀化试剂或它们的
            混合物；
0．01-20wt％三烷基脲。
19．权利要求10的组合物，其中，该组合物为一种包含在水中为20-60wt％的油墨组合物的含水油墨组合物，该油墨组合物包含下列组份：
1-50wt％   颜料；
0-50wt％   颜料分散剂、磨碎的树脂或它们的混合物；
0-50wt％   在树脂溶液赋形剂中的粘土碱；
5-99wt％   水基／水分散／水溶性树脂或它们的混合物；
0-30wt％   聚结剂或其它溶剂；
0．01-10wt％ 加工助剂、消泡剂、增溶剂或它们的混合物；
0．01-10wt％ 表面活性剂、润湿剂或它们的混合物；和
0．01-20wt％ 三烷基脲。
20．权利要求10的组合物，其中，该组合物为一种包含在水中为0．01-80wt％的农业用组合物的含水农业用组合物，该农业用组合物包含下列组份：
0．1-50wt％  除草剂、杀虫剂、植物生长调节剂或它们的混合物；
0．01-10wt％ 表面活性剂；
0-5wt％      染料；
0-20wt％     增粘剂、稳定剂、辅助表面活性剂、凝胶抑制剂、
            消泡剂或它们的混合物；
0-25wt％     抗冻剂；和
0．01-50wt％ 三烷基脲。
21．权利要求10的组合物，其中，该组合物为一种包含在水中为30-70wt％的喷泉溶液组合物的含水喷泉溶液组合物，该喷泉溶液组合物包含下列组份：
0．05-10wt％  可形成薄膜的水溶性大分子；
1-25wt％      乙醇、甘油或水溶性的或可制成水溶性的含2-12
              个碳原子的多元醇
0．01-20wt％  水溶性有机酸、无机酸或它们的一种盐；
0．01-5wt％   三烷基脲。
22．权利要求10的组合物，其中，该组合物为一种包含在水中为30-65wt％的粘合剂组合物的含水粘合剂组合物，该粘合剂组合物包含下列组份：
50-99wt％  聚合树脂；
0-50wt％   增粘剂；
0-0．5wt％ 消泡剂；和
0．5-2wt％三烷基脲。
23．权利要求10的组合物，其中，该组合物为一种含水的包含下列组份的含水电子领域涤剂组合物：
0．1-3wt％  氢氧化三甲铵；
0-4wt％     苯酚化合物；和
10-10，000ppm  三烷基脲。
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