[发明专利]低VOC通用油漆着色剂组合物

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2005年3月18日提交的美国临时专利申请序号60/663,040的优先权，该申请通过引用结合到本文中。

发明背景

油漆和涂料经常用来防止表面侵蚀、氧化或其它类型的变质，以提供装饰效果。

有机溶剂基(醇酸)油漆或涂料是粘度范围从稀液到半固体糊的均匀分散的混合物，该混合物包括成膜聚合物粘合剂、水(溶剂)、颜料及其它添加剂。粘合剂和溶剂共同形成所谓的″溶媒″。胶乳或乳胶漆或涂料是粘度范围从稀液到半固体糊的均匀分散的混合物，该混合物包括成膜聚合物粘合剂、水(溶剂)、油漆及其它添加剂。粘合剂和溶剂共同形成所谓的″溶媒″。乳胶漆和涂料是受欢迎的消费油漆，因为它们使用方便、通常易于清洁、不易燃、一般没有异味和能用于内表面和外表面两者。

颜料赋予醇酸和乳胶漆和涂料以色彩。它们也有助于不透明性、耐用性和油漆涂层的硬度。在油漆工厂的油漆生产期间，可以以干颜料粉末和/或着色的调色浓缩物例如着色剂组合物的形式将它们加入到油漆中。另外，特别是对于消费型乳胶漆，可以在销售点例如零售油漆商店里以着色的油漆调色浓缩物的形式加入。基本上通过让零售商将着色剂组合物加入到白色或可调色基质中，消费者可以选择订制的油漆色彩。

颜料通常是掺入了初级颗粒、聚集体和聚结体混合物的有机或无机干粉。聚集体是面面结合的打底颜料颗粒，聚结体是边或角结合的打底颜料颗粒。对于工业油漆和消费型油漆，无论是溶剂基或胶乳基，应优选将颜料均匀分散在油漆中。为了适当地分散，在溶媒中颜料通常是湿润的、去聚集的和去凝聚的。干颜料可能不溶于有机溶剂和水中，因此在油漆溶媒中分散力完全起效和能够生产稳定、胶体颜料分散体前，必需将干颜料湿润、解聚和解凝聚。湿润或脱气过程本质上是物理过程，因为它可能需要溶媒或溶剂替换颜料颗粒表面上的空气。在降低任何聚集体和聚结体的尺寸后，理想的分散体由均匀的悬浮颗粒组成。

湿润处理可以通过使用湿润剂来实现，该湿润剂典型地为表面-活性剂或″表面活性剂″类型。如论述，湿润涉及将颜料掺入溶媒，用颜料-溶媒界面替换颜料-空气界面。因为在颜料-溶液界面的表面活性，表面活性剂促进颜料进入分散状态。一般而言，表面活性剂分子可由两个分离的部分组成，一部分对载体(有机的或水性的)具有足够的亲合力，以使整个分子进入分散状态。另一部分可被载体排斥，因为它和载体之间的亲合力比载体分子之间的亲合力更小。如果排斥该基团的力足够强，表面活性剂分子就会在界面凝聚，因此至少部分区域的被排斥基团不与载体分子接触。虽然一些有机载体本身是良好的颜料湿润剂，典型地将表面活性剂加入到醇酸油漆中，以确保颜料分散体遍及油漆溶媒中。水基系统通常是干颜料的较差湿润剂，因此，乳胶漆经常需要加入颜料分散体的表面活性剂。

表面活性剂也可用于暂时稳定颜料分散体，以防其重新聚集和重新凝聚。伴随当前可用的着色剂组合物发生的问题包括(i)它们的组分中的成分随时间分离或沉淀，可能需要周期性再混合或搅拌，和(ii)当加入着色剂时，油漆的流变学曲线发生不希望的变化，也就是油漆变得太稠或太稀。当底漆包括缔合增稠剂时，尤其会存在后一个问题。同时，这些组合物一般不含低水平的挥发性有机化合物(″VOC″)，和/或它们不是通用的，例如它们不适用于醇酸油漆或涂料和乳胶漆或涂料两者。因此，对不沉降的或不分离的着色剂组合物存在需要，该着色剂组合物具有低VOC，和提供优越的流变学曲线。

发明概述

本发明提供可用于乳胶型和醇酸型油漆和涂料两者的通用低VOC着色剂组合物。本发明的着色剂组合物优选提供对两类油漆系统特别优越的相容性，基本上不分离或沉淀，并提供呈现非常理想的流变学曲线的调色漆。本发明提供可用于制备具有极低水平挥发性有机化合物(″VOC″)的油漆的着色剂组合物。

在一个实施方案中，本发明以通用着色剂组合物的形式提供低VOC着色剂组合物，该通用着色剂组合物与乳胶型和醇酸型油漆和涂料都相容。本发明的通用着色剂组合物包括包含以下组分的组合物：(i)着色剂组分(例如颜料、着色剂、染料、调色剂、金属效果试剂等)；(ii)通用表面活性剂包装，该包装包括至少一种醇酸相容性表面活性剂；和至少一种胶乳相容性表面活性剂；和(iii)载体。该组合物任选包括另外的添加剂例如生物杀灭剂；湿润剂；一种或多种增量剂填料或其任何组合。具有通用表面活性剂包装的本发明的通用着色剂组合物，与使用了缔合增稠剂的油漆相容，即在加入着色剂组合物后，油漆可保持可接受的粘度。