[发明专利]用于低挥发性有机化合物涂料的新式二苯甲酸酯塑化剂/聚结剂混合物

说明书

技术领域

本发明是针对在配制油漆和其它涂料组合物中使用的新式成膜助剂。特别是，本发明是针对一种新式的二苯甲酸酯三混合组合物，相比于传统的塑化剂/聚结剂的组合物具有较低的挥发性有机化合物含量和改进的性能特性，包含低挥发性有机化合物含量的塑化剂组合物，从而方便使用公知的乳化系统以配制油漆及其它涂料。本发明的新式成膜助剂，在包含但不限于乳胶油漆及涂料的一般乳液中兼容、高效且表现良好。

背景技术

挥发性有机化合物(Volatile organic compounds, VOC’s)是容易蒸发或挥发到空气中的一种含碳的化合物，在那里它们可与其它元素或化合物反应，以产生臭氧。臭氧陆续造成空气污染及一堆健康问题，仅举几例，包含呼吸问题、头痛、发烧、流眼泪及恶心。一些挥发性有机化合物也被认为与癌症，以及肾脏和肝脏的损害有关。

在使用挥发性有机化合物的产品的制造及应用中的油漆及涂料工业中，挥发性有机化合物是特别被关注的。在油漆及涂料的制造中使用挥发性有机化合物，导致工厂空气质量差且暴露工人在有害的化学物质下。暴露在挥发性有机化合物下的人可能遭受一些健康问题，包含但不限于多种类型的癌症、脑功能受损、肾功能障碍和其它健康问题。

同样地，漆匠以及经常暴露在有害的挥发性有机化合物蒸气中的含挥发性有机化合物的油漆和涂料的其它使用者，可能遭受健康的问题。当含挥发性有机化合物的产品干燥时，会释放有害的挥发性有机化合物到空气中，尤其是室内的应用。室内挥发性有机化合物的程度通常是室外程度的10倍，并在油漆完后瞬间，可能高达1000倍。另外，虽然挥发性有机化合物在油漆期间及漆完后不久的程度最高，其会持续渗出好几年。事实上，只有50%的挥发性有机化合物可能在第一年被释放。

因此，已实施法规以保护制造工人和终端使用者。

具有高挥发性有机化合物含量的油漆及涂料，也被认为是环境危害。其是在汽车之后排放到大气的挥发性有机化合物的第二大来源，每年约占110亿磅。

消费者要求更安全的替代品，且涂料调配者持续面临减少挥发性有机化合物的挑战，同时还得提供具有所需性能特性的涂料。大多数情况下，调配者降低用于涂料中最易挥发的成分的含量或加以更换，从而在一定程度上降低挥发性有机化合物的顾虑，但可能会导致性能受到影响。理想上，低挥发性有机化合物含量油漆或涂料的含量最少应具有与具较高挥发性有机化合物含量的油漆或涂料同等的性能。为了达到这个目标，原料供货商不断开发用于油漆及涂料，而不牺牲性能的新式、较低挥发性有机化合物的产品。

用在涂料组合物中的一个典型的易挥发、但往往是非常必要的成分是成膜助剂，即聚结剂(coalescent)，其允许涂料调配者使用成本较低的传统的、广为人知的乳胶乳液。聚结剂通过软化分散的聚合物以及使其能够熔融或形成连续的膜而促进膜的形成。聚结剂将部分地或完全地，从膜挥发出来，使膜恢复其原来的物理性质，如光泽度及耐擦洗性。聚结剂被选用以提升漆/涂料膜的性质，如光泽度、耐擦洗性及防沾黏性。聚结剂也依据各种性质，包含但不限于，挥发性、兼容性、稳定性、兼容性、易用性、和成本来选择。传统的聚结剂是高挥发且可对油漆或涂料的挥发性有机化合物含量有显著贡献。

作为用以实现较低挥发性有机化合物含量的一种替代品，不需要这些高挥发性成膜助剂的聚合乳液系统正在发展中。在这些较新的乳液系统中使用的聚合物偏向柔软到达到一个低的最低成膜温度(minimum film forming temperature, MFFT)；然而，某些性能参数有时可能会受损，而这些较柔软的乳液系统往往价格昂贵。

成膜助剂在本领域中是现有的。疏水性成膜助剂，如工业标准的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate, TXMB)，在应用程序的聚结阶段中分隔成乳液里的聚合物，并软化乳液里的分散颗粒。接着聚结剂部分地或完全地从膜挥发出来。通过其性质，这种“逃逸的”聚结剂，在聚结阶段开始时对膜的挥发性有机化合物有显著的贡献，并于其后持续一段时间。这接下来可影响膜周围的空气质量，并被证明其为令人不悦的气味。

因为这些问题，已有朝向发展及使用较低的挥发性、更持久的成膜助剂，如塑化剂，在涂料工业的趋势。