[发明专利]固体材料制剂

说明书

发明领域

本发明涉及一种固体材料制剂，其包含(i)液体载体，(ii)一种或多种固体材料，和(iii)分散剂，其中该分散剂包含特定的非离子型表面活性剂。

现有技术

在液体载体中的固体材料制剂在各种技术领域中是非常重要的。例如，它们被用在油漆、印刷油墨、纸张涂料、皮革和纺织品颜料、糊、浓缩颜料、陶瓷和化妆品制剂的制造和加工方法中。类似的，固体材料制剂，例如颜料和/或填料，被用在基于合成的、半合成的或天然的聚合物的浇铸(casting)和成型组合物的制造或加工中。固体材料制剂也被使用在例如浇铸组合物、PVC增塑溶胶、凝胶涂层、聚合物混凝土、电路板、工业涂料、木材和家具涂料、汽车涂料、船舶涂料、腐蚀控制涂料、罐头和线圈涂料、装饰涂料和建筑涂料的制造中，在上述情况中，固体材料与通常已知的粘合剂和/或溶剂、颜料和任选的填料、分散助剂和其他通常的辅助材料混合。

就此而言，表面活性剂经常被用作分散剂。这些表面活性剂本质上通常是非离子型或阴离子型。文献中已经描述了大量的表面活性剂型的不同分散剂。作为表面活性剂，分散剂在润湿将要被分散的固体材料的颗粒中是有效的，并有利于附聚物的分解。分散剂对于得到的分散物还具有稳定作用，并抑制固体材料颗粒的任何再附聚或者絮凝。分散剂是特别重要的，例如用于在印刷油墨、油漆和涂料的制备中的分散颜料和填料。

然而，当表面活性剂被用作分散助剂时，分散操作会经常被观察到产生不希望的发泡。通常寻求通过额外使用强消泡剂(例如，millbase消泡剂)来抑制所述的泡沫。遗憾的是，这些强消泡剂可能对工艺链(process chain)产生不良影响(成坑、气孔等)。

对于将以初级颗粒形式永久存在的颜料，通过使用剪切机将颜料足够精细的分散在液体载体中来制造浓缩颜料。合适的剪切机是所述领域的专业人员已知的。

由于分散对涂料、油漆和印刷油墨工业的重要性，在技术文献中广泛的介绍了分散的工艺和适用于稳定初级颗粒的低分子量和高分子量化合物。现有技术没有教导如何具体选择对浓缩颜料配方提供有效支持的添加剂，特别是当这些浓缩颜料被允许制造低释放或甚至无释放涂料和印刷油墨的制造时，或者当它们不含一般为生态学家或者生态毒理学家认为安全的物质时。

一个特别的困难是含水浓缩颜料的配制，特别当这是在不添加低分子量助溶剂例如乙二醇或丙二醇下操作时。确实，如所述领域的专业人员已知的，基于聚磷酸盐或者聚丙烯酸盐的颜料分散剂对于在乳胶漆中保持颜料和填料以及由其他分散剂或保护胶体稳定的乳胶粒子处于悬浮状态是非常有用的，但是对于制备具有上述性能的浓缩颜料是无用的。

当用水作为浓缩颜料的连续相时，在不同极性的有机基油中有用的分散剂大部分失效。另一方面，考虑到它们的生物可降解性，具有良好润湿颜料性质的表面活性剂型分散剂，例如烷基酚聚二醇醚类，不仅在洗衣用洗涤剂及清洁行业(其中在德国它们已经被完全替代作为表面活性剂)，并且也在乳液聚合方面，即，在用于乳液涂料的水性粘合剂的生产中，最近已引发生态争议。

关于用于浓缩颜料配制的添加剂的选择更加复杂的因素是具有选择的分散添加剂必须足以使连续相的粘度将随着剪切力的增加而降低，即：是假塑性的，并且必须不会膨胀，基本上独立于基油。

当配制浓缩颜料时另一个需要考虑的因素是在保水能力和吸湿性之间的平衡，以便浓缩物的自干燥趋势基本上被抑制。初始干燥浓缩颜料应当更容易再分散。另一方面，保水能力和吸湿性决不能变得高到最终涂覆的涂层变成水敏感的。

最终的涂料的其他性能特征例如冻融稳定性(freeze-thaw stability)、存储稳定性、剪切稳定性可以受到与该固化膜的性能一样小的不利影响，实例是透明度、光泽或者耐增白性。

根据本发明形成浓缩颜料的另外需要满足的要求是它们应当与许多粘结剂和基底清漆兼容，但同时还与水以及用于涂料的不同的溶剂兼容，并且还和用在硅酸盐涂料中的高碱性水玻璃兼容。

表面活性剂经常被用于制造固体材料的含水配制剂，例如颜料糊或者浓缩颜料。这些表面活性剂本质上通常是非离子型或阴离子型的。文献中已经描述了很多不同的表面活性剂型分散剂。

关于使用表面活性剂型分散助剂的频繁出现的问题是分散操作期间形成泡沫。已经试图通过使用强消泡剂来阻止泡沫出现。常常，这些所谓的millbase消泡剂的使用带来了该工艺链中的其他问题。因此，令人期望的是提供一种表面活性剂型分散助剂，其具有最小的起泡趋向，并且更使得它可能配制固体材料的稳定制剂。

发明概述