[发明专利]具有生物基化合物的分散剂

说明书

发明人

希琳S.巴西斯

泰奥多拉R.塔布纳-萨利尔斯

布鲁斯R.西布里

技术领域

本披露进针对包括卵磷脂的分散剂及其用途。本披露还针对用于制备此类分散剂的方法和这些分散剂的用途。

背景

分散剂和胶乳具有在例如纸面涂料、颜料、油漆、和粘合剂等应用中的实用性，以及用于造纸、金属和制药工业中的涂料的实用性。尽管分散剂仅占油漆和涂料配制品的总组合物的几个百分比，分散剂在此类油漆和涂料配制品的性能中起着关键性作用。分散剂提供了颜色稳定性，并通过增加颜料颗粒的暴露表面积使得颜料不透明度最大化，由此在增加了覆盖范围的同时降低了成本。

分散是涉及多个变量的复杂过程，这些变量包括所涉及的溶剂、树脂、和颜料的化学反应。在这些化学反应中的变化与流变学和最终分散技术中的变化相关。空间力和静电力可以稳定颜料分散体，并且通常使用阴离子和非离子表面活性剂以及它们对颜料表面产生的作用来完成。这些表面活性剂容易使用、廉价并且在低浓度是有效的。但是，阴离子表面活性剂是pH和盐敏感的。非离子表面活性剂的吸附作用是pH和盐不敏感的，但是此类非离子表面活性剂需要大量使用才是有效的。

其他分散技术使用超分散剂，这些超分散剂与传统的表面活性剂类的分散剂相比具有更高的分子量。此类超分散剂的一种类型是聚合分散剂，这些聚合分散剂在它们的分子中具有一种锚定基团和一种聚合链，该锚定基团吸附在颜料的表面处，并且该聚合链在颜料颗粒周围提供空间稳定障碍。尽管聚合分散剂吸附到这些分散的颜料上，此类分散剂提供很少的润湿和乳化特性。此类分散剂是引人注目的是一些水基的配制品，由于与表面活性剂类的分散剂相比常常产生较少的发泡。

磷酸酯通常结合分散技术来使用，并且由于此类磷酸酯不能由其单独使用而被视为辅助分散剂。这些磷酸酯通过与颜料颗粒的空间相互作用提供对稳定化的协助。

除了润湿和分散作用，分散剂还需要稳定悬浮颗粒，否则这些悬浮颗粒将重新凝聚。这种稳定化是关键的并且难于完成，但是当实现的时候会为着色剂提供更长的保存期限、改进的颜色、光泽、和颜色相容性。

展现这些令人希望的分散剂特性的一种表面活性剂是阴离子磷酸酯，具有作为头基的磷酸部分。这些阴离子磷酸酯是用磷酸衍生物和醇合成的，并且具有一些导致pH低于二的残余磷酸。阴离子磷酸酯通常以游离酸形式可用。在用于润湿剂或分散剂的配制品中磷酸基团的存在增强了油漆中的颜料的光泽和颜色接受性特性，减少了由于油漆的老化导致的粘度增加，改进了表面润湿，并且提供了稳定的分散体。

随着对于更多的生物基添加剂（基于对于“更绿”产品的愿望，这些生物基添加剂可以取代基于石油的产品）的需要的日益增长，存在一种对于可以用于分散剂、涂料、和胶乳型产品中的生物基产品（biobased product）的需要，其中这些生物基的产品满足基于石油的对应物的所有希望的特征。

概述

在其每个不同的实施例中，本发明满足这些需求并且披露了可以用作分散剂的生物基产品。

在一个实施例中，处于纳米分散体形式的组合物包括卵磷脂、酸和水。

在另一个实施例中，处于纳米-乳剂形式的分散剂组合物包括一种具有在2与35之间的介电常数的有机溶剂、卵磷脂和水。

在另外的实施例中，一种用于生产处于纳米分散体形式的产品的方法包括将卵磷脂与一种具有在2与35之间的介电常数的有机溶剂混合，并且将水与该有机溶剂和该卵磷脂混合。

在其他实施例中，还披露了本发明的这些组合物作为分散剂的用途以及分散化合物的方法。

应当理解的是，本披露并不局限于在该概述中披露的这些实施例，并且是旨在涵盖如由权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的修改。

附图简要说明

本披露的特征和优势可以通过参照附图而得以更好地理解，其中：

图1显示了本发明不同实施例的分散剂密度。

图2是使用一种本发明的分散剂的实施例生产的油漆的特性图示。

图3显示了使用本发明的分散剂的不同实施例生产的油漆的颜色。

图4显示了使用本发明的分散剂的一个实施例生产的油漆与使用其他的分散剂生产的油漆相比较的颜色对比。

图5是使用本发明的分散剂的一个实施例生产的油漆的特性图示。

图6显示了使用本发明的分散剂的不同实施例生产的油漆的颜色。

图7显示了使用本发明的分散剂的不同实施例生产的油漆的颜色。