[发明专利]掺有一种或更多种抗菌生物表面活性剂的水性涂料和油漆、及其使用方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年5月7日提交的美国临时专利申请No.61/643,855的优先权，其全文以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及使用生物表面活性剂的组合物和方法，用以制造建筑涂料(例如油漆)。特别地，本发明涉及在用以制造水性乳胶分散体、水性乳胶涂料、水性乳胶漆基和水性乳胶油漆的乳液聚合中将生物表面活性剂作为乳化剂使用。同时，本发明涉及将生物表面活性剂作为水性乳胶分散体、水性乳胶涂料、水性乳胶漆基和水性乳胶油漆的添加剂使用。所述生物表面活性剂通常含有鼠李糖脂或槐糖脂。所述生物表面活性剂还可充当杀生物剂和防霉剂，从而提供一种安全的、环境友好的、“绿色”且天然的替代物，用以替代目前用于此目的、可能不够环境友好的化学品(例如表面活性剂和杀生物剂)。本发明的一个较大的优点还在于使用生物表面活性剂可以减少或消除这些可能不够环境友好的表面活性剂和杀生物剂的使用。

背景技术

油漆是液态的、可液化的、或厚浆状的任意组合物，其以薄层的形式应用到基底后转换成固体膜。其最常用于对物体进行保护、着色或提供纹理。油漆含有漆基(也称为漆料或树脂)、稀释剂或溶剂、颜料或填料，并且还可具有其它添加剂。所述漆基(通常称为漆料)是油漆的成膜组分。其是唯一必须存在的组分。根据固化膜所需的性质，还任选地包括下文列出的组分。

所述漆基提供黏附力，并强烈地影响诸如以下性质：光泽度、耐久性、弹性、和韧性。在乳胶油漆中所述漆基包含乳胶。

乳胶是聚合物微粒在水性介质中的稳定分散体(胶态乳液)。因此，它是橡胶或塑料聚合物微粒在水中的悬浮液/分散体。乳胶可以是天然的或合成的。聚合是用于制造乳液聚合物和聚合物乳胶的优选技术。

乳胶油漆是亚微米的聚合物颗粒的水分散体。在油漆语境中的术语“乳胶”仅指水分散体，其中并不包含乳胶橡胶(以往被称为乳胶的橡胶树的树液)这种成分。在用于基底的油漆或涂料的生产中使用通过乳液聚合制备的乳胶是本领域公知技术。

通过乳液聚合制备的三类聚合物为：(1)合成橡胶：某些聚合度(grade)的苯乙烯-丁二烯(SBR)、某些聚合度的聚丁二烯、聚氯丁烯(氯丁橡胶)、丁腈橡胶、丙烯酸橡胶、和氟橡胶(FKM)；(2)塑料：某些聚合度的PVC、某些聚合度的聚苯乙烯、某些聚合度的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚偏二氟乙烯、和聚四氟乙烯(PTFE)；以及(3)分散体(以水分散体例如乳胶的形式出售的聚合物)。

乳胶油漆被用于多种涂布，包括在内部和外部的、以及平坦结构上的、半光泽的和光泽的涂布。乳胶聚合物漆基是乳胶聚合物，其聚结在一起以形成薄膜。乳胶油漆通过被称为聚结的过程发生固化，其中首先是水、然后是痕量或聚结性的溶剂蒸发，再使乳胶聚合物漆基颗粒聚拢在一起并使之软化，并且将它们融合在一起形成不可逆结合的网状结构，使得所述油漆不会重新溶解于原先负载它的溶剂/水。这是油漆区别于(例如)台式喷墨打印机水性油墨的特性。然而，所述乳液聚合过程中所需的乳化剂的存在对这样的油漆或涂料产生不利的影响。另外，在乳胶聚合中，表面活性剂是必要的，用以提供稳定的单体预乳液、所述聚合中的稳定性、以及最终获得的乳胶的整体稳定性。但在所述油漆中剩余的表面活性剂以及与某些聚合物的水解作用可导致所述油漆仍然容易软化，并且随着时间的推移容易被水降解。

所述稀释剂的主要目的是溶解该聚合物并调节油漆的粘度。其是挥发性的且不会成为油漆薄膜的成分。其还控制流动和涂布性能，且在某些情况下，可影响油漆在液体状态下的稳定性。其主要功能是作为非挥发性组分的载体。为了使油性的房屋内部用油漆中较重质的油(例如，亚麻子)能够延展，较轻质的油是必需的。这些挥发性物质可暂时提供它们的性能，一旦溶剂蒸发，剩余的油漆将被固定到表面上。这一组分是任选的，一些油漆不具有稀释剂。水也是水性油漆的主要稀释剂，即使是共溶剂的类型也是如此。溶剂型(也称为油性)油漆可具有有机溶剂的多种组合作为稀释剂，其中包括脂肪族化合物、芳香族化合物、醇类、酮类和油漆溶剂油。具体的实例为诸如石油馏出物、酯类、乙二醇醚及其类似物的有机溶剂。有时具有挥发性的低分子量合成树脂也可作为稀释剂。