專利名稱：消泡劑及使用它的制品和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消泡劑和它們在涂料組合物、油漆等中的應(yīng)用，并涉及使用這種消泡劑的組合物、制品和方法。
背景技術(shù)：
在許多液體體系，尤其是包含表面活性化合物(其為有意包含的組分)或甚至不想要的組分的那些體系中，在組合物制備、組合物用途或二者中可能出現(xiàn)由于起泡導(dǎo)致的問題。例如，由于含有表面活性劑如皂和/或合成洗滌劑，組合物如聚合物乳膠和乳膠漆可具有起泡傾向。在許多情況下，這種組合物產(chǎn)生過量泡沫，并且稱作消沫劑、消泡劑或防沫劑的物質(zhì)用于將起泡降至期望用途可接受的水平。消泡劑有時(shí)也用于與氣態(tài)物質(zhì)接觸的液體體系，例如在廢水氣化期間，在液體劇烈攪拌期間，在蒸餾、洗滌或著色操作期間或在分配過程期間。盡管起泡劑必須能夠幫助控制或使期望應(yīng)用中出現(xiàn)的起泡量最小化，還重要的是這種材料不會(huì)對與它們一起使用的材料的功能性能具有不利影響。因此，例如在乳膠漆中有效消除起泡或使起泡最小化，但使油漆由于粘度改變而不能適當(dāng)涂布的消泡劑例如是不可接受的。因此，迄今為止所使用的消泡劑通常包括活性成分和載體材料，以及其它可能的組分。申請人發(fā)現(xiàn)并理解許多現(xiàn)有消泡劑具有的潛在顯著缺點(diǎn)在于它們包含或由揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)組成和/或不能在實(shí)現(xiàn)高水平消泡性能的同時(shí)不對使用它的組合物的性能有不利影響。概述申請人:發(fā)現(xiàn)包含至少一種活性消泡化合物或化合物的組合和液體載體的令人驚訝地有效且高效的低VOC消泡劑，所述液體載體包含，優(yōu)選基本由，甚至更優(yōu)選由一種或多種粘度在40°C下小于約100厘沲(dt)(通過ASTM D445測量)，在某些實(shí)施方案中優(yōu)選在40°C下為約5至小于約IOOcM (通過ASTM D445測量)，且VOC含量(通過ASTM方法 D3960 “測定油漆和相關(guān)涂料的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)操作(Mandard Practice for Determining Volatile Organic Compound(VOC)Cotent of Paints and Related Coatings) ”測量)不大于約1重量％的有機(jī)化合物組成。優(yōu)選實(shí)施方案詳述預(yù)期本發(fā)明消泡劑適于與所有目前所用的活性消泡組分一起使用，還將適于與又待開發(fā)的這種活性消泡組分一起使用。此外，預(yù)期活性消泡劑的濃度或量可在本發(fā)明范圍內(nèi)寬泛地變化。例如，預(yù)期在優(yōu)選實(shí)施方案中，活性消泡劑以組合物的約0. 5-約99重量％， 更優(yōu)選在某些實(shí)施方案中以組合物的約0. 5-約15重量％，甚至更優(yōu)選在某些實(shí)施方案中以組合物的約2-約12重量％的量存在于組合物中。如本文所用，術(shù)語“活性消泡化合物”意指在液體體系，優(yōu)選含水體系中具有降低和/或防止泡沫或起泡，包括微起泡的任何化合物或化合物的組合。盡管預(yù)期本發(fā)明起泡劑適于與任何已知的活性消泡化合物一起使用，在許多實(shí)施方案中優(yōu)選活性消泡化合物包括疏水性聚氧化乙烯乙二醇醚，特別是如目前包含在Cognis Corporation出售的產(chǎn)品中的這種化合物。這種活性消泡化合物描述于美國專利6，583，185中，在此將其全部引入作為參考。其它活性消泡化合物，例如硅石、疏水硅石、聚乙烯蠟、亞乙基雙硬脂酰胺蠟、聚丙烯蠟、聚二甲基硅氧烷、有機(jī)改性的聚二甲基硅氧烷、疏水性聚氧化乙烯甘油醚可單獨(dú)使用或與一種或多種其它活性消泡化合物組合使用。類似地，由本文所含的教導(dǎo)來看，預(yù)期大范圍和大量載體適用于本發(fā)明。在優(yōu)選實(shí)施方案中，液體載體包含，優(yōu)選基本由，甚至更優(yōu)選由一種或多種粘度在40°C下為約50厘沲(cSt)或更小(通過ASTM D445測量)，且VOC含量(通過ASTM方法D3960“測定油漆和相關(guān)涂料的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)操作”測量)不大于約1重量％的有機(jī)化合物組成。優(yōu)選在某些實(shí)施方案中，液體載體包含，優(yōu)選基本由，甚至更優(yōu)選由一種或多種粘度在40°C下為約5-約50，更優(yōu)選約15-約30，甚至更優(yōu)選約15-25厘沲(cSt)(通過ASTM D445測量)，且VOC含量(通過ASTM方法D3960 “測定油漆和相關(guān)涂料的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)操作”測量)不大于約1重量％，更優(yōu)選不大于約0. 5重量％的有機(jī)化合物組成。預(yù)期本發(fā)明載體可以為可溶解和/或分散一種或多種本發(fā)明活性消泡化合物的任何液體，優(yōu)選基本水不溶性液體，甚至更優(yōu)選有機(jī)液體。因此，在某些優(yōu)選實(shí)施方案中， 載體可以由一種或多種石蠟油和環(huán)烷油、妥爾油脂肪酸和烷氧基化妥爾油脂肪酸、脂肪醇和烷氧基化脂肪醇、液體聚氧化丙烯、液體聚氧化乙烯、液體聚(氧化乙烯-氧化丙烯)、聚 α烯烴、改性或未改性聚亞烷基二醇和通常稱作聚結(jié)劑(coalescents)和/或增塑劑的各種物質(zhì)、基油(包括優(yōu)選API組II和組11+基油)或任何這些物質(zhì)的任何組合組成，條件是保持上述寬和/或優(yōu)選的VOC和粘度要求。在某些高度優(yōu)選的實(shí)施方案中，載體包含，甚至更優(yōu)選包含至少50重量％，甚至更優(yōu)選基本由一種或多種API組II或組11+基油組成， 特別包括以商品名PURITY由Petr0-Canada出售的基油。在某些實(shí)施方案中尤其優(yōu)選以商品名 PURITY 1003、PURITY 1017、PURITY 1020、PURITY 1810 和 PURITY 2305 出售的 API 組11基油和它們的組合。在某些實(shí)施方案中，優(yōu)選載體包含，優(yōu)選基本由，甚至更優(yōu)選由具有至少95%，甚至更優(yōu)選至少99%，甚至更優(yōu)選至少約99. 9重量％飽和化合物的組II和 /或組11+基油如PURITY 1003基油組成。在某些實(shí)施方案中優(yōu)選的其它材料為以商品名 PURITY VHVI4由Petro-Canada出售的材料。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，載體還含有小于約0. 5%，甚至更優(yōu)選小于約0. 的芳族化合物，以及小于約0. 005%，甚至更優(yōu)選小于約 0. 001%的硫，如在PURITY 1003基油的情況下。在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及包含本發(fā)明消泡劑的油漆，甚至更優(yōu)選高級油漆， 其特征在于VOC為100g/l或更少，甚至更優(yōu)選VOC為50g/l或更少，甚至更優(yōu)選VOC為約 0，本發(fā)明消泡劑以油漆的約0. 1-約1重量％的量，更優(yōu)選以小于油漆的約0.8重量％的量，甚至更優(yōu)選以小于油漆的約0. 5重量％的量存在于這種油漆中。在某些高度優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明消泡劑優(yōu)選以油漆的約0. 3重量％或更少的量存在于油漆中。申請人:驚訝地發(fā)現(xiàn)優(yōu)選的本發(fā)明消泡劑不僅具有特別理想的低水平V0C，而且它們能用于涂料組合物，優(yōu)選油漆，甚至更優(yōu)選高級油漆中，同時(shí)保持與使用標(biāo)準(zhǔn)礦物油作為載體的消泡劑可比或更優(yōu)的性能。更特別地，在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明包括含有本發(fā)明消泡劑的涂料或油漆，其特征在于VOC為100g/l，甚至更優(yōu)選VOC為50g/l或更少，甚至更優(yōu)選VOC為約0，其中消泡劑以比實(shí)現(xiàn)基本相同性能水平所需要的標(biāo)準(zhǔn)礦物油的量少至少約30%，甚至更優(yōu)選少至少約50%的量存在，優(yōu)選如通過油漆或涂料的一種或多種相關(guān)性能測量，優(yōu)選包括氣泡破裂時(shí)間，％空氣-高速攪拌和覆蓋性。如本文所用，術(shù)語“標(biāo)準(zhǔn)礦物油”指溶劑精制的重鏈烷烴餾分(石油)或溶劑精制的脫蠟重質(zhì)餾分如TEFFLO PROCESS OIL 10。如本文所用，術(shù)語“％空氣-高速攪拌”指其附件中描述的Red Devil Paint Shaker 方法。如本文所用，術(shù)語“氣泡破裂時(shí)間”指其附件中所述的“Roller and Brush Dab Test Method”方法。如本文所用，術(shù)語“覆蓋性”意指經(jīng)涂覆，液膜干燥成光滑且均勻的罩面漆且基本不含陷穴和白點(diǎn)。此外，申請人發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選形式為高效消泡劑，如通過氣泡破裂時(shí)間測量，同時(shí)保持優(yōu)異的覆蓋性特征和如上所述理想的低VOC水平。例如，在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明消泡劑的VOC水平為不大于約1重量％，甚至更優(yōu)選不大于約0. 5%，同時(shí)當(dāng)以約1重量％ 或更小，更優(yōu)選小于約0. 75重量％，甚至更優(yōu)選小于約0. 5重量％的水平存在于油漆中時(shí)， 還能產(chǎn)生小于200秒，更優(yōu)選小于100秒，甚至更優(yōu)選小于約75秒的油漆氣泡破裂時(shí)間。
實(shí)施例以下所述所有份數(shù)和百分?jǐn)?shù)(除非另有指出)均基于重量。粘度基于40°C。實(shí)施例1A、IB及對比例IC和ID下表1中的本發(fā)明消泡劑A和B及對比消泡劑C和D通過使用標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)方法將表中所述的指定活性消泡劑化合物與指定濃度的載體簡單地混合而制備(指定量為重量份)。表 1
消泡劑A消泡劑B對比消泡劑C對比消泡劑D活性消泡化合物疏水性聚氧化乙烯甘油醚*4444氧化聚乙烯均聚物*77N，N’ -亞乙基雙硬脂酰胺&棕櫚酸酰胺55載體組11+基油*8991礦物油*8991性能結(jié)果VOC< 0. 5%< 0. 5%2%2%
權(quán)利要求
1.包含至少一種活性消泡化合物和液體載體的低VOC消泡劑，所述液體載體包含一種或多種有機(jī)化合物，通過ASTM D445測量的所述有機(jī)化合物的粘度在40°C下小于約100厘沲(dt)，且通過ASTM方法D3960 “測定油漆和相關(guān)涂料的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)操作”測量的VOC含量不大于約1重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的低VOC消泡劑，其包含至少一種活性消泡化合物和液體載體，所述液體載體包含一種或多種粘度在40°C下為約5至小于約100厘沲(dt)的有機(jī)化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的低VOC消泡劑，其包含至少一種以消泡劑的約0.5-約99重量％ 的量存在于所述消泡劑中的活性消泡化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的低VOC消泡劑，其包含至少一種以消泡劑的約0.5-約99重量％ 的量存在于所述消泡劑中的活性消泡化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的低VOC消泡劑，其中所述至少一種存在于所述消泡劑中的活性消泡化合物包含至少一種疏水性聚氧化乙烯乙二醇醚。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的低VOC消泡劑，其中所述載體包含至少一種API組II基油、組11+ 基油和它們的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的低VOC消泡劑，其中所述載體包含至少50重量％的至少一種API 組II基油、組11+基油和它們的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的低VOC消泡劑，其中所述載體基本由至少一種API組II基油、組 11+基油和它們的組合組成。
全文摘要
包含至少一種活性消泡化合物或化合物的組合和液體載體的低VOC消泡劑，所述液體載體包含一種或多種粘度在40℃下小于約100厘沲(cSt)(通過ASTM D445測量)且VOC含量(通過ASTM方法D3960“測定油漆和相關(guān)涂料的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)操作”測量)不大于約1重量％的有機(jī)化合物。
文檔編號C09D7/12GK102247712SQ20111008655
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者D·赫爾佐克, J·曼加諾, V·巴拉蘇布拉馬尼亞姆 申請人:考格尼斯知識產(chǎn)權(quán)管理有限責(zé)任公司