非水溶劑組合物及其作為隔離液體的用途
【專利摘要】非水溶劑組合物，其包括0-10wt％的N-烷基吡咯烷酮、0-5wt％的二甲基亞砜、10-50wt％的γ-丁內(nèi)酯、10-50wt％的至少一種一元醇、10-60wt％的至少一種對異氰酸酯基團惰性的除γ-丁內(nèi)酯、N-烷基吡咯烷酮之外的由碳、氫、氧和非必要的氮構成的有機溶劑、和0-10wt％的至少一種添加劑。該非水溶劑組合物能夠用作用于施加水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大規(guī)模涂覆生產(chǎn)線的涂覆裝置內(nèi)的隔離液體。
【專利說明】非水溶劑組合物及其作為隔離液體的用途

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及非水溶劑組合物及其作為用于施加水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大 規(guī)模涂覆生產(chǎn)線的涂覆裝置內(nèi)的隔離液體（分離液體（separation liquid))的用途。

【背景技術】
[0002] EP1 543 883A1公開了能夠用在用于噴霧施加水性雙組分聚氨酯涂料的涂覆裝置 內(nèi)的閥布置。該涂覆裝置能夠用于以工業(yè)規(guī)模噴霧施加水性雙組分聚氨酯涂料，即其能夠 用作用于噴霧施加水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大規(guī)模涂覆生產(chǎn)線中的涂覆裝置。
[0003] 水性雙組分聚氨酯涂料組合物包括兩種在儲存過程中彼此保持分隔開的組分： (i)包括羥基官能粘合劑樹脂的水基組分（本文為簡要起見也稱作"水基組分"）和（ii) 包括聚異氰酸酯交聯(lián)劑的非水性硬化劑組分（本文為簡要起見也稱作"非水性硬化劑組 分"）。為了制備該水性雙組分聚氨酯涂料組合物，在施加該涂料組合物前不久將這兩種組 分彼此混合。在用于施加水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大規(guī)模涂覆生產(chǎn)線中，將待混合的 這兩種組分在獨立的循環(huán)管道（導管）中分別運輸或供給。各循環(huán)管道與混合器（特別是 傳統(tǒng)的靜態(tài)混合器，例如凱尼斯混合器（Kenics mixer))連接。各循環(huán)管道和混合器之間 的連接是通過各組分的短管（stub)(進給管（feedtube)進料管（feedpipe))實現(xiàn)的。該 連接包括例如泵和閥的部件，其中通常與混合器最近的閥是相應組分的釋放閥（分配閥， 劑量閥）。該釋放閥通常是多口閥（multi-port valve)。用靜態(tài)混合器的混合可以將該水 基組分和非水性硬化劑組分在噴霧施加該由此制備的水性雙組分聚氨酯涂料組合物之前 不久進行連續(xù)混合。離開該靜態(tài)混合器出口的該水性雙組分聚氨酯涂料組合物供給噴霧施 加裝置。
[0004] 本文使用了詞組"用于噴霧施加水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大規(guī)模涂料生產(chǎn)線 的涂覆裝置"。其表示整個涂覆裝置，尤其包括用于兩種組分的儲料罐和循環(huán)管線、用于供 給兩種組分的泵、用于混合兩種組分的混合器、包括用于兩種組分的釋放閥的閥、一個或多 個噴霧施加裝置和任何連接管路（pipework)。在用于噴霧施加水性雙組分聚氨酯涂料的工 業(yè)大規(guī)模涂料生產(chǎn)線的情況中，在噴霧施加不僅一種，而是多種不同的（例如不同顏色的） 水性雙組分聚氨酯涂料的情況下，基本上同樣適用。在這種情況中，不僅存在一種水基組 分，而且存在多種不同的水基組分，其每一種都具有自己的儲料罐、循環(huán)管線等。在存在多 于一種非水性硬化劑組分的情況中同樣適用，盡管通常僅存在一種非水性硬化劑組分。
[0005] 工業(yè)大規(guī)模涂覆生產(chǎn)工藝不時地中斷。這種中斷可能是意外或有意發(fā)生的，其可 能發(fā)生或長或短的時間，較長的中斷示例包括由于技術故障、涂覆材料或待涂覆物質(zhì)基材 短缺、機器改裝、假日、周末和非工作換班（nonworking shift)造成的停產(chǎn)。關于用于涂覆 水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大規(guī)模涂覆生產(chǎn)工藝，這種停機（downtime)或停產(chǎn)需要沖 洗前述釋放閥下游的裝置（為簡要起見，也稱作"下游裝置"）以除去涂覆材料并防止在下 游裝置中形成結塊或硬殼。這種下游裝置包括靜態(tài)混合器、噴霧施加裝置、任意可能存在的 閥和任意連接管路。該沖洗是在用于施加水性雙組分聚氨酯涂料的大規(guī)模涂覆生產(chǎn)線中自 動進行的。通常使用水性清洗組合物作為沖洗介質(zhì)，其通常與脈沖空氣結合使用以從下游 裝置中除去涂覆材料。如EP1 543 883A1中所公開的，隨后將非水性溶劑組合物形式的隔 離液體加注到該經(jīng)沖洗的下游裝置中以阻礙該非水性硬化劑組分進入下游裝置中并防止 非水性硬化劑組分與痕量水之間接觸。在沒有該隔離液體的情況下，在下游裝置中存在不 希望地生成難以除去的尿素結塊的風險。
[0006] 該隔離液體可以加注到下游裝置中以完全注滿下游裝置或加注直接位于該非水 性硬化劑組分釋放閥下游的至少一些空間（例如該閥與混合器入口之間的連接處）。
[0007] 以N-烷基吡咯烷酮與醇和酯的混合物形式的非水性隔離液體已經(jīng)由 申請人:的德 國子公司Dupont Performance Coatings GmbH(杜邦高性能涂料有限責任公司）作為"稀 釋劑/ECO Sperrmedium" 商品化了。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明涉及非水溶劑組合物，其包括：
[0009] 0-10wt % (重量百分比），優(yōu)選Owt %的N-烷基吡咯烷酮；
[0010] 〇-5wt%，優(yōu)選Owt%的二甲基亞砜；
[0011] l〇_50wt%，優(yōu)選 25_35wt%的 丁內(nèi)酯（伽馬-丁內(nèi)酯）；
[0012] lO-SOwt%，優(yōu)選 25-35wt% 的至少一種一兀醇；
[0013] 10_60wt %，優(yōu)選30_50wt %的至少一種對異氰酸酯基團惰性的除γ - 丁內(nèi)酯、 N-烷基吡咯烷酮之外的由碳、氫、氧和非必要的氮構成的有機溶劑；以及
[0014] 0-10wt%，優(yōu)選Owt%的至少一種添加劑。

【具體實施方式】
[0015] 申請人:發(fā)現(xiàn)了前面段落中公開的非水溶劑組合物形式的改進的隔離液體。該隔離 液體包括丁內(nèi)酯和如果存在則最好少量的N-烷基吡咯烷酮。通過使用該改進的隔離 液體，能夠降低在用于施加水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大規(guī)模涂覆生產(chǎn)線停機期間發(fā)生 尿素結塊的上述風險。盡管不希望被任意理論束縛，通過推測可知聚異氰酸酯偶爾與在非 水性硬化劑組分釋放閥下游的裝置內(nèi)的痕量水（來自脈沖空氣的水分、來自水基組分的水 和/或來自水性清洗組合物的水）接觸能夠反應在該下游裝置內(nèi)生成尿素結塊或硬殼。明 顯但出乎意料的是，在丁內(nèi)酯存在下聚異氰酸酯對水的反應性與在N-烷基吡咯烷酮存 在下其反應性相比更低。
[0016] 本文中使用了術語"有機溶劑"。其表示通常且特別地例如在油漆和涂料中常規(guī)使 用的有機溶劑。這些有機溶劑包括低分子化合物以及低聚化合物而非聚合物。該有機溶劑 的摩爾質(zhì)量（在低分子化合物的情況中）或相應的數(shù)均摩爾質(zhì)量（在低聚物的情況中）優(yōu) 選低于500。
[0017] 本文所述的數(shù)均摩爾質(zhì)量數(shù)據(jù)是由凝膠滲透色譜法（GPC，使用二乙烯基苯交聯(lián)的 聚苯乙烯作為固定相，四氫呋喃作為液相，使用聚苯乙烯標準樣）測定或待由其測定的數(shù) 均摩爾質(zhì)量。
[0018] 該非水溶劑組合物包括0-10wt%，優(yōu)選Owt%的N-烷基吡咯烷酮。N-烷基吡咯烷 酮的示例包括N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮。
[0019] 該非水溶劑組合物包括〇-5wt%，優(yōu)選Owt%的二甲基亞砜。
[0020] 該非水溶劑組合物包括10_50wt%，優(yōu)選25-35wt%的丁內(nèi)酯。
[0021] 該非水溶劑組合物包括10_50wt%，優(yōu)選25-35wt%的至少一種一元醇，特別優(yōu)選 C3-C8 -元醇，更特別地優(yōu)選飽和C3-C8 -元醇。飽和C3-C8 -元醇的示例可以包括丙醇的 異構體、丁醇的異構體、戊醇的異構體、己醇的異構體、庚醇的異構體、辛醇的異構體；環(huán)脂 族一元醇，例如環(huán)己醇；具有不超過8個碳原子的環(huán)己醇的烷基取代衍生物等。優(yōu)選的飽和 C3-C8 -元醇可以包括丙醇的異構體、丁醇的異構體和戊醇的異構體。
[0022] 該非水溶劑組合物包括10_60wt%，優(yōu)選30_50wt%的至少一種對異氰酸酯基團 惰性的除Y - 丁內(nèi)酯、N-烷基吡咯烷酮之外的，由碳、氫、氧和氮構成或由碳、氫和氧構成的 有機溶劑。優(yōu)選的是對異氰酸酯基團惰性的除丁內(nèi)酯之外的由碳、氫和氧構成的有機 溶劑。
[0023] 這種由碳、氫、氧和氮構成的有機溶劑的示例可以包括非環(huán)酰胺，例如3-甲氧 基-N，N-二甲基丙酰胺和3- 丁氧基-N，N-二甲基丙酰胺。3-甲氧基-N，N-二甲基丙酰胺 和3-丁氧基-N，N-二甲基丙酰胺可作為Equamide Μ 100和Equamide B 100獲得，二者都 來自出東京光興產(chǎn)株式會社（Idemitsu Kosan Co. Ltd.，Tokyo)。
[0024] 這種由碳、氫和氧構成的有機溶劑的示例可以包括：醚，例如乙二醇二 C1-C6-烷基醚、丙二醇二C1-C6-烷基醚、二乙二醇二C1-C6-烷基醚（diethylene glycol di-Cl-C6_alkyl ether)、二丙二醇二 C1-C6-燒基醚（dipropylene glycol di-Cl-C6_alkyl ether)和四氫呋喃；酮，例如丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基異丁 基酮、甲基戊基酮、甲基異戊基酮、二乙基酮、二異丁基酮、環(huán)己酮、異佛樂酮、2, 4-戊二酮 (2,4-pentanedione)和甲氧基己酮；酯，例如乙氧基丙酸乙酯、甲基乙二醇乙酸酯（methyl glycol acetate乙二醇一甲醚乙酸酯）、乙基乙二醇乙酸酯（ethyl glycol acetate乙二醇 一乙醚乙酸酯）、丁基乙二醇乙酸酯（butyl glycol acetate乙二醇一丁醚乙酸酯）、丁基 二乙二醇乙酸酯（butyl diglycol acetate二乙二醇一丁醚乙酸酯）、乙酸甲氧基丙酯、乙 酸乙氧基丙酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙 酸戊酯異構體、乙酸己酯、乙酸庚酯、乙酸乙基己酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁 酯、丙酸戊酯、丁酸丁酯、丙二酸二乙酯、己二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、琥珀酸二甲酯、乙二 醇二乙酸酯和丙二醇二乙酸酯；除丁內(nèi)酯之外的內(nèi)酯，例如ε-己內(nèi)酯；以及碳酸酯， 例如碳酸二甲酯、碳酸二丁酯和碳酸丙二酯。
[0025] 該非水溶劑組合物包括0-10wt%，優(yōu)選Owt%的至少一種添加劑。添加劑的示例 可以包括消泡劑、潤濕劑和表面活性劑。
[0026] 在一些實施方案中，該非水溶劑組合物由以下構成：
[0027] 0-lOwt %，優(yōu)選Owt %的N-烷基吡咯烷酮；
[0028] 〇-5wt%，優(yōu)選Owt%的二甲基亞砜；
[0029] 10-50wt %，優(yōu)選 25_35wt % 的 γ - 丁 內(nèi)酯；
[0030] 10_50wt %，優(yōu)選25-35wt %的至少一種一元醇，尤其C3-C8 -元醇，更尤其飽和 C3-C8 -元醇；
[0031] 10_60wt %，優(yōu)選30_50wt %的至少一種對異氰酸酯基團惰性的除γ - 丁內(nèi)酯、 N-烷基吡咯烷酮之外的由碳、氫、氧和非必要的氮構成的有機溶劑；以及
[0032] O-lOwt%，優(yōu)選Owt%的至少一種添加劑；
[0033] 其中該重量百分比（wt% )之和總計為100%。
[0034] 優(yōu)選的依照本發(fā)明的非水溶劑組合物由以下構成：25_35wt %的γ - 丁內(nèi)酯； 25-35wt%的至少一種一元醇，尤其C3-C8 -元醇，更尤其飽和C3-C8 -元醇；和30-50wt% 的至少一種對異氰酸酯基團惰性的除丁內(nèi)酯之外的由碳、氫和氧構成的有機溶劑；其 中該重量百分比（wt% )之和總計為100%。
[0035] 本發(fā)明的非水溶劑組合物能夠用作用于施加水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大規(guī) 模涂覆生產(chǎn)線的涂覆裝置內(nèi)的隔離液體。因此本發(fā)明還涉及該非水溶劑組合物用作用于施 加水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大規(guī)模涂覆生產(chǎn)線的涂覆裝置內(nèi)的隔離液體的用途。關于 用于施加水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大規(guī)模涂覆生產(chǎn)線的涂覆裝置，參照以上"背景技 術"部分。如該部分中已經(jīng)公開的那樣，通常該涂覆裝置尤其包括用于非水性硬化劑組分 (通常非水性聚異氰酸酯硬化劑）的釋放閥。本發(fā)明的非水性溶劑組合物能夠特別用作用 于噴霧施加水性雙組分聚氨酯涂料的工業(yè)大規(guī)模涂覆生產(chǎn)線的該涂覆裝置的該非水性硬 化劑組分釋放閥下游的裝置內(nèi)的隔離液體?？梢詫⒃摲撬匀軇┙M合物加注到該下游裝置 中以完全充滿該下游裝置或加注直接位于該非水性硬化劑組分釋放閥下游的至少一些空 間（例如該閥和該混合器入口之間的連接處）。
[0036] 實施例
[0037] 參比實施例1(制各聚異氰酸酯纟目合物1)：
[0038] 將30pbw (重量份）的N-乙基吡咯烷酮、46pbw的NC0值為17. 4的基于六亞甲基 二異氰酸酯的親水性脂肪族聚異氰酸酯和24pbw的獲自拜耳（Bayer)的DESMODUR? N3600(NC0值為23的三聚的六亞甲基二異氰酸酯）混合。
[0039] 參比實施例2 (制各聚異氰酸酯纟目合物2)：
[0040] 將29. 5pbw的γ - 丁內(nèi)酯、46pbw的NC0值為17. 4的基于六亞甲基二異氰酸酯的 親水性脂肪族聚異氰酸酯和24.5pbw的獲自拜耳（Bayer)的DESMODUR_?N3600混合。
[0041] 實施例3 (制各溶劑纟目合物）：
[0042] 將29. 5pbw的γ - 丁內(nèi)酯、32. lpbw的正丁醇和38. 4pbw的丁基乙二醇乙酸酯 (butyl glycol acetate)混合。
[0043] 參比實施例4(制各溶劑纟目合物）：
[0044] 將29. 5pbw的N-乙基吡咯烷酮、32. lpbw的正丁醇和38. 4pbw的丁基乙二醇乙酸 酯（butyl glycol acetate)混合。
[0045] 參比實施例5 ：
[0046] 將2pbw的參比實施例1的聚異氰酸酯組合物與lpbw的實施例3的溶劑組合物混 合形成第一溶劑化的聚異氰酸酯組合物。在單獨操作中，將2pbw的參比實施例2的聚異氰 酸酯組合物與lpbw的實施例3的溶劑組合物混合形成第二溶劑化的聚異氰酸酯組合物。在 另一單獨操作中，將2pbw的參比實施例1的聚異氰酸酯組合物與lpbw的參比實施例4的 溶劑組合物混合形成第三溶劑化的聚異氰酸酯組合物。
[0047] 使用抹刀將98pbw的各溶劑化的聚異氰酸酯組合物與2pbw的去離子水手動混合。 在單獨操作中，使用抹刀將99pbw的各溶劑化的聚異氰酸酯組合物與lpbw的去離子水手動 混合。定性測定各混合物在20°C隨時間的粘度變化。結果總結在下表1中。
【權利要求】
1. 一種非水溶劑組合物，該組合物包括： O-lOwt %的N-烷基吡咯烷酮； 〇-5wt%的二甲基亞砜； 10-50wt%的 γ-丁內(nèi)酯； lO-SOwt%的至少一種一元醇； 10-60wt%的至少一種對異氰酸酯基團惰性的除γ-丁內(nèi)酯、N-烷基吡咯烷酮之外的 由碳、氫、氧和非必要的氮構成的有機溶劑；以及 0-10wt%的至少一種添加劑。
2. 根據(jù)權利要求1所述的非水溶劑組合物，該組合物由以下構成： O-lOwt %的N-烷基吡咯烷酮； 〇-5wt%的二甲基亞砜； 10-50wt%的 γ-丁內(nèi)酯； lO-SOwt%的至少一種一元醇； 10-60wt%的至少一種對異氰酸酯基團惰性的除γ-丁內(nèi)酯、N-烷基吡咯烷酮之外的 由碳、氫、氧和非必要的氮構成的有機溶劑；和 0-10wt%的至少一種添加劑； 其中所述重量百分比之和總計為100%。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的非水溶劑組合物，其中，該γ-丁內(nèi)酯占該非水溶劑組合 物的 25-35wt%。
4. 根據(jù)權利要求1、2或3所述的非水溶劑組合物，其中，該至少一種一元醇占該非水溶 劑組合物的25-35wt%。
5. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的非水溶劑組合物，其中，該至少一種對異氰酸酯 基團惰性的除丁內(nèi)酯、N-烷基吡咯烷酮之外的由碳、氫、氧和非必要的氮構成的有機溶 劑占該非水溶劑組合物的25-35wt%。
6. 根據(jù)權利要求1所述的非水溶劑組合物，其特征在于，由以下構成：25-35wt %的 丁內(nèi)酯，25-35wt%的至少一種一元醇，和30-50wt%的至少一種對異氰酸酯基團惰性 的除丁內(nèi)酯之外的由碳、氫和氧構成的有機溶劑，其中所述重量百分比該wt%之和總 計為100%。
7. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的非水溶劑組合物，其中，該一元醇是C3-C8 -元 醇。
8. 根據(jù)權利要求7所述的非水溶劑組合物，其中，該C3-C8 -元醇是飽和C3-C8 -元 醇。
9. 將前述權利要求中任一項所述的非水溶劑組合物用作用于施加水性雙組分聚氨酯 涂料的工業(yè)大規(guī)模涂覆生產(chǎn)線的涂覆裝置內(nèi)的隔離液體的用途。
10. 根據(jù)權利要求9所述的用途，其中，該涂覆裝置包括用于非水性硬化劑組分的釋放 閥，且其中將該非水溶劑組合物加注到該裝置中該非水性硬化劑釋放閥的下游。
【文檔編號】C09D9/00GK104093790SQ201280068266
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年11月19日 優(yōu)先權日:2011年11月29日
【發(fā)明者】P·施托費爾, M·布倫納 申請人:涂料外國Ip有限公司