專利名稱：纖維素醚淤漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及水溶性聚合物的淤漿。更具體地說，本發(fā)明涉及水溶性纖維素醚在含氧(oxygenated)的有機(jī)載體中的淤漿。
本發(fā)明的背景纖維素醚在工業(yè)上已用于各種應(yīng)用中。纖維素醚的典型工業(yè)應(yīng)用包括，例如，用作粘度調(diào)節(jié)劑，懸浮助劑，油田鉆井和壓裂用材料，硅質(zhì)材料例如玻璃板和陶瓷的粘合促進(jìn)劑，塑料和金屬基材的涂料，保護(hù)膠體和建筑材料，例如墻板復(fù)合材和乳膠灌漿添加劑。典型的個(gè)人護(hù)理用品包括，例如，藥物和化妝品組合物，例如膏劑，皮膚霜?jiǎng)?，洗劑，肥皂，洗發(fā)香波和調(diào)理劑等。
纖維素醚的一個(gè)主要用途是在纖維素醚用作增稠劑的乳膠工業(yè)方面。在乳膠型油漆中，纖維素醚一般提供優(yōu)異的增稠效率和其它性能，但同時(shí)基本上對(duì)乳膠以及常常在乳膠油漆中使用的表面活性劑和凝結(jié)劑表現(xiàn)惰性。
纖維素醚，例如羥乙基纖維素，一般作為干粉來銷售。包括纖維素醚的最終組合物常常是液體。干粉纖維素醚典型地由液體產(chǎn)品的配方者引入到最終的液體組合物中。一般來說，固體比液體更難測量、溶解、轉(zhuǎn)移和貯存。相反，液體比固體一般能更順利地溶解和更容易轉(zhuǎn)移，即泵送。
纖維素醚的含水淤漿早已有人提出，據(jù)此，高濃度的鹽，例如，甲酸鈉，碳酸鉀或磷酸二銨，被用來充分地降低纖維素醚的水溶性以得到纖維素醚顆粒在載體中的懸浮液。然而，該含鹽的淤漿還沒有在乳膠工業(yè)中獲得廣泛的使用，尤其在乳膠型油漆工業(yè)中，因?yàn)橛贊{中高的鹽濃度將有害于最終的干漆膜，原因在于鹽會(huì)損害涂層的耐候性，粘合性和耐水性。
因此，需要不必使用高濃度的鹽以分散纖維素醚的改進(jìn)的纖維素醚淤漿。還有，人們希望該淤漿得到高濃度(例如高于30wt％)的纖維素醚。還希望淤漿中的其它成分，例如載體，與使用淤漿的最終組合物相容和有益于該組合物。
本發(fā)明概述通過本發(fā)明，提供了纖維素醚的淤漿以及制造和使用該纖維素醚的方法。本發(fā)明的纖維素醚淤漿包括纖維素醚和含氧的有機(jī)載體，它基本上是纖維素醚的非溶劑。本發(fā)明的纖維素醚淤漿能制備成是基本上不含鹽和水的。
相當(dāng)理想地，本發(fā)明的該纖維素醚淤漿包括例如如下的成分，例如，含氧的有機(jī)載體，增稠劑，表面活性劑等等，它們通常用于膠乳組合物例如油漆的制備。而且，根據(jù)本發(fā)明相當(dāng)驚奇的是，含氧的有機(jī)載體的使用能夠?yàn)槿槟z組合物提供明顯的性能優(yōu)勢，與使用其它載體，如烴，制得的淤漿相比。而且，與使用干粉形式的纖維素醚相比，本發(fā)明的該纖維素醚淤漿能夠?yàn)榕浞秸咛峁└呱a(chǎn)效率以及更簡單的硬件和人力需求。發(fā)明的詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明適合用的纖維素醚包括纖維素的醚化衍生物。典型的纖維素醚包括，例如，羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羥乙基羧甲基纖維素，等等。優(yōu)選的纖維素醚包括羥乙基纖維素和乙基羥乙基纖維素。
根據(jù)本發(fā)明適合用的醚取代基包括每一分子具有2到4個(gè)碳原子的醚。典型地，醚取代基通過纖維素與烯化氧，優(yōu)選環(huán)氧乙烷反應(yīng)而被衍生到纖維素上。醚取代基的用量典型地是大約1.5至6和優(yōu)選大約2至4摩爾的醚取代基每一摩爾纖維素醚。關(guān)于制造這樣的纖維素醚的更進(jìn)一步細(xì)節(jié)對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域中那些熟練人員是已知的。
根據(jù)本發(fā)明適合使用的纖維素醚的分子量典型地在約10,000-2×106克/克摩爾范圍內(nèi)和優(yōu)選在約70,000-1×106克/克摩爾范圍內(nèi)。這里使用的術(shù)語“分子量”是指重均分子量。測量纖維素醚的重均分子量的方法對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員是已知的。測定分子量的優(yōu)選方法是小角激光散射法。纖維素醚的粘度典型在約5-6000厘泊，優(yōu)選約100-3000厘泊。除非另有說明，這里使用的術(shù)語“粘度”指用Brookfield粘度計(jì)在25℃以1.0wt％聚合物水溶液測得的粘度。該粘度測量技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的并描述在ASTM D 2364-89中。纖維素醚的平均粒度不是關(guān)鍵的，但優(yōu)選是約0.01-1000微米和更優(yōu)選約50-400微米。
纖維素可被一個(gè)或多個(gè)疏水性取代基所取代。該疏水性取代基在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的和典型地包括每分子具有約8-24個(gè)碳原子的烷基，鏈烯，芳基-鏈烯或芳基烷基。此類疏水改性的纖維素醚例如描述在U.S.專利4,228,277；5,120,328和5,504,123以及歐洲專利申請(qǐng)0 384 167B1中。
疏水性取代基在纖維素醚上的取代水平典型地是約0.001-0.1和優(yōu)選約0.004-約0.05摩爾的疏水性取代基/每摩爾的纖維素醚。一種以上特定的疏水性取代基能取代到纖維素醚上，只要總?cè)〈绞窃谒璺秶鷥?nèi)。
本發(fā)明的纖維素醚的離子屬性不是重要的。然而典型地優(yōu)選離子電荷是陰離子，更優(yōu)選是非離子。在膠乳組合物中，陽離子纖維醚常常是不希望有的，因?yàn)樗鼈兡芘c陰離子成分發(fā)生附聚作用和絮凝作用，常常在膠乳組合物中見到的所述陰離子成分，例如陰離子聚丙烯酸酯分散劑，陰離子馬來酸共聚物分散劑、和磺基琥珀酸鈉表面活性劑。有關(guān)取代基和改性纖維素醚的離子特征的方法的其它細(xì)節(jié)對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員來說是已知的。
本發(fā)明的纖維素醚衍生物是水溶性的。這里使用的術(shù)語″水溶性″是指在25℃和1個(gè)大氣壓下至少1克，和優(yōu)選至少2克纖維素醚衍生物可溶于100克蒸餾水中。水溶性可通過調(diào)節(jié)纖維素醚上的醚取代程度和通過調(diào)節(jié)疏水性取代基(當(dāng)存在時(shí))的取代量來改變。改變纖維素醚的水溶性的技術(shù)對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員來說是已知的。
在本發(fā)明的淤漿中纖維素醚的量典型地是約1-75wt％，優(yōu)選約5-60wt％，更優(yōu)選約20-60wt％和最優(yōu)選約30-50wt％，基于淤漿的總重。根據(jù)本發(fā)明，合適的纖維素醚可從，例如Union CarbideCorporation，Danbury，CT購得。
根據(jù)本發(fā)明合適的含氧的有機(jī)載體包括任何含氧的有機(jī)化合物，它們基本上是纖維素醚的非溶劑。這里所使用的術(shù)語″非溶劑″是指不溶解或基本上溶脹纖維素醚的化合物。優(yōu)選地，含氧的有機(jī)溶劑包括約2-12個(gè)碳原子/每分子。
優(yōu)選地，含氧的有機(jī)載體選自酮類，碳酸酯類，酯類，酯-醇類，二醇醚類，二醇類和其混合物。合適的含氧的有機(jī)載體的例子包括酮類如丁酮，甲基異丁基酮，和甲基正丙基酮；碳酸酯如碳酸亞丙基酯和碳酸亞乙基酯；酯類如丙酸乙酯和丙酸正丙基酯；酯醇類如乙酸2-乙氧基乙酯，例如，乙基CELLOSOLVE乙酸酯，購自Union CarbideCorporation，Danbury，CT；二甘醇單丁基醚乙酸酯，例如，EASTMANDB乙酸酯，購自Eastman Chemical Company，Kingsport，TN；丙烯酸2-乙氧基乙酯，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯，例如，購自Eastman Chemical Company，Kingsport，TN的TexanolTM或購自UnionCarbide Corporation，Danbury，CT的UCARFilmer IBT，1，2-丙二醇-單-2-乙基己酸酯，例如，購自Huls America Inc.，Somerset，NJ的SER-ADTMFX 511；二醇醚如二(丙二醇)丁基醚，例如購自UnionCarbide Corporation，Danbury，CT的丁基PROPASOL，二(丙二醇)丙基醚，例如，購自Union Carbide Corporation，Danbury，CT的丙基PROPASOL，二(乙二醇)丁基醚，例如，購自Union CarbideCorporation，Danbury，CT的丁基CARBITOL，二(乙二醇)丙基醚，例如，購自Union Carbide Corporation，Danbury，CT的丙基CARBITOL，乙二醇丁基醚，例如，購自Union Carbide Corporation，Danbury，CT的丁基CELLOSOLVE，乙二醇乙基醚，例如，購自Union CarbideCorporation，Danbury，CT的乙基CELLOSOLVE，二甘醇單正己基醚，例如，購自Union Carbide Corporation，Danbury，CT的UCARFilmerECH，乙二醇苯基醚，例如，購自Dow Chemical Company，Midland，MI的DOWANOLEPh，丙二醇苯基醚，例如，購自Dow Chemical Company，Midland，MI的DOWANOLPPh，一甘醇二甲醚(乙二醇二甲醚)，和二甘醇二甲醚(2-甲氧基乙基醚)；和二醇類如己二醇和丁二醇。這些含氧的溶劑，其中許多可在乳膠型油漆中用作聚結(jié)劑例如由A.J.DeFusco描述在Modern Paint & Coatings，56，November，1989。
適合在本發(fā)明中使用的含氧的有機(jī)載體的量典型地是約25-99wt％，優(yōu)選約30-80wt％，更優(yōu)選約40-75wt％和最優(yōu)選約50-70wt％，基于淤漿的總重。
適合用于本發(fā)明中的顆粒狀增稠劑包括用來增稠淤漿并與淤漿相容和不與纖維素醚反應(yīng)的任何顆粒狀材料。優(yōu)選地，少量的顆粒狀增稠劑將能夠充分地增稠該載體和/或涂敷該纖維素醚以在諸如貯存和運(yùn)輸?shù)穆L過程中防止纖維素醚的分層。優(yōu)選地，在本發(fā)明中使用的顆粒狀增稠劑包括不溶于載體的物質(zhì)并優(yōu)選包括至少一種顆粒狀金屬或準(zhǔn)金屬氧化物粉末，例如，硅石，氧化鋁，氧化鋁水合物或粘土，如，蒙脫石，綠坡縷石，水輝石和膨潤土，及其混合物。顆粒狀增稠劑可以是親水性或疏水性的，即表面用疏水劑改性。合適的顆粒狀增稠劑是可商購的。實(shí)例包括有機(jī)膨潤土粘土，例如，購自Rheox Inc.，Hightstown，NJ的BENTONESD-2；煅制親水性硅石，例如，購自Cabot Corporation，Tuscola，IL的CAB-O-SILO M-5，煅制疏水性硅石，例如，購自CabotCorporation，Tuscola，IL的CAB-O-SILTS-530；和綠坡縷石粘土，例如，購自Engelhard Industries，Edison，NJ的AITAGEL。根據(jù)本發(fā)明可使用一種以上的增稠劑。
增稠劑被分散在含氧的有機(jī)載體中來使該流體增大粘度。通常在高剪切條件下分散該增稠劑可獲得最佳效果。簡言之，增稠劑和含氧的有機(jī)載體的低剪切混合不足以獲得最佳的流體粘度以防止被懸浮纖維素醚的沉降或分層。在這些淤漿的制備中Cowles型高剪切混合機(jī)的使用是優(yōu)選的，但其它高剪切混合設(shè)備也是合適的。
在本發(fā)明的淤漿中使用的增稠劑量典型地是約0.1-10wt％和優(yōu)選約1-5wt％，基于淤漿的總重量。
本發(fā)明的纖維素醚淤漿也典型地包括表面活性劑。表面活性劑優(yōu)選是增強(qiáng)溶解作用(即聚合物的潤濕)的那些。表面活性劑的離子載體不是關(guān)鍵的，雖然非離子和陰離子表面活性劑一般是優(yōu)選的。
合適的表面活性劑可通過商業(yè)途徑獲得。例子包括辛基苯酚乙氧基化物，例如，購自Union Carbide Corporation，Danbury，CT的TRITONX-114，壬基苯酚乙氧基化物，例如，購自Union CarbideCorporation，Danbury，CT的TERGITOLNP-10；乙氧基化脫水山梨醇酯，例如購自ICI Incorporated，Wilmington，DE的TWEEN60；伯烷基醇乙氧基化物，例如，購自Shell Chemicals Houston TX的NEODOL25-12；環(huán)氧乙烷1，2-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物，例如，購自BASF，Holland，MI的PLURONICP104，和聚乙二醇烷基酯。
當(dāng)在本發(fā)明的淤漿中使用表面活性劑時(shí)，表面活性劑的含量典型地為約0.1-10wt％，基于淤漿的總重。
本發(fā)明的淤漿組合物也能夠含有現(xiàn)有技術(shù)中已知的附加成分，例如生物殺傷劑，染料，色料，香料，消泡劑和類似物。其它成分的量典型地是約0-1wt％，優(yōu)選約5-5,000ppm，基于淤漿的總重。
本發(fā)明的淤漿能夠根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已知的混合技術(shù)將纖維素醚、含氧的有機(jī)載體和顆粒狀增稠劑混合來制備。根據(jù)本發(fā)明制備淤漿的優(yōu)選方法包括將顆粒狀增稠劑分散于含氧的有機(jī)載體以形成初始的分散液，然后向初始分散液中添加纖維素醚而形成淤漿。表面活性劑和附加的成分能夠在任何方便的時(shí)間添加。
優(yōu)選地，本發(fā)明的淤漿對(duì)于至少一周，更優(yōu)選至少兩周和最優(yōu)選至少一月的時(shí)間是穩(wěn)定的。這里所使用的術(shù)語″穩(wěn)定的″是指纖維素醚顆?；旧媳３址稚⒃诤醯挠袡C(jī)載體中。雖然纖維素醚顆粒有一些沉降，但通過輕輕攪拌就容易地再分散。
優(yōu)選地，本發(fā)明的纖維素醚淤漿的粘度是約100-5000厘泊，優(yōu)選約300-1000厘泊，在約10sec-1的剪切速率下。也優(yōu)選的是本發(fā)明淤漿的粘度應(yīng)使得該淤漿可泵送和可傾倒。
優(yōu)選地，本發(fā)明的淤漿基本上不含鹽，例如，甲酸鈉，碳酸鉀或磷酸二銨。也優(yōu)選的是該淤漿基本上不含水，即非水性。這里使用的術(shù)語″基本上不含″是指低于約5wt％，優(yōu)選低于約2wt％，更優(yōu)選低于約1wt％和最優(yōu)選低于約0.5wt％的鹽或水，隨情況來定。
本發(fā)明的纖維素醚衍生物具有各種最終用途，例如，工業(yè)應(yīng)用和個(gè)人護(hù)理應(yīng)用。纖維素醚的典型工業(yè)應(yīng)用包括，例如，用作粘度調(diào)節(jié)劑，懸浮助劑，油田鉆井液和油井壓裂液(fracturing materials)，硅質(zhì)基材的粘合促進(jìn)劑，例如，玻璃板和陶瓷，塑料和金屬基底的涂料，保護(hù)膠體和建筑材料，例如，墻板復(fù)合材和乳膠型灌漿添加劑。典型的個(gè)人護(hù)理應(yīng)用包括，例如，藥物和化妝品組合物，例如，膏劑，護(hù)膚霜?jiǎng)磩?，皂，洗發(fā)香波，護(hù)理液和類似物。
本發(fā)明的纖維素醚衍生物的優(yōu)選最終用途是作為乳膠型組合物中的添加劑。
典型的乳膠型組合物包括作為主要組分的水，乳膠型聚合物，和纖維素醚。乳膠型聚合物的類型和量不是關(guān)鍵的，并根據(jù)早已習(xí)慣用的操作程序來提供。典型的乳膠型聚合物包括，但不限于，各種類型，如以下這些丙烯酸類樹脂；醇酸樹脂；纖維素；苯并呋喃-茚樹脂；環(huán)氧樹脂；酯；烴；馬來酸’蜜胺；天然樹脂；松脂；酚醛樹脂；聚酰胺；聚酯；松香；硅氧烷；苯乙烯；萜烯；脲；脲烷；乙烯基樹脂；乙烯基丙烯酸類樹脂(vinyl acrylics)；和類似物。舉例性質(zhì)的乳膠型聚合物包括，但不限于，含有一種或多種以下單體的一種或多種均聚或共聚物(甲基)丙烯酸酯；乙酸乙酯；苯乙烯；乙烯；氯乙烯；丁二烯；偏二氯乙烯；維薩酸(versatate)乙烯基酯；丙酸乙烯酯；丙烯酸叔丁基酯；丙烯腈；氯丁二烯；馬來酸酯；富馬酸酯；和類似物，包括其增塑的衍生物或其它衍生物。
可用于乳膠組合物中的纖維素醚的量不是十分關(guān)鍵的。廣義上講，纖維素醚的量是促進(jìn)交聯(lián)而同時(shí)為乳膠型組合物提供所需增稠和流變性能的有效量。典型地， 纖維素醚的量是乳膠型組合物的至少約0.05，優(yōu)選約0.15-約3，和更優(yōu)選約0.25-約1.5wt％。
在乳膠型組合物中使用的乳膠型聚合物的選擇和量能夠由本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員決定，且不是十分關(guān)鍵的。典型地，干燥乳膠型聚合物的量是全部乳膠組合物的至少約1，優(yōu)選約2-約50，和最優(yōu)選約3-約40wt％。
該乳膠組合物任意性地含有其它組分如一般在乳膠組合物中使用的那些。典型的組分包括，但不限于，一種或多種以下組分溶劑如脂族或芳族烴類，醇類，酯類，酮類，二醇類，二醇醚類，硝基鏈烷烴或類似物；顏料；填料；干燥劑；消光劑；增塑劑；穩(wěn)定劑；分散劑；表面活性劑；包含其它聚合物添加劑、纖維素醚型增稠劑等的增粘劑；懸浮劑；流動(dòng)控制劑；消泡劑；防起皮劑；保存劑(preseratives)；增量劑；成膜助劑；其它交聯(lián)劑；表面改進(jìn)劑；抑腐劑；和其它在乳膠組合物中使用的成分。
有關(guān)乳膠組合物的制備方法的其它細(xì)節(jié)對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員來說是已知的。本發(fā)明的纖維素醚淤漿能夠在制造過程的顏料研磨(mill base)步驟，配漆(let-down)步驟或這兩步驟中加入到乳膠油漆中。
根據(jù)本發(fā)明相當(dāng)驚人的是，與使用其它載體如烴制得的淤漿相比，有機(jī)的含氧載體的使用能夠在乳膠組合物中獲得理想的性能優(yōu)勢，更具體地說，使用液體烴[例如，石油腦，礦物油，煤油，柴油，和TELURA415烴油(購自Exxon Chemical Company，Houston，TX)]所制得的淤漿不是優(yōu)選的，當(dāng)按照以上所述將淤漿引入到乳膠組合物中時(shí)。這些烴類是弱的乳膠聚結(jié)劑，所以得到差的干燥漆膜，它們與許多乳膠漆成分(包括水)不相容，它們趨向于從水基體系中發(fā)生相分離，許多具有令人討厭的氣味。
下面的實(shí)施例是為了說明目的，不是限定所附權(quán)利要求的范圍。除非另有說明，所有的百分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)于重量百分?jǐn)?shù)。
實(shí)施例在實(shí)施例中使用的名稱和簡寫被定義如下TAMOL731購自Rohm & Haas，Philadelphia，PA的陰離子分散劑 聚合物分散劑KTPP 購自FMC，Philadelphia，PA三聚磷酸鉀TERGITOLNP-10 壬基苯酚乙氧基化物非離子表面活性劑，購自表面活性劑 Union Carbide，Danbury，CTCOLLOIDS643 硅石/石油分散體，購自Rhone-Poulenc，KennesaW消泡劑 ，GAAMP-952-氨基-2-甲基-1-丙醇，購自Angus Chemical Company，Buffalo Grove，IL.TI-PURER-931金紅石 二氧化鈦(金紅石型)，購自DuPont，Wilmington，DE.SATINTONE#1 硅酸鋁，購自煅燒粘土 Engelhard Industries，Edison，NJ.SNOWFLAKE 碳酸鈣，購自ECCWHITEAmerica，Sylacauga，AL.碳酸鈣UCAR6379 乙酸乙烯酯/丙烯酸丁酯共聚物乳膠，購自乙烯基-丙烯酸乳膠 UCAREmulsionSystems，Cary，NC.UCARFilmer IBT 2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯，購自Union Carbide，Danbury，CT.TRITONGR-7M磺基琥珀酸鈉陰離子表面活性劑，購自表面活性劑 Union Carbide，Danbury，CT.TAMOL960 陰離子聚合物分散劑，購自分散劑 Rohm & Haas，Philadelphia，PA.NOPCONXZ 硅石/礦物油分散液，購自消泡劑 Henkel Corporation，Amber，PA.TRITONCF-10烷基芳基聚醚非離子表面活性劑，購自Union Carbide，Danbury，CT.表面活性劑TI-PURER-902，金紅石二氧化鈦(金紅石型)，購自DuPont，Wilmington，DE.氧化鋅，XX 631RZinc Corporation of America，Palmerton，PA.Silver Bond BTM硅石 硅石，購自Unimin SpecialtyMiherals，Havelock，Ontario(Canada).ATTAGEL50粘土 綠坡縷石粘土，購自Engelhard Industries，Edison，NJ.UCAR624丙烯酸酯，酯共聚物乳膠，購自全丙烯酸乳膠 UCAREmulsion Systems，Cary，NC.SKANEM-8 2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮，EPA登記號(hào)生物殺傷劑707-100-AA，購自Rohm & Haas，Philadelphia，PA.NUOSEPT95雙環(huán)惡唑烷，EPA登錄號(hào)1100-82，生物殺傷劑 購自Huls America，Piscataway，N.J.TI-PURER-900， 二氧化鈦(金紅石型)，購自金紅石 DuPont，Wilmington，DE.TAMOLSG-1陰離子聚合物分散劑，購自分散劑Rohm & Haas，Philadelphia，PA.SYLOID244硅石，購自Davison Chemical，無定形硅石 Division of W.R.Grace，Baltimore，MD.RHOPLEXAC-417M 丙烯酸酯共聚物乳膠，購自全丙烯酸乳膠 Rohm & Haas，Philadelphia，PA.CELLOSIZEHEC 羥乙基纖維素聚合物，購自Union Carbide，Danbury，CT.CELLOSIZEHM 實(shí)驗(yàn)用烷基芳基改性羥乙基纖維素，其EO MS為HEC 200 約3.5和疏水基(hydrophobe)DS為約0.01NATROSOLPluS 330 線性十六烷基改性羥乙基纖維素，其EO MS為約3.5HMHEC 和疏水基DS為約0.01，購自Aqualon Company，Wilmington，DE.NATROSOL250防霉性羥乙基纖維素聚合物，購自H4BR HEC Aqualon Company，Wilmington，DE.BERMOCOLLEBS 防霉性乙基羥乙基纖維素聚合物，購自481 FQ EHECBerol NobelAB，Stenungsund，Sweden.
評(píng)價(jià)膠乳性能的試驗(yàn)按下述試驗(yàn)方法進(jìn)行。
斯托梅(Stormer)粘度ASTM方法D 562-81。
ICI粘度按泊計(jì)的粘度，使用ICI錐板粘度計(jì)，Model VR4000，對(duì)最終乳膠漆配方進(jìn)行測試。ASTM方法D 4287-88。
耐熔垂性ASTM方法D 4400-84。
流平性.ASTM方法D 4062-81。
耐濺灑性ASTM方法D 4707-87。實(shí)施例1通過使用Cowles分散機(jī)在2000rpm下混合14.0g UCARFilmerIBT溶劑和1.0g BENTONESD-2有機(jī)膨潤土10分鐘來制備淤漿。添加6.0g的CELLOSIZEHEC QP-52MH并在4000rpm下混合10分鐘，然后添加0.3g的TERGITOLNP-10表面活性劑，混合物在4000rpm下攪拌10分鐘。最終的混合物是流體形態(tài)黃褐色淤漿，其最終HEC含量為28.2％和UCARFilmer IBT含量為65.7％。實(shí)施例2通過使用Cowles分散機(jī)在2000rpm下混合14.0g UCARFilmerIBT溶劑和1.0g BENTONESD-2有機(jī)膨潤土達(dá)10分鐘來制備淤漿。添加6.0g的CELLOSIZEHEC QP-52MH并在4000rpm下混合10分鐘，然后添加0.6g的TERGITOLNP-10表面活性劑，混合物在4000rpm下攪拌10分鐘。最終的混合物是流體形態(tài)黃褐色淤漿，其最終HEC含量為27.8％和UCARFilmer IBT含量為64.8％。實(shí)施例3與實(shí)施例l中同樣的操作程序，只是使用CELLOSIZEHEC ER52M代替CELLOSIZEHEC QP-52MH。實(shí)施例4重復(fù)實(shí)施例1中同樣的操作程序，只是使用CELLOSIZEHEC ER52M代替CELLOSIZEHEC QP-52MH。實(shí)施例5-20將實(shí)施例1-4的淤漿用于制備乳膠漆。使用表1，2和3中指定的相應(yīng)粉末纖維素醚聚合物所制得的乳膠漆來進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)于淤漿，用于制備乳膠漆的一般操作程序的相同之處在于使用同樣總量的纖維素醚聚合物固體，且在配漆中所添加的UCARFilmer IBT的量減少，以補(bǔ)償隨淤漿一起引入的UCARFilmer IBT，從而使得總的UCARFilmer IBT含量相同。
在實(shí)施例5-20中使用的乳膠漆的組成示于下表1，2和3中。表l中的油漆是室內(nèi)用的乙烯基-丙烯酸系消光漆(flat)，其中纖維素醚/纖維素醚淤漿是在顏料研磨步驟中添加的。表2中的油漆是戶外全-丙烯酸系消光漆(flat)，其中纖維素醚/纖維素醚淤漿部分在顏料研磨步驟中添加和一部分在配漆(let-down)步驟中添加。表3中的油漆是室內(nèi)用的全丙烯酸系半光澤漆，其中所有的纖維素醚/纖維素醚淤漿是在配漆步驟中添加的。表1實(shí)施例5-10室內(nèi)乙烯基-丙烯酸系消光漆顏料研磨 粉末HEC物料(g) 淤漿HEC物料(g)水100.0 100.0TAMOL731分散劑 4.2 4.2KTPP 0.250.25TERGITOLNIP-10壬基苯酚乙 1.0 1.0氧基化物COLLDOIDSTM643消泡劑 1.251.25NUOSEPTTM95生物殺傷劑1.0 1.0HEC干粉 3.0 -實(shí)施例2的HEC淤漿 - 10.0AMP-950.5 0.5水70.070.0混合5分鐘丙二醇 9.0 9.0TI-PURER-931金紅石75 75SATINTONE #1煅燒粘土 62.562.5SNOWFLAKE WHITE碳酸鈣100 100水 10.010.0研磨30分鐘配漆UCAR乳膠6379 112.5 112.5UCARFilmer IBT6.0 -TRITONGR-7M表面活性劑 0.5 0.5COLLOIDSTM643消泡劑 1.251.25水 20.020.0總共 577.95g 578.95g表2實(shí)施例11-13戶外丙烯酸系調(diào)色漿顏料研磨 粉末HEC物料(g) 淤漿HEC物料(g)(預(yù)混的粉末HEC & 1.00-(丙二醇 10.0-實(shí)施例4的HEC淤漿 - 3.60丙二醇 - 10.0TAMOL960分散劑3.953.95KTPP 0.750.75NOPCOTMNXZ消泡劑0.5 0.5TRITONTMCF-10表面活性劑 1.251.25水 79 79金紅石TI-PURER-90285 85氧化鋅 25 25硅石，Silver Bond BTM104 104研磨5分鐘ATTAGELTM50粘土 5.0 5.0研磨10-15分鐘配漆UCAR乳膠 223 223UOPCONXZ消泡劑1.0 1.0UCARFilmer IBT6.7 2.04丙二醇 24 24SKANETMM-8生物殺傷劑1.0 1.0HEC粉末和水的2.0％淤漿 50.25 -實(shí)施例4的HEC淤漿 - 3.60水 - 49.0總量 621.40g 621.69g表3實(shí)施例17-20室內(nèi)白色半光澤顏料研磨 粉末HEC物料(g) 淤漿HEC物料(g)丙二醇 40.040.0TAMOLSG-1 4.254.25NXZ消泡劑1.001.00金紅石TI-PUERR-900120.0 120.0SYLOID244無定形硅石 12.512.5水 12.512.5研磨20分鐘配漆RHOPLEXAC-417M(48％固體) 250.0 250.0Nopco NXZ消泡劑 1.351.35丙二醇 5.005.00UCARFilmer IBT10.80 8.17NuoseptTM95生物殺傷劑 1.001.00TRITONGR-7M表面活性劑 0.250.25HEC粉末的2.1％水溶液 84.5 -實(shí)施例15的HEC淤漿 -4.49水 -82.0總量 543.15g 542.51g在6磅QP-52MHHEC(含有的)/每100加侖下，有UCAR乳膠6379乙烯基-丙烯酸系乳膠的室內(nèi)消光漆。兩種淤漿的流變性能等同于粉末QP-52MH的性能(參見下表4)。
表4流變性能參數(shù) 實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7粉末QP-52MH實(shí)施例1的於漿 實(shí)施例2的於漿斯托梅(Stormer) 85KU 84KU 86KU粘度ICI粘度 1.2P 1.2P 1.2P耐熔垂性 14 15 14Leneta流平性 1 2 1抗濺灑性 7 7 7實(shí)施例8-10在6磅ER-52M HEC(含有的)/每100加侖下，有UCAR乳膠6379乙烯基-丙烯酸系乳膠的室內(nèi)消光漆。乳膠漆中兩種淤漿的流變性能等同于粉末ER-52M的性能(參見下表5)。
表5流變性能參數(shù)實(shí)施例8實(shí)施例9實(shí)施例10粉末ER-52M 實(shí)施例3的於漿 實(shí)施例4的於漿斯托梅(Stormer) 83KU 85KU 83KU粘度ICI粘度 1.2P 1.2P 1.2P耐熔垂性16 13 14Leneta流平性1 1 1抗濺灑性 6 66實(shí)施例11-13在4磅ER-52M HEC(含有的)/每100加侖下，有UCAR乳膠624丙烯酸系乳膠的戶外全丙烯酸系消光漆。乳膠漆中兩種淤漿的流變性能等同于粉末ER-52M的性能(參見下表)。表6流變性能參數(shù) 實(shí)施例11實(shí)施例12實(shí)施例13粉末ER-S2M 實(shí)施例3的於漿 實(shí)施例4的於漿斯托梅(Stormer) 91KU90KU91KU粘度ICI粘度 1.1P1.1P1.2P耐熔垂性 15 15 15Leneta流平性 2 2 2抗濺灑性 1 1 1實(shí)施例14使用Cowles分散機(jī)將36.0g的UCARFilmer IBT溶劑和0.6g的CAB-O-SILM-5煅制親水性硅石混合5分鐘來制備淤漿。添加24.0g的CELLOSIZEHEC QP-4400H，混合物被攪拌另外5分鐘。最終的淤漿是39.6％HEC。實(shí)施例15使用Cowles分散機(jī)將36.0g的UCARFilmer IBT溶劑和0.6g的CAB-0-SILM-5煅制親水性硅石混合5分鐘來制備淤漿。添加24.0g的CELLOSIZEHEC QP-4400H，混合物被攪拌另外5分鐘。添加0.9g的TERGITOLNP-10表面活性劑，淤漿被攪拌1分鐘以上。最終的淤漿是39.0％HEC。實(shí)施例16使用Cowles分散機(jī)將36.0g的UCARFilmer IBT溶劑和0.6g的CAB-0-SILM-5煅制親水性硅石混合5分鐘來制備淤漿。添加24.0g的CELLOSIZEHEC QP-4400H，混合物被攪拌另外5分鐘。添加1.8g的TERGITOLNP-10表面活性劑，淤漿被攪拌1分鐘以上。最終的淤漿是38.5％HEC。在靜置3天后，實(shí)施例14-16的淤漿僅僅顯示出中等程度的沉降(3-4mm的透明液體停留在頂部且該淤漿容易再分散)。實(shí)施例17-20在3.5磅QP-4400H HEC(含有的)/每100加侖下，有RHOPLEXAC-417M丙烯酸系乳膠的室內(nèi)全丙烯酸系半光澤漆。乳膠漆中三種淤漿的流變性能和干燥漆層的鏡面光澤性能等同于粉末QP-4400H的性能(參見下表)。表7流變性能參數(shù) 實(shí)施例17 實(shí)施例18實(shí) 實(shí)施例19 實(shí)施例20粉末QP-施例14的於 實(shí)施例15 實(shí)施例164400H 漿 的於漿的於漿斯托梅89KU 90KU90KU 90KU(Stormer)粘度ICI粘度 1.4P 1.3P1.4P 1.3P抗垂掛性 19 19 2019Leneta流平性 2 2 2 2抗濺灑性 1 1 1 185平光光澤44.6 45.146.2 46.860光澤31.9 31.932.8 32.5實(shí)施例21使用Cowles分散機(jī)在2000rpm下將42.0g的UCARFilmer IBT溶劑和3.0g的BENTONESD-2有機(jī)基膨潤土粘土混合10分鐘來制備淤漿。添加18.0g的NATROSOL250 H4BR HEC并在4000rpm下混合10分鐘，然后添加1.80g的TERGITOLNP-10表面活性劑，混合物在4000rpm下攪拌10分鐘。最終的混合物是流體黃褐色淤漿，其最終HEC含量為27.8％和UCARFilmer IBT含量為64.8％。實(shí)施例22重復(fù)實(shí)施例21的操作程序，只是使用BERMOCOLLEBS 481 FQ EHEC代替NATROSOL250 H4BR HEC。最終混合物是流體黃褐色淤漿，其最終HEEC含量為27.8％和UCARFilmer IBT含量為64.8％。實(shí)施例23-26在4磅NaTROSOLHEC或BERMOCOLLEHEC(含有的)/每100加侖下，有UCAR乳膠624丙烯酸系乳膠的室外全丙烯酸消光漆。乳膠漆中兩種淤漿的流變性能等同粉末ER-52M的性能(參見下表)。
表8流變性能參數(shù) 實(shí)施例23 實(shí)施例24實(shí) 實(shí)施例25 實(shí)施例26粉末 施例21的於 粉末 實(shí)施例22250H4BR 漿 EBS 481FQ 的於漿斯托梅 82KU 86KU88KU 89KU(Stormer)粘度ICI粘度1.0P 1.2P1.0P 1.5P抗垂掛性 1515 1415Leneta流平性 2 3 2 2抗濺灑性 2 2 1 1實(shí)施例27使用Cowles分散機(jī)在2000rpm下將36.0g的UCAR丁基DIPROPASOL溶劑和3.0g的BENTONESD-2有機(jī)膨潤土粘土來制備淤漿。添加24.0g的CELLOSIZEHEC QP-4400H并在4000rpm下混合10分鐘。最終的混合物是流體黃褐色淤漿，其最終HEC含量為38.1％和UCAR丁基DIPROPASOL含量為57.1％。實(shí)施例28使用Cowles分散機(jī)在2000rpm下將36.0g的UCAR丁基DIPROPASOL溶劑和0.6g的CAB-O-SILM-5硅石混合10分鐘來制備淤漿。添加24.0g的CELLOSIZEHEC QP-4400H并在4000rpm下混合10分鐘，然后添加1.80g的TERGITOLNP-10表面活性劑，混合物在4000rpm下攪拌10分鐘。最終的混合物是流體黃褐色淤漿，其最終HEC含量為38.5％和UCAR丁基DIPROPASOL含量為57.7％。實(shí)施例29重復(fù)實(shí)施例28相同的操作程序，只是使用36.0g的EASTMANDB乙酸酯溶劑代替36.0g的UCAR丁基DIPROPASOL溶劑。最終的混合物是流體黃褐色淤漿，其最終HEC含量為38.5％和EASTMANDB乙酸酯含量為57.7％。在靜置3天之后，實(shí)施例27-29的淤漿顯示出非常輕度的沉降并保持自由流動(dòng)和流體狀態(tài)。實(shí)施例30通過使用Cowles分散機(jī)在2000rpm下將18.0g的UCARFilmerIBT溶劑和1.5g的BENTONESD-2有機(jī)膨潤土粘土混合10分鐘來制備淤漿。添加12.0g的羥乙基瓜耳膠(guar)并在4000rpm下混合10分鐘，然后添加0.9g的TERGITOLNP-10表面活性劑，混合物在4000rpm下攪拌10分鐘。最終的混合物是粘性黃褐色淤漿，其最終羥乙基瓜耳膠含量為37.0％和UCARFilmer IBT含量為55.6％。實(shí)施例31-34在6磅羥乙基瓜耳膠(含有的)/每100加侖下，有UCAR乳膠6379乙烯基-丙烯酸系乳膠的室內(nèi)消光漆，和在4磅羥乙基瓜耳膠(含有的)/每100加侖下，有UCAR乳膠624丙烯酸系乳膠的戶外全丙烯酸系消光漆。淤漿在兩種乳膠漆中的流變性等同于粉末羥乙基瓜耳膠的性能(參見下表)。
表9流變性能參數(shù) 實(shí)施例31實(shí)施例32 實(shí)施例33 實(shí)施例34有UCAR6379的乙烯基- 有UCAR624的全丙烯丙烯酸系 酸系粉末HE瓜實(shí)施例30的粉末HE瓜 實(shí)施例30耳膠於漿 耳膠 的於漿斯托梅 86KU86KU 94KU 95KU(Stormer)粘度ICI粘度1.2P1.2P 1.6P 1.4P耐熔垂性 9 1025 16Leneta流平性 2 2 2 2抗濺灑性 1 1 1 1實(shí)施例35使用Cowles分散機(jī)在2000rpm下將36.0g的UCARFilmer IBT溶劑和3.0g的BENTONESD-2有機(jī)膨潤土粘土混合10分鐘來制備淤漿。添加24.0g的CELLOSIZEHEC QP-4400H并在400rpm下混合10分鐘，然后添加0.9g的TERGITOLNP-10表面活性劑，混合物在4000rpm下攪拌10分鐘。最終的混合物是流體黃褐色淤漿，其最終HEC含量為37.6％和UCARFilmer IBT含量為56.3％。該淤漿的粘度是使用Haake粘度計(jì)測量的，并測得是約170厘泊(在1200sec-1下)和約615厘泊(在10sec-1)。實(shí)施例36重復(fù)實(shí)施例31的操作程序，只是使用0.60g的CAB-O-SILM-5硅石代替3.0g的BENTONESD-2粘土。最終的混合物是流體黃褐色淤漿，其最終HEC含量為39.0％和UCARFilmer IBT含量為58.5％。使用Haake粘度計(jì)測量淤漿的粘度，并測得為大約125厘泊(在1200sec-1)和約370厘泊(在10sec-1)。實(shí)施例37使用Cowles分散機(jī)在2000rpm下將18.0g的UCARFilmer IBT溶劑和0.30g的CAB-O-SILM-5硅石混合10分鐘來制備淤漿。添加12.0g的CELLOSIZEHM HEC 200，并在400rpm下混合10分鐘，然后添加0.9g的TERGITOLNP-10表面活性劑，混合物在4000rpm下攪拌10分鐘。最終的混合物是流體黃褐色淤漿，其最終HMHEC含量為38.5％和UCARFilmet IBT含量為57.7％。實(shí)施例38重復(fù)實(shí)施例37的操作程序，只是使用12.0g的NATROSOLPlus 330HMHEC代替12.0g的CELLOSIZEHM HEC 200。實(shí)施例39-42在6磅NATROSOLPlus 330 HMHEC或CELLOSIZEHM HEC 200(含有的)/每100加侖下，有UCAR乳膠624丙烯酸系乳膠的戶外全丙烯酸系消光漆。兩種淤漿在乳膠漆中的流變性能等同于粉末HMHEC聚合物的性能(參見下表)。
表10流變性能參數(shù) 實(shí)施例39實(shí)施例40實(shí)施例41實(shí)施例42粉末實(shí)施例37的 粉末實(shí)施例38HMHEC200於漿MATROSOL 的於漿Plus330粘度斯托梅93KU93KU103KU 105KU(Stormer)粘度ICI粘度 1.7P1.8P1.8P1.6P耐熔垂性 25 20 25 24Leneta流平性 3 3 2 1抗濺灑性 8 8 8 8雖然本發(fā)明已經(jīng)就特定的方面進(jìn)行了描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，其它的方面包括在如下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
例如，除了這里所述的纖維素醚外，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員可使用其它水溶性的聚糖，包括天然、生物合成的和衍生的碳水合物聚合物或其混合物。此類材料包括由單糖單元(借助于配糖鍵)組成的高分子量聚合物。這些材料包括，例如，整個(gè)淀粉和纖維素家族；果膠，脫乙酰殼多糖；殼多糖；海藻產(chǎn)品如瓊脂和角叉菜膠；藻酸鹽；天然膠如瓜耳膠，例如羥乙基瓜耳膠，阿拉伯膠和黃芪膠；生物衍生的膠如黃原膠和類似物。這里的有關(guān)纖維素醚的敘述同樣適用于其它的聚糖。
權(quán)利要求
1.淤漿組合物，它包含(a)約1-75wt％(基于淤漿總重)的顆粒狀、水溶性的、粒度為約0.01-1000微米和分子量為約10,000-2×106克/每克摩爾的纖維素醚；(b)約25-99wt％(基于淤漿總重)的含氧的有機(jī)載體，它至少基本上是聚合物的非溶劑；和(c)約0.1-10wt％(基于淤漿總重)的顆粒狀增稠劑；其中淤漿組合物(i)基本上不含鹽；(ii)基本上不含水；和(iii)穩(wěn)定至少一周。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中含氧的有機(jī)載體可有效地增進(jìn)包含該淤漿的乳膠組合物的粘度和成膜性能。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中含氧的有機(jī)載體選自酮類，碳酸酯類，酯類，酯醇類，二醇醚類，二醇類及其混合物。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中含氧的有機(jī)載體包括約兩個(gè)至約12個(gè)碳原子/每分子。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中纖維素醚選自羥乙基纖維素，羥丙基纖維素，甲基纖維素，羥丙基甲基纖維素，羥乙基甲基纖維素，羥基羧甲基纖維素及其混合物。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中纖維素醚用烷基，鏈烯，芳基，烷基-芳基或鏈烯-芳基取代基進(jìn)行疏水改性。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中顆粒狀增稠劑選自硅石，氧化鋁和粘土及其混合物。
8.權(quán)利要求1的組合物，進(jìn)一步包括約0.1-10wt％的表面活性劑，基于淤漿的總重。
9.制造淤漿組合物的方法，包括將(a)約1-75wt％(基于淤漿總重)的顆粒狀、水溶性的、粒度為約0.01-1000微米和分子量為約10,000-2×106克/每克摩爾的纖維素醚；(b)約25-99wt％(基于淤漿總重)的含氧的、有機(jī)載體，它至少基本上是聚合物的非溶劑；和(c)約0.1-10wt％(基于淤漿總重)的顆粒狀增稠劑；進(jìn)行混合；其中淤漿組合物(i)基本上不含鹽；(ii)基本上不含水；和(iii)穩(wěn)定至少一周。
10.權(quán)利要求9的方法，包括將顆粒狀增稠劑分散在含氧的有機(jī)載體中以形成初始分散體和向該初始分散體中添加纖維素醚來形成淤漿。
11.淤漿組合物，它包括(a)約1-75wt％(基于淤漿總重)的顆粒狀、水溶性的、粒度為約0.01-1000微米和分子量為約10,000-2×106克/每克摩爾的聚糖；(b)約25-99wt％(基于淤漿總重)的含氧的有機(jī)載體，它至少基本上是聚合物的非溶劑；和(c)約0.1-10wt％(基于淤漿總重)的顆粒狀增稠劑；其中淤漿組合物(i)基本上不含鹽；(ii)基本上不含水；和(iii)穩(wěn)定至少一周。
全文摘要
這里公開了水溶性纖維素醚的淤漿。該淤漿包括在含氧的有機(jī)載體(該載體基本上是纖維素醚的非溶劑),增稠劑和選擇性使用的表面活性劑和其它成分中的顆粒狀纖維素醚。淤漿中的這些成分與制造乳膠組合物(例如乳膠漆)中使用的各種成分相容。
文檔編號(hào)C09D7/00GK1257521SQ98805409
公開日2000年6月21日 申請(qǐng)日期1998年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月4日
發(fā)明者L·R·艾格爾, E·M·帕特艾恩三世, A·H·馬什 申請(qǐng)人:聯(lián)合碳化化學(xué)品及塑料技術(shù)公司