水可分散的/再分散的疏水性聚酯樹脂和它們在塗料中的應用的製作方法

2023-04-25 00:55:26

>試樣樣品初始角5分鐘後的角度角度的損失對照沒有塗料78.264.313.9Graphsize聚氨酯施膠劑91.384.46.9PE-230親水性聚酯施膠劑68.552.715.8LB-100(30％)Eastman聚酯68.053.314.7苯乙烯馬來酸酐聚合物95.077.717.32161:XWP，有43.17％脂肪酸110.3N/DN/D2160:XWP，有37.94％脂肪酸112.0103.88.22148:XWP，有28.82％脂肪酸107.5N/DN/D2141:XWP，有25.86％脂肪酸104.396.67.72180:XWP，有20.00％脂肪酸102.094.37.72086:XWP，有15.00％脂肪酸98.881.017.8在上表中，本發明的樹脂組合物定義如下樹脂2161該樹脂是以下組分的反應產物38.57重量％PET,43.17重量％脂肪酸(6.50重量％硬脂酸，10.22重量％油酸和26.45重量％氫化牛脂基甘油酯)，8.10重量％季戊四醇和10重量％1,2,4-苯三酸酐。樹脂2160該樹脂是以下組分的反應產物42.84重量％PET,37.94重量％脂肪酸(18.97重量％硬脂酸和18.97重量％氫化牛脂基甘油酯)，9.08重量％季戊四醇和9.96重量％1,2,4-苯三酸酐。樹脂2148該樹脂是以下組分的反應產物48.08重量％PET,28.82重量％脂肪酸(14.41重量％硬脂酸和14.41重量％大豆油)，6.89重量％季戊四醇，2.58重量％新戊基二醇，9.96重量％1,2,4-苯三酸酐和3.68重量％間苯二甲酸。樹脂2141該樹脂是以下組分的反應產物34.27重量％間苯二甲酸，25.86重量％硬脂酸，7.07重量％季戊四醇，19.18重量％新戊基二醇，3.35重量％二甘醇和10.17重量％1,2,4-苯三酸酐。樹脂2180該樹脂是以下組分的反應產物61.72重量％PET,20.00重量％硬脂酸，4.75重量％季戊四醇，2.46重量％新戊基二醇，0.91重量％二甘醇和10.00重量％1,2,4-苯三酸酐。樹脂2186該樹脂是以下組分的反應產物74.90重量％PET,15.00重量％硬脂酸，4.50重量％季戊四醇，3.47重量％新戊基二醇，1.96重量％二甘醇。實施例11耐水性試驗通過將25％WXP(本發明的聚酯樹脂)與63.4％CAS4和純碳酸鈣混合形成聚合物共混物來製備下面的膜配方。根據普通的成膜方法，從以上聚合物共混物製備膜用於評價它的耐水性。表I膜配方在上表中，聚合物共混物的樹脂組合物定義如下CAS4該樹脂是苯乙烯/丁二烯樹脂的63.4％分散體。XWP該樹脂是用於實施例10中的樹脂2141，是以下組分的反應產物34.27重量％間苯二甲酸，25.86重量％硬脂酸，7.07重量％季戊四醇，19.18重量％新戊基二醇，3.35重量％二甘醇和10.17重量％1,2,4-苯三酸酐。按以上方法製備的膜的耐水性是通過在乾燥前後將膜稱重，然後將膜浸泡在水中分別達30分鐘、1小時和2小時，然後在浸泡之後將膜稱重並計算增加的水分來測量。結果列於表Ⅱ-Ⅳ中。表Ⅱ耐水性試驗1表Ⅲ耐水性試驗2表Ⅱ和Ⅲ中的結果表明，隨著XWP在膜配方中的含量的提高，進入浸泡膜中的水分變得越來越少。這進一步說明了本發明的水可分散性和疏水性聚酯樹脂具有優異的拒水性能。實施例12相容性試驗通過將本發明的樹脂(XWP)與其它聚合物混合、然後測量脫膠時間來進行相容性試驗。結果列於表Ⅳ和Ⅴ中。表Ⅳ*樣品F和G是PE-23OIXWP。在上表Ⅵ中，LC表示磺基間苯二甲酸酯聚酯樹脂。表Ⅴ導致該樹脂有獨特性的物理性能是1．疏水性。2．這些樹脂使疏水性基團取向遠離塗敷該樹脂的基材的能力。3．以塗層表面的高的水滴接觸角為特徵的疏水性取向的證據。實施例13在攪拌下，本發明的聚酯樹脂的水分散體如25％WXP與氟聚合物如含氟化脂族基團的聚甲基丙烯酸酯在有機溶劑或溶劑混合物例如乙酸乙酯/己烷中的溶液按不同的比例混合，形成具有改進拒水性和拒油性能的本發明組合物的乳液。從前面的敘述可以看出，在基本上不脫離本發明的主要特徵和概念的前提下，對於這裡所述的疏水性聚酯樹脂能夠作許多其它變化和改進。因此，應該清楚地理解，這裡描述的本發明形式是僅僅舉例而己，不應該認為是對在權利要求中加以限定的本發明範圍的限定。權利要求1．賦予基材以拒水和拒油性能的組合物，它包括(a)具有下式的水可分散性和疏水性聚酯樹脂In-P-Am其中I是離子基團；n=1-3，是離子基團的數目；P是聚酯骨架；A是脂肪族基團；m=3-8，是脂肪族基團的數目；並且其中I以大約1％-20重量％的量存在；聚酯骨架以大約30％-80重量％的量存在，脂肪族基團以大約10％-60重量％的量存在；該聚酯樹脂顯示出高度拒水性和拒油性；和(b)至少一種其它聚合物，它的量能夠有效地使基材具有附加的拒水和拒油性。2．權利要求1的組合物，其中在部分(a)的聚合物中I的存在量是在5％-10重量％範圍內。3．權利要求1的組合物，其中在部分(a)的聚合物中聚酯骨架P的存在量是在50％-60重量％範圍內。4．權利要求1的組合物，其中在部分(a)的聚合物中脂肪酸基團A的存在量是在20％-40重量％範圍內。5．權利要求1的組合物，其中在部分(a)的聚合物中的I是從選自1,2,4-苯三酸酐、1,2,4-苯三酸和馬來酸酐的多元酸或酸酐衍生而來的。6．權利要求1的組合物，其中在部分(a)的聚合物中聚酯骨架P是選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯的聚對苯二甲酸亞烷基二醇酯。7．權利要求1的組合物，其中在部分(a)的聚合物中脂肪酸基團A選自硬脂酸，二十二烷酸，棕櫚酸，月桂酸，油酸和亞油酸。8．權利要求1的組合物，其中部分(b)的聚合物選自為基材提供附加拒水和拒油性能的聚合物(c)和/或能夠與聚酯樹脂(a)反應的聚合物(d)。9．權利要求8的組合物，其中聚合物(c)選自氟聚合物，矽氧烷樹脂或其混合物。10．權利要求9的組合物，其中氟聚合物包括含氟化物基團的聚合物。11．權利要求10的組合物，其中含氟化物基團的聚合物選自氟化的脲烷，脲，非芳族酯，醚，醇，環氧化物，脲基甲酸酯，醯胺，胺，酸，碳化二亞胺，氨基甲酸酯，胍，噁唑烷酮，異氰脲酸酯，縮二脲，以及丙烯酸酯和取代丙烯酸酯均聚物和共聚物。12．權利要求9的組合物，其中氟聚合物選自含氟化脂族基團的聚酯，聚醯胺，聚環氧化物，乙烯基聚合物，聚氨酯和聚碳化二亞胺。13．權利要求12的組合物，其中氟聚合物選自偏氟乙烯、四氟乙烯、丙烯酸全氟烷基乙酯、甲基丙烯酸全氟烷基乙酯或它們的混合物的聚合物和共聚物；前述聚合物和共聚物與以下物質的共混物丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯的聚合物和共聚物，偏氟乙烯的共聚物。14．權利要求8的組合物，其中聚合物(d)選自苯酚-甲醛樹脂，脲-甲醛樹脂，密胺-脲-甲醛樹脂，單寧-苯酚-甲醛樹脂，二異氰酸酯樹脂，環氧樹脂，可交聯的聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，澱粉，聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚碳酸酯，多羥基聚酯，多羥基聚酯-醯胺，多羥基聚醯胺，多羥基聚縮醛，多羥基聚硫醚，聚脲，聚氨酯，聚胺，以及它們的共混物。15．賦予拒水和拒油性能的組合物，包括(a)水可分散性和疏水性聚酯樹脂，包括由30-70重量％的對苯二甲酸酯聚合物、5-40重量％的具有至少兩個羥基的羥基官能化化合物、1-20重量％的具有至少兩個羧基的羧基官能化化合物和10-60重量％的選自C6-C24直鏈或支鏈脂肪酸或其甘油三酯的疏水性化合物反應的產物，該樹脂進一步的特徵在於，所述的羥基官能化化合物以疏水性結構部分的當量的1-3倍存在；和(b)選自權利要求8所要求的聚合物(c)和(d)的至少一種聚合物，它的量能夠有效地賦予基材以附加的拒水和拒油性能。16．權利要求15的組合物，其中水可分散性和疏水性聚酯樹脂(a)包括具有以下單元結構式的廢料對苯二甲酸酯的反應產物其中R是具有2-10個碳原子的脂族或環脂族二醇的殘基或下式的氧化二醇HO(CxH2xO)nCxH2xOH(2)其中x是2-4的整數，n是1-10的整數。17．權利要求15的組合物，其中對苯二甲酸酯聚合物是聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚對苯二甲酸1,2-丙二醇酯，聚對苯二甲酸1,3-丙二醇酯，聚對苯二甲酸丁二醇酯，聚對苯二甲酸環己烷二甲醇酯或其混合物。18．權利要求15的組合物，其中所述的具有至少兩個羥基的羥基官能化化合物選自乙二醇，二甘醇，三甘醇，環己烷二甲醇，丙二醇，1,2-丙二醇，1,3-丙烷二醇，1,2-丁二醇，1,3-丁烷二醇，1,4-丁烷二醇，新戊基二醇，1,5-戊烷二醇，1,6-己烷二醇，甘油，三羥甲基丙烷，三羥甲基乙烷，季戊四醇，赤蘚醇或單糖。19．權利要求15的組合物，其中所述的具有至少兩個羥基的羥基官能化化合物選自以下物質的衍生物對於羥基官能化化合物的每個羥基用5-30摩爾環氧乙烷、環氧丙烷或其混合物加以烷氧基化的甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、季戊四醇、赤蘚醇或單糖。20．權利要求15的組合物，其中所述的具有至少兩個羧基的羧基官能化化合物選自1,2,4-苯三酸，1,2,4-苯三酸酐，馬來酸，馬來酸酐，富馬酸和間苯二甲酸。21．權利要求15的組合物，其中所述的疏水性化合物選自硬脂酸，油酸，亞油酸，二十二烷酸，月桂酸，棕櫚酸，牛油，豬油，玉米油和大豆油。22．權利要求15的組合物，其中聚合物(c)選自氟聚合物，矽氧烷樹脂或其混合物。23．權利要求15的組合物，其中聚合物(d)選自苯酚-甲醛樹脂，脲-甲醛樹脂，密胺-脲-甲醛樹脂，單寧-苯酚-甲醛樹脂，二異氰酸酯樹脂，環氧樹脂，可交聯的聚乙酸乙烯酯，聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚碳酸酯，多羥基聚酯，多羥基聚酯-醯胺，多羥基聚醯胺，多羥基聚縮醛，多羥基聚硫醚，聚脲，聚氨酯，聚胺及其共混物。24．賦予基材以拒水和拒油性能的組合物，包括(a)水可分散性和疏水性聚酯樹脂，它包括由40-60重量％的聚對苯二甲酸乙二醇酯聚合物，1-10重量％的新戊基二醇，5-10重量％的季戊四醇，3-15重量％的1,2,4-苯三酸或1,2,4-苯三酸酐和10-45重量％的硬脂酸反應的產物；和(b)至少一種選自根據權利要求8所要求的聚合物(c)和(d)的聚合物，它的量能夠有效地賦予基材以附加的拒水和拒油性能。25．一種製品，包括基材和在基材表面上的用量能夠有效賦予基材以拒水和拒油性能的根據權利要求1的組合物。26．權利要求25的製品，其中基材選自紙張、紡織品織物、纖維、無紡織物、皮革、木材、混凝土和金屬。27．權利要求25的製品，其中基材是食品包裝材料。28．權利要求25的製品，其中基材是剝離紙。29．一種製品，包括基材和在基材表面上的用量能夠有效賦予基材以拒水和拒油性能的根據權利要求15的組合物。30．權利要求29的製品，其中基材選自紙張、紡織品織物、纖維、無紡織物、皮革、木材、混凝土和金屬。31．權利要求29的製品，其中基材是食品包裝材料。32．權利要求29的製品，其中基材是剝離紙。33．一種製品，包括基材和在基材表面上的用量能夠有效賦予基材以拒水和拒油性能的根據權利要求24的組合物。34．權利要求33的製品，其中基材選自紙張、紡織品織物、纖維、無紡織物、皮革、木材、混凝土和金屬。35．權利要求33的製品，其中基材是食品包裝材料。36．權利要求33的製品，其中基材是剝離紙。37．拒水和拒油性塗料組合物，包括(a)由30-70重量％的對苯二甲酸酯聚合物，5-40重量％的具有至少兩個羥基的羥基官能化化合物，1-20重量％的具有至少兩個羧基的羧基官能化化合物和10-60重量％的選自C6-C24直鏈或支鏈脂肪酸或其甘油三酯的疏水性化合物反應的產物；和(b)至少一種選自根據權利要求8所要求的聚合物(c)和(d)的聚合物，它的量能夠有效地賦予基材以附加的拒水和拒油性能。38．拒水和拒油性塗料組合物，包括(a)由40-60重量％的聚對苯二甲酸乙二醇酯聚合物，1-10重量％的新戊基二醇，5-10重量％的季戊四醇，3-15重量％的1,2,4-苯三酸或1,2,4-苯三酸酐和10-45重量％的硬脂酸反應的產物；和(b)至少一種選自根據權利要求8所要求的聚合物(c)和(d)的聚合物，它的量能夠有效地賦予基材以附加的拒水和拒油性能。39．賦予選自纖維狀基材和皮革的基材以拒水和拒油性能的方法，包括對該基材施塗一種組合物，該組合物包括(a)由30-70重量％的對苯二甲酸酯聚合物，5-40重量％的具有至少兩個羥基的羥基官能化化合物，1-20重量％的具有至少兩個羧基的羧基官能化化合物和10-60重量％的選自C6-C24直鏈或支鏈脂肪酸或其甘油三酯的疏水性化合物反應的產物；和(b)至少一種選自根據權利要求8所要求的聚合物(c)和(d)的聚合物，它的量能夠有效地賦予基材以附加的拒水和拒油性能。40．賦予選自纖維狀基材和皮革的基材以拒水和拒油性能的方法，該方法包括(ⅰ)首先在該基材上施用一種組合物，該組合物包括由30-70重量％的對苯二甲酸酯聚合物，5-40重量％的具有至少兩個羥基的羥基官能化化合物，1-20重量％的具有至少兩個羧基的羧基官能化化合物和10-60重量％的選自C6-C24直鏈或支鏈脂肪酸或其甘油三酯的疏水性化合物反應的產物；和然後(ⅱ)對塗有以上聚合物(ⅰ)的基材的表面施塗選自根據權利要求8所要求的聚合物(c)和(d)的至少一種聚合物，施塗量能夠有效地賦予基材以附加的拒水和拒油性能。全文摘要本發明涉及從PET(原始、回收、消費後或前體原料)合成具有改進的疏水性或非極性特性的新型水可分散性或水可乳化性聚酯樹脂的方法。本發明的樹脂能夠與其它聚合物相結合得到一種當塗敷到基材上時具有改進性能的共混物。這些特性使得這些分散液或乳液的塗敷膜層具有改進的拒水性而同時保持了它們的再分散性或再乳化性能。該樹脂能夠在紙張、紡織品、塗料、油漆、建築和其它工業中有許多用途。文檔編號C09D167/08GK1298347SQ99805351公開日2001年6月6日申請日期1999年3月31日優先權日1998年4月7日發明者羅伯特·基思·薩爾斯曼,蒂莫西·壽亭·王申請人:西德爾研究公司