ЛЕГКОРАСТВОРИМЫЙ ТВЕРДЫЙ НЕИОНОГЕННЫЙ СИНТЕТИЧЕСКИЙ АССОЦИАТИВНЫЙ ЗАГУСТИТЕЛЬ СО СПОСОБСТВУЮЩЕЙ РАСТВОРЕНИЮ РАСТВОРИМОЙ В ВОДЕ ДОБАВКОЙ Российский патент 2017 года по МПК C09D7/12 C08L59/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

По настоящей заявке в соответствии с 35 U.S.C. 119 (е) испрашивается приоритет по предварительной заявке US №61/512640, поданной 28 июля 2011 г., полное содержание которой явно включено в настоящее изобретение в качестве ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение (и предлагаемые в нем решения)

Настоящее изобретение (и предлагаемые в нем решения) в целом относится к измельченному продукту, содержащему неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку, к введению измельченного продукта в составы красок на водной основе.

2. Уровень техники

Неионогенные синтетические ассоциативные загустители (NSAT) модификаторы реологических характеристик, такие как гидрофобно модифицированный этоксилированный уретан (HEUR), гидрофобно модифицированный полиэтиленгликоль (НМРЕО) и гидрофобно модифицированный полиацеталь-простой полиэфир (НМРАРЕ), широко используются в составах красок на водной основе вследствие их способности обеспечить превосходные реологические характеристики, такие как стойкость к разбрызгиванию и стойкость к образованию потеков, распределение по поверхности с образованием ровной пленки и длина мазка. Эти материалы обычно изготавливают на производственном оборудовании, для растворения добавляют к воде в виде расплавленных твердых веществ и затем отгружают потребителю в виде водных растворов. В этих растворах содержание активных твердых веществ обычно составляет от 17 до 30 мас.%.

Продукты, доставленные в таком виде, характеризуются целым рядом недостатков и ограничений. Большое содержание воды в этих продуктах означает, что потребитель оплачивает транспортировку значительных количеств воды, что приводит к расходу топлива и негативно влияет на окружающую среду. В дополнение к дополнительным затратам на транспортировку, эти продукты часто помещены в бочки или транспортировочную тару, что увеличивает стоимость упаковки активного продукта. Удаление или утилизация упаковочных материалов увеличивает расходы и неблагоприятно влияет на окружающую среду.

Для изготовления покрытий на водяной основе обычно необходимо объединение большого количества ингредиентов. Технологии изготовления покрытий изменялись много лет и были направлены на устранение разложения сырья и флокуляции частиц. Вода является основным ингредиентом, который необходимо добавлять на соответствующих стадиях производства. В особенности это характерно для составов, содержащих обладающие низкой летучестью органические соединения (ЛОС), когда количество воды ограничено. Поскольку использование воды для доставки NSAT модификаторов реологических характеристик уменьшает количество доступной "свободной" воды, это ограничивает составы продукта и "гибкость" использующейся изготовителем технологии. Кроме того, при заключительном регулировании вязкости для обеспечения желательной вязкости краски добавлять воду к краске нежелательно, поскольку такое разбавление значительно меняет соотношение ингредиентов.

Гидрофобный ассоциативный характер этих продуктов часто приводит к необходимости использования средств снижения вязкости, которые значительно увеличивают стоимость конечного продукта. Единственной задачей этих добавок является снижение вязкости продукта, чтобы его было легче использовать на предприятии по изготовлению покрытий. К сожалению, эти добавки не только вносят вклад в рабочие характеристики приготовленной краски, но и могут вредно повлиять на основные характеристики краски. Средства снижения вязкости часто содержат ЛОС, которые нежелательны с точки зрения и безопасности труда, и охраны окружающей среды.

Вследствие их склонности к фазовому разделению нерастворимые побочные продукты И8АТ модификатора реологических характеристик иногда приводят к затруднениям, обусловленным нестабильностью продукта и связанным с ними последующим ухудшением характеристик краски.

Наличие воды ограничивает диапазон температур окружающей среды при хранении, а также требует дополнительных объемов помещений для размещения жидкого продукта. При производстве этих материалов для изготовления и промежуточного хранения раствора необходимы емкости.

Использование водного разбавителя ограничивает производство многофункциональных продуктов, поскольку для исключения расслаивания все добавки должны быть совместимыми.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примерах 1 и 7.

На фиг. 2 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примерах 1 и 8.

На фиг. 3 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примерах 1 и 6.

На фиг. 4 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примерах 1 и 5.

На фиг. 5 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примерах 15 и 16.

На фиг. 6 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примерах 2 и 10.

На фиг. 7 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примерах 2 и 9.

На фиг. 8 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примерах 3 и 11.

На фиг. 9 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примерах 3 и 12.

На фиг. 10 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примерах 4 и 13.

На фиг. 11 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в водном буфере порошкообразных образцов, описанных в примере 14 и Rheolate® 208.

На фиг. 12 представлен график, на котором сопоставлены зависимости от времени относительных увеличений крутящего момента, характеризующих растворение в краске порошкообразных образцов, описанных в примерах 1 и 4.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение (и предлагаемые в нем решения) относится к измельченному продукту, содержащему неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку. NSAT модификатор реологических характеристик, использующийся в настоящем изобретении (и предлагаемых в нем решениях), выбран из группы, включающей гидрофобно модифицированный этоксилированный уретан (HEUR), гидрофобно модифицированный полиэтиленгликоль (HMPEG) и гидрофобно модифицированный полиацеталь-простой полиэфир (HMPAPE).

Способствующая растворению растворимая в воде добавка обладает молекулярной массой (Mw), равной менее примерно 2000 Да. В одном неограничивающем варианте осуществления способствующая растворению растворимая в воде добавка может представлять собой поверхностно-активное вещество или циклодекстрин. Примеры поверхностно-активных веществ могут включать, но не ограничиваются только ими, изодецилэтоксилат (поверхностно-активное вещество Genapol™ ID 060, выпускающееся фирмой Clariant International Ltd.). Примеры циклодекстринов могут включать, но не ограничиваются только ими, α-циклодекстрин, β-циклодекстрин и γ-циклодекстрин. В одном неограничивающем варианте осуществления циклодекстрин представляет собой метил-β-циклодекстрин. Тип и оптимальная концентрация способствующей растворению растворимой в воде добавки зависит от химической природы NSAT модификатора реологических характеристик, включая гидрофобность, а также его концентрации и степени замещения полимера.

В другом неограничивающем варианте осуществления способствующая растворению растворимая в воде добавка может представлять собой сахар. Если не ограничиваться теоретическими соображениями, то предполагается, что сахар разрушает межмолекулярные водородные связи с участием главной цепи NSAT полимера. Примеры сахаров, использующихся в настоящем изобретении (и предлагаемых в нем решениях), могут включать, но не ограничиваются только ими, сахарозу, фруктозу, глюкозу и сорбит. Эти добавки следует вводить так, чтобы они могли непосредственно включаться в частицы. Предпочтительные методики включают смешивание добавки с расплавом до получения частиц.

Измельченный продукт в настоящем изобретении (и предлагаемых в нем решениях) обеспечивает весьма значительное уменьшение затрат, объема хранимого продукта, а также использование более дешевых и оказывающих меньшее воздействие на окружающую среду упаковочных материалов. При изготовлении краски измельченный продукт можно добавлять на стадиях "размягчения" или "измельчения". В особенности для частиц, добавляемых на стадии "размягчения", существует предпочтительных диапазон размеров частиц порошка.

Размер частиц измельченного продукта, использующегося на стадии "размягчения" изготовления краски, можно измерить в соответствии со стандартом NSAT С136-06 Standart Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates (Стандартный метод ситового анализа мелких и крупных агрегатов). В одном неограничивающем варианте осуществления можно использовать менее примерно 5% частиц, удерживающихся на сите с отверстиями размером 1,18 мм (№16). В другом неограничивающем варианте осуществления можно использовать менее примерно 5% частиц, удерживающихся на сите с отверстиями размером 300 мкм (№50). В еще одном неограничивающем варианте осуществления можно использовать менее примерно 5% частиц, удерживающихся на сите с отверстиями размером 150 мкм (№100).

Смеси с модификаторами реологических характеристик, например, но без наложения каких-либо ограничений, NSAT простых эфиров целлюлозы, можно приготовить с обеспечением реологических характеристик продукта, необходимых для составов краски, требующихся конкретному потребителю. Такие смеси могут содержать указанные выше способствующие растворению растворимые в воде добавки. Структуру NSAT полимера часто изменяют для обеспечения высокой, средней или низкой сдвиговой вязкости. Смешивание продуктов позволяет использовать небольшой основной набор модификаторов реологических характеристик для приготовления специализированных продуктов с широким диапазоном характеристик. Примеры простых эфиров целлюлозы могут включать, но не ограничиваются только ими, гидроксиэтилцеллюлозу (НЕС), карбоксиметилцеллюлозу (СМС), метилцеллюлозу (МС), метилгидроксиэтилцеллюлозу (МНЕС), этилгидроксиэтилцеллюлозу (ЕНЕС), метилгидроксипропилцеллюлозу (МНРС), а также гидрофобно модифицированные производные указанных выше простых эфиров целлюлозы.

Смеси можно приготовить в расплавленной фазе до образования частиц или в виде сухих смесей отдельных компонентов порошка. В дополнение к регулированию реологических характеристик при перемешивании, в частицы NSAT модификатора реологических характеристик (со способствующими растворению растворимыми в воде добавками или без них) также можно ввести другие функциональные ингредиенты, использующиеся при изготовлении красок, чтобы упростить изготовление краски путем уменьшения количества материалов, которые необходимо добавлять при изготовлении красок. Примеры таких функциональных ингредиентов могут включать, но не ограничиваются только ими, диспергирующие агенты, смачивающие агенты, поверхностно-активные вещества, биоциды, противовспениватель и коалесцирующие вещества.

Измельченный продукт в настоящем изобретении (и предлагаемых в нем решениях) дополнительно включает композицию для нанесения покрытия. Композиция для нанесения покрытия включает гидрофобный полимер, гидрофильный полимер и амфифильный полимер.

Способ получения измельченного продукта, содержащего неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку, включает стадии: а) получения NSAT модификатора реологических характеристик и способствующей растворению растворимой в воде добавки; b) смешивания NSAT модификатора реологических характеристик и способствующей растворению растворимой в воде добавки; и с) приготовления измельченного продукта из продукта стадии b).

Измельченный продукт можно получить путем использования оборудования различными путями, которые известны специалистам в области обработки полимеров. Примеры подходящего оборудования могут включать, но не ограничиваются только ими, распылительные сушилки, дисковые грануляторы, барабанные дробилки и устройства для измельчения. Размер более крупных частиц можно дополнительно уменьшить с помощью подходящих мельниц. Поскольку полимеры на основе поли(этиленгликоля) обладают относительно низкими температурами плавления, может оказаться эффективным криогенное измельчение. Кроме того, частицы можно получить по методикам осаждения из растворителей с использованием антирастворителей. То, какую конкретную методику используют, зависит от методики синтеза NSAT модификатора реологических характеристик, а также необходимого размера частиц.

На частицы NSAT модификатора реологических характеристик также можно нанести покрытие из способствующей растворению растворимой в воде добавки, такой как сахар, поверхностно-активное вещество или циклодекстрин, или добавочный модификатор реологических характеристик, такой как простой эфир целлюлозы или функциональный ингредиент. Кроме того, при желании на частицы NSAT модификатора реологических характеристик также можно нанести покрытие из гидрофобных, гидрофильных и/или амфифильных полимеров. Эту стадию нанесения покрытия можно провести по любым обычно применяющимся методикам, таким как распылительная сушка и т.п.

В настоящем изобретении (и предлагаемых в нем решениях) измельченный продукт можно ввести в водную систему. В одном неограничивающем варианте осуществления способ введения измельченного продукта, содержащего неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку, в водную систему, содержащую нерастворимый в воде полимер, включает: а) использование измельченного продукта, полученного описанным выше способом; и b) перемешивание измельченного продукта и водной системы до растворения измельченного продукта.

В другом неограничивающем варианте осуществления способ введения измельченного продукта, содержащего неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку, в водную систему, содержащую нерастворимый в воде полимер, включает: а) использование измельченного продукта, полученного описанным выше способом; b) добавление измельченного продукта к водной системе при отсутствии нерастворимого в воде полимера с получением смеси; с) измельчение смеси; и d) добавление нерастворимого в воде полимера к смеси до растворения измельченного продукта.

В одном неограничивающем варианте осуществления нерастворимый в воде полимер может представлять собой латекс, использующийся для изготовления краски на водной основе. Обычно краски на водной основе (латексные краски) являются красками, в которых смолы-связующие диспергированы в растворителях в виде небольших частиц нерастворимой смолы (коллоидные и крупнозернистые дисперсии). Смолы-связующие могут включать, но не ограничиваются только ими, поливинилацетат, сополимер стирол-бутадиен, акриловые смолы, полистирол и алкидные смолы.

Приведенные ниже примеры иллюстрируют настоящее изобретение (и предлагаемые в нем решения), содержания, указанные в частях и процентах, являются массовыми, если не указано иное. Каждый пример приведен для разъяснения настоящего изобретения (и предлагаемых в нем решений), а не для ограничения. В действительности специалистам в данной области техники должно быть понятно, что без отклонения от объема и сущности настоящего изобретения в настоящее изобретение (и предлагаемые в нем решения) можно внести различные модификации и изменения. Например, отличительные признаки, проиллюстрированные или описанные в качестве части одного варианта осуществления, можно использовать в другом варианте осуществления и получить еще один вариант осуществления. Таким образом, следует понимать, что в объем настоящего изобретения (и предлагаемых в нем решений) входят такие модификации и изменения, которые входят в объем прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.

ПРИМЕРЫ

Пример 1 - Контрольный образец С₁₆-НМРАРЕ

С₁₆-Кэппированный поли(ацеталь-простой полиэфир) (С₁₆-НМРАРЕ) получали следующим образом. В ленточный смеситель Abbe добавляли полиэтиленгликоль [ПЭГ-8000, Mw ~8000 (1250 г)] и гидроксид натрия (37 г). После герметизации реактора смесь нагревали примерно при 80°C в течение примерно 1 ч. Затем к смеси ПЭГ-8000/NaOH добавляли дибромметан (18,5 г) и полученную реакционную смесь нагревали примерно при 80°C в течение примерно 4 ч и получали сополимер ПЭГ-8000/метилен.

К сополимеру ПЭГ-8000/метилен примерно при 80°C добавляли 1-бромгексадекан (65 г) и полученную реакционную смесь нагревали примерно при 120°C в течение примерно 2 ч. Затем реактор открывали и расплавленную реакционную смесь выливали в пластмассовый лоток. При охлаждении до комнатной температуры реакционная смесь затвердевала. Неочищенная реакционная смесь была растворима в воде (вязкость 2% раствора по Брукфилду при 30 об/мин = 410 сП).

Это твердое вещество С₁₆-НМРАРЕ подвергали криогенному измельчению с помощью Cryomill: SPEC Freezer Mill. Небольшие количества (~4 г) твердых материалов размалывали в жидком азоте в течение примерно 10 мин и получали порошок. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM E-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 2 - Контрольный образец С₁₂-НМРАРЕ

С₁₂-НМРАРЕ готовили в соответствии с примером 1 с использованием 1-бромдодекана (70 г) в качестве кэппирующего реагента. Твердую смесь размалывали в "Mr. Coffee® IDS855" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение примерно 30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM E-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм) и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 3 - Контрольный образец С₁₂/С₁₆-НМРАРЕ

С₁₂/С₁₆ Смешанный гидрофобный кэппированный РАРЕ

(С₁₂/С₁₆-НМРАРЕ) готовили в соответствии с примером 1 с использованием 1-бромдодекана (20 г) и 1-бромгексадекана (50 г) в качестве кэппирующих реагентов. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM E-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 4 - Контрольный образец - полимер XLS-530

Полимер XLS-530 получали путем выпаривания воды из Aquaflow® XLS-530 (выпускается фирмой Ashland Inc.) с последующим растворением в толуоле, взятом в количестве, равном удвоенной массе твердого вещества. Это вещество дополнительно путем осаждения (в 5-кратном объеме гексана), фильтрования и сушки. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM E-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 5 - Сахароза + С₁₆-НМРАРЕ (25%/75%)

Смесь твердого С₁₆-НМРАРЕ (75 г), полученного в примере 1, и сахарозы (25 г) нагревали примерно при 80°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM E-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 6 - Сахароза + С₁₆-НМРАРЕ (50%/50%)

Смесь твердого С₁₆-НМРАРЕ (50 г), полученного в примере 1, и сахарозы (50 г) нагревали примерно при 80°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 7 - β-Циклодекстрин + С₁₆-НМРАРЕ (2%/98%)

Смесь твердого С₁₆-НМРАРЕ (49,4 г), полученного в примере 1, и β-циклодекстрина (β-ЦД) (1 г) нагревали примерно при 100°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 8 - Метил-β-циклодекстрин + С₁₆-НМРАРЕ (2%/98%)

Смесь твердого С₁₆-НМРАРЕ (29 г), полученного в примере 1, и раствора метил-β-циклодекстрина (метил-β-ЦД) (1 г, 50% водного раствора) нагревали примерно при 100°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 9 - Сахароза + С₁₂-НМРАРЕ (25%/75%)

Смесь твердого С₁₂-НМРАРЕ (75 г), полученного в примере 2, и сахарозы (25 г) нагревали примерно при 80°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 10 - Сахароза + С₁₂-НМРАРЕ (50%/50%)

Смесь твердого С₁₂-НМРАРЕ (50 г), полученного в примере 2, и сахарозы (50 г) нагревали примерно при 80°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 11 - Глюкоза + С₁₂/С₁₆-НМРАРЕ (50%/50%)

Смесь твердого С₁₂/С₁₆-НМРАРЕ (50 г), полученного в примере 3, и глюкозы (50 г) нагревали примерно при 70°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 12 - Кукурузное масло + С₁₂/С₁₆-НМРАРЕ (25%/75%)

Смесь С₁₂/С₁₆-НМРАРЕ (75 г), полученного в примере 3, и кукурузного масла (25 г) нагревали примерно при 70°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 13 - Сахароза + полимер XLS-530 (50%/50%)

Смесь твердого простого полиэфира-полиацеталя полимера XLS-530 (50 г), полученного в примере 4, и сахарозы (50 г) нагревали примерно при 80°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 14 - Сахароза + Rheolate® 208 (50%/50%)

Смесь твердого Rheolate® 208 (30 г, выпускается фирмой Elementis Specialties, Inc.) и сахарозы (30 г) нагревали примерно при 130°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 15 - С₁₆-НМРАРЕ + Natrosol™ Plus 330 (70%/30%)

70 мас.%/30 мас.% Смеси твердого С₁₆-НМРАРЕ из примера 1 и Natrosol® Plus 330 гидрофобно модифицированного НЕС (выпускается фирмой Ashland Inc.) смешивали в расплаве примерно при 120°C в смесителе Aaron в атмосфере N₂ в течение примерно 1 ч. Охлаждение до комнатной температуры давало твердое вещество. Это твердое вещество подвергали криогенному измельчению с помощью Cryomill: SPEC Freezer Mill. Небольшие количества (~4 г) твердых материалов размалывали в жидком азоте в течение примерно 10 мин и получали порошок. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Пример 16 - Смесь продукта из примера 15 и сахарозы (50%/50%)

Смесь продукта примера 15 (50 г) и сахарозы (50 г) нагревали примерно при 130°C при перемешивании в атмосфере N₂ в течение 1 ч и получали твердое вещество. Это твердое вещество размалывали в "Mr. Coffee® IDS55" при работе режущей пластины в импульсном режиме в течение ~30 с. Размолотый материал пропускали через стопку сит ASTM Е-11: №12 (1,7 мм) и №16 (1,18 мм), и размер всех полученных частиц составлял менее 1,18 мм.

Исследование растворения

Для иллюстрации улучшения характеристик растворения, обусловленного включением различных добавок, исследовали растворение в воде и в краске образцов материалов, полученных в приведенных выше примерах.

Исследование растворения в воде

Растворение в воде модификатора реологических характеристик исследовали с использованием анкерной лопасти, соединенной с вискозиметром НААКЕ. Растворение проводили в емкости объемом 8 унций, содержащей 200 г 100 мМ буфера на основе Tris (трис(гидроксиметил)аминометан) при pH 8,0. В сосуд в сухом виде добавляли 2,0 г активных порошкообразных модификаторов реологических характеристик (с добавками и без них), полученных в приведенных выше примерах, и перемешивали при 600 об/мин. Перемешивание проводили в течение примерно 45 мин. Накапливали значения крутящего момента в зависимости от времени, которые эквивалентны зависимости растворения от времени, поскольку значения крутящего момента связаны с увеличением вязкости раствора, которое зависит от растворения модификатора реологических характеристик. На фиг. 1-11 приведены данные по растворению для различных образцов материалов, полученных в приведенных выше примерах. В таблице 1 приведены результаты исследований растворения в воде, представленных на фиг. 1-11.

Исследование растворения в краске

Растворение в краске модификатора реологических характеристик исследовали с использованием гребного морского винта, соединенного с вискозиметром НААКЕ. Растворение проводили в емкости объемом 8 унций, содержащей 245 г краски 45.5 PVC на основе Rhoplex™ SG-10М (состав приведен в таблице 2).

В сосуд в сухом виде добавляли 0,6 г активных порошкообразных модификаторов реологических характеристик (с добавками и без них), полученных в приведенных выше примерах, и перемешивали при 600 об/мин. Перемешивание проводили в течение примерно 45 мин. Накапливали значения крутящего момента в зависимости от времени, которые эквивалентны зависимости растворения от времени, поскольку значения крутящего момента связаны с увеличением вязкости раствора, которое зависит от растворения модификатора реологических характеристик. Сопоставление характеристик растворения порошков C₁₆-HMPAPE в краске с добавкой и без нее представлено на фиг. 12. Очевидно, что композиция, содержащая сахарозу, обладает значительно лучшими характеристиками растворения. В таблице 3 приведены аналогичные результаты для растворения в краске.

Исследование растворения в краске

Образец порошка, полученного в примере 2, вводили (0,56 мас. %) на стадии измельчения процедуры приготовления краски и затем добавляли воду. Состав использованной краски (46 PVC, акриловая пастельная основа) приведен ниже в таблице 4. Измельчение проводили с помощью перемешивающей лопасти Cowles и смесителя Dispermat.

Порошкообразный С₁₂-НМРАРЕ, полученный в примере 2, быстро растворялся. Конечная краска обладала вязкостью по Стормеру, равной 100 ед. Кребса, и вязкостью ICI, равной 1,85 П.

Хотя настоящее изобретение описано с использованием конкретных вариантов осуществления, следует понимать, что настоящее изобретение ими не ограничивается и что без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения в него могут быть внесены многочисленные изменения и модификации.

Разумеется, для описания раскрытой информации невозможно описать каждую возможную комбинацию компонентов или методологий, однако специалист с общей подготовкой в данной области техники может понять, что возможны многочисленные дополнительные комбинации и перестановки раскрытой информации. Соответственно, предполагается, что раскрытая информация включает все такие изменения, модификации и вариации, которые входят в сущность и объем прилагаемой формулы.

Настоящее изобретение относится к измельченному продукту, содержащему неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку, и введению измельченного продукта в составы красок на водной основе. Описан измельченный продукт, предназначенный для приготовления краски, содержащий неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку, причем NSAT модификатор реологических характеристик выбран из группы, состоящей из гидрофобно модифицированного этоксилированного уретана (HEUR), гидрофобно модифицированного полиэтиленгликоля (HMPEG) и гидрофобно модифицированного полиацеталь-простого полиэфира (НМРАРЕ); способствующая растворению растворимая в воде добавка представляет собой сахар; и по данным измерений в соответствии со стандартом ASTM С136 - 06 Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates (Стандартный метод ситового анализа мелких и крупных агрегатов) менее примерно 5 мас. % измельченного продукта удерживается на сите с отверстиями размером 1,18 мм (№16). Также описан способ получения указанного выше измельченного продукта, включающий стадии: a) получения NSAT модификатора реологических характеристик и способствующей растворению растворимой в воде добавки; b) смешивания NSAT модификатора реологических характеристик и способствующей растворению растворимой в воде добавки; и c) приготовления измельченного продукта из продукта стадии b). Описаны варианты способа введения указанного выше измельченного продукта в водную систему, содержащую нерастворимый в воде полимер. Технический результат – улучшение растворимости в краске измельченного продукта, содержащего неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил., 4 табл., 16 пр.

1. Измельченный продукт, предназначенный для приготовления краски, содержащий неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку, причем NSAT модификатор реологических характеристик выбран из группы, состоящей из гидрофобно модифицированного этоксилированного уретана (HEUR), гидрофобно модифицированного полиэтиленгликоля (HMPEG) и гидрофобно модифицированного полиацеталь-простого полиэфира (НМРАРЕ); способствующая растворению растворимая в воде добавка представляет собой сахар; и по данным измерений в соответствии со стандартом ASTM С136 - 06 Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates (Стандартный метод ситового анализа мелких и крупных агрегатов) менее примерно 5 мас. % измельченного продукта удерживается на сите с отверстиями размером 1,18 мм (№16).

2. Измельченный продукт по п. 1, в котором способствующая растворению растворимая в воде добавка обладает молекулярной массой (Mw), равной менее примерно 2000 Да.

3. Измельченный продукт по п. 1, в котором сахар выбран из группы, состоящей из сахарозы, фруктозы, глюкозы и сорбита.

4. Измельченный продукт по п. 1, дополнительно содержащий добавочный модификатор реологических характеристик.

5. Измельченный продукт по п. 4, в котором добавочный модификатор реологических характеристик представляет собой простой эфир целлюлозы.

6. Измельченный продукт по п. 5, в котором простой эфир целлюлозы выбран из группы, состоящей из гидроксиэтилцеллюлозы (НЕС), карбоксиметилцеллюлозы (CMC), метилцеллюлозы (МС), метилгидроксиэтилцеллюлозы (МНЕС), этилгидроксиэтилцеллюлозы (ЕНЕС), метилгидроксипропилцеллюлозы (МНРС) и их гидрофобно модифицированных производных.

7. Измельченный продукт по п. 1, дополнительно содержащий функциональный ингредиент, выбранный из группы, состоящей из диспергирующих агентов, смачивающих агентов, биоцидов, противовспенивателей и коалесцирующих веществ.

8. Измельченный продукт по п. 1, дополнительно содержащий композицию для нанесения покрытия, выбранную из группы, состоящей из гидрофобного полимера, гидрофильного полимера и амфифильного полимера.

9. Способ получения измельченного продукта, содержащего неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку, включающий стадии:

a) получения NSAT модификатора реологических характеристик и способствующей растворению растворимой в воде добавки;

b) смешивания NSAT модификатора реологических характеристик и способствующей растворению растворимой в воде добавки; и

c) приготовления измельченного продукта из продукта стадии b),

причем NSAT модификатор реологических характеристик выбран из группы, состоящей из гидрофобно модифицированного этоксилированного уретана (HEUR), гидрофобно модифицированного полиэтиленгликоля (HMPEG) и гидрофобно модифицированного полиацеталь-простого полиэфира (НМРАРЕ); способствующая растворению растворимая в воде добавка представляет собой сахар; и по данным измерений в соответствии со стандартом ASTM С136 - 06 Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates (Стандартный метод ситового анализа мелких и крупных агрегатов) менее примерно 5 мас. % измельченного продукта удерживается на сите с отверстиями размером 1,18 мм (№16).

10. Способ по п. 9, в котором стадию с) проводят с использованием распылительных сушилок, дисковых грануляторов, барабанных дробилок или устройств для измельчения.

11. Способ по п. 9, дополнительно включающий стадию d) криогенного измельчения.

12. Способ введения измельченного продукта, содержащего неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку, в водную систему, содержащую нерастворимый в воде полимер, включающий стадии:

a) получения измельченного продукта по п. 9; и

b) перемешивания измельченного продукта и водной системы, содержащей нерастворимый в воде полимер, до растворения измельченного продукта,

где по данным измерений в соответствии со стандартом ASTM С136 - 06 Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates (Стандартный метод ситового анализа мелких и крупных агрегатов) менее 5 мас. % измельченного продукта удерживается на сите с отверстиями размером 1,18 мм (№16); NSAT модификатор реологических характеристик выбран из группы, состоящей из гидрофобно модифицированного этоксилированного уретана (HEUR), гидрофобно модифицированного полиэтиленгликоля (HMPEG) и гидрофобно модифицированного полиацеталь-простого полиэфира (НМРАРЕ) и способствующая растворению растворимая в воде добавка представляет собой сахар.

13. Способ введения измельченного продукта, содержащего неионогенный синтетический ассоциативный загуститель (NSAT) модификатор реологических характеристик и способствующую растворению растворимую в воде добавку, в водную систему, содержащую нерастворимый в воде полимер, включающий стадии:

а) получения измельченного продукта по п. 9;

b) добавления измельченного продукта к водной системе при отсутствии нерастворимого в воде полимера с получением смеси;

c) измельчения смеси; и

d) добавления нерастворимого в воде полимера к смеси до растворения измельченного продукта,

где NSAT модификатор реологических характеристик выбран из группы, состоящей из гидрофобно модифицированного этоксилированного уретана (HEUR), гидрофобно модифицированного полиэтиленгликоля (HMPEG) и гидрофобно модифицированного полиацеталь-простого полиэфира (НМРАРЕ); способствующая растворению растворимая в воде добавка представляет собой сахар; и по данным измерений в соответствии со стандартом ASTM С136 - 06 Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates (Стандартный метод ситового анализа мелких и крупных агрегатов) менее примерно 5 мас. % измельченного продукта удерживается на сите с отверстиями размером 1,18 мм (№16).