專利名稱：隨時(shí)可用的含干燥指示劑的接縫/修補(bǔ)產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含水時(shí)顯色的抹墻/修補(bǔ)產(chǎn)品或粉末。本品在使用和干燥后，會(huì)從紅色或藍(lán)色變?yōu)榘咨?br> 背景技術(shù)：
抹墻復(fù)合物、接縫復(fù)合物以及貼補(bǔ)產(chǎn)品已被使用多年，以便在有瑕疵的建筑構(gòu)件，如墻板、灰泥板和其它的建筑表面提供所希望的光滑的或有織紋的涂層。
通常這些復(fù)合物含有樹(shù)脂粘合劑、石灰石、粘土、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑和增稠劑，這些成分與水混合后形成糊狀產(chǎn)品。用抹刀或其它工具可將這種糊狀產(chǎn)品涂到所希望的建筑物構(gòu)件底物上。通過(guò)干燥使該產(chǎn)品變硬，以便建筑工人在這種變硬的產(chǎn)品上進(jìn)行其它操作，如砂磨、敲打、刷漆等。
為給建筑工人提供構(gòu)件表面已可以進(jìn)行附加操作的清楚指示，理想的是抹墻、接縫混合物或修補(bǔ)產(chǎn)品含有顏色指示劑，這樣在所施加的產(chǎn)品變干后，產(chǎn)品顏色會(huì)發(fā)生改變。
表面上看，在這樣的產(chǎn)品中加入變色指示劑很簡(jiǎn)單，但由于有產(chǎn)品在預(yù)先庫(kù)存期和貯藏有效期內(nèi)必須保持顏色穩(wěn)定的附加要求，問(wèn)題就變得更加復(fù)雜了。因此，對(duì)于可硬化的抹墻/修補(bǔ)產(chǎn)品有更特殊的需求，即在干燥時(shí)會(huì)變色，同時(shí)在長(zhǎng)期儲(chǔ)存時(shí)具有增強(qiáng)的顏色穩(wěn)定性。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種隨時(shí)可用的產(chǎn)品或粉末，其含有含水時(shí)產(chǎn)生顏色的變色劑。在應(yīng)用本產(chǎn)品及產(chǎn)品干燥后顏色會(huì)改變，優(yōu)選從紅色或藍(lán)色變?yōu)榘咨?br> 本產(chǎn)品可顯示所應(yīng)用的產(chǎn)品何時(shí)變干，以便在合適的時(shí)間進(jìn)行砂磨，刷漆或重新應(yīng)用，使性能最佳。這樣，與復(fù)合物未徹底干燥造成的與應(yīng)用后(post-application)性能相關(guān)的所有問(wèn)題均可避免。
已評(píng)價(jià)了的變色指示劑包括酚酞(紅色)和百里酚酞(藍(lán)色)。這些眾所周知的指示劑在堿性混合物或含堿性混合物的溶液接近中性后可改變顏色，在失水時(shí)指示劑也可變色。失水導(dǎo)致無(wú)色的指示劑固體的不溶和沉淀。
經(jīng)測(cè)試的一種具體配方如下原料重量％樣品(2500克)
預(yù)混合后加入
充分混合
充分混合
充分預(yù)混合后加入
預(yù)混合后加入
加入
Pluronic F-68-聚亞氧烷基乙二醇嵌段共聚物；可從BASF獲取CMC 7H-羧甲基纖維素；可從Hercules獲取UCAR 412-丙烯酸丁酯/異丁烯酸甲酯/異丁烯酸的三元共聚物，pH(8-9)；可從Union Carbide獲取Vicron 45-3-石灰石粉Attage l40-美國(guó)活性白土；可從Engelhardt獲取本產(chǎn)品的顏色為從紅色到粉紅色，干燥時(shí)變?yōu)榘咨?br> 上述配方的pH值優(yōu)選在約11-13之間，以在應(yīng)用產(chǎn)品時(shí)提高指示劑顏色的穩(wěn)定性。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述通常變色貼補(bǔ)、接縫或抹墻組合物含有表面活性劑、保水劑、凍融劑(free-thaw agent)、樹(shù)脂粘合劑、顏料、填料(filter)、pH調(diào)節(jié)劑和所希望的變色指示劑。由于廣泛使用，這些組合物一般被稱為“貼補(bǔ)”復(fù)合物。
至于可用的表面活性劑，可從市售的各種化合物中選擇。這包括乙氧基化烷基酚，如可從Union Carbide獲取的產(chǎn)品Triton，可從Rohm & Haas獲取的產(chǎn)品Tamol，可從例如BASF獲取的聚亞氧烷基乙二醇嵌段共聚物。
保水劑或增稠劑優(yōu)選是纖維素醚如羧甲基纖維素(CMC)、羥乙基甲基纖維素(HEC)、羥丙基甲基纖維素、堿性可膨脹和/或締合性增稠劑等，它們都可從市場(chǎng)上買到。優(yōu)選的增稠劑是可從Aqualon，Wilmington Delaware獲取的增稠劑，且特別優(yōu)選CMC 7H和Natrosol產(chǎn)品。
盡管凍融劑一般可使用二醇類，但通常選乙二醇。
樹(shù)脂粘合劑組分可從組(I)聚乙烯酯及其衍生的聚合物和/或組(II)丙烯酸樹(shù)脂粘合劑中選擇。屬于第(I)組規(guī)定的代表性粘合劑包括聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯(丁縮醛)、聚氯乙烯等。
屬于第(II)組規(guī)定的代表性粘合劑包括丙烯酸聚合物和共聚物。通常這些物質(zhì)含有優(yōu)選與其它含烯鍵不飽和單體共聚的共聚了的丙烯酸不飽和單體。丙烯酸不飽和單體包括丙烯酸或異丁烯酸的低級(jí)烷基酯，且烷基酯部分含1-12個(gè)碳原子，以及丙烯酸和異丁烯酸的芳香族衍生物。有用的丙烯酸單體包括例如丙烯酸和異丁烯酸、丙烯酸甲酯和異丁烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和異丁烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和異丁烯酸丁酯、丙烯酸丙酯和異丁烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己基酯和異丁烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸環(huán)己酯和異丁烯酸環(huán)己酯、丙烯酸癸酯和異丁烯酸癸酯、丙烯酸異癸酯和異丁烯酸異癸酯、丙烯酸芐酯和異丁烯酸芐酯以及如丁基、苯基和甲酚縮水甘油醚與丙烯酸和異丁烯酸反應(yīng)的各種反應(yīng)產(chǎn)物，丙烯酸羥烷基酯和異丁烯酸羥烷基酯，如丙烯酸羥乙酯和羥丙酯和異丁烯酸羥乙酯和羥丙酯，以及氨基丙烯酸酯和異丁烯酸酯。
丙烯酸單體優(yōu)選與烯鍵式不飽和單體而不是與丙烯酸單體共聚。烯鍵式不飽和單體不同于所述丙烯酸不飽和單體，可包括例如那些顯示出烯鍵式不飽和雙鍵性質(zhì)的單體材料，如可聚合的乙烯基、烯丙基、反丁烯二酸、順丁烯二酸，或顯示類似烯鍵式不飽和雙鍵官能性(碳-碳不飽和鍵)的，可在所述丙烯酸不飽和單體中與丙烯酸不飽和雙鍵共聚的單體。
烯鍵式不飽和單體可以包括，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和取代的烷基苯乙烯，氯苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、順丁烯二酸二丁酯、丁二烯、氯乙烯、1，1-二氯乙烯、丙烯酰胺和丙烯腈和類似的烯鍵式不飽和單體。在使用過(guò)氧或偶氮催化劑、普通氧化還原催化劑、紫外輻射或其它類似條件下，烯鍵式不飽和單體可與所述的含丙烯酸不飽和鍵的單體通過(guò)自由基誘導(dǎo)加成聚合。本發(fā)明的丙烯酸共聚物可通過(guò)以下方式合成，即在自由基引發(fā)劑或偶氮催化劑存在下，在一段時(shí)間內(nèi)向水性聚合介質(zhì)中加入單體混合物，以生成丙烯酸膠乳共聚物。在單體聚合中通常使用占單體重量約1-2％的過(guò)氧化物引發(fā)劑。
目前，為了提高產(chǎn)品的顏色穩(wěn)定性，優(yōu)選使用在膠乳中基本不含氨(NH3)或銨鹽的樹(shù)脂粘合劑膠乳。最優(yōu)選的是UCAR膠乳412，它主要的聚合組分包括丙烯酸丁酯(BA)/異丁烯酸甲酯(MMA)/異丁烯酸(MA)聚合物。
當(dāng)MMA 以摩爾數(shù)計(jì)達(dá)約40-60％，MA達(dá)約0-5％時(shí)，BA重復(fù)單元可達(dá)約40-60％。這種特殊膠乳含大約45重量％聚合物固體和約53重量％的水。此外該膠乳含少量的防腐劑、消泡劑、陰離子穩(wěn)定劑和自由基引發(fā)劑的殘余物。在生產(chǎn)該產(chǎn)品時(shí)未加氨或銨鹽。據(jù)說(shuō)這種膠乳產(chǎn)品中加入了約2重量％的壬苯氧基聚(乙烯氧基)乙醇表面活性劑。
下一個(gè)是關(guān)于顏料，它可從各種化合物中選擇，包括石灰石粉，TiO2白色著色劑(stain white)等。
還可加入填料，如纖維、光滑球體、珍珠巖、蛭石、滑石粉、粘土等。
可加入pH調(diào)節(jié)劑，如NaOH，KOH，K2CO3和其它的堿調(diào)整產(chǎn)品pH值優(yōu)選呈堿性。
正如以上提到的，有代表性的變色劑包括酚酞(淺粉紅色)(PTL)和百里酚酞(藍(lán)色)。另外，還可能被提到的是鄰甲酚酞(紅色)，乙基二(2，4-二硝基苯)醋酸酯(藍(lán)綠色)，對(duì)硝基苯酚(黃色)，間硝基苯酚(黃色)，間二硝基苯酚(黃色)，1，2，5-三硝基苯酚(橙色)，以及2，4，6-三硝基苯酚(橙色)。這些顏色指示劑在處于堿性pH下具有顏色，當(dāng)產(chǎn)品干燥后便失去其顏色。
示例性的組合物如下表面活性劑0-10％增稠劑0-10％凍融劑0-10％樹(shù)脂粘合劑1-50％顏料 1-80％水10-50％填料 0-80％pH調(diào)節(jié)劑 0.01-10％
變色指示劑0.00001-10％(上述組分加至100wt％)優(yōu)選的組合物如下表面活性劑0.05-5.0％增稠劑0.1-5.0％凍融劑0.1-2.0％樹(shù)脂粘合劑1-50.00％顏料 40-80.00％水15-40.00％填料 1-20％pH調(diào)節(jié)劑 0.25-5％變色指示劑0.001-5％(上述組分加至100wt％)此時(shí)(即最佳模式)最優(yōu)選的組合物如下水18.48wt％表面活性劑Tamol 850 0.57wt％Pluronic F68 0.21wt％粘土attagel 401.92wt％碳酸鈣microwhite 10042.14wt％vicron 45-3 20.73wt％增稠劑CMC 7H0.06wt％Natrosol 250* 0.13wt％pH調(diào)節(jié)劑
K2CO3(45％) 0.34wt％凍溶化劑乙二醇0.99wt％顏色指示劑PTL 0.02wt％PH＝11.8-12.8；密度14.8-15.00lbs/gal；顏色＝粉紅色*-改性羥乙基纖維素-Aqualon Div.Hercules依照本發(fā)明，技工借助于抹刀或其它工具將修補(bǔ)組合物施加于所需結(jié)構(gòu)的表面，提供一個(gè)光滑的或有織紋的表面。在涂敷時(shí)，產(chǎn)品處于其有色狀態(tài)(例如，當(dāng)PTL作為顏色指示劑時(shí)為粉紅色)。當(dāng)干燥后，顏色變?yōu)榘咨?，從而指示技工在這樣處理過(guò)的表面可進(jìn)行其它的操作等。
下面說(shuō)明性例子將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但這些例子并非用于限定本發(fā)明。
除上述提到的產(chǎn)品外，在這些例子中還將用到下列產(chǎn)品名稱U CAR 353-Union Carbide；醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯膠乳U CAR 413-Union Carbide；丙烯酸丁酯/異丁烯酸甲酯/異丁烯酸膠乳實(shí)施例為了評(píng)價(jià)本發(fā)明的抹墻/修補(bǔ)產(chǎn)品的顏色穩(wěn)定性，需要進(jìn)行下面的工作實(shí)施例1準(zhǔn)備抹墻物配方，該配方包括UCAR 353，用酚酞(PTL)作變色指示劑。該配方中主要成分如下(所有組分的單位用克表示)Pluromic F-680.30水 63.58
UCAR 353 19.2乙二醇 1.5attagel 40 3.0PTL 0.03KOH(45％)1.5vicron 45-3 210最初混合物的pH值約為12.68，但一天內(nèi)降到了無(wú)法接受的水平，9.57。
實(shí)施例2制備具有如下配比的另一種產(chǎn)品Pluronic F-682.5克CMC 7-H 6.25克水 511.19克乙二醇 12.5克U CAR 413150克vicron 45-3 1780克attagel 40 25克KOH(45％)12.5克PTL 0.0625克產(chǎn)品起初是粉紅色的，但在密閉容器，120°F條件下儲(chǔ)存約4周后，產(chǎn)品顏色基本消失。
實(shí)施例3為保持所希望的顏色水平，在配方中增加了PTL的量配方如下UCAR 413 106克水 281.8克Pluronic F-682.5克乙二醇 15.00克attagel 40 25.00克
vicron 45-3 1110.00克CMC 7H 2.1克KOH(45％)4.4克PTL 0.25克起初產(chǎn)品具有亮粉色外觀，pH值為11.01，在120°F條件下儲(chǔ)存約5周半后，可注意到顏色迅速消散。
實(shí)施例4在另一提高產(chǎn)品顏色穩(wěn)定性的努力中，在配方中增加了KOH(pH調(diào)節(jié)劑)的量制備如下組合物水 240克乙二醇 15克CMC 7H 2.1克vicron 45-3 1,110.00克U CAR 413106克Pluronic F-682.50克attagel 40 20.00克KOH(45％)6.2克PTL 0.25克產(chǎn)品初始pH值增加到大于12的pH值，在120°F條件下儲(chǔ)存約5周半后，顏色消退到了最初強(qiáng)度的約45-50％。
實(shí)施例5為減慢褪色速度，用無(wú)氨聚合物作樹(shù)脂粘合劑。這種聚合物最初被稱為“無(wú)氨”的UCAR 413，現(xiàn)在重新將其分類為UCAR 412，預(yù)先可獲得的UCAR 413中已被合成含有少量(至約1重量％)的氫氧化銨，以提高產(chǎn)品的pH。生產(chǎn)商已說(shuō)明在UCAR 412的生產(chǎn)過(guò)程中取消了這一步驟，因此膠乳聚合物被稱為“基本上無(wú)氨”，本文提及的無(wú)氨是指不含NH3和/或它的銨鹽形式，該短語(yǔ)代表在膠乳中氨或銨鹽含量少于0.5重量％的聚合物乳膠。
該新配方包括以下成分水 240克CMC 7H 15克vicron 45-3 1,110.00克U CAR 412106克(無(wú)NH4OH)Pluronic F68 2.5克attagel 40 25.00克KOH(45％)4.40克PTL 0.25克產(chǎn)品是亮粉色并顯示出很好的色澤均一性。將其置于很多小錘坑上后1-1.5小時(shí)就會(huì)干燥。
產(chǎn)品的初始pH值是11.1。120°F條件下儲(chǔ)存7周后，出人意料地觀察到其顏色仍很好的保持到原始粉紅色濃度的85-90％。產(chǎn)品的粘度也穩(wěn)定。
實(shí)施例6另外的一批U CAR 412(NH3或NH4OH)可以從廠家得到。在收到時(shí)，這種膠乳的pH值是8.85。(廠家指出一種胺殺蟲(chóng)劑被加入到膠乳中，這最可能導(dǎo)致膠乳聚合物的高pH值)?；旌显摼酆衔锬z乳和以上例5中所給的其它組分來(lái)制備抹墻組合物。產(chǎn)品的初始pH值是11.38。120°F條件下儲(chǔ)存6周后，最初的粉紅色沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的變化。
當(dāng)換為一種基本上無(wú)氨的膠乳聚合物后，可觀察到產(chǎn)品顏色穩(wěn)定性的提高。由于已知PTL可在堿性介質(zhì)中呈粉紅色到紅色，在中性pH值中變?yōu)闊o(wú)色，因此這是與直覺(jué)相反的。十分顯然，人們會(huì)想到聚合物膠乳NH3的存在會(huì)提高產(chǎn)品的pH值從而導(dǎo)致顏色穩(wěn)定性的提高。
雖說(shuō)上述描述以及例子描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方案，但這并不意味著本發(fā)明局限于上述范圍。本發(fā)明涵蓋與上述公開(kāi)的這些具體實(shí)施方案的同等物和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種貼補(bǔ)組合物，其包括樹(shù)脂粘合劑、顏料和變色指示劑。
2.一種貼補(bǔ)組合物，其中包括0-10重量％的表面活性劑、0-10重量％的增稠劑、0-10重量％的凍融劑、1-50重量％的樹(shù)脂粘合劑、1-80重量％的顏料、約10-50重量％的水、約0-80重量％的填料、約0.1-10重量％的pH調(diào)節(jié)劑、變色指示劑的量占0.00001-10％，上述百分比共計(jì)100重量％。
3.一種貼補(bǔ)組合物，其中包括樹(shù)脂粘合劑、顏料和變色指示劑，所述樹(shù)脂粘合劑包括無(wú)氨和無(wú)銨鹽的聚合物膠乳。
4.一種貼補(bǔ)組合物，其中包括0.05-5.0重量％的表面活性劑、0.1-5.0重量％的增稠劑、0.1-2.0重量％的凍融劑、1-50重量％的樹(shù)脂粘合劑、40-80重量％的顏料、15-40重量％的水、1-20重量％的填料、約0.25-5重量％的pH調(diào)節(jié)劑、0.001-5％的變色指示劑，上述百分比共計(jì)100重量％。
5.一種貼補(bǔ)組合物，其中包括水、樹(shù)脂粘合劑和顏料，其改進(jìn)在于所述樹(shù)脂粘合劑包括從(I)聚乙烯酯及所述聚乙烯酯的衍生物和(II)丙烯酸樹(shù)脂粘合劑選取的成分，所述樹(shù)脂粘合劑呈膠乳狀，并且在所述膠乳中基本上不含氨或銨鹽，所述組合物中還包括在保持堿性pH條件下具有一種顏色，在所述組合物干燥后失色的變色指示劑。
6.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中所述樹(shù)脂粘合劑是一種丙烯酸樹(shù)脂粘合劑，所述變色指示劑包括從下列組中選擇的一種物質(zhì)，該組由鄰甲酚酞、乙基二(2，4-二硝基苯)醋酸酯、對(duì)硝基苯酚、間硝基苯酚、間二硝基苯酚、1，3，5-三硝基苯酚以及2，4，6-三硝基苯酚、酚酞(PTL)、百里酚酞組成，所述組合物進(jìn)一步具有約11-13的pH值。
7.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中樹(shù)脂粘合劑包括作為聚合物組分的共聚物，且該共聚物包含丙烯酸丁酯和異丁烯酸甲酯重復(fù)單元。
8.如權(quán)利要求7所述的組合物，其中所述共聚物還包括異丁烯酸重復(fù)單元。
9.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述樹(shù)脂粘合劑包括作為聚合物組分的丙烯酸丁酯BA/異丁烯酸甲酯(MMA)/異丁烯酸(MA)重復(fù)單元；基于所述聚合物組分總量，所述BA的摩爾量為約40-60％，所述MMA的摩爾量約40-60％，所述MA的摩爾量約0-5％。
10.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述變色指示劑包括酚酞。
11.一種處理存在于建筑物表面的缺陷或類似物的方法包括向所述表面涂抹有效量的水性貼補(bǔ)組合物，該組合物的成分包括樹(shù)脂粘合劑，顏料，變色指示劑，所述變色指示劑在使用時(shí)是有顏色的；上述組合物變干時(shí)，顏色會(huì)從所述組合物消散。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述水性貼補(bǔ)組合物在應(yīng)用時(shí)具有堿性pH值。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述水性貼補(bǔ)組合物包括作為其樹(shù)脂粘合劑的，從(I)聚乙烯酯及所述聚乙烯酯衍生物和(II)丙烯酸樹(shù)脂粘合劑選取的一種物質(zhì)，其中所述樹(shù)脂粘合劑呈膠乳狀，并且在所述膠乳中基本上不含氨或銨鹽。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述變色指示劑包括從下列組中選擇的一種，該組由鄰甲酚酞、乙基二(2，4-二硝基苯)醋酸酯、對(duì)硝基苯酚、間硝基苯酚、間二硝基苯酚、1，3，5-三硝基苯酚以及2，4，6-三硝基苯酚、酚酞(PTL)和百里酚酞組成，所述水性貼補(bǔ)組合物還具有約11-13的pH值。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述樹(shù)脂粘合劑是丙烯酸樹(shù)脂粘合劑(II)，包括作為聚合物組分的共聚物，該共聚物包括丙烯酸丁酯和異丁烯酸甲酯重復(fù)單元。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述共聚物還包括異丁烯酸重復(fù)單元。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述樹(shù)脂粘合劑包括作為聚合物組分的丙烯酸丁酯BA/異丁烯酸甲酯(MMA)/異丁烯酸(MA)重復(fù)單元；基于所述聚合物組分中存在的重復(fù)單元的總摩爾數(shù)，所述BA存在的摩爾量約為40-60％，所述MMA存在的摩爾量約為40-60％，所述MA存在的摩爾量約為0-5％。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述變色指示劑包括PTL。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種隨時(shí)可用的貼補(bǔ)產(chǎn)品，其中含色變指示劑。當(dāng)該產(chǎn)品干燥后，發(fā)出色變信號(hào)，如果需要，工人可在表面進(jìn)行其它操作，如刷漆，砂磨等。在本發(fā)明的一方面，將基本上無(wú)氨或銨鹽的膠乳聚合物用作樹(shù)脂粘合劑組分。這使存儲(chǔ)的產(chǎn)品顏色穩(wěn)定性增強(qiáng)。
文檔編號(hào)C09D7/00GK1531572SQ00808876
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2000年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月5日
發(fā)明者R·D·克普, R D 克普 申請(qǐng)人:達(dá)普產(chǎn)品公司