专利名称：轻质墙壁修补配混物的制作方法
轻质墙壁修补配混物
背景技术：
建筑物的内壁通常使用石膏壁板(有时称为干式墙)构造。在(由于缺陷或损坏 而)可能存在空腔、凹陷、洞等的地方，通常使用墙壁修补配混物来填充这种空腔(通常称 为“抹泥修墙”)。常规的墙壁修补配混物通常包含一种或多种无机填充剂、一种或多种聚 合树脂粘结剂以及各种增稠剂和其他添加剂。具体地讲，已经开发出轻质墙壁修补配混物， 除了别的无机填充剂以外，该轻质墙壁修补配混物通常还含有密度较低的填充剂，例如玻 璃泡、中空二氧化硅或膨胀珍珠岩。墙壁修补配混物通常包含大量的水(如大于约20重量％ )；使得在将墙壁修补配 混物涂敷到墙壁上后，水分在一段时间内蒸发，从而导致形成了可以进行磨砂、涂漆等的干 燥、硬化的材料。
发明内容
本文公开了轻质墙壁修补配混物，该轻质墙壁修补配混物包含至少一种或多种聚 合物粘结剂乳胶乳状液和无机填充剂；并且包含小于配制态墙壁修补配混物的约0.1重 量％的量的有机聚合物增稠剂。在多个实施例中，本文所公开的轻质墙壁修补配混物包含所选择的无机填充剂体 系，使得合成无机填充剂(如本文限定)包含墙壁修补配混物中的无机填充剂的至少95重 量％、99重量％、或大致100重量％。这些实施例中的至少一些的优点是(如最终使用者) 可以将合成无机填充剂视为优于天然无机矿物填充剂。在某些实施例中，本文所公开的轻质墙壁修补配混物包含已发现会有利地影响配 混物的稠度的一种或多种有机醚光滑剂，使得其可易于施用(例如，使得一旦将其施用到 (如)竖直墙壁上就易于涂开但却不流动、松垂或坍落)。本发明人已发现，可以少量(如 约0. 025重量％至约2. 5重量％ )加入该类有机醚光滑剂，从而得到有利的和意外的技术 效果。本发明人已发现，本文所公开的组合物中的至少某些在所施用的配混物干燥时可 有利地导致很低的回缩量，这可使得配混物能够干燥而不开裂、变形等。本文所公开的至少 某些实施例的其他优点为墙壁修补配混物能够在无需添加例如抗冻化合物之类的组分的 情况下以可用形式经受得住冻-融循环。本文所公开的至少某些实施例的其他优点是在意 外使墙壁修补配混物通过蒸发(如通过未完全密封存储容器的封盖)而损失少量水分的情 况下，配混物可以通过将少量水搅拌到配混物中而能够大致重新构成其原有形式。因此，在一个方面，本文公开了墙壁修补配混物，该墙壁修补配混物包含约20重 量<%至约80重量<%的水性胶乳粘结剂乳状液；约20重量％至约70重量％的无机填充剂体 系，其中无机填充剂体系由大致100重量％的合成无机填充剂构成；约0. 025重量％至约 2. 5重量％的至少一种有机醚光滑剂，该至少一种有机醚光滑剂包含至少一个醚键并且包 含不超过一个羟基；以及小于约0. 1重量％的有机聚合增稠剂。在另一方面，本文公开了墙壁修补配混物，该墙壁修补配混物占约20重量％至约70重量％的无机填充剂体系，其中合成无机填充剂包含大致球形的合成粒子，并且其中粒 子包含一组相对大直径的玻璃泡和一组相对小的陶瓷微球，其中玻璃泡的中值粒度与陶瓷 微球的中值粒度的比率在约5 1至约40 1的范围内。本发明的这些方面以及其他方面在下面的具体实施方式
中将显而易见。然而，在 任何情况下都不应当将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅受所附 权利要求书的限定，并且在审查期间可以进行修改。尽管可以在本公开中使用例如“第一”和“第二”以及“大”和“小”的术语，但应当 理解这些术语仅以它们的相对意义使用。
具体实施例方式本文公开了适用于填充和修复墙壁表面(例如石膏壁板表面)中的空腔、开裂、洞 或其他缺陷的配混物。这种配混物包含至少一种或多种聚合物粘结剂乳胶乳状液和一种或 多种无机填充剂，并且还包含小于约0. 1重量％ (基于配制态墙壁修补配混物的总重量) 的量的有机聚合增稠剂。本文所公开的墙壁修补配混物包含无机填充剂体系，该无机填充剂体系包含一种 或多种无机填充剂。在多个实施例中，无机填充剂体系占墙壁修补配混物的至少约20重 量％、30重量％、或40重量％ (除非另外指明，否则本文所公开的这个和所有其他重量％均 是基于墙壁修补配混物的配制态总重量(即包含水))。在其他实施例中，无机填充剂体系 占配制态墙壁修补配混物的重量的至多约70重量％、60重量％、或50重量％。无机填充剂通常是从地球中开采的天然存在的矿物。在上下文中，本文因此将天 然无机填充剂定义为以其天然存在的形式从地球中提取的矿物，并且虽然可能经受了例如 过滤、筛选、除砂、脱色、选矿、离心等纯化和/或改性工艺，但仍大致以其天然存在的形式 (尽管可能以更纯或更浓缩的形式)使用。这种天然无机填充剂通常包含大致结晶的结构， 并且通常大致由大致非球形和/或具有一定程度地不规则或不均一、或非常不规则或不均 一形状的粒子构成。在上下文中，仍将通过暴露于足以驱散水合水(但不足以引起材料熔 化或引起材料的结构从结晶转变为无定形)的温度已经煅烧的矿物认为是天然无机填充 剂。在上下文中，术语无机填充剂包括这样的填充剂，已对这种填充剂进行改性，以包含有 机表面基团、涂层等。天然无机填充剂可包括(例如)方解石、毒重石、金红石、锐钛矿、钛铁矿、云母、绢 云母、珍珠岩、滑石、石灰岩、二氧化硅、重晶石、石膏、烧石膏、高岭石、蒙脱石、绿坡缕石、伊 利石、滑石粉、锂蒙脱石、贝得石、硅镁石、海泡石、膨润土、叶蜡石、硅藻土等等。在某些实施例中，本文所用的无机填充剂体系由至少95重量％、至少99重量％、 或大致100重量％的合成无机填充剂构成。在上下文中，大致100重量％的合成无机填充 剂意指选择在墙壁修补配混物配方中使用的所有无机填充剂都是合成的，使得仅有这种痕 量(有可能检测不到)的天然存在的开采的矿物填充剂存在，如本领的域技术人员可能已 知的在这种合成无机填充剂的标准制备工艺中所固有或不可避免的那样。术语合成无机填充剂包括，通过化学合成方法(如从溶液沉淀，通过火焰处理水 解产生等)，或通过物理合成方法(如从气相沉淀、通过气溶胶方法硬化等)，从初始状态 (可以是其天然存在的开采状态)转化、再生、重结晶、重新构成(等)为其当前状态的任何填充剂。合成无机填充剂这个名称也包括，通过使其达到至少部分软化或熔化状态，然后通 过冷却硬化的物理合成方法，从初始状态(可以是其天然存在的开采状态)大致转化为其 当前状态，使得大致消除了天然状态下可能已存在的任何大致晶体结构，使得材料现在处 于大致无定形的形式(如具有小于约0.5重量％的结晶度)的任何填充剂。这种方法可以 包括(例如)熔融处理、焰熔法等等。在上下文中，合成无机填充剂包括(例如)所谓的玻璃泡(例如以商品名 3M Glass Bubbles得自3M公司(M.Paul，MN)的那些)、陶瓷微球(例如以商品名3M Ceramic Microspheres得自3M公司的那些)、合成粘土(如合成硅酸盐粘土，例如以商品 名 Laponite 得自 SouthernClay Products (Gonzales, TX)的那些)、沉淀二氧化硅、热解法 二氧化硅、玻璃质二氧化硅、合成二氧化钛(例如，通过硫酸盐法或氯化物法所制备的)、合 成(沉淀)碳酸钙(例如，通过将二氧化碳通过氢氧化钙溶液所制备的)等等。在上下文中，术语合成无机填充剂包括已通过修饰包含了有机表面基团、涂层等 的这种合成无机填充剂。在多个实施例中，当通过X-Ray Diffraction(X射线衍射图案)法对填充剂的大 样进行测试时，合成无机填充剂包含小于0. 5重量％、0. 1重量％、或0. 05重量％的结晶材 料。在某些实施例中，本文所用的合成无机填充剂包含合成无机填充剂粒子较大和合 成无机填充剂粒子较小的双峰粒度混合物。在多个具体实施例中，本文所用的合成无机填 充剂包含合成无机填充剂粒子的双峰粒度混合物，该混合物所具有的粒度较大的填充剂与 粒度较小的填充剂的粒度比(通过对这两种填充剂群体的中值粒度取比值获得)为至少约 5 UlO 1或15 1。在多个具体实施例中，粒度比为至多约40 1、30 1、或20 1。在多个实施例中，粒度较大的合成无机填充剂粒子的中值粒度为至少约15微米、 30微米或40微米，并且至多约80微米、65微米或55微米。在多个实施例中，粒度较小的 合成无机填充剂粒子的中值粒度为至少约1微米、2微米、或3微米，并且至多约15微米、10 微米或5微米。在特定的实施例中，这种合成无机填充剂由大致球形的粒子构成。在上下文中，大 致球形的表示，除了如本领的域技术人员已知的在用于生产粒子的制备工艺中偶尔遇到的 偶然偏差、变形等(例如，可能偶尔产生的一定程度畸形的粒子，两个或更多个粒子可能会 彼此聚集或附着等)以外，大致大多数粒子为球形的。如本文所定义的合适的大致球形的合成无机填充剂包括所谓的玻璃泡(例如以 商品名3M Glass Bubbles得自3M公司(M.Paul，MN)的那些)和陶瓷微球(例如以商品名 3M Ceramic Microspheres得自3M公司的那些)。可(例如)通过美国专利No. 3, 365, 315 和美国专利No. 4，391，646中所述的方法合成这种玻璃泡。可(例如)通过如(例如)美 国专利No. 3，709，706和美国专利No. 4，166，147中所述的溶胶凝胶法合成这种陶瓷微球。 在(例如)美国专利No. 6，027，799中描述了可能可用于制备陶瓷粒子和/或微球的其他 方法。在某些实施例中，本文所用的合成无机填充剂包含较大的大致球形的合成无机填 充剂粒子和较小的大致球形的合成无机填充剂粒子的双峰粒度混合物。在多个具体实施例 中，本文所用的合成无机填充剂包含大致球形的合成无机填充剂粒子的双峰粒度混合物，
6该混合物所具有的大致球形的粒度较大的填充剂与大致球形的粒度较小的填充剂的粒度 比(通过对两种填充剂群体的中值粒度取比值获得)为至少约5 UlO 1或15 1。 在多个具体实施例中，粒度比为至多约40 1,30 1、或20 1。在特定的实施例中，粒度较大的合成无机填充剂包括玻璃泡，并且粒度较小的合 成无机填充剂包括陶瓷微球。在多个实施例中，玻璃泡的中值粒度为至少约15微米、30微 米或40微米，并且至多约80微米、65微米或55微米。在多个实施例中，陶瓷微球具有至少 约1微米、2微米、或3微米，并且至多约15微米、10微米或5微米的中值粒度。在这种配混物中，玻璃泡的真密度通常比陶瓷微球的真密度小。因此，在多个实施 例中，陶瓷微球的真密度为至少约2. Og/cc或2. 2g/cc、并且至多约2. 6g/cc或2. 4g/cc。在 多个实施例中，玻璃泡的真密度为至少约0. lg/cc、0. 15g/cc或0. 2g/cc、并且至多约0. 6g/ cc、0.4g/cc 或 0. 3g/cc。在这种配混物中，玻璃泡存在的量通常等于或大于陶瓷微球的量。因此，在多个实 施例中，玻璃泡和陶瓷微球存在的重量比为至少约1 1的玻璃泡/陶瓷微球、或至少约 1.5 1的玻璃泡/陶瓷微球。在多个实施例中，玻璃泡和陶瓷微球存在的重量比为至多约 3 1的玻璃泡/陶瓷微球、或至多约2 1的玻璃泡/陶瓷微球。本发明人已观察到，使用如上所述的这种大致为球形的填充剂、特别是使用这种 填充剂的双峰混合物，可有助于提供这样的墙壁修补配混物，这种墙壁修补配混物在施用 到竖直墙壁上时极易涂开但却不会过度松垂、流动或坍落。本文所公开的墙壁修补配混物包含至少一种聚合物树脂粘结剂。这种粘结剂通常 作为水性乳胶乳状液(例如，在水中包含40-60%的聚合物树脂粘结剂固体)提供。可能适 用于本发明申请中的粘结剂的聚合物树脂包括(例如)熟知的丙烯酸类聚合物和共聚物、 聚醋酸乙烯酯聚合物和共聚物、乙烯-醋酸乙烯聚合物和共聚物、苯乙烯-丁二烯聚合物和 共聚物、聚丙烯酰胺聚合物和共聚物、天然橡胶乳胶、天然和合成淀粉、酪蛋白等等。可单独 或彼此结合使用这种粘结剂。在多个实施例中，粘结剂乳胶乳状液可占墙壁修补配混物的至少约20重量％、30 重量％、或40重量％。在其他实施例中，粘结剂乳胶乳状液可占墙壁修补配混物的至多约
80重量％、70重量％、或60重量％。在具体实施例中，聚合物树脂粘结剂包括乙烯基丙烯酸类聚合物、共聚物或共混 物。这种材料可包括(例如)通过聚合具有丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯基团的烯键式不 饱和单体所制备的多种聚合物和/或共聚物中的任何者。在(例如)油漆行业中，这种乙 烯基丙烯酸类聚合物粘结剂树脂是众所周知的。出于多种目的，也可以存在其他单体、聚合 物、添加剂等。这种乙烯基丙烯酸类粘结剂具有特别的优点，即多种常用油漆含有类似粘结 剂，因此干燥的墙壁修补配混物可能不需要加底胶以避免如对含有干燥墙壁修补配混物的 墙壁涂漆时的闪光或倒闪光的这种常见问题。在多个实施例中，聚合物树脂粘结剂的玻璃化转变温度(Tg)为大约室温(如约 15°C至约35°C;或约20°C至约30°C )。当然，术语“玻璃化转变温度”是本领域所熟知的术 语，并且通常整体涉及表征聚合物分子开始远程平移运动的软化温度。上述温度范围内的 Tg可能会在墙壁修补配混物被施用并允许干燥后使得粘结剂在环境条件下良好地适合于 熔融和聚结。另外，过度高于室温的Tg的可能不利之处在于，在干燥的配混物中，粘结剂可能会低于其Tg，因此处于相对易碎的状态，从而使得干燥的配混物极易于开裂。反之，过度 低于室温的Tg的可能不利之处在于，干燥的墙壁修补配混物可能过于软或过于有弹力，以 致于使得难以进行(例如)磨砂的操作。对于粘结剂来说，具有相对宽的Tg(如表现出覆 盖至少约5或10°C间隔的一定程度宽的Tg峰)，使得粘结剂在环境温度改变时，物理性质 不会表现出相对急剧的变化，这也可以是有利的。在特定的实施例中，胶乳粘结剂乳状液包括以商品名UCAR 6 得自Dow Chemical (Midland, MI)的丙烯酸类粘结剂乳胶乳状液(作为50%固体乳胶乳状液)。常规墙壁修补配混物通常包含有机聚合增稠剂。通常使用这种有机聚合增稠剂 (例如)，从而得到粘度增强的墙壁修补配混物，使得配混物不会过度松垂、坍落或流动(如 当施用到竖直墙壁时)。这种有机聚合增稠剂通常被设计为通过其与墙壁修补配混物中存 在的水相互作用来表现其增稠效果。因此，常用的有机聚合增稠剂通常为水溶性或水可溶 胀的(如在约22°C)。(在本领域中，这种材料可能偶尔被称为胶凝剂、粘度基础剂、保水剂 等)。通常，这种材料为具有至少两个，并且通常十个、二十个或更多个羟基的多羟基化合 物。这种有机聚合增稠剂可为合成的，可为天然产物和/或可得自或衍生自天然产 物。这种增稠剂可包括(例如)多糖及其衍生物，例如，熟知的纤维素醚(如甲基纤维素、 羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟乙基羟丙基纤维 素、乙基羟乙基纤维素和羧甲基纤维素钠)。这种增稠剂也可包括(例如)聚乙二醇、聚环 氧乙烷(和/或聚环氧乙烷/聚环氧丙烷共聚物)、聚乙烯醇、烯键式不饱和羧酸和它们的 衍生物(例如丙烯酸和丙烯酰胺)的聚合物或共聚物、瓜耳胶、黄原胶、海藻酸盐、黄蓍胶、 果胶、支链淀粉、葡聚糖、聚右旋糖等等。这种有机聚合增稠剂通常具有较高的分子量，如大于500克/摩尔、或大于5000
克/摩尔或更高。本领域的普通技术人员也可通过(例如)在将其加入水中时其增加(通常显著增 加)水的粘度的能力来辨别这种有机聚合增稠剂。本发明人已发现，在某些实施例中，将这种有机聚合增稠剂的浓度保持低于(配 制态的墙壁修补配混物的)预定的量是有利的。本发明人已观察到这看起来能够有助于实 现配混物在干燥时的有利地低回缩量。本文所公开的发现因此允许配制这样的回缩量低的 墙壁修补配混物，该配混物甚至在含量如此低(或不存在)的增稠剂的情况下也具有对松 垂、流动或坍落的出人意料的有利抵抗性。因此，在多个实施例中，本文所公开的墙壁修补 配混物包含的有机聚合增稠剂为小于0. 1重量％、0. 05重量％、或0. 02重量％。以这样小 的量，这种有机聚合增稠剂可以起到主要仅作为加工助剂的作用(例如，有助于无机填充 剂在水性混合物中分散)，而不是为了其在本领域的常规目的(增稠配混物以使其在施用 到竖直墙壁时不会流动、松垂或坍落)。在特定的实施例中，本发明人已发现，可以在包含上述大致球形的合成无机填充 剂的双峰混合物的墙壁修补配混物中采用将有机聚合增稠剂的含量保持小于0. 1重量％、 0. 05重量％、或0. 02重量％，以导致产生具有光滑度、易涂开性以及干燥时的抗回缩性的 特别有利结合的配混物。本发明人注意到，已知某些天然或合成无机填充剂(例如粘土，例如绿坡缕石、膨润土、蒙脱石、伊利石、高岭石、海泡石、以商品名Laponite得自Southern Clay Products 的合成粘土等)虽然不必是水溶性的，但当分散在水中时会表现增稠(如粘度增加)的效 果。这种材料(特别是吸收水和/或暴露在水时溶胀的那些)已常常用作墙壁修补配混物 中的增稠剂(在本领域中，它们偶尔也被称为流变改性剂、非均化剂等)，并且在本领域中 已知有助于干燥时回缩(如(例如)美国专利No. 4，824，879中所讨论)。因此，在某些实 施例中，本文所公开的墙壁修补配混物包含的(天然或合成)无机增稠填充剂粘土为小于 0. 1重量％、0.05重量％、或0.02重量％。在特定的实施例中，本文所公开的墙壁修补配混 物包含的无机增稠填充剂粘土为小于约0. 1重量％，并且包含的有机聚合增稠剂还为小于 约0. 1重量％。在某些实施例中，本文所公开的轻质墙壁修补配混物包含一种或多种有机醚光滑 剂，已发现该光滑剂有利地影响配混物的稠度。特别地，本发明人已发现，使用这种本文所 公开的浓度的有机醚光滑剂可赋予配混物光滑稠度(缺少光滑剂时，配混物可能具有更易 碎的外观)，使得配混物更易于涂开，但一旦施用(如)到竖直墙壁时就不会流动、松垂、坍 落或碎裂。与上述增稠剂相比之下，这种光滑剂似乎起到降低而不是增加墙壁修补配混物 的表观粘度的作用(虽然同样不会导致不合格的松垂或坍落)。本发明人也发现，这种有机醚光滑剂的存在改善了配混物能够在无意中允许配混 物损失水分(如通过让容器敞开一段时间)的情况下，通过加入少量的水来恢复上述光滑 稠度。本发明人已发现，在不存在这种光滑剂的情况下，水的加入仅可以起到降低配混物的 粘度的作用，使得导致不合格的松垂或坍落的结果。在特定的实施例中，本发明人已发现，可以在包含大致球形的合成无机填充剂的 上述双峰混合物的墙壁修补配混物中使用这种有机醚光滑剂，以导致产生具有光滑度、易 涂开性和抗流动性、抗松垂性或抗坍落性的特别有利结合的配混物。在其他特定的实施例中，本发明人已发现，可以在包含大致球形的合成无机填充 剂的上述双峰混合物并且包含的有机聚合增稠剂含量为小于0. 1重量％、0. 05重量％、或 0. 02重量％的墙壁修补配混物中使用这种光滑剂，以导致产生具有光滑度、易涂开性、干燥 时的抗回缩性以及抗流动性、抗坍落性或抗松垂性的特别有利结合的配混物。如本文所定义的有机醚光滑剂包括烃类分子，该烃类分子含有不超过一个羟基 (-0H)基团并且还含有至少一个醚(C-O-C)键，并且具有的分子量为不超过约250克/摩 尔。在一些实施例中，有机醚光滑剂包括如乙二醇醚类的在本领域中通常已知的化合物中 的一种或多种，其包含在该链中具有一个或多个醚键并且具有单个羟基的烃链。可以将羟 基(例如)附接到链的末端碳原子上，或附接到与链的末端碳原子相邻的碳原子上，或附接 到分子的一些其他碳原子上。在一些实施例中，有机醚光滑剂包括一种或多种烃类分子，该一种或多种烃类分 子在烃链中具有一个或多个醚键并且不含有任何羟基。在特定的实施例中，有机醚光滑剂 包括一种或多种化合物，该一种或多种化合物包括在链中具有一个或多个醚键并且具有乙 酸酯基团的烃链。在所有上述情况下，直链可以包含附接到链的碳原子中的至少一些上的一个或多 个甲基或其他烷基，并且可以包含其他基团，如苯基基团。在一些实施例中，这种有机醚光滑剂具有的分子量为约90克/摩尔至约250克/摩尔。在一些实施例中，这种有机醚光滑剂在室温下(如22°C)为液态的。在一些实施例 中，这种有机醚光滑剂虽然与水部分或完全混溶，但在加入水中时不起到显著增加水的粘 度的作用。这样，将这些有机醚光滑剂与有机聚合增稠剂(例如上述包含多个(至少两个) 羟基的分子量较高的多羟基材料)区别开。这样，还将它们与有机聚合增稠剂(例如聚环 氧乙烷和/或聚乙二醇以及它们的衍生物)区别开，该增稠剂尽管可能不具有多个羟基，但 具有多个(如大于四个)醚键(该醚键可以使得分子相对亲水的)，和/或具有较高的分 子量，这两种性质中的任一者或两者可以起到使它们发挥作为水性增粘剂的熟知容量的作 用。因此概括地说，可以根据下述内容，将本文所公开的有机醚光滑剂与常规的增稠 剂区别开其化学式和/或其化学结构；和/或在墙壁修补配混物中使用时，光滑剂的表观 粘度降低的效果，和/或进行通常与常规增稠剂相关的干燥时，不存在较高回缩量。本文所公开的有机醚光滑剂也可以与具有多个羟基的相对小、低分子量(如小于 约250克/摩尔)的分子区别开。本发明人已发现这种低分子量的多羟基分子不具有本文 所公开的光滑剂的有利效果。例如，本发明人配制了包含甘油(分子量为92克/摩尔，具 有三个羟基)的墙壁修复配方，并且发现该配方表现出缺少上述组合物的某些有利性质的 粘得多的稠度。有时，在墙壁修补配混物中存在这种低分子量的多羟基分子(例如，如在美 国专利No. 4，629，751中所提到的可用于抑制某些墙壁修复组合物的胶凝作用的分子)。因 此，在某些实施例中，本文所公开的墙壁修补配混物包含的低分子量的多羟基分子为小于 0. 1重量％、0. 05重量％、或0. 02重量％。因此概括地说，不希望被理论或机理所限制，本发明人假定材料(例如多羟基增 稠剂、聚醚增稠剂(例如聚乙二醇和聚环氧乙烷)、和甚至多羟基小分子(例如甘油)可以 凭借它们数目充分多的亲水性基团(例如羟基和/或醚基)与墙壁修补配混物中的水和 /或与配混物中的无机填充剂的表面相互作用，以至少增加体系的粘度，并且可能形成准 网络结构。相比之下，本文所述的有机醚光滑剂可能不能形成这类网络结构(这可能是它 们不能引起粘度显著增加的原因)，并且另外，光滑剂似乎还能够发生导致有利效果(如粘 度的表观降低、可涂开性的提高但不导致过度的松垂或坍落等)的一些其他种类的相互作 用。本发明人已在本文中记录了所述有利效果。本发明人注意到，某些乙二醇醚类等等已经在乳胶漆和涂料行业中得到应用，其 中本领域的技术人员通常将它们的用途描述为在乳胶干燥时便于聚合树脂粘结剂的聚结。 相比之下，在本发明的使用中，这种光滑剂最明显的有利效果似乎是为配制态的配混物提 供光滑稠度而不是在配混物干燥时所发生的任何明显的效果。以下事实可能与此相关，即 本发明人已发现，这种光滑剂在一定程度地远低于(例如)油漆领域中的乙二醇醚的通常 使用的含量下(如(例如)美国专利No. 4，283, 320中所涉及的)发生该有益效果。因此，在多个实施例中，本文所述的墙壁修补配混物包含一种或多种有机醚光滑 剂，该一种或多种有机醚光滑剂存在的总量为(配制态墙壁修补配混物总量的)至多约2. 5 重量％、至多约1. 5重量％、或至多约0. 5重量％。在多个其他实施例中，该一种或多种有机 醚光滑剂存在的总量为至少约0. 025重量％、至少约0. 05重量％、或至少约0. 15重量％。合适的有机醚光滑剂可以选自(例如)以商品名DOW P-SeriesGlycol Khers和DOff E-Series Glycol Ethers (包括(例如)以商品名 D0WAN0L、CARBIT0L 和 CELL0S0LVE 获得的各种产品)得自DowChemical (Midland，MI)的那些产品、以及它们的混合物。在一些实施例中，有机醚光滑剂选自包含正好一个羟基和正好一个醚基的有机 醚。此基包括(例如)丙二醇丁醚(以商品名DOWANOLPnB得自Dow Chemical)、丙二醇甲 醚(以商品名D0WAN0L PM得自Dow Chemical)、丙二醇丙醚(以商品名D0WAN0L PnP得自 DowChemical)、丙二醇苯醚(以商品名DOffANOL PWi得自DowChemical)、乙二醇丁醚(以 商品名 Butyl CELL0S0LVE 得自 DowChemical)、乙二醇丙醚(以商品名 Propyl CELL0S0LVE 得自 DowChemical)、乙二醇己醚(以商品名 Hexyl CELL0S0LVE 得自 DowChemical)、乙二醇 苯醚(以商品名DOWANOL Eph得自DowChemical)、以及它们的混合物。在一些实施例中，光滑剂选自包含正好一个羟基和正好两个醚基的有机醚。此基 包括(例如)双丙甘醇丁醚(以商品名DOWANOL DPnB得自Dow Chemical)、双丙甘醇甲醚 (以商品名DOWANOL DPM得自Dow Chemical)、双丙甘醇丙醚(以商品名DOWANOL DI^nP得 自 Dow Chemical)、二甘醇丁醚(以商品名 Butyl CARBIT0L 得自 DowChemical)、二甘醇甲醚 (以商品名 Methyl CARBITOL 得自 DowChemical)、二甘醇己醚(以商品名 Hexyl CARBITOL 得自DowChemical)、二甘醇乙醚(以商品名CARBIT0L得自Dow Chemical)、它们的混合物、 和/或与包含正好一个醚基的以上所列有机醚的混合物。在一些实施例中，光滑剂选自包含正好一个羟基和正好三个醚基的有机醚。此基 包括(例如)三丙二醇甲醚(以商品名DOWANOL TPM得自Dow Chemical)、三乙二醇丁醚(以 商品名 Butoxytriglycol 得自 Dow Chemical)、三乙二醇乙醚(以商品名 Ethoxytriglycol 得自DowChemical)和三乙二醇甲醚(以商品名Methoxytriglycol得自DowChemical)、它 们的混合物、和/或与包含正好一个或正好两个醚基的以上所列有机醚的混合物。在一些实施例中，光滑剂选自包含至少一个醚基并且不包含任何羟基的有机醚。 这种分子可以包含(例如)一个、两个或三个醚基，并且可以包括(例如)双丙甘醇二 甲醚(以商品名PROGLYDE DMM得自Dow Chemical) 0在具体的实施例中，该类光滑剂可 以包含至少一个醚基和乙酸酯基团，并且可以包括(例如)丙二醇甲醚乙酸酯(以商品 名DOWANOL PMA得自Dow Chemical)、双丙甘醇甲醚乙酸酯(以商品名DOWANOL DPMA得 自 Dow Chemical)、乙二醇丁醚乙酸酯(以商品名 Butyl CELLOSOLVE Acetate 得自 Dow Chemical)、二甘醇丁醚乙酸酯(以商品名 Butyl CARBITOL Acetate 得自 DowChemical)、它 们的混合物、和/或与包含一个羟基的以上所列有机醚的混合物。除了以上所讨论的组分之外，还可以将其他组分添加到墙壁修补配混物中。这些 可以包括(例如)水，可以将水在生产过程结束时加入，以用于(如)粘度的最终调节。因 此，在某些实施例中，(除了水性胶乳粘结剂乳状液中所存在的水之外)还可以将水加入配 方中。可以存在的其他添加剂包括防腐剂，该防腐剂可以在存储期间对墙壁修补配混物具 有有利的效果，并且也可以起到使霉菌或真菌可能在干燥的墙壁修补配混物上生长的程度 最小化。因此，在某些实施例中，本文所公开的墙壁修补配混物因此可以包含的防腐剂为至 少约0. 1重量％、0.2重量％、或0.3重量％。在其他实施例中，本文所公开的墙壁修补配混 物包含的防腐剂为至多约0.8重量％、0. 6重量％、或0.4重量％。合适的防腐剂包括(例 如)以名称 Mergal 192 禾口 Polyphase P20T 得自 Troy Corporation (Florham Park, NJ)的 那些。
本文所公开的墙壁修补配混物也可包含除尘添加剂，该除尘添加剂在一些情况下 可以起到进一步减少砂光干燥、硬化的墙壁修补配混物时所产生的气载尘埃粒子的量的作 用。示例性添加剂可以包括油(例如矿物油、植物油、和动物油)、蜡(包括天然和合成蜡)寸寸。出于各种目的，也可以加入其他组分，该其他组分包括(但不限于)防冻添加剂、 表面活性剂、去沫剂、增塑剂(如用于所使用的聚合物粘结剂)、加固纤维等。只要这种添加 剂不减损如上所涉及的墙壁修补配混物的性质，就可以加入这种添加剂。应当理解，下列实例仅是示例性的，并且无论如何也不能解释为对本发明范围的 限制。SM实例1通过以下一般方法合成一批墙壁修补配混物。提供下列设备配备Cowles Blade(考雷斯刀片)的高剪切搅拌器和低剪切(Hobart)搅拌器。UCAR Latex 626(粘结剂 乳状液)得自 Dow Chemical。K-20 玻璃泡得自 3M 公司。W210Ceramic Microspheres (W210 陶瓷微球)得自3M公司。Polyphase P20T和Mergal 192杀生物剂得自Troy Corporation。 丙二醇丁醚(CAS 号 5131-66-8)以产品号 484415 得自 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO)(并 且据信为实质上等同于以商品名Dowanol PnB得自DowChemical的产品)。将UCAR 626水 性粘结剂乳状液加入合适大小的烧杯中，并用设置为低速的架空驱动的Cowles混合刀片 搅拌乳状液。然后，在低速搅拌下顺序加入P20T、192和丙二醇丁醚。在此之后，在搅拌器 初始设置为低速的情况下缓慢加入W210陶瓷微球。随着陶瓷微球加入时混合物粘度的形 成，搅拌器的速度得以提高。加入完成后，将该预混物继续搅拌大约5分钟。然后，立即在 随后的步骤中使用该预混物将最终总量的大约30%的玻璃泡填充剂加入低剪切搅拌器 的混合罐中。然后，借助橡胶刮刀将该预混物加入搅拌器中并以低速启动搅拌器。将剩余 的玻璃泡缓慢地加入低剪切混合罐中。玻璃泡加入完成时，将搅拌器的速度提高至中速大 约一分钟，然后再提高至高速大约两分钟。然后，停止搅拌器并检查批料。然后，将混合物 转移至带封盖的塑料桶中，以用于储存。表1中所列的用于实例1的所有组分都是配制态的墙壁修补配混物的重量％ (UCAR 6 是包含50%的固体总量的水性乳状液，如本文此前所讨论)。该批料的量为大约 ^g。应当理解，本文中的本实例以及其他实例所记录的百分比反映了所使用的设备和测定 过程的准确性和公差。表 权利要求
1.一种墙壁修补配混物，其包含约20重量％至约80重量％的水性胶乳粘结剂乳状液； 约20重量％至约70重量％的无机填充剂体系， 其中所述无机填充剂体系由大致100重量％的合成无机填充剂构成； 约0. 025重量％至约2. 5重量％的至少一种有机醚光滑剂，所述至少一种有机醚光滑 剂包含至少一个醚键并且包含不超过一个羟基；和， 小于约0. 1重量％的有机聚合增稠剂。
2.根据权利要求1所述的配混物，其中所述合成无机填充剂包含大致球形的合成粒 子，并且其中所述粒子包含一组相对大直径的玻璃泡和一组相对小的陶瓷微球，其中所述 玻璃泡的中值粒度与所述陶瓷微球的中值粒度的比在约5 1至约40 1的范围内。
3.根据权利要求2所述的配混物，其中所述玻璃泡的中值粒度与所述陶瓷微球的中值 粒度的比在约10 1至约30 1的范围内。
4.根据权利要求2所述的配混物，其中所述玻璃泡的中值粒度在约30微米至约65微 米的范围内，并且所述陶瓷微球的中值粒度在约2微米至约10微米的范围内。
5.根据权利要求2所述的配混物，其中所述玻璃泡与所述陶瓷微球的重量比为约 1 1 至约 3:1。
6.根据权利要求1所述的配混物，其中所述合成无机填充剂包含小于约0.5重量％的 结晶材料。
7.根据权利要求1所述的配混物，其中所述无机填充剂体系占所述配混物的约30重量％至约60重量％。
8.根据权利要求7所述的配混物，其中所述无机填充剂体系占所述配混物的约40重量％至约50重量％。
9.根据权利要求1所述的配混物，其中所述有机醚光滑剂以所述配混物的约0.05重 量％至约1.5重量％存在。
10.根据权利要求9所述的配混物，其中所述有机醚光滑剂以所述配混物的约0.15重 量％至约0.5重量％存在。
11.根据权利要求1所述的配混物，其中所述至少一种有机醚光滑剂包含正好一个羟 基和正好一个醚键，并且选自丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、丙二醇苯醚、乙二醇丁 醚、乙二醇丙醚、乙二醇己醚和乙二醇苯醚以及它们的混合物。
12.根据权利要求1所述的配混物，其中所述至少一种有机醚光滑剂包含正好一个羟 基和正好两个醚键，并且选自双丙甘醇丁醚、双丙甘醇甲醚、双丙甘醇丙醚、二甘醇丁醚、二 甘醇甲醚、二甘醇己醚和二甘醇乙醚，以及它们的混合物，以及它们与包含正好一个醚键的 有机醚的混合物。
13.根据权利要求1所述的配混物，其中所述至少一种有机醚光滑剂包含正好一个羟 基和正好三个醚基，并且选自三丙二醇甲醚、三乙二醇丁醚、三乙二醇乙醚、三乙二醇甲醚、 它们的混合物以及它们与包含一个或两个醚键的有机醚的混合物。
14.根据权利要求1所述的配混物，其中所述至少一种有机醚光滑剂不包含羟基并且 包含至少一个醚键，并且选自双丙甘醇二甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯、双丙甘醇甲醚乙酸酯、 乙二醇丁醚乙酸酯、二甘醇丁醚乙酸酯、它们的混合物以及它们与含有正好一个羟基的有机醚的混合物。
15.根据权利要求1所述的配混物，其中所述配混物包含小于约0.05重量％的有机聚 合增稠剂。
16.根据权利要求15所述的配混物，其中所述配混物包含小于约0.02重量％的有机聚 合增稠剂。
17.根据权利要求1所述的配混物，其中所述配混物包含小于约0.1重量％的无机增稠 填充剂粘土。
18.根据权利要求1所述的配混物，其中所述配混物包含小于约0.1重量％的低分子量 多羟基添加剂。
19.根据权利要求1所述的配混物，其中所述水性乳胶粘结剂乳状液包括玻璃化转变 温度介于15°C至35°C之间的粘结剂。
20.根据权利要求19所述的配混物，其中所述水性乳胶粘结剂乳状液包括玻璃化转变 温度介于20°C至30°C之间的粘结剂。
21.根据权利要求1所述的配混物，其中所述水性乳胶粘结剂乳状液占所述配混物的 约30重量％至约70重量％。
22.根据权利要求21所述的配混物，其中所述水性乳胶粘结剂乳状液占所述配混物的 约40重量％至约60重量％。
23.根据权利要求1所述的配混物，其中所述水性乳胶粘结剂乳状液包括丙烯酸粘结剂。
24.根据权利要求1所述的配混物，其还包含约0.1重量％至约0. 8重量％的防腐剂。
25.根据权利要求1所述的配混物，其还包含一种或多种除尘添加剂，所述一种或多种 除尘添加剂选自油、蜡以及它们的混合物。
全文摘要
本发明公开了墙壁修补配混物，所述墙壁修补配混物包含至少一种或多种聚合物粘结剂乳胶乳状液；一种或多种无机填充剂；和有机聚合增稠剂，基于所述墙壁修补配混物的总重量，所述有机聚合增稠剂的量为小于约0.1重量％。在某些实施例中，所述墙壁修补配混物包含所选择的无机填充剂体系，使得合成无机填充剂占所使用的无机填充剂的大致100％。在某些实施例中，所述墙壁修补配混物包含一种或多种有机醚光滑剂。
文档编号C04B38/00GK102112414SQ200980130480
公开日2011年6月29日 申请日期2009年6月1日 优先权日2008年6月13日
发明者理查得·A·马洛, 约翰·E·戈苏 申请人:3M创新有限公司