具有耐尖端干燥性的建筑漆料和色料调色系统.pdf

利用一系列低VOC浓缩液体着色剂制备定制调色的漆料和色料，所述液体着色剂至少包含白色着色剂；黑色着色剂；和绿色的、蓝色的和红色的基色着色剂，这些基色着色剂中的至少一种包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化的表面活性剂和增量颜料。对于该系列中含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂而言，这种保湿剂和乙氧基化的表面活性剂的量足够高，并且增量颜料的量足够低，结果该着色剂如果置于没有喷嘴该的分配机中一整天不会出问题地阻塞着色剂分配器喷嘴。该聚亚烷基二醇保湿剂还以足够低的量存在，结果通过混合该着色剂和澄清的水性基础漆料制成的干燥漆料膜将耐粘连。

1.一种用于制造定制调色的水性建筑漆料和色料的销售网点用系统，该系统包括：一系列的含有颜料或染料和载体的低VOC浓缩液体着色剂，该系列至少包含白色着色剂；黑色着色剂；和绿色的、蓝色的和红色的基色着色剂，这些基色着色剂中的至少一种包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化的表面活性剂和增量颜料；其中，对于该系列中含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂而言，这种聚亚烷基二醇保湿剂和任意乙氧基化的表面活性剂的量足够高，并且增量颜料的量足够低，从而根据ASTM D4946-89(2003年再审)，该系列中每个着色剂的0.08mm(3密尔)湿涂层厚度膜在调节室中空气干燥至少24小时之后，撒落的砂子仍将粘附到该膜上，并且其中，在这样的含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂中聚亚烷基二醇保湿剂的量足够低，从而通过将9vol％的这样的含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂与含有Tg介于约10和20℃之间的粘结剂的澄清水性基础漆料混合制成的单独的干燥漆料膜将在利用ASTM D 4946-89(2003年再审)评估时具有4级或更高级的耐粘连等级。 2.根据权利要求1的系统，其中所述系列中的各个着色剂组合物包含少于约5wt％的挥发性有机化合物。 3.根据权利要求1的系统，其中所述系列中的各个基色着色剂包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化的表面活性剂和增量颜料。 4.根据权利要求1的系统，其中所述聚亚烷基二醇保湿剂包括具有约190至约800g/摩尔的数均分子量的液体线性乙二醇聚醚。 5.根据权利要求1的系统，其中所述聚亚烷基二醇保湿剂包括PEG300或PEG 400。 6.根据权利要求1的系统，其中所述乙氧基化的表面活性剂包括壬基酚乙氧基化物、十二烷基酚乙氧基化物、烷基芳基聚二醇醚、PEG 40氢化蓖麻油、含有聚亚乙基氧基团的表面活性剂共混物、烷基芳基聚醚醇非离子液体表面活性剂或其混合物。 7.根据权利要求1的系统，其中所述乙氧基化的表面活性剂包括仲醇乙氧基化物、由C-醇和环氧乙烷形成的烷基聚乙二醇醚、具有伯OH基的氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物、具有仲OH基的氧化丙烯/氧化乙烯嵌段共聚物、乙氧基化的三苯乙烯苯酚、十三烷基醇乙氧基化物、乙氧基化的支化醇磷酸酯、及其混合物。 8.根据权利要求1的系统，其中所述系列中的所述乙氧基化的表面活性剂基本上不含VOC。 9.根据权利要求1的系统，其中所述系列中的所述乙氧基化的表面活性剂与疏水改性的碱性可溶乳液(HASE)增稠剂充分相容，从而不会使含有这种增稠剂的着色剂、漆料或色料发生不可接受的颜料絮凝。 10.根据权利要求1的系统，其中所述增量颜料包括水合氧化铝、硫酸钡、碳酸钙、沉淀白垩、白垩粉、浮石、微粒状硅石、或其混合物。 11.根据权利要求1的系统，其中所述增量颜料包括高岭土粘土或滑石。 12.根据权利要求1的系统，其中所述液体着色剂组合物包含约5至约25体积％的保湿剂和约1至约20体积％的乙氧基化的表面活性剂，并且其中所述系列中的液体着色剂组合物中的一些包含约0至约20体积％的增量颜料，所述系列中的其他液体着色剂组合物包含约1至约20体积％的增量颜料。 13.根据权利要求1的系统，其中对于所述系列中的所有基色着色剂而言，增量颜料与聚亚烷基二醇保湿剂的体积比不超过2.0。 14.根据权利要求1的系统，其中对于所述系列中的所有基色着色剂而言，全部基色颜料和增量颜料的总和与聚亚烷基二醇保湿剂的体积比小于3.0。 15.根据权利要求1的系统，其中对于所述系列中的所有着色剂而言，增量颜料与聚亚烷基二醇保湿剂的体积比小于2.0，并且全部基色颜料和增量颜料的总和与聚亚烷基二醇保湿剂的体积比小于5.0。 16.一种用于制造定制调色的建筑漆料或色料的销售网点用方法，该方法包括：a)由具有多个着色剂分配喷嘴的着色剂分配器将着色剂分配到水性基础漆料或色料中，所述着色剂分配喷嘴中的每一个与一系列含有颜料或染料和载体的低VOC浓缩液体着色剂的着色剂流体连通，该系列至少包含白色着色剂；黑色着色剂；和绿色的、蓝色的和红色的基色着色剂，这些基色着色剂中的至少一种包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化的表面活性剂和增量颜料；其中，对于该系列中含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂而言，这种聚亚烷基二醇保湿剂和任意乙氧基化的表面活性剂的量足够高，并且增量颜料的量足够低，从而根据ASTM D4946-89(2003年再审的)，该系列中每个着色剂的0.08mm(3密尔)湿涂层厚度膜在调节室中空气干燥至少24小时后，撒落的砂子仍将粘附到该膜上，并且其中，在这样的含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂中聚亚烷基二醇保湿剂的量足够低，从而通过将9vol％的这样的含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂与含有Tg介于约10和20℃之间的粘结剂的澄清水性基础漆料混合制成的单独的干燥漆料膜将在利用ASTM D 4946-89(2003年再审的)评估时具有4级或更高级的耐粘连等级；b)使所述分配器闲置，其喷嘴暴露于空气至少24小时并且没有形成产生问题的阻塞；并且c)由所述着色剂分配器将着色剂分配到另外的基础漆料或色料中。 17.根据权利要求16的方法，其中所述基础漆料或色料包括水基乳胶。 18.根据权利要求16的方法，其中所述基础漆料或色料处于具有约0.2至20L的内部体积的容器中。 19.根据权利要求16的方法，包括将着色剂分配到含有白色、中基和澄清基料的一组基础漆料中。 20.根据权利要求16的方法，包括将着色剂分别到含有透明的、半透明的和实色的外部或内部色料的一组基础色料中。 21.根据权利要求16的方法，其中所述着色剂是万能着色剂并且被分散到水性和溶剂型基础漆料和色料中并与其混溶。 22.根据权利要求16的方法，其中所述系列中的所述乙氧基化的表面活性剂与疏水改性的碱性可溶乳液(HASE)增稠剂充分相容，结果不会使含有这种增稠剂的着色剂、漆料或色料发生不可接受的颜料絮凝。 23.根据权利要求16的方法，其中所述系列中的所述基色着色剂的每一个包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化的表面活性剂和增量颜料。 24.根据权利要求16的方法，其中所述液体着色剂组合物包含约5至约25体积％的聚亚烷基二醇保湿剂和约1至约20体积％的乙氧基化的表面活性剂，所述聚亚烷基二醇保湿剂包括具有约190至约800g/摩尔的数均分子量的线性乙二醇聚醚；其中所述系列中的所述液体着色剂组合物中的一些包含约0至约20体积％的增量颜料，所述系列中的其他液体着色剂组合物包含约1至约20体积％的增量颜料；并且其中所述增量颜料包括水合氧化铝、硫酸钡、碳酸钙、沉淀白垩、高岭土粘土、白垩粉、浮石、微粒状硅石、滑石或其混合物。 25.根据权利要求16的方法，其中对于所述系列中的所有基色着色剂而言，增量颜料与聚亚烷基二醇保湿剂的体积比小于2.0，并且全部基色颜料和增量颜料的总和与聚亚烷基二醇保湿剂的体积比小于5.0。

技术领域

本发明涉及销售网点定制颜色(customized-color)的建筑漆料和色料 调色系统(stain tinting system)，诸如用于漆料零售店为制造定制调色的 建筑漆料或色料的那些系统。

背景技术

建筑漆料和色料制造商通常提供具有少量流行色的预混漆料和色料。 为了满足消费者的要求并且为了能够与现有经涂漆或经着色的表面相匹 配，建筑漆料和色料制造商通常还提供一组可调色的基础漆料或色料以及 若干浓缩着色剂。它们在销售网点利用着色剂分配和摇动混合设备组合， 从而以远远多于在预混产品中可得的有限颜色的颜色系列制造小批量的定 制调色的漆料或色料。

典型的定制颜色的漆料系统可以使用若干种可调色的基础漆料，例如 范围从预期至多接受少量着色剂的亮白色基料的几乎被填满的容器到预期 接受远远更大量着色剂的未经着色的透明或澄清基料的不太满的容器。基 础漆料或色料可以使用各种粘结剂(例如天然或合成树脂)、各种粘结剂 形式(例如溶液状聚合物或胶乳状聚合物)和载体(例如溶剂型或水性 的)，并且可以提供各种干燥表面面漆(例如无光面漆、半光泽面漆或光 泽面漆)。一些制造商还销售有色基础漆料(例如红色基料、蓝色基料和 黄色基料)，这些基料预期在对于深度调色的定制漆料的色调(shade)需 要涂层遮盖力时与额外的着色剂组合。

着色剂可以例如由多着色剂分配站以体积方式计量，其中对于美国市 场通常在漆料调色着色剂分配站中通常使用12种漆料着色剂，有时在其 他市场使用更多(例如16或24种着色剂)。分配站可以例如包含用于各 个着色剂的单独分配罐，并且每个分配罐可以例如包含以手动方式或以自 动方式移动的活塞，该活塞迫使计量量的着色剂通过喷嘴或其他分配喷嘴 进入基础漆料或色料的容器。

由于环境和其他原因，现代漆料和色料要求被配制成低挥发有机化合 物(低VOC)产品。对于用于调色低VOC基础漆料和色料的着色剂也是 同样的要求。不幸的是，一些低VOC着色剂往往在分配站中变干。这种 变干可能部分或完全阻塞相关的分配站喷嘴，可能使着色剂从分配站内部 的接头泄露或弄断该接头，或者可能使着色剂以足够倾斜的角度从分配站 喷嘴喷射，结果着色剂错过了基础漆料或色料容器。上述阻塞的其他后果 可以包括：着色剂分配和调色不精确或者需要定期拆卸和清洁分配站。一 些着色剂制造商已经尝试通过向着色剂配方中添加比正常更多的保湿剂 (humectant)来解决这些问题。然而，这样做可能导致或加剧阻塞，尤其 在通过向澄清基料中添加大量着色剂制备的色剂中。一些着色剂或分配站 制造商已经试图通过为分配站喷嘴提供可拆卸盖来解决尖端阻塞问题。不 幸的是，用户必须记得在分配站长时间闲置可能出现阻塞时(例如在漆料 店休息的日子)安装盖子并且在分配站重新使用时(例如在漆料店重新开 业的日子)去掉盖子。一些销售网点商店已经更换购置或改装成装配有盖 子的分配站，所述盖子在分配站投入使用时以自动方式从分配喷嘴移开。 然而，这样可能很昂贵，而且一些未加盖子的或以手动方式加盖子的分配 站仍在使用。

发明内容

一些着色剂与其他着色剂相比不那么容易变干，也不那么容易使分配 站阻塞。例如，一些低VOC白色、黑色、氧化黄或氧化红着色剂往往不 会造成喷嘴阻塞。另外的低VOC着色剂，尤其是深度着色的红色、蓝色 或绿色的基色添加着色剂和一些深度着色的黄色着色剂，更易于造成喷嘴 阻塞。如果一系列着色剂中的着色剂的即使一种或两种造成喷嘴阻塞，那 么在含有这种着色剂的着色剂分配器在长时间闲置时通常需要盖子或其他 措施来防止尖端阻塞。

一些着色剂包含聚亚烷基二醇保湿剂，这些着色剂与采用其他保湿剂 诸如乙二醇或丙二醇的着色剂相比具有降低的VOC水平。一些着色剂还 包含增量颜料(例如滑石)，它们可以提供多种益处，诸如改善的流变性 质、改善的干燥表面外观(例如增加的光泽)、改善的遮盖力、改善的耐 湿或耐候性、或降低的成本。本发明人进行的实验表明，通过如下可以制 备具有降低的造成喷嘴阻塞的趋势并且在由这种着色剂制备的高度调色的 澄清基础漆料中具有降低的造成阻塞的趋势的着色剂：至少在着色剂系列 的最容易阻塞的着色剂中使用适当选择的聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化 的表面活性剂和增量颜料的共混物。通过将乙氧基化的表面活性剂和聚亚 烷基二醇一起使用，可以以降低的、因而不易粘连的聚亚烷基二醇水平获 得适当的着色剂干燥性能和耐阻塞性。如果形成阻塞体(plug)，那么与 由常规着色剂形成的干燥的、不可挤压、因而产生问题的阻塞体相比，它 可以更软并且更容易从分配站喷嘴挤出。此外，通过将一种或多种色彩着 色剂(即非黑非白的着色剂)中增量颜料的量降低至低于以其他方式使用 的用量，可以进一步改善着色剂干燥性能并且可以进一步减少所需要的聚 亚烷基二醇量。

一些先前报道的着色剂已经含有聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化的表 面活性剂和增量颜料。然而，这些着色剂已经成为含有一种或多种易阻塞 着色剂的着色剂系列的一部分，并且这三种成分之间的关系、尤其是保湿 剂和增量颜料之间的关系显然未被正确理解。当认识这些关系并且适当选 择这三种成分的用量之后，着色剂制造商可以生产如下着色剂系列，该着 色剂系列中的着色剂当在着色剂分配机中静置一整天时具有完全适当的耐 阻塞性，同时在由澄清基料制成的干燥的高度调色的漆料中提供适当的耐 粘连性。

本发明一方面提供了一种用于制造定制调色的水性建筑漆料和色料的 销售网点用系统，该系统包括：一系列的含有颜料或染料和载体的低VOC 浓缩液体着色剂，该系列至少包含白色着色剂；黑色着色剂；和绿色的、 蓝色的和红色的基色着色剂(primary colorant)，这些基色着色剂中的至 少一种包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化的表面活性剂和增量颜料；其 中，对于该系列中含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂而言，这种聚亚烷基 二醇保湿剂和任意乙氧基化的表面活性剂的量足够高，并且增量颜料的量 足够低，从而根据ASTM D4946-89，该系列中每个着色剂的0.08mm(3 密尔)湿涂层厚度膜在调节室中空气干燥至少24小时后，撒落的砂子仍 将粘附到该膜上，并且其中，在这样的含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂 中聚亚烷基二醇保湿剂的量足够低，从而通过将9vol％的这样的含有聚亚 烷基二醇保湿剂的着色剂与含有Tg介于约10和20℃之间的粘结剂的澄清 水性基础漆料混合制成的单独的干燥漆料膜将在利用ASTM D 4946-89 (重新认证的2003)评估时具有4级或更高级的耐粘连等级。

本发明另一方面提供了一种用于制造定制调色的建筑漆料或色料的销 售网点用方法，该方法包括：

a)由具有多个着色剂分配喷嘴的着色剂分配器将着色剂分配到水性 基础漆料或色料中，所述着色剂分配喷嘴中的每一个与一系列低VOC浓 缩液体着色剂中含有颜料或染料和载体的着色剂流体连通，该系列至少包 含白色着色剂；黑色着色剂；和绿色的、蓝色的和红色的基色着色剂，这 些基色着色剂中的至少一种包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化的表面活 性剂和增量颜料；其中，对于该系列中含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂 而言，这种聚亚烷基二醇保湿剂和任意乙氧基化的表面活性剂的量足够 高，并且增量颜料的量足够低，从而根据ASTM D4946-89(2003年再审 的)，该系列中每个着色剂的0.08mm(3密尔)湿涂层厚度膜在调节室 中空气干燥至少24小时之后，撒落的砂子仍将粘附到该膜上，并且其 中，在这样的含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂中聚亚烷基二醇保湿剂的 量足够低，结果通过将9vol％的这样的含有聚亚烷基二醇保湿剂的着色剂 与含有Tg介于约10和20℃之间的粘结剂的澄清水性基础漆料混合制成的 单独的干燥漆料膜将在利用ASTM D 4946-89(2003年再审的)评估时具 有4级或更高级的耐粘连等级；

b)使所述分配器闲置，其喷嘴暴露于空气至少24小时并且没有形成 产生问题的阻塞；并且

c)由所述着色剂分配器将着色剂分配到另外的基础漆料或色料中。

本公开的系统和方法可以具有低VOC水平，同时便于零售网点漆料 和色料调色，无需在着色剂分配喷嘴上使用喷嘴盖子以防在可能闲置分配 器的24小时时间段内(例如周日商店休息、法定假期或清算日)尖端干 燥，并且同时能够制备具有希望耐粘连性的高度调色的基础漆料。

附图说明

图1和图2是本文公开的漆料或色料调色系统的实施方式的透视图。

图3是本文公开的着色剂系列的实施方式的透视图。

在附图的各图中，类似标号表示类似元件。附图中的各元件没有按比 例绘制。

具体实施方式

除非另有声明，否则下述术语应当具有如下含义，并且可用于单数和 复数：

本文所使用的术语“一种/一个(a或an)”、“该(the)”、“至少一种”和“一种 或更多种”可互换使用。因此，例如，包括“一种”颜料的着色剂组合物是指 该涂料组合物可以包含“一种或多种”颜料。

术语“建筑漆料”和“建筑色料”分别指用在内墙、外墙、贴面、地 板、天花板或家具上的漆料和色料。

术语“粘结剂”是指适于用在漆料或色料中的天然的或合成的成膜聚 合物或聚合物前驱体(例如可聚合的单体或低聚物)。

术语“浓缩的液体着色剂”是指，可被添加到其内部容积大部分(例 如容器容积的三分之二或更多)但不是全部被基础漆料或色料所填充的销 售网点容器中以改变这样的基础漆料或色料的色彩(hue)或亮度 (lightness)的组合物，并且该组合物包含颜料(或染料)以及可选的载 体或其他载剂，但基本上不含粘结剂。

当针对用于调色建筑漆料或色料的系统或方法使用时，术语“定制调 色的”是指，一种或多种着色剂可被分配到基础漆料或色料中并进行混 合，从而提供具有多种多样(例如多于一百种或甚至多于一千种)预选配 制的颜色或者如果需要的话具有与随机选择颜色相匹配颜色的最终漆料或 色料。预选配制的颜色通常由潜在的终端用户利用印刷的色板或显示的计 算机图像进行预览。

当针对聚合物或聚合物预聚物使用时，术语“成膜剂”是指，该聚合 物或聚合物预聚物(如果需要在适当的载体或其他载剂中，以及如果需要 与适当的催化剂、引发剂、增敏剂、交联剂或其他聚合促进剂一起)当被 涂覆到非多孔基材上时能够形成或被转化成连续的、基本上水不溶性的聚 合物膜。

当针对着色剂组合物使用时，术语“色彩的”是指孟塞尔(Munsell)颜 色体系中的色彩或非白非黑的着色剂。

当针对着色剂、漆料或色料组合物使用时，术语“低VOC”是指，该 着色剂、漆料或色料当为液体形式时包含，基于全部液体组合物重量，少 于约10wt％的挥发性有机化合物，更优选小于约5wt％的挥发性有机化合 物，最优选小于约2wt％的挥发性有机化合物。

术语“漆料”是指包含颜料(或染料)和粘结剂的涂料组合物，该涂料 组合物当被涂覆在新打磨的平滑木材表面上形成薄湿膜厚度(例如100μm) 的涂层膜时，干燥后将遮盖木材纹理(grain)及其质地(texture)并且将 呈现其自身外观的新表面。

当针对着色剂、漆料或色料使用时，术语“颜料体积浓度”是指，干 燥涂层体积中所有颜料或染料物质所占据的总百分比。

术语“销售网点”是指这样的场所，在此，将定制混合的建筑漆料或 色料以小批量(例如半品脱、一品脱、一夸脱、一升、一加仑、四升、五 加仑或20升容器，对应于约0.2至20升的容器)调色并混合，从而销售给终 端用户(例如油漆工、建筑商和房主)。具有代表性的销售网点营业所包 括漆料零售店、五金店、建材店(包括批发商店)和配送中心。

术语“优选的”和“优选地”是指本发明的在某些情况下可以提供某些益 处的实施方式。然而，在相同或其它的情形下，其它的实施方式也可能是 优选的。另外，叙述一个或多个优选实施方式并不意味着其它的实施方式 是没有用的，并且不意味着将其它的实施方式从本发明范围中排除。

当针对一系列着色剂中的着色剂使用时，术语“基色”是指该系列中 通过与澄清基料组合分别最适于制成绿色、蓝色或红色漆料(通常相对于 孟塞尔颜色体系色彩5G、5B和5R)的三种着色剂。

当针对着色剂、漆料或色料使用时，术语“溶剂型”是指，着色剂、 漆料或色料的主要液体载体或其他载剂是非水性溶剂或非水性溶剂的混合 物。

术语“色料”是指包含粘结剂的涂料组合物，该涂料组合物当被涂覆 在新打磨的平滑木材表面上形成薄湿膜厚度(例如100μm)的涂层膜时，干 燥后不会遮盖木材纹理(grain)和质地(texture)两者。当将半透明色料 涂覆到木材上时，木材纹理及其质地通常保持可见；而当涂覆实色(即不 透明)色料时，纹理通常被遮盖了，而其质地通常保持可见。色料通常以 远远高于漆料的程度浸入木材或其他多孔基材(例如混凝土)。

当针对着色剂、漆料或色料组合物中可能出现的组分使用时，术语“基 本上不含”是指，该组分的含量，基于组合物的重量，小于约5wt％，更优 选小于约1wt％。

术语“表面活性剂”是指含有亲水性和亲油性基团的物质，该物质充 分溶于有机溶剂和水中，从而降低含有有机溶剂的相和水相之间的界面张 力。

当针对液体着色剂组合物使用时，术语“万能”是指，该着色剂可用 于调色水性或溶剂型漆料或色料。

当针对着色剂、漆料或色料使用时，术语“水性”是指，着色剂、漆 料或色料的主要液体载体或其他载剂是水。

由端点记载的数值范围包括在该范围内包含的所有数值(例如，1-5包 括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。

图1示出了本发明所公开的漆料和色料定制调色系统的一个实施方式 100的透视图。基础漆料或色料容器102容纳澄清的基础漆料或色料104。 基础漆料或色料104的上表面106(以透明内视图形式示出)位于容器盖 108下足够远的距离D1，从而顶部空间110可用于添加一种或多种着色剂以 制备具有定制色彩的漆料或色料。把手111可用于携带容器102。有颜色的 (例如白色的)基础漆料或色料容器112容纳含有至少一种颜料(例如二 氧化钛，图1中未示出)的液体基础漆料或色料114。基础漆料或色料114 的上表面116(也以透明内视图形式示出)位于容器盖118下足够远的距离 D2，从而顶部空间120可用于添加一种或多种着色剂以制备具有定制色彩 的漆料或色料。由于为了将基础漆料或色料114调色成令人满意的色彩可 能需要更少的着色剂量，所以距离D2通常小于距离D1。把手121可用于携 带容器112。可用手动着色剂分配器130用浓缩着色剂填充基础漆料或色料 容器102或112。分配器130包括柜子132，该柜子132上安装有可以放置容 器102或112用于着色剂添加的架子134。转盘136包括一系列的可填充的着 色剂分配罐(在该案例中为12个，其中的四个被编号为138a、138b、138c 和138d)，这些分配罐中包含销售网点系列的液体着色剂，这些着色剂当 被分配到基础漆料或色料中时将提供具有各种各样定制色彩的定制调色的 建筑漆料或色料。罐138d包括计量分配圆筒140d，该计量分配圆筒140d包 含连接到可移动把手142d上的连接连杆(connecting link)和活塞(这二者 都未示于图1中)，其中可移动把手142的位置可以沿着圆筒140d垂直调 整，从而从罐138d通过分配喷嘴144d计量运送着色剂到置于架子134上的 诸如基础漆料或色料容器102或112的容器中。其余的罐包括类似的但未编 号的计量分配圆筒、活塞、连接连杆、把手和分配喷嘴。释放杆150允许 转盘136根据需要进行旋转，从而使各着色剂罐有秩序地位于架子134上方 并被锁定在合适位置，与此同时着色剂被计量并被分配到基础漆料或色料 容器中。

图2示出了本发明所公开的漆料和色料定制调色系统的一个实施方式 200的透视图。基础漆料或色料容器102和112如图1所示，并且可用自动着 色剂分配器202填充着色剂。分配器202包括架子204，该架子上可以放置 容器102或112用于着色剂的添加。柜子206容纳一系列可更换的着色剂分 配罐(在该案例中为16个，其中的四个被编号208a、208b、208c和 208d)，这些分配罐中包含销售网点液体着色剂系列，这些液体着色剂当 被分配到漆料或色料中时将提供具有各种色彩的定制调色的建筑漆料或色 料。浓缩着色剂从各罐例如通过各罐内部的适当活塞(图2中未示出)的 伺服控制动作被分配，从而迫使着色剂从各罐通过适当的柜子206中的内 部管件(图2中未示出)以及设置在分配头210中的适当分配喷嘴(图2中 未示出)分配并且由此进入基础漆料或色料容器。监视器212和键盘214允 许将信息和指令输入分配器202。条形码读出器(图2中未示出)可用于从 漆料或色料样品卡或基础漆料或色料容器读取信息，以协助控制该系统。 电源按钮216和急停按钮220可被用于启动和停止分配器202。

图3是具有十二个容器302至324的销售网点着色剂系列300的透视图。 容器302包括侧面326、底部328、顶部330和标签332，并且容纳白色液体 着色剂。容器302中的白色着色剂可以包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基 化的表面活性剂和增量颜料中的一种或多种、优选全部。顶部330优选是 可穿孔的、可修剪的或可以其它方式穿透的，并且可与汤罐中使用的顶部 类似。容器306至324分别包含黑色、黄色、绿色、蓝色和红色着色剂。容 器304中的黑色着色剂可以包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化的表面活 性剂和增量颜料中的一种或多种、优选全部。容器308至312中的着色剂的 至少一个、优选全部包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化的表面活性剂和 增量颜料。系列300包含另外的可选容器314至324，它们分别包含洋红色 的、中黄色的、氧化黄色的、氧化红色的、透明黄氧化铁色的和透明红氧 化铁色的着色剂。容器306以及314至324中的一种或多种、在一些实施方 式中大多数或全部非基色着色剂可以包含聚亚烷基二醇保湿剂、乙氧基化 的表面活性剂和增量颜料中的一种或多种、可选全部。容器302至320中的 着色剂通常被添加到漆料或色料基料中以提供经调色的漆料和色料，容器 322和324中的着色剂通常被添加到澄清色料基料中以提供经调色的透明或 半透明色料。如果需要，更少的、更多的或其他着色剂可用在本发明的系 列中。例如，本发明的系统和方法优选利用至少8、9、10、11或12种着色 剂，并且可以利用多至13、14、15、16、20或24种着色剂。

各种基础漆料和色料都可用在本发明所公开的系统和方法中。例如示 例性的基础漆料组可以包含如下，基本上由如下组成或由如下组成：一组 白色的和澄清的(没有颜色的)基料，或一组白色的、中基(midbase，中 间白色)和澄清的基料，一组白色的、淡色的(pastel)和澄清的基料，或 一组白色的、彩色的或澄清的基料。系统还可以包含或代替地包含一种或 多种色料基料，例如透明的、半透明的或实色的(即不透明的)的外部或 内部色料。基础漆料或色料优选是低VOC组合物(例如水性乳胶或水性分 散体)，它们将提供具有低VOC特性的最终定制调色的漆料或色料。然 而，基础漆料或色料如果需要也可以是含有VOC的组合物(例如油基漆料 或色料)。在这种情况下，本发明的着色剂理想地被配制成如下更详细讨 论的万能着色剂。

基础漆料或色料包含一种或多种适当的粘结剂和一种或多种载体或载 剂。示例性性的粘结剂可以具有各种形式，包括乳胶聚合物和溶液聚合 物，包括但不限于，丙烯酸类共聚物、苯乙烯/丙烯酸类共聚物、醋酸乙烯 酯共聚物、醋酸乙烯酯/丙烯酸类共聚物、叔碳酸乙烯酯/丙烯酸类共聚 物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚物、聚酯、干性油改性 的聚合物(诸如聚酯和聚氨酯)、聚酰胺、环氧酯、聚脲、聚氨酯、聚硅氧 烷、硅酮、氟化的共聚物(诸如偏氟乙烯)和任意上述聚合物粘结剂的共 混物。基础漆料、色料或着色剂可以包含粘结剂多组分(例如双组份)反应 体系中的(一种或多种)组分，诸如异氰酸酯-多胺体系的组分、异氰酸酯-多 元醇体系的组分、环氧-多胺体系的组分、碳二酰亚胺-多元酸体系的组 分、氮丙啶-多元酸体系的组分、三聚氰胺-多元醇体系的组分、或脲醛树 脂-多元醇体系的组分。示例性的基础漆料或色料载剂包括水、有机溶剂 (例如低VOC溶剂)和油。如果需要，基础漆料或色料载体可以包括共溶 剂。粘结剂可以例如占干涂层体积的约5至约99体积％。体积固含量被定义 为干成分在所供应的湿漆料或色料中的体积分数，其可以例如占基础漆料 或色料的约5至约80体积％。颜料体积浓度被定义为颜料在干成分中的体积 分数，其可以例如占基础漆料或色料的约0至约95体积％。在含有TiO2的白 色基础漆料中的TiO2体积浓度被定义为TiO2在干漆料成分中的体积分数， 其可以例如占基础漆料的1至约30体积％。聚合物粘结剂的玻璃化转变温度 可以例如为约-20至约60℃。基础漆料的粘度可以例如为约60至约140 Krebs单位。

基础漆料或色料通常被包装在适于小批量的容器中。示例性的小批量 容器尺寸为约半品脱、一品脱、一夸脱、一升、一加仑、四升、五加仑或 20升容器，对应于约0.24至20升的容器。根据已经存在于基础漆料或色 料中的颜料量(例如白色颜料量)，容器通常具有很小的用于着色剂添加 的顶部空间。例如1加仑(3.79升)的白色基础漆料容器可以容纳约128 盎司(3.79升)的基础漆料，仅很小的顶部空间用于着色剂添加。1加仑 (3.79升)的澄清基础漆料容器可以例如容纳约116流体盎司(3.43升) 的基础漆料，其中约12盎司(0.35升或总容器容积的约9％)的顶部空间 可用于着色剂添加。当使用具有中等不透明性的附加基础漆料时，它们同 样可以具有中等的可用于着色剂添加的顶部空间容积。例如，四基础漆料 体系可以使用上述白色的和澄清的基础漆料以及浅色的基础漆料(该浅色 基础漆料的容器具有约126盎司(3.73升)的基础漆料，具有约2盎司 (0.06升)的顶部空间可用于着色剂添加)，和标准色基础漆料(该标准 色基础漆料的容器具有约124盎司(3.57升)的基础漆料，具有约4盎司 (0.12升)的顶部空间可用于着色剂添加)。

各种颜料、染料和载体都可用本发明的着色剂系列中。所选择的颜料 如果使用优选可以稳定分散在着色剂组合物中，从而在向基础漆料或色料 的着色剂添加之前无需搅拌。所选择的染料如果使用优选充分可溶于着色 剂载体和基础漆料或色料载体中。出于各种原因包括低成本，颜料通常优 于染料。示例性的颜料或染料包括二氧化钛白、碳黑、灯黑、黑色氧化 铁、红色氧化铁、透明红氧化物、黄色氧化铁、透明黄氧化物、棕色氧化 铁(红色和黄色氧化物于黑色的混合物)、酞菁绿、酞菁蓝、有机红(例 如酞酚红、喹吖啶酮红和甲苯胺红)、喹吖啶酮洋红、喹吖啶酮紫、DNA 橙、有机黄(诸如单偶氮黄)和漆料和色料调色领域的普通技术人员熟悉 的其他物质。示例性漆料或染料还包括如下材料，这些材料是不吸收红外 线的、发荧光的、彩虹色的；提供金属或金属片外观；适于用在碱性表面 (诸如灰泥)上；或者是具有增强耐候性的材料。代表性的颜料或染料可 得自各种商业来源，包括BASF(Florham Park，NJ)，Ferro Corporation (Cleveland，OH)和Shepherd Color Company(Cincinnati，OH)，Tomatec  America，Inc.(Florence，KY)。当着色剂分配器罐的可用数量有限时(例如 当使用容纳12个或更少罐的分配器时)，着色剂库存单位(SKU)的数量 可以如于2009年6月16日递交的题名为EXPANDED COLOR SPACE  ARCHITECTURAL PAINT AND STAIN TINTING SYSTEM的国际专利申 请号WO2009/155296中所述那样减少。颜料优选基本上不含或完全不含 VOC，并且当与着色剂组合物中的或基础漆料或色料中的其他成分组合时 不会释放VOC。排除可能存在的增量颜料，以体积基础表达，本发明的液 体着色剂组合物可以例如包含约1至约40、约2至约40或约5至约30体积％ 的颜料或染料。给定着色剂中实际颜料或染料量通常会变化，这取决于各 种因素，包括所选择的颜料或染料。而且，为了提供改善的遮盖力并且避 免彩色基础漆料的需求，一些着色剂(例如蓝色和绿色着色剂)可以包含 所需要的基色或经调色的颜料以及白色颜料(例如二氧化钛)。在这样的 着色剂中，示例性的白色颜料量基于全部液体着色剂组合物重量为约4至 约7wt％。

着色剂载体将提供低VOC液体着色剂组合物，这种低VOC液体着色剂 组合物优选不会沉降，并且基本上不含或完全不含VOC。示例性的着色剂 载体包括水和低分子量二醇(例如乙二醇、丙二醇和丙三醇)，其中水是 优选的。如果需要，着色剂载体可以包括共溶剂。以体积基础表达，本发 明的着色剂组合物可以例如包含约40至约85体积％或约50至约75体积％的 着色剂载体。

各种聚亚烷基二醇保湿剂可以用在本发明的液体着色剂组合物中。示 例性的聚亚烷基二醇可溶于或可分散在着色剂组合物中，包括乙二醇、丙 二醇或具有低到中分子量的甲氧基聚乙二醇聚醚，例如具有约190至约800 g/摩尔、优选约190至约400g/摩尔的数均分子量。特别优选的聚亚烷基二 醇是以液体供应的，例如PEG 300和PEG400，分别以CARBOWAXTM PEG 300和CARBOWAX PEG 400得自Dow Chemical Co.。保湿剂优选基本上不 含或完全不含VOC，并且当与着色剂组合物中的或基础漆料或色料中的其 他成分组合时不会释放VOC。所述系列中的优选大部分、更优选全部的着 色剂都包含聚亚烷基二醇保湿剂。以体积基础表达，本发明的液体着色剂 组合物优选包含约5至约25体积％的保湿剂。

各种乙氧基化的表面活性剂可以用在本发明的液体着色剂组合物中。 示例性的这种表面活性剂可溶于或可分散在着色剂组合物中。乙氧基化的 表面活性剂优选以液体形式获得，包括仲醇乙氧基化物(例如 TERGITOLTM 15-S系列的多种成员，诸如TERGITOL 15-S-5、TERGITOL 15-S-7和TERGITOL 15-S-9，所有都得自Dow Chemical Co)，由C10-醇和 环氧乙烷形成的烷基聚乙二醇醚(例如LUTENSOLTM XP系列，诸如 LUTENSOL XP 50和LUTENSOL XP 60，二者都得自BASF Performance  Chemicals)，具有伯OH基的氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物(例如 PLURONICTM L35、PLURONIC L44、PLURONIC L64和PLURONIC F68， 所有都得自BASF Performance Chemicals)，具有仲OH基的氧化丙烯/氧化 乙烯嵌段共聚物(例如PLURONIC 17R4和PLURONIC 25R4，二者都得自 BASF Performance Chemicals)，乙氧基化的三苯乙烯苯酚(例如 SOPROPHORTM TS-10，可得自Rhodia)，十三烷基醇乙氧基化物(例如 RHODASURF BC-630，可得自Rhodia)，乙氧基化醇磷酸酯盐(例如 RHODAFACTM LO 529，可得自Rhodia)，乙氧基化的支化醇磷酸酯(例 如RHODAFAC RS-710，可得自Rhodia)，壬基酚乙氧基化物(例如 IGEPALTM CO-530和IGEPAL CO-630，二者都得自Stepan Company)，十 二烷基酚乙氧基化物(例如SURFONICTM DDP-100，可得自Huntsman  Corporation)，烷基芳基聚二醇醚(例如EMULVINTM W，可得自Bayer  AG)，PEG 40氢化蓖麻油(例如SURFACTOLTM 365和SURFACTOL 385，二者都得自Vertellus Specialties Inc.)，含有聚亚乙基氧基团的表面 活性剂共混物(例如SURFYNOLTM CT-121，可得自Air Products and  Chemicals，Inc.)，烷基芳基聚醚醇非离子液体表面活性剂(例如 TRITONTM CF-10，可得自Dow Chemical Co.)和其他可与水性漆料着色剂 相容的乙氧基化的表面活性剂。特别优选的乙氧基化的表面活性剂包括仲 醇乙氧基化物、由C10-醇和环氧乙烷形成的烷基聚乙二醇醚、具有伯OH基 的氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物、具有仲OH基的氧化丙烯/氧化乙烯嵌段 共聚物、乙氧基化的三苯乙烯苯酚、十三烷基醇乙氧基化物、乙氧基化的 支化醇磷酸酯、及其混合物。表面活性剂优选基本上不含或完全不含 VOC，并且当与着色剂组合物中的或基础漆料或色料中的其他成分组合时 不会释放VOC。为了与含有疏水改性的碱性可溶乳液(HASE)增稠剂的 着色剂、漆料或色料一起使用，表面活性剂优选与这种增稠剂充分相容， 结果不会造成不可接受的颜料絮凝。所述系列中的优选大部分、更优选全 部的着色剂都包含一种或多种乙氧基化的表面活性剂。以体积基础表达， 本发明的液体着色剂组合物可以例如包含约0至约20体积％或约1至约20体 积％的乙氧基化的表面活性剂。

本发明的着色剂如果需要可被配制成可与水性和溶剂型基础漆料和色 料混溶的万能着色剂。示例性的万能着色剂可以通过采用Binns等人的美国 专利号6,287,377B1和6,488,760B1和Coward等人的美国专利申请公开号US 2006/0207476A1中的教导来制备。例如，胶乳相容的表面活性剂可以选自 上述乙氧基化的表面活性剂，并且可以与如Coward等人所述的醇酸树脂相 容的表面活性剂组合，从而提供适于用在与胶乳和醇酸树脂基础漆料和色 料二者混溶的着色剂中的万能表面活性剂包。示例性的醇酸树脂相容表面 活性剂(其中的一些也是胶乳相容的表面活性剂)包括磺基琥珀酸钠的二 (十三烷基)酯(例如AEROSOLTM TR-70S，可得自Cytec Industries，Inc.)、卵 磷脂、不含残余油的卵磷脂(干卵磷脂)、带有非离子表面活性剂的卵磷 脂(水分散性卵磷脂)、各种仲醇乙氧基化物(例如TERGITOL 15-S系列 的多种成员，诸如TERGITOL 15-S-3和TERGITOL 15-S-5)、各种线性醇 乙氧基化物(例如SURFONIC L-12-3，可得自Huntsman Corporation)、带 有非离子稳定剂的烷基芳基聚醚醇(例如TRITON X-207，可得自Dow  Chemical Co.)、由C10-醇和环氧乙烷形成的各种烷基聚乙二醇醚(例如 LUTENSOL XP 50，可得自BASF Performance Chemicals)及其混合物。

如果需要，本发明的着色剂可以包含其他表面活性剂或分散剂。示例 性的这种表面活性剂或分散剂包括聚丙烯酸盐(例如NOPCOSPERSETM44，可得自Henkel AG&Co.)、苯乙烯马来酸酐共聚物盐(例如SMA 1440H，可得自Sartomer Company，Inc.)以及漆料和色料调色领域的普通 技术人员所熟悉的其他物质。

各种各样的增量颜料可用在本发明的组合物中。示例性的增量颜料包 括水合氧化铝、硫酸钡、碳酸钙、沉淀白垩、高岭土粘土、白垩粉、浮 石、微粒状硅石和滑石，其中滑石和高岭土粘土是优选的增量颜料。以体 积基础表达，本发明系列中的液体着色剂组合物中的一些可以例如包含约 0至约20体积％的增量颜料，本公开系列中的其他液体着色剂组合物可以例 如包含约1至约20体积％的增量颜料。所述增量颜料便利地通过如下与其他 着色剂成分组合：以含有分散在水或其他载剂中约25％至约50％体积的增 量颜料并且可选含有一种或多种适当表面活性剂诸如上述那些表面活性剂 的增量颜料膏体形式添加增量剂。在一些实施方式中，尤其对于基色色彩 的着色剂而言，增量颜料与聚亚烷基二醇保湿剂的体积比理想地不大于 2.0、小于2.0、不大于1.5、小于1.5或不大于1.0。此外，在一些实施方式 中，尤其对于基色色彩的着色剂而言，全部颜料(即基色颜料加上增量颜 料)与聚亚烷基二醇保湿剂的体积比理想地不大于5.0、不大于3.5、不大 于3.0、小于3.0或不大于2.5。

着色剂和增量颜料膏体还可以包含各种佐剂，包括增稠剂、消泡剂、 防霉剂和生物杀灭剂。这些佐剂的类型和用量是本领域普通技术人员所熟 知的。所选择的佐剂优选基本上不含或完全不含VOC，并且当与着色剂组 合物或基础漆料或色料中的其他成分组合时也不会释放VOC。

着色剂干燥特性可以利用如下进行的落砂试验测试和防粘测试进行评 价。

落砂试验测试

该测试优选地被实施来比较具有类似色彩但诸如聚亚烷基二醇保湿 剂、乙氧基化的表面活性剂和增量颜料的各成分的用量不同的两种着色 剂。利用绕线棒，将两种配制品沿着密封的长方形白色卡片(例如，白色 LENETATM卡片，可得自Leneta Company)的长度方向涂覆成并排的邻近 的0.08mm(3密尔)厚的湿刮涂膜(drawdown film)。使卡片如ASTM D4946-89(2003年再审)所述在调节室中在开放空气中干燥30分钟，优 选在24℃和50％RH下干燥，该条件表示ASTM规定中所要求的调节室温 度和湿度的中间点。然后利用纸杯将一股细纱(例如QUICKRETETM游戏 砂，可得自Lowe’s)从约2.5cm(1英寸)的高度撒落到刮涂膜上，结果 形成横跨两个着色剂膜的约5至10mm宽的砂“条纹”。第一条优选在各 膜彼此邻近并且接近刮涂膜道开端的区域中横过各膜。每30或60分钟， 将一条新砂条纹落在上一条砂条纹之下的刮涂膜(即更接近刮涂膜道的末 端)上。重复这个过程，直到经过了两个刮涂膜看起开干燥了以致于砂子 不再粘附的时刻。在卡片边缘沿着每条砂条纹标记涂覆相应的砂条纹的时 刻。使带砂条纹的刮涂膜空气干燥整夜。然后，使卡片垂直放置并用手指 甲轻弹，以使散沙落下。着色剂干燥时间被确定为刮涂膜上没有留下任何 砂粒的最后一个涂覆的条纹的时间，上一个较早时间被确定为撒落的砂子 将粘附到0.08mm(3密尔)厚的着色剂的湿膜的时间。在刮涂条纹的涂 覆之后至少24小时仍将粘附撒落的砂子的着色剂，如果静置在着色剂分 配机中至少一整天，应该也不太可能在着色剂分配喷嘴中形成问题阻塞。

粘连测试

利用9vol％的着色剂和含有Tg介于约10和20℃之间的粘结剂的澄清 水性基础漆料的混合物，在密封的纸制测试卡片上形成0.15mm(6密 尔)后的漆料膜，使其在调节室中干燥7天，并且根据ASTM D 4946-89 (2003年再审)描述的过程在48-52℃(115-125℉)、优选50℃(120 ℉)烘箱中在限位器和砝码下面对面放置。将样品冷却，并且以ASTM规 定中描述的10分级别评价。该样品应当显示4级或更高的耐粘连级别， 优选显示至少5、至少6、至少7、至少8或至少9的耐粘连性。当重新 配制现有着色剂时，重新配制的着色剂优选不会将所观测耐粘连性降低超 过一个级别。

可以采用各种方式例如利用气相色谱评价VOC水平。当评价VOC 时，应当排除氨气或其他挥发性非含碳化合物的形成。

在如下实施例中进一步描述了本发明。

实施例

为了测定着色剂干燥时间利用落砂试验测试评价根据Coward等人的 美国专利申请号US2006/0207476制备的11着色剂系列的低VOC着色 剂。如下表1列出的是着色剂设别码、基色颜料的重量百分比和体积百分 比、滑石增量颜料的重量百分比和体积百分比、和该系列中各着色剂的落 砂试验测试干燥时间：

表1

表1中的结果表明了，尽管该系列包含四种其落砂试验时间为至少24 小时的着色剂(即白色、氧化红、氧化黄和灯黑着色剂)，但是该系列还 包含七种其落砂试验时间显著低于24小时的着色剂(即黄色、中黄色、 酞菁绿、酞菁蓝、有机红、洋红和生褐色着色剂)。后面的这些着色剂如 被置于未经加盖的着色剂分配器中一天以上可能造成分配器喷嘴阻塞问 题。这七种易阻塞着色剂如表2至表8所示通过如下进行重新配制：降低 PEG300保湿剂的量；增加乙氧基化表面活性剂的的量并且在一些情况下 改变乙氧基化表面活性剂的类型和乙氧基化的水平；减少或除去滑石增量 填料的量；采用低VOC或无VOC的佐剂。表1着色剂和重新配制的着色 剂二者都包含游离滑石以及含有滑石、保湿剂、表面活性剂、水和少量防 霉剂和生物杀灭剂的增量颜料膏体。表1增量颜料膏体包含32.9vol.％滑 石、5.96vol.％PEG 300、3.27vol.％LUTENSOL XP-50和3.0vol.％大豆 卵磷脂。重新配制的增量颜料膏体包含35.8vol.％滑石、5.8vol.％PEG 300、3.0vol.％RHODASURF BC-630和3.0vol.％大豆卵磷脂。所得着色 剂都具有4级或更高的耐粘连级别、降低的理论VOC水平和至少24小时 的落砂试验时间。

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

表2至表8的结果表明，重新配制的着色剂中的每一种都具有可接受 的或更好的耐粘连性和大大改善的VOC水平和落砂试验时间。重新配制 的着色剂可用于形成的耐阻塞着色剂系列可以静置于着色剂分配机中一整 天而不需要使用喷嘴盖或其他措施来阻止成问题的喷嘴阻塞。

表1中的剩余四种着色剂以类似方式进行重新配制以减少它们的VOC 水平，与此同时保持耐粘连性和对成问题的喷嘴阻塞的抵抗性。结果列于 如下表9和12中。

表9

表10

表11

表12

以上已经描述了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员将认识 到本文的教导可应用于所附权利要求书范围内的其他实施方式。所有专 利、专利文件、出版物中全部公开的内容通过引用以单独插入方式插入本 文。