新型分散剂和其组合物转让专利

申请号 : CN200680046882.9

文献号 : CN101330968B

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相似专利:

发明人 : D·塞特福特P·J·桑德兰德N·L·辛普森

申请人 : 路博润有限公司

摘要 :

一种组合物,其包含颗粒状固体、有机介质和含亚烷氧基化合物的化合物和其盐,该亚烷氧基化合物具有无机酸极性头部基团(Z),其中该化合物由通式(1)限定:U-(Y)x-T-N(G)r(B-Z)q(通式1),其中U独立地是R′-N-(G′)-T′-O-或R-O-;R或R′可以相同或不同并且独立地是H或C1-50-任选取代的烃基,或烃羰基(酰基),或环氧化物的残基,或任选取代的(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基的残基;Y是C2-4-亚烷氧基;T或T′独立地是C2-4亚烷基;B是亚烷基,例如亚甲基;Z是无机酸极性头部基团,例如硫或磷酸极性头部基团;G和G′可以相同或不同并且独立地是H或C1-50-任选取代的烃基或C1-50-任选取代的烃基或烃羰基或环氧化物的残基,或任选取代的(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基的残基;r是0或1;q是1或2,条件是当q是2时,r是0;x为2-90。

权利要求 :

1.组合物,其包含颗粒状固体、有机介质和含亚烷氧基化合物的化合物和其盐,该亚烷氧基化合物具有无机酸极性头部基团(Z),其中该化合物由通式(1)限定:U-(Y)x-T-N(G)r(B-Z)q (通式1)其中

U独立地是R′-N-(G′)-T′-O-或R-O-;

R或R′可以相同或不同并且独立地是H或C1-50-任选取代的烃基,或烃羰基,或环氧化物的残基,或任选取代的(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基的残基;

Y是C2-4-亚烷氧基,包含最多30wt%的亚乙氧基;

T或T′独立地是C2-4亚烷基;

B是亚烷基;

Z是无机酸极性头部基团;

G和G′可以相同或不同并且独立地是H或C1-50-任选取代的烃基或C1-50-任选取代的烃基或烃羰基或环氧化物的残基,或任选取代的(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基的残基;

r是0或1;

q是1或2,条件是当q是2时,r是0;和x为2-90。

2.权利要求1的组合物,其中通式(1)的B是亚烷基,包括亚甲基、亚乙基、亚丙基或其组合。

3.权利要求1的组合物,其中通式(1)的Z是硫酸或磷酸结构部分的无机酸极性头部基团的残基。

4.权利要求3的组合物,其中该硫酸或磷酸结构部分包括-SO3H或-PO3H2,或它们的酯,或盐衍生物。

5.权利要求1的组合物,其中Y是C3-4-亚烷氧基的组合,其中由(Y)x表示的链部分是-CH2CH2CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-或-CH2-CH(CH2-CH3)-O-。

6.根据权利要求1的组合物,其中所述有机介质是有机液体或塑性材料。

7.根据权利要求1的组合物,其中基于总的有机液体,所述有机液体包含至少0.1wt%极性有机液体。

8.根据权利要求1的组合物,其中该颗粒状固体是颜料。

9.化合物和其盐,其包含具有无机酸极性头部基团(Z)的亚烷氧基,其中该化合物由通式(1)限定:U-(Y)z-T-N(G)r-(B-Z)q (通式1)其中

U独立地是R′-N-(G′)-T′-O-或R-O-;

R或R′可以相同或不同并且独立地是H或C1-50-任选取代的烃基,或烃羰基,或环氧化物的残基,或任选取代的(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基的残基;

Y是C2-4-亚烷氧基,包含最多30%的亚乙氧基;

T或T′独立地是C2-4亚烷基;

B是亚烷基;

Z是无机酸极性头部基团;

G和G′可以相同或不同并且独立地是H或C1-50-任选取代的烃基或C1-50-任选取代的烃基或烃羰基或环氧化物的残基,或任选取代的(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基的残基;

r是0或1;

q是1或2,条件是当q是2时,r是0;和x为2-90。

10.权利要求9的化合物和其盐,其中通式(1)的B是亚甲基。

说明书 :

新型分散剂和其组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及包含颗粒状固体、有机介质和/或水和化合物的组合物,该化合物包含具有无机酸性极性头部基团的亚烷氧基。本发明进一步涉及该组合物在油墨、研磨料、塑料和油漆中的用途。本发明进一步涉及新型分散剂。背景技术
[0002] 包含端酸基,例如磷酸盐和硫酸盐的分散剂是已知的,并且通常通过羟基封端的聚合物链与五氧化二磷、三氯氧化磷、多磷酸或硫酸的反应制备。该分散剂聚合物链通常衍生自包含端羟基的聚酯或聚烷氧基化物链。包含端酸基的本领域已知的分散剂适合于极性介质,例如水、酮、酯等。然而,在极性和非极性有机介质中均使用包含端酸基的化合物的分散剂性能将是有利的。本发明提供这种分散剂和其组合物。
[0003] US 5,300,255公开了包含聚酯的分散剂,该聚酯衍生自与五氧化二磷或硫酸反应的含有不超过8个碳原子的羟基羧酸。该分散剂在极性介质如芳族溶剂和塑料中是有效的。
[0004] US 5,130,463公开了聚醚/聚酯的分散剂,该聚醚/聚酯衍生自与多磷酸反应的ε-己内酯。该分散剂在更极性的介质如酮和酯中是有效的。
[0005] US 5,879,445公开了一种用基于聚醚胺亚甲基膦酸酯即水基Jeffamine单-和双-亚甲基膦酸酯的化合物将矿物颗粒的水性悬浮体流化的方法。该聚醚链主要由氧化乙烯(EO)和氧化丙烯(PO)组成。
[0006] 欧洲专利申请961803公开了与US 5,879,445的相似的化合物,不同在于EP961803进一步公开了聚醚胺亚甲基膦酸酯作为分散剂用于将炭黑分散在水性介质中的用途。发明内容
[0007] 已经发现某些分散剂在有机介质,尤其是极性有机介质(包括水)的范围内显示优异的分散颗粒状固体的能力。因此,本发明的一个实施方案提供一种组合物,其包含颗粒状固体、有机介质和含亚烷氧基化合物的化合物和其盐,该亚烷氧基化合物具有无机酸极性头部基团(Z),其中该化合物由通式(1)限定:U-(Y)x-T-N(G)r(B-Z)q(通式1)其中U独立地是R′-N-(G′)-T′-O-或R-O-;R或R′可以相同或不同并且独立地是H或C1-50-任选取代的烃基,或烃羰基(酰基),或环氧化物的残基,或任选取代的(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基的残基;Y是C2-4-亚烷氧基;T或T′独立地是C2-4亚烷基;B是亚烷基,例如亚甲基;Z是无机酸极性头部基团,例如硫酸或磷酸极性头部基团;G和G′可以相同或不同并且独立地是H或C1-50-任选取代的烃基或C1-50-任选取代的烃基或烃羰基或环氧化物的残基,或任选取代的(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基的残基;r是0或1;q是1或2,条件是当q是2时,r是0;x为2-90。
[0008] 在一个实施方案中,本发明提供一种化合物,其包含具有无机酸极性头部基团(Z)的亚烷氧基化合物和其盐,其中该化合物由通式(1)限定:U-(Y)x-T-N(G)r-(B-Z)q(通式1)其中通式(1)的变量在以上进行了描述。
[0009] 在本发明的一个实施方案中,提供包含颗粒状固体、有机介质和化合物和其盐的组合物,该化合物包含具有无机酸极性头部基团(Z)的亚烷氧基化合物,其中该化合物由通式(1a)限定:R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-N(G)r(B-Z)q(通式1a)其中通式(1a)的变量在以上进行了描述。
[0010] 在本发明的一个实施方案中,提供一种化合物和其盐,其包含具有无机酸极性头部基团(Z)的亚烷氧基化合物,其中该化合物由通式(1a)限定:R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-N(G)r(B-Z)q(通式1a)其中通式(1a)的变量在以上进行了描述。
[0011] 在本发明的一个实施方案中,提供包含颗粒状固体、有机介质和化合物和其盐的组合物,该化合物包含具有无机酸极性头部基团(Z)的亚烷氧基化合物,其中该化合物由通式(1b)限定:R-O-(Y)x-T-N(G)r-(B-Z)q(通式1b)其中通式(1b)的变量在以上进行了描述。
[0012] 在本发明的一个实施方案中,提供一种化合物和其盐,其包含具有无机酸极性头部基团(Z)的亚烷氧基化合物,其中该化合物由通式(1b)限定:R-O-(Y)x-T-N(G)r-(B-Z)q(通式1b)其中通式(1b)的变量在以上进行了描述,条件是-(Y)x包含最多45%的亚乙氧基。发明详述
[0013] 本发明提供上述分散剂和组合物。
[0014] 本文所使用的术语″(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基″是指甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺,或取代的丙烯酸系或甲基丙烯酸系酯或酰胺结构部分。
[0015] 本发明的第一方面的其它变体是通式1(U-(Y)x-T-N(G)r-(B-Z)q)的化合物的混合物,对于以下变量U、Y、x、T、G、r、B、Z和q中的至少一个,所述的化合物包含两种或更多种不同的基团。在一个实施方案中,该化合物的混合物通过具有衍生自两种或更多种不同的U、(Y)x或T基团的化合物的混合物来获得。该不同的基团可以具有相同、相似或不同的亲水性/疏水性,这取决于待分散的颗粒状固体的性质和液体介质的性质。
[0016] 该无机酸极性头部基团可以是硫酸或磷酸结构部分的残基。适合的无机极性头部基团的实例包括-SO3H,或-PO3H2,或它们的酯,或盐衍生物。盐可以衍生自碱金属(例如钠或钾)、氨、胺(例如,丁胺)、链烷醇胺(例如,二乙醇胺)或季铵盐。
[0017] 当一些或所有R或R′是烃基时,每个烃基上的碳原子的数目可以为1-30,或1-20。
[0018] 在一个实施方案中,R或R′是烃基,包括芳基、芳烷基、烷芳基、环烷基或烷基,它们可以是线性或支化的。在一个实施方案中,该烃基是取代的。在另一个实施方案中,该烃基是未取代的。
[0019] 在一个实施方案中,R或R′是芳基。适合的芳基的实例包括萘基或苯基。
[0020] 在一个实施方案中,R或R′是芳烷基。适合的芳烷基的实例包括2-苯乙基或苄基。
[0021] 在一个实施方案中,R或R′是烷芳基。适合的烷芳基的实例包括辛基苯基或壬基苯基。
[0022] 在一个实施方案中,R或R′是环烷基。适合的环烷基的实例包括C3-8-环烷基,例如环丙基或环己基。
[0023] 在一个实施方案中,R是任选支化的烷基,例如C1-36任选支化的烷基。基团R-O-因此可以是醇例如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇、正十二醇、正十四醇、正十六醇、正十八醇、异丙醇、异丁醇、叔丁醇、2-乙基丁醇、2-乙基己醇、3-庚醇、3,5,5-三甲基己醇、3,7-二甲基辛醇和所谓的Guerbet醇例如可按商品名Isofol(得自Condea GmbH)商购的那些(包括它们的混合物)的残基。Guerbet醇的具体实例是Isofol 12、14T、16、18T、18E、20、24、28、32、32T和36。
[0024] 在其它实施方案中R可以是C1-6-烷基,C1-4-烷基,或甲基。
[0025] 当R是取代的烃基时,取代基可以是C1-10-烷氧基、羰基、磺酰基、氨基甲酰基、氨基磺酰基、卤素、腈、脲基、脲烷或酯(即,-COO-或OCO-)。
[0026] 对于烃基、烷基等上存在的碳原子的数目,R′可以与R相同或不同地进行限定。然而,R′往往不是醇的残基。
[0027] 在一个实施方案中,R、R′、G或G′中的至少一个包含任选取代的(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基的残基,或它们的混合物。在一个实施方案中,R′或R包含(甲基)丙烯酸烷基酯的残基,或它们的混合物。在一个实施方案中,G或G′包含(甲基)丙烯酸烷基酯的残基,或它们的混合物。
[0028] 在不同的实施方案中,T包含C3-4-亚烷基,或-CH2CH(CH3)-基团,或-CH2CH2CH2-基团。在一个实施方案中,T包含-CH2CH(CH3)-。
[0029] 当Y是C3-4-亚烷氧基并且由(Y)x表示的链包含亚乙氧基(-CH2CH2O-)时,(Y)x的结构可以是无规或嵌段的。
[0030] 由(Y)x表示的链可以仅包含一类C3-4-亚烷氧基重复单元或它可以包含两种或更多种不同的C3-4-亚烷氧基重复单元。当由(Y)x表示的链包含两种或更多种不同的C3-4-亚烷氧基重复单元时,(Y)x的结构可以是无规或嵌段的。
[0031] 在一个实施方案 中,Y是C3-4-亚烷氧 基、-CH2CH2CH2CH2O-或-CH2CH(CH3)CH2O- 或 -CH2CH(CH3)O-。 在 另 一 个 实 施 方 案 中,Y 是 -CH2CH2CH(CH3)O-或-CH2-CH(CH2-CH3)-O-。在一个实施方案中,Y是C3-4-亚烷氧基并且由(Y)x表示的链是-CH2CH2CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-或-CH2-CH(CH2-CH3)-O-。
[0032] 在一个实施方案中,通式(1)的分散剂包含C3-4-亚烷氧基(例如,-CH3CH(CH3)O-)并且可以包含一部份亚乙氧基重复单元。在不同的实施方案中,亚乙氧基重复单元可以以该链的最多45wt%,或该链的至多35wt%,或该链的至多30wt%的量存在于由(Y)x表示的链上。在一个实施方案中,(Y)x上不存在亚乙氧基重复单元。
[0033] 在其它的实施方案中,当要求该化合物用于水性介质(任选地还包含极性有机液体)时,该链(Y)x可以包含至少50wt%,或至少75wt%的亚乙氧基重复单元。
[0034] 在一个实施方案中,通式(1)的化合物包含含有-CH2CH(CH3)O-的Y基团并且由(Y)x表示的链可以包含至多45%的亚乙氧基重复单元。
[0035] 在一个实施方案中,通式(1)的分散剂包含-CH3CH(CH3)O-的Y基团并且由(Y)x表示的链可以包含至多75%的亚乙氧基重复单元。
[0036] 在一个实施方案中,Y是C3-4-亚烷氧基的混合物,其中由(Y)x表示的链部分是-CH2CH2CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-或-CH2CH(CH2-CH3)-O-,其中存在至多75%的亚乙氧基。
[0037] 在一个实施方案中,T包含-CH2CH(CH3)-并且Y包含-CH2CH(CH3)O-。
[0038] 在一个实施方案中,通式(1b)可来源于基团RO-(Y)x-T-NH-的残基。在一个实施方案中,基团RO-(Y)x-T-NH-通常是聚氧化烯一烷基醚单胺的残基。这类化合物可从TM TMHuntsman Corporation以Jeffamine M-系列的单胺商购。Jeffamine 胺的具体实例是M-600(9,0,600),M-1000(3,18,1000),M-2005(32,2,2000)和M-2070(10,31,2000)。括号中的数值分别是氧化丙烯、氧化乙烯的近似重复单元和数均分子量。
[0039] 在一个实施方案中,通式(1a)来源于基团R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-N-的残基。该R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-N-通常是聚氧化烯二胺的残基。这类化合物可从Huntsman TM TM
Corporation以Jeffamine D或ED-系列的二胺商购。Jeffamine 二胺的具体实例是D-230(3,0,230)、D-400(6,0,400)、D-2000(33,0,2000)、D-4000(68,0,4000)、ED-600(3.6,
9,600)、ED-900(2.5,15.5,900)和ED2003(6,39,2000)。括号中的数值分别是氧化丙烯、氧化乙烯的近似重复单元和数均分子量。
[0040] 存在于组合物中的颗粒状固体可以是任何基本上不溶于有机介质的无机或有机固体材料。在一个实施方案中,颗粒状固体是颜料。
[0041] 适合的固体的实例是用于溶剂油墨的颜料;用于油漆和塑性材料(例如,热固性复合物)的无机颜料、增量剂和填料;分散染料;用于溶剂染浴、油墨和其它溶剂应用体系的荧光增白剂和织物助剂;用于油基和反相-乳液钻孔泥的固体;干洗流体中的尘土和固体颗粒;颗粒状陶瓷材料;磁性材料和磁记录介质;用于复合材料的纤维如玻璃,钢,碳和硼。
[0042] 在一个实施方案中,所述固体是来自任何公认类别的颜料的有机颜料,所述公认类别的颜料例如在Colour Index(1971)的第三版以及随后的修订版和对其的增补版中在章节标题″Pigments″下进行了描述。有机颜料的实例是酸,碱性和媒介染料,以及炭黑的类似物。
[0043] 无机固体包括:增量剂和填料如滑石、高岭土、二氧化硅、重晶石和白垩;颗粒状陶瓷材料如氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化钛、氮化硅、氮化硼、碳化硅、碳化硼、混合硅-铝氮化物和金属钛酸盐;颗粒状磁性材料如过渡金属尤其是铁和铬的磁性氧化物,例如γ-Fe2O3、Fe3O4,和钴掺杂的氧化铁、氧化钙、铁酸盐尤其是铁酸钡;和金属颗粒,尤其是金属铁、镍、钴、铜和它们的合金。
[0044] 在一个实施方案中,存在于本发明组合物中的有机介质是塑性材料,在另一个实施方案中,是有机液体。有机液体可以是非极性或极性的有机液体,但是通常使用极性有机液体。与有机液体有关的术语″极性″是指有机液体能够形成中等至强的键,如Crowley等人在Journal of Paint Technology,38卷(1966)第269页标题为″A ThreeDimensional Approach to Solubility″的文章中所述。此类有机液体通常地具有如上述文章中所限定的5个或更多的氢键数目。
[0045] 适合的极性有机液体的实例是胺、醚尤其是低级烷基醚、有机酸、酯、酮、二醇、醇和酰胺。此类中等强度氢键液体的许多具体实例在Ibert Mellan的书本标题为″Compatibility andSolubility″(由Noyes Development Corporation在1968年出版)的39-40页上的表2.14中给出,这些液体都属于本文所使用的术语极性有机液体的范围内。
[0046] 在一个实施方案中,极性有机液体是二烷基酮、烷烃羧酸和烷醇的烷基酯,尤其是那些包含至多(和包括)总共6个碳原子的液体。作为极性有机液体的实例,包括二烷基和环烷基酮,如丙酮、甲基乙基酮、二乙基甲酮、二异丙酮、甲基异丁基酮、二异丁酮、甲基异戊基酮、甲基正戊基酮和环己酮;烷基酯如乙酸甲酯、乙酸乙酯、醋酸异丙酯、乙酸丁酯、甲酸乙酯、丙酸甲酯、甲氧基丙基乙酸酯和丁酸乙酯;二醇和二醇酯和醚、如甘醇、2-乙氧基乙醇、3-甲氧基丙基丙醇、3-乙氧基丙基丙醇、2-丁氧基乙基乙酸酯、3-甲氧基丙基乙酸酯、3-乙氧基丙基乙酸酯和2-乙氧基乙基乙酸酯;烷醇如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇和二烷基醚和环状醚如二乙醚和四氢呋喃。在一个实施方案中,溶剂是烷醇、烷烃羧酸和烷烃羧酸的酯。
[0047] 可以用作极性有机液体的有机液体的实例是成膜树脂,如适合于制备油墨、油漆和用于各种应用如油漆和油墨的屑片的成膜树脂。此类树脂的实例包括聚酰胺如TM TMVersamid 和Wolfamid ,和纤维素醚如乙基纤维素和乙基羟乙基纤维素,硝化纤维素和乙酸丁酸纤维素树脂,包括它们的混合物。油漆树脂的实例包括短油度醇酸树脂/蜜胺-甲醛、聚酯/蜜胺-甲醛、热固性丙烯酸系树脂/蜜胺-甲醛、长油度醇酸树脂、聚醚多元醇和多媒介树脂如丙烯酸系树脂和脲/醛。
[0048] 有机液体可以是多元醇,即,含两个或更多个羟基的有机液体。在一个实施方案中,多元醇包括α-ω二醇或α-ω二醇乙氧基化物。
[0049] 在一个实施方案中,非极性有机液体是含脂族基、芳族基或其混合物的化合物。非极性有机液体包括未卤化芳族烃(例如,甲苯和二甲苯)、卤化芳族烃(例如,氯苯、二氯苯、氯甲苯)、未卤化脂族烃(例如,含6个或更多碳原子的线性和支化脂族烃,都是完全和部分饱和的)、卤化脂族烃(例如,二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、三氯乙烷)和天然非极性有机物(例如,植物油、向日葵油、亚麻子油、萜烯和甘油酯)。
[0050] 在一个实施方案中,基于总的有机液体,所述有机液体包含至少0.1wt%,或者1wt%或更多极性有机液体。
[0051] 有机液体任选地还包含水。在一个实施方案中,有机液体不含水。
[0052] 当有机液体包含水时,基于有机液体的量,在一个实施方案中,所存在的水的量不大于70wt%,或不大于50wt%,或不大于40wt%。
[0053] 塑性材料可以是热固性树脂或热塑性树脂。在本发明中有用的热固性树脂包括当加热、催化或经历UV辐射时发生化学反应并变得相对不熔的树脂。热固性树脂中的典型反应包括不饱和双键的氧化,涉及环氧基/胺、环氧基/羰基、环氧基/羟基、多异氰酸酯/羟基、氨基树脂/羟基结构部分的反应,自由基反应或聚丙烯酸酯,阳离子聚合或环氧树脂和乙烯基醚,硅醇的缩合等。
[0054] 含羟基官能团的聚合物(通常是多元醇)广泛地用于热固性体系以与氨基树脂或多异氰酸酯交联。多元醇包括丙烯酸系多元醇、醇酸树脂多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚氨酯多元醇。典型的氨基树脂包括蜜胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、脲醛树脂和甘脲甲醛树脂。多异氰酸酯是含两个或更多个异氰酸酯基的树脂,既包括单体脂族二异氰酸酯、单体芳族二异氰酸酯又包括它们的聚合物。典型的脂族二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和氢化二苯甲烷二异氰酸酯。典型的芳族异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯。
[0055] 在一个实施方案中,热塑性树脂包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚苯乙烯系树脂、聚(甲基)丙烯酸酯(例如,聚甲基丙烯酸酯)、纤维素和纤维素衍生物。所述组合物可以按许多方法制备但是典型的方法是熔融混合和干固体共混。
[0056] 如果需要的话,组合物可以包含其它成分,例如,树脂(当这些还没有构成有机介质时)、粘结剂、流化剂、抗沉降剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂、流变性改性剂、流平剂、光泽改进剂和防腐剂。
[0057] 组合物通常包含1-95wt%颗粒状固体,其中精确的量取决于固体的性质并且该量取决于固体的性质和固体和极性有机液体的相对密度。例如,基于组合物的总重量,在一个实施方案中,其中固体是有机材料如有机颜料的组合物包含15-60wt%所述固体,而在一个实施方案中,其中固体是无机材料如无机颜料、填料或增量剂的组合物包含40-90wt%所述固体。
[0058] 组合物可以通过任何已知用于制备分散体的常规方法制备。因此,可以按任何次序将固体、有机介质和分散剂混合,然后让该混合物经受机械处理以将固体的颗粒减小到合适的尺寸,例如通过球磨、珠磨、石磨或塑性研磨,直到形成分散体。或者,可以将固体独立地或以与有机介质或分散剂的混合物形式进行处理以减小其颗粒尺寸,然后添加其它成分并搅拌该混合物以提供组合物。
[0059] 本发明的组合物尤其适合于液体分散体。在一个实施方案中,此类分散体组合物包含:(a)0.5-30份颗粒状固体;(b)0.5到30份通式(1)(或(1a)或(1b))的分散剂;和(c)40-99份有机液体;其中所有份数按重量计并且数量(a)+(b)+(c)=100。
[0060] 在一个实施方案中,组分a)包含0.5-30份颜料并且此类分散体作为液体油墨、油漆和研磨料是有用的。
[0061] 如果需要呈干燥形成的包含颗粒状固体和通式(1)的分散剂的组合物,则有机液体通常是挥发性的,使得可以通过简单的分离手段如蒸发容易地将它从颗粒状固体中除去。在一个实施方案中,组合物包含有机液体。
[0062] 如果干燥组合物主要由通式(1)的分散剂和颗粒状固体构成,则基于所述颗粒状固体的重量,所述组合物通常包含至少0.2%,至少0.5%或至少1.0%通式(1)的分散剂。在一个实施方案中,基于颗粒状固体的重量,干燥组合物包含不大于99.9wt%,不大于50wt%,不大于20wt%或者不大于10wt%的通式(1)的分散剂。
[0063] 如上文中所公开的那样,本发明的组合物适合于制备研磨料,其中在通式(1)的化合物和其盐的存在下在有机液体中研磨颗粒状固体。
[0064] 因此,根据本发明的另一个方面,提供包含颗粒状固体、有机液体和通式(1)的分散剂和其盐的研磨料。
[0065] 通常,基于研磨料的总重量,所述研磨料包含20-70wt%颗粒状固体。在一个实施方案中,颗粒状固体不少于研磨料的10wt%或不少于20wt%。此类研磨料可以任选地包含在研磨之前或之后添加的粘结剂。
[0066] 粘结剂是当使有机液体挥发时能够粘结该组合物的聚合物材料。
[0067] 粘结剂是聚合的材料,包括天然和合成材料。在一个实施方案中,粘结剂包括聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯系树脂、聚酯、聚氨酯、醇酸树脂、多糖如纤维素、和天然蛋白质如酪蛋白。在一个实施方案中,基于颗粒状固体的量,粘结剂以超过100%,超过200%,超过300%或超过400%存在于组合物中。
[0068] 在研磨料中任选的粘结剂的量可以在宽的限度内变化,但是通常不少于所述研磨料的连续/液相的10wt%,常常不少于20wt%。在一个实施方案中,粘结剂的量不大于研磨料的连续/液相的50wt%或不大于40wt%。
[0069] 研磨料中的分散剂的量取决于颗粒状固体的量但是通常为研磨料的0.5-5wt%。
[0070] 由本发明的组合物制成的分散体和研磨料尤其适合用于涂料和油漆,尤其是高固含量油漆;油墨,尤其是苯胺印刷、凹版印刷和丝网印刷油墨;无水陶瓷加工,尤其是带涂、刮刀-叶片、挤出和注射模塑型加工;复合材料、化妆品、粘合剂和塑性材料。
[0071] 因此,根据本发明的另一个方面,提供包含颗粒状固体、有机液体、粘结剂和通式(1)的分散剂和其盐的油漆或油墨。
[0072] 如上文中指出的那样,许多通式(1)的分散剂是新颖的。
[0073] 在一个实施方案中,使用通式(1)(或(1a),或(1b))的化合物将无机颜料和填料,例如TiO2、氧化铁、炭黑和ATH(三水合铝)分散在以下至少一种中:溶剂基油漆,油墨体系,热固性体系和热塑性体系。
[0074] 上面涉及的每篇文献在此引入作为参考。除了实施例中,或当另有明确说明时,规定材料数量、反应条件、分子量、碳原子数等的这一描述中所有数值应理解由词语″大约″修饰。除非另有说明,本文涉及的每种化学物质或组合物应该解释为是商品级材料,它们可以包含异构体、副产物、衍生物和其它通常认为以商品级存在的那些材料。然而,在不算任何溶剂或稀释油的情况下给出每种化学成分的量,所述溶剂或稀释油可以通常存在于该商业材料中,除非另有说明。应该理解的是,本文给出的任何上限和下限数量、范围和比例可以独立地结合。
[0075] 将通过以下实施例进一步说明本发明,其中对数量的所有引用以重量份为单位,除非有相反说明。实施例分散剂1
[0076] 在室温下将由C12-15醇反应的氧化丁烯构成的聚醚胺(MW1700),80%活性材料(200g,78mmol)与乙醇74OP(75ml)搅拌并添加亚磷酸(12.75g,155mmol)接着添加浓HCl(7ml)。将该混合物加热到130℃以允许该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(55g,682mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。重复这一过程以在冷却下产生琥珀色液体(215g)。分散剂2
[0077] 在室温下将由C12-15醇反应的氧化丙烯构成的聚醚胺(MW1660),85%活性材料(200g,92mmol)与乙醇74OP(120ml)搅拌并添加亚磷酸(15.02g,183mmol)接着添加浓HCl(7.5ml)。将该混合物加热到130℃以允许该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(55g,682mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦已经除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生琥珀色液体(217g)。分散剂3
[0078] 在室温下将Jeffamine M2005(MW2000)(200g 100mmol)与乙醇74OP(120ml)搅拌,添加亚磷酸(16.4g,200mmol)接着添加浓HCl(9ml)。将该混合物加热到130℃以允许该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(55g,682mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生琥珀色液体(219g)。分散剂4
[0079] 在室温下将Jeffamine M600(MW600)(200g,78mmol)与乙醇74OP(75ml)搅拌并添加亚磷酸(12.75g,155mmol)接着添加浓HCl(7ml)。将该混合物加热到130℃同时该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(55g,682mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生琥珀色液体(215g)。分散剂5
[0080] 在室温下将Jeffamine M1000(MW1000)(39.63g,39mmol)与水(15ml)搅拌并添加亚磷酸(6.5g,79mmol)接着添加浓HCl(7ml)。将该混合物加热到130℃同时该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(22g,271mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生米黄色蜡状物(38g)。分散剂6
[0081] 在室温下将Jeffamine M3003(MW3000)(59.5g,20mmol)与水(7.5ml)搅拌并添加亚磷酸(3.25g,40mmol)接着添加浓HCl(7.5ml)。将该混合物加热到130℃以允许该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(11g,136mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生奶油色蜡状物(60g)。分散剂7
[0082] 在室温下将Jeffamine D2000(MW2000)(79.27g,39mmol)与水(15ml)搅拌并添加亚磷酸(6.5g,79mmol)接着添加浓HCl(7ml)。将该混合物加热到130℃以使该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(22g,271mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生棕色胶状物(77g)。分散剂8
[0083] 在室温下将Jeffamine D2000(MW2000)(39.63g,19.8mmol)与水(15ml)搅拌并添加亚磷酸(6.5g,79mmol)接着添加浓HCl(7ml)。将该混合物加热到130℃同时该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(22g,271mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生金色胶状物(30g)。分散剂9
[0084] 在室温下将Jeffamine D4000(MW4000)(79.27g,19.8mmol)与水(6.5ml)搅拌并添加亚磷酸(3.25g,38mmol)接着添加浓HCl(3.5ml)。将该混合物加热到130℃同时该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(11g,135mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生金色胶状物(72g)。分散剂10
[0085] 在室温下将Jeffamine D4000(MW4000)(79.27g,19.8mol)与水(10ml)搅拌并添加亚磷酸(6.5g,79mmol)接着添加浓HCl(7ml)。将该混合物加热到130℃同时该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(22g,271mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生浅黄色胶状物(69g)。分散剂11
[0086] 在室温下将Jeffamine ED2001(MW2000)(39.65g,19.8mmol)与水(15ml)搅拌并添加亚磷酸(6.5g,79mmol)接着添加浓HCl(7ml)。将该混合物加热到130℃同时该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(22g,271mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(50ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生棕色蜡状物(41g)。分散剂12
[0087] 在室温下将Jeffamine M2070(MW2000)(200g,100mmol)与乙醇74OP(100ml)搅拌并添加亚磷酸(16.4g,200mmol)接着添加浓HCl(17ml)。将该混合物加热到130℃同时该亚磷酸溶解。在回流下,在1小时内将37%的甲醛水溶液(55g,677mmol)逐滴添加到该搅拌的混合物中。在回流下搅拌该混合物16小时,然后通过在150℃下蒸馏和在Dean stark装置上收集来除去溶剂。一旦除去溶剂,就将该混合物冷却至50℃并再添加乙醇74OP(100ml)。在100℃下将该溶剂从该搅拌的混合物中除去。再次重复这一过程以在冷却下产生琥珀色液体(220g)。研磨料的制备
[0088] 使用实施例1至12和没有试剂的对比实施例1制备一系列二氧化钛(7.5gTioxide TR92(得自Huntsman))研磨料。如下制备该研磨料:将实施例1-12的化合物(0.2g)溶于2.3g的MPA∶丁醇比率为4∶1(MPA=甲氧基丙基乙酸酯)的溶剂混合物中。
添加玻璃珠并将该混合物在水平摇动器上摇动16小时。然后使用A-E(好-差)的任意等级评价所得的分散体的流动性。每个实施例获得的研磨等级在表1中示出。
表1
分散剂实施例 研磨等级
1 A/B
2 A
3 A
4 A/B