聚胺加成化合物制造技术

本发明专利技术涉及聚胺加成化合物，其生产方法，其作为交联剂和分散剂的应用，以及含有所述加成化合物的涂料和塑料材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚胺加成化合物本专利技术涉及含氨基的聚合物、其制备方法、其应用，以及包含所述聚合物的涂布材料和塑料。本专利技术涉及适合作为分散剂和分散稳定剂的加成化合物及其盐。本专利技术还涉及制备这些加成化合物的方法，该加成化合物作为用于有机和无机颜料以及有机和水性体系中的填料的分散剂和分散稳定剂的应用，以及用于并入液体体系中的粉末或纤维形式的固体，所述固体涂布有此种分散剂。本专利技术的主题由独立权利要求而显而易见。从属权利要求涉及本专利技术的有利的实施方式。存在于溶液或液态分散体中的润湿剂降低表面张力或界面张力，并因此提高该液体的润湿能力。在许多情况下，其仅以此方式通过润湿剂使表面润湿成为可能。分散剂一般适合于使粘结剂、漆料、颜料浆、塑料和塑料混合物、粘合剂和密封剂中的颗粒状固体稳定，以便降低此类体系的粘度，而且改善流动性。使用分散稳定剂以便使已产生的分散体稳定。为了能够将固体引入液体介质，需要高机械力。通常使用分散剂来降低分散力并将颗粒状固体解絮凝所需的进入体系的能量总输入最小化，并因此还使分散时间减到最少。此类分散剂是阴离子、阳离子和/或中性结构体的表面活性物质。这些物质以较少的量直接涂覆至固体，或添加到分散介质中。应当记住，即使在凝聚为一次粒子的固体完全解絮凝之后(在分散操作之后)，也可能存在再凝聚的情况，从而完全或部分地使分散操作徒劳无功。不当的分散和/或再凝聚的一般后果是不良作用，例如液体体系中的粘度增加、漆料和涂料中的阴影偏移和光泽度损失、以及塑料中的机械强度和材料同质性的降低。实践中，多种类型的化合物适合作为润湿剂和分散剂。其原因具体在于存在大量不同的体系，该体系具体基于与待分散的不同颗粒(例如颜料、填料以及纤维)组合的不同种类的粘结剂。作为润湿剂和分散剂广泛应用的一类物质是含侧链的聚合物，其包含由聚乙烯亚胺组成的核。此处的侧链可经由化学键与聚乙烯亚胺核连接，例如EP1593700和US8268957中所描述的那样；备选的可能是聚乙烯亚胺核的成盐，其中侧链携带酸基。例如，EP0893155中描述了这些化合物。在上述专利申请中描述的以及针对分散剂的制备而描述的聚胺为具有C2～C4的短亚烷基桥接基团的直链或支化的聚胺，例如聚乙烯亚胺。用这些聚胺生产的润湿剂和分散剂在核中具有高密度的胺锚固基团。这些基团(特别是在未成盐时)能够在酸催化漆料制剂的情况下中和酸催化剂，并且不利地影响固化反应。而且，仅存在少量技术上可行的脂肪族支化聚胺，并且因此仅有较小的可能来实现聚胺的构造、极性和胺密度方面的结构变化。因此，相对于上述现有技术，本专利技术解决的问题在于提供改善的润湿剂和分散剂，其对经酸催化而固化的涂布材料具有较小的影响。另一目的是寻找聚乙烯亚胺的替代物作为润湿剂和分散剂的聚胺组分，该替代物能实现聚胺中更大的结构多样性，从而设定如与不同粘结剂的相容性等性质。该问题的解决方案是一种含氨基的聚合物PAS或其能够通过与酸反应而获得的盐，所述聚合物能够通过多阶段合成获得，其中：通过至少一种化合物P与至少一种胺A的反应制备中间体PA，所述化合物P包含：2～6个对羟基和/或氨基有反应性的基团，并且所述胺A包含：(i)m＝1～8个伯氨基和/或仲氨基，(ii)n＝0～5个羟基，和(iii)l＝0～5叔氨基，其中(iv)m+n≥2，并且(v)除了含有氮原子、氧原子和羟基之外，所述化合物A仅含有烃基，并且所述中间体PA具有通式(I)的结构单元其中，X1＝H或OH,X2＝CH2或C＝O，和X3＝O或NH，并且其中，所述中间体PA：(a)与对羟基和/或氨基有反应性的一种或多种组分S反应，从而生成含氨基的聚合物，和/或(b)与至少一种内酯或与内酯的混合物在开环聚合中反应，从而生成含氨基的聚合物，(c)并且所述中间体PA中最初存在的0～80％的所述伯氨基和仲氨基与一种或多种组分U反应，所述组分U选自羟基官能性丙烯酸酯和/或选自环氧乙烷和氧杂环丁烷的环状化合物、内酯和环状碳酸酯，所述反应通过引入羟基而进行，其中，(a)、(b)和(c)的所述反应可相对彼此以任意所需组合和时序进行。符号意味着所示结构与高阶通式相连。有用的是，化合物P包含2～6个、优选2～3个、且更优选2个对羟基和/或氨基有反应性的基团，有用的是，这些基团选自由丙烯酸酯、环氧化物、羧酸和羧酸衍生物(例如羧酸酯、羧酸氯和羧酸酐)，其中，羧酸酯在羧酸衍生物组中是特别优选的。有用的是，P的数均分子量(Mn)的上限为1000，优选为600，更优选为300，并且非常优选为250。优选的化合物A主要包含亚甲基基团–(CH2)n-，其中，有用的是n为1～6，优选为2～3，并且更优选为2。A包含至少1个、优选2个、且更优选3～5个氨基。氨基的最大数量是8，优选6，更优选5。有用的是，A的数均分子量(Mn)的上限为2000，优选为1000，更优选为600，非常优选为300，并且特别优选为250。具体而言，适宜的含胺化合物A的实例为：脂肪族、脂环族、脂肪族-脂环族混合、芳香族和/或芳脂族二胺和/或聚胺，或包含这些胺中的两种以上的混合物。其实例是：乙二胺，1,2-二氨基丙烷和1,3-二氨基丙烷，1,4-二氨基丁烷，六亚甲基二胺，二亚乙基三胺(DETA)，三亚乙基四胺(TETA)，四亚乙基五胺(TEPA)，五亚乙基六胺，六亚乙基七胺，及高级同系物，通式NH2-(C2H4NH)n-C2H4-NH2(其中n<7)的高级直链缩合物，二亚丙基三胺、二(六亚甲基)三胺，3-(2-氨基乙基)氨基丙胺，N,N-二(3-氨基丙基)甲胺，四甲基亚氨基二丙胺，N,N-二甲基二亚丙基三胺，二(3-二甲基氨基丙基)胺，和N,N’-二(3-氨基丙基)亚乙基二胺，三(3-氨基丙基)胺，三(2-氨基乙基)胺；其它实例是：异佛尔酮二胺，来自Croda的Priamin1074，4,4’-二氨基-二苯基甲烷，1,3-二甲苯二胺和1,4-二甲苯二胺，4,4’-二氨基二环己基甲烷，1,4-二(氨基甲基)环己烷，基于聚氧化烯的二胺和/或聚胺，例如具有氨基的低分子量聚醚，例如由Huntsman销售的商品名为聚氧烯烃胺的下列型号：D-230、D-400、D-2000、XTJ-510、XTJ-500、XTJ-501、XTJ-502、XTJ-504(JeffaminEDR148)、HK-511、T-403、XTJ-509和T-5000。含胺化合物A除伯胺或仲胺之外，还包括对酯有反应性的其它基团，例如伯胺或仲胺和/或醇，该含胺化合物A的实例是：携带三个伯氨基或仲氨基的化合物，例如二亚乙基三胺；以及包含伯氨基和对所述酯有反应性的至少一个其它基团的胺，或者包含仲氨基和对所述酯有反应性的至少两个其它基团的胺，例如单乙醇胺、2-氨基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、氨基乙基乙醇胺、2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖壳糖胺以及二乙醇胺。作为组分A，同样可以使用这些化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氨基的聚合物PAS或其能够通过与酸反应而获得的盐，所述聚合物能够通过多阶段合成获得，其中：通过至少一种化合物P与至少一种胺A的反应制备中间体PA，所述化合物P包含：2～6个对羟基和/或氨基有反应性的基团，并且所述胺A包含：(i)m＝1～8个伯氨基和/或仲氨基，(ii)n＝0～5个羟基，和(iii)l＝0～5叔氨基，其中(iv)m+n≥2，并且(v)除了含有氮原子、氧原子和羟基之外，所述化合物A仅含有烃基，并且所述中间体PA具有通式(I)的结构单元：其中：X1＝H或OH，X2＝CH2或C＝O，和X3＝O或NH，并且其中：所述中间体PA(a)与对羟基和/或氨基有反应性的一种或多种组分S反应，从而生成含氨基的聚合物，和/或(b)与至少一种内酯或与内酯的混合物在开环聚合中反应，从而生成含氨基的聚合物，(c)并且所述中间体PA中最初存在的0～80％的所述伯氨基和仲氨基与一种或多种组分U反应，所述组分U选自羟基官能性丙烯酸酯和/或选自环氧乙烷和氧杂环丁烷的环状化合物、内酯和环状碳酸酯，所述反应通过引入羟基进行，其中，(a)、(b)和(c)的所述反应可相对彼此以任意所需组合和时序进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.29 EP 13195200.41.含氨基的聚合物PAS或其能够通过与酸反应而获得的盐作为润湿剂或分散剂的应用，所述聚合物能够通过多阶段合成获得，其中：
通过至少一种化合物P与至少一种胺A的反应制备中间体PA，所述化合物P包含：2～6个对羟基和/或氨基有反应性的基团，并且
所述胺A包含：
(i)m＝1～8个伯氨基和/或仲氨基，
(ii)n＝0～5个羟基，和
(iii)l＝0～5个叔氨基，其中
(iv)m+n≥2，并且
(v)除了含有氮原子、氧原子和羟基之外，所述化合物A仅含有烃基，并且
所述中间体PA具有通式(I)的结构单元：



其中：
X1＝H或OH，
X2＝CH2或C＝O，和
X3＝O或NH，
并且其中：
所述中间体PA
(a)与对羟基和/或氨基有反应性的一种或多种组分S反应，从而生成含氨基的聚合物，和/或
(b)与至少一种内酯或与内酯的混合物在开环聚合中反应，从而生成含氨基的聚合物，
(c)并且所述中间体PA中最初存在的0～80％的所述伯氨基和仲氨基与一种或多种组分U反应，所述组分U选自羟基官能性丙烯酸酯和/或选自环氧乙烷和氧杂环丁烷的环状化合物和环状碳酸酯，所述反应通过引入羟基进行，
其中，(a)、(b)和(c)的所述反应可相对彼此以任意所需组合和时序进行，
其中，所述组分S包含：
通式(II)的异氰酸酯加合物：
Y-O-CO-NH-R1NCO(II)
其中，R1相同或不同，并由包含6～20个碳原子的饱和或不饱和、支化或未支化的有机基团表示，Y是对异氰酸酯没有反应性并且包含一个或多个脂肪族、脂环族和/或芳香族基团的单体基团或聚合物基团，并且Y具有小于20000g/mol的数均摩尔质量；
通式(III)的脲二酮化合物：



其中，R1相同或不同，并由包含6～20个碳原子的饱和或不饱和、支化或未支化的有机基团表示，Y是对异氰酸酯没有反应性并且包含一个或多个脂肪族、脂环族和/或芳香族基团的单体基团或聚合物基团，并且Y具有小于20000g/mol的数均摩尔质量；
通式(IV)的丙烯酸酯：
H2C＝CH-COO-Y(IV)
其中，Y是对异氰酸酯没有反应性并且包含一个或多个脂肪族、脂环族和/或芳香族基团的单体基团或聚合物基团，并且Y具有小于20000g/mol的数均摩尔质量；或
选自羧酸、磷酸酯和磺酸的酸，并且所述聚合物PAS能够通过所述中间体PA或PA经所述反应(a)、(b)和(c)中的一个或多个的反应而改性的PA与通式(V)、(VI)或(VII)的化合物反应而获得：
(HOOC)p-Y(X1)r(V)
(OH)3-vPO(O-Y(X1)r)v(VI)
Y-SO2-OH(VII)
其中，X1＝H或OH，p＝1～3，r＝1～5，v＝1或2，并且Y是对异氰酸酯没有反应性并且包含一个或多个脂肪族、脂环族和/或芳香族基团的单体基团或聚合物基团，并且Y具有小于20000g/mo...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·格贝莱特，A·奥克勒，约尔根·奥梅斯，沃尔夫冈·普里亲斯，约尔格·伯默，S·施特尔茨，A·埃塞尔，
申请(专利权)人：比克化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE