氨基甲酸乙酯分散剂制造技术

氨基甲酸乙酯型分散剂，其包括衍生自以下的片段：(1)一种或多种具有至少2.0个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯，(2)具有异氰酸酯反应性官能部分的单官能化合物；以及(3)胺官能度为二或更多的聚胺。该分散剂可以在不含溶剂的制备过程中制备。该分散剂可以应用于水基颜料分散体系中。

【技术实现步骤摘要】
专利
本公开描述了基于氨基甲酸乙酯和脲键的分散剂，其用于在极性介质如研磨料、涂料和油墨中分散有机/无机颜料颗粒。具体地，该分散剂包含具有酰胺、脲和氨基甲酸乙酯基团的有效的多个锚定部分，其集中分布在分散剂分子中并且与使链结构增溶的溶剂相连。更具体地，上文所述的化学结构适于制备颜料浓缩物，还适于稳定粘合剂、涂料、油墨组合物、塑料和聚合物混合物。作为润湿分散剂，它们降低该体系的粘度，提高储存稳定性和流体性质，并且还可以增强色强度。背景多种不同的氨基甲酸乙酯或聚氨酯分散剂含有聚环氧乙烷链，该链存在于与聚氨酯骨架相连的侧链和/或端链中并且搭配多功能的锚定基团。WO97/19120考虑了水可分散的不饱和聚氨酯分散剂，其包括悬垂的不饱和烃基基团、悬垂的磺酸盐和聚环氧烷。其公开了聚氨酯适于制备疏水聚合物的稳定的水分散体和颜料分散体。第2009/0221745A1号美国专利描述了基于聚环氧化物主链的聚环氧化物/胺型分散剂，该主链具有作为锚以与颜料表面相互作用的小的胺类分子(苄胺或乙醇胺)和作为增溶尾(solubilizing tail)以在溶剂中延伸的聚醚胺(商标，来自HUNTSMAN的)以及粘合剂介质以提供稳定机制。该润湿分散剂可以与一般粘合剂以及溶剂体系高度相容。在该领域还有其他进展。第8017686B2号美国专利提到新型聚氨酯分散剂粘合剂，其具有含有基于悬垂的亲水和疏水聚环氧烷的侧基的聚氨酯骨架。在聚氨酯分散剂树脂中的聚环氧烷的含量为至少45％。
该文献描述了颜料浓缩物可易于并入涂料组合物中，颜料固体稳定地分散于其中。此外，分散剂树脂可应用于与广谱范围内的不同颜料一起使用，特别是对于难以分散的棘手情况，如DPP red BO(Ciba)、Heliogene Blue L7101F(BASF)和Quindo Violet RV929(Bayer)。第8664331B2号美国专利还公开了一类聚氨酯分散剂，其含有在侧链中基于聚合物总重量的35wt％至90wt％的大量的环氧乙烷重复单元。作为锚定部分的羧酸基团被并入聚氨酯骨架中。对于颜料浆或涂料组合物，这些优异的分散剂可以提供改善的功能性质，诸如研磨料粘度、光泽度和色强度。因此，上述分散剂获得许多优异的性能、水可分散性、与粘合剂体系以及各种颜料的广泛相容性、研磨料的更低的粘度以及分散体系的长期稳定性。但是直到现在，在氨基甲酸乙酯或聚氨酯型分散剂的合成过程中一直存在有机溶剂，并且这将容易导致交联的问题，如果涉及诸如聚胺衍生物的多功能的优异的锚定基团。因此，在润湿性能和环境友好问题之间，氨基甲酸乙酯或聚氨酯型分散剂存在缺口。聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(NaPAA)及相关衍生物在第3945843A号美国专利中被公开，并且第4767644A号美国专利中有用于不含有机溶剂的分散剂的另一种方法。但是对于有机颜料这类分散剂的润湿能力一直有缺陷，这是由于极性不匹配。因此，其总是与类表面活性剂分散剂组合以增强润湿效果。这使得更加难以忽视挥发性有机物问题。环境友好问题不仅限制分散剂的应用领域而且限制其生产过程。从氨基甲酸乙酯或聚氨酯类分散剂的合成过程的角度来看，现今一直涉及大量有机溶剂：酯，例如乙酸丁酯和甲氧基丙基乙酸酯；酰胺，例如二甲基甲酰胺；内酰胺，例如N-甲基-2-吡咯烷酮；或酮，例如甲基乙基酮(MEK)和甲基异丁基酮(MIBK)。另一方面，分散剂的润湿能力被高度关注，尤其对于高表面能的情况，例如水性涂料组合物。因此，在环境友好的生产过程与分散剂的颜料润湿性能之间存在缺口。专利技术概述在一个实施方案中，本公开提供分散剂，其包括衍生自以下的片段：(1)一种或多种具有至少2个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯，(2)具有异氰酸酯反应性官能部分的单官能化合物；以及(3)胺官能度为二或更多的聚胺。在一些实施方案中，分散剂是水溶性的。在一些实施方案中，50％-90％当量的聚异氰酸酯的异氰酸酯基团与单官能化合物结合，并且10％-50％当量的异氰酸酯基团与聚胺结合。在一些实施方案中，单官能化合物独立地选自脂肪族化合物、脂环族化合物和芳香族化合物，及其组合。在一些实施方案中，单官能化合物含有至少一个独立地选自以下的基团：-O-或-COO-及其组合。在一些实例中，单官能化合物的分子量为350至5000。在某些实施方案中，单官能化合物独立地选自含有60％-99％环氧乙烷基团的聚(C2-4-环氧烷)、聚酯低聚物，及其组合。在一些这类实施方案中，聚酯低聚物含有衍生自二羧酸和乙二醇的片段。在一些实施方案中，聚异氰酸酯是二异氰酸酯，其独立地选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4'-二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、1,4-双(2-异氰酸根(isocyanato)-2-基)苯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯，或这些二异氰酸酯的混合物。在一些其它实施方案中，聚异氰酸酯独立地选自加合物、异氰酸酯缩二脲、异氰酸酯异氰脲酸酯或这类聚异氰酸酯的混合物。在某些实施方案中，聚异氰酸酯独立地选自甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷加合物、六亚甲基二异氰酸酯缩二脲三聚体、六亚甲基二异氰酸酯异氰脲酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯异氰脲酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯异氰脲酸酯三聚体，和异佛尔酮二异氰酸酯异氰脲酸酯三聚体。在一些实施方案中，异氰酸酯反应性官能部分独立地选自羟基、胺或亚胺及其组合。在一些实施方案中，聚胺独立地选自聚乙烯亚胺(PEI)、聚乙烯胺、聚烯丙基胺低聚物、乙烯亚胺低聚物及其组合。在一些实施方案中，聚胺独立地选自二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、四亚乙
基五胺(TEPA)、五亚乙基六胺(PEHA)，六亚乙基七胺(HEHA)及其组合。实施方案详述本专利技术提供具有末端增溶基团的分散剂组合物，其通过不含溶剂的合成过程经由氨基甲酸乙酯和脲键获得。它可以用于水基涂料和溶剂基涂料。同时，该分散剂组合物可以提供优异的润湿效力以获得具有极低的粘度以及良好的长期胶体稳定性的色浆。它包括作为分散剂的锚定部分以吸附在颜料表面上的聚胺，和单羟基化合物封端的聚异氰酸酯，以形成异氰酸酯单加合物作为溶剂增溶基团，聚异氰酸酯中仅保留一个官能度。在一个实施方案中，本公开提供分散剂，其具有衍生自以下的片段：(1)一种或多种具有至少2个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯，(2)具有异氰酸酯反应性官能部分的单官能化合物；以及(3)胺官能度为二或更多的聚胺。在另一个实施方案中，分散剂可以从不含有机溶剂的反应获得：(1)一种或多种具有至少2个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯，与(2)具有异氰酸酯反应性官能部分的单官能化合物反应以形成异氰酸酯单加合中间体。异氰酸酯单加合中间体随后与(3)胺官能度为二或更多的聚胺反应。根据本文所述的分散剂组合物，组分(1)可以为具有至少2个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯。在一个实施方案中，聚异氰酸酯包括脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯、杂环异氰酸酯，及其混合物。在一些实施方案中，这类聚异氰酸酯的异氰酸酯基团的个数可以为2至8、2至5，或2至4。在其它实施方案中，异氰酸酯基团的平均数为2至5。具有两个异氰酸酯官能团的聚异氰酸酯的适合的实例为二异氰本文档来自技高网...

【技术保护点】
分散剂，其包括衍生自以下的片段：(1)一种或多种具有至少2个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯，(2)具有异氰酸酯反应性官能部分的单官能化合物；以及(3)胺官能度为二或更多的聚胺。

【技术特征摘要】
2014.11.25 CN PCT/CN2014/0010511.分散剂，其包括衍生自以下的片段：(1)一种或多种具有至少2个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯，(2)具有异氰酸酯反应性官能部分的单官能化合物；以及(3)胺官能度为二或更多的聚胺。2.根据权利要求1所述的分散剂，其中50％-90％当量的所述聚异氰酸酯的异氰酸酯基团与所述单官能化合物结合，并且10％-50％当量的所述异氰酸酯基团与所述聚胺结合。3.根据权利要求1和2中任一项所述的分散剂，其中所述单官能化合物独立地选自脂肪族化合物、脂环族化合物和芳香族化合物，及其组合，所述单官能化合物具有350至5000的分子量，并且所述单官能化合物含有至少一个独立地选自以下的基团：-O-或-COO-及其组合。4.根据权利要求3所述的分散剂，其中所述异氰酸酯反应性官能部分独立地选自羟基、胺或亚胺及其组合。5.根据权利要求4所述的分散剂，其中所述单官能化合物独立地选自含有60％-99％的环氧乙烷基团的聚(C2-4-环氧烷)、聚酯低聚物，及其组合。6.根据权利要求5所述的分散剂，其中所述聚酯低聚物含有衍生自二羧酸和乙二醇的片段。7.根据权利要求3至6中任一项所述的分散剂，其中所述聚异氰酸酯是二异氰酸酯，其独立地选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4'-二异氰酸酯、二环
\t己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、1,4-双(2-异氰酸根-...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宏益，颜俊宏，
申请(专利权)人：德谦上海化学有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31