适合作为分散剂和分散体稳定剂的加成化合物制造技术

本发明专利技术涉及加成化合物，其制备自：ａ）一种或多种包含脲二酮基团的多异氰酸酯，与ｂ）一种或多种通式（Ⅰ）化合物，其中ＸＨ、Ｙ和ｎ如说明书中的定义，条件是基本上所有组分ａ）的自由异氰酸酯基团与通式（Ⅰ）化合物反应，给出包含脲二酮基团的中间体，并且随后该脲二酮基团与ｃ）一种或多种通式（Ⅱ）化合物反应，其中Ｒ和Ｚ如说明书中的定义，并且根据需要，在该反应之后，使仍然存在于反应产物中的任何反应性氨基基团与具有与氨基基团的反应性的化合物反应，及所述加成化合物的盐或者季铵化产物。本发明专利技术还涉及用于制备加成化合物的方法及它们的用途。Ｙ－（ＸＨ）↓［ｎ］（Ⅰ），Ｚ－ＮＨＲ（Ⅱ）。

【技术实现步骤摘要】
适合作为分散剂和分散体稳定剂的加成化合物
本专利技术涉及适合作为分散剂和适合作为分散体稳定剂的加成化合物以及所述化合物的盐。本专利技术还涉及制备这些加成化合物的方法，它们作为有机和含水体系中有机和无机颜料以及填料的分散剂和分散体稳定剂的用途，以及用这类分散剂涂覆的并且预定用于引入液体体系中的粉末或者纤维固体。
技术介绍
分散剂一般适合用于稳定粘合剂、油漆、颜料膏、塑料和塑料共混物中的颗粒固体，用于降低这类体系的粘度，以及用于改进流动特性。为了能够将固体加入液体介质，高机械力是必要的。通常使用分散剂，以便降低分散力和最小化为了使颗粒固体反絮凝所需要向体系中输入的总能量，并且因此也使分散时间最小化。这类分散剂是阴离子、阳离子或者中性结构的表面活性物质。这些物质，以小的量，直接加入固体中，或者加入分散介质中。同样已知的是，在附聚的固体成为初级粒子的反絮凝作用完成之后，在分散操作之后，还可能存在再附聚作用，由此使分散作用完全或者部分地无效。由于这种分散不充分的结果，和/或由于再附聚作用的结果，存在不希望的作用：液体体系粘度增大，油漆和涂料的色调变化和光泽损失，以及塑料机械强度降低。现今，许多不同的物质被用作颜料和填料的分散剂。除低分子质量的简单化合物、例如卵磷脂、脂肪酸和其盐以及烷基酚乙氧基化物之外，例如，复杂的结构，也被用作分散剂。特别地，这类结构包括氨基-官能和酰胺-官能体系，其在分散剂中具有广泛的用途。在EP 158406和EP 208 041中，为了分散颜料，使用了例如基于聚胺和聚己内酯的氨基-和酰胺-官能聚合物和低聚物，其中所有反应性的氨基基团已经被转化为酰胺基团。然而，这些产品构成的复杂的反应混合物难以再生产并且在溶剂-->中具有很差的可解性，并且与粘合剂和其它树脂具有不足的相容性。EP 0 713 894描述了氨基-官能聚内酯用于涂料和印刷油墨的用途。此外，胺-官能聚丙烯酸酯(EP 0 311 157)被用于稳定有机和无机颜料。基于多异氰酸酯的聚合物分散剂描述于例如EP0154678、EP318999和EP0438836。这些产品通过一羟基化合物、二异氰酸酯-官能化合物和具有叔氨基基团的化合物的加成反应制备，其中聚异氰酸酯的现存的NCO基团包括异氰脲酸酯、缩二脲、氨基甲酸酯和/或脲基甲酸酯基团。然而，因为在其制备过程中可能存在许多的副反应，因此它们构成高度复杂的和不能充分限定的反应混合物，具有伴随的缺点，例如极大地限制的相容性和差的溶解性。特别地，NCO基团与含胺的化合物的反应是难以控制的反应步骤并且其经常导致不需要的交联和凝胶的形成，因为这些交联反应被胺、特别是叔胺催化。因此，这些反应仅仅可以在高度稀释的溶液中进行，并且最终产品具有很低的固体含量，通常低于50％，并且在很多情况下甚至仅仅为20-30％。因此通过这些产品引入的大量溶剂在现代涂料体系中将产生相当大的问题，因为在不断努力生产环境上相容的体系的过程中，必须尽可能地降低溶剂的量(在例如颜料浓缩物、高固体含量和超高固体含量涂料材料的情况下)，或甚至省去全部的有机溶剂。此外，存在于固体表面上的单胺加成化合物的吸附能力在很多情况下对于固体的足够稳定化是不足的。可以用于所述制备的胺的选择被限制于单胺，因为当使用多胺时，得到的产品不能被处理，因为发生交联和凝胶化。因为一直仍然存在反应性NCO基团，因此按照这些方法制备的中间体不能储存长的时间，并且通常必须立即进行进一步的反应，因此从经济的观点来看所希望的对前体进行贮存是不可能的。以上提出的分散剂通常只能部分地解决这些问题。由于现在使用的有机和无机颜料以及填充材料的多样性，借助于表面的脱附-稳定的占用，并不能充分保证被分散颗粒固体的足够的稳定化。因此可能发生附聚，因为缺乏必要的有效的空间屏蔽。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是消除已知分散剂的上述缺点，换言之，本-->专利技术的目的是开发这样的分散添加剂，其在有效地稳定颜料或者填料的同时，能够使油漆、膏剂或者塑料制剂的研磨基料粘度降低到这样的程度，使得在高填充度下的加工成为可能。同时，特别是在颜料膏和填料膏的情况下，必须保证宽的相容性，以便它们可以被用于许多不同的粘合剂和涂料。此外，所使用的本专利技术的分散添加剂还必需使所述膏剂或者使用这些膏剂制备的粘合剂能够彼此混合而不絮凝。令人惊奇地，已经清楚，如果使用从包含脲二酮(uretdione)基团的聚异氰酸酯制备的如下所述的加成化合物，可以明显地改进颜料或者填料粒子在粘合剂、颜料膏或者塑料制剂中的分散和稳定。此外，这些分散剂具有令人惊奇地宽的相容性，并且可以用于极性和非极性粘合剂体系两者中。它们强烈地降低分散期间研磨基料的粘度，因此可以制备具有高固含量级分的制剂。已经令人惊奇地发现，所述目的通过提供这样一种加成化合物得以实现，该加成化合物可以通过以下物质的反应得到：a)一种或多种包含脲二酮基团的多异氰酸酯，与b)一种或多种通式(I)的化合物Y-(XH)n              (I)其中XH是具有与异氰酸酯的反应性的基团，和Y是不具有与异氰酸酯的反应性的单体或者聚合物基团，并且其包括一种或多种脂族、脂环族、芳脂族和/或芳族基团，Y具有小于20000g/mol的数均分子量，和n是1、2或者3，和对于至少50mol％的通式(I)的化合物，n＝1，条件是，基本上所有的组分a)的自由异氰酸酯基团与通式(I)的化合物反应，给出包含脲二酮基团的中间体，并且随后所述脲二酮基团与c)反应：c)一种或多种通式(II)的化合物Z-NHR                    (II)其中R是氢或者具有1到4个碳原子的直链或者支链烷基基团，和Z是脂族、脂环族和/或芳族碱性基团，-->并且根据需要，在该反应之后，使仍然存在于反应产物中的任何反应性的氨基基团与具有与氨基基团的反应性的化合物反应。本专利技术的加成化合物还可以以其形成盐的产品的形式使用。在此描述的本专利技术的加成化合物可以有针对性地被制备，并且与通常的现有技术(例如EP154 678)中已知的产品相比具有较少的副产品。按照反应步骤a)到c)制备的中间体不再包含自由的NCO基团，并且因此在需要的贮存期限中是贮存-稳定的，这使得可以更加经济地进行制备。特别地，与氨基-官能化合物Z-NHR的反应在没有不希望的交联的情况下进行，因为在这种情况下不存在任何自由的NCO基团。包含脲二酮基团的多异氰酸酯(组分(a))为了制备本专利技术的加成化合物，作为包含脲二酮的多异氰酸酯(组分a))，使用了本
中已知的现有技术化合物，例如作为原料化合物描述于EP 0 795 569中的化合物。这些脲二酮多异氰酸酯的制备描述于例如DE 1 670 720、EP 45 995、EP 99 976、EP1 174 428和其中引用的参考文献中。优选地，这些多异氰酸酯具有的平均官能度为2。特别优选地，它们包括以下物质的环化二聚合产物：1，4-二异氰酸根合丁烷、亚己基二异氰酸酯(HDI)、2-甲基-1，5-二异氰酸根合戊烷、1，5-二异氰酸根合-2，2-二甲基-戊烷、2，2，4-或者2，4，4-三甲基-1，6-二异氰酸根合-己烷、1，10-二异氰酸根合癸烷、1，3-和1，4-二异氰酸根合环己烷、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
加成化合物，其特征在于，它们通过以下物质的反应制备：ａ）一种或多种包含脲二酮基团的多异氰酸酯，与ｂ）一种或多种通式（Ⅰ）的化合物Ｙ－（ＸＨ）↓［ｎ］（Ⅰ）其中ＸＨ是具有与异氰酸酯的反应性的基团，和Ｙ是不具有与异氰酸酯的反应性的单体或者聚合物基团，并且其包括一种或多种脂族、脂环族、芳脂族和／或芳族基团，Ｙ具有小于２００００ｇ／ｍｏｌ的数均分子量，和ｎ是１、２或者３，和对于至少５０ｍｏｌ％的通式（Ⅰ）的化合物，ｎ＝１，条件是，基本上所有的组分ａ）的自由异氰酸酯基团与通式（Ⅰ）的化合物反应，给出包含脲二酮基团的中间体，并且随后所述脲二酮基团与ｃ）反应：ｃ）一种或多种通式（Ⅱ）的化合物Ｚ－ＮＨＲ（Ⅱ）其中Ｒ是氢或者具有１到４个碳原子的直链或者支链烷基基团，和Ｚ是脂族、脂环族和／或芳族碱性基团，并且根据需要，在该反应之后，使仍然存在于反应产物中的任何反应性的氨基基团与具有与氨基基团的反应性的化合物反应；以及所述加成化合物的盐或者季铵化产物。

【技术特征摘要】
DE 2004-5-7 102004022753.51.加成化合物，其特征在于，它们通过以下物质的反应制备：a)一种或多种包含脲二酮基团的多异氰酸酯，与b)一种或多种通式(I)的化合物Y-(XH)n                    (I)其中XH是具有与异氰酸酯的反应性的基团，和Y是不具有与异氰酸酯的反应性的单体或者聚合物基团，并且其包括一种或多种脂族、脂环族、芳脂族和/或芳族基团，Y具有小于20000g/mol的数均分子量，和n是1、2或者3，和对于至少50mol％的通式(I)的化合物，n＝1，条件是，基本上所有的组分a)的自由异氰酸酯基团与通式(I)的化合物反应，给出包含脲二酮基团的中间体，并且随后所述脲二酮基团与c)反应：c)一种或多种通式(II)的化合物Z-NHR                     (II)其中R是氢或者具有1到4个碳原子的直链或者支链烷基基团，和Z是脂族、脂环族和/或芳族碱性基团，并且根据需要，在该反应之后，使仍然存在于反应产物中的任何反应性的氨基基团与具有与氨基基团的反应性的化合物反应；以及所述加成化合物的盐或者季铵化产物。2.权利要求1的加成化合物，其中Y任选地包含杂原子O、S和/或N和/或醚、氨基甲酸酯、碳酸酯、硅氧烷和/或酯基团，并且任选地用卤素取代氢。3.权利要求1或者2的加成化合物，其中Z具有一种或多种以下定义：A)脂肪族和/或环脂族的基团，其包含至少一个叔氨基团，或者B)杂环基团，其具有至少一个碱性的环中的氮原子，其不包含氢原子，所述杂环基团可以通过有机偶联基团连接到基团NHR，或者C)任选地改性的多胺和/或多亚胺的基团。4.权利要求1到3一项或多项的加成化合物，其中用作Z-NHR的化合物是选自以下的化合物：二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、六亚乙基七胺、通式NH2(C2H4NH)n-C2H4-NH2的高级线性缩合物，其中n＞5，支化聚(C2-C4)亚烷基胺、聚(C2-C4)亚烷基胺、聚(C2-C4)亚烷基亚胺，其具有叔氨基团，并且数均分子量最高为1000000克/摩尔，或者这类胺的混合物。5.权利要求1到4一项或多项的加成化合物，其中在叔氨基团的支化聚(C2-C4)亚烷基胺的情况下，所述化合物是氮杂环丙烷聚合物(聚乙烯亚胺)。6.权利要求1到5一项或多项的加成化合物，其特征在于，存...

【专利技术属性】
技术研发人员：W普里斯钦斯，U克拉佩，K豪本内斯特，A埃斯塞，
申请(专利权)人：比克化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]