本发明专利技术涉及用作分散剂和分散稳定剂的加成化合物，所述加成化合物通过下述反应获得：将ａ）一种或多种含有脲二酮基团的聚异氰酸酯与ｂ）一种或多种式（Ⅰ）的化合物（Ｙ－（ＸＨ）↓［ｎ］（Ⅰ））反应，条件为成分ａ）中至少５０％的游离异氰酸酯基团与式（Ⅰ）的化合物发生了反应，生成含有脲二酮基的中间体，然后将所述中间体与ｃ）一种或多种通式（Ⅱ）的化合物（Ｚ－ＮＨＲ↓［ｍ］（Ⅱ））反应，条件为所有选择性尚存的游离ＮＣＯ基团和至少２０％最初使用的脲二酮基团与Ｚ－（ＮＨＲ）↓［ｍ］发生反应。本发明专利技术进一步涉及所述加成化合物用作分散剂和分散稳定剂的用途及其制备方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及适宜用作分散剂和分散稳定剂的加成化合物，以及所述化合物的盐。本专利技术进一步涉及制备这些加成化合物的方法，涉及将它们作为有机和无机颜料以及填料在有机和水性系统中的的分散剂和分散稳定剂的用途，以及涉及涂布有所述分散剂并可用于混入液体系统的粉末状或纤维状固体。
技术介绍
分散剂通常适用于稳定粘合剂、油漆、颜料糊剂、塑料和塑料混合物中的微粒状固体，以降低所述系统的粘度，以及改善流动性。要将固体混入液体介质中，需要较高的机械力。通常使用分散剂来降低分散力并使为防止微粒状固体发生絮凝而需要输入系统中的总能量最小化，因此还能使分散时间最小化。此类分散剂是具有阴离子、阳离子或中性结构的表面活性物质。可以将这些物质以很少的量直接应用于所述固体，或者加入到分散介质中。已经知道，在将聚集的固体完全反絮凝化为一次颗粒之后，经过分散操作，还会有再聚集的情况发生，从而会完全或部分地抵消分散效果。作为不充分分散和/或再聚集的结果，存在以下不良影响液体系统粘度增加、油漆和涂料的色相偏移(shadedrift)并且光泽度降低、塑料的机械强度降低。目前，有多种不同的物质被用作颜料和填料的分散剂。除了诸如卵磷脂、脂肪酸及其盐等低分子量简单化合物之外，还可以使用烷基酚乙氧基化物等结构复杂的化合物作为分散剂。除了羧基官能化合物，这些结构尤其包括氨基官能系统和酰胺基官能系统，它们在分散剂领域具有广泛的用途。在EP 158 406和EP 208 041中，基于聚胺和聚己内酯的氨基和酰胺基官能高聚或低聚共聚物可以用于例如分散颜料等目的，其中所有反应性氨基均转化为酰胺基。然而，这些产物构成了复杂的反应混合物，这些混合物难以再生，在溶剂中的溶解性非常差，并且不能与粘合剂和其它树脂充分相容。EP 0713 894描述了氨基官能的聚内酯用于涂料和印刷油墨的用途。此外，将氨基官能的聚丙烯酸酯(EP 0 311 157)用于稳定有机和无机颜料。例如在EP 1 453 875中描述了基于聚氨酯的聚合中性分散剂，作为分散剂，其中包含线性聚氨酯，在一些情况下包含扩链聚氨酯，所述聚氨酯通过将二异氰酸酯与低聚氧化烯单醇反应，以及如果合适时与二醇和/或二胺反应获得。US 6,509,409描述了将聚异氰酸酯与衍生自ε-己内酯和δ-戊内酯的聚(氧化烯羰基)单元的加合物用作油漆和印刷油墨的分散剂。WO 99/41320 A1公开了喷墨墨水，所述喷墨墨水包含作为分散剂的具有例如聚氧化烯氧化物单元的线性聚氨酯，其终端可具有酸官能团。EP 0 741 156 A1描述了羟基官能的聚氨酯-聚脲的制备，及其作为分散剂的用途。专利EP 0 270 126描述了具有非碱性附属基团的作为分散剂和分散稳定剂的加成化合物，所述加成和化合物可以通过将聚异氰酸酯与羟基化合物和含有Zerewitinoff氢的化合物，以及至少一种含有酸性官能部分、羟基或烷氧甲硅烷基的化合物反应而获得。此外，例如在EP 0 154 678、EP 318 999和EP 0 438 836中描述了基于聚异氰酸酯的碱性分散剂。这些产物通过将单羟基化合物、二异氰酸酯基化合物和具有叔氨基的化合物与含有异氰尿酸酯、缩二脲、氨基甲酸酯和/或脲基甲酸酯基的聚异氰酸酯中尚存的NCO基进行加成反应而制备。EP 0 826 753描述了基于官能度为1.7～2.5的聚异氰酸酯与单羟基化合物、含有叔氨基的化合物和双官能或三官能化合物的加合物，反应后存在的NCO基被二次反应所消耗，减少为小于或等于1.0重量％的残余水平，所述二次反应为二聚和三聚反应。然而，由于在它们的制备过程中会发生很多可能的副反应，因此这些系统构成了高度复杂、难以确定的反应混合物，并伴有诸如相容性大大受限、溶解性差等不利情况。具体说来，NCO基与含胺化合物的反应是难以控制的反应步骤，经常会导致不需要的交联并形成凝胶，这是因为胺，特别是叔胺会催化这些交联反应。因此，这些反应仅可以在高度稀释的溶液中进行，最终产物中固体含量非常低，通常低于50％，很多时候甚至低于20％～30％。然而由于制造与环境相容的系统的过程中需要尽可能降低溶剂的用量(例如，在使用颜料浓缩物、高固体含量和超高固体含量涂层材料的场合)，因此上述产物引入的大量溶剂，或者甚至时完全使用有机溶剂，在现代涂料系统中导致大量问题。最后一点特别重要，由于会产生环境负担的有机溶剂已经越来越不具有吸引力，因此，基本上不含VOC的物质越来越受青睐(VOC＝挥发性有机化合物)。由于反应性NCO基团始终存在，因此通过这些步骤获得的中间体不能长时间保存，通常必须立即进行后续反应，这排除了从经济地保存前体的可能性。EP 1 593 700描述了没有上述缺点的加成化合物，所述加成化合物可以通过在第一步中使含有脲二酮(uretdione)基团的聚异氰酸酯与异氰酸酯反应性化合物反应得到。在第二反应步骤中，以针对性的方法使脲二酮基团与含有叔胺单元的胺或聚胺反应，在该反应后仍具有反应性的任何氨基在随后的反应中与对氨基具有反应性的化合物进行反应。值得注意的是这些化合物改善了中间体部分的存储稳定性，这是因为在第一反应后，已经不存在任何游离NCO基团。然而，含有叔氨基团或通常含有碱性基团的分散剂在某些应用领域中存在缺点，即，这些部分可能会导致与周围介质发生相互作用的情况例如，它们可能会通过使反应加速或促进聚氯乙烯聚合物在热负荷下断裂而降低双组分聚氨酯系统的存储稳定性，或者可以通过中和酸催化系统如三聚氰胺交联涂料中的酸性催化剂而延迟固化，例如基于聚酯/三聚氰胺或醇酸树脂/三聚氰胺的卷材涂料即为这种情况。上述分散剂经常只代表上述问题的部分解决方法。鉴于目前使用的有机和无机颜料及填料的多样性，通过使表面解吸附稳定不能充分保证要分散的微粒状固体的足够的稳定性。因此，由于缺乏必需的有效空间屏蔽，还会存在聚集的情况。
技术实现思路
因此，本专利技术立足于克服已知分散剂的上述缺点这一目标，换言之，即开发下述分散添加剂，所述分散添加剂在能够有效地稳定颜料或填料的同时，还能够使涂料、糊剂或塑料制剂的漆浆(millbase)粘度降低到能够以高填充度进行处理的程度。同时，特别是在使用颜料糊剂和填料糊剂的情况下，必须确保广泛的相容性，使它们可用于许多不同的粘合剂和涂层材料中。此外，对于所使用的本专利技术的分散添加剂，必须使糊剂或用糊剂制备的粘合剂彼此之间能够相互混合而不发生絮凝。令人惊讶的是，如果使用下述通过含有脲二酮基团的聚异氰酸酯制备的加成化合物，可以显著改善粘合剂、颜料糊剂或塑料制剂中颜料或填料颗粒的分散性和稳定性，这是显而易见的。此外，令人惊讶的是，这些分散剂具有极其广泛的相容性，既可以用在极性粘合剂系统中，也可以用在非极性粘合剂系统中。它们会大大降低分散过程中的漆浆粘度，因而可以制备具有高固体含量的配方。我们还惊讶地发现，通过下述反应获得的加成化合物及所述加成化合物的盐可以实现上述目标，所述反应是将a)一种或多种含有脲二酮基团的聚异氰酸酯与b)一种或多种式(I)的化合物Y-(XH)n(I)反应，其中XH是能够与异氰酸酯反应的基团，并且Y是不与异氰酸酯反应的单体有机基团或聚合有机基团，并且包含一个或多个脂肪族、脂环族、芳基脂肪族(araliphatic)和/或本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种加成化合物以及所述加成化合物的盐，其特征在于，所述加成化合物可以通过下述反应获得：将 （ａ）一种或多种含有脲二酮基团的聚异氰酸酯与 （ｂ）一种或多种式（Ⅰ）的化合物 Ｙ－（ＸＨ）↓［ｎ］ （Ⅰ） 反应，其中 ＸＨ是能够与异氰酸酯反应的基团，并且 Ｙ是不与异氰酸酯反应的单体有机基团或聚合有机基团，并且包含一个或多个脂肪族、脂环族、芳基脂肪族和／或芳香族基团， Ｙ的数均摩尔质量小于２００００ｇ／ｍｏｌ，并且 ｎ为１、２或３，并且 对于至少５０ｍｏｌ％的式（Ⅰ）的化合物，在ｎ＝１的情况下， 条件是成分ａ）中至少５０％的游离异氰酸酯基团与式（Ⅰ）的化合物发生了反应，生成含有脲二酮基的中间体，然后将所述中间体与 （ｃ）一种或多种通式（Ⅱ）的化合物 Ｚ－（ＮＨＲ）↓［ｍ］ （Ⅱ） 反应，其中 Ｒ是氢、具有至多３６个Ｃ原子的脂肪族、脂环族、芳基脂肪族和／或芳香族基团，或者聚氧化烯基团， ｍ为１、２或３，并且 Ｚ是数均摩尔质量小于１００００ｇ／ｍｏｌ的非碱性脂肪族、脂环族、芳基脂肪族和／或芳香族基团和／或聚氧化烯或聚硅氧烷基团，如果需要，可以包含以下官能团： － －ＯＨ － －ＣＯＯＨ － －ＳＯ↓［３］Ｈ － －ＰＯ↓［３］Ｈ↓［２］ － －Ｓｉ（ＯＲ）↓［３］和－ＳｉＲ（ＯＲ）↓［２］ 其中可根据需要将羟基与多磷酸或Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］，或者与至少具有两个羧基的多羧酸或其酸酐反应，相对于要反应的每个ＯＨ基团，至少使用０．８个分子的多羧酸或多羧酸酐； 条件是所有尚存的游离ＮＣＯ基团和至少２０％最初使用的脲二酮基团与Ｚ－（ＮＨＲ）↓［ｍ］发生反应。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡汉兹哈班尼斯特，史蒂芬马斯摩，沃尔夫冈普里亲斯，托马斯劳纳格，
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]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。