缩水甘油醚烷氧基化物嵌段共聚物制造技术

本发明专利技术涉及一种化合物，具有以下结构I：

Block copolymers of glycidyl ether alkoxylates

The invention relates to a compound having the following structure I:

【技术实现步骤摘要】
缩水甘油醚烷氧基化物嵌段共聚物
本专利技术涉及缩水甘油醚烷氧基化物嵌段共聚物，其可用作涂料配方中的开放时间(opentime)添加剂。
技术介绍
政府法规和市场动态不断推动用于涂料配方的零挥发性有机化合物(VOC)的发展。因此，不含挥发性溶剂和聚结剂的水性配方在行业中越来越受欢迎。然而，油漆的性能由于这一重大变化而被损害；其中之一为开放时间，开放时间是在这段时间内新涂覆的油漆膜可被重新加工而不留下刷痕的时间段。在溶剂型体系中，开放时间为约30至45分钟；在典型的水性配方中，开放时间约为3至5分钟。US8,859,684B2公开了可用作水性油漆配方中的开放时间添加剂的苯基缩水甘油醚烷氧基化物的制备。报道的最佳开放时间为使用2.5重量％的添加剂的情况下的8分钟。然而，由于添加剂导致最终涂层的其它性能降级，因此使用此类高浓度的表面活性剂以实现开放时间的小幅增加所带来的商业价值很有限。因此，本领域需要持续寻找一种用于水性配方的添加剂，其与目前可用的添加剂相比，开放时间明显增加，同时不会使最终涂层的其它性能降级，如膜粘合强度和内聚强度、硬度、抗粘连性、早期抗起泡性、耐擦洗性和耐洗性、耐污性和耐擦伤性。
技术实现思路
本专利技术通过提供具有以下结构I的化合物来满足本领域的需要：其中片段为任选地用O原子或芳基或这两者使C2-C60直链或C3-C60支链或环状二醇、三醇或四醇官能化的结构单元，或未取代的芳族二醇、三醇或四醇的结构单元，或被1至3个C1-C6烷基取代的芳族二醇、三醇或四醇的结构单元；每个R1独立地为H或C1-C6烷基；E由以下结构表示：m、n和q各自独立地为1至20；x、y和z各自独立地为1至50；p为0或1；s为0或1；并且每个Ar1独立地为未取代的苯基或萘基，或被1至3个C1-C6烷基取代的苯基或萘基。本专利技术的化合物可用作水性涂料组合物、尤其是水性油漆组合物中的开放时间添加剂。具体实施方式本专利技术为一种具有以下结构I的化合物：其中片段为任选地用O原子或芳基或这两者使C2-C60直链或C3-C60支链或环状二醇、三醇或四醇官能化的结构单元，或未取代的芳族二醇、三醇或四醇的结构单元，或被1至3个C1-C6烷基取代的芳族二醇、三醇或四醇的结构单元；每个R1独立地为H或C1-C6烷基；E由以下结构表示：m、n和q各自独立地为1至20；x、y和z各自独立地为1至50；p为0或1；s为0或1；并且每个Ar1独立地为未取代的苯基或萘基，或被1至3个C1-C6烷基取代的苯基或萘基。可用于制备本专利技术化合物的适合二醇的实例包括C2-C20链烷二醇，如1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇，以及这些二醇的烷氧基化衍生物；H-(OCH2CH(R2))b-OH类型的聚氧亚烷基二醇，其中b为2至30，优选2、3或4，更优选3；并且R2为H、甲基或乙基；芳族二醇，如1,4-苯二甲醇、儿茶酚、间苯二酚和氢醌，以及这些二醇的烷氧基化衍生物。适合的三醇的实例包括三羟甲基丙烷、间苯三酚、偏苯三酚、邻苯三酚和甘油，以及这些三醇的烷氧基化衍生物；适合的四醇的实例为季戊四醇和苯四醇以及这些四醇的烷氧基化衍生物。优选地，每个Ar1独立地为苯基、甲苯基或对叔丁基苯基；优选地，m和n各自独立地在从1，更优选从2至10，更优选至6，最优选至5的范围内。优选地，x和y各自独立地为从5，更优选从10至30，更优选至25。优选地，p和s都为0。因为每个R1独立地为H或C1-C6烷基，因此氧化亚烷基((OCH2CHR1)n)可为无规或嵌段共聚物。优选地，每个R1独立地为H、甲基或乙基；更优选H或甲基；最优选每个R1为H。本专利技术的化合物的子类的实例由以下结构表示：其中，对于Ia，m+n＝4，并且x+y＝30；对于Ib，m＝1，n＝1，并且x+y＝45；对于Ic，m+n＝6，并且x+y＝45；对于Id，m+n+q＝6，并且x+y+z＝40。可如下方便地制备本专利技术的化合物：首先在足以制备芳基缩水甘油醚低聚物中间体的条件下，在存在催化量的适合的碱如KOH的情况下，使二醇、三醇或四醇与芳基缩水甘油醚接触，然后使中间体与氧化烯如环氧乙烷在足以形成所需化合物I的条件下接触。优选地，多元醇为二醇，更优选三乙二醇。芳基醇优选为苯酚、对叔丁基苯酚或甲酚，并且芳基缩水甘油醚优选为苯基缩水甘油醚、对叔丁基苯酚缩水甘油醚或甲苯基缩水甘油醚。通过基质辅助激光解吸离子质谱法(MALDI-MS)测定的化合物的数均分子量(Mn)优选地在从300g/mol，更优选从500g/mol，最优选从1000g/mol至优选20,000g/mol，更优选至15,000g/mol，更优选至10,000g/mol，最优选至5,000g/mol的范围内。本专利技术的化合物可用作涂料组合物的开放时间添加剂，其包括粘合剂、流变改性剂，以及下列材料中的任何一种或全部：分散剂、颜料、消泡剂、表面活性剂、溶剂、增量剂、聚结剂、杀生物剂、不透明聚合物和着色剂。实例实例1-苯基缩水甘油醚乙氧基化物嵌段共聚物Ia的制备向配备有温控加热套、加料漏斗、回流/蒸馏头和顶置式搅拌器的500mL圆底烧瓶中装入三乙二醇(61.13g，0.407摩尔)和KOH薄片(1.18g，90％纯)。在100℃下历经5小时加入苯基缩水甘油醚(247.47g，1.65摩尔)，此后将混合物冷却至室温。将所得中间体的一部分(86.7g)装入锥形底的2升Parr反应器中。将反应器密封，检查压力，用N2吹扫，然后加热至120℃。以0.2至0.3克/分钟的速率加入环氧乙烷(151.0g)。将混合物在120℃下保持1小时，然后冷却至60℃，之后倒出产物(652.7g)。将反应产物与0.18g乙酸混合以得到产物Ia(m+n＝4，并且x+y＝30)。实例2-苯基缩水甘油醚乙氧基化物嵌段共聚物Ib的制备向配备有温控加热套、加料漏斗、回流/蒸馏头和顶置式搅拌器的500mL圆底烧瓶中装入三乙二醇(102.69g，0.711摩尔)和KOH薄片(2.09g，90％纯)。在95℃下历经8小时加入苯基缩水甘油醚(206.26g，1.37摩尔)，然后冷却至室温。将混合物在95℃下搅拌过夜，然后冷却。除去一部分中间体(149.5g，中间体A)，并将剩余部分重新加热至95℃。历经4小时加入第二份苯基缩水甘油醚(220.55g，1.47摩尔)。将混合物在95℃下搅拌过夜，然后冷却以除去第二中间体(333.5g，中间体B)。将中间体A的一部分(49.4g)装入锥形底的2升Parr反应器中。将反应器密封，检查压力，用N2吹扫，然后加热至120℃。以0.3至1克/分钟的速率加入环氧乙烷(218.2g)。将混合物在120℃下保持1.5小时，然后冷却至70℃，之后倒出产物(260.2g)。将反应产物与0.21g乙酸混合以形成产物Ib(m＝1，n＝1，并且x+y＝45)。实例3-苯基缩水甘油醚乙氧基化物嵌段共聚物Ic的制备将来自实例2的中间体B的一部分(158.8g)装入锥形底的2升Parr反应器中。将反应器密封，检查压力，用N2吹扫，然后加热至120℃。以0.3至1克/分钟的速率加入环氧乙烷(298.5g)。将混合物在120℃下保持1.5小时，然后冷却至80℃，之后倒出产物(44本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化合物，具有以下结构I：

【技术特征摘要】
2017.06.27 US 62/5253421.一种化合物，具有以下结构I：其中片段为任选地用O原子或芳基或这两者使C2-C60直链或C3-C60支链或环状二醇、三醇或四醇官能化的结构单元，或未取代的芳族二醇、三醇或四醇的结构单元，或被1至3个C1-C6烷基取代的芳族二醇、三醇或四醇的结构单元；每个R1独立地为H或C1-C6烷基；E由以下结构表示：m、n和q各自独立地为1至20；x、y和z各自独立地为1至50；p为0或1；s为0或1；并且每个Ar1独立地为未取代的苯基或萘基，或被1至3个C1-C6烷基取代的苯基或萘基。2.根据权利要求1所述的化合物，其中p为0；s为0；每个R1独立地为H或CH3；m和n各自独立地在1至10的范围内；并且x和y各自独立地在5至30的范围内。3.根据权利要求1所述的化合物，其中所述片段：为以下醇的结构单元：a)二醇，其为C2-C20链烷二醇或其烷氧基化衍生物；或H-(OCH2CH(R2))b-OH类型的聚氧亚烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·D·道格斯，J·J·拉巴斯克，A·K·范戴克，T·张，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US