衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂制造技术

本发明专利技术涉及一种如结构(I)所示的成膜助剂；

Film-forming additives derived from dioxane derivatives

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂
本专利技术涉及化学领域，特别涉及二氧戊环衍生物的成膜助剂和组合物，以及二氧戊环衍生物作为成膜助剂在涂料工程中的应用。
技术介绍
涂层剂作为装饰用工件的涂料的目的包括工件的腐蚀防护。该涂层剂已被应用于许多工业中，包括但不限于汽车工业、室内建筑和室外建筑以及许多其他应用的涂料。目前，涂料工业迅速发展以满足需求和人类活动，特别是用于建筑装饰的涂料工业。然而，因为大多数涂料组合物都是有机溶剂，从环境、工人健康以及目前对挥发性有机化合物(VOCs)的管理等方面考虑，在涂料工业已经进行了许多研究和开发。因此，目前已经将涂料体系变为水系制剂或高固体含量制剂。然而，水系颜料中的成膜助剂仍然存在VOC问题，这是因为成膜助剂是挥发性有机化合物。成膜助剂通过降低胶乳的最低成膜温度(MFFT)来促进以胶乳形式分散在水中的小的聚合物颗粒的结合并形成薄膜。形成膜后，成膜助剂移动到表面，这使得VOC释放到大气中。然而，在水性涂料制剂中使用成膜助剂仍然是必要的，因为其对所得涂层剂的性质是有益的。常规的水性涂层剂具有0.1％至10％的选自酯醇、醚醇或酯酮的成膜助剂。所述成膜助剂提供均匀的成膜，但其具有强烈的气味，因而不利于使用。因此，已经进行了研究和开发以生产具有低VOC、无强烈气味并且环境友好的成膜助剂。专利文献US4,265,797公开了乙二醇或丙二醇的短链单烷基醚(如丙二醇甲醚)作为成膜助剂的应用。还公开了其他成膜助剂。例如，US3,700,726公开了乙二醇单丁醚乙酸酯(ButylCellosolveTM)。US3,580,876也公开了所述酯混合物作为成膜助剂。此外，US3,312,652公开了2,2,4-三甲基戊二醇-1,3-单异丁酸酯(TexanolTM)。专利文献US3,399,158公开了由羧酸和醇之间的反应来合成具有2至6个碳原子的二羧酸二酯衍生物(如琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯和琥珀酸二异丙酯)。所述二羧酸二酯衍生物用作成膜助剂。专利公开WO2009099948(A2)还公开了使用二酯混合物作为成膜助剂。此外，US20140243446A1公开了使用得自生物法的有机酸并使其与醇反应，由天然前体(如玉米、木质纤维素木薯)来制备二酯衍生物作为成膜助剂。EP0026982A1公开了由短链烃单酯和二酯制成的涂料制剂可用作成膜助剂。专利文献US8,906,994公开了二氧戊环衍生物的应用，所述二氧戊环衍生物为2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-甲醇、丙酮缩甘油以及2,2-二异丁基-1,3-二氧戊环-4-甲醇，其中丙酮缩甘油作为颜料和蜡涂层剂中的成膜助剂。专利公布文献US2015361281A1公开了通过二氧戊环醇与二羧酸酯之间的酯交换反应得到的二氧戊环酯衍生物的应用，然而该二氧戊环酯衍生物不能产生有效的成膜助剂。因此，本专利技术提供了一种二氧戊环酯衍生物作为水性涂料制剂的成膜助剂，其可有效地形成具有耐化学品特性和耐划伤性且没有强烈气味的光滑膜，其中该化合物的制备方法并不复杂，并减少了有害化学品的使用。
技术实现思路
本专利技术涉及一种衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，该成膜助剂如结构(I)所示；其中，n为1至8的整数；R1和R2独立地表示选自氢原子、烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或任选的含杂原子的环烃的基团；并且Y表示选自烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或含杂原子的环烃的基团。具体实施方式本专利技术提供了一种作为水性涂料制剂的成膜助剂的二氧戊环酯衍生物，其可有效地形成具有耐化学品特性和耐划伤性且没有强烈气味的光滑膜，其中该化合物的制备方法并不复杂，并减少了有害化学品的使用，将根据下列实施方案对其进行描述。除非另有说明，否则本文所示的任何方面还包括其可应用于本专利技术的其他方面。定义除非另有说明，否则本文使用的技术术语或科学术语具有本领域技术人员所理解的定义。本文中提及的任何工具、设备、方法或化学品是指本领域技术人员通常使用的工具、设备、方法或化学品，除非另有说明它们仅是本专利技术中特定的工具、设备、方法或化学品。在权利要求书或说明书中随“包括”使用的单数名词或单数代词意指“一个”，并且包括“一个或多个”、“至少一个”以及“一个或多于一个”。尽管未在权利要求书中详细说明，但对于本领域普通技术人员而言，本申请中公开和要求保护的所有组合物和/或方法旨在涵盖来自任何行动、性能、修改或调整的实施方案而无需进行与本专利技术显著不同的实验，并获得具有可用性的对象且得到与本实施方案相同的结果。因此，对于本实施方案而言可替换的或类似的对象，包括对本领域技术人员而言显而易见的任何微小修改或调整，应当被解释为保留在所附权利要求书中的本专利技术的精神、范围和概念中。在整个申请中，术语“约”表示本文中出现或显示的任何数字可能会由于设备、方法或使用所述设备或方法的人员的任意误差而发生变化或偏离。成膜助剂包括添加到作为胶乳的水性涂料制剂中的有机物质，其中成膜助剂使胶乳中的聚合物颗粒软化直至它们可以组合成膜。杂原子是非碳元素和所述原子的原子，其中杂原子包括但不限于IVA族元素，如硅、锗、锡和铅；VA族元素，如氮、磷、砷、锑和铋；VIA族元素，如氧、硫、硒和碲；或VIIA族元素，如氟、氯、溴和碘。下面示出了本专利技术的实施方案，其不以任何目的限制本专利技术的任何范围。本专利技术涉及一种衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，该成膜助剂如结构(I)所示；其中，n为1至8的整数；R1和R2独立地表示选自氢原子、烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或任选的含杂原子的环烃的基团；并且Y表示选自烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或含杂原子的环烃的基团。优选地，n为1至4的整数，并且更优选地，n为2至4的整数。在一个实施方案中，R1和R2选自氢原子或含有1至8个碳原子的烷基。在一个实施方案中，Y可以选自含有1至4个碳原子的烷基，优选地，Y可以选自含有1至2个碳原子的烷基。在另一个实施方案中，Y可以选自含杂原子的环烃。优选地，Y可以选自含有1至2个碳原子的烷基或如结构(II)所示的含杂原子的环烃，其中R3和R4独立地表示选自氢原子、烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或任选的含杂原子的环烃的基团。优选地，R3和R4选自氢原子或含有1至8个碳原子的烷基。本专利技术的另一个目的是提供一种衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂的组合物，其中所述组合物包含：a)5％至60％的具有结构(III)的成膜助剂，其中，n为1至8的整数；R5、R6、R7和R8独立地表示选自氢原子、烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或任选的含杂原子的环烃的基团；b)40％至95％的具有结构(IV)的成膜助剂，其中，n为1至8的整数；并且R9、R10和R11独立地表示选自氢原子、烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或任选的含杂原子的环烃的基团。优选地，成膜助剂的组合物包含在25％至60％范围内的成膜助剂a)以及在40％至75％范围内的成膜助剂b)。优选地，对于成膜助剂a)，n为1至4的整数，更优选地，n为2至4的整数。优选地，对于成膜助剂b)，n为1至4的整数，更优选地，n为2至4的整数。在本专利技术的一个方面中，对于成膜助剂a)，R5、R6、R7和R8选自氢原子或含有1至8个碳原子的烷基。在本专利技术的一个方面中，对于成膜助剂b)，R9和R10选自氢原子或含有1至8个碳原子的烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，该成膜助剂如结构(I)所示；

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.30 TH 16010039221.一种衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，该成膜助剂如结构(I)所示；其中，n为1至8的整数；R1和R2独立地表示选自氢原子、烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或任选的含杂原子的环烃的基团；并且Y表示选自烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或含杂原子的环烃的基团。2.根据权利要求1所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中n为1至4的整数。3.根据权利要求2所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中n为2至4的整数。4.根据权利要求1所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中R1和R2选自氢原子或含有1至8个碳原子的烷基。5.根据权利要求1所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中Y选自含有1至4个碳原子的烷基。6.根据权利要求5所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中Y选自含有1至2个碳原子的烷基。7.根据权利要求1所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中Y选自含杂原子的环烃。8.根据权利要求7所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中Y选自如结构(II)所示的含杂原子的环烃，其中R3和R4独立地表示选自氢原子、烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或任选的含杂原子的环烃的基团。9.根据权利要求8所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中R3和R4选自氢原子或含有1至8个碳原子的烷基。10.根据权利要求1至9中任一项所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中所述成膜助剂通过包括以下步骤的方法制备：i)使用酸作为催化剂，将甘油和醛或酮化合物以1:1至1:6的比例混合；ii)使用碱作为催化剂，将步骤i)中获得的化合物和二羧酸酯化合物以1:1至1:3的比例混合。11.根据权利要求10所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中在步骤i)的反应中，醛或酮化合物选自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、己醛、庚醛、辛醛、2-甲基丁醛、巴豆醛、丙烯醛、甲基丙烯醛、2-甲基丙醛、反式-2-戊烯醛、3-甲基-2-丁烯醛、反式-2-甲基-2-丁烯醛、2,2-二甲基丙醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、3,3-二甲基丁醛、2-乙基丁醛、2-甲基戊醛、3-甲基戊醛、4-甲基戊醛、2-乙基戊醛、4-戊炔醛、2-乙基己醛、反式-2-己烯醛、4-亚甲基己-5-烯醛、(3Z)-4-甲基己-3,5-二烯醛、4-亚甲基己-5-烯醛、2-甲基-庚醛、2-丙基-戊醛、反式-2-庚烯醛、顺式-4-庚烯醛、苯甲醛、邻甲苯甲醛、间甲苯甲醛、对甲苯甲醛、反式肉桂醛、2,4-二甲基苯甲醛、2,5-二甲基苯甲醛、3,5-二甲基苯甲醛、2,6-二甲基苯甲醛、丙酮、甲基乙基酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮、3-戊酮、3-己酮、3-庚酮、3-辛酮、3-壬酮、3-癸酮、3-十一烷酮、4-庚酮、4-辛酮、4-壬酮、4-癸酮、4-十一烷酮、4-十二烷酮、5-壬酮、5-癸酮、5-十一烷酮、5-十二烷酮、5-十三烷酮、6-十一烷酮、6-十二烷酮、6-十三烷酮、6-十四烷酮、7-十三烷酮、7-十四烷酮、7-十五烷酮、8-十五烷酮、8-十六烷酮、9-十七烷酮、环丁酮、环戊酮、环己酮、环庚酮、3-丁烯-2-酮、4-戊烯-2-酮、5-己烯-2-酮、6-庚烯-3-酮、7-辛烯-4-酮、1-癸烯-5-酮、1-十一烯-5-酮、1,8-壬二烯-5-酮、2-甲基-7-辛烯-4-酮或者它们的混合物。12.根据权利要求11所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中醛或酮化合物选自2-乙基己醛、丙酮、甲基乙基酮或者它们的混合物。13.根据权利要求10所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中在步骤ii)的反应中，二羧酸酯化合物选自丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二丙酯、2-丙烯基-1-[1,3-二氧代-3-(2-丙烯氧基)丙氧基]、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯、琥珀酸二丙酯、琥珀酸二丁酯、戊二酸二甲酯、戊二酸二乙酯、戊二酸二丙酯、戊二酸二丁酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、己二酸二丙酯、己二酸二丁酯或者它们的混合物。14.根据权利要求13所述的衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂，其中在步骤ii)的反应中，二羧酸酯化合物选自琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯、己二酸二乙酯或者它们的混合物。15.一种衍生自二氧戊环衍生物的成膜助剂的组合物，其中所述组合物包含：a)5％至60％的具有结构(III)的成膜助剂，其中，n为1至8的整数；R5、R6、R7和R8独立地表示选自氢原子、烷基、烯基、炔基、苯基、苄基或任选的含杂原子的环烃的基团；b)40％至95％的具有结构(IV)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梭蓬·凯奥提，帕帕皮达·蓬苏里亚萨克，福拉蓬·皮莫西里浦，
申请(专利权)人：PTT全球化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：泰国,TH