芳香族酰胺分散剂制造技术

本发明专利技术涉及一种聚合分散剂和一种组合物，所述聚合分散剂在芳香族锚定基团与增溶性链之间含有叔酰胺键，所述组合物含有颗粒状固体、水性或极性有机介质以及聚合芳香族酰胺分散剂，所述聚合芳香族酰胺分散剂具有通过酰胺的羰基与芳环上带有的两个或更多个残余羧酸基或其上带有的磺酸基和残余羧酸基连接的至少一个叔酰胺连接基团。本发明专利技术进一步提供了含有所述分散剂的用于漆浆、分散体、涂料和油墨的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】芳香族酰胺分散剂
本专利技术涉及一种聚合芳香族酰胺分散剂、含有颗粒状固体、水性介质或极性有机介质的组合物以及具有芳环的聚合分散剂，所述芳环具有通过叔酰胺键化学与增溶性聚合物链的酸官能团连接。本专利技术进一步提供了含有所述分散剂的用于漆浆、分散体、涂料(包含油漆)和油墨的组合物。
技术介绍
如油墨、油漆和漆浆等许多调配物需要有效地将颗粒状固体均匀地分散在水性或极性有机介质中的分散剂。对于油墨，期望油墨制造商产生分辨率和质量较高的印刷产品。使印刷工艺适于迎合基材、树脂和颜料的不断扩大的范围具有挑战性。颜料分散体应与所用的不同调配物相容，以确保最终涂料具有良好的附着力和耐性。颜料分散性或稳定性差可能导致极性有机液体介质或水性液体介质内发生团聚或沉降。PCT专利公开WO2008/028954公开了在极性和非极性有机介质中均含有末端酸性基团的酰亚胺分散剂化合物，其中分散剂化合物由以下结构表示：其中T为-(CH2)3-或-CH2CH(CH3)-；R'为H或C1-50-任选取代的烃基或C1-50-任选取代的烃羰基；Y为C2-4-亚烷基氧基；x为2到90；并且q为1或2。美国专利5,688,312公开了一种在约125℃到180℃的温度下的粘度为约1厘泊到10厘泊的油墨组合物，所述油墨组合物包含着色剂和酰亚胺或双酰亚胺。所述酰亚胺或双酰亚胺可以通过使邻苯二甲酸酐与单胺或二胺反应来制备。所述单胺可以是例如十二烷基胺或硬脂胺。所述二胺可以是1,12-十二烷二胺。PCT专利公开WO2007/139980公开了至少一种二酐与彼此不同的至少两种反应物的反应产物，所述反应物中的每种反应物都含有伯或仲氨基、羟基或硫醇官能团，并且所述反应物中的至少一种反应物是聚合的。所述反应产物可用于如油墨和涂料等组合物中。美国专利6,440,207公开了一种用于通过以下制备用于水性体系的可分散的干燥有机颜料的方法：(a)研磨含有以下的混合物：(1)一种或多种有机颜料；(2)相对于所述有机颜料至少约1重量％的一种或多种芳香族聚(环氧烷)分散剂；(3)相对于所述有机颜料0重量份到约10重量份的研磨液，所述有机颜料基本不溶于所述研磨液；(4)相对于所述有机颜料0重量％到约50重量％的除分散剂(2)以外的一种或多种研磨添加剂；和(5)相对于所述有机颜料0重量％到约20重量％的一种或多种表面处理添加剂；(b)任选地向经研磨的颜料中添加(6)一种或多种液体，所述有机颜料基本不溶于所述一种或多种液体，所述一种或多种液体的量使得总固体含量不会降低到低于约10％和(7)一种或多种多价金属盐和/或一种或多种季铵盐；以及(c)分离经研磨的有机颜料。芳香族聚(环氧烷)分散剂可以通过以下制备：在含有250g去离子水、19.8g(0.100mol)1,8-萘二甲酸酐和105g(0.105mol)JeffamineTMXTJ-506(83wt％的环氧乙烷，17wt％的环氧丙烷)的高压釜中进行反应。将高压釜密封，在搅拌下加热到150℃，并在150℃下保持五小时。反应冷却后，将所得棕色液体排入烧杯中，然后向其中添加15g脱色木炭。搅拌过夜后，将悬浮液过滤，并将滤饼用水洗涤，从而得到大约500g固体含量为23.63％的琥珀色滤液。干燥颜料可以用于水基油漆体系中。美国专利公开2008/0202382描述了一种聚醚甲基丙烯酸酯和聚胺的迈克尔反应(Michaelreaction)用于分散超细颗粒的用途。本专利技术涉及用于有机分散体的胺分散剂和含有这种分散剂的涂料组合物。美国专利公开2015/112020描述了一种稠合的芳香族酰亚胺侧基作为由以下结构表示的颜料分散剂的锚点的用途：其中R1为Q环上可用于与取代基键合的任何位置中的并且独立地由至少一个吸电子基团表示的取代基，a为1或2。W为氧、硫、NH或NG。R2为C1-20亚烃基(hydrocarbylenegroup)或C1-20亚烃基(hydrocarbonylenegroup)，其中R2含有多于2个碳原子并且可以为直链或支链。R3为H或与聚合物链的末端氧原子键合从而形成末端醚或酯的C1-50任选取代的烃基。Pol是环氧乙烷的均聚物链或环氧乙烷的共聚物链，其中环氧乙烷占由聚醚或聚酯组成的共聚物链的40wt％到99.99wt％。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种能够使具有无机和有机颜料的分散体具有低粘度和胶体稳定性的分散剂。通过提供更高的胶体稳定性，可以提高色强度，改善其它着色性能，增加颗粒状固体负荷，形成改进的分散体，提高亮度，产生粘度降低的组合物，保持稳定分散，减小粒度，减小粒度分布，降低雾度，提高光泽度，提高色强度并增加喷射度(尤其是当组合物包含无机颜料或填料时)。本专利技术的组合物还可以在环境储存条件和高温储存条件下表现出胶体稳定性。最近发现，使如聚醚胺等伯胺封端的增溶性链首先与丙烯酸酯反应，然后与酸官能化的芳香族二羧酸或聚羧酸的酸酐反应是有利的，因为可以仅形成酰胺(而不形成酰亚胺)。除有机和炭黑颜料外，芳环上的所产生的游离羧基显著增强了无机颜料上的分散性能。芳香族酰胺功能分散剂一种分散剂包括具有以下结构的分散剂聚合物：式IR1独立地为CO2H或SO3H，其中a为1到2或3；R2为H或C1-50任选取代的烃基或C1-50任选取代的烃羰基；G为任选地被表示为醚、酯、醛、酮、酰胺、尿烷、醇或羧酸基的O或氮等杂原子取代的C1-50烃基，或任选取代的(甲基)丙烯酸烷基酯或(甲基)丙烯酰胺的残基(指定反应物种的化学反应的预期反应和/或聚合产物)，或下式表示的环氧化物的开环产物：其中R6在每次出现时可以单独地为H或CH3或C2H5或以下基团之一：其中D为C1-5烷基、CN、OH、NO2、NH2、卤素、CO2H、SO3H、CH3或OCH3；并且p为0到4；R3为直链或支链的C1-50烷基，并且优选地为C1-20烷基；其中T为-C(O)-CH(R4)CH2或C1-5烃基链；当G为C1-50烃基时，T为-C(O)-CH(R4)CH2；当G是丙烯酸酯的残基(指定反应性物种的化学反应的预期反应和/或聚合产物)或环氧化物时，T为C1-5烃基链；R4为H或Me，优选地为H；Y在每个重复单元中独立地为C2-4亚烷基氧基；Q为包括一个或多个芳环的亚烃基，所述一个或多个芳环被R1取代，(至多三个或四个环)，任选地如果存在两个芳环则环是稠合的，其中与Q连接的羧酸基与Q中的所述芳环的碳原子相连接；其中所述式中的任何酸的氢可以被金属、胺或铵阳离子替代使所述分散剂呈盐的形式；并且x为2到90。在一个实施例中，Q可以基于具有酰胺键的苯环。在一个优选实施例中，Q衍生自1,2,4-苯三羧酸酐。与Q连接的羧酸或磺酸基与Q的芳环碳连接。具体实施方式本专利技术提供了一种分散剂和包括所述分散剂、颗粒状固体(如颜料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分散剂或其盐，所述分散剂或其盐包括具有以下结构的分散剂聚合物：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180822 US 62/721,3331.一种分散剂或其盐，所述分散剂或其盐包括具有以下结构的分散剂聚合物：

式I




R1独立地为CO2H或SO3H，其中a为1到2或3；
R2为H或C1-50任选取代的烃基或C1-50任选取代的烃羰基；
其中T为-C(O)-CH(R4)CH2或C1-5烃基链；
当G为C1-50烃基时，T为-C(O)-CH(R4)CH2；
当G为丙烯酸酯的在迈克尔加成反应中与氮反应的残基或通过开环环氧聚合打开的环氧化物时，T为C1-5烃基链；
R4为H或Me，优选地为H；
G为任选地被表示为醚、酯、醛、酮、酰胺、尿烷、醇或羧酸基的O或氮等杂原子取代的C1-50烃基，或任选取代的(甲基)丙烯酸烷基酯或(甲基)丙烯酰胺的残基，或下式表示的环氧化物的开环产物：



其中R6在每次出现时可以单独地为H或CH3或C2H5或以下基团之一：



其中D为C1-5烷基、CN、OH、NO2、NH2、卤素、CO2H、SO3H、CH3或OCH3；p为0到4；
R3为直链或支链的C1-50烷基，并且优选地为C1-20烷基；
Y在每个重复单元中独立地为C2-4亚烷基氧基；
Q为包括一个或多个芳环的亚烃基，所述一个或多个芳环任选地被R1取代，(至多三个或四个环)，任选地如果存在两个芳环则环是稠合的，其中与Q连接的羧酸基与Q中的所述芳环的碳原子相连接；
其中所述式中的任何酸的氢可以被金属、胺或铵阳离子替代使所述分散剂呈盐的形式；并且
x为2到90。


2.根据权利要求1所述的分散剂，其中Q包括萘，更理想地其中Q包括衍生自酸官能化的(例如，羧酸或磺酸)1,2-萘酸酰胺、酸官能化的2,3-萘酸酰胺或酸官能化的1,8-萘酸酰胺或它们的混合物的萘。


3.根据权利要求1所述的分散剂，其中Q包括联苯。


4.根据权利要求1所述的分散剂，其中Q包括苯基。


5.根据权利要求1到4中任一项所述的分散剂，其是通过包括以下的方法获得的或可通过所述方法获得：
步骤(1)：使迈克尔受体，如(甲基)丙烯酸酯或官能化的(甲基)丙烯酸酯与如聚醚胺等的亲核性聚合链中的氮原子反应，从而形成聚醚官能化的仲胺；其中所述(甲基)丙烯酸酯或官能化的(甲基)丙烯酸酯可以包含：






其中变量如先前所定义；
其中U为O或NH；
x1为1到50，更理想地为1到20；以及
步骤(2)：使所述聚醚官能化的仲胺与酸官能化的(例如，羧酸或磺酸)芳香族二酸或其酸酐(如酸官能化的2,3-萘酸酐或如1,2,4-苯三羧酸酐)反应，以在所述芳香族酸与所述聚醚之间形成叔酰胺连接基团。


6.根据权利要求5所述的分散剂，其中所述第一步骤是在约0℃到150℃，更理想地约30℃到80℃的温度下进行的，并且形成所述叔酰胺的所述第二反应步骤是在约50℃到120℃，并且更优选地约30℃到80℃的温度下进行的。


7.根据权利要求1到4中任一项所述的分散剂，其是通过包括以下的方法获得的或可通过所述方法获得：
步骤(1)：使具有不饱和丙烯酸酯官能团的(甲基)丙烯酸酯或官能化的(甲基)丙烯酸酯单体(如MPEG丙烯酸酯)与亲核性的脂肪族胺反应，从而形成MPEG官能化的仲胺；以及
步骤(2)：使来自步骤(1)的所述MPEG官能化的仲胺与酸官能化的芳香族二酸或其酸酐反应，如酸(例如，羧酸或磺酸)官能化的2,3-萘二甲酸酐或如1,2,4-苯三羧酸酐，以由所述二酸或其酸酐的酸基之一形成叔酰胺键，从而将所述MPEG与所述芳香族二酸(现在为酸/酰胺)连接，其中所述第一步骤，即迈克尔反应可以在约0℃到150℃，更理想地约30℃到80℃的温度下进行；形成所述叔酰胺的所述第二反应步骤是在约0℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·舒特尔，S·拉菲克，C·威尔金森，
申请(专利权)人：路博润先进材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US