源于线性聚氨酯的分散剂制造技术

本发明专利技术提供了含有颗粒状固体、有机介质和聚氨酯分散剂的非水性组合物，该聚氨酯分散剂具有实质上线性的结合链段（其具有悬垂于所述结合链段的叔胺基团）和末端连接的聚酯、聚醚或聚丙烯酸酯的溶剂增溶性端链（包括这些端链的混合物）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚氨酯分散剂，和涉及含有使用所述聚氨酯分散剂而分散于非水性有 机介质中的颗粒状固体的分散体、研磨基料(millbase)、油漆和油墨。特别地，该聚氨酯分 散剂包括基本上线性的结合部分，其具有侧向连接的叔胺基团(任选地季化的)和末端连 接的溶剂增溶性聚酯、聚醚、和/或聚丙烯酸酯链。
技术介绍
WO 2004/104064公开了蜂巢状微结构的聚氨酯分散体，其具有基本上线性的主 链与侧向连接的溶剂增溶性的聚酯、聚丙烯酸类、聚醚或聚烯烃侧链，包括这些侧链的混合 物。对应于2007年12月3日提交的且在大约2008年6月12日公开的PCT US07/086233 的随后申请WO 2008/070601教导了具有叔和/或季化胺基团的相应蜂巢状微结构聚合物。专利技术_既述依据本专利技术，提供了包含颗粒状固体、有机介质和聚氨酯分散剂的非水性组合物， 该聚氨酯分散剂具有一个或多个衍生自双官能脲烷形成反应物的基本上线性的结合主链 段，其具有末端连接的溶剂增溶性聚酯、聚醚、和/或聚丙烯酸酯端链(包括这些端链的混 合物)，以及在所述结合主链段之上具有叔和/或季化叔胺的侧向连接基团。一种实施方式 中，该叔胺的氮原子期望地与结合主链间隔1 20个居间原子。一种实施方式中，该基本 上线性的结合主链段由二异氰酸酯与具有2个对异氰酸酯有反应性的基团和叔和/或季化 胺基团的化合物之间的反应形成。一种实施方式中，使用于制备该基本上线性的结合主链 段的所述二异氰酸酯的全部异氰酸酯基团的约50 95m0l%与所述具有2个对异氰酸酯 基团有反应性的基团且具有叔和/或季化叔胺基团的化合物进行反应。已发现该叔胺基团 (任选地季化的)在将分散剂结合到有些难以胶体稳定的颗粒状材料方面特别有效。一种 实施方式中，使显著部分的叔胺基团季化。另外独立于该非水性组合物之外描述和要求保 护该聚氨酯分散剂。另外给出了由所述化合物群制备该分散剂的方法。专利技术详述依据本专利技术，提供了包含颗粒状固体、有机介质和聚氨酯)(PU)分散剂的非水性 组合物，该聚氨酯分散剂具有基本上线性的结合主链结构，其具有末端连接的溶剂增溶性 聚酯、聚醚、和/或聚丙烯酸酯链(优选平均约2个)，包括这些链的混合物。该聚氨酯分 散剂还包含脂肪族叔胺结构部分，其中胺氮原子与结合主链在氮和主链原子之间相隔至少 1个原子的距离。该叔胺部分任选地被季化。对于特定有机溶剂介质而言溶剂增溶性侧链 的最佳选择取决于有机介质的极性。有机介质的选择取决于颗粒将分散于其中的优选的有 机介质。该聚氨酯分散剂可以通过本领域公知的任意方法来制备，且可以通过或通过使下 列一起反应而获得a) 一种或多种二异氰酸酯，其平均官能度为约2. 0 2. 5，另一实施方式中为约 2. 0 2. 1或2. 2，且第三种实施方式中为约2. 0 ；b) 一种或多种具有下式的叔氨基的化合物，包括其盐，其中Ra和R0各自独立地表示烷基、芳烷基、环烷基或芳基，且不含可以与异氰酸 酯反应的基团。Ry是含有约2个与异氰酸酯反应的基团的结构部分。一种实施方式中，优 选Ry含有从约1. 9或2. 0至2. 5个，另一实施方式中从约1. 9或2至2. 1或2. 2个与异氰 酸酯反应的基团。特别优选Ry含有约/至少/或另一实施方式中约2. 0个与异氰酸酯反 应的基团。c)任选地，一种或多种脲烷形成化合物，其数均分子量为从32至小于500道尔顿， 其具有2个与异氰酸酯反应的基团；d) 一个或多个溶剂增溶性聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯链，其包含1个与异氰酸酯反 应的基团，该基团位于该链的一个末端附近使得该聚合物链使得在所述基团与基本上线性 的结合主链段上的异氰酸酯反应之后该溶剂增溶性链相对于结合聚合物主链在末端布置； 和e)任选地，一个或多个溶剂增溶性链，其具有至少1个聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯 链和约2个与异氰酸酯反应的基团，该基团位于该增溶性链的每个末端附近，使得该聚酯、 聚醚、或聚丙烯酸酯(聚丙烯酸类)链可以连接到两个分隔的连接它们的结合主链段。出于 本申请的目的，期望的是，组分(e)的异氰酸酯反应性基团在聚合物的分隔末端附近，而不 是同时在一个末端，由此避免组分(e)起到侧向连接于两个基本上线性的结合主链段(此 时它们通过组分(e)相连)的增溶链的作用。另外，预期在组分(d)是聚醚时组分(e)可 以是聚酯或聚丙烯酸酯(类似地在(d)是聚丙烯酸酯时(e)可以是聚醚或聚酯，并且类似 地在(d)是聚酯时那么(e)可以是聚丙烯酸酯或聚醚)。可以在结合聚合物链段和/或分散剂的形成之前、之中或之后添加惰性溶剂以控 制粘度。适宜溶剂的实例是丙酮、甲乙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甘醇二甲醚、 N-甲基吡咯烷酮、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丙酯、乙酸乙酯、乙二醇和丙二醇二乙酸酯、乙二醇 和丙二醇乙酸酯的烷基醚、甲苯和二甲苯。优选的溶剂是乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲氧基 丙酯。可以在异氰酸酯反应完成之后加入异氰酸酯反应性溶剂，例如醇类。优选的醇是甲 醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇和丁氧基乙醇。特别优选的是丁氧基乙醇和丙醇。组分(C)，如果存在的话，主要用作结合链段的扩链剂以改变该结合链段的溶解 性。一种实施方式中，该分散剂不含任何组分(c)。这种实施方式中，该结合链段基本上由组 分(a)和(b)的反应产物组成。一种实施方式中，这些可以具有从32至小于500道尔顿的 分子量，且期望地每分子具有约2个异氰酸酯反应性基团的官能度。这些包括二胺或二醇。 适用于组分(c)的二胺的实例是乙二胺、1，4_ 丁二胺和1，6_己二胺。适用于组分(c)的二 醇的实例是1，6_己二醇、1，4_环己烷二甲醇(CHDM)、1，2-十二烷二醇、2-苯基-1，2-丙二 醇、1，4_苯二甲醇、1，4_ 丁二醇和新戊二醇。预期对于一些颜料而言可以期望地结合一些 脲烷形成组分以改变该结合链段(即，具有侧向连接的叔胺基团的基本上线性的结合主链 段)。出于本申请的目的，符合组分(e)的描述的二醇或二胺并不认为是组分(c)而是组分 (e)以避免产生任何混淆。这些组分通常可以采用各种加料顺序在实质上无水的条件下和惰性气氛下混合，典型地温度为0 130°C，任选地在惰性溶剂存在下和任选地在催化剂存在下。惰性气氛可 以通过周期表的任意惰性气体来提供，但优选是氮气。特别优选的催化剂是脂肪酸的锡络 合物如二月桂酸二丁基锡(DBTDL)和叔胺。一种实施方式中，使组分b)在结合到PU之前或之后季化。一种实施方式中，特别 优选在结合到PU之后使组分b)季化。季化的数量取决于为了获得良好结合于所选的/优 选的颜料或颗粒的平均所需数量。已发现在聚氨酯分散剂中包含悬垂于基本上线性的结合 主链的季化叔胺氮原子改进了一些颗粒状固体在有机液体中的分散体的胶体稳定性。一种 实施方式中，聚氨酯分散剂中远离(也称作从其悬垂或隔离)线性主链的叔胺基团(任选 地季化的)中氮的数量优选为约1 ，更优选为1. 5 3. 5wt%，且在超过50mol %被 季化的实施方式中为约1. 5 2. 5wt%，且在小于50mol%被季化的实施方式中为约2. 5 3. 5wt%，基于该基本上线性的结合主链段的重量。该聚氨酯分散剂还可以任选地含有其它 叔胺基团，这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水性组合物，其包含颗粒状固体、有机介质和聚氨酯分散剂；所述聚氨酯分散剂包含ａ）至少一个基本上线性的结合主链段，其包括侧向连接于所述基本上线性的结合主链段的、包含一个或多个叔氮原子的叔和／或季化叔胺基团，其中所述叔胺基团的叔氮原子与所述主链间隔至少一个居间原子，和ｂ）末端连接于所述结合主链段的一个或多个聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯的溶剂增溶性端链，包括这些端链的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AJ舒特，SN理查兹，
申请(专利权)人：路博润高级材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]