分散剂制造技术

本发明专利技术涉及分散剂或其盐，包含以下的反应产物：Ａ．平均官能度为约２－约５的一种或多种聚异氰酸酯与Ｂ．Ｙ－Ｒ－Ｘ型化合物，其中Ｙ代表在环中具有至少一个氮原子的环状结构，Ｒ代表至少三个原子的链，Ｘ为Ｏ－Ｒ↑［１］或Ｎ（Ｒ↑［１］）（Ｒ↑［２］），其中Ｒ↑［１］为Ｈ或式Ｒ↑［３］－Ｚ的基团，其中Ｒ↑［３］代表具有至少二个原子的链，Ｚ代表ＯＨ或ＮＨ↓［２］，Ｒ↑［２］代表式Ｒ↑［３］－Ｚ的基团，该化合物可通过丙烯酸酯化合物或环氧化合物与在环中具有至少一个结构（α）基团的环状化合物反应来获得。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于包含至少一个在其中具有至少一个氮原子的环状结构的化合物的分散剂或其盐。本专利技术还涉及分散剂的使用，用这种分散剂涂覆的包括在液体系统中的粉末或纤维性固体物(填料、颜料等)以及许多适用于制备根据本专利技术的分散剂的新的化合物。为将固体物引入至液体介质中需要高的机械力。这在较大程度上取决于周围媒介对于固体物的润湿性，以及这种介质的亲和力。为了降低这些分散力，通常使用促进物质渗入的分散剂。这就是最常谈及的阴离子或阳离子或非离子型结构的表面活性剂。这些试剂以相对微小的添加量或者直接施用到固体物中，或者加到分散介质中。通过这样的一种表面活性剂，大大减少了分散所需要的能量。另外，我们知道分散作用后这些固体物易于重新附聚，使得初始诱导的分散能无效并导致各种严重的问题。可特别通过伦敦/范德华力(固体物通过该力相互吸引)来解释这种现象。为了使这些吸引力无效必须在固体物上提供吸附层。通过使用这些表面活性剂或聚合物可达到该目的。然而在分散作用期间和分散作用后，产生周围介质与固体颗粒的相互作用，使得作为对较高浓度存在的周围介质的交换可以发生表面活性剂的解吸作用。但在大多数情况下该周围介质不能建立起如此稳定的吸附层，因此整个系统絮凝。这特别通过液体系统中的粘度增加、丧失光泽、清漆和涂料中的色移、在有色塑料和清漆中的着色力不足以及在增强塑料中机械强度的降低得到了证明。在欧洲专利申请154678、438836和520586中描述了基于2.5-6价的聚异氰酸酯与包含在其中具有至少一个碱性氮原子的环状结构的化合物的反应产物的分散剂。这些已知的分散体一般基于通过氨基-或羟基官能侧链连接到聚异氰酸酯上的环状化合物。其典型的化合物是1-(2-氨基乙基)哌嗪、2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑、4-(2-氨基乙基)吡啶、4-(氨基甲基)吡啶、3-氨基-1,2,4-三唑、1-(3-氨基丙基)咪唑、4-(2-羟乙基)吡啶和1-(2-羟乙基)咪唑。对于大量的应用而言，这些已知的产品是有用的。然而其缺点之一是基于上述亲核化合物的产品皆受限于在实践中很有用的固含量。商业产品的固含量一般为25-35％(重量)的数量级。本专利技术的目的之一是提供可以达到较高固含量的分散剂。我们现已惊奇地发现，通过使用一种特定的亲核化合物可以实现这一目的。因此，本专利技术涉及包含以下反应产物的分散剂或其盐A．平均官能度为约2-约5的一种或多种聚异氰酸酯与B．Y-R-X型化合物(其中Y代表在其中具有至少一个氮原子的环状结构，R代表至少有三个原子的链，X为O-R1或N(R1)(R2)，其中R1为H或式R3-Z的基团，其中R3代表具有至少二个原子的链而Z代表OH或NH2,R2代表式R3-Z的基团)，该化合物可通过丙烯酸酯化合物或环氧化合物与在环中具有至少一个 结构的基团的环状化合物反应来获得。根据本专利技术的分散剂具有可以以相同效力获得相当高的固含量的优点，这从减少由溶剂造成的环境影响的角度来看是有利的。同时使用特定组分Y-R-X的一个优点是比起大多数上述亲核化合物来更易于制备。根据本专利技术所用的具有-R-结构的基团在任何情况下均具有在基团Y和X之间至少三个原子长度的链。根据本专利技术的第一种变体，优选R在Y基团的γ-位置上具有羰基，也即该化合物基于具有环的丙烯酸酯化合物的反应。在这种情况下，根据本专利技术可以使用游离酸(X=OH)，或使用酯或酰胺。非常合适的是具有适宜环状结构的丙烯酸和甲基丙烯酸(优选丙烯酸)的羟基乙基酯和羟基丙基酯的反应产物，例如得到下述在氮原子上具有以下取代基的环状结构的衍生物丙酸2-羟基乙基酯、丙酸2-羟基丙基酯、2-甲基丙酸2-羟乙基酯、2-甲基-丙酸2-羟丙基酯及其乙氧化和/或丙氧化衍生物。注意到这些都是新的化合物。根据本专利技术的另一优选的变体，通过具有环状结构的环氧化物的反应获得化合物Y-R-X。更具体地说，然后使用缩水甘油，得到在环状结构的氮原子上的1,2-二羟丙基取代基。根据本专利技术，X指O-R1或N(R1)(R2)，其中R1为H或式R3-Z的基团，其中R3代表具有至少两个原子的链，Z代表OH或NH2，而R2代表式R3-Z的基团。在实践中，这就意味着该化合物含有羟基或胺基团。在X指O-R1的情况中，该化合物将是羟基官能的。反之，如果X代表N(R1)(R2)，则大多数情况下该化合物将是氨基官能的。对于杂环基Y而言，起点一般是在环中具有一个或多个氮原子(至少一个氮原子具有一个质子)的各种环脂族和芳族、杂环化合物。其例子是哌嗪、咪唑啉、苯并咪唑、咪唑、吡咯烷、吡唑、1,2,4-三唑、苯并三唑、吲唑、1-H-四唑及其取代的衍生物。最优选的是吡咯烷酮、1,2,4-三唑、吡唑、咪唑及其衍生物。可通过使丙烯酸酯或环氧化合物与具有结构 的至少一个基团的杂环化合物反应来制备Y-R-X型化合物。这种反应通常通过各组分的简单反应(如需要可在适宜的惰性溶剂中及在高温下或不在高温下)来进行。如需要，在与丙烯酸酯化合物的反应中可以使用已知用来催化迈克尔加成反应的催化剂。然而一般而言，所述反应是放热反应，且不需要催化剂。与环氧化合物的反应一般都是放热反应，使得反应开始后在绝热或冷却下继续进行。根据本专利技术，可以如此制备B型化合物并使其与聚异氰酸酯反应。但在一个可供选择的实施方案中，也可以先使丙烯酸酯或环氧化合物与聚异氰酸酯反应，然后才将杂环化合物加至所获得的反应产物中而进行。根据本专利技术一优选实施方案，所述分散剂是A、B与C、D的反应产物，其中C至少一种一羟基和/或一羧酸化合物，和D至少一种二羟基、二胺、二羧酸和/或一羟基-一羧酸化合物。我们已惊奇地发现根据本专利技术的分散剂表现出与例如醇酸树脂和无油聚酯树脂的良好相容性、对于各种难以稳定的颜料的良好的溶解性及良好的分散作用。同时，由于可以获得高的固含量，所述的分散剂适用于“高固体”清漆以及所谓的低溶剂清漆中。根据本专利技术，在分散剂中使用官能度为约2-约5，优选约4的聚异氰酸酯。适宜的聚异氰酸酯是那些述于欧洲专利申请438836和520586(其内容在此通过引用并入本文)中的那些聚异氰酸酯。大多数商业产品的聚异氰酸酯化合物通常没有上述纯品形式的特定分子式，而是由具有类似结构形式的某些化合物的混合物所组成。对于异氰酸酯基团而言，“平均官能度”用来指所述商业产品具有约2-约5，优选约4的指示官能度。可用作化合物C的是至少一种可选地用芳基和/或卤素基团取代的或也含有一种或多种醚和/或酯基的具有脂族和/或环脂族烃的一羟基化合物或一羧酸化合物。优选一羟基或一羧酸化合物的分子量至少为约300，更优选为750-8000。假定具有这些分子量，就得到最佳的分散作用。在化合物中还可以提供增加与醇酸树脂相容性的一种或多种取代基。然而，重要的是上述一羟基化合物除了羟基或羧基外不含在制备根据本专利技术分散剂的条件下与异氰酸酯反应的取代基。脂族、环脂族和/或芳脂族化合物可用作一羟基或一羧酸化合物。也可使用这些化合物的混合物。它们可以是直链和支链的脂族或芳脂族化合物。可以是饱和或不饱和的化合物。优选饱和化合物。氢原子可以部分用卤素、优选用氟和/或氯取代。如果使用这种取代的化合物，则它们最好涉及脂族一元醇。有各种市售的产品，其中如本领域技术人员所知的那样，邻近羟基的碳原子一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分散剂或其盐，包含以下Ａ和Ｂ的反应产物： Ａ．平均官能度为约２－约５的一种或多种聚异氰酸酯，与 Ｂ．Ｙ－Ｒ－Ｘ型化合物，其中Ｙ代表在其中具有至少一个氮原子的环状结构，Ｒ代表至少有三个原子的链，Ｘ为Ｏ－Ｒ↑［１］或Ｎ（Ｒ↑［１］）（Ｒ↑［２］），其中Ｒ↑［１］为Ｈ或式Ｒ↑［３］－Ｚ的基团，其中Ｒ↑［３］代表具有至少二个原子的链而Ｚ代表ＯＨ或ＮＨ↓［２］，Ｒ↑［２］代表式Ｒ↑［３］－Ｚ的基团，该化合物可通过丙烯酸酯化合物或环氧化合物与在环中具有至少一个＊结构的基团的环状化合物反应来获得。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PH奎德劳，FOH皮伦，
申请(专利权)人：伊夫卡化学品公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]