制备分散添加剂的方法技术

本发明专利技术涉及制备添加剂组合物的方法，所述添加剂组合物尤其含有特定的脲基氨基甲酸酯。所述添加剂组合物非常适合用作润湿剂和分散剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及制备添加剂组合物的方法、所述添加剂组合物、所述添加剂组合物的用途、固体混合物以及漆和塑料。润湿剂(通常以溶于或分散于液体的形式存在)降低了表面张力或者界面张力并由此提高了液体的润湿能力。以这种方式润湿剂在许多情况下仅能够实现表面润湿。分散剂一般适于在粘结剂、漆、颜料糊剂、塑料和塑料混合物、粘合剂和密封剂中稳定化固体颗粒，用于降低相应的体系的粘度以及用于改善流动性。分散稳定剂用于已经生成的分散体的稳定化。为了能够将固体物质引入液体介质，需要高机械力。通常使用分散剂来降低分散力并保持尽可能少的为了使固体颗粒抗絮凝所必需的向体系中的总能量输入以及由此还保持分散时间尽可能短。这类分散剂是阴离子、阳离子和/或中性结构的表面活性物质。这些物质以少量直接施加在所述固体物质上或者添加到分散介质中。此外至关重要的是，即使在固体团聚物完全脱絮凝之后在初级粒子(在分散过程之后)中可能出现再絮凝，由此使得分散成本部分或完全白费。作为分散不足的后果或者再团聚的后果，通常发生不期望的效果，如在液态体系中的粘度升高、在漆和涂层中的色调偏移和光泽度损失以及在塑料中的机械强度和材料均匀性降低。作为润湿剂和分散剂在实践中考虑各种化合物类型。这一点是很容易理解的，因为有大量不同体系存在，这些体系尤其基于各种与不同的待分散颗粒(如颜料、填料以及纤维)结合的粘结剂。EP0826753A描述了多异氰酸酯加成物混合物-分散剂的制备方法。所述方法选择性低，而且由于过量的异氰酸酯产生不期望的副产物(例如交联副产物)，所述副产物在分散剂的品质方面造成相容性的劣化和不期望的高粘度。W02008/070601A同样描述`了多异氰酸酯混合物的仅仅低选择性的一步合成法，而且该多异氰酸酯混合物由于产物不均一性高作为分散剂也具有上述缺陷。EP1837355A以及EP1593700A分别描述了制备支化的、含有缩二脲基的加成物，所述加成物可通过脲二酮基的加成而制得。这类加成物虽然是经过证明的分散剂，但它们在性能(相容性、溶解性和粘度)方面通常不是最优的。US5, 130，463A涉及特定的磷酸酯的制备，所述磷酸酯被视为高质量的润湿剂和分散剂。然而，尤其是因为对于待分散固体物质的普遍适用性有限，这些磷酸酯对于许多分散目的而言并不能视为最佳的和完全的解决途径。因此，本专利技术的目的在于，提供一种制备高质量的且尽可能普遍可用的分散剂添加剂的方法。该目的的解决方案是制备添加剂组合物的方法，该方法具有步骤i)至步骤iii)，其中在步骤i)中使通式(I)的羟基组分Y (-0H) q ⑴(其中Y是相同的或不同的并且由具有I至1000个碳原子的支化或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表示，q是相同的或不同的并且由I至10的整数表示，)与具有反应活性不同的NCO-基团的通式(II)的二异氰酸酯反应R1(NCO)2 (II)(其中R1是相同的或不同的并且由含有6至20个碳原子的饱和或不饱和的、支化或非支化的有机残基表示)，其中通式(II)的二异氰酸酯相对于通式⑴的羟基组分以至少(1.l*q的算术平均值):1.0的摩尔比使用，使得产生包含通式(III)的异氰酸酯加成物Y (-O-CO-NH-R1-NCO) q (III)(其中Y、q和R1各自如上所述，)以及未转化的通式(II)的二异氰酸酯的反应混合物，在步骤ii)中将至少50摩尔％的未转化的部分量的通式(II)的二异氰酸酯从反应混合物中去除， 在步骤iii)中形成具有至少一个端基残基Z1的通式(IV)的化合物Y (-O-CO-NH-R1-NH-CO-X-Zi) q (IV)其中Y、q和R1各自如上所述，X是相同的或不同的并且由O、NH和/或NZ2表示其中Z2是相同的或不同的并且由支化的或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表示Z1是相同的或不同的并且由含有至少2个碳原子的支化或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表示，所述有机残基具有至少一个端基，该端基以可盐化的或已经盐化的形式存在(端基以未盐化的、已经盐化的和/或部分盐化的形式存在通常还取决于各自的化学环境(PH)值)，并且选自叔氨基官能团、季铵官能团、磷酸酯官能团以及羧酸官能团，其中步骤iii)以单步步骤ii1-a)或步骤序列iii_b)的形式实施，在步骤ii1-a)中使存在于反应混合物中的通式(III)的异氰酸酯加成物与具有端基残基Z1的、与异氰酸酯有反应活性的通式(V)的化合物反应HX-Z1 (V)其中X和Z1各自如上所述，以及在步骤序列ii1-b)中首先使存在于反应混合物中的通式(III)的异氰酸酯加成物与具有与异氰酸酯有反应活性的基团HX以及至少一个另外的官能团Q的化合物反应，其中随后使Q与另外的参与产生端基残基Z1的试剂反应形成端基残基Z1。前述标记*表示乘以。措辞“相同的或不同的”应当理解为各个数字、各个残基、取代基或者分子组成部分既可以在一个(大)分子内也可以在相同通式的各种(大)分子种类之间变化。在通式(I)中Y应当视为有机残基，该有机残基具有I 一 10个碳原子。通常Y含有至少与羟基一样多的碳原子。事实上，q可以是相同的或不同的表示也可以使用不同种类的混合物，所述种类分别通过q值来区分。术语“算术平均值q”应表示，算术平均值q以由各个落入通式(III)的异氰酸酯加成物的全部q值得出的算术平均值为依据。例如如果正好一半落入通式(III)的异氰酸酯加成物种类符合q = 2而相应地另一半落入通式(III)的异氰酸酯加成物种类符合q =4，则相应的算术平均值为3。具有反应活性不同的NCO-基团的二异氰酸酯以摩尔过量使用使得选择性更高，以至于优选仅仅正好一个二异氰酸酯的NCO-基团在步骤i)中发生反应。二异氰酸酯的摩尔过量程度越大，则通常制备在步骤i)中产生的落入通式(III)的异氰酸酯加成物的选择性越高。由于过量使用而产生的未反应的二异氰酸酯被相应地至少部分(但尽可能完全)从反应混合物中除去，以便在最后保持由此在步骤iii)中产生的副产物(二脲一只要在步骤中与胺发生反应)尽可能少。但在步骤iii)中进行的剩余的通式(III)的异氰酸酯加成物的异氰酸酯基团的反应同样应当尽可能完全地进行。最佳地，所制得的添加剂组合物基本不含异氰酸酯基团，尤其是基本不含所使用的二异氰酸酯。要强调的是，用本专利技术方法可制备的添加剂组合物对于广泛的待分散固体物质表现出良好的分散效果。这还表明，具有酸性、中性和碱性表面的固体物质均得到有效的分散。采用本专利技术的方法产生的添加剂组合物具有特别高的品质并且可普遍用作润湿剂和分散剂。可以具体这样说，根据本专利技术产生的添加剂组合物可以卓有成效地既用于极性粘结剂体系又用于非极性粘结剂体系，并且在此表现出作为润湿剂和分散剂或者作为分散稳定剂的出色相容性。这保证了卓有成效地与不同粘结剂和覆涂材料组合使用。而且，用本专利技术的方法制备的添加剂组合物使得糊剂，尤其是颜料糊剂，或者用该糊剂制得的粘结剂可无絮凝地混合。此外，本专利技术的磷酸酯衍生物适合作为分散稳定剂，尤其是还作为乳液稳定剂。通过使用本专利技术的方法制备的添加剂组合物在分散过程中明显降低了所导入的磨料的粘度并且以该方式使得制备具有高固体份的制剂成为可能。以这种方式可以降低(挥发性)溶剂的份额从而改善环境相容性。总之本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备添加剂组合物的方法，该方法具有步骤i)至步骤iii)，其中在步骤i)中使通式(I)的羟基组分与具有反应活性不同的NCO?基团的通式(II)的二异氰酸酯反应，Y(?OH)q???(I)式(I)中Y是相同的或不同的并且由具有1至1000个碳原子的支化或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表示，q是相同的或不同的并且由1至10的整数表示，R1(NCO)2???(II)式(II)中R1是相同的或不同的并且由含有6至20个碳原子的饱和或不饱和的、支化或非支化的有机残基表示，其中通式(II)的二异氰酸酯相对于通式(I)的羟基组分以至少（1.1*q的算术平均值）:1.0的摩尔比使用，使得产生包含通式(III)的异氰酸酯加成物以及未转化的通式(II)的二异氰酸酯的反应混合物，Y(?O?CO?NH?R1?NCO)q???(III)式(III)中Y、q和R1各自如上所述；在步骤ii)中将至少50摩尔％的未转化的部分量的通式(II)的二异氰酸酯从反应混合物中去除；在步骤iii)中形成具有至少一个端基残基Z1的通式(IV)的化合物，Y(?O?CO?NH?R1?NH?CO?X?Z1)q???(IV)式(IV)中Y、q和R1各自如上所述，X是相同的或不同的并且由O、NH和/或NZ2表示，其中，Z2是相同的或不同的并且由支化的或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表示，Z1是相同的或不同的并且由含有至少2个碳原子的支化或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表示，所述有机残基具有至少一个端基，该端基以可盐化的或已经盐化的形式存在，并且选自叔氨基官能团、季铵官能团、磷酸酯官能团以及羧酸官能团，在步骤iii?a)中使存在于反应混合物中的通式(III)的异氰酸酯加成物与具有端基残基Z1的、与异氰酸酯有反应活性的通式(V)的化合物反应，HX?Z1???(V)式(V)中X和Z1各自如上所述，以及在步骤序列iii?b)中首先使存在于反应混合物中的通式(III)的异氰酸酯加成物与具有与异氰酸酯有反应活性的基团HX以及至少一个另外的官能团Q的化合物反应，其中随后使Q与另外的参与产生端基残基Z1的试剂反应形成端基残基Z1。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.22 EP 11005095.21.制备添加剂组合物的方法，该方法具有步骤i)至步骤iii)，其中 在步骤i)中使通式(I)的羟基组分与具有反应活性不同的NCO-基团的通式(II)的二异氰酸酯反应， Y(-0H)q (I) 式⑴中 Y是相同的或不同的并且由具有I至1000个碳原子的支化或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表不， q是相同的或不同的并且由I至10的整数表示，R1(NCO)2 (II) 式(II)中 R1是相同的或不同的并且由含有6至20个碳原子的饱和或不饱和的、支化或非支化的有机残基表示， 其中通式(II)的二异氰酸酯相对于通式(I)的羟基组分以至少(1.l*q的算术平均值):1.0的摩尔比使用，使得产生包含通式(III)的异氰酸酯加成物以及未转化的通式(II)的二异氰酸酯的反应混合物，Y(-O-CO-NH-R1-NCO) q (III) 式(III)中 Y、q和R1各自如上所述； 在步骤ii)中将至少50摩尔％的未转化的部分量的通式(II)的二异氰酸酯从反应混合物中去除； 在步骤iii)中形成具有至少一个端基残基Z1的通式(IV)的化合物，Y(-O-CO-NH-R1-NH-CO-X-Zi) q (IV) 式(IV)中 Y、q和R1各自如上所述， X是相同的或不同的并且由O、NH和/或NZ2表示， 其中， Z2是相同的或不同的并且由支化的或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表示， Z1是相同的或不同的并且由含有至少2个碳原子的支化或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表示，所述有机残基具有至少一个端基，该端基以可盐化的或已经盐化的形式存在，并且选自叔氨基官能团、季铵官能团、磷酸酯官能团以及羧酸官能团， 在步骤ii1-a)中使存在于反应混合物中的通式(III)的异氰酸酯加成物与具有端基残基Z1的、与异氰酸酯有反应活性的通式(V)的化合物反应， HX-Z1 (V) 式(V)中 X和Z1各自如上所述， 以及在步骤序列ii1-b)中首先使存在于反应混合物中的通式(III)的异氰酸酯加成物与具有与异氰酸酯有反应活性的基团HX以及至少一个另外的官能团Q的化合物反应，其中随后使Q与另外的参与广生端基残基Z1的试剂反应形成端基残基Z1。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，q是相同的或不同的并且由I至5的整数表示，优选由I和/或2表示。3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，q = 1，使得在具有步骤i)至iii)的方法中， 在步骤i)中使作为羟基组分的通式(Ia)的单羟基化合物与具有反应活性不同的NCO-基团的通式(II)的二异氰酸酯反应， Y-OH (Ia) 式(Ia)中 Y是相同的或不同的并且由具有I至1000个碳原子的支化或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表不，R1(NCO)2 (II) 式(II)中 R1是相同的或不同的并且由含有6至20个碳原子的饱和或不饱和的、支化或非支化的有机残基表示， 其中通式(II)的二异氰酸酯相对于通式(Ia)的单羟基化合物以至少1.1:1.0的摩尔比使用，使得产生包含通式(IIIa)的单异氰酸酯加成物以及未转化的通式(II)的二异氰酸酯的反应混合物，Y-O-CO-NH-R1-NCO (IIIa) 式(IIIa)中 Y和R1各自如上所述， 在步骤ii)中将至少50摩尔％的未转化的部分量的通式(II)的二异氰酸酯从反应混合物中去除， 在步骤iii)中形成具有至少一个端基残基Z1的通式(IVa)的化合物， Y-O-CO-NH-R1-NH-CO-X-Zi (IVa) 式(IVa)中 Y和R1各自如上所述， X是相同的或不同的并且由O、NH和/或NZ2表示 其中 Z2是相同的或不同的并且由支化的或非支化的、饱和或不饱和的有机残基 表示 Z1是相同的或不同的并且由含有至少2个碳原子的支化或非支化的、饱和或不饱和的有机残基表示，所述有机残基具有至少一个端基，该端基以可盐化的或已经盐化的形式存在，并且选自叔氨基官能团、季铵官能团、磷酸酯官能团以及羧酸官能团， 其中步骤iii)以单步步骤ii1-a)或步骤序列iii_b)的形式实施， 在步骤ii1-a)中使存在于反应混合物中的通式(IIIa)的单异氰酸酯加成物与具有端基残基Z1的、与异氰酸酯有反应活性的通式(V)的化合物反应， HX-Z1 (V) 式(V)中 X和Z1各自如上所述， 以及在步骤序列ii1-b)中首先使存在于反应混合物中的通式(IIIa)的单异氰酸酯加成物与具有与异氰酸酯有反应活性的基团HX以及至少一个另外的官能团Q的化合物反应，其中随后使Q与另外的参与产生端基残基Z1的试剂反应形成端基残基Z1。4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，Y含有至少一个聚醚残基、聚酯残基、烃残基和/或聚硅氧烷残基。5.根据权利要求1至4中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·格贝莱特，R·纳吉尔斯迪克，约尔根·奥梅斯，F·皮斯特尔特，沃尔夫冈·普里亲斯，N·梅茨纳里克，D·施罗德，W·蒂格斯，
申请(专利权)人：比克化学股份有限公司，
类型：
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