新聚合物分散剂的制作方法_5

文档序号:9528901阅读:来源:国知局
是40-95 摩尔%或者40-90摩尔%。
[0248] 非常优选的实施方案涉及聚合物P3,其为苯乙烯和马来酸的共聚物,特别是包含 基于形成共聚物P3的单体的总量1-70摩尔%,特别是2-50摩尔%的聚合马来酸和30-99 摩尔%,特别是50-98摩尔%的苯乙烯。
[0249] 优选具有500-100000道尔顿,特别是750-75000道尔顿,尤其是900-50000道尔 顿的数均分子量^的聚合物P3。聚合物P3的重均分子量Mw通常为550-500000道尔顿, 特别是850-300000道尔顿,尤其是1000-150000道尔顿。多分散性MW/MN通常为1. 05-5, 优选1. 1_4,尤其是1. 2-3。
[0250] 原则上,可选择聚合物P3和II的相对量,使得式II聚合物的量基于聚合物P3中 的羧基的量为至少10摩尔%,尤其是至少20摩尔%或者至少50摩尔%。式II聚合物的 量基于聚合物P3中的羧基的量通常不超过200摩尔%。
[0251] 如上文所指出的,因此得到的梳型聚合物P以及由式II聚合物中和的聚合物P3 的聚合物组合物特别适用作分散剂,特别是细粒固体如颜料和填料的分散剂。
[0252] 本发明还涉及细粒固体的液体组合物,其包含至少一种梳型聚合物P作为分散 剂。
[0253] 本发明还涉及细粒固体的液体组合物,其包含至少一种由式II聚合物中和的聚 合物P3的聚合物组合物作为分散剂。
[0254] 梳型聚合物P以及聚合物组合物P3/II可作为分散剂用于宽应用领域如涂料、油 墨、电子材料,尤其是低温和低粘度应用中。梳型聚合物P可用于溶剂基体系,例如溶剂基 有机和无机颜料分散体,例如醇酸树脂、CAB(乙酸丁酸纤维素)、UV(紫外线)和TPA(热塑 性丙烯酸酯)油漆体系,通常工业涂料,尤其是汽车涂料,以及印刷油墨和形象艺术中。
[0255] 本发明特别涉及分散体形式的液体组合物,其包含分散于液体稀释剂中的细粒固 体材料,特别是颜料或填料,所述组合物进一步包含如本文所定义的梳型聚合物P。
[0256] 本发明还特别涉及分散体形式的液体组合物,其包含分散于液体稀释剂中的细粒 固体材料,特别是颜料或填料,所述组合物进一步包含如本文所定义的聚合物组合物P3/ II。
[0257] 本发明特别涉及液体涂料组合物形式的液体组合物,其包含分散于液体稀释剂中 的细粒固体材料,特别是颜料或填料,所述组合物进一步包含如本文所定义的梳型聚合物P 或聚合物组合物P3/II和粘合剂聚合物或预聚物。
[0258] 本发明还特别涉及液体油墨组合物形式的液体组合物,其包含分散于液体稀释剂 中的细粒固体材料,特别是颜料或填料,所述组合物进一步包含如本文所定义的梳型聚合 物P或聚合物组合物P3/II和粘合剂聚合物或预聚物。
[0259] 合适的固体细粒材料包括但不限于颜料和填料。颜料可以为无机或有机的。颜料 包括有色颜料和珠光颜料。
[0260] 细粒材料的尺寸优选为微米范围内,例如重均粒径可以为1μL?至2000μL?,特别 是2μπι至ΙΟΟΟμπι或者5μπι至500μπι。重均粒径可通过筛分分析测定。重均粒径也可通 过光散射方法测定。
[0261] 合适的有机颜料的实例为选自如下的颜料和珠光薄片:偶氮、双偶氮、萘酚、 苯并咪唑酮、偶氮缩合、金属络合物、π引噪啉酮和异π引噪啉颜料、chinophthalon颜料、 二4嗪颜料和选自如下的多环颜料:靛蓝、硫靛蓝、喹吖啶酮、邻苯二甲酰喹啉蓝、茈、 Perionones、蒽醌如氨基蒽醌或羟基蒽醌、蒽素啼啶、阴丹酮、黄烧士酮、皮蒽酮、二苯并花 二酮(anthantrone)、异紫蒽酮、二酮基吡略并吡略和味唑如味唑紫等。有机颜料的其它实 例可在专论:W.Herbst,K.Hunger"IndustrielleOrganischePigmente",第 2 版,1995, VCHVerlagsgesellschaft,ISBN:3-527-28744-2 中找到。
[0262] 合适无机颜料的实例为例如金属薄片,例如铝、氧化铝、碳酸钙、二氧化硅和硅酸 盐、氧化铁(ΠΙ)、氧化络(III)、氧化钛(IV)、氧化错(IV)、氧化锌、硫化锌、磷酸锌、混合金 属氧化物磷酸盐、硫化钼、硫化铬、炭黑或石墨,钒酸盐如矾酸铋、铬酸盐如铬酸铅(IV)和 钼酸盐如钼酸铅(IV)及其混合物、晶体形式或改性,例如金红石、锐钛矿、云母、滑石或高 岭土。
[0263] 合适的填料为碳酸钙、硅酸盐、玻璃纤维、玻璃珠、滑石、高岭土、云母、硫酸钡、金 属氧化物和氢氧化物、炭黑、石墨、木粉、其它天然产品的粉末和纤维、合成纤维。
[0264] 存在于分散体中的液体稀释剂以已知方式取决于应用领域。本发明分散剂在分散 体中特别有用,其中稀释剂选自涂料技术中的常用溶剂。对于水基配制剂,稀释剂包含水, 并且除水外,可进一步包含极性、水溶混性溶剂,例如Ci-Cjf,例如甲醇、乙醇、异丙醇、丙 醇或正丁醇,二醇醚如丁二醇或甲氧基丙二醇,多元醇,例如甘油、乙二醇、二甘醇、三乙烯、 三甘醇或丙二醇。对于溶剂基配制剂,优选使用较小极性溶剂如脂族烃,酯如乙酸丁酯,或 者二醇醚如甲氧基丙二醇,或二醇醚酯如甲氧基丙二醇乙酸酯,并且其混合物用作液体稀 释剂。
[0265] 优选,液体组合物中细粒固体材料与梳型聚合物P的重量比可以为100:1-1:50, 特别是 30:1-1:10。
[0266] 优选,液体组合物中细粒固体材料与作为聚合物P3+式II聚合物计算的聚合物组 合物P3/II的重量比可以为100:1-1:50,特别是30:1-1:10。
[0267] 在本发明特定实施方案中,液体组合物包含:
[0268] i)基于液体组合物的总重量1-70重量%,特别是2-50重量%的至少一种选自颜 料和填料的细粒固体材料;
[0269] ii)基于液体组合物的总重量0. 5-50重量%,特别是1-30重量%的至少一种如本 文所定义的梳型聚合物P或者作为聚合物P3+式II聚合物计算的聚合物组合物P3/II;
[0270] iii)基于液体组合物的总重量10-98. 5%,特别是20-97重量%的至少一种液体 稀释剂。
[0271] 取决于意欲的用途,液体组合物可进一步包含粘合剂和/或取决于意欲用途一种 或多种常规添加剂。常规添加剂包括例如增塑剂、润滑剂、乳化剂、润湿剂、流变添加剂、催 化剂、流动助剂、荧光增白剂、阻燃剂、防腐剂、抗静电剂或起泡剂。
[0272] 液体分散体可以为研磨料的形式。该研磨料包含细粒固体、梳型聚合物P或聚合 物组合物P3/II以及液体稀释剂和任选添加剂,但研磨料通常不包含粘合剂。
[0273] 液体分散体还可以为涂料组合物的形式。该涂料组合物包含细粒固体、梳型聚合 物P或聚合物组合物P3/II以及液体稀释剂和任选一种或多种粘合剂,例如成膜聚合物或 在固化时形成膜的预聚物。涂料组合物可任选包含常用于涂料技术中的常规添加剂,例如 增塑剂、润滑剂、乳化剂、流变添加剂、催化剂、流动助剂、荧光增白剂、阻燃剂、防腐剂、抗静 电剂或起泡剂。
[0274] 液体分散体还可以为油墨如印刷油墨或凹版油墨的形式。该油墨包含细粒固体、 梳型聚合物P或聚合物组合物P3/II以及液体稀释剂和任选一种或多常用于油墨技术中的 粘合剂,例如成膜聚合物或在固化时形成膜的预聚物。涂料组合物可任选包含常规添加剂, 例如增塑剂、润滑剂、乳化剂、润湿剂、流变添加剂、润湿剂、防腐剂和抗静电剂。
[0275] 合适的粘合剂为常用的那些,例如Ullmann'sEncyclopediaofIndustrial Chemistry,第 5 版,第A18 卷,第 368-426 页,VCH,Weinheim1991,德国所述那些。一般而 言成膜粘合剂基于热塑性或热固性树脂,主要基于热固性树脂。其实例为醇酸树脂、丙烯酸 树脂、聚酯、苯酚、三聚氰胺、环氧和聚氨酯树脂及其混合物。还可使用可通过辐射固化的树 脂或风干树脂。粘合剂也可衍生自聚乙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛。
[0276] 如果使用冷-或热固化粘合剂,则加入固化催化剂可以是有利的。促进粘合剂固 化的合适催化剂描述于例如Ullmann's,第A18卷,上述引文中,第469页中。
[0277] 优选包含梳型聚合物P或聚合物组合物P3/II和可交联树脂的涂料组合物。包含 特殊粘合剂的涂料组合物的实例为:
[0278] 鲁基于可冷-或热交联醇酸树脂、丙烯酸酯、聚酯、环氧或三聚氰胺树脂或者这类 树脂的混合物,如果需要的话加入固化催化剂的油漆;
[0279] 鲁基于含羟基丙烯酸酯、聚酯或聚醚树脂和脂族或芳族异氰酸酯、异氰尿酸酯或 多异氰酸酯的双组分聚氨酯油漆;
[0280] 鲁基于在烘烤期间解嵌段的嵌段异氰酸酯、异氰尿酸酯或多异氰酸酯,如果需要 的话加入三聚氰胺树脂的单组分聚氨酯油漆;
[0281] 鲁基于三烷氧基羰基三嗪交联剂和含羟基树脂如丙烯酸酯、聚酯或聚醚树脂的单 组分聚氨酯油漆;
[0282] 鲁基于氨基甲酸酯结构内具有游离氨基的脂族或芳族氨基甲酸酯丙烯酸酯或聚 氨酯丙烯酸酯以及三聚氰胺或聚醚树脂,如果需要的话具有固化催化剂的单组分聚氨酯油 漆;
[0283] 鲁基于(聚)酮亚胺和脂族或芳族异氰酸酯、异氰尿酸酯或多异氰酸酯的双组分 油漆;
[0284] 鲁基于(聚)酮亚胺和不饱和丙烯酸酯树脂或聚乙酰乙酸酯树脂或甲基丙烯酰氨 基羟基乙酸甲酯的双组分油漆;
[0285] ?基于含羧基或含氨基聚丙烯酸酯和聚环氧化物的双组分油漆;
[0286] ?基于包含酐基团的丙烯酸酯树脂和多羟基或多氨基组分的双组分油漆;
[0287] ?基于含酐丙烯酸酯和聚环氧化物的双组分油漆;
[0288] ?基于(聚)脞啉和含有酐基团的丙烯酸酯树脂,或者不饱和丙烯酸酯树脂, 或者脂族或芳族异氰酸酯、异氰尿酸酯或多异氰酸酯的双组分油漆;
[0289] ?基于不饱和聚丙烯酸酯和聚丙二酸酯的双组分油漆;
[0290] 鲁基于热塑性丙烯酸酯树脂或者外部交联丙烯酸酯树脂与醚化三聚氰胺树脂组 合的热塑性聚丙烯酸酯油漆;
[0291] ?基于硅氧烷改性或氟改性的丙烯酸树脂的油漆体系。
[0292] 在第一实施方案中,涂料组合物优选包含0. 01-100. 0重量份组合组分i)和ii), 即组合物中的细粒固体和梳型聚合物P,特别是0. 05-50. 0份,尤其是0. 1-20. 0份每100重 量份固体粘合剂。
[0293] 在另一实施方案中,涂料组合物优选包含0. 01-100. 0重量份组合组分i)和ii), 即组合物中的细粒固体和作为聚合物P3+式II聚合物计算的聚合物组合物P3/II,特别是 0. 05-50. 0份,尤其是0. 1-20. 0份每100重量份固体粘合剂。
[0294] 为制备本发明液体组合物,通常将颜料在梳型聚合物P或聚合物组合物P3/II的 存在下分散于液体稀释剂中。分散可通过使用常规技术,例如高速混合、球磨、砂磨、磨碎机 粉碎或者两辊或三辊研磨而实现。所得颜料分散体可具有以上范围内的颜料:分散剂重量 比。因此所得分散体也称为研磨料。
[0295] 为制备涂料组合物或油墨,通常通过例如混合将研磨料引入粘合剂的液体组合物 中。然而,也可将细粒固体分散于梳型聚合物P或聚合物组合物P3/II的溶液中,通过蒸馏 掉溶剂和/或水而将所得混合物浓缩,优选至干燥,任选使所得浓缩物进一步经受热和/或 机械处理以制备包含颜料和改性共聚物的混合物,然后可随后将其分散于液体粘合剂配制 剂中。根据该方法,细粒固体和梳型聚合物P或聚合物组合物P3/II的固体组成容易分散 且不需要时间和能量密集型的研磨以引入例如油漆配制剂中。
[0296] 下文还通过实施例描述本发明。
[0297] 制备实施例
[0298] 缩写:
[0299] n-BA丙烯酸正丁酯
[0300] DBTL 二月桂酸二丁锡
[0301] MSA 马来酸酐
[0302] IA 靛红酸酐
[0303] Mn 数均分子量
[0304] Mw 重均分子量
[0305] PD 多分散性(Mw/Mn)
[0306] 表1 :所用的市售聚合物P' :
[0307]
[0308] 分子量通过凝胶渗透色谱GPC使用装配有三个柱(StyragelHR3、HR4、HR4E)的 "Waters1515GPC"设备测定。测量在35°C下通过使用四氢呋喃作为洗提液(1.0ml/min) 进行。聚苯乙烯用于标定。
[0309] 制备以下式II的中间体聚合物1-5作为梳型聚合物P的原料:
[0310] 中间体聚合物1
[0311] 将PluriolA500E(BASF)50.0g(0. 1 摩尔 0H)、靛红酸酐(IA)16.3g(0. 1 摩尔)和 4_二甲基氨基吡啶0. 2g(0. 3重量% )的混合物加热至80-140°C直至不再能够观察到气体 (C02)的形成。所得产物为具有90mgK0H/g的胺值的浅黄色液体。
[0312] 中间体聚合物2
[0313] 将LutensolON110 (BASF) 64. 0g(0· 1 摩尔 0H)、ΙΑ16. 3g(0· 1 摩尔)和 4-二甲 基氨基吡啶〇. 25g(0. 3重量% )的混合物加热至80-140°C直至不再能够观察到气体(C02) 的形成。所得产物为具有74mgK0H/g的胺值的浅黄色液体。
[0314] 中间体聚合物3
[0315] 将硬脂醇27.0g(0. 1摩尔)、ε-己内酯137.0g(1.2摩尔)、δ-戊内酯120g(1.2 摩尔)和二月桂酸二丁锡〇. 2g的混合物在氮气下在160°C下加热直至固体含量为97%。然 后将IA16. 3g(0. 1摩尔)和4-二甲基氨基吡啶0· 5g(0. 3重量% )加热至80-140°C直至 不再能够观察到气体(C02)的形成。所得产物为具有19mgK0H/g的胺值的浅黄色液体。
[0316] 中间体聚合物4
[0317] 将聚(nBAj-ΟΗ(根据W0 2011/120947的实施例1制备)50. 0g(0. 01摩尔)以及 IA1.63g(0.01摩尔)和4-二甲基氨基吡啶0· 15g(0.3重量%)的混合物加热至80-140°C 直至不再能够观察到气体(C02)的形成。所得产物为具有llmgK0H/g的胺值的浅黄色液体。
[0318] 中间体聚合物5
[0319] 将PluriolA350E(BASF)35. 0g(0. 1 摩尔)、ε-己内酯 45. 7g(0. 4 摩尔)、δ-戊 内酯10g(0. 1摩尔)和二月桂酸二丁锡0. 05g的混合物在氮气下加热至160°C直至固体含 量为97%。然后加入IA16. 3g(0. 1摩尔)和4-二甲基氨基吡啶0. 3g并将混合物加热至 80-140°C直至不再能够观察到气体(C02)的形成。所得产物为具有50mgK0H/g的胺值的浅 黄色液体。
[0320] 梳型聚合物P
[0321] 聚合物1
[0322] 将61gSMA2000树脂溶于60g乙酸甲氧基丙酯中并与62. 0g(0. 1摩尔)中间体聚 合物1缓慢地混合。然后将混合物加热至60~140°C直至胺值低于10mgK0H/g聚合物。乙 酸甲氧基丙酯在该过程期间蒸
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