磷酸酯分散助剂以及包含这种磷酸酯分散助剂的分散体的制作方法
【专利摘要】本发明涉及了一种磷酸酯分散助剂以及包含这种磷酸酯分散助剂的分散体。所述分散体包含，磷酸酯分散助剂；颗粒固体；和分散介质，其中所述磷酸酯分散助剂具有下式(I)所表示的结构：其中，R在每次出现时独立地表示骨架中任选含有至少一个醚氧原子-O-的聚酯残基；并且x是1或2。本发明还涉及了上述磷酸酯分散助剂的制备方法，以及上述磷酸酯分散助剂用于分散颗粒固体的用途。
【专利说明】磷酸酯分散助剂以及包含这种磷酸酯分散助剂的分散体
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种磷酸酯分散助剂及其制备方法。本发明还涉及包含该磷酸酯分散 助剂的颗粒固体的分散体以及该磷酸酯分散助剂用于分散颗粒固体的用途。
【背景技术】
[0002] 颗粒固体（特别是无机颗粒固体）在众多领域包括涂料、胶粘剂、油墨、漆料、色料 等等中有着广泛的应用。特别地，颗粒固体（例如颜料和填料）是涂料的重要组成部分。它 们不仅可以赋予涂层良好的遮盖力、丰富的色彩，还可以为涂料组合物额外地提供改善的 物理性能和化学性能，包括提高耐化学性和热稳定性。
[0003] 作为颜料或填料使用的颗粒固体通常具有较小的颗粒尺寸，例如具有微米级甚至 纳米级的粒径。在这样的颗粒固体的使用过程中，往往会遇到颗粒固体容易团聚而难以在 分散介质中均匀分散的问题。
[0004] 为了改善颗粒固体的可分散性以便形成稳定的颗粒固体的分散体，通常需要使用 分散助剂。这些分散助剂通常是具有阳离子、阴离子或非离子结构的表面活性物质。这些 物质可以直接应用到颗粒固体上，也可以添加到颗粒固体的分散体中。分散助剂能够附着/ 连接到颗粒固体表面上，从而起到促进分散和/或防止团聚的作用。已知用于促进颗粒固 体分散和/或防止团聚的分散助剂包括脂肪羧酸、有机硅化合物、链烷醇胺、多元醇等等。
[0005] 目前，仍然需要改进的用于有效分散颗粒固体的分散助剂。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种采用新型的磷酸酯类分散助剂分散的颗粒固体的分散体。
[0007] 具体地，本发明提供了一种颗粒固体的分散体，其包含：磷酸酯分散助剂；颗粒固 体；分散介质；和任选的附加添加剂，其中，所述磷酸酯分散助剂具有下式（I)所表示的结 构：
【权利要求】
1. 一种颗粒固体的分散体，其包含：磷酸酯分散助剂；颗粒固体；和分散介质，其中所 述磷酸酯分散助剂具有下式（I)所表示的结构：
式⑴中， R，在每次出现时，独立地表示骨架中任选含有至少一个醚氧原子-O-的聚酯残基；并 且 X是1或2。
2. 如权利要求1所述的分散体，其中，所述聚酯残基具有在200至1500g/mol范围内的 数均分子量。
3. 如权利要求1所述的分散体，其中，如果存在，所述醚氧原子的个数与所述骨架中的 羧酸酯基团-C00-的个数之比在1 : 2至3 : 1的范围内。
4. 如权利要求1所述的分散体，其中，所述聚酯残基R具有下式（I-I)或（1-2)所表示 的结构：
各个R1，在每次出现时，独立地表示取代的或未被取代的C2-C18亚烷基、取代的或未被 取代的C2-C18亚烯基、或取代的或未被取代的C6-C18亚芳基； 各个R2,在每次出现时，独立地表示C2-C18亚烷基；-(CH 2CH2O)pCH2CH2-,其中，p在1 至 6 的范围内；-(CH2CH2CH2O) ^CH2CH2CH2-,其中，q 在 1 至 6 的范围内；或-R" 0- (CH2CH2O) p(CH2CH2CH20)qR"-，其中p和q如上所定义，各个结构单元以任意顺序连接，并且R" 是-CH 2CH2-或-CH2CH2CH2-; m在0-100的范围内；并且 η在0-100的范围内。
5. 如权利要求1至3中任意一项所述的分散体，其中，所述磷酸酯分散助剂通过如下步 骤制备： (i) 提供至少一种下式（II)所表示的含有游离羧基的羟基化合物； 其中，
R表示骨架中任选含有至少一个醚氧原子-0-的聚酯残基；并且 (ii) 使至少一种所述羟基化合物与磷酸化试剂进行磷酸酯化反应，从而形成所述磷酸 酯分散助剂。
6. 如权利要求5所述的分散体，其中，所述羟基化合物具有如下式（II-I)或（II-2)所 表示的结构： 其中，
各个R1，在每次出现时，独立地表示取代的或未被取代的C2-C18亚烷基、取代的或未被 取代的C2-C18亚烯基、或取代的或未被取代的C6-C18亚芳基； 各个R2,在每次出现时，独立地表示C2-C18亚烷基；-(CH 2CH2O)pCH2CH2-,其中，p在1 至 6 的范围内；-(CH2CH2CH2O) ^CH2CH2CH2-,其中，q在 1 至6 的范围内；或-R "0 (CH2CH2O) p(CH2CH2CH20)qR"-，其中p和q如上所定义，各个结构单元以任意顺序连接，并且R" 是-CH 2CH2-或-CH2CH2CH2-; m在0-100的范围内；并且 η在0-100的范围内。
7. 如权利要求5所述的分散体，其中，所述磷酸化试剂选自氧氯化磷、五氧化二磷、多 磷酸、焦磷酸和其组合组成的组。
8. 如权利要求1所述的分散体，其中，所述颗粒固体包括颜料或填料。
9. 如权利要求8所述的分散体，其中，所述颗粒固体包括金属、合金、金属氧化物、金属 盐、二氧化硅或硅酸盐类。
10. 如权利要求9所述的分散体，其中，所述颗粒固体是粉末形式的二氧化钛。
11. 如权利要求1所述的分散体，其中，所述分散介质包括极性有机液体、极性树脂或 非极性有机液体。
12. 如权利要求1至11中任意一项所述的分散体，其包含，相对于所述颗粒固体的分散 体的总重， 0. 5-3. Owt %的所述磷酸酯分散助剂； 40-SOwt1%的所述颗粒固体； 20-40wt%的所述分散介质；和 O-IOwt %的附加添加剂。
13. -种磷酸酯分散助剂，其具有下式（I)所表示的结构： 式⑴中，
R，在每次出现时，独立地表示骨架中任选含有至少一个醚氧原子-0-的聚酯残基；并 且 X是1或2。
14. 如权利要求13所述的磷酸酯分散助剂，其中，所述聚酯残基R具有在200至1500g/ mol范围内的数均分子量。
15. 如权利要求13所述的磷酸酯分散助剂，其中，如果存在，所述醚氧原子的个数与所 述骨架中的羧酸酯基团-COO-的个数之比在1 : 2至3 : 1的范围内。
16. 如权利要求13所述的磷酸酯分散助剂，其中，所述聚酯残基具有下式（I-I)或 (1-2)所表示的结构：
各个R1，在每次出现时，独立地表示取代的或未被取代的C2-C18亚烷基、取代的或未被 取代的C2-C18亚烯基、或取代的或未被取代的C6-C18亚芳基； 各个R2,在每次出现时，独立地表示C2-C18亚烷基；-(CH 2CH2O)pCH2CH2-,其中，p在1 至 6 的范围内；-(CH2CH2CH2O) ^CH2CH2CH2-,其中，q在 1 至6 的范围内；或-R "0 (CH2CH2O) p(CH2CH2CH20)qR"-，其中p和q如上所定义，各个结构单元以任意顺序连接，并且R" 是-CH 2CH2-或-CH2CH2CH2-;并且 m在0-100的范围内； η在0-100的范围内。
17. -种用于制备具有下式（I)所表示的结构的磷酸酯分散助剂的方法， 其中
R，在每次出现时，独立地表示骨架中任选含有至少一个醚氧原子-0-的聚酯残基；并 且 X是1或2， 所述方法包括： (i) 提供至少一种下式（II)所表示的含有游离羧基的羟基化合物；
其中，R如上所定义；以及 (ii) 使至少一种所述羟基化合物与磷酸化试剂进行磷酸酯化反应，从而形成所述磷酸 酯分散助剂。
18. 如权利要求17所述的方法，其中，提供所述含有游离羧基的羟基化合物包括通过 至少一种羟基羧酸和/或其内酯的酯化反应、或者通过等量或过量的至少一种二元羧酸或 更多元羧酸与至少一种二元醇的酯化反应，提供具有如下式（II-I)或（II-2)所表示的结 构的含有游离羧基的羟基化合物： 其中，
各个R1，在每次出现时，独立地表示取代的或未被取代的C2-C18亚烷基、取代的或未被 取代的C2-C18亚烯基、或取代的或未被取代的C6-C18亚芳基； 各个R2,在每次出现时，独立地表示C2-C18亚烷基；-(CH 2CH2O)pCH2CH2-,其中，p在1 至 6 的范围内；-(CH2CH2CH2O) ^CH2CH2CH2-,其中，q在 1 至6 的范围内；或-R "0 (CH2CH2O) p(CH2CH2CH20)qR"-，其中p和q如上所定义，各个结构单元以任意顺序连接，并且R" 是-CH 2CH2-或-CH2CH2CH2-; m在0-100的范围内； η在0-100的范围内。
19. 如权利要求18所述的方法，其中，所述羟基羧酸包括12-羟基硬脂酸、蓖麻油酸、 12-羟基十二烷酸、5-羟基十二烷酸、5-羟基癸酸、4-羟基癸酸、乙醇酸、乳酸、6-羟基己酸 或5-羟基戊酸。
20. 如权利要求18所述的方法，其中，所述内酯包括丙内酯、丁内酯、δ-戊内酯、ε-己 内醋或Cp8烧基取代的ε-己内醋。
21. 如权利要求18所述的方法，其中，所述二元羧酸或更多元羧酸选自由乙二酸、丙二 酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、偏苯三酸酐、4-羧基邻苯二甲酸酐和其组合组成的组。
22. 如权利要求18所述的方法，其中，所述二元醇选自由新戊二醇、1，6-己二醇、3-甲 基-1，5-戊二醇、1，4_环己烷二甲醇、2, 2,4_三甲基-1，3-戊二醇、乙二醇、二乙二醇、三乙 二醇、四乙二醇、六乙二醇、丙二醇、三丙二醇和其组合组成的组。
23. 权利要求13至16中任意一项所述的磷酸酯分散助剂或可通过权利要求17至22 中任意一项所述的方法得到的磷酸酯分散助剂用于分散颗粒固体的用途。
【文档编号】C09C3/08GK104231673SQ201310233774
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2013年6月13日
【发明者】段刚, 王金, 林快, 温晋嵩, 张荫超, 赖华, 陈夏虎 申请人:广东华润涂料有限公司