专利名称：表现出高着色强度特征的低粘度聚合着色剂的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及包含极少量的粘度改性剂的低粘度聚合着色剂配方，与着色剂本身的粘度相比这些粘度改性剂大幅降低最终着色剂配方的整体粘度。最终配方以这种方式促进在某些要求低粘度配方但同时允许基本上保持与未改性的着色剂相同高的着色强度特征的着色工艺和方法中利用这些聚合着色剂。因此这种意外的结果允许生产和利用不明显牺牲目标基体或介质的着色性的低粘度配方。因此，本发明配方包含任何数量的聚合着色剂，(即包含至少一种发色团组分和至少亚氧烷基链的亚氧烷基化着色剂)和至少一种偶极矩在1.0和5.0之间和或闪点为大约-20℃至大约180℃的粘度改性剂。这种改性剂显著降低粘度至低水平(以允许目标着色剂的更好的可泵性)，同时在最终目标介质上的着色性能方面没有明显差异，并有利于在使用期间和之后除去这些改性剂。生产、使用的方法和由这些配方及这些方法生产的产品也包括在本发明的范围内。
背景技术：
本文引述的所有美国专利全部引入作为参考。
聚氨酯产品，如泡沫、树脂等传统上由颜料、聚合着色剂和染料着色。一般地，这些着色在泡沫、树脂等形成期间现场完成。例如，已在块状泡沫生产过程中将聚合着色剂(即聚氧化亚烷基化着色剂)，如在Cross等人的美国专利4,284,279中描述的聚合着色剂引入多元醇。然后“着色”多元醇与异氰酸酯组合物在可能的催化剂存在下反应形成目标着色的泡沫。过去也将最显著的固体、糊或粉末形式的颜料加到多元醇物流中以形成相同种类的着色泡沫产品。这些化合物是容易获得和廉价的；但是它们在处理、混合(例如与其它颜料混合以形成不同的色调)和实际引入目标介质期间也表现出或产生问题。而且，性质上为固体的颜料趋于在目标介质内形成固体团块，从而导致美学上不满意的后果或机械或仪器(如泵、阀、注射器等等)的堵塞。此外，可能发生溢出(因为粉末或固体形式的这些颜料由于大气条件和可能的空气干扰而不能容易地运送)，而且使用这种固体着色剂很可能发生由难于处理的颜料化合物导致的衣服或手染色。另外，这些液体形式的颜料一般储藏不稳定，且即使在短上架储藏期间也似乎容易从溶液中沉淀出来。而且从均匀性角度来看这些颜料难以控制，从而在未经正确和耗时的前处理的情况下使最终的聚氨酯产品可能表现出不均匀的着色。因此，聚合着色剂已证明比粉末或固体颜料更适合作为这种聚氨酯着色工艺中的着色剂。
而且，过去用聚合着色剂给热塑性塑料着色，如Baumgartner等人的美国专利4,640,690。这些着色剂已证明其非常有用和有益之处在于它们的高着色和低迁移及起霜性能。颜料也已用于这种着色工艺，但是使用固体和/或粉末同样遇到相同的处理、沉淀和不均匀着色问题，尤其是在工业操作中。因此聚合着色剂也更理想地用于这些方法。
着色还使用的某些热塑性基体是季铵/阴离子染料配合物，如均属于Zhao等人的美国专利5,938,828和5,948,152所述。这些着色剂提供对热塑性组合物的优良着色，但也在必需的机械装置内的可泵性等方面遇到高粘度问题。
使用这种主要作为液体或蜡存在但还作为固体或极高粘度的糊存在的聚合和/或季/阴离子染料着色剂的一个缺点是难以制备在目标工艺内通用的适宜物理形态的这种着色剂。例如，块状泡沫生产要求高或低压泵机械装置以在多元醇物流中引入这些着色剂。如果着色剂的粘度太高，则这些泵吸可能受到不利影响且着色方法可能证明难以完成或最终的产品和某些颜料可能表现出不均匀的着色。因此低和/或受控的粘性着色剂必须有利于在多种不同着色方法中引入的这些有益的彩色着色剂的简单改性。到目前为止，大部分的聚合着色剂的粘度改性是通过物理混合大量粘度改性剂如购自？的FOMREZ_而完成的。虽然用这些试剂提供粘度改性，但牺牲了最终用户可获得的整体着色强度。因此，过去将用于无数工艺(如聚烯烃、聚酯、聚氨酯等着色方法)的目标着色剂改性，但需要更大量的这种低粘度着色剂以在目标基体和/或介质中提供目标着色强度(和因此的着色效果)。(对于本发明，术语“着色强度”意指包括可在目标组合物/存在的实际体积的着色剂内引入的颜色程度，否则已知为颜色值。因此这种颜色值直接涉及在着色剂组合物中存在的着色剂的实际数量)。所需的低粘度着色剂数量越大，则用户和最终的消费者的成本越高。因此需要提供一种在获得目标粘度水平时不丧失任何显著程度的着色强度的降低粘度的聚合着色剂。迄今为止，现有技术中没有任何符合这种工业的改进。
发明目的因此本发明的一个目的在于提供一种包含高着色强度、低粘度聚合着色剂的组合物，所述组合物还包含极少量的粘度降低试剂。进一步的目的是提供一种用极少量的粘度降低试剂来显著降低粘度的聚合着色剂组合物，所述组合物不会有害地影响当前所提供的目标着色方法。本发明的另一个目的是提供一种基本上保持与包含相同的聚合着色剂的高粘度组合物相同的常规颜色值的极低粘度聚合着色剂组合物，其中该着色剂以接近于在高粘度着色剂的含量存在于该低粘度组合物中。
发明概述因此，本发明涉及一种非水液体组合物，所述组合物包含至少一种含聚合着色剂的组合物至少一种偶极矩为大约1.0和5.0之间，或可选择地，闪点在大约-20℃和180℃之间的粘度改性化合物。优选但不是必需地，该粘度改性化合物在性质上是质子惰性的；虽然乙二醇似乎确实适宜作用以显著降低目标聚合着色剂组合物的粘度，但由于这些化合物中反应羟基的存在导致其在某些目标介质(如聚氨酯)中的存在是不理想的。这些组合物的生产方法也考虑在本发明的范围内。术语“液体组合物”意指包括任何以流动状态(即在标准温度和压力下具有小于大约10,000厘泊的粘度)存在的组合物。
术语“非水”意指其中没有特殊地引入水的组合物。由于大气水可能通过与相对湿的环境接触而引入，因此此术语不排除通过以这种方式而存在的任何水的可能。术语“液体分散体”意指包括任何以流动状态(即在标准温度和压力下具有小于大约10,000厘泊的粘度)存在的组合物。术语“质子惰性”在化学领域内是已知的，且简单地意指特定的化合物不接受或供应质子。因此，某些部分必须不能存在于目标粘度改性化合物。这些不期望的部分包括但不限于酸性基团、羟基、胺等等。但是如上述，这种罗列不是限制性的；任何具有所需偶极矩性质的质子惰性化合物包括在此定义范围内。
粘性改性化合物的偶极矩要求对于给含有本发明非水低粘度液体聚合着色剂的组合物提供目标性能特征来说是必需的。已令人惊奇地发现，选择较低偶极矩粘度改性化合物使最少量的粘度改性材料理想地大幅降低的整体粘度，从而提供目标高保色性。而且，由于低偶极矩的原因，粘度改性化合物的对应的闪点也较低以允许这种化合物在着色方法中引入时使用较低加工温度将其除去。因此，由于质子惰性化合物一定表现出低闪点，而且没有记录所有可能影响本发明分散体能力的化合物的偶极矩，因此粘度改性化合物可选择联系其质子惰性性质和闪点来定义。因此，大约-20℃和180℃之间的闪点是必需的；优选这种水平在0℃和165℃之间；更优选80℃至大约160℃；最优选在大约95℃和145℃之间。因此这种质子惰性化合物不影响任何生产方法(例如，仅举一例，通过最初在多元醇组合物中引入然后与异氰酸酯混合而进行聚氨酯着色；在低热接触下，粘度改性化合物将较容易地从最终组合物中蒸发)。还优选所选择的质子惰性粘度改性化合物在性质上是液体并在标准温度和压力(即25℃，1大气压下)表现出至多500厘泊的粘度，所述粘度是由Brookfield粘度计测定的。这种要求有利于处理(具体在大规模工业应用中)，并更容易允许生产目标粘度水平的非水液体组合物本身。
还确定这种化合物的分子量对于在本发明非水液体颜料分散体中选择正确的粘度改性化合物来说非常重要的。由于这种化合物必需低偶极矩(它涉及化合物本身的低极性)和/或低闪点的原因，所述分子量必须还是相当低的。因此，至多200的分子量对本发明分散体来说是可利用的；优选分子量为至多150；更优选至多为120；最优选在大约85和116之间。
这些特定的组合物提供包含非常理想的高颜色值聚合着色剂的低粘度组合物。在过去，如上述，降低含聚合着色剂的组合物的粘度以允许在某些工艺中使用的必要性导致低粘度配方内实际存在的着色剂数量大幅减少。结果牺牲这种低粘度组合物可获得的颜色值以提供更为通用的着色剂组合物。颜色值的丧失有害地影响在这种目标基体或介质的生产中涉及的成本，因为必须引入更大量的低粘度着色剂以完成可接受的颜色色调。本发明组合物通过提供大量本质上高粘度的聚合着色剂(它因此表现出高着色强度特征)的低粘度配方而缓解这个问题。因此，与前述的先前使用的低粘度配方相比，可以利用较少量的低粘度着色剂组合物给目标基体或介质提供可接受的着色水平。这种改进是非常显著的，因为这种聚合和/或季/阴离子染料着色剂涉及的通用性和成本分别增加和降低。因此，本发明的这些着色剂和低偶极矩化合物的组合物显著降低粘度(如与含有少量存在的，如大约1至大约5wt％的低偶极矩改性剂的非改性着色剂相比粘度降低大约50％)。
术语“聚合着色剂”意指包括任何具有至少两个烯氧基链作为组成部分的着色剂。此术语是广泛已知的，且用在着色剂工业中，因此可以容易地被相关领域的技术人员理解和评价。优选这种着色剂满足任何式(I)定义的结构(I)R{A[(B)nR1]m}x其中，R为有机发色团；A为基本上选自N、O、S、SO2N和CO2的发色团的连接部分；B选自一个或多个包含2-4个碳原子的烯氧基组分；n为2至大约100的整数；m在A为O、S或CO2时为1，在A为N或SO2N时为2；x为1至大约5的整数，优选为1或2；和R1选自H、C1-C4烷基、C10-C22脂肪酸酯、C1-C20链烯基琥珀酸酐部分和它们的任意混合物。有机发色团可以是任何标准类型，包括但不限于蒽醌、次甲基、偶氮、双偶氮、三偶氮、重氮、亚硝基、三苯甲烷、二苯甲烷、苍耳烷、吖啶、吲达胺、噻唑或恶嗪。优选R为一个或多个三苯甲烷、次甲基、偶氮或基于噻唑的化合物。基团A存在于基团R上并用于将聚亚氧烷基组分连接到有机发色团。氮为优选的连接部分。该聚亚氧烷基基团一般是氧化乙烯和氧化丙烯单体的结合。优选氧化丙烯以主要数量存在。优选的每条链(B)的聚亚氧烷基组分的摩尔数为2-15(因此n优选为4-30)，更优选为4-10(n最优选为8-20)。而且，优选在每一个聚合着色剂化合物(x，上述，优选为2)上存在两个这样的聚亚氧烷基链。基团R1优选为氢；但是C16-C18脂肪酸酯也是非常优选的。
如上述，在美国专利5,938,828和5,948,152中公开的纯化的季/阴离子染料类型还单独或与上述的聚合着色剂组合用作本发明组合物中的着色剂。
本发明中使用的着色剂通常在周围环境温度和压力的条件下为液体，虽然它们一般是非常粘的液本(即大于大约6,000cps，更可能大于大约9,000cps。如上述，为了允许或改进处在和/或进入某些着色工艺的这些着色剂可泵性，因此必须显著地降低粘度。要求在目标介质(如混合头和/或用于在聚氨酯泡沫生产方法中加入颜料的加料槽管)内加入这种聚合着色剂的大部分机械装置使用某些泵和对较高粘度的组合物提供的非常敏感的进料管线。如果所用的颜料组合物之间的粘度降低且可能更为均匀，则颜色的通用性增加，从而提供生产目标最终产物的整体上改进的能力。可以(和已经)通过在目标介质中实际加入分散体的时间点附近引入溶剂或粘度改性剂而提供这种低粘度(对于聚氨酯，可以在多元醇组分或异氰酸酯内加入；将这两种组分与催化剂混合在一起以形成目标聚氨酯泡沫)。但是，这种后引入增加了复杂性和使用者具体在工业水平生产这种分散体又会面临的问题。因此，非常期望储藏稳定、低粘度的含聚合着色剂的组合物；不幸的是，在最近的研制之前一直不能获得这种组合物。
本发明非水液体组合物表现出大量令人惊奇的特征，这些特征使它们本身成为适宜廉价但非常高效的着色配方，尤其是对于聚氨酯而言。在液体组分之间没有任何相分离的储藏稳定性对这些组合物来说是非常重要的。因此长时间内没有任何明显或至少显著增加的极低粘度的保持提供非常理想、易于处理的产品。在不拘泥于任何科学理论的情况下，认为这种储藏稳定性是通过特异性选择的质子惰性粘度改性剂与目标液体着色剂的相互作用，并防止着色剂本身的反应基团(如羟基)之间的反应或吸引而提供的，因为这些粘度改性化合物是质子惰性的，不与着色剂反应。此外，与标准非改性颜料分散体相比，使用本发明分散体生产的聚氨酯不表现出任何明显的颜色或色调深度的丧失，也不在延长使用或接触严厉条件(即甲醇、盐水等等)后不提取改性试剂。以下更为详细地讨论这些粘度改性和非粘度改性颜料分散体之间的其它明显的相似性。简言之，本发明分散体提供优于非改性聚合着色剂组合物的加工性能，同时储藏稳定，且与相同的非改性聚合着色剂组合物相比在性能方面没有任何明显丧失。这些极意外的优点对于改进要求使用聚合着色剂的可利用的加工条件而言是非常重要的。
具体优选的着色剂，因而仅仅作为本发明的聚亚氧烷基聚合着色剂和/或季/阴离子染料着色剂的实例，它们包括以下表1优选的聚(亚氧烷基化)着色剂实施颜色发色团摩尔EO摩尔PO基团A基团R1例号1蓝 三苯甲烷4 26NH2蓝 三苯甲烷4 16NH3蓝 三苯甲烷128 NH4红 苯并噻唑6 6 NH5黄 间甲苯胺次甲基 6 6 NH6黄 苯胺次甲基 7 15NH7黄 间甲苯胺次甲基 1610NH8黄 间甲苯胺次甲基 1014NH9橙 联苯双偶氮 1620NH10 紫 二硝基苯胺偶氮 8 10NH11 紫罗兰 噻吩偶氮1014NH12 黄 苯胺次甲基 7 15NH13 红 苯并噻唑偶氮1620NH
实施例14和15优选纯化的季/阴离子染料着色剂实施例14将414克的直接蓝86(0.342mol)、622克甲基双[聚乙氧基(15)醇]椰油氯化铵(0.683mol，商品名Variquat_K1215)溶于1升水。将溶液搅拌2小时。通过超滤法纯化复合物。通过监测溶液中钠水平来监测超滤工艺。当钠水平(调节至100％固体)小于1000ppm重量份时，在减压和90℃下汽提溶液产生均匀的暗蓝色液体。在1大气压的压力下冷却到25℃时，所得的配合物保持液相。
然后将少量所得的蓝色液体置于两块显微镜玻片之间测试颜色均匀度。液体在放置于上玻片时均匀展开，然后在10×功率的显微镜下观察玻片。样品是均匀的，且均一数量的颜色均匀分布在观察的玻片上。没有观察到相分离或杂质(如颗粒)。
实施例15将126克直接蓝86、220克甲基(聚丙二醇)二乙基氯化铵(商品名EmcolTMCC-9)溶于1升水。将此混合物搅拌2小时。然后用500毫升二氯甲烷萃取溶液。减压下汽提该二氯甲烷溶液。产生一种无水易流动的暗蓝色液体，此液体在室内温度和压力下保持流动状态。
粘度改性化合物的偶极矩要求以便给本发明的含非水颜料的分散体提供目标性能特征来说是必需的。已令人惊奇地发现，选择较低偶极矩粘度改性化合物理想地大幅降低整体粘度，同时在溶液内分离单独的颜料颗粒，并防止相同颗粒的再凝聚。而且，由于低偶极矩的原因，粘度改性化合物的对应的闪点也较低以允许这种化合物在着色方法中引入时使用较低加工温度将其除去。因此，由于粘度降低(优选质子惰性)化合物一定表现出低闪点，而且没有记录所有可能影响本发明分散体能力的化合物的偶极矩，因此粘度改性化合物可选择联系其质子惰性性质和闪点来定义。因此，大约-20℃和180℃之间的闪点是必需的；优选这种水平在0℃和165℃之间；更优选80℃至大约160℃；最优选在大约95℃和145℃之间。因此这种优选的质子惰性化合物不影响任何生产方法(例如，仅举一例，通过最初在多元醇组合物中引入然后与异氰酸酯混合而进行聚氨酯着色；在低热接触下，粘度改性化合物将较容易地从最终组合物中蒸发)。还优选所选择的质子惰性粘度改性化合物在性质上是液体并在标准温度和压力(即25℃，1大气压下)表现出至多500厘泊的粘度，所述粘度是由Brookfield粘度计测定的。这种要求有利于处理(具体在大规模工业应用中)，并更容易允许生产目标粘度水平的非水液体组合物本身。
还确定这种化合物的分子量对于在本发明非水液体颜料分散体中选择正确的粘度改性化合物来说非常重要的。由于这种化合物必需低偶极矩(它涉及化合物本身的低极性)和/或低闪点的原因，所述分子量必须还是相当低的。因此，至多200的分子量对本发明分散体来说是可利用的；优选分子量为至多150；更优选至多为120；最优选在大约85和116之间。
这种发明分散体优选是储藏稳定的。此术语意指本发明分散体将保持流动状态，并在连续暴露在至少50℃的温度下时持续至少60天没有发生液体组分的相分离或胶凝。这种试验是再现长期储藏条件的一种方式，因而不意在仅仅限定本发明的温度。本领域技术人员可以认识到提供这种性质的改良试验的需要。因此，本发明的分散体必须仅仅表现出基本上没有相分离并在高温储藏60天后保持其低粘度。聚合着色剂组合物内发现的某些标准化合物不提供上述的目标低粘度结果。不提供这种显著的改性的特定粘度改性剂包括但不限于DMSO、聚乙二醇(任何分子量)、FOIREZ_系列化合物(购自Witco)等等。这种罗列不意在排除，而仅仅是对在使用目标粘度改性化合物试剂进行粘度改性之前在“含聚合着色剂的组合物”中存在的化合物的例举。
本发明的特定和因而优选的粘度降低试剂包括环碳酸酯和环内酯、单烷撑二醇或它们的混合物；更优选碳酸异丙烯酯、碳酸乙烯酯、丁内酯、碳酸丁烯酯、己内酯、戊内酯、丙二醇、乙二醇等等。最优选这些试剂是丁内酯或碳酸异丙烯酯(或二者的混合物)。可以使用单烷撑二醇作为热塑性着色方法的优选粘度降低试剂；但是这些化合物趋于在聚氨酯着色工艺中太容易与自由异氰酸酯反应，因此在这些具体情况中应该避免使用这些化合物。这些化合物可以任何比例加到包含聚合着色剂的组合物中以提供目标粘度降低；但是，用量越低，则由所得的低粘度聚合着色剂组合物提供的着色强度越大。因此，低至0.01和高至大约20％的用量是可使用的，所述含量以整个组合物重量计算。优选这些比例为大约1至大约15％，更优选为大约3至大约15％，最优选为大约5至大约10％，同样以重量计。
环碳酸酯和环内酯在聚氨酯化学中的使用是已知的。美国专利3,883,466描述了环碳酸亚烃酯用作液体改性剂以调节羟基组分和聚异氰酸酯在生产刚性、稠密快速固化的聚氨酯中的反应放热。美国专利4,709,002和4,731,427描述了环碳酸亚烃酯在钢性RIM聚异氰脲酸酯和尿烷改性的聚异氰脲酸酯部件的生产中的应用。这两篇参考资料没有表明使用环碳酸亚烃酯的原因，但确实建议可以将碳酸酯加到异氰酸酯物流中以降低其粘度。美国专利5,028,635和5,149,458报道了两种聚脲-环碳酸酯RIM系统具有改进的流动性能。欧洲专利0,350,644和美国专利5,442,034报道了环碳酸酯分别在RIM弹性体和喷雾聚脲弹性体中的类似应用。美国专利4,812,523描述了含有环碳酸酯作为降低粘度的反应稀释剂的高固体热硬化性涂料组合物。环碳酸酯和环内酯也已用作芳香聚酯多元醇和聚醚多元醇中的粘度降低试剂(EP 0,276,452)。但是没有教导或清楚地建议涉及将这些粘度降低试剂结合、加入等至备用液体聚合着色剂以改进目标着色方法。
就本发明而言，第一次和令人惊奇地确定比聚合着色剂的传统改性更为强烈的粘度改性实际上给含聚合着色剂的组合物提供改进的着色强度特征，并因此可以增加这些组合物的通用性。而且发现大幅降低粘度的特定粘度降低试剂不仅仅是可以获得的，而且对于目标工艺，欲着色的基体和欲着色介质而言是可使用和有益的。在相关现有技术的任何地方没有提及和建议将这种特定的粘度降低试剂加到和/或加入聚合着色剂或含聚合着色剂的组合物。
因此本发明组合物在性质上是液体，并不表现出任何胶凝，甚至在长期储藏之后(即高温下两个月)。因此，这些组合物不表现出任何触变特征且在加到目标着色方法之前不需要混合、振荡等等。这些着色方法一般要求在液体配方中注入或加入低粘度聚合着色剂，如多元醇物流(用于聚氨酯着色方法)或熔融聚合物(用于热塑性着色方法)。有趣的和本发明优选的是，上述的优选粘度降低试剂表现出较低的蒸汽压，因为其在目标液体内的任何过量存在通过接触热而容易地蒸发。而且，这些优选的粘度降低试剂不表现出与目标组分的有害反应(除了单烷撑二醇与聚氨酯方法中的异氰酸酯发生不良反应)。因此，所选择的粘度降低试剂提供的益处是非常显著的，且它减少了着色剂，并因而降低了消费者的成本。
虽然本发明组合物可以包含仅有聚合着色剂和优选的粘度降低试剂的配方，其它组分也是可以存在的。这些组分包括但不限于溶剂如水、低级醇、甲基乙基酮等等；其它类型的着色剂，包括染料、颜料、墨等等；助水溶物；盐；pH改性剂；其它粘度改性试剂和表面活性剂。
优选实施方案的描述具体分析了以下实施例，因此可能优选的质子惰性粘度改性化合物(和某些比较化合物)为表2粘度改性剂试验改性剂偶极矩闪点(℃)分子量碳酸异丙烯酯(PC) 4.9 135 102碳酸丁烯酯(BC)* 135 116碳酸乙烯酯(EC)4.87 160 88丁内酯(BLO) 4.27 98 86戊内酯(CLO) 4.35 109 1141，3-二氧戊环(DOL)1.19 1 74四氢呋喃(THF) 1.75 -17 72二甲亚砜(DMSO)3.96 95 78乙二醇(EG)2.28 110 62丙二醇(PG)* 107 76*未测定这些化合物的偶极矩。
因此，将这些化合物引入以下非限制性的，但优选的和比较的实施例，并分析和测试其多种目标特征。除非另外指出，在25℃、标准压力下、以6rpm的转速在Brookfiedl粘度计中测定粘度。
表3加入了0、1、2、3、5、10和15wt％上述特定添加剂(颜色值为大约49)的以上表1的实施例1的粘度行为(cps)
通过加入大量(分别为大约20和25wt％)的FOMREZ_将这种着色剂分别调至颜色值为40和35。往这些着色剂组合物中加入具有以下表4和5所列粘度效应的添加剂表4加入了0、1、2和3wt％粘度改性化合物的实施例1(CV40)的粘度行为(cps)
表5加入了0、1、2和3wt％粘度改性化合物的实施例1(CV35)的粘度行为(cps)
表6加入了0、1、2、3、5、10和15wt％粘度改性化合物的表1的实施例2(CV71)的粘度行为(cps)
表1的实施例3着色剂此着色剂表现出大大高于实施例1和2的粘度。它的粘度太高以至不能由Brookfield粘度计读数(模型DV-II+)。结果此着色剂必须在加入其它粘度改性剂之前首先与3％FOMREZ_混合。从多种可能的改性剂中筛选此着色剂(切割3％FOMREZ_)并将粘度表现列在下表7中。这些结果表明EG和PC可以有效地降低特定着色剂的粘度。
表7加入了0、1、2、3、5、10和15wt％粘度改性化合物的实施例3(CV77)的粘度行为(cps)
*如上述，标准样品不能读数。
1此添加剂用作标准样品。
表1的实施例4着色剂此着色剂还表现出极高的粘度。表8的结果表明DEG和PC可以有效地降低此着色剂的粘度，同时保持高颜色值。
表8加入了0、1、2、3、5、10和15wt％粘度改性化合物的实施例14(CV79)的粘度行为(cps)
表9加入了0、1、2、3、5、10和15wt％粘度改性化合物的实施例4(CV53)的粘度行为(cps)
表10加入了0、1、2、3、5、10和15wt％改性化合物的未切割的实施例6(CV44)的粘度行为(cps)
表11 PC对未切割的实施例6、7和8的粘度效应(cps)
表12 PC对实施例9、10和11的粘度效应(cps)
表13实施例12、13和1的粘度表现
因此，这些化合物提供优良的粘度降低特征。
乙二醇(EG)作为泡沫着色的粘度降低试剂如以下所示，乙二醇对这些聚合着色剂表现出良好的降低粘度的能力。为了了解它是否适于PU应用，在常规醚泡沫、酯泡沫和可冲切泡沫中测试上述实施例1的样品和与3％EG混合的相同着色剂。将相关的性能总结成以下关于完成泡沫塑料块上升所需的时间，表明在生产后粘着泡沫塑料块上放置的金属刮刀上所需的时间和在泡沫塑料块生产后观察到的收缩数量醚泡沫样品CVPHP(CV)上升时间粘结时间实施例1 24.72 1分33秒 3分实施例1/3％EG 35 2(24.7)1分22秒 3分酯泡沫样品CVPHP(CV)泡沫性能(上升粘结)实施例1 CV24.7 10PHP良好泡沫实施例1/3％EG CV3510PHP(35)不及格蓝X3LV/3％EGCV3510PHP(24.7) 不及格可冲切泡沫(Witco76 100g，着色剂10g，水3.6ml，L532，均化剂，1ml，33LV 0.3ml，NEM 1.3ml，TDI 32.5ml)样品CVPHP(CV)泡沫收缩(可接受的？)实施例1 24.710PHPOK实施例1/3％EG 35 10PHP(35)OK实施例1/3％EG 35 10PHP(24.7) OK
虽然聚醚泡沫和可冲切泡沫通过性能测试，但实施例1着色剂/3％EG(CV35)混合物不能制造常规的10PHP聚酯泡沫。
碳酸异丙烯酯(PC)作为泡沫着色剂的粘度降低试剂如在部分5.1-5.6所示，环碳酸酯(BC、EC、PC)、环内酯(CLO和BLO)、二甘醇(DEG)和乙二醇(EG)可以有效地降低聚合着色剂的粘度。但着色剂中DEG或EG的加入可能消耗异氰酸酯(TDI或MDI)，聚氨酯聚合反应的一种原料。它将影响产物聚氨酯泡沫性能并要求改变相关的配方。
如在路线1中所述，环碳酸酯和环内酯在聚合反应期间不产生额外的羟基(OH)基团。考虑到这一点，它们适合作为聚氨酯应用中的粘度改性剂(环碳酸酯的副反应还可能产生某些二氧化碳，但没有观察到适宜的效果)。
高强度低粘度蓝(实施例1)-技术可行性通过将实施例1切割成含有3％PC和3％Fomrez_的CV35，制造一种新的高强度蓝色着色剂。
高强度蓝(CV 35)对蓝X3LV(CV 24.7)组合物HS蓝X3LV实施例1未切割(CV53)66％ 46.6％Fomrez_ 31％ 53.4％PC 3％---粘度(cps) 2,833 2,275基本上发现大约0.7g的这种新的蓝色着色剂(颜色值为大约35)的强度与大约1g的实施例1(CV为大约25)相等，从而降低在目标介质内提供有效着色所需的着色剂的数量。
完成许多涉及聚醚和聚酯泡沫、颜色提取和温度/长期储藏的实验室试验。结果表明混有PC的蓝色着色剂(包括实施例1)的性能与改性的实施例着色剂的性能非常类似。
a)聚醚泡沫(2PHP和4PHP)
对于该新的蓝色着色剂，联系其实施例1副本完全测试其泡沫上升时间(完成泡沫上升所需的时间；上升时间越快，则该工艺越有效)、粘结时间(时间越短越好，因为泡沫生产之后保持的粘着和固化是不理想和耗成本的)、块高度(制品越发泡越好)和坚固性(泡沫制品弹性越大越有用)。对于每次试验，两种着色剂得到基本上相同的结果，从而表明低粘度蓝在聚醚泡沫中的可行性。
b)聚酯泡沫(2PHP和4PHP)泡沫上升时间、粘结时间、块高度和坚固性基本上与两种着色剂相同，同样表明该低粘度着色剂的可行性。
c)在甲醇中储藏60天的提取试验(4PHP聚氨酯泡沫)下表所列的结果表明泡沫介质中新的低粘度着色剂的低提取。
实施例提取泡沫样品提取实施例1/3％PC0.0491实施例1 0.0493d)高温和长储藏时间的效果将在密封的容器中的实施例1/3％PC的样品置于50℃烘箱，并在10天内每天测定样品的粘度。没有检测到粘度改变，没有观察到相分离。
虽然联系优选的实施方案和实践来描述和公开本发明，但它绝不是意在将本发明限定在这些具体的实施方案，而是意在覆盖由所附的权利要求的范围定义的等同结构和所有可选择的实施方案和修改方案。
权利要求
1.一种非水液体组合物，所述组合物包含至少一种含聚合着色剂的组合物和至少一种偶极矩为大约1.0和5.0之间，或可选择地，闪点在大约-20℃和180℃之间的粘度改性化合物。
2.权利要求1的液体组合物，其中该至少一种粘度改性化合物性质上是质子惰性的。
3.权利要求1的液体组合物，其中该至少一种粘度改性化合物选自至少一种环碳酸酯、至少一种内酯、至少一种乙二醇和它们的任意混合物。
4.权利要求1的液体组合物，其中该聚合着色剂选自式(I)定义的任何着色剂(I)R{A[(B)nR1]m}x其中，R为有机发色团；A为基本上选自N、O、S、SO2N和CO2的发色团的连接部分；B选自一个或多个包含2-4个碳原子的烯氧基组分；n为2至大约100的整数；m在A为O、S或CO2时为1，在A为N或SO2N时为2；x为1至大约5的整数；和R1选自H、C1-C4烷基、C1-C8脂肪酸酯、C1-C20链烯基琥珀酸酐部分和它们的任意混合物。
5.权利要求2的液体组合物，其中该聚合着色剂选自式(I)定义的任何着色剂(I)R{A[(B)nR1]m}x其中，R为有机发色团；A为基本上选自N、O、S、SO2N和CO2的发色团的连接部分；B选自一个或多个包含2-4个碳原子的烯氧基组分；n为2至大约100的整数；m在A为O、S或CO2时为1，在A为N或SO2N时为2；x为1至大约5的整数；和R1选自H、C1-C4烷基、C1-C8脂肪酸酯、C1-C20链烯基琥珀酸酐部分和它们的任意混合物。
6.权利要求4的液体组合物，其中该粘度降低试剂选自至少一种环碳酸酯。
7.权利要求1的液体组合物，其中该粘度降低试剂存在的数量大约在0.5和5％之间，以整个组合物的重量计算。
8.权利要求6的液体组合物，其中该粘度降低试剂存在的数量大约在1和3％之间，以整个组合物的重量计算。
9.权利要求5的液体组合物，其中该粘度降低试剂为碳酸异丙烯酯。
10.权利要求6的液体组合物，其中该粘度降低试剂为碳酸异丙烯酯。
11.权利要求7的液体组合物，其中该粘度降低试剂为碳酸异丙烯酯。
12.权利要求8的液体组合物，其中该粘度降低试剂为碳酸异丙烯酯。
全文摘要
提供新的和有用的包含极少量的粘度改性剂的低粘度聚合着色剂配方，与着色剂本身的粘度相比这些粘度改性剂大幅降低最终着色剂配方的整体粘度。最终配方以这种方式促进在某些要求低粘度配方但同时允许基本上保持与未改性的着色剂相同高的着色强度特征的着色工艺和方法中利用这些聚合着色剂。因此这种意外的结果允许生产和利用不明显牺牲目标基体或介质的着色性的低粘度配方。因此，本发明配方包含任何数量的聚合着色剂，(即包含至少一种发色团组分和至少亚氧烷基链的亚氧烷基化着色剂)和至少一种偶极矩在1.0和5.0之间和或闪点为大约－20℃至大约180℃的粘度改性剂。这种改性剂显著降低粘度至低水平(以允许目标着色剂的更好的可泵性)，同时在最终目标介质上的着色性能方面没有明显差异，并有利于在使用期间和之后除去这些改性剂。生产、使用的方法和由这些配方及这些方法生产的产品也包括在本发明的范围内。
文档编号C09K3/00GK1522284SQ01810345
公开日2004年8月18日 申请日期2001年5月3日 优先权日2000年6月2日
发明者J·夏, M·E·拉格斯代尔, E·B·斯蒂芬斯, J 夏, 拉格斯代尔, 斯蒂芬斯 申请人:美利肯公司