专利名称：组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含颗粒状固体、有机介质和分散剂的组合物以及它们在油墨、研磨料、塑料和油漆中的用途。
背景技术：
许多制剂如油墨、油漆、研磨基料和塑料材料需要有效的分散剂用以将颗粒状固体均匀地分布在有机介质中。有机介质可以从极性有机介质改变成非极性有机介质。因此，寻求可以既在极性有机介质中又在非极性有机介质中分散颗粒状固体的分散剂。
美国4,224,212公开了包含聚酯的分散剂，所述聚酯衍生自与聚(低级亚烷基)亚胺起反应的含至少8个碳原子的羟基羧酸。该分散剂在非极性介质如脂族溶剂和塑料中是有效的。
EP208041公开了包含聚酯的分散剂，所述聚酯衍生自与聚(低级亚烷基)亚胺起反应的ε-己内酯。该分散剂在更极性的介质如酮和酯中是有效的。
美国4,865,621公开了车用燃料组合物，其包含二元酸酐、聚氧化烯一元胺和烃基多胺的反应产物，所述烃基多胺具有高达1343的数均分子量。
发明概述已经发现某些分散剂显示优异的在有机介质，尤其是极性有机介质(包括水)的范围中分散颗粒状固体的能力。因此，根据本发明，提供包含颗粒状固体、有机介质和/或水和通式(1)的化合物和其盐的组合物
R-U-(Y)x-T-Z-W0-v通式1其中R是H或C1-30-任选取代的烃基；或R可以是R″C＝O(酰基，其中R″是氢、烷基、芳基或任选取代的烷基或芳基)；U是氧、-NH或-NR；R是C1-30-任选取代的烃基；Y是C2-4-亚烷氧基；T是取代的乙酸或丙酸的残基；Z是多胺和/或多亚胺的残基；W是氧化物、脲或二元酸或其酸酐的残基，或它们的混合物；x为2-90；v表示不携带基团R-U-(Y)x-T-的Z中可以利用的氨基和/或亚氨基的最大数目(即v是Z的未取代的化合价的数目)，和0-v是指0到v。
因为Z是多胺和/或多亚胺的残基，所以通常存在多于2个基团R-U-(Y)x-T-与Z连接并且它们可以相同或不同。
发明详述本发明提供上述组合物。
在一个实施方案中，R是烃基，包括芳基、芳烷基、烷芳基、环烷基或烷基，它们可以是线性或支化的。
在一个实施方案中，R是烷基，任选地，含C1-30、C1-20、C1-6或C1-4-烷基的支化烷基。在一个实施方案中，R是甲基。
当R是取代的烃基时，取代基可以是C1-10-烷氧基、羰基、磺酰基、氨基甲酰基、氨基磺酰基、卤素、腈、脲基、羟基、脲烷或酯(即，-COO-或OCO-)。在一个实施方案中，R是未取代的。
在一个实施方案中，R是芳基，包括萘基或苯基。在一个实施方案中，R是芳烷基，包括2-苯乙基或苄基。
在一个实施方案中，R是烷芳基，包括辛基苯基或壬基苯基。
在一个实施方案中，R是环烷基，包括C3-8-环烷基如环丙基或环己基。
当Y是C3-4-亚烷氧基和由(Y)x表示的链包含亚乙氧基(-CH2CH2O-)时，(Y)x的结构可以是无规或嵌段的。亚乙氧基单元的数目为0-9，或1-9，或1-8。在一个实施方案中，亚乙氧基单元的数目是0。
由(Y)x表示的链可以仅包含一类C3-4-亚烷氧基重复单元或它可以包含两种或更多种不同的C3-4-亚烷氧基重复单元。当由(Y)x表示的链包含两种或更多种不同的C3-4-亚烷氧基重复单元时，(Y)x的结构可以是无规或嵌段的。
在一个实施方案中，Y是C3-4-亚烷氧基、-CH2CH2CH2CH2O-或-CH2CH(CH3)CH2O-或-CH2CH(CH3)O-。在另一个实施方案中，Y是-CH2CH2CH(CH3)O-或-CH2-CH(CH2-CH3)-O-。在一个实施方案中，Y是C3-4-亚烷氧基并且由(Y)x表示的链来自-CH2CH2CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-或-CH2-CH(CH2-CH3)-O-。
在一个实施方案中，通式(1)的化合物限定Y为-CH3CH(CH3)O-，并且由(Y)x表示的链可以包含至多9个亚乙氧基重复单元。
在一个实施方案中，基团R-U-(Y)x-T-是聚氧化烯的残基。
当Z是多胺的残基时，它包括聚乙烯胺或聚烯丙胺。不同分子量的聚烯丙胺和聚(N-烷基)烯丙胺是可从Nitto Boseki商购的。不同分子量的聚乙烯胺可以从Mitsubishi Kasei获得。
在一个实施方案中，Z是多亚胺的残基，它包括聚(C2-6-亚烷基亚胺)，尤其是聚亚乙基亚胺(PBI)。多亚胺可以是线性的或尤其是支化的。线性聚亚乙基亚胺可以通过将聚(N-酰基)亚烷基亚胺水解来制备，例如由Takeo Saegusa等人在Macromolecules，1972，第5卷，4470页中描述的那样。不同分子量的支化聚亚乙基亚胺是可从BASF和Nippon Shokubai商购的。聚亚丙基亚胺枝状体可从DSM FineChemicals商购，聚(酰氨胺)枝状体可从Aldrich Chemical Company以“ Starburst”枝状体获得。
其它有用类型的多胺混合物是通过将上述多胺混合物气提以留下通常称作″多胺底部流出物″的残余物获得的那些。一般而言，亚烷基多胺底部流出物可能表现在具有少于两种，通常少于1％(wt)沸点小于大约200℃的材料。从Dow Chemical Company of Freeport，Texas获得的名称为“E-100”的此种亚乙基多胺底部流出物的典型样品具有1.0168的在15.6℃下的比重、33.15wt％的含氮量和121厘沲的在40℃下的粘度。此种样品的气相色谱法分析包含大约0.93％“轻馏分”(非常可能是DETA)、0.72％TETA、21.74％四亚乙基戊胺和76.61％五亚乙基六胺和更高(按重量)。这些亚烷基多胺底部流出物包括环状缩合产物如哌嗪和二亚乙基三胺或三乙烯四胺的更高级类似物。
在一个实施方案中，多胺或多亚胺的数均分子量为300-650,000、500-600,000、600-100,000或1200-70,000。在聚亚乙基亚胺的情况下，在一个实施方案中，数均分子量不少于1500，不少于3,000或不少于5,000。
由W表示的二元酸的残基可以衍生自通式HOOC-B′-COOH的任何二元酸或其酸酐，其中B′是直接键或含1-20个碳原子的二价有机结构部分。B′可以是芳族、杂芳族、脂环族或脂族的，它们可以任选地被取代。当B′是含两个或更多个碳原子的脂族结构部分时，它可以是线性或支化、饱和或不饱和的。在一个实施方案中，B′是未取代的。在另一个实施方案中，B′包含不超过12个碳原子，在另一个实施方案中，不超过8个碳原子。
当B′是芳族结构部分时，它包括亚苯基，当B′是脂环族结构部分时，它包括亚环己基，当B′是脂族结构部分时，它包括亚烷基。在一个实施方案中，二元酸是对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸、偏苯三酸、C1-20-烯基或烷基琥珀酸。在一个实施方案中，二元酸衍生自马来酸、丙二酸、琥珀酸或邻苯二甲酸。当二元酸衍生自酸酐时，适合的实例衍生自戊二酸、琥珀酸、马来酸酐或邻苯二甲酸酐。
可以使用二元酸或其酐的混合物。因此，W可以是一种或多种不同的二元酸或酸酐的残基。在一个实施方案中，W是单一的二元酸或酸酐的残基。类似地，W可以是一种或多种不同的二元酸或酸酐的残基。在一个实施方案中，W是单一的二元酸或酸酐的残基。
在一个实施方案中，由Z表示的多胺或多亚胺携带2个或更多个可以相同或不同的基团R-U-(Y)x-T-。
这类分散剂可以方便地由通式(2)表示 通式(2)其中X-*-*-X表示多胺和/或多亚胺；Q是链R-U-(Y)x-T-；和q为2-2000。
在一个实施方案中，由Z表示的多胺或多亚胺携带两个或更多个不同的聚合物链并且由通式2a表示。
通式2a其中X-*-*-X和Q如在上文所限定；和Q1表示通式R1-G-(B)m-的聚酯和/或聚酰胺链；R1为氢或C1-50-任选取代的烃基；G是二价键或羰基；B是一种或多种氨基羧酸、一种或多种羟基羧酸、羟基羧酸的一种或多种内酯或它们的混合物的残基；q和s是大于0的正整数；m是2-2000的正整数；和q+s为2-2000。
在一个实施方案中，G是羰基，R1-G-是C1-50-任选取代的烃基羧酸，尤其是C1-50-任选取代的脂族酸的残基，其中脂族基可以是饱和或不饱和、线性或支化的。
在一个实施方案中，R1包含不大于30个碳原子，如在上文中对R所公开的那样。
R1-CO-也可以是线性或支化、饱和或不饱和任选取代的羧酸如甲氧基乙酸、丙酸、丁酸、己酸、辛酸、月桂酸、十二烷酸、硬脂酸、2-乙基丁酸、2-乙基己酸、2-丁基辛酸、2-己基癸酸、2-辛基癸酸和2-癸基四癸酸的残基。这类支化的烷基羧酸也可以以商品名Isocarb(得自Condea GmbH)获得并且具体实例是Isocarb 12、16、20、28、32、34T和36。
当R1是取代的时，取代基可以是一种或多种醚基团或两种或更多种醚基团。因此，R1-CO-可以是AkypoTM羟酸(得自Kao Cheni GmbH)的残基。具体实例是Akypo LF1、Akypo LF2、Akypo RLM 25、Akypo RLM45 CA、Akypo RO 20 VG和Akypo RO 50 VG。
B可由其获得的氨基羧酸包括氨基C2-20-亚烷基(亚烯基)羧酸或氨基C1-20-亚烷基羧酸。在一个实施方案中，亚烷基(亚烯基)包含不超过12个碳原子。具体实例是11-氨基十一烷酸、6-氨基己酸、4-氨基丁酸、β-丙氨酸或肌氨酸。
B可衍生自的羟基羧酸包括羟基-C2-20-亚烯基羧酸或羟基-C1-20亚烷基羧酸。适合的羟基羧酸的具体实例是蓖麻油酸、12-羟基硬脂酸、6-羟基己酸、5-羟基戊酸、12-羟基十二烷酸、5-羟基十二烷酸、5-羟基癸酸、4-羟基癸酸、10-羟基十一烷酸、乳酸或乙醇酸。
B也可衍生自内酯如β-丙内酯，任选C1-6-烷基取代的ε-己内酯和任选C1-6-烷基取代的δ-戊内酯。具体实例是ε-己内酯和7-甲基-、3-甲基-、5-甲基-、6-甲基-、4-甲基-、5-四丁基-、4，4，6-三甲基-和4，6，6-三甲基-ε-己内酯和δ-戊内酯。
在一个实施方案中，q与s的比值为6∶1-1∶6。
如在上文中所指出，分散剂可以以盐形式存在。当所述分散剂包含羧酸基时，所述盐可以是碱金属如锂、钾或钠盐。或者，所述盐可以形成有氨、胺或季铵阳离子。胺的实例是甲胺、二乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、己胺、2-乙基己胺和十八烷基胺。季铵阳离子可以是季铵阳离子或苄烷铵阳离子。季铵阳离子在一个实施方案中包含一个或两个含6-20个碳原子的烷基。季铵阳离子的实例是四乙基铵、N-十八烷基-N，N，N-三甲基铵；N，N-二(十二烷基)-N，N-二甲基铵、N-苄基-N，N，N-三甲基铵和N-苄基-N-十八烷基-N，N-二甲基铵阳离子。
在一个实施方案中，含羧酸基的分散剂呈游离酸形式。
其中v是0的通式1的分散剂可以呈有色酸的盐形式。所述有色酸可以是任何阴离子染料如每分子中平均含0.5-3个磺酸基团的磺化或羧化铜或镍酞菁或含磺酸和/或羧酸基的二偶氮染料。
当v是0时，不携带基团R-U-(Y)x-T-的Z中的一些胺/亚胺基团可以通过与酸或季铵化剂反应转变成取代的铵基团。用于这一目的的适合的试剂包括无机和强的酸如盐酸、乙酸、硫酸、烷基磺酸、烷基氢硫酸酯或芳基磺酸。季铵化剂包括硫酸二甲酯，苄基氯，甲基卤化物如氯、溴和碘，和丙烷(或丁烷)磺内酯。
通式(1)的化合物可以通过本领域已知的方法制备。在与多胺和/或多亚胺反应之前通式(1)的前体可以通过US4,713,487和EP73545中描述的方法制备。
当T是丙酸的残基时，通式(1)的化合物可以采用(甲基)丙烯腈在20℃-70℃，或30℃-50℃的反应温度下制备。通常，该反应在甲苯溶剂中进行。更多详细的描述在日本特许公开号2004-89787通式(2)之后给出。
在一个实施方案中，与多胺和/或多亚胺的反应在100℃-200℃的温度下进行。在此种条件下，反应获得酰胺和盐的形式的混合物而不是只有盐的形式。
涉及二元酸或其酸酐的反应通常可以在对反应物呈惰性的有机稀释剂的存在下进行。在一个实施方案中，有机稀释剂是反应物的溶剂。有机稀释剂可以是芳族或脂族的，包括卤化衍生物。实例是甲苯、氯苯、庚烷和石油醚馏出液。通常，在没有有机稀释剂的情况下进行反应。
当W是氧化物的残基时，在不携带基团R-U-(Y)x-T-的Z中的氨基和/或亚胺基团的数目可以在宽的限度内变化。此类分散剂可容易地通过使含游离氨基和/或亚氨基的分散剂与氧化化合物如氧气(或空气)或过氧化物如过氧化氢或过硫酸铵起反应来制备。类似地，当W是脲的残基时，此类分散剂也可以容易地通过使不携带基团R-U-(Y)x-T-的Z中的任何游离氨基和/或亚氨基与脲起反应来制备。在一个实施方案中，反应在惰性气氛中在80℃-140℃的温度下进行。
在其中W是二元酸或其酸酐的残基的具体情况下，不携带基团R-U-(Y)x-T-的Z中的氨基和/或亚氨基的大部分与所述二元酸和/或酸酐起反应。
存在于组合物中的颗粒状固体可以是任何基本上不溶于有机介质的无机或有机固体材料。在一个实施方案中，颗粒状固体是颜料。
适合的固体的实例是用于溶剂油墨的颜料；用于油漆和塑料材料的颜料、增量剂和填料；分散染料；用于溶剂染浴、油墨和其它溶剂应用体系的荧光增白剂和织物助剂；用于油基和反相-乳液钻探泥浆的固体；干洗液中的尘土和固体颗粒；颗粒状陶瓷材料；磁性材料和磁记录介质；用于复合材料的纤维如玻璃，钢，碳和硼，和在有机介质中用作分散体的杀生物剂、农用化学品和药物。
在一个实施方案中，所述固体是来自任何公认类别的颜料的有机颜料，所述公认类别的颜料例如在Colour Index(1971)的第三版以及随后的修订版和对其的增补版中在段头“Pigments”下进行了描述。有机颜料的实例是选自偶氮、二偶氮、缩合偶氮、硫靛、阴丹酮、异阴丹酮、二苯并芘-5，10-二酮、蒽醌、异二苯并蒽酮、三苯二嗪、喹吖啶酮和酞菁系列，尤其是铜酞菁及其核卤化衍生物，以及酸的色淀、碱性和媒介染料。炭黑虽然严格来说是无机的，但是其分散性能方面的表现更像有机颜料。在一个实施方案中，有机颜料是酞菁尤其是铜酞菁，单偶氮，二偶氮，阴丹酮，二苯并芘-5，10-二酮，喹吖啶酮和炭黑。
无机固体包括增量剂和填料如滑石、高岭土、二氧化硅、重晶石和白垩；颗粒状陶瓷材料如氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化钛、氮化硅、氮化硼、碳化硅、碳化硼、混合氮化硅-铝和金属钛酸盐；颗粒状磁性材料如过渡金属尤其是铁和铬的磁性氧化物，例如γ-Fe2O3、Fe3O4，和钴掺杂的氧化铁、氧化钙、铁酸盐尤其是铁酸钡；和金属颗粒，尤其是金属铁、镍、钴、铜和它们的合金。
其它有用的固体材料包括农用化学品如杀真菌剂、flutriafen、多菌灵、百菌清和代森锰。
在一个实施方案中，存在于本发明组合物中的有机介质是塑料材料，在另一个实施方案中，是有机液体。有机液体可以是非极性或极性的有机液体，但是通常使用极性有机液体。与有机液体有关的术语″极性″是指有机液体能够形成中等至强的键，如Crowley等人在Journalof Paint Technology，38卷，1966第269页文章标题为“A ThreeDimensional Approach to Solubility”中所述。此类有机液体通常地具有如上述文章中所限定的5个或更多的氢键数目。
适合的极性有机液体的实例是胺、醚尤其是低级烷基醚、有机酸、酯、酮、二醇、醇和酰胺。此类中等强度氢键液体的许多具体实例在Ibert Mellan的书本标题为“Compatibility and Solubility”(由Noyes Development Corporation在1968年出版)的39-40页上的表2.14中给出，这些液体都属于本文所使用的术语极性有机液体的范围内。
在一个实施方案中，极性有机液体是二烷基酮、烷烃羧酸和烷醇的烷基酯，尤其是那些包含至多(和包括)总共6个碳原子的液体。作为极性有机液体的实例，包括二烷基和环烷基酮，如丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二异丙酮、甲基异丁基酮、二异丁酮、甲基异戊基酮、甲基正戊基酮和环己酮；烷基酯如乙酸甲酯、乙酸乙酯、醋酸异丙酯、乙酸丁酯、甲酸乙酯、丙酸甲酯、甲氧基丙基乙酸酯和丁酸乙酯；二醇和二醇酯和醚、如甘醇、2-乙氧基乙醇、3-甲氧基丙基丙醇、3-乙氧基丙基丙醇、2-丁氧基乙基乙酸酯、3-甲氧基丙基乙酸酯、3-乙氧基丙基乙酸酯和2-乙氧基乙基乙酸酯；烷醇如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇和二烷基醚和环状醚如二乙醚和四氢呋喃。在一个实施方案中，溶剂是烷醇、烷烃羧酸和烷烃羧酸的酯。在一个实施方案中，本发明适合于基本上不溶于水介质的有机液体。另外，本领域技术人员应理解，少量水介质(如二醇、二醇醚、二醇酯和醇)可以存在于所述有机液体中，只要整个有机液体基本上不溶于水介质。
可以用作极性有机液体的有机液体的实例是成膜树脂，如适合于制备油墨、油漆和用于各种应用如油漆和油墨的屑片的成膜树脂。此类树脂的实例包括聚酰胺如VersamidTM和WolfamidTM，和纤维素醚如乙基纤维素和乙基羟乙基纤维素，硝化纤维素和乙酸丁酸纤维素树脂，包括它们的混合物。油漆树脂的实例包括短油醇酸树脂/蜜胺-甲醛、聚酯/蜜胺-甲醛、热固性丙烯酸系树脂/蜜胺-甲醛、长油醇酸树脂、聚醚多元醇和多介质树脂如丙烯酸系树脂和脲/醛。
有机液体可以是多元醇，即，含两个或更多个羟基的有机液体。在一个实施方案中，多元醇包括α-ω二醇或α-ω二醇乙氧基化物。
在一个实施方案中，非极性有机液体是含脂族基、芳族基或其混合物的化合物。非极性有机液体包括未卤化芳族烃(例如，甲苯和二甲苯)、卤化芳族烃(例如，氯苯、二氯苯、氯甲苯)、未卤化脂族烃(例如，含6个或更多碳原子的线性和支化脂族烃，都是完全和部分饱和的)、卤化脂族烃(例如，二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、三氯乙烯)和天然非极性有机物(例如，植物油、向日葵油、亚麻子油、萜烯和甘油酯)。
在一个实施方案中，基于总的有机液体，所述有机液体包含至少0.1wt％，或者1wt％或更多极性有机液体。
有机液体任选地还包含水。在一个实施方案中，有机液体不含水。
当有机液体包含水时，基于有机液体的量，在一个实施方案中，所存在的水的量不大于70wt％，不大于50wt％，或不大于40wt％。
塑料材料可以热固性树脂或热塑性树脂。在本发明中有用的热固性树脂包括当加热、催化或经历UV辐射时发生化学反应并变得相对不熔的树脂。热固性树脂中的典型反应包括不饱和双键的氧化，涉及环氧基/胺、环氧基/羰基、环氧基/羟基、多异氰酸酯/羟基、氨基树脂/羟基结构部分的反应，聚丙烯酸酯的自由基反应，环氧树脂和乙烯基醚的阳离子聚合，硅醇的缩合等。
含羟基官能团的聚合物(通常是多元醇)广泛地用于热固性体系以与氨基树脂或多异氰酸酯交联。多元醇包括丙烯酸系树脂多元醇、醇酸树脂多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚氨酯多元醇。典型的氨基树脂包括蜜胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、脲甲醛树脂和甘脲甲醛树脂。多异氰酸酯是含两个或更多个异氰酸酯基的树脂，既包括单体脂族二异氰酸酯、单体芳族二异氰酸酯又包括它们的聚合物。典型的脂族二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和氢化二苯甲烷二异氰酸酯。典型的芳族异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯和联苯甲烷二异氰酸酯。
在一个实施方案中，热塑性树脂包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚苯乙烯系树脂、聚(甲基)丙烯酸酯、纤维素和纤维素衍生物。所述组合物可以按许多方法制备但是典型的方法是熔融混合和干固体共混。
如果需要的话，组合物可以包含其它成分，例如，树脂(当这些还没有构成有机介质时)、粘结剂、流化剂、抗沉降剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂、流变性改性剂、流平剂、光泽改进剂和防腐剂。
组合物通常包含1-95wt％颗粒状固体，其中精确的量取决于固体的性质并且该量取决于固体的性质和固体的相对密度和极性有机液体。例如，基于组合物的总重量，在一个实施方案中，其中固体是有机材料如有机颜料的组合物包含15-60wt％所述固体，而在一个实施方案中，其中固体是无机材料如无机颜料、填料或增量剂的组合物包含40-90wt％所述固体。
组合物可以通过任何已知用于制备分散体的常规方法制备。因此，可以按任何次序将固体、有机介质和分散剂混合，然后让该混合物经受机械处理以将固体的颗粒减小到合适的尺寸，例如通过球磨、珠磨、卵石磨或塑料研磨，直到形成分散体。或者，可以将固体独立地或以与有机介质或分散剂的混合物形式进行处理以减小其颗粒尺寸，然后添加其它成分并搅拌该混合物以提供组合物。
本发明的组合物尤其适合于液体分散体。在一个实施方案中，此类分散体组合物包含(a)0.5-30份颗粒状固体；(b)0.5-30份通式(1)的化合物；和(c)40-99份有机液体；其中所有份数按重量计并且数量(a)+(b)+(c)＝100。
在一个实施方案中，组分A)包含0.5-30份颜料并且此类分散体作为液体油墨、油漆和研磨基料是有用的。
如果需要包含颗粒状固体和呈干燥形式的通式(1)的分散剂的组合物，则有机液体通常是挥发性的，使得可以通过简单的分离手段如蒸发容易地将它从颗粒状固体中除去。在一个实施方案中，组合物包含有机液体。
如果干燥组合物主要由通式(1)的分散剂和颗粒状固体构成，则基于所述颗粒状固体的重量，所述组合物通常包含至少0.2％，至少0.5％或至少1.0％通式(1)的分散剂。在一个实施方案中，基于颗粒状固体的重量，干燥组合物包含不大于100wt％，不大于50wt％，不大于20wt％或者不大于10wt％通式(1)的分散剂。
如上文中所公开的那样，本发明的组合物适合于制备研磨基料，其中在通式(1)的化合物和其盐的存在下在有机液体中研磨颗粒状固体。
因此，根据本发明的又一个方面，提供包含颗粒状固体、有机液体和通式(1)的化合物和其盐的研磨基料。
通常，基于研磨基料的总重量，所述研磨基料包含20-70wt％颗粒状固体。在一个实施方案中，颗粒状固体不少于研磨基料的10wt％或不少于20wt％。此类研磨基料可以任选地包含在研磨之前或之后添加的粘结剂。
粘结剂是当使有机液体挥发时能够粘结该组合物的聚合物材料。
粘结剂是聚合的材料，包括天然和合成材料。在一个实施方案中，粘结剂包括聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯系树脂、聚酯、聚氨酯、醇酸树脂、多糖如纤维素、和天然蛋白质如酪蛋白。在一个实施方案中，基于颗粒状固体的量，粘结剂以超过100％，超过200％，超过300％或超过400％的量存在于组合物中。
在研磨基料中任选的粘结剂的量可以在宽的限度内变化但是通常不少于所述研磨基料的连续/液相的10wt％，常常不少于20wt％。在一个实施方案中，粘结剂的量不大于研磨基料的连续/液相的50wt％或不大于40wt％。
研磨基料中的分散剂的量取决于颗粒状固体的量但是通常为研磨基料的0.5-5wt％。
由本发明的组合物制成的分散体和研磨基料尤其适合用于涂料和油漆，尤其是高固含量油漆；油墨，尤其是苯胺印刷、凹版印刷和丝网印刷油墨；无水陶瓷加工，尤其是带涂、到刀-叶片、挤出和注射模塑型加工；复合材料、化妆品、粘合剂和塑料材料。
因此，根据本发明的另一个方面，提供包含颗粒状固体、有机液体、粘结剂和通式(1)的化合物和其盐的油漆或油墨。
如上文中指出的那样，许多通式(1)的分散剂是新颖的。
根据本发明的又一个方面，提供通式(1)的化合物和其盐，其中Z是数均分子量不少于1500的多胺和/或多亚胺并且其中v是0。
在一个实施方案中，提供了通式(1)的化合物和其盐，其中Y是C3-4-亚烷氧基，由(Y)x表示的链在数目上可以包含至多9个亚乙氧基重复单元，Z是数均分子量不少于1200的多胺和/或多亚胺。
将通过以下实施例进一步说明本发明，其中对数量的所有引用以重量份为单位，除非有相反表示。
实施例实施例1中间体1在120℃下，在氮气气氛中，将聚烷氧基化物(MeO+20PO+9EO)(50g，30.6毫摩尔)、氢氧化钾(KOH)(15.48g，270毫摩尔)和甲苯(140ml)搅拌30分钟。然后小心地添加氯乙酸钠(8.94g，76毫摩尔)，并在120℃下继续反应18小时，然后允许冷却到100℃以下。添加水(20g)并在85℃下将反应混合物再搅拌30分钟。然后使用浓盐酸(HCl)将溶液的pH值调节到pH值2。此后，添加23％的氯化钠(NaCl)水溶液(50ml)，在搅拌下将混合物加热到90℃保持1小时。然后分离水层。用更多的23％的氯化钠(NaCl)水溶液(50ml)洗涤甲苯萃取物，并用硫酸镁(MgSO4)干燥，过滤然后在减压下除去溶剂而获得琥珀色液体(44g)。IR显示存在羧酸羰基vmax1738cm-1。酸值＝32.4mgKOH/g。这是中间体1。
中间体2用二乙醚(75ml和2×25ml)洗涤氢化钠(2.3g，66％，在油中)，然后添加聚烷氧基化物(甲氧基聚丙二醇，MW1900)(100g，52.6毫摩尔)并于100℃下在氮气气氛中将该混合物搅拌2小时。然后小心地添加氯乙酸钠(7g，60毫摩尔)，并在120℃下继续反应5小时，然后冷却到100℃以下。将该混合物添加到水(700ml)中并在50℃下搅拌该反应混合物45分钟而获得乳液。然后使用2M HCl(75ml)将该乳液的pH值调节到pH2。在50℃下搅拌45分钟之后，乳液分离成油相和水相。使用甲苯(750ml)萃取油相。用更多的水(2×200ml)洗涤甲苯萃取物，用MgSO4干燥并过滤。此后，在减压下除去溶剂而获得琥珀色液体(76g)。IR显示存在羧酸羰基vmax1738cm-1。酸值是27.6mgKOH/g。这是中间体2。
中间体3中间体3的制备方法与中间体2的相同，除了反应试剂是氢化钠(3.43g，66％，在油中)、二乙醚(75ml和2×25ml)，聚烷氧基化物(甲氧基聚丙二醇，MW1300)(100g，76.9毫摩尔)和氯乙酸钠(10.15g，87毫摩尔)。产物是琥珀色液体(100g)。IR显示存在羧酸羰基vmax1738cm-1。酸值是33.4mgKOH/g。
中间体4在120℃下，在氮气气氛中将聚烷氧基化物(2-萘酚+10PO+9EO)(50g，30.6毫摩尔)、KOH(15.48g，270毫摩尔)和甲苯(140ml)搅拌30分钟。然后小心地添加氯乙酸钠(8.94g，76毫摩尔)，并在120℃下继续反应18小时，然后允许冷却到100℃以下。然后添加水(20g)并在85℃下将反应混合物搅拌30分钟以形成溶液。然后使用浓HCl将该溶液的pH值调节到pH2。此后，添加23％的NaCl水溶液(50ml)并在搅拌下将该混合物加热到90℃保持1小时。分离水层。用更多的23％的NaCl水溶液(50ml)洗涤甲苯萃取物，用MgSO4干燥，过滤然后在减压下除去溶剂而获得琥珀色液体(44g)。IR光谱显示存在羧酸羰基vmax1738cm-1。酸值＝56.1mgKOH/g。这是中间体4。
中间体5中间体3的制备方法与中间体2的相同，除了反应试剂是氢化钠(12.9g，66％，在油中)、二乙醚(75ml和2×25ml)，聚烷氧基化物(甲氧基聚丙二醇，MW700)(200g，286毫摩尔)和氯乙酸钠(38.17g，328毫摩尔)。产物是琥珀色液体(100g)。IR显示存在羧酸羰基vmax1738cm-1。酸值是67.3mgKOH/g。
分散剂1中间体1的聚亚乙基亚胺衍生物，其中中间体1∶PEI SP200的比例为13∶1在120℃下，在氮气气氛中将中间体1(26g)与2g PEI SP200(聚亚乙基亚胺，得自Nippon Shokubai，MW10000)搅拌6小时以在冷却后获得琥珀色粘性液体(26g)。酸值＝22.2mgKOH/g。这是分散剂1。
分散剂2中间体1的聚亚乙基亚胺衍生物，其中中间体1∶PEI SP200的比例为7∶1在120℃下，在氮气气氛中将中间体1(17g)与PEI SP200(2.42g)搅拌6小时以在冷却后获得琥珀色粘性液体(18g)。酸值＝23.3mgKOH/g。这是分散剂2。
分散剂3分散剂3如下制备在140℃下在氮气气氛中搅拌17.5g中间体2与PEI SP012(2.5g)4小时以在冷却后获得乳膏状固体(19g)。酸值是4.1mgKOH/g。
分散剂4分散剂4如下制备在120℃下在氮气气氛中搅拌14g中间体2与PEISP012(7g)6小时以在冷却后获得琥珀色粘性液体(20g)。酸值是9.5mgKOH/g。
分散剂5分散剂5如下制备在120℃下在氮气气氛中将17.5g中间体3与PEIS012(2.5g)搅拌6小时以在冷却后获得褐色液体(26g)。酸值是13.6mgKOH/g。
分散剂6分散剂6如下制备在120℃下，在氮气气氛中将26g中间体4与聚烯丙胺(MW17000)(10g，20％的水溶液)搅拌6小时以在冷却后获得琥珀色固体(26g)。酸值是50.7mgKOH/g。
分散剂7分散剂7如下制备在120℃下在氮气气氛中将20g中间体4与PEISP075(1.33g)搅拌6小时以在冷却后获得琥珀色粘性液体(20g)。酸值是39.3mgKOH/g。
分散剂8分散剂8如下制备在70℃下，在20ml甲苯和琥珀酸酐(0.26g)存在下，将16g中间体4搅拌2小时。当IR光谱证实存在可以忽略的/没有酸酐官能度时，通过加热到120℃而允许溶剂从混合物中蒸发。产物的酸值为51mgKOH/g。
分散剂9分散剂9如下制备在120℃下，在氮气气氛中将15g中间体5与PEISP012(5g)搅拌6小时以在冷却后获得琥珀色粘性液体(18g)。产物具有18.9mgKOH/g的酸值。
分散剂10分散剂10如下制备在120℃下，在氮气气氛中将17.5g中间体5与PEI SP012(2.5g)搅拌6小时以在冷却后获得琥珀色粘性液体(18g)。酸值是13.9mgKOH/g。
对比实施例1是如US4,645,611所述被月桂酸封端并与聚亚乙基亚胺起反应的聚(ε-己内酯)。
对比实施例2是在没有分散剂的情况下制备的研磨基料。
研磨基料的制备使用分散剂1-2和对比实施例1和2制备一系列品红色研磨基料。研磨基料如下制备在7.55g MPA∶丁醇比例为4∶1(MPA＝甲氧基丙基乙酸酯)的溶剂混合物中将分散剂1或2(0.45g)溶解。添加玻璃珠(3mm，17份)和Monolite Rubine 3B(得自Heubach，2.0份)并在水平摇动器上将混合物摇动16小时。然后使用A-E(好-差)的任意等级评价所得的分散体的流动性。分散剂和对比实施例获得的研磨等级在表中示出。
上面涉及的每篇文献在此引入作为参考。除了实施例中，或当另有明确说明时，说明书中规定材料数量、反应条件、分子量、碳原子数等的所有数值应理解由词语“大约”修饰。除非另有说明，本文涉及的每种化学物质或组合物应该解释为是商品级材料，它们可以包含异构体、副产物、衍生物和其它通常认为将以商品级存在的那些材料。然而，在不算任何溶剂或稀释油的情况下给出每种化学成分的量，所述溶剂或稀释油可以通常存在于该商业材料中，除非另有说明。应该理解的是，本文给出的任何上限和下限数量、范围和比例可以独立地结合。类似地，本发明每种要素的范围和数量可以与任何其它要素的范围或数量一起使用。本文所使用的表述“主要由...构成”允许包括不会实质上影响所考虑的组合物的基本和新颖特性的物质。
虽然已经根据本发明的优选实施方案对其进行了说明，但是应该理解的是，本发明的各种修改将对阅读了本说明书的本领域技术人员是显而易见的。因此，应该理解的是，在此公开的本发明旨在涵盖属于所附权利要求书范围内的那些修改。
权利要求
1.组合物，该组合物包含颗粒状固体、有机介质和/或水和通式(1)的化合物和其盐R-U-(Y)x-T-Z-W0-v通式(1)其中R是H或C1-30-任选取代的烃基；或R可以是R″C＝O(酰基，其中R″是氢、烷基、芳基或任选取代的烷基或芳基)；U是氧、-NH或-NR；R是C1-30-任选取代的烃基；Y是C2-4-亚烷氧基；T是取代的乙酸或丙酸的残基；Z是多胺和/或多亚胺的残基；W是氧化物、脲或二元酸或其酸酐的残基，或它们的混合物；x为2-90；v表示不携带基团R-U-(Y)x-T-的Z中可利用的氨基和/或亚氨基的最大数目。
2.根据权利要求1的组合物，其中Y是C3-4-亚烷氧基，由(Y)x表示的链在数目上包含至多9个亚乙氧基重复单元。
3.权利要求2的组合物，其中亚乙氧基单元的数目是0。
4.根据权利要求1的组合物，其中Y是C3-4-亚烷氧基并且由(Y)x表示的链是-CH2CH2CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-或-CH2-CH(CH2-CH3)-O-。
5.根据权利要求1的组合物，其中W是独立地衍生自马来酸、丙二酸、琥珀酸和邻苯二甲酸、马来酸酐、戊二酸酐、琥珀酸酐和邻苯二甲酸酐的残基。
6.根据权利要求1的组合物，其中由Z表示的基团是聚乙烯亚胺。
7.根据权利要求1的组合物，其中所述有机介质是有机液体或塑料材料。
8.根据权利要求1的组合物，其中基于总的有机液体，所述有机液体包含至少0.1wt％极性有机液体。
9.根据权利要求1的组合物，其中所述颗粒状固体是颜料。
全文摘要
本发明提供组合物，该组合物包含包含颗粒状固体、有机介质和/或水和通式(1)的化合物和其盐通式(1)其中R是H或C
文档编号C09D11/00GK101084272SQ200580044081
公开日2007年12月5日 申请日期2005年12月6日 优先权日2004年12月21日
发明者D·塞特福特 申请人:诺誉有限公司