CN101100496A - 含氧化胺基团的马来酸酐共聚物及其用途 - Google Patents

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S·西尔伯
W·乔斯滕
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M·盖科斯基
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Abstract

本发明涉及含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,及其用作颜料和填充剂的分散剂的用途。

Description

含氧化胺基团的马来酸酐共聚物及其用途
技术领域
本发明涉及含氧化胺基团的马来酸酐共聚物、及其用作颜料或填充剂的分散剂的用途。
背景技术
根据现有技术,作为分散剂而言,目前通常采用的是具有酸基和/或碱基的聚丙烯酸酯,它们也可以是盐的形式,它们可通过将相应的单体丙烯酸酯——例如丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸-2-羟基乙基酯及其烷氧基化物——与具有乙烯基双键的其他单体——例如苯乙烯或乙烯基咪唑(参见,例如EP-B-0 311 157)——聚合而制成。但是,也有报道如何通过聚丙烯酸烷基酯的酯交换反应、通过类聚合反应的方式(polymer-analogous reaction)用醇或胺取代烷基,来制备这种分散剂的方法(参见,例如EP-B-0595129、DE-C-39 06 702、EP-A-0 879860)。据称这种类聚合反应方案的优点在于可缩小分子量的分布,并且不含有***的或有毒的单体部分。还据称通过这种方式可以制备出由于工业上缺少相应的可聚合单体而无法通过直接聚合来获得的聚合物。一般,上述醇解或氨解通常需要使用强酸性的催化剂,例如硫酸或对甲苯磺酸,或使用金属盐,例如钛酸盐;这些催化剂在所报道的最高达200℃的反应温度下,不仅会导致引起分子量增大的不想要的副反应的发生,还通常会导致色泽强烈的产物的出现,这种有色产物的颜色意味着它们不太适用于,或者甚至完全不适用于要求苛刻的分散工作。
据例如WO 96/14347所述,还通过一种非常类似的方式,使用含可自由基聚合二羧酸的二酯——例如马来酸二烷基酯——的聚合物作为制备分散剂的基础。该文献描述了以下方法:首先使二羧酸烷基酯与羟基-官能化的聚氧化烯发生酯交换反应,继之以随后的与另一种乙烯基式不饱和的单体的共聚反应。此处的缺陷仍是在优选为酸性的催化剂存在下的酯交换步骤需要约160℃的反应温度,而这又会导致与由此所得的分散剂的可能用途相关的上述问题。随后的共聚反应需要加入大量的价格昂贵的有机过氧化物作引发剂,以便能够获得足够的转化率和可重复生产的共聚物。即便如此,特别是在使用平均分子量大于500g/ml的单体的情况下,还是会在反应混合物中残留下相当多的以未反应形式存在的未聚合的单体部分,这些部分也不再能以经济的方式被除去。这是特别不希望的,其原因除了经济上的缺陷之外,还由于多数可自由基聚合的乙烯基化合物所固有的潜在毒性。此外,产物在共聚反应后,其颜色通常也会严重变深。而这又较大地限制了可能的应用。
而且,特别是在高质量的工业涂料领域,例如在汽车的OEM涂饰领域,上述现有技术的分散剂也不能(完全地)满足不同的性能需要。例如,时常,妨碍这些分散剂广泛应用的一些缺陷有时是彼此矛盾的,如:缺少与各种粘合剂的相容性,仅能在加入非常多分散剂的情况下才能达到足够的活性,过长的分散时间,可达到的着色(pigmentation)水平太低,形成的色强度不足、粘度及色调的不变性(尤其是在储存后)、或者由于分散剂而造成的颜料稳定性过低而产生的絮凝与聚集(包括一段时间延迟后所观察到的情况)。
发明内容
因此,本发明的目的在于克服以上大量的缺陷,提供一种易于制备的并且特别是具有非常好的性能特征的新的分散剂。
令人惊讶地发现,可获得优于现有技术并且不具有上述缺陷的新的分散剂。
这便是含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,这种共聚物可通过以下方法制得:
使马来酸酐共聚物的至少1mol%的酸酐基团与选自以下的二胺发生反应,
HR1N-R2-NR3R4
a)
其中
R1为氢或一个具有1至24个碳原子的一价烃基,
R2为一个具有2至24个碳原子的二价亚烷基,
R3和R4为相同或不同的具有1至12个、优选1至6个碳原子的脂族烷基和/或脂环烷基;
然后进行氧化反应,形成以单酰胺基团和/或酰亚胺基团连接的氧化胺基团,所述氧化胺基团具有以下通式(正如本领域普通技术人员所清楚知晓的,曲线在下文中用于表示该标示仅涉及与一种聚合物化合物的一部分),
Figure A20061009022600081
优选这样的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,其中另一部分的酸酐基团已与选自以下的醇和/或胺发生了反应,分别形成相应的单酯、单酰胺或酰亚胺结构,
b)通式如下的饱和或不饱和的脂环或环状的一羟基和/或一胺化合物,
分别为HO-R1或HR2N-R1
其中
R1为一个具有2至24个碳原子的烃基,并且
R2为氢或一个具有1至24个碳原子的一价烃基。
同样优选这样的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,其中另一部分的酸酐基团已与c)反应,形成相应的单酯结构,
c)通式如下的聚氧化烯化合物
H-(O-C2H4-aR3 a)b(O-CcH2c)dO-R4
其中
R3为相同或者不同的具有1至24个碳原子的烷基或亚烷基,或者为具有最高达24个碳原子的被取代的或未被取代的苯基,并且
R4为氢、或一个具有最高达24个碳原子的饱和的或不饱和的任选支链的或环状的或芳香族的烃基,所述烃基如果需要的话也可包括选自O、S、N、P、Si、F、Cl、Br和I的杂原子,
a=0至3,
b=0至100,
c=2至12,
d=0至100,
且(b+d)的和=2至200,
聚氧化烯片断(O-C2H4-aR3 a)b和(O-CcH2c)d的顺序是任意的。
同样优选这样的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,其中另一部分的酸酐基团已与d)反应,形成相应的单酰胺和/或酰亚胺结构,
d)通式如下的聚氧化烯化合物
H2N-R5-(O-C2H4-aR3 a)b(O-CcH2c)dO-R6
其中
R3为相同的或者不同的具有1至24个碳原子的烷基或亚烷基,或者为具有最高达24个碳原子的被取代的或未被取代的苯基,
R5为一个具有2至6个碳原子的二价亚烷基,并且
R6为氢、或一个具有最高达24个碳原子的饱和的或不饱和的任选支链的或环状的或芳香族的烃基,所述烃基如果需要的话也可包括选自O、S、N、P、Si、F、Cl、Br和I的杂原子,
a=0至3,
b=0至100,
c=2至12,
d=0至100,
且(b+d)的和=2至200,
聚氧化烯片断(O-C2H4-aR3 a)b和(O-CcH2c)d的顺序是任意的。
在此下标a可以在一种聚氧化烯中有不同的数值。这是为了表明这一事实:适合的聚氧化烯既可以是,例如乙二醇的均聚物、乙二醇与1,2-丙二醇的共聚物,或者也可以是多于两个单体的多元共聚物(multiplecopolymer),所述单体例如乙二醇、1,2-丙二醇及1,2-丁二醇。与此无关,下标c也可以在一种聚氧化烯中有不同的数值,从而,例如,使得还可另外用1,4-丁二醇构建多元共聚物,使共聚物可具有随机的或嵌段的结构。
作为共聚单体,本发明的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物可包括至少一种具有乙烯基双键的不同的其他单体,优选单体如下:苯乙烯、烷基化苯乙烯化合物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、烷基乙烯基醚、乙酸乙烯酯、衣康酸酯或上述单体的混合物。
优选用苯乙烯作为共聚单体,马来酸酐与苯乙烯的摩尔比为1∶1至1∶3。
优选地,本发明的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物的分子量Mw为1000至100,000g/mol,优选2500至50,000g/mol。
按照所需的性能,聚合物中的羧酸基团可以中和为羧酸盐。
本发明还提供了含氧化胺基团的马来酸酐共聚物用作颜料或填充剂的分散剂的用途,特别是用作制备颜料浓液(concentrate)的分散剂的用途,所述分散剂与待分散的颜料和/或填充剂一起均质化,如果需要的话可在有机溶剂和/或水的存在下进行,如果需要的话还可再加入粘合剂,以及如果需要的话还有常规的涂料助剂。
同样,本发明还提供了本发明的共聚物用以制备一种涂层组合物的用途,其中将一种粘合剂与——如果需要的话——一种溶剂、与颜料和/或填充剂、与分散剂以及——如果需要的话——助剂一起分散。
因此,本发明提供了一类新的具有预料不到突出性能的分散添加剂。
可以将以下化学式方案看成是为了阐明反应顺序及在此过程中形成的结构而提出的一个实例:
Figure A20061009022600101
当然,本领域普通技术人员清楚了解通过采用含多于仅一个可在酸酐基团上亲核取代的官能团的化合物,例如二羟基或三羟基化合物,借助于在两个或更多个酸酐基团——因此所述酸酐基团属于不同的马果酸酐共聚物——上的分子间反应,可通过至少两个马来酸酐共聚物链之间的交联反应而使分子量提高。可以对这一事实以靶向(targeted)的方式加以利用,并且,通过利用多官能化合物的加入量,还可在较宽的范围内控制整个分子的分子量,以便能够确立特定的性能,例如粘度。
例如,除其他文件外,特别是在JP 62 183 845、WO 97/15382和EP-0 747 457中所述,通过引入以单酰胺和/或酰亚胺基团连接的氧化胺基团,可决定性改进马来酸酐共聚物及其通过醇解或氨解而获得的衍生物的分散性能(久已为本领域普通技术人员所知)。此外,这也可以通过以下方法来实现,即保持马来酸酐共聚物由于与大量不同的亲核试剂发生反应而具有的结构变化可能性的原始多样性;正如本领域普通技术人员所清楚了解的,所述马来酸酐共聚物在其多样性方面至少等于上述丙烯酸烷基酯聚合物的醇解产物或氨解产物,但这种马来酸酐共聚物却在性能方面提供了截然不同的优点。
令人惊讶的是,即使采用以单酰胺和/或酰亚胺连接的以上通式的氧化胺基团对马来酸酐共聚物进行很小的改性,即每个酸酐基团的1mol%,也能够带来分散性能的显著提高,这是因为几乎没有任何关于氧化胺能够提高颜料及填充剂的分散性的知识。在这种情况下,发现氧化胺明显地具有一种特别好的能力,即,能够与多种颜料表面相互作用,从而确保分散剂能够以极为可靠的方式吸附于颜料表面。因此,氧化胺成为被称之为“锚定基团(anchor group)”的特别有效的实例,这种锚定基团在很久之前曾被定量地用于描述例如羧酸基团(为进行比较,参见L.Dintenfass,JOCCA,41(1958)125);J.D.Schofield在Polymeric Dispersants,Handbook of Coatings Additives,第2卷,第1版(L.J.I.Calbo编辑),Marcel Dekker,纽约(1992)71中给出了有关于其他锚定基团、各种机理以及其他文献的综述。
然而,根据现有技术,氧化胺本身却通常以甜菜碱型化合物(“内盐”)的形式和/或与甜菜碱型化合物相结合的形式作为分散促进剂仅予以一般性描述,例如JP 63 095 277(印刷油墨中的铝)、US-A-4 486405(美容制品中的金属氧化物)、DE-B-25 46 810(环氧体系中的填充剂)及DE-B-16 44 193(偶氮染料的后处理)。
用作基础原料的马来酸酐共聚物可以是市售产品(Leuna-HarzeGmbH,D-06236 Leuna),或者,也可以通过现有技术中通用的方法进行制备,即,使马来酸酐与至少100mol%的具有乙烯基双键的另一种不同的单体发生自由基聚合,所述单体优先选自:苯乙烯、烷基化苯乙烯化合物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、烷基乙烯基醚、乙酸乙烯酯和衣康酸酯,或上述单体的混合物。苯乙烯在马来酸酐与苯乙烯的摩尔比为1∶1至1∶3时是特别适合的共聚单体。正如,例如S.D.Baruah、N.C.Laskar在J.Appl.Polym.Sci.(1996),60,649和US-A-4180637中所述,对这种聚合物自二十世纪四十年代以来就已进行了众多研究,并一直持续至今。
酸酐基团与特定的氨基化合物和/或羟基化合物的反应既可以在加入溶剂和催化剂的情况下进行,或者,也可以不加入溶剂和催化剂。然而,在任何时候,低亲核性的碱性催化剂例如叔胺都是有利的。作为选定温度的函数,以及特别有利地,通过利用温度梯度,可以实现单酰胺与酰亚胺的优先形成,其中,依据反应组分、溶剂及实验设定,单酰胺(加成反应)在室温下形成,而酰亚胺(缩合反应)的合成则需要优选80℃以及更高的温度:
Figure A20061009022600121
本发明的氧化胺可以按文献中的已知方法通过在中等温度下过氧化氢水溶液的简单氧化来制备。该反应不会对依据本发明而存在于分子中的其他结构部分和官能团产生任何不利的影响。以下用本发明的一种马来酰亚胺衍生物来示例说明上述反应:
Figure A20061009022600122
本领域的普通技术人员清楚了解的是,根据反应条件,并且在水的存在下,至少部分地同样也可以形成与本发明氧化胺的类似的氧化胺水合物。因此,不需要特别指出本发明分散剂中可能存在这种水合物,并且因此用术语“氧化胺”便足以阐明和描述。
具体实施方式
制备实例
一般制备方法
使酸值为335mg KOH/g、平均分子量Mw=10,000至20,000g/mol的一种马来酸酐共聚物(马来酸酐与苯乙烯的共聚物,Leuna Harze GmbH)溶于甲基乙基酮/甲基异丁基酮的混合物(混合比20∶80重量%)中,以马来酸酐共聚物的酸酐基团计,按所需的摩尔比将该溶液与一种单羟基-官能化聚氧化烯(含25重量%环氧丙烷的环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物,羟值34mg KOH/g,粘度300mPa/25℃)和一种氨基-官能化聚氧化烯(Jeffamin M 2070,Texaco Chemical Company)的混合物、以及N,N-二甲基氨基丙胺进行混合。该混合物在压力条件下加热4小时。所得产物具有所需酸值时,即停止反应。蒸馏除去溶剂。产物为中等粘度的浅黄色透明液体。
用60g水稀释以此方式得到的40g上述中等粘度的浅黄色反应产物,加入0.1重量%的乙二胺四乙酸盐(EDTA),将该混合物加热至70℃。在加入1.5g 30%浓度的过氧化氢水溶液之后,搅拌8小时。然后加热至100℃,在4小时内煮沸除去过量的过氧化氢。
最终产物同样为浅黄色,并为透明、中等粘度。
按这种方法制备以下8种制备实例的化合物。其中,制备实例1至5按照本发明通过所指定的方法合成,形成以单酰胺和/或酰亚胺基团连接的氧化胺基团。另一方面,在制备实例6至8(非本发明)的情况下,则没有形成以单酰胺和/或酰亚胺基团连接的氧化胺基团。
制备实例  单羟基-官能化聚氧化烯[mol%] Jeffamin M2070[mol%] N,N-二甲基氨基丙胺[mol%] 反应温度[℃] 反应结束时的酸值[mgKOH/g]
 1  20  10  10  150  65
 2  40  0  15  150  47
 3  10  20  20  150  48
 4  20  20  10  150  44
 5  25  25  5  150  36
 6  50  0  0  135  63
 7  0  50  0  150  32
 8  25  25  0  150  39
用途实施例
用0.1至100重量%、优选0.5至50重量%的(基于颜料的重量)本发明的马来酸酐共聚物制备水性颜料膏。本发明的共聚物可以预先与待分散的颜料混合,或者,也可以在添加颜料及任何其他固体之前,或在添加颜料及任何其他固体的同时,将所述共聚物直接溶于分散介质(水,可加入乙二醇醚)中。
通过以下方法以简单的方式可以制备出可泵送的并且可流动的高浓度水性颜料制品:通过使单独的待使用的聚合物,或这种聚合物与至少一种其他组分一起,和水混合;搅拌下将颜料分散于该混合物中;然后使混合物分散,直至得到具有所需细度及均匀度的悬浮液。
另一种制备颜料制品的方法如下:首先将颜料与本发明的共聚物干混,得到粉末状的颜料制剂。该制剂可在需要时按需要分散于水中,得到本发明的颜料制品。
第三种制备可泵送的并且可流动的高浓度水性悬浮液及颜料膏的方法如下:将本发明的共聚物加至水润湿的颜料滤饼中;然后用例如一种溶解装置使所述共聚物混入颜料滤饼,在此过程中滤饼变成液体。
可提出的待分散颜料的实例如下:
-单偶氮颜料:C.I.Pigment Brown 25;
C.I.Pigment Orange 5、36和67;
C.I.Pigment Red 1、2、3、48:4、49、52:2、53、57:1、251、112、170和184;
C.I.Pigment Yellow 1、3、73、74、65、97、151和183;
-重氮颜料:C.I.Pigment Orange 34;
C.I.Pigment Red 144和166;
C.I.Pigment Yellow 12、13、17、83、113、和126;
-蒽醌颜料:C.I.Pigment Yellow 147和177;
C.I.Pigment Violet 31;
-蒽嘧啶颜料:C.I.Pigment Yellow 108;
-喹吖啶酮颜料:C.I.Pigment Red 122、202和20;
C.I.Pigment Violet 19;
-喹啉并酞酮(quinophthalone)颜料:C.I.Pigment Yellow 138;
-二噁嗪颜料:C.I.Pigment Violet 23和27;
-黄烷士酮颜料:C.I.Pigment Yellow 24;
-阴丹酮颜料:C.I.Pigment Blue 60和64;
-异二氢吲哚颜料:C.I.Pigment Orange 69;
C.I.Pigment Red 260;
C.I.Pigment Yellow 139;
-异吲哚酮(isoindolinone)颜料:C.I.Pigment Orange 61;
C.I.Pigment Red 257和260;
C.I.Pigment Yellow 109、110、173和185;
-金属络合物颜料:C.I.Pigment Yellow 117和153;
-紫环酮(perinone)颜料:C.I.Pigment Orange 43;
C.I.Pigment Red 194;
-苝颜料:C.I.Pigment Black 31和32;
C.I.Pigment Red 123、149、178、179、190和224;
C.I.Pigment Violet 29;
-酞菁颜料:C.I.Pigment Blue 15,15:1、15:2、15:3、15:4、15:6和16;
C.I.Pigment Green7和36;
-皮蒽酮颜料:C.I.Pigment Orange 51;
C.I.Pigment Red 216;
-硫靛颜料:C.I.Pigment Red 88;
-三苯甲烷颜料:C.I.Pigment Blue 1、61和62;
C.I.Pigment Green 1;
C.I.Pigment Red 81和169;
C.I.Pigment Violet 2和3;
-C.I.Pigment Black 1(苯胺黑)
-C.I.Pigment Yellow 101(醛连氮黄)
无机颜料:
-白色颜料:二氧化钛(C.I.Pigment White 6)、锌白、颜料级氧化锌;硫化锌、锌钡白;铅白;
-黑色颜料:氧化铁黑(C.I.Pigment Black 11)、铁锰黑、尖晶石黑(spinel black)(C.I.Pigment Black 27);
炭黑(C.I.Pigment Black 7);
-彩色颜料:氧化铬、氧化铬水合物绿;铬绿(C.I.Pigment Green48);钴绿(C.I.Pigment Green 50);群青绿;
钴蓝(C.I.Pigment Blue 28和36);群青蓝;
铁蓝(C.I.Pigment Blue 27);锰蓝;
群青紫;钴紫和锰紫;
氧化铁红(C.I.Pigment Red 101);硫硒化镉(C.I.Pigment Red 108);钼酸盐红(C.I.PigmentRed 104);群青红;
氧化铁棕、混合棕(mixed brown)、尖晶石相和刚玉相(C.I.Pigment Brown 24、29和31);
铬橙红;
氧化铁黄(C.I.Pigment Yellow 42);镍钛黄(C.I.Pigment Yellow 53;C.I.Pigment Yellow 157和164);铬钛黄、硫化镉和硫化镉锌(C.I.Pigment Yellow 37和35);铬黄(C.I.PigmentYellow 34)、锌黄、碱土金属铬酸盐、拿浦黄、钒酸铋(C.I.Pigment Yellow 184);
-光泽颜料(Luster pigment):基于涂有金属氧化物的金属薄片的金属颜料;
基于涂有金属氧化物的云母片的珠光颜料。
可以在例如水性涂层材料中分散的填充剂的实例为基于以下物质的填充剂:高岭土、滑石、其他硅酸盐、白垩、玻璃纤维、玻璃珠、和金属粉末。
其中可混入本发明的颜料制品的适合的涂料体系为任何的所需单组分或双组分水性涂层材料。可提出的实例为:单组分水性涂层材料,例如基于醇酸、丙烯酸酯、环氧、聚乙酸乙烯酯、聚酯或聚氨酯树脂的单组分水性涂层材料;或双组分水性涂层材料,例如基于含羟基的聚丙烯酸酯或聚酯树脂与三聚氰胺树脂或任选嵌段的聚异氰酸酯树脂作为交联剂的双组分水性涂层材料。类似地,也可以提出聚环氧树脂体系。
水是本发明共聚物的优选溶剂。然而,也可以单独使用或与水混合使用有机溶剂,例如二醇醚或二醇酯。许多情况下,加入溶剂是有利的,特别是对于用本发明的共聚物制成的颜料膏的初始干燥特性而言。
此外,为了制备本发明的颜料膏,也可以加入其他的非本发明的可分散于水的聚合物,例如聚丙烯酸酯、聚氨酯或聚硅氧烷衍生物。
为了制备本发明的颜料浓液,也可另外使用其他助剂,例如消泡剂、防腐剂、润湿剂、脱挥发组分剂(devolatilizer)、或现有技术的抗沉降剂、蜡、和流变添加剂。
颜料膏的制备
为了制备颜料膏,将本发明的分散添加剂(1至5)和非本发明的分散添加剂与水和助剂混合,其中所述分散添加剂均预先溶于水而制得40%浓度的溶液,然后加入颜料。加入研磨剂(2至3mm的玻璃珠,与颜料膏的体积相同)后,在Skandex摇动机中边空气冷却边进行分散1小时(二氧化钛)或2小时(其他颜料)。
白色膏剂的配制
如下配制白色膏剂(用量以重量%计):
16.4    水
12.3    添加剂溶液,40%浓度
1.0     消泡剂(例如Tego Foamex LA-E 455,
        Tego Chemie Service GmbH)
70.0    二氧化钛2160(Kronos)
0.3     Aerosil A 200(Degussa)
黑色膏剂的配制
如下配制黑色膏剂(用量以重量%计):
60.3    水
22.3    添加剂溶液,40%浓度
1.0     消泡剂(例如Tego Foamex LA-E 455,
        Tego Chemie Service GmbH)
1.4     AMP 90(Angus)
15.0    颜料级炭黑FW 200(Degussa)
红色膏剂的配制
如下配制红色膏剂(用量以重量%计):
57.0    水
18.0    添加剂溶液,40%浓度
1.0     消泡剂(例如Tego Foamex LA-E 455,
        Tego Chemie Service GmbH)
24.0    Paliogenrot 3885(BASF)
蓝色膏剂的配制
如下配制蓝色膏剂(用量以重量%计):
29.0    水
35.0    添加剂溶液,40%浓度
1.0     消泡剂(例如Tego Foamex LA-E 455,
        Tego Chemie Service GmbH)
35.0    Heliogenblau 7101(BASF)
涂层材料测试
分散透明涂料A
97.0   Neocryl XK 90(Zeneca)
3.0    Texanol(Eastman)
分散透明涂料B
100.0  Daotan VTW 1225(Clariant)
为了利用混合颜料淀积制备涂料,分别先加入40.0g透明涂料,以25∶1(固体比固体)的比例加入白色膏剂和彩色膏剂,混合物用刷子手动均质3分钟。将试样刮涂在对照卡片上,形成厚度100μm的湿膜,然后室温干燥(分散涂层)。
膏体稳定性测试
为了测定膏体的稳定性,以两种不同的剪切速率(20l/s和1000l/s)测定可达到的初始粘度及50℃下储存4周后的粘度。
白色膏剂
试样     20l/s下即时粘度(Pas)    1000l/s下即时粘度(Pas)     20l/s下50℃下4周后粘度(Pas)   1000l/s下50℃下4周后粘度(Pas)
    1     0.64     0.18     0.82     0.30
    2     0.58     0.17     0.73     0.29
    3     0.53     0.15     0.72     0.30
    4     0.61     0.19     0.69     0.27
    5     0.65     0.15     0.77     0.34
    6     0.79     0.12     1.46     0.58
    7     0.72     0.15     1.23     0.53
    8     0.75     0.18     1.62     0.48
黑色膏剂
  试样   20l/s下即时粘度(dPas)    1000l/s下即时粘度(dPas)     20l/s下50℃下4周后粘度(dPas)   1000l/s下50℃下4周后粘度(dPas)
    1     0.58     0.33     0.79     0.40
    2     0.62     0.34     0.77     0.50
    3     0.65     0.29     0.72     0.48
    4     0.55     0.31     0.79     0.49
 试样    20l/s下即时粘度(dPas)    1000l/s下即时粘度(dPas)     20l/s下50℃下4周后粘度(dPas)   1000l/s下50℃下4周后粘度(dPas)
    5     0.59     0.29     0.78     0.50
    6     0.72     0.29     1.24     0.53
    7     0.77     0.31     1.30     0.56
    8     0.81     0.33     1.33     0.60
红色膏剂
  试样   20l/s下即时粘度(dPas)    1000l/s下即时粘度(dPas)     20l/s下50℃下4周后粘度(dPas)   1000l/s下50℃下4周后粘度(dPas)
    1     0.62     0.40     0.75     0.73
    2     0.58     0.37     0.80     0.59
    3     0.64     0.48     0.79     0.61
    4     0.66     0.49     0.90     0.70
    5     0.56     0.42     0.70     0.60
    6     0.84     0.39     1.54     0.86
    7     0.91     0.54     1.58     0.79
    8     0.88     0.49     1.62     0.84
蓝色膏剂
  试样     20l/s下即时粘度(dPas)    1000l/s下即时粘度(dPas)     20l/s下50℃下4周后粘度(dPas)    1000l/s下50℃下4周后粘度(dPas)
    1     0.54     0.36     0.70     0.49
    2     0.56     0.29     0.59     0.41
    3     0.49     0.31     0.65     0.45
    4     0.59     0.41     0.74     0.55
    5     0.50     0.33     0.57     0.44
    6     0.84     0.29     1.39     0.86
    7     0.83     0.31     1.42     0.91
    8     0.91     0.39     1.36     0.90
从每种情况下粘度的略微升高上,可以很容易地看出本发明的颜料膏的优异的稳定性。
分散性能测试
使测试制剂流出(draw down)形成一层厚度100μm的湿膜;干燥6分钟后,在1/3的涂层面积上进行擦除试验(rubout test)。分别干燥过夜24小时后,用X-Rite的XP 68分光光度仪对流出的试剂进行比色测试。光泽度和雾度用Byk-Gardner的雾度-光泽度仪器测定。
基于Neocryl XK 90的分散涂料(灰色)
  试样     辉度L 擦除后Delta E 光泽度(60°角)     雾度
    1     44.62     0.31     74.5     135
    2     45.87     0.89     75.9     120
    3     42.61     0.54     75.7     128
    4     45.44     0.68     72.7     118
    5     45.86     0.72     73.7     132
    6     49.42     2.13     70.1     196
    7     50.41     1.67     68.1     172
    8     54.66     1.39     69.9     268
基于Neocryl XK 90的分散涂料(蓝色)
  试样     -b 擦除后Delta E 光泽度(60°角)   雾度
    1     33.66     0.49     73.1     131
    2     33.92     0.93     77.2     145
    3     33.31     0.79     75.6     141
    4     31.58     0.90     76.7     149
  试样     -b 擦除后Delta E 光泽度(60°角)     雾度
    5     32.70     0.83     74.5     151
    6     34.33     1.45     70.7     168
    7     34.01     1.39     40.0     201
    8     34.75     1.79     71.0     170
基于Daotan VTW 1225的分散涂料(灰色)
  试样     辉度L 擦除后Delta E 光泽度(60°角)     雾度
    1     39.62     1.79     74.2     201
    2     44.81     1.89     77.5     274
    3     37.33     1.97     74.7     196
    4     40.50     1.76     75.9     244
    5     43.44     1.60     73.4     238
    6     48.75     6.08     65.3     368
    7     49.30     3.29     59.9     318
    8     46.12     5.65     61.2     322
基于Daotan VTW 1225的分散涂料(蓝色)
  试样     -b 擦除后Delta E 光泽度(60°角)   雾度
    1     35.67     2.72     78.8     157
    2     36.76     2.37     78.4     144
    3     37.27     3.14     80.2     165
    4     35.89     1.95     81.1     182
    5     35.79     2.89     79.3     153
    6     41.79     7.92     48.3     232
    7     42.04     6.18     72.7     215
    8     40.32     6.54     58.7     207
可以清楚看出,通过采用分散添加剂可以达到更为有利的色强度,擦除试验在每种情况下均能得到有利的结果;这是由于氧化胺基团在颜料表面具有附加的聚合物锚定作用。
以上比较清楚表明,本发明的化合物在以下方面表现突出:广泛的适用性、易于制备出稳定的颜料膏、可达到的颜料淀积水平、可达到的色调稳定性、以及非常广泛的用途。

Claims (11)

1.一种含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,所述共聚物可由以下方法制得:
使马来酸酐共聚物的至少1mol%的酸酐基团与选自以下的二胺发生反应,
a)HR1N-R2-NR3R4
其中
R1为氢或一个具有1至24个碳原子的一价烃基,
R2为一个具有2至24个碳原子的二价亚烷基,
R3和R4为相同或不同的具有1至12个、优选1至6个碳原子的脂族烷基和/或脂环烷基;
然后进行氧化反应,形成以单酰胺基团和/或酰亚胺基团连接的氧化胺基团,所述氧化胺基团具有以下通式,
Figure A2006100902260002C1
2.权利要求1的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,所述共聚物可通过以下方法制得:
使另一部分的酸酐基团与选自以下的醇和/或胺反应,分别形成相应的单酯、单酰胺或酰亚胺结构,
b)通式如下的饱和或不饱和的脂环或环状的一羟基和/或一胺化合物,
分别为HO-R1或HR2N-R1
其中
R1为一个具有2至24个碳原子的烃基,并且
R2为氢或一个具有1至24个碳原子的一价烃基。
3.权利要求1或2的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,所述共聚物可通过以下方法制得:
使另一部分的酸酐基团与c)反应,形成相应的单酯结构,
c)通式如下的聚氧化烯化合物
H-(O-C2H4-aR3 a)b(O-CcH2c)dO-R4
其中
R3为相同或者不同的具有1至24个碳原子的烷基或亚烷基,或者为具有最高达24个碳原子的被取代的或未被取代的苯基,并且
R4为氢、或一个具有最高达24个碳原子的饱和或不饱和的任选支链的或环状的或芳香族的烃基,所述烃基如果需要的话也可包括选自O、S、N、P、Si、F、Cl、Br和I的杂原子,
a=0至3,
b=0至100,
c=2至12,
d=0至100,
且(b+d)的和=2至200,
该聚氧化烯片断(O-C2H4-aR3 a)b和(O-CcH2c)d的顺序是任意的。
4.权利要求1至3之一的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,所述共聚物可通过以下方法制得:
使另一部分的酸酐基团与d)反应,形成相应的单酰胺和/或酰亚胺结构,
d)通式如下的聚氧化烯化合物
H2N-R5-(O-C2H4-aR3 a)b(O-CcH2c)dO-R6
其中
R3为相同的或者不同的具有1至24个碳原子的烷基或亚烷基,或者为具有最高达24个碳原子的被取代的或未被取代的苯基,
R5为一个具有2至6个碳原子的二价亚烷基,并且
R6为氢、或一个具有最高达24个碳原子的饱和或不饱和的任选支链的或环状的或芳香族的烃基,所述烃基如果需要的话也可包括选自O、S、N、P、Si、F、Cl、Br和I的杂原子,
a=0至3,
b=0至100,
c=2至12,
d=0至100,
且(b+d)的和=2至200,
聚氧化烯片断(O-C2H4-aR3 a)b和(O-CcH2c)d的顺序是任意的。
5.权利要求1至4之一的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,其中,所述聚合物包括作为共聚单体的具有乙烯基双键的至少一种不同的其他单体,优先选自以下的单体:苯乙烯、烷基化苯乙烯化合物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、烷基乙烯基醚、乙酸乙烯酯、衣康酸酯或上述各单体的混合物。
6.权利要求1至5之一的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,其中,将苯乙烯作为共聚单体,并且马来酸酐与苯乙烯的摩尔比为1∶1至1∶3。
7.权利要求1至6之一的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,所述共聚物的基于重量的分子量Mw为1000至100,000,优选2500至50,000g/mol。
8.权利要求1至7之一的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物,其中,聚合物中存在的羧酸基团已经中和成羧酸盐。
9.权利要求1至8之一的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物用作一种颜料或填充剂的分散剂的用途。
10.权利要求1至8之一的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物用以制备颜料浓液的用途,所述分散剂与待分散的颜料和/或填充剂一起均质化,如果需要的话是在有机溶剂和/或水的存在下进行,如果需要的话还加入粘合剂,并且如果需要的话还有常规涂料或助剂。
11.权利要求1至8之一的含氧化胺基团的马来酸酐共聚物用以制备一种涂层组合物的用途,将一种粘合剂与——如果需要的话——一种溶剂、与颜料和/或填充剂、与所述分散剂和——如果需要的话——助剂一起分散。
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