CN101641149A - 分散剂组合物 - Google Patents

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CN101641149A CN200880009470A CN200880009470A CN101641149A CN 101641149 A CN101641149 A CN 101641149A CN 200880009470 A CN200880009470 A CN 200880009470A CN 200880009470 A CN200880009470 A CN 200880009470A CN 101641149 A CN101641149 A CN 101641149A
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D·塞特福德
P·J·森德兰
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明涉及一种组合物，其含有颗粒状固体、有机介质或水介质和含衍生自磷酸或硫酸的头基的化合物。本发明进一步涉及新型化合物和这种化合物作为分散剂的用途。

Description

分散剂组合物
技术领域
[0001]本发明涉及组合物，其含有颗粒状固体、有机介质或水性介质和含衍生自磷酸或硫酸的头基的化合物。本发明进一步涉及新型化合物和这种化合物作为分散剂的用途。
背景技术
[0002]包含端酸基，例如磷酸酯和硫酸酯的分散剂是已知的，并且通常通过羟基封端的聚合物链分别与磷酰化剂例如五氧化二磷、氧氯化磷、三氯化磷和五氯化磷、多磷酸或硫酸的反应制备。所述聚合物链通常是含端羟基的聚酯或聚烷氧基化物链。
[0003]美国专利5,300,255公开了包含聚酯的分散剂，该聚酯衍生自与五氧化二磷或硫酸反应的含有不超过8个碳原子的羟基羧酸。该分散剂在非极性介质例如芳族溶剂和塑料中是有用的。
[0004]美国专利5,130,463公开了含聚醚/聚酯的分散剂，该聚醚/聚酯衍生自与多磷酸反应的ε-己内酯。该分散剂在极性介质例如酮和酯中是有用的。
[0005]美国专利6,051,627公开了包括聚醚的分散剂，该聚醚衍生自与多磷酸起反应的氧化乙烯和氧化丙烯。该分散剂在极性介质例如酮、酯和水中是有用的。
[0006]美国专利5,464,895和5,412,139都公开了多芳基有机磷酸酯分散剂。
[0007]美国专利2,213,477；2,454,542；3,004,056；3,235,627；4,720,514；4,872,916和5,914,072都公开了含端羟基的聚烷氧基化物，该端羟基已经与各种磷酰化剂反应。
[0008]国际专利申请WO 05/085261公开了包含与羟基二、三或多羧酸反应的聚醚/聚酯链的磷酸化分散剂。
[0009]然而，在极性和非极性有机介质中使用含端酸性基的化合物的分散剂性能将是有利的。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。
发明内容
[0010]在一个实施方案中，本发明提供通式(1)的化合物(通常是单酯)和其盐：
Figure A20088000947000061
通式(1)
其中当L是硫时，w是1且z是1；或当L是磷时，w是0且z是2；
E是-OH或当通式(1)的化合物是盐时，是氧阴离子；
Q是衍生自氨基羧酸、或羟基羧酸、或内酯、二元羧酸和二醇的残基、或它们的混合物的重复单元；
m是0或1，前提条件是当m是0时，v是1，并且Q经由衍生自羟基的氧与L连接，并经由羧基与D连接；和当m是1时，v是1-4；
J是一、二、三或多羟基二、三或多羧酸残基，前提条件是当m是1时，J经由羧基与Q连接并经由衍生自羟基的氧与L连接；
D是选自由通式R-O-(Y)x-T-N(G)-表示的一氨基残基、由通式R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-N(G)-表示的二氨基和它们的混合物的胺残基；
n是0或100，或1-100，1-50，或0-2；
R和R′独立地是H或C1-50-任选取代的烃基，或C1-50-任选取代的甲酰基，或环氧化物的残基；
Y是亚烷氧基例如C2-4-亚烷氧基；
T是亚烷基例如C2-4亚烷基；
G和G′独立地是H或C1-50-任选取代的烃基或C1-50-任选取代的甲酰基(hydrocarbonyl)；和
x是2-90。
[0011]在一个实施方案中，本发明提供包含颗粒状固体、有机介质或水性介质和上面所限定的通式(1)的化合物和其盐的组合物。
[0012]在一个实施方案中，本发明提供组合物，其包含颗粒状固体、有机介质或水性介质和通过使以下物质反应获得/可获得的化合物：
(a)磷酰化剂(例如五氧化二磷、氧氯化磷、三氯化磷和五氯化磷或多磷酸)或硫酸化剂(例如硫酸、三氧化硫(任选地在氯化氢或络合剂例如二噁烷存在下)、氯磺酸、磺酰氯或与氧化剂例如氧气或氯气组合的二氧化硫)；
(b)选自氨基羧酸，羟基羧酸，内酯和一、二、三或多羟基二、三或多羧酸中的至少一种；和
(c)胺，其中该胺具有选自(i)由通式R-O-(Y)x-T-N(G)-表示的一氨基、(ii)由通式R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-N(G)-表示的二氨基、和它们的混合物的官能团。
[0013]在一个实施方案中，本发明提供包含颗粒状固体、有机介质和通式(1a)的化合物和其盐的组合物：
Figure A20088000947000071
通式(1a)
其中L、z、E、R′、T、Y、x、G′、G、Q、n、v、J和m如上所述；和其中G和G′可以是相同或不同的。
[0014]在一个实施方案中，本发明提供包含颗粒状固体、有机介质和通式(1b)的化合物和其盐的组合物：
Figure A20088000947000081
通式(1b)
其中L、z、E、R、T、Y、x、G、Q、n、v、J和m如上所述。
[0015]在一个实施方案中，本发明提供通式(1)、(1a)和(1b)的化合物作为分散剂的用途。
[0016]在一个实施方案中，本发明提供通式(1)、(1a)和(1b)的化合物在本文公开的组合物中作为分散剂的用途。
发明详述
[0017]本发明提供本文上面公开的组合物。
[0018]当一些或所有R或R′是烃基时，每个烃基上的碳原子的数目可以为1-36，或1-20。
[0019]在一个实施方案中，R或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，烃基是取代的。在另一个实施方案中，烃基是未取代的。
[0020]在一个实施方案中，R或R′是芳基。适合的芳基的实例包括萘基、苯基或苯乙烯化苯基。
[0021]在一个实施方案中，R或R′是芳烷基。适合的芳烷基的实例包括2-苯乙基或苄基。
[0022]在一个实施方案中，R或R′是烷芳基。适合的烷芳基的实例包括辛基苯基或壬基苯基。
[0023]在一个实施方案中，R或R′是环烷基。适合的环烷基的实例包括C3-8-环烷基，例如环丙基或环己基。
[0024]R′在烃基、烷基等上存在的碳原子数目方面可以与R定义相同或不同。
[0025]在一个实施方案中，R、R′、G或G′中至少之一包括任选取代的(甲基)丙烯酸系酯或酰胺基、卤代乙酸或其混合物的残基。在一个实施方案中，R′或R包括(甲基)丙烯酸烷基酯或其混合物的残基。在一个实施方案中，G或G′包括卤代乙酸的残基。在一个实施方案中，G或G′包括(甲基)丙烯酸烷基酯或其混合物的残基。
[0026]本文所使用的术语(甲基)丙烯酸是指丙烯酸系或甲基丙烯酸系单元。
[0027]在一个实施方案中，R是任选支化的烷基，例如C1-36任选支化的烷基。基团R-O-因此可以是醇例如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇、正十二醇、正十四醇、正十六醇、正十八醇、异丙醇、异丁醇、叔丁醇、2-乙基丁醇、2-乙基己醇、3-庚醇、3，5，5-三甲基己醇、3，7-二甲基辛醇和所谓的Guerbet醇例如可按商品名Isofol(得自Condea GmbH)商购的那些、可以商品名Softanol(得自Nippon Shokubai)商购的其它支化醇，或它们的混合物的残基。Guerbet醇的具体实例是Isofol 12、14E、14T、16、18T、18E、20、24、28、32、32T和36。
[0028]R在其它实施方案中可以是C1-6-烷基、C1-4-烷基或甲基。
[0029]当R是取代的烃基时，取代基可以是C1-10-烷氧基、酰基、磺酰基、氨基甲酰基、氨基磺酰基、卤素、腈、含脲基的基团、含氨基甲酸酯的基团、酯(即，R-COO-或R-OCO-)或芳基。
[0030]当Y的一部分是C3-4-亚烷氧基并且由(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。在一个实施方案中，(Y)x的结构是嵌段结构。
[0031]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。
[0032]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表示的链是-CH2CH2CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-或-CH2-CH(CH2-CH3)-O-。
[0033]在一个实施方案中，通式(1)的分散剂包括C3-4-亚烷氧基(例如，-CH3CH(CH3)O-)并且可以含有一部分亚乙氧基重复单元。在不同的实施方案中，亚乙氧基重复单元可以按占链的最多45wt％，或占链的至多35wt％，或占链的至多30wt％的量存在于由(Y)x表示的链上。在一个实施方案中，(Y)x上不存在亚乙氧基重复单元。
[0034]在其它的实施方案中，当要求所述化合物用于水介质(任选地还包括极性有机液体)时，该链(Y)x可以含有至少50wt％，或至少75wt％的亚乙氧基重复单元。在一个实施方案中，(Y)x上不存在亚丙氧基重复单元。
[0035]在一个实施方案中，通式(1)的化合物包括是-CH2CH(CH3)O-的至少一个Y基团并且由(Y)x表示的链可以含有至多45摩尔％的亚乙氧基重复单元。
[0036]在一个实施方案中，通式(1)的分散剂包括是-CH3CH(CH3)O-的至少一个Y基团并且由(Y)x表示的链可以含有至多90摩尔％的亚乙氧基重复单元。
[0037]在一个实施方案中，Y是C3-4-亚烷氧基的混合物，其中由(Y)x表示的链部分地是-CH2CH2CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-或-CH2CH(CH2-CH3)-O-，其中存在至多90摩尔％的亚乙氧基。
[0038]在一个实施方案中，通式(1)的化合物含有仅是亚乙氧基重复单元的Y基团并且它们可以在水介质中使用。
[0039]在不同的实施方案中，T包括C3-4-亚烷基或-CH2CH(CH3)-基或-CH2CH2CH2-基。在一个实施方案中，T包括-CH2CH(CH3)-。在一个实施方案中，T包括-CH2CH(CH3)-；Y包括-CH2CH(CH3)O-。
[0040]在一个实施方案中，通式(1a)可来源于基团R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-NG的残基。该R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-NG-通常是聚氧化烯二胺的残基。这类化合物可从Huntsman Corporation以JeffamineTM D或ED系列二胺商购。JeffamineTM二胺的具体实例是D-230(3，0，230)、D-400(6，0，400)、D-2000(33，0，2000)、D-4000(68，0，4000)、ED-600(3.6，9，600)、ED-900(2.5，15.5，900)和ED2003(6，39，2000)。括号中的数值分别是氧化丙烯、氧化乙烯的近似重复单元和数均分子量。
[0041]在一个实施方案中，通式(1b)可来源于基团RO-(Y)x-T-NG-的残基。基团RO-(Y)x-T-NG-通常是聚氧化烯单烷基醚单胺的残基。这类化合物可从Huntsman Corporation以JeffamineTM M-系列的单胺或SurfonamineTM胺商购。JeffamineTM胺的具体实例包括M-600(9，0，600)、M-1000(3，18，1000)、M-2005(32，2，2000)、M-2070(10，31，2000)和XTJ-234(8，49，3000)。SurfonamineTM胺的具体实例包括B-60(9，1，600)、B-100、B-200(29，6，2000)、L-100(3，19，1000)、L-200(4，41，2000)、L-207(10，33，2000)和L-300(8，58，3000)。括号中的数值分别是氧化丙烯、氧化乙烯的近似重复单元和数均分子量。
[0042]在一个实施方案中，Q包括氨基羧酸或其混合物的残基。氨基羧酸包括氨基-C2-20-亚烯基羧酸或氨基-C1-20-亚烷基羧酸。该亚烷(烯)基可以是线性或支化的。在一个实施方案中，氨基羧酸的亚烷基(亚烯基)包含不超过12个碳原子。具体实例包括甘氨酸、11-氨基十一烷酸、6-氨基己酸、4-氨基丁酸、β-丙氨酸和肌氨酸。可以使用氨基羧酸的混合物。
[0043]在一个实施方案中，Q是衍生自羟基羧酸或内酯或其混合物的重复单元。
[0044]内酯可以包括β-丙内酯、ε-己内酯、C1-6-烷基取代的ε-己内酯、δ-戊内酯、C1-6-烷基取代的δ-戊内酯或它们的混合物。具体实例包括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-
Figure A20088000947000111
-己内酯和δ-戊内酯。其它内酯包括γ-丙内酯、γ-丁内酯、任选取代的δ-戊内酯、任选取代的ε-己内酯、(ε-己内酯和δ-戊内酯)的嵌段共聚物、或它们的混合物。
[0045]羟基羧酸可以包括羟基-C2-20-亚烯基羧酸、羟基-C1-20亚烷基羧酸或它们的混合物。在一个实施方案中，羟基羧酸是羟基-C1-20亚烷基羧酸或它们的混合物。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、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、乳酸和乙醇酸。
[0046]在一个实施方案中，Q是衍生自氨基羧酸、羟基羧酸、或内酯、或它们的混合物的重复单元，该重复单元经由衍生自羟基的氧与L连接，和经由羧基与D连接，或它们的混合物。
[0047]在一个实施方案中，Q衍生自连接二元羧酸与二醇的单元。二元羧酸的适合的实例包括草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、环己烷二羧酸、邻苯二甲酸、二甘醇酸；或它们的酸酐，或它们的混合物。适合的二醇的实例包括丁烷-1，4-二醇、戊烷-1，5-二醇、己烷-1，6-二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、1，4-环己烷二甲醇、新戊二醇、硫二甘醇、低聚亚烷基二醇、聚亚烷基二醇、或它们的混合物。
[0048]本文所使用的术语″多羟基″或″多羧酸″是指含有四个或更多羟基或羧酸基的化合物。
[0049]在一个实施方案中，J是一、二、三或多羟基二、三或多羧酸残基，它经由羟基的氧与L连接，和经由羧基与D-Q连接，或它们的混合物。
[0050]适合的一、二、三或多羟基二、三或多羧酸的实例包括酒石酸、苹果酸、柠苹酸(2-甲基苹果酸)、3-羟基-3-甲基戊二酸、5-羟基间苯二甲酸、抗坏血酸或柠檬酸、或它们的混合物。在一个实施方案中，多元羧酸包括苹果酸(羟基丁烷二羧酸)、柠檬酸或它们的混合物。
[0051]适合的多羧酸的实例包括羟基-苯-1，2，4，5-四羧酸。
[0052]通式(1)的盐可以衍生自碱金属(例如钠或钾)、碱土金属(例如钙或镁)、过渡金属(例如锌、铜或镍)、氨、胺(例如丁胺)、链烷醇胺(例如二乙醇胺)或季铵盐。
[0053]在一个实施方案中，本发明提供通式(1)的化合物的制备方法，或通过使以下物质反应获得/可获得的化合物：
(a)磷酰化剂或硫酸化剂；
(b)选自氨基羧酸，羟基羧酸，内酯和一、二、三或多羟基二、三或多羧酸中的至少一种；和
(c)胺，其中该胺具有选自(i)由通式R-O-(Y)x-T-N(G)-表示的一氨基、(ii)由通式R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-N(G)-表示的二氨基和它们的混合物的官能团。
[0054]通常，该方法包含使(b)和(c)反应。然后使(b)和(c)的产物与硫酸化剂或磷酰化剂反应。
[0055](b)的任何反应剂可以呈预聚物形式。这种预聚物也可以用作(b)中任何反应物的替代物。任选地，(b)的反应物可以含有衍生自(c)的基团。
[0056]内酯与醇的反应可以在惰性气氛(例如氮气或氩气)中，在150℃-180℃的温度下，并任选地在酯化催化剂存在下进行。适合的酯化催化剂的实例包括钛酸四-烷基酯，例如，钛酸四丁酯，有机酸的锌盐，例如，乙酸锌，脂族醇的锆盐，例如，异丙醇锆，甲苯磺酸或强有机酸例如卤代乙酸，例如，三氟乙酸。在一个实施方案中，酯化催化剂是异丙醇锆。
[0057]当(b)包括羟基羧酸时，(b)和(c)的反应可以在100℃-250℃的反应温度下，任选地在酯化催化剂存在下进行。适合的酯化催化剂包括二月桂酸二丁锡、钛酸四烷基酯、对甲苯磺酸或乙酰丙酮化铁。
[0058]与磷酰化剂和/或硫酸化剂的反应可以在50℃-150℃下进行1小时至24小时。反应任选地在惰性溶剂，例如二甲苯或甲苯存在下，并任选地在催化剂存在下进行。在一个实施方案中，不使用催化剂。
工业应用
[0059]在一个实施方案中，通式(1)的化合物是分散剂。
[0060]在不同实施方案中，通式(1)的化合物按选自0.1-50wt％，或0.25-35wt％，和0.5-30wt％的范围存在于本发明组合物中。
[0061]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。
[0062]在一个实施方案中，本发明的组合物提供包括颗粒状固体、有机液体、粘结剂和通式(1)的化合物或其盐的油漆或油墨。
[0063]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。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。
[0064]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纺织助剂；用于油基和反相-乳液钻孔泥的固体；在有机固体中用作分散体的干洗液、杀生物剂、农用化学品和药物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。
[0065]无机固体包括：增量剂和填料如滑石、高岭土、氧化硅、重晶石和白垩，阻燃填料例如三水合氧化铝，或氢氧化镁；颗粒状陶瓷材料如氧化铝、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特别是铁和铬的磁性氧化物，例如γ-Fe2O3、Fe3O4，和钴掺杂的铁氧化物、氧化钙、铁酸盐特别是铁酸钡；和金属颗粒，特别是金属铁、镍、钴、铜和它们的合金。
[0066]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式中等至强的键，如Crowley等人在Journal of Paint Technology，38卷，1966第269页文章标题为″AThree Dimensional Approach to Solubility″中所述。此类有机液体通常具有如上述文章中所限定的5个或更多的氢键数目。
[0067]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。此类中等强度氢键的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。
[0068]在一个实施方案中，极性有机液体包括二烷基酮、烷烃羧酸和烷醇的烷基酯，特别是那些包含至多(和包括)总共6个或8个碳原子的液体。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、乙酸异丙酯、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、如乙二醇、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。
[0069]可以用作极性有机液体的有机液体的实例是成膜树脂，如油墨、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、聚醚多元醇和多媒介树脂如丙烯酸系树脂和脲/醛。
[0070]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二醇聚氧化乙烯。
[0071]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)。
[0072]在一个实施方案中，所述有机液体包括至少0.1wt％，或者1wt％或更多极性有机液体，基于总的有机液体。
[0073]有机液体任选地还包括水。在一个实施方案中，有机液体不含水。
[0074]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％，或不大于50wt％，或不大于40wt％。
[0075]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或电子束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、聚异氰酸酯/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。
[0076]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聚异氰酸酯交联。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二苯甲烷二异氰酸酯。
[0077]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。
[0078]如果需要的话，组合物可以包含其它成分，例如，树脂(当它们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。
[0079]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和极性有机液体的相对密度。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
[0080]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、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而提供组合物。
[0081]在一个实施方案中，本发明的组合物适于液体分散体。在一个实施方案中，此类分散体组合物包含：
(a)0.5-40份颗粒状固体；
(b)0.5-30份通式(1)化合物；和
(c)30-99份有机介质或水介质；其中所有份数按重量计并且数量(a)+(b)+(c)＝100。
[0082]在一个实施方案中，组分a)包含0.5-40份颜料并且此类分散体可用作液体油墨、油漆和研磨基料。
[0083]如果需要包括颗粒状固体和呈干燥状态的通式(1)的化合物的组合物，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，组合物包括有机液体。
[0084]如果干燥组合物主要由通式(1)的化合物和颗粒状固体构成，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)的化合物。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50wt％，不大于20wt％或不大于10wt％的通式(1)的化合物。在一个实施方案中，通式(1)的化合物按0.6wt％-8wt％存在于干组合物中。
[0085]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)的化合物或其盐的存在下在有机液体中研磨颗粒状固体。
[0086]因此，根据本发明的另一个实施方案，提供了包括颗粒状固体、有机液体和通式(1)的化合物或其盐的研磨基料。
[0087]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束缚该组合物的聚合物材料。
[0088]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％存在于组合物中。
[0089]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20％。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％。
[0090]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％。
[0091]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溶剂基和水基的涂料和油漆，尤其是高固含量油漆；油墨，尤其是胶版、苯胺印刷、凹版印刷、可辐射固化和丝网印刷油墨；无水陶瓷加工，尤其是带涂、刮刀-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。
[0092]在一个实施方案中，本发明的组合物还包括一种或多种附加的已知分散剂。
[0093]下列实施例提供对本发明的说明。这些实施例并非穷举并且不打算限制本发明的范围。
实施例
[0094]中间体1：在氮气气氛下在180℃下搅拌Jeffamine M600(83.89份，141mmol)和己内酯(16.11份，141mmol)6小时。在IR谱中内酯羰基峰消失并观察到酰胺羰基峰(1649cm-1)。获得暗褐色液体(95份)。碱当量测量为10173。
[0095]中间体2：在氮气气氛下在邻磷酸(0.26份)存在下将Jeffamine M2005(50份，21mmol)和己内酯(2.41份，21mmol)在150℃下搅拌2小时。在IR谱中内酯羰基峰消失并观察到酰胺羰基峰(1649cm-1)。获得淡黄色液体(51份)。
[0096]中间体3：在氮气气氛下在150℃下在邻磷酸(0.5份)存在下将C12-15醇的平均具有24个氧化丙烯重复单元的聚醚胺(100份，42mmol)和己内酯(4.82份，42mmol)搅拌4小时。在IR谱中内酯羰基峰消失并观察到酰胺羰基峰(1649cm-1)。获得淡黄色液体(103份)。
[0097]中间体4：在氮气气氛下在150℃下在邻磷酸(0.5份)存在下将C12-15醇的平均具有20个氧化丁烯重复单元的聚醚胺(100份，34mmol)和己内酯(3.85份，34mmol)搅拌4小时。在IR谱中内酯羰基峰消失并观察到酰胺羰基峰(1649cm-1)。获得暗褐色液体(102份)。
[0098]中间体5：在氮气气氛下在150℃下将甲氧基聚乙二醇的聚醚胺MW550(97.25份，159mmol)和己内酯(36.27份，318mmol)搅拌6小时。在IR谱中内酯羰基峰消失并观察到酰胺羰基峰(1649cm-1)。获得暗褐色液体(130份)。
[0099]中间体6：在氮气气氛下在180℃下搅拌Jeffamine M600(72.24份，122mmol)和己内酯(27.76份，243mmol)6小时。在IR谱中内酯羰基峰消失并观察到酰胺羰基峰(1649cm-1)。获得暗褐色液体(86份)。碱当量测量为51032。
(0100)中间体7：向容器中加入中间体1(66.10份)、柠檬酸(19.61份)和十二烷基苯磺酸(0.15份)。在180℃下在氮气下搅拌该混合物2小时。产物是暗褐色液体(78.09份，酸值73.86mg)。
(0101)中间体8：向容器中加入Jeffamine M600(75.56份)和柠檬酸(26.73份)。在150℃下在氮气下搅拌该混合物3小时。产物是暗褐色液体(93.3份，碱当量8719)。
(0102)中间体9：向容器中加入聚乙二醇单甲醚氨基丙基醚(MW605，得自Lubrizol，110.9份)和ε-己内酯(20.92份)和十二烷基苯磺酸(0.15份)。在180℃下在氮气下搅拌该混合物6小时。产物是黄色液体(125份)。
分散剂实施例1
(0103)在100℃下在氮气气氛下搅拌中间体1(46.92份)和多磷酸(5.4份)6小时而获得棕色液体(49.7份)。
分散剂实施例2
(0104)在100℃下在氮气气氛下搅拌中间体6(34.8份)和多磷酸(3.45份)6小时而获得棕色液体(35.7份)。
(0105)通过对分散剂1概括的方法使用表中所示的中间体和多磷酸的量制备以下分散剂。
  分散剂   中间体   中间体份   多磷酸份   产物份   产物外观
  3   9   50   4.75   52   淡黄色液体
  4   2   25   0.6   22.5   暗棕色粘性液体
  5   3   52.41   1.35   50   暗棕色粘性液体
  6   4   25   0.52   26   混浊棕色粘性液体
  7   5   60.07   6.29   63.87   暗棕色液体
  8   1   31.92   3.15   31.09   暗棕色粘性液体
  9   7   32.18   2.91   32.74   暗棕色粘性液体
  10   8   45.65   4.84   47.00   暗棕色液体
(0106)分散体评价：将Crystic 196(在苯乙烯中的聚酯树脂，得自Scott-Bader Co，57.14份)加入不锈钢碾锅并设置到快速搅拌。添加每一实施例分散剂(1份活性分散剂)并搅拌到该树脂中保持五分钟。逐渐地添加OmyacarbTM10ML(碳酸钙，得自Omya，100份)填料直到基本上加入全部填料。然后在3000rpm下搅拌该混合物15分钟而形成糊剂。评价该糊剂的粘度。
(0107)对照样品不含分散剂。
(0108)在TA Instruments AR2000Controlled Stress流变仪上按流动测量模式使用40mm2℃在20℃下测量每一糊剂样品。以0.3s-1至126.5s-1的速率剪切样品。所获得的粘度数据(Pa·s)如下：
Figure A20088000947000221
(0109)从试验获得的数据表明本发明的化合物降低包含颗粒状固体、有机介质和通式(1)的化合物的组合物的粘度。
(0110)上面涉及的每篇文献在此引入作为参考。除了在实施例中，或当另有明确说明时，这一描述中规定材料数量、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。
(0111)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。

Claims (17)

1.通式(1)的化合物(通常是单酯)和其盐：
通式(1)
Figure A2008800094700002C1
其中
当L是硫时，w是1且z是1；或当L是磷时，w是0且z是2；
E是-OH或当通式(1)的化合物是盐时，是氧阴离子；
Q是衍生自氨基羧酸、或羟基羧酸、或内酯、二元羧酸和二醇的残基、或它们的混合物的重复单元；
m是0或1，前提条件是当m是0时，v是1，并且Q经由衍生自羟基的氧与L连接，并经由羧基与D连接；和当m是1时，v是1-4；
J是一、二、三或多羟基二、三或多羧酸残基，前提条件是当m是1时，J经由羧基与Q连接并经由羟基的氧与L连接；
D是选自由通式R-O-(Y)x-T-N(G)-表示的一氨基残基、由通式R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-N(G)-表示的二氨基和它们的混合物的胺的残基；
n是0-100；
R或R′独立地是H或C1-50-任选取代的烃基，或C1-50-任选取代的甲酰基，或环氧化物的残基；
Y是亚烷氧基；
T是亚烷基例如C2-4亚烷基；
G和G′独立地是H或C1-50-任选取代的烃基或C1-50-任选取代的甲酰基；和
x是2-90。
2.权利要求1的化合物，其中n是1-100。
3.权利要求1的化合物，其中n是0-2。
4.权利要求1的化合物，其中L是磷。
5.权利要求1的化合物，其中D是由通式R-O-(Y)x-T-N(G)-表示的一氨基残基的残基。
6.权利要求1的化合物，其中D是由通式R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-N(G)-表示的二氨基残基的残基。
7.权利要求1的化合物，其中通式(1)的[D-(Q)n]v-(J)m-基团具有200-10,000，或200-5000，或300-3000的数均分子量。
8.权利要求1的化合物，其中Y是C3-4-亚烷氧基的混合物，其中由(Y)x表示的链部分地是-CH2CH2CH2CH2O-、-CH2CH(CH3)O-或-CH2-CH(CH2-CH3)-O-。
9.权利要求1的化合物，其中Y含有至多100％亚氧基。
10.包含颗粒状固体、有机介质或水性介质、和权利要求1的化合物的组合物。
11.权利要求10的组合物，其中通式(1)的化合物以占组合物的0.1-50wt％存在。
12.权利要求10的组合物，其中所述化合物以选自组合物的0.25-35wt％，和0.5-30wt％的范围存在。
13.权利要求10的组合物，其中所述有机介质是有机液体或塑料材料。
14.权利要求10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。
15.权利要求10的组合物，其中所述颗粒状固体是颜料或填料。
16.组合物，包含颗粒状固体、有机介质或水性介质、和通过使以下物质反应获得/可获得的化合物：
(a)磷酰化剂或硫酸化剂；
(b)选自氨基羧酸，羟基羧酸，内酯和一、二、三或多羟基二、三或多羧酸中的至少一种；和
(c)胺，其中该胺具有选自(i)由通式R-O-(Y)x-T-N(G)-表示的一氨基、(ii)由通式R′-N(G′)-T-O-(Y)x-T-N(G)-表示的二氨基、和它们的混合物的官能团。
17.权利要求1的化合物作为分散剂的用途。
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