CN101945911B - 润湿剂和分散剂及其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及加成化合物及其盐，其特征在于所述加成化合物可通过将(a)一种或多种每个分子中具有至少两个异氰酸酯基的聚异氰酸酯与(b)一种或多种的式Y-(XH)n的化合物和(c)一种或多种选自由(c1)化合物M-Q、(c2)用于异氰酸酯基团的封端剂和(c3)可选的通式Z-Q的化合物组成的组的化合物反应而得到。另外本发明还涉及所述加成化合物的制备及其用作分散剂、润湿剂和分散稳定剂的应用，此外也涉及涂布有所述加成化合物的固体。

Description

润湿剂和分散剂及其制备和应用
技术领域
本发明涉及适宜用作润湿剂和分散剂并适宜用作分散稳定剂的加成化合物及其盐。本发明还涉及制备这些加成化合物的方法，它们作为用于有机和无机颜料以及有机和水性体系中的填料的润湿剂和分散剂及分散稳定剂的应用，以及涂覆有所述润湿剂和分散剂并且能够混入液体体系中的粉末型或纤维状固体。
背景技术
在液体的溶液中或分散液中，润湿剂降低表面张力或界面张力，并以此方式增大了溶液的润湿能力。分散剂通常适合用于稳定粘合剂、油漆、颜料浆、塑料和塑料混合物中的粒状固体，用于降低这些体系的粘度，和用于改善流动性。分散稳定剂通常适合用于稳定已经制得的分散液。
为了能够将固体引入液体介质中，必须要有较高的机械力。通常使用分散剂来降低分散力，并使得粒状固体解絮凝所需输入体系中的总能量最小化，因而也使分散时间最小化。这种类型的分散剂是具有阴离子、阳离子或中性结构的表面活性物质。这些物质以很少的量直接施用于固体或者加入到分散介质中。此外还已知的是，分散操作后，在将聚集的固体完全解絮凝成为一级颗粒之后，还会有再聚集的情况，从而完全或部分地使分散效果失效。由于不充分的分散和/或再聚集所致，会产生有害的效果，例如液体体系粘度增加、油漆和涂料的色调偏移和失去光泽，以及塑料品的机械强度下降。
目前有多种不同的物质被用作颜料和填料用分散剂。除了诸如卵磷脂、脂肪酸及其盐和烷基酚乙氧基化物等简单的低分子量化合物之外，还可以使用例如复杂结构体作为分散剂。这些结构体特别包括氨基官能和酰胺官能体系，其在分散剂中被广泛使用。在EP 158 406和EP 208 041中，例如，为了分散颜料使用基于聚胺和聚己酸内酯的氨基官能和酰胺官能的多聚和低聚共聚物，其中全部反应性氨基已经转化为酰胺基。然而，这些产物构成了复杂的反应混合物，所述反应混合物难以复制、在溶剂中的溶解性极差、而且与粘合剂和其它树脂的相容性不足。
采用基于聚异氰酸酯的聚合分散剂已经实现了良好的结果，正如在例如EP 0 154 678、EP 0 318 999和EP 0 438 836中所描述的。这些产物通过单羟基化合物、二异氰酸酯官能化合物和具有叔氨基的化合物与包含异氰脲酸酯、缩二脲、氨基甲酸酯和/或脲基甲酸酯基团的聚异氰酸酯的NCO基团的加成反应制备。
但是以上给出的分散剂往往仅能代表针对这些问题的部分解决方案。考虑到目前使用的有机和无机颜料和填充材料的多样性，通过表面的解吸附稳定的占有，不能充分确保待分散粒状固体的充分稳定化。因此仍然存在聚集的情况，这是因为缺乏必要的有效空间屏蔽。
由于相对于待分散的固体所用的这些分散剂的量很大(在炭黑的情况中，分散剂相对于颜料达到100％)，在最终的涂膜中经常的情况是存在影响层间粘合和各种耐受性，尤其是耐水性、耐溶剂性和耐刮擦性的损害。
发明内容
因而，本发明的目的是消除已知分散剂的上述不利之处，换言之，本发明的目的是开发添加剂，所述添加剂在有效稳定颜料或填料的同时能够降低油漆、浆料或塑料制品的研磨料(millbase)的粘度至一定程度从而可以以较高的填充程度进行处理，且不会损害固化涂层的各种耐受性。同时，尤其是在颜料浆和填料浆的情况中，必须确保宽泛的相容性，由此使它们能够用于许多不同的粘合剂和涂布材料。此外，所使用的本发明的分散添加剂必须使得浆料、或者用这些浆料制备的粘合剂彼此混合而不会絮凝。
另一个目的是提供还可具有润湿剂作用的分散添加剂。最后，所提供的添加剂还应当具有分散稳定剂作用，尤其是具有乳化稳定剂作用。
令人惊讶的是，很明显如果使用下述的本发明的加成化合物，则可以实现耐受性的显著改善，连同颜料或填料颗粒在粘合剂、颜料浆或塑料制品中的有效分散和稳定。
此外，这些加成化合物具有令人惊讶的广泛的相容性，在极性和非极性粘合剂体系中都能够用作分散剂和/或分散稳定剂。它们强力降低分散时的研磨料的粘度，因而能够制备具有较高固体分数(solids fraction)的制品。本发明的加成化合物也是有效的润湿剂。
上述目的通过提供加成化合物及其盐得以实现，所述加成化合物能够通过使下述(a)与(b)和(c)反应获得：
(a)一种或多种每个分子中具有至少两个异氰酸酯基的聚异氰酸酯，
(b)一种或多种式(I)的化合物
Y-(XH)n    (I)
其中，
XH是对异氰酸酯具有反应性的基团，并且
Y是对异氰酸酯不具有反应性的单体或聚合基团，所述基团不包含叔氨基且不含有水解性硅烷基团，并且包含一种或多种脂肪族基团、脂环族基团和/或芳香族基团，
并且其中，
n是1、2或3，
所述式(I)的化合物具有小于20000g/摩尔的数均摩尔质量Mn，
并且不表示属于成分(c2)定义的化合物，
并且，
对于至少50摩尔％的所述式(I)的化合物，其为n为1的情形，附加条件是20％～90％的成分(a)的异氰酸酯基与所述式(I)的化合物反应，
(c)一种或多种选自下列组的化合物，所述组包括：
(c1)式(II)的化合物
M-Q    (II)
其中，
M是数均摩尔质量不超过1000g/摩尔的有机基团，其包含
i)至少一个叔氨基和至少一个羟基，
或
ii)至少一个水解性硅烷基团，附加条件是对于100％的通式(I)的化合物，n为1，
并且
Q为NH2、OH或NHR，其中R是具有1～18个碳原子的直链或支链的烷基，
(c2)用于异氰酸酯基团的封端剂，
和
(c3)可选的通式(III)的化合物
Z-Q    (III)
其中，
Z是具有至少一个叔氨基并且不包含NCO反应性基团的有机碱性基团，并且
Q为NH2、OH或NHR，其中R是具有1～18个碳原子的直链或支链的烷基，
其中，必要时，存在于(a)、(b)和(c)的反应产物中的任何羟基与具有至少两个羧基的多羧酸或其酸酐反应，其量为对于待反应的每个羟基使用至少0.8分子的所述多羧酸或多羧酸的酸酐；
附加条件是至少10％、优选20％、更优选40％的成分(a)的异氰酸酯基团与成分(c)反应，且将至少5摩尔％的一种或多种成分(c1)和/或(c2)用作成分(c)，和0％～50％、优选0％～35％、更优选0％的成分(a)的异氰酸酯基团与一种或多种成分(c3)反应。
成分(a)
为制备本发明的加成化合物，使用每个分子中具有至少两个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯作为成分(a)。这类异氰酸酯在本发明的技术领域中是现有技术中已知的。
所讨论的化合物更优选是包括缩二脲、氨基甲酸酯、脲二酮(uretdione)和/或异氰脲酸酯基团的单体二异氰酸酯的低聚衍生物或聚合衍生物。这类单体二异氰酸酯例如为1，4-二异氰酸根合丁烷、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2-甲基-1，5-二异氰酸根合戊烷、1，5-二异氰酸根合-2，2-二甲基戊烷、2，2，4-或2，4，4-三甲基-1，6-二异氰酸根合己烷、1，10-二异氰酸根合癸烷、1，3-和1，4-二异氰酸根合环己烷、1，3-和1，4-二(异氰酸根合甲基)环己烷、1-异氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷(异氟尔酮二异氰酸酯，IPDI)、4，4′-二异氰酸根合二环己基甲烷、甲苯二异氰酸酯(TDI)、1-异氰酸根合-1-甲基-4(3)-异氰酸根合甲基环己烷、二(异氰酸根合甲基)降莰烷和1，3-及1，4-二(2-异氰酸根合丙-2-基)苯(TMXDI)或者这些二异氰酸酯的混合物。作为选择，所述的单体异氰酸酯可以单独地或作为混合物直接使用，或者作为与它们的包含缩二脲、氨基甲酸酯、脲二酮和/或异氰脲酸酯基团的低聚衍生物或聚合衍生物的混合物使用。根据本发明可以使用一种或多种单体、低聚或多聚的聚异氰酸酯。
聚异氰酸酯必须具有至少为2的平均官能度。平均官能度优选为至少2.5，更优选为至少3。特别优选的是上述的HDI、TDI和/或IPDI的衍生物，尤其是TDI的那些衍生物。
此类聚异氰酸酯的实例是例如能够通过二异氰酸酯与多元醇的加成得到的聚异氰酸酯如Bayer的Desmodur L，或能够由二异氰酸酯通过缩二脲反应得到的聚异氰酸酯如Bayer的商品Desmodur N，或是能够通过二异氰酸酯的环化得到具有异氰脲酸酯母体结构的聚异氰酸酯，如Bayer的商品Desmodur HL和Desmodur IL、SAPICI的商品Polurene KC或Polurene HR、或三聚异佛尔酮二异氰酸酯(Chemische Werke Hüls的异氰脲酸酯T1890)。可作为商品得到的聚异氰酸酯的其它实例是DesmodurVL(基于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的聚异氰酸酯，Bayer AG)、Desmodur Z4370(基于异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的聚异氰酸酯，BayerAG)、Desmodur N3400(脂肪族HDI脲二酮，Bayer AG)、Thanecure T9(芳香族TDI脲二酮，TSE Industries)、Crelan VP LS 2147和Crelan VP LS 2347(脂肪族IPDI脲二酮，Bayer AG)、Polurene KD(基于甲苯二异氰酸酯(TDI)的聚异氰酸酯，SAPICI)、Uronal RA.50(基于TDI的聚异氰酸酯，来自Galstaff)、Polurene A(基于TDI三羟甲基丙烷(TMP)的聚异氰酸酯，SAPICI)、Polyurene MC(基于TMP-IPDI的聚异氰酸酯，SAPICI)、Polyurene MD.70(基于TMP-TDI-MDI的聚异氰酸酯，SAPICI)。这些商品通常不是纯的形式的聚异氰酸酯，而是结构相似的聚异氰酸酯的混合物的形式。作为本发明的聚异氰酸酯，优选使用基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和/或甲苯二异氰酸酯(TDI)的二异氰酸酯的3聚产物。
上述的“至少为2的平均官能度”是指就异氰酸酯基团而言商品具有至少为2的所述官能度。例如，“官能度为3”指的是分子包含平均3个自由异氰酸酯基团。
平均官能度可通过下述方式以实验确定：如本发明的实施例部分所述，确定数均分子量Mn和NCO数，并由此计算NCO的当量。平均官能度是数均分子量与NCO当量构成的比率。平均官能度优选为2.5～10，更优选为3～6。
成分(b)
根据本发明成分(a)的聚异氰酸酯与上式(I)的成分(b)的化合物反应。
式(I)的化合物的特征在于这些化合物包含一个、两个或三个对异氰酸酯基团具有反应性的XH基团。式(I)的化合物经由其反应性的XH基团与异氰酸酯发生不可逆反应。本文中“不可逆”是指式(I)的化合物不能像封端剂那样被再次断裂下来(例如，用热的方法)。因此，与式(I)的化合物的XH基团反应后，聚异氰酸酯的异氰酸酯基团不能用于其它的反应。因而，特别是，在考虑作为式(I)的化合物时，成分(c2)的化合物被排除在外。
对于通式(I)的化合物的Y基团，情况是该基团对于异氰酸酯不具有反应性，即，它们不包含Zerewitinoff活泼氢原子。这特别意味着基团Y不同于上述的基团XH，而且也不能可逆地封端异氰酸酯基团。
XH的实例是OH、NH2、NHR、SH或COOH，R是有支链或无支链的具有1～18个碳原子的烷基。优选XH是OH、NH2或NHR。特别优选的是这些官能团是羟基，因为这些化合物容易得到和/或易于商购，并且得到的反应产物高度溶解在稍后的本发明的添加剂的使用环境中采用的溶剂中。
对异氰酸酯不具有反应性的基团Y可包含杂原子O、S、Si和/或N和/或醚、氨基甲酸酯、碳酸酯、酰胺和/或酯基团。在基团Y中，可以以卤素，优选氟和/或氯取代氢。
作为式(I)的化合物，可以使用脂肪族、脂环族和/或芳脂族化合物。还可以使用这些化合物的混合物，换言之，至少两种不同的式(I)的化合物。式(I)的脂肪族或芳脂族化合物可以是直链的或支链的。它们可以是饱和的或不饱和的。不过优选饱和的化合物。
式(I)的化合物的实例有：直链或支链的醇，如甲醇、乙醇、丁醇、乙基己醇、癸醇、异十三烷醇、月桂醇、硬脂醇、异冰片醇、苄醇、炔丙醇、油醇、亚油醇、羰基合成醇、新戊醇、环己醇、脂肪醇、烷基酚、一苯基二甘醇、烷基萘酚、苯乙醇，羟基官能乙烯基化合物如羟基丁基乙烯基醚，羟基官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯和羟乙基亚乙基脲，以及聚烯烃多元醇如未氢化或氢化的羟基官能聚丁二烯、聚丙烯、乙烯/丁烯共聚物或聚苯乙烯，其平均官能度为1～3。相应的商品的实例是可由MitsubishiChemical得到的名为
Figure BPA00001205448400071
的羟基封端氢化聚丁二烯，或来自KratonPolymers的羟基封端乙烯/丁烯共聚物
Figure BPA00001205448400072
Liquid L-1203、L-1302和L-2203，或可由Nippon Soda Co.作为NISSO-PB得到的液体聚丁二烯，或可由Baker Petrolite作为
Figure BPA00001205448400073
醇得到的饱和长链直链的主要为伯醇的醇，其具有的链长可达到C50，分子量为375g/摩尔～700g/摩尔，及可以
Figure BPA00001205448400074
名得到的其乙氧基化物。更多实例及其它方面描述于EP-A-154 678中。
作为式(I)的化合物，还可以使用包含酯、醚、氨基甲酸酯、碳酸酯、酰胺和/或硅氧烷基团或这些基团的组合的化合物。因而这些化合物可以例如是聚醚、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚硅氧烷，或例如是混合的聚醚-聚酯。
聚酯例如可以通过使二羧酸及其可酯化的衍生物如酸酐、酸性氯化物或二烷基酯(例如二甲基酯或二乙基酯)与二醇和单官能、二官能或三官能起始成分反应而制备。需要时通过使用相应的化学计算量的单羟基化合物可以抑制二羟基聚酯的生成，正如已经如上所述的。酯化可以在本体中进行，或者在夹带剂的存在下通过共沸酯化进行。二羧酸的实例是琥珀酸、马来酸、富马酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、庚二酸、邻苯二甲酸或二聚脂肪酸及其异构体和氢化产物。二醇的实例如下：乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、顺-1，2-环己烷二甲醇、反-1，2-环己烷二甲醇、以及基于乙二醇或丙二醇的聚二醇。
式(I)的优选的聚酯是可通过下述方式得到的聚酯：一种或多种可选具有烷基取代基的羟基羧酸的缩聚和/或相应的内酯如丙内酯、戊内酯或己内酯的开环聚合，例如，利用单羟基、二羟基或三羟基初始成分，如EP-A-154 678(US-A-4 647 647)中所述。这些物质具有的数均分子量Mn优选为150g/摩尔～5000g/摩尔。作为初始成分，原则上可以使用除了作为式(I)的化合物而给出的化合物之外的任何化合物。用作初始成分的单官能、二官能或三官能醇优选具有1～30个碳原子，更优选具有4～14个碳原子。提及的实例是正丁醇，长链饱和及不饱和的醇如炔丙醇、油醇、亚油醇、羰基合成醇、环己醇、苯乙醇、新戊醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇，以及氟化醇，羟基官能聚二烷基硅氧烷，羟基官能乙烯基化合物如羟基丁基乙烯基醚，羟基官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯，羟基官能聚亚烷基二醇丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。还可以利用诸如氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯和/或氧化苯乙烯等氧化烯根据已知的方法通过烷氧基化将上述种类的醇和有取代基的及没有取代基的酚转化为聚氧化烯单烷基醚、聚氧化烯单芳基醚、聚氧化烯单芳烷基醚和聚氧化烯单环烷基醚，并按照上述方式将这些羟基聚醚作为初始成分用于内酯聚合。在每一种情况中，还可以使用上述化合物的混合物。内酯聚合通过已知方法进行，由对甲苯磺酸或二丁基锡二月桂酸酯(dibutyltin dilaurate)引发，温度例如为约70℃～180℃。特别优选的是基于ε-己内酯的聚酯，必要时与δ-戊内酯组合。
作为式(I)的化合物，还可以使用单羟基、二羟基或三羟基聚醚。这些物质例如可通过以诸如氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯、氧化苯乙烯或其混合物等氧化烯对描述为式(I)的化合物的其它化合物如烷醇、环烷醇、酚或上述的羟基聚酯进行烷氧基化而得到。混合的聚醚可无规排列为梯度聚合物或嵌段聚合物。有利的是，这些聚醚具有的数均分子量(Mn)为约100g/摩尔～10000g/摩尔，优选为150g/摩尔～5000g/摩尔，更优选为200g/摩尔～3500g/摩尔。优选基于氧化乙烯、氧化丙烯和其混合物的聚醚。其它优选的是单羟基官能聚氧化烯一元醇如烯丙基聚醚，例如来自Clariant AG的Polyglycol A 350、Polyglycol A 500、Polyglycol A 1100、Polyglycol A 11-4、Polyglycol A 20-10或Polyglycol A 20-20或来自BASFAG的A010R、A11RE、
Figure BPA00001205448400093
A13R、
Figure BPA00001205448400094
A22R或
Figure BPA00001205448400095
A23R，乙烯基聚醚，例如来自ClariantAG的Polyglycol V 500、Polyglycol V 1100或Polyglycol V 5500，由甲醇开始制备的聚氧化乙烯一元醇，例如来自BASF AG的
Figure BPA00001205448400096
A350E、
Figure BPA00001205448400097
A500E、
Figure BPA00001205448400098
A750E、
Figure BPA00001205448400099
A1020E、
Figure BPA000012054484000910
A2000E或
Figure BPA000012054484000911
A5010E，由烷醇开始制备的聚氧化丙烯一元醇，例如来自Clariant AG的Polyglycol B01/20、Polyglycol B01/40、Polyglycol B01/80、Polyglycol B01/120或Polyglycol B01/240或来自BASF AG的
Figure BPA000012054484000912
A1350P或
Figure BPA000012054484000913
A2000P，以及使用不同脂肪醇开始的具有可变烷氧基化度的聚烷氧基化物，为本领域技术人员熟知种类的来自BASF AG的商品名A、
Figure BPA000012054484000915
AT、
Figure BPA000012054484000916
AO、
Figure BPA000012054484000917
TO、
Figure BPA000012054484000918
XP、
Figure BPA000012054484000919
XL、
Figure BPA000012054484000920
AP和
Figure BPA000012054484000921
ON。优选使用聚氧化烯一元醇，其包含氧化乙烯和/或氧化丙烯和/或氧化丁烯基团，并可由氧化苯乙烯进行改性。特别优选的是使用聚氧化烯一元醇，例如来自Clariant AG的Polyglycol B11/50、Polyglycol B 11/70、Polyglycol B 11/100、Polyglycol B 11/150、Polyglycol B 11/300或Polyglycol B 11/700，来自BASF AG的
Figure BPA000012054484000922
A1000PE、A1320PE或A2000PE，或来自DOW Chemicals的Terralox WA 110，这些物质是由丁醇开始制备的由氧化乙烯和氧化丙烯形成的具有端OH基团的聚氧化烯。
优选的式(I)的化合物是具有2～30个碳原子的羟基官能聚醚、羟基官能聚酯、羟基官能聚醚-聚酯和/或脂肪族和/或脂环族醇，前述物质的一部分氢原子可被卤素和/或芳基取代。
作为式(I)的化合物，还可以使用单官能、二官能或三官能聚硅氧烷，例如包含不与硅原子连接的羟基的氨基或羟基官能聚二烷基硅氧烷，或使用在适当情况下可以由聚醚改性和/或聚酯改性的氨基烷基聚硅氧烷。在该情况中，各氨基官能化合物具有伯氨基或仲氨基但不具有叔氨基。优选使用数均分子量Mn为400g/摩尔～8000g/摩尔，更优选400g/摩尔～5000g/摩尔，极其优选400g/摩尔～2000g/摩尔的羟基烷基聚二甲基硅氧烷。
作为式(I)的化合物，还可以使用聚氨酯、聚醚-聚氨酯、聚酯-聚氨酯和/或聚醚-聚酯-聚氨酯，这些化合物可在单官能、二官能或三官能初始成分的存在下通过二异氰酸酯与二羟基化合物的加成反应获得。
作为用于合成包含氨基甲酸酯基团的式(I)的化合物的二异氰酸酯，可以使用本身由聚氨酯化学已知的具有4～15个碳原子的脂肪族、脂环族和/或芳香族二异氰酸酯，例如四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯、亚甲基双(异氰酸4-环己酯)或1，4-环己烷双(甲基异氰酸酯)。作为用于合成包含氨基甲酸酯基团的式(I)的化合物的羟基化合物，优选使用具有2～12个碳原子的二醇、聚氧亚烷基二醇和优选数均分子量Mn不超过2000g/摩尔的二羟基官能聚酯。作为单羟基官能初始成分，可以使用具有可多达30个碳原子的醇类，例如为制备式(I)的聚酯而描述的醇类，以及描述为式(I)的化合物的羟基聚酯和羟基聚醚。优选的是，聚酯具有的数均分子量Mn为300g/摩尔～5000g/摩尔，聚醚具有的数均分子量Mn为200g/摩尔～2000g/摩尔。
基团Y可包含碳酸酯基团，例如根据现有技术通过与开链和/或环状碳酸酯的反应而获得的碳酸酯基团。例如，碳酸酯改性的线性聚酯或聚碳酸酯二醇是适宜的，例如聚氨酯制备中使用的那些。其实例在US 410152 9、EP 0358 555或WO 02/085507中有所描述。合适的碳酸酯例如是脂肪族、脂环族、芳脂族和/或芳香族的碳酸酯，如碳酸二烷基酯例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸二苯酯，例如邻苯二酚碳酸酯或环状亚烷基碳酸酯。特别适宜的是具有5元环或6元环的环状亚烷基碳酸酯，必要时其还可以具有取代基。优选的取代基是具有可多达30个碳原子的脂肪族、脂环族和/或芳香族基团。适宜的环状亚烷基碳酸酯的实例是碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甘油酯、三亚甲基碳酸酯、4-甲基三亚甲基碳酸酯、5-甲基三亚甲基碳酸酯、5，5-二甲基三亚甲基碳酸酯、5，5-二乙基三亚甲基碳酸酯或5-甲基-5-丙基三亚甲基碳酸酯。
基团Y可具有在加合物生成时具有惰性的其它基团，例如，甲酰胺基团(-NHCO-)、未活化的双键或脲基团(-NHCONH-)。具有这些基团的式(I)的这些化合物基于所用的全部式(I)的化合物的分数应当优选为小于50摩尔％，更优选为小于5摩尔％。特别优选的化合物是完全不包含这些基团的化合物。
可能存在的酯、醚、氨基甲酸酯、碳酸酯和/或硅氧烷基团可以为嵌段结构(优选聚(氧化乙烯-嵌段-氧化丙烯-嵌段-ε-己内酯))、形成梯度聚合物或无规排列。
作为式(I)的化合物，还可以使用具有平均可多达3个NCO反应性基团的聚丙烯酸酯和/或聚甲基丙烯酸酯，例如通过丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的阴离子、阳离子或自由基聚合得到的化合物。优选单羟基官能化合物。单羟基官能聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯是在分子中平均包含一个羟基的那些物质。这样的化合物已经用于制备其它分散剂的现有技术领域。这类型的化合物在例如US-A-4 032 698或EP 318 999中有所描述。所述聚丙烯酸酯具有的数均分子量Mn优选为300g/摩尔～20000g/摩尔，更优选为500g/摩尔～10000g/摩尔。它们可以排列为嵌段结构或者无规排列或者形成梯度聚合物。
单体丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的羧基可以例如由脂肪族、脂环族和/或芳香族醇(例如，甲醇、丁醇、环己醇、2-乙基己醇、月桂醇、硬脂醇、异冰片醇或苄醇)、或醚醇(例如，2-甲氧基乙醇、2-苯氧基乙醇、四氢糠醇或缩水甘油)、聚酯醇(例如，羟基官能聚己内酯)、或烷氧基聚亚烷基二醇(例如，甲氧基聚乙二醇或甲氧基聚丙二醇)酯化。酯化成分的数均分子量Mn优选为小于2000g/摩尔。为制备羟基官能聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯，还可以使用以上所述的不同单体的混合物。为制备这些聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯，还可以使用乙烯基酯如醋酸乙烯酯、乙烯基醚如乙烯基乙基醚、苯乙烯、乙烯基甲苯和/或乙烯基环己烷作为共聚单体。得到的共聚物由优选不超过50摩尔％的不具有丙烯酸官能度的共聚单体合成。
羟基官能的聚-2-烷基-2-噁唑啉或聚-2-烷基-2-噁嗪也可用作式(I)的化合物。优选使用单羟基官能化合物。正如本领域的技术人员了解的，聚-2-烷基-2-噁唑啉或聚-2-烷基-2-噁嗪例如通过利用诸如对甲苯磺酸、甲基苯磺酸甲酯或三氟甲磺酸甲酯等引发剂的2-烷基-2-噁唑啉或2-烷基-2-噁嗪的阳离子开环聚合得到。得自活性阳离子聚合机制的噁唑啉鎓或噁嗪鎓端基通过碱水解经由氨基酯末端基团可转化为更稳定的羟基酰胺。制备单羟基官能的聚-2-烷基-2-噁唑啉或聚-2-烷基-2-噁嗪的另一种替代性途径是以2-(4-羟基苯基)-N-甲基-2-噁唑啉鎓三氟甲烷磺酸酯作为引发物种的聚合(A.Gro β，G.Maier，O.Nuyken，Macromol.Chem.Phys.197，2811-2826(1996))。通过选择烷基取代基，可以控制相容性。例如，聚-2-乙基-2-噁唑啉的水溶性使其适于高极性体系，而聚-2-月桂基-2-噁唑啉例如与非极性系统相容。由2-乙基-2-噁唑啉和2-月桂基-2-噁唑啉形成嵌段共聚物时，聚合物显著地具有特别宽泛的相容性。该聚-2-烷基-2-噁唑啉或聚-2-烷基-2-噁嗪具有的数均分子量Mn优选为300g/摩尔～20000g/摩尔，更优选为500g/摩尔～10000g/摩尔。
在需要宽泛相容性的应用中，如在通用糊料部分(universal pastesector)中，例如，通常有利的是使用以不同的式(I)的化合物的混合物制备的加成化合物。例如，当将本发明的加成化合物在用于水性和非极性系统的通用调色漆中使用时，水溶性的和非极性的式(I)的化合物的组合是有利的。
式(I)的化合物的数均分子量Mn为小于20000g/摩尔，优选不大于10000g/摩尔，更优选不大于5000g/摩尔，极其优选不大于3500g/摩尔，进而更优选不大于2000g/摩尔。最小分子量Mn优选100g/摩尔，更优选150g/摩尔，极其优选200g/摩尔，最优选400g/摩尔。优选的是，小于50摩尔％的所用的式(I)的化合物具有的数均分子量应当小于100g/摩尔，更优选小于25摩尔％，极其优选小于15摩尔％，最优选0摩尔％。
在与式(I)的单官能化合物的反应中，15％～90％，优选20％～70％、更优选25％～60％的最初使用的自由NCO基团进行反应。
二官能或三官能的式(I)的化合物的实例分别是二醇和三醇、不具有叔氨基的具有2～12个碳原子的二胺和三胺、二羟基二烷基硫化物和二羟基砜。实例是丁二醇、己二醇、环己烷二甲醇、新戊二醇、乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、脂肪酸二烷醇酰胺、硫二甘醇二(4-羟基苯基)砜、以及平均官能度为2～3的羟基官能聚丁二烯。式(I)的化合物的一个优选组是有利地具有亚烷基(具有2～4个，优选为2个碳原子)的聚氧亚烷基二醇，其数均分子量Mn优选为200g/摩尔～2000g/摩尔，更优选400g/摩尔～1500g/摩尔。具有3个羟基的乙氧基化物例如通过使用三官能醇作为初始成分的聚合得到。优选的聚氧亚烷基二醇是聚乙二醇。
作为二官能或三官能的式(I)的化合物，还可以使用可通过利用二羟基或三羟基初始成分聚合一种或多种内酯，优选如前所述的ε-己内酯而得到的那些化合物。优选的是，这些聚酯多元醇具有的数均分子量Mn为500g/摩尔～2000g/摩尔。优选的初始成分是丁二醇或乙二醇。不过，上述的二醇或三醇也适合于作为合适的初始成分。
在一个优选实施方式中，多官能的式(I)的化合物是二官能或三官能的聚醚、聚酯或聚醚-聚酯。
作为多官能的式(I)的化合物，还可以使用聚氨酯、聚醚-聚氨酯、聚酯-聚氨酯和/或聚醚-聚酯-聚氨酯，这些物质可通过二异氰酸酯与二羟基化合物的加成反应获得，类似于相应的单官能的式(I)的化合物。优选的是，这些含有氨基甲酸酯的式(I)的化合物的平均官能度不大于2，数均分子量为300g/摩尔～2500g/摩尔，优选500g/摩尔～1500g/摩尔。
二官能或三官能的式(I)的化合物在聚异氰酸酯与单官能的式(I)的化合物的反应产物之间产生交联。初始产物例如可以以这样的量使用：使二官能或三官能的式(I)的化合物构成分子的中心，并且与其连接的是其残留的异氰酸酯基团已经或能够与单官能的式(I)的化合物反应的聚异氰酸酯。当然还可以存在一定的过度交联或交联不足。
在与二官能或三官能的式(I)的化合物反应的情况中，情况是0％～45％，优选0％～25％的最初使用的NCO基团发生反应。完全不使用二官能或三官能的式(I)的化合物可得到特别优选的产物。
总共至少20％、更优选至少25％，且不超过90％、优选不超过80％、更优选不超过70％的最初使用的成分(a)聚异氰酸酯的NCO基团与式(I)的化合物反应。
聚异氰酸酯与不同的式(I)的化合物的反应可以在单一反应步骤中进行，也可以连续在两个以上反应步骤中进行。其可以以任何顺序进行。不过，在许多情况中，有利的是聚异氰酸酯以首先与单官能化合物、然后与多官能化合物的顺序与所述成分连续反应。异氰酸酯加成的发生可取决于各个反应物在这类反应惯用的温度范围内(室温至约150℃)的反应性。为了加速和降低副反应，可以使用现有技术惯用的催化剂，例如叔胺类如三乙胺、二甲基环己胺、N-甲基吗啉、N，N′-二甲基哌嗪、2-(二甲基氨基乙氧基)乙醇、二氮杂双环[2.2.2]辛烷及类似化合物，以及特别是，有机金属化合物如钛酯(titanic ester)、铁化合物如乙酰丙酮酸铁(III)，例如锡化合物如二乙酸锡、二辛酸锡、二月桂酸锡，或脂肪族羧酸的二烷基锡盐的二烷基衍生物如二乙酸二丁基锡或二月桂酸二丁基锡等。这些催化剂通常的用量为每100重量份的聚异氰酸酯0.0001重量份～0.1重量份。
成分(c)
成分(c1)
所使用的式(II)的化合物M-Q是这样的化合物，其中M是数均摩尔量不超过1000g/摩尔，优选不超过500g/摩尔，更优选不超过300g/摩尔的有机基团，其包含i)至少一个叔氨基和至少一个OH基，或ii)至少一个水解性硅烷基团，并且其中Q为NH2、NHR或OH(其中R是具有1～18个碳原子的直链或支链的烷基)。
在情况i)中，M优选包含1～10，更优选1～5，及其优选1～3，最优选1～2个OH基。优选伯羟基(OH)。
具有叔氨基和OH基团的M-Q的实例是三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、氨基丙基甲基乙醇胺、3-(二乙基氨基)丙烷-1，2-二醇、四(2-羟基丙基)乙二胺、二(2-羟基乙基)十二烷胺和二(2-羟基乙基)十八烷胺。
在具有至少一个水解性硅烷基团的化合物M-Q的情况中，M优选-Ra-Si(ORb)m(Rc)3-m基团，其中Ra是具有1～12个碳原子的亚烷基、具有4～6个碳原子的环亚烷基或具有6～10个碳原子的亚芳基，并且Rb和Rc是具有1～10个碳原子的烷基，m是1～3。
作为包含至少一个水解性硅烷基团的化合物M-Q，优选的是至少一个选自以下组的化合物，所述组包括：3-(N-烯丙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、4-氨基丁基三乙氧基硅烷、1-氨基-2-(二甲基乙氧基甲硅烷基)丙烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基二甲基甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基异丁基甲基二甲氧基硅烷、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(6-氨基己基)氨基甲基三甲氧基硅烷、N-(6-氨基己基)氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-11-氨基-十一烷基三甲氧基硅烷、3-(间氨基苯氧基)丙基三甲氧基硅烷、间氨基苯基三甲氧基硅烷、对氨基苯基三甲氧基硅烷、N-3-[氨基(聚丙烯氧)]氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二异丙基乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、11-氨基十一烷基三乙氧基硅烷、二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、二(甲基二乙氧基甲硅烷基丙基)胺、二(三乙氧基甲硅烷基丙基)胺、二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、二[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺、二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)-N-甲基胺、正丁基氨基丙基三甲氧基硅烷、叔丁基氨基丙基三甲氧基硅烷、N-环己基氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2，4-二硝基苯基氨基)丙基三乙氧基硅烷、N-乙基氨基异丁基甲基二乙氧基硅烷、N-乙基氨基异丁基三甲氧基硅烷、N-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-甲基氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-甲基氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基氨基甲基三乙氧基硅烷、N-苯基氨基甲基三甲氧基硅烷、3-(N-苯乙烯基甲基)-2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二乙三胺、(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二乙三胺、N-环己基氨基甲基甲基二乙氧基硅烷、N-环己基氨基甲基三乙氧基硅烷、N-苯基氨基甲基三乙氧基硅烷或其混合物。末端烷氧基可以在水中或水性介质中水解以生成羟基官能性。
含有烷氧基硅烷的加合物特别适于包含羟基的表面，例如石英或玻璃纤维，加合物与其发生反应从而形成特别强的键，因而也能够改善粘合性和机械性，尤其是在与共交联性的例如具有丙烯酸基团的基团Y组合的时候。
成分(c2)
封端剂用于与异氰酸酯基团进行可逆反应。由此封端剂可在反应后被再次除去，例如通过热的方式，这意味着异氰酸酯基团可再次用于反应。在现有技术的领域中，术语“封端的异氰酸酯”是本领域的普通技术人员熟悉的术语。封端剂用于制备封端的异氰酸酯。
适宜的封端剂是现有技术中已知的，例如包括内酰胺、肟、丙二酸酯、乙酰乙酸烷基酯、酚，以及胺，例如丁酮肟、丙酮肟、二异丙基胺、1，2，4-三唑、咪唑、二甲基吡唑、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、ε-己内酰胺，或这些封端剂的任何所需的混合物。前述种类的化合物中，不考虑作为封端剂的是这样种类的化合物的代表，即，除了可逆封端异氰酸酯基团的基团之外，该类化合物还具有一个以上与异氰酸酯基团不可逆反应的基团。例如，特别排除的是那些属于式(I)定义的种类的化合物的代表。这些相应种类的化合物的代表被专门指定为成分(b)。
优选使用丁酮肟、咪唑、二甲基吡唑和ε-己内酰胺或这些化合物的混合物。特别优选咪唑和3，5-二甲基吡唑。
封端的聚异氰酸酯基团可通过例如根据现有技术已知方法的反应制备。这些方法例如描述于Liebigs Annalen from 1949，562卷，205至229页中。封端的聚异氰酸酯加合物可通过异氰酸酯基团与封端剂的直接反应制备，或者在C-H-酸性封端剂如丙二酸酯的情况中，与去质子化剂的加成制备。
成分(c3)
成分(c3)是可选的成分，由通式(III)表示为Z-Q。基团Z是具有至少一个叔氨基并且不包含NCO反应性基团的有机碱性基团。基团Z优选是具有至少一个叔氨基的脂肪族或脂环族基团，适当的时候所述叔氨基处于杂环体系的叔环氮原子的形式。叔氨基或具有叔环氮的杂环体系可以与基团Q直接连接，或经由有机桥联基团(“间隔基”)与基团Q连接。可以使叔氨基或叔环氮的杂环体系与基团Q连接的间隔基包含优选为2～10，更优选为2～5个碳原子。特别优选具有2～10、极其优选具有2～5个碳原子的亚烷基，或具有相同碳原子数的聚醚基团。基团Q的定义与成分(c1)中相同。
可用作式(III)的化合物Z-Q的一组化合物由具有叔氨基的单羟基胺，或具有叔氨基和伯氨基或仲氨基的脂肪族二胺构成，例如(N，N-二乙基氨基)乙醇、(N，N-二甲基氨基)乙醇、(N，N-二甲基氨基)丙醇、2-(二乙基氨基)乙基胺、3-(二甲基氨基)丙基胺、3-(二乙基氨基)丙基胺、N，N-二乙基-1，4-丁烷二胺、1-二乙基氨基-4-氨基戊烷，其中优选3-(二甲基氨基)丙基胺和(N，N-二乙基氨基)乙醇。
在其它基团的情况中，Z是单环或双环杂环基团，其中环氮原子优选经由具有2～5个碳原子的亚烷基与基团Q连接。优选的杂环是三唑、嘧啶、咪唑、吡啶、吗啉、吡咯烷、哌啶、苯并咪唑、苯并噻唑和/或三嗪，更优选咪唑和苯并咪唑。这些杂环可包含一个以上的取代基。其优选具有下列基团之一：具有1～6、优选为1～4个碳原子的烷基和/或烷氧基(在该情况中优选甲氧基)，或叔氨基。
优选的是杂环基团经由环氮原子和优选具有2～5个碳原子的亚烷基与基团Q连接。除了该环氮原子之外，杂环基团当然还可以包含其它的杂原子，包括其它环氮原子。
式(III)的化合物的其它实例是N-(3-氨基丙基)咪唑、N-(3-氨基丙基)吗啉、N-(2-氨基乙基)哌啶、1-甲基-哌嗪、氨基乙基哌嗪。这些化合物的特征在于它们在每个分子中包含至少1个能够与NCO基团反应的具有至少1个Zerewitinoff氢原子的反应性基团，还在于它们额外还具有不含活性氢的含氮的碱性基团。这些碱性基团在现有技术中以其pKa值为特征(参见US-A-3,817,944；4,032,698和4,070,388)。优选具有pKa值为2～14，更优选为5～14，极其优选为5～12的碱性基团的化合物。pKa值可由表格工具书获得。以上所示的极限值指的是在25℃在水中0.01摩尔的浓度条件下的pKa值的测定结果。这些碱性基团同样使本发明的加成化合物具有碱性。
式Z-Q的化合物例如可通过使(甲基)丙烯酸酯或环氧化物与胺或含氮的杂环体系反应而得到。(甲基)丙烯酸酯与含氮的杂环体系的反应产物的实例是(甲基)丙烯酸的羟基乙基酯和羟基丙基酯与含氮的杂环结构的反应产物，下列结构要素与杂环结构的氮连接：
-丙酸2-羟基乙基酯、-丙酸2-羟基丙基酯、-2-甲基丙酸2-羟基乙基酯和-2-甲基丙酸2-羟基丙基酯，及其乙氧基化和/或丙氧基化的衍生物。优选丙烯酸酯。
与胺的反应类似地进行。
通过环氧化物与胺或与含氮杂环化合物的反应，同样可以制备化合物Z-Q。在反应的过程中，生成的基团Q是仲羟基，叔氨基形成于参加反应的氮原子上。
为制备本发明的加成化合物，还可以使用不同原料的混合物，例如聚异氰酸酯和/或成分(b)和/或成分(c)的混合物。两种或多种成分(a)、(b1)、(b2)或(c)的各代表可以以超化学计量的量或不足化学计量的量使用。不过，各比例优选如此选择以使异氰酸酯基团基本上完全反应。这是指，优选至少90％，更优选至少95％，极其优选至少98％，理想的是全部的异氰酸酯基团进行反应。
凭借碱性基团，加成化合物能够形成盐。为本发明的目的，作为分散剂它们还可以以相应盐的形式使用。在一些情况中，利用这样的部分或完全的盐化，可以改善活性和/或增强溶解性或相容性。即使在产物的碱性是破坏因素的应用中，例如在酸催化的体系中，通过部分或完全的中和常常可以获得改善。
通过与一种或多种有机或无机酸的中和或通过季铵化作用，可以由得到的反应产物获得盐。酸的用量可由使用领域来教导。根据各种单独的情况，酸成分可以以等摩尔量、超化学计量或不足化学计量的量使用。对于多羧酸，例如，对每个待中和的碱性基团还可以使用可多达1当量的多羧酸，从而使产物具有酸性特征。优选的是进行近似等摩尔的中和。优选具有有机羧酸的盐或酸性磷酸酯。在EP 893 155、EP 417 490和US 5143 952中给出了酸性磷酸酯的实例。羧酸的实例是脂肪族和/或芳香族羧酸，例如短链或长链的脂肪酸、甲酸、乙酸、新癸酸、油酸、妥尔油脂肪酸、硬脂酸、蓖麻油酸、天然饱和或不饱和的植物或动物脂肪酸及其马来酸酐加合物、马来酸、富马酸、琥珀酸、十二烯基琥珀酸、5-降冰片烯-2，3-二羧酸、己二酸、戊二酸、苯甲酸、硝基苯甲酸、邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、二聚或三聚的脂肪酸、柠檬酸和松香酸。
本发明的加成化合物包含羟基时，如果需要，羟基可以与具有至少两个羧基的多羧酸或其酸酐进行完全或部分的成酯反应，其量为对于待反应的每个羟基使用至少0.8分子的所述多羧酸或多羧酸的酸酐。这样反应的加成化合物因而相对于每一个反应的OH基团包含一个以上羧基，这些羧基能够与氨基成盐。所述多羧酸的实例是马来酸、富马酸、琥珀酸、十二烯基琥珀酸、5-降冰片烯-2，3-二羧酸、己二酸、戊二酸、邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、二聚或三聚的脂肪酸和柠檬酸。优选使用1，2-二羧酸的酸酐，例如马来酸酐、琥珀酸酐、十二烯基琥珀酸酐、邻苯二甲酸酸酐和四氢邻苯二甲酸酸酐。
本发明的加成化合物优选不包含烯键不饱和基团。
当使用了平均具有至少2.5个游离的异氰酸酯基团的优选使用的聚异氰酸酯时，形成了支化的，也就是非线性的聚氨酯结构。因此，根据本发明特别优选非线性的加成化合物。
根据粘度，本发明的加成化合物的制备可以在本体中进行，或在存在适宜的溶剂、溶剂混合物或其它适宜的载体介质时进行。适宜的溶剂或载体介质是所有那些在选定的反应条件下不具有反应性，或其对于共反应物的反应性可忽略的物质，并且在这些物质中反应物和反应产物至少部分溶解。实例是烃类，如甲苯、二甲苯、脂肪族和/或脂环族挥发油馏分，氯化的烃类，如氯仿、三氯乙烷，环状醚或无环醚，如二氧六环、四氢呋喃、聚亚烷基二醇二烷基醚如二丙二醇二甲基醚，一羧酸、二羧酸或多羧酸的酯类，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁内酯、2-甲基戊二酸二甲酯、三醋精、邻苯二甲酸酯或其它的增塑剂，二羧酸或多羧酸的酯，C2～C4二羧酸的二烷基酯(称为“二元酯”)，烷基二醇酯，如乙基二醇乙酸酯、乙酸甲氧基丙酯，酮类，如甲基异丁基酮、环己酮、丙酮，酸性酰胺类，如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。考虑计划的使用领域有利地选择一种溶剂或多种溶剂和/或载体介质。例如，对于用于水稀释性涂布系统的本发明的加成化合物或用于颜料合成后的水性悬浮液中的涂布颜料的本发明的加成化合物，优选的是使用完全或部分水稀释性溶剂。当产物将用于例如不希望存在VOC(挥发性有机化合物)的应用时，制剂应当尽可能不含溶剂或在适当的高沸点载体介质中。
取决于应用的领域，用于合成的溶剂可以留在反应混合物中，或者完全或部分地除去，并在适当的时候由其它的溶剂或载体介质替换。取决于相容性，本发明的加成化合物还可以与树脂、树脂溶液、反应性稀释剂、粘合剂或其它的现有技术的添加剂如其它的润湿剂和分散剂、防沉剂、表面活性添加剂如硅酮等组合。
例如，通过蒸馏可除去溶剂，蒸馏适当的时候在减压下和/或加水共沸进行，溶剂的去除可以是完全的，也可以是部分的。作为选择，活性物质可通过下述方式分离：通过沉淀，通过加入非溶剂如脂肪族烃类(例如己烷)，然后过滤分离并在需要时干燥。通过这些方法中的一种得到的活性物质随后可在适于具体应用领域的溶剂中稀释，或在适当的时候直接使用，例如在粉末涂料的情况中。必要时，在加入适宜的高沸点溶剂之后，其中溶解有加成产物的溶剂可以蒸馏除去，适当的时候蒸馏在减压下进行，和/或加水共沸进行。这样，加成产物可转移至适合于各个应用领域的载体介质中。对于优选使用固体的应用，例如粉末涂料或一些塑料加工方法，加成化合物还可以通过聚合物的现有技术中已知的其它方法转化为固体形式。这些方法的实例是微囊化、喷雾干燥、吸附至固体载体如SiO2上，或PGSS法(来自气体饱和溶液的颗粒)。
反应可以在惯用催化剂的存在下进行，催化剂的实例是有机锡化合物，如二月桂酸二丁基锡，其它的有机金属化合物，如乙酰丙酮酸铁，叔胺，如三乙二胺或酶等等。
通过改变式(I)的取代基的特性、比例和/或其分子量，可以使本发明的加成化合物的性质适合于不同的应用领域。例如，溶解性和相容性能够与种类极为广泛的溶剂、载体介质、粘合剂、树脂、固体相一致，以及适当的时候与存在于采用了本发明的加成化合物的涂布材料和模制材料中的其它聚合性化合物相一致。
为用于高极性体系如水基涂布材料，例如，基团Y应当包含足够高分数的极性基团，如聚氧化乙烯，例如从而实现对于特定应用领域充足的水溶性水平。不过这种亲水性基团的分数也不应当过高，因为在一些应用中这会导致对水的敏感性的不利的增大。
在用于非极性体系如长油醇酸油漆、PVC塑溶胶或聚烯烃的情况中，应当优选适宜分数的非极性基团，在宽泛相容性比较重要的体系中使用时，如颜料浓缩物，极性和非极性基团的平衡组合是有利的。
为在例如化妆制剂的硅油如十甲基环戊硅氧烷中分散，例如，含有聚二甲基硅氧烷的加成化合物是特别适宜的。如果加成化合物用于例如聚氨酯树脂或其粘合剂是聚氨酯的涂布材料中，则有利的是使用那些本发明的加成化合物，其分子由于存在于式(I)的初始化合物中的基团所致还包含氨基甲酸酯基团或本领域技术人员熟知与聚氨酯相容的类似的基团。这同样适用(经必要修正)于例如聚丙烯酸酯、聚酯、醇酸树脂和其它的聚合物。
加以必要修正，这还适用于成分(c)的取代基，其对于本发明的加成化合物对将被分散的所用固体的亲和性施加了特别的影响。
具有表面活性取代基的本发明的加成化合物可以改变使用这些化合物制得的基质的表面张力。例如，如果存在非极性极强的基团，如具有超过12个碳原子的长链烷基、含有聚二甲基硅氧烷的基团和/或含有全氟烷基的基团，例如，产物适合于降低液体有机或水性体系的表面张力或固体体系的表面张力，并适于影响相关性质如润湿性、可染性、可印刷性、流动和泡沫行为。在显示了与OH基团、COOH基团和/或双键的反应性的体系中，所述体系的实例是基于异氰酸酯或基于三聚氰胺树脂的2组分体系、含有环氧化物的体系、辐射固化的涂料如UV固化或电子束固化油漆和印刷油墨或不饱和的聚酯体系，例如，通过使用包含反应性基团如OH基团、COOH基团和/或不饱和基团的本发明的加成化合物可以实现共交联，并导致改善粘合性、固体混入性、机械特性和迁移行为。在双键的存在导致了诸如变色等例如高处理温度造成的不利的缺点的应用中，有利的是使用具有尽可能少的不饱和基团并优选完全没有不饱和基团的本发明的加成化合物。
本发明的加成化合物的数均分子量Mn优选为至少500g/摩尔，更优选至少800g/摩尔，极为优选至少1200g/摩尔，理想为至少2000g/摩尔。
本发明还提供用于制备本发明的加成化合物的方法，所述方法包括将下述(a)与(b)和(c)反应
(a)一种或多种每个分子中具有至少两个异氰酸酯基的聚异氰酸酯，
(b)一种或多种式(I)的化合物
Y-(XH)n    (I)
其中，
XH是对异氰酸酯具有反应性的基团，并且
Y是对异氰酸酯不具有反应性的单体或聚合基团，所述基团不包含叔氨基且不含有水解性硅烷基团，并且包含一种或多种脂肪族基团、脂环族基团和/或芳香族基团，
并且其中，
n是1、2或3，
所述式(I)的化合物具有小于20000g/摩尔的数均摩尔质量Mn，
并且不表示属于成分(c2)定义的化合物，
并且，
对于至少50摩尔％的所述式(I)的化合物情况，其为n为1的情形，
附加条件是成分(a)的异氰酸酯基的20％～90％与所述式(I)的化合物反应，
(c)一种或多种选自下列组的化合物，所述组包括：
(c1)式(II)的化合物
M-Q    (II)
其中，
M是数均摩尔质量不超过1000g/摩尔的有机基团，其包含
i)至少一个叔氨基和至少一个羟基，
或
ii)至少一个水解性硅烷基团，附加条件是对于100％的通式(I)的化合物，n为1，
并且
Q为NH2、OH或NHR，其中R是具有1～18个碳原子的直链或支链的烷基，
(c2)用于异氰酸酯基团的封端剂，和
(c3)可选的通式(III)的化合物
Z-Q    (III)
其中，
Z是具有至少一个叔氨基并且不包含NCO反应性基团的有机碱性基团，并且
Q为NH2、OH或NHR，其中R是具有1～18个碳原子的直链或支链的烷基，
其中，必要时，存在于(a)、(b)和(c)的反应产物中的任何羟基与具有至少两个羧基的多羧酸或其酸酐反应，其量为对于待反应的每个羟基使用至少0.8分子的所述多羧酸或多羧酸的酸酐；
附加条件是至少10％的所述成分(a)的异氰酸酯基团与成分(c)反应，且至少5摩尔％的一种或多种的成分(c1)和/或(c2)用作成分(c)，和0％～50％的成分(a)的异氰酸酯基团与一种或多种的成分(c3)反应。
本发明的方法中使用的成分(a)、(b)和(c)对应于此前已经在上文中描述的那些成分。
本发明的方法优选这样进行：首先使成分(a)的化合物与成分(b)的那些化合物反应，仅在然后使残留的异氰酸酯基团与成分(c)的化合物反应。
进一步有利的是，使用式(I)的化合物(n＝1和n＝2或3)时，首先使成分(a)的聚异氰酸酯与其中n为1的式(I)的化合物反应，仅在然后进行与其中n为2或3的式(I)的那些化合物的反应。
本发明还提供上述的本发明的加成化合物作为润湿剂和分散剂及作为分散稳定剂的应用。
本发明还提供粉末型或纤维状固体，所述固体将要混入液体体系中，并涂覆有作为分散剂和作为分散稳定剂或作为润湿剂的这些加成化合物。
本发明的加成化合物可用于分散剂、分散稳定剂或润湿剂以代替其在现有技术中的类似物。因此，例如它们可用于制备或加工油漆、印刷油墨、其它油墨如喷墨油墨、纸张涂料、用于皮革和纺织品的染料、浆料、颜料浓缩物、陶瓷和化妆制剂，尤其是如果它们包含诸如颜料和/或填料等固体。所述加成化合物还可用于制备或加工基于合成、半合成或天然大分子物质的模制组合物，例如聚氯乙烯、饱和或不饱和的聚酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、环氧树脂、聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯。举例来说，在粘合剂和/或溶剂、颜料和可选的填料、加成化合物以及典型的助剂混合时，可以使用加成化合物制备浇注组合物、PVC塑料溶胶、凝胶涂料、聚合物混凝土、印制电路板、工业漆、木材和家具清漆、车用漆、船舶涂料、防腐漆、罐涂料和卷材涂料、装饰用涂料和建筑涂料。
所述加成化合物优选用于制造包含颜料和/或填料的颜料浓缩物、油漆、浆料和/或模制组合物。
典型粘合剂的实例是基于聚氨酯、硝酸纤维素、乙酰丁酸纤维素、醇酸树脂、三聚氰胺、聚酯、氯化橡胶、环氧化物和丙烯酸酯的树脂。水基涂料的实例是例如用于车体的阴极或阳极电沉积涂料。其它实例是抹灰(render)、硅酸盐漆、乳化漆、基于可水稀释的醇酸树脂的水性漆、醇酸乳液、杂合体系(hybrid system)、2组分体系、聚氨酯分散液和丙烯酸酯分散液。
本发明的加成化合物也特别适合于制备固体的浓缩物，例如颜料浓缩物。为此目的，首先将本发明的化合物引入诸如有机溶剂、增塑剂和/或水等载体介质中，然后在搅拌的条件下加入待分散的固体。另外，这些浓缩物可包括粘合剂和/或其它助剂。不过，采用本发明的加成化合物，特别可以制备稳定的、不含粘合剂的颜料浓缩物。使用本发明的化合物还可以由颜料滤饼(presscake)制造固体的流体浓缩物。在该情况中，本发明的化合物与滤饼混合，其可额外包含有机溶剂、增塑剂和/或水，所得的混合物是分散的。以不同方式制备的固体浓缩物随后可以混入不同的基质中，例如醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂或环氧树脂。不过，颜料也可以直接分散在本发明的加成化合物中而无需溶剂，然后尤其适合于为热塑性和热固性聚合物制品着色。
本发明的加成化合物还可有利地用于制造用于液晶显示器、液晶屏、色彩解析装置、传感器、等离子屏、基于SED(表面传导电子发射器显示器)的显示器的滤色器和用于MLCC(多层陶瓷化合物)。MLCC技术用于制造微芯片和印刷电路板。
本发明的加成化合物还可用于制造化妆制剂，例如化妆品、粉饼、口红、染发剂、面霜、指甲油和防晒产品。这些物质可以以常用形式存在，例如，作为W/O或O/W乳液、溶液、凝胶、乳霜、洗液或喷雾剂。本发明的加成化合物可以有利地用在用于制造这些制剂的分散液中。这些分散液可以包含在美容业中常用于这些目的的载体介质，例如水、蓖麻油或硅油，以及固体，例如有机和无机颜料，如二氧化钛或氧化铁。
此外，本发明还提供本发明的加成化合物用于制备尤其是用于制造基底上的着色涂层的色漆的应用，将所述色漆施用于基底，然后将已经施用至基底的色漆烘焙或固化和/或交联。
分散剂可以单独使用，或者与现有技术常用的粘合剂一起使用。例如，用于聚烯烃时，有利地是将相应的低分子量的聚烯烃作为载体材料与所述分散剂一起使用。
所述加成化合物的一项创造性应用在于制备粉末颗粒和/或纤维颗粒形式的分散性固体，特别是分散性颜料或塑料填料，所述颗粒涂覆有本发明的加成化合物。对该类型的有机和无机固体的涂覆通过已知方式进行，例如在EP-A-0 270 126中有所描述。在该情况中，溶剂或乳液介质可以除去，也可以保留在混合物中，形成浆料。这些浆料是通常的市售品，还可以包含粘合剂部分以及另外的助剂和添加剂。具体而言，在颜料的情况中，可以在颜料的合成过程中或合成后例如通过将本发明的加成产物加入颜料悬浮液中而涂布颜料表面，或者在颜料涂饰的过程中或之后进行。以此方式进行预处理的颜料与未处理颜料的区别在于更容易混合、改善的粘度、絮凝和光泽特性、以及更高的色强度。
除了上述的应用之外，作为用于粉末型和纤维状固体的分散剂和/或涂布材料，本发明的加成化合物还可用作减粘剂和合成树脂中的增容剂。该合成树脂的实例是称为片状模塑料(SMC)和整体模塑料(BMC)的那些树脂，这些物质由具有高的填料和纤维含量的不饱和聚酯树脂构成。其制备和加工例如描述在DE-A-36 43007中。影响SMC和BMC合成树脂混合物的一个问题是，通常在制剂中加入聚苯乙烯(PS)以减少加工操作过程中的收缩。PS与所用的不饱和聚酯树脂不相容，发生成分的分离。当使用填有PS的SMC或BMC混合物时，本发明的添加剂由于其良好的分散性而能够使PS与不饱和的聚酯树脂相容，由此增大了所述混合物的存储稳定性和加工可靠性。
在许多情况中，例如包括用于聚氨酯制造的不相容的多元醇混合物、多元醇异氰酸酯(polyolisocyanate)混合物或多元醇/发泡剂混合物，通过本发明的加成化合物，可以完全或部分地防止由该不相容性导致的、并影响分散液，尤其是乳化液的分离问题。
本发明的加成化合物的加入量基于全部制剂的量优选为0.01重量％～10重量％。基于待分散的固体，所述加成化合物的用量优选为0.5重量％～100重量％。使用难以分散的固体时，本发明的加成化合物的用量可能会更高。分散剂的量通常取决于将由待分散的物质涂布的表面。例如，如果二氧化钛用作颜料，则分散剂的量低于例如炭黑的情况中的量。一般而言，分散无机颜料所需的分散剂的量低于用于有机颜料的量，这是因为后者具有更大的比表面积，因而需要更大量的分散剂。用于无机颜料的典型的添加水平为1重量～10重量％，用于有机颜料的典型的添加水平为10重量～30重量％(在每一种情况中表示为相对于颜料的加成化合物的活性物)。在具有低于100nm的粒径的极细分割的颜料(例如，一些炭黑)的情况中，甚至需要加入30重量～80重量％的量或更多。
作为颜料充分稳定化的判断标准，例如可以采用颜料分散液的色强度、光泽度和透明度，或在白色冲淡(white reduction)情况中的漂浮程度(擦除试验)。
固体的分散可作为单一分散而发生，或者作为同时具有两种或多种颜料的混合分散而发生，最佳结果通常通过单一分散实现。使用不同固体的混合物时，固体表面上的相反电荷可能会导致液相中团聚发生率的增大。在这些情况中，通常可以使用本发明的加成化合物来获得对于所有颗粒的同性电荷，通常为正电荷，因而避免了由电荷差异导致的不稳定。当加入到研磨料中时分散剂实现其最佳效果，特别是如果待分散的固体首先仅仅与添加剂以及适当时与溶剂混合(“预混”)时，则分散剂加入到研磨料中时实现其最佳效果，这是因为在该情况中添加剂能够优先吸附至固体表面，而不必与粘合剂聚合物竞争。然而，实际上该操作仅是在特殊情况中才必需。必要时，例如为了解决已经排出的批料中的漂浮或絮凝问题，还可以后使用加成化合物(作为所谓的“后添加剂”)。不过，一般而言，在该情况中增加添加剂的添加量是必要的。
在一些情况中，本发明的加成化合物可能对体系的流变学施加或多或少的显著影响。因此，在这样的情况中，所述加成化合物还可用于流变控制，在适当时可组合其它流变性添加剂如煅制氧化硅、页硅酸盐(膨润土)、氢化蓖麻油、或添加剂
Figure BPA00001205448400271
-410、
Figure BPA00001205448400272
-420和-425(BYKChemie GmbH)。在这些情况中，常常观察到协同效应。在许多情况中，通过使用本发明的加成化合物还可以改善涂料的腐蚀控制性。
粉末型或纤维状固体的实例是涂布有分散剂的那些固体，尤其是用于油漆、涂布材料、模制组合物或其它塑料的有机和无机颜料，以及用于填充或增强油漆、涂布材料、模制组合物或其它塑料的有机或无机填料。这类填料的子群是同样用作填料或增强物质的有机和/或无机类型的纤维。
颜料的实例是单偶氮、二偶氮、三偶氮和多偶氮颜料、噁嗪、二噁嗪和噻嗪颜料、二酮吡咯并吡咯、酞菁、群青和其它金属络合物颜料，靛蓝类颜料、二苯基甲烷、三芳基甲烷、呫吨、吖啶、喹吖酮和次甲基颜料，蒽醌、皮蒽酮、二萘嵌苯和其它多环羰基颜料，基于炭黑、石墨、锌、二氧化钛、氧化锌、硫化锌、磷酸锌、硫酸钡、锌钡白、氧化铁、群青、磷酸锰、铝酸钴、锡酸钴、锌酸钴、氧化锑、硫化锑、氧化铬、铬酸锌的无机颜料，基于镍、铋、钒、钼、镉、钛、锌、锰、钴、铁、铬、锑、镁和铝的混合金属氧化物(例如钛镍黄、钒酸铋钼桔黄(bismuthvandate molybdate yellow)或钛铬黄)，基于纯铁、铁氧化物和铬氧化物或混合氧化物的磁性颜料，包含铝、锌、铜或黄铜的金属颜料，以及珠光颜料和荧光及磷光发光颜料。所有上述的颜料均可以为表面改性的形式，并且在表面上可具有碱性、酸性或中性基团。优选中性或酸性改性的颜料，例如氧化炭黑。
其它实例是粒径小于100nm的纳米级有机或无机固体，例如某些等级的炭黑，或者由金属或半金属的氧化物或氢氧化物构成的颗粒、以及由混合金属和/或半金属的氧化物和/或氢氧化物构成的颗粒。举例来说，可以使用铝、硅、锌、钛等的氧化物和/或氧化物氢氧化物，以制备极细分割的此类固体。这些氧化的或氢氧化的或氧化-氢氧化的颗粒可以经由多种多样的方法中的任何方法制备，例如，离子交换操作、等离子体操作、溶胶-凝胶方法、沉淀、粉碎(例如通过研磨)或火焰水解法等。
粉末型或纤维状填料的实例例如是由以下物质的粉末型或纤维状颗粒构成的那些填料：氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、硅藻土、硅质土、石英、硅胶、滑石、高岭土、云母、珍珠岩、长石、板岩粉、硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙、方解石、白云石、玻璃或碳。颜料或填料的其它实例例如可见于EP-A-0 270 126。另外，诸如氢氧化铝或氢氧化镁等阻燃剂，和诸如硅石等消光剂同样可以被极好地分散和稳定。
具体实施方式
下文将通过下列实施例对本发明进行进一步的描述。
实施例
对于不具有分子均匀性的物质，所述的分子量表示数值的平均值。存在可滴定的羟基或氨基时，通过分别测定OH值或胺值进行端基测定从而确定分子量或数均分子量Mn。对于不能对其应用端基测定的化合物，则数均分子量通过基于聚苯乙烯标准物的凝胶渗透色谱法测定。
除非另作说明，份是重量份，百分比是重量百分比。
根据EN ISO 9369，通过与丁基胺的反应和随后的对过量胺的滴定确定所用的聚异氰酸酯的游离NCO的含量以及NCO加成反应的过程。这些方法也描述在Saul Patai的“The Chemistry of Cyanates and their ThioDerivatives”第一部分，第五章，1977中。
羟基官能己内酯聚酯按照例如EP 158678中的描述制备。
制备例
中间体(成分(b))
中间体A1
异癸醇和ε-己内酯(摩尔比为1∶8.3)的聚酯
在惰性气氛下，将144份异癸醇和857份ε-己内酯进行均化，加入0.04份二丁基锡二月桂酸酯(DBTL)，将混合物加热至180℃。在该温度搅拌约4小时，直至达到98％的SC(固体含量)。数均摩尔质量Mn为约1100g/摩尔的产物在室温下为固体，并具有51mg KOH/g的OH值。
中间体A2
正癸醇和ε-己内酯(摩尔比为1∶8.3)的聚酯
在惰性气氛下，将144份正癸醇和857份ε-己内酯进行均化，加入0.02份DBTL，将混合物加热至170℃。在该温度搅拌约6小时，直至达到99％的SC。数均摩尔质量Mn为约1100g/摩尔的产物在室温下为固体，并具有51mg KOH/g的OH值。
中间体A3
平均摩尔质量为500的甲氧基聚乙二醇和ε-己内酯(摩尔比为1∶3)的聚酯
在惰性气氛下，将58份甲氧基聚乙二醇和42份ε-己内酯进行均化，加入0.3份十二烷基苯磺酸，将混合物加热至80℃。在该温度搅拌约2小时，直至达到97％的固体含量。数均摩尔质量Mn为约900g/摩尔的产物在室温下为液体，并具有63mg KOH/g的OH值。
中间体A4
3-氨基丙基三乙氧基硅烷和ε-己内酯(摩尔比为1∶7.7)的聚酯
在惰性气氛下，将200份3-氨基丙基三乙氧基硅烷和793份ε-己内酯进行均化，加入0.02份DBTL，将混合物加热至160℃。在该温度搅拌约10小时，直至达到95％的SC。数均摩尔质量Mn为约1100g/摩尔的产物在室温下为蜡状物并为浅黄色，并具有51mg KOH/g的OH值。
中间体A5
一苯基二醇和ε-己内酯(摩尔比为1∶5.7)的聚酯
在惰性气氛下，将178份一苯基二醇和822份ε-己内酯进行均化，加入0.04份DBTL，将混合物加热至160℃。在该温度搅拌约7小时，直至达到98％的SC。数均摩尔质量Mn为约800g/摩尔的产物在室温下为固体，并具有70mg KOH/g的OH值。
中间体A6
油醇、ε-己内酯和δ-戊内酯(摩尔比为1∶1.08∶1.08)的聚酯
在惰性气氛下，将530份油醇、248份ε-己内酯和218份δ-戊内酯进行均化。将混合物缓慢加热至160℃，然后加入0.02份DBTL。混合物在该温度搅拌约7小时，再次与DBTL(0.01份)混合，并搅拌5小时以上直至达到96％的SC。数均摩尔质量Mn为约500g/摩尔的产物在室温下为液体，并具有115mg KOH/g的OH值。
中间体A7
丁氧基聚丙二醇(平均摩尔质量为约700)、ε-己内酯和δ-戊内酯(摩尔比为1∶10.5∶10.5)的聚酯
在惰性气氛下，将250份丁氧基聚丙二醇、428份ε-己内酯和375份δ-戊内酯进行均化，加入0.04份DBTL，将混合物加热至160℃。在该温度搅拌约11小时，直至达到98％的SC。数均摩尔质量Mn为约3000g/摩尔的产物在室温下为固体，其具有19mg KOH/g的OH值。
最终产物
实施例1
将28.1份聚异氰酸酯P1与35.3份中间体A1及34份PMA(乙酸甲氧基丙酯)进行均化。混合物在惰性气体下加热至80℃，并加入0.003份DBTL(二丁基锡二月桂酸酯)。在该温度搅拌约1小时直至所用的NCO基团的60％发生反应。然后加入2.4份己内酰胺，并在80℃持续搅拌，直到所有的NCO基团都通过反应耗尽。产物具有中等粘度，固体含量为52％。
实施例2
与实施例1类似，使用1.45份咪唑代替己内酰胺。固体含量为52％。胺值为12mg KOH/g。
实施例3
与实施例1类似，使用1.9份2-丁酮肟代替己内酰胺。固体含量为52％。
实施例4
与实施例1类似，使用2.1份3，5-二甲基吡唑代替己内酰胺。固体含量为52％。
实施例5
与实施例1类似，使用1.03份3，5-二甲基吡唑代替己内酰胺。吡唑通过反应耗尽后，加入1.36份API(氨基丙基咪唑)。固体含量为52％。胺值为6mg KOH/g。
实施例6
与实施例1类似，使用0.93份2-丁酮肟代替己内酰胺。肟通过反应耗尽后，加入1.36份API。固体含量为52％。胺值为6mg KOH/g。
实施例7
与实施例1类似，使用0.73份咪唑代替己内酰胺。咪唑通过反应耗尽后，加入1.35份API。固体含量为52％。胺值为12mg KOH/g。
实施例8
与实施例1类似，使用1.2份己内酰胺代替2.4份己内酰胺。己内酰胺通过反应耗尽后，加入1.35份API。固体含量为52％。胺值为6mgKOH/g。
实施例9
与实施例1类似，使用3.2份三乙醇胺代替己内酰胺。产物具有中等粘度。固体含量为52％。胺值为10mg KOH/g，OH值为27mg KOH/g。
实施例10
与实施例1类似，使用2.5份N-甲基二乙醇胺代替己内酰胺。产物具有中等粘度。固体含量为52％。胺值为12mg KOH/g。
实施例11
与实施例1类似，使用2.8份氨基丙基甲基乙醇胺代替己内酰胺。产物具有较高粘度。固体含量为52％。胺值为13mg KOH/g，OH值为12mg KOH/g。
实施例12
与实施例1类似，使用11.2份NMP中的2.3份三-2-羟基乙基异氰酸酯和1.1份三乙醇胺代替己内酰胺。产物具有中等粘度。固体含量为49％。
实施例13
与实施例1类似，使用3.1份3-(二乙基氨基)丙烷-1，2-二醇代替己内酰胺。产物具有较高粘度。固体含量为52％。
实施例14
与实施例1类似，使用2.1份三乙醇胺代替己内酰胺。产物具有较高粘度。固体含量为52％。胺值为7mg KOH/g。
实施例15
将15.7份聚异氰酸酯P1与9.9份中间体A1及45.3份PMA进行均化。混合物在惰性气体下加热至60℃，加入0.001份DBTL。约1小时后，所用的NCO基团已有30％发生反应。然后加入3.15份聚乙二醇(Mn＝1000g/摩尔)。在60℃持续搅拌直至又有21％的所用的NCO基团发生反应。然后加入0.5份咪唑，并在15分钟后加入0.93份API以及24.5份N-甲基吡咯烷酮，并于80℃持续搅拌，直到剩余的NCO基团都通过反应耗尽。产物具有8mg KOH/g的胺值，固体含量为22.5％。
实施例16
将15.7份聚异氰酸酯P1与9.9份中间体A1及45.3份PMA进行均化。混合物在惰性气体下加热至60℃，并加入0.001份DBTL。约1小时后，所用的NCO基团已有30％发生反应。然后加入3.15份聚乙二醇(Mn＝1000g/摩尔)。在60℃持续搅拌直至又有21％的NCO基团发生反应。然后加入1.40份3，5-二甲基吡唑，并于90℃搅拌混合物，直到剩余的NCO基团通过反应耗尽。固体含量为30％。
实施例17
将21.5份聚异氰酸酯P1与14份中间体A1、13份中间体A4及26.4份PMA进行均化。混合物在惰性气体下加热至60℃，并加入0.001份DBTL。0.75小时后，所用的NCO基团已有60％发生反应。随后添加1.2份ε-己内酯、1份API和23.1份PMA，在80℃搅拌混合物直至剩余的NCO基团都通过反应耗尽。固体含量为40％。
实施例18
将15.7份聚异氰酸酯P1与9.9份中间体A2及45.3份PMA进行均化。混合物在惰性气体下加热至60℃，然后加入0.001份DBTL。约1小时后，所用的NCO基团已有30％发生反应。然后加入3.15份聚乙二醇(Mn＝1000g/摩尔)。在60℃持续搅拌直至又有21％的所用的NCO基团发生反应。然后加入2.18份三乙醇胺，在80℃搅拌混合物，直到剩余的NCO基团都通过反应耗尽。产物具有较低粘度，其固体含量为30.5％，胺值为10mg KOH/g。
实施例19
将29.6份聚异氰酸酯P1与0.001份DBTL的混合物加热至80℃，然后用1小时缓慢混入11.9份聚丙二醇单丁基醚(Mn＝700g/摩尔)。随后，快速加入12.7份聚乙二醇单甲基醚(Mn＝750g/摩尔)和25.2份PMA。当通过反应消耗了60％的所使用的NCO基团时，加入3.4份三乙醇胺。剩余的NCO基团通过反应耗尽时，该批料用17.4份二丙二醇单甲基醚(DPM)稀释。产物具有中等粘度，其固体含量为43％，胺值为11mg KOH/g。
实施例20
将19.5份聚异氰酸酯P1与12.3份中间体A2和60.4份PMA均化。混合物在惰性气体下加热至60℃，并加入0.002份DBTL。约2.5小时后，所用的NCO基团已有30％发生反应。然后加入5.6份聚乙二醇(Mn＝1000g/摩尔)。在70℃持续搅拌直至又有30％的所用的NCO基团发生反应。然后加入2.2份三乙醇胺，在80℃搅拌混合物，直到所用的NCO基团的剩余40％通过反应耗尽。产物具有较低粘度，其固体含量为30％，胺值为8mg KOH/g，OH值为21mg KOH/g。
实施例21
将24份聚异氰酸酯P1与20份中间体A2以及26份PMA和24.4份二甲苯均化。混合物在惰性气体下加热至65℃，并加入0.002份DBTL。约1小时后，所用的NCO基团已有40％发生反应。然后加入2.46份聚乙二醇(Mn＝1000g/摩尔)。在65℃持续搅拌直至又有11％的所用的NCO基团发生反应。然后加入3.37份三乙醇胺，在70℃搅拌混合物，直到剩余的NCO基团通过反应耗尽。产物具有较低粘度，其固体含量为38％，胺值为11mg KOH/g，OH值为28mg KOH/g。
实施例22
将12.9份聚异氰酸酯P2与24.6份中间体A1和48份PMA均化。混合物在惰性气体下加热至60℃，并加入0.001份DBTL。约1.5小时后，使用的NCO基团已有三分之一发生反应。然后加入11.2份聚乙二醇(Mn＝1000g/摩尔)。在70℃持续搅拌直至又有三分之一的所用的NCO基团发生反应。然后加入3.3份三乙醇胺，在70℃搅拌混合物，直到剩余的NCO基团通过反应耗尽。产物具有中等粘度，其固体含量为52％，胺值为11mg KOH/g，OH值为31mg KOH/g。
实施例23
将28.5份聚异氰酸酯P3与14.7份中间体A3、12.2份甲氧基聚丙二醇(Mn＝750g/摩尔)和2.2份乙酸乙酯均化。混合物在惰性气体下加热至80℃，并加入0.002份DBTL。2小时后，所用的NCO基团已有60％发生反应。然后加入1.5份咪唑，在80℃搅拌混合物直至使用的NCO基团的剩余的40％通过反应耗尽。然后加入13.2份1，2-丙二醇，并通过真空和缓地蒸馏除去16.2份乙酸乙酯。随后，该批料用26.4份DPM稀释。产物具有较高粘度，其固体含量为52％，胺值为15mg KOH/g。
实施例24
将1000份实施例9与23份马来酸酐(MAn)混合。在惰性气体下加热时MAn溶解。混合物在80℃搅拌4小时。然后加入21份PMA，并冷却该批料。最终产物具有的固体含量为52％，酸值为13mg KOH/g，胺值为10mg KOH/g，OH值为13mg KOH/g。
实施例25(非本发明的、比较例)
与实施例1类似，使用2.55份N，N-二乙基乙醇胺代替己内酰胺。固体含量为52％。
实施例26
将28.1份聚异氰酸酯P1与22.8份中间体A5、12.5份A7及34份PMA均化。混合物在惰性气体下加热至80℃，并加入0.003份DBTL。在该温度搅拌混合物约1小时直至所用的NCO基团已有60％反应。然后加入1.5份N，N-二甲基氨基丙烷和2份三乙醇胺的混合物，在80℃持续搅拌直至所有的NCO基团均通过反应耗尽。产物具有的固体含量为52％。
实施例27
在80℃用1小时将29.6份聚异氰酸酯P1、25.2份PMA和0.001份DBTL与24份聚丙二醇单丁基醚(Mn＝700)缓慢地逐滴混合。当所用的NCO基团通过反应已消耗60％时，加入3.4份三乙醇胺。剩余的NCO基团均通过反应耗尽时，该批料用17.4份二丙二醇单甲基醚(DPM)稀释。产物具有中等粘度，其固体含量为43％，胺值为11mg KOH/g。
实施例28
将15.7份聚异氰酸酯P1与9.9份中间体A2、3.2份中间体A6及45.3份PMA均化。混合物在惰性气体下加热至60℃，并加入0.001份DBTL。当所用的NCO基团已有50％发生反应时，加入2.6份3-氨基丙基三甲氧基硅烷，并于60℃持续搅拌直至剩余的NCO基团通过反应耗尽。固体含量为30％。
实施例29
将15.7份聚异氰酸酯P1与5份中间体A2、4.5份聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(Mn＝350，OH值为160mg/g KOH)、0.001份DBTL和45份PMA均化，并将混合物加热至60℃。当所用的NCO基团已有50％反应时，加入3.2份3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在60℃持续搅拌直至剩余的NCO基团通过反应耗尽。固体含量为30％。
关键字：
P1＝芳香族TDI聚异氰酸酯，具有的游离NCO含量为8.0％；作为乙酸丁酯中的51％的强度溶液，例如
Figure BPA00001205448400361
IL，BayerAG
P2＝脂肪族聚异氰酸酯(HDI三聚物)，具有的游离NCO含量为21.8％，例如
Figure BPA00001205448400362
N3300，Bayer AG
P3＝芳香族TDI聚异氰酸酯，具有的游离NCO含量为8.0％；作为乙酸丁酯中的51％的强度溶液，例如
Figure BPA00001205448400363
IL EA，Bayer AG
应用例
使用氨基醇酸清漆进行的粘合测试
清漆
醇酸树脂，溶剂石脑油中的70％强度；例如：制造商Vianova，VialkydAC 451                    56份
三聚氰胺树脂，正丁醇/异丁醇中的55％强度；例如：Casella，MaprenalMF 600                    34份
溶剂石脑油            10份
                      100份
实施例的加入量：基于全部制剂为2％固体
涂布：以100μm湿涂布于钢板
干燥：10分钟RT/20分钟140℃，鼓风干燥箱
样品       测试
           摆测硬度   二甲苯测试   横切(cross-cut)
实施例25   112        2            GT5
实施例2    113        0            GT0
实施例4    118        0            GT1
摆测硬度：
Figure BPA00001205448400371
摆测硬度
横切：DIN EN ISO 2431的横切多刀片评估
二甲苯测试：1ml二甲苯(棉球中)在玻璃下作用24小时
评级：0＝涂膜未受损害(可能有一些“小突起”)
      1＝轻微损害(曝露的涂膜有部分膨胀和剥落)
      2＝严重损害(曝露的涂膜完全膨胀和剥落)
在浆料体系中的应用
清漆(醇酸树脂/三聚氰胺)
醇酸树脂，在溶剂石脑油中60％强度；例如，制造商Vianova，VialkydAC 451                                         74.0份
三聚氰胺树脂，正丁醇/异丁醇中的55％强度；例如：Casella，MaprenalMF 8002                                        0.2份
丁醇                                       0.8份
溶剂石脑油                                 4.5份
BYK 066；消泡剂，制造商Byk Chemie GmbH     0.3份
BYK 310；聚酯改性的聚二甲基硅氧烷，Byk Chemie GmbH
                                           0.2份
                                           100.0份
具有Bayferroxrot 130M的颜料浆：
Laropal A81(聚醛树脂，BASF)，PMA中的65％强度
                                           25.0份
PMA(乙酸甲氧基丙酯)                     3.0份
本发明的加成化合物                      11.5份
氧化铁红，例如Bayferroxrot 130M         60.0份
二氧化硅，例如Aerosil 200               0.5份
                                        100.0份
分散：Dispermat CV/40分钟/8000rpm/40℃/1mm珠1∶1
具有Novopermrot F3RK70的颜料浆：
Laropal A81，PMA中的65％强度            26.0份
PMA                                     14.8份
本发明的加成化合物                      19.2份
颜料红170，例如Novopermrot F3RK70       40.0份
                                        100.0份
分散：Dispermat CV/40分钟/10000rpm/40℃/1mm珠1∶1
具有Kronos 2160的颜料浆：
Laropal A81，PMA中的65％强度            22.0份
PMA                                     10.1份
本发明的加成化合物                      2.6份
Aerosil 200                             0.3份
二氧化钛，例如Kronos 2160               65.0份
                                        100.0份
分散：Dispermat CV/30分钟/8000rpm/40℃/1mm珠1∶1
具有Spezialschwarz 4的颜料浆：
Laropal A81，PMA中的65％强度            23.50份
PMA                                     22.90份
本发明的加成化合物                      19.60份
炭黑，例如Spezialschwarz 4(Degussa AG)  34.00份
                                        100.0份
+10％PMA
分散：Dispermat CV/60分钟/10000rpm/40℃/1mm珠1∶1
a)颜料浆Bayferroxrot 130M的主色混合物，由实施例25、3、4和9制备
Bayferroxrot 130M浆的主色混合物：(在震荡器中混合/于室温10分钟)
清漆                            27.6份
颜料浆130M                      2.4份
总计                            30.0份
涂布：以100μm涂布至钢板
干燥：室温20分钟，于140℃油漆干燥箱中25分钟
横切的评估：
添加剂：       横切：
实施例25       GT2
实施例3        GT1
实施例4        GT1
实施例9        GT1
b)颜料浆Spezialschwarz 4，由实施例25和24制备
浆粘度的评估-目测：
添加剂：    评估：
实施例25    2～3
实施例24    1
评级：1＝低粘度，3＝中等粘度，5＝膏状
颜料浆Spezialschwarz 4的主色混合物，由实施例25和24制备(在在震荡器中混合/于室温10分钟)
清漆                  28份
Spezialschwarz 4浆    2份
总计                  30份
涂布：以100μm涂布至钢板
干燥：于室温20分钟，于140℃油漆干燥箱中25分钟
横切的评估：
添加剂：    横切：
实施例25    GT4
实施例24    GT0～1
c)颜料浆Novopermrot F3RK70的白色冲淡，由实施例25、5、6、7和9制备
Novopermrot F3RK70浆的白色冲淡：(在震荡器中混合/于室温10分钟)
清漆                       19.8份
白色浆料TiO2 Kronos 2160   9.2份
Novopermrot浆              1.0份
总计                       30.0份
涂布：成型至PE膜上
干燥：于室温20分钟，于140℃油漆干燥箱中25分钟
擦除的ΔE、光泽度和浊度的评估：
添加剂：   擦除(DE)：  光泽度：  浊度：
实施例25   1.04        76        38
实施例5    0.73        76        39
实施例6    0.51        77        37
实施例7    0.69        77        34
实施例9    0.57        77        35

Claims (20)

1.加成化合物或其盐，其特征在于所述加成化合物能够通过使下述(a)与(b)和(c)反应获得：
(a)一种或多种每分子具有至少两个异氰酸酯基的聚异氰酸酯，
(b)一种或多种式(I)的化合物
Y-(XH)n    (I)
其中，
XH是对异氰酸酯具有反应性的基团，并且是OH、NH2、NHR、SH或COOH，R是有支链或无支链的具有1～18个碳原子的烷基，并且
Y是对异氰酸酯不具有反应性的单体或聚合基团，所述基团不包含叔氨基且不含有水解性硅烷基团，并且包含一种或多种脂肪族基团、脂环族基团和/或芳香族基团，
并且其中，
n是1、2或3，
所述式(I)的化合物具有小于20000g/摩尔的数均摩尔质量Mn，并且不表示属于成分(c2)定义的化合物，
并且，
对于至少50摩尔％的所述式(I)的化合物，其为n为1的情形，附加条件是20％～90％的成分(a)的异氰酸酯基与所述式(I)的化合物反应，
(c)一种或多种选自下列组的化合物，所述组包括：
(c1)式(II)的化合物
M-Q    (II)
其中，
M是数均摩尔质量不超过1000g/摩尔的有机基团，其包含
i)至少一个叔氨基和至少一个羟基，
或
ii)至少一个水解性硅烷基团，附加条件是对于100％的通式(I)的化合物，n为1，
并且
Q为NH2、OH或NHR，其中R是具有1～18个碳原子的直链或支链的烷基，
(c2)用于异氰酸酯基团的封端剂，所述封端剂选自由内酰胺、丙二酸酯、乙酰乙酸烷基酯、酚、二异丙基胺、1，2，4-三唑和咪唑组成的组，
和
(c3)可选的通式(III)的化合物
Z-Q    (III)
其中，
Z是具有至少一个叔氨基并且不包含NCO反应性基团的有机碱性基团，并且
Q为NH2、OH或NHR，其中R是具有1～18个碳原子的直链或支链的烷基，
其中，必要时，存在于(a)、(b)和(c)的反应产物中的任何羟基与具有至少两个羧基的多羧酸或其酸酐反应，其量为对于待反应的每个羟基使用至少0.8分子的所述多羧酸或多羧酸的酸酐；
附加条件是至少10％的成分(a)的异氰酸酯基团与成分(c)反应，且将至少5摩尔％的一种或多种成分(c1)和/或(c2)用作成分(c)，和成分(a)的异氰酸酯基团的0％～50％与一种或多种成分(c3)反应。
2.如权利要求1所述的加成化合物，其中Y可选地包含杂原子O、S、Si、N、醚、氨基甲酸酯、碳酸酯、酰胺、硅氧烷和/或酯基团，并可选地以卤素取代氢。
3.如权利要求1或2所述的加成化合物，其中Z具有下列定义中的一种或多种：A)具有至少一个叔氨基的脂肪族和/或脂环族基团，或B)具有至少一个碱性环氮原子且不包含氢原子的杂环基团，所述杂环基团能够经由有机偶联基团与所述基团Q连接。
4.如权利要求1或2所述的加成化合物，其中使用至少两种不同的式(I)的化合物。
5.如权利要求1或2所述的加成化合物或其盐，其特征在于所述式(I)的单官能化合物是具有2～30个碳原子的单羟基官能聚醚、单羟基官能聚酯、单羟基官能聚醚-聚酯、脂肪族一元醇和/或脂环族一元醇，前述物质的一部分氢原子已经由卤素和/或芳基取代。
6.如权利要求1或2所述的加成化合物，其特征在于所使用的所述式(I)的多官能化合物是二羟基官能或三羟基官能聚醚、聚酯或聚醚-聚酯。
7.如权利要求1或2所述的加成化合物，其特征在于所述加成化合物不包含不饱和基团。
8.如权利要求1或2所述的加成化合物，其特征在于所述聚异氰酸酯是基于六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和/或甲苯二异氰酸酯的二异氰酸酯的三聚产物。
9.用于制备如权利要求1～8中任一项所述的加成化合物的方法，所述方法包括使下述(a)与(b)和(c)反应：
(a)一种或多种每分子具有至少两个异氰酸酯基的聚异氰酸酯，
(b)一种或多种式(I)的化合物
Y-(XH)n    (I)
其中，
XH是对异氰酸酯具有反应性的基团，并且是OH、NH2、NHR、SH或COOH，R是有支链或无支链的具有1～18个碳原子的烷基，并且
Y是对异氰酸酯不具有反应性的单体或聚合基团，所述基团不包含叔氨基且不含有水解性硅烷基团，并且包含一种或多种脂肪族基团、脂环族基团和/或芳香族基团，
并且其中，
n是1、2或3，
所述式(I)的化合物具有小于20000g/摩尔的数均摩尔质量Mn，
并且不表示属于成分(c2)定义的化合物，
并且，
对于至少50摩尔％的所述式(I)的化合物情，其为n为1的情形，附加条件是成分(a)的异氰酸酯基的20％～90％与所述式(I)的化合物反应，
(c)一种或多种选自下列组的化合物，所述组包括：
(c1)式(II)的化合物
M-Q    (II)
其中，
M是数均摩尔质量不超过1000g/摩尔的有机基团，其包含
i)至少一个叔氨基和至少一个羟基，
或
ii)至少一个水解性硅烷基团，附加条件是对于100％的通式(I)的化合物，n为1，
并且
Q为NH2、OH或NHR，其中R是具有1～18个碳原子的直链或支链的烷基，
(c2)用于异氰酸酯基团的封端剂，所述封端剂选自由内酰胺、丙二酸酯、乙酰乙酸烷基酯、酚、二异丙基胺、1，2，4-三唑和咪唑组成的组，
和
(c3)可选的通式(III)的化合物
Z-Q    (III)
其中，
Z是具有至少一个叔氨基并且不包含NCO反应性基团的有机碱性基团，并且
Q为NH2、OH或NHR，其中R是具有1～18个碳原子的直链或支链的烷基，
其中，必要时，存在于(a)、(b)和(c)的反应产物中的任何羟基与具有至少两个羧基的多羧酸或其酸酐反应，其量为对于待反应的每个羟基使用至少0.8分子的所述多羧酸或多羧酸的酸酐；
附加条件是至少10％的成分(a)的异氰酸酯基团与成分(c)反应，且将至少5摩尔％的一种或多种成分(c1)和/或(c2)用作成分(c)，和成分(a)的异氰酸酯基团的0％～50％与一种或多种的成分(c3)反应。
10.如权利要求9所述的制备加成化合物的方法，其中首先成分(a)与成分(b)反应，然后再与成分(c)进行反应。
11.如权利要求9或10所述的制备加成化合物的方法，其中成分(a)首先与其中n为1的通式(I)的化合物反应，然后再与其中n为2或3的通式(I)的化合物反应。
12.权利要求1～8中任一项的加成化合物或由权利要求9～11所述的方法中的任一种方法制备的加成化合物中的一种加成化合物作为分散剂、分散稳定剂和/或润湿剂的应用。
13.权利要求1～8中任一项的加成化合物或由权利要求9～11所述的方法中的任一种方法制备的加成化合物中的一种加成化合物在下述物质的制备或加工中的应用：油漆、包括印刷油墨的油墨、纸张涂料、皮革和纺织品的染料、浆料、颜料浓缩物、陶瓷、化妆制剂、基于合成、半合成或天然大分子物质的浇注组合物和/或模制组合物。
14.权利要求1～8中任一项的加成化合物或由权利要求9～11所述的方法中的任一种方法制备的加成化合物中的一种加成化合物在下列物质制备中的应用：包含颜料和/或包含填料的颜料浓缩物、油漆、浆料和/或模制组合物。
15.权利要求1～8中任一项的加成化合物或由权利要求9～11所述的方法中的任一种方法制备的加成化合物中的一种加成化合物用于涂覆粉末状颗粒和/或纤维状颗粒形式的固体的应用。
16.如权利要求15所述的加成化合物中的一种加成化合物的应用，所述粉末状颗粒和/或纤维状颗粒形式的固体是具有分散性的颜料和/或填料。
17.权利要求1～8中任一项的加成化合物或由权利要求9～11所述的方法中的任一种方法制备的加成化合物中的一种加成化合物用于制备色漆的应用。
18.权利要求1～8中任一项的加成化合物或由权利要求9～11所述的方法中的任一种方法制备的加成化合物中的一种加成化合物用于在基底上产生着色涂层的应用，所述加成化合物用于制备色漆，所述色漆涂布于所述基底，涂布于所述基底的所述色漆被烘焙或固化或交联。
19.粉末状颗粒和/或纤维状颗粒形式的固体，其特征在于所述固体涂覆有权利要求1～8中任一项的加成化合物或由权利要求9～11所述的方法中的任一种方法制备的加成化合物。
20.如权利要求19所述的粉末状颗粒和/或纤维状颗粒形式的固体，所述粉末状颗粒和/或纤维状颗粒形式的固体是颜料和/或填料。
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