CN102046680A - 源于线性聚氨酯的分散剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了含有颗粒状固体、有机介质和聚氨酯分散剂的非水性组合物，该聚氨酯分散剂具有实质上线性的结合链段(其具有悬垂于所述结合链段的叔胺基团)和末端连接的聚酯、聚醚或聚丙烯酸酯的溶剂增溶性端链(包括这些端链的混合物)。

Description

源于线性聚氨酯的分散剂
技术领域
本发明涉及聚氨酯分散剂，和涉及含有使用所述聚氨酯分散剂而分散于非水性有机介质中的颗粒状固体的分散体、研磨基料(millbase)、油漆和油墨。特别地，该聚氨酯分散剂包括基本上线性的结合部分，其具有侧向连接的叔胺基团(任选地季化的)和末端连接的溶剂增溶性聚酯、聚醚、和/或聚丙烯酸酯链。
发明背景
WO 2004/104064公开了蜂巢状微结构的聚氨酯分散体，其具有基本上线性的主链与侧向连接的溶剂增溶性的聚酯、聚丙烯酸类、聚醚或聚烯烃侧链，包括这些侧链的混合物。对应于2007年12月3日提交的且在大约2008年6月12日公开的PCT US07/086233的随后申请WO 2008/070601教导了具有叔和/或季化胺基团的相应蜂巢状微结构聚合物。
发明概述
依据本发明，提供了包含颗粒状固体、有机介质和聚氨酯分散剂的非水性组合物，该聚氨酯分散剂具有一个或多个衍生自双官能脲烷形成反应物的基本上线性的结合主链段，其具有末端连接的溶剂增溶性聚酯、聚醚、和/或聚丙烯酸酯端链(包括这些端链的混合物)，以及在所述结合主链段之上具有叔和/或季化叔胺的侧向连接基团。一种实施方式中，该叔胺的氮原子期望地与结合主链间隔1～20个居间原子。一种实施方式中，该基本上线性的结合主链段由二异氰酸酯与具有2个对异氰酸酯有反应性的基团和叔和/或季化胺基团的化合物之间的反应形成。一种实施方式中，使用于制备该基本上线性的结合主链段的所述二异氰酸酯的全部异氰酸酯基团的约50～95mol％与所述具有2个对异氰酸酯基团有反应性的基团且具有叔和/或季化叔胺基团的化合物进行反应。已发现该叔胺基团(任选地季化的)在将分散剂结合到有些难以胶体稳定的颗粒状材料方面特别有效。一种实施方式中，使显著部分的叔胺基团季化。另外独立于该非水性组合物之外描述和要求保护该聚氨酯分散剂。另外给出了由所述化合物群制备该分散剂的方法。
发明详述
依据本发明，提供了包含颗粒状固体、有机介质和聚氨酯)(PU)分散剂的非水性组合物，该聚氨酯分散剂具有基本上线性的结合主链结构，其具有末端连接的溶剂增溶性聚酯、聚醚、和/或聚丙烯酸酯链(优选平均约2个)，包括这些链的混合物。该聚氨酯分散剂还包含脂肪族叔胺结构部分，其中胺氮原子与结合主链在氮和主链原子之间相隔至少1个原子的距离。该叔胺部分任选地被季化。对于特定有机溶剂介质而言溶剂增溶性侧链的最佳选择取决于有机介质的极性。有机介质的选择取决于颗粒将分散于其中的优选的有机介质。
该聚氨酯分散剂可以通过本领域公知的任意方法来制备，且可以通过或通过使下列一起反应而获得：
a)一种或多种二异氰酸酯，其平均官能度为约2.0～2.5，另一实施方式中为约2.0～2.1或2.2，且第三种实施方式中为约2.0；
b)一种或多种具有下式的叔氨基的化合物，包括其盐，
Figure BPA00001260607400021
其中Rα和Rβ各自独立地表示烷基、芳烷基、环烷基或芳基，且不含可以与异氰酸酯反应的基团。Rγ是含有约2个与异氰酸酯反应的基团的结构部分。一种实施方式中，优选Rγ含有从约1.9或2.0至2.5个，另一实施方式中从约1.9或2至2.1或2.2个与异氰酸酯反应的基团。特别优选Rγ含有约/至少/或另一实施方式中约2.0个与异氰酸酯反应的基团。
c)任选地，一种或多种脲烷形成化合物，其数均分子量为从32至小于500道尔顿，其具有2个与异氰酸酯反应的基团；
d)一个或多个溶剂增溶性聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯链，其包含1个与异氰酸酯反应的基团，该基团位于该链的一个末端附近使得该聚合物链使得在所述基团与基本上线性的结合主链段上的异氰酸酯反应之后该溶剂增溶性链相对于结合聚合物主链在末端布置；和
e)任选地，一个或多个溶剂增溶性链，其具有至少1个聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯链和约2个与异氰酸酯反应的基团，该基团位于该增溶性链的每个末端附近，使得该聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯(聚丙烯酸类)链可以连接到两个分隔的连接它们的结合主链段。出于本申请的目的，期望的是，组分(e)的异氰酸酯反应性基团在聚合物的分隔末端附近，而不是同时在一个末端，由此避免组分(e)起到侧向连接于两个基本上线性的结合主链段(此时它们通过组分(e)相连)的增溶链的作用。另外，预期在组分(d)是聚醚时组分(e)可以是聚酯或聚丙烯酸酯(类似地在(d)是聚丙烯酸酯时(e)可以是聚醚或聚酯，并且类似地在(d)是聚酯时那么(e)可以是聚丙烯酸酯或聚醚)。
可以在结合聚合物链段和/或分散剂的形成之前、之中或之后添加惰性溶剂以控制粘度。适宜溶剂的实例是丙酮、甲乙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甘醇二甲醚、N-甲基吡咯烷酮、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丙酯、乙酸乙酯、乙二醇和丙二醇二乙酸酯、乙二醇和丙二醇乙酸酯的烷基醚、甲苯和二甲苯。优选的溶剂是乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丙酯。可以在异氰酸酯反应完成之后加入异氰酸酯反应性溶剂，例如醇类。优选的醇是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇和丁氧基乙醇。特别优选的是丁氧基乙醇和丙醇。
组分(c)，如果存在的话，主要用作结合链段的扩链剂以改变该结合链段的溶解性。一种实施方式中，该分散剂不含任何组分(c)。这种实施方式中，该结合链段基本上由组分(a)和(b)的反应产物组成。一种实施方式中，这些可以具有从32至小于500道尔顿的分子量，且期望地每分子具有约2个异氰酸酯反应性基团的官能度。这些包括二胺或二醇。适用于组分(c)的二胺的实例是乙二胺、1，4-丁二胺和1，6-己二胺。适用于组分(c)的二醇的实例是1，6-己二醇、1，4-环己烷二甲醇(CHDM)、1，2-十二烷二醇、2-苯基-1，2-丙二醇、1，4-苯二甲醇、1，4-丁二醇和新戊二醇。预期对于一些颜料而言可以期望地结合一些脲烷形成组分以改变该结合链段(即，具有侧向连接的叔胺基团的基本上线性的结合主链段)。出于本申请的目的，符合组分(e)的描述的二醇或二胺并不认为是组分(c)而是组分(e)以避免产生任何混淆。
这些组分通常可以采用各种加料顺序在实质上无水的条件下和惰性气氛下混合，典型地温度为0～130℃，任选地在惰性溶剂存在下和任选地在催化剂存在下。惰性气氛可以通过周期表的任意惰性气体来提供，但优选是氮气。特别优选的催化剂是脂肪酸的锡络合物如二月桂酸二丁基锡(DBTDL)和叔胺。
一种实施方式中，使组分b)在结合到PU之前或之后季化。一种实施方式中，特别优选在结合到PU之后使组分b)季化。季化的数量取决于为了获得良好结合于所选的/优选的颜料或颗粒的平均所需数量。已发现在聚氨酯分散剂中包含悬垂于基本上线性的结合主链的季化叔胺氮原子改进了一些颗粒状固体在有机液体中的分散体的胶体稳定性。一种实施方式中，聚氨酯分散剂中远离(也称作从其悬垂或隔离)线性主链的叔胺基团(任选地季化的)中氮的数量优选为约1～4wt％，更优选为1.5～3.5wt％，且在超过50mol％被季化的实施方式中为约1.5～2.5wt％，且在小于50mol％被季化的实施方式中为约2.5～3.5wt％，基于该基本上线性的结合主链段的重量。该聚氨酯分散剂还可以任选地含有其它叔胺基团，这些结合到线性结合主链中但是这些并非计算在上述叔胺基团的氮原子数量之内。
叔胺可以通过任意已知的季化试剂季化。优选的季化试剂是烷基卤化物、芳烷基卤化物、二烷基碳酸酯、二烷基硫酸酯或环氧化物。特别优选的季化试剂是二甲基硫酸酯、苄基氯或氧化苯乙烯。优选地，结合链段内的叔胺基团被季化到某种程度。一种实施方式中，悬垂于(例如隔离于或远离于)结合链段和/或聚氨酯分散剂的叔胺基团的季化程度是大于10％，另一实施方式中是大于20或大于30％，且对于一些颜料的更优选实施方式中季化程度大于45或大于60％，且最优选地大于80％，基于远离的叔胺基团摩尔量。
一种实施方式中，优选Rγ含有平均2个与异氰酸酯反应的基团。
可以加入酸以与组分b)中的叔胺结构部分形成盐。
一种实施方式中，该非水性组合物任选地含有5wt％或更少的水，优选地小于2wt％，更优选地小于0.5wt％，且最优选地不含水，基于该组合物中全部溶剂的总重。
优选地，组分(a)是二异氰酸酯或二异氰酸酯混合物，如甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、己烷二异氰酸酯(HDI)、α，α-四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯(4，4′-MDI)、二苯基甲烷-2，4′-二异氰酸酯(2，4′-MDI)和二环己基甲烷-4，4′-二异氰酸酯(HMDI)。优选地，组分(a)是TDI或IPDI或MDI。特别优选是TDI。
一种实施方式中，与组分(b)的异氰酸酯反应性基团反应的组分a)的异氰酸酯基团mol％期望地为约5～95mol％，另一实施方式中为50～95％，和另一实施方式中为75～95％且甚至更优选为80～95％。通常使残留的异氰酸酯基团与脲烷形成组分(c)或者与溶剂增溶性链(d)和/或任选的组分(e)反应。一种实施方式中，容许NCO∶OH比例大于1∶1，因为在脲烷化学中通常使用过量的异氰酸酯，此时一些活性异氰酸酯基团被消耗或转化为其它基团，如通过反应器气体中偶然的水的反应对异氰酸酯有反应性的基团。
组分b)的结构使得当通过与异氰酸酯的反应将其结合到聚氨酯中时，衍生自组分b)的叔胺基团侧向连接于结合主链使得叔氮原子与基本上线性的结合主链段的主链上最接近的原子间隔至少1个原子。更优选地，该叔氮原子与主链上最接近的原子间隔至少2个原子，且特别优选地该叔氮原子与主链上最接近的原子间隔至少3个原子。优选地，该叔氮原子与主链上最接近的原子间隔少于20个原子。更优选地，该叔氮原子与主链上最接近的原子间隔少于15个原子。特别优选地，该叔氮原子与主链上最接近的原子间隔少于10个原子。认为这些侧向连接的叔胺提供了对一些颗粒状固体的良好结合。该叔胺也可以部分地或完全季化以形成季铵盐。一种实施方式中，期望组分b)的绝大部分例如至少80、至少85、至少90或至少95mol％基团(对异氰酸酯有反应性的)与异氰酸酯基团反应，由此形成基本上线性的结合主链段。出于本申请的目的，主链原子被认为是在第一个重复单元的第一个原子与最后重复单元的最后原子之间形成连续互联链的聚合物的原子。悬垂于主链的原子如TDI中的甲基或聚(1，2-环氧丙烷)中的CH3并不认为是主链原子，但是将称作侧链结构部分。出于本申请的目的，主链段(特别是在提及主链或主链段的分子量时)将解释为不仅包括主链原子，而且还包括悬垂于主链原子的原子和侧部结构/结构部分。出于本申请和权利要求的目的，用于描述结合链段的术语“基本上线性的”解释为表示形成结合链段的组分(a)、(b)、和任选地(c)通常都是双官能反应物，使得在该结合链段中并不存在任意显著百分比的、源于三官能或更高官能度反应物的聚合物支链。小的侧基中存在侧向连接的叔氮原子是期望的，且并不否定术语“基本上线性的”。
组分(b)的实例是：由二烷基氨基烷基胺迈克尔加成到含羟基官能度的α，β-不饱和羰基化合物中形成的产物。适宜二烷基氨基烷基胺的一些实例可以由通式R1(R2)NR3NH2表示，其中R1和R2独立地是C1-C6烷基结构部分。R1和R2可以一同形成含5-8个碳原子的环状结构。R3是C1-C12线性或支化亚烷基。适宜的含羟基官能度的α，β-不饱和羰基化合物的实例包括丙烯酸羟烷基酯例如丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或丙烯酸羟丁酯。组分c)的优选实例是通过如下面所示使二甲基氨基丙胺与丙烯酸2-羟乙酯反应形成的3-{[3-(二甲基氨基)丙基]氨基}丙酸2-羟乙酯(化合物Z)。
Figure BPA00001260607400071
化合物Z
1，1′-{[3-(二甲基氨基)-丙基]亚氨基}双-2-丙醇
Figure BPA00001260607400072
二乙基氨基-1，2-丙二醇。
Figure BPA00001260607400073
丙烯酸二烷基氨基烷基酯与氨基醇的迈克尔加成产物。丙烯酸二烷基氨基烷基酯的实例包括丙烯酸二甲基二氨基乙酯、丙烯酸二甲基氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯和丙烯酸二乙氨基丙酯。迈克尔加成示出在使用丙烯酸二甲氨基乙酯和氨基醇的下面反应流程中。
氨基醇的实例包括C1-C12链烷醇胺，其中R＝(CH2)n和0≤n≤11或氨基乙氧基乙醇，其中R＝CH2OCH2CH2。2，2-双((二乙基氨基)甲基)-1，3-丙二醇，它是将在聚氨酯中产生2个侧挂叔氮的实例。
Figure BPA00001260607400075
通过2mol二烷基氨基烷基胺与1mol上述通式5的不饱和化合物的迈克尔加成反应可获得或获得的化合物。
Figure BPA00001260607400081
其中Q、T和R7如上文中所定义。通式5的不饱和化合物的实例特别是二丙烯酸酯，其中T是C4-10-亚烷基残基，聚氧化亚烷基残基或氧乙基化双酚A残基。
组分(d)是聚醚、聚酯或聚丙烯酸酯，其含有约1个与异氰酸酯反应的基团。优选地，该基团位于聚合物的链端。优选地，该基团是羟基或胺基团，更优选是羟基。这些与异氰酸酯反应的基团也称作具有Zerewitinoff氢的基团。脲烷化学中Zerewitinoff氢已知存在于OH、SH、＜NH、和NH2之上。出于本申请的目的，我们感兴趣的是对异氰酸酯有反应性的羟基和胺基团。该聚醚、聚酯或聚丙烯酸酯的优选数均分子量为500～20000，更优选500～10000且最优选500～5000道尔顿。甚至更优选1000～4000分子量。为了控制分散剂的结构，期望组分(d)仅具有平均1个在用于形成该分散剂(线性结合链段)的反应条件下与异氰酸酯反应的基团。每个组分(d)仅具有1个异氰酸酯反应性基团促进了组分(d)成为结合链段之中的末端增溶性基团，而不是两个线性结合链段之间的扩链剂。
组分(e)是溶剂增溶性聚醚、聚酯或聚丙烯酸酯链或其混合物，其含有约2个与异氰酸酯反应的基团。优选地，该基团位于聚合物链端附近。优选地，该基团是羟基和/或胺基团，更优选羟基。当组分(e)是二醇时，也可以是聚醚如聚(C2-4-亚烷基二醇)、聚酯或聚丙烯酸酯二醇。该聚亚烷基二醇可以是含有重复亚乙基氧基、亚丙基氧基或亚丁基氧基(包括其混合物)的无规或嵌段(共)聚合物。在该二醇或二胺是增溶性聚(C2-4亚烷基二醇)、聚酯、或聚丙烯酸酯二醇的情形下，该聚氨酯分散剂包含两个或多个基本上线性的结合主链段，其用一个或多个双官能溶剂增溶性链(e)扩链。该聚醚、聚酯或聚丙烯酸酯的优选数均分子量为500～20000，更优选500～10000且最优选500～5000。甚至更优选1000～4000道尔顿分子量。
为了控制分散剂的结构，期望组分(e)仅平均具有2个在用于形成该分散剂(线性结合链段)的反应条件下与异氰酸酯反应的基团。每个组分(e)具有2个异氰酸酯反应性基团容许组分(e)在两个线性结合链段之间起到扩链剂的作用。组分e)仅在期望2个或多个线性结合主链段的实施方式中存在。此时，在计划的产物仅具有单个结合主链段和两个末端增溶性链端时预期不会使用组分e)。
在增溶性端链(d)和/或组分(e)是聚丙烯酸酯(有时称作聚丙烯酸类)的一种实施方式中，它优选由丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的聚合获得。该聚(甲基)丙烯酸烷基酯可以通过(甲基)丙烯酸烷基酯单体的自由基聚合来制备。组分(d)可以在单羟基官能链转移剂例如巯基醇的存在下制备，由此赋予单官能度。可以将其它乙烯基单体如苯乙烯、乙烯基酯等共聚到该聚丙烯酸酯中，前提是它们不会显著不利地影响在对于该分散剂所选的溶剂体系中的溶解性，或者不会与叔和/或季化叔胺不利地相互作用。一种实施方式中，非丙烯酸酯的单体是聚丙烯酸酯全部重复单元的小于30、小于20和小于10mol％。优选地，巯基醇包括2-巯基乙醇、1-巯基-2-丙醇、3-巯基-1-丙醇、1-巯基-2-丙醇、4-巯基-1-丁醇、6-巯基-1-己醇、4-巯基苯酚。优选地，该聚合在非官能自由基引发剂的存在下进行，例如，偶氮类引发剂。适宜偶氮引发剂的实例包括2，2′-偶氮双(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈)、2，2′-偶氮双(2，4-二甲基戊腈)、2，2′-偶氮双异丁腈、2，2′-偶氮双异丁酸二甲酯、2，2′-偶氮双(2-甲基丁腈)、1，1′-偶氮双(1-环己烷碳腈)、2-(氨基甲酰基偶氮)-异丁腈、2，2′-偶氮双(2，4，4-三甲基戊烷)。优选的引发剂是2，2′-偶氮二异丁腈、和1，1′-偶氮双(1-环己烷碳腈)。为了获得更高羟基含量聚合物，可以在羟基官能引发剂例如2，2′-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟基乙基)丙酰胺]的存在下使用巯基醇。
替换地，该聚(甲基)丙烯酸烷基酯可以通过任意聚合技术，如离子聚合，基团转移聚合(GTP)，原子转移自由基聚合(ATRP)，硝基氧介导的自由基聚合(NMRP)或者自由基加成断裂聚合(RAFT)使用具有一个对异氰酸酯有反应性的基团的官能引发剂或链终止剂(例如羟基官能RAFT试剂)来制备。RAFT试剂公开于许多文献如WO 2006/020281和US 7,279,591。
异氰酸酯反应性官能度可以在聚(甲基)丙烯酸酯聚合之前或之后引入聚丙烯酸酯增溶性链(组分(d)或(e))中。
一种实施方式中，该聚氨酯分散剂中组分(d)的溶剂可溶性(增溶性)端链(即聚醚、聚酯和/或聚丙烯酸酯)的总重量百分比优选地不小于该聚氨酯分散剂的5wt％，另一实施方式中不小于20wt％，更优选地不小于30wt％且特别地不小于40wt％。另外优选地，该聚氨酯分散剂中溶剂可溶性端链的总重量百分比不大于80％，更优选地不大于70％，特别地不大于60％，基于该分散剂的重量。一种实施方式中，该聚氨酯分散剂中溶剂可溶性端链的总重量百分比不大于60％，例如40～60％。以上的重量百分比并非表示包括表征为组分(e)的增溶性链。
依据本发明的聚氨酯聚合物可以通过本领域公知的任意方法来制备。典型地，该聚氨酯分散剂通过使一种或多种二异氰酸酯组分(a)与一种或多种选自(b)、组分(d)以及任选组分(c)和(e)的化合物反应可获得或获得。一种实施方式中，在采用(a)、(b)、以及任选地(c)和(e)的聚氨酯合成开始时引入单官能溶剂增溶性聚醚、聚酯或聚丙烯酸类链(d)。另一实施方式中，在使(a)、(b)和任选地(c)聚合之后引入组分(d)和任选的(e)。
该聚氨酯分散剂的数均分子量优选地不小于2000，更优选地不小于3000且特别地不小于4000。另外优选地，该聚氨酯分散剂的数均分子量不大于30000，更优选地不大于20000且特别地不大于15000道尔顿。
但是，组分(d)的溶剂增溶性聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯端链可以含有与偶联端基相比对异氰酸酯的反应性更低的第二端基，更优选这种增溶性端链可以带有1个对异氰酸酯无反应性的终止基团，特别是C1-50-烃基，因为这样限制了在分散剂制备期间任意的交联。烃基可以是任选支化的烷基、环烷基、芳基或芳烷基。
环烷基优选是C3-6-环烷基，如环丙基和特别是环己基。芳基优选是C6-10-芳基，如萘基和特别是苯基，其可以被卤素、C1-20-烷基或C1-20-烷氧基取代。芳烷基优选是2-苯基乙基且特别是苄基，其中苯基环任选地被卤素、C1-20-烷基或C1-20-烷氧基取代。
该聚酯、聚醚、和/或聚丙烯酸酯链的烷基终止基团的长度很大程度上取决于有机介质的性质。因此，例如，当有机介质是极性有机液体时，该烃基优选是C1-12-烷基，其可以是线性或支化的。烃基包括乙基、丙基、异丙基或其混合物。当该聚氨酯分散剂含有聚醚端链时，优选地该烷基终止基团是C1-4烷基，例如甲基，由于它们的现成商业获得性。当有机介质是非极性有机液体时，优选地该烷基终止基团含有大于8个的碳原子。另外优选地该烷基是支化的，因为这样有助于在非极性有机液体中的溶解性。
一种实施方式中，组分(d)的溶剂增溶性链是聚醚链，优选聚(C2-4-氧化亚烷基)，其含有小于60wt％、更优选小于40wt％、且特别地小于20wt％环氧乙烷，相对于聚(C2-4-氧化亚烷基)链的总重。该(C2-4-氧化亚烷基)的亚烷基结构部分可以是线性或优选支化的，且可以通过亚烷基氧化物如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷或者由四氢呋喃的(共)聚合获得。共聚物可以是无规或嵌段共聚物。优选地，该聚醚链可由环氧丙烷获得。另外优选地，该分散剂的聚醚链可由聚(C2-4-氧化亚烷基)单-C1-10-烷基醚且特别是C1-4-烷基醚如甲基或丁基醚获得。
在存在组分(e)的一种实施方式中。另一实施方式中，不存在任选的组分(e)。当组分(e)是聚醚链(特征类似于组分(d)聚醚)，除了具有约2个对异氰酸酯有反应性的基团时，可以由加成到双官能引发剂如C1-C20二醇两端之上的C2-C4亚烷基氧化物单体来制备用于组分(e)的聚醚链。这样将制得具有C2-C4氧化亚烷基重复单元的二醇。
一种实施方式中，组分(d)的溶剂增溶性链是聚酯。组分(d)的聚酯链优选地由含有1～26个碳原子的羟基羧酸或其内酯可获得或获得。羟基羧酸的选择主要受有机介质本身的性质影响。当有机介质是极性有机液体时，该羟基羧酸优选地含有高达8个碳原子，且当有机介质时非极性有机液体时，该羟基羧酸优选地含有8个以上的碳原子。特别优选地，该聚酯链可由两种或多种不同的羟基羧酸或其内酯获得，因为这样有助于在有机介质中的溶解性。该羟基羧酸可以是饱和的或不饱和的，线性或支化的。当组分(e)存在且包含聚酯链时，其由类似于聚酯链(d)的组分制得。当然组分(e)的聚酯链采用2个异氰酸酯反应性基团官能化。
适宜羟基羧酸的实例是乙醇酸、乳酸、5-羟基戊酸、6-羟基己酸、蓖麻油酸、12-羟基硬脂酸、12-羟基十二烷酸、5-羟基十二烷酸、5-羟基癸酸和4-羟基癸酸。
适宜内酯的实例是β-丙内酯和任选C1-6烷基取代的δ-戊内酯和ε-己内酯如β-甲基-δ-戊内酯，δ-戊内酯，ε-己内酯，2-甲基、3-甲基、4-甲基、5-叔丁基、7-甲基-4，4，6-三甲基-和4，6，6-三甲基-ε-己内酯，包括其混合物。可衍生自δ-戊内酯和/或ε-己内酯的聚酯链是特别优选的。
作为明显的变体，溶剂增溶性聚酯或聚醚端链可以本身是这些链的混合物。因此，例如，聚酯侧链可以包含聚醚结构部分，和反之亦然。
如前所述，结合链段的主链是基本上或实质上线性的。这意味着用于制备该结合链段的反应性组分主要是双官能的且具有非常少的三官能或更高官能度反应物(其如果全部反应可能导致聚合物支化)。由此，组分(a)(由此可获得该分散剂)的异氰酸酯优选地具有2.0～2.5、更优选2.0～2.1且特别地大约2.0的平均官能度。类似地，组分(b)以及任选的组分(c)和(e)，在一种实施方式中，优选地各自和/或组合地具有从1.9或2.0至2.5、更优选从1.95或2.0至2.1或2.2且特别是2.0的对异氰酸酯有反应性的基团官能度。
一种实施方式中，该溶剂增溶性聚酯、聚醚、和/或聚丙烯酸酯端链有时通过氧和/或氮原子连接于结合主链，该氧和/或氮原子是与基本上线性的结合链段的异氰酸酯端基反应的聚酯、聚醚和/或聚丙烯酸酯的羟基和氨基(伯和仲)终止基团的残基。
存在于该组合物中的颗粒状固体可以是任何无机或有机固体材料，它在相关的温度下基本上不溶于有机介质并且希望它以细分开形式在其中稳定。
适宜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；染料，特别是分散染料；用于溶剂染浴、油墨和其它溶剂应用体系的光学增白剂和织物助剂；用于油基和反相-乳液钻孔泥的固体；干洗液中的污物和固体颗粒；颗粒状陶瓷材料；磁性材料和磁记录介质；阻燃剂如用于塑料材料中的那些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。
优选的颗粒状固体是得自任何公认类别的颜料的颜料，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在标题为″Pigments″一章中进行了描述。无机颜料的实例是二氧化钛、氧化锌和铁氧化物。
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、蒽嵌蒽醌(anthanthrone)、蒽醌、异二苯并蒽酮、三苯二噁嗪、喹吖啶酮、苝、二酮基吡咯并吡咯(DPP)和酞菁系列，特别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。优选的有机颜料是酞菁，特别是铜酞菁，单偶氮，二偶氮，阴丹酮，蒽嵌蒽醌，蒽醌，喹吖啶酮，苝，二酮基吡咯并吡咯(DPP)和炭黑。
具有酸性表面的颜料是优选的，例如氧化炭黑。
其它优选的颗粒状固体是：增量剂和填料如滑石、高岭土、二氧化硅、重晶石、纳米粘土、和白垩；颗粒状陶瓷材料如矾土、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、混合硅-铝氮化物和金属钛酸盐；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，和钴掺杂的氧化铁、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；农用化学品如杀真菌剂flutriafen、多菌灵、百菌清和代森锰锌，以及阻燃剂如三水合铝和氢氧化镁。
该分散剂和颜料/颗粒可以最终与有机介质一起使用，该有机介质可以类似于用于形成该分散剂的介质或者可以与之不相同，由此形成研磨基料、涂料材料、油墨、或其它有用的共混物。存在于组合物中的有机介质优选是极性有机介质或基本上非极性的芳族烃或卤化烃。与有机介质有关的术语″极性″是指能够形成中等至强的键的有机液体或树脂，如Crowley等人在Journal of Paint Technology，38卷，1966，第269页文章标题为″A Three Dimensional Approachto Solubility″的文章中所述。此类有机介质通常具有如上述文章中所限定的5个或更多的氢键合数目。
适宜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、二醇醚、二醇酯、醇和酰胺。此类中等强度氢键合液体的许多具体实例在Ibert Mellan的书本标题为″Compatibilityand 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。
优选的极性有机液体是二烷基酮、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个碳原子的液体。作为优选和特别优选的液体的实例，可以提及二烷基和环烷基酮，如丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二异丙基酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、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。
可以单独使用或与上述极性溶剂的混合物使用的基本上非极性的有机液体是芳族烃，如甲苯和二甲苯，脂族烃如己烷、庚烷、辛烷、癸烷，石油馏出物如白油精，矿物油，植物油和卤化脂族和芳族烃如三氯乙烯、全氯乙烯和氯苯。
该分散剂和颜料/颗粒可以最终与树脂共混，由此形成研磨基料、涂料材料、油墨、或其它有用的共混物。作为用于本发明分散体形式的介质，适宜极性树脂的实例是成膜树脂如适合于制备用于各种应用如油漆和油墨的油墨、油漆和碎片的那些。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。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、热固性丙烯酸类/蜜胺-甲醛、长油醇酸树脂和多介质树脂如丙烯酸系树脂和脲/醛树脂。
树脂还可以是不饱和聚酯树脂，包括所谓的片材模塑料和块体模塑料，它们可以与增强纤维和填料一起配制。此类模塑料在DE3,643,007和P.F.Bruins的标题为″Unsaturated PolyesterTechnology″的专题论文，Gordon and Breach Science publishers，1976，211-238页中进行了描述。
如果需要的话，分散体可以包含其它成分，例如，树脂(当它们还没有构成有机介质时)粘结剂、流化剂(如GB-A-1508576和GB-A-2108143中描述的那些)、抗沉降剂、增塑剂、均化剂和防腐剂。
该组合物通常包含5-95wt％的颗粒状固体，精确量取决于固体的性质以及固体和有机介质的相对密度。例如，基于组合物的总重量，其中固体是有机材料如有机颜料的组合物，优选包含15-60wt％所述固体，而其中固体是无机材料如无机颜料、填料或增量剂的组合物，优选包含40-90wt％所述固体。
该组合物优选如下制备：在有机介质中在不大于40℃，特别是不大于30℃的温度下研磨颗粒状固体。然而，当固体是粗酞菁颜料如铜酞菁时，有时优选在有机液体中在50-150℃的温度下进行研磨，原因在于可以获得更绿和更亮的色度。当有机液体是高沸点脂族和/或芳族馏出液时，情况尤其如此。
该组合物可以通过已知用于制备分散体的任何常规方法获得。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、砂砾磨或塑料研磨，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分散体。
如果要求组合物呈干燥形式，则该液体介质优选是挥发性的，以致它可以通过简单的分离手段如蒸发容易地从颗粒状固体中除去。然而，优选该组合物包含液体介质。
如果干燥组合物基本由分散剂和颗粒状固体组成，一种实施方式中，则基于颗粒状固体的重量，它优选包含至少0.2％，更优选至少0.5％特别是至少1.0％分散剂。一种实施方式中，优选地，基于颗粒状固体的重量，干燥组合物包含不大于100wt％，优选不大于50wt％，更优选不大于20wt％，特别是不大于10wt％分散剂。
如上文中所述，该组合物尤其适合于制备研磨基料，其中在颗粒状固体和成膜树脂粘结剂的同时存在下在液体介质中研磨颗粒状固体。
因此，依据本发明的仍另一方面，提供了包含颗粒状固体、分散剂和成膜树脂的研磨基料。
典型地，基于研磨基料的总重量，该研磨基料包含20-70wt％颗粒状固体。优选地，颗粒状固体不少于研磨基料的30wt％且特别是不少于50wt％。
在研磨基料中树脂的量可以在宽的限度内变化但是优选不少于研磨基料的连续/液体相的10wt％，特别是不少于20wt％。优选地，树脂的量不大于研磨基料的连续/液体相的50wt％，特别是不大于40wt％。
研磨基料中分散剂的量取决于颗粒状固体的量但是优选为研磨基料的0.5-5wt％。
一种实施方式中，依据本发明的聚氨酯分散剂是这样的，其包含主要线性的结合聚合物主链，该主链含有规定数量的侧向连接的叔或季化叔氨基和约2个聚(氧化亚烷基)、聚酯、聚(烷基)丙烯酸酯或聚烯烃的溶剂增溶性端链。一种实施方式中，存在扩链的溶剂增溶性链，其使基本上线性的结合链段彼此相连。由此考虑到异氰酸酯与异氰酸酯反应性基团的比例，将存在许多变形，这些对于本领域技术人员而言是显然的。
如前面所指出的那样，某些聚氨酯分散剂是新的。因此，作为本发明的另一个方面，提供了具有基本线性的结合主链的聚氨酯分散剂，其含有规定数量的侧向连接的叔或季化叔氨基以及来自聚(C2-4-氧化亚烷基)的聚醚侧链的末端连接的溶剂增溶性链，其相对于聚(C2-4-氧化亚烷基)链包含小于60wt％的环氧乙烷。
作为本发明的仍然另一方面，提供了具有基本上线性的结合主链以及末端连接的溶剂增溶性聚酯和/或聚丙烯酸酯链的聚氨酯分散剂。
工业应用
由本发明的组合物制备的分散体和研磨基料尤其适用于油漆，包括高固体油漆，油墨，特别是苯胺印刷、凹版印刷和丝网印刷油墨，用于显示屏设备和非水性陶瓷工艺的滤色层。
以下实施例提供了对本发明的说明。这些实施例并非穷举并且不打算限制本发明的范围。除非有相反的表述，所有的引用均为重量份。
所有聚合通过使用具有Polymer Laboratories混合d柱的Waters 2690 Separations模块以及具有1％三乙胺的THF洗提剂的尺寸排阻色谱法进行表征。将分子量与聚苯乙烯标准物进行对比。通过重量测定来确定固含量。
中间体A单羟基聚(甲基丙烯酸丁酯)
将甲基丙烯酸丁酯(369份)、甲氧基丙基乙酸酯(369份)和2-巯基乙醇(9.21份)一起在RB烧瓶中搅拌并在氮气下加热到90℃。随后加入偶氮双(环己烷-1-碳腈)(3.69份)，并使反应容器保持在90℃下20小时。冷却之后，所获得的聚合物是固含量为50.6％的液体。通过尺寸排阻色谱法对产物进行表征，且Mn＝2900和Mw＝6200。这是中间体A。
中间体B单羟基聚己内酯
将1-十二烷醇(13.2份)和ε-己内酯(200份)一起在氮气下在150℃下搅拌。丁氧化锆催化剂(1.1份)并使反应物加热到180℃且保持搅拌20小时。冷却到20℃之后，所获得的聚酯是蜡状固体。这是中间体B。
具有聚(甲基丙烯酸丁酯)增溶性链段的实施例分散剂1
将中间体A(聚(甲基丙烯酸丁酯))(100份)、1，1′-{[3-(二甲基氨基)-丙基]亚氨基}双-2-丙醇(15.42份)、甲氧基丙基乙酸酯(29.09份)一起在RB烧瓶中搅拌，并在氮气下加热到70℃。随后在15分钟内加入甲苯二异氰酸酯(13.67份)，并保持温度在70℃下2小时，直到不剩余异氰酸酯。从反应容器中取出95.68份所获溶液。通过尺寸排阻色谱法对产物进行表征，且获得Mn＝5000和Mw＝9600的分子量。在剩余溶液(62.5份)中加入苄基氯(1.61份)，使其保持在70℃下20小时同时搅拌，由此获得固含量为52.5％的季化PU(聚氨酯)分散剂。
具有聚己内酯增溶性链段的实施例分散剂2
将中间体B(聚己内酯)(61.23份)、1，1′-{[3-(二甲基氨基)-丙基]亚氨基}双-2-丙醇(20.05份)、甲氧基丙基乙酸酯(99.08份)一起在RB烧瓶中搅拌，并在氮气下加热到70℃。随后在15分钟内加入甲苯二异氰酸酯(17.71份)，并保持温度在70℃下2小时，直到不剩余异氰酸酯。通过尺寸排阻色谱法对产物进行表征，且获得Mn＝6500和Mw＝15400的分子量。在剩余溶液(198.16份)中加入苄基氯(10.46份)和甲氧基丙基乙酸酯(10.46份)，使其保持在70℃下20小时同时搅拌，由此获得固含量为50％的季化PU分散剂。
具有聚己内酯增溶性链段但是无悬垂叔或季化胺的对比例A
将中间体B(聚己内酯)(70.65份)、N-甲基二乙醇胺(12.63份)、甲氧基丙基乙酸酯(103.79份)一起在RB烧瓶中搅拌，并在氮气下加热到70℃。随后在15分钟内加入甲苯二异氰酸酯(20.51份)，并保持温度在70℃下2小时，直到不剩余异氰酸酯。通过尺寸排阻色谱法对产物进行表征，且获得Mn＝8200和Mw＝18900的分子量。在剩余溶液(207.58份)中加入苄基氯(12.06份)和甲氧基丙基乙酸酯(12.06份)，使其保持在70℃下20小时同时搅拌，由此获得固含量为42.8％的季化PU分散剂。
含有颜料分散体性能树脂的研磨试验
通过分别将实施例分散剂1和2以及分散剂对比例A(2.89份，以50％活性)溶解于乙酸丁酯(11.95份)，制得分散体。加入MacrynalSMC565(10.05份，Cytec)和3mm玻璃珠(125份)和红色颜料(7.23份，Cromopthal红A3B，Ciba)，并将内容物在scandex振荡器上研磨1小时。使用TA Instruments Rheometer在剪切速率从37.6升高到2392.0s-1下测量该研磨基料的粘度。实施例分散剂1和2在剪切速率37.6s-1下产生粘度低于2Pa.s的研磨基料，但是分散剂对比例A在剪切速率37.6s-1下产生粘度高于6Pa.s的研磨基料。
研磨基料粘度的测量
将研磨基料(1.93份)放入Macrynal SMC565(2.94份，UCBChemicals)和Desmodur N3390(0.33份，Bayer)在乙酸丁酯(0.85份)中的溶液中，并随后使用3号K-棒将其涂刷到黑白卡片上。
采用实施例分散剂1和2制得的涂层产生有光泽涂层，其是透明的且含有很少的絮凝颗粒。采用分散剂对比例A制得的涂层光泽更低，且产生具有许多絮凝颗粒的模糊涂层。
Figure BPA00001260607400201
光泽和浊度使用Byk-Gardner浊度光泽仪测量。目视评定絮凝颗粒的透明度和数目。
中间体C，聚己内酯-共聚-戊内酯
将1-十二烷醇(114.6份)、ε-己内酯(666.73份)和δ-戊内酯(215.44份)一起在氮气下在150℃下搅拌。加入丁氧化锆催化剂(4份)并使反应物加热到180℃，并保持搅拌20小时。冷却到20℃之后，获得的所获聚酯是蜡状固体。这是中间体C。
实施例3
将甲苯二异氰酸酯(35.00份)和甲氧基丙基乙酸酯(64.99份)一起在RB烧瓶中搅拌并在氮气下加热到70℃。随后在45分钟内加入聚丙二醇单丁基醚(90.11份，Breox Lubricant B335，Cognis)并保持温度在70℃。使反应冷却到40℃并在30分钟内加入1，1′-{[3-(二甲基氨基)-丙基]亚氨基}双-2-丙醇(39.89份)，保持温度在40℃。随后将反应混合物加热到70℃保持2小时，直到不剩余异氰酸酯。随后加入甲氧基丙基乙酸酯(220份)，由此将产物稀释到固含量为30％。从反应容器中取出400份所获溶液。通过尺寸排阻色谱法对产物进行表征，且获得Mn＝5700和Mw＝14200的分子量。在剩余溶液(150份)中加入苄基氯(3.78份)，使其保持在70℃下20小时同时搅拌，由此获得季化PU分散剂。最终产物的固含量为32.4％。
实施例4
将中间体A(聚(甲基丙烯酸丁酯))(51.35份，50％固体)、1，1′-{[3-(二甲基氨基)-丙基]亚氨基}双-2-丙醇(17.91份)、甲氧基丙基乙酸酯(32.91份)一起在RB烧瓶中搅拌，并在氮气下加热到70℃。随后在15分钟内加入甲苯二异氰酸酯(15.00份)，并保持温度在70℃下2小时，直到不剩余异氰酸酯。随后加入乙二醇丁基醚(40份)和甲氧基丙基乙酸酯(37份)，由此将产物稀释到固含量为30％。从反应容器中取出144.17份所获溶液。通过尺寸排阻色谱法对产物进行表征，且获得Mn＝1800和Mw＝8300的分子量。在剩余溶液(50份)中加入苄基氯(0.66份)，使其保持在70℃下20小时同时搅拌，由此获得固含量为32.82％的季化PU(聚氨酯)分散剂。
实施例5
将中间体C(聚(己内酯-共聚-戊内酯))(56份)、1，1′-{[3-(二甲基氨基)-丙基]亚氨基}双-2-丙醇(26.4份)和甲氧基丙基乙酸酯(100.48份)一起在RB烧瓶中搅拌，并在氮气下加热到70℃。随后在15分钟内加入甲苯二异氰酸酯(18.1份)，并保持温度在70℃下2小时，直到不剩余异氰酸酯。从反应容器中取出180份所获溶液。通过尺寸排阻色谱法对产物进行表征，且获得Mn＝1400和Mw＝4700的分子量。在剩余溶液(20份)中加入苄基氯(1.22份)，使其保持在70℃下8小时同时搅拌，由此获得固含量为56.27％的季化PU分散剂。
实施例6
将中间体A(聚(甲基丙烯酸丁酯))(136.59份，50％固体)、1，1′-{[3-(二甲基氨基)-丙基]亚氨基}双-2-丙醇(23.82份)、甲氧基丙基乙酸酯(53.82份)一起在RB烧瓶中搅拌，并在氮气下加热到70℃。随后在30分钟内加入Suprasec 2004(30.00份，Huntsman)，并保持温度在70℃下2小时，直到不剩余异氰酸酯。随后加入乙二醇丁基醚(85份)和甲氧基丙基乙酸酯(77份)，由此将产物稀释到固含量为30％。从反应容器中取出276份所获溶液。通过尺寸排阻色谱法对产物进行表征，且获得Mn＝3800和Mw＝8300的分子量。在剩余溶液(130份)中加入苄基氯(1.98份)，使其保持在70℃下20小时同时搅拌，由此获得固含量为31.0％的季化PU(聚氨酯)分散剂。
分散体试验
通过将分散剂3～6(0.5份，基于100％活性溶液)溶解于乙酸丁酯(7.0份)中制得分散体。加入3mm直径玻璃珠(20份)和红色颜料(2.0份，Cromopthal红A2B，Ciba)并在水平摇动器上碾磨内容物16小时。所得研磨基料显示优异的流动性，但是对比实施例产生稠的不可移动的凝胶，如下表中所述。
  实施例   ％固体   分散剂份数   乙酸丁酯份数   颜料份数   流动性
  对比例A   42.8   1.17   6.83   2.0   不可移动的凝胶
  3   32.4   1.54   6.46   2.0   非常流动
  4   32.8   1.52   6.48   2.0   非常流动
  5   56.3   0.89   7.11   2.0   非常流动
  6   31.0   1.61   7.39   2.0   非常流动
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。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式对其进行了说明，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 (42)

1.一种非水性组合物，其包含颗粒状固体、有机介质和聚氨酯分散剂；所述聚氨酯分散剂包含a)至少一个基本上线性的结合主链段，其包括侧向连接于所述基本上线性的结合主链段的、包含一个或多个叔氮原子的叔和/或季化叔胺基团，其中所述叔胺基团的叔氮原子与所述主链间隔至少一个居间原子，和b)末端连接于所述结合主链段的一个或多个聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯的溶剂增溶性端链，包括这些端链的混合物。
2.权利要求1的组合物，其中所述叔胺基团的至少20mol％叔氮原子被季化。
3.权利要求1或2的组合物，其中所述基本上线性的结合主链段包含衍生自与叔和/或季化叔胺组分(b)反应的异氰酸酯组分(a)的重复单元，其中所述异氰酸酯组分(a)包含反应性异氰酸酯基团，且所述叔和/或季化叔胺组分(b)包含对异氰酸酯基团有反应性的基团，其中使所述组分(a)的全部所述反应性异氰酸酯基团的约50～约95mol％与对异氰酸酯基团有反应性的所述胺组分(b)之上的基团反应，由此形成所述结合主链段。
4.权利要求3的组合物，其中使所述组分(a)的约75～约95mol％所述反应性异氰酸酯基团与对异氰酸酯基团有反应性的所述胺组分(b)之上的基团反应。
5.权利要求1～4中任一项的组合物，其中所述一个或多个叔氮原子与所述基本上线性的主链间隔少于20个原子。
6.权利要求1～4中任一项的组合物，其中所述一个或多个叔氮原子与所述基本上线性的主链间隔3～10个碳原子。
7.权利要求1～6中任一项的组合物，其中所述溶剂增溶性端链包括聚醚链，该聚醚链包括含有小于60wt％环氧乙烷的聚(C2-4-氧化亚烷基)。
8.权利要求1～6中任一项的组合物，其中所述溶剂增溶性端链包括聚酯链，其可以由或者由使含有1～26个碳原子的羟基羧酸或其内酯聚合而获得，包括其混合物。
9.权利要求8的组合物，其中该内酯包括衍生自至少ε-己内酯和/或δ-戊内酯的重复单元。
10.权利要求1～7和41中任一项的组合物，其中该聚酯、聚醚或聚丙烯酸酯链的溶剂增溶性端链的数均分子量为500～10000道尔顿。
11.权利要求1～8中任一项的组合物，其中该聚氨酯分散剂包含在叔胺基团中约1～4wt％的氮原子，其与基本上线性的结合主链段间隔至少1个原子，基于该基本上线性的结合主链段的重量。
12.权利要求1～11中任一项的组合物，其中该聚氨酯分散剂进一步包含在所述基本上线性的结合链段中脲烷形成组分(c)的残基，其数均分子量为从32至小于500道尔顿。
13.权利要求1～12中任一项的组合物，其中溶剂增溶性端链的总重量百分比不小于5％，基于聚氨酯分散剂的总重。
14.权利要求1～13中任一项的组合物，其中所述聚氨酯分散剂包括每分子约0.9～约1.1个基本上线性的结合主链段和每分子约1.8～约2.2个聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯的溶剂增溶性链，包括所述端链的混合物。
15.权利要求1～13中任一项的组合物，其中所述聚氨酯分散剂每分子包括多于1个彼此之间由溶剂增溶性聚醚、聚酯、或聚丙烯酸酯链间隔开的基本上线性的结合主链段。
16.权利要求15的组合物，其中所述聚氨酯分散剂每分子包括约1.5～3.5个彼此之间由居间的溶剂增溶性聚醚、聚酯、或聚丙烯酸酯链间隔开的基本上线性的结合主链段。
17.权利要求15或16的组合物，其中所述聚氨酯分散剂每分子包括约1.8～约2.2个溶剂增溶性聚醚、聚酯、或聚丙烯酸酯端链。
18.权利要求14～17中任一项的组合物，其中所述溶剂增溶性聚醚、聚酯、或聚丙烯酸酯端链和所述居间的溶剂增溶性聚合物(如果存在的话)的数均分子量为约500～约5000道尔顿。
19.一种聚氨酯分散剂，其包括a)至少一个基本上线性的结合主链段，其包括侧向连接于所述基本上线性的结合主链段的叔和/或季化叔胺基团，其中所述叔胺基团的叔氮原子与所述主链间隔至少一个居间原子，和b)末端连接于所述结合主链段的聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯的溶剂增溶性端链，包括这些端链的混合物。
20.权利要求19的聚氨酯分散剂，其中所述叔胺基团的至少20mol％叔氮原子被季化。
21.权利要求19或20的聚氨酯分散剂，其中所述基本上线性的结合主链段包含衍生自与叔和/或季化叔胺组分(b)反应的异氰酸酯组分(a)的重复单元，其中所述异氰酸酯组分(a)包含反应性异氰酸酯基团，且所述叔和/或季化叔胺组分(b)包含对异氰酸酯基团有反应性的基团，其中使所述组分(a)的全部所述反应性异氰酸酯基团的约50～约95mol％与对异氰酸酯基团有反应性的所述胺组分(b)之上的基团反应，由此形成所述基本上线性的结合主链段。
22.权利要求21的聚氨酯分散剂，其中所述组分(a)的约75～约95mol％所述反应性异氰酸酯基团与对异氰酸酯基团有反应性的所述胺组分(b)之上的基团反应。
23.权利要求19～22中任一项的聚氨酯分散剂，其中所述叔胺的叔氮原子与所述基本上线性的主链间隔少于20个原子。
24.权利要求19～22中任一项的聚氨酯分散剂，其中所述叔胺的所述氮原子与所述基本上线性的主链间隔3～10个碳原子。
25.权利要求19～22中任一项的聚氨酯分散剂，其中所述溶剂增溶性端链包括聚醚链，该聚醚链包括含有小于60wt％环氧乙烷的聚(C2-4-氧化亚烷基)。
26.权利要求19～25中任一项的聚氨酯分散剂，其中所述溶剂增溶性端链包括聚酯链，其可以由或者由使含有1～26个碳原子的羟基羧酸或其内酯聚合而获得，包括其混合物。
27.权利要求26的聚氨酯分散剂，其中该内酯包括至少衍生自ε-己内酯和/或δ-戊内酯的重复单元。
28.权利要求19～26中任一项的聚氨酯分散剂，其中该聚酯、聚醚或聚丙烯酸酯链的溶剂增溶性端链的数均分子量为500～10000道尔顿。
29.权利要求19～28中任一项的聚氨酯分散剂，其中该聚氨酯分散剂包含在叔胺基团中约1～4wt％的氮原子，其与基本上线性的结合主链段间隔至少1个原子，基于该基本上线性的结合主链段的重量。
30.权利要求19～29中任一项的聚氨酯分散剂，其中该聚氨酯分散剂进一步包含脲烷形成化合物的残基，其数均分子量为从32至小于500道尔顿。
31.权利要求19～30中任一项的聚氨酯分散剂，其中溶剂增溶性端链的总重量百分比不小于5％，基于聚氨酯分散剂的总重。
32.权利要求19～31中任一项的聚氨酯分散剂，其中所述聚氨酯分散剂包括每分子约0.9～约1.1个基本上线性的结合主链段和每分子约1.8～约2.2个聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯的溶剂增溶性链，包括所述端链的混合物。
33.权利要求19～32中任一项的聚氨酯分散剂，其中所述聚氨酯分散剂每分子包括多于1个彼此之间由溶剂增溶性聚醚、聚酯、或聚丙烯酸酯聚合物链段间隔开的基本上线性的结合主链段。
34.权利要求33的聚氨酯分散剂，其中所述聚氨酯分散剂每分子包括约1.5～约3.5个彼此之间由居间的溶剂增溶性聚醚、聚酯、或聚丙烯酸酯聚合物链间隔开的基本上线性的结合主链段。
35.权利要求34的聚氨酯分散剂，其中所述聚氨酯分散剂每分子包括约1.8～约2.2个溶剂增溶性聚醚、聚酯、或聚丙烯酸酯端链。
36.权利要求32～35中任一项的聚氨酯分散剂，其中所述溶剂增溶性聚醚、聚酯、或聚丙烯酸酯端链和所述居间的溶剂增溶性聚合物(如果存在的话)的数均分子量为约500～约5000道尔顿。
37.权利要求1的组合物，其是a)非水性研磨基料、b)油漆、或c)油墨的形式。
38.权利要求37的组合物，其进一步包括成膜树脂。
39.一种制备聚氨酯分散剂的方法，其使下列物质一起反应：
a)一种或多种多异氰酸酯，其平均官能度为2.0～2.5；
b)一种或多种具有下式的叔和/或季化叔氨基的化合物，包括其盐，
Figure FPA00001260607300051
其中Rα和Rβ各自独立地表示烷基、芳烷基、环烷基或芳基，且不含可以与异氰酸酯反应的基团，且其中Rα和Rβ可以一起形成含有5～8个碳原子的环状结构，且Rγ是含有约2个与异氰酸酯反应的基团的结构部分；
c)任选地，一种或多种数均分子量为从32至小于500道尔顿的形成化合物，其具有至少2个与异氰酸酯反应的基团；
d)一个或多个溶剂增溶性链，其具有聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯链和约1个与异氰酸酯反应的基团，该基团位于该化合物的一个末端附近使得该聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯链相对于结合主链段在末端布置；
e)任选地，一个或多个溶剂增溶性链，其具有至少1个聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯链和约2个与异氰酸酯反应的基团，该基团位于该链的每个末端附近使得该聚酯、聚醚、或聚丙烯酸酯链可以扩链连接它们的两个分隔的结合主链段。
40.权利要求27的方法，其中所述a)一种或多种多异氰酸酯与所述b)一种或多种具有叔和/或季化叔氨基的化合物和c)任选地一种或多种形成化合物反应，由此形成至少一个基本上线性的结合链段。
41.权利要求1～6中任一项的组合物，其中所述溶剂增溶性端链包括聚丙烯酸酯端链。
42.权利要求19～25中任一项的聚氨酯分散剂，其中所述溶剂增溶性端链包括聚丙烯酸酯端链。
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