CN102292377B - 包括缩水甘油醚共聚物的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及组合物,其包含作为分散剂的由特殊结构单元I-V构成的至少一种两亲性缩水甘油醚共聚物,其中至少一种结构单元I具有芳族基团,和其中这些结构单元可以各自按照嵌段、梯度或无规方式排列,以及分散固体物质;或包含作为乳化剂的所述共聚物和需要固化的油包水乳液形式的不饱和聚合物体系。

Description

包括缩水甘油醚共聚物的组合物
本发明涉及组合物,其包括作为分散剂的从说明书中列出的结构单元I-V构造的至少一种两亲性缩水甘油醚共聚物(其中根据在本说明书中给出的具体细节,这些结构单元有可能具有梯度、无规或嵌段排列)以及分散固体、优选分散颜料,或包括作为乳化剂的上述共聚物和需要固化的油包水型乳液形式的不饱和聚合物体系。
为了让固体物稳定地和均匀地分布在液体或固体介质中,如在漆、含有水性溶剂或有机溶剂的分散体或聚合物模塑组合物中,需要作为助剂的分散剂。
为了这些目的,分散剂需要满足两个不同的功能。
首先,它们必须能够与固体的表面相互作用以便促进固体表面的润湿。这是通过分散剂具有特殊的化学基团(所谓的锚固基团)来实现的。亲水性锚固基团的例子是叔氨基,铵盐,磷酸基团,羧酸基团,磺酸结构部分,酰胺结构部分,脲烷结构部分或脲结构部分。
对于水分散体,合适的锚固基团为疏水基团,例如烷基,苯基或苄基,正如例如在Adv. Mater. 1998,10,1215-1218中所述。
其次,需要分散剂与分散介质良好相容。
因此,对于有机分散介质,分散剂必须具有疏水性基团,例如,较长链烷基或芳基。对于水分散体,该分散剂应该具有水溶性、亲水性基团,如成盐的羧酸类。
由单体的聚合反应生产出聚合物分散剂,其任选地可以随后例如在侧链中利用与聚合反应类似的反应来进行改性。取决于聚合反应的进行,单体按照梯度或嵌段方式无规或交替地被引入聚合物链中。对于聚合物链的无规或交替构造,该分散剂显示出非常好的固体湿润性,但是与具有梯度状或嵌段状构造的分散剂相比而言,具有固体分散体的较差稳定化作用。相反,对于具有非常不同极性的嵌段,具有非常良好的稳定化性能的分散剂的嵌段构造会导致由聚合物链形成胶束,导致对于所要分散的固体的表面具有较差的润湿特性。
一大组分散剂是以由烯属不饱和单体例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯形成的聚合物为基础的,其中所使用的聚合物可具有无规的,梯度状的或嵌段状的构造。当聚合物或共聚物具有无规的构造时,它们是借助于常规的起始剂通过自由基聚合法来制备的。当它们具有梯度状或嵌段状构造时,它们是通过受控聚合法来制备的,例如原子转移自由基聚合法(ATRP),自由基转移聚合法(GTP),硝酰基媒介的聚合反应(NMP)或可逆加成片段化链转移法(RAFT)。以这一类型的不同构造聚合物为基础的分散剂已经在许多专利说明书中提到,其中包括作为代表的EP 1416019,US 4,755,563,US 5,085,698,US6,326,420,US6,455,628,US6,462,125,US6,642,301,US6,849,679和WO 00/40630。
为了由受控聚合技术制备具有嵌段状或梯度状构造的共聚物,通常需要特殊和因此昂贵的引发剂或催化剂。
另一重要组类的分散剂以聚环氧烷为基础(US 2002/0011183,US 2005/0085563,US6,552,091,WO 2007/087961)。
通过环氧乙烷的聚合反应,这些分散剂具有亲水性,而通过环氧丙烷、环氧丁烷或氧化苯乙烯的共聚合反应,疏水性结构部分能够被引入到作为分散剂的基础的聚合物中。因为对商购环氧烷仅有小的选择性且只有末端OH基团适合作为在这些聚合物中的改性用官能团,所以对于聚合物的改性和因此对于它们作为分散剂的用途仅具有有限的可能性。
因此仍然需要分散剂,其不仅能够用于亲水性分散介质中,而且用于疏水性分散介质中,和因此能够用于许多的应用领域中,但不具有现有技术的固体分散体的缺点。
本发明的目的因此是提供用于在固体和液体之间或液体-液体之间的相媒介的试剂,这些试剂在疏水性和亲水性介质中均导致得到具有宽的应用可能性的相应贮存稳定体系。
这一目的是通过提供本发明的组合物来实现的,该组合物包括作为分散剂的从下列结构单元I和至少一种的下列结构单元II-V和末端基团-O-R4和/或R5构造的至少一种两亲性缩水甘油醚共聚物,其中结构单元IV总是与至少一种的结构单元II、III和V一起排列,
其中
R1是优选具有1- 20个C原子的线性或支链烷基或优选具有4- 10个C原子的环状烷基,或者是芳基,芳基亚烷基,杂芳基或杂芳基亚烷基,其中在所有情况下所述芳基或杂芳基环可以被取代;
R2相同或不同,是氢和/或羧基亚甲基或相应的盐或相应的烷基酯基,马来酸的单酯基或相应单盐,磷酸基或相应的盐,磺酸基或相应的盐或磺基琥珀酸基或相应的盐,或基团R2的至多20%是OH保护基团,优选乙缩醛基或叔丁基;
R3是氢和/或具有1-6个C原子的线性或支链烷基和/或具有4-6个C原子的环状烷基;
R4是可以被至少一个芳基或芳基亚烷基取代的线性、支化或环状烷基,任选取代的芳基或芳基亚烷基,或具有优选至少2个、更优选2-20个重复单元的聚环氧烷基团,其中所述重复单元具有优选具有1-5个C原子的烷氧基;
R5与R2相同或不同,其为具有R2的定义的基团,但OH-保护基除外,
其中所述结构单元具有梯度状,无规或分别嵌段状的排列,和
其中结构单元I出现至少2次,优选2-100次,更优选2-50次,其中至少一个结构单元I携带芳族基,和其中任选存在的结构单元IV的分数是结构单元II-V的总数的0% - 至多50%,
以及包括至少一种分散固体,优选至少一种分散颜料;
或该组合物包括作为乳化剂的所述共聚物和需要固化的油包水乳液形式的不饱和聚合物体系。
聚缩水甘油基醚嵌段共聚物虽然早已公开在现有技术中,但是无论如何不用作在本发明的组合物中的分散剂。
例如,US-A-4485211描述了通过阳离子开环聚合反应得到的聚缩水甘油基醚嵌段共聚物和任选地经过改性得到季铵盐。
根据在该US专利说明书中的公开内容,这些嵌段共聚物优选可用作制备较高分子量的线性聚合物的双官能扩链剂。其中也提到的是它们作为提高粘度的试剂,作为聚合反应的分散剂或作为矿物分离剂的用途。
EP-A-0406168描述一种产品,其中作为端基的苯基缩水甘油醚单元加成到聚环氧烷上。这一类型的产品-其任选地同样进行改性并且任选地与其它阴离子或非离子添加剂相组合使用-尤其能够用作为染色助剂。
在Langmuir 2006,22,7465 - 7470和Langmuir 2005,21,5263-5271中的公开内容分别描述了由特定的缩水甘油基嵌段共聚物形成胶束,其有可能改进具有低溶解度的活性药物成分如灰黄霉素的溶解度。然而,与本发明的组合物所追求的效果相比,胶束的形成正是不希望有的效果,因为根据本发明,本意是应获得稳定的分散体。由5个苯基缩水甘油醚单元和67个环氧乙烷单元构成的缩水甘油基嵌段共聚物与活性药物成分如灰黄霉素构成的水性组合物因此从本发明中排除,由2个嵌段(各由71或62或38个环氧乙烷单元构成)和由7、8或12个苯基缩水甘油醚单元构成的中间嵌段组成的缩水甘油基嵌段共聚物以及低溶解度的活性药物成分如灰黄霉素构成的水性组合物也被排除。
作为分散剂或乳化剂存在于本发明的组合物中的缩水甘油醚共聚物具有无规或梯度状或嵌段状构造,优选具有梯度状或嵌段状构造,更优选具有嵌段状构造。
根据本发明所使用的缩水甘油醚共聚物含有重复结构单元I,其中该缩水甘油醚共聚物优选具有由这一重复结构单元构成的至少一个嵌段,且至少一个重复结构单元I含有芳基。
在另一个优选实施方案中,该缩水甘油醚共聚物具有重复结构单元I和重复结构单元II,其中特别优选的是,缩水甘油醚共聚物具有由重复结构单元I构成的至少一个嵌段和由重复结构单元II构成的至少一个嵌段,或具有由重复结构单元I构成的至少一个嵌段和由共聚合结构单元I和II构成的至少一个嵌段。
取决于应用领域,根据本发明所使用的缩水甘油醚共聚物也可以从重复结构单元I和重复结构单元III构造,优选从由重复结构单元I构成的至少一个嵌段和由重复结构单元III构成的至少一个嵌段或由共聚合结构单元I和III构成的至少一个嵌段构造。
在本发明的组合物中,也可存在由重复结构单元I-III构成的缩水甘油醚共聚物。缩水甘油醚共聚物优选具有由重复结构单元I构成的至少一个嵌段和由共聚合重复结构单元II和III构成的至少一个嵌段,或在各情况下由重复结构单元II和/或重复结构单元III构成的至少一个嵌段。
支化的缩水甘油醚共聚物,除包括该重复结构单元I之外,还包括至少一个任选的重复结构单元IV,后者至少与一个重复结构单元II和/或III和/或V共聚合,其中这些重复结构单元有可能具有梯度状或无规的(更优选无规的)排列。
当结构单元IV存在于缩水甘油醚共聚物中时,它的分数是所存在的结构单元II-V的总数的至多50%,优选是至多30%,非常优选至多20%。
根据本发明所使用的缩水甘油醚共聚物具有优选疏水性的结构单元I,优选出现2-100次,更优选2-50次,非常优选2-20次,其中至少一个结构单元I携带芳族基。特别优选的缩水甘油醚共聚物是这样的共聚物,其中结构单元II-V的数量至少对应于结构单元I的数量,优选结构单元II-V的数量比结构单元I的数量高至少20%,更优选高至少50%。
结构单元I优选从通式(X)的缩水甘油醚形成:
Figure 814384DEST_PATH_IMAGE002
其中R1是线性或支链烷基,优选C1-C20烷基,更优选甲基,乙基,丙基,丁基或2-乙基己基,或是环状烷基,优选具有4-12个C原子,更优选环己基,或具有6-10个C原子的芳基,该芳基可以被短链烷基(优选甲基、乙基和/或丙基)或被卤素原子(优选氯)取代,特别优选的是苯基或萘基,或是优选具有7-10个C原子的芳基亚烷基,其中所述芳基有可能被短链烷基取代,优选被甲基、乙基和/或丙基取代,更优选是苄基,或是在芳族环中具有至少一个氧或氮原子的杂芳族基团,其中芳族环有可能也被短链烷基(优选甲基、乙基和/或丙基)或被卤素(优选氯)取代。
结构单元II是从通式(Y)的缩水甘油醚形成的:
Figure 594121DEST_PATH_IMAGE003
其中基团R2是OH-基团的保护基,优选叔丁基和/或乙氧基乙基。
在聚合反应之后,在以上列出的官能团中用基团R2保护的OH基团可以部分地或完全地转变。
结构单元III优选从烯化氧,更优选从具有2-10个C原子的线性、支化或环状的烯化氧,非常优选从环氧乙烷,1,2-环氧丙烷和/或1,2-环氧丁烷形成。
在支化的缩水甘油醚共聚物中存在的结构单元IV优选从通式(Z)的环氧乙烷化合物形成:
Figure 989331DEST_PATH_IMAGE004
其中
R6是氢或具有1 - 4个C原子的烷基,优选甲基,和
R7是具有至少一个羟基(优选末端羟基)的C1-C6亚烷基。
2,3-乙氧基丙-1-醇(缩水甘油)特别优选用于缩水甘油醚共聚物的支化。
如果在结构单元V中的R2是H,则结构单元V是从缩水甘油形成的。它可以如以上所述部分地或完全地通过-OH官能团的进一步反应来改性。
如果在结构单元II中的R2是H,该单元也可以从缩水甘油形成并且可以如以上所述部分地或完全地通过-OH基团的进一步反应来改性。
端基-OR4是从本发明所使用的缩水甘油基共聚物的起始剂化合物形成的,其中R4表示C1-C10、优选C1-C5的线性、支化或环状烷基,它能够被至少一个(优选末端)芳基,更优选被苯基,或优选被末端芳基亚烷基,更优选被苄基(它可以是被取代的)取代,或被烷氧基聚环氧烷基取代,后者优选具有至少2个,更优选2-20个,非常优选2-12个的烯化氧(优选环氧乙烷和/或环氧丙烷)的重复单元。
端基R5(与R2相同或不同)具有R2的定义,但OH-保护基团除外,并且可以是H,羧基亚甲基或相应的C1-C6烷基酯基,马来酸或丁二酸的单酯基,或相应的单盐,亚磷酸基团或相应的盐,磺酸基团或相应的盐,磺基琥珀酸基或相应的盐。
除了所存在的任何马来酸单酯基团之外,根据本发明所使用的缩水甘油醚共聚物优选不具有酯结构部分。
根据本发明所使用的缩水甘油醚嵌段共聚物优选通过开环的聚合反应,非常优选通过开环的阴离子聚合反应来获得。该阴离子聚合反应根据本领域中普通技术人员已知的常规方法来进行。合适的工艺参数,催化剂,和反应介质能够尤其在下面给出的出版物中以及在该出版物中给出的参考文件中找到:
非离子表面活性剂(Nonionic Surfactants):Organic Chemistry, Surfactant Science Series Volume 72 (Nico M. Van Os编辑)。
在所列举的出版物中的工艺叙述因此选用为开环的阴离子聚合反应的叙述内容,并且认为是本说明书的公开内容的一部分。
在下面的实施例中,根据本发明的缩水甘油醚共聚物的基本制备方法以及它们的后续改性分3工艺步骤借助于相应的工艺流程图来解释。
在疏水性结构单元I的制备中以及对于或高或低亲水性的结构单元II-V,缩水甘油醚、烯化氧或环氧乙烷化合物可以用于制备各自的结构单元或它们的混合物。
取决于根据本发明所使用的缩水甘油醚共聚物的结构,起始剂分子首先与可形成亲水性结构单元的起始化合物(优选为相应的缩水甘油醚)进行聚合,或与可形成疏水性结构单元的缩水甘油醚(优选芳基缩水甘油醚)进行聚合。
取决于开环阴离子聚合的起始化合物的添加,可以获得梯度状共聚物或优选嵌段状构造的缩水甘油醚共聚物。所获得的缩水甘油醚共聚物可以具有至少一个亲水性嵌段和至少一个疏水性嵌段或可以具有凸出的、在疏水性和亲水性嵌段之间交替的嵌段排列。
优选进行聚合反应以使得起始化合物的羟基部分通过碱金属氢氧化物或碱金属醇盐而0.1%-80%,优选2%-20%去质子化。在通过蒸馏除去水或醇之后,获得起始剂和起始剂醇化物的混合物。开环聚合反应通常在催化剂的存在下,在没有添加溶剂的情况下进行。然而,聚合反应也可以在溶剂的伴随使用下进行,该溶剂在烷氧基化条件下是惰性的。
需要聚合的缩水甘油醚优选逐渐添加到混合物中,然后在40℃和120℃之间,优选在50℃和100℃之间,更优选在60℃和90℃之间的温度下进行聚合。开环的活性阴离子聚合反应通过在生长链的醇基团与烃氧基之间的快速质子交换来控制。在聚合反应结束时,用酸进行中和,最终产品通过过滤被分离。这也可以借助于酸性离子交换剂来实现。
支化结构可以通过让缩水甘油聚合或让缩水甘油与所述缩水甘油醚和/或与所述烯化氧共聚合来获得。关于反应、反应物和工艺方式的其它细节见于下列出版物中:Macromolecules 1999,32,4240-4246或US2003/0120022。
在出版物中的相应公开内容因此被采用并且认为是本说明书的公开内容的一部分。
当支化的结构单元也在开环条件下的阴离子聚合过程中同时聚合时,该阴离子聚合优选借助于具有末端羟基的起始剂分子来开始,优选利用疏水性缩水甘油醚的聚合反应,以形成相应的疏水性嵌段。
根据本发明所使用的缩水甘油醚共聚物优选具有1-50%、特别是1-30%和非常优选1-10%(以疏水性结构单元为基础计)的支化结构单元IV。
当根据本发明使用的缩水甘油醚聚合物的亲水性嵌段是从结构单元III构造的时,烯化氧的聚合反应可以根据已知的方法来进行。本领域技术人员已知的常规方法的合适反应条件以及在压力下操作的合适装置的提及和叙述能够在例如Nikolaus Schönfeldt, Grenzflächenaktive Äthylenoxid-Addukte, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart 1984以及其中引用的参考文件中找到。
根据本发明所使用的缩水甘油醚共聚物优选在开环聚合反应之后也进行后处理,以便例如除去从优选亲水性的缩水甘油醚形成的结构单元的醚结构部分,和获得官能羟基以便用于其它反应。在开环阴离子聚合反应中保持稳定的相应保护基团的例子是乙氧基乙基缩水甘油醚的乙氧基乙基。上述情况也适用于叔丁基缩水甘油醚的叔丁基,该化合物可用于制备亲水性结构单元II。非常特别优选地,该结构单元II具有容易除去的乙缩醛基作为保护基团,如果乙氧基乙基缩水甘油醚用作起始化合物的话。
所使用的缩水甘油醚也可具有烯丙基作为保护基团,因此烯丙基缩水甘油醚可以用于制备结构单元II。在现有技术(Makromolekül 2007, 40, 3070-3079)可获知保护基的除去,特别是该除去所需要的反应伙伴和反应条件。
除去保护基团后得到共聚物,优选嵌段共聚物,其除具有结构单元I外还具有带有游离羟基的结构单元作为中间体。
该中间体可以经由游离羟基进一步官能化,以便例如引入阴离子基团。
因此,通过与多磷酸反应,该羟基可以被磷酸化,以及利用浓硫酸,发烟硫酸,三氧化硫或氯磺酸,可以引入磺酸基团。利用已知方法,通过马来酸酐的反应和用硫化钠的后续磺化,有可能利用与缩水甘油基共聚物的游离羟基之间的反应引入磺基琥珀酸基团。羧基亚甲基的引入可以借助于氢化钠和氯乙酸钠来进行。经由亚烷基桥引入羧基的其它方法可以通过丙烯酸叔丁酯或丙烯腈的加成反应与后续的水解来进行。此外,有可能通过该中间体的游离羟基与环状二羧酸酐如马来酸酐或琥珀酸酐之间的反应,经由酯键,同样引入羧基。磺酸基团,磷酸基团或羧基亚甲基的其它引入方法已描述在例如Journal of Polymer Science:Part A:Polymer Chemistry 2001,39,955-963。
如果需要,和为了获得所要分散的颜料的足够官能化锚固基团,以上所述的不同酸基通过与碱反应也可以转化成相应的盐。
合适的盐是铵盐,它是通过与氨或与合适的有机胺,叔胺类(优选三乙胺),烷醇胺类(如三乙醇胺),氢氧化铵或四烷基铵氢氧化物的反应来制备的。也适合与酸基反应的是碱金属氢氧化物,如氢氧化锂,氢氧化钠,氢氧化钾,或相应碳酸盐,例如碳酸钾或碳酸氢盐如碳酸氢钾。
本发明的组合物包括以上定义的共聚物(优选为改性共聚物)作为固体(优选颜料,卤化银除外)的分散剂。这些组合物是具有分散固体(优选分散颜料)的水性或含溶剂体系。
本发明的这些组合物适合于许多应用。
例如,对于通用着色浆料、颜料表面改性剂、滤色器的彩色光阻剂或含颜料的组合物的生产,优选需要颜料分散体,后者可以在不同的液体介质中如在有机溶剂中或在水中产生稳定的分散体,因此也能够被进一步引入到含水介质中或引入到含溶剂的介质中用于进一步的配制。因此,例如,在其加工过程中要求彩色光阻剂在有机溶剂如乙酸甲氧基丙酯中具有良好的溶解度并且快速地溶解在碱性水溶液中,后者可以包含表面活性剂。所使用的本发明的组合物因此对于最终产品的性能具有直接影响。
上述情况也适用于色漆的制备,对于它的加工,尽管有高的颜料用量,但需要低粘度。本发明的组合物符合这些和另外的要求,以使其没有问题地和以改进的性能用于许多应用中。
因此所述组合物可以用于例如漆,印刷油墨,纸张涂料,皮革和纺织品着色剂,浆料,颜料浓缩物,陶瓷或化妆品制剂的生产或加工中,当这些体系包括颜料和/或填料作为固体时。同样在例如以合成、半合成或天然的高分子物质,如聚氯乙烯,饱和或不饱和聚酯,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为基础的铸塑和/或模塑物料的生产或加工中,它们都能够被使用。例如,包括分散颜料、填料和任选的其它添加剂的本发明组合物可以非常有效地分散在铸塑物料,PVC塑料溶胶,凝胶涂料,聚合物凝结物,印刷电路板,工业涂料,木材和家具涂料,车辆涂饰剂,船舶漆,防锈漆,罐头涂料和卷材涂料,装饰性漆和建筑结构漆中,任选地在粘结剂的添加之后。
典型粘结剂的例子是以聚氨酯,硝酸纤维素,乙酰丁酸纤维素,醇酸树脂,蜜胺,聚酯,氯化橡胶,环氧化物,和丙烯酸酯为基础的树脂。
水基涂料的例子是例如汽车车身用的阴极或阳极电泳涂料。其它例子是打底剂,硅酸盐漆,乳胶漆,以水可稀释的醇酸树脂为基础的水性漆,醇酸树脂乳液,混杂体系,双组分涂料体系,聚氨酯分散体,和丙烯酸酯分散体。
本发明的组合物尤其还适合作为固体浓缩物如颜料浓缩物的基础。为此目的,以上所述的共聚物被引入到分散介质如有机溶剂、增塑剂和/或水中,并且将需要分散的固体(优选颜料)在搅拌下添加进去。另外,粘结剂和/或其它助剂同样可以引入到这些组合物中。然而,优选地,不含粘结剂的组合物已确保了稳定的颜料浓缩物。
还有可能将本发明的组合物用作流体性固体浓缩物。为此目的,将颜料压制饼(其可以仍然包括有机溶剂、增塑剂和/或水)与缩水甘油醚共聚物进行混合,并将所得混合物分散。以各种方式生产的本发明的固体浓缩物能够被引入到不同的底物,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中。然而,颜料也能够在没有水或溶剂的情况下,直接借助于缩水甘油醚共聚物来分散。本发明的这些组合物特别适合于着色热塑性和热固性的聚合物配制剂。
本发明的组合物也能够理想地用于油墨的生产中,该油墨用于“非击打式”印刷工艺如“热喷墨法”和“鼓泡喷墨法”。这些油墨可以是,例如,水性油墨配制剂,溶剂型油墨配制剂,为UV应用所使用的无溶剂或低溶剂的油墨,和蜡状油墨。
本发明的组合物也能够用于液晶显示器,液晶屏,彩色分辨设备,探测器,等离子体屏幕,基于SED(表面传导电子发射显示器)的显示器和MLCC(多层陶瓷复合物)的滤色器的生产中。在这里,液体滤色器涂料(也称作彩色光阻剂)将通过众多涂覆技术如旋涂,刀涂,两者的结合,或经由“非击打式”印刷法如喷墨法来施涂。MLCC技术用于微芯片和印刷电路板的生产中。
本发明的组合物也能够用于化妆品制剂,例如化妆品,脂粉,口红,发用着色剂,霜剂,指甲油,和防晒产品。
这些产品可以典型的形式存在。包括以上定义的共聚物作为颜料如二氧化钛或氧化铁的分散剂的本发明的制剂可以被掺入到通常在美容术中使用的媒介剂中,例如掺入到水中,掺入到蓖麻油中或掺入到硅油中。
本发明因此还提供了缩水甘油醚共聚物作为固体(优选颜料)的分散剂的用途或,或作为相媒介剂的用途。包括本发明组合物的本发明的这些颜料分散体可以用于生产在基材上的颜料涂层,其中颜料涂料被施涂于基材上并且在基材上烘烤或固化和/或交联。
本发明因此进一步提供包括本发明的组合物的涂料组合物,和从其生产的涂层。
从本发明的颜料分散体还有可能生产基于该颜料分散体的本发明的颜料浆。
本发明的组合物能够单独或与典型的粘结剂一起使用。当它们用于聚烯烃中时,有利的是,例如,将相应的低分子量聚烯烃作为载体材料添加到本发明的组合物中。
本发明的组合物也涉及粉末颗粒和/或纤维颗粒形式的固体,尤其是颜料或塑料填料的固体,这些涂有缩水甘油醚共聚物。有机或无机固体的这一涂覆能够按照已知的方式来进行,如在例如EP-A-0 270 126中所述。分散介质可以从本发明的所制备的组合物中除去,或可以保留形成浆料。
对于颜料,颜料表面的涂覆可以在颜料的合成过程中或之后进行,例如通过缩水甘油醚共聚物添加到颜料悬浮液中,或在涂料涂饰过程中或之后进行。
以这种方式获得的本发明的组合物作为预处理颜料非常好地适合掺入,其特征在于增强的粘度、絮凝和光泽行为以及与未处理的颜料相比的较高色强度。
颜料的例子是单偶氮颜料,二偶氮颜料,叠氮基颜料,和多偶氮颜料,恶嗪颜料,二恶嗪颜料,噻嗪颜料,二酮基吡咯并吡咯,酞菁,群青和其它金属配合物颜料,靛蓝类颜料,二苯基甲烷,三芳基甲烷,氧杂蒽颜料,吖啶颜料,喹吖啶酮颜料,次甲基颜料,蒽醌,皮蒽酮颜料,苝颜料和其它多环羰基颜料。有机颜料的其它例子可以在下面的专著中找到: W. Herbst, K. Hunger “Industrial Organic Pigments”, 1997 (出版: Wiley-VCH, ISBN: 3-527-28836-8)。无机颜料的例子是以炭黑,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,铬酸锌为基础的颜料,以镍,铋,钒,钼,镉,钛,锌,锰,钴,铁,铬,锑,镁,铝为基础的混合金属氧化物(例如,镍钛黄,铋钒酸盐钼酸盐黄或铬钛黄),优选的是卤化银除外。其它例子给出在下列的专著中: G. Buxbaum, “Industrial Inorganic Pigments”, 1998 (出版: Wiley-VCH, ISBN: 3-527-28878-3)。无机颜料也可以是以纯铁、铁氧化物和铬氧化物或混合氧化物为基础的磁性颜料,由铝、锌、铜或黄铜构成的金属效果颜料,以及珠光颜料,发荧光和发磷光的发光颜料。
其它例子是具有低于100 nm的粒度的纳米粒度有机或无机固体,如某些炭黑类或由金属或半金属氧化物和/或金属或半金属氢氧化物组成的颗粒,以及由混合金属和/或半金属氧化物和/或金属或半金属氢氧化物组成的颗粒。
例如有可能将铝,硅,锌,钛等的氧化物和/或氧化物氢氧化物用于生产此类极细分散的固体。生产这些氧化物和/或氢氧化物和/或氧化物氢氧化物颗粒的方法可以通过众多的工艺来进行,例如离子交换过程,等离子体过程,溶胶-凝胶过程,沉淀,粉碎(例如通过研磨)或火焰水解反应,等等。这些纳米粒度固体也可以是所谓的杂混物颗粒,它由无机芯和有机壳组成,反之亦然。
粉末或纤维形式的填料的例子是,例如,由氧化铝,氢氧化铝,二氧化硅,硅藻土,硅土,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,玻璃或碳的粉末或纤维形式的颗粒组成的那些。颜料或填料的其它例子可以在例如EP-A-0 270 126中找到。同样,例如阻燃剂如氢氧化铝或氢氧化镁,和消光剂如硅石,同样地也可以被显著地分散和稳定化。
本发明进一步提供包括本发明的制剂的涂料、浆料和模塑物料,其中所述的本发明的制剂包括缩水甘油醚共聚物和一种或多种分散颜料,有机溶剂和/或水,以及任选地粘结剂和通常的涂料助剂。
为此,使用0.10 – 500重量%,优选0.5 - 300重量%,更优选1-200重量%的缩水甘油醚共聚物,以固体含量(优选颜料含量)为基础计。
油包水型乳液形式的本发明的组合物可以包括上述缩水甘油醚共聚物,优选缩水甘油醚嵌段共聚物,作为乳化剂。因为乳液通常是不稳定的体系,其非自发形成,而是通过振荡、搅拌、均化或喷雾操作才能获得各相在彼此中的分散,所以典型地使用乳化剂来使这些不稳定结构稳定化。
尽管使用了乳化剂,对于典型的乳化剂,仍然有发生相分离的风险,其中分散的水滴与油相分离成内聚相。难以稳定化的这一类型的油包水型乳液是所谓的充水聚酯树脂,其中水滴被乳化在聚酯相中。
在这里,水用作低成本填料以降低生产成本。此外,由于水的使用,反应热能够被吸收。该连续相包括不饱和聚酯和α,β-不饱和单体如苯乙烯。乳液或不饱和聚酯是借助于α,β-不饱和单体,通过自由基引发剂和过渡金属催化剂来固化的。典型地,充水的聚酯乳液本身在添加各种碱的情况下仅仅稳定几个小时,这已描述在例如Journal of Elastomers and Plastics 1997,29,13-33;Acta Polymerica 1987,38,226-229;Journal of Elastomers & Plastics 1986,18,62-70;US 3,779,966;US 3,692,724中。
本发明的乳液优选含有0.10%,更优选0.25%,非常优选0.5%至10%,更优选最高5%,和非常优选最高2%(按重量计)的缩水甘油醚共聚物,以乳液的总重量为基础计。
由于本发明所使用的缩水甘油醚共聚物作为乳化剂,令人吃惊地有可能,与水和与不饱和聚酯树脂和苯乙烯的混合物一起,在几个月的时间中使油包水型乳液保持稳定。
为了生产本发明的组合物,优选地,缩水甘油醚(嵌段)共聚物容易地,与水一起被掺入到聚酯配制剂中,得到含有缩水甘油醚(嵌段)共聚物作为乳化剂的含苯乙烯的、充水的聚酯,其为油包水型乳液形式。另外由本发明提供油包水型乳液形式的相应组合物。
实施例
共聚物通过使用下列测量方法来表征:
凝胶渗透色谱法(GPC)
通过在折光率检测器(Waters 410)之下使用高压液相色谱分析泵(Bishoff HPLC 2200),在40℃下进行色谱分析。
洗脱剂是1 mm/min流速的四氢呋喃。常规校正曲线通过使用聚苯乙烯标准而获得。根据NTeqGPC程序计算数均分子量Mn,重均分子量Mw,且多分散度Q = Mw/Mn。
NMR 测量
在Bruker DPX 300上,在300 MHz(1H)或75 MHz (13C)下进行NMR测量。所使用的溶剂是氘化氯仿(CDCl3)和氘化二甲亚砜(DMSO-d6)。
实施例1 - 3
合成在下面列表中由结构式表示的缩水甘油醚嵌段共聚物。
实施例1-3的嵌段共聚物是在3个工艺步骤中制备的,如下所述。
第一工艺步骤
Figure 563848DEST_PATH_IMAGE006
根据本工艺流程图,在氮气氛围中引入干燥二甘醇二甲醚[双(2-甲氧基乙基)醚]。将起始剂3-苯基丙-1-醇(3-PP)加入其中,并加入叔丁醇钾(KOtBu)在THF中形成的溶液(1 mol/l)。溶液在40℃下搅拌约20分钟,并将所形成的叔丁醇在真空中除去。添加单体乙氧基乙基缩水甘油醚(EEGE),该溶液在100℃下保持3小时(根据1H NMR分析表明完全反应)。然后添加单体苯基缩水甘油醚(PhGE),反应混合物搅拌另外20个小时(根据1H NMR分析,单体已完全反应)。利用油真空泵在40-80℃的温度下蒸馏除去溶剂,获得红色油形式的产品。
第一工艺步骤的数量数字,多分散度,以及分子量和分子量分布,列于下表1中。
1
Figure 830882DEST_PATH_IMAGE007
第二工艺步骤
根据下面的反应流程图,除去缩醛保护基。
Figure 967465DEST_PATH_IMAGE008
为了除去缩醛保护基,将在第一工艺步骤之后获得的嵌段共聚物溶于工业THF中,然后用浓盐酸溶液(37重量%)处理。在20分钟后,添加无水K2CO3并继续搅拌5分钟。此后,固体成分通过过滤被除去,溶液在真空中进行蒸发。油性残留物利用油真空泵在45℃下干燥一夜,得到深色的油。
下表2列出了用于处理根据第一工艺步骤获得的嵌段共聚物的起始化合物的数量数字,和在该处理中所获得的产量,分子量和分子量分布(多分散度)。
2
Figure 636344DEST_PATH_IMAGE009
第三工艺步骤
根据下面的工艺流程图,在第三工艺步骤中,对在第二工艺步骤之后获得的嵌段共聚物进行羧甲基化,然后羧基成盐。
Figure 567391DEST_PATH_IMAGE010
在干燥500 ml烧瓶中进行反应,其中掺入氢化钠(NaH)悬浮液(在矿物油中60%浓度),然后在氮气氛中用戊烷洗涤。将由在第二工艺步骤中获得的嵌段共聚物在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中形成的溶液慢慢地(经过30-35分钟)在搅拌下引入到该分散体中,搅拌在室温下继续进行2.5小时。随后,添加氯乙酸钠(NaOAcCl)。反应混合物在60℃下搅拌24小时。NaH的残留物通过固体氯化铵的添加来中和。在减压下除去溶剂,将残留物溶于水中。通过HCl水溶液(5重量%)的添加来沉淀聚合物,然后用水洗涤。在洗涤之后,添加30 ml的水,利用氢氧化钠水溶液(12 mol/l)将pH值调节到7-8的水平。该溶液然后通过蒸发被浓缩到60 ml的体积。从该溶液中分离出聚合物,以测定聚合物的浓度。下表3列出了第三工艺步骤的起始化合物的量,和所引入的氯乙酸钠基团的浓度。
3
Figure 321720DEST_PATH_IMAGE011
实施例4’/4至9’/9
下面所示的嵌段共聚物是根据以上解释的第一至第三工艺步骤所制备的,但不同之处在于使用了其它起始剂化合物并且各种单体的聚合顺序不同。嵌段共聚物的相应结构如下:
Figure 58732DEST_PATH_IMAGE012
Figure 516870DEST_PATH_IMAGE013
Figure 946715DEST_PATH_IMAGE014
实施例 10 11 和对比例 12
实施例10
对于分散剂的制备,在装有搅拌器、冷凝器、恒温器和滴液漏斗的250 ml四颈烧瓶中计量加入76.6 g(0.15 mol)的MPEG 500(从甲醇起始所制备的单羟基官能化EO聚醚,Mn 500 g/mol,从Clariant获得)和1.68 g (0.015 mol)的叔丁醇钾。在N2氛围中和在搅拌下加热至100℃。在100℃下形成的叔丁醇利用温和的N2流在一个小时中被除去。
温度然后被提高至110℃,然后经过3小时的时间将67.68 g (0.45 mol)的苯基缩水甘油醚滴加进去。在计量加料结束之后,在110℃下再搅拌5小时。然后将所得共聚物溶于甲醇中,然后用酸性离子交换剂Amberlite IR-120H中和。在通过过滤除去离子交换剂之后,在真空中除去甲醇。
实施例 11
按照与实施例10类似的方式合成分散剂,区别在于使用苄基缩水甘油醚代替苯基缩水甘油醚单体。
对比例 12
根据对于实施例10给出的制备工序来合成分散剂(不是本发明的),区别在于使用氧化苯乙烯代替苯基缩水甘油醚单体。
下表4报道了根据以上指出的色谱法,实施例10和11和对比例12的嵌段共聚物的重均分子量和多分散度。
表4
Figure 401147DEST_PATH_IMAGE016
实施例 13
在第一工艺步骤中,在装有回流冷凝器、恒温器和氮气导入管的四颈圆底烧瓶中加入38 g (0.28 mol)的3-苯基丙-1-醇作为起始剂,在室温下,在氮气氛中,添加3.2 g ( 0.028 mol )的叔丁醇钾。反应混合物的温度提高至110℃,在通氮气的情况下蒸发除去所形成的叔丁醇。随后,85.6 g ( 0.57 mol )的苯基缩水甘油醚作为单体经过1小时的时间被滴加进去,混合物聚合另外2小时直到总反应完成为止(由1H NMR分析确定)。
经过5小时将21.11 g ( 0.28 mol )的缩水甘油和166.64 g ( 1.14 mol )的乙氧基乙基缩水甘油醚滴加到混合物中。在添加之后,加热2小时直到总反应完成为止(由1H NMR分析测定)。对于该中间体(实施例13’),使用以上给出的色谱法,测定嵌段共聚物的重均分子量和多分散度并且列于下表5中。
在另一工艺步骤中,嵌段共聚物实施例13’进一步通过嵌段共聚物的缩醛保护基的消去来改性。为此,将120g的中间体(实施例13’)溶解在360 mL的THF和30 mL的H2O中。向该透明溶液中加入16 g的HCl(37重量%)。溶液在40℃下搅拌1小时。混合物随后在搅拌下通过添加Na2CO3来中和。在氯化钠的添加之后,分离THF相。所获得的THF溶液被蒸干。随后,再次添加THF,所得溶液在硫酸镁上干燥。最终,蒸发THF,直到获得油性产品为止(实施例13)。对于该嵌段共聚物,根据以上指出的色谱法,测定嵌段共聚物的重均分子量和多分散度,相应的值列于下表5中。
5
Figure 44618DEST_PATH_IMAGE017
实施例 14 16 18 和对比例 15 17 19
Figure 379784DEST_PATH_IMAGE018
Figure 46389DEST_PATH_IMAGE019
实施例 14
a) 对于分散剂的制备,在第一阶段中,制备从3-苯基丙-1-醇起始的聚(苯基缩水甘油醚)高分子型引发剂(Macroinitiator 14)。
为此,在装有搅拌器、冷凝器、恒温器和滴液漏斗的500 mL 四颈烧瓶中计量加入136.2 g (1.0 mol)的3-苯基丙-1-醇和与4.48 g(0.04 mol)的叔丁醇钾。在N2氛围中和在搅拌下加热至105℃。借助于温和的N2气流,在105℃下形成的叔丁醇在一个小时中被除去。
温度然后被提高至120℃,然后经过1小时的时间将300.34g(2.0 mol)的苯基缩水甘油醚滴加进去。在计量加料结束之后,搅拌在120℃下继续进行4小时,直到根据1H NMR分析有可能确定单体的完全转化为止。
b)所得高分子型引发剂14随后被乙氧基化。
该烷氧基化是在装有搅拌器和恒温器的压力反应器中进行的。将392.8 g (0.9 mol)的高分子型引发剂引入,该反应器被封闭,抽空,和使用N2赋予惰性。在加热至135℃之后,计量加入396.0 g(9.0 mol)的环氧乙烷,加入时不超过5巴的最高压力。在计量加料结束和在135℃下的后续反应一直到压力保持恒定为止之后,冷却至室温。将所获得的嵌段共聚物随后溶于甲醇中,然后用酸性离子交换剂Amberlite IR-120H中和。在通过过滤除去离子交换剂之后,在真空中除去甲醇。
实施例 16
a) 为了制备分散剂,从3-苯基丙-1-醇起始所制备的和根据实施例14a)所获得的聚(苯基缩水甘油醚)高分子型引发剂用作烷氧基化反应的起始剂。
b) 高分子型引发剂14的乙氧基化/丙氧基化
该烷氧基化是在装有搅拌器和恒温器的压力反应器中进行的。将392.8 g (0.9 mol)的高分子型引发剂14引入,该反应器被封闭,抽空,和用N2赋予惰性。在加热至135℃之后,计量加入396.0 g(9.0 mol)的环氧乙烷,加入时不超过5巴的最高压力。在计量加料结束和在135℃下的后续反应一直到压力保持恒定为止之后,以同样的方式计量加入104.4 g ( 1.8 mol)的环氧丙烷。在计量加料结束和在135℃下的后续反应一直到压力保持恒定为止之后,冷却至室温。将所获得的嵌段共聚物随后溶于甲醇中,然后用酸性离子交换剂Amberlite IR-120H中和。在通过过滤除去离子交换剂之后,在真空中除去甲醇。
实施例 18
在60℃下在装有回流冷凝器和搅拌器的三颈烧瓶中向60 g的根据实施例14获得的嵌段共聚物中加入8 g的多磷酸。温度随后被提高至80℃保持3小时,在冷却之后,获得端基改性的嵌段共聚物。
对比例 15 17 19
按照与实施例14、实施例16和实施例18的分散剂相同的方式合成分散剂(不是本发明的),区别在于使用氧化苯乙烯代替苯基缩水甘油醚单体。
下表6报道了根据以上指出的色谱法,实施例14和实施例16和对比例15和17各自的嵌段共聚物的重均分子量和多分散度。
6
在下面的应用实施例中,对根据本发明所使用的分散剂与根据本发明不能使用的分散剂对比用作在颜料浆中和在相应的漆中的添加剂来进行试验。
I. 颜料浆的制备(无粘结剂的研磨模式)
I. 1. 颜料浓缩物 1
Figure 560864DEST_PATH_IMAGE021
分散:在40℃和8000转/分下60 min,Dispermat CV,玻璃珠1 mm。
I. 2. 颜料浓缩物 2
Figure 332511DEST_PATH_IMAGE022
分散:在40℃和10000转/分下40min,Dispermat CV,玻璃珠1 mm。
I. 3. 颜料浓缩物 3
Figure 283149DEST_PATH_IMAGE023
分散:在40℃和10000转/分下40 min,Dispermat CV,玻璃珠1 mm。
I. 4. 颜料浓缩物 4
Figure 103338DEST_PATH_IMAGE024
分散:在40℃和10000转/分下40 min,Dispermat CV,玻璃珠1 mm(用DMEA调节至pH 8)。
Proxel GLX 杀生物剂,制造商:ICI
Hostaperm粉红E 颜料,制造商:Clariant
Heliogen蓝L 7101F 颜料,制造商:BASF
灯黑101 颜料,制造商:Degussa
Bayferrox 130M 颜料,制造商:Lanxess
BYK®-017 消泡剂,制造商:Byk Chemie
BYK®-420 流变添加剂,制造商:Byk Chemie
DMEA 二甲基乙醇胺。
II. 漆料
为此目的,使用2种商购白漆:
1. Zero PU白漆,水性单组分聚氨酯(丝光漆设计,制造商:Zero-Lack)
2. Caparol白漆,含溶剂,醇酸树脂型(Capalac高光泽彩色漆,制造商:Caparol)
Figure 455822DEST_PATH_IMAGE025
振荡5分钟进行均化。
Figure 398370DEST_PATH_IMAGE026
振荡5分钟进行均化。
下面列出上述颜料浓缩物I.1.至I.3.和稀释物II A和稀释物II B的分析结果,它们在各情况下包括颜料灯黑101(表7),颜料Hostaperm粉红E(表8)或Heliogen蓝L 7101F(表9)。
用从Byk Gardner得到的颜色导向球d/8°纺丝测量光泽值和ΔE值。
表7 (灯黑101)
Figure 773988DEST_PATH_IMAGE027
* 在25℃下1天之后的分析
# 以Pa*s计,采用1/s剪切速率,用从Reologica Instruments AB获得的Stresstech流变仪测量,测量锥C 2.5 1°
a) 评价等级:
1:没有沉降物
2:可搅动的沉降物
3:无法搅动的沉降物,(-)粘度不能评价。
表8 (Hostaperm粉红E)
Figure 194605DEST_PATH_IMAGE028
表9 (Heliogen蓝L 7101 F)
Figure 667174DEST_PATH_IMAGE029
表10 (Bayferrox 130M)
Figure 718307DEST_PATH_IMAGE030
实施例10和11和14和16和18的结果表明,借助于缩水甘油醚嵌段共聚物作为分散剂,有可能获得具有较低粘度但具有高颜料浓度,另外具有无变化的性能如贮存稳定性的颜料浓缩物和漆。
颜料浆的较低粘度和高贮存稳定性的优点在于能够实现在浓缩物中的高颜料填充度。
V. 包含缩水甘油醚嵌段共聚物的乳液
V. 1. 为了制备包含实施例3的嵌段共聚物作为乳化剂的油包水型乳液,采用的程序如下:
将75 g的不饱和聚酯(NORSODYNE® S 22263 TAE,从Cray Valley获得)加入到聚丙烯容器中。通过使用高速搅拌器在1980转/分下搅拌,乳化剂(即,嵌段共聚物实施例3)以水溶液形式添加。以聚酯的量为基础计,添加1重量%的乳化剂溶液。随后,将附加的水逐渐添加到聚酯-乳化剂-水预制乳液中。在配制剂中水的总量与聚酯的比率是25:75。当水全部添加后,该乳液静置30秒,以便让所包含的空气逸出,然后转移到玻璃管形瓶中,然后在室温下在该管形瓶中密封贮存。
V. 2. 该油包水型乳液具有288 M.Pa.s的粘度(Brookfield RVT型粘度计,芯轴5,50转/分,23℃)。该乳液贮存稳定至少3个月。

Claims (29)

1.组合物,其包含作为分散剂的由下列结构单元I和至少一种下列结构单元II-V和末端基团-O-R4和/或R5构成的具有嵌段状结构的至少一种两亲性缩水甘油醚共聚物,其中所述结构单元IV总是与至少一种结构单元II、III和V一起排列,
其中
R1是线性或支链烷基或环状烷基,芳基,芳基亚烷基,杂芳基或杂芳基亚烷基,其中在所有情况下所述芳基环或杂芳基环可以被取代;
R2相同或不同,是氢和/或羧基亚甲基或相应的盐或相应的烷基酯基,马来酸的单酯基或相应单盐,磷酸基或相应的盐,磺酸基或相应的盐或磺基琥珀酸基或相应的盐,或基团R2的至多20%是OH-保护基团;
R3是氢和/或具有1-6个C原子的线性或支链烷基和/或具有4-6个C原子的环状烷基;
R4是可以被至少一个芳基或芳基亚烷基取代的线性、支化或环状烷基,任选取代的芳基或芳基亚烷基,或聚环氧烷基团;
R5与R2相同或不同,其具有R2的定义,但OH-保护基团除外,
其中所述结构单元具有梯度状、无规或分别嵌段状的排列,和
其中所述结构单元I存在至少2次,缩水甘油醚共聚物具有重复结构单元I的至少一个嵌段,其中至少一个重复结构单元I携带芳族基,
和其中任选存在的结构单元IV的分数是结构单元II-V的总数的0%-至多50%,
以及包含至少一种分散固体,或
所述组合物包含作为乳化剂的所述共聚物和需要固化的油包水乳液形式的不饱和聚合物体系,
前提条件是,由由5个苯基缩水甘油醚单元和67个环氧乙烷单元构成的缩水甘油基嵌段共聚物和活性药物成分构成的水性组合物除外。
2.权利要求1的组合物,特征在于缩水甘油醚共聚物的结构单元II-IV的数量至少等于结构单元I的数量。
3.权利要求1或2的组合物,特征在于至少一种分散颜料作为分散固体而存在。
4.权利要求1或2的组合物,特征在于缩水甘油醚共聚物具有重复结构单元I的至少一个嵌段和重复结构单元II的至少一个嵌段。
5.权利要求1或2的组合物,特征在于缩水甘油醚共聚物具有重复结构单元I的至少一个嵌段和重复结构单元III的至少一个嵌段。
6.权利要求1或2的组合物,特征在于缩水甘油醚共聚物具有重复结构单元I的至少一个嵌段和重复结构单元II和III的至少一个嵌段。
7.权利要求1或2的组合物,特征在于缩水甘油醚共聚物具有作为起始嵌段的、与起始剂分子相连的重复结构单元I的嵌段和作为最终嵌段的、与一个端基相连的结构单元IV和至少一个共聚合结构单元II、III或V的嵌段。
8.权利要求7的组合物,特征在于结构单元IV的分数是所存在的结构单元II-V的总数的至多30%。
9.权利要求1或2的组合物,特征在于在所述结构单元中
R1是可任选被取代的苯基或萘基,或是苄基;
R2具有在权利要求1中给出的定义,其中所存在的盐是碱金属盐或铵盐;
R3是氢或甲基;
R4是具有1-10个C原子的烷基,具有7-10个C原子的苯基亚烷基或在各情况下具有2-5个环氧烷重复单元的聚环氧乙烷基团或环氧乙烷和环氧丙烷共聚物的基团;
R5与R2相同或不同,其具有R2的含义,但OH-保护基团除外,
其中所述结构单元I存在2-20次。
10.权利要求1或2的组合物,特征在于缩水甘油醚共聚物通过阴离子聚合制备。
11.权利要求1或2的组合物,特征在于其作为水分散体而存在。
12.权利要求1的组合物,特征在于R1是具有1- 20个C原子的线性或支链烷基或具有4- 10个C原子的环状烷基。
13.权利要求1的组合物,特征在于R4是具有至少2个带烷氧基的重复单元的聚环氧烷基团,其中所述烷氧基具有1-5个C原子。
14.权利要求1的组合物,特征在于结构单元I存在2-100次。
15.权利要求2的组合物,特征在于缩水甘油醚共聚物的结构单元II-V的数量比结构单元I的数量高至少20%。
16.权利要求8的组合物,特征在于结构单元IV的分数是所存在的结构单元II-V的总数的至多20%。
17.权利要求9的组合物,特征在于结构单元I存在2-10次。
18.权利要求1或2的组合物,特征在于所述不饱和聚合物体系包括不饱和聚酯和α,β-不饱和单体。
19.权利要求1-18中任何一项的缩水甘油醚共聚物作为分散剂或相媒介物的用途。
20.权利要求19的用途,用于分散固体。
21.权利要求20的用途,用于分散颜料。
22.权利要求19或20的用途,用于制备权利要求1-18中任何一项的组合物。
23.包含权利要求1-18中任何一项的组合物的颜料分散体。
24.包含根据权利要求23的颜料分散体的颜料浆。
25.包含权利要求1-18中任何一项的组合物的涂料组合物。
26.由权利要求25的涂料组合物形成的涂层。
27.模塑物料,其包含权利要求1-18中任何一项的组合物。
28.权利要求27的模塑物料,其包含权利要求23的颜料分散体。
29.由权利要求27的模塑物料构成的模制品。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012025582A2 (de) 2010-08-26 2012-03-01 Basf Se Verfahren zur herstellung hochkonzentrierter lösungen von selbstassemblierenden proteinen
KR101493663B1 (ko) * 2011-12-20 2015-02-13 다이이치 고교 세이야쿠 가부시키가이샤 유화중합용 유화제 및 이를 이용하는 유화중합방법
CN103224622B (zh) * 2013-03-19 2016-05-18 上海优创化学品有限公司 一种含双键的醇醚硫酸酯或盐及其生产方法
US10202636B2 (en) 2013-12-24 2019-02-12 General Electric Company Electrospun fibers for protein stabilization and storage
JP5789335B1 (ja) * 2014-09-08 2015-10-07 明成化学工業株式会社 分散剤及び分散組成物
WO2017057393A1 (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 株式会社クラレ 炭素繊維用分散剤、炭素繊維分散組成物、および炭素繊維シートの製造方法
WO2018091448A1 (de) 2016-11-15 2018-05-24 Byk-Chemie Gmbh Polyether auf basis von oxetanen zur verwendung als netz- und dispergiermittel sowie deren herstellung
US11015026B2 (en) 2016-11-15 2021-05-25 Byk-Chemie Gmbh Polyethers based on oxetanes for use as wetting agents and as dispersants and production thereof
AU2018203616B2 (en) * 2017-06-13 2024-02-15 Dow Global Technologies Llc Cidyl ether alkoxylate block copolymers
AU2018203941B2 (en) * 2017-06-27 2024-04-18 Dow Global Technologies Llc Glycidyl ether alkoxylate block copolymers
KR101979411B1 (ko) * 2017-09-05 2019-05-16 울산과학기술원 pH 감응성 소수성 단량체를 포함하는 중합체 및 이를 포함하는 미셀
AU2018348031B2 (en) * 2017-10-10 2023-11-23 Stepan Company Polymeric dispersants from phenyl glycidyl ether
CN113227018B (zh) * 2018-10-30 2022-09-09 毕克化学有限公司 陶瓷浆料组合物和生产叠层陶瓷部件的方法
JP2022517822A (ja) * 2019-01-23 2022-03-10 クラリアント・インターナシヨナル・リミテツド 分散剤
BR102020001678A2 (pt) * 2019-02-15 2020-09-15 Rohm And Haas Company Polímero de óxido de alquileno capeado com um copolímero em bloco de alcoxilato de éter arílico
KR102273484B1 (ko) * 2019-11-28 2021-07-07 케이에스케미칼 주식회사 친환경 수계용 분산 조성물을 포함하는 안료 조성물
US20230095096A1 (en) * 2020-03-06 2023-03-30 Byk-Chemie Gmbh Amphiphilic block copolymer
KR102567268B1 (ko) * 2021-01-12 2023-08-16 연세대학교 산학협력단 pH 감응형 양친성 블록 공중합체, 이의 제조방법, 상기 pH 감응형 양친성 블록 공중합체를 포함하는 고분자 마이셀
KR102315380B1 (ko) * 2021-07-19 2021-10-20 한국화학연구원 신규한 환형의 폴레에테르 폴리올, 이를 포함하는 수계 분산 보조제 및 이를 포함하는 수계 도료 조성물
KR102388776B1 (ko) * 2021-08-03 2022-04-20 한국화학연구원 신규한 폴레에테르 폴리올, 이를 포함하는 수계 분산 보조제 및 이를 포함하는 수계 도료 조성물

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485211A (en) * 1982-09-15 1984-11-27 The B. F. Goodrich Company Poly(glycidyl ether)block copolymers and process for their preparation
US5145944A (en) * 1990-03-29 1992-09-08 Ciba-Geigy Corporation Polyether-polyester block copolymers and their use as dispersants
CN1671475A (zh) * 2002-08-21 2005-09-21 科莱恩有限公司 由烯化氧和缩水甘油醚形成的共聚物及其作为可聚合乳化剂的用途

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3692724A (en) 1970-07-06 1972-09-19 Woods Res & Dev Water extendible polyester resins
US3779966A (en) 1971-03-29 1973-12-18 Ashland Oil Inc Polymerizable water-in-oil emulsions
US3832301A (en) * 1972-09-22 1974-08-27 Standard Oil Co Polymeric solvent compounds for changing the salt concentration of water
DE3641581C3 (de) 1986-12-05 1996-08-01 Byk Chemie Gmbh Verfahren zur Herstellung von Dispergiermitteln und deren Salzen und ihre Verwendung
US4755563A (en) 1986-12-29 1988-07-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Block copolymer dispersants containing ionic moieties
DE59005506D1 (de) 1989-06-30 1994-06-01 Ciba Geigy Phenylalkylglycidether-Anlagerungsprodukte.
US5085698A (en) 1990-04-11 1992-02-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous pigmented inks for ink jet printers
ES2185839T3 (es) 1996-07-29 2003-05-01 Du Pont Dispersion biocomponente para procesos de molienda en mojado.
JP3717914B2 (ja) * 1998-02-20 2005-11-16 花王株式会社 ポリエーテル
US6822068B2 (en) 1998-12-22 2004-11-23 Bayer Aktiengesellschaft Method for producing highly-branched glycidol-based polyols
EP1155060B1 (en) 1998-12-31 2009-08-05 Ciba Holding Inc. Pigment composition containing atrp polymers
DE19940797A1 (de) 1999-08-27 2001-03-01 Goldschmidt Ag Th Durch Akoxylierung erhaltene blockcopolymere, styrenoxidhaltige Polyalkylenoxide und deren Verwendung
US6462125B1 (en) 1999-12-16 2002-10-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Pigment dispersions containing dispersants prepared by controlled radical polymerization having hydrophilic and hydrophobic segments
US6326420B1 (en) 1999-12-16 2001-12-04 Ppg Industries Ohio, Inc. Pigment dispersions containing dispersants prepared by controlled radical polymerization
DE10029648C1 (de) 2000-06-15 2002-02-07 Goldschmidt Ag Th Blockcopolymere Phosphorsäureester, deren Salze und deren Verwendung als Emulgatoren und Dispergiermittel
US6849679B2 (en) 2001-05-21 2005-02-01 Ciba Specialty Chemicals Corporation Pigment compositions with modified block copolymer dispersants
DE10236133A1 (de) 2002-08-07 2004-02-26 Byk-Chemie Gmbh Verwendung von Gradientencopolymeren als Dispergiermittel zur Behandlung von Pigmenten und Feststoffen
DE10239932B4 (de) * 2002-08-21 2006-12-07 Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh Copolymere aus Alkylenoxiden und Glycidylethern und deren Verwendung als polymerisierbare Emulgatoren
JP2005281665A (ja) * 2003-08-14 2005-10-13 Asahi Kasei Corp 生体適合性を有する樹脂
DE10348825A1 (de) 2003-10-21 2005-06-02 Goldschmidt Ag Dispergiermittel zur Herstellung wässriger Pigmentpasten
DE102006002800A1 (de) 2006-01-20 2007-08-02 Clariant International Limited Dispergiermittel für wässrige Pigmentpräparationen
EP1889803B1 (en) * 2006-08-16 2009-09-16 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Conductive thermoplastic elastomer composition, method of producing same, and molding

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485211A (en) * 1982-09-15 1984-11-27 The B. F. Goodrich Company Poly(glycidyl ether)block copolymers and process for their preparation
US5145944A (en) * 1990-03-29 1992-09-08 Ciba-Geigy Corporation Polyether-polyester block copolymers and their use as dispersants
CN1671475A (zh) * 2002-08-21 2005-09-21 科莱恩有限公司 由烯化氧和缩水甘油醚形成的共聚物及其作为可聚合乳化剂的用途

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