CN106459656A - 具有潜在增稠趋势的不饱和聚酯树脂体系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双组分或多组分体系,该体系具有:至少一种聚酯组分1,所述聚酯组分1包含:i)至少一种不饱和聚酯;ii)至少一种烯属不饱和单体;iii)至少一种无机增稠剂(a1),和iv)至少一种润湿分散剂(a2),其抑制所述无机增稠剂(a1)的增稠效果;和至少一种引发剂组分2,所述引发剂组分2包含:i)至少一种组分(b1),其能够至少部分地消除对所述无机增稠剂(a1)的增稠效果的抑制作用,和ii)至少一种引发剂,其能够引发所述聚酯组分1的成分i和ii的聚合。所述润湿分散剂(a2)对所述聚酯组分1的成分(i)和(ii)无反应性。本发明还涉及涂布有本发明所述的双组分或多组分体系的基体。本发明还涉及(a1)和(a2)的组合在含有不饱和聚酯的制剂中的应用,从而赋予该制剂潜在增稠效果。

Description

具有潜在增稠趋势的不饱和聚酯树脂体系
本发明涉及使用潜在增稠剂获得的不饱和聚酯树脂体系(UP体系)。该体系是双组分或多组分体系,更具体而言为粘合剂、密封剂、涂布材料或模塑复合物。在不饱和聚酯的技术领域,术语“不饱和”代表含有碳碳双键的物质。
具体地,在粘合剂、密封剂、涂布材料和模塑复合物的领域中,需要定制此种体系的流变性质。稠度主要通过选择粘结剂、溶剂以及颜料和/或填料的量来调节。但是,在许多情况下,借助上述成分调节所需的稠度是不够的。在此种情况中,必须添加已知为流变添加剂的添加剂。其效果可以是为了更好的加工品质而降低粘度,或增大粘度,其在本发明的上下文中还被称为增稠剂。
为了所述的应用,描述了大量不同的有机或无机增稠剂。
在此背景中的水性体系中主要采用的是纤维素醚、淀粉、天然水胶体、合成生物聚合物、聚丙烯酸酯增稠剂、基于疏水性改的聚合物(例如,聚醚、醚-聚氨酯、聚丙烯酰胺和碱活化的丙烯酸酯乳剂)的相关增稠剂、或水膨胀性无机增稠剂。
除了诸如蜡和触变性树脂等有机增稠剂以外,用于非水性体系的常见流变添加剂为主要用于不饱和聚酯树脂体系的无机增稠剂(例如氧化镁和氢氧化镁),或无定形二氧化硅和层状硅酸盐。
不过,前述所有无机增稠剂共同的特征是,在所要增稠的水性体系、更具体为非水性体系中,其在并入和/或混合后直接产生其粘度增加效应。这特别地在双组分或多组分体系中是不利之处。
双组分体系在狭义上讲是通过将两种组分以固化所需比例混合而引发导致固化的化学反应的那些体系。各个成分本身在此通常不是涂布材料、粘合剂、密封剂或模塑复合物,因为其不能交联和/或形成膜,或者其不会产生稳定的膜、粘性结合或模塑品。这些组分的混合物必须在限定的时间内(贮存期或工作时间)加工,因为当该时间届满后,加工性质愈发劣化。此种双组分体系具体在对以下方面存在特别严格的要求时使用:所要涂布的制品具有温度敏感性和/或制品尺寸异常大(建筑面、机器、风力涡轮机的转子叶片等),或在室温(23℃)以下或稍高温度(例如最高100℃)下快速固化时对机械、化学和气候暴露的抗性。在本发明中,可将双组分或多组分体系理解为通过在使用前混合最初分开储存并在混合后固化的至少两种组分而产生的体系。三组分或多组分体系与双组分体系的不同之处仅在于,将一种或多种另外的成分添加至混合物中,并且在化学固化的情况中该另外的成分能够参与化学反应或引发化学反应,或者具备不同的功能。在双组分或多组分体系的情况中,各个组分分开储存,并仅在需要时产生优选为反应性的组分混合物。
使用常规的双组分或多组分混合物时,必须首先分别调节各个组分的粘度,从而避免粘度有较大区别。此处,各个组分的粘度通常已经相对较高,这致使其更难以运输,还更难以均匀处理或混合。
因此,特别重要的是将双组分或多组分体系的各个组分设定成具有极低的初始粘度。
特别是在粘合剂部分,存在如下挑战:将各情况中初始的树脂组分和固化组分调节为极低的粘度以确保各组分彼此之间最佳且均匀的混溶性。或者,在各成分的混合期间和/或优选在各成分混合后,应当尽快建立防止混合物简单流动的抗流挂稠度。只有用这种方式,才可以使最终的粘合剂混合物以数毫米至厘米的膜厚涂覆在要结合的基材上。在这一方面,特别是对于需要大表面积结合的基材而言,施予了严格的要求。
如EP 281 124 A2中描述的,意味着高粘度的抗流挂性的快速获得通常通过例如将触变剂(例如亲水性气相法(fumed)二氧化硅)分散在树脂中而实现。然后混入固化剂。如果添加了足够量的触变剂,则混合物在胶凝化和固化之前会保持其稠度。
上述体系的缺陷在于,填充有气相法二氧化硅的体系(例如在混合前使用的初始树脂混合物)通常具有高粘度。因此,对可用的气相法二氧化硅量存在极大的限制。而且,许多此种体系的另一缺陷在于,在机械应力或热的影响下,抗流挂性在体系发生胶凝化之前就丧失,并且在一些情况下再不能重新获得。其原因可能在于,对增稠效应有贡献的二氧化硅颗粒之间的氢键内部网络经历了至少部分崩解。
一种防止此种网络崩解并由此保持抗流挂性的方法是强化该网络。如EP 0 835910 A1中描述的,这可例如通过添加重均摩尔质量为约750000g/mol的高分子量聚乙烯亚胺来实现。
还已知的是基于聚羟基甲酰胺的流变添加剂,聚羟基甲酰胺在溶剂型体系中与气相法二氧化硅组合时增强了二氧化硅的并入并使触变行为增加和稳定。此种产品例如还与分散剂(Disperbyk-161)一起用于WO 2010/147690 A2中描述的包含气相法二氧化硅的组合物中,从而改善涂料的流平性。
不过,对包含下述无机增稠剂的UP树脂体系尤其存在需求:该无机增稠剂的粘度增加性质在所关注的体系中受到压制(换言之,受到抑制),直至需要此种性质为止。具体而言,由于UP树脂体系通常仅包含非常小比例的挥发性有机溶剂或不含挥发性有机溶剂,故其流变学调控尤其困难。
例如,Eva Bittmann在文章“Viel Wind um GFK.Werkstoffe und Verfahren imRotorblattbau”,Kunststoffe 92(11)(2002)第119-124页中在用于粘结转子叶片两半的工业粘合剂部分中阐述了解决这些问题的化学途径。在该文章中,描述了使用多种树脂体系来粘结转子叶片组件,例如,使用环氧树脂、乙烯基酯树脂或不饱和聚酯树脂。注意到,为了粘结壳体和骨架,在不允许材料在倾斜表面上移动的地方需要较厚的粘合剂接合,这意味着要采用高度触变的体系。依照前述制品,Vantico公司开发了化学触变的环氧树脂粘合剂(未进行任何更详细的描述),该化学触变仅在树脂和固化剂混合时发生,由此实现低粘度初始组分的容易运输和对混合物而言的高抗流挂性。
在水性体系领域中还使用了例如基于丙烯酸和甲基丙烯酸的均聚物、共聚物和三元共聚物的有机增稠剂,只要其羧酸基团被质子化,其并不表现出增稠效果。只有通过至少部分中和,才能经由氢键、水分子沿聚合物链的缔合和通过形成羧基而产生的分子内斥力和伸展而在水相中形成凝胶结构,由此形成高粘度溶液。不过,此种聚合物增稠剂尚未用在非水性体系中。
因此,仍然急切地需要提供如下UP树脂体系:该体系包含具有潜在增稠性的无机增稠剂,其仅当需要其增稠效果时才相应地发挥其增稠效果,甚至在非水性体系中也如此。
在粘合剂或密封剂中使用无机增稠剂的特别有利之处在于,例如,能够同时增大固化的粘合剂或密封剂的粘结力,并由此增大粘结的机械稳定性。这特别地在高机械应力下采用粘结时是有用的,如在转子叶片的粘结的情况中,例如,其由此能够适应更大的机械能。
迄今为止,尚不存在可用的满足上述需求的基于潜在无机增稠剂的UP树脂体系。
因此,本发明的一个目的是提供一种UP树脂体系,其优选为粘合剂、密封剂、涂布材料或模塑复合物。此种双组分或多组分体系能够在将组分(尤其是一方面的树脂组分和另一方面的引发剂/加速剂组分)混合后产生增稠效果,这种增稠效果在初始时仅以潜在形式存在。特别地,增稠剂还应该能够增强固化的双组分或多组分体系的机械性质,尤其是增强其稳定性。
上述目的可以通过提供下述双组分或多组分体系实现,该体系包含:
至少一种聚酯组分1,所述聚酯组分1包含:
i.至少一种不饱和聚酯,
ii.至少一种烯属不饱和单体,
iii.至少一种无机增稠剂(a1),和
iv.至少一种润湿分散剂(a2),其抑制所述无机增稠剂(a1)的增稠效果;
至少一种引发剂组分2,所述引发剂组分2包含:
i.至少一种组分(b1),其能够至少部分地消除对所述无机增稠剂(a1)的增稠效果的抑制作用,和
ii.至少一种引发剂,其能够引发所述聚酯组分1的成分i和ii的聚合;并且
所述润湿分散剂(a2)对所述聚酯组分1的成分i和ii无反应性。
聚酯组分1和引发剂组分2是空间上分离的独立组分,其根据目标导向性用途而位于功能单元(组件套件)中。在本发明的情况中,最初在空间上分离的各组分的目标导向性常见用途是赋予双组分或多组分体系潜在增稠性质。这意味着,在混合双组分或多组分体系的组分1和2以及可选的其它组分后,将发生粘度增加。
本领域普通技术人员理解,实现润湿分散剂(a2)对所述至少一种不饱和聚酯无反应性的效果的条件是指,在常规储存条件下,润湿分散剂(a2)优选地对不饱和聚酯表现出极大的惰性。惰性行为更具体地可理解为化学惰性行为。这意味着聚酯组分1优选具有很高的储存稳定性。储存稳定性可通过例如储存的聚酯组分1的粘度恒定性来确定。聚酯组分1的粘度在即使有改变时也仅有非实质性的改变,优选地甚至在较长的储存期内也如此。尽管并不希望,但是此种可能的粘度增加并不是由本发明的效果带来的,因为并非所有的所需添加剂均同时存在,而是以空间上分离的方式存在于不同的基础组分(聚酯组分1和引发剂组分2)中。在任何情况中,优选的是,在将润湿分散剂(a2)并入聚酯组分1的不饱和聚酯中时和将聚酯组分1与引发剂组分2混合时之间,聚酯组分1的不饱和聚酯与润湿分散剂(a2)之间不发生反应。
不饱和聚酯优选为直链型,优选为不饱和二羧酸(例如马来酸和/或富马酸)与二元醇的可溶性缩聚产物,其中一部分α,γ-不饱和二羧酸经常被饱和或芳香不饱和二羧酸替代。在引申的含义中,术语“不饱和聚酯树脂”(UP树脂)涵盖了不饱和聚酯在能够共聚的单体(通常为苯乙烯)中的溶液。不饱和聚酯树脂的交联原理在于:含有双键的优选直链型的不饱和聚酯通过单体聚合性化合物(例如苯乙烯)彼此连接(即,交联)。在聚合引发剂的存在下发生的这种连接是共聚或(也已提出)复合聚合或交联接枝聚合。整体固化条件和不饱和聚酯与烯属不饱和单体的所用比例决定了连接是通过烯属不饱和单体(优选苯乙烯)的单个单元发生还是通过这些单体的链发生(参见Kittel,“Lehrbuch der Lacke undBeschichtungen”,第二版(1998),卷2,473-485页)。
烯属不饱和单体和不饱和聚酯这两种组分通过添加引发剂而反应。在常规固化(交联)的情况中,合适的聚合引发剂优选为过氧化物和氢过氧化物。当使用过氧化物或氢过氧化物作为引发剂组分2中的引发剂时,聚酯组分1通常包含所谓的加速剂,其效果是使这些引发剂分解从而形成自由基。合适的引发剂是有机金属化合物或芳香族叔胺。不过,作为引发剂组分2中的引发剂,还可以存在光引发剂,优选为苯偶姻或苯偶酰型光引发剂。在此情况下,由于自由基的形成优选由UV线引发,聚酯组分1中不需要加速剂(Kittel,同上)。
本发明的双组分和多组分体系优选为非水性双组分或多组分体系,其特别优选地不含挥发性有机溶剂或基本上不含挥发性有机溶剂。
出于本发明的目的,被称为非水性的体系为那些基本上不含水的体系,这意味着优选基于体系的整个组成水含量小于10重量%、更优选小于8重量%、非常优选小于5重量%的那些体系。
基本上不含挥发性有机溶剂是指:基于本发明的双组分或多组分体系的总重量,本发明的双组分或多组分体系中存在的挥发性有机溶剂优选小于15重量%、更优选小于10重量%、特别优选小于5重量%。
聚酯组分1
不饱和聚酯
不饱和聚酯通常可通过对于醇酸树脂常见的方法来制备。特别重要的是共沸酯化,其是针对特别敏感的起始材料的熔融缩合的变化形式。作为由反应产生的水的共沸剂,可以使用例如甲苯或二甲苯。由于所用的单体、特别是至少一部分二羧酸是不饱和的,所以反应必须在不存在气氛氧的情况下进行,优选在惰性气体气氛中进行,以避免触发过早聚合。酯化温度尽可能不应超过150℃~200℃。聚合进程可以通过确定酸值和粘度来监测。而且,一般而言,热熔体与烯属不饱和单体(其特别优选苯乙烯)混合。为了在此不发生过早聚合,优选向烯属不饱和单体中加入抑制剂,例如甲基氢醌、氢醌或叔丁基邻苯二酚(Kittel,同上),并且在适当时也向不饱和聚酯的熔体中加入抑制剂。
必须存在于不饱和聚酯中的聚合性碳碳双键原则上可以存在于二羧酸组分中和/或二醇组分中。然而,仅借助于在二羧酸中存在聚合性碳碳双键的那些不饱和聚酯树脂才获得了技术重要性。
用于制备不饱和聚酯的不饱和二羧酸优选为马来酸和富马酸,其中马来酸更特别地以马来酸酐的形式使用。马来酸和马来酸酐是经济上最有利的不饱和二羧酸。与马来酸相比,富马酸产生具有更高机械强度和耐化学性的产物,并且还比马来酸更具反应性。尽管原则上能够用作不饱和二羧酸,但相对不常见的还有例如中康酸、柠康酸和衣康酸。
由于具有非常高水平的碳碳双键的不饱和聚酯产生高度交联的最终产物(其因此在聚合物后相对较脆),通常不仅使用不饱和二羧酸来制备不饱和聚酯,而且还使用脂肪族或脂环族二羧酸和/或芳香族二羧酸。
所考虑的脂肪族二羧酸的实例是己二酸,其通常使聚合的不饱和聚酯树脂具有更高的柔性。相反,脂环族四氢邻苯二甲酸通常赋予由不饱和聚酯树脂制成的膜更高的硬度。对于热固性塑料领域中的某些应用,也可以使用四氯化或四溴化的邻苯二甲酸和/或其酸酐。
使用的芳香族二羧酸特别是邻苯二甲酸和/或其酸酐,其提供具有良好弹性的固化聚酯。可以使用的其它芳香族二羧酸例如是间苯二甲酸和对苯二甲酸,特别是在制备热固性塑料时。
用作醇组分的几乎仅为二醇,因为更高官能度的醇(例如三醇)已例如提供支化不饱和聚酯,其因此是高粘性的。因此,优选在制备不饱和聚酯树脂时仅使用二醇。
优选用作二醇的是选自由1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、新戊二醇、2-甲基-2-乙基丙烷-1,3-二醇、氢化双酚A或烷氧基化双酚组成的组的那些。
为了克服常规不饱和聚酯树脂的聚合过程中的氧抑制,也可以将甘油和三羟甲基丙烷的单烯丙基醚和二烯丙基醚和/或季戊四醇的二烯丙基醚和三烯丙基醚并入不饱和聚酯中。
烯属不饱和单体
术语烯属不饱和单体在本领域中是指含有碳碳双键的那些单体。该碳碳双键可以存在于例如乙烯基、烯丙基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基或单体的非末端区域中。烯属不饱和单体应优选具有低蒸气压,能够溶解不饱和聚酯树脂,在溶液中产生低粘度,并具有良好的与不饱和聚酯共聚的能力。
特别优选的烯属不饱和单体可以选自由苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯和磷酸三烯丙酯组成的组。特别优选的是苯乙烯。
基于不饱和聚酯和烯属不饱和单体的重量的总和,烯属不饱和单体的比例通常为20重量%~50重量%,更优选为25重量%~40重量%。
适合于本发明的双组分或多组分体系的其它烯属不饱和单体和不饱和聚酯还示例性地公开于例如专利说明书EP2447293B1或EP2411441B1中。
无机增稠剂(a1)
无机增稠剂(a1)优选选自由层状硅酸盐和无定形二氧化硅组成的组,更优选为层状硅酸盐和沉淀或气相法二氧化硅。沉淀二氧化硅通过沉淀由湿化学法获得,而气相法二氧化硅通过连续火焰水解而获得。
在无机增稠剂中,特别优选的是层状硅酸盐和气相法二氧化硅。与通常具有非常高内部表面积的湿化学法获得的二氧化硅(沉淀二氧化硅)相比,通过火焰水解获得的二氧化硅由粒径通常为7nm~40nm的几乎球形的一次颗粒构成。其基本上仅具有外表面。此表面部分地被硅醇基团占据。高比例的自由硅醇基团赋予未处理的气相法二氧化硅亲水特性。不过,虽然更为昂贵,但还可以使用例如二甲基二氯硅烷、三甲氧基辛基硅烷或六甲基二硅氮烷对气相法二氧化硅的最初为亲水性的表面进行有机后处理,在这种情况下,大部分的硅醇基团被有机基团饱和化,因而使亲水性二氧化硅成为疏水性。因此,气相法二氧化硅可以以非有机改性气相法二氧化硅的形式或疏水化改性气相法二氧化硅的形式存在,特别优选的以非有机改性气相法二氧化硅的形式存在。
在层状硅酸盐中,特别优选的是粘土材料,进而特别优选的是有机改性的粘土材料(也称为有机粘土)。
特别优选作为无机增稠剂(a1)的是已用烷基季铵盐进行了表面处理的层状硅酸盐混合物,其包含占该层状硅酸盐混合物的50重量%~95重量%的粘土矿物(其选自由海泡石和坡缕石或其混合物组成的组)和占该层状硅酸盐混合物的小于50重量%的至少一种蒙脱石(smectite)。基于该层状硅酸盐混合物,50重量%~95重量%的海泡石和/或坡缕石与至少一种蒙石总计优选为至少95重量%,更特别为100重量%。
一种或多种蒙脱石可以进而优选地选自由水辉石、蒙脱土、膨润土、贝得石(beidelite)、皂石、硅镁石及其混合物组成的组。
烷基季铵盐可以优选以通式(C1-10-烷基)n(C12-22-烷基)m(苄基)pN+X-存在,其中,n+m+p=4且n=1或2、m=1或2、p=0或1,且X-=卤素离子(优选为氯离子)或硫酸根。特别优选的烷基季铵盐是二甲基二(C14-18烷基)氯化铵、甲基苄基二(C14-18烷基)氯化铵、二甲基苄基(C14-18烷基)氯化铵和二甲基(2-乙基己基)(C14-18烷基)硫酸铵。上述C14-18烷基基团优选为氢化动物脂(tallow)-烷基基团。
特别优选的是,上述层状硅酸盐混合物用5毫当量~80毫当量的烷基季铵盐进行处理。
此种增稠剂可以以商品名从BYK Chemie GmbH,Wesel,德国获得。
层状硅酸盐类别的其它无机增稠剂(a1)可以例如以商品名等从BYK Chemie GmbH获得。
润湿分散剂(a2)
对润湿分散剂(a2)的关键要求是,其抑制无机增稠剂(a1)的增稠效果(潜在增稠)。
润湿分散剂(a2)是具有一种或多种对增稠剂有亲和性的基团X并因此共价地、离子地和/或通过物理吸附结合至增稠剂表面的试剂。另外,其使得增稠剂一次颗粒稳定,并因此防止结块,结块原本会导致固体沉降和由此造成的浆料体系分离。通常对此稳定作用有贡献的是润湿分散剂(a2)中的一种或多种基团Y,其确保了与周围介质的相容性。
所用的润湿分散剂(a2)优选为具有相对高分子量的润湿分散剂(a2),更特别地为聚合物润湿分散剂(a2)。合适的功能性聚合物的数均分子量(Mn)优选为至少400g/mol,优选为至少800g/mol,更优选为至少2000g/mol。有用的是,最大的分子量Mn为100 000g/mol,优选为50 000g/mol,更优选为25 000g/mol。数均分子量可以通过凝胶渗透色谱法相对于聚苯乙烯标准样来确定。
本发明所用的润湿分散剂(a2)更特别地可以选自下组:具有官能团和/或增稠剂亲和性基团的直链或支链型聚合物和共聚物;聚合物和共聚物的烷基铵盐;具有酸性基团的聚合物和共聚物;梳状和嵌段共聚物,例如具有特别是增稠剂亲和性碱性基团的嵌段共聚物;可选地改性的丙烯酸酯嵌段共聚物;可选地改性的聚氨酯;可选地改性和/或可选地盐化的多胺;环氧化物-胺加合物;磷酸酯,特别是聚醚、聚酯和聚醚-酯的那些磷酸酯;碱性或酸性乙氧基化物,例如烷氧基化单胺或多胺、或烷氧基化一元醇的酸性1,2-二羧酸酐单酯;不饱和脂肪酸与单胺、二胺和多胺、氨基醇和不饱和1,2-二羧酸及其酸酐和盐的反应产物以及它们与醇和/或胺的反应产物;具有脂肪酸残基的聚合物和共聚物;可选地改性的聚丙烯酸酯,例如酯交换的聚丙烯酸酯;可选地改性的聚酯,例如酸官能的和/或氨基官能的聚酯;聚磷酸酯;以及其混合物。
特别优选地被选择为润湿分散剂(a2)的是EP 0 154 678 B1、EP 0 270 126 B1、EP 0 318 999 B1、EP 0 417 490 B1、EP 0 879 860 B1、EP 0 893 155 B1、EP 1081 169B1、EP 1416 019 A1、EP 1486 524 A1、EP 1593 700 B1、EP 1640 389 A1、EP 1650 246A1、EP 1742 90、EP 1803 753、EP 1837 355、EP 2668240、WO 2012175159、WO 2012175157、DE 102006048144、DE 102006062439、DE 102006062440、DE 102006062441和DE102007005720公布文本中描述的那些化合物,更优选的是EP 0 893 155 B1和EP 2 668240中要求保护的润湿分散剂(a2)。
基于聚异氰酸酯的聚合物润湿分散剂(a2)描述于例如EP 0 154 678、EP 318 999和EP 0 438 836中。这些产品通过将单羟基化合物、二异氰酸酯官能化合物和具有叔氨基的化合物加成反应到含有异氰脲酸酯、缩二脲、氨基甲酸酯和/或脲基甲酸酯基团的聚异氰酸酯中存在的NCO基团上而制备。
一个优选的实施方式使用可通过胺官能化合物与酸的盐化作用而获得的润湿分散剂(a2),所用的胺官能化合物是具有至少三个氨基的多胺,并选自以下组:下组中的未改性的脂肪族直链或支链型多胺:“二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、六亚乙基七胺、通式NH2-(C2H4NH)n-C2H4-NH2(n>5)的直链聚合物(其中氮上的质子可以已经被烷基、芳基和/或芳烷基替代,和/或氮可以处于季盐形式)、具有叔氨基且数均分子量至多为1 000 000g/mol的支化(C2-C4)亚烷基胺和聚(C2-C4)亚烷基亚胺或此种胺的混合物”;基于前述未改性多胺的改性多胺,这些多胺是与具有v个NCO基团(其中(v-1)个NCO基团已经与其它反应物预先反应)的单异氰酸酯或聚异氰酸酯反应的多胺、与环氧基官能化合物反应的多胺、与环状碳酸酯反应的多胺、通过迈克尔反应与α,β-不饱和化合物反应的多胺、烷基化和/或季盐化多胺和/或用羧酸酰胺化的多胺,条件是在改性后每个分子仍具有三个可盐化的氨基,或者此种多胺和/或下组中的多胺的混合物:“胺官能(甲基)丙烯酸酯或乙烯基化合物的均聚物或共聚物,以及通过聚合物类似反应将氨基插入预制备的聚合物中或在该聚合物上生成氨基而得到的胺官能均聚物或共聚物,或此种多胺的混合物”,所述均聚物或共聚物的数均分子量为至多1 000 000g/mol,并且所用的酸是选自下组的化合物:“通式(OH)3-nPO(ORa)n的磷酸酯(其中n=1或2)、通式HOSO2Rb的磺酸、通式HOSO3Rb的酸性硫酸酯”,其中,Ra和Rb为具有至少5个碳原子的烷基、芳基或芳烷基基团,和/或数均分子量为100g/mol~5000g/mol的烷氧基化醇的基团,和/或具有至少一个羧酸酯基团和/或氨基甲酸酯基团的数均分子量为100g/mol~5000g/mol的基团,或此种物质的混合物,其中,Ra和Rb相同或不同,可选地,基团Ra和Rb中的脂肪族基团的氢原子已经部分地被卤素原子替代,并且酸可选地携带在盐化作用中呈惰性的其它官能团;并且每个分子中存在至少一个盐化的氨基。
下组的润湿分散剂(a2)在本发明的分散体中显示出特别好的效果:(a)含氨基的低聚物或聚合物的磷酸酯盐,例如,可选地经脂肪酸改性或烷氧基化(尤其是乙氧基化)的多胺的磷酸酯盐、环氧化物-多胺加合物的磷酸酯盐、含氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚物的磷酸酯盐、和丙烯酸酯-多胺加合物的磷酸酯盐;(b)磷酸的单酯或二酯,例如具有烷基、芳基、芳烷基或烷基芳基烷氧基化物的磷酸单酯或二酯(例如,壬基苯酚乙氧基化物、异十三醇乙氧基化物、丁醇起始的氧化烯烃聚醚的磷酸单酯或二酯),具有聚酯的磷酸单酯或二酯,聚酯例如为内酯聚酯(例如,己内酯聚酯或己内酯/戊内酯混合聚酯);(c)酸性二羧酸单酯,实例为具有烷基、芳基、芳烷基或烷基芳基烷氧基化物(例如,壬基苯酚乙氧基化物、异十三醇乙氧基化物或丁醇起始的氧化烯烃聚醚)的酸性二羧酸单酯(尤其是琥珀酸、马来酸或邻苯二甲酸的单酯);(d)聚氨酯-多胺加合物;(e)聚烷氧基化的单胺或二胺(例如乙氧基化的油胺或烷氧基化的乙二胺);和(f)不饱和脂肪酸与单胺、二胺和多胺、氨基醇以及不饱和1,2-二羧酸及其酸酐和盐的反应产物,以及它们与醇和/或胺的反应产物。
这些种类的润湿分散剂(a2)可从例如Wesel的BYK-Chemie以下述商品名作为市售品获得:BYK-220S、BYK-P 9908、BYK-9076、BYK-9077、BYK-P 104、BYK-P 104S、BYK-P 105、BYK-W 9010、BYK-W 920、BYK-W 935、BYK-W 940、BYK-W 960、BYK-W 965、BYK-W 966、BYK-W975、BYK-W 980、BYK-W 990、BYK-W 995、BYK-W 996、BYKUMEN、BYKJET 9131、LACTIMON、ANTI-TERRA-202、ANTI-TERRA-203、ANTI-TERRA-204、ANTI-TERRA-205、ANTI-TERRA-206、ANTI-TERRA-207、ANTI-TERRA-U 100、ANTI-TERRA-U 80、ANTI-TERRA-U、LP-N-21201、LP-N-6918、DISPERBYK、DISPERBYK-101、DISPERBYK-102、DISPERBYK-103、DISPERBYK-106、DISPERBYK-107、DISPERBYK-108、DISPERBYK-109、DISPERBYK-110、DISPERBYK-111、DISPERBYK-112、DISPERBYK-115、DISPERBYK-116、DISPERBYK-118、DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、DISPERBYK-142、DISPERBYK-145、DISPERBYK-160、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-165、DISPERBYK-166、DISPERBYK-167、DISPERBYK-168、DISPERBYK-169、DISPERBYK-170、DISPERBYK-171、DISPERBYK-174、DISPERBYK-176、DISPERBYK-180、DISPERBYK-181、DISPERBYK-182、DISPERBYK-183、DISPERBYK-184、DISPERBYK-185、DISPERBYK-187、DISPERBYK-190、DISPERBYK-191、DISPERBYK-192、DISPERBYK-193、DISPERBYK-194、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2008、DISPERBYK-2009、DISPERBYK-2010、DISPERBYK-2020、DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2050、DISPERBYK-2070、DISPERBYK-2090、DISPERBYK-2091、DISPERBYK-2095、DISPERBYK-2096、DISPERBYK-2150、DISPERBYK-2151、DISPERBYK-2152、DISPERBYK-2155、DISPERBYK-2163、DISPERBYK-2164、DISPERBLAST-1010、DISPERBLAST-1011、DISPERBLAST-1012、DISPERBLAST-1018、DISPERBLAST-I、DISPERBLAST-P。在需要低含量的挥发性有机化合物、尤其是有机溶剂时,前述市售品应当尽可能作为无溶剂的活性物质使用,并且例如应当在适当时借助蒸馏而完全或部分地释放出挥发性成分。
增稠效果的抑制是指,由于润湿分散剂(a2)的存在,无机增稠剂(a1)丧失至少部分的其原本存在的粘度增加效应。这些粘度增加上的损失是基于增稠剂和润湿分散剂之间的相互作用。如实施例部分所示,润湿分散剂(a2)对增稠效果的抑制、即无机增稠剂(a1)的增稠效果的丧失或下降,还可以基于百分比来表示。在这种情况中,粘度的基准值为未添加润湿分散剂(a2)时测得的制剂的粘度,并与相同的但包含润湿分散剂(a2)的制剂进行比较。由此计算出因存在润湿分散剂(a2)而引起的粘度百分比降低。该百分比降低优选为至少10%、更优选为至少20%、非常优选为至少40%或至少80%,甚至至少90%,至多优选99.9%。如实施例部分中规定的那样测定粘度。
对增稠效果的抑制作用优选通过润湿分散剂(a2)与无机增稠剂(a1)表面的可逆结合而产生。
润湿分散剂(a2)的可逆结合应当发生于将双组分或多组分体系常规混合时所在的温度下。可逆性优选存在于低于80℃的温度下,更优选存在于低于50℃的温度下,非常优选存在于低于30℃的温度下,例如特别存在于室温(23℃)下。
为了确保结合的可逆性,优选将润湿分散剂(a2)选择为使得在无机增稠剂的表面上形成弱分子间相互作用,例如范德华相互作用、偶极-偶极相互作用或氢键,并防止无机增稠剂的流变性质的部分或全部产生。
就其行为而言,润湿分散剂(a2)优选对聚酯组分1的其它成分实质上呈化学惰性。
对聚酯组分1的成分的实质上的化学惰性可以基本上以两种方式实现。一种方式是使用不含对前述成分有反应性的基团或经催化活性而触发不利反应的基团的润湿分散剂。第二种方式是使用下述润湿分散剂,其中尽管存在潜在的反应性基团,但是这些基团被屏蔽,例如在空间上被屏蔽,以使得与聚酯组分1中的成分的反应在储存条件下完全不发生或以可忽略的慢速发生。
特别适于本发明目的的具有多重效用的润湿分散剂(a2)经证明是具有含氨基聚合物骨架的润湿分散剂,其骨架上存在聚酯和/或聚醚和/或聚酯和聚醚侧链。此种润湿分散剂特别适于选自以下组的那些无机增稠剂(a1):层状硅酸盐、沉淀二氧化硅和气相法二氧化硅,更特别的是层状硅酸盐和气相法二氧化硅,非常优选的是层状硅酸盐和非有机改性的气相法二氧化硅。此种润湿分散剂的聚酯和/或聚醚和/或聚酯和聚醚侧链在分散无机增稠剂时可被压缩,并且增强了胺基对增稠剂表面的附着力。然后,具有增稠剂亲和性的胺基能够吸附至增稠剂表面上,同时侧链屏蔽胺基。因此,包含此种被屏蔽的胺基的润湿分散剂还可以与本发明的双组分或多组分体系中对胺基有实际反应性的那些组分一起使用。同时,润湿分散剂屏蔽无机增稠剂(a1)并阻止其完全或部分地产生其增稠效果。
例如,特别合适的是(a.)聚羟基单羧酸(其优选为聚酯改性的)与(b.)氮杂环丙烷均聚物(其优选为聚酯改性的)和(c.)携带聚酯基团、聚醚基团、聚酯-聚醚基团或羟基羧酸基团的单异氰酸酯的反应产物,并且上述化合物可以例如通过二异氰酸酯的异氰酸酯基与羟基羧酸的羟基的反应而获得。此种产物例如公开于EP 2 668 240A1中。
在本发明的背景中可使用并特别适合的润湿分散剂(a2)为例如来自BYK ChemieGmbH的高度支化的润湿分散剂DISPERBYK-2151,其至今为止仅被推荐用于颜料和填料。该润湿分散剂能够使得层状硅酸盐、沉淀二氧化硅和气相法二氧化硅(尤其是层状硅酸盐和气相法二氧化硅)在多种化学上不同的组分中良好地分散。与例如本发明的双组分或多组分体系中使用的不饱和聚酯具有相容性。
例如,在由于不存在互补的反应基团而预期无反应时,或相对应的基团受到空间屏蔽时,润湿分散剂对所关注体系的相容性对于本领域普通技术人员是一目了然的。因此,原则上存在多种可获得的合适的润湿分散剂。本领域普通技术人员基于简单的范围确定测试,可以进行特定的测试来确定润湿分散剂中的潜在反应性基团的空间屏蔽是否足以使其用于本发明的特定双组分或多组分体系。
无机增稠剂(a1)和至少一种润湿分散剂(a2)的组合可以在室温(23℃)下为固体。因此,此种组合可以优选为涂布有润湿分散剂(a2)的无机增稠剂(a1),优选为粉末形式。
由于润湿分散剂(a2)通常以其合成时获得的形式使用,因而润湿分散剂(a2)还可以包含来自制备过程的合成用助剂,例如催化剂和乳化剂等。此种助剂被认为属于无机增稠剂(a1)和至少一种润湿分散剂(a2)的组合的固体内容物。
加速剂
本领域所称的加速剂也被称为活化剂,具有在室温(23℃)下就引发过氧化物和氢过氧化物中的过氧化物分解的功能,通常这种分解仅在升高的温度下发生。
因此当引发剂是过氧化物和/或氢过氧化物时使用加速剂。当在UV固化性不饱和聚酯树脂中使用光引发剂时,不需要使用加速剂,因为在这种情况下UV辐射承担其功能。因此,加速剂的使用是可选的,并且仅取决于具体的引发剂。
优选的加速剂选自由重金属盐和芳香族叔胺组成的组。
然而,在本发明的背景中,较不优选使用芳香族叔胺,因为在某些情况下它们可能不利地干扰无机增稠剂(a1)与润湿分散剂(a2)的相互作用,并且可能完全或部分地防止润湿分散剂使无机增稠剂(a1)的粘度降低。
然而,这里还是给出了芳香族叔胺加速剂的典型代表,这些加速剂不同于下文中描述的重金属盐,其不是通过催化来发挥作用,而是在过氧化物分解过程中被消耗。特别值得注意的是对位和间位取代的N,N-二烷基苯胺、N,N-二烷基对甲苯胺和硫醇。
特别而言,值得提及的重金属盐优选为钴、铁、钒和锰的有机盐。其中特别优选钴的有机盐,例如辛酸钴(II),特别是2-乙基己酸钴(II)或环烷酸钴(II)。
重金属型加速剂特别适用于氢过氧化物和过氧化物。钴与(氢)过氧化物的典型比例为0.001~0.01,更特别为约0.005。
聚酯组分1的其它成分
除了不饱和聚酯、烯属不饱和单体、无机增稠剂(a1)和润湿分散剂(a2)以及可能存在的加速剂之外,聚酯组分1还可包含其他成分。
其它成分包括溶剂,特别是挥发性有机溶剂和/或水。通常,如上所述,本发明的双组分或多组分体系不含或基本上不含挥发性有机溶剂和/或水。
此外,聚酯组分1可以包含在粘合剂、密封剂、涂布材料和模塑复合物中常用种类的其它添加剂。其中特别可以提及消泡剂、流平剂或不同于润湿分散剂(a2)的润湿分散剂、催化剂、以及特别的不同于无机增稠剂(a1)的颜料和无机填料、或有机填料。
引发剂组分2
引发剂
如上所述,合适的引发剂是过氧化物、氢过氧化物和光引发剂。后者通过UV辐射来活化,可以说UV充当加速剂。
过氧化物可以特别地用上述芳香族叔胺加速,在一些情况下也用重金属盐加速;对于氢过氧化物,重金属盐通常用作加速剂,因此得到以下优选的引发剂/加速剂组合:
氢过氧化物/重金属盐,过氧化物/芳香族叔胺,和光引发剂/“UV辐射”。
优选的是与有机钴(II)盐组合使用的甲基乙基酮、环己酮和/或乙酰丙酮的氢过氧化物,或与芳香族叔胺组合的过氧化二苯甲酰。虽然上述组合甚至可在室温(23℃)下操作,但是对于使用甲基异丁基酮过氧化物与有机钴(II)盐的组合而言,优选在约60℃~120℃的固化温度下操作。
考虑到过氧化物和氢过氧化物是相对不稳定的化合物,它们经常与所谓的减敏剂(phlegmatizing agent)混合,以降低危险性,从而使它们对冲击不太敏感。添加的减敏剂可以是少量的水、有机溶剂和/或特定的有机增塑剂,例如,特别是针对过氧化物和/或氢过氧化物的邻苯二甲酸酯。
组分(b1)
组分(b1)的特征在于,其至少部分地消除了由润湿分散剂(a2)带来的对无机增稠剂(a1)的增稠效果的抑制作用。
这些物质可以是单体化合物或低聚物或聚合物,此处低聚物和聚合物不存在语义上的区别。因此,低聚物被归入聚合物的下位。特别地,上文作为固化剂列举出的某些物质同时适合作为组分(b1)。
组分(b1)的结合优选涉及从增稠剂表面至少部分地置换润湿分散剂(a2),这意味着组分(b1)与无机增稠剂(a1)表面的相互作用通常强于润湿分散剂(a2)与无机增稠剂(a1)表面的相互作用。
由此,组分(b1)的具有增稠剂亲和性的基团通常未被屏蔽。不过,如果组分(b1)例如相比于润湿分散剂(a2)具有相对较大量的增稠剂亲和性基团,和/或如果亲和性基团的性质能够实现与增稠剂表面更强的结合,还可以获得更高的亲和性。
必要的是,组分(b1)再次至少部分地消除了润湿分散剂(a2)对无机增稠剂(a1)的增稠效果的抑制作用。特别优选的是,增稠剂的增稠效果不仅全部或至少部分恢复,而且实际上还因例如被组分(b1)增强的增稠剂颗粒间氢键内部网络而使抗流挂性稳定。
例如对气相法二氧化硅的亲和性比上文示例性提及的润湿分散剂DISPERBYK-2151更大的合适的组分(b1)是重均分子量为约750 000g/mol的高分子量聚乙烯亚胺,如上文引用的EP 0 835 910 A1中所述。其不仅能够至少部分地消除润湿分散剂对增稠剂的增稠效果的抑制作用,而且另外稳定了对抗流挂性有贡献的增稠剂颗粒间网络。不过,其它聚合物胺和脂肪酸盐化的聚乙烯亚胺(优选为妥尔油脂肪酸盐化的聚乙烯亚胺)也适合作为组分(b1)。
其它合适的组分(b1)例如为二聚体和/或三聚体脂肪酸(其还可以以与单体脂肪酸的混合物形式使用)与胺的缩合产物。适于此目的的胺具体为脂肪族、脂环族或芳香族胺或这些胺的混合物。此种胺的实例为:间二甲苯二胺、1,6-二氨基己烷、异佛尔酮二胺(异构体混合物;IPDA)、三亚乙基四胺(TETA);二亚乙基三胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺(异构体混合物)、1,3-二氨基丙烷、二亚丙基三胺或2-(2-(2-氨基乙基氨基)乙基-氨基)乙醇或二乙醇胺。
还适合作为组分(b1)的是非聚合物单胺和优选的多胺,更具体为具有分子均一性和/或具有相对低的数均分子量Mn的那些,例如多亚烷基多胺(如三亚乙基四胺),以及脂环族二胺,例如异佛尔酮二胺。
同样适合的是如二甘醇胺(DGA)等单醚胺,但也特别是多醚胺类,此类例如可从Huntsman以商品名商购得到,例如,T-403。
同样适合的是聚氧乙烯多元醇,例如聚氧乙烯山梨聚糖单月桂酸酯(TWEEN 20)。
组分(b1)可以是液体或固体。优选的是,组分(b1)是液体。
由于组分(b1)通常以其合成制得时的形式使用,因而组分(b1)可以由于制备而还包含例如合成用助剂,例如催化剂和/或稳定剂,等等。
优选以针对目标的方式来选择合适的组分(b1),并考虑润湿分散剂(a2)的选择。
因此,组分(b1)通常比润湿分散剂(a2)具有极性更大和/或碱性更大的表面亲和性基团,其中表面亲和性是针对无机增稠剂(a1)的表面。当在润湿分散剂(a2)中存在具有与组分(b1)相似的极性和/或碱性的表面亲和性基团时,与在润湿分散剂(a2)中存在的表面亲和性基团的重量百分比相比,组分(b1)优选包含在组分(b1)中更大重量百分比的表面亲和性基团。特别优选的是,与润湿分散剂(a2)相比,组分(b1)不仅包含更大重量百分比的对无机增稠剂(a1)表面有亲和性的基团,而且包含比润湿分散剂(a2)中的表面亲和性基团更具极性和/或碱性的表面亲和性基团,非常优选的是包含比润湿分散剂(a2)中的表面亲和性基团更具极性和碱性的表面亲和性基团。
另一方面,这意味着当选择润湿分散剂(a2)时,必须或应当选择的润湿分散剂并不是那种对于无机增稠剂(a1)的分散而言“最佳”(即针对增稠效果抑制作用而提供最大的粘度降低)的分散剂。润湿分散剂(a2)与增稠剂表面的过强结合并不是特别需要的,从而不会不必要地使组分(b1)难以置换无机增稠剂(a1)表面上的润湿分散剂(a2)。
因此,目标是利用润湿分散剂(a2)实现充分乃至极好的粘度降低,但不是实现无机增稠剂(a1)的完美分散,从而使得组分(b1)在第二步骤中与无机增稠剂(a1)表面形成极好乃至完美的相互作用,由此发生粘度增加。
优选地,将润湿分散剂(a2)选择为使其仅具有较少的增稠剂亲和性基团。因此,关于增稠剂亲和性基团,有利的是,还可以使用单官能的润湿分散剂(a2)。如果其并非仅包含一个增稠剂亲和性基团,有利的是使增稠剂亲和性基团在空间上彼此位置接近。这样的效果是,它们不能建立明显的稳定网络。
相反,对于组分(b1)而言,其抵消了润湿分散剂对无机增稠剂(a1)的空间稳定化作用,并与增稠剂表面形成极好乃至完美的相互作用。
据认为,计入润湿分散剂(a2)和/或组分(b1)中的粘附性基团比例的结构单元仅仅是以下“粘附基团”表中给出的结构单元,其存在于(a2)和(b1)中的不同部分内。
“粘附基团”表
*实例:仲胺羧酸铵=COONH2
**实例:叔胺氯化铵=ClNH
通常从用于合成(a2)和(b1)的起始化合物和可由此预期的结构要素开始进行计算,在该情况中可假设100%转化,或者,在知晓结构时,从化合物导出结构要素。
常用选择标准是,与组分(b1)相比,基于润湿分散剂(a2)的总重量,润湿分散剂(a2)的粘附基团的重量百分比比组分(b1)的基团小得多。通常,在本发明中可优选使用的润湿分散剂(a2)中,基于润湿分散剂(a2)的总重量,粘附基团的结构要素的重量百分比优选<11重量%,而在组分(b1)中,粘附基团的结构要素的重量百分比优选≥11重量%。
这些限值并非固定不变的,而是用于对适宜组分的针对性选择。对于特别优选的润湿分散剂(a2),情况是上述结构要素的比例<9重量%、更优选<6重量%、非常优选<4重量%或甚至<3重量%;而对于优选的组分(b1)而言,上述结构要素的比例优选>13重量%,更优选>20重量%、实际非常优选>30重量%或甚至>40重量%。
不过,润湿分散剂(a2)中结构要素比例应当优选不低于0.5重量%,更优选不低于0.8重量%,因为如若不然,将因为缺乏对增稠剂表面的亲和性而使增稠抑制效果不足。
润湿分散剂(a2)中结构要素的重量百分比与组分(b1)中结构要素的重量百分比之差优选为至少2重量%,更优选为至少5重量%,非常优选为至少10重量%。
当然,在以上计算中,仅分别涉及了润湿分散剂(a2)和组分(b1),在各个情况中未考虑任何溶剂或可能由于合成而存在的其它助剂。
可采取以下等级作为对常见增稠剂表面有表面亲和性的不同基团的一般亲和性梯度:
[第1组]:咪唑啉≥(胺、铵化合物)
[第2组]:醇≥(脲、酰胺、羧酸、磷酸酯),
其中,第1组中的基团通常具有比第2组的基团更大的对无机增稠剂(a1)的增稠剂表面的亲和性;换言之,[第1组]>[第2组]。
通常,亲和性较大的基团优选存在于组分(b1)中,而润湿分散剂(a2)应当优选包含亲和性较小的基团。
通常,选择润湿分散剂(a2)和组分(b1)以使它们包含选自以下组的一种或多种下述官能团:
第1组:其组成如下:
-咪唑基,结构要素为N-C=N,
-氨基,对于叔胺而言结构要素为N,对于仲胺而言结构要素为NH,而对于伯胺而言结构要素为NH2,和
-铵基团,对于叔胺的铵盐而言结构要素为NH+X-,对于仲胺的铵盐而言结构要素为NH2 +X-,对于伯胺的铵盐而言结构要素为NH3 +X-,各情况中的X-为酸的阴离子;
和/或
第2组:其组成如下:
-羟基,结构要素为OH,
-脲基团,对于伯胺的脲而言结构要素为HNC(O)CNH,而对于仲胺的脲而言结构要素为NC(O)CN;
-酰胺基,对于仲胺的酰胺而言结构要素为C(O)N,对于伯胺的酰胺而言结构要素为C(O)NH,而对于氨的酰胺而言结构要素为C(O)NH2
-羧酸基团,结构要素为COOH,和
-有机磷酸酯基团,结构要素为OP(O)(OH)2
并且
(A)所述润湿分散剂(a2)中的结构要素(其选自第1组和第2组的官能团)基于所述润湿分散剂(a2)的重量的重量百分比低于所述组分(b1)中的结构要素(其选自第1组和第2组的官能团)基于所述组分(b1)的重量的重量百分比;和/或
(B)所述组分(b1)所含的结构要素(其来自选自第1组的官能团)的基于所述组分(b1)的重量的重量百分比高于所述润湿分散剂(a2)中的结构要素(其来自选自第1组的官能团)基于所述润湿分散剂(a2)的重量的重量百分比。
该选择规则使得可以可靠地选择一方面的润湿分散剂(a2)和另一方面的组分(b1)的合适配对。不过,组分(b1)导致的粘度增大程度取决于其他因素,例如润湿分散剂(a2)和组分(b1)的结构,例如,一些仅关系到效果的程度而不会妨碍本发明的可执行性的因素。
通常,粘度增大程度可以通过增加组分(b1)相对于润湿分散剂(a2)的量来提高。
润湿分散剂(a2)与组分(b1)的重量比优选为约25:1~1:10,更优选为20:1~1:8,非常优选为15:1~1:6。
通常,对于(a2)与(b1)之比而言,(a2)相对于这两种组分的重量过量使用,换言之(a2):(b1)=>1:1,更优选为至多15:1。如果在此种情况中增稠效果的增大并不充分,可建议的是将(b1)的量增大至通常(a2):(b1)=1:5的比例。当然,还可以将(b1)的量提高为高于该比例。不过,在后一种情况中,可建议可选地使用更强力的组分(b1),其具有更多的官能团和/或具有增稠剂亲和性更大的官能团。
引发剂组分2的其它成分
引发剂组分2也可以包含其它有机溶剂和/或水,以及粘合剂、密封剂、涂布材料和模塑复合物中常用类型的其它添加剂。针对这点,参考聚酯组分1的其它成分。
本发明的双组分或多组分体系优选为粘合剂、密封剂、涂布材料或模塑复合物。
本发明的不饱和聚酯双组分或多组分体系的典型应用领域是:家具涂布;船舶涂饰;漆料和填充化合物的生产,特别是用于金属和矿物基材(例如天然石料);纤维、机织物和无纺布的浸渍,其中纤维、机织物或无纺布的材料优选属于由碳或玻璃、矿物质和有机聚合物组成的组。因此,本发明的双组分或多组分体系优选用于生产复合材料,特别是填料强化和/或纤维强化的塑料。
本发明的另一主题是潜在增稠剂在对于该潜在增稠剂呈惰性的制剂中的应用,从而为该制剂提供潜在增稠效果。所关注的制剂优选为包含本发明所述的不饱和聚酯的制剂。
本发明的双组分或多组分体系通常适于待粘结、待涂布或待密封的所有基体。作为合适的基体材料,例如可以提及玻璃、金属及其合金、塑料、以及复合材料、涂刷表面、膜和箔、纸和纸板包装、木材、石棉水泥(Eternit)、混凝土、织物(例如布料或毯材料)、砖瓦和许多其它不同的材料。
下面利用实施例更详细地描述本发明。
实施例
制备例
对于分子不均匀物质,下文和前文描述中所指出的分子量表示数量平均的平均值。在存在诸如羟基、NCO、氨基或酸基等可测定的官能端基的情况下,分子量或数均分子量Mn通过分别滴定确定OH值、NCO值、胺值或酸值进行端基测定而确定。对于端基测定法不适用的化合物,数均分子量通过凝胶渗透色谱法相对于聚苯乙烯标样来测定。对多胺报道的分子量为通过沸点升高测定法测得的数均分子量Mn
除非另外指出,以份表示的量为重量份,并且以百分比表示的量为重量百分比。
粘度测量
除非另外指出,基础组分的粘度和基础组分的混合物的粘度利用Rheologica的Stresstech仪器通过板锥方法确定(圆锥直径:25mm;圆锥角:1°;锥板间隙:35μm;温度:23℃;剪切速率:1s-1;数据点数:21;补偿时间:10s;每个数据点的测量时间:延迟时间+积分时间;延迟时间:5s~8s;积分时间:3s;控制强度(敏感度):60%)。
在制得双组分、三组分和多组分体系后2分钟,对其进行测量。
在提及了布氏方法时,基础组分的粘度和基础组分的混合物的粘度利用Brookfield的Brookfield DV-II+粘度计通过转子法确定(转子:3;5rpm,温度:23℃;每个数据点的测量时间:1分钟)。在制得双组分、三组分和多组分体系后2分钟,对其进行测量。
叔氮含量的测定
叔氮含量是指被分析的样品中结合的碱性叔氮的百分比含量。测定方法利用了叔氨基(与伯氨基和仲氨基不同)不与酸酐反应形成酰胺的事实。当伯氨基和仲氨基被乙酸酐乙酰化时,叔氨基可以随后用高氯酸进行定量滴定。为了测定样品的叔氮含量,在分析天平上以0.1mg的精度将一定量的分析样品称取在80ml玻璃烧杯中。从待分析的量中称取出的量由所预计的叔氮含量指导,并从下表中选出:
所预计的叔氮含量[%] 要称取的样品量[g]
0~0.3 3~5
0.3~0.6 1.5~3
0.6~0.9 1.0~1.5
0.9~1.5 0.6~1.0
1.5~2.0 0.45~0.6
2.0~3.0 0.30~0.45
3~5 0.15~0.30
5~10 0.08~0.15
10~20 0.06~0.08
将样品溶解在20ml乙酸(99.8%强度)和30ml乙酸酐(98.5%强度)中。随后将所得样品溶液用毛玻璃盖盖好,并在70℃的加热块或水浴中加热30分钟。当样品溶液已经冷却后,将其放在磁力搅拌器上,并将Ag/AgCl组合电极浸在样品溶液中。组合电极是来自Mettler的微处理器控制型分析装置(滴定仪DL77、DL70ES或DL67)的一部分。样品溶液用高氯酸(0.1N在乙酸中,无酸酐)进行滴定。通过所用的分析装置测定叔氮含量。如下计算叔氮含量:
N=滴定剂的当量浓度
f=滴定剂的系数
此处的系数f适当地考虑了所用滴定剂与0.1N当量浓度的任何偏差。
无机增稠剂(a1)
所用的无机增稠剂是两种不同类型的市售气相法二氧化硅(可获自EvonikIndustries),其BET表面积不同,即:
(a1.1)=200(BET 200)和
(a1.2)=380(BET 380)。
还使用了三种不同的改性层状硅酸盐混合物,其可从Byk Chemie GmbH以商标名购得,即:
(a1.3)=7305(不同膨润土的混合物,用季铵化合物改性)
(a1.4)=1210(不同膨润土的混合物,用季铵化合物改性)
(a1.5)=1958(不同膨润土的混合物,用季铵化合物改性)
润湿分散剂(a2)
(a2.1)的制备
前体A
将30g的Epomin SP-018(来自Nippon Shokubai)加热至80℃。用两小时的时间滴加70g的丙烯酸2-乙基己酯,其后使反应持续进行6小时。
前体B
将92%的聚醚(丁醇起始的EO/PO聚醚(约1:1),Mw约1100Da)加热至60℃。缓慢滴加7.6g的多磷酸。将反应混合物搅拌6小时,直至烧瓶中的酸值(DIN EN ISO 2114规定的酸值)不再增加。
由前体A和B合成化合物
在60℃引入20g的前体A,并历时2小时缓慢计量加入80g的前体B。反应混合物在60℃搅拌5小时。
所得的产物的活性物质含量为100%。
(a2.2)的制备
在反应容器中装入205g四氢呋喃,并添加0.11ml的1M 3-氯代苯甲酸四丁基铵的乙腈溶液和1.94g的1-甲氧基-1-三甲基硅烷氧基-2-甲基丙烷。将反应容器冷却至-10℃。在历时40分钟添加由39.6g甲基丙烯酸2-乙基己酯、20g甲基丙烯酸甲酯和2.84g甲基丙烯酸丁酯组成的混合物的同时,历时1小时添加0.22ml的1M 3-氯代苯甲酸四丁基铵的乙腈溶液在5ml四氢呋喃中的稀释液。反应温度没有一刻超过25℃。
然后,历时10分钟滴加20.9g甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯,同时历时10分钟另外计量加入0.11ml的1M 3-氯代苯甲酸四丁基铵的乙腈溶液。在一定温度(23℃)下再搅拌3小时后,添加5ml甲醇。添加6.7g苄基氯后,在60℃再搅拌6小时。
然后向产物中添加甲氧基乙酸丙酯,蒸馏除去存在的四氢呋喃,并将非挥发物的比例(2.0±0.1g测试物,双份测定,10分钟,150℃;EN ISO 3251)调节至40%。
(a2.3)的制备
前体A
将100g二羟甲基丙酸(来自Perstorp)、255.26gε-己内酯和74.64gδ-戊内酯与二月桂酸二丁基锡(200ppm)混合,并在惰性气体下于170℃搅拌,直至非挥发物的比例(2.0±0.1g测试物,双份测定,10分钟,150℃;EN ISO 3251)超过98%的数值。
前体B
在氮气下导入435g的Desmodur T100(来自Bayer),并缓慢滴加1100g的干(KarlFischer水含量<0.1%)聚醚(丁醇起始的PO聚醚,Mw约1100Da),使得反应温度不超过60℃。在添加结束后,在60℃继续进行搅拌直至产物的NCO值在30分钟的时间内没有显示出明显变化。
然后,使用薄膜或短程蒸发器通过蒸馏除去剩余的过量Desmodur T100。
由前体A和B合成化合物
将1.2g的Epomin SP200(来自Nippon Shokubai)与59.0g前体A在氮气下一起加热至180℃。将物料在该温度下搅拌,直至酸值(DIN 53402规定的酸值)达到8.4mg KOH/g物质的数值。在反应过程中,在所选择的反应温度下蒸馏出反应形成的水,并在水分离器中收集。然后,测定所得产物的羟基值(DIN/ISO 4629规定的),并通过添加前体B并在氮气下搅拌4小时而使50%的羟基在60℃的温度下反应。
获得的产物为高粘度的棕色油,活性物质浓度为100%。
(a2.4)的制备
前体A
将100g二羟甲基丙酸(来自Perstorp)、255.26gε-己内酯和74.64gδ-戊内酯与二月桂酸二丁基锡(200ppm)混合,并在惰性气体下于170℃搅拌,直至非挥发物的比例(2.0±0.1g测试物,双份测定,10分钟,150℃;EN ISO 3251)超过98%的数值。
前体B
在氮气下导入435g的Desmodur T100(来自Bayer),并缓慢滴加1100g的干(KarlFischer水含量<0.1%)聚醚(丁醇起始的PO聚醚,Mw约1100Da),使得反应温度不超过60℃。在添加结束后,在60℃继续进行搅拌直至产物的NCO值在30分钟的时间内没有显示出明显变化。
然后,使用薄膜或短程蒸发器通过蒸馏除去剩余的过量Desmodur T100。
由前体A和B合成化合物
将1.2g的Epomin SP200(来自Nippon Shokubai)与59.0g前体A在氮气下一起加热至180℃。将物料在该温度下搅拌,直至酸值(DIN 53402规定的酸值)达到7.8mg KOH/g物质的数值。在反应过程中,在所选择的反应温度下蒸馏出反应形成的水,并在水分离器中收集。然后,测定所得产物的羟基值(DIN/ISO 4629规定的),并通过添加前体B并在氮气下搅拌4小时而使50%的羟基在60℃的温度下反应。
获得的产物随后在甲氧基乙酸丙酯中稀释至80%,以进一步使用。
(a2.5)的制备
前体A
将134g二羟甲基丙酸(来自Perstorp)、342gε-己内酯和100gδ-戊内酯与二月桂酸二丁基锡(200ppm)混合,并在惰性气体下于170℃搅拌,直至非挥发物的比例(2.0±0.1g测试物,双份测定,10分钟,150℃;EN ISO 3251)超过98%的数值。
前体B
在氮气下导入435g的Desmodur T100(来自Bayer),并缓慢滴加1100g的干(KarlFischer水含量<0.1%)聚醚(丁醇起始的PO聚醚,Mw约1100Da),使得反应温度不超过60℃。在添加结束后,在60℃继续进行搅拌直至产物的NCO值在30分钟的时间没有显示出明显变化。
然后,使用薄膜或短程蒸发器通过蒸馏除去剩余的过量Desmodur T100。
由前体A和B合成化合物
将10g的Epomin SP006(来自Nippon Shokubai)与550g前体A在氮气下一起加热至180℃。将物料在该温度下搅拌,直至酸值(DIN 53402规定的酸值)达到10.3mg KOH/g物质的数值。在反应过程中,在所选择的反应温度下蒸馏出反应形成的水,并在水分离器中收集。然后,测定所得产物的羟基值(DIN/ISO 4629规定的),并通过添加前体B并在氮气下搅拌4小时而使50%的羟基在60℃的温度下反应。
获得的产物随后在苄醇中稀释至80%,以进一步使用。
(a2.6)的制备
将250g聚醚(甲醇起始的EO聚醚,Mw为约500Da)与181gε-己内酯混合,并加热至80℃。然后,添加1000ppm甲苯磺酸。搅拌反应混合物,直至非挥发物的比例(2.0±0.1g测试物,双份测定,10分钟,150℃;EN ISO 3251)超过98%的数值。然后,添加650ppm二丁基乙醇胺,并将反应混合物再搅拌10分钟。
计量加入51g的多磷酸。搅拌反应混合物3小时,直至烧瓶中的酸值(DIN EN ISO2114规定的酸值)显示不再增加。然后,添加5g水、900g甲氧基乙酸丙酯和19g氧化镁,并将混合物在100℃均化1小时。在减压下除去过量的水,直至Karl-Fischer水含量(DIN 51777规定的)达到<0.2%的数值。
随后,通过确定非挥发物的比例(2.0±0.1g测试物,双份测定,10分钟,150℃;ENISO 3251)将活性物质含量调节至40%的水平。
(a2.7)的制备
将30g的Epomin SP-018(来自Nippon Shokubai)加热至80℃。历时2小时滴加70g丙烯酸2-乙基己酯,之后使反应继续进行6小时。
所得产物具有100%的活性物质浓度。
(a2.8)的制备
将65g合成树脂SMA 2000(苯乙烯-马来酸酐共聚物,187mmol酸酐基团,来自CrayValley)稀释在100g甲氧基乙酸丙酯中,并与105g Jeffamin M2070(胺封端的EO/PO聚醚,来自Huntsman)和10.2g N,N-二甲基氨基丙胺的混合物缓慢混合,并在170℃加热4小时。在此期间,蒸馏除去存在的甲氧基乙酸丙酯。然后在70℃添加8.9g苄基氯,并使物料反应8小时。
将所得产物与甲氧基乙酸丙酯和丁二醇的混合物(重量比1:1)混合,直至活性物质含量为40%。
(a2.9)的制备
将65g合成树脂SMA 2000(苯乙烯-马来酸酐共聚物,187mmol酸酐基团,来自CrayValley)稀释在100g甲氧基乙酸丙酯中,并与105g Jeffamin M2070(胺封端的EO/PO聚醚,来自Huntsman)和10.2g N,N-二甲基氨基丙胺的混合物缓慢混合,并在170℃加热4小时。在此期间,蒸馏除去存在的甲氧基乙酸丙酯。
将所得产物与甲氧基乙酸丙酯和丁二醇的混合物(重量比1:1)混合,直至活性物质含量为40%。
(a2.10)的制备
前体A
在反应容器中装入205g四氢呋喃,并添加0.11ml的1M 3-氯代苯甲酸四丁基铵的乙腈溶液和1.94g的1-甲氧基-1-三甲基硅烷氧基-2-甲基丙烷。将反应混合物冷却至-10℃。在历时40分钟添加由39.6g甲基丙烯酸2-乙基己酯、20g甲基丙烯酸甲酯和2.84g甲基丙烯酸丁酯组成的混合物的同时,历时1小时添加0.22ml的1M 3-氯代苯甲酸四丁基铵的乙腈溶液在5ml四氢呋喃中的稀释液。反应温度没有一刻超过25℃。
然后,用10分钟的时间滴加20.9g甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯,同时用10分钟的时间再计量加入0.11ml的1M 3-氯代苯甲酸四丁基铵的乙腈溶液。
在于室温(23℃)再搅拌3小时后,添加5ml甲醇。
前体B
将87g聚醚(丁醇起始的PO聚醚,Mw为约700Da)加热至60℃。缓慢滴加13g多磷酸。将反应混合物搅拌6小时,直至烧瓶中的酸值(DIN EN ISO 2114规定的酸值)不再增加。
由前体A和B合成化合物
将120g前体A与50g聚醚(甲醇起始的EO聚醚,Mw为约350)混合,并在减压下蒸馏除去存在的溶剂。然后将剩余的物料加热至60℃,添加14g前体B,并在此温度下搅拌混合物8小时。
所获得的产物具有50%的活性物质浓度。
(a2.11)的制备
将15.2g的α-甲基苯乙烯二聚体引入120g的甲氧基乙酸丙酯,并加热至120℃。历时60分钟同时计量加入100g甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和1.5g AlBN在10g甲氧基乙酸丙酯中的溶液,其后使反应继续进行30分钟。
然后,用150分钟的时间,向37.2g AlBN在240g甲氧基乙酸丙酯中的溶液中计量加入60g甲基丙烯酸甲酯、20g甲基丙烯酸2-乙基己酯、50g丙烯酸2-乙基己酯和230g丙烯酸丁酯的混合物,其后使反应继续进行30分钟。
然后,用60分钟的时间,同时计量加入100g甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和1.2gAlBN在10g甲氧基乙酸丙酯中的溶液,其后使反应继续进行30分钟。
用15分钟的时间另外添加0.4g AlBN在5g甲氧基乙酸丙酯中的溶液,之后,使反应继续进行60分钟。
所得的产物具有60%的活性物质含量。
(a2.12)的制备
前体A
将15g妥尔油脂肪酸(酸值:186mg KOH/g物质)和10g聚乙二醇200一起在200℃缓慢加热,直至不能再收集到形成的水。施加减压(在大气压下开始,缓慢降低至60mbar)2小时。然后添加4g马来酸酐。使反应在200℃进行1小时。
前体B
将17g妥尔油脂肪酸(酸值:186mg KOH/g物质)和3.0g二亚乙基三胺组合并在170℃加热4小时。蒸馏除去反应产生的水,然后在减压(60mbar)下再搅拌2小时。
然后添加2g水并在95℃搅拌混合物30分钟,直至不能再探测到叔氮含量(参见方法的说明)。然后再次施加减压(60mbar),蒸馏除去过量的水,直至Karl-Fischer水含量(DIN 51777规定的)达到<0.4%的数值。
由前体A和B合成化合物
将25g前体A和20g前体B与45g的Isopar G(氢化C10-C12异烷烃,<2%芳香族含量)在80℃一起均匀地搅拌1小时。
所得的产物具有50%的活性物质含量。
(a2.13)的制备
前体A
将88g的Lutensol AO11(脂肪醇起始的EO聚醚,来自BASF SE)与0.05g碳酸钾混合,并加热至100℃。然后添加12g马来酸酐,并在此温度下搅拌混合物3小时。
前体B
将270g甲氧基乙酸丙酯和18gα-甲基苯乙烯加热至120℃。用2小时的时间同时计量加入300g甲基丙烯酸丁酯和7.2g AlBN在40.8g甲氧基乙酸丙酯中的溶液。在进一步反应30分钟后,用1小时的时间同时计量加入163g甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯和1.43gAlBN在8.2g甲氧基乙酸丙酯中的溶液。在进一步反应30分钟后,用15分钟的时间计量加入1.4g AlBN在8g甲氧基乙酸丙酯中的溶液,并将混合物再搅拌1小时。
由前体A和B合成化合物
将40g前体B、20g前体A和13.3g甲氧基乙酸丙酯在120℃一起搅拌5小时。
所得的产物具有60%的活性物质含量。
(a2.14的制备)
前体A
将100g二羟甲基丙酸(来自Perstorp)、255.26gε-己内酯和74.64gδ-戊内酯与二月桂酸二丁基锡(200ppm)混合,并在惰性气体下于170℃搅拌,直至非挥发物的比例(2.0±0.1g测试物,双份测定,10分钟,150℃;EN ISO 3251)超过98%的数值。
前体B
在氮气下导入435g的Desmodur T100(来自Bayer),并缓慢滴加1100g的干(KarlFischer水含量<0.1%)聚醚(丁醇起始的PO聚醚,Mw约1100Da),使得反应温度不超过60℃。在添加结束后,在60℃继续进行搅拌直至产物的NCO值在30分钟的时间内没有显示出明显变化。
然后,使用薄膜或短程蒸发器通过蒸馏除去剩余的过量Desmodur T100。
由前体A和B合成化合物
将1.2g的Epomin SP200(来自Nippon Shokubai)与59.0g前体A在氮气下一起加热至180℃。将物料在该温度下搅拌,直至酸值(DIN 53402规定的酸值)达到9.6mg KOH/g物质的数值。在反应过程中,在所选择的反应温度下蒸馏出反应形成的水,并在水分离器中收集。然后,测定所得产物的羟基值(DIN/ISO 4629规定的),并通过添加前体B并在氮气下搅拌4小时而使50%的羟基在60℃的温度下反应。随后将所获得的产物在苄醇中稀释至80%,以进一步使用。
组分(b1)
(b1.1)的制备
将881g的酸值为191mg KOH/g物质且三聚体脂肪酸比例>75重量%(在各情况中基于混合物的总重)的聚合物脂肪酸的混合物(Pripol 1040,来自Croda)与438g三亚乙基四胺(CAS号:112-24-3)和400ml溶剂石脑油(芳香烃级分,沸点范围150℃~210℃)混合,并加热至150℃,直至出现的馏出液流明显消退。随后在190℃加热6小时,并施加减压(约500mbar),直至已经分离出总共108g的水。
将所得的产物与苄醇混合,直至所得的非挥发物的比例(2.0±0.1g测试物,双份测定,20分钟,150℃;EN ISO 3251)为70重量%~75重量%。
(b1.2)的制备
将400g的Lupasol P(聚乙烯亚胺,来自BASF SE,50%形式)与600g苄醇混合,然后通过在100℃在减压(将气压从大气压缓慢降至30mbar)下蒸馏移除水,直至不再获得馏出液。然后,在惰性气体气氛下,添加200g妥尔油脂肪酸(酸值:186mg KOH/g物质),并使物料在140℃反应3小时。
得到活性物质含量为40%的淡黄色产物。
(b1.3)的制备
根据专利说明书DE3706860A1,合成其中提及的实施例8。与其中的工序区别的是,稀释并不是在环己酮中稀释至50%,而是在溶剂石脑油(芳香烃级分,沸点范围150℃~210℃)中稀释至50%。
(b1.4)的制备
将800g的Lupasol P(聚乙烯亚胺,来自BASF SE,50%形式)与400g苄醇混合,然后通过在100℃在减压(将气压从大气压缓慢降至30mbar)下蒸馏移除水,直至不再获得馏出液。然后,在惰性气体气氛下,添加200g妥尔油脂肪酸(酸值:186mg KOH/g物质),并使物料在140℃反应3小时。
得到活性物质含量为60%的淡黄色产物。
(b1.5)的制备
将600g的Lupasol P(聚乙烯亚胺,来自BASF SE,50%形式)与300g苄醇混合,然后通过在100℃在减压(从大气压缓慢将气压降低至30mbar)下蒸馏移除水,直至不再获得馏出液。然后,在惰性气体气氛下,添加120g妥尔油脂肪酸(酸值:186mg KOH/g物质),并使物料在140℃反应3小时。
得到活性物质含量为58%的淡黄色产物。
以下的组分(b1.x)是市售的:
组分(b1.6)
Lupasol P,聚乙烯亚胺,来自BASF SE,Mw为约750 000Da(活性物质含量:50重量%)
组分(b1.7)
Tween 20,聚氧乙烯(20)-山梨聚糖单月桂酸酯
组分(b1.8)
三亚乙基四胺
组分(b1.9)
异佛尔酮二胺,异构体混合物
组分(b1.10)
二甘醇胺
组分(b1.11)
Jeffamine T-403,聚醚胺,来自Huntsman
应用例
以下描述了本发明的双组分体系的制备,如下所述,该体系在各个情况中由两种基础组分通过混合获得。除非另外指出,不仅市售品,而且无机增稠剂(a1.x)、润湿分散剂(a2.x)与组分(b1.x)都以市售品或合成产物的形式使用。因此,其量(g)指的是相应的市售品和合成产物,包括存在的任何溶剂和/或由于制备过程而存在且未被除去的任何助剂。
应用例中使用的市售品清单:
Palatal P 4:基于邻苯二甲酸和标准二醇的不饱和聚酯树脂,溶解在苯乙烯中,来自DSM。
Palatal A 400:基于间苯二甲酸和标准二醇的不饱和聚酯树脂,溶解在苯乙烯中,来自DSM。
Palatal A 410:基于间苯二甲酸和新戊二醇的不饱和聚酯树脂,溶解在苯乙烯中,来自DSM。
COR 61-219-655:基于DCPD的不饱和聚酯树脂,溶解在苯乙烯中,来自Interplastic。
MEKP ButanoxR M 50:基于过氧化甲乙酮(MEKP)的固化剂,溶解在邻苯二甲酸二甲酯中,来自Akzo Nobel。
加速剂NL-51P:基于2-乙基己酸钴(II)的加速剂,在液体混合物中的浓度为6%,来自Akzo Nobel。
加速剂NL-49P:基于2-乙基己酸钴(II)的加速剂,在液体混合物中的浓度为1%,来自Akzo Nobel。
-A 555:含聚合物的脱气剂,来自BYK-Chemie GmbH。
Apyral 1E:矿物阻燃剂,来自Nabaltec AG。
TiO2糊剂(50重量%TiO2):50%TiO2(RKB2,来自Tronox),在Palatal A400中(分散条件:溶解器,20分钟,5000rpm)。
具有不饱和聚酯的体系
各个基础组分SK.PA、SK.PC、SK.PE、SK.PG、SK.PI和SK.PK的制备
按照表1~15中所示的量将基础组分SK.PA、SK.PC、SK.PE、SK.PG、SK.PI和SK.PK的各个成分混合,同时使用具有齿状盘的Pendraulik TD 100溶解器以2m/s~5m/s在室温(23℃)下搅拌,然后以5m/s均化搅拌1分钟、以10m/s均化搅拌1分钟、并以15m/s均化搅拌1分钟。然后在室温(23℃)下测量这些体系的粘度。
通过组合基础组分SK.PA和SK.PB、SK.PC和SK.PD、SK.PE和SK.PF、SK.PG和SK.PH、 SK.PI和SK.PJ以及SK.PK和SK.PL来制备中间体
将基础组分SK.PB、SK.PD、SK.PF、SK.PH、SK.PJ和SK.PL添剂至相应的基础组分SK.PA、SK.PC、SK.PE、SK.PG、SK.PI和SK.PK中,并使用具有齿状盘的Pendraulik TD 100溶解器以5m/s均化1分钟。在2分钟之后测量粘度。
表1(量,g)
表2(量,g)
1=(a2.1);2=(a2.7);*=(b1.7);**=(b1.3);***=(b1.1);****=(b1.2)
表3(量,g)
*=(b1.1);**=(b1.7);***=(b1.3)
表4(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.1);***=(b1.2);****=(b1.7);*****=(b1.10)
表5(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.1);***=(b1.2);****=(b1.7);*****=(b.10)
表6(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.1);***=(b1.2);****=(b1.7);*****=(b1.10)
表7(量,g)
表8(量,g)
表9(量,g)
1=(a2.7);2=(a2.1);3=(a2.9);
表10(量,g)
1=(a2.7);2=(a2.9);3=(a2.1);*=(b1.10);**=(b1.2);***=(b1.4)
表11(量,g)
*=(b1.1);**=(b1.2)
表12(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.1);***=(b1.2)
表13(量,g)
表14(量,g)
表15(量,g)
表16
*帕斯卡-秒;**以5s-1的剪切速率测量粘度;1相对于SK.PA;2相对于SK.PC;3相对于SK.PE;4相对于SK.PG;5相对于SK.PI;6相对于SK.PK;基础组分SK.PC(具有a2.x)在与SK.PC混合之前于室温(23℃)下储存了1周
在比较例VP1中,未使用化合物(a2)和(b1)而制备了基础组分SK.PA和SK.PB。发现触变后的基础组分SK.PA的粘度非常高,并且当添加固化剂(基础组分SK.PB)时,粘度不再变化,直至体系被固化。
在比较例VP2中,未使用润湿分散剂(a2)而制备了基础组分SK.PA,并使用1.0g聚合物(b1)(在此为(b1.7))制备了基础组分SK.PB。发现基础组分SK.PA的粘度非常高,并且添加聚合物(b1)也进一步提高了基础组分SK.PA和SK.PB的混合物的粘度。
在本发明的实施例P1~P50中,由表2~11列出的成分、按照表中所示各情况中的量制备了不同的双组分体系。
总体而言,通过添加相应的润湿分散剂(a2.x),触变后的基础组分的粘度显著降低。这使得加工容易,也使得基础组分非常容易混合。
在示例性基础上可以强调的实例是五个系列,P21~P25。通过使用润湿分散剂a2.9,对于所有实施例,基础组分SK.PC的粘度都显著降低了86%。根据粘度增加性化合物的结构,组分(b1)的添加导致迥然不同的结果:使用OH官能化合物TWEEN 20(b1.7,此处在实施例P24中)和b1.3(实施例21)获得了相对最小的粘度增加效果。虽然已经相当可观,但是通过使用含胺化合物可以进一步扩大这些粘度增加的成功。使用化合物b1.1(实施例P22)和b1.10(二甘醇胺,实施例P25)同样显著提高了两种基础组分的混合物的粘度,当在实施例P23中使用化合物b1.2时,粘度增加甚至更高。这些结果可归因于对增稠剂表面具有亲和性的结构要素的品质差异。作为对增稠剂表面具有亲和性的结构要素而存在的理想适合的官能团的数量越大,且这些基团越理想(即越均匀)地分布在化合物b1.x的结构上,作为增粘化合物的适用性就越大。
不具有不饱和聚酯成分的(a1.x)(a2.x)-(b1.x)组合
以下描述了用于选择具有潜在适用性的(a1.x)(a2.x)-(b1.x)组合的简单的“初步”测试。针对此测试,将(a1.x)和(a2.x)引入溶剂中,然后并入纯态或溶液态的(b1.x)。增稠效应由粘度的增加来确定。
无粘合剂测试体系的制备
使用具有齿状盘的Pendraulik TD 100溶解器以2m/s将溶剂(PMA=甲氧基乙酸丙酯、苄醇、苯乙烯或水)和无机增稠剂(a1.x)(其量参见下表)混合,然后通过以5m/s再搅拌1分钟、以10m/s再搅拌1分钟、并以15m/s再搅拌1分钟来进行均化。然后,添加润湿分散剂(a2.x)(其量参见下表),并以10m/s进行均化1分钟。在冷却至室温(23℃)后,分别测量体系SK.MA、SK.MC、SK.ME、SK.MG和SK.MI的粘度。其后,分别添加包含组分(b1.x)的组分SK.MB、SK.MD、SK.MF、SK.MH和SK.MJ。随后,以5m/s均化1分钟,并在2分钟后测量粘度(并入(b1.x)后的粘度)。
表17(量,g)
表18(量,g)
1=(a2.1);2=(a2.4);*=(b1.1);**=(b1.2);***=(b1.3)
表19(量,g)
*=(b1.1);**=(b1.2)
表20(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.1);***=(b1.2)
表21(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.1);***=(b1.2)
表22(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.1);***=(b1.2)
表23(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.1);***=(b1.2)
表24(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.1);***=(b1.2)
表25(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.1);***=(b1.2)
表26(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.7);***=(b1.10)
表27(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.7);***=(b1.10)
表28(量,g)
*=(b1.3);**=(b1.7);***=(b1.10)
表29(量,g)
表30
*帕斯卡-秒;1相对于SK.MA;2相对于SK.MC;3相对于SK.ME;4相对于SK.MG;5相对于SK.MI
对于UP系统,特别有意义的是的三个系列M26~M28,M29~M31和M32~M34的实施例,因为它们分别通过不同的含苯乙烯的(a1.5)/(a2.x)组合(模式1)和通过组分(b1.3)、(b1.7)和(b.10)(模式2)来实施。在这三个实验系列的每一个中,组分(b1.10)给出最佳的增粘效应,而组分(b1.7)是最差的。二甘醇胺(=b1.10)在此具有最高比例的对增稠剂表面具有亲和力的结构要素,包括氨基和羟基,而TWEEN 20(=b1.7)仅具有羟基作为对增稠剂表面具有亲和力的结构要素,其比例低得多。
对于实施例M29~M31,根据本发明记录了最强的效果,其具有润湿分散剂(a2.3),在苯乙烯系统中比较,在分散剂(a2.12)、(a2.3)和(a2.9)中,(a2.3)具有最低比例的对增稠剂表面具有亲和力的结构要素。

Claims (17)

1.双组分或多组分体系,所述体系包含:
至少一种聚酯组分1,所述聚酯组分1包含:
i.至少一种不饱和聚酯,
ii.至少一种烯属不饱和单体,
iii.至少一种无机增稠剂(a1),和
iv.至少一种润湿分散剂(a2),其抑制所述无机增稠剂(a1)的增稠效果;
至少一种引发剂组分2,所述引发剂组分2包含:
i.至少一种组分(b1),其能够至少部分地消除对所述无机增稠剂(a1)的增稠效果的抑制作用,和
ii.至少一种引发剂,其能够引发所述聚酯组分1的成分i和ii的聚合;并且
所述润湿分散剂(a2)对所述聚酯组分1的成分i和ii无反应性。
2.如权利要求1所述的双组分或多组分体系,所述无机增稠剂(a1)选自由层状硅酸盐、沉淀二氧化硅和气相法二氧化硅组成的组。
3.如权利要求1或2所述的双组分或多组分体系,所述无机增稠剂(a1)是非有机改性的气相法二氧化硅或疏水化改性的气相法二氧化硅。
4.如权利要求1或2所述的双组分或多组分体系,所述无机增稠剂(a1)是用烷基季铵盐进行过表面处理的层状硅酸盐混合物,并且包含占所述层状硅酸盐混合物的50重量%~95重量%的粘土矿物和占所述层状硅酸盐混合物的小于50重量%的至少一种蒙脱石,所述粘土矿物选自由海泡石和坡缕石或其混合物组成的组。
5.如权利要求1~4中任一项所述的双组分或多组分体系,所述聚酯组分1的不饱和聚酯能够通过以下两组物质之间的反应获得:
选自包含马来酸、富马酸、中康酸、柠康酸和衣康酸及其酸酐的组的至少一种不饱和二羧酸,并且可选地使用选自脂肪族二羧酸、脂环族二羧酸和芳香族二羧酸的至少一种其它二羧酸;
选自包含1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、新戊二醇、2-甲基-2-乙基丙-1,3-二醇、氢化双酚A和烷氧基化双酚的组的至少一种二醇,以及可选的选自包含甘油的一烯丙基醚和二烯丙基醚、三羟甲基丙烷的一烯丙基醚和二烯丙基醚、以及季戊四醇的二烯丙基醚和三烯丙基醚的组的醇。
6.如权利要求1~5中任一项所述的双组分或多组分体系,所述聚酯组分1包含至少一种选自以下组的物质作为烯属不饱和单体:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯和磷酸三烯丙酯。
7.如权利要求1~6中任一项所述的双组分或多组分体系,所述聚酯组分1还包含
v.至少一种加速剂,其选自由重金属盐或芳香族叔胺组成的组。
8.如权利要求1~7中任一项所述的双组分或多组分体系,所述引发剂组分2包含选自由氢过氧化物、过氧化物和光引发剂组成的组的引发剂作为引发剂,并且在氢过氧化物和过氧化物的情况下,所述聚酯组分1中存在权利要求6所述的加速剂。
9.如权利要求1~8中任一项所述的双组分或多组分体系,所述润湿分散剂(a2)和所述组分(b1)被选择为使它们包含选自以下组的一种或多种下述官能团:
第1组:其组成如下:
-咪唑基,结构要素为N-C=N,
-氨基,对于叔胺而言结构要素为N,对于仲胺而言结构要素为NH,而对于伯胺而言结构要素为NH2,和
-铵基团,对于叔胺的铵盐而言结构要素为NH+X-,对于仲胺的铵盐而言结构要素为NH2 +X-,对于伯胺的铵盐而言结构要素为NH3 +X-,各情况中的X-为酸的阴离子;
和/或
第2组:其组成如下:
-羟基,结构要素为OH,
-脲基团,对于伯胺的脲而言结构要素为HNC(O)CNH,对于仲胺的脲而言结构要素为NC(O)CN;
-酰胺基,对于仲胺的酰胺而言结构要素为C(O)N,对于伯胺的酰胺而言结构要素为C(O)NH,而对于氨的酰胺而言结构要素为C(O)NH2
-羧酸基团,结构要素为COOH,和
-有机磷酸酯基团,结构要素为OP(O)(OH)2
并且
(A)所述润湿分散剂(a2)中的选自第1组和第2组的官能团的结构要素基于所述润湿分散剂(a2)的重量的重量百分比低于所述组分(b1)中的选自第1组和第2组的官能团的结构要素基于所述组分(b1)的重量的重量百分比;和/或
(B)所述组分(b1)所含的选自第1组的官能团的结构要素基于所述组分(b1)的重量的重量百分比高于所述润湿分散剂(a2)中的选自第1组的官能团的结构要素基于所述润湿分散剂(a2)的重量的重量百分比。
10.如权利要求9所述的双组分或多组分体系,
(A)选自第1组和第2组的官能团的结构要素基于所述润湿分散剂(a2)的重量的重量百分比小于11重量%,并且
选自第1组和第2组的官能团的结构要素基于所述组分(b1)的重量的重量百分比大于或等于11重量%。
11.如权利要求9或10所述的双组分或多组分体系,所述润湿分散剂(a2)和组分(b1)之间的结构要素的重量百分比之差为至少2重量%。
12.如权利要求1~11中任一项所述的双组分或多组分体系,润湿分散剂(a1)与组分(b1)的重量比为15:1~1:5。
13.如权利要求1~12中任一项所述的双组分或多组分体系,所述润湿分散剂(a2)与所述无机增稠剂(a1)的表面可逆地结合。
14.如权利要求1~13中任一项所述的双组分或多组分体系,所述聚合物(b1)能够至少部分地替代(a2)而与所述无机增稠剂(a1)的表面结合。
15.如权利要求1~14中任一项所述的双组分或多组分体系,所述体系是粘合剂、密封剂、涂布材料或模塑复合物。
16.涂布有权利要求1~15中任一项所述的双组分或多组分体系的基体。
17.至少一种无机增稠剂(a1)和至少一种润湿分散剂(a2)在赋予制剂潜在增稠效果中的应用,所述制剂包含至少一种不饱和聚酯,所述润湿分散剂(a2)在所述制剂中抑制所述无机增稠剂(a1)的增稠效果。
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