CN110248992A - 粉末颗粒状二酰胺-聚烯烃蜡混合物 - Google Patents

粉末颗粒状二酰胺-聚烯烃蜡混合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包含一种或多种二酰胺(A)和一种或多种聚烯烃蜡(B)的二酰胺‑聚烯烃蜡混合物,其中该一种或多种二酰胺(A)具有式X1‑CO‑NH‑Y‑NH‑CO‑X2的结构,其中X1和X2相同或不同并且是直链或支链的,饱和或不饱和的,任选取代的具有3‑29个碳原子的烃基,Y是选自下组的二价有机基团:具有2至26个碳原子的脂族基团,具有6至24个碳原子的芳族基团或具有7至24个碳原子的芳脂族基团,和Y任选地包含仲或叔氨基,并且该一种或多种聚烯烃蜡(B)带有一个或多个羧基并且具有3至50的酸值,并且是至少一种烯键式不饱和烯烃单体的均聚物或共聚物。该混合物包含相对于二酰胺‑聚烯烃蜡混合物的总重量为20重量%至小于40重量%的一种或多种二酰胺(A),相对于二酰胺‑聚烯烃蜡混合物的总重量高于60重量%至80重量%的一种或多种聚烯烃蜡(B),其特征在于二酰胺‑聚烯烃蜡混合物在25℃下是具有确定的粒度分布的颗粒状固体,并且颗粒包含二酰胺(A)和聚烯烃蜡(B)。本发明还涉及上述二酰胺‑聚烯烃蜡混合物的制备,其在液体组合物中的用途,特别是作为流变控制剂,包含所述添加剂的相应组合物,以及包含二酰胺‑聚烯烃蜡混合物的流变控制剂。

Description

粉末颗粒状二酰胺-聚烯烃蜡混合物
本发明涉及二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其在室温(此处为23℃)下呈粉末形式,及其制备方法和作为流变控制剂的用途。
现有技术
酰胺,尤其是二羟基硬脂酰胺是本身已知的化合物,其可用作液体制剂中的流变控制剂,尤其是用于制备热固性材料的涂料和液体树脂制剂。它们通常既用于构建较高的膜厚度,又用于改善因此添加的液体制剂的抗沉降特性。
同样已知这种酰胺与其它组分,例如氧化聚乙烯蜡组合,可用作流变控制剂。
随着液体制剂的相应添加,实践中出现的问题是,虽然使用相应的流变控制剂可以积极地影响流变性能,但是所应用的制剂或固化涂料或由其生产的交联热固性材料的其他相关性能受到负面影响。这些性能尤其包括泛黄倾向,光泽度,粘合性能,尤其是层间粘合性和表面张力,特别是与可涂布性或重涂性有关的性能。
US 3,937,678描述了非水液体体系,其包含细碎的固体并具有改善的流变性能。这些体系首先包含伯胺或仲胺的酰胺和含有氢化蓖麻油脂肪酸的羧酸混合物,其次包含可乳化的聚乙烯蜡。US 3,937,678的实验部分主要使用单独制备的和/或单独微粉化的酰胺组分和聚乙烯蜡组分的液体混合物,但也是不太优选的固体混合物。这些单独获得的成分可以物理预混合或分别添加到目标体系中。将单一固体颗粒形式的两种组分联合在US 3,937,678的一般部分中是有限的,对于共晶组合物,换言之,存在于共晶点的共晶组合物是不太优选的。
JP 5756372描述了粉末形式的防流淌剂,其由二酰胺和含羧基的聚烯烃蜡获得。JP 5756372中根据本发明的最小二酰胺分数为40重量%,基于防流淌剂的总重量,因为否则将不能确保防流淌性能。不论JP 5756372中公开的发明强制性地从防流淌剂中40重量%的最小二酰胺含量开始的事实,粉末形式的防流淌剂的制备一方面仅来自30重量份的基于六亚甲基二胺和氢化蓖麻油脂肪酸之间的反应产物的二酰胺和另一方面70重量份的氧化聚乙烯是不成功的(JP 5756372中的比较例15)。显然,不可能粉碎其中获得的产品。从JP5756372来看,这在多大程度上是由于熔体制备中的误差或随后用其他未指明的研磨装置进行粉碎的尝试是不明显的。
因此,本发明的一个目的是提供一种二酰胺-聚烯烃蜡混合物,它作为流变控制剂在添加的液体制剂中具有良好的流变性能,更特别地用作防流淌剂和抗沉降剂,同时,不会对所述制剂或由其制备的固化产物的上述其他性能产生不利影响。
更特别地,希望使用二酰胺-聚烯烃蜡混合物和固化制备的制剂的光学性能,例如降低的变黄倾向和良好的光泽,存在或至少不会受到不利影响。同样,由包含本发明的二酰胺-聚烯烃蜡混合物的涂料组成的固化涂层的粘合性能,特别是层间粘合性和表面张力不会受到不利影响,或甚至会得到改善。就固化涂层的可涂布性或再涂性而言尤其如此。
令人惊奇地发现,通过提供包含以下物质的二酰胺-聚烯烃蜡混合物或由以下物质组成的二酰胺-聚烯烃蜡混合物已经实现了该目的:
(A)一种或多种具有式(I)结构的二酰胺
X1-CO-NH-Y-NH-CO-X2(I)
其中
X1和X2相同或不同并且是直链或支链的,饱和或不饱和的,任选取代的具有3至29,优选5至23,更优选7至19个碳原子的烃基,和基团X1和X2中的至少一个带有至少一个羟基,优选1或2个羟基,更优选恰好一个羟基,X1和/或X2任选地包含一个或多个酮基;
Y是选自具有2至26个碳原子的脂族基团,具有6至24个碳原子的芳族基团或具有7至24个碳原子的芳脂族基团的二价有机基团,并且Y任选地包含仲或叔氨基,优选只有叔氨基;
(B)一种或多种含羧基的聚烯烃蜡(B),其酸值为3至50,优选5至40,更优选8至35,非常优选20至25mg KOH/g,更好是13至20mg KOH/g;和任选地
(C)选自以下(i)和(ii)的一种或多种物质
(i)一种或多种不属于(A)定义的二胺,
(ii)一种或多种无机盐,金属氧化物或半金属氧化物,
其中
基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,一种或多种二酰胺(A)的存在量为20重量%至小于40重量%,优选20至39重量%,更优选25至39重量%,非常优选大于30至39重量%,最优选31至39重量%,例如35至39重量%,
基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,一种或多种聚烯烃蜡(B)的存在量为大于60重量%至80重量%,优选61重量%至80重量%,更优选61重量%至75重量%,非常优选61重量%至70重量%,最优选61重量%至69重量%,例如61至65重量%,和
物质(C)的存在量为0至20重量%,优选0至15重量%,更优选0至10重量%,非常优选0至5重量%,例如1至3重量%,
特征在于:
(a)二胺-聚烯烃蜡混合物在25℃下是颗粒状固体,其粒度分布为5μm≤d90≤100μm,1μm≤d50≤50μm和0.1μm≤d10≤20μm,优选粒度分布为5μm≤d90≤50μm,1μm≤d50≤35μm和0.1μm≤d10≤15μm,更优选粒度分布为6μm≤d90≤25μm,2μm≤d50≤16μm和0.5μm≤d10≤9μm,最优选粒度分布为8μm≤d90≤18μm,4μm≤d50≤11μm和1μm≤d10≤4μm,根据ISO 13320:2009标准通过激光衍射技术干测量(使用来自Sympatec GmbH的带有RODOS干式分散装置的HELOS仪器),
(b)颗粒包含(A)和(B)和,如果(C)基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量以大于0重量%的量存在,(C),和
(c)基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,二酰胺(A)和(C)(i)的重量百分数之和小于40重量%,优选不大于39重量%,更优选不大于38重量%。
二酰胺(A)
二酰胺(A)可以优选通过二胺(II)
H2N-Y-NH2 (II)
与一元羧酸(IIIa)和(IIIb)的缩合反应制备
X1-COOH (IIIa)
X2-COOH (IIIb)。
作为一元羧酸(IIIa)和(IIIb)的替代,也可以使它们的反应性衍生物,优选酯(如甘油酯),酸酐或卤化物与胺反应形成二酰胺(A)。
式(II)和(IIIa)以及(IIIb)中包含的基团Y,X1和X2对应于式(I)中指定的基团。因此,本说明书中陈述的基团Y,X1和X2的所有优选实施方案同等地代表二酰胺(A)和用于合成的式(II),(IIIa)和(IIIb)的起始化合物的优选实施方案,无论它们是否结合式(I),(II),(IIIa)或(IIIb)提及。
二胺(II)优选为脂族,芳族或芳脂族伯二胺,术语“脂族”在本文中包括“脂环族”。
基团Y是二价有机基团,优选纯烃基团,换言之,仅由碳原子和氢原子组成的基团。基团Y的同样优选的实施方案是二价烃基,其除碳原子外还可含有叔氮原子(即,具有三个单个N-C键的氮原子)。
基团Y可以是饱和的或不饱和的;优选它是饱和的。
当基团Y是直链脂族烃基时,它们优选含有2至20,更优选2至16,非常优选2至12,更优选2至6或2至8个碳原子。
当基团Y是支链脂族烃基时,它们优选含有3至20,更优选3至16,非常优选3至12,更优选3至11或3至8个碳原子。
当基团Y是脂环族烃基时,它们优选含有3-18个,更优选4-15个,非常优选6-13个,更优选6-10个或6-8个碳原子。
当基团Y是芳族烃基时,它们优选含有6-18个,更优选4-15个,非常优选6-13个,更优选6-10个或6-8个碳原子。本文中称为芳族的基团Y是其中式(II)中的至少一个且优选两个NH2基团直接键合至芳环体系的那些。
当基团Y是芳脂族烃基时,这些基团优选含有7至18,更优选7至15,非常优选7至13,更优选7至10,至9或至8个碳原子。本文中称为芳脂族的基团Y是其中式(II)中的两个NH2基团与不属于芳环体系的碳原子键合,而基团Y包含芳族基团的那些。
直链脂族二胺(II)的实例是乙二胺,1,2-和1,3-丙二胺,1,4-丁二胺,1,5-戊二胺,1,6-六亚甲基二胺,1,8-八亚甲基二胺和1,12-十二亚甲基二胺;支链脂族二胺(II)的实例是1,3-二氨基新戊烷和2-丁基-2-乙基-1,5-戊二胺;脂环族二胺(II)的实例是1,2-,1,3-和1,4-二氨基环己烷,1,2-,1,3-和1,4-(氨基甲基)环己烷,4,4'-二氨基二环己基甲烷,3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷和异佛尔酮二胺;芳族二胺(II)的实例是4,4'-二氨基二苯基甲烷,而芳脂族二胺(II)是对-和间-苯二甲胺。
如上所述,脂族二胺(II)的基团还包括H2N-R-[NR'-R]n-NH2型二胺,其中R独立地是(C1-C18)-亚烷基,R'独立地是(C1-C4)-烷基,n为1-5的整数,例如,N,N'-双(3-氨基丙基)甲胺。
优选使用直链脂族或芳脂族二胺,更特别是乙二胺,1,4-丁二胺,1,6-六亚甲基二胺,1,8-八亚甲基二胺和苯二甲胺(更特别是间苯二甲胺)。纯脂族α,ω-二胺是特别优选的。
同样可以使用二胺的混合物。
二胺优选在缩合反应中与下面鉴定的一种或多种一元羧酸(IIIa)和(IIIb)反应,得到二酰胺(A)。
一元羧酸(IIIa)和(IIIb)优选为脂族,直链或支链,饱和或不饱和的一元羧酸。
式(IIIa)和(IIIb)中的优选X1和X2是直链或支链的饱和或不饱和烃基,其任选被一个或多个羟基取代并且具有3至29,优选5至23,更优选7至19个碳原子。
更优选地,式(IIIa)和(IIIb)中的X1和X2是直链饱和或不饱和烃基,其任选地被一个或多个羟基取代,优选1或2个羟基,更优选恰好一个羟基,并且具有3至29,优选5至23,更优选7至19个碳原子。独立于在两个基团X1和X2之一中强制存在至少一个羟基,X1和X2可以包含一个或多个酮基。当存在一个或多个酮基时,它或它们可以存在于携带至少一个羟基的相同基团中,或者如果存在不含羟基的基团,则酮基也可以存在于该基团中。
特别优选的是,基于所使用的全部一元羧酸,具有至少一个羟基的羧酸的分数为至少50摩尔%,优选至少70摩尔%,更优选至少80摩尔%,非常优选至少85%,理想地至少87或至少90摩尔%。
非常优选地,一元羧酸X1-COOH和X2-COOH是具有恰好一个羟基和6-24个碳原子的饱和直链一元羧酸,优选COOH基团和OH基团被5-17,更优选8-15,非常优选11至13个碳原子分开。
基团X1和X2可以相同或不同。
特别优选X1是CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)10基团,且X2是选自CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)10,C15H31,C17H35,C17H33,C9H19,C11H23,C7H15和C5H11的基团,其中更优选至少40摩尔%,非常优选至少60摩尔%,更优选至少70摩尔%,理想地至少80摩尔%,至少85摩尔%或更好仍然,至少90摩尔%的基团X2是CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)10基团。
优选的含有羟基的一元羧酸是ω-羟基己酸,12-羟基月桂酸,16-羟基十六烷酸,9-羟基硬脂酸,10-羟基硬脂酸,12-羟基硬脂酸,14-羟基二十二烷酸,蓖麻油脂肪酸和氢化蓖麻油脂酸。
特别优选的羟基官能羧酸是12-羟基硬脂酸和/或氢化蓖麻油脂肪酸。
优选的非羟基官能一元羧酸,其可与羟基官能一元羧酸组合使用,是棕榈酸,硬脂酸,油酸,癸酸,月桂酸,己酸,正辛酸,山嵛酸,和褐煤酸。
特别优选的非羟基官能的一元羧酸是硬脂酸和油酸。
二酰胺组分(A)通常在室温(23℃)下是固体。
基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,具有小于20重量%的二酰胺组分(A)的混合物不能再被充分良好地粉碎,更特别地转化成粉末形式,因此材料不再能够被带入适合最终用途的形式。
基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,总共40重量%或更多的二酰胺组分(A)加上任选包括的种类(C)(i)的混合物导致涂料性能受损例如,例如粘附性受损,增加泛黄倾向和更高的防滑性。
聚烯烃蜡(B)
如术语“蜡”中固有的,含有羧基的聚烯烃蜡(B)是在室温(23℃)下为固体的物质。
术语“烯烃”在本文中特别包括聚烯烃的典型烯烃,优选具有2至8个碳原子的烯烃,更优选具有2至6个碳原子的烯烃,并且非常优选具有2至4个碳原子的烯烃,更优选具有末端双键。在本发明的上下文中,优选的代表是乙烯,丙烯,1-丁烯和异丁烯。在本发明的上下文中特别优选的烯烃单体是乙烯和丙烯。
术语“聚烯烃”通常是指单种烯烃单体的均聚物(例如乙烯均聚物),或两种或更多种烯烃单体的共聚物(例如,包含乙烯,丙烯,1-丁烯和/或异丁烯或由乙烯,丙烯,1-丁烯和/或异丁烯组成的混合物的聚合物)。因此,聚烯烃包含一种或多种烯烃单体,因此是均聚物或共聚物。然而,另外,它们还可以包含一种或多种不同于烯烃单体的烯键式不饱和单体,更特别是带有羧酸基团的烯键式不饱和单体,其为共聚或接枝形式。当不同于烯烃单体并具有羧基或羧酸酐基团的烯键式不饱和单体用于共聚或接枝时,它们的用量使得含有羧基的聚烯烃蜡(B)具有3至50mg KOH/g的酸值,优选5至40,更优选8至35,非常优选10至25,特别优选13至20mg KOH/g。
含有羧基的本发明的聚烯烃蜡(B)优选满足根据Deutsche Gesellschaft fürFettwissenschaft[German Society for Fat Science;DGF](DGF-Einheitsmethode[标准方法]M-11(75))的蜡的定义。因此,在20℃下蜡可以捏合并且坚固到脆硬;它们具有粗到细的晶体结构,就颜色而言,半透明到不透明但不是玻璃状,在40℃以上的温度下熔化而不分解,少许高于熔点时稍微为液体(低粘度),具有高度依赖温度的稠度和溶解度,可在温和的压力下抛光。
含有羧基的聚烯烃蜡(B)优选根据以下三种不同方法之一获得:
1.通过氧化非极性聚烯烃蜡,尤其是非极性聚乙烯蜡(熔融氧化),或通过聚烯烃塑料(例如聚乙烯塑料)的氧化降解;
2.通过烯烃,特别是乙烯和/或丙烯与含羧基的单体如丙烯酸的聚合,优选自由基聚合,更优选自由基高压聚合;或
3.通过将含羧基的不饱和单体如马来酸酐自由基接枝到例如非极性聚烯烃蜡上,例如特别是聚乙烯蜡和/或聚丙烯蜡。
因此,优选的含有羧基的聚烯烃蜡(B)是(a)通过氧化,特别是熔融氧化聚烯烃蜡,优选非极性聚烯烃蜡,(b)通过聚烯烃塑料的氧化降解,(c)通过烯烃与含羧基或含羧酸酐的烯键式不饱和单体的聚合,优选自由基聚合,更优选自由基高压聚合,或(d)通过含羧基或含羧酸酐基团的烯键式不饱和单体接枝,特别是自由基接枝到聚烯烃蜡,优选非极性聚烯烃蜡上获得的那些。
含有羧基的聚烯烃蜡(B)优选是至少一种烯烃单体,优选α-烯烃的均聚物或共聚物。
聚烯烃蜡(B)优选选自氧化聚乙烯蜡,氧化聚丙烯蜡,氧化聚(乙烯-共-丙烯)蜡,和-与上述共聚物不同-氧化乙烯-α-烯烃共聚物,乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物,和乙烯和/或丙烯的聚合物,其已经例如与马来酸酐接枝(即,转化成水解形式,因此带有游离的COOH基团)。对于接枝,当然也可以使用其它烯键式不饱和酸如丙烯酸。当然,对于所有聚烯烃蜡(B),必须满足关于聚烯烃蜡(B)的酸值的上述特定条件。
含羧基的聚烯烃蜡(B)优选是乙烯均聚物或共聚物,其可通过仅乙烯的聚合或通过乙烯与至少一种另外的α-烯烃,优选丙烯的共聚合获得,其中乙烯的分数基于乙烯和其它α-烯烃的总质量优选为至少60重量%,更优选至少80重量%,并且其中乙烯均聚物或共聚物优选通过含氧官能团的氧化程序提供,更特别地包括至少一个COOH基团。非常优选地,所讨论的聚合物是配有COOH基团的相应的乙烯均聚物。
聚烯烃蜡(B)优选具有
i.在23℃下0.85至1.05g/cm3,更优选为0.92至0.97g/cm3的密度,根据EN ISO1183-1:2012测定,
ii.85至145℃,优选90至130℃,更优选95至120℃,非常优选97至112℃的滴点,根据ASTM D-3954:94(2010)测定。
这些类型的产品可以例如以来自Honeywell的商品名AC 680,AC 629或AC 673P,作为来自Leuna Innospec的Viscowax 252和Viscowax 253,作为来自Deurex的DeurexEO40,作为来自Clariant的Licowax PED 521,Licowax PED 522或Licolub H 12,或作为来自Westlake的Epolene E 14获得。
任选的物质(C)
除组分(A)和(B)外,本发明的二酰胺-聚烯烃蜡混合物还可包含至多20重量%的一种或多种物质(C),其是与(A)和(B)不同的物质,并且选自以下(i)和(ii):
(i)一种或多种不属于(A)定义的二酰胺,和
(ii)一种或多种无机盐,金属氧化物或半金属氧化物。
存在的物质(C)(i)优选为具有式(II)结构的二酰胺
Z1-CO-NH-Y-NH-CO-Z2 (II)
其中
Z1和Z2不含羟基,相同或不同,并且是直链或支链的,饱和或不饱和的,任选取代的具有3至29,优选5至23,更优选7至19个碳原子的烃基,和基团Z1和Z2任选含有酮基,
Y是二价有机基团,其选自具有2至26个碳原子的脂族基团,具有6至24个碳原子的芳族基团或具有7至24个碳原子的芳脂族基团,并且Y任选地含有仲或叔氨基基团,优选仅叔氨基。
存在的物质(C)(ii)优选是那些通常用作微粉化助剂或自由流动助剂的无机盐,金属氧化物或半金属氧化物。它们优选选自二氧化硅,元素周期表第2主族的非放射性元素和铝的氧化物,氢氧化物,氧化物氢氧化物,碳酸盐,硫酸盐,磷酸盐和硅酸盐。元素周期表第2主族的优选元素是镁,钙,锶和钡;特别优选的是镁,钙和钡。合适的无机盐和金属氧化物的实例是碳酸钙,碳酸镁,碳酸钙镁(白云石),氧化镁,硫酸钡和磷酸钙。铝盐更特别地包括氧化铝,氢氧化铝和氢氧化铝氧化物。二氧化硅包括气相二氧化硅和沉淀二氧化硅,硅酸盐尤其包括硅铝酸盐或滑石。无论如何,所有无机盐,金属氧化物或半金属氧化物也可以包含元素周期表中的其它非放射性元素,尤其是来自第1主族的那些,例如优选锂,钠和钾,特别是与硅酸盐一起时。通常选择物质(C)(ii)使得它们相对于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的其他组分非常大且优选完全化学惰性。通常还选择物质(C)(ii)使得它们不吸收任何水分,并且更特别地不表现出吸湿行为或与水反应形成相对于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的其他成分不为惰性的物质。
物质(C)通常在室温(23℃)下为固体。
本发明混合物的物理特性和形式
根据权利要求的本发明的二酰胺-聚烯烃蜡混合物是在23℃下的粉末形式的固体。二酰胺-聚烯烃蜡混合物优选不含或基本不含有机溶剂。名称“基本上不含有机溶剂”优选表示本发明的二酰胺-聚烯烃蜡混合物中有机溶剂的量小于5重量%,更优选小于3重量%,非常优选小于1重量%,特别优选小于0.5重量%,基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量(包括溶剂含量)。
根据本发明,二酰胺-聚烯烃蜡混合物在25℃下是颗粒状固体,其粒度分布为5μm≤d90≤100μm,1μm≤d50≤50μm和0.1μm≤d10≤20μm。优选粒度分布为5μm≤d90≤50μm,1μm≤d50≤35μm和0.1μm≤d10≤15μm,更优选粒度分布为6μm≤d90≤25μm,2μm≤d50≤16μm和0.5μm≤d10≤9μm,理想情况下粒度分布为8μm≤d90≤18μm,4μm≤d50≤11μm和1μm≤d10≤4μm,在每种情况下通过激光衍射干测量(使用Sympatec GmbH的带有RODOS干分散装置的HELOS\BF仪器,使用Sympatec Windox 5.7.1.0软件并使用Fraunhofer理论)。上述体积直径d的名称d10,d50和d90分别表示颗粒的10%,50%和90%小于规定值。因此,值d50表示中值粒径。
如果超过100μm的d90,则混合物的流变活性下降,特别是目标体系中的活化时间增加,并且当目标体系为涂料时,存在增加的不希望的起块的形成。如果d10值低于0.1μm,则这与高水平的技术成本和复杂性相关联,这不仅对于预期应用而言通常是不经济的,而且在可管理性方面也带来缺点(具有细粉尘的操作)。
二酰胺-聚乙烯蜡混合物的制备方法
二酰胺组分(A),含羧基的聚烯烃组分(B)和(如果使用的话)物质(C)的混合优选在熔体中进行。这意味着组分(A),(B)和任选的(C)(i)在液态下均化,任选将物质(C)(ii)引入熔体中,然后冷却均化的熔体。熔体中的均化可以例如在搅拌槽中或在混合挤出机上进行。此后,通常首先将固化的熔体粗粉碎,然后通过合适的研磨操作转化成颗粒状产品,优选粉末形式的产品,其具有上面指定的粒度分布。在研磨操作中,特别优选使用具有分级的流化床对置喷射式研磨机。可能的替代研磨机是螺旋喷射磨机和带分级单元的转子冲击式研磨机。原则上也可以是低温研磨,或者使用与上述研磨机的研磨效率和研磨能力相当的其他研磨机。有利的是,研磨操作在惰性气体气氛如氮气气氛下或在贫空气气氛下进行。
贫空气是指包含空气的常规成分但具有较低氧含量和较高氮含量的气体混合物。因此,从技术上讲,优选通过混合空气和氮气来产生贫空气。
使用体系
本发明的流变控制剂由本发明的二酰胺-聚烯烃蜡混合物组成或包含本发明的二酰胺-聚烯烃蜡混合物,并且优选适用于液体体系的流变控制,更特别适用于含溶剂和无溶剂的制剂。
本发明还涉及本发明制剂用于液体组合物的流变控制的用途。该液体组合物优选为涂料,更特别是油漆或清漆,塑料制剂,颜料膏(例如效果颜料膏),密封剂制剂,化妆品,陶瓷制剂,粘合剂制剂,用于气体和油萃取的液体制剂,清洁产品,浇铸化合物,建筑材料制剂,润滑剂,抹涂化合物,用于生产电气元件和电路的液体制剂(在例如“印刷电子学”的背景下)“),用于储能介质(例如电池)的液体制剂,金属加工液,喷雾剂的形式(例如作为作物保护产品中的沉积助剂),印刷油墨或液体油墨-例如,喷墨油墨。
本发明最后涉及一种液体组合物,其采用涂料,塑料制剂,颜料膏(例如效果颜料膏),密封剂制剂,化妆品,陶瓷制剂,粘合剂制剂,用于气体和油萃取的液体制剂,用于生产电子元件和电路的液体制剂,用于储能介质的液体制剂,清洁产品,浇铸化合物,建筑材料制剂,润滑剂,抹涂化合物,蜡乳液,金属加工液,喷雾剂的形式,印刷油墨或液体油墨,并且基于制剂的总重量,其优选包含0.1至10重量%的本发明的流变控制剂。本发明优选涉及液体组合物(即制剂),其基于液体组合物的总重量包括0.2-5重量%,更优选0.4-3重量%的本发明流变控制剂。
在本文中特别优选的是使用本发明的制剂作为流变控制剂,用于油漆和清漆,印刷油墨,液体油墨(例如喷墨油墨),塑料制剂,化妆品制剂,清洁产品,建筑材料制剂,金属加工液,润滑剂,润滑脂和/或粘合剂,以及用于萃取天然气和石油的制剂的流变控制。
油漆和清漆,印刷油墨和液体油墨,尤其是喷墨油墨,优选是含溶剂和无溶剂的油漆和清漆,印刷油墨和液体油墨,尤其是喷墨油墨。油漆和清漆可用于各种领域,包括汽车油漆,建筑油漆,保护涂料,包括用于船舶和桥梁涂料的那些,罐头漆和卷材涂料,木材和家具清漆,工业涂料,塑料涂料用涂料,电缆瓷漆,食品和种子涂料用涂料,以及例如液晶显示器中用于滤色器的所谓彩色抗蚀剂。特别有利的是本发明的二酰胺-聚烯烃蜡混合物在防腐涂料组合物中的用途,所述防腐涂料组合物特别用于制备防腐蚀涂料。所用的涂料部分还包括糊状材料,其通常具有非常高的固体分数和低比例的液体组分,例如称为颜料糊或基于细碎金属颗粒或金属粉末的糊剂的那些,例如,例如基于银,铜,锌,铝,青铜和黄铜(其用作例如金属效果颜料)的那些;这里也可以使用珠光颜料和干涉颜料。
在塑料制剂的情况下,所讨论的那些可以是用于生产塑料材料的(液体)起始材料,其优选通过化学交联程序(“固化”以形成热固性材料)反应。优选的塑料制剂是不饱和聚酯树脂,乙烯基酯树脂,丙烯酸酯树脂,环氧树脂,聚氨酯树脂,甲醛树脂(如三聚氰胺-甲醛或脲-甲醛)。这些制剂可以在各种不同条件下固化,例如在室温(冷固化体系)或升高的温度(热固化体系)下,任选地还施加压力(“闭模”应用,片材模塑料或块状模塑料)。塑料制剂还包括PVC增塑溶胶。
化妆品制剂可以是多种的,优选非水性的液体组合物,其用于个人护理领域或医疗保健领域,包括例如乳液,乳膏,糊剂,泡沫,凝胶或凝胶制剂中的药物,洗发剂,液体肥皂,指甲油,口红和头发着色剂。
在喷雾剂(作为沉积助剂)的情况下使用本发明的流变控制剂的主要目的是漂移减少或漂移避免,优选在非水性喷雾剂中。
在金属加工液的情况下,所述体系可以是含溶剂和无溶剂的体系。其实例是切削液,钻井液(用于金属加工),脱模剂(例如,用于铝压铸和铸造应用),铸造清洗(铸造涂层)和用于金属表面处理的流体(例如,表面加工,表面清洁和镀锌)。
在润滑剂的情况下,所讨论的材料-优选含溶剂和无溶剂-是用于润滑的材料,换句话说,其用于减少摩擦和磨损,并且还用于传递力,冷却,阻尼振动,提供密封,并防止腐蚀-这里优选液体润滑剂。
用于气体和油萃取的液体制剂优选是含溶剂和无溶剂的液体,其用于开采油藏或随后用于排空油藏。这里优选的是钻井泥浆,也称为钻井液。一个应用领域是油基钻井泥浆。
清洁产品,优选这里的非水清洁产品,可用于清洁任何非常多种不同的物体。它们导致或帮助去除污染物,残留物和粘附物质。清洁产品还包括洗涤剂(特别是用于清洁纺织品,其前体和皮革),抛光剂和洗涤剂,以及个人护理产品。
粘合剂可以是在工艺条件下为液体并且能够通过表面粘合和内部强度连接粘合体的任何加工材料。这里优选含溶剂和无溶剂的粘合剂。
在下文中,通过实施例更详细地阐述本发明。
实施例
本发明二酰胺-聚烯烃蜡混合物的制备
二酰胺组分的制备(A)
一般制备方案:
两当量的酸与一当量的液态二胺结合。将混合物加热至180℃并分离出形成的反应水。当反应结束时,将材料热浇注到稳定的表面上。冷却后,将材料破碎成碎片。
二酰胺1:
将842g(2.72mol)12-羟基硬脂酸在85℃下在实验室反应器中熔化。通过滴液漏斗计量加入197g 80%的六亚甲基二胺水溶液(相当于1.36mol六亚甲基二胺)。添加结束后,开始分离水。将温度以10℃的步长升高直至达到180℃。当水不能再分离出时,施加减压1小时。通过测定胺值和酸值(在作为滴定溶剂的N-乙基吡咯烷酮中)监测反应进程。酸值的最终值为1.7mg KOH/g,胺值<1mg KOH/g。在反应结束后,除去减压并将产物熔体倒在铝箔上。当产品冷却后,它被破碎成碎片。
二酰胺2:
将228g(0.735mol)12-羟基硬脂酸在85℃下在实验室反应器中熔化。通过滴液漏斗计量加入22.1g(0.368mol)乙二胺。添加结束后,将反应器内容物在110℃下加热1小时。随后将温度升至180℃并分离水(6小时)。通过测定胺值和酸值(在作为滴定溶剂的N-乙基吡咯烷酮中)监测反应进程。酸值的最终值为1.7mg KOH/g,胺值为1.1mg KOH/g。在反应结束后,将产物熔体倒在铝箔上。当产品冷却时,它被破碎成碎片。
酸值(AN)根据DIN EN ISO 2114(2002年6月)测定,使用N-乙基吡咯烷酮(NEP)作为滴定溶剂。将样品(2.0至3.0克)称重至0.1mg的精度到80ml烧杯中,并在磁力搅拌器上热溶于25ml NEP(约100℃)中。溶解后,加入25ml NEP。将样品置于磁力搅拌器上,将电极彻底浸入,加入几滴酚酞,并用0.1N乙醇KOH将体系滴定至热。
胺值(AmN)根据DIN 53176(2002年11月)测定,使用N-乙基吡咯烷酮(NEP)作为滴定溶剂。将样品(2.0至3.0g)称重至0.1mg的精度到80ml烧杯中,并在磁力搅拌器上热溶于25ml NEP(约100℃)中。溶解后,加入25ml NEP。将样品置于磁力搅拌器上,将电极彻底浸入,加入几滴溴酚蓝,并用0.1N异丙醇HCl将体系滴定至热。
制备本发明的二酰胺组分(A)和含羧基的聚烯烃蜡(B)的组合
一般制备方案:
将二酰胺组分(A)和聚烯烃组分(B)在实验室反应器中在150℃下熔融在一起,并通过搅拌棒搅拌在熔体中均化。将熔体倒入硅胶模具中冷却。将冷却的材料破碎成碎片,用机械研磨机进行粗预研磨约2分钟(Thermomix,制造商:Vorwerk,型号TM31-1),随后在流化床对置喷射研磨机上进行微粉化(型号:100-AFG,生产厂家:Hosokawa Alpine,分级机转速:8000转/分钟,分级内压:0.0毫巴,研磨空气:6.0毫巴;研磨气体:氮气)。
表A:发明实施例(实施例IE1-IE5)和非本发明的比较例(比较例CE6-CE8)
*)根据DIN EN ISO 2114(2002年6月)的酸值为17mg KOH/g,根据EN ISO 1183-1:2012在23℃下的密度为0.95g/cm3,根据ASTM D-3954-94(2010)的滴点为104℃,根据DIN53019-1:2008-09在(120℃)下的粘度为350mPas。
性能结果
表B:使用的原料
名称 描述 制造商
Setalux 1756VV-56 丙烯酸酯粘合剂 Nuplex Resins
Disperbyk-118 润湿分散添加剂 BYK Chemie GmbH
Shellsol A 芳烃C9-C10 Overlack AG
二甲苯 Overlack AG
Kronos 2360 二氧化钛 KRONOS TITAN GmbH
Setamine US-138-BB-70 三聚氰胺树脂 Nuplex Resins
BYK-310 表面添加剂 BYK Chemie GmbH
Epikote 828 双酚A环氧粘合剂 Hexion Inc.
BYK-9076 润湿分散添加剂 BYK Chemie GmbH
BYK-A 530 脱气剂 BYK Chemie GmbH
Ti-Pure R960 二氧化钛 Chemours Company
Talkum Luzenac 20M2 滑石 Imerys Talc Luzenac France
EWO 重晶石 Sachtleben Chemie GmbH
Epikure 3155 聚酰胺环氧硬化剂 Hexion Inc.
涂料测试体系1:
将活性成分组合掺入以下涂料制剂中:
基于Setalux 1756 VV-56/Setamine US-138-BB-70的烘烤清漆
表C:配方
研磨料:
Dispermat,50℃,30min.,18m/s,齿盘
兑稀(Letdown):
根据表C中规定的配方生产白色烤漆:
在研磨料分散期间(30分钟),在50℃的活化温度下加入粉末形式的组合。制备后,将清漆在室温(23℃)下保存过夜,然后进行各自的试验。为此目的,使用来自Byk Gardner的宽60mm的四向涂层涂抹器,将烤漆以150μm的湿膜厚度涂覆到钢板上,所述钢板涂覆有阴极电泳漆材料,尺寸为10×20cm,来自Krefeld的Krüppel GmbH&Co.KG。在室温下闪蒸15分钟后,随后在Binder的FDL115油漆干燥箱中烘烤清漆(25分钟;140℃)。在相应的测试发生之前,将刮涂层在室温(23℃)下储存一天。
测量方法和装置
黄度
在烘烤白色清漆后一天,以及也在过度烘烤或UV暴露后一天,使用BYK Gardner的45°/0°颜色指导测定黄度。为此目的,测量和对比YE 98值。
UV暴露
用于确定对黄度的影响的UV暴露在来自IST的UV单元上进行。为此目的,将清漆刮涂层以3米/分钟的速度暴露10次至镓和汞灯,每个120瓦/厘米。然后测量暴露样品的YE 98值。
热暴露
用于确定对黄度的影响的热暴露是通过在Binder的FDL 115涂料干燥箱中在180℃下过度烘烤已经烘烤的清漆刮涂层30分钟来进行的。然后测量暴露样品的YE 98值。
防滑性
通过滑移计(Byk Gardner的内部结构)测量防滑性。在该试验中,在清漆薄膜上以50mm/s的速度在毡片上拉500g砝码。力计确定执行此操作所需的力。随后相对于空白样品计算防滑性的降低。
表面能的极性分量
表面能的极性分量通过在Krüss的Krüss DAS 100接触角仪器上根据DIN 55660-1,-22011-12和-52012-04测量接触角来确定。为了计算极性分量,使用五种测量液体(水,甘油,乙二醇,1-辛醇和正十二烷)的测量的接触角。
横切试验
使用来自Byk Gardner的1mm多刀具,通过DIN EN ISO 2409 2013-06横切试验评估清漆粘合性。
层间粘合
使用来自DeFelsko的Posi Test AT-M数字,通过拉脱试验进行层间粘合,以根据DIN EN ISO 4624,2014-06评估粘合强度。为此,将两个均具有150μm湿膜厚度的清漆膜一个施加在另一个上面,通过添加一滴蓝色膏使第二膜稍微着色,以便更好地评估断裂模式。在储存清漆膜后,在烘烤一天后,在室温(23℃)下,使用UHU300双组分粘合剂粘合20mm的铝模具。在室温(23℃)下储存样品后,在模具粘附24小时后进行拉脱试验。根据该DIN进行断裂模式的评估(基底与第一膜的断裂/第一膜与第二膜的断裂/粘合剂的断裂)。
表1:新鲜黄度的性能结果(烘烤后)
添加剂 黄度YE 98(新鲜) 黄度YE 98(10x UV之后)
对照 1.45 3.00
IE1 1.41 3.16
IE2 1.53 3.52
IE3 1.69 ./.
IE4 1.61 3.59
IE5 1.67 3.42
CE6 1.89 4.18
CE8 2.35 ./.
从结果可以明显看出,本发明的活性成分组合IE1至IE5基本上不损害新涂层的黄度,而在非本发明的比较例CE6和CE8的情况下,发生的泛黄更强。
从结果可以明显看出,当使用本发明的活性成分组合IE1,IE2,IE4和IE5时,UV暴露后的黄度仅略微增加,而在非本发明的比较例CE6的情况下,发生的泛黄强得多。
表2:过度烘烤后黄度性能结果
添加剂 黄度YE 98(在180℃下30min之后)
对照 2.44
IE1 2.34
IE4 2.37
IE5 2.49
CE6 2.88
CE8 3.42
从结果可以明显看出,当使用本发明的活性成分组合IE1,IE4和IE5时,热暴露后的黄度基本上没有改变,而在非本发明的比较例CE6和CE8的情况下,发生的泛黄强得多。
表3:防滑性能结果
添加剂 与对照相比,防滑性降低[%]
对照 0
IE2 32
IE4 29
CE6 16
从结果可以明显看出,与非本发明的比较例CE6的情况相比,通过使用本发明的活性成分组合IE2和IE4,可以有利地大大降低防滑性。
表4:通过接触角测量确定的表面能(极性分量)的性能结果
添加剂 表面能的极性分量[mN/m]
对照 4.4
IE2 4.0
IE3 4.0
IE4 4.6
CE6 3.2
CE8 3.1
从结果可以明显看出,当使用本发明的活性成分组合IE1至IE4时,表面能的极性分量仅略微改变,而在非本发明的比较例CE6和CE8的情况下,存在显着的降低,这对于重涂性具有不利的后果。
表5:粘附性能结果
添加剂 粘附性(新鲜) 过度烘烤后的粘附性(30min,180℃)
对照 GT 1 GT 5
IE2 GT 1 GT 1
IE4 GT 0 GT 1
CE7 GT 1-2 GT 2
CE8 GT 2 GT 3
GT 0非常好的粘附性-GT 5粘附性差
从结果可以明显看出,在本发明的活性成分组合IE2和IE4的情况下,与非本发明的比较例CE7和CE8相比,清漆粘附性更好。
表6:层间粘合的性能结果(拉脱试验,AB=基底与第一层的断裂/BC=第一层与第二层的断裂/XY=粘合剂的断裂)
添加剂 AB[%] BC[%] XY[%]
对照 0 80 20
IE2 95 5 0
IE3 80 15 5
IE4 90 10 0
IE5 90 10 0
CE6 70 30 0
CE7 40 60 0
CE8 0 95 5
从结果可以明显看出,在本发明的活性成分组合IE2至IE5的情况下,与非本发明的比较例CE6至CE8相比,存在更好的层间粘合性(从高比例的AB显而易见)。

Claims (15)

1.一种二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其包含:
(A)一种或多种具有式(I)结构的二酰胺
X1-CO-NH-Y-NH-CO-X2 (I)
其中
X1和X2相同或不同并且是直链或支链的、饱和或不饱和的具有3至29个碳原子的烃基,并且基团X1和X2中的至少一个带有至少一个羟基,
Y是选自具有2-26个碳原子的脂族基团,具有6-24个碳原子的芳族基团或具有7-24个碳原子的芳脂族基团的二价有机基团,Y任选含有仲氨基或叔氨基;
(B)一种或多种含羧基的聚烯烃蜡(B),其酸值为3-50mg KOH/g;和任选地
(C)选自以下(i)和(ii)的一种或多种物质
(i)一种或多种不属于(A)定义的二胺,
(ii)一种或多种无机盐,金属氧化物或半金属氧化物,
其中
基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,一种或多种二酰胺(A)以20重量%至小于40重量%的量存在,
基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,一种或多种聚烯烃蜡(B)以大于60重量%至80重量%的量存在,和
基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,物质(C)以0至20重量%的量存在,
其特征在于
(a)二酰胺-聚烯烃蜡混合物在25℃下为颗粒状固体,其粒度分布为5μm≤d90≤100μm,1μm≤d50≤50μm和0.1μm≤d10≤20μm,通过激光衍射技术干测量,
(b)颗粒包含(A)和(B)和,如果(C)基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量以大于0重量%的量存在,(C),和
(c)基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,二酰胺(A)和(C)(i)的重量百分数之和小于40重量%。
2.根据权利要求1所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其由一种或多种二酰胺(A),一种或多种含羧基的聚烯烃蜡(B)和一种或多种物质(C)组成。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其特征在于,基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,二酰胺(A)和非(A)二酰胺(C)(i)的联合含量为31至39重量%。
4.根据权利要求3所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其特征在于,基于二酰胺-聚烯烃蜡混合物的总重量,二酰胺(C)(i)的含量为0至10重量%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其特征在于,在式(I)的二酰胺(A)中,X1为CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)10基团,X2为选自CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)10,C15H31,C17H35,C17H33,C9H19,C11H23,C7H15和C5H11的基团,并且其中至少40摩尔%的基团X2为CH3(CH2)5CH(OH)(CH2)10基团。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其特征在于,Y选自具有2-8个碳原子的亚烷基和具有8个碳原子的亚芳烷基。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其特征在于,含羧基的聚烯烃蜡(B)可(a)通过聚烯烃蜡的氧化得到,(b)通过聚烯烃塑料的氧化降解得到,(c)通过烯烃与含羧基或含羧酸酐的烯键式不饱和单体的聚合得到,和/或(d)通过将含羧基或含羧酸酐基团的烯键式不饱和单体接枝到聚烯烃蜡上得到。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其特征在于,含羧基的聚烯烃蜡(B)是聚乙烯均聚物或包含至少80重量%的重复乙烯单元的聚乙烯共聚物,以聚乙烯共聚物的总重量计。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其特征在于,含羧基的聚烯烃蜡(B)的酸值为10-25mg KOH/g。
10.一种制备权利要求1至9中一项或多项所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物的方法,其特征在于,一种或多种二酰胺(A)和一种或多种聚烯烃蜡(B)和一种或多种物质(C)
i.在熔体中彼此混合并均化,
ii.将均化的熔体冷却固化,
iii.任选地首先将固化的熔体粗粉碎,和
iii.随后通过研磨将固化的熔体转化成颗粒状二酰胺-聚烯烃蜡混合物,其具有权利要求1中所述的粒度分布。
11.一种流变控制剂,其包含或由权利要求1至9中一项或多项所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物或由权利要求10所述的方法制备的二酰胺-聚烯烃蜡混合物组成。
12.根据权利要求1至9的二酰胺-聚烯烃蜡混合物或通过权利要求10的方法制备的二酰胺-聚烯烃蜡混合物作为流变控制剂的用途。
13.根据权利要求1至9的二酰胺-聚烯烃蜡混合物或通过权利要求10的方法制备的二酰胺-聚烯烃蜡混合物用于控制液体非水性组合物的流变性的用途。
14.一种液体组合物,其包含0.1至10重量%的权利要求1至9中任一项所述的二酰胺-聚烯烃蜡混合物或通过权利要求10所述的方法制备的二酰胺-聚烯烃蜡混合物,基于液体组合物的总重量。
15.根据权利要求14所述的液体组合物,其特征在于,它选自涂料,塑料制剂,颜料膏,密封剂制剂,化妆品,陶瓷制剂,粘合剂制剂,用于气体和油萃取的液体制剂,清洁材料,浇铸化合物,用于生产电子元件和电路的液体制剂,用于储能介质的液体制剂,建筑材料制剂,润滑剂,抹涂化合物,蜡乳液,金属加工液,喷涂材料,印刷油墨和液体油墨。
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