CN115052923B - 热塑性组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种组合物，所述组合物包含颗粒状固体、塑料材料和由式(1)表示的聚合物：A‑(B)n(1)其中：A是具有聚醚链段和2个或3个胺基团的聚醚的残基；其中所述聚醚链段来源于环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃中的至少一者的单体；其中所述聚醚链段的数均分子量是160至2000；并且其中所述胺基团是伯胺基团或仲胺基团；每个B独立地是C6‑C50脂肪酸或脂肪酸酐的残基，所述脂肪酸或脂肪酸酐是直链或支链的，并且是饱和或不饱和的；并且n是2或3；其中每个B独立地通过酰胺键或环状酰亚胺基团与A结合。还提供了使用由式(1)表示的聚合物在还包含颗粒状固体和塑性材料的组合物中作为分散剂的方法及所述聚合物的用途。
Description
技术领域
本发明涉及含有颗粒状固体、塑性材料(例如热塑性聚合物)和聚合物的组合物。所述聚合物能够作为分散剂。
背景技术
热塑性塑料，如聚丙烯、聚乙烯等，通常使用颜料浓缩物着色。颜料浓缩物可称为母料。这些浓缩物是通过将各成分混合在一起并使其经历常用于将颗粒状固体分散于塑性材料如热塑性聚合物中的任何方法制备的。在双螺杆挤出机中进行混配或混合就是这样一种方法。母料可含有高达70％的颜料和任选使用的其它添加剂。其它添加剂可包括蜡、分散剂、润滑剂和/或紫外线稳定剂。
母料的生产通常利用分散于塑性材料如热塑性聚合物中的颜料，以理想地形成含有限量聚集体的精细粒子。然而，已知在母料生产过程中颜料会形成聚集体。颜料聚集体的存在可能会导致挤出机的过滤器堵塞。
此外，含有热塑性聚合物的成品还有着重要的特殊要求。热塑性聚合物可以是例如固体制品、薄膜或纤维的形式。对于固体制品，为了使显色最大化，使着色强度最大化和/或降低斑点水平，颜料的可接受分散是必要的。对于薄膜，颜料的不完全分散可能会导致开裂、不想要的光散射效应和/或斑点。对于纤维，颜料的不完全分散可能会导致纤维断裂。
先前已进行工作以提供用于塑性材料如热塑性聚合物中的颜料的分散剂。常规分散剂例如因为对非聚合物分散剂的监管审查增加而逐渐变得或可能会变得不合需要。
因此，所公开的技术提供了能够减少或最大限度地减少以上论述的任何技术难题中的至少一者的组合物。这些难题可能会导致在昂贵的挤出机型设备中的加工效率降低，从而导致生产成本增加。因此，本主题确定了聚合物和包括该聚合物的组合物，其中该聚合物能够分散颜料，使得热塑性塑料具有以下至少一个特征：(i)聚集体和/或斑点减少；(ii)较精细的分散状态(例如具有较低的过滤压力值)；(iii)可接受的/改善的着色强度和/或改善的亮度；(iv)较快的分散速率；(v)聚合物分散剂。
发明内容
本文公开的主题提供了一种组合物，该组合物包含颗粒状固体、塑性材料和由式A-(B)n表示的聚合物，其中：A是具有聚醚链段和2个或3个胺基团的聚醚的残基；每个B独立地是脂肪酸或脂肪酸酐的残基；并且n是2或3；其中每个B独立地与A结合(例如通过酰胺或酰亚胺键联)。在某些实施方案中，聚醚链段来源于环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃中的至少一者的单体。在某些实施方案中，聚醚链段的数均分子量是200至2000。在某些实施方案中，胺基团是伯胺基团或仲胺基团。在某些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸酐是C6-C50脂肪酸或脂肪酸酐。在某些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸酐是直链或支链的、饱和或不饱和的。在某些实施方案中，每个B独立地通过酰胺键或环状酰亚胺基团与A结合。
还提供了由式A-(B)n表示的聚合物在还包含颗粒状固体和塑性材料的组合物中作为分散剂的用途，其中：A是具有聚醚链段和2个或3个胺基团的聚醚的残基；每个B独立地是脂肪酸或脂肪酸酐的残基；并且n是2或3；其中每个B独立地与A结合。在某些实施方案中，聚醚链段来源于环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃中的至少一者的单体。在某些实施方案中，聚醚链段的数均分子量是160至2000。在某些实施方案中，胺基团是伯胺基团或仲胺基团。在某些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸酐是C6-C50脂肪酸或脂肪酸酐。在某些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸酐是直链或支链的、饱和或不饱和的。在某些实施方案中，每个B独立地通过酰胺键或环状酰亚胺基团与A结合。
设想了本发明主题的以下实施方案：
1.一种组合物，所述组合物包含颗粒状固体、塑性材料和由式(1)表示的聚合物：
A-(B)n (1)
其中：
A是具有聚醚链段和2个或3个胺基团的聚醚的残基；其中所述聚醚链段来源于环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃中的至少一者的单体；其中所述聚醚链段的数均分子量是160至2000；并且其中所述胺基团是伯胺基团或仲胺基团；
每个B独立地是C6-C50脂肪酸或脂肪酸酐的残基，所述脂肪酸或脂肪酸酐是直链或支链的，并且是饱和或不饱和的；并且
n是2或3；
其中每个B独立地通过酰胺键或环状酰亚胺基团与A结合。
2.根据实施方案1所述的组合物，其中所述塑性材料是热塑性聚合物。
3.根据实施方案1或实施方案2中任一项所述的组合物，其中所述颗粒状固体是以下中的至少一者：颜料、增量剂、填充剂、阻燃材料、陶瓷材料、磁性材料或金属粒子。
4.根据实施方案1至3中任一项所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述颗粒状固体以1重量％至95重量％的量存在于所述组合物中。
5.根据实施方案1至4中任一项所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述式(1)的聚合物以0.1重量％至50重量％的量存在。
6.根据实施方案1至5中任一项所述的组合物，其中所述式(1)的聚合物的酸值小于20mg KOH/g。
7.根据实施方案1至6中任一项所述的组合物，其中所述式(1)的聚合物的胺值小于10mg KOH/g。
8.由式(1)表示的聚合物在还包含颗粒状固体和塑性材料的组合物中作为分散剂的用途：
A-(B)n (1)
其中：
A是具有聚醚链段和2个或3个胺基团的聚醚的残基；其中所述聚醚链段来源于环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃中的至少一者的单体；其中所述聚醚链段的数均分子量是200至2000；并且其中所述胺基团是伯胺基团或仲胺基团；
每个B独立地是C6-C50脂肪酸或脂肪酸酐的残基，所述脂肪酸或脂肪酸酐是直链或支链的，并且是饱和或不饱和的；并且
n是2或3；
其中每个B独立地通过酰胺键或环状酰亚胺基团与A结合。
具体实施方式
下文将通过非限制性说明描述本主题的各种特征和实施方案。
除非另外指明，否则本文描述的每种化学组分的量以排除在商业材料中通常可以存在的任何溶剂或稀释剂油而存在，即基于活性化学品。然而，除非另外指明，否则本文提及的每种化学物质或组合物应解释为商业级材料，其可以含有异构体、副产物、衍生物，和通常理解的存在于商业级中的其它此类材料。
已知本文所述的材料中的一些可在最终配制物中相互作用，使得最终配制物中的组分可与最初添加的组分不同。例如，金属离子(例如，洗涤剂的金属离子)可以迁移到其它分子的其它酸性或阴离子位点。由此形成的产物(包括在预期用途中使用本主题的组合物时形成的产物)可能不易于描述。尽管如此，所有此类改性和反应产物都包括在本主题的范围内，本主题涵盖通过掺合上述组分制备的组合物。
如本文所用，不定冠词“一”旨在指一个或超过一个。如本文所用，短语“至少一个”意思指随后的术语中的一个或超过一个。因此，“一个”与“至少一个”可以互换使用。例如，“A、B或C中的至少一者”意思指可以仅包括A、B或C中的一者，并且在替代实施方案中，可以包括A、B和C中的两者或更多者的任何混合物。
如本文所用，术语“约”意思指给定数量的值在规定值的±20％内。在其它实施方案中，值在规定值的±15％内。在其它实施方案中，值在规定值的±10％内。在其它实施方案中，值在规定值的±5％内。在其它实施方案中，值在规定值的±2.5％内。在其它实施方案中，值在规定值的±1％内。在其它实施方案中，值在明确描述的值的范围内，基于本文提供的公开内容，普通技术人员将理解所述值与包括本文描述的字面量的组合物基本相似地发挥作用。
如本文所用，术语“基本上”意指给定数量的值在规定值的±10％内。在其它实施方案中，值在规定值的±5％内。在其它实施方案中，值在规定值的±2.5％内。在其它实施方案中，值在规定值的±1％内。
如本文所用，术语“基本上不含”意思指组分不包括任何有意添加的所述组分“基本上不含”的材料。例如，组分可以包括所述组件“基本上不含”不超过杂质水平的材料，这可能是不完全化学反应和/或非预期/非所需(但可能是不可避免的)反应产物的结果。
如本文所用，与“包括”、“含有”或“特征在于”同义的过渡型术语“包含”为包括性的或开放式的，并且不排除额外的未列举的要素或方法步骤。然而，在本文中对“包含”的每个陈述中，意图是术语还涵盖作为替代实施方案的短语“基本上由……组成”和“由……组成”，其中“由……组成”排除未指定的任何要素或步骤并且“基本上由……组成”准许包括额外的未列举的不实质上影响所考虑的组合物或方法的基本或基础和新颖特性的要素或步骤。
提供了一种组合物，该组合物包含颗粒状固体、塑性材料和由式(1)表示的聚合物：
A-(B)n (1)
其中：A是具有聚醚链段和2个或3个胺基团的聚醚的残基；其中所述聚醚链段来源于环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃中的至少一者的单体；其中所述聚醚链段的数均分子量是200至2000；并且其中所述胺基团是伯胺基团或仲胺基团；每个B独立地是C6-C50脂肪酸或脂肪酸酐的残基，所述脂肪酸或脂肪酸酐是直链或支链的，并且是饱和或不饱和的；并且n是2或3；其中每个B独立地通过酰胺键或环状酰亚胺基团与A结合。
当提到式(1)的组分A时，术语“残基”意思指胺基团失去氢原子，使得胺基团能够与B键合。此外，在聚醚链段的上下文中，“来源于”意思指聚醚链段由结合在一起形成聚醚链段的所述单体构成，正如本领域技术人员所知。当提到式(1)的组分B时，术语“残基”意思指每个脂肪酸/脂肪酸酐与组分A结合，使得当A与B之间的键形成时，失去小分子。
除非另有明确说明，否则如本文所用，“数均分子量”意思指通过滴定端基团如胺基团而确定的数均分子量，这是本领域中已知的。例如，将已知质量的含胺物质溶解于适合的溶剂或溶剂混合物中，然后在904型Titrando滴定仪(Metrohm)上使用0.1M于冰乙酸中的高氯酸作为滴定剂，并使用Solvotrode电极(Metrohm)，用含氯化锂盐的乙醇电解液滴定。
在某些实施方案中，当n是2时，组分A具有2个胺基团，和/或当n是3时，组分A具有3个胺基团。在某些实施方案中，组分A具有2个胺基团并且n是2。在某些实施方案中，组分A具有3个胺基团，并且n是2或3。在某些实施方案中，组分A具有3个胺基团并且n是3。
在某些实施方案中，聚醚链段的数均分子量是160(例如170、180、190、200、210、220、230、240、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900或950)至2000(例如1900、1800、1700、1600、1500、1400、1300、1200、1100或1000)。在某些实施方案中，聚醚链段的数均分子量是170(例如180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、350、400、350、500、550、600、650或700)至1700(例如1600、1500、1400、1300、1200、1100、1000、950、900、850、800或750)。在某些实施方案中，聚醚链段的数均分子量是180(例如190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、350、400或450)至1500(例如1400、1300、1200、1100、100、900、800、700、600或500)。在某些实施方案中，聚醚链段的数均分子量是190(例如200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380或390)至1000(例如950、900、850、800、750、700、650、600、550、500、490、480、470、460、450、440、430、420、410或400)。
在聚醚链段包括环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃单体中的两者或更多者的某些实施方案中，所述单体可以形成无规(单体或多或少彼此随机地连接)或嵌段状(每个单体大多连接到相同的单体)聚合物结构。这些类型的聚醚结构是本领域技术人员已知的。
可用于衍生组分A的适合材料包括聚(丙二醇)双(2-氨基丙基醚)、O,O'-双(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇、聚(四氢呋喃)双(3-氨基丙基)封端。可用于衍生组分A的适合可商购材料包括来自Huntsman的Jeffamine D系列(D-400、D2000)或来自Huntsman的Jeffamine ED系列(ED-600、ED-900、ED-2003)，其中A含有2个胺；来自Huntsman的Jeffamine T-403，其中A含有3个胺。
在某些实施方案中，可以衍生组分A的材料可以由以下化学结构表示：
含有两个胺的组分A的适合实例可以来源于由式(2)表示的材料：
H2N-[CxH2x-O]m-CxH2x-NH2 (2)
含有三个胺的组分A的适合实例可以来源于由式(3)表示的材料：
R”'-(O-[CxH2x-O]t-CxH2x-NH2)3 (3)
在式(2)和式(3)中的每一者中，x独立地为2、3或4，m为3至43，t独立地为1至15，并且R”'为C3-10碳链，如C3-6碳链(任选地为支链)。
含有两个胺的适合组分A的非限制性实例有：
含有三个胺的适合组分A的非限制性实例有：
在某些实施方案中，每个B独立地是C6(例如C8、C10、C12、C14、C16、C18或C20)至C50(例如C48、C46、C44、C42、C40、C38、C36、C34、C32、C30、C28、C26、C24或C22)脂肪酸或脂肪酸酐的残基。在某些实施方案中，每个B独立地是C6-C50(例如C8-C36、C10至C30或C12-C22)脂肪酸或脂肪酸酐的残基。
在某些实施方案中，式(1)的组分B的脂肪酸/脂肪酸酐可以被取代，例如被至少一个羟基取代。在某些实施方案中，式(1)的组分B的脂肪酸/脂肪酸酐可以是不饱和的，例如单不饱和或多不饱和的(例如具有两个或三个双键)。
在某些实施方案中，每个B可以相同或不同。在某些实施方案中，每个B是相同的。在某些实施方案中，每个B是不同的。在具有3个B单元的实施方案中，这些单元中的两个可以相同，而第三个与另外两个不同。
可用于衍生组分B的材料和/或可商购材料的适合实例包括：脂肪酸和/或其甲基酯/乙基酯，包括肉豆蔻酸、油酸、棕榈酸、芥酸、山萮酸、VersaticTM酸911(一种C9-11支链脂肪酸)、VersaticTM酸10(叔癸酸)、蓖麻油酸、12-羟基硬脂酸、9,11-亚油酸、9,12-亚油酸、9,12,15-亚麻酸、松香酸、己酸、辛酸、月桂酸、癸酸、硬脂酸、异硬脂酸、2-乙基丁酸、2-乙基己酸、2-丁基辛酸、2-己基癸酸、2-辛基十二烷酸和2-癸基十四烷酸；这种类型的支链烷基羧酸是以商标(来自Sasol GmbH)获得，并且具体实例是/>12、16、20、28、32、34T和36；许多羧酸是以混合物形式商购；呈氢化(饱和)或不饱和形式的来自天然来源的油如葵花油、橄榄油、菜籽油、蓖麻油、棕榈油、椰子油、亚麻仁油、大豆油、鱼油等的脂肪酸的混合物；可从Baker Petrolite Polymer Division商购的/>酸(线性合成伯羧酸)；和/或脂肪酸酐，包括十二烷基丁二酸酐、十六烷基丁二酸酐、十八烷基丁二酸酐、十二烯基丁二酸酐、十六烯基丁二酸酐、十八烯基丁二酸酐和它们的混合物。
在某些实施方案中，可以衍生组分B的材料可以由以下化学结构表示：
用于衍生组分B的适合脂肪酸可由式(4)表示：
R-COOR' (4)
其中R是任选具有单个OH取代基的C6-50结构化或不饱和、支链或直链碳链，并且R'是H、CH3或CH2CH3。
用于衍生组分B的适合脂肪酸酐可由式(5)表示：
其中R”是C6-50饱和或不饱和、支链或直链碳链。
适合脂肪酸的非限制性实例是：CH3(CH2)16COOH。
适合脂肪酸酐的非限制性实例是：
用于形成适合的式(1)的聚合物的说明性、非限制性反应方案使用了以下作为示例性组分A：
并使用以下作为示例性组分B：
并且通过使一当量的组分A与两当量的组分B反应，形成以下作为示例性的式(1)的聚合物：
在某些实施方案中，式(1)的聚合物可以由以下化学结构表示：
在某些非限制性实例中，以下通式代表式(1)的实施方案，在该式中，组分B是脂肪酸的残基并且组分A是二胺的残基，其中R、m和x具有上文提供的含义：
R-C(O)-N(H)-[CxH2x-O]m-CxH2x-N(H)-C(O)-R
在某些非限制性实例中，以下通式代表式(1)的实施方案，在该式中，组分B是脂肪酸酐的残基并且组分A是二胺的残基，其中R”、x和m具有上文提供的含义：
在某些非限制性实例中，以下通式代表式(1)的实施方案，在该式中，组分B是脂肪酸的残基并且组分A是三胺的残基，其中R”'、x、t和R具有上文提供的含义：
R”'-(O-[CxH2x-O]t-CxH2x-N(H)-C(O)-R)3
在某些非限制性实施方案中，以下通式代表式(1)的实施方案，在该式中，组分B是脂肪酸酐的残基并且组分A是三胺的残基，其中R”'、x、t和R”具有上文提供的含义：
在上述说明性实施方案中，应注意，某些通式是对称的。在这些实施方案中，结构未必是对称的，因为来源于组分B的每个残基可以相同或不同，并因此每个分子上的组分B可以与其它组分B残基互换。
在某些实施方案中，塑性材料可以是热塑性聚合物。
在某些实施方案中，颗粒状固体可以是以下中的至少一者：颜料、增量剂、填充剂、阻燃材料、陶瓷材料、磁性材料或金属粒子。
在某些实施方案中，式(1)的聚合物可具有小于20mg KOH/g(例如19mg KOH/g、18mg KOH/g、17mg KOH/g、16mg KOH/g、15mg KOH/g、14mg KOH/g、13mg KOH/g、12mg KOH/g、11mg KOH/g、10mg KOH/g、9mg KOH/g、8mg KOH/g、7mg KOH/g、6或5mg KOH/g)的酸值。在某些实施方案中，式(1)的聚合物可具有小于10mg KOH/g(例如9mg KOH/g、8mg KOH/g、7mgKOH/g、6mg KOH/g、5mg KOH/g、4mg KOH/g、3mg KOH/g、2或1mg KOH/g)的胺值。这可能归因于少量残留的酸性或碱性官能团，和/或可能由于制备式(1)的化合物的反应未进展至100％完成，或胺的量与脂肪酸或脂肪酸酐的量之间存在微小摩尔量差异而发生。
在某些实施方案中，塑性材料可包括以下中的至少一者：(i)非晶形聚α-烯烃，基于组合物的总重量计，其任选地以至多90重量％的量存在；(ii)蜡，基于组合物的总重量计，其任选地以90重量％的量存在；(iii)结晶聚烯烃，基于组合物的总重量计，其任选地以至多30重量％的量存在；或(iv)氢化蓖麻油蜡，基于组合物的总重量计，其任选地以至多75重量％的量存在；任选地，条件是基于组合物的总重量计，(i)或(ii)中的至少一者以至少0.1重量％的量存在。
在某些实施方案中，非晶形聚α-烯烃可以是聚乙烯/聚丙烯混合物。
还提供了由式(1)表示的聚合物在还包含颗粒状固体和塑性材料的组合物中作为分散剂的用途：
A-(B)n (1)
其中：A是具有聚醚链段和2个或3个胺基团的聚醚的残基；其中聚醚链段来源于环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃中的至少一者的单体；其中聚醚链段的数均分子量是200至2000；并且其中胺基团是伯胺基团或仲胺基团；每个B独立地是C6-C50脂肪酸或脂肪酸酐的残基，所述脂肪酸或脂肪酸酐是直链或支链的，并且是饱和或不饱和的；并且n是2或3；其中每个B独立地通过酰胺键或环状酰亚胺基团与A结合。上述组合物的实施方案同样适用于本段中所描述的用途实施方案。
还提供了使用上述由式(1)表示的聚合物将颗粒状固体分散于塑性材料中的方法。例如，聚合物、颗粒状固体和塑性材料可以按任何顺序混合在一起以形成如上文提供的各个实施方案中所描述的组合物。在某些实施方案中，可以将各成分混合在一起，由此将颗粒状固体最后添加至混合物中。
在某些实施方案中，上述任何实施方案的聚合物可适合用作颗粒状固体如颜料材料并入组合物，例如塑性材料，如热塑性聚合物中的加工助剂或分散剂。
在某些实施方案中，基于组合物的总重量计，本文所描述的聚合物可以0.1重量％(例如0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、15重量％、20重量％或25重量％)至50重量％(例如45重量％、40重量％、35重量％或30重量％)的量存在于此类组合物中。
在某些实施方案中，组合物中存在的颗粒状固体可以是任何无机或有机固体材料。在某些实施方案中，颗粒状固体是颜料，例如无机颜料或有机颜料。
在某些实施方案中，颗粒状固体可以是有机颜料，例如在《颜色索引(ColourIndex)》第三版(1971)及其随后的修订版和补充中名为“颜料”的章节下描述的任何公认的种类的颜料。
适合有机颜料的非限制性实例是至少一种来自以下的颜料：偶氮、双偶氮、三唑、缩合偶氮、偶氮色淀、萘酚、蒽素嘧啶、苯并咪唑酮、咔唑、二酮基吡咯并吡咯、黄烷酮(flavanthrone)、靛蓝、异吲哚啉酮、异吲哚啉、异蒽酮紫(isoviolanthrone)、金属络合物、噁嗪、二萘嵌苯、紫环酮(perinone)、皮蒽酮(pyranthrone)、吡唑并喹唑啉酮、喹酞酮、三芳基碳离子、三苯二噁嗪(triphendioxazine)、氧杂蒽、硫靛、阴丹酮、异阴丹酮、蒽嵌蒽醌、蒽醌、异二苯并蒽酮、三苯二噁嗪、喹吖啶酮或酞菁颜料系列，和/或酸性、碱性和媒介染料的色淀，以及碳黑。在某些实施方案中，有机颜料是以下中的至少一者：酞菁类，例如酞菁铜和/或其核卤化衍生物；单偶氮类；双偶氮类；阴丹酮类；蒽嵌蒽醌类；喹吖啶酮类；二酮基吡咯并吡咯类；二萘嵌苯类；或碳黑。
在某些实施方案中，无机颗粒状固体可包括以下中的至少一者：增量剂和/或填充剂，例如滑石、高岭土、蒙脱石，包括膨润土、锂蒙脱石、皂石、云母、二氧化硅、重晶石、白垩；阻燃填充剂，例如三水合氧化铝、天然氢氧化镁或水镁石；颗粒状陶瓷材料，例如氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、氮化硅、氮化硼、碳化硅、碳化硼、混合的硅-铝氮化物和/或金属钛酸盐；颗粒状磁性材料，例如过渡金属如铁和铬的磁性氧化物(例如γ-Fe2O3、Fe3O4和掺杂钴的氧化铁)、氧化钙、铁氧体如钡铁氧体；和/或金属粒子，例如铁、镍、钴、铜和它们的合金。
适合无机颜料的非限制性实例包括以下中的至少一者：金属氧化物，例如二氧化钛(例如金红石二氧化钛和/或表面涂覆的二氧化钛)、不同颜色(例如黄色和黑色)的氧化钛、不同颜色(例如黄色、红色、棕色和黑色)的氧化铁、氧化锌、氧化锆、氧化铝、含氧金属化合物(例如钒酸铋、铝酸钴、锡酸钴、锌酸钴、铬酸锌以及锰、镍、钛、铬、锑、镁、钴、铁和铝中的混合金属氧化物)、普鲁士蓝(Prussian blue)、朱砂(vermillion)、群青(ultramarine)、磷酸锌、硫化锌、钙和锌的钼酸盐和铬酸盐、金属效果颜料(例如铝片、铜和铜/锌合金)或珠光薄片(例如碳酸铅和氯氧化铋)。
在某些实施方案中，可包括在本文所描述的组合物中的热塑性聚合物(例如热塑性树脂)可包括以下中的至少一者：聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯类、聚(甲基)丙烯酸酯、纤维素或纤维素衍生物。这些组合物可通过多种方式，例如通过熔融混合或干固体共混合法制备。
适合热塑性塑料的非限制性实例包括(低密度、线性低密度或高密度)聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、尼龙6、尼龙6-6、尼龙6-12、尼龙11、尼龙12、尼龙4-6、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚砜、聚碳酸酯、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯、热塑性聚氨基甲酸酯、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、Victrex PEEKTM聚合物(例如氧基-1,4-亚苯基氧基-1,4-亚苯基-羰基-1和/或4-亚苯基聚合物)和丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(ABS)，和/或上述材料和/或其它热塑性聚合物的各种其它聚合物共混物或合金。
在某些实施方案中，基于组合物的总重量计，组合物可含有按重量计1％至95％，例如按重量计2％(例如3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、25％、30％、35％、40％或45％)至90％(例如85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％或50％)的颗粒状固体。例如，基于组合物的总重量计，固体是有机材料如有机颜料的组合物可以含有15重量％至60重量％的所述固体，而基于组合物的总重量计，固体是无机材料如无机颜料、填充剂或增量剂的组合物可以含有40重量％至90重量％的所述固体。
本文所描述的组合物可包括一种或多种其它成分，例如以下中的至少一者：防雾剂、成核剂、发泡剂、阻燃剂、加工助剂、表面活性剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、芳香剂、抗微生物剂、杀生物剂、抗冲击改性剂、抗氧化剂、抗静电剂、偶合剂、起泡剂、脱模剂、润滑剂(外用和内用)、增塑剂、增滑剂、紫外线稳定剂、降粘剂、不同于本发明主题的聚合物的分散剂以及脱气剂。
本文所描述的热塑性聚合物/树脂组合物可通过已知用于制备热塑性组合物的任何方法制备。因此，例如，固体、热塑性聚合物和分散剂可以按任何顺序混合，然后例如通过班伯里混合(Banbury mixing)、带式共混合、双螺杆挤出、双辊碾磨、在巴斯共捏合机(Bussco-kneader)或类似设备中混配，对混合物进行机械处理以将固体的粒子减小到适当的大小。
在某些实施方案中，本文所描述的组合物可包含(a)0.1重量％至50重量％或0.25重量％至35重量％和0.5重量％至30重量％的以上描述的聚合物；(b)至多90重量％(例如大于0至90重量％或0.1重量％至90重量％，或1重量％至90重量％)的非晶形聚α-烯烃，例如聚乙烯/聚丙烯混合物；(c)至多90重量％(例如大于0至90重量％，或0.1重量％至90重量％，或1重量％至90重量％)的蜡，诸如聚烯烃蜡，例如聚乙烯蜡；(d)至多30重量％(例如大于0至30重量％，或0.1重量％至30重量％，或1重量％至30重量％)的结晶聚烯烃；以及(e)至多75重量％(例如大于0至75重量％，或0.1重量％至75重量％，或1重量％至75重量％)的氢化蓖麻油蜡。在某些实施方案中，(b)或(c)中的至少一者以至少0.1重量％的量存在。
聚烯烃蜡(例如聚乙烯蜡)可以是载体、助剂或增效剂。
在某些实施方案中，提供了微粉化组合物。在一个实施方案中，包含(i)非晶形聚α-烯烃或(ii)聚烯烃蜡中的至少一者的组合物具有至少10重量％的直径为1mm或更小，或0.5mm或更小，或0.1mm或更小，或0.05mm或更小的粒度分数。在某些实施方案中，粒度分数可以是50nm至1mm，或100nm至0.05mm。
适当使用本文所描述的聚合物可生产呈粉末粒子和/或纤维粒子形式的可分散固体，特别是生产可分散颜料或聚合物填充剂，其中所述粒子涂覆有分散剂。这一种类的有机和无机固体的涂覆是以已知的方式，例如EP-A-0 270 126中所描述的方式进行。在这一情况中，溶剂或乳液介质可被去除或保留在混合物中，形成糊浆。这些糊浆是惯用的商业产品并且还可包含粘合剂部分以及其它助剂和添加剂。在颜料情况下，可在颜料合成期间或之后，通过例如将本文所描述的聚合物添加至颜料悬浮液中涂覆颜料表面，或在涂颜料操作期间或之后涂覆颜料表面。相较于未处理过的颜料，以这种方式预处理的颜料的优越之处在于更易于掺入以及增强的粘度、凝集和光泽性能，以及较高的颜色强度。
本文所描述的聚合物的其它适合用途包括用于油漆、油墨和涂料的分散剂，或在聚合物宜用作分散剂的任何其它产品中的分散剂。
本文所描述的组合物可被视为“母料”，并在形成制成品时添加至另外的聚合物材料中。取决于聚合物材料和颗粒状固体的性质，与该另外的聚合物材料混合的“母料”的量可在较宽界限内变化。在不同实施方案中，“母料”的量基于最终塑性制品的总重量计可以是0.5％至50％，或10％至50％，或20％至50％。尽管用于制备“母料”的塑性材料可不同于添加“母料”的其它塑性材料，但也可能相同，这取决于所希望的最终材料。在塑性材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯/聚丙烯二烯、乙基乙烯基乙酸酯、聚氯丁二烯、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、天然和合成橡胶如基于丁二烯的弹性体(例如丁二烯-苯乙烯、丁二烯-丙烯腈橡胶、聚丁二烯)、聚异戊二烯或天然橡胶的情况下，使用“母料”尤其有用。
实施例
参照以下实施例可更好地理解本文所公开的主题，示出这些实施例仅用于进一步说明本文所公开的主题。说明性实施例不应被解释为以任何方式限制主题。
比较实施例1(“CE1”)：将山萮酸(178.94g)和己二胺(30.53g)(预加热至50℃)装入500ml的3颈圆底烧瓶中，并在顶置式搅拌和氮气氛下，将内含物加热至140℃。添加丁醇锆IV(约80％于叔丁醇中)(0.6g)并将反应温度升高至180℃，并且保持5小时。获得较硬的灰白色固体(180g)。IR分析指示在1644cm-1、1634cm-1处的酰胺峰以及在3312cm-1处的酰胺N-H片段。比较实施例1是来自US 2011/0041730 A1的实施例9，并且关于这一实施例的所有信息都以引用的方式并入本文中。
实施例1(“EX1”)：在氮气下，将101.70份山嵛酸(组分B)和68.47份二胺封端的聚丙烯(组分A)(平均分子量为400，测量的碱当量为229.31)(来自Huntsman的JeffamineD400)装入反应容器中并加热至100℃以将其熔融，并使其反应一小时。然后，调整反应设置以允许去除水，并将反应温度升高至120℃，保持一小时。然后，装入1.02份丁醇锆溶液(80％丁醇溶液)并将反应温度升高至180℃，保持19小时。然后，停止反应，并且将材料倒出并冷却，得到褐色固体，其酸值为7.11mg KOH/g并且碱当量为19447.47。将所得到的固体在咖啡研磨机中研磨并使其通过1.7mm筛网筛分，得到浅褐色粉末。在本实施例中，根据式(1)，n是2并且组分A通过酰胺键联与组分B键合。
实施例2(“EX2”)：在氮气下，将100.44份12-羟基硬脂酸(组分B)和64.01份双(3-氨基丙基)封端的聚(四氢呋喃)(组分A)装入反应容器中并加热至100℃以将其熔融，并使其反应一小时。然后，调整反应设置以允许去除水，并将反应温度升高至120℃，保持一小时。然后，装入0.99份丁醇锆溶液(80％丁醇溶液)并将反应温度升高至180℃，保持19小时。然后，停止反应，并且将材料倒出并冷却，得到褐色固体，其酸值为6.06mg KOH/g并且碱当量为12802.14。将所得到的固体在咖啡研磨机中研磨并使其通过1.7mm筛网筛分，得到浅褐色粉末。在本实施例中，根据式(1)，n是2并且组分A通过酰胺键联与组分B键合。
实施例3(“EX3”)：在氮气下，将93.88份硬脂酸(组分B)和48.4份三胺封端的聚丙烯(组分A)(平均分子量为440，测量的碱当量为155.61)(来自Huntsman的Jeffamine T403)装入具有允许去除水的设置的反应容器中，并加热至120℃，保持半小时。然后，装入0.52份丁醇锆溶液(80％丁醇溶液)并将反应温度升高至180℃，保持18小时。然后，停止反应，并且将材料倒出并冷却，得到褐色固体，其酸值为8.55mg KOH/g并且碱当量为8946.51。将所得到的固体在咖啡研磨机中研磨并使其通过1.7mm筛网筛分，得到浅褐色粉末。在本实施例中，根据式(1)，n是3并且组分A通过酰胺键联与组分B键合。
实施例4(“EX4”)：在氮气下，将34.44份月桂酸(组分B)和92.07份二胺封端的混合聚(丙烯/乙烯)(组分A)(平均分子量为900，测量的碱当量为535.48)(来自Huntsman的Jeffamine ED900)装入反应容器中并加热至100℃以将其熔融，并使其反应一小时。然后，调整反应设置以允许去除水并将反应温度升高至120℃，保持20分钟。然后，装入0.76份丁醇锆溶液(80％丁醇溶液)并将反应温度升高至180℃，保持17小时。然后，停止反应，并且将材料倒出并冷却，得到褐色固体，其酸值为10.73mg KOH/g并且碱当量为15415.74。在本实施例中，根据式(1)，n是2并且组分A通过酰胺键联与组分B键合。
实施例5(“EX5”)：在氮气下，将109.10份混合脂肪酸酐(组分B，50％十八烯基琥珀酸酐与50％十六烯基琥珀酸酐的混合物)和49.08份三胺封端的聚丙烯(组分A)(平均分子量为440，并且测量的碱当量为155.61)(来自Huntsman的Jeffamine T403)装入反应容器中并加热至70℃，并使其反应3小时。然后，调整反应设置以允许去除水，并将反应温度升高至120℃，保持一小时。然后，装入0.95份丁醇锆溶液(80％丁醇溶液)并将反应温度升高至150℃，保持26小时。然后，再装入0.95份丁醇锆溶液(80％丁醇溶液)并将反应温度升高至180℃，保持23小时。然后，停止反应，并且将材料倒出并冷却，得到褐色固体，其酸值为15.83mgKOH/g并且碱当量为15578.41。在本实施例中，根据式(1)，n是3并且A通过酰亚胺键联与B键合。
测试
在WAB管状混合器上将7.5份以上各实施例与30份蓝色颜料(来自BASF的HeliogenBlue K6911)和62.5份尼龙6(来自DSM的Akulon k222-D)混合以制备供挤出的样本。然后，在16mm双螺杆挤出机中以100rpm的螺杆速度和12％的馈送速率(对于EX4和EX5为8％)，根据以下温度分布对这些样本进行挤出：第1区中170℃(馈料)、第2区中230℃、第3区中240℃、第4区中240℃以及第5区中240℃(冲模)；产生母料。然后，将每种母料向下放入尼龙6(来自DSM之Akulon k222-D)和二氧化钛白色颜料(来自Huntsman的R-FC5)中，得到0.5％蓝色颜料和5％白色颜料于尼龙6中的最终组合物，这是在Betol单螺杆挤压机上进行的，然后使用BOY15S进行射出模制，产生色片。然后，在Datacolor 550分光光度计(反射率)上测量每个色片的颜色强度，并且结果提供于下表1中。
表1
| 样本 | 颜色强度 |
| 对照 | 100* |
| CE1 | 144.23 |
| EX1 | 229.42 |
| EX2 | 178.20 |
| EX3 | 157.90 |
| EX4 | 156.60 |
| EX5 | 187.41 |
*对照样本是根据上文制成，不过用另外的7.5份尼龙6代替7.5份分散剂添加剂
除了在实施例中，或在上下文另外明确地指出或要求的情况下，本说明书中指定材料的量、反应条件、分子量、碳原子数等的所有数量都应理解为由词语“约”修饰。应当理解，本文所述的上限和下限量、范围和比率限制可以独立地组合，并且预期在所公开范围内的任何量在替代实施方案中提供较窄范围的最小值或最大值(当然，附带条件是范围的最小数量必须低于相同范围的最大数量)。类似地，本文所公开的主题的每种要素的范围和量可与任一其它要素的范围或量一起使用。
尽管出于说明本文所公开的主题的目的已经示出了某些代表性实施方案和细节，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离主题的范围的情况下，可以对其中进行各种改变和修改。在此方面，本发明的范围仅由以下权利要求书限定。
Claims (12)
1.一种组合物，所述组合物包含颗粒状固体、塑性材料和由式(1)表示的聚合物：
A-(B)n(1)
其中：
A是具有聚醚链段和2个或3个胺基团的聚醚的残基；其中所述聚醚链段来源于环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃中的至少一者的单体；其中所述聚醚链段的数均分子量是160至2000；并且其中所述胺基团是伯胺基团或仲胺基团；
每个B独立地是C6-C50脂肪酸或脂肪酸酐的残基，所述脂肪酸或脂肪酸酐是直链或支链的，并且是饱和或不饱和的；并且
n是2或3；
其中每个B独立地通过酰胺键或环状酰亚胺基团与A结合。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述塑性材料是热塑性聚合物。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述颗粒状固体是以下中的至少一者：颜料、增量剂、填充剂、阻燃材料、陶瓷材料、磁性材料或金属粒子。
4.根据权利要求2所述的组合物，其中所述颗粒状固体是以下中的至少一者：颜料、增量剂、填充剂、阻燃材料、陶瓷材料、磁性材料或金属粒子。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述颗粒状固体以1重量％至95重量％的量存在于所述组合物中。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，式(1)的聚合物以0.1重量％至50重量％的量存在。
7.根据权利要求5所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，式(1)的聚合物以0.1重量％至50重量％的量存在。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述式(1)的聚合物的酸值小于20mg KOH/g。
9.根据权利要求7所述的组合物，其中所述式(1)的聚合物的酸值小于20mg KOH/g。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述式(1)的聚合物的胺值小于10mg KOH/g。
11.根据权利要求9所述的组合物，其中所述式(1)的聚合物的胺值小于10mg KOH/g。
12.由式(1)表示的聚合物在还包含颗粒状固体和塑性材料的组合物中作为分散剂的用途：
A-(B)n(1)
其中：
A是具有聚醚链段和2个或3个胺基团的聚醚的残基；其中所述聚醚链段来源于环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃中的至少一者的单体；其中所述聚醚链段的数均分子量是200至2000；并且其中所述胺基团是伯胺基团或仲胺基团；
每个B独立地是C6-C50脂肪酸或脂肪酸酐的残基，所述脂肪酸或脂肪酸酐是直链或支链的，并且是饱和或不饱和的；并且
n是2或3；
其中每个B独立地通过酰胺键或环状酰亚胺基团与A结合。
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