TW202231738A - 熱塑性組成物 - Google Patents

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Abstract

一種組成物，其包含粒狀固體、塑膠材料及聚合物，其中該聚合物為具有脂肪末端基團之聚醯胺；其中該聚醯胺為二胺與二酸之縮合反應產物；其中該聚合物具有5至13個單體單元；其中該二胺為飽和C 2至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺；其中該二胺之胺基為一級或二級；其中該二酸為飽和C 20至C 50分支鏈羧酸二酸；且其中該等脂肪末端基團中之每一者獨立地為經由醯胺或醯亞胺鍵附接至該聚醯胺之C 6至C 36直鏈或分支鏈碳鏈。

Description

熱塑性組成物
本發明係關於一種組成物，其含有粒狀固體、塑膠材料(諸如熱塑性聚合物)及聚合物。聚合物可能夠為分散劑。
諸如聚丙烯、聚乙烯等之熱塑性材料通常使用顏料濃縮物染色。顏料濃縮物可稱為母料。藉由將各成分混合在一起且使其經歷通常用於將粒狀固體分散於塑膠材料(諸如熱塑性聚合物)中之製程中之任一者來製備此等濃縮物。在雙螺桿擠壓機中複合或混合為一種此類製程。母料可含有至多70%之顏料，且視情況含有其他添加劑。其他添加劑可包含蠟、分散劑、潤滑劑及/或UV穩定劑。
母料之產生通常利用分散於諸如熱塑性聚合物之塑膠材料中之顏料以理想地形成具有有限量之聚集物之細粒。然而，已知在母料之產生中由顏料形成聚集物。顏料聚集物之存在可使得擠壓機之過濾器阻塞。
另外，特定要求對於含有熱塑性聚合物之最終製品而言至關重要。熱塑性聚合物可呈例如固體製品、膜或纖維形式。在固體製品中，為了最大化顯色、最大化著色強度及/或減小斑點含量，顏料之可接受分散係必要的。對於膜，顏料之不完全分散可引起破裂、非所需光散射效應及/或斑點。在纖維中，顏料之不完整分散可使得纖維斷裂。
已進行先前工作以提供用於塑膠材料(諸如熱塑性聚合物)中之顏料的分散劑。習知分散劑變得或可變得不合需要的，諸如歸因於非聚合分散劑之增強的監管檢查。
因此，所揭示之技術提供能夠減小或最小化上文所論述之技術挑戰中之任一者中之至少一者的組成物。此等挑戰可在昂貴擠壓機型設備中引起不太高效的處理，從而使得生產成本增加。因此，本發明主題鑑別聚合物及包含聚合物之組成物，其中聚合物能夠分散顏料以允許熱塑性材料具有以下中之至少一者：(i)聚集物及/或斑點減少；(ii)更精細的分散狀態(例如，具有較低的過濾壓力值)；(iii)可接受/改良之著色強度及/或改良之亮度；(iv)更快的分散速率；或(v)聚合分散劑。
本文中揭示之主題提供 包括粒狀固體、塑膠材料及聚合物之組成物，其中該聚合物為具有脂肪末端基團之聚醯胺；其中該聚醯胺為二胺與二酸之縮合反應產物；其中該聚合物具有5至13個單體單元；其中該二胺為飽和C 2至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺；其中該二胺之胺基為一級或二級；其中該二酸為飽和C 20至C 50分支鏈羧酸二酸；且其中該等脂肪末端基團中之每一者獨立地為經由醯胺或醯亞胺鍵附接至該聚醯胺之C 6至C 36直鏈或分支鏈碳鏈。
亦提供聚合物在進一步包括粒狀固體及塑膠材料之組成物中作為分散劑的用途，其中該聚合物為具有脂肪末端基團之聚醯胺；其中該聚醯胺為二胺與二酸之縮合反應產物；其中該聚合物具有5至13個單體單元；其中該二胺為飽和C 2至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺；其中該二胺之胺基為一級或二級；其中該二酸為飽和C 20至C 50分支鏈羧酸二酸；且其中該等脂肪末端基團中之每一者獨立地為經由醯胺或醯亞胺鍵附接至該聚醯胺之C 6至C 36直鏈或分支鏈碳鏈。
進一步提供使用聚合物作為組成物中之分散劑之方法，包括將該聚合物提供至該組成物中；其中該組成物包括粒狀固體及塑膠材料；其中該聚合物為具有脂肪末端基團之聚醯胺；其中該聚醯胺為二胺與二酸之縮合反應產物；其中該聚合物具有5至13個單體單元；其中該二胺為飽和C 2至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺；其中該二胺之胺基為一級或二級；其中該二酸為飽和C 20至C 50分支鏈羧酸二酸；且其中該等脂肪末端基團中之每一者獨立地為經由醯胺或醯亞胺鍵附接至該聚醯胺之C 6至C 36直鏈或分支鏈碳鏈。
涵蓋本發明主題之以下實施例：
1.一種組成物，其包括粒狀固體、塑膠材料及聚合物，其中該聚合物為具有脂肪末端基團之聚醯胺；其中該聚醯胺為二胺與二酸之縮合反應產物；其中該聚合物具有5至13個單體單元；其中該二胺為飽和C 2至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺；其中該二胺之胺基為一級或二級；其中該二酸為飽和C 20至C 50分支鏈羧酸二酸；且其中該等脂肪末端基團中之每一者獨立地為經由醯胺或醯亞胺鍵附接至該聚醯胺之C 6至C 36直鏈或分支鏈碳鏈。
2.如實施例1之組成物，其中聚合物具有1,000 g/mol至5,000 g/mol之理論分子量。
3.如實施例1或實施例2中之任一者之組成物，其中聚合物具有5至7個單體單元。
4.如實施例1至3中任一項之組成物，其中二胺為飽和C 4至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺。
5.如實施例1至4中任一項之組成物，其中塑膠材料為熱塑性聚合物。
6.如實施例1至5中任一項之組成物，其中塑膠材料為熱固性樹脂或熱塑性樹脂。
7.如實施例1至6中任一項之組成物，其中粒狀固體為顏料。
8.如實施例1至7中任一項之組成物，其中按組成物之總重量計，粒狀固體以1 wt%至95 wt%之量存在於組成物中。
9.如實施例1至8中任一項之組成物，其中按組成物之總重量計，聚合物以0.1 wt%至50 wt%之量存在。
10.如實施例1至9中任一項之組成物，其中：(a)按組成物之總重量計，聚合物以0.1 wt%至50 wt%之量存在；及(b)塑膠材料包括以下中之至少一者：(i)非晶型聚-α-烯烴，其按組成物之總重量計以至多90 wt%之量存在；(ii)蠟，其按組成物之總重量計以至多90 wt%之量存在；(iii)結晶聚烯烴，其按組成物之總重量計以至多30 wt%之量存在；或(iv)氫化蓖麻油蠟，其按組成物之總重量計以至多75 wt%之量存在；其限制條件為按組成物之總重量計，(i)或(ii)中之至少一者以至少0.1 wt%之量存在。
11.如實施例10之組成物，其中非晶型聚-α-烯烴為聚乙烯/聚丙烯混合物。
12.如實施例1至11中任一項之組成物，其中按組成物之總重量計，至少10 wt%之組成物具有1 mm或小於1 mm之粒度級。
13.如實施例1至12中任一項之組成物，其中按組成物之總重量計，至少10 wt%之組成物具有自50 nm至1 mm之粒度級。
14.如實施例1至13中任一項之組成物，其中聚合物具有小於10 mg KOH/g之酸值。
15.如實施例1至14中任一項之組成物，其中聚合物具有小於10 mg KOH/g之胺值。
16.一種聚合物在進一步包括粒狀固體及塑膠材料之組成物中作為分散劑的用途，其中該聚合物為具有脂肪末端基團之聚醯胺；其中該聚醯胺為二胺與二酸之縮合反應產物；其中該聚合物具有5至13個單體單元；其中該二胺為飽和C 2至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺；其中該二胺之胺基為一級或二級；其中該二酸為飽和C 20至C 50分支鏈羧酸二酸；且其中該等脂肪末端基團中之每一者獨立地為經由醯胺或醯亞胺鍵附接至該聚醯胺之C 6至C 36直鏈或分支鏈碳鏈。
17.一種使用聚合物作為組成物中之分散劑之方法，其包括將該聚合物提供至該組成物中；其中該組成物包括粒狀固體及塑膠材料；其中該聚合物為具有脂肪末端基團之聚醯胺；其中該聚醯胺為二胺與二酸之縮合反應產物；其中該聚合物具有5至13個單體單元；其中該二胺為飽和C 2至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺；其中該二胺之胺基為一級或二級；其中該二酸為飽和C 20至C 50分支鏈羧酸二酸；且其中該等脂肪末端基團中之每一者獨立地為經由醯胺或醯亞胺鍵附接至該聚醯胺之C 6至C 36直鏈或分支鏈碳鏈。
18.如實施例17之方法，其中聚合物具有1,000 g/mol至5,000 g/mol之理論分子量。
19.實施例17或實施例18中之任一者之方法，其中聚合物具有5至7個單體單元。
20.如實施例17至19中任一項之方法，其中二胺為飽和C 4至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺。
下文將藉助於非限制性說明來描述本發明主題之各種特徵及實施例。
除非另有指示，否則呈現本文所描述之各化學物質組分之量不包含慣常可在商用材料中存在之任何溶劑或稀釋油，亦即以活性化學物質為基礎。然而，除非另有指示，否則本文所提及之各化學物質或組成物應解釋為商用級物質，其可含有異構物、副產物、衍生物及通常理解為屬於商用級的其他此類物質。
眾所周知，本文所描述之材料中之一些可在最終調配物中相互作用，使得最終調配物之組分可不同於最初添加之組分。舉例而言，金屬離子(例如清潔劑之金屬離子)可遷移至其他分子之其他酸性或陰離子位點。由此形成之產物，包含在預期用途中採用本發明主題之組成物而形成的產物，可能不易於描述。儘管如此，所有此類修改及反應產物均包含在本發明主題之範疇內；本發明主題涵蓋藉由混合上文所描述之組分而製備之組成物。
如本文所使用，不定冠詞「一」欲意謂一個或多於一個。如本文所使用，片語「至少一個」意謂以下項目中之一個或多於一個。因此，「一」及「至少一個」可互換地使用。舉例而言，在替代性實施例中，「A、B或C中之至少一者」意謂可僅包含A、B或C中之一者，且可包含A、B及C中之兩者或多於兩者之任何混合。
如本文所使用，術語「約」意謂給定量之值在規定值之±20%內。在其他實施例中，值在規定值之±15%內。在其他實施例中，值在規定值之±10%內。在其他實施例中，值在規定值之±5%內。在其他實施例中，值在規定值之±2.5%內。在其他實施例中，值在規定值之±1%內。在其他實施例中，基於本文所提供之揭示內容，值處於將由本領域中熟習此項技術者理解之明確描述值之範圍內，以實質上類似於包含本文所描述之字面量之組成物執行。
如本文所使用，術語「實質上」意謂給定量之值在規定值之±10%內。在其他實施例中，值在規定值之±5%內。在其他實施例中，值在規定值之±2.5%內。在其他實施例中，值在規定值之±1%內。
如本文所使用，術語「實質上不含」意謂組分不包含任何有意添加的該組分「實質上不含」之材料。舉例而言，組分可包含材料，該組分「實質上不含」不超過雜質含量之該材料，該材料可為不完全化學反應及/或非預期/非所要(但可能不可避免)反應產物之結果。
如本文所使用，與「包含」、「含有」或「特徵在於」同義之過渡性術語「包括」為包含性的或開放式的，且不排除另外未列舉之要素或方法步驟。然而，在本文中對「包括」之每一列舉中，該術語亦欲涵蓋片語「主要由……組成」及「由……組成」作為替代性實施例，其中「由……組成」排除未指定之任何要素或步驟，且「主要由……組成」准許包含不會實質性影響所考慮組成物或方法之主要或基本及新穎特徵的額外未列舉要素或步驟。
在某些實施例中，提供包括粒狀固體、塑膠材料及聚合物之組成物，其中聚合物為具有脂肪末端基團之聚醯胺；其中聚醯胺為二胺與二酸之縮合反應產物；其中聚合物具有5至13個單體單元；其中二胺為飽和C 2至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺；其中二胺之胺基為一級或二級；其中二酸為飽和C 20至C 50分支鏈羧酸二酸；且其中脂肪末端基團中之每一者獨立地為經由醯胺或醯亞胺鍵附接至聚醯胺之C 6至C 36直鏈或分支鏈碳鏈。
在某些實施例中，聚合物具有5至13個單體單元，諸如6至13個單體單元，諸如7至13個單體單元，諸如8至13個單體單元，諸如9至13個單體單元，諸如10至13個單體單元，諸如11至13個單體單元，諸如12至13個單體單元，諸如5至12個單體單元，諸如6至12個單體單元，諸如7至12個單體單元，諸如8至12個單體單元，諸如9至12個單體單元，諸如10至12個單體單元，諸如11至12個單體單元，諸如5至11個單體單元，諸如6至11個單體單元，諸如7至11個單體單元，諸如8至11個單體單元，諸如9至11個單體單元，諸如10至11個單體單元，諸如5至10個單體單元，諸如6至10個單體單元，諸如7至10個單體單元，諸如8至10個單體單元，諸如9至10個單體單元，諸如5至9個單體單元，諸如6至9個單體單元，諸如7至9個單體單元，諸如8至9個單體單元，諸如5至8個單體單元，諸如6至8個單體單元，諸如7至8個單體單元，諸如5至7個單體單元，諸如6至7個單體單元，諸如5至6個單體單元。在某些實施例中，聚合物具有5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個或13個單體單元。當提及聚合物中之單體單元數目時，其意謂經由化學反應組合在一起以形成聚合物之單體單元之數目。
在某些實施例中，二胺為飽和C 2至C 12(諸如，C 4至C 12、C 6至C 12、C 8至C 12、C 10至C 12、C 2至C 10、C 4至C 10、C 6至C 10、C 8至C 10、C 2至C 8、C 4至C 8、C 6至C 8、C 2至C 6、C 4至C 6、或C 2至C 4)直鏈、分支鏈或環狀二胺。應理解，若此類實施例為化學上可能的，則限定符「直鏈」、「分支鏈」及「環狀」應僅應用於一個特定實施例，如相關領域中熟習此項技術者將理解。舉例而言，二胺不可能為飽和C 2環狀二胺，因此此類實施例應視為自本段落中所描述之廣泛實施例排除。二胺之合適的非限制性實例包含乙二胺、二胺基丙烷、二胺基丁烷、二胺基戊烷、己二胺、二胺基辛烷、二胺基壬烷、二胺基癸烷、二胺基十二烷、哌
Figure 110147464-A0304-1
、甲基哌
Figure 110147464-A0304-1
、二甲基哌
Figure 110147464-A0304-1
、高哌
Figure 110147464-A0304-1
及雙(胺甲基)-環己烷。
在某些實施例中，二酸為飽和C 20至C 50(諸如，C 24至C 50、C 28至C 50、C 32至C 50、C 36至C 50、C 40至C 50、C 44至C 50、C 20至C 46、C 24至C 46、C 28至C 46、C 32至C 46、C 36至C 46、C 40至C 46、C 20至C 42、C 24至C 42、C 28至C 42、C 32至C 42、C 36至C 42、C 20至C 38、C 24至C 38、C 28至C 38、C 32至C 38、C 20至C 34、C 24至C 34、C 28至C 34、C 20至C 30、C 24至C 30、或C 20至C 26)分支鏈羧酸二酸。市售二酸之合適的非限制性實例包含可購自科騰公司(Kraton Corporation)之UNIDYME™產品範圍。
在某些實施例中，脂肪末端基團中之每一者獨立地為C 6至C 36(諸如，C 10至C 36、C 14至C 36、C 18至C 36、C 22至C 36、C 26至C 36、C 30至C 36、C 6至C 32、C 10至C 32、C 14至C 32、C 18至C 32、C 22至C 32、C 26至C 32、C 6至C 28、C 10至C 28、C 14至C 28、C 18至C 28、C 22至C 28、C 6至C 24、C 10至C 24、C 14至C 24、C 18至C 24、C 6至C 20、C 10至C 20、C 14至C 20、C 6至C 16、C 10至C 16或C 6至C 12)直鏈或分支鏈碳鏈。
可用於形成脂肪末端之合適的化合物包含(但不限於)：脂肪酸及/或其甲酯/乙酯；脂肪胺(諸如，己胺、辛胺、硬脂胺、癸胺及/或壬胺)；及/或脂肪酸酐(諸如，來自Pentagon之十二烷基丁二酸酐、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、十八烯基丁二酸酐及/或Pentasize TM68)。
脂肪酸及/或其甲酯/乙酯之合適的實例包含(但不限於)：肉豆蔻酸、油酸、棕櫚酸、芥子酸、山萮酸、Versatic™酸911(亦可描述為C 9-11分支鏈脂肪酸)、Versatic™酸10(亦可描述為三級癸酸)、蓖麻油酸、12-羥基硬脂酸、9,11-亞麻油酸、9,12-亞麻油酸、9,12,15-次亞麻油酸、松香酸、己酸、辛酸、月桂酸、癸酸、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、2-癸基十四烷酸或其混合物。此類型之分支鏈烷基羧酸可以商標Isocarb®(來自Sasol GmbH)獲得，且具體實例為Isocarb® 12、16、20、28、32、34T及36。許多羧酸可以混合物形式商購獲得。脂肪酸之另一實例包含可商購自Baker Petrolite Polymer Division之Unicid®酸(直鏈一級合成羧酸)。
合適的脂肪酸之其他實例包含(但不限於)由來自天然存在來源之油衍生之脂肪酸的混合物，該等油為諸如葵花籽油、橄欖油、菜籽油、蓖麻油、棕櫚油、椰子油、亞麻籽油、豆油、魚油及其類似者，呈經氫化(飽和)或不飽和形式。
在某些實施例中，基於聚醯胺部分之性質，脂肪末端基團可選自上文所描述之化合物之類型中的一或多者。舉例而言，若使用過量二胺，則脂肪端基可選自脂肪酸及/或其甲酯/乙酯或脂肪酸酐中之至少一者；或若使用過量二酸，則脂肪端基可選自脂肪胺中之至少一者。
在某些實施例中，聚合物具有1,000 g/mol至5,000 g/mol之理論分子量，諸如，1,500 g/mol至5,000 g/mol、2,000 g/mol至5,000 g/mol、2,500 g/mol至5,000 g/mol、3,000 g/mol至5,000 g/mol、3,500 g/mol至5,000 g/mol、4,000 g/mol至5,000 g/mol、4,500 g/mol至5,000 g/mol、1,000 g/mol至4,500 g/mol、1,500 g/mol至4,500 g/mol、2,000 g/mol至4,500 g/mol、2,500 g/mol至4,500 g/mol、3,000 g/mol至4,500 g/mol、3,500 g/mol至4,500 g/mol、4,000 g/mol至4,500 g/mol、1,000 g/mol至4,000 g/mol、1,500 g/mol至4,000 g/mol、2,000 g/mol至4,000 g/mol、2,500 g/mol至4,000 g/mol、3,000 g/mol至4,000 g/mol、3,500 g/mol至4,000 g/mol、1,000 g/mol至3,500 g/mol、1,500 g/mol至3,500 g/mol、2,000 g/mol至3,500 g/mol、2,500 g/mol至3,500 g/mol、3,000 g/mol至3,500 g/mol、1,000 g/mol至3,000 g/mol、1,500 g/mol至3,000 g/mol、2,000 g/mol至3,000 g/mol、2,500 g/mol至3,000 g/mol、1,000 g/mol至2,500 g/mol、1,500 g/mol至2,500 g/mol、2,000 g/mol至2,500 g/mol、1,000 g/mol至2,000 g/mol、1,500 g/mol至2,000 g/mol或1,000 g/mol至1,500 g/mol。如本文所使用，當提及目標聚合物時，術語「理論分子量」意謂藉由以下判定之目標聚合物之平均分子量：(1)基於單體單元之化學式計算聚合物中之各單體單元之分子量，(2)將聚合物中之各單體單元之分子量加在一起，及(3)減去在單體單元一起反應以形成目標聚合物或其前驅體時可損失之任何原子/分子(諸如水)。
在某些實施例中，塑膠材料為熱塑性聚合物。
在某些實施例中，塑膠材料為熱固性樹脂或熱塑性樹脂。
在某些實施例中，粒狀固體為顏料。
在某些實施例中，按組成物之總重量計，粒狀固體以1 wt%至95 wt%之量存在於組成物中。
在某些實施例中：(a)按組成物之總重量計，聚合物以0.1 wt%至50 wt%之量存在；(b)塑膠材料包括以下中之至少一者：(i)非晶型聚-α-烯烴，其按組成物之總重量計以至多90 wt%之量存在；(ii)蠟，其按組成物之總重量計以至多90 wt%之量存在；(iii)結晶聚烯烴，其按組成物之總重量計以至多30 wt%之量存在；或(iv)氫化蓖麻油蠟，其按組成物之總重量計以至多75 wt%之量存在；其限制條件為按組成物之總重量計,(i)或(ii)中之至少一者以至少0.1 wt%之量存在。在某些實施例中，非晶型聚-α-烯烴為聚乙烯/聚丙烯混合物。
在某些實施例中，按組成物之總重量計，至少10 wt%之組成物具有1 mm或小於1 mm之粒度級。
在某些實施例中，按組成物之總重量計，至少10 wt%之組成物具有50 nm至1 mm之粒度級。
在某些實施例中，目標聚合物可具有少量殘餘酸性或鹼性官能基。在某些實施例中，聚合物具有小於10 mg KOH/g之酸值，諸如小於5 mg KOH/g或小於2.5 mg KOH/g。在某些實施例中，聚合物具有小於10 mg KOH/g之胺值，諸如小於5 mg KOH/g或小於2.5 mg KOH/g。此等實施例可例如藉由反應以製備未進行至100%完成之聚合物或藉由在胺官能基與酸官能基的量之間存在微小莫耳差而發生。
亦提供上文所描述之聚合物作為上文所描述之組成物中之分散劑之用途。
亦提供使用上文所描述之目標聚合物將粒狀固體分散於塑膠材料中之方法。舉例而言，聚合物、粒狀固體及塑膠材料可按任何次序混合在一起以形成如上文所提供之各種實施例中所描述之組成物。在某些實施例中，成分可混合在一起使得粒狀固體最後添加至混合物中。
進一步提供使用上文所描述之聚合物作為上文所描述之組成物中之分散劑之用途。
在某些實施例中，上文所描述之任何實施例之聚合物可適於用作併入至組成物(例如，諸如熱塑性聚合物之塑膠材料)中之粒狀固體(諸如顏料材料)之處理助劑或分散劑。
在某些實施例中，按組成物之總重量計，本文所描述之聚合物可以0.1 wt%(諸如，0.2 wt%、0.3 wt%、0.4 wt%、0.5 wt%、0.6 wt%、0.7 wt%、0.8 wt%、0.9 wt%、1 wt%、1.5 wt%、2 wt%、2.5 wt%、3 wt%、3.5 wt%、4 wt%、4.5 wt%、5 wt%、6 wt%、7 wt%、8 wt%、9 wt%、10 wt%、15 wt%、20 wt%或25 wt%)至50 wt%(諸如，45 wt%、40 wt%、35 wt%、或30 wt%)之量存在於組成物中。
在某些實施例中，存在於組成物中之粒狀固體可為任何無機或有機固體材料。在某些實施例中，粒狀固體可為以下中之至少一者：顏料、增量劑、填充劑、阻燃物質、陶瓷材料、磁性材料或金屬顆粒。在某些實施例中，粒狀固體為顏料，諸如無機顏料或有機顏料。
在某些實施例中，粒狀固體可為有機顏料，諸如在標題為「顏料」的章節下，描述於《顏色索引之第三版本(Third Edition of the Colour Index)》(1971)及其後續修訂本及補充中之所識別顏料類別中之任一者。
合適的有機顏料之非限制性實例為來自以下之至少一種顏料：偶氮、雙偶氮、三偶氮、縮合偶氮、偶氮色澱、萘酚、蒽嘧啶、苯并咪唑酮、咔唑、二酮基吡咯并吡咯、黃士酮、靛藍、異吲哚啉酮、異吲哚啉、異紫蒽酮、金屬錯合物、
Figure 110147464-A0304-2
Figure 110147464-A0304-1
、苝、哌瑞酮、皮蒽酮、吡唑并喹唑啉、喹啉黃、三芳基
Figure 110147464-A0304-3
、三苯二
Figure 110147464-A0304-2
Figure 110147464-A0304-1
、二苯并哌喃、硫靛、靛蒽醌、異靛蒽醌、蒽嵌蒽醌、蒽醌、異二苯并蒽醌、三苯二
Figure 110147464-A0304-2
Figure 110147464-A0304-1
、喹吖啶酮或酞菁顏料系列及/或酸性、鹼性及媒染染料及碳黑之色澱。在某些實施例中，有機顏料為以下中之至少一者：酞菁，諸如銅酞菁及/或其核鹵化衍生物，單偶氮、雙偶氮、靛蒽醌、蒽酮、喹吖啶酮、二酮吡咯并吡咯、苝或碳黑。
在某些實施例中，無機粒狀固體可包含以下中之至少一者：增量劑及/或填充劑，諸如滑石、高嶺土、包含膨潤土之蒙脫石、鋰蒙脫石(hectorites)、皂石(saponites)、雲母、二氧化矽、重晶石、白堊；阻燃填充劑，諸如三水合氧化鋁、天然氫氧化鎂或水鎂石；粒狀陶瓷材料，諸如氧化鋁、二氧化矽、氧化鋯、二氧化鈦、氮化矽、氮化硼、碳化矽、碳化硼、混合氮化矽鋁及/或金屬鈦酸鹽；粒狀磁性材料，諸如過渡金屬之磁性氧化物，諸如鐵及鉻(例如，γ-Fe 2O 3、Fe 3O 4及摻雜鈷之氧化鐵)，氧化鈣、鐵氧體，諸如鋇鐵氧體；及/或金屬顆粒，諸如鐵、鎳、鈷、銅及其合金。
合適的無機顏料之非限制性實例包含以下中之至少一者：金屬氧化物，諸如二氧化鈦(例如，金紅石二氧鈦鈦及/或表面塗佈二氧化鈦)、不同顏色(諸如黃色及黑色)之氧化鈦、不同顏色(諸如黃色、紅色、棕色及黑色)之氧化鐵、氧化鋅、氧化鋯、氧化鋁、氧化金屬化合物(諸如釩酸鉍、鋁酸鈷、錫酸鈷、鋅酸鈷、鉻酸鋅及錳、鎳、鈦、鉻、銻、鎂、鈷、鐵、及鋁之混合金屬氧化物)、普魯士藍、朱紅、群青、磷酸鋅、硫化鋅、鉬酸鹽、及鈣及鋅之鉻酸鹽、金屬效應顏料(諸如鋁薄片、銅及銅/鋅合金)或珠光薄片(諸如碳酸鉛及氯氧化鉍)。
在某些實施例中，可包含於本文所描述之組成物中之熱塑性聚合物(諸如熱塑性樹脂)可包含以下中之至少一者：聚烯烴、聚酯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚胺酯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、纖維素或纖維素衍生物。此等組成物可以多種方式製備，諸如藉由熔融混合或乾式固體摻合方法。
合適的熱塑性塑膠之非限制性實例包含(低密度、直鏈低密度或高密度)聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、聚對苯二甲酸伸丁酯(PBT)、耐綸6、耐綸6-6、耐綸6-12、耐綸11、耐綸12、耐綸4-6、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚碸、聚碸、聚碳酸酯、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯、熱塑性聚胺酯、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、Victrex PEEK™聚合物(諸如氧基-1,4-伸苯基氧基-1,4-伸苯基-羰基-1及/或4-伸苯基聚合物)，及丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(ABS)及/或以上材料及/或其他熱塑性聚合物之各種其他聚合摻合物或合金。
在某些實施例中，按組成物之總重量計，組成物可含有1至95重量%之粒狀固體，諸如2重量%(例如，3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、12重量%、14重量%、16重量%、18重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%或45重量%)至90重量%(例如，85重量%、80重量%、75重量%、70重量%、65重量%、60重量%、55重量%或50重量%)。舉例而言，按組成物之總重量計，固體為諸如有機顏料之有機材料的組成物可含有15 wt%至60 wt%之固體，然而按組成物之總重量計，固體為諸如無機顏料、填充劑或增量劑之無機材料的組成物可含有40 wt%至90 wt%之固體。
本文所描述之組成物可包含一或多種其他成分，諸如以下中之至少一者：防霧劑、成核劑、起泡劑、阻燃劑、加工助劑、界面活性劑、熱穩定劑、UV吸收劑、芳香劑、抗微生物劑、殺生物劑、抗衝擊改質劑、抗氧化劑、抗靜電劑、偶聯劑、發泡劑、脫模劑、潤滑劑(外用或內用)、增塑劑、助滑劑、UV穩定劑、黏度抑制劑、除本發明主題之聚合物以外之分散劑及脫氣劑。
本文所描述之熱塑性聚合物/樹脂組成物可藉由已知用於製備熱塑性組成物之任何方法來製備。因此，舉例而言，固體、熱塑性聚合物及分散劑可按任何次序混合，混合物隨後經受機械處理以使固體之顆粒減小至適當大小，例如藉由班伯里(Banbury)混合、帶式摻合、雙螺桿擠壓、雙輥壓法、在Buss共-捏合機中複合或類似設備。
在某些實施例中，本文所描述之組成物可包括(a)0.1 wt%至50 wt%，或0.25 wt%至35 wt%，及0.5 wt%至30 wt%之上文所描述之聚合物；(b)至多90 wt%(諸如，大於0 wt%至90 wt%，或0.1 wt%至90 wt%，或1 wt%至90 wt%)之非晶型聚-α-烯烴，諸如聚乙烯/聚丙烯混合物；(c)至多90 wt%(諸如，大於0 wt%至90 wt%，或0.1 wt%至90 wt%，或1 wt%至90 wt%)之蠟，諸如聚烯烴蠟，例如聚乙烯蠟；(d)至多30 wt%(諸如，大於0 wt%至30 wt%，或0.1 wt%至30 wt%，或1 wt%至30 wt%)之結晶聚烯烴；及(e)至多75 wt%(諸如，大於0 wt%至75 wt%，或0.1 wt%至75 wt%，或1 wt%至75 wt%)之氫化蓖麻油蠟。在某些實施例中，(b)或(c)中之至少一者以至少0.1 wt%之量存在。
應注意，按任何特定組成物之總重量計，本文所描述之某些實施例可理論上解釋為包含大於100 wt%的本文所描述之組成物之所有組分之總wt%。相關領域中熟悉此項技術者應瞭解組成物包含大於100 wt%之組成物之所有組分為不可能的，且因此可察覺包含大於100 wt%之所有組分之任何實施例明確排除本文所描述的主題之外。舉例而言，若按組成物之總重量計，組成物可包含(以及其他可能組分)以至多90 wt%之量存在之非晶型聚α烯烴、以至多90 wt%之量存在之蠟，則將選擇各組分之量使得組成物之所有組分之總wt%不超出組成物之100 wt%。
聚烯烴蠟(諸如聚乙烯蠟)可為載劑、助劑或增效劑。
在某些實施例中，提供微粉化組成物。在一個實施例中，包括(i)非晶型聚-α-烯烴，或(ii)聚烯烴蠟中之至少一者的組成物的至少10 wt%具有1 mm或小於1 mm之直徑，或0.5 mm或小於0.5 mm，或0.1 mm或小於0.1 mm，或0.05 mm或小於0.05 mm的粒度級。在某些實施例中，粒度級可為50 nm至1 mm，或100 nm至0.05 mm。
本文所描述之聚合物可適用於產生呈粉末顆粒及/或纖維顆粒形式之分散性固體，尤其分散性顏料或聚合填充劑，其中該等顆粒塗佈有分散劑。有機及無機固體之此類塗佈以已知方法進行，例如如EP-A-0 270 126中所描述。在此情況下，溶劑或乳液介質可移除或保留於混合物中，從而形成糊狀物。此等糊狀物為慣用商業產品且可進一步包括黏合劑部分且亦包括其他助劑及添加劑。在顏料之情況下，在顏料之合成期間或之後(藉由例如將本文所描述之聚合物添加至顏料懸浮液中)，或在塗顏料操作期間或之後，有可能塗佈顏料表面。與未處理顏料相比，以此方式預處理之顏料在更易於摻入且亦增強黏度、絮凝及光滑效能及更高顏色強度方面為顯著的。
本文所描述之聚合物之其他合適的用途包含用於塗料、墨及塗料之分散劑，或聚合物可合適地用作分散劑之任何其他產品。
本文所描述之組成物可處理為「母料」，且當形成製品時添加至額外聚合材料中。與額外聚合材料混合之「母料」之量可經由取決於聚合材料及粒狀固體之性質之廣泛限制而變化。在不同實施例中，按最終塑膠製品之總重量計，「母料」之量可為0.5%至50%，或10%至50%，或20%至50%。儘管用於製備「母料」之塑膠材料可不同於添加有「母料」之另一塑膠材料，但取決於所要最終物質可為相同的。在塑膠材料包含聚丙烯、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、氯硫酸化聚乙烯、聚氯乙烯、天然及合成橡膠，諸如丁二烯類彈性體(例如丁二烯-苯乙烯、丁二烯-丙烯腈橡膠、聚丁二烯)、聚異戊二烯或天然橡膠時，「母料」之使用尤其有用。
[實例]
本文中揭示之主題可參考以下實例更好理解，該等實例僅闡述以進一步說明本文所揭示之主題。說明性實例不應解釋為以任何方式限制主題。
比較實例1(「CE1」)：將山萮酸(178.94 g)及己二胺(30.53 g)(預加熱至50℃)裝入500 ml 3頸圓底燒瓶中，且將內含物在攪拌及氮氣氛圍下加熱至140℃。添加丁醇鋯IV(約80%於三級丁醇中)(0.6 g)且將反應溫度升高至180℃且保持5小時。獲得硬灰白色固體(180 g)。IR分析指示醯胺峰處於1644 cm -1，1634 cm -1，且醯胺N-H伸長段處於3312 cm -1。比較實例1為來自US 2011/0041730 A1之實例9，且關於此實例之所有資訊以引用之方式併入本文中。
實例1(「EX1」)：在氮氣下將77.33份之二聚體脂肪酸(來自科騰之Unidyme® 18)、20.55份己二胺及25.28份硬脂酸裝入反應容器中且加熱至120℃持續15分鐘。隨後裝入0.64份丁醇鋯溶液(80%丁醇)且將反應溫度升高至180℃持續180小時。隨後使反應停止且倒出材料且冷卻以產生黃色固體，將該黃色固體在咖啡磨碎機中研磨且經由1.7 mm篩來篩分以產生黃色散劑。
實例2(「EX2」)：在氮氣下將70.13份之二聚體脂肪酸(來自科騰之Unidyme® 18)、20.92份己二胺及34.14份硬脂酸裝入反應容器中且加熱至60℃持續15分鐘。隨後裝入0.37份丁醇鋯溶液(80%丁醇)且將反應溫度升高至180℃持續180小時。隨後使反應停止且倒出材料且冷卻以產生黃色固體，將該黃色固體在咖啡磨碎機中研磨且經由1.7 mm篩來篩分以產生黃色散劑。
實例3(「EX3」)：在氮氣下將82.54份之二聚體脂肪酸(來自科騰之Unidyme® 18)、20.62份己二胺及20.53份硬脂酸裝入反應容器中且加熱至60℃持續15分鐘。隨後裝入0.35份丁醇鋯溶液(80%丁醇)且將反應溫度升高至180℃持續180小時。隨後使反應停止且倒出材料且冷卻以產生黃色固體，將該黃色固體在咖啡磨碎機中研磨且經由1.7 mm篩來篩分以產生黃色散劑。
實例4(「EX4」)：在氮氣下將69.49份之二聚體脂肪酸(來自科騰之Unidyme® 14)、10.84份已二胺及34.67份硬脂酸裝入反應容器中且加熱至60℃持續15分鐘。隨後裝入0.36份丁醇鋯溶液(80%丁醇)且將反應溫度升高至180℃持續180小時。隨後使反應停止且倒出材料且冷卻以產生黃色固體，將該黃色固體在咖啡磨碎機中研磨且經由1.7 mm篩來篩分以產生黃色散劑。
[測試]
將7.5份之以上各實例與30份之藍色顏料(來自BASF之Heliogen BlueK6911)及62.5份耐綸6(來自DSM之Akulon k222-D)在WAB管狀混合器上混合以製備用於擠壓之樣本。隨後將此等樣本在16 mm雙螺桿擠壓機中在100 rpm之螺桿速度及12%(EX4及EX5為8%)之饋入速率下在以下溫度分佈下擠壓：第1區(饋入)中170℃、第2區中230℃、第3區中240℃、第4區中240℃及第5區(晶粒)中240℃，以產生母料。隨後將各母料放入耐綸6(來自DSM之Akulon k222-D)及二氧化鈦白色顏料(來自亨斯邁(Huntsman)之Tioxide® R-FC5)中以得到0.5%藍色顏料及5%白色顏料於耐綸6中之最終組成物，其在Betol單螺桿擠壓機上進行且接著使用BOY15S注射模製以產生彩色晶片。隨後在德塔顏色(data color)分光光度計(反射係數)上相對於未製備有設定成100%之添加劑的彩色晶片量測各彩色晶片之顏色強度，且結果提供於以下表1中。 表1
樣本 顏色強度
CE1 148.6
EX1 197.5
EX2 158.0
EX3 141.5
EX4 123.4
如上文所描述，比較實例1本質上為非聚合的，實例1至4本質上為聚合性的，包含目標聚合物在所描述組成物中作為分散劑。儘管實例1及2展示在顏色強度方面明顯優於比較實例1，但實例3及4可認為相較於比較實例1大致相同或略微較差。然而，本文所描述之主題之一個目標係提供一種聚合物/組成物，其可具有較少待克服的監管障礙，且可至少部分藉由提供聚合分散劑來達成，該聚合分散劑將面對相較於非聚合分散劑較少的監管障礙。較少監管障礙意謂物質將能夠以更快速且更低成本進入市場。
除在實例中或在上下文另外明確指示或要求之情況以外，本說明書中指定材料之量、反應條件、分子量、碳原子數目及其類似者之所有數量應理解為藉由字組「約」修飾。應理解，本文所闡述之較高量及較低量、範圍及比率限值可獨立地組合，且涵蓋所揭示範圍內之任何量以在替代性實施例中提供較窄範圍之最小值或最大值(其限制條件理所當然地為範圍之最小量必須低於同一範圍之最大量)。類似地，本文所揭示之主題之每一要素的範圍及量可與其他要素中之任一者之範圍或量一起使用。
儘管已出於說明本文所揭示之主題之目的展示某些代表性實施例及細節，但本領域中熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離主題之範疇之情況下在其中進行各種改變及修改。就此而言，本發明範疇僅由以下申請專利範圍限定。
無。
無。
無。

Claims (15)

  1. 一種組成物，其包括粒狀固體、塑膠材料及聚合物，其中該聚合物為具有脂肪末端基團之聚醯胺；其中該聚醯胺為二胺與二酸之縮合反應產物；其中該聚合物具有5至13個單體單元；其中該二胺為飽和C 2至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺；其中該二胺之胺基為一級或二級；其中該二酸為飽和C 20至C 50分支鏈羧酸二酸；且其中該等脂肪末端基團中之每一者獨立地為經由醯胺或醯亞胺鍵附接至該聚醯胺之C 6至C 36直鏈或分支鏈碳鏈。
  2. 如請求項1之組成物，其中該聚合物具有1,000 g/mol至5,000 g/mol之理論分子量。
  3. 如請求項1或請求項2中之任一項之組成物，其中該聚合物具有5至7個單體單元。
  4. 如請求項1至3中任一項之組成物，其中該二胺為飽和C 4至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺。
  5. 如請求項1至4中任一項之組成物，其中該粒狀固體為顏料。
  6. 如請求項1至5中任一項之組成物，其中按該組成物之總重量計，該粒狀固體以1 wt%至95 wt%之量存在於該組成物中。
  7. 如請求項1至6中任一項之組成物，其中按該組成物之總重量計，該聚合物以0.1 wt%至50 wt%之量存在。
  8. 如請求項1至7中任一項之組成物，其中： a.    按該組成物之總重量計，該聚合物以0.1 wt%至50 wt%之量存在；且 b.    該塑膠材料包括以下中之至少一者： i.    非晶型聚-α-烯烴，其按該組成物之總重量計以至多90 wt%之量存在； ii.   蠟，其按該組成物之總重量計以至多90 wt%之量存在； iii.  結晶聚烯烴，其按該組成物之總重量計以至多30 wt%之量存在；或 iv.   氫化蓖麻油蠟，其按該組成物之總重量計以至多75 wt%之量存在； 其限制條件為按該組成物之總重量計，(i)或(ii)中之至少一者以至少0.1 wt%之量存在。
  9. 如請求項1至8中任一項之組成物，其中按該組成物之總重量計至少10 wt%之該組成物具有50 nm至1 mm之粒度級。
  10. 如請求項1至9中任一項之組成物，其中該聚合物具有小於10 mg KOH/g之酸值。
  11. 如請求項1至10中任一項之組成物，其中該聚合物具有小於10 mg KOH/g之胺值。
  12. 一種使用聚合物作為組成物中之分散劑之方法，其包括將該聚合物提供至該組成物中；其中該組成物包括粒狀固體及塑膠材料；其中該聚合物為具有脂肪末端基團之聚醯胺；其中該聚醯胺為二胺與二酸之縮合反應產物；其中該聚合物具有5至13個單體單元；其中該二胺為飽和C 2至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺；其中該二胺之胺基為一級或二級；其中該二酸為飽和C 20至C 50分支鏈羧酸二酸；且其中該等脂肪末端基團中之每一者獨立地為經由醯胺或醯亞胺鍵附接至該聚醯胺之C 6至C 36直鏈或分支鏈碳鏈。
  13. 如請求項12之方法，其中該聚合物具有1,000 g/mol至5,000 g/mol之理論分子量。
  14. 如請求項12或請求項13中之任一項之方法，其中該聚合物具有5至7個單體單元。
  15. 如請求項12至14中任一項之方法，其中該二胺為飽和C 4至C 12直鏈、分支鏈或環狀二胺。
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