分散树脂制造技术

本发明专利技术涉及创新性的分散树脂、其制备及其在分散固体方面的应用。

Dispersion resin

The invention relates to an innovative dispersion resin, its preparation and its application in dispersion solid.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及创新性分散树脂、其制备及其在分散固体方面的应用。使用分散树脂将固体(如填料、染料或颜料)通常分散在液体介质中以实现所述固体的有效稳定化，降低所需机械剪切力，并且从而使非常高度的填充成为可能。作为表面活性材料，分散树脂润湿和/或覆盖所要分散颗粒的表面，并稳定化它们从而不发生不想要的再结块。因此，在油漆、清漆、印刷油墨和其它涂料生产时，分散树脂有利于固体的引入，例如填料和颜料，其作为重要的配制成分基本上决定了该体系的外观和物理化学性质。为了最好的使用，这些固体一方面必须在所述配制剂中均匀地分布，另一方面所述分布一旦实现还必须被稳定化。目前，多种不同物质被用作固体的分散剂。除低分子量的非常简单的化合物例如卵磷脂、脂肪酸和它们的盐或烷基酚乙氧基化物外，高分子量更复杂的结构也被用作分散树脂。这里，特别是氨基官能化和酰胺基官能化的体系具有广泛应用。例如，DE 2830860、WO 00/24503和WO 01/21298描述了基于聚酯改性的多胺的分散树脂。EP 893155描述了多胺的盐及其作为颜料和填料的分散树脂的用途。所述聚酯基于羟基羧酸或内酯。分散树脂的使用还可能导致缺点，例如在下述方面：通常需要在颜料糊剂中使用高含量的分散添加剂；所能实现的糊剂颜料化的程度为不令人满意的低；所述糊剂的稳定性及因此它们粘度的一致性不够；不可避免地要使用溶剂；或始终不能阻止发生絮凝和凝聚。类似地，通常在所述糊剂存放之后，还缺少色彩深浅的一致性，缺少与不同粘结剂和颜料的相容性。通过使用现有技术中已知的分散添加剂，在很多情况下，还在涂料的耐水性或光稳定性方面有副作用，或者在其使用时会产生不想要的泡沫。还有在很多情况下，因分散树脂在商用涂料介质中缺乏相容性，光泽受到不利影响。此外，焦点越来越被放在市售和价格低廉的、如果可能，甚至是从可再生来源获得的原材料上。因此对于具有比现有技术更为改善性质的固体用分散树脂而言，存在不断增长的需求。在此方面一个具体的需求就是对大量不同的固体都具有非常高的稳定化作用的分散树脂。因此，本专利技术的一个目的就在于提供具有改善的性能特性并可有利地被用于，例如，分散固体的分散树脂。前述目的通过本专利技术的新分散树脂而实现。本专利技术的第一主题因此就是通式(I)的分散树脂，T-P-Z-T (I)其中T是终止聚合的基团，Z是碱性基团或包含碱性基团的基团，P是基于二羧酸或多羧酸和二醇或多醇的聚酯，包括式(I)化合物的盐。本专利技术的分散树脂表现出有效的分散性能，对相应配制剂的粘度和流变性质没有负面影响。相应地，使用本专利技术树脂，可降低昂贵颜料的使用量，而不用接受色强度的减损。此外，包含染料、固体如填料和/或颜料的糊剂、油漆、清漆、印刷油墨和其它涂料基本上由所用的分散树脂共同决定。这里，本专利技术的分散树脂满足对生产非常低粘度的通常要求，而且保持在液体油漆和清漆中，优选牛顿粘度行为。此外，本专利技术的分散树脂基于廉价的市售原材料。特别是对于本专利技术式(I)树脂中的P部分的确如此，其中二羧酸和二醇被用于形成聚酯，从而使得其可以避免使用现有技术已知为昂贵且不便利的己内酯。使用价廉和市售的原材料，特别是对于P部分，允许了本专利技术的分散树脂更宽的结构变化和供应安全性。本专利技术式(I)的分散树脂的一部分是基于二羧酸或多羧酸及二醇或多醇的聚酯单元P。该式(I)的分散树脂中的聚酯单元P通常是羧酸官能化的聚酯，仍可能带有自由的OH基团，该基团的一些或全部可能会在后续反应中与例如酐反应以形成羧酸官能化的聚酯。所述的聚酯，更具体而言OH-官能化的，优选是直链或轻微支化的和饱和的或不饱和的无定形共聚酯。本专利技术所涉及的二羧酸或多羧酸包括游离酸、其酸酐或所述二羧酸的酯；当是酯时，优选低分子量的酯，例如甲基或乙基酯。适用的二羧酸或多羧酸是，例如，邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1，2-环己烷二羧酸和异构体、琥珀酸、癸二酸、甲基四氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸或四氢邻苯二甲酸、十二烷二酸、己二酸、戊二酸、柠康酸、富马酸、衣康酸、马来酸或中康酸、壬二酸、苯均四酸和/或偏苯三酸、它们的酸酐和/或低分子量烷基酯，例如甲基酯。适用的二醇或多醇是，特别是，乙二醇、1，2-和/或1，3-丙二醇、二甘醇、双丙甘醇、三甘醇、四甘醇、1，2-和/或1，4-丁二醇、1，3-丁基乙基丙二醇、1，3-甲基丙二醇、1，5-戊二醇、环己基二甲醇、4，8-三环[5.2.1.O2，7]癸烷二甲醇(Dicidol)、甘油、1，6-己二醇、新戊二醇、双酚A、B、C、F、降冰片烯二醇、1，4-苄基二甲醇和1，4-苄基二乙醇和/或2，4-二甲基-2-乙基己烷-1，3-二醇。所述聚酯单元P优选包含25-75wt％的二羧酸或多羧酸和25-75wt％的二醇或多醇，二醇或多醇之和与二羧酸或多羧酸之和构成100wt％。聚酯的制备为技术人员所熟知。其通常是通过二羧酸或多羧酸或它们的酸酐与二醇或多醇缩合而制备。它们的性质在很大程度上取决于起始原料的性质和比例。在本专利技术的内容中，所述聚酯单元是通过起始酸和起始醇的连续或(半)批量的酯化和缩合，以一步或两步法制备的。该聚酯单元优选通过熔融缩合方法合成。为此，所用的二羧酸或多羧酸与二醇或多醇发生反应。聚缩聚在130-280℃之间的温度于熔融状态下进行3-30小时。在该步骤中产生的大部分水在大气压力下被首先蒸馏除去。在反应的进一步过程中，剩余的水还有挥发性二醇或多醇也被除去直至达到目标分子量或所需酸值。可以任选地通过降低压力或通过让惰性气体流经所述反应混合物而促进该过程。可额外地通过在反应前或反应过程中添加共沸剂和/或催化剂而加速所述反应。适用的共沸剂是甲苯和二甲苯。典型的催化剂是有机钛或有机锡化合物，如四丁基钛酸酯或二丁基氧化锡。还可以想到的是基于其它金属的催化剂，如基于锌的乙酸锌，或基于锑或锆的，如异丙氧基锆，以及不含金属的酯化催化剂，如甲苯磺酸，或有机强酸如卤乙酸，例如三氟乙酸。还有可能的是其它添加剂和工艺助剂如抗氧化剂、基团稳定剂和颜色稳定剂。所述反应优选在惰性气体环境如氮气下进行。相应制备的聚酯随后在下一步与二羧酸或其酸酐反应以得到酸官能化的聚酯。这些聚酯被称为P-COOH。基于该OH基团，20-100％，优选30-80％，更优选40-70％，与二羧酸或其酸酐反应。在本步中，优选使用酸酐。所用酸酐为，例如，邻苯二甲酸(PAn)、1，2-环己烷二羧酸、琥珀酸、马来酸、甲基四氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸(MHH-PhA)、六氢邻苯二甲酸、和或偏苯三酸的酸酐。本专利技术聚酯特别地具有Mn为700-10 000g/mol，优选900-4000g/mol，和Mw为1500-40 000g/mol，优选2000-15 000g/mol。在本专利技术的上下文中，摩尔质量通过尺寸排阻色谱法(size exclusion chromatography，SEC)测定。为此，三个由Merck得到的颗粒尺寸为5μm的色谱柱(PS 400，250*7mm，PS 40，250*7mm，和PS 1，250*7mm)串联组合。校准后，用Rheodyne 7125注射器于40℃下注射20μl聚酯的四氢呋喃溶液(c(polyester)＝20本文档来自技高网...

【技术保护点】
通式(I)的分散树脂，T‑P–Z–T     (I)其中T是终止聚合的基团，Z是碱性基团或包含碱性基团的基团，P是基于二羧酸或多羧酸和二醇或多醇的聚酯，包括式(I)的化合物的盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.26 DE 102014205680.21.通式(I)的分散树脂，T-P–Z–T (I)其中T是终止聚合的基团，Z是碱性基团或包含碱性基团的基团，P是基于二羧酸或多羧酸和二醇或多醇的聚酯，包括式(I)的化合物的盐。2.权利要求1的分散树脂，特征在于所述二羧酸或多羧酸选自邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,2-环己烷二羧酸和异构体、琥珀酸、癸二酸、甲基四氢邻苯二甲酸、甲基六氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸或四氢邻苯二甲酸、十二烷二酸、己二酸、戊二酸、柠康酸、富马酸、衣康酸、马来酸、中康酸、壬二酸、苯均四酸和/或偏苯三酸、它们的酸酐和/或低分子量烷基酯。3.权利要求1或2的分散树脂，特征在于所述二醇或多醇选自乙二醇、1,2-和/或1,3-丙二醇、二甘醇、双丙甘醇、三甘醇、四甘醇、1,2-和/或1,4-丁二醇、1,3-丁基乙基丙二醇、1,3-甲基丙二醇、1,5-戊二醇、环己基二甲醇、4,8-三环[5.2.1.O2,7]癸烷二甲醇、甘油、1,6-己二醇、新戊二醇、双酚A、B、C、F、降冰片烯二醇、1,4-苄基二甲醇和1,4-苄基二乙醇和/或2,4-二甲基-2-乙基己烷-1,3-二醇。4.根据权利要求1-3中一项或多项的分散树脂，特征在于所述聚酯P的Mn为700-10 000g/mol和Mw为1500-40 000g/mol。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·法夫雷斯，A·布勒茨曼，A·福格特，K·罗兰，T·席勒，I·梅德切，C·毛斯，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE