專利名稱：接枝共聚物顏料分散劑的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及聚合物顏料分散劑，更具體的說，涉及含有用于分散各種顏料的芳香族酯、芳香族胺、和/或季銨基團(tuán)的接枝共聚物顏料分散劑。
聚合物材料在有機(jī)溶劑中能有效地分散固體顏料并且在配制溶劑型涂料組合物時被用于制備勻色顏料分散體，這些已為人們所熟知。今天此類顏料分散體廣泛應(yīng)用于，例如汽車和卡車使用的溶劑型外涂料。
過去很多涉及活性的聚合物分散劑是無規(guī)共聚物，但是這些相對無效的材料正在被諸如有接枝(或梳型)共聚物結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化顏料分散劑所取代，例子如1998年12月22日授予Huybrechts的美國專利5,852,123所述。此類接枝共聚物一般由接枝到聚合物主鏈上的大分子單體和稱為顏料結(jié)合基團(tuán)的極性基團(tuán)組成，并且已經(jīng)連接到大分子單體或主鏈上，極性基團(tuán)設(shè)計為吸附到顏料顆粒表面從而將聚合物錨定在顏料表面。盡管以往的工作表明接枝共聚物是優(yōu)異的分散劑，但是它們?nèi)匀淮嬖谥承┲卮笕毕?。例如，它們并不是被某種顏料類型選擇性地吸附，而且經(jīng)常被極性溶劑或存在于涂料體系中的其它極性基團(tuán)從顏料表面置換下來。分散劑在顏料顆粒表面上的無效錨定是要堅決避免的，因?yàn)轭伭项w粒會發(fā)生絮凝或聚結(jié)在一起，從而導(dǎo)致顏料分散體不均勻，最終產(chǎn)生顏色品質(zhì)很差的涂料。
因此，仍然有必要改善此類顏料分散劑的性能，尤其是找到能更有效地分散各種顏料的新型接枝共聚物。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種適于用作顏料分散劑的組合物，它包含一種優(yōu)選全部由丙烯酸類單體聚合得到的接枝共聚物和一種顏料結(jié)合基團(tuán)，此共聚物含有接枝到聚合物主鏈上的大分子單體，其中此接枝共聚物已經(jīng)連接到主鏈或大分子單體上，顏料結(jié)合基團(tuán)選自芳香族酯、芳香族胺、和季銨陽離子或其混合物。結(jié)合基團(tuán)通過與主鏈或大分子單體上的官能團(tuán)反應(yīng)優(yōu)選作為側(cè)基連接到接枝共聚物上。接枝共聚物可能在主鏈或大分子單體上或兩者上面還含有其它官能團(tuán)，例如羥基，以將分散劑交聯(lián)進(jìn)最終的熱固性涂料組合物中。
聚合物主鏈占接枝共聚物重量的大約10～90重量％，優(yōu)選大約20～80重量％，大分子單體占接枝共聚物重量的大約90～10重量％，優(yōu)選大約80～20重量％。接枝共聚物進(jìn)一步包含占其總重量的至少大約1重量％，優(yōu)選大約2～30重量％的顏料結(jié)合基團(tuán)，同時優(yōu)選包含最多大約30重量％的羥基。
顏料分散劑通過大分子單體途徑制備，涉及將大分子單體(成為接枝共聚物的側(cè)鏈)接枝到聚合物主鏈上。大分子單體首先在鏈轉(zhuǎn)移催化劑鈷(II)、鈷(III)絡(luò)合物存在下聚合以得到只含有一個烯鍵式不飽和端基的大分子單體。隨后大分子單體和烯鍵式不飽和主鏈單體共聚，從而聚合形成一種接枝了大分子單體側(cè)鏈的主鏈聚合物。在隨后的反應(yīng)中優(yōu)選通過主鏈或大分子單體上的官能團(tuán)連接顏料結(jié)合基團(tuán)。
通過將本發(fā)明的顏料分散劑與任何數(shù)量的商購顏料以及恰當(dāng)?shù)挠袡C(jī)液體載體結(jié)合，能夠很容易地制備無絮凝的顏料分散體。此類分散體可用于溶劑型涂料中，使涂料顏色均勻，并同時提高了顏料利用的效率，降低了涂料的粘度，降低了揮發(fā)性有機(jī)溶劑的散發(fā)。
發(fā)明詳述本發(fā)明的顏料分散劑包含一種優(yōu)選通過大分子單體途徑制備的接枝共聚物，此方法涉及將大分子單體接枝到聚合物主鏈上。只含有一個烯鍵式不飽和端基的大分子單體成為接枝共聚物的側(cè)鏈，并且要首先制備。接著和選作主鏈組成的烯鍵式不飽和單體共聚以形成接枝結(jié)構(gòu)。
為了保證大分子單體僅含有一個將與主鏈單體聚合的烯鍵式不飽和端基，大分子單體通過自由基聚合方法可最方便地制備，其中大分子單體在含有一個Co2+基團(tuán)、一個Co3+基團(tuán)或含有兩者的鈷鏈轉(zhuǎn)移催化劑存在下聚合。一般而言，大分子單體在鈷鏈轉(zhuǎn)移劑存在下通過聚合丙烯酸單體或此類單體的混合物，尤其是甲基丙烯酸酯類單體來制備。采用常規(guī)的聚合引發(fā)劑，大分子單體聚合反應(yīng)在有機(jī)溶劑或溶劑混合物中進(jìn)行。
在Janowicz的美國專利4,722,984中描述了可以用來制備大分子單體的優(yōu)選的鈷鏈轉(zhuǎn)移劑。最優(yōu)選的鈷鏈轉(zhuǎn)移劑是五氰鈷(II)酸鹽，二水合雙(二氟化硼丁二酮肟)合鈷(II)酸鹽，二水合雙(二氟化硼苯二酮肟)合鈷(II)酸鹽。一般而言，根據(jù)特定的聚合單體和所需分子量，這些鏈轉(zhuǎn)移劑的使用濃度為約2-5000ppm。采用此濃度，可以很方便地制備重均分子量(Mw)在大約1,000～50,000,優(yōu)選大約1,000～10,000范圍內(nèi)的大分子單體。
能夠用于制備大分子單體的典型溶劑有醇類，如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇；酮類，如丙酮、丁酮、戊酮、己酮和甲基乙基酮；乙酸、丙酸、丁酸的烷基酯，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯；醚類，如四氫呋喃、乙醚，乙二醇和聚乙二醇單烷基和二烷基醚，如溶纖劑和卡必醇；以及二元醇如乙二醇、丙二醇，以及以上溶劑的混合物。
任何常用的偶氮或過氧化物聚合引發(fā)劑只要能溶解于溶劑和單體混合物的溶液并且在聚合溫度下有適當(dāng)?shù)陌胨テ诰湍苡糜谥苽浯蠓肿訂误w。這里“恰當(dāng)?shù)陌胨テ凇笔前胨テ诖蠹s10分鐘到4小時。最優(yōu)選的是偶氮類引發(fā)劑，如2，2’-偶氮二異丁腈、2，2’-偶氮雙(2，4-二甲基戊腈)、2，2’-偶氮雙(甲基丁腈)和1，1’-偶氮雙(環(huán)己腈)。只要在制備大分子單體的反應(yīng)條件下不與鏈轉(zhuǎn)移劑發(fā)生不利的反應(yīng)，也可以采用過氧化物引發(fā)劑如過氧化苯甲酰、過氧化月桂酰、過氧化新戊酸叔丁酯、過氧化辛酸叔丁酯。
大分子單體只含有一個烯鍵式不飽和端基，并且主要含有聚合的丙烯酸類單體，具體地講，含有聚合的甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯單體。優(yōu)選的單體包括甲基丙烯酸、甲基丙烯酸烷基酯、脂環(huán)族甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸芳基酯?？梢允褂玫募谆┧嵬榛ヒ话阍谕榛泻?-18個碳原子，如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸十八烷酯、甲基丙烯酸乙氧基三甘醇酯等?？梢允褂弥h(huán)族甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸三甲基環(huán)己酯、甲基丙烯酸叔丁基環(huán)己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸異冰片酯等。也可以使用甲基丙烯酸芳基酯如甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸苯酯等。
其它烯鍵式不飽和衍生物如丙烯酸、丙烯酸烷基酯、脂環(huán)族丙烯酸酯、丙烯酸芳基酯可以用于制備大分子單體。一般來說，有烷基上含1-18個碳原子的丙烯酸烷基酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸2-(2-乙氧乙氧基)乙酯等?？梢允褂弥h(huán)族丙烯酸酯如丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸三甲基環(huán)己酯、丙烯酸叔丁基環(huán)己酯等。也可以使用丙烯酸芳基酯如丙烯酸芐酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯等。還可以采用乙烯基芳香族化合物如苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯等。
其它更復(fù)雜的方法也可以用來制備大分子單體，如使得聚合物含有一個反應(yīng)性端基，然后用試劑處理以得到可聚合的末端雙鍵。
在形成大分子單體后，任選地除掉溶劑，主鏈單體和附加的溶劑和聚合引發(fā)劑一起加入到大分子單體中，目的是通過常規(guī)的自由基聚合反應(yīng)來制備基本的接枝共聚物結(jié)構(gòu)。采用上面所述的任何常規(guī)偶氮或過氧化物類引發(fā)劑和有機(jī)溶劑將主鏈單體和大分子單體共聚。這樣形成的主鏈含有聚合的烯鍵式不飽和單體，并且上面所列的用于大分子單體中的任何單體都可以用在主鏈中。優(yōu)選地，主鏈主要含有聚合的丙烯酸類單體，尤其是聚合的丙烯酸或丙烯酸酯單體，盡管也可能含有少量(最多約30重量％)聚合的甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯單體。聚合反應(yīng)一般在或低于回流溫度下進(jìn)行，直到形成所需分子量的接枝共聚物。本發(fā)明所用的接枝共聚物一般有大約3,000到100,000的重均分子量(Mw)，優(yōu)選約5,000到50,000。
這樣形成的接枝共聚物由主鏈組成，主鏈上含有連在其上的多個大分子單體側(cè)鏈或“側(cè)臂”，這種結(jié)構(gòu)通常被稱為梳形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所采用的顏料結(jié)合基團(tuán)優(yōu)選通過與主鏈或大分子單體臂上的官能團(tuán)反應(yīng)作為側(cè)基連接到接枝共聚物上。在此，“規(guī)整”接枝共聚物指的是在主鏈上帶有顏料結(jié)合基團(tuán)的接枝共聚物，而“反式”接枝共聚物指的是顏料結(jié)合基團(tuán)集中在大分子單體臂上的接枝共聚物。這些構(gòu)型中的任何一種都可依照本發(fā)明制備。
接枝共聚物結(jié)構(gòu)中的官能團(tuán)變化取決于采用的特定顏料結(jié)合基團(tuán)。官能團(tuán)可以通過采用合適的官能化烯鍵式不飽和單體，優(yōu)選丙烯酸類單體而位于主鏈或大分子單體上，這些單體能夠在聚合時將恰當(dāng)?shù)墓倌軋F(tuán)引入到所需的片段上。本發(fā)明中，優(yōu)選環(huán)氧類官能化單體通過環(huán)氧化物/酸和環(huán)氧化物/胺的反應(yīng)形成芳香族酯和芳香族胺結(jié)合基團(tuán)，胺類官能化單體用于產(chǎn)生季銨結(jié)合基團(tuán)。
如上所述，顏料結(jié)合基團(tuán)可以，而且優(yōu)選通過隨后將主鏈或大分子單體上產(chǎn)生的官能團(tuán)與合適的結(jié)合基團(tuán)前體化合物反應(yīng)連接到接枝共聚物上，前體化合物將和官能團(tuán)反應(yīng)以形成接枝共聚物結(jié)構(gòu)中所需的結(jié)合基團(tuán)。還可以通過在主鏈或大分子單體聚合過程中添加含有適當(dāng)結(jié)合基團(tuán)的烯鍵式不飽和單體將顏料結(jié)合基團(tuán)連接到接枝共聚物上。本發(fā)明采用的顏料結(jié)合基團(tuán)包括(1)芳香族酯基(2)芳香族胺基(3)陽離子季銨基團(tuán)，或(4)以上三者的混合物。
如上文所說，接枝共聚物中顏料結(jié)合基團(tuán)的濃度應(yīng)至少占接枝共聚物總重量的約1重量％。如果濃度較低，可能與顏者料沒有足夠的相互作用以避免絮凝，尤其是在極性更強(qiáng)的溶劑中。優(yōu)選的濃度是約2～30重量％。然而如果濃度較高，一般高于20重量％，那么對于分散劑而言低極性溶劑可能不是理想的溶劑。
具體地說，芳香族酯結(jié)合基團(tuán)可以，而且優(yōu)選通過主鏈或大分子單體上產(chǎn)生的環(huán)氧官能團(tuán)與芳香族羧酸反應(yīng)作為側(cè)基連接到基本的接枝共聚物上。應(yīng)該選擇反應(yīng)條件以使100％的環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)掉(例如酯化)，或者盡可能接近100％，基本上在分散劑分子中不留下未反應(yīng)的環(huán)氧基團(tuán)，殘留的環(huán)氧基團(tuán)會對分散劑性能有不利影響。催化量的叔胺或季銨鹽可以有利地用于加速反應(yīng)并使之完全。恰當(dāng)?shù)睦邮瞧S基三甲基氫氧化銨。其中一個鏈段含有環(huán)氧官能團(tuán)的共聚物的合成方法已為人們所熟知。例如，環(huán)氧官能團(tuán)可以通過環(huán)氧官能化烯鍵式不飽和單體的聚合而得到。一般優(yōu)選丙烯酸單體，尤其是環(huán)氧官能化的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體，如甲基丙烯酸縮水甘油酯。這里使用的芳香族羧酸可以是非取代的或可以含有如下取代基硝基、羥基、氨基、酯基、丙烯酰氧基、酰胺、腈基、鹵素、鹵代烷基、烷氧基等。優(yōu)選的芳香族羧酸是苯甲酸、2-硝基苯甲酸、3-硝基苯甲酸、4-硝基苯甲酸、3，5-二硝基苯甲酸、1-萘酸、3-氯苯甲酸、4-二苯基羧酸、鄰苯二甲酰甘氨酸、4-磺氨基苯甲酸等。
芳香族胺結(jié)合基團(tuán)可以，而且優(yōu)選通過主鏈或大分子單體上產(chǎn)生的環(huán)氧官能團(tuán)與芳香族仲胺反應(yīng)連接到基本的接枝共聚物上。而且應(yīng)該選擇反應(yīng)條件以使基本上所有的環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)掉。環(huán)氧基團(tuán)可以通過上述方法連接到接枝共聚物上。在隨后的反應(yīng)中環(huán)氧基團(tuán)和芳香族仲胺前體化合物反應(yīng)以形成含有芳香族叔胺側(cè)基官能團(tuán)的接枝共聚物。本發(fā)明中使用的芳香族仲胺可以是非取代的或可以含有如下取代基如羥基、酯基、酰氧基、酰胺、腈基、鹵素、鹵代烷基、烷氧基等。優(yōu)選的芳香族仲胺包括N-芐基甲胺、N-芐基乙醇胺、N，N-二芐基胺，2-(2-甲氨基乙基)吡啶、1-苯基哌嗪、1-芐基哌嗪、3-(3-吡啶基甲氨基)丙腈等。此外，在上文所述的酯化反應(yīng)中通過采用同時含有芳香族叔胺和羧酸官能團(tuán)的前體化合物可以將芳香族胺側(cè)基引入到接枝共聚物上。此類化合物的例子包括煙酸、吡啶甲酸、異煙酸、吲哚-3-乙酸等。此外如果需要，含有如4-氨基苯乙烯、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶等單體的芳香族胺可以直接被共聚進(jìn)入接枝共聚物中以形成芳香族胺結(jié)合基團(tuán)。
本發(fā)明的接枝共聚物還可以含有作為顏料結(jié)合基團(tuán)的陽離子季銨側(cè)基。這些結(jié)合基團(tuán)可以，而且優(yōu)選通過主鏈或大分子單體上產(chǎn)生的叔胺官能團(tuán)與烷基化試劑反應(yīng)連接到接枝共聚物上。整個烷基化應(yīng)該至少含有約30％，優(yōu)選至少約50％的叔胺部分。其中一個鏈段含有叔胺官能團(tuán)的共聚物的合成方法已為人們所熟知。例如，叔胺官能團(tuán)可以通過上面的方法或優(yōu)選通過直接聚合含有叔胺側(cè)基的烯鍵式不飽和單體來獲得。一般優(yōu)選丙烯酸單體。優(yōu)選的單體包括丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯、丙烯酸N，N-二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸N，N-二乙氨基乙酯、丙烯酸N-叔丁氨基乙酯、丙烯酸2-N-嗎啉乙酯、甲基丙烯酸2-N-嗎啉乙酯等。還可以使用乙烯基單體，如4-氨基苯乙烯、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶等。通過將陽離子前體單元和常規(guī)的烷基化試劑如芳烷基鹵化物、烷基鹵化物、烷基甲苯磺酸酯、或三烷基磷酸酯鹵化物接觸，這些陽離子前體單元可以在基本的共聚物結(jié)構(gòu)形成后被優(yōu)選地轉(zhuǎn)化成季銨態(tài)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特別令人滿意的烷基化試劑包括芐基氯、甲苯磺酸甲酯和硫酸二甲酯。
將未來的顏料結(jié)合基團(tuán)連接到接枝共聚物上的其它可能性對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
除了上面的結(jié)合基團(tuán)外，接枝共聚物還可以含有，而且優(yōu)選地含有其它極性官能團(tuán)，如羥基，它能夠和涂料組合物中的成膜基料成分反應(yīng)以使分散劑交聯(lián)進(jìn)基料基體中而成為涂料膜的永久部分。這有助于提高膜的粘附性、普遍改善涂料的總體機(jī)械性能、并防止老化過程中膜的破壞或脫落，這種情況會在分散劑含有未反應(yīng)完的成分時發(fā)生。羥基可以位于主鏈上或大分子單體臂上或同時位于兩者上面。在鏈段中優(yōu)選的位置是和顏料結(jié)合基團(tuán)在一起。盡管可以使用各種烯鍵式不飽和單體以在聚合期間將適當(dāng)?shù)牧u基側(cè)基引入到所需鏈段中，但是優(yōu)選丙烯酸類單體、尤其是羥基官能化的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體?？梢允褂玫牧u基官能化的甲基丙烯酸酯包括甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸3-羥基丙酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯等。也可以使用羥基化的丙烯酸酯，如丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸3-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯等。優(yōu)選羥基濃度最高占接枝共聚物的30重量％。這一般相當(dāng)于羥值大約10到150。
表I總結(jié)了不同的顏料結(jié)合基團(tuán)和其在接枝共聚物上可能的位置。
表I共聚物 官能團(tuán)位置1 季銨+胺 主鏈2 季銨 主鏈3 胺主鏈4 酯主鏈5 酯+胺 主鏈6 酯+季銨 主鏈7 酯+胺+季銨主鏈8 季銨+胺 大分子單體9 季銨 大分子單體10 胺大分子單體11 酯大分子單體12 酯+胺 大分子單體13 酯+季銨 大分子單體
14酯+胺+季銨 大分子單體盡管不希望受到任何特殊理論的束縛，但是當(dāng)作為顏料分散劑使用時這些接枝共聚物還是被認(rèn)為通過結(jié)合到顏料顆粒周圍并形成聚合物層起作用，此聚合物層伸展進(jìn)入周圍的溶劑介質(zhì)中以給顏料顆粒提供立體穩(wěn)定性。顏料顆粒不會彼此靠得足夠近而發(fā)生絮凝，除非在分散劑聚合物和顏料表面之間沒有足夠的相互作用。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這里采用的顏料結(jié)合基團(tuán)能夠有效地和大多數(shù)顏料發(fā)生相互作用，這使得本發(fā)明的接枝共聚物能夠選擇性地被大多數(shù)顏料吸附而不會被存在于涂料體系中的極性溶劑或其它極性官能團(tuán)從顏料表面置換下來，這些極性溶劑或其它極性官能團(tuán)能在顏料表面發(fā)生競爭性吸附。因此能夠容易地形成穩(wěn)定和無絮凝的分散體。
這些接枝共聚物能夠用于形成顏料分散體或研磨料。在常規(guī)有機(jī)溶劑或混合溶劑中將顏料加入到接枝共聚物，采用傳統(tǒng)的技術(shù)諸如高速混合、球磨、砂磨、立式球磨機(jī)研磨、雙輥或三輥輥磨機(jī)研磨加以分散。得到的顏料分散體中顏料和分散劑基料的重量比是大約0.1/100到2000/100。
涂料中使用的任何傳統(tǒng)顏料都能夠用來形成顏料分散體。合適顏料的例子包括金屬氧化物如二氧化鈦、不同顏色的氧化鐵、氧化鋅；碳黑；填料顏料如滑石粉、高嶺土、重晶石、碳酸鹽和硅酸鹽；各種有機(jī)顏料如喹吖啶酮、酞菁、二苯嵌蒽、偶氮顏料和陰丹士林咔唑如碳唑紫、異吲哚啉酮、異吲哚啉、硫靛紅、苯并咪唑啉酮；金屬薄片如鋁片、珠光片等。
也需要在顏料分散體中加入其它光學(xué)成分如抗氧化劑、流動控制劑、紫外穩(wěn)定劑、消光劑和光吸收劑、流變控制劑如煅制二氧化硅和微凝膠。也可以加入其它成膜聚合物，如丙烯酸、丙烯?；滨?、聚氨酯、聚酯、醇酸、聚醚等。
本發(fā)明的顏料分散體可以添加到各種溶劑型涂料或涂料組合物如底漆、頭二道混合底漆、面漆中，它們可以是單涂層或者是清漆/底漆涂層的底涂層。
這些組合物可以含有成膜聚合物如羥基官能化的丙烯酸和聚酯樹脂、交聯(lián)劑如封端異氰酸酯、烷基化蜜胺、多異氰酸酯、環(huán)氧樹脂等。優(yōu)選地，接枝共聚物含有能通過和交聯(lián)劑反應(yīng)而成為部分最終網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的官能團(tuán)。
下面的實(shí)施例說明了本發(fā)明。所有份數(shù)和百分比均指重量，除非另有說明。所有的分子量用凝膠滲透色譜(GPC)測量，采用聚甲基丙烯酸甲酯作為標(biāo)準(zhǔn)物。Mn代表數(shù)均分子量，Mw代表重均分子量。所有的粘度測量采用加德納-霍爾德刻度。
實(shí)施例實(shí)施例1BMA/MMA大分子單體的制備，重量比50/50％本實(shí)施例說明了可以用來形成本發(fā)明接枝共聚物的大分子單體的制備方法。一個12升的燒瓶，配有溫度計、攪拌器、進(jìn)料漏斗、加熱套、回流冷凝器和使反應(yīng)物上方保持氮?dú)獗Ｗo(hù)的裝置。燒瓶處于氮?dú)獾恼龎毫ο?，采用如下成分。投? 重量(克)甲基乙基酮 1320甲基丙烯酸甲酯(MMA)518.4甲基丙烯酸丁酯(BMA)518.4投料2二水合雙(二氟化硼苯二酮肟)合鈷(II)酸鹽， 0.0622Co(DPG-BF2)甲基乙基酮 167.9投料32，2’-偶氮雙(甲基丁腈)(Vazo67，杜邦公司，Wilmington，DE) 8.49甲基乙基酮 110投料4甲基丙烯酸甲酯(MMA)2073.6甲基丙烯酸丁酯(BMA)2073.6投料52，2’-偶氮雙(甲基丁腈)(Vazo67，杜邦公司，Wilmington，DE) 84.9甲基乙基酮 1100總計7975.352投料1混合物進(jìn)料到燒瓶里并加熱混合物到回流溫度，回流大約20分鐘。然后投料2溶液在5分鐘內(nèi)加到燒瓶里，反應(yīng)混合物回流10分鐘。然后在5分鐘內(nèi)加入投料3，同時反應(yīng)混合物保持在回流溫度。隨后在240分鐘內(nèi)同時將投料4和投料5進(jìn)料到反應(yīng)器，在整個加料過程中反應(yīng)混合物保持在回流溫度。再繼續(xù)回流2小時，溶液冷卻到室溫并傾注。得到的大分子單體溶液是一種淺黃色透明聚合物溶液，固形物含量為大約63.9％。大分子單體的重均分子量為7,037，數(shù)均分子量為3,986。
實(shí)施例2EHMA/MMA大分子單體的制備，重量比60/40％用下列成分重復(fù)實(shí)施例1的步驟投料1 重量(克)甲基乙基酮 1320甲基丙烯酸2-乙基己酯(EHMA) 414.7甲基丙烯酸甲酯(MMA)622.1投料2二水合雙(二氟化硼苯二酮肟)合鈷(II)酸鹽， 0.0778Co(DPG-BF2)甲基乙基酮 167.9投料32，2’-偶氮雙(甲基丁腈)(Vazo67，杜邦公司，Wilmington，DE) 8.49甲基乙基酮 110投料4甲基丙烯酸甲酯(MMA)1658.9甲基丙烯酸2-乙基己酯(EHMA) 2488.3投料52，2’-偶氮雙(甲基丁腈)(Vazo67，杜邦公司，Wilmington，DE) 84.9甲基乙基酮 1100總計7975.368得到的大分子單體溶液是一種淺黃色透明聚合物溶液，固形物的含量大約64％。大分子單體的重均分子量為8,379，數(shù)均分子量為4,661。
實(shí)施例3GMA大分子單體的制備。
在5升的燒瓶中用下列成分重復(fù)實(shí)施例1的步驟投料1 重量(克)甲基乙基酮 837.0甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA) 432.0投料2二水合雙(二氟化硼苯二酮肟)合鈷(II)酸鹽，0.108Co(DPG-BF2)甲基乙基酮 60.0投料32，2’-偶氮雙(2，4-二甲基戊腈)(Vazo52，杜邦公司，Wilmington，DE) 2.0甲基乙基酮 60.0投料4甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA) 1728.0投料52，2’-偶氮雙(2，4-二甲基戊腈)(Vazo52，杜邦公司，Wilmington，DE) 30.0甲基乙基酮 450.0總計3600.108得到的大分子單體溶液是一種淺黃色透明聚合物溶液，固形物的含量大約56.2％。大分子單體的重均分子量為4,813，數(shù)均分子量為2,705。
實(shí)施例4BMA/MMA/ETEGMA大分子單體的制備，重量比40/40/20％在5升的燒瓶中用下列成分重復(fù)實(shí)施例1的步驟投料1 重量(克)甲基乙基838.0甲基丙烯酸丁酯(BMA) 172.8甲基丙烯酸甲酯(MMA) 172.8甲基丙烯酸乙氧基三甘醇酯(ETEGMA)86.4投料2二水合雙(二氟化硼苯二酮肟)合鈷(II)酸鹽，0.0864Co(DPG-BF2)甲基乙基酮 60.0投料32，2’-偶氮雙(2，4-二甲基戊腈)(Vazo52，杜邦公司，Wilmington，DE) 2.0甲基乙基酮 60.0投料4甲基丙烯酸丁酯(BMA) 691.2甲基丙烯酸甲酯(MMA) 691.2甲基丙烯酸乙氧基三甘醇酯(ETEGMA) 345.6投料52，2’-偶氮雙(2，4-二甲基戊腈)(Vazo52，杜邦公司，Wilmington，DE) 30.0甲基乙基酮 450.0總計3600.0864得到的大分子單體溶液是一種淺黃色透明聚合物溶液，固形物的含量大約53.2％。大分子單體的重均分子量為5,550，數(shù)均分子量為2,883。
實(shí)施例5GMA大分子單體的制備。
在5升的燒瓶中用下列成分重復(fù)實(shí)施例1的步驟投料1 重量(克)甲基乙基酮 838.0甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA) 432.0投料2二水合雙(二氟化硼苯二酮肟)合鈷(II)酸鹽，0.216Co(DPG-BF2)甲基乙基酮 60.0投料32，2’-偶氮雙(2，4-二甲基戊腈)(Vazo52，杜邦公司，Wilmington，DE) 2.0甲基乙基酮 60.0投料4甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA) 1728.0投料52，2’-偶氮雙(2，4-二甲基戊腈)(Vazo52，杜邦公司，Wilmington，DE) 30.0甲基乙基酮 450.0總計3600.216得到的大分子單體溶液是一種淺黃色透明聚合物溶液，固形物的含量大約56.2％。大分子單體的重均分子量為2,969，數(shù)均分子量為828。
實(shí)施例6含有胺和季銨基團(tuán)的規(guī)整接枝共聚物的制備。
本實(shí)施例表明由上述制備的大分子單體來制備本發(fā)明含有胺和季銨基團(tuán)的接枝共聚物，尤其是丙烯酸甲酯-共-丙烯酸2-羥基乙酯-共-丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯(芐基氯)-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共-甲基丙烯酸甲酯，重量比為12.7/7.8/3.9(2.6)//36.5/36.5％。
如實(shí)施例1裝配一個2升的燒瓶。燒瓶處于氮?dú)獾恼龎毫ο?，采用如下成分。投? 重量(克)實(shí)施例1的大分子單體 830.8乙酸乙酯 10.0投料2丙烯酸甲酯93.6丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯 28.8丙烯酸2-羥基乙酯 57.6投料3過氧辛酸叔丁酯(Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州) 9.0乙酸乙酯 90.0投料4芐基氯(Aldrich化學(xué)公司，密爾沃基，威斯康星州) 19.1丙二醇單甲基醚乙酸酯 503.5總計1642.5投料1混合物進(jìn)料到燒瓶里并加熱混合物到回流溫度，回流大約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入投料2和投料3，同時反應(yīng)混合物保持在回流溫度。反應(yīng)混合物繼續(xù)回流1.5小時。加入投料4溶液。反應(yīng)混合物回流3小時。冷卻后傾注聚合物溶液，得到45.2％的聚合物溶液。此接枝共聚物在主鏈上含有丙烯酸甲酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯(用芐基氨季銨化75％)的共聚物，在側(cè)臂上含有甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。此接枝共聚物的加德納-霍爾德粘度為M。
實(shí)施例7含有芳香族酯基的規(guī)整接枝共聚物的制備。
本實(shí)施例表明由上述制備的大分子單體和下列成分制備本發(fā)明含有對硝基苯甲酸酯基的接枝共聚物，尤其是丙烯酸甲酯-共-丙烯酸2-羥基乙酯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯(對硝基苯甲酸)-接枝-甲基丙烯酸2-乙基己酯-共-甲基丙烯酸甲酯，重量比為11.4/10.5(12.4)/4.4//36.8/24.5％。投料1 重量(克)實(shí)施例2的大分子單體689.3乙酸乙酯 28.0投料2丙烯酸甲酯 83.2甲基丙烯酸縮水甘油酯 76.8丙烯酸2-羥基乙酯 32.0投料3過氧辛酸叔丁酯(Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州)8.0乙酸乙酯 100.0投料4對硝基苯甲酸(Aldrich化學(xué)公司，密爾沃基，威斯康星州)92.1碳酸異丙烯酯 207.1芐基三甲基氫氧化銨(甲醇中40％，Aldrich化學(xué)公司，密爾沃基，威斯康星州)11.3總計1327.8投料1混合物進(jìn)料到一個裝配如實(shí)施例1的2升燒瓶里并加熱混合物到回流溫度，回流大約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入投料2和投料3，同時反應(yīng)混合物保持在回流溫度。反應(yīng)混合物繼續(xù)回流1小時。加入投料4。反應(yīng)混合物回流4小時。冷卻后傾注聚合物溶液，得到57.2％的聚合物溶液。此接枝共聚物在主鏈上含有丙烯酸甲酯、丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯(用對硝基苯甲酸100％酯化)的共聚物，在側(cè)臂上含有甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。此接枝共聚物的重均分子量為63,672，數(shù)均分子量為13,582，加德納-霍爾德粘度為Z-4。
實(shí)施例8含有芳香族酯基的反式接枝共聚物的制備。
本實(shí)施例表明由上述制備的大分子單體和下列成分制備本發(fā)明含有對硝基苯甲酸酯基的反式接枝共聚物，尤其是丙烯酸丁酯-共-甲基丙烯酸甲酯-接枝-甲基丙烯酸縮水甘油酯(對硝基苯甲酸)，重量比為36.4/28.3//16.2(19.0)％。投料1 重量(克)實(shí)施例3的大分子單體 1200.2甲基乙基酮405投料2過氧新戊酸叔丁酯(Lupersol11，石蠟中75％，Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州) 10.8甲基乙基酮135.0投料3丙烯酸丁酯1620.0甲基丙烯酸甲酯1260.0投料4過氧新戊酸叔丁酯(Lupersol11，石蠟中75％，Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州) 81.0甲基乙基酮810.0投料5過氧新戊酸叔丁酯(Lupersol11，石蠟中75％，Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州) 10.8甲基乙基酮135.0投料6對硝基苯甲酸(Aldrich化學(xué)公司，密爾沃基，威斯康星州) 888.8芐基三甲基氫氧化銨(甲醇中40％，Aldrich化學(xué)公司，密爾沃基，威斯康星州) 90.0丙二醇單甲基醚乙酸酯2622.8投料7丙二醇單甲基醚乙酸酯1200.0總計10469.4投料1混合物進(jìn)料到一個裝配如實(shí)施例1的12升燒瓶里并加熱到回流溫度，回流大約10分鐘。在5分鐘內(nèi)加入投料2。然后在3小時內(nèi)將投料3和投料4同時進(jìn)料到反應(yīng)器中，同時反應(yīng)混合物保持在回流溫度。反應(yīng)混合物繼續(xù)回流1小時。5分鐘內(nèi)加入投料5溶液。反應(yīng)混合物繼續(xù)回流2小時。加入投料6，并且蒸餾出約1600g溶劑，同時反應(yīng)溫度逐漸升高到120℃。反應(yīng)混合物再回流4小時。冷卻后傾注聚合物溶液，得到51％的聚合物溶液。此接枝共聚物在主鏈上含有丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物，在側(cè)臂上含有甲基丙烯酸縮水甘油酯(用對硝基苯甲酸100％酯化)的均聚物。此接枝共聚物的重均分子量為40,890，數(shù)均分子量為12,510，加德納-霍爾德粘度為Z-2。
實(shí)施例9含有芳香族胺基的規(guī)整接枝共聚物的制備。
本實(shí)施例表明由上述制備的大分子單體和下列成分制備本發(fā)明含有芳香族胺基的接枝共聚物，尤其是丙烯酸2-苯氧基乙酯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯(N-芐基甲基胺)-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共-甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸乙氧基三甘醇酯，重量比為31.8/23.9(20.4)//9.6/9.6/4.8％。投料1 重量(克)實(shí)施例4的大分子單體 400.0甲基乙基酮100.0投料2過氧新戊酸叔丁酯(Lupersol11，石蠟中75％，Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州) 2.0甲基乙基酮40.0投料3丙烯酸2-苯氧基乙酯320.0甲基丙烯酸縮水甘油酯 240.0投料4過氧新戊酸叔丁酯(Lupersol11，石蠟中75％，Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州)16.0甲基乙基酮 160.0投料5過氧新戊酸叔丁酯(Lupersol11，石蠟中75％，Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州)2.0甲基乙基酮 40.0投料6N-芐基甲基胺(Aldrich化學(xué)公司，密爾沃基，威斯康星州) 26.8總計1320.0投料1混合物進(jìn)料到一個裝配如實(shí)施例1的5升燒瓶里。該混合物加熱到回流溫度并回流大約10分鐘。在5分鐘內(nèi)加入投料2。然后在3小時內(nèi)將投料3和投料4同時進(jìn)料到反應(yīng)器中，同時反應(yīng)混合物保持在回流溫度。反應(yīng)混合物繼續(xù)回流1小時。5分鐘內(nèi)加入投料5溶液。反應(yīng)混合物繼續(xù)回流2小時。冷卻后傾注聚合物溶液，得到56.2％的聚合物溶液。此接枝共聚物在主鏈上含有丙烯酸2-苯氧基乙酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯的無規(guī)共聚物，在側(cè)臂上含有甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙氧基三甘醇酯的共聚物。此接枝共聚物的重均分子量為34,860，數(shù)均分子量為8,521，加德納-霍爾德粘度為T。
100g的上述聚合物溶液加入到500mL的燒瓶中，裝配有溫度計、攪拌器、回流冷凝器和使反應(yīng)混合物上方保持氮?dú)獗Ｗo(hù)的裝置。加入投料6，反應(yīng)混合物加熱到回流溫度并且回流3小時。冷卻后傾注聚合物溶液，得到62.8％的淺黃色透明聚合物溶液。胺基和甲基丙烯酸縮水甘油酯上的環(huán)氧基團(tuán)已經(jīng)反應(yīng)以在聚合物上提供芳香族胺基。聚合物溶液的加德納-霍爾德粘度為Z-2。
實(shí)施例10含有芳香族胺基的反式接枝共聚物的制備。
本實(shí)施例表明由上述制備的大分子單體和下列成分制備本發(fā)明含有芳香族胺基的反式接枝共聚物，尤其是丙烯酸丁酯-共-甲基丙烯酸甲酯-共-丙烯酸2-(2-乙氧乙氧基)乙酯-接枝-甲基丙烯酸縮水甘油酯(N-芐基甲基胺)，重量比為23.9/15.9/15.9//23.9(20.9)％。投料1 重量(克)實(shí)施例5的大分子單體 1080.0甲基乙基酮106.8投料2過氧新戊酸叔丁酯(Lupersol11，石蠟中75％，Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州) 6.68甲基乙基酮80.0投料3丙烯酸丁酯640.8甲基丙烯酸甲酯427.2丙烯酸2-(2-乙氧乙氧基)乙酯427.2投料4過氧新戊酸叔丁酯(Lupersol11，石蠟中75％，Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州) 26.7甲基乙基酮427.2投料5過氧新戊酸叔丁酯(Lupersol11，石蠟中75％，Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州) 6.68甲基乙基酮80.0投料6N-芐基甲基胺(Aldrich化學(xué)公司，密爾沃基，威斯康星州) 581.77總計3891.03投料1混合物進(jìn)料到一個裝配如實(shí)施例1的5升燒瓶里。該混合物加熱到回流溫度并回流大約10分鐘。在5分鐘內(nèi)加入投料2。然后在3小時內(nèi)將投料3和投料4同時進(jìn)料到反應(yīng)器中，同時反應(yīng)混合物保持在回流溫度。反應(yīng)混合物繼續(xù)回流1小時。5分鐘內(nèi)加入投料5溶液。反應(yīng)混合物繼續(xù)回流2小時。冷卻后收集聚合物樣品。加入投料6，反應(yīng)混合物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流3小時。冷卻后傾注聚合物溶液，得到62.2％的聚合物溶液。此接枝共聚物在主鏈上含有丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-(2-乙氧乙氧基)乙酯的無規(guī)共聚物，在側(cè)臂上含有甲基丙烯酸縮水甘油酯(和N-芐基甲基胺反應(yīng))。在和胺反應(yīng)前此接枝共聚物的重均分子量為20,850，數(shù)均分子量為6,450，加德納-霍爾德粘度為G。最終聚合物的加德納-霍爾德粘度為U。
實(shí)施例11含有芳香族酯基和芳香族胺基的規(guī)整接枝共聚物的制備。
本實(shí)施例表明由上述制備的大分子單體和下列成分制備本發(fā)明含有對硝基苯甲酸酯基和N-芐基甲基胺基的接枝共聚物，尤其是丙烯酸甲酯-共-丙烯酸2-羥基乙酯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯(對硝基苯甲酸/N-芐基甲基胺)-接枝-甲基丙烯酸2-乙基己酯-共-甲基丙烯酸甲酯，重量比為8.8/7.0/10.6(11.4/0.75)//36.9/24.6％。投料1 重量(克)實(shí)施例2的大分子單體689.3乙酸乙酯 25.0投料2丙烯酸甲酯 64.0甲基丙烯酸縮水甘油酯 76.8丙烯酸2-羥基乙酯 51.2投料3過氧辛酸叔丁酯(Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州)9.0乙酸乙酯 100.0投料4對硝基苯甲酸(Aldrich化學(xué)公司，密爾沃基，威斯康星州)83.6N-芐基甲基胺(Aldrich化學(xué)公司，密爾沃基，威斯康星州)5.46碳酸異丙烯酯 202.1投料5乙酸丁酯 150.0總計1456.46投料1混合物進(jìn)料到一個裝配如實(shí)施例1的2升燒瓶里。在3小時內(nèi)同時加入投料2和投料3，同時反應(yīng)混合物保持在回流溫度。反應(yīng)混合物繼續(xù)回流1小時。加入投料4。反應(yīng)混合物回流4小時。冷卻后加入投料5，傾注聚合物溶液得到57.3％的聚合物溶液。此接枝共聚物在主鏈上含有丙烯酸甲酯、丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯(100％與對硝基苯甲酸和N-芐基甲基胺反應(yīng))的共聚物，在側(cè)臂上含有甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。此接枝共聚物的重均分子量為24,979，數(shù)均分子量為9,104，加德納-霍爾德粘度為W。
對比例1出于對比的目的，本實(shí)施例表明由上述制備的大分子單體和下列成分制備含有脂肪族胺基和羥基作為顏料吸附基團(tuán)的接枝共聚物，尤其是丙烯酸甲酯-共-丙烯酸2-羥基乙酯-共-丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共-甲基丙烯酸甲酯，重量比為14/8/3//37.5/37.5％。投料1 重量(克)實(shí)施例1的大分子單體 830.8乙酸乙酯 10.0投料2丙烯酸甲酯100.8丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯 21.6丙烯酸2-羥基乙酯 57.6投料3過氧辛酸叔丁酯(Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州)9.0乙酸乙酯 90.0投料4丙二醇單甲基醚乙酸酯 480.0總計1600.00重復(fù)實(shí)施例6的步驟，除最后一步是加入本實(shí)施例的投料4，聚合物溶液冷卻并傾注。得到46.2％的淺黃色透明聚合物溶液。此接枝共聚物在主鏈上含有丙烯酸甲酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯的共聚物，在側(cè)臂上含有甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。此接枝共聚物的加德納-霍爾德粘度為1。
對比例2出于對比的目的，本實(shí)施例表明由上述制備的大分子單體和下列成分制備含有羥基作為唯一的極性基團(tuán)的接枝共聚物，尤其是丙烯酸甲酯-共-丙烯酸2-羥基乙酯-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共-甲基丙烯酸甲酯，重量比為17/8//37.5/37.5％。投料1 重量(克)實(shí)施例1的大分子單體830.8乙酸乙酯 10.0投料2丙烯酸甲酯 122.4丙烯酸2-羥基乙酯 57.6投料3過氧辛酸叔丁酯(Elf Atochem North Ameica公司，費(fèi)城，賓夕法尼亞州)9.0乙酸乙酯 90.0投料4丙二醇單甲基醚乙酸酯 480.2總計1600.00重復(fù)實(shí)施例6的步驟，得到49.1％的透明聚合物溶液。此接枝共聚物在主鏈上含有丙烯酸甲酯和丙烯酸2-羥基乙酯的共聚物，在側(cè)臂上含有甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。此接枝共聚物的重均分子量為52,927，數(shù)均分子量為12,000，加德納-霍爾德粘度為M。
實(shí)施例12分散劑性能的評價分散劑的有效性通過將顏料、溶劑、分散劑的混合物砂磨并且在40倍的奧林巴斯顯微鏡下觀察分散體的質(zhì)量來確定。分散好的體系會有均勻的外觀，顏料顆粒表現(xiàn)出強(qiáng)烈的布朗運(yùn)動。與此相反，絮凝體系會有絮凝的顏料團(tuán)塊島狀物散布在相對透明的溶劑區(qū)域。
分散體樣品通過下面的步驟制備。15g沙子，20g乙酸丁酯，2g顏料和1g接枝共聚物分散劑溶液加入到一個兩盎司的玻璃瓶中。玻璃瓶密封并在Red Devil涂料攪拌器上攪拌15分鐘。
結(jié)果
D無絮凝或分散的F絮凝的1.單星紅YRT-759D(Ciba-Geigy公司，顏料部，紐波特，特拉華州)2.Irgazin DDP Red BO(Ciba-Geigy公司，顏料部，紐波特，特拉華州)3.Raven 5000碳黑(哥倫比亞化學(xué)公司，亞特蘭大，佐治亞州)4.二氧化鈦R706(杜邦公司，威爾明頓，特拉華州)5.Sunfast green 7(Sun化學(xué)公司，辛辛那提，俄亥俄州)6.Endurophthal blue BT-617D(Clariant公司，考文垂，羅德艾蘭州)7.Irgazin blue ATC(Ciba-Geigy公司，顏料部，紐波特，特拉華州)8.Magenta RT-355D(Ciba-Geigy公司，顏料部，紐波特，特拉華州)
9.二萘嵌苯褐R-6436(拜耳公司，匹茲堡，賓西法尼亞州)10.Sicotrans red(BASF公司，著色劑部，Mount olive，新澤西州)11.Hostaperm yellow H-3G(Clariant公司，考文垂，羅德艾蘭州)12.Irgacolor yellow(Ciba-Geigy公司，顏料部，紐波特，特拉華州)13.Irgazin blue X-3367(Ciba-Geigy公司，顏料部，紐波特，特拉華州)14.Violet RT-101D(Ciba-Geigy公司，顏料部，紐波特，特拉華州)15.Bayferrox3920(拜耳公司，匹茲堡，賓西法尼亞州)基于這些測試結(jié)果，接枝結(jié)構(gòu)和主鏈上極性的羥基、脂肪族胺基為對比例中的聚合物提供了一定的分散能力。然而，本發(fā)明帶有特定顏料結(jié)合基團(tuán)的接枝共聚物對于大多數(shù)顏料類型來說更為有效。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很明顯可以對本發(fā)明組合物成分進(jìn)行改性、改變、添加或代替，只要不脫離本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明并不受這里列舉的說明性實(shí)施例限制，而是受下面權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種適于用作顏料分散劑的組合物，包含一種含有接枝到聚合物主鏈上的大分子單體的接枝共聚物和一種顏料結(jié)合基團(tuán)，其中此接枝共聚物已經(jīng)連接到主鏈或大分子單體上，顏料結(jié)合基團(tuán)選自芳香族酯基、芳香族胺基、和季銨基團(tuán)或它們的混合物。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述接枝共聚物通過大分子單體途徑形成。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述接枝共聚物由聚合的丙烯酸類單體形成。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述結(jié)合基團(tuán)是通過主鏈或大分子單體上的環(huán)氧官能團(tuán)與取代或非取代的芳香族羧酸接觸制備的芳香族酯基。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述結(jié)合基團(tuán)是通過主鏈或大分子單體上的環(huán)氧官能團(tuán)與取代或非取代的芳香族仲胺接觸制備的芳香族胺基。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中所述結(jié)合基團(tuán)是通過主鏈或大分子單體上的叔胺官能團(tuán)與烷基化試劑接觸制備的季銨基團(tuán)。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中所述接枝共聚物在主鏈上或大分子單體上或兩者上面含有羥基。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中所述顏料結(jié)合基團(tuán)占接枝共聚物重量的至少大約1％。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中所述顏料結(jié)合基團(tuán)占接枝共聚物重量的最高大約30％。
10.權(quán)利要求1的組合物，其中所述結(jié)合基團(tuán)位于主鏈上。
11.權(quán)利要求1的組合物，其中所述結(jié)合基團(tuán)位于大分子單體上。
12.一種適于用作顏料分散劑的接枝共聚物組合物，包含大約a)10～90重量％聚合物主鏈，基于接枝共聚物的重量；b)90～10重量％接枝到所述主鏈上的大分子單體，基于接枝共聚物的重量，其中接枝共聚物含有至少約1重量％連接到主鏈或大分子單體上的顏料結(jié)合基團(tuán)側(cè)基，側(cè)基選自芳香族酯、芳香族胺、季銨基團(tuán)或它們的混合物。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中所述接枝共聚物在主鏈上或大分子單體上或兩者上面進(jìn)一步含有最高約30重量％的羥基官能團(tuán)。
14.權(quán)利要求13的組合物，其中所述接枝共聚物的重均分子量至少是3000。
15.權(quán)利要求14的組合物，其中所述接枝共聚物由聚合的丙烯酸類單體制成。
16.一種顏料分散體，包含使用權(quán)利要求1的組合物在有機(jī)溶劑中分散的一種顏料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于丙烯酸類接枝共聚物的聚合物顏料分散劑，接枝共聚物有至少3000的重均分子量，其中聚合物主鏈占接枝共聚物重量的10％到90％，連接在主鏈上的大分子單體側(cè)鏈占接枝共聚物重量的90％到10％，接枝共聚物含有至少1％的顏料結(jié)合基團(tuán)，這些結(jié)合基團(tuán)選自連接在主鏈或大分子單體上的芳香族酯基，芳香族胺基，和季銨陽離子或其混合物。這些材料分散了大量的顏料并且在溶劑型涂料中是有用的，因?yàn)樗鼈兡軌蛱岣哳伭鲜褂玫男?，較低的涂料粘度和降低揮發(fā)性有機(jī)溶劑的揮發(fā)。
文檔編號C08K3/00GK1409733SQ00816936
公開日2003年4月9日 申請日期2000年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月17日
發(fā)明者馬曉華 申請人:納幕爾杜邦公司