專利名稱：用于制備通用顏料制劑的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于基本上無(wú)泡沫的水基以及溶劑型和無(wú)溶劑的顏料制劑的新組合物，它具有良好的粘合劑性質(zhì)、潤(rùn)濕性質(zhì)和分散性質(zhì)。
為了將填料和顏料分散在液體介質(zhì)中，通常要使用分散劑，以便用這種方式降低為了有效分散固體所需的機(jī)械剪切力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)很高的裝料水平。分散劑促使團(tuán)聚體破壞，作為表面活性化合物潤(rùn)濕和/或包覆要分散的顆粒的表面，并且穩(wěn)定顆粒對(duì)抗不希望的再團(tuán)聚。
在油墨和清漆制備期間，潤(rùn)濕劑和分散劑促進(jìn)顏料和填料的摻混，它們作為重要的配制成分，在很大程度上決定了涂料的外觀和物理化學(xué)性能。對(duì)于最佳應(yīng)用，一方面，這些固體必須在涂料和油墨中均勻分散，另一方面，一旦達(dá)到分散狀態(tài)，必須保持穩(wěn)定。在很多情形粘合劑組分也起著穩(wěn)定組分的作用。這類粘合劑是涂料的重要組分，這不僅是由于它們對(duì)更快干燥的貢獻(xiàn)，也是因?yàn)樘岣吡俗罱K形成的薄膜的硬度。
對(duì)于在通用顏料制劑中使用，重要的首先是與其它粘合劑，例如與重要的長(zhǎng)油度醇酸樹(shù)脂、植物油、烴樹(shù)脂、再烯酸樹(shù)脂和聚酰胺的普遍相容性，其次是在有機(jī)溶劑例如基于環(huán)境和毒性理由而常常使用的純脂族化合物和石油溶劑中的普遍溶解性。在例如DE 44 04 809中描述了這類可用于顏料制劑中的具有普遍相容性和溶解性的粘合劑。
通用顏料制劑使用的分散劑特別是烷基酚乙氧基化物或脂肪醇烷氧基化物，它們有助于已達(dá)到的顏料分散狀態(tài)的空間穩(wěn)定作用。烷基酚乙氧基化物雖然性能很好，但由于環(huán)境毒理原因而遭受批評(píng)。它們?cè)谙礈靹┖颓鍧嵁a(chǎn)品中的使用在很多國(guó)家已被禁止。預(yù)期對(duì)油漆和涂料也會(huì)有類似的限制。脂肪醇乙氧基化物在很多情形不能達(dá)到烷基酚乙氧基化物的優(yōu)良的顏料潤(rùn)濕性質(zhì)，因?yàn)樗鼈內(nèi)鄙倌軌蛭降幕鶊F(tuán)。特別是這類產(chǎn)物的不被吸附的部分還具有穩(wěn)定水基顏料制劑中的泡沫的不良作用。
嵌段共聚的聚環(huán)氧烷烴在毒理方面是無(wú)可非議的，它極易被吸附，但對(duì)泡沫穩(wěn)定作用不強(qiáng)。在EP 1 078 946中對(duì)其有說(shuō)明。但是，這些產(chǎn)品不能作到完全破壞泡沫形成。因此，同樣必須向水基顏料制劑中加入活性消泡物質(zhì)。然而這些物質(zhì)有其它的不良副作用，例如不希望的表面缺陷。很多分散添加劑因?yàn)閷?duì)涂料的耐水性和光穩(wěn)定性有不利影響而不能使用。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是找到一種組合物，它一方面具有良好的粘合劑性質(zhì)，同時(shí)另一方面，具有良好的潤(rùn)濕性能和分散性能。
作為本發(fā)明基礎(chǔ)的這一目的令人驚奇地通過(guò)使用嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴和酮-醛樹(shù)脂的組合而得到實(shí)現(xiàn)。
業(yè)已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴和酮-醛樹(shù)脂的組合物不僅對(duì)于無(wú)溶劑的和溶劑型的，而且對(duì)于水基的通用顏料制劑，都是非常合適的分散劑。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)于粘合劑有很寬的相容性，在通用顏料制劑使用的有機(jī)溶劑和水中有良好的溶解性。另外，水基泡沫制劑中的泡沫形成受到很有效的抑制。當(dāng)含有本發(fā)明組合物時(shí)，對(duì)涂料的性質(zhì)，例如初始干燥性質(zhì)和硬度，有正面影響?，F(xiàn)有技術(shù)的知識(shí)無(wú)法預(yù)見(jiàn)各個(gè)組分的組合會(huì)導(dǎo)致具有所述綜合性能的組合物。
本發(fā)明提供了主要含以下成分的組合物A)95-5％重量的至少一種嵌段共聚的、含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴，和B)5-95％重量的酮-醛樹(shù)脂，和C)0-80％重量的至少一種溶劑，組分A)至C)的重量之和為100％重量。
因?yàn)椴粌H嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴，而且酮-醛樹(shù)脂，均不溶于水，所以兩種化合物的組合在水中溶解是完全出乎意料的，并使其能用于水基顏料制劑中。
原則上所有嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴都適合作為組分A)。
優(yōu)選用于本發(fā)明的嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴A)描述于例如EP 1 078 946中。它們具有通式IR1O(SO)a(EO)b(PO)c(BO)dR2，其中R1是有8-13個(gè)碳原子的直鏈或支鏈或脂環(huán)族基團(tuán)，R2是氫或是各有1-8個(gè)碳原子的丙烯?；?、烷基或羧酸基團(tuán)，
SO＝氧化苯乙烯，EO＝環(huán)氧乙烷，PO＝環(huán)氧丙烷，BO＝環(huán)氧丁烷，a＝1至1.9，b＝3至50，c＝0至3，d＝0至3，a、c或d不是0，且b≥a+c+d。
原則上，所有的酮-醛樹(shù)脂都適合作為組分B)。
DE 44 05 809中描述了優(yōu)選的酮-醛樹(shù)脂B)，它是由脂環(huán)族酮、醛以及需要時(shí)的其它單體制備的。
這些酮-醛樹(shù)脂含有I.按使用的所有酮計(jì)算，40-100mol％的至少一種烷基取代的環(huán)己酮，它有一個(gè)或多個(gè)含1-8個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，II.按使用的1mol所有酮計(jì)，0.8-2.0mol的至少一種脂肪醛，和III.按使用的所有酮計(jì)算，0-60mol％的另外的含脂族、脂環(huán)族、芳族烴基的酮，這些酮可以相同或不同，并且在烴鏈上又可被所述的烴基取代，以及需要時(shí)的酚和/或脲或其衍生物。
特別優(yōu)選的C1-C8烷基取代的環(huán)己酮是4-叔丁基環(huán)己酮和3，3，5-三甲基環(huán)己酮。
根據(jù)本發(fā)明使用的嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴與酮-醛樹(shù)脂的混合比為95∶5至5∶95。如果混合物中使用的酮-醛樹(shù)脂超過(guò)50％重量，由于粘度的原因必須使用輔助溶劑C)。
合適的組分C)包括水和所有的有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑包括例如醇類，酯類，酮類，醚類，乙二醇醚，芳族烴，氫化芳族烴，鹵化烴，萜烯烴，脂族烴，酯醇類，二甲基甲酰胺或二甲基亞砜。
對(duì)于溶劑型顏料制劑，優(yōu)選在環(huán)境和毒理方面無(wú)可非議并且與水混溶或在一定程度上相容的有機(jī)溶劑。
對(duì)于水基顏料制劑，優(yōu)選選擇嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴A)和酮-醛樹(shù)脂B)的混合物，使得不再需要有機(jī)溶劑作為組分C)。
本發(fā)明還提供了制備組合物的方法，該組合物主要含有A)95-5％重量的至少一種嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴，和B)5-95％重量的酮-醛樹(shù)脂，和C)0-80％重量的至少一種溶劑，組分A)至C)的重量之和為100％重量，所述方法是將組分A)、B)和C)在攪拌的容器中于20-100℃的溫度下混合。
本發(fā)明組合物可用在通用顏料制劑中。
就其應(yīng)用而言，嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴和酮-醛樹(shù)脂的組合物可以事先與要分散的顏料混合，或是直接溶在水基或含溶劑的分散介質(zhì)中，然后或者同時(shí)加入顏料。
作為顏料，例如可以使用有機(jī)或無(wú)機(jī)顏料以及碳黑。
可以提到的無(wú)機(jī)顏料的實(shí)例包括二氧化鈦和鐵氧化物。
合適的有機(jī)顏料的實(shí)例是偶氮顏料，金屬絡(luò)合物顏料，蒽醌顏料，酞菁顏料，多環(huán)顏料，尤其是硫靛、喹吖啶酮、二嗪、吡咯、萘四羧酸、苝、異酰氨基啉(酮)、黃烷士酮、皮蒽酮或異紫蒽酮系列顏料。
作為碳黑，可以使用氣黑、燈黑或爐黑。這些碳黑還可以被再氧化和/或作為細(xì)粒。
除顏料之外，也可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的數(shù)量使用填料?？梢栽谒?或溶劑型涂料中分散的填料的實(shí)例是基于高嶺土、滑石、云母、其它硅酸鹽、石英、方石英、硅灰石、珍珠巖、硅藻土、纖維填料、氫氧化鋁、硫酸鋇或碳酸鈣的填料。
本發(fā)明組合物的顯著特點(diǎn)是對(duì)顏料有很好的吸附能力，優(yōu)異的消泡性能和低的粘度。另外，對(duì)干燥速度、耐水性和耐化學(xué)品性能以及涂層的硬度都有正面影響。
以下實(shí)施例是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明而不是限制其應(yīng)用范圍實(shí)施例1)含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴的制備(非本發(fā)明)將336.4g(2.34mol)三甲基環(huán)己醇和16.3g(0.23mol)甲醇鉀裝入反應(yīng)器。小心地用純氮沖洗后，將最初的裝料加熱至110℃，于1小時(shí)內(nèi)加入308.2g(2.554mol)氧化苯乙烯。再過(guò)2小時(shí)后加入的氧化苯乙烯已耗盡，這由氣體色譜測(cè)得殘余的氧化苯乙烯含量＜0.1％得到證實(shí)。隨后向反應(yīng)器中計(jì)量加入339.2g(7.71mol)環(huán)氧乙烷，其加入速度應(yīng)使內(nèi)溫不超過(guò)120℃，壓力不超過(guò)6巴。加完環(huán)氧乙烷后，將溫度保持在115℃，直至壓力計(jì)的恒定壓力指示后繼反應(yīng)結(jié)束。最后，在80-90℃和減壓下除去未反應(yīng)的殘留單體。用磷酸將得到的產(chǎn)物中和，蒸餾除去水，過(guò)濾除去形成的磷酸鉀及過(guò)濾助劑。按照測(cè)定的羥基數(shù)，假定官能度為1，其分子量為M＝467g/mol。
2)酮-醛樹(shù)脂的制備(非本發(fā)明)加入176.7g 4-叔丁基環(huán)己酮、481.7g 3，3，5-三甲基環(huán)己酮、112.4g環(huán)己酮和373.1g濃度30％重量的甲醛水溶液作為初始裝料并加熱至60℃。隨后在15分鐘內(nèi)逐滴加入114.5g濃度50％重量的氫氧化鈉溶液，將混合物加熱至80℃。接著，在90分鐘內(nèi)逐滴加入200.0g甲醛水溶液，將混合物在85℃保持回流4小時(shí)。加入冰乙酸后，將形成的樹(shù)脂用水洗至中性。蒸餾得到淺黃色的脆性樹(shù)脂，軟化點(diǎn)為85℃。
3)本發(fā)明組合物的制備將600g得自實(shí)施例1)的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴和400g實(shí)施例2)的酮-醛樹(shù)脂在攪拌下于80℃彼此混合。該產(chǎn)物是透明的，23℃時(shí)的粘度為13 446mPa·S。
4)具有粘合劑性質(zhì)和分散性質(zhì)的本發(fā)明組合物的制備將500g得自實(shí)施例1)的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴和500g實(shí)施例2)的酮-醛樹(shù)脂在攪拌下于80℃彼此混合。產(chǎn)物是透明的，23℃時(shí)的粘度為88 810mPa·S。
為試驗(yàn)本發(fā)明組合物作為具有粘合劑性質(zhì)的分散添加劑的效力，以及對(duì)照化合物的效力，采用以下步驟5)顏料制劑的制備為此將各個(gè)添加劑與水和/或有機(jī)溶劑混合，然后加入顏料。在加入2mm的玻璃珠后，在一臺(tái)Dispermat中于3000rpm和35℃下進(jìn)行分散。用二甲基氨基乙醇和水(重量比1∶1)將該水基顏料制劑調(diào)節(jié)至pH約為9。
5A)水基黑顏料制劑(本發(fā)明)的配方62.9g水8.0g 實(shí)施例3)的本發(fā)明組合物20.0gSpezialschwarz 4(Degussa AG)這種黑顏料制劑容易攪動(dòng)并且無(wú)泡沫。
5B)水基黑顏料制劑(對(duì)照)的配方70.9g水8.0g 實(shí)施例1)的非本發(fā)明化合物20.0gSpezialschwarz 4(Degussa AG)這種黑色顏料制劑極其粘稠并且嚴(yán)重起泡。
5C)溶劑型黑顏料制劑(本發(fā)明)的配方75.0g丁基乙二醇25.0g實(shí)施例4)的本發(fā)明化合物20.0gSpezialschwarz 4(Degussa AG)此黑顏料制劑的粘度低。
5D)水基藍(lán)顏料制劑(本發(fā)明)的配方80.0g水20.0g實(shí)施例3)的本發(fā)明組合物48.0gHeliogenblau 6975F(BASF AG)這種藍(lán)顏料制劑的粘度為58mPa·S，容易攪動(dòng)并且無(wú)泡。在50℃貯存一周以上后穩(wěn)定性不變。
5E)水基藍(lán)顏料制劑(對(duì)照)的配方80.0g水20.0g實(shí)施例1)的非本發(fā)明化合物48.0gHeliogenblau 6975F(BASF AG)這種藍(lán)顏料制劑極其粘稠并且嚴(yán)重起泡。
6)由顏料制劑制備涂料為制備涂料，將顏料制劑加入，分批加入調(diào)稀化合物。
6A)無(wú)溶劑的黑色涂料的制備將本發(fā)明的和非本發(fā)明的顏料制劑用聚氨酯水分散體稀釋。
6B)溶劑型和低溶劑型黑涂料的制備將本發(fā)明的溶劑型黑顏料制劑調(diào)稀成為溶劑型體系和水基體系。
7)有色油漆的制備為制備有色漆，將藍(lán)顏料制劑與白漆混合該白漆中含有70.69g Alberdingk U 800(Alberdingk BoleyGmbH)，28.24g Kronos 2310(Kronos Titan GmbH)和0.07g Aerosil200(Degussa AG)。
粘合劑/白顏料比為1∶1，藍(lán)顏料與白漆之比為1∶100。
將用100μm的拉架刮涂的有色漆干燥2分鐘，然后進(jìn)行擦磨試驗(yàn)。另外還測(cè)定顏色強(qiáng)度。
以本發(fā)明組合物為基礎(chǔ)的有色漆的干燥顯著地快于對(duì)照的著色漆。
溶劑型的、低溶劑的和無(wú)溶劑的顏料制劑可以用本發(fā)明的組合物制備。與對(duì)照實(shí)施例不同，該水基顏料制劑的粘度低且基本上無(wú)泡沫。
另外，顏料制劑的顏色強(qiáng)度發(fā)展和抗絮凝性，以及涂料的初始干燥速度，都受到正面影響。
權(quán)利要求
1.一種組合物，主要含有A)95-5％重量的至少一種嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴，和B)5-95％重量的酮-醛樹(shù)脂，和C)0-80％重量的至少一種溶劑，組分A)至C)的重量之和為100％重量。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴A)具有通式IR1O(SO)a(EO)b(PO)c(BO)dR2，其中R1是一個(gè)有8-13個(gè)碳原子的直鏈或支鏈或脂環(huán)族基團(tuán)，R2是氫或是一個(gè)各有1-8個(gè)碳原子的丙烯?；鶊F(tuán)、烷基基團(tuán)或羧酸基團(tuán)，SO＝氧化苯乙烯，EO＝環(huán)氧乙烷，PO＝環(huán)氧丙烷，BO＝環(huán)氧丁烷，a＝1至1.9，b＝3至50，c＝0至3，d＝0至3，a、c或d不是0，且b≥a+c+d。
3.前述至少一項(xiàng)權(quán)利要求的組合物，其中該酮-醛樹(shù)脂B)含有I.按使用的所有酮計(jì)算，40-100mol％的至少一種烷基取代的環(huán)己酮，它有一個(gè)或多個(gè)有1-8個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，II.按使用的1mol所有酮計(jì)算，0.8-2.0mol的醛，和III.按使用的所有酮計(jì)算，0-60mol％的其它具有脂族、脂環(huán)族、芳族烴基的酮，這些酮可以相同或不同，并且在烴鏈上又可被所述的烴基取代，以及需要時(shí)的酚和/或脲或其衍生物。
4.前述至少一項(xiàng)權(quán)利要求的組合物，其中嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴A)與酮-醛樹(shù)脂B)的混合比為95∶5至5∶95。
5.前述至少一項(xiàng)權(quán)利要求的組合物，其中含有水作為溶劑C)。
6.前述至少一項(xiàng)權(quán)利要求的組合物，其中含有機(jī)溶劑作為溶劑C)。
7.前述至少一項(xiàng)權(quán)利要求的組合物，其中含有至少一種醇、酯、酮、醚、乙二醇醚、芳烴、氫化芳烴、鹵化烴、萜烯烴、脂肪烴、酯醇、二甲基甲酰胺或二甲基亞砜，或它們的混合物，作為溶劑C)。
8.一種制備組合物的方法，該組合物主要含有A)95-5％重量的至少一種嵌段共聚的含氧化苯乙烯的聚環(huán)氧烷烴，和B)5-95％重量的一種酮-醛樹(shù)脂，和C)0-80％重量的至少一種溶劑，組分A)至C)的重量之和為100％重量，所述方法是將化合物A)、B)和C)在20-100℃的溫度于攪拌容器中混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及新組合物，它具有良好的粘合劑性質(zhì)、潤(rùn)濕性質(zhì)和分散性質(zhì)，用于基本上無(wú)泡沫的水基以及溶劑型和無(wú)溶劑的顏料制劑。
文檔編號(hào)C09D17/00GK1942518SQ200680000005
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者A·溫寧, D·勒斯特 申請(qǐng)人:德古薩公司