[发明专利]分散聚合物

说明书

本申请要求于2006年5月31日提交的美国临时申请No.60/803,573的优 先权，该申请全文参考结合于本文。

发明背景

一般而言，涂料组合物包含载液、成膜聚合物、交联(固化)剂、颜料、增 量剂和各种添加剂，包括但不限于颜料分散剂等。颜料是不溶性颗粒，分散在 载液中，提供诸如颜色、不透明度、硬度、耐久性和耐腐蚀性的性质。颜料可 以是天然的、合成的、无机或有机的颗粒，其是磨细的，如粉末形式。增量 剂是用于涂料组合物的填充剂，经常用来降低成本，提供耐久性，改变外观， 控制流变性并可能影响涂料组合物的其他性质。如本文中所用，应理解，术语 “颜料”包括颜料和增量剂颗粒。

用载液涂布颜料颗粒表面被称作为“润湿”或“分散”颜料。颜料颗粒悬 浮于载液中产生的混合物一般称作“颜料分散体”。如果颜料未能适当分散， 可能存在通过表面力聚集的颜料颗粒团块。这种现象通常称作“附聚”。通过 施加机械力可以粉碎颜料颗粒团块，并通过添加颜料分散剂得以稳定。颜料分 散剂也称作分散剂提高了颜料在液体介质中的悬浮液的稳定性。颜料分散剂还 影响载液和颜料颗粒之间的界面，因而减少“絮凝”，絮凝是在分散颜料颗粒 后形成颜料颗粒的团块。

发明详述

本发明涉及新颖的聚合分散剂和颜料分散体，以及加入该分散剂的涂料或 着色的组合物。所述分散剂适合用于将颜料分散在载液中，并且与各种成膜聚 合物相容。

本发明涉及具有以下通式的分散颜料的聚合物：

　　　　　　　　通式1

一般而言，本发明的分散颜料的聚合物包括包含至少一个脲基团和一个或多个 侧链的主链。本发明的分散聚合物可以通过能形成包含一个或多个脲基团和具 有从其伸出的侧链的的主链的任何反应形成。一个实施方式中，分散聚合物可 以通过组分(A)与(B)的反应形成，组分(A)含碳二亚胺化合物，(B)酸官能树脂。 酸官能树脂形成分散聚合物的侧链(R₁)。酸官能树脂可以是聚合物，包括但不 限于聚酯、脂肪酸、聚醚和丙烯酸类。

分散颜料的聚合物的主链是由含至少一个反应性碳二亚胺基团的聚合物 形成。如本文中所用，可以使用含一个或多个碳二亚胺基团的化合物。在本发 明的一个实施方式中，可用的碳二亚胺含有多个重复碳二亚胺基团。例如，在 本发明的一个实施方式中，碳二亚胺基团的数量大于或等于4，使通式1中的 X可以大于或等于4。可购得的碳二亚胺化合物的例子包括Zoldine XL-29SE(从 陶氏化学公司(Dow Chemical)购得)和Carbodilite V-02，V-04，E-01和 E-02(都是从尼桑巴公司(Nissinbo)获得)。

碳二亚胺与羧酸反应，形成酰基-脲基团。为形成颜料分散剂，含碳二亚 胺的聚合物与任何具有羧酸官能团，如酸官能聚酯、脂肪酸、酸官能聚醚和酸 官能丙烯酸类的树脂反应。具有羧酸官能团的树脂提供在分散颜料的聚合物上 的侧链(R₁)。例如，侧链(R₁)可包括如以下通式2的聚酯：

　　　　　　　　通式2

其中，R₂是H或任何烷基，或者酯链。Y可以是任何整数，例如约为1至20。

侧链(R₁)还可以包含如以下通式3或通式4的聚醚：

　　　　　通式3

或

　　　　　通式4

或脂肪酸。R₃可包括任何烷基，Z可以是任意整数，例如约为5-60。R₄可以是 H或CH₃，或它们的混合物。应理解，本发明中的分散颜料的聚合物可以包括含 一个或多个前述侧链或其他侧链的聚合物的掺混物。

用于制备颜料分散剂的酸官能聚酯可以采用几种已知的方法制备。在一个 有用的实施方式中，酸官能聚酯是单官能酸，表示它们只含有一个羧酸基团。