[发明专利]酸封端的己内酯或戊内酯分散剂

说明书

发明领域

本发明涉及含有颗粒状固体、塑料材料(如热塑性聚合物)和能够作为分散剂的化合物的组合物。

发明背景

热塑性塑料如PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)等通常采用所谓的母料或化合物的颜料浓缩体着色。这些浓缩体通过将成分一起混合并使它们经历通常用于将颗粒状固体分散于热塑性聚合物中的任一工艺来制备。在双螺杆挤出机中配混或混合是这些工艺中的一种。这些母料中的颜料浓度可以为20-70％，且可以存在其它添加剂如蜡、分散剂、润滑剂和UV稳定剂。

母料制备需要将颜料最佳地分散于热塑性聚合物中，即具有很少聚集体的细颗粒。如果存在聚集体，则母料制备中可能产生温问题，因为这样将导致挤出机的过滤器堵塞。颜料浓缩体用于着色热塑性膜、纤维和实心制品。对于这些最终制品的品质存在特别要求，例如在实心制品中颜料的良好分散以使显色最大化，还需要着色强度和降低的斑点水平。对于膜，颜料的不彻底分散可以导致破裂、不需要的光散射效应和斑点。纤维中，颜料的不彻底分散将导致挤出机的过滤器堵塞和纤维断裂。

采用蜡来将颗粒状固体分散于热塑性聚合物中。但是，蜡仅润湿颜料且不会使它们分散成稳定分散体。另外，蜡易于迁移到热塑性制品表面。

US专利3,778,287公开了聚12-羟基硬脂酸(PHS)和聚蓖麻油酸(PRA)的结构以及它们在脂肪族/芳族油墨/油漆体系中作为有机和无机颜料的分散剂的用途。

US专利4,797,400公开了含有羧酸盐官能度的聚合物例如聚(12-羟基硬脂酸)或聚蓖麻油酸在颗粒状固体、润滑剂和热塑性聚合物的存在下作为分散剂的用途。

英国专利2 056 461尝试通过使用聚12-羟基硬脂酸或聚蓖麻油酸而将分散剂结合到填料之上。

US专利3,748,308公开了含有羧基的聚酯以及将该聚酯用作有机液体中的分散试剂。这些化合物含有芳族二酸或酸酐以产生羧基，以及二醇/三醇用于多重性。

国际申请公布WO 05/097872公开了含有羧基的聚酯且用作着色热塑性塑料的颜料浓缩体的分散试剂。这些试剂含有二酸或酸酐以产生羧基，以及单、二或三醇。

US 4,645,611和US 4,861,380中公开了作为聚乙烯亚胺分散剂的中间体的、脂肪酸引发的聚己内酯聚合物。其中公开的脂肪酸并未用作分散剂。

发明概述

任意上述问题可以导致在昂贵的挤出机型装置中的低效处理，即生产成本提高。由此，减少聚集体和斑点，获得更精细状态的分散体、更高着色强度、改进亮度和更快分散速率的分散剂将是有利的。母料中更高着色强度容许在最终塑料组合物中使用更低量的母料。分散剂典型地是低于45℃的固体，其容许更容易地结合到母料中。固体分散剂还可以容许颜料颗粒在热塑性塑料内的更均匀混合，避免/降低颜料颗粒的聚集。

本申请的发明人已发现了能够分散颜料的化合物，其容许热塑性塑料具有下列中的至少一种：(i)降低的过滤器堵塞，(ii)改进的着色，(iii)对于相等粘度的母料而言更高的颜料负荷量，和(iv)降低的斑点水平。本发明提供了这种化合物及其组合物。

在一种实施方案中，本发明提供了如下所示式(I)的化合物：

[R-CO-(OACO)_n-O^-]_xM

式(I)

其中，每个

R可以为含有10个或以上碳原子的烷基(烯基)的亲脂性组分(典型地R可以含有16个或以上、或者20个或以上的碳原子)；

A可以为C_4-5亚烷基或其混合物；

n可以为3-25；

M可以为H、铵离子、季铵离子、碱金属或碱土金属的阳离子、或质子化的胺(如质子化的烷醇胺)；和

x可以为1或2。

在一种实施方案中，该分散试剂包括含羧酸盐或酸酐的化合物的混合物，采用其含胺的化合物将其盐化。

在一种实施方案中，本发明提供了通过包括使脂肪酸与(i)羟基-C_4-5-亚烷基羧酸、或者(ii)内酯反应的方法获得/可获得的产物。

在一种实施方案中，本发明提供了制备式(I)化合物的方法，包括使脂肪酸与(i)羟基-C_4-5-亚烷基羧酸、或者(ii)内酯反应。

在一种实施方案中，本发明提供了式(I)化合物作为分散试剂的用途。

在一种实施方案中，本发明提供了一种组合物，其包括颗粒状固体、塑料材料和如下所示式(I)的化合物：