[发明专利]具有改进的化学和热稳定性的含有多个胺基团的聚合物分散剂

说明书

本发明公开了包含多个胺锚定基团的聚合物分散剂，其中由于在叔胺和分散剂其余部分之间的连接基团中在相对于叔胺的β碳原子上具有偕二烷基，胺锚定基团具有改进的化学和热稳定性。理想地是，分散剂也包含聚醚、聚酯、聚丙烯酸酯和/或聚烯烃的溶剂增溶链。

发明领域

本发明涉及聚合物分散剂，其具有多个叔胺基团或季化叔胺基团以用于锚定颗粒，其中每个胺基团经由亚烷基化学键接至分散剂，所述亚烷基在相对于氮而言的烷基β-碳中具有被偕二烷基取代的碳原子。

发明背景

用于颜料和其它颗粒的分散剂是已知的。分散剂通常具有分子的锚定部分，其具有一些吸引力并锚定到颜料或颗粒的表面上；以及具有增溶部分，其有利地与连续相发生互相作用。当增溶部分被锚定到颜料或颗粒上时，增溶部分起到阻碍颗粒聚集的作用。

有许多专利公开了含有叔胺、烷基铵或季铵官能团的分散剂，这些官能团用于将分散剂锚定到各种颗粒固体上，例如颜料和填料。为了将颜料均匀地分散在非水介质中，需要特别设计的分散剂以制备具有可接受的粘度和稳定性能的分散体，当将这种分散体引入印刷油墨、涂料或油漆时，得到具有可接受的流动性能的油墨、涂料和油漆。

发明概述

本发明公开了含有叔胺/季胺的分散剂，其中叔胺/季胺基团是经由亚烷基化学键接至分散剂，所述亚烷基在相对于氮而言的亚烷基β碳中具有被偕二烷基取代的碳原子。与在亚烷基β碳中不具有被偕二烷基取代的碳原子的相似分散剂相比，本发明的分散剂具有更好的热稳定性。改进的热稳定性是由以下方面体现：a)含有分散剂的配制剂在暴露于热量时的黄变倾向降低；和b)分散剂和分散体在老化后的性能(较低的粒径，涂料光泽度增加，和在涂料中的浊度降低)。

含有叔胺/季胺的分散剂的一个缺点是分散剂倾向于变色。颜色的产生(例如黄色或棕色)在暴露于高温时加重，这对于当含有分散剂的组合物在生产方法或最终使用期间暴露于升温的应用而言可以是不利的(例如滤色器，调色剂，线圈涂料)。我们发现，含有叔胺或季胺基团的分散剂，其中叔或季胺基团经由亚烷基化学键接至分散剂，所述亚烷基具有在相对于氮而言的亚烷基β碳中被偕二烷基取代的碳原子，这种分散剂是有效的分散剂，并能通过具有显著改进的在高温条件下的颜色稳定性来克服上述缺点。暴露于高温也会导致从分散剂释放出含胺的残基，这是由于季铵盐的霍夫曼(Hofmann)降解。公知的是，当胺作为盐或季铵基团被季化时，其是优异的离去基团，这是因为铵基团的电负性和用于形成自由胺官能度的电子诱导效应。如果在与铵官能团连接的烷基中的一个烷基具有β-氢原子，则这种作为离去基团的潜力增加，这种氢原子具有消除并在烷基上形成双键的趋势，从而从分子的剩余部分消除铵官能团。这通常称为霍夫曼消除或降解，并通常在升高的温度下出现。因此，含有具有β-氢原子的季铵基团的化合物可能引起热稳定性方面的问题。

用于克服损失叔胺或季胺基团方面的问题的解决方式是设计胺及其季铵官能度，从而不具有β-氢原子。

发明详述

下面将通过非限制性的描述说明各种优选特征和实施方案。

除非另有说明，各种化学组分的量是在不包括任何溶剂或稀释油的情况下描述的，即基于活性化学基础计，其中溶剂或稀释油可以通常存在于工业材料中。但是，除非另有说明，本文所述的每种化学品或组合物应当理解为工业级材料，其可以含有异构体、副产物、衍生物和通常认为存在于工业材料中的其它材料。在单体或重复单元中使用的“(甲基)”表示甲基是任选存在的，例如(甲基)丙烯酸甲基酯。

已经会知道一些上述材料可能在最终配制剂中互相作用，从而最终配制剂的组分可能与初始加入的那些组分不同。例如，金属离子(例如洗涤剂的金属离子)可以迁移到其它分子的酸性或阴离子性位点。所以，所形成的产物，包括在预期应用中使用本发明组合物时形成的产物，可能不易于描述。但是，所有这些改进和反应产物包括在本发明范围内；本发明涵盖通过混合上述组分制备的组合物。