專利名稱：作為顏料分散劑的具有酰胺官能團的接枝共聚物的制作方法
本
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及聚合顏料分散劑，更具體而言，本發(fā)明涉及可用于分散種類繁多的顏料的、具有酰胺官能團的接枝共聚物。
各種有效用于將固體顏料分散于有機溶劑中的聚合材料已為人們所認(rèn)識，并已被用于形成在配制溶劑型油漆組合物中有用的顏色均勻地顏料分散體。如今這種顏料分散體廣泛用于如汽車和卡車的外用溶劑型油漆中。
過去進行的大量關(guān)于聚合分散劑的研究一直是關(guān)于無規(guī)共聚物的，但是這些相對無效的物質(zhì)已被結(jié)構(gòu)性顏料分散劑所代替，如Huybrechts在1998年12月22日授權(quán)的美國專利號5,852,123中所指出的具有接枝共聚物(或梳型)結(jié)構(gòu)的那些物質(zhì)所替代。這種接枝共聚物通常由接枝到聚合物主鏈上的大單體以及連接在所述大單體或主鏈上的被稱為顏料結(jié)合團的極性基團所組成，所述極性基團設(shè)計吸附于顏料顆粒的表面上，籍此將所述聚合物固定于所述顏料表面之上。雖然前人以往的工作聲稱接枝共聚物是出色的分散劑，但它們也有一些顯著的缺點。如它們不能被某些顏料類型選擇性地吸附，并且經(jīng)常被各種極性溶劑或存在于所述油漆體系中的其他極性基團從顏料表面置換出來。極不希望這些分散劑在顏料顆粒表面的無效固定，這是由于它使所述顏料顆粒發(fā)生絮凝或凝集在一起，導(dǎo)致具有不良顏色質(zhì)量的顏料分散體和最終的油漆。
因此，仍需改進這種顏料分散劑的性能，尤其是需要尋找能更有效分散種類繁多的顏料的新型接枝共聚物。
本發(fā)明概述
本發(fā)明提供了一種適用于作為顏料分散劑的組合物，所述組合物包含具有接枝于聚合主鏈上的大單體的接枝共聚物，其中所述接枝共聚物含有在所述主鏈中作為顏料結(jié)合團的酰胺官能團，并優(yōu)選在所述主鏈上還含有其他選自以下物質(zhì)的顏料結(jié)合團芳族酯、芳族胺、脂族胺和季銨集團，或這些物質(zhì)的各種混合物。所述顏料結(jié)合團通過與所述主鏈共聚合或通過與主鏈上適宜的官能團反應(yīng)而連接在所述接枝共聚物之上。所述接枝共聚物也可含有其他的官能團，如在所述主鏈與大單體中的任一個或兩個中的用于將所述分散劑交聯(lián)至最終熱固性油漆組合物內(nèi)的羥基基團。
所述聚合主鏈包含約10至90％重量、優(yōu)選20至80％重量的所述接枝共聚物，并且所述大單體包含約90至10％重量、優(yōu)選80至20％重量的所述接枝共聚物，至少約20％重量的所述主鏈含有酰胺官能團。所述主鏈優(yōu)選也含有至少約1％重量的基于所述主鏈總重量的其他顏料結(jié)合團。所述接枝共聚物優(yōu)選還含有最高達約30％重量的基于所述接枝共聚物總重量的羥基基團(位于所述主鏈或大單體的任一個或兩個中)。
通過大單體的方法制備本發(fā)明的顏料分散劑，所述方法包括將大單體(變成所述接枝共聚物的側(cè)鏈)接枝于聚合主鏈上。首先在作為催化鏈轉(zhuǎn)移劑的鈷(II)和鈷(III)絡(luò)合物的存在下將大單體聚合成僅具有一個末端烯鍵式不飽和基團的大單體。然后所述大單體再與烯鍵式不飽和主鏈單體進行共聚，形成具有接枝在其上的大單體側(cè)鏈的主鏈聚合物。優(yōu)選在所述主鏈聚合期間通過加入烯鍵式不飽和酰胺官能單體獲得在所述主鏈中的酰胺官能度。優(yōu)選通過與也存在于所述主鏈鏈段上的適宜官能團反應(yīng)來獲得其他顏料結(jié)合團。
通過使本發(fā)明的顏料分散劑與任何可買到的顏料及合適的有機液態(tài)載體一起混合很容易生成不絮凝的顏料分散體。這種分散體在溶劑型油漆中特別有用，它們可賦予所述油漆均勻的顏色，同時改進了顏料的使用效率，降低了油漆的粘度，并減少了揮發(fā)性有機溶劑的散發(fā)量。
本發(fā)明詳述
本發(fā)明的顏料分散劑包含優(yōu)選通過大單體方法制備的接枝共聚物，所述大單體方法包括將大單體接枝至聚合主鏈上。僅含有一個末端烯鍵式不飽和基團的所述大單體成為所述接枝共聚物的側(cè)鏈并首先進行制備。然后再與那些被選擇用于主鏈組合物的烯鍵式不飽和單體進行共聚以形成接枝結(jié)構(gòu)。
為了確保將與主鏈單體聚合的大單體僅具有一個末端烯鍵式不飽和基團，最方便的方法是通過自由基聚合法制備所述大單體，其中在含有Co2+基、Co3+基或兩者同時存在的催化鈷鏈轉(zhuǎn)移劑的存在下聚合所述大單體。通常，在鈷鏈轉(zhuǎn)移劑的存在下，通過聚合丙烯酸類單體或這種單體的摻合物(尤其是甲基丙烯酸酯基單體)制備所述大單體。大單體聚合在采用常規(guī)聚合引發(fā)劑的有機溶劑或溶劑摻合物中實施。
可用于形成所述大單體的各種優(yōu)選鈷鏈轉(zhuǎn)移劑描述于Janowicz的美國專利4,722,984號。最優(yōu)選的鈷鏈轉(zhuǎn)移劑為五氰鈷(II)酸鹽、二水合雙(硼二氟二甲基乙二肟根合(glyoximato))鈷(II)酸鹽和二水合雙(硼二氟苯基乙二肟根合)鈷(II)酸鹽。通常按照被聚合的具體單體和所需的分子量，這些鏈轉(zhuǎn)移劑的使用濃度為約2-5000ppm。通過使用這種濃度可以很容易地制備出重均分子量(Mw)范圍為約1,000至50,000、優(yōu)選約1,000至10,000的大單體。
通常可用于形成所述大單體的溶劑為各種醇(如甲醇、乙醇、正丙醇和異丙醇)；各種酮(如丙酮、丁酮、戊酮、己酮和甲基乙基酮)；乙酸、丙酸和丁酸的各種烷基酯(如乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸戊酯)；各種醚(如四氫呋喃、二乙醚和乙二醇)以及聚乙二醇單烷基和雙烷基醚(如溶纖劑和卡必醇)；和各種二醇(如乙二醇和丙二醇)；及這些物質(zhì)的各種混合物。
任何常用的偶氮或過氧聚合引發(fā)劑均可以用于所述大單體的制備，條件是其在溶劑和單體混合物的溶液中具有溶解性，并且在聚合溫度下具有適宜的半衰期。此處所用的術(shù)語“適宜的半衰期”為約10分鐘至4小時的半衰期。最優(yōu)選的是偶氮型的引發(fā)劑，如2，2’-偶氮雙(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(氰基環(huán)己烷)。過氧基的引發(fā)劑的例子有過氧化苯甲酰、過氧化月桂酰、過氧新戊酸叔丁酯、過氧辛酸叔丁酯，它們也是可以使用的，條件是其在大單體的反應(yīng)條件下不與所述鏈轉(zhuǎn)移劑發(fā)生逆向反應(yīng)。
大單體含有一個末端烯鍵式不飽和基團，并且主要含有聚合丙烯酸類單體，尤其是聚合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、環(huán)脂族甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸芳基酯?？捎玫募谆┧嵬榛ネǔＴ谕榛芯哂?-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-乙基己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸乙氧基三乙二醇酯等?？梢允褂铆h(huán)脂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基酯、甲基丙烯酸苯基酯等。
其他可用于形成所述大單體的烯鍵式不飽和衍生物如丙烯酸、丙烯酸烷基酯、丙烯酸環(huán)脂族酯和丙烯酸芳基酯。通常，丙烯酸烷基酯在烷基基團上具有1-18個碳原子，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-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯等?？梢允褂铆h(huán)脂族丙烯酸酯如丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸三甲基環(huán)己基酯、丙烯酸叔丁基環(huán)己基酯等。丙烯酸芳基酯如丙烯酸芐基酯、丙烯酸2-苯氧基乙基酯等。也可以使用乙烯基芳烴如苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯等。
還可以采用其他更復(fù)雜的方法制備所述大單體，如先制備具有活性末端的聚合物，然后再用試劑對其進行處理以產(chǎn)生末端可聚合的雙鍵。
大單體生成后任選氣提出溶劑，為了通過常規(guī)自由基聚合法制備基本接枝共聚物結(jié)構(gòu)，將主鏈單體連同其他的溶劑和聚合引發(fā)劑一起加入到大單體中。采用任何上述常規(guī)的偶氮或過氧化物型引發(fā)劑和有機溶劑使主鏈單體與大單體共聚。由此形成的主鏈含有聚合的烯鍵式不飽和單體(將在以下進行描述)，在所述主鏈中也可以使用少量以上列舉的用在大單體中的任何單體。聚合通常在回流溫度或低于回流溫度下進行直至生成所需分子量的接枝共聚物?？捎糜诒景l(fā)明中的接枝共聚物的重均分子量(Mw)通常為約3,000至100,000，優(yōu)選為約5,000至50,000。
由此形成的接枝共聚物由具有大量連接在其上的大單體“側(cè)鏈”或“側(cè)臂”的主鏈所組成，這種結(jié)構(gòu)通常被稱為“梳型”結(jié)構(gòu)。用于本發(fā)明中的顏料結(jié)合團裝嵌于所述接枝共聚物的主鏈內(nèi)。
在主鏈聚合期間通過加入適宜的烯鍵式不飽和酰胺官能單體可以并優(yōu)選將具有酰胺官能度的顏料結(jié)合團連接在接枝共聚物上。優(yōu)選的單體為具有非環(huán)狀酰胺基團(尤其是取代或未取代的丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺)的烯鍵式不飽和單體。具有非環(huán)狀酰胺基團的有用烯鍵式不飽和單體通常由下式表示
其中R1和R2各獨立選自氫、具有1-20個碳原子的烷基基團、芳基基團、芳基烷基基團和烷基芳基基團，并任選含有一個或一個以上不妨礙聚合工藝的取代基。這種取代基可包括烷基、羥基、氨基、酯、酸、酰氧基、酰胺、腈、鹵素、烷氧基等?？捎玫睦影ǜ鞣N甲基丙烯酰胺，如N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、N-辛基甲基丙烯酰胺、N-十二烷基甲基丙烯酰胺、N-(異丁氧基甲基)甲基丙烯酰胺、N-苯基甲基丙烯酰胺、N-芐基甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺等；和各種丙烯酰胺，如N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-(異丁氧基甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N，N-二丁基丙烯酰胺等。
其他優(yōu)選的酰胺官能單體包括烯鍵式不飽和單體，所述單體含有環(huán)狀酰胺基團、尤其是取代或未取代的丙烯酸類、丙烯酰胺或N-乙烯基單體。通?？捎玫膯误w為具有由下式表示的環(huán)狀酰胺基團的烯鍵式不飽和單體
或
其中n＝3-7、優(yōu)選為3-5，m＝0-3，X為環(huán)狀結(jié)構(gòu)上的取代基，并可選自具有1-20個碳原子的烷基基團、芳基基團、芳基烷基基團和烷基芳基基團，還可含有不妨礙聚合反應(yīng)的取代基，如羥基、氨基、酯、酸、酰氧基、酰胺、腈、鹵素、烷氧基等，R3選自氫、具有1-20個碳原子的烷基基團、芳基基團、芳基烷基基團和烷基芳基基團，還可含有不妨礙聚合反應(yīng)的取代基，如羥基、氨基、酯、酸、酰氧基、酰胺、腈、鹵素、烷氧基等，和Z為與所述烯鍵式不飽和單體結(jié)構(gòu)的其余部分連接的自由基中心。
可用的丙烯酸類或丙烯酰胺單體的例子由下式表示
其中Y為O或N，R4選自具有1-20個碳原子的烷基基團、芳基基團、芳基烷基基團和烷基芳基基團，并可含有不妨礙聚合反應(yīng)的取代基，如羥基、氨基、酯、酸、酰氧基、酰胺、腈、鹵素、烷氧基等，當(dāng)Y為O時R5不存在，但當(dāng)Y為N時，R5選自氫、具有1-20個碳原子的烷基基團、芳基基團、芳基烷基基團和烷基芳基基團，并可含有不妨礙聚合反應(yīng)的取代基，如羥基、氨基、酯、酸、酰氧基、酰胺、腈、鹵素、烷氧基等，和Z為與結(jié)構(gòu)(1)或(2)連接的自由基中心。
可用的N-乙烯基單體的例子由下式表示
其中Z為與結(jié)構(gòu)(1)連接的自由基中心。最可用的例子為N-乙烯基-2-吡咯烷酮。
如上所述，基于所述主鏈的總重量計，主鏈中酰胺官能顏料結(jié)合團的濃度應(yīng)至少為約20％重量、優(yōu)選至少約30％重量。濃度低時不足以與顏料相互作用避免出現(xiàn)絮凝現(xiàn)象，在極性高的溶劑中情況更是如此。濃度高(通常超過30％重量)時，低極性溶劑對所述分散劑而言可能不是令人滿意的溶劑。
如果存在任何其他的顏料結(jié)合團，則可以通過在所述主鏈的聚合期間加入適宜的含合適顏料結(jié)合團的烯鍵式不飽和單體；或者在接枝共聚物結(jié)構(gòu)形成后使主鏈上的官能團(酰胺基團除外)與適宜的顏料結(jié)合團前體化合物反應(yīng)，將存在的其他顏料結(jié)合團作為側(cè)基連接在所述接枝共聚物上?？捎糜诒景l(fā)明中的其他顏料結(jié)合團包括
(1)芳族酯基團；
(2)芳族胺基團；
(3)脂族胺基團；
(4)陽離子季銨基團；或
(5)上述物質(zhì)的任何混合物。
如果使用所述其他的顏料結(jié)合團，則其在主鏈中的濃度基于所述主鏈的總重量應(yīng)至少為約1％重量、優(yōu)選至少約5％重量。
特別是芳族酯結(jié)合團可以并且優(yōu)選通過使裝嵌在主鏈中的環(huán)氧官能團與芳族羧酸反應(yīng)被作為側(cè)基連接在基本接枝共聚物上。應(yīng)選擇反應(yīng)條件使得100％的環(huán)氧基團發(fā)生反應(yīng)(也即被酯化)，或者能合理地接近于100％，使得在分散體分子中基本上沒有殘余對分散體性能具有負面影響的未反應(yīng)環(huán)氧基團?？梢詢?yōu)選使用催化量的叔胺或季銨鹽以加速反應(yīng)并使之完成。其一個可用的例子為氫氧化芐基三甲基銨。具有環(huán)氧官能團的共聚物的合成是眾所周知的。例如可在主鏈聚合期間通過加入環(huán)氧官能烯鍵式不飽和單體而得到環(huán)氧官能團。一般優(yōu)選丙烯酸類單體，特別是環(huán)氧官能的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體，尤其是甲基丙烯酸縮水甘油酯。此處可用的芳族羧酸可以是未取代的，或者可以含有各種取代基，如硝基、羥基、氨基、酯、丙烯酰氧基、酰胺、腈、鹵素、鹵代烷基、烷氧基等。優(yōu)選的芳族羧酸為苯甲酸、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-萘甲酸、3-氯代苯甲酸、4-聯(lián)苯基羧酸、正鄰苯二甲酰甘氨酸、4-磺氨基苯甲酸等。
芳族胺結(jié)合團可以并且優(yōu)選通過使主鏈上的環(huán)氧官能團與仲芳族胺反應(yīng)而被加入到所述基本接枝共聚物上。同樣，也應(yīng)選擇反應(yīng)條件使得基本上所有的環(huán)氧基團發(fā)生反應(yīng)。可通過上述的方法將環(huán)氧基團置于接枝共聚物上。然后在下一步的反應(yīng)中使環(huán)氧基團與仲芳族胺前體化合物反應(yīng)形成具有側(cè)叔芳族胺官能度的接枝共聚物?？捎糜诒景l(fā)明中的仲芳族胺可以是未取代的，或者可以含有各種取代基，如羥基、酯、丙烯酰氧基、酰胺、腈、鹵素、鹵代烷基、烷氧基等。優(yōu)選的仲芳族胺包括N-芐基甲胺、N-芐基乙醇胺、N，N-二芐基胺、2-(2-甲基氨基乙基)吡啶、1-苯基哌嗪、1-芐基哌嗪、3-(3-吡啶基甲基胺)丙腈等?；蛘?，可以通過在上述的酯化反應(yīng)中采用替代的同時含有叔芳族胺和羧酸官能團的前體化合物將側(cè)芳族胺基團引入到接枝共聚物內(nèi)。這種化合物的可用的例子包括煙酸、吡啶甲酸、異煙酸、吲哚-3-乙酸等。或者如需要，可將含有各種單體(如4-氨基苯乙烯、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶等)的芳族胺直接共聚至接枝共聚物中以形成芳族胺結(jié)合團。
脂族胺結(jié)合團可以并且優(yōu)選通過在主鏈聚合期間加入適宜的含有叔脂族胺官能團的烯鍵式不飽和單體而被連接在主鏈上。一般優(yōu)選丙烯酸類單體，特別是叔胺官能的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體。優(yōu)選的單體包括丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯、甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯、丙烯酸N，N-二乙基氨基乙基酯、甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙基酯、甲基丙烯酸N-叔丁基氨基乙基酯、丙烯酸2-N-嗎啉基乙基酯、甲基丙烯酸2-N-嗎啉基乙基酯等。或者，可如上所述通過使仲脂族胺與含有環(huán)氧基團的共聚物反應(yīng)得到所述脂族胺結(jié)合團。
上述制備的胺結(jié)合團可以進一步被季銨化得到含有側(cè)陽離子季銨基團作為其他顏料結(jié)合團的接枝共聚物。季銨結(jié)合團可以并且優(yōu)選通過使裝嵌在主鏈內(nèi)的叔胺官能團與烷基化劑接觸而被連接在接枝共聚物之上?？偟耐榛瘧?yīng)當(dāng)為叔胺部分的至少約30％、優(yōu)選至少約50％。在形成基本共聚物結(jié)構(gòu)后優(yōu)選通過使陽離子前體單元與常見的烷基化劑(如芳烷基鹵、烷基鹵、烷基甲苯磺酸鹽或鹵化磷酸三烷基酯)進行接觸而將叔胺官能團轉(zhuǎn)化為季胺狀態(tài)。迄今特別令人滿意的烷基化劑包括芐基氯、甲基甲苯磺酸鹽和硫酸二甲酯。
將上述顏料結(jié)合團連接在接枝共聚物之上的其他方法對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。
除了以上的結(jié)合團外，所述接枝共聚物還可、并優(yōu)選含有各種其他極性官能團(如羥基基團)，它們能夠與油漆組合物中的成膜粘合劑組分反應(yīng)從而將所述分散劑交聯(lián)至粘合劑基體中并成為油漆薄膜的永久組成部分。這樣增強了膜的粘合力，改進了油漆總體機械性能，并防止膜由于老化而發(fā)生變質(zhì)或分層。羥基基團可被置于主鏈或大單體側(cè)鏈中，或同時置于兩者中。但優(yōu)選的位置是置于主鏈中。雖然可以使用各種將適宜的側(cè)羥基基團在聚合期間引入到所需的鏈段上的烯鍵式不飽和單體，但仍優(yōu)選丙烯酸類單體，特別是羥基官能的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體?？捎玫牧u基官能甲基丙烯酸酯包括2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、3-羥基丙基甲基丙烯酸酯和4-羥基丁基甲基丙烯酸酯等。也可以使用各種羥基丙烯酸酯，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。羥基基團的濃度優(yōu)選為高達接枝共聚物重量的約30％。將其折算為羥基值通常為約10至150。
雖然不希望受縛于任何具體的理論，但認(rèn)為當(dāng)作為顏料分散劑使用時，這些接枝聚合物是通過結(jié)合到顏料顆粒上并且在顏料顆粒周圍形成聚合物層的方式來發(fā)揮作用，該層擴散至環(huán)境溶劑介質(zhì)中并為顏料顆粒提供立體穩(wěn)定作用。只有當(dāng)分散劑聚合物和顏料表面之間沒有足夠的相互作用時，顏料顆粒才會彼此互相足夠地接近而引起絮凝。發(fā)現(xiàn)與常見的分散劑相比，在此使用的顏料結(jié)合團與更大范圍的顏料之間有效地相互作用，這使得本發(fā)明的接枝共聚物能被較大范圍的顏料選擇性吸附，并且不會被極性溶劑或最終油漆組合物中所含的其他極性官能團從顏料的表面置換下來，籍此可吸附于顏料表面上。如此便能容易地形成穩(wěn)定且不絮凝的分散體。
可以使用這些接枝共聚物來形成顏料分散體或研磨料。將顏料加入到在普通有機溶劑或溶劑摻合物中的接枝共聚物中，并采用常規(guī)技術(shù)(如高速混合法、球磨研磨法、砂磨研磨法、超微磨碎機導(dǎo)向法、或二或三輥軋法)進行分散。所得顏料分散體中顏料與分散劑粘合劑的重量比約為0.1/100至2000/100。
任何用于油漆中的常規(guī)顏料都可用來形成所述顏料分散體。適宜顏料的例子包括各種金屬氧化物，如二氧化鈦、各種顏色的氧化鐵和氧化鋅；碳黑；各種填料顏料，如滑石、陶土、重晶石、碳酸鹽和硅酸鹽；各種有機顏料，如喹吖啶酮、酞菁、苝、偶氮顏料和各種陰丹酮咔唑，如咔唑紫、異吲哚啉酮、isoindolons、硫靛紅和苯并咪唑啉酮；以及各種金屬片，如鋁片、珠光片等。
可能還希望將其他的光學(xué)成分(如抗氧化劑、流量控制劑、紫外穩(wěn)定劑、消光劑和吸光劑以及各種流變控制劑，如熱解法二氧化硅和微凝膠)加入到所述顏料分散體中。還可以加入其他成膜聚合物，如聚丙烯酸酯類、丙烯氨基甲酸乙酯(acrylourethanes)、聚酯型氨基甲酸乙酯、聚酯、醇酸、聚醚等。
本發(fā)明的顏料分散體可加入到各種溶劑型涂料或油漆組合物中，如底漆、頭二道混合底漆、各種面漆，它們可以是透明涂層/底涂層末道漆的單涂層或底涂層。這些組合物可以含有各種成膜聚合物，如羥基官能的丙烯酸類和聚酯樹脂，以及各種交聯(lián)劑，如封端異氰酸酯、烷基化的蜜胺、聚異氰酸酯、環(huán)氧樹脂等。優(yōu)選接枝共聚物含有各種官能團，這些官能團通過與交聯(lián)劑反應(yīng)將成為最終網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組成部分。
以下實施例對本發(fā)明進行說明。除非另有說明，否則所有的份數(shù)和百分?jǐn)?shù)將基于重量計算。采用聚甲基丙烯酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)通過凝膠滲透色譜法(GPC)測定所有的分子量。Mn代表數(shù)均分子量，Mw代表重均分子量。所有粘度測量值采用Gardner Holtz等級進行記錄。
實施例實施例1制備BMA/MMA大單體，50/50％重量
本實施例說明了可用于形成本發(fā)明接枝共聚物的大單體的制備。12升的燒瓶裝配有溫度計、攪拌器、加料漏斗、加熱罩、回流冷凝器，以及在各反應(yīng)物上維持氮氣氣氛的裝置。使燒瓶保持在氮氣正壓下并采用以下各種成分。
第1部分重量(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) 5184
第2部分
二水合雙(硼二氟二苯基乙二肟根合)鈷(II)酸鹽，Co(DPG-BF2) 0.102
甲基乙基酮 167.9
第3部分
2，2’-偶氮雙(甲基丁腈)(DuPont Co.(Wilmington，DE)生產(chǎn)的Vazo67) 8.49
甲基乙基酮 110
第4部分
甲基丙烯酸甲酯(MMA) 2073.6
甲基丙烯酸丁酯(BMA) 2073.6
第5部分
2，2’-偶氮雙(甲基丁腈)(DuPont Co.(Wilmington，DE)生產(chǎn)的Vazo67) 84.9
甲基乙基酮 1100
總計 7975.392
將第1部分混合物裝入燒瓶，將所述混合物加熱至回流溫度并回流約20分鐘。然后在5分鐘內(nèi)將第2部分溶液加入到燒瓶內(nèi)，使反應(yīng)混合物回流10分鐘。在將反應(yīng)混合物保持在回流溫度的同時在5分鐘內(nèi)加入第3部分。在240分鐘內(nèi)同時加入第4和第5部分，在整個加入過程中使反應(yīng)混合物保持在回流溫度。再繼續(xù)回流2小時，將溶液冷卻至室溫，并進行浸透(fill out)。所得大單體溶液為淺黃色透明聚合物溶液，固體含量為約65.3％。所述大單體的Mw為5,617，Mn為3,677。
實施例2
具有環(huán)狀酰胺基團的接枝共聚物的制備
本實施例說明從實施例1制備的大單體制備本發(fā)明的在主鏈中含有環(huán)狀酰胺和羥基基團的接枝共聚物，具體為N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸2-羥基乙基酯-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯，14/8//39/39％重量。
2升燒瓶如實施例1裝配。使所述燒瓶保持在氮氣正壓下并采用以下各種成分。
第1部分重量(克)
實施例1的大單體 864.0
乙酸乙酯 15.0
第2部分
N-乙烯基-2-吡咯烷酮 100.8
丙烯酸2-羥基乙基酯 57.6
第3部分
過辛酸叔丁酯(ElfAtochem North America，Inc.(Philadelphia，PA)生產(chǎn)) 10.0
乙酸乙酯 90.0
第4部分
乙酸丁酯 302.5
總計 1439.9
將第1部分混合物裝入燒瓶，將混合物加熱至回流溫度并回流約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入第2和第3部分并且將反應(yīng)混合物保持在回流溫度。將反應(yīng)混合物回流約1.5小時。加入第4部分溶液。冷卻后將聚合物溶液浸透得到49.5％聚合物溶液。該接枝共聚物含有在主鏈中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮和丙烯酸2-羥基乙基酯的無規(guī)共聚物以及在側(cè)鏈中的甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。該接枝共聚物的Mw為36,721，Mn為11,719，Gardner Holtz粘度為N。
實施例3
具有環(huán)狀酰胺和胺基團的接枝共聚物的制備
本實施例說明從大單體中制備本發(fā)明的在主鏈中含有環(huán)狀酰胺和胺基團的接枝共聚物，具體為N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸2-羥基乙基酯-共聚-丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯，12/8/5//37.5/37.5％重量。
2升燒瓶如實施例1裝配。使所述燒瓶保持在氮氣正壓下并采用以下各種成分。
第1部分重量(克)
實施例1的大單體 830.8
乙酸乙酯 10.0
第2部分
N-乙烯基-2-吡咯烷酮 86.4
丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯 36.0
丙烯酸2-羥基乙基酯57.6
第3部分
過辛酸叔丁酯(ElfAtochem North America，Inc.(Philadelphia，PA)生產(chǎn))10.0
乙酸乙酯 90.0
第4部分
乙酸丁酯 319.2
總計 1440.0
將第1部分混合物裝入燒瓶，將混合物加熱至回流溫度并回流約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入第2和第3部分并且將反應(yīng)混合物保持在回流溫度。使反應(yīng)混合物回流約1.5小時。加入第4部分溶液。冷卻后將聚合物溶液浸透得到50.1％聚合物溶液。該接枝共聚物含有在主鏈中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮以及丙烯酸2-羥基乙基酯和丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯的無規(guī)共聚物以及在側(cè)鏈中的甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。該接枝共聚物的Gardner Holtz粘度為Q。
實施例4
具有環(huán)狀酰胺和芳族胺基團的接枝共聚物的制備
本實施例說明從大單體中制備本發(fā)明的在主鏈中含有環(huán)狀酰胺和芳族胺基團的接枝共聚物，具體為N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸2-羥基乙基酯-共聚-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-共聚-甲基丙烯酸甲酯，11.5/7.7/4.8(4.1)//36.0/36.0％重量。
2升燒瓶如實施例1裝配。使所述燒瓶保持在氮氣正壓下并采用以下各種成分。
第1部分重量(克)
實施例1的大單體 830.8
乙酸乙酯 20.0
第2部分
N-乙烯基-2-吡咯烷酮 86.4
甲基丙烯酸縮水甘油酯 36.0
丙烯酸2-羥基乙基酯 57.6
第3部分
過辛酸叔丁酯(ElfAtochem North America，Inc.(Philadelphia，PA)生產(chǎn)) 10.0
乙酸乙酯90.0
第4部分
N-芐基甲基胺(Aldrich Chemical Co.，Inc.(Milwaukee，WI)產(chǎn)) 31.0
丙二醇單甲基醚乙酸酯350.0
第5部分
乙酸丁酯320.2
總計 1832.0
將第1部分混合物裝入燒瓶，將混合物加熱至回流溫度并回流約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入第2和第3部分并且將反應(yīng)混合物保持在回流溫度。使反應(yīng)混合物回流約1小時。加入第4部分溶液，通過逐漸提高反應(yīng)溫度蒸餾出約330.0克揮發(fā)性溶劑。包括蒸餾所需時間的總反應(yīng)時間為3小時。加入第5部分。冷卻后將聚合物溶液浸透得到49.8％聚合物溶液。該接枝共聚物含有在主鏈中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酸2-羥基乙基酯以及甲基丙烯酸縮水甘油酯與N-芐基甲基胺的反應(yīng)產(chǎn)物的無規(guī)共聚物以及在側(cè)鏈中的甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。該接枝共聚物的Mw為38,962，Mn為10,491，Gardner Holtz粘度為X-1/2。
實施例5
具有環(huán)狀酰胺、胺和季銨化銨基團的接枝共聚物的制備
本實施例說明從大單體中制備本發(fā)明的在主鏈中含有環(huán)狀酰胺、胺和季銨化銨基團的接枝共聚物，具體為N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸2-羥基乙基酯-共聚-丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯(對甲苯磺酸甲酯)-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯，11.6/7.7/2.9(3.4)//37.2/37.2％重量。
2升燒瓶如實施例1裝配。使所述燒瓶保持在氮氣正壓下并采用以下各種成分。
第1部分 重量(克)
實施例1的大單體 852.93
乙酸乙酯10.0
第2部分
N-乙烯基-2-吡咯烷酮 86.4
丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯 21.6
丙烯酸2-羥基乙基酯 57.6
第3部分
過辛酸叔丁酯(ElfAtochem North America.Inc.(Philadelphia，PA)生產(chǎn)) 10.0
乙酸乙酯90.0
第4部分
對甲苯磺酸甲酯(Aldrich Chemical Co.，Inc.(Milwaukee，WI)生產(chǎn)) 25.47
丙二醇單甲基醚乙酸酯480.0
第5部分
乙酸丁酯186.8
總計 1820.8
將第1部分混合物裝入燒瓶，將混合物加熱至回流溫度并回流約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入第2和第3部分并且將反應(yīng)混合物保持在回流溫度。使反應(yīng)混合物回流約1.5小時。加入第4部分混合物，通過逐漸提高反應(yīng)溫度蒸餾出約330.0克揮發(fā)性溶劑。包括蒸餾所需時間的總反應(yīng)時間為2小時。加入第5部分。冷卻后將聚合物溶液浸透得到50.5％聚合物溶液。該接枝共聚物含有在主鏈中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酸2-羥基乙基酯和丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯(90％被對甲苯磺酸甲酯季銨化)的無規(guī)共聚物以及在側(cè)鏈中的甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。該接枝共聚物的Gardner Holtz粘度為Z2。
實施例6
具有環(huán)狀酰胺和芳族酯基團的接枝共聚物的制備
本實施例說明從大單體中制備本發(fā)明的在主鏈中含有環(huán)狀酰胺和芳族酯基團的接枝共聚物，具體為N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸2-羥基乙基酯-共聚-甲基丙烯酸縮水甘油酯(對硝基苯甲酸)-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯，10.5/5.3/10.5(12.4)//30.7/30.7％重量。
2升燒瓶如實施例1裝配。使所述燒瓶保持在氮氣正壓下并采用以下各種成分。
第1部分 重量(克)
實施例1的大單體689.24
乙酸乙酯 20.0
第2部分
N-乙烯基-2-吡咯烷酮76.8
甲基丙烯酸縮水甘油酯 76.8
丙烯酸2-羥基乙基酯 38.4
第3部分
過辛酸叔丁酯(ElfAtochem North America，Inc.(Philadelphia，PA)生產(chǎn)) 10.0
乙酸乙酯 100.0
第4部分
對硝基苯甲酸(Aldrich Chemical Co.，Inc.(Milwaukee，WI)生產(chǎn))92.1
碳酸異丙烯酯 260.0
氫氧化芐基三甲基銨
(在甲醇中的60％溶液，Aldrich Chemical Co.，Inc.(Milwaukee，WI)生產(chǎn))7.53
第5部分
乙酸丁酯 379.7
總計1750.57
將第1部分混合物裝入燒瓶，將混合物加熱至回流溫度并回流約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入第2和第3部分并且將反應(yīng)混合物保持在回流溫度。使反應(yīng)混合物回流約1.5小時。加入第4部分混合物，使反應(yīng)混合物回流2小時。然后通過逐漸提高反應(yīng)溫度蒸餾出約290.0克揮發(fā)性溶劑。加入第5部分。冷卻后將聚合物溶液浸透得到51.5％聚合物溶液。該接枝共聚物含有在主鏈中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酸2-羥基乙基酯以及甲基丙烯酸縮水甘油酯與對硝基苯甲酸的反應(yīng)產(chǎn)物的無規(guī)共聚物以及在側(cè)鏈中的甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。該接枝共聚物的Mw為29,519，Mn為10,451，Gardner Ho1tz粘度為Y。
實施例7
具有無環(huán)酰胺基團的接枝共聚物的制備
本實施例說明從大單體中制備本發(fā)明的在主鏈中含有酰胺和羥基基團的接枝共聚物，具體為N，N-二甲基丙烯酰胺-共聚-丙烯酸2-羥基乙基酯-5-甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯，14/8//39/39％重量。
第1部分 重量(克)
實施例2的大單體 864.0
乙酸乙酯 15.0
第2部分
N，N-二甲基丙烯酰胺 100.8
丙烯酸2-羥基乙基酯57.6
第3部分
過辛酸叔丁酯(ElfAtochem North America，Inc.(Philadelphia，PA)生產(chǎn))10.0
乙酸乙酯 90.0
第4部分
乙酸丁酯 302.5
總計1439.9
將第1部分混合物裝入燒瓶，將混合物加熱至回流溫度并回流約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入第2和第3部分并且將反應(yīng)混合物保持在回流溫度。使反應(yīng)混合物回流約1.5小時。加入第4部分溶液。冷卻后將聚合物溶液浸透得到50.7％聚合物溶液。該接枝共聚物含有在主鏈中的N，N-二甲基丙烯酰胺和丙烯酸2-羥基乙基酯的無規(guī)共聚物以及在側(cè)鏈中的甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。該接枝共聚物的Mw為37,053，Mn為10,957，Gardner Holtz粘度為R。
實施例8
具有無環(huán)酰胺和胺基團的接枝共聚物的制備
本實施例說明從大單體中制備本發(fā)明的在主鏈中含有酰胺和胺基團的接枝共聚物，具體為N，N-二甲基丙烯酰胺-共聚-丙烯酸2-羥基乙基酯-共聚-丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯，12/8/5//37.5/37.5％重量。
2升燒瓶如實施例1裝配。使所述燒瓶保持在氮氣正壓下并采用以下各種成分。
第1部分量量(克)
實施例1的大單體 830.8
乙酸乙酯 10.0
第2部分
N，N-二甲基丙烯酰胺 86.4
丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯 36.0
丙烯酸2-羥基乙基酯57.6
第3部分
過辛酸叔丁酯(ElfAtochem North America，Inc.(Philadelphia，PA)生產(chǎn))10.0
乙酸乙酯 90.0
第4部分
丙二醇單甲基醚乙酸酯320.0
第5部分
乙酸丁酯319.2
總計1770.2
將第1部分混合物裝入燒瓶，將混合物加熱至回流溫度并回流約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入第2和第3部分并且將反應(yīng)混合物保持在回流溫度。使反應(yīng)混合物回流約1.5小時。加入第4部分溶液。然后通過逐漸提高反應(yīng)溫度蒸餾出約330.0克揮發(fā)性溶劑。加入第5部分。冷卻后將聚合物溶液浸透得到51.5％聚合物溶液。該接枝共聚物含有在主鏈中的N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸2-羥基乙基酯和丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯的無規(guī)共聚物以及在側(cè)鏈中的甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。該接枝共聚物的GardnerHoltz粘度為W。
實施例9
具有無環(huán)酰胺、胺和季銨化銨基團的接枝共聚物的制備
本實施例說明從大單體中制備本發(fā)明的在主鏈中含有酰胺、胺和季銨化胺基團的接枝共聚物，具體為N，N-二甲基丙烯酰胺-共聚-丙烯酸2-羥基乙基酯-共聚-丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯(對甲苯磺酸甲酯)-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯，11.7/7.8/2.9(2.7)//37.5/37.5％重量。
2升燒瓶如實施例1裝配。使所述燒瓶保持在氮氣正壓下并采用以下各種成分。
第1部分 重量(克)
實施例1的大單體 852.93
乙酸乙酯10.0
第2部分
N，N-二甲基丙烯酰胺 86.4
丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯 21.6
丙烯酸2-羥基乙基酯57.6
第3部分
過辛酸叔丁酯(ElfAtochem North America，Inc.(Philadelphia，PA)生產(chǎn))10.0
乙酸乙酯 90.0
第4部分
對甲苯磺酸甲酯(Aldrich Chemical Co.，Inc.(Milwaukee，WI)生產(chǎn)) 19.68
丙二醇單甲基醚乙酸酯 450.0
第5部分
乙酸丁酯 210.9
總計 1809.11
將第1部分混合物裝入燒瓶，將混合物加熱至回流溫度并回流約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入第2和第3部分并且將反應(yīng)混合物保持在回流溫度。使反應(yīng)混合物回流約1.5小時。加入第4部分混合物，通過逐漸提高反應(yīng)溫度蒸餾出約330.0克揮發(fā)性溶劑。包括蒸餾所需時間的總反應(yīng)時間為2小時。加入第5部分。冷卻后將聚合物溶液浸透得到51.1％聚合物溶液。該接枝共聚物含有在主鏈中的N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸2-羥基乙基酯和丙烯酸N，N-二甲基氨基乙基酯(70％被對甲苯磺酸甲酯季銨化)的無規(guī)共聚物以及在側(cè)鏈中的甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。該接枝共聚物的Gardner Holtz粘度為Z。
實施例10
具有無環(huán)酰胺和芳族酯基團的接枝共聚物的制備
本實施例說明從大單體中制備本發(fā)明的在主鏈中含有酰胺和芳族酯基團的接枝共聚物，具體為N，N-二甲基丙烯酰胺-共聚-丙烯酸2-羥基乙基酯-共聚-甲基丙烯酸縮水甘油酯(對硝基苯甲酸)-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯，10.5/7.0/10.5(12.4)//29.8/29.8％重量。
2升燒瓶如實施例1裝配。使所述燒瓶保持在氮氣正壓下并采用以下各種成分。
第1部分 重量(克)
實施例1的大單體 669.54
乙酸乙酯 20.0
第2部分
N，N-二甲基丙烯酰胺 76.8
甲基丙烯酸縮水甘油酯 76.8
丙烯酸2-羥基乙基酯 51.2
第3部分
過辛酸叔丁酯(Elf Atochem North America，Inc.(Philadelphia，PA)生產(chǎn)) 10.0
乙酸乙酯 100.0
第4部分
對硝基苯甲酸(Aldrich Chemical Co.，Inc.(Milwaukee，WI)生產(chǎn)) 92.1
碳酸異丙烯酯 260.0
氫氧化芐基三甲基銨
(在甲醇中的60％溶液，Aldrich Chemical Co.，Inc.(Milwaukee，WI)生產(chǎn)) 7.53
第5部分
乙酸丁酯 376.5
總計1740.47
將第1部分混合物裝入燒瓶，將混合物加熱至回流溫度并回流約10分鐘。在3小時內(nèi)同時加入第2和第3部分并且將反應(yīng)混合物保持在回流溫度。使反應(yīng)混合物回流約1.5小時。加入第4部分混合物，使反應(yīng)混合物回流回流2小時。然后通過逐漸提高反應(yīng)溫度蒸餾出約280.0克揮發(fā)性溶劑。加入第5部分。冷卻后將聚合物溶液浸透得到50.6％聚合物溶液。該接枝共聚物含有在主鏈中的N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸2-羥基乙基酯以及甲基丙烯酸縮水甘油酯與對硝基苯甲酸的反應(yīng)產(chǎn)物的無規(guī)共聚物以及在側(cè)鏈中的甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。該接枝共聚物的Mw為39,078，Mn為10,383，Gardner Holtz粘度為Z-1/4。
對比實施例
本對比實施例說明采用以下各種成分，從大單體中制備僅在主鏈中含有丙烯酸酯的接枝共聚物以進行比較，所述接枝共聚物具體為丙烯酸甲酯-共聚-丙烯酸2-羥基乙基酯-接枝-甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯，17/8//37.5/37.5％重量。
第1部分重量(克)
實施例1的大單體 830.8
乙酸乙酯 10.0
第2部分
丙烯酸甲酯122.4
丙烯酸2-羥基乙基酯57.6
第3部分
過辛酸叔丁酯(Elf Atochem North America，Inc.(Philadelphia，PA)生產(chǎn)) 9.0
乙酸乙酯 90.0
第4部分
丙二醇單甲基醚乙酸酯 480.2
總計 1600.00
重復(fù)實施例2的程序得到49.1％透明聚合物溶液。該接枝共聚物含有在主鏈中的丙烯酸甲酯與丙烯酸2-羥基乙基酯的無規(guī)共聚物以及在側(cè)鏈中的甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的無規(guī)共聚物。該接枝共聚物的Mw為52,927，Mn為12,000，Gardner Holtz粘度為M。
實施例11
分散劑性能的評估
通過對顏料、溶劑和分散劑的混合物進行砂磨研磨，在40X奧林巴斯顯微鏡下觀察分散質(zhì)量來確定分散劑的有效性。分散良好的體系將具有均勻的外觀，并且顏料顆粒將顯示出劇烈的布朗運動。相反，絮凝的體系將具有與較透明溶劑區(qū)域交替的絮凝顏料塊的孤立的區(qū)域。
通過以下程序制備分散體試樣。向2盎司玻璃瓶內(nèi)加入15gm砂、20gm乙酸丁酯、2gm顏料和1gm接枝共聚物分散劑溶液。密封所述玻璃瓶并在Red Devil工業(yè)震蕩器上搖動15分鐘。
結(jié)果
D抗絮凝的或分散的
SF輕微絮凝的
F絮凝的
1.Monastral Red YRT-759D(Ciba-Geigy Corp.，Pigment Div.，Newport，DE)
2.Irgazin DDP Red BO(Ciba-Geigy Corp.，Pigment Div.，Newport，DE)
3.Raven 5000碳黑(Columbian Chemicals Co.，Atlanta，GA)
4.二氧化鈦R706(Dupont Co.，Wilmington，DE)
5.Sunfast綠7(Sun Chemical Corp.，Cincinnati，OH)
6.Endurophthal blue BT-617D(Clariant Corp.，Coventry，RI)
7.Irgazin blue ATC(Ciba-Geigy Corp.，Pigment Div.，Newport，DE)
8.Magenta RT-355D(Ciba-Geigy Corp.，Pigment Div.，Newport，DE)
9.Perylene maroon R-6436(Bayer Corp.，Pittsburgh，PA)
10.Sicotrans red(BASF Corp.，Colorant Division，Mount Olive，NJ)
11.Hostaperm yellow H-3G(Clariant Corp.，Coventry，RI)
12.Irgacolor yellow(Ciba-Geigy Corp.，Pigment Div.，Newport，DE)
13.Irgazin blue X-3367(Ciba-Geigy Corp.，Pigment Div.，Newport，DE)
14.Violet RT-101D(Ciba-Geigy Corp.，Pigment Div.，Newport，DE)
15.Bayferrox 3920(Bayer Corp.，Pittsburg，PA)
16.Monastral magenta RT-143D(Ciba-Geigy Corp.，Pigment Div.，Newport，DE)
基于這些試驗結(jié)果可以看到，主鏈上的接枝結(jié)構(gòu)和極性羥基與對比實施例一樣為聚合物提供了一些分散能力。然而，在主鏈上具有酰胺官能團的物質(zhì)、特別是本發(fā)明的具有其他特定顏料結(jié)合團的那些物質(zhì)對各類顏料而言更為有效。
在沒有背離本發(fā)明精神及范疇的前提下，本發(fā)明組合物的各組分的各種修改、變更、增加或替換對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將是顯而易見的。本發(fā)明不受限于本文所列舉的各示例性實施方案，而是由以下權(quán)利要求所定義。
權(quán)利要求
1.一種適用于作為顏料分散劑的組合物，所述組合物包含接枝共聚物，其中所述接枝共聚物具有接枝在聚合物主鏈上的大單體，并且所述接枝共聚物具有連接在主鏈上的酰胺官能團作為顏料結(jié)合團。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述主鏈含有選自芳族酯、芳族胺、脂族胺和季銨基團或這些物質(zhì)的混合物的其他顏料結(jié)合團。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述接枝共聚物是通過大單體方法形成的。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述顏料結(jié)合團為由下式表示的聚合丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺單體形成的無環(huán)酰胺基團
其中R1和R2獨立選自氫、具有1-20個碳原子的烷基、芳基、芳基烷基和烷基芳基基團，并任選含有一個或多個不妨礙主鏈聚合的取代基。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述顏料結(jié)合團為由具有下式表示的環(huán)狀酰胺官能團的聚合烯鍵式不飽和單體形成的環(huán)狀酰胺基團
其中n為3至7的整數(shù)，m為0或1至3的整數(shù)，X為在環(huán)狀結(jié)構(gòu)上的選自具有1至20個碳原子的烷基、芳基、芳基烷基和烷基芳基基團的取代基，還可含有不妨礙聚合反應(yīng)的取代基，包括羥基、氨基、酯、酸、酰氧基、酰胺、腈、鹵素和烷氧基，Z為與所述烯鍵式不飽和單體的其余部分連接的自由基中心。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中所述顏料結(jié)合團為由具有下式表示的環(huán)狀酰胺官能團的聚合烯鍵式不飽和單體形成的環(huán)狀酰胺基團
其中n為3至7的整數(shù)，m為0或1至3的整數(shù)，X為環(huán)狀結(jié)構(gòu)上的選自具有1至20個碳原子的烷基、芳基、芳基烷基和烷基芳基基團的取代基，也可含有不妨礙聚合反應(yīng)的取代基，包括羥基、氨基、酯、酸、酰氧基、酰胺、腈、鹵素和烷氧基基團，R3選自具有1-20個碳原子的烷基基團、芳基基團、芳基烷基基團和烷基芳基基團，還可含有不妨礙聚合反應(yīng)的取代基，包括羥基、氨基、酯、酸、酰氧基、酰胺、腈、鹵素和烷氧基基團，Z為與所述烯鍵式不飽和單體的其余部分連接的自由基中心。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中所述顏料結(jié)合團為由聚合的取代或未取代N-乙烯基單體形成的環(huán)狀酰胺基團。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中所述顏料結(jié)合團為由聚合的N-乙烯基-2-吡咯烷酮單體形成的環(huán)狀酰胺基團。
9.權(quán)利要求2的組合物，其中所述其他結(jié)合團為通過使主鏈上的環(huán)氧官能團與取代或未取代的芳族羧酸接觸而制備的芳族酯基團。
10.權(quán)利要求2的組合物，其中所述其他結(jié)合團為通過使主鏈上的環(huán)氧官能團與取代或未取代的仲芳族胺接觸而制備的芳族胺基團。
11.權(quán)利要求2的組合物，其中所述結(jié)合團為通過將主鏈中含有叔胺官能團的丙烯酸類單體直接共聚而制備的脂族胺基團。
12.權(quán)利要求2的組合物，其中所述結(jié)合團為通過使主鏈上的叔胺官能團與烷基化劑接觸而制備的季銨基團。
13.權(quán)利要求1的組合物，其中所述酰胺官能團包含至少約20％重量的主鏈。
14.權(quán)利要求1的組合物，其中所述接枝共聚物在主鏈或大單體中的任一個或兩個上含有羥基。
15.一種適用于作為顏料分散劑的接枝共聚物組合物，它包含約
a)按接枝共聚物重量計10至90％重量的聚合主鏈；
b)按接枝共聚物重量計90至10％重量的接枝于所述主鏈上的大單體，
其中所述接枝共聚物在主鏈中含有按主鏈總重量計至少約20％重量的顏料結(jié)合團，所述顏料結(jié)合團選自環(huán)狀和無環(huán)酰胺官能團。
16.權(quán)利要求15的組合物，其中所述主鏈還含有按主鏈總重量計至少約1％重量的其他顏料結(jié)合團，所述其他顏料結(jié)合團選自芳族酯、芳族胺、脂族胺和季銨基團或其混合物。
17.權(quán)利要求15的組合物，其中所述接枝共聚物還含有按接枝共聚物總重量計高達約30％重量的在主鏈的任一或兩者中的羥基官能團。
18.權(quán)利要求15的組合物，其中所述接枝共聚物的重均分子量至少為約3000。
19.一種顏料分散體，它包含通過權(quán)利要求1的組合物分散在有機溶劑中的顏料。
全文摘要
一種用于基于接枝共聚物的顏料的聚合物分散體，其中所述接枝共聚物的重均分子量為至少約3000，并且具有10－90％重量的聚合主鏈和90－10％重量的連接在主鏈上的大單體側(cè)鏈，其中至少20％重量的聚合主鏈具有連接在其上的起顏料結(jié)合團作用的酰胺基團。所述主鏈還具有連接在其上的、選自芳族酯、芳族胺、脂族胺和季銨基團或其混合物的其他顏料結(jié)合團。這些物質(zhì)能分散各種顏料并可用于溶劑型涂料，在涂料中它們可以提供改進的顏料使用效率、降低油漆粘度并減少揮發(fā)性有機溶劑的散發(fā)。
文檔編號C09D17/00GK1411476SQ0081731
公開日2003年4月16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