Полиуретановая диспергирующая смола



Полиуретановая диспергирующая смола
Полиуретановая диспергирующая смола
Полиуретановая диспергирующая смола
Полиуретановая диспергирующая смола

 


Владельцы патента RU 2418815:

АКЦО НОБЕЛЬ КОАТИНГС ИНТЕРНЭШНЛ Б.В. (NL)

Настоящее изобретение относится к полиуретановой диспергирующей смоле, имеющей главную полиуретановую цепь, содержащую гидрофильные группы боковой цепи на основе полиалкиленоксида, причем группы боковой цепи присоединены к главной полиуретановой цепи посредством ковалентных связей, и где содержание полиалкиленоксида в полиуретановой диспергирующей смоле составляет, по крайней мере, 45% вес. и не более 80% вес., при этом полиуретан дополнительно содержит гидрофобные группы боковой цепи, которые присоединены к главной полиуретановой цепи посредством ковалентных связей. Также описаны композиция для покрытия, содержащая такую полиуретановую диспергирующую смолу, способы получения такой композиции и применение полиуретановой диспергирующей смолы для получения состава для примешивания пигмента. Технический результат - предоставление полиуретановой диспергирующей смолы, которая позволяет создавать концентраты пигментов, которые могут быть легко включены в композиции для покрытий, в которых пигменты стабильно диспергированны, а также возможность получения пигментных составов с широким рядом пигментов и получение красок, имеющих превосходные свойства и стабильность, особенно в случае труднодиспергируемых и стабилизируемых пигментов. 5 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретение относится к полиуретановой диспергирующей смоле, имеющей главную полиуретановую цепь, содержащую гидрофильные группы боковой цепи на основе полиалкиленоксида, причем группы боковой цепи присоединены к главной полиуретановой цепи посредством ковалентных связей. Помимо этого, изобретение относится к композициям, содержащим полиуретановую диспергирующую смолу, способу получения данных композиций и применению полиуретановой диспергирующей смолы.

Полиуретановая диспергирующая смола указанного типа известна из международной заявки WO 97/19120. Данный документ относится к диспергируемому в воде ненасыщенному полиуретану. Полиуретан содержит 10-40% по весу полиалкиленоксидных групп боковой цепи. Полиуретан является подходящим для получения водных дисперсий гидрофобных полимеров или дисперсий пигментов.

WO 03/046038 описывает полиуретановый полимер, содержащий от 35% до 90% вес. групп на основе поли(С2-4 алкиленоксида) от общего веса полимера, и где, по крайней мере, 5% групп на основе поли(С2-4 алкиленоксида) от общего веса полимера содержатся в боковых цепях.

Было обнаружено, что при использовании известных полиуретановых диспергирующих смол дисперсность пигментных паст и флокуляционная стабильность пигментов в красках в дальнейшем улучшается, особенно в случае применения труднодиспергируемых пигментов. Более того, известные полиуретановые диспергирующие смолы менее пригодны для получения так называемых составов пигментов перемешивания. Более того, в частности, составы сухих пигментов, содержащие известные полиуретановые диспергирующие смолы, не дают краски со стабильно диспергированными пигментами. Составы для перемешивания пигментов зачастую являются сухими, в основном порошковыми концентратами пигментов, содержащими пигмент и диспергирующий агент, который может быть включен в матрицу, как например, в композициях для покрытия, с помощью простого перемешивания без необходимости дополнительной стадии диспергирования, отсюда и название - состав для перемешивания пигмента. Составы для перемешивания пигментов органических пигментов предпочтительно получают обработкой отжатого осадка пигмента диспергирующими агентами с последующей сушкой. Когда отжатый осадок пигмента смешивается с известными полиуретановыми диспергирующими смолами, то отжатый осадок пигмента невозможно флюидизировать в пигментную суспензию, что необходимо для дальнейших стадий обработки с целью получения состава для перемешивания пигмента.

Таким образом, настоящее изобретение предоставляет полиуретановую диспергирующую смолу, которая позволяет создавать концентраты пигментов, которые могут быть легко включены в композиции для покрытия, где пигменты стабильно диспергированны. Помимо этого, диспергирующая смола должна быть пригодна для применения с широким рядом пигментов. Концентраты пигментов должны позволять получение красок, имеющих превосходное качество и стабильность, особенно в случае труднодиспергируемых и стабилизируемых пигментов.

Изобретение предоставляет полиуретановый диспергатор, содержащий гидрофильные группы боковой цепи на основе полиалкиленоксида, причем группы боковой цепи присоединены к главной полиуретановой цепи посредством ковалентных связей, и где содержание полиалкиленоксида в полиуретановой диспергирующей смоле, по крайней мере, 45% вес., отличающейся тем, что полиуретан дополнительно содержит гидрофобные группы боковой цепи, которые присоединены к главной полиуретановой цепи посредством ковалентных связей.

Полиуретановая диспергирующая смола согласно изобретению позволяет создавать концентраты пигментов, которые могут быть легко включены в композиции для покрытия, где пигменты стабильно диспергированы. Помимо этого, диспергирующая смола пригодна для применения с широким рядом пигментов. Концентраты пигментов позволяют получать краски, имеющие превосходное качество и стабильность, особенно в случае труднодиспергируемых и стабилизируемых пигментов.

Полиуретановая диспергирующая смола согласно изобретению может быть получена реакцией

(a) по крайней мере, одного ди- или полиизоцианата,

(b) по крайней мере, одного соединения, имеющего, по меньшей мере, две группы, способные реагировать с изоционатом, и гидрофильную группу боковой цепи на основе полиалкиленоксида,

(с) возможно, одного или более соединений, способных реагировать с изоционатом, имеющих, по крайней мере, две группы, способные реагировать с изоционатом, и

(d) возможно, соединения, способного реагировать с изоционатом, имеющего одну группу, способную реагировать с изоционатом,

где, по крайней мере, один из компонентов (a), (b) и (c) имеют гидрофильную группу боковой цепи.

В качестве пригодных ди- или полиизоционатов могут быть упомянуты алифатические, циклоалифатические или ароматические ди-, три- или тетраизоционаты. Примеры диизоционатов включают 1,2-пропилендиизоционат, триметилендиизоционат, тетраметилендиизоционат, 2,3-бутилендиизоционат, гексаметилендиизоционат, октаметилендиизоционат, 2,2,4-триметилгексаметилендиизоционат, додекаметилендиизоционат, ω,ω'- диизоционат дипропилового эфира, 1,3-циклопентандиизоционат, 1,2-циклогександиизоционат, 1,4-циклогександиизоционат, изофорондиизоционат, 4-метил-1,3-диизоционат-циклогексан, транс-винилидендиизоционат, дициклогексилметан-4,4'-диизоционат (Desmodur® W), толуолдиизоционат, 1,3-бис(изоцианатометил)бензол, ксилилендиизоционат, α,α,α',α'-тетраметилксилилендиизоционат (TMXDI®), 1,5-диметил-2,4-бис(2-изоцианатоэтил)бензол, 1,3,5-триэтил-2,4-бис(изоцианатометил)бензол, 4,4'-диизоционато-дифенил, 4,4'-диизоционат-3,3'-дихлор-дифенил, 3,3'-дифенил-4,4'-диизоционато-дифенил, 4,4'-диизоционат-3,3'-диметокси-дифенил, 4,4'-диизоционат-дифенилметан, 4,4'-диизоционат-3,3'-диметил-дифенилметан и диизоционатнафтолин. Примеры триизоционатов включают 1,3,5-триизоционатобензол, 2,4,6-триизоционатотолуол, 1,8-диизоционат-4-(изоцианатометил)октан и лизинтриизоционат. Аддукты и олигомеры полиизоцинатов также включают, например, биуреты, изоцианураты, аллофанаты, уретдионы, уретаны, иминооксадиазиндионы и их смеси. Примерами таких олигомеров и аддуктов является аддукт 2-х молекул диизоционата, например гексаметилендиизоционата или изофорондиизоционата с диолом, таким как этиленгликоль, аддукт 3-х молекул гексаметилендиизоционата с 1 молекулой воды (доступен по торговым названием Desmodur N от Byer), аддукт 1-й молекулы триметилолпропана с 3-мя молекулами толуолдиизоционата (доступен по торговым названием Desmodur L от Byer), аддукт 1-й молекулы триметилолпропана с 3-мя молекулами изофорондиизоционата, аддукт 1-й молекулы пентаэритрола с 4-мя молекулами толуолдиизоционата, аддукт 3-х молей m-α,α,α',α'-тетраметилксилолдиизоционата с 1-м молем триметилопропана, изоциануратный триммер 1,6-диизоционатогексана, изоциануратный триммер изофорондиизоционата, уретдионовый димер 1,6-диизоционатогексана, биурет 1,6-диизоционатогексана, алофанат 1,6-диизоционатогексана и их смесь.

Пригодные соединения (b) могут быть получены по реакции моноэфира полиалкиленгликоля с диизоционатом, с последующей реакцией с вторичным амином, имеющим две гидроксильные группы. Получение таких соединений, в основном, известно. Подробное описание получения, например, представлено в US 3905929.

Дальнейшие примеры соединений, имеющих две группы, способные реагировать с изоционатом, и гидрофильную группу боковой цепи на основе полиалкиленоксида, получены из триолов, у которых одна гидроксильная группа заблокирована сегментом на основе полипропилен или полиэтиленоксида, заканчивающимся простой эфирной группой. Коммерчески доступным примером такого диола является Tegomer D 3403 от Tego Chemie Service GmbH, Германия.

В предпочтительном варианте компонент (b) является соединением формулы (I), или (II), или их смесью,

где R является остатком моноэпоксидного соединения после реакции с аминогруппой, R1 выбран из алкильных групп от С1 до С4, n находится от 0 до 25, m находится от 1 до 50 и n+m ≤ 50. Очевидно, что (С3Н6О) и (С2Н4О) звенья могут присутствовать в полимерной цепи в качестве блоков полипропиленоксида и полиэтиленоксида или в качестве более или менее случайной смеси звеньев, образованных из пропиленоксида или этиленоксида. Предпочтительно, чтобы R содержал углеводородную группу, имеющую от 4 до 30 атомов углерода. Соединения по формуле (I) могут быть получены реакцией 1 моля первичного амина с 1 молем моноэпоксидного соединения, соединения по формуле (II) могут быть получены реакцией 1 моля первичного амина с 2 молями моноэпоксидного соединения. Остаток R содержит первичную или вторичную гидроксильную группу и, предпочтительно, R содержит углеводородную группу, имеющую от 4 до 30 атомов углерода. Таким образом, соединение по формуле (I) содержит гидроксильную группу и вторичную аминогруппу в качестве групп, способных реагировать с изоционатом. Соединение по формуле (II) содержит две гидроксильные в качестве групп, способных реагировать с изоционатом.

Примерами подходящих исходных моноэпоксидов для получения соединений по формуле (I) или (II) являются эпоксидированные олефины, такие как эпоксидированные α-олефины; глицидиловые эфиры моногидроксильных соединений, такие как этилгексилглицидиловый эфир, бутилглицидиловый эфир, гексилглицидиловый эфир, фенилглицидиловый эфир; и глицидиловые сложные эфиры карбоновых кислот, такие как глицидиловый эфир пропионовой кислоты, глицидиловый эфир гексановой кислоты, глицидиловый эфир этилгексановой кислоты, глицидиловый эфир декановой кислоты и глицидиловый эфир версатиковой кислоты, коммерчески доступный от Resolution Performance Products под названием Cardura E 10.

Примерами подходящих исходных аминов для получения соединений по формуле (I) или (II) являются амины на основе полиалкиленоксидов, которые являются коммерчески доступными от Huntsman под торговым обозначением Jeffamine® М.

При использовании соединений (b) согласно формулам (I) и/или (II) можно получить дисперсии пигментов с полиуретановой диспергирующей смолой с особенно хорошей стабильностью.

В качестве варианта или дополнительно, по крайней мере, к одному соединению, имеющему, по крайней мере, две группы, способные реагировать с изоционатом, и гидрофильные группы боковой цепи на основе полиалкиленоксида, также, при получении полиуретановой диспергирующей смолы, в полиуретан возможно вводить гидрофильные группы боковой цепи на основе полиалкиленоксида, используя, по крайней мере, одно соединение, имеющее, по крайней мере, две изоционатные группы и гидрофильную группу боковой цепи на основе полиалкиленоксида.

При получении полиуретановой диспергирующей смолы количество соединений, имеющих, по крайней мере, две группы, способные реагировать с изоционатом, и гидрофильную группу боковой цепи на основе полиалкиленоксида, выбрано таким образом, чтобы обеспечить содержание полиалкиленоксида в полиуретановой диспергирующей смоле, по крайней мере, 45% вес. Предпочтительно, количество полиалкиленоксида в полиуретановой диспергирующей смоле не должно превышать 80% вес. Наиболее предпочтительно, чтобы количество полиалкиленоксида находилось в диапазоне от 50% до 70% вес. Полиуретановая диспергирующая смола предпочтительно содержит, по крайней мере, две, более предпочтительно, по крайней мере, три гидрофильные группы боковой цепи на основе полиалкиленоксида на одну молекулу.

Примерами подходящих алкиленоксидов являются этиленоксид, пропиленоксид и бутиленоксид. Предпочтительно, чтобы группы на основе полиалкиленоксида основывались на этиленоксиде или пропиленоксиде или их смесях. В данное время, очень хорошие результаты были получены с боковыми группами на основе полиалкиленоксида, 50% вес., предпочтительно 70% вес. которых основано на этиленоксиде, рассчитанному на общий вес боковой группы на основе полиалкиленоксида.

Примеры соединений, способных реагировать с изоционатом, имеющих, по крайней мере, две группы, которые способны реагировать с изоционатом, включают ди- и полиамины, ди- и политиолы, аминоспирты, аминотиолы и, в частности, полиолы. Подходящие полиолы, которые могут быть использованы при получении полиуретанов, включают диолы и триолы и их смеси, однако также могут быть использованы полиолы с большим числом функциональных групп. Примеры полиолов с низким молекулярным весом включают этиленгликоль, диэтиленкликоль, тетраэтиленгликоль, пропан-1,2- и -1,3-диол, бутан-1,4- и -1,3- диол, гексан-1,6-диол, октан-1,8-диол, неопентилгликоль, 1,4-бис-гидроксиметилциклогексан, 2-метилпропан-1,3-диол, 2,2,4-триметилпентан-1,3-диол, дипропиленгликоль, полипропиленгликоли, дибутиленгликоль, полибутиленгликоли, бисфенол А и тетрабромобисфенол А, димер жирной кислоты на основе диолов, глицерол, пентаэритритол, триметилолпропан, дитриметилолпропан, гексан-1,2,6-триол, бутан-1,2,4-триол, хинитол, маннитол, сорбитол, метилгликозид, 1,4,3,6-диангидрогекситолы, моноэфиры неопентилового спирта и гидроксипивалевой кислоты, бис(гидроксиэтил)терефталат, фурандиметанол и продукты реакций с значением молекулярного веса до 400 данных полиолов с пропиленоксидом и/или этиленоксидом.

Органические полимерные полиолы, которые могут быть использованы при получении полиуретана, включают диолы, и триолы, и их смеси, однако также могут быть использованы полиолы с большим числом функциональных групп, например, в качестве второстепенных компонентов, в добавке к диолам. Подходящие полимерные полиолы выбраны из группы, состоящей из сложных полиэфиров, сложных полиэфиров амидов, полиэфиров, политиоэфиров, поликарбонатов, полиацетатов, полиолефионов и полисилоксанов.

Сложные полиэфиры полиолов, которые могут быть использованы, включают оканчивающиеся гидроксильной группой продукты реакции полимногоатомных спиртов, таких как этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, неопентилгликоль, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, фурандиметанол, диметилолциклогексан, глицерол, триметилолпропан, пентаэритрол и их смеси с поликарбоксильными кислотами, в особенности дикарбоксильными кислотами или их производными, дающие сложные эфиры, например янтарная, глутаровая и адипиновая кислоты и их диметиловые сложные эфиры, фталевый ангидрид, гексагидрофталевый ангидрид, диметилтерефталат и их смеси. Сложные полиэфиры амиды могут быть получены включением аминоспиртов, таких как этаноламин, в полиэтерефицируемую смесь.

Подходящие полиэфирные полиолы включают полиалкиленоксидный гликоль, где алкиленоксид может быть выбран из этиленоксидных и/или пропиленоксидных единиц. При этом полиалкиленоксидные гликоли вводят гидрофильные группы в главную цепь полиуретановой смолы. Слишком большое количество полиалкиленоксидного гликоля в главной цепи полиуретановой смолы снижает ее липофильный характер. Предпочтительно, количество полиалкиленоксидного гликоля ограничено до такой степени, при которой главная полиуретановая цепь остается весьма липофильной. Таким образом, предпочтительное количество полиалкиленоксидного гликоля ниже 25% вес. от общего веса соединений (с), реагирующих с изоционатом, более предпочтительно ниже 10% вес. и наиболее предпочтительно ниже 5% вес.

Политиоэфиры полиолов, которые могут быть использованы, включают продукты, полученные конденсацией как самого эфира тиогликоля, так и с другими гликолями, дикарбоновыми кислотами, формальдегидом, аминоспиртами или аминокислотами.

Поликарбонатные полиолы включают продукты, полученные по реакции диолов, таких как 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, 1,4-циклогександиметанол, диэтиленгликоль или тетраэтиленгликоль, с диарилкарбонатами, например, дифенилкарбонатом или с фосгеном. Полиуретановые смолы, которые содержат карбонатные группы, детально описаны в WO 01/48106, и включены здесь в качестве ссылки. Подходящие полиолефиновые полиолы включают заканчивающиеся гидроксильной группой гомо- и сополимеры бутадиена.

Согласно известному уровню техники, у диспергирующих смол, содержащих склонные к гидролизу сложноэфирные связи в главной цепи полимера, наблюдались нарушения длительной стабильности содержащих их водных дисперсий и смещение рН. Считается, что данные явления, по крайней мере, частично происходят вследствие гидролиза сложноэфирных связей в главной цепи диспергирующей смолы, вызывая разрушение диспергирующей смолы. Было обнаружено, что дисперсионная нестабильность и смещение рН фактически отсутствует, если используется полиуретановая диспергирующая смола по изобретению, не содержащая склонных к гидролизу сложноэфирных групп в главной цепи полимера. Следовательно, в предпочтительном варианте полиуретановая диспергирующая смола содержит главную цепь полиуретановой смолы, которая практически не содержит склонных к гидролизу сложноэфирных связей. Это означает, что предпочтительно сложные полиэфирные полиолы не используются в качестве строительных блоков для полиуретанового диспергатора изобретения. Такие диспергирующие смолы дают стабильные водные дисперсии даже при длительном периоде хранения.

Соединения, имеющие одну группу, реагирующую с изоционатом, возможно могут быть использованы при получении полиуретана в качестве агента, обрывающего цепь, для ограничения молекулярного веса полиуретана. Подходящие соединения хорошо известны в области техники и включают моноспирты, моноамины и монотиолы.

Как было указано, полиуретановый диспергатор настоящего изобретения дополнительно содержит гидрофобные группы боковой цепи, присоединенные к полиуретановой главной цепи посредством ковалентных связей. Гидрофобные группы боковой цепи отличаются от гидрофильных групп боковой цепи. Термин "гидрофобные" описывает тенденцию молекулы или молекулярной группы не проникать в воду или покидать водную фазу, как определено в DIN EN ISO 862: 1995-10. Гидрофобные свойства молекул или групп, главным образом, связаны с присутствием углеводородных групп. Следовательно, в варианте осуществления изобретения гидрофобные боковые группы содержат углеводородные группы, имеющие, по крайней мере, 4, или, по крайней мере, 6, или, по крайней мере, 8 атомов углерода.

Углеводородные группы могут иметь большое число атомов углерода, например, когда углеводородные группы образуют полиолефины, такие как полиэтилен, полипропилен, полибутилен или полибутадиен. В таких случаях число атомов углерода может быть увеличено до нескольких сотен, в зависимости от степени полимеризации. В других случаях углеводородные группы имеют до 50, или 30, или 20 атомов углерода. Углеводородные группы могут быть насыщенными. Однако также подходящими являются ненасыщенные углеводородные группы и ароматические углеводородные группы. Углеводородные группы могут быть линейными, циклическими или разветвленными. Разветвленные углеводородные группы являются предпочтительными. Гидрофобные боковые группы могут также содержать сложноэфирные и эфирные группы. В качестве примера можно упомянуть боковые группы на основе капролактона или на основе сложных эфиров высшей жирной кислоты.

Число и молекулярный вес гидрофильных и гидрофобных групп боковой цепи определяется гидрофильным/гидрофобным балансом полиуретана настоящего изобретения. Полиуретановая диспергирующая смола предпочтительно содержит, по крайней мере, две, более предпочтительно, по крайней мере, три гидрофобные группы боковой цепи на молекулу. В одном варианте осуществления изобретения число гидрофобных боковых групп, присоединенных к главной цепи полиуретанового полимера, равно числу гидрофильных боковых групп на основе полиалкиленоксида, присоединенных к ней же.

Гидрофобные группы боковой цепи могут быть введены в полиуретановый диспергатор аналогично гидрофильным боковым группам на основе полиалкиленоксида, описанным выше. Подходящими строительными блоками для введения гидрофобных групп боковой цепи в полиуретановый диспергатор являются соединения, имеющие две группы, способные реагировать с изоционатом, и, по крайней мере, одну гидрофобную группу боковой цепи. Такие соединения могут быть получены, например, по реакции гидрофобного эпокси-функционализированного соединения с соединением, содержащим аминогруппу. Также возможно получить такие соединения по реакции негидрофобного эпокси-функционализированного соединения с амином, имеющим гидрофобную группу. Также подходящими являются продукты реакций гидрофобного эпокси-функционализированного соединения и амина, имеющего гидрофобную группу. В этом случае образуется соединение, имеющее две группы, способные реагировать с изоционатом, и две гидрофобные группы боковой цепи. В другом варианте возможно использование продуктов реакции гидрофобного эпокси-функционализированного соединения и амина, имеющего гидрофильную полиалкиленоксидную группу. Такой продукт реакции имеет две группы, способные реагировать с изоционатом, гидрофобную группу боковой цепи и группу боковой цепи на основе полиалкиленоксида. К тому же очень хорошие результаты были получены с глицидиловым эфиром кислоты версатик (синтетическая жирная кислота с разветвленной цепью), коммерчески доступной под названием Cardura E 10, в качестве гидрофобного эпокси-функционализированного соединения.

В качестве варианта, возможно использование соединений, имеющих две изоционатные функциональные группы и, по крайней мере, одну гидрофобную группу боковой цепи.

Полиуретановая диспергирующая смола может быть получена обычным способом с помощью взаимодействия органического полиизоционата с другими реагентами при полностью безводных условиях при температуре между примерно 30°С и примерно 130°С до тех пор, пока реакция между изоционатными группами и группами, способными реагировать с изоционатом, в значительной степени не закончится. Реакция, возможно, может катализироваться катализатором, таким как дибутил олово дилаурат. Главным образом, реагенты используются в пропорциях согласно отношению изоционатных групп к группам, способным реагировать с изоционатом (обычно гидроксил), от примерно 1:1 до примерно 6:1, предпочтительно около 1:1. Если используется избыток органического полиизоционата, то на первой стадии может быть приготовлен изоционат-терминирующий преполимер. На второй стадии может быть добавлено, по крайней мере, одно соединение, содержащее группу, способную реагировать с изоционатом.

Молярное отношение и функциональность исходных соединений, используемых для получения полиуретановой диспергирующей смолы, является подходящим, если выбирается таким образом, чтобы избежать застывания полиуретана и достичь среднего значения молекулярного веса полиуретана в диапазоне от 800 до 100000. Предпочтительно, среднее значение молекулярного веса находится в диапазоне 1000 до 50000, более предпочтительно 2000 до 20000. В типичном варианте полиуретановая главная цепь смолы в основном линейная и предпочтительно липофильная, имеющая полиалкиленоксидные гидрофильные группы боковой цепи. Такие полимеры могут быть также описаны как гребенчатые полимеры. Они могут быть получены из дифункциональных и, возможно, монофункциональных исходных соединений. В качестве варианта, в процесс получения полиуретановой диспергирующей смолы, приводящей к разветвленному полиуретану, могут быть включены изоционаты и/или соединения, способные реагировать с изоционатом, имеющие более 2 функциональных групп.

При использовании молярного избытка исходных соединений, способных реагировать с изоционатом, для получения полиуретановой диспергирующей смолы, образуется полиуретан, оканчивающийся группами, способными реагировать с изоционатом, такими как гидроксильные группы. Предпочтительной является полиуретановая диспергирующая смола, имеющая гидроксильные группы, например, полиуретановый диспергатор, имеющий гидроксильное значение в диапазоне от 2 до 100 мг КОН/г, предпочтительно в диапазоне от 5 до 50 мг КОН/г.

Полиуретановый диспергатор может содержать третичные аминогруппы. Подходящее значение третичного амина полиуретанового диспергатора не должно превышать 50 мг КОН/г. Предпочтительно, значение третичного амина находится в диапазоне от 2 до 30 мг КОН/г, основанное на нелетучей материи полиуретановой диспергирующей смолы. Третичные аминогруппы подходящим образом вводятся в полиуретан с помощью ди- или полиизоционатов, функционализированных третичным амином или с помощью амино-функционализированных соединений, способных реагировать с изоционатом. Особенно подходящими третичными амино-функционализированными соединениями, способными реагировать с изоционатом, являются соединения по формуле (II). Однако могут применяться другие третичные амино-функционализированные соединения, способные реагировать с изоционатом, также, как например, диолы, функционализированные третичным амином.

Кроме того, предпочтительно, чтобы, по крайней мере, часть третичных аминогрупп, присутствующих в полиуретановой диспергирующей смоле, была нейтрализована кислотным нейтрализующим агентом. Подходящими кислотными нейтрализующими агентами являются как минеральные кислоты, так и органические кислоты, причем карбоновые кислоты предпочтительны. Особенно предпочтительным кислотным нейтрализующим агентом является уксусная кислота.

В другом варианте полиуретановая диспергирующая смола содержит анионные группы или группы, способные образовывать анионы. Типичными примерами групп, способными образовывать анионы, являются группы карбоновых кислот, группы сульфокислот и фосфорнокислые или фосфористокислые группы. Такие группы могут быть введены в полиуретановую диспергирующую смолу с помощью соединения, способного реагировать с изоционатом, содержащего анионные группы или группы, способные образовывать анионы. В качестве типичных примеров могут быть упомянуты диметилолпропионовая кислота и диолы, функционализированные сульфонатными группами. Образование анионных групп может быть проведено до или после получения полиуретана. Обычно анионные группы образуются посредством обработки групп, способных образовывать анионы, основным нейтрализующим агентом, таким как аммиак, или амин, или гидроксидами щелочных металлов.

Полиуретановая диспергирующая смола может быть использована в различных физических формах. Если диспергирующая смола обладает низким молекулярным весом или низкой вязкостью или применяется при повышенной температуре, то может быть уместно использовать чистую смолу или использовать смолу в виде расплава или в виде порошка. В качестве варианта, полиуретановую диспергирующую смолу можно использовать в форме раствора в органическом растворителе. Предпочтительно, использовать полиуретановую диспергирующую смолу в средах водного носителя, например в виде раствора или дисперсии. Водные растворы являются особенно предпочтительными.

Изобретение также относится к композиции, содержащей полиуретановую диспергирующую смолу и частицы.

В одном варианте композиции частицами являются частицы пигмента. Предпочтительными являются композиции, содержащие большое количество пигмента, т.е. концентраты пигмента, так как такие композиции особенно эффективны в передаче цвета и покрывают краски. Концентраты пигментов обычно содержат от 5% до 85% вес., предпочтительно от 20% до 75% вес. пигмента, основываясь на общем весе концентрата пигмента.

Подходящие композиции содержат до 150% вес., предпочтительно от 1% до 100% вес., более предпочтительно от 2% до 50% вес. полиуретановой диспергирующей смолы согласно настоящему изобретению, рассчитанной на вес пигмента. Среди прочего, наиболее подходящее количество полиуретановой диспергирующей смолы зависит от специфического типа пигмента, который необходимо диспергировать. Смесь может, возможно, содержать другие известные добавки, такие как дополнительные диспергирующие агенты, противопенные агенты и/или полимерные или олигомерные связующие агенты.

Композиции могут быть жидкими композициями, содержащими органический разбавитель и/или разбавитель на основе воды. Помимо этого, могут применяться сухие концентраты пигментов, например в форме порошка, гранул или таблеток.

Концентрат пигмента может быть частью модульной системы для получения пигментных композиций для покрытия. Такая модульная система может, например, содержать один или более концентратов пигментов в виде окрашивающего модуля, связывающего модуля и восстанавливающего модуля. Грунтующие композиции, указанные далее, могут быть подходящим образом приготовлены посредством смешения модулей такой модульной системы.

Концентраты пигментов или окрашивающие пасты могут быть получены в ходе процесса, где жидкая смесь, содержащая пигмент, полиуретановую диспергирующую смолу согласно изобретению и, возможно, жидкий разбавитель, подвержена сдвигающей силе. Пигментируемая диспергирующая смола изобретения может быть использована в комбинации с одним или несколькими другими пигментными дисперсионными вспомогательными средствами и/или поверхностно-активными веществами. Примерами подходящего оборудования для проведения процесса являются шаровые мельницы, вихревые мельницы, ультразвуковые мельницы, корзиночные мельницы, вальцевые мельницы и высокоскоростные диссольверы. Могут быть использованы неорганические или органические пигменты или их смеси. Предпочтительно, в качестве жидкого разбавителя используется вода. Вместо воды или дополнительно к воде могут быть использованы органические растворители, такие как гликолевые эфиры, например этиленгликоль, или их высшие гомологи, или моно-н-бутиловый эфир этиленгликоля.

Полиуретановая диспергирующая смола согласно изобретению может быть также использована для получения состава для перемешивания пигментов.

В одном варианте композиция согласно изобретению является твердым пигментным составом, содержащим пигмент и полиуретановую диспергирующую смолу, где композиция содержит, по крайней мере, 35% вес., по крайней мере, одного пигмента и более 65% вес. диспергирующей смолы, рассчитанной на общий вес пигмента и диспергирующей смолы.

Пигментный состав изобретения может быть использован как состав для перемешивания пигмента, приводящий к композициям для покрытия со стабильно диспергированными пигментами. Пигментный состав может быть легко включен в композиции для покрытия, в которых пигменты стабильно диспергированны. Помимо этого, возможно получать пигментные составы с широким рядом пигментов. Пигментные составы позволяют получать краски, имеющие превосходные свойства и стабильность, особенно в случае трудно диспергируемых и стабилизируемых пигментов.

Пигментный состав изобретения может содержать неорганические или органические пигменты. В качестве варианта, пигментный состав может содержать ряд различных пигментов, например два или более неорганических пигмента, два или более органических пигмента или смесь одного или более неорганических пигментов и одного или более органических пигментов.

Главным образом, частицы пигмента в композиции существуют в мелкоизмельченной форме. Таким образом, пигменты обычно имеют средний размер частиц, находящийся в диапазоне от 50 нм до 5000 нм. Предпочтительно, средний размер частиц не менее 80 нм, более предпочтительно не менее 100 нм. Предпочтительно, чтобы средний размер частиц был не более 3000 нм, более предпочтительно не более 1500 нм и наиболее предпочтительно не более 1000 нм.

Средний размер частиц пигментных частиц состава, например, может быть определен с помощью электронной микроскопии. Так как средний размер частиц пигментов в составе является фактически таким же, как средний размер частиц пигментов после их суспензирования в жидкости, то также возможно смешать пигментный состав с жидкой средой и определить средний размер пигментных частиц с помощью динамического светорассеяния.

Обычно органические пигменты являются органическими цветными пигментами и черными пигментами. Неорганические пигменты могут аналогично быть как окрашенными пигментами (цветными, черными и белыми пигментами), так и блестящими пигментами и неорганическими пигментами, которые обычно используются в качестве наполнителя.

Подходящими примерами органических пигментов являются:

моноазо пигменты:

C.I. Цветовой показатель. Пигмент коричневый 25; C.I. Пигмент Оранжевый 5, 13, 36, 38, 64 и C.I. Пигмент красный 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 12, 17, 22, 23, 31, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49, 49:1, 51:1, 52:2, 53, 53:1, 53:3, 57:1, 58:2, 58:4, 63, 112, 146, 148, 170, 175, 184, 185, 187, 191:1, 208, 210, 245, 247 и 251; C.I. Пигмент желтый 1, 3, 62, 65, 73, 74, 97, 120, 151, 154, 168, 181, 183 и 191; C.I. Пигмент фиолетовый 32;

диазо пигменты:

C.I. Пигмент Оранжевый 16, 34, 44 и 72; C.I. Пигмент желтый 12, 13, 14, 16, 17, 81, 83, 106, 113, 126, 127, 155, 174, 176, 180 и 188:

диазо конденсированные пигменты:

C.I. Пигмент желтый 93, 95 и 128; C.I. Пигмент красный 144, 166, 214, 220, 221, 242 и 262; C.I. Пигмент коричневый 23 и 41;

антрантроновые пигменты:

C.I. Пигмент красный 168;

антрахиноновые пигменты:

C.I. Пигмент желтый 147, 177 и 199; C.I. Пигмент фиолетовый 31;

антрапиримидиновые пигменты:

C.I. Пигмент желтый 108;

хинакридоновые пигменты:

Пигмент оранжевый 48 и 49; C.I. Пигмент красный 122, 202, 206 и 209; C.I. Пигмент фиолетовый 19;

хинофталоновые пигменты:

C.I. Пигмент желтый 138;

дикетопирролопирольные пигменты:

C.I. Пигмент оранжевый 71, 73 и 81; C.I. Пигмент красный 254, 255, 264, 270 и 272;

диоксазиновые пигменты:

C.I. Пигмент фиолетовый 23 и 37; C.I. Пигмент голубой 80;

флавантроновые пигменты:

C.I. Пигмент желтый 24;

индантроновые пигменты:

C.I. Пигмент голубой 60 и 64;

изоиндолиновые пигменты:

C.I. Пигмент оранжевый 61 и 69; C.I. Пигмент красный 260; C.I. Пигмент желтый 139 и 185;

изоиндолиноновые пигменты

C.I. Пигмент желтый 109, 110 и 173;

изовиолантроновые пигменты:

C.I. Пигмент фиолетовый 31;

металлокомплексные пигменты:

C.I. Пигмент красный 257; C.I. Пигмент желтый 117, 129, 150, 153 и 177; C.I. Пигмент зеленый 8;

периноновые пигменты:

C.I. Пигмент оранжевый 43; C.I. Пигмент красный 194;

периленовые пигменты:

C.I. Пигмент черный 31 и 32; C.I. Пигмент красный 123, 149, 178, 179, 190 и 224; C.I. Пигмент фиолетовый 29;

фталоциониновые пигменты:

C.I. Пигмент голубой 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6 и 16; C.I. Пигмент зеленый 7 и 36;

пирантроновые пигменты:

C.I. Пигмент оранжевый 51; C.I. Пигмент красный 216;

пиразолохиназолоновые пигменты:

C.I. Пигмент оранжевый 67; C.I. Пигмент красный 251;

тиоиндиго пигменты:

C.I. Пигмент красный 88 и 181; C.I. Пигмент фиолетовый 38;

триарилкарбоновые пигменты:

C.I. Пигмент голубой 1, 61 и 62; C.I. Пигмент зеленый 1; C.I. Пигмент красный 81, 81:1 и 169; C.I. Пигмент фиолетовый 1, 2, 3 и 27; C.I. Пигмент черный 1 (анилин черный); C.I. Пигмент желтый 101 (алдазин желтый); C.I. Пигмент коричневый 22.

Подходящими примерами неорганических цветных пигментов являются:

белые пигменты:

оксид титана (C.I. Пигмент белый 6), цинк белый, пигмент рафинированный оксид цинка; сульфид цинка, литопон;

черные пигменты:

оксид железа черный (C.I. Пигмент черный 11), железо-марганец черный, шпинель черный (C.I. Пигмент черный 27) углерод черный (C.I. Пигмент черный 7);

цветные пигменты:

оксид хрома, гидрат оксида хрома зеленый; хром зеленый (C.I. Пигмент зеленый 48); кобальт зеленый (C.I. Пигмент зеленый 50), ультрамарин зеленый; кобальт голубой (C.I. Пигмент голубой 28 и 36; C.I. Пигмент голубой 72); ультрамарин голубой; марганец голубой; ультрамарин фиолетовый; кобальт фиолетовый, марганец фиолетовый; красный оксид железа (C.I. Пигмент красный 101); кадмий сульфоселинид (C.I. Пигмент красный 108); сульфид церия (C.I. Пигмент красный 265); молибдат красный (C.I. Пигмент красный 104); ультрамарин красный; коричневый оксид железа (C.I. Пигмент коричневый 6 и 7), смешенный коричневый, шпинельные фазы и алмазный шпат (C.I. Пигмент коричневый 29, 31, 33, 34, 35, 37, 39 и 40), хром титан желтый (C.I. Пигмент коричневый 24), хром оранжевый; сульфид церия (C.I. Пигмент оранжевый 75); желтый оксид железа (C.I. Пигмент желтый 42); никель титан желтый (C.I. Пигмент желтый 53; C.I. Пигмент желтый 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164 и 189); хром титан желтый; шпинельные фазы (C.I. Пигмент желтый 119); сульфид кадмия и сульфид кадмия цинка (C.I. Пигмент желтый 37 и 35); хром желтый ((C.I. Пигмент желтый 34); ванадат висмута ((C.I. Пигмент желтый 184).

Примерами неорганических пигментов, обычно используемых в качестве наполнителей, являются прозрачный диоксид кремния, кварцевая мука, оксид алюминия, гидроксид алюминия, естественная слюда, естественный и осажденный мел и сульфат бария.

Блестящими пигментами являются пигменты, покрытые металлом, имеющие монофазовую или полифазовую конструкцию, игра цвета которых обусловлена явлениями интерференции, отражения и поглощения. Примерами являются алюминиевые пластинки и алюминий, оксид железа и пластинки слюды, несущие одно или более покрытий, главным образом оксидов металла.

Как было указано выше, в качестве необходимых ингредиентов пигментный состав настоящего изобретения содержит пигмент и диспергирующую смолу. В случае твердого вещества подходящая композиция содержит не менее 35% вес., по крайней мере, одного пигмента и не более 65% вес. диспергирующей смолы, рассчитанной на общий вес пигмента и диспергирующей смолы. Если в составе пигментом является углерод черный, то предпочтительно, чтобы содержание углерода черного в пигментном составе находилось в нижней части описанного диапазона. Итак, если пигментом является углерод черный, то пигментный состав предпочтительно содержит не менее 40% вес., более предпочтительно не менее 45% вес. углерода черного и не более 60% вес., предпочтительно не более 55% вес. диспергирующей смолы, рассчитанной на общий вес пигмента и диспергирующей смолы. С другими пигментами пигментный состав, главным образом, содержит не менее 60% вес., предпочтительно не менее 64% вес., более предпочтительно не менее 68% вес. и наиболее предпочтительно не менее 70% вес., по крайней мере, одного пигмента и не более 40% вес., предпочтительно не более 36% вес., более предпочтительно не более 32% вес. и наиболее предпочтительно не более 30% вес. диспергирующей смолы, рассчитанной на общий вес пигмента и диспергирующей смолы. В чрезвычайно предпочтительном варианте вышеуказанные весовые отношения пигмента и диспергирующей смолы также применимы при расчете на общий вес пигментного состава.

Пигментный состав может также содержать другие ингредиенты, добавки или вспомогательные средства, обычно используемые в пигментных составах, такие как органические растворители, смачивающие средства, противопенообразующие агенты, термостабилизаторы, светостабилизаторы, антиоксиданты и другие вспомогательные средства пигментных дисперсий и/или поверхностно-активные вещества.

В одном варианте пигментный состав изобретения является сыпучим порошком, который подходит для использования в качестве пигмента перемешивания. Помимо этого, твердые компактные концентраты пигментов могут быть использованы, например, в форме гранул или таблеток.

Изобретение также относится к способу получения пигментного состава, включающему стадии

а) перемешивание композиции, содержащей пигмент и диспергирующую смолу согласно изобретению, возможно, с добавлением воды или органического разбавителя, для образования флюидизированной суспензии пигмента,

b) возможно, измельчение суспензии и

с) сушка суспензии.

Как указано выше в отношении пигментного состава, пигмент, используемый в процессе, может быть органическим или неорганическим пигментом. Также возможно использование смеси пигментов, например смесь двух или более неорганических пигментов, смесь двух или более органических пигментов или смесь неорганических и органических пигментов. Возможно использование широкого разнообразия пигментов в процессе. Пигменты могут быть введены в процесс в виде стандартных высушенных пигментов. Стадия измельчения служит для того, чтобы разрушить агломераты и с целью достижения требуемого размера частиц пигмента. Органические пигменты также доступны в виде так называемых отжатых осадков. При синтезе органические пигменты образуются в виде очень маленьких кристаллов, называемых первичными частицами. Целью синтеза пигментов является получение первичных частиц с размером, который оптимизирует свойства применения пигмента, такие как сила цвета, тон и яркость, прозрачность и мутность и текучесть. Отжатый осадок содержит пигмент, главным образом, в дезагрегированной форме. Однако при этом требуется меньше энергии для разрушения агломератов и для достижения требуемого размера частиц пигмента. В процессе сушки отжатого осадка пигмента в отсутствие диспергирующей смолы первичные частицы будут соединяться вместе, образуя агрегаты и агломераты. Следовательно, при использовании органического пигмента в процессе возможно и предпочтительно использовать органический пигмент в форме отжатого осадка пигмента. При использовании отжатого осадка пигмента обычное перемешивание флюидизированной суспензии пигмента может быть достаточно для достижения требуемого размера частиц. В таких случаях стадия измельчения суспензии может быть не нужна.

Если необходима дополнительная жидкость для флюидизирования смеси пигмента и диспергирующей смолы, предпочтительно, чтобы жидкостью являлась вода. Вместо воды или дополнительно к воде могут быть использованы органические растворители, такие как гликоли или эфиры гликолей, например этиленгликоль, или его высшие гомологи, или моно-н-бутиловый эфир этиленгликоля.

Возможно, стадия измельчения может быть проведена с использованием хорошо известных измельчающих устройств, обычно применяемых для измельчения размера частиц пигментов. Примерами подходящих устройств для проведения процесса являются шаровые мельницы, вихревые мельницы, ультразвуковые мельницы, корзиночные мельницы, вальцевые мельницы и высокоскоростные диссольверы. Главным образом, измельчение продолжается до тех пор, пока средний размер частиц не будет находиться в диапазоне от 50 нм до 5000 нм. Предпочтительно, чтобы средний размер частиц был не менее 80 нм, более предпочтительно не менее 100 нм. Предпочтительно, чтобы средний размер частиц был не более 3000 нм, более предпочтительно не более 1500 нм и наиболее предпочтительно не более 1000 нм.

Примерами подходящих способов сушки является спрей-грануляция и сушка в псевдоожиженном слое, сушка распылением, сушка в лопастной сушилке, выпаривание и последующие распыление и сублимационная сушка. Выбранный способ сушки может влиять на размер частиц пигментных составов настоящего изобретения. Предпочтительно, стадия сушки проводится с помощью сублимационной сушки или сушки распылением.

Сушка распылением и сушка в псевдоожиженном слое могут давать шероховатые измельченные грунулы, имеющие средний размер частиц от 50 до 5000 мкм и, в особенности от 100 до 1000 мкм. В зависимости от условий процесса распылительная сушка может также давать тонкоизмельченные пигментные составы. Сушка распылением обычно дает гранулы, имеющие средние размеры частиц < 20 мкм. Тонкоизмельченные составы также получаются при сушке в лопастном осушителе и при выпаривании с последующим перемалыванием.

Содержание остаточной влаги полученного высушенного пигментного состава может значительно варьироваться, при этом обеспечивая, чтобы высушенный состав являлся твердым составом. Содержание остаточной влаги, например, может быть 15% вес., рассчитанному на полный вес пигментного состава. В основном, содержание остаточной влаги не должно превышать 15% вес., предпочтительно не должно превышать 12% вес. Во многих случаях содержание остаточной влаги даже менее чем 5% вес. Если пигментный состав предназначен для использования в безводных системах, то предпочтительно низкое содержание остаточной влаги, например, менее чем 2% вес.

Пигментные составы настоящего изобретения являются выдающимися при использовании из-за их превосходных цветовых свойств, особенно в отношении силы цвета, яркости, тона и покрывающей способности, и особенно из-за их характеристик перемешивания, т.е. они могут быть диспергированы в применяемой среде с минимальными затратами энергии, просто с помощью перемешивания или встряхивания.

Помимо этого, пигментные составы настоящего изобретения имеют следующие преимущества: они имеют высокое содержание пигмента, проявляют очень хорошую стабильность при хранении, являются как экономически, так и экологически выгодными в отношении упаковки, хранения и транспортировки, и они универсальны в использовании.

Пигментные составы настоящего изобретения являются очень полезными для пигментирования макромолекулярных органических и неорганических материалов любого рода. В данном контексте жидкие среды применения могут быть исключительно водными, содержать смеси воды и органических растворителей, например спиртов, или исключительно основываться на органических растворителях, таких как спирты, эфиры гликолей, кетоны, например метилэтилкетон, амиды, например N-метилпирролидон и диметилформамид, сложных эфирах, например этилацетат, бутилацетат и метоксипропилацетат, или ароматических, или алифатических углеводородах, например ксилол, минеральное масло и минеральные спирты.

Примеры материалов, которые могут быть пигментированы пигментными составами настоящего изобретения, включают покрытия, например архитектурные покрытия, индустриальные покрытия, автомобильные покрытия, радиационно-отверждаемые покрытия, порошковые покрытия; краски, включая краски для внешней области зданий и для интерьеров зданий, например краска по дереву, известковая побелка, клеевая краска, эмульсионная краска; устойчивые к растворителю типографские краски, например офсетные типографские краски, толуольные типографские краски для глубокой печати, текстильные типографские краски, радиационно-отверждаемые типографские краски, устойчивые к воде чернила, включая чернила для струйной печати; цветные фильтры; строительные материалы (вода обычно добавляется только после того, как строительный материал и пигментный состав были смешаны в сухом виде), например штукатурка, цемент, бетон, цементный раствор, гипс, битум, уплотнители; целлюлозные материалы, например бумагу, картон, тонкий картон, дерево и древесный материал, который может быть покрыт или иначе доведен; клеи, образующие пленки защитные коллоидные вещества, которые используются, например, в фармацевтической промышленности; косметические изделия; пластики и детергенты.

Пигментные составы настоящего изобретения являются очень полезными в качестве смешивающихся компонентов в системах смешения или подбора цветов. На основе их характеристик перемешивания для этих целей они могут быть использованы непосредственно в твердом виде. Однако, если необходимо, они могут быть сначала переведены в фоновую краску, лаковые смеси и краски покрытия (особенно в краски, имеющие высокое содержание твердых веществ, «HS краски»), или даже в высокопигментированные пасты для покрытия, которые затем образуют компоненты системы перемешивания. Подбор необходимого оттенка и, следовательно, смешение компонентов краски может эффективно визуально регулироваться с помощью карточной системы красок в большом диапазоне оттенков, на основе стандартов цвета, таких как RAL, BS и NCS, или, предпочтительно, при компьютерном контроле, при котором достижим неограниченный ряд оттенков («компьютерный подбор цвета»). Изобретение также относится к композиции покрытия, содержащей, по крайней мере, одно образующее пленку вещество, которое отличается от полиуретановой диспергирующей смолы, по крайней мере, один пигмент и пигментную диспергирующую смолу, где пигментная диспергирующая смола является полиуретановой диспергирующей смолой, как указано выше. Предпочтительно, чтобы композиция покрытия являлась водной композицией покрытия. Например, композиция покрытия может быть основной композицией покрытия, предпочтительно водной основой композицией покрытия. Основная композиция покрытия является цвето- и/или эффектопередающей композицией покрытия, которая используется в многослойных лаковых системах, имеющих прозрачное наружное покрытие. Такие многослойные лаковые системы часто используются для предохранения и украшения автомобилей и больших транспортных средств. Также композиции покрытия могут содержать другие ингредиенты, добавки или вспомогательные средства, обычно используемые в композициях покрытия, такие как красители, выравнивающие агенты, органические растворители, смачивающие агенты, защитные агенты против царапин, противопенообразующие агенты, агенты против деформации, термостабилизаторы, светостабилизаторы, поглотители ультрафиолетовых лучей, антиоксиданты и наполнители. Также возможно использование пигментных диспергирующих смол изобретения в комбинации с одним или более другими пигментными вспомогательными средствами и/или поверхностно-активным веществом.

Полиуретановая диспергирующая смола по изобретению также пригодна для диспергирования гидрофобных смол в водных системах. Следовательно, изобретение также относится к использованию диспергатора в процессе диспергирования гидрофобных смол в водных системах и водных композиций, содержащих полиуретановую диспергирующую смолу и, по крайней мере, одну диспергированную гидрофобную смолу. Такие композиции могут преимущественно использоваться в качестве связующих компонент в водных двухкомпонентных композициях покрытия.

Также полиуретановая диспергирующая смола может быть использована для диспергирования других гидрофобных и/или труднодиспергируемых материалов в воде. Примерами таких материалов являются добавки и вспомогательные вещества, такие как катализаторы, поглотители ультрафиолетовых лучей, и светостабилизаторы.

Примеры

Использованные исходные материалы:

Jeffamine M 1000 Амин на основе полиалкиленоксида от Huntsman

Cardura E10 Глицидиловый эфир кислоты версатик от Resolution Performance Products

Tegomer D 3403 Диол, содержащий боковые группы на основе полиалкиленоксида от Tego Chemie Service GmbH

Tegomer D 3123 Диол, содержащий боковые группы на основе полиалкиленоксида от Tego Chemie Service GmbH

Pripol 2033 Димер высшей жирной кислоты на основе диола от Uniqema

Autowave Модульная водная система для покрытия от Akzo Nobel Car Refinishes

Autowave 665 Чистый модуль Autowave, содержащий смесь дисперсий полиуретановой и акриловой смолы от Akzo Nobel Car Refinishes

Autowave 666 Чистый модуль Autowave, содержащий дисперсию акриловой смолы от Akzo Nobel Car Refinishes

Autowave 357 Модуль Красного тонера Autowave от Akzo Nobel Car Refinishes

Autowave 00 Модуль белого тонера Autowave от Akzo Nobel Car Refinishes

Общие методы.

Содержание твердых веществ композиций определяют измерением потери массы после нагревания образца до 140°С в течение 30 минут.

Вязкости определяют с помощью вискозиметра Брукфилда.

Молекулярную массу определяют с помощью гельпроникающей хроматографии с использованием в качестве стандарта полистирола.

Дисперсность дисперсий пигментов определяют с помощью прибора Хегмана.

Значение указанной дисперсности в мкм относится к наибольшим частицам, обнаруженным в образце.

Флокуляция пигментов определяется с использованием микроскопии по сравнению с образцами сравнения того же класса пигментов. Результаты представлены в шкале от 0 до 10, где 0 показывает жесткую флокуляцию и 10 не дает флокуляции.

Прозрачность образцов определяют посредством определения прохождения света через образцы в кюветах. Результаты представлены в % прохождения света.

Блеск определяют с помощью Byk-Garden измерителя блеска, и результаты представлены в единицах блеска.

Значения интенсивности окраски (С*) определяют согласно CIE LCh системе.

Пример 1

Получение полиуретановой диспергирующей смолы согласно изобретению

В реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термопарой, нагревательной рубашкой, обратным холодильником и капельной воронкой помещают 347,5 г Jeffamine M 1000. Содержание реакционного сосуда нагревают до 120°С под слоем азота, и через капельную воронку в течение 30 минут добавляют 138,5 г Cardura E 10. Содержание реакционного сосуда выдерживают при температуре 120°С в течение 4 часов, после чего оставляют охлаждаться до комнатной температуры. Затем в реакционный сосуд добавляют следующие компоненты:

20,2 г 1,4-циклогександиметанол

7,3 г неопентилгликоль

62,0 г 2-бутанон

104,8 г 4,4`-диизоционатдициклогексилметан.

Реакционную смесь нагревают до 120°С и выдерживают при данной температуре в течение 2 часов. Добавляют 4 капли дибутил олово дилаурата и реакционную смесь оставляют при 120°С на следующие 2 часа. Затем 2-бутанон выпаривают при пониженном давлении. Реакционную смесь охлаждают до 100°С и при этой температуре добавляют 13,1 г 10% вес. водного раствора уксусной кислоты. После чего в течение 3 часов при постепенном охлаждении до комнатной температуры добавляют 1,575 г деминерализованной воды. Получают прозрачный раствор полиуретановой диспергирующей смолы в воде. Содержание алкиленоксида в смоле 56,2% вес., содержание этиленоксида 48,5% вес. Содержание третичного амина 0,38 ммоль/г.

Пример 2

Получение полиуретановой диспергирующей смолы согласно изобретению

Полиуретановую смолу получают согласно процедуре, описанной выше в Примере 1, используя в качестве исходных соединений:

710,8 г Jeffamine M 1000

302,2 г Cardura Е 10

58,1 г 1,4-циклогександиметанол

125,0 г 2-бутанон

187,0 г изофорондиизоционат

8 капель дибутил олово дилаурата

3,082 г деминерализованной воды.

К полиуретану не добавляют уксусную кислоту. Получают прозрачный неионный раствор полиуретановой диспергирующей смолы в воде. Содержание алкиленоксида в смоле 56,3% вес., содержание этиленоксида 48,8% вес. Содержание третичного амина 24,7 мг КОН/г.

Пример 3

Получение полиуретановой диспергирующей смолы согласно изобретению

Полиуретановую смолу получают согласно процедуре, описанной выше в Примере 1, используя в качестве исходных соединений:

726,2 г Jeffamine M 1000

253,4 г Cardura Е 10

66,2 г 1,4-циклогександиметанол

125,0 г 2-бутанон

204,0 г изофорондиизоционат

8 капель дибутил олово дилаурата

3,082 г деминерализованной воды

25 г 10% вес. водного раствора уксусной кислоты.

Получают прозрачный раствор полиуретановой диспергирующей смолы в воде. Содержание алкиленоксида в смоле 58,1% вес., содержание этиленоксида 50,2% вес. Содержание третичного амина 15,1 мг КОН/г.

Пример 4

Получение полиуретановой диспергирующей смолы согласно изобретению

В реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термопарой, нагревательной рубашкой, обратным холодильником и капельной воронкой помещают 778,8 г (0,74 моль) Jeffamine M 1000. Содержание реакционного сосуда нагревают до 120°С под слоем азота, и через капельную воронку в течение 30 минут добавляют 181,1 г (0,74 моль) Cardura E 10. Затем содержание реакционного сосуда выдерживают при температуре 120°С в течение 4 часов, после чего оставляют охлаждаться до комнатной температуры. Затем в реакционный сосуд добавляют следующие компоненты:

71,0 г 1,4-циклогександиметанол

125,0 г 2-бутанон.

Реакционную смесь нагревают до 65°С и при данной температуре добавляют 218,0 г изофорондиизоционата. Реакционную смесь нагревают до 120°С и выдерживают при данной температуре в течение 2 часов. Затем добавляют 4 капли дибутил олово дилаурата и реакционную смесь оставляют при 120°С на следующие 2 часа. После чего, 2-бутанон выпаривают при пониженном давлении и в течение 3 часов при постепенном охлаждении до комнатной температуры добавляют 3,060 г деминерализованной воды. Получают прозрачный неионный раствор полиуретановой диспергирующей смолы в воде. Содержание алкиленоксида в смоле 62,3% вес., содержание этиленоксида 53,8% вес. Содержание третичного амина 5,6 мг КОН/г.

Пример 5

Получение полиуретановой диспергирующей смолы согласно изобретению

Полиуретановую смолу получают согласно процедуре, описанной выше в Примере 1, используя в качестве исходных соединений:

711,1 г Jeffamine M 1000

302,3 г Cardura Е 10

50,8 г 1,4-циклогександиметанол

6,7 г диметилопропионовую кислоту

125,0 г 2-бутанон

179,0 г изофорондиизоционат

8 капель дибутил олово дилаурата

3,060 г деминерализованной воды.

К полиуретану не добавляют уксусную кислоту. Получают прозрачный раствор полиуретановой диспергирующей смолы в воде. Содержание алкиленоксида в смоле 56,9% вес., содержание этиленоксида 49,1% вес. Содержание третичного амина 2,24 мг КОН/г, содержание карбоновой кислоты/карбоксилата 0,04 ммоль/г.

Пример 6

Получение полиуретановой диспергирующей смолы согласно изобретению

Полиуретановую смолу получают согласно процедуре, описанной выше в Примере 5, используя в качестве исходных соединений:

711,4 г Jeffamine M 1000

302,4 г Cardura Е 10

43,5 г 1,4-циклогександиметанол

13,5 г диметилопропионовую кислоту

125,0 г 2-бутанон

179,1 г изофорондиизоционат

8 капель дибутил олово дилаурата

3,060 г деминерализованной воды.

Получают прозрачный раствор полиуретановой диспергирующей смолы в воде. Содержание алкиленоксида в смоле 56,9% вес., содержание этиленоксида 49,1% вес. Содержание третичного амина 22,4 мг КОН/г, содержание карбоновой кислоты/карбоксилата 4,5 мг КОН/г.

Пример 7

Получение полиуретановой диспергирующей смолы согласно изобретению

Полиуретановую смолу получают согласно процедуре, описанной выше в Примере 5, используя в качестве исходных соединений:

707,0 г Jeffamine M 1000

300,6 г Cardura Е 10

108,2 г. Припол 2033

125,0 г 2-бутанон

133,5 г изофорондиизоционат

8 капель дибутил олово дилаурата

3,060 г деминерализованной воды.

Получают прозрачный раствор полиуретановой диспергирующей смолы в воде. Содержание алкиленоксида в смоле 56,6% вес., содержание этиленоксида 48,9% вес. Содержание третичного амина 22,4 мг КОН/г.

Пример 8

Получение полиуретановой диспергирующей смолы согласно изобретению

В реакционный сосуд, оснащенный как в примере 1, помещают 686,4 г Tegomer D 3403, 348,4 г продукта реакции 1 моля цилогексиламина и 2 молей Caruda E 10, 125,0 г 2-бутанона. Данные компоненты перемешивают до гомогенного состояния и добавляют 215,2 г изофорондиизоционата. Реакционную смесь нагревают до 120°С под слоем азота и выдерживают при данной температуре в течение 2 часов. Затем добавляют 8 капель дибутил олово дилаурата и реакционную смесь оставляют при 120°С на следующие 2 часа. После чего, 2-бутанон выпаривают при пониженном давлении и в течение 3 часов при постепенном охлаждении до комнатной температуры добавляют 2,331 г деминерализованной воды. Получают прозрачный неионный раствор полиуретановой диспергирующей смолы в воде. Содержание этиленоксида в смоле 54% вес. Содержание третичного амина 25,8 мг КОН/г.

Сравнительный Пример А

Получение полиуретановой диспергирующей смолы сравнения согласно WO 97/19120

В реакционный сосуд, оснащенный как указанно выше, помещают 368,8 г Tegomer D 3403, 507,5 г олеилового спирта, 456,9 г диола сульфосукцината, являющегося продуктом реакции 1 моля малеиновой кислоты, 2 молей Caruda® E 10 и 1 моля NaHSO3 и 196,0 г 2-бутанона. Компоненты перемешивают и с помощью капельной воронки добавляют 420,5 г изофорондиизоционата. Реакционную смесь нагревают до 120°С и выдерживают при данной температуре в течение 2 часов. Затем добавляют 0,5 г дибутил олово дилаурата и реакционную смесь оставляют при 120°С на следующие 2 часа. Затем понижают температуру до 90°С и проводят выпаривание при пониженном давлении до полного удаления всех летучих растворителей. После чего, в течение 3 часов при постепенном охлаждении до комнатной температуры добавляют 6,746 г воды. Получают водный раствор полиуретановой диспергирующей смолы. Содержание этиленоксида в полиуретане 18,7% вес.

Сравнительный Пример В

Получение полиуретановой диспергирующей смолы, содержащей гидрофобные группы боковой цепи.

В реакционный сосуд, оснащенный, как указано выше в примере 1, помещают

354,0 г Tegomer D 3123

40,5 г Pripol 2033

43,5 г 1,4-циклоге

26,0 г 2-этилгесанол

90,0 г 2-бутанон.

Данные компоненты перемешивают до гомогенного состояния и добавляют 122,1 г изофорондиизоционата. Реакционную смесь нагревают до 110°С под слоем азота и выдерживают при данной температуре в течение 2 часов. Затем к реакционной смеси добавляют 2 капли дибутил олово дилаурата и реакционную смесь оставляют при 110°С на следующие 2 часа. После чего, 2-бутанон выпаривают при пониженном давлении, и в течение 3 часов при постепенном охлаждении до комнатной температуры добавляют 1,328 г деминерализованной воды. Получают прозрачный неионный раствор полиуретановой диспергирующей смолы в воде. Содержание алкиленоксида в смоле 65% вес., содержание этиленоксида 55% вес.

В таблице 1 приведены следующие свойства выше полученных полиуретановых диспергирующих смол.

Таблица 1
Пример Содержание твердого вещества в % вес. Вязкость в Па·с рН Mn Mw
1 26,8 0,24 7,2 4,700 8,050
2 28,3 0,50 9,7 4,140 6,280
3 28,4 0,21 7,7 4,420 7,060
4 29,3 0,42 9,8 4,690 6,550
5 28,5 0,98 8,3 4,060 5,950
6 29,7 1,08 7,2 3,810 5,940
7 27,8 0,60 9,9 3,400 5,450
8 34,2 1,30 7,4 6,050 10,050
А 26,0 0,55 6,9 1,760 2,850
В 28,8 0,64 5,5 6,400 13,330

Пример 9

Получение водных дисперсий гидрофобных полисложноэфриных смол

Гидрофобную полисложноэфирную смолу I получают посредством стандартного процесса этерефикации из 134 г триметилолпропана, 282 г циклогексадиметанола и 308 г гексагидрофталевого ангидрида. Получают полисложноэфирную смолу I, имеющую значение ОН 251 мг КОН/г и кислотное значение 8,6 мг КОН/г.

Гидрофобную полисложноэфирную смолу II получают посредством стандартного процесса этерефикации из 141 г триметилолпропана, 249 г 1,6-гександиола и 324 г гексагидрофталевого ангидрида. Получают полисложноэфирную смолу II, имеющую значение ОН 266 мг КОН/г и кислотное значение 3,9 мг КОН/г.

Гидрофобные полисложноэфирные смолы I и II смешивают с полиуретановой диспергирующей смолой из Примера 4, получая смеси А, В и С:

Смесь А: 80 г полисложноэфирной смолы I

20 г полиуретановой диспергирующей смолы из Примера 4

25 г 2-метоксипропилацетата (разбавитель)

Смесь А имеет значение ОН 164 мг КОН/г

Смесь В: 90 г полисложногоэфирной смолы I

10 г полиуретановой диспергирующей смолы из Примера 4

33 г 2-метоксипропилацетата (разбавитель)

Смесь А имеет значение ОН 171 мг КОН/г

Смесь С: 90 г полисложногоэфирной смолы I

10 г полиуретановой диспергирующей смолы из Примера 4

25 г 2-метоксипропилацетата (разбавитель)

Смесь А имеет значение ОН 193 мг КОН/г

Смеси от А до С смешивают с коммерчески доступными полиизоционатными смолами, получая прототипы прозрачных композиций покрытия.

Изоционат 1: Desmodur N 3600, 80% вес. раствор в 2-метоксипропилацетате

Изоционат 2: Bayhydur N 3100, 70% вес. раствор в 2-метоксипропилацетате

Изоционат 3: Bayhydur LS2150, 70% вес. раствор в 2-метоксипропилацетате.

В стеклянном стакане смешивают такое количество полисложноэфирной смолы, которое соответствует 0,1 молю ОН и такое количество изоционата, которое соответствует 0,1 молю NCO.

При перемешивании шпателем добавляют деминерализованную воду до тех пор, пока вязкость не будет от 15 до 18 с (DIN cup 4).

Прозрачную композицию наносят на стеклянные пластинки стерженьком, получая после сушки пленки с толщиной около 60 мкм. Прозрачные композиции покрытия и свойства приведены ниже в таблице 2. VOC - это теоретическое количество летучих органических соединений в прозрачной покрывной композиции. Твердость Персоза выражена в секундах и определяется спустя 5 дней выдерживания при комнатной температуре. Во всех случаях получают прозрачные пленки.

Таблица 2
Смесь Изоционат Содержание твердого вещества в % вес. VOC в г/л Стабильность в часах Твердость Персоза
А 1 45 200 2 190
А 2 42 250 2 114
А 3 40 260 4 276
В 1 45 230 1,5 299
В 2 42 280 1,5 200
В 3 40 280 3 320
С 1 45 200 1 150

Вышеприведенные результаты показывают, что диспергирующая смола по изобретению является пригодной для получения водных композиций диспергированных гидрофобных смол.

Пример 10

Использование диспергирующей смолы для диспергирования пигментов и композиций покрытия.

Были исследованы следующие пигменты:

Пигмент 1: белый - Kronos 2310 от Kronos

Пигмент 2: красный - Irgazin DPP Red Bo от Ciba

Пигмент 3: голубой - Heliogene Blue L7101F от Basf

Пигмент 4: фиолетовый - Quindo Violet RV6926 от Bayer

Приготовляют смеси растворов данных пигментов с вышеописанными водными пигментными диспергирующими смолами. Смеси были диспергированны в аппарате для встряхивания Red Devil. Результаты приведены ниже в таблице 3.

Помимо этого, получают водные композиции для покрытия для грунтового покрытия.

Пластины пигментов с пигментом 1 получают измельчением следующих компонент:

11,86 г Раствор полиуретановой диспергирующей смолы, как указано в Таблице 3

5,97 г Вода

0,28 г Пропиленгликоль

2,40 г Коммерчески доступный диспергатор

70,02 г Пигмент 1

9,46 г Вода

Композиции для покрытия с пигментом 1 получают смешением следующих компонент:

20,80 г Водной связующей дисперсии, содержащей полиакрилат и полиуретан, содержание твердых веществ 42% вес.

7,35 г Водная полиакрилатная дисперсия, содержание твердых веществ 40% вес.

0,08 г Амина

13,09 г Вода

3,17 г Сорастворитель

0,30 г Глиняный загуститель

14,62 г Вода

1,06 г Загуститель HEUR

1,75 г Вода

30,43 г Пигментная паста с пигментом 1

1,95 г Сорастворитель

5,40 г Вода

Пластины пигментов с пигментом 2 получают измельчением следующих компонент:

33,51 г Раствор полиуретановой диспергирующей смолы, как указано в Таблице 3

1,44 г Пропиленгликоль

0,18 г Коммерчески доступный диспергатор

0,45 г Пеногаситель

46,12 г Пигмент 2

18,29 г Вода

Композиции для покрытия с пигментом 2 получают смешением следующих компонент:

19,94 г Водной связующей дисперсии, содержащей полиакрилат и полиуретан, содержание твердых веществ 42% вес.

7,05 г Водная полиакрилатная дисперсия, содержание твердых веществ 40% вес.

0,08 г Амина

12,56 г Вода

3,04 г Сорастворитель

0,29 г Глиняный загуститель

14,02 г Вода

1,02 г Загуститель HEUR

1,68 г Вода

14,59 г Пигментная паста с пигментом 2

1,19 г Сорастворитель

24,54 г Вода

Пластины пигментов с пигментом 3 получают измельчением следующих компонент:

22,19 г Раствор полиуретановой диспергирующей смолы, как указано в Таблице 3

1,42 г Пропиленгликоль

0,44 г Пеногаситель

35,19 г Пигмент 3

40,76 г Вода

Композиции для покрытия с пигментом 3 получают смешением следующих компонент:

25,21 г Водной связующей дисперсии, содержащей полиакрилат и полиуретан, содержание твердых веществ 42% вес.

8,91 г Водная полиакрилатная дисперсия, содержание твердых веществ 40% вес.

0,10 г Амина

15,87 г Вода

3,84 г Сорастворитель

0,36 г Глиняный загуститель

17,72 г Вода

1,28 г Загуститель HEUR

2,12 г Вода

11,13 г Пигментная паста с пигментом 3

0,98 г Сорастворитель

12,48 г Вода

Пластины пигментов с пигментом 4 получают измельчением следующих компонент:

21,51 г Раствор полиуретановой диспергирующей смолы, как указано в Таблице 3

1,50 г Пропиленгликоль

4,00 г Коммерчески доступный диспергатор

0,50 г Пеногаситель

40,00 г Пигмент 4

32,49 г Вода

Композиции для покрытия с пигментом 4 получают смешением следующих компонент:

27,66 г Водной связующей дисперсии, содержащей полиакрилат и полиуретан, содержание твердых веществ 42% вес.

9,78 г Водная полиакрилатная дисперсия, содержание твердых веществ 40% вес.

0,11 г Амина

17,43 г Вода

4,22 г Сорастворитель

0,40 г Глиняный загуститель

19,44 г Вода

1,41 г Загуститель HEUR

2,33 г Вода

17,00 г Пигментная паста с пигментом 4

Таким образом, в таблице 3 приведены свойства полученных пигментных пластин и покрывающих композиций.

Из данных, приведенных в таблице 3, можно заключить, что диспергирующие смолы по изобретению Примеров с 1 по 8 дают пигментные пасты и составы грунтовых покрытий, имеющие меньшую флоккуляцию и лучшую дисперсность, чем пигментная дисперсия, основанная на сравнительной диспергирующей смоле из сравнительного Примера А, имеющая низкое содержание полиалкиленоксида. Также с труднодиспергируемым Quindo Violet (пигмент 4), с применением диспергирующей смолы по изобретению, были получены превосходные дисперсность и стабильность к флоккуляции.

В случае прозрачного пигмента Heliogene Blue (пигмент 3), с применением диспергирующей смолы по изобретению, была достигнута хорошая прозрачность пигментной пасты. При использовании с данным пигментом сравнительной диспергирующей смолы Примера А, пигментная паста была непрозрачна. Сравнительная диспергирующая смола Примера В не имеет гидрофобных групп боковой цепи. С данной смолой была получена пигментная паста очень низкого качества в сочетании с белым пигментом, который обычно является легко диспергируемым. Паста показала сильную флоккуляцию, содержала множество комочков, и дисперсность пасты была неудовлетворительной. В случае диспергирующей смолы по изобретению из Примеров 1 и 2, данные проблемы в сочетании с белым пигментом не встречались.

Пример 11

Получение полиуретановой диспергирующей смолы для пигментного состава по изобретению

В реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термопарой, нагревательной рубашкой, обратным холодильником и капельной воронкой помещают 17,566 частей по весу Jeffamine M 1000. Реактор продувают азотом, и содержимое нагревают до 120°С. Затем в течение 15 минут в реактор добавляют 4,083 части по весу Cardura E 10, после чего содержимое реактора нагревают до 130°С и выдерживают при данной температуре в течение 4 часов. После чего, содержимое реактора охлаждают до 65°С.

Затем, в реактор добавляют 1,604 частей по весу 1,4-циклогександиметанола, после чего в течение 5 минут прибавляют 4,948 частей по весу изофорондиизоционата. Происходит экзотермическая реакция. Промывая трубки, в реактор добавляют 2,790 частей по весу метилэтилкетона. Содержимое реактора нагревают до кипения, примерно 120°С, и выдерживают при кипячении в течение 2 часов. Содержимое реактора охлаждают до 115°С, добавляют 0,006 частей по весу дибутил олово дилаурата, и реакцию продолжают в течение 2 часов при 120°С. Содержание изоционата ниже 0,1% вес. Растворитель, метилэтилкетон, сначала выпаривают при атмосферном давлении. Давление постепенно понижают при выпаривании до примерно 100 мбар с целью полного выпаривания метилэтилкетона.

Температуру содержимого реактора понижают до 100°С и в течение 2,5 часов добавляют 71,499 частей по весу воды. В процессе прибавления температуру содержимого реактора постепенно понижают до 30°С. После чего содержимое реактора охлаждают до комнатной температуры и получают водный раствор диспергирующей смолы.

Диспергирующая смола имеет значение гидрокси 29,3 мг КОН/г, Mn 4,150, содержание алкиленоксида 62,2% вес., содержание этиленоксида 51,5% вес., все свойства основаны на диспергирующей смоле, не содержащей летучие компоненты.

Сравнительный Пример С

Получение полиуретановой диспергирующей смолы согласно WO 97/19120 для сравнительного пигментного состава.

В реакционный сосуд, оснащенный как указано выше, помещают 368,8 г Tegomer D 3403, 507,5 г олеилового спирта, 456,9 г диола сульфосукцината, являющегося продуктом реакции 1 моля малеиновой кислоты, 2 молей Caruda® E 10 и 1 моля NaHSO3 и 196,0 г 2-бутанона. Компоненты перемешивают и с помощью капельной воронки добавляют 420,5 г изофорондиизоционата. Реакционную смесь нагревают до 120°С и выдерживают при данной температуре в течение 2 часов. Затем добавляют 0,5 г дибутил олово дилаурата и реакционную смесь оставляют при 120°С на следующие 2 часа. Затем понижают температуру до 90°С и проводят выпаривание при пониженном давлении до полного удаления всех летучих растворителей. После чего, в течение 3 часов при постепенном охлаждении до комнатной температуры добавляют 6,746 г воды. Получают водный раствор полиуретановой диспергирующей смолы. Содержание этиленоксида в полиуретане 18,7% вес.

Пример 12

Получение пигментного состава по изобретению

Отжатый осадок пигмента Ciba Irgazin Red BO, содержащего 38% вес. пигмента, смешивают с раствором диспергирующей смолы Примера 11 и флюидизируют в диссольвере, получая жидкую суспензию пигмента. Количество раствора диспергирующей смолы рассчитывают таким образом, чтобы достичь 17% вес. диспергирующей смолы, рассчитанной на сумму пигмента и диспергирующей смолы. Суспензию измельчают в масштабе 7 литров, с использованием пилотной ECM мельницы, и была получена пигментная дисперсия после 20 проходов с использованием 0,7-0,9 мм шариков. Суспензия пигмента показывает хорошие характеристики измельчения. Дисперстность измельченного состава, достигнутая после флюидизирования в диссольвере, показывает хорошую смачиваемость пигмента. Низкое значение вязкости связано с высоким содержанием воды в суспензии. Образцы высушивают распылением в мини-распылительной сушилке Buchi с температурой на входе 132°С и температурой на выходе 85°С. Поток 0,2 кг/ч. Видимого засорения клапана и повышения давления не отмечалось. Порошок высушивают примерно до 1% остаточной влаги. Окончательный пигментный состав является легкосыпучим порошком.

Сравнительный Пример D

Получение сравнительного пигментного состава

Пример 12 повторяют, за исключением того, что раствор диспергирующей смолы Примера 11 заменяют раствором диспергирующей смолы Сравнительного Примера С. Отжатый осадок пигмента невозможно флюидизировать, что свидетельствует о неудовлетворительном смачивании пигмента. Даже при использовании дополнительного количества раствора диспергирующей смолы, пригодной для измельчения суспензия пигмента, не образовывалась.

Примеры с 13 по 16 и Сравнительные Примеры E и F

Получение композиций для покрытия

Пигментный состав Примера 12 исследуется в качестве пигмента смешения в двух различных водных связующих системах покрытия, Autowave 665 (пример 13) и Autowave 666 (Пример 14). Для исследований использовалась мешалка IKA RW20 с 4 см лопастью, работающая при 750-760 об/мин. Пигментный состав Примера 12 добавляют при перемешивании и поддержании установленной скорости на протяжении всех 30 минут. Добавляют достаточное количество пигментного состава для получения композиции покрытия, имеющей содержание пигмента 6,6% вес. Она идентична тонеру Autowave 357, использованному в качестве сравнения (Сравнительный Пример Е).

Окончательная композиция покрытия имеет превосходную дисперсность значения измельчения, и частицы не наблюдаются в измерительном тесте Хегмана.

Белые концентраты получают смешиванием композиций покрытия с белым модулем тонера Autowave 00.

Пример 15

Композицию для покрытия Примера 13 смешивают с белым модулем тонера Autowave 00 таким образом, чтобы отношение веса в конечной смеси красного пигмента к белому пигменту составляло 50:50.

Пример 16

Композицию для покрытия Примера 14 смешивают с белым модулем тонера Autowave 00 таким образом, чтобы отношение веса в конечной смеси красного пигмента к белому пигменту составляло 50:50.

Сравнительный Пример F

Сравнительную композицию для покрытия Примера Е смешивают с белым модулем тонера Autowave 00 таким образом, чтобы отношение веса красного пигмента к белому пигменту в конечной смеси составляло 50:50.

Композиции покрытия наносят на карточки светопроницаемости Leneta 2A, используя установку K-Control, для нанесения покрытий и оставляют высушиваться при комнатной температуре в течение ночи.

Свойства глубины тона краски Примеров 13 и 14 приняты превосходными. По сравнению со Сравнительным Примером Е уровень блеска выше и имеет яркий, гладкого вида цвет. Значение чистоты цвета белого концентрата является хорошим.

Результаты приведены в Таблице 4.

Пример Свойства перемешивания Блеск (60°) Блеск (20°) Цветовой тон (С*)
13 превосходное 72,9 36,9 72,06
14 превосходное 71,3 32,7 71,72
Е неприменимо 64,2 14,4 69,45
15 неприменимо 65,4 22,3 60,57
16 неприменимо 71,0 29,7 60,75
F неприменимо 65,8 18,9 63,24

1. Полиуретановая диспергирующая смола, имеющая главную полиуретановую цепь, содержащую гидрофильные группы боковой цепи на основе полиалкиленоксида, причем группы боковой цепи присоединены к главной полиуретановой цепи посредством ковалентных связей, и где содержание полиалкиленоксида в полиуретановой диспергирующей смоле составляет, по крайней мере, 45 вес.% и не более 80 вес.%, отличающаяся тем, что полиуретан дополнительно содержит гидрофобные группы боковой цепи, которые присоединены к главной полиуретановой цепи посредством ковалентных связей.

2. Полиуретановая диспергирующая смола по п.1, отличающаяся тем, что полиалкиленоксид основывается на этиленоксиде, пропиленоксиде или их смеси.

3. Полиуретановая диспергирующая смола по п.1, отличающаяся тем, что гидрофобные группы боковой цепи содержат углеводородные группы, имеющие, по крайней мере, 4 атома углерода.

4. Полиуретановая диспергирующая смола по п.3, отличающаяся тем, что гидрофобные группы боковой цепи содержат углеводородные группы, имеющие не более 30 атомов углерода.

5. Полиуретановая диспергирующая смола по п.3 или 4, отличающаяся тем, что углеводородные группы являются разветвленными.

6. Полиуретановая диспергирующая смола по п.1, отличающаяся тем, что полиуретановая диспергирующая смола содержит третичные аминогруппы.

7. Полиуретановая диспергирующая смола по п.6, отличающаяся тем, что третичные аминогруппы, по крайней мере, частично нейтрализованы кислотным нейтрализующим агентом.

8. Полиуретановая диспергирующая смола по п.1, отличающаяся тем, что главная цепь полиуретановый смолы практически не содержит способных к гидролизу сложноэфирных связей.

9. Полиуретановая диспергирующая смола по п.1, отличающаяся тем, что гидрофильные группы боковой цепи на основе полиалкиленоксида были введены в полиуретан с помощью соединения, имеющего, по крайней мере, две группы, способные реагировать с изоцианатом, и боковую полиалкиленоксидную группу.

10. Полиуретановая диспергирующая смола по п.9, отличающаяся тем, что соединением, имеющим, по крайней мере, две группы, способные реагировать с изоцианатом, и боковую полиалкиленоксидную группу, является соединение формулы (I), или (II), или их смесь,

где R является остатком моноэпоксидного соединения после реакции с аминогруппой, R1 выбирается из C1 до C7 алкильных групп, n находится от 0 до 25, m находится от 1 до 50 и n+m≤50.

11. Полиуретановая диспергирующая смола по п.10, отличающаяся тем, что R содержит углеводородную группу, имеющую от 4 до 30 атомов углерода.

12. Композиция для покрытий, содержащая полиуретановую диспергирующую смолу согласно любому из предыдущих пп.1-11 и частицы.

13. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что частицами являются частицы пигмента.

14. Композиция по п.12 или 13, отличающаяся тем, что композиция является жидкой.

15. Композиция по п.13, отличающаяся тем, что композиция является твердой.

16. Композиция по п.15, отличающаяся тем, что композиция содержит не менее 35 вес.%, по крайней мере, одного пигмента и не более 65 вес.% полиуретановой диспергирующей смолы, рассчитанных на общий вес пигмента и полиуретановой диспергирующей смолы.

17. Композиция по п.14, отличающаяся тем, что композиция является водной дисперсией гидрофобной смолы.

18. Композиция по п.14, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит
a) по крайней мере, одно органическое образующее пленку связующее, которое отличается от полиуретановой диспергирующей смолы по пп.1-11, и,
b) по крайней мере, один пигмент.

19. Способ получения композиции по п.13, включающий стадии, предназначенные для сдвигающего воздействия жидкой смеси, содержащей пигмент, по крайней мере, один диспергирующий агент и, возможно, жидкий разбавитель, отличающийся тем, что полиуретановая диспергирующая смола по любому из предыдущих пп.1-11 использована в качестве диспергирующего агента.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что жидким разбавителем является вода.

21. Способ получения композиции по п.15, включающий следующие стадии:
a) перемешивание композиции, содержащей пигмент и диспергирующий агент, возможно, с добавлением воды или органического разбавителя, с образованием флюидизированной суспензии пигмента,
b) возможно, измельчение суспензии и
c) сушка суспензии,
отличающийся тем, что полиуретановая диспергирующая смола согласно любому из предыдущих пп.1-11 использована в качестве диспергирующего агента.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что пигментом является органический пигмент, представленный в форме отжатого осадка.

23. Способ по п.21 или 22, отличающийся тем, что стадия с) проводится с помощью сублимационной сушки или распылительной сушки.

24. Применение диспергирующей смолы согласно одному из предыдущих пп.1-11 для получения состава для примешивания пигмента.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к композиции для покрытия, включающей а) полиакрилатный полиол, получаемый полимеризацией ненасыщенных олефиновых мономеров, где, по меньшей мере, 40 мас.% мономеров включают линейные или разветвленные алк(ен)ильные или алк(ен)иленовые группы, имеющие, по меньшей мере, 4 атома углерода; b) полиэфирный полиол, получаемый этерификацией составляющих звеньев, имеющих функциональные группы, образующие сложный эфир, где, по меньшей мере, 30 мас.% составляющих звеньев включают линейные или разветвленные алк(ен)ильные или алк(ен)иленовые группы с, по меньшей мере, 4 атомами углерода на функциональную группу, образующую сложный эфир, где полиэфирный полиол имеет гидроксильное число выше 280 мг КОН/г и гидроксильную функциональность, по меньшей мере, 2, и с) изоцианат-функционализированный сшивающий агент.
Изобретение относится к водным покрывным композициям с низким содержанием летучих органических соединений. .

Изобретение относится к влагоотверждаемой композиции для составов клеев, герметиков, покрытий или облицовки, к ее применению в качестве клея, герметика или покрытия, к отвержденной композиции, полученной реакцией воды с такой композицией, к способам склеивания основ и герметизации с ее использованием, а также и клееному и герметизированному изделиям, полученным такими способами, соответственно.
Изобретение относится к покрывной композиции, применяемой, например, в качестве прозрачных покрытий, покрытий основы, пигментированных покрывных слоев используемых грунтовок и т.п.
Изобретение относится к композициям на основе жидких каучуков, предназначенным для устройства покрытий спортивных площадок, полов, кровельных и изоляционных покрытий в строительстве.
Изобретение относится к цветным отделочным покрытиям, применяемым, например, в автомобильной промышленности. .

Изобретение относится к получению водной дисперсии, в которой нерастворимый в воде краситель стабильно диспергируется в водной среде, содержащей воду, и которая соответственно используется в качестве чернил.

Изобретение относится к области композитных составов, минеральных или органических наполнителей или пигментов, используемых в бумажной промышленности для изготовления бумаги, нанесения мастики.

Изобретение относится к анилинокрасочнои промышленности, в частности f способу получе шя -модификации хинакридонового пигмента, используемого в лаках, красках и для крашения полимерных материалов.
Наверх