[发明专利]阴离子水溶性添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及用作水性颜料制剂的分散剂的新型阴离子共聚物和这 些共聚物的制备方法。

背景技术

为将颜料在液体介质中分散通常要求分散剂。由适合的增湿剂辅 助的分散剂作为表面活性剂促进待分散的颜料的润湿，并有利于当制 备颜料分散体时附聚物和聚集体的解构，其通常借助于研磨操作完成， 以便将高机械力引入体系。分散剂可以具有阴离子、阳离子、两性或 中性结构。它们可以具有低分子量性质，或表示形成经聚合的单体的 无规、交替、嵌段状、梳状或星形排列的体系结构的较高分子量聚合 物。分散剂例如对于在颜料浓缩物(其用于将乳胶漆和清漆 (Lackfarben)、油漆、涂料和印刷油墨着色)的制备中以及用于纸、 卡纸和纺织品的着色的颜料的分散而言具有特别的商业重要性。

梳形共聚物通常使用基于单(甲基)丙烯酸酯的大分子单体作为 共聚单体制备，并且它们不同于其它聚合物型分散剂之处在于它们具 有明显有序化的结构，因为疏水性和亲水性或极性可以在主链和侧链 上分布。

BP1293523描述了一种分散剂，它是重均分子量为大约 5000-100000且包含20重量％-80重量％亲水性主链和80重量％-20重量％ 大分子单体侧链的聚合物。基于主链的重量，该主链由70重量％-98重 量％经聚合的不含任何羧基的烯属不饱和单体，以及2重量％-30重量％ 经聚合的带有羧基的烯属不饱和单体构成，其中所述羧基的至少10％ 是用胺或无机碱中和的。与侧链相比，主链具有亲水性。侧链由经聚 合的烯属不饱和单体的大分子单体构成。

EP1081169描述了由以下单体的混合物衍生的支化聚合物：

(A)50重量％-93重量％至少一种烯属不饱和单体，

(B)2重量％-25重量％至少一种分子量为1000-20000的烯属不饱 和大分子单体，和

(C)5重量％-25重量％至少一种可聚合咪唑衍生物。

EP1562696描述了在水性乳液聚合中制备的采用由聚亚烷基二 醇单(甲基)丙烯酸酯构成的大分子单体合成的聚合物型分散剂。该 聚合物的主链必须含有具有至少一个氨基的烯属不饱和单体。

DE102005019384(WO2006114303A1)描述了梳形聚合物， 其由烯属不饱和单体例如(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸芳 基酯与纯聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯结合合成，并且用作分散剂。

然而，上面引用的文献中描述的聚合物型分散剂都不能同时满足 对阴离子酚醛清漆分散剂提出的一系列要求：

(i)以大于40重量％的高浓度将有机颜料分散成低粘度形式；

(ii)形成具有高和可再现着色强度的分散体，该分散体能够尤 其将白色分散体和纸浆悬浮液在高相容下着色；

(iii)避免颜料颗粒的再附聚；和

(iv)分散体的无泡沫性。

但是迄今常用的酚醛清漆分散剂含有由于它们的生产引起的烷基 酚(经常是壬基酚)和其乙氧基化物的残余物。因为烷基酚乙氧基化 物或它们的降解产物在环境中几乎不降解，所以它们富集起来。这是 成问题的，因为它们对水生生物显示激素影响。因此，许多国家已经 颁布法规(例如2003/53/EC)，其限制或禁止在开放物质循环体系中 使用含烷基酚或其乙氧基化物的材料。

发明内容

到目前为止的研究已经表明，仍然极其难以合成等效于阴离子酚 醛清漆体系的分散剂。要求新型分散剂，其能够将大于40％的高浓度 有机颜料分散为低粘度形式。这些分散体必须可容易地制备，即颜料 必须可容易地润湿和可容易地引入到水性介质中。分散体必须具有高 和可再现的着色强度，这种着色强度保持稳定数年的时间。同样地， 所有其它色彩参数，例如色调角和纯净度，应该是可再现和稳定的。 另外，分散体必须具有低粘度；颜料既不允许附聚也不允许絮凝，又 不允许它们起浮或沉降。分散体应该不起泡或不引起或加速在应用介 质中的泡沫形成。另外，分散剂应该有助于分散体在各种应用介质中 的宽的相容性。此外，分散体必须剪切稳定，即在剪切下着色强度或 色彩性能不允许改变，并且分散体在这些条件下必须保持絮凝稳定的。

现已令人惊奇地发现，利用由聚乙二醇/聚丙二醇单(甲基)丙 烯酸酯构成的大分子单体制备的特定阴离子梳形共聚物实现了所述目 的。