[发明专利]生产缩合树脂的方法及其用途

说明书

本发明涉及新型的尿素、甲醛和CH-酸性醛的缩合树脂、其制备方法及其用途。

已从专利文献中知晓尿素和/或其衍生物与甲醛和CH-酸性醛的缩合产品。这类缩合树脂经常用于提供颜料制剂。

为提供这类颜料制剂，这些缩合树脂需要混合有机溶剂以调整其黏度。然而，由于法令规定，因此需要低黏度的缩合树脂，以借此也减少对有机溶剂的需求且因此降低挥发性有机化合物(VOC)的含量。

DE-A1670283公开通过于酸性介质中在长链醇存在下使尿素与异丁醛和甲醛反应来制备六氢嘧啶衍生物的方法。

在该反应结束后，进行中和且通过蒸馏移除挥发性成分。

EP167960A2公开这样一种方法，其中使尿素与异丁醛，例如，在酸及任选在一种或多种醇存在下反应，且随后于至少一种醇存在下使产品与甲醛缩合。

在该反应结束后，通过蒸馏移除挥发性成分。

这些反应机制的共同之处在于，通过使醇在至少一种选自异丁醛、尿素和甲醛的组分存在下反应来合成缩合树脂。

不利之处在于，包含以此方式获得的缩合树脂的制剂仍然具有相对较高的黏度。

WO2011/009765公开一种制备缩合树脂的方法，其中使制成的树脂与二醇反应以增加稳定性。然而，这导致分子间交联并由此增加树脂的黏度。

本发明的目的为开发尿素、甲醛和CH-酸性醛的缩合产物，该产物使获得低黏度的制剂成为可能。

该目的已通过以下减小缩合树脂的黏度的方法实现：在至少一种布朗斯特酸(acid)的存在下，使自至少一种，优选恰好一种尿素、甲醛和至少一种，优选恰好一种CH-酸性醛合成得的基本上完全反应的缩合树脂与至少一种单官能醇反应。

此处所谓“基本上完全反应的”指缩合树脂的合成组分-尿素、甲醛和CH-酸性醛-相互之间的反应程度达到至少95%，优选至少98%，更优选至少99%，非常优选至少99.5%。

基本上完全反应的缩合树脂中的游离甲醛的量应小于5重量%，优选小于3重量%，更优选少于2重量%，非常优选小于1重量%，且更特别是小于0.5重量%。

基本上完全反应的缩合树脂中的未反应尿素的量应小于2重量%，优选小于1重量%，更优选少于0.5重量%，且非常优选小于0.1重量%。

基本上完全反应的缩合树脂中的未反应的CH-酸性醛的量应小于3重量%，优选小于2重量%，更优选少于1重量%，且非常优选小于0.5重量%。

优选通过中和反应中存在的催化剂，以终止制备基本上完全反应的缩合树脂的反应，且随后通过蒸馏至少部分地(优选基本上)移除挥发性组分来实现所述的转化率及低量的合成组分。

本发明另外提供一种由至少一种，优选恰好一种尿素、甲醛和至少一种，优选恰好一种CH-酸性醛制备缩合树脂的方法，其包括使通式(I)和/或(II)的尿素：

其中R¹和R²各自独立地为氢或相同或不同的C₁-C₂₀烷基，A为C₁-C₂₀亚烷基，及X为氧或硫，与甲醛和通式(III)的CH-酸性醛：

其中基团R³和R⁴各自独立地为相同或不同的烷基、环烷基、芳基或烷基芳基或R³和R⁴可一起形成环，在60-150℃的温度下，在酸或碱存在下，任选在溶剂和/或稀释剂存在下反应，其中包括在反应结束后中和酸或碱，蒸馏移除挥发性成分，且随后于至少一种酸存在下与至少一种醇进行反应。

本发明的方法的一个优点在于，通过本发明方法获得的缩合产物具有比未与醇反应的产物更低的黏度。

这允许增加颜料制剂中的固体含量，其减少溶剂的使用需求，使有机排放物(VOC)可较低。

可根据本发明获得的缩合树脂通常具有300至少于1000g/mol，优选400-950g/mol，及更优选500-900g/mol的数均分子量M_n，500-2000的重均分子量M_w，及1.2-3.0，优选1.3-2.5的多分散性。