Полиуретановая диспергирующая смола

Полиуретановая диспергирующая смола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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(С_2-4 алкиленоксида) от общего веса полимера, и где, по крайней мере, 5% групп на основе поли(С_2-4 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 неорган