含非顿胶体分散体系的交联性组合物

申请号 CN86101020 申请日 1986-02-04 公开(公告)号 CN1008911B 公开(公告)日 1990-07-25
申请人 鲁布里佐尔公司; 发明人 罗伯特·E·奎恩;
摘要 公开了一种组成物,这种组成物包括:(A)一种非 牛 顿胶体分散体系,其特征在于大约3或3以下的酸值(中和值)(neutralizationbase number)所述的体系包括:(1)含胶体粒子的固体金属,它预先分散在(2)一种液体分散介质(3)至少一种有机化合物作为第三组分,后者能在上述分散介质中溶解,该有机化合物的分子是以疏 水 部分和至少一个极性取代基为特征;以及(B)至少一种非异氰酸酯的能交联的物质,和任选的(C)至少一种交联剂。
权利要求

1、一种组合物,包括:
(A)一种非顿胶体分散体系,其特征在于大约3或更小的酸值(中和值),所述的系统包括:
(1)含胶体粒子的固体金属,它预先分散在
(2)一种液体分散介质,
(3)至少一有机化合物作为第三组分,它能溶解上述分散介质,该有机化合物的分子是以疏部分和至少一个极性取代基为特征:以及
(B)至少一种非异氰酸酯衍生的树脂的能交联的物质,和任选的
(C)至少一交联剂,其中所述组合物的固含量至少为60%(体积)。
2、根据权利要求1的组合物,其中所述的固体组合物的固体含量是在约60%至约100%(体积计)的范围。
3、根据权利要求1的组合物,其中胶体分散系统(A)存在于该组合物中,以该组成物的重量为基准,其量约为0.2%至约15%(重量计)。
4、根据权利要求1的组合物,其中组分(B)存在于该组合物中,以该组合物的重量为基准,其量约为40%至约90%(重量计)。
5、根据权利要求1的组合物,其中组分(C)存在于该组合物中,以该组合物的重量为基准,其量约为0%至约60%(重量计)。
6、根据权利要求1的组合物,其中含金属的固体胶体粒子(A)(L)包括固体金属盐。
7、根据权利要求1的组合物,其中至少约10%的含金属固体胶体粒子(A)(1)是以具有在原来位置形成为特征。
8、根据权利要求1的组合物,其中含金属的固体粒子(A)(1)的特征在于具有约20
至约1000
的单位粒度。
9、根据权利要求1的组合物,其中含金属的固体粒子(A)(1)选自-和碱土金属盐。
10、根据权利要求1的组合物,其中所述的第三组分(A)(3)包括一种有机酸的碱-或碱土金属盐。
11、根据权利要求1的组合物,其中该有机酸是磺酸或羧酸
12、根据权利要求10的组合物,其中该盐是一种碱土金属盐。
13、根据权利要求1的组合物,其中所述的金属的固体粒子(A)(1)包括碱土金属盐。
14、根据权利要求1的组合物,其中含金属因体胶体粒子(A)(1)包括
15、根据权利要求1的组合物,其中所述的三组分(A)(3)以下式表示:
式中R是约12至约30个碳原子基。
16、根据权利要求1的组合物,其中该分散系统(A)包括:
(1)固体碳酸钙胶体粒子,其单位粒度是在约50
至约300
的范围;
(2)一种芳香族溶剂;和
(3)一种以下式所表示的第三组分:
式中R是平均约12至约30个碳原子的烃基。
17、根据权利要求16的组合物,其中(A)(1)与(A)(3)的摩尔比范围接近约20。
18、根据权利要求1的组合物,其中该系统(A)的特征在于约为1或更低的酸值。
19、根据权利要求1的组合物,其中该系统(A)的特征在于酸值约为0。
20、根据权利要求1的组合物,其中组分(B)是一多官能的物质,它含有选羟基、羧基、烷基、伯胺基、仲胺基、环氧基或两种或两种以上的上述基团的混合物构成的反应性基团。
21、根据权利要求1的组合物,其中组分(B)包括至少一种含羟基的多官能的物质和至少一种含烷氧基的多官能的物质。
22、根据权利要求1的组合物,其中组分(B)包括至少一种含羟基的多官能的物质和至少一种含羧基的多官能的物质。
23、根据权利要求1的组合物,其中组分(B)包括至少含一种环氧基的多官能的物质和至少含一种羧基的多官能的物质。
24、根据权利要求1的组合物,其中组分(B)包括至少含一种羧基的多官能的物质和至少含一种烷氧基的多官能的物质。
25、根据权利要求1的组合物,其中组分(B)包括至少含一种环氧基的多官能的物质和至少含一种烷氧基的多官能的物质。
26、根据权利要求1的组合物,其中组分(B)是至少一种热固性树脂。
27、根据权利要求1的组合物,其中组分(B)具有至少约300的数均分子量。
28、根据权利要求1的组合物,其中组合(B)具有约500至约10000的数均分子量。
29、根据权利要求1的组合物,其中组合(B)是至少一种醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂基树脂、树脂、烯丙树脂、呋喃树脂、树脂、丙烯酸树脂、或两种或两种以上所述树脂的混合物。
30、根据权利要求1的组合物,其中组分(C)具有每分子平均约2至约6个反应部位。
31、根据权利要求1的组合物,其中组分(C)是通过甲醛与蜜胺或脲反应生成的。
32、根据权利要求1的组合物,其中组分(C)是烷氧烷基或烷醇蜜胺或脲。
33、根据权利要求1的组合物,其中组分(C)是一种烷氧甲基蜜胺或烷氧甲基脲,其中烷氧基具有平均1至约4个碳原子。
34、根据权利要求1的组合物,其中组分(C)是六甲氧基甲基蜜胺。
35、根据权利要求1的组合物,其中组分(C)是每分子具有平均两个或更多的羧酸或酐基。
36、根据权利要求1的组合物,其中组分(C)的每个分子具有两个或两个以上的氮原子,后者具有一个或两个活性氢原子与其连接。
37、根据权利要求1的组合物,其中组分(C)的每个分子具有两个或两个以上的环氧基。
38、根据权利要求1的组合物,其中组分(C)的每个分子具有两个或两个以上的羟基。
39、由权利要求1-38的组合物之一得到的涂料。

说明书全文

[001] 本发明是关于交联性组合物,尤其是关于含非顿胶体分散体系的交联性组合物。它们可用作嵌缝胶、挤出和模压配方,以及诸如此类用途,尤其可用作高固含量的热固性涂料配方。

[002] 到现在为止,主要以有机溶剂基础配方的涂料组合物,溶剂所占重量一般高达40-50%或以上。由于其中的有机溶剂在涂料固化蒸发进入大气,已造成重大的空气污染问题。

[003] 人们建议用“高固含量”配方来代替这种以溶剂为基础的涂料组合物。从理论上分析,这些提出的配方至少可以含有约60%体积的固体,以不小于或高于85%体积固体含量为适宜,其余组分则是有机和/或溶剂。这里和后面在权利要求中使用的名称“固体”,是指涂料固化中组分中不蒸发的部分。“固体”本身在固化以前可以是固体,也可以不是固体。通常,所述的组合物里的“固体”包括树脂

[004] 如今尚未生产出受工业欢迎的高固含量液体涂料。一种原因是,还不可能制造出粘度足够低、其流动性可达到令人满意的高固含量涂料配方。例如,试图采用分子量约等于和高于2000的传统聚酯以制造高固含量的涂料,结果表明其配方的粘度太高,对很多涂料操作来说无法使用。另一方面,如采用低分子量的聚酯,涂料的粘度虽降低到符合要求。但由于这种聚酯在固化中挥发性较高,不能制成可以实用的高固含量涂料。

[005] 美国专利3,384,586和3,492,231所公开的树脂状组成物,是由聚合物树脂同一种非牛顿胶体分散体系结合组成,所用树脂如:聚烯、聚酰胺、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、多硫化合物、聚醚、聚酯、三聚氰胺树脂以及醇酸树脂等,其中的分散体系是由将含固体金属的胶体颗粒(1)予先分散在分散介质(2)里,加上第三种必不可少的组分(3)所组成,组分(3)里至少有一种能溶于上述分散介质的有机化合物,这种化合物的特征在于,它的分子中带有憎水的部分和不少于一个极性取代基。本发明与这些参考资料有所区别,因为这些资料揭示的涂料是由非牛顿胶体分散体系同全部聚合了的树脂结合组成,而本发明涉及的涂料则是由分散体系同交联性材料结合组成。在制备的组合物含有尚未完全固化的交联性材料时,上述两篇专利对其中固有的问题并未有所认识,也没有提供解决这些问题的方法。

[006] 美国专利4,436,855和4,443,577公开的聚酯涂料,其组合物含有的非牛顿胶体分散体系是由将含固体金属的胶体颗粒(1)予先分散在含至少一种惰性有机液体的分散介质(2)里,加上第三种必不可少的组分(3)所组成,组分(3)里至少有一种成分是从能大量溶于所述分散介质的一类有机化合物中选取,这种化合物的特征在于,它们的分子中带有极性取代基和憎水部份。前一篇专利述及的是双组份型聚氨酯涂层体系,此体系还含有一种有机多官能异氰酸酯和一种磷酸酯。后一篇专利述及的是单组分型湿固化聚氨酯涂层组成物,它另外含有一种链端为异氰酸酯的予聚物。

[007] 美国专利4,425,466公开的涂料组成物,含有一种部分甲基化和甲基化的三聚氰胺,以及一种多官能团化合物,后者的每个分子中,平均至少含有两个官能团,这类分子可以从羧基、羟基、伯酰胺、仲酰胺,以及氨基甲酸乙酯的化合物中选取。这篇专利表明,涂料组合物在常温是稳定的,在比较低的固化温度下能快速固化。

[008] 本发明打算提供含有非牛顿胶体分散体系的交联性组合物。它们可以用作高固含量和热固性的嵌缝胶,模压和挤出配方,以及诸如此类用途,尤其适用于作热固性高固含量涂料。这些涂料组合物对热稳定、抗流挂,它的整体粘度(Package    Viscosity)最多只有微小的增加。这些组合物具有长期储存的稳定性,并以优良的抗沉降性能为特征。这些组合物可用来提供光泽良好的涂层,这与市售的固体细粒型流变控制剂不同,后者往往会降低涂层的光泽度。

[009] 概括地说来,本发明提供的组合物包括:

[010] (A)一种非牛顿胶体分散体系,其特征是它的酸值约为3或低于3。该体系是将含胶体颗粒的固体金属(1)予先分散在液体分散介质里,加上第三种组分(3)所组成,组份(3)里至少有一种能溶于上述分散介质的有机化合物,后者的特征是,它的分子中带有憎水部份和不少于一个极性取代基;

[011] (B)至少一种除异氰酸酯以外的交联性材料;

[012] (C)至少一种交联剂。

[013] 这里所用的术语“烃基”包括广义的烃基(如广义的烃氧基等)和纯粹的烃基。所谓广义的烃基是指它们含有的非烃取代基,或非原子,不会明显影响烃的特性或烃基与本文所述用途有关的性质。

[014] 对烃基特性或本发明所用烃基一般性的参数没有明显影响的取代基,其典型例子如下:

[015] 醚基(主要是烃氧基如酚氧基,苄氧基,甲氧基,正丁氧基等,特别是碳原子数约10个以下的烷氧基。)

[016] 桥氧基(即碳主链中有-O-键)

[017] 硝基

[018] 硫醚基(主要是C1-10的烷基硫醚)

[019] 硫代基(即碳主链中有-S-键)

[020] 羰基烃氧基(即-

烃基)

[021] 磺酰基(即

烃基)

[022] 亚磺酰基(即

烃基)

[023] 所列目录只是用作本发明的说明,不是包罗万象,某些种类的取代基未列在内,并不是意味着它不能用于本发明。一般说来,如果烃基里含有上列取代基,那么,在广义烃基的每10个碳原子中,这类基团不会超过二个,最好不超过一个,因为这类取代基的数目,对烃基的特性和基团的参数不会有明显的影响。不过,所用烃基一般将不含有非烃基团,也就是说,这种烃基是只由碳原子和氢原子组成的纯粹的烃基。

[024] 本发明的说明书和权利要求中所用的术语“低级”,当其修饰例如烷基、链烯基,烷氧基等名称时,意思是指碳原子数不超过7个的基团。非牛顿分散体系(A):

[025] 本发明说明书和权利要求里所用的术语“分散体系”,是一种在胶体或胶体溶液里通用的名称,它是指“含有任何大小和状态分散本体的任一均匀介质”〔见Jirgensons    &    Straumanis所著,纽约Macmillan公司出版的“胶体化学简论”,第二版第一页〕。但是,在各种分散休系里,本发明所指的分散体系构成一种亚属(Subgenus),它具有几个重要的特点。

[026] 在这种亚属体系里,分散的颗粒至少有一部份是就地形成的含金属的固体颗粒,这种颗粒在体系里至少约占10-50%,最好体系里大体上都是这种颗粒。

[027] 只要这种固体颗粒在分散介质里处于胶体颗粒分散状态,粒度就不是关键性的。通常,粒度低于5000

左右(这里,简写词“

”指的是埃)。但是,单位粒度最大不宜超过约1000

。在本发明最优方案中,该数值小于约400

。最令人满意的结果是用单元粒度范围约为50-300

的体系,单元粒度最小值一般至少约为20A,以不低于30

为更适宜。

[028] “单元粒度”一词,是指含金属的各个固体颗粒在整个分散介质里假设处于最佳分散时的颗粒的平均大小。也就是说,其大小相当于含金属颗粒的平均大小。这类颗粒在体系内能以单个胶体颗粒独立存在。体系中含金属的颗粒有两种形式,单个的单元颗粒本身可以分散在整个介质里,它也可以与分散体系里其它物质(如另一种含金属的颗粒,分散介质等)相结合,形成附聚物。这些附聚物在整个体系里分散成“含金属颗粒”。显然,附聚物的粒度,即使在同样的分散体系里,也易发生很大的变化。例如,其大小随颗粒分散时施加的切变作用程度而改变。也就是说,分散体系的机械搅拌会把附聚物打碎成它的单个组分,并把它们驱散到整个分散介质中。当每个含金属的固体颗粒已独立分散在介质里,分散便达到终点。因此,这种分散体系是以单元粒度作为其特征。对熟悉该工艺的人来说,显然,单元粒度是表示在体系里能独立存在的含金属固体颗粒的平均大小。对现有体系施加切变作用,或者让颗粒在形成分散体系之际原地生成,采用这些方法,体系内含金属的固体颗粒,它的平均颗粒度可以制成接近单元颗粒度值。要使实用的分散体系具有最高的颗粒分散度是不需要的。搅拌与高性(Overbased)物质的均化作用有关,而转化剂则使颗粒充分分散。

[029] 含金属的固体颗粒基本上以无机酸金属盐,低分子量有机酸金属盐,它们的水合物,或其混合物形式存在。这些盐类通常是碱金属和碱土金属的甲酸盐、乙酸盐,碳酸盐、碳酸氢盐、硫化氢盐,亚硫酸盐、亚硫酸氢盐,以及金属卤化物盐,尤其是金属氯化物盐。换句话说,含金属的颗粒通常是金属盐的颗粒,单元颗粒是单个的盐颗粒,而单元粒度则是盐颗粒的平均大小,其数值容易用如传统的X-射线衍射法确定。具有这种类型颗粒的胶体分散体系,有时叫做大分子胶体体系。

[030] 由于本发明的胶体分散体系组合物,含金属的颗粒也作为组分存在于胶束胶体颗粒中。除了含金属的固体颗粒和分散介质外,本发明的胶体分散体系的特点在于,还包含一种第三组分,这种组分能溶于分散介质中,它的分子内有一憎水部份和至少一个极性基团。该组分本身能沿上述金属盐的外表面取向,极性基团位于这些盐的表面,分子的憎水部份则从盐伸展入分散介质,形成胶束胶体颗粒。这些胶束胶体是通过微弱的分子间,如范德华等形成。胶束胶体是上文讨论的附聚体的一种类型。由于分子在这些胶束胶体中的取向,这些颗粒的特点是有一层含金属层(即含金属的固体颗粒),以及存在于第三组分极性取代基中的任何金属(如磺酸或羰酸盐中的金属),有一层由第三组分分子的憎水部份形成的憎水层,以及连接上述含金属层和憎水层的极性层。上述极性连接层是由体系第三组分的极性取代基所组成,例如,若第三组分是碱土金属的石油磺酸盐,极性取代基便是

[031] 胶体分散体系的第二组分是分散介质。由于介质主要是用作分散固体颗粒的运载液体,它的本性不是本发明的关键所在。介质成份的特点可以是沸点较低,如25-120℃左右范围,这样便于随后将它从本发明组合物中部份或基本上全部除掉;或介质成份的沸点也可以较高些,以免它在储存或受热情况下从组合物中逸出。对分散介质沸点,没有临界的上限。

[032] 具有代表性的液体介质包括矿物油,碳原子数约5-18个的链烷和卤链烷,碳原子数6个以下的多卤和全卤代链烷,碳原子数约5个或5个以上的环链烷,相应的烷基取代和/或卤代环链烷,芳烃,烷芳烃,卤代芳烃,醚类如二烷基醚,烷基芳基醚,环烷基醚,环烷基烷基醚。链烷醇,亚烷基二醇,多亚烷基二醇,亚烷基和多亚烷基二醇的烷基醚,二价的链烯酸二酯,酸酯,以及它们的混合物。具体例子包括石油醚,斯陶大(Stoddard)溶剂,戊烷,己烷,辛烷,异辛烷,十一碳烷,十四碳烷,环戊烷,环己烷,异丙基环己烷,1,4-二甲基环己烷,环辛烷,苯,甲苯,二甲苯,乙苯,叔丁基苯,卤代苯,尤其是一氯代苯和多氯代苯,如氯苯和3,4-二氯代甲苯,矿物油,正丙基醚,异丙基醚,异乙基醚,正戊基醚,甲基-正-戊基醚,环己基醚,乙氧基环己烷,甲氧基苯,异丙氧基苯,对甲氧基甲苯,甲醇,乙醇,丙醇,异丙醇,己醇,正辛醇,正癸醇,亚烷基二醇如乙二醇和丙二醇,二乙基,二丙基酮,甲基丁基酮,苯乙酮,1,2-二氟代-四氯乙烷,二氯氟代甲烷,1,2-二溴代四氟乙烷,三氯氟代甲烷,1-氯代戊烷,1,3-二氯己烷,甲酰胺,二甲基甲酰胺,乙酰胺,二甲基乙酰胺,二乙基乙酰胺,丙酰胺,壬二酸二异辛酯,聚乙二醇,聚丙二醇,六-2-乙基丁氧基二硅氧烷等。

[033] 低分子量液体聚合物,一般把它们分类作为齐聚物,它包括二聚体,四聚体,五聚体等,这些齐聚物也可用作分散介质。这一大类液体材料的例子有丙烯的四聚体,异丁烯的二聚体等。

[034] 优选的分散介质,一类是烷基烃,环烷基烃和芳烃。优选的另一类分散介质是液体的石油馏份。它们的例子有苯、烷基化苯,如在环烷基石油馏份中的环链烷,烷基化环链烷,环链烯和烷基化环链烯,以及在如石蜡基石油馏份中的链烷。一些例子如石油醚,石脑油,矿物油,斯陶大溶剂,甲苯,二甲苯等,以及它们的混合物,这些惰性有机液体来源便宜,适合作本发明胶体分散体系的分散介质。矿物油本身可以用作分散介质。

[035] 除了含金属的固体颗粒和分散介质外,本文所用的分散体系需要第三种主要成分。这是一种能溶于分散介质的有机液体,它的分子里要带有一憎水部份,并至少含有一个极性基团。如下所述,适合作第三组分的有机化合物是变化多端的。作为制备这种体系采用方法的结果,这类有机化合物是分散体系固有的组分。从下面制备胶体分散体系方法的讨论,可以明显看到它们的详细特性。

[036] 非牛顿分散体系(A)的制备:

[037] 一般地说,只需将一种“高碱性”,“过碱性”或“超碱性”有机化合物的均相牛顿体系,同一种通常是含活泼氢的转化剂化合物,两者经均化作用混合在一起,便能制成本发明的胶体分散体系。这种处理方法把这些单相体系转化成用于本发明组合物的非牛顿胶体分散体系。

[038] “高碱性”,“过碱性”或“超碱性”的名称,是大家都知道的那类含金属物质的通用专业名词。这些高碱性物质也被称之为“络合物”,“金属络合物”,“高金属含量的盐”等。它们的特点是,其中的金属含量超过了按化学计算法应含的金属量,而且还含有能与金属相反应的特定的有机化合物如羧酸或磺酸。这样,如果单磺酸

用碱性金属化合物如氢氧化中和,生成的“正常”金属盐,每当量酸便含有一当量的钙,即

[039]

[040] 不过,熟悉该项工作的都知道,可以利用多种方法来得到惰性有机液体溶液,其中产物的金属含量超过化学计算量。这里,把这些产物的溶液称之为高碱性物质。按照这些方法,可以把磺酸或它的一种碱金属或碱土金属盐,同碱性金属化合物反应,产物中的金属量便会超过中和酸所需要的量,例如,比正常盐里含有的金属要多4.5倍,或金属含量比正常标准超过3.5当量。超过化学计算量的金属实际含量可以变化很大,例如,约为0.1至30或更多的当量,过量的大小与具体的反应,所用的条件等有关。用来制备本发明分散体系的高碱性物质,每当量一般将含有3.5至30或更多的当量。

[041] 本发明的说明书和权利要求里,“高碱性”的名称是用来指含有的金属超过化学计算量的物质;因此,本工艺前面讨论中被称作高碱性,过碱性,超碱性等的那些物质也包括在内。

[042] 在先有技术和本工艺里所用的术语“金属比”,是指碱性物质(如金属磺酸盐或羧酸盐)中金属的化学当量总数与两种反应物按照已知的化学活性和化学计算量预期得到的反应产物里金属的化学当量数之比。这两种反应物,一种是被高碱化的有机物(如磺酸或羧酸),一种是含金属的反应物(如氢氧化钙,氧化钡等)。这样,上面讨论的磺酸钙,其正常的金属比为1;而在高碱性的磺酸盐里,金属比则为4.5。显然,如果在被高碱化物质里含有不止一种能与金属反应的化合物,产物的“金属比”将取决于高碱性产物里金属的当量数是与其中单个组分,还是与所有组分加起来预期有的当量数相比较。

[043] 高碱性物质的制备方法是,用酸性物质处置下面的反应混合物,它含有要被高碱化的有机物质,一种主要由上述物质的惰性有机溶剂(至少是一种)组成的反应介质,一种按化学计算过量的碱性金属化合物,以及一种是有酸性物质的促进剂。制备这种高碱性物质的方法,以及变化多端的该物质的组合,在先有技术中,已是人所共知,其实例公开在下面的美国专利中:

[044] 2,616,904;2,616,905;2,616,906;

[045] 2,616,911;2,616,924;2,616,925;

[046] 2,617,049;2,695,910;2,723,234;

[047] 2,723,235;2,723,236;2,760,970;

[048] 2,767,164;2,767,209;2,777,874;

[049] 2,798,852;2,839,470;2,856,359;

[050] 2,859,360;2,856,361;2,861,951;

[051] 2,883,340;2,915,517;2,959,551;

[052] 2,968,642;2,971,014;2,989,463;

[053] 3,001,981;3,027,325;3,070,581;

[054] 3,108,960;3,147,232;3,133,019;

[055] 3,146,201;3,152,991;3,155,616;

[056] 3,170,880;3,170,881;3,172,855;

[057] 3,194,823;3,223,630;3,232,883;

[058] 3,242,097;3,242,080;3,250,710;

[059] 3,256,186;3,247,135;3,492,231;

[060] 4,230,586。这些专利公开了高碱性物质的制备方法,能被高碱化的材料,合适的碱性金属化合物,促进剂,酸性物质,以及种种对生产本发明的分散体系有用的具体高碱性产物,因此放入本文以供参考。

[061] 被高碱化的有机物质,其重要特性是它们在高碱化过程中特定反应介质里的溶解度。由于以前所用的反应介质通常含有石油馏份,尤其是矿物油,这些有机物质一般是油溶性的。不过,如果使用另一种反应介质(如芳香烃、脂肪烃、油等),只要有机物质能在里面溶解,那么,这种物质是否能溶于矿物油便不是主要的。显然,许多能溶于矿物油的有机物质,也会溶于很多其它所示合适的反应介质中。很明显,反应介质常常成为胶体分散体系的分散介质,或至少是它的一种成分,这决定于是否还添加别的惰性有机液体,作反应介质或分散介质的一部份。

[062] 能被高碱化的物质一般是油溶性的有机酸,它包括含磷的酸,硫代含磷的酸,含硫的酸,羧酸,硫代羧酸等,以及它们相应的碱金属和碱土金属盐。每一类这些有机酸和其它有机酸如含氮的酸,含砷的酸,其典型例子和由它们制备高碱性产物的方法都公开在上面引用的专利中,以供参考。美国专利2,777,874公开的有机酸,适合于制造可转化成分散体系供本发明组合物使用的高碱性物性。美国专利2,616,904;2,695,910;2,767,164;2,767,209;3,147,232和3,274,135公开的很多有机酸,也适合于制造高碱性物质,这些专利还公开了由这些酸制备的高碱性物质的典型例子。美国专利2,883,340;2,915,517;3,001,981;3,108,960和3,232,883公开了从聚烯烃制备高碱性酸的方法,其中所用的酸是某种含磷的酸,硫代含磷的酸,含磷的酸-含硫的酸的混合物,和含硫的酸。美国专利2,959,551公开的是高碱性的酚盐,而美国专利2,798,852公开的是高碱性酮。在美国专利2,968,642;2,971,014和2,989,463中,公开了多种高碱性物质,它们是从油溶性非金属,非互变异构的中性和碱性有机极性化合物制得,如酯、胺、酰胺、醇、醚、硫化物、亚矾等。另一类能被高碱化的物质,是油溶性硝基取代的脂肪烃,尤其是硝基取代的聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯等。这类材料在美国专利2,959,551中作了说明。同样,亚烷基多胺如丙二胺或N-烷基取代丙二受,与甲或产生甲醛的化合物(如多聚甲醛)反应,得到的油溶性产物也能被高碱化。其它适合于高碱化的化合物都公开在上面引用的专利中,要不然便是已为从事该项工作的都熟知。

[063] 在胶体分散体系里所用的有机液体,也能用作高碱化反应的溶剂。

[064] 制备高碱化物质所用的金属化合物,一般是周期表Ⅰ-A族和Ⅱ-A族金属的碱性盐,尽管其它金属如铅、锌、锰等也能作该项用途。盐的阴离子部分可以是羟基、氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐、亚硫酸盐,亚硫酸氢盐、卤化物、酰胺、硫酸盐等,这些都公开在上面引用的专利中。高碱性物质最好是从碱土金属氧化物,氢氧化物,烃氧基化物,如它的低级醇盐制取。本发明的分散体系最好是由含钙金属的高碱性物质组成。

[065] 促进剂是一种能让过量金属结合到高碱性物质里的物质,这些物质同样是变化万千的,从上面引用的专利中表明,它们在该项工艺里已十分有名。美国专利2,777,874;2,695,910;和2,616,904,对适用的促进剂有特别全面的讨论。它们包括醇类和酚类促进剂。其中醇类促进剂包括碳原子数1-12的链烷醇,如甲醇、乙醇、戊醇、辛醇、异丙醇,以及这些醇的混合物等。而酚类促进剂则包括各种羟基取代的苯和。酚类中特别有用的是烷基化酚,如庚基酚,辛基酚和壬基酚,这种类型的酚详见美国专利2,777,874。有时,也使用各种促进剂的混合物。

[066] 在上面引用的专利如美国专利2,616,904中,还公开了合适的酸性物质。在这类已知有用的酸性物质中,是液体酸如甲酸、乙酸、硝酸、硫酸、盐酸氢溴酸、氨基甲酸,取代的氨基甲酸等。尽管无机酸性物质如HCl,SO2,SO3,CO2,H2S,N2O3等通常用作酸性物质,但乙酸是一种十分有用的酸性物质,它和CO2是受推荐的酸性物质。

[067] 为制备高碱性物质,把要高碱化的物质,惰性非极性有机溶剂,碱性金属化合物,促进剂,以及酸性物质汇集在一起,化学反应便接着发生。制得的高碱性产物的确切性能是未知的。不过,为详细说明本发明起见,可以把它说成是一种单相的均匀混合物,这种混合物里有溶剂,有从碱性金属化合物,酸性物质和被高碱化物质反应形成的金属络合物(1),有从酸性物质与碱性金属化合物和被高碱化物质反应生成的无定形金属盐(2),混合物里也可以是只含(1),(2)其中一种。

[068] 酸性物质与其余反应物接触的反应温度,很大程度上取决于所用的促进剂。若采用酚类促进剂,反应温度范围一般约为80-300℃,以约100-200℃为适宜。如果是用醇或硫醇作促进剂,温度一般将不超过反应混合物的回流温度,最好不要超过约100℃。

[069] 由上述看来,高碱性物质显然会留有全部或部分的促进剂。也就是说,不管促进剂是非挥发性的(如某种烷基酚),还是易于挥发能从高碱性物质里除去,但至少仍有一些促进剂残留在高碱性产物中。因此,由该产物制造的分散体系也会含有促进剂。至于用来制备分散体系的高碱性物质里有无促进剂,或胶体分散体系里本身有无促进剂,则并不是本发明的关键所在。显然,选择一种挥发性的促进剂如低级的链烷醇(如甲醇、乙醇等),是属于该项工艺的技能。这弱,促进剂在进入本发明的组合物形成分散体系之前或其后,能容易把它除掉。

[070] 用作制备本发明分散体系原料的高碱性物质,优选的一类物质是用碱土金属高碱化的油溶性有机酸,最好是至少含有约12个脂肪族碳原子的那些有机酸,如果酸分子含有芳香环如苯基,萘基等,其中的脂肪族碳原子可以少至约8个。对合乎制备这些高碱性物质要求的典型的有机酸,在上面所引专利中,作了详细讨论和鉴别。尤其是美国专利2,616,904和2,777,874,这两份资料公开了很多种非常有用的有机酸。特别合适的是高碱化油溶性羧酸和磺酸。羧酸的例子是棕榈酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、油酸、亚油酸、山萮酸,三十六烷酸,四丙烯取代的戊二酸,聚异丁烯(分子量=5000)取代的丁二酸,十八烷基取代的己二酸,氯代硬脂酸,9-甲基硬脂酸,二氯代硬脂酸,硬脂酰苯甲酸,廿烷取代的萘甲酸,二月桂基-十氢萘羧酸,以及这些酸的混合物,它们的碱金属和碱土金属盐,和/或它们的酐。在油溶性磺酸中,最好选择用脂肪烃单取代,二取代和三取代的芳基磺酸。适用的磺酸的具体例子包括廿烷单取代萘磺酸,十二烷基苯磺酸,双十二烷基苯磺酸,二壬基苯磺酸,十六烷基氯代苯磺酸,二月桂基β-萘磺酸,由分子量为1500的聚异丁烯与氯磺酸反应得到的磺酸,硝基萘磺酸,石蜡磺酸,十六烷基-环戊烷磺酸,月桂基-环己烷磺酸,聚乙烯(分子量为750)磺酸等。显然,芳基磺酸上的脂肪基团的大小和数目,必须要确保酸能溶于反应介质中,脂肪基团一般将是烷基和/或烷烯基,使脂肪族碳原子的总数至少约为12。

[071] 在这类受欢迎的高碱化羧酸和磺酸中,特别要推荐用钡和钙高碱化的单、二,以及三烷基取代苯和萘(包括它们的氢化形式),还有特别是较高级的脂肪酸。在合成制得的烷基化苯磺酸和萘磺酸的例子里,其中的烷基取代基含有约8-30个碳原子,又以约12-30个为适宜,最好是含有约24个碳原子。这类酸包括二-异十二烷基苯磺酸,蜡烃取代的苯酚磺酸,蜡烃取代的苯磺酸,聚丁烯取代的磺酸,十六烷基-氯代苯磺酸,双-十六烷基萘磺基,二-月桂基联苯醚磺酸,二-异壬基苯磺酸,二-异十八烷基苯磺酸,硬脂酰萘磺酸等。最佳的脂肪酸种类是碳原子数约为12-30的饱和和不饱和的高级脂肪酸。其例子是月桂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、油硬脂酸、硬脂酸,肉豆蔻酸、十一烷酸、α-氯代硬脂酸,以及α-硝基月桂酸。

[072] 这类优先选择的磺酸和羧酸,正如其典型例子所示,它们可以含有非烃的取代基,如卤素,硝基,烷氧基,羟基等。

[073] 制备分散体系采用的高碱性物质,要求其金属比至少约3.5,以不低于4.5为适宜。金属比至少约7的一类高碱性物质优先受推荐。而金属比多达约75的高碱性物质也能被使用,通常,金属比的最大值将不超过约30,多数情况下在约20以下。

[074] 制备本发明组合物的分散体系,所用的高碱性物质一般含有约10-70%重量的含金属成份。如后面所述,它们的确切本性是未知的。虽然不希望受理论的约束,人们还是认为其中的碱性金属化合物,酸性物质和被高碱化的有机物形成了金属络合物,后者是高碱性物质的含金属组分。另一方面,还可推测,碱性金属化合物和酸性物质形成了无定形金属化合物,这种化合物溶解于惰性有机反应介质和发生高碱化反应的物质中,后者本身便可以是一种含金属的化合物,如羧酸和磺酸的金属盐。在这种情况下,高碱性物质的含金属组分既是无定形化合物,又是酸盐。高碱性物质里其余成分。主要由惰性有机反应介质以及未从高碱性产物中除去的促进剂组成。为应用起见,把遭受高碱化的有机物质看作是含金属组分的一部份。液体反应介质在制备高碱性物质的反应混合物里,一般至少占重量的30%。

[075] 如前面所述,本发明组合物所用的胶体分散体系,是将高碱性原料和一种“转化剂”经均化制成。这两种组分经剧烈搅拌,便达到均化,均化温度宜在回流温度或略低于回流温度。该温度通常将取决于转化剂的沸点。不过,在约25-200℃范围里或略高些的温度,都可达到均化作用。通常,温度超过约150℃,没有什么实际的优点。

[076] 要使高碱性物质达到转化所需要的转化剂浓度,按高碱性物质重量计算,不算其中的惰性有机溶剂和任何存留的促进剂,其范围一般从1-80%左右。所用的转化剂占的重量,最好不低于约10%,通常不超过约60%。高于这个浓度看来不会有更多的好处。

[077] 这里使用的“转化剂”术语,用来叙述种类繁多的一类物质,它们具有能把牛顿型均匀单相的高碱性物质转化成非牛顿胶体分散体系的性质。完成转化的机理不太清楚。不过,除二氧化碳外,这些转化剂都含活泼氢。转化剂包括低级的脂肪族羧酸,水,脂肪醇,环脂肪醇,芳基脂肪醇,酚,酮,醛,胺,含的酸,含磷的酸,和二氧化碳。也可以用两种或两种以上的这些转化剂的混合物。特别有用的转化剂下文讨论。

[078] 低级的脂肪族羧酸,在分子里它们包含的碳原子数约低于8个。这类酸的例子有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、异戊酸、异丁酸、辛酸、庚酸、氯代乙酸、二氯代乙酸、三氯乙酸等。推荐使用甲酸,乙酸和丙酸,而乙酸则是尤其适用。显而易见,这些酸的酐也是有用的,为了本发明的说明书和权利要求起见,酸的名称用来包括原来的酸和酸酐两种在内。

[079] 有用的醇包括脂肪族,环脂族和芳脂族的单取代醇和多羟基醇。碳原子数少于约12的醇特别有用,由于工艺过程的经济和效果原因,以采用碳原子数约少于8的低级链烷醇为宜。链烷醇的例子如有甲醇,乙醇,异丙醇,正丙醇,异丁醇,叔丁醇,异辛醇,十二烷醇,正戊醇等;环烷醇的例子有环戊醇,环己醇,4-甲基环己醇,2-环己基乙醇,环戊基甲醇等;苯基脂肪族链烷醇例如有苄醇,2-苯基乙醇,和肉桂基醇;碳原子数约在6以下的亚烷基二醇以及用低级烷基单取代的它的醚类,其例子如有乙二醇单甲醚,二甘醇,乙二醇,三次甲基二醇,六次甲基二醇,二缩乙二醇,1,4-丁二醇,1,4-环己二醇,丙三醇,以及季戊四醇。

[080] 采用水和一种或多种醇的混合物,对高碱性物质转化成胶体分散体系特别有效。这种混合常常缩短了完成该工艺所需要的时间。水和醇的任何混合均为有效,不过,醇同水的重量比约为0.05-24∶1时,所用的一种或多种醇与水的混合物要更为有效。醇里面最好至少有一种是低级链烷醇。而由一种或多种低级链烷醇构成的醇-水混合物则尤其适用。

[081] 适用于作转化剂的酚包括苯酚,萘酚,邻甲酚,对甲酚,邻苯二酚,甲酚混合物,对-叔丁基苯酚,以及其它低级的烷基取代苯酚,聚异丁烯(分子量为350)间位取代的苯酚等。

[082] 其它有效的转化剂包括低级脂肪族醛和酮,尤其是低级的烷基醛和酮如乙醛,丙醛,丁醛,丙酮,甲乙酮,二乙基酮。而各种脂肪族,环脂族,芳香族和杂环的胺类也是有效的转化剂,只要它们至少含有一个起码连有一个活泼氢的氨基。其例子是单烷基和二烷基胺,尤其是它们的低级烷基胺如甲胺,乙胺,丙胺,十二烷基胺,甲乙胺,二乙胺;还有环烷基胺类如环己基胺,环戊基胺,以及低级烷基取代的环烷基胺如3-甲基环己胺,1,4-环己撑二胺;还有是芳胺类如苯胺,一、二、三低级烷基取代的苯胺类,萘胺类,1、4-苯二胺类;还有是低级链烷醇胺类如乙醇胺和二乙醇胺;还有是亚烷基二胺类如乙二胺,三乙撑四胺,丙邻二胺,辛撑二胺;以及还有是杂环胺如哌嗪,4-氨基乙基哌嗪,2-十八烷基咪唑啉和恶唑烷。含硼的酸也是有用的转化剂,它包括含硼的酸〔如烷基-B(OH)2或芳基-B(OH2)〕,硼酸(即H3BO3),四硼酸,偏硼酸,以及这些含硼的酸的酯类。

[083] 含磷的酸是有效的转化剂,它包括各种烷基和芳基次膦酸,三价膦酸,膦酸和亚膦酸。由低级链烷醇或不饱和烃如聚异丁烯同磷的氧化物和硫化物(如P2O5和P2S5)反应得到的含磷的酸尤其有用。

[084] 二氧化碳可以用作转化剂。但是,最好是将它与前面的一种或多种转化剂结合起来使用。例如,水和二氧化碳的结合,对转化高碱性物质成胶体分散体系,是特别有效的转化剂。

[085] 如前所述,高碱性物质是单相均匀体系。但是,随反应条件和制备高碱性物质的反应物的选择不同,有时会出现不溶性杂质产物。这些杂质一般是未反应的碱性物质如氧化钙,氧化钡,氢氧化钙,氢氧化钡,或其它供制备高碱性物质用的金属碱性反应物。已经发现,如果这类杂质在用转化剂均化高碱性物质之前就给除掉,便可得到更均匀的胶体分散体系。因此,最好把高碱性物质里的任何不溶性杂质在它转化成胶体分散体系之前除掉。用传统的方法如过滤和离心容易达到这个目的。理所当然,虽然基于上述原因最好除掉这些杂质,但是,这并不是本发明的实际关键所在,如果含有不溶性杂质的高碱性物质转化成胶体分散体系,仍然能得到有用的产物。

[086] 转化剂或其一部份可以保留在胶体分散体系里。不过,转化剂不是这些分散体系的主要组分,分散体系里残留的转化剂,一般希望尽可能少。由于这些转化剂与高碱性物质并不会通过某种类型的化学键相牢固结合并发生化学反应,因此,要把大部分和通常实际上全部转化剂除掉,一般是简单的事情。有些转化剂具有易于从分散体系里分离开的物理性质。例如,大多数游离的二氧化碳,在均化工序或以后的储存中,逐渐会从分散体系里逸走。由于液体转化剂比分散体系里的其余组分一般更易挥发,它们容易用传统的脱挥发份技术除掉,如加热,减压加温等。为此,要求选择的转化剂,其沸点要比分散体系里其余组份低。这就是转化剂最好采用低级链烷醇,它们的混合物,以及低级链烷醇-水混合物的另一个原因。

[087] 另一方面,从分散体系里除掉全部转化剂并不是关键性的。事实上,没有除掉转化剂,仍然可以得到本发明组合物的有用分散体系。不过,从达到均匀结果的观点来看,一般要求除掉转化剂,尤其在它们是挥发性的场合。有时,液体转化剂可以使胶体分散体系与本发明其它组份混合变得更为方便。在这种情况下,转化剂在混合前最好留在分散体系里。此后,需要的话,再用传统的脱挥发份技术,把转化剂从这些组成物中除掉。

[088] 分散体系的特征在于有三种基本组份:(1)在原位置形成的含金属颗粒,(2)一种用作分散介质的惰性非极性有机液体,(3)一种可溶于分散介质的非极性有机化合物,它的分子的特点是含有憎水部份,并至少有一个极性基团。在推荐的体系里,组份包括(1)单元颗粒大小约50-300A的固体碳酸钙,(2)一种芳香族溶剂,(3)分子式如下的化合物,

[089]

[090] 其中,R是碳原子数平均约12-30的烃基,以20-28更适宜,最好是约24。(1)与(3)的摩尔比宜在约20以下。

[091] 在原位置形成的固体含金属颗粒,与制备高碱性物质用的碱性金属化合物同酸性物质的反应产物,具有相同的化学组成物。因此,这种颗粒的实际化学的显著个性,既取决于所用的特定碱性金属或碱类,还取决于所用的特定酸性物质或同时反应的物质。例如,如果制备高碱性物质所用的碱性金属化合物是氧化钡,所用的酸性物质是甲酸和乙酸的混合物,那末,在原位置形成的含金属颗粒将是甲酸钡和乙酸钡。

[092] 但是,在转化工序中于原位置形成的颗粒,其物理特性与遭到转化的均匀单相高碱性物质里所有颗粒的物理特性完全不同。尤其是象颗粒大小和结构这样的物理特性,它们两者完全不同。胶体分散体系里的固体含金属颗粒,它的大小完全可以用X-射线衍射法检测出来。而转化前的高碱性物质,则没有发现有这些能检测出来的颗粒特征。

[093] 对高碱性有机物质和由它制成的胶体分散体系都用X-射线衍射和电子显微镜方法进行了研究。这些研究确定了在分散体系里有固体含金属盐存在。例如,在一种制成的分散体系里,碳酸钙是以固体碳酸钙的方式存在,其颗粒度约为40-50

(单元粒度),而间距为3.035d

。而用X-衍射法研究制成分散体系的高碱性物质,结果表明,它不含上述类型的碳酸钙。事实上,象这样的碳酸钙,即使有的话,看来也是无定型的,并存在于溶液里。虽然不希望受理论束缚,看来转化工序会导致颗粒形成和增长。也就是说,存在于高碱性物质里的是无定型含金属的表观可溶性盐或络合物,它形成固体含金属的颗粒,并通过颗粒增长过程成为胶体颗粒。在很多情况下,这些颗粒表现是微晶物。不管对原位置的颗粒形成所推测的机理正确性如何,事实仍然是,这种在分散体系里占优势的颗粒,在制备它的高碱性物质中并没有发现。因此,它们无疑是在转化工序过程里在原位置形成的。

[094] 当这些在原位置形成的固体含金属颗粒出现时,它们仿佛是预润湿、预分散的固体颗粒,这种颗粒总是均匀分布在分散体系整个其它组份中。含有这些预润湿分散颗粒的液体分散介质,容易结合到本发明的组合物里去,从而使颗粒易于均匀分布到整个组合物中去,由原位置形成的含金属固体颗粒具有预润湿、预分散性,这是该分散体系的重要特点。

[095] 在前面推荐的体系中,分散体系的第三组份(即能溶于分散介质的有机液体,其特征是它的分子含有憎水部份和极性取代基),是一种以下式表示的磺酸钙,

[096]

[097] 其中,R是碳原子数约12-30的烃基,以约20-28为适宜,最好是约24。在这种情况时,分子的憎水部份是烃基,即

;极性取代基是金属盐部份,

[098]

[099] 有机化合物的憎水部份一般是烃基或基本上是烃基,它至少含有约12脂肪族碳原子。通常,烃基部份是脂肪族或环脂族烃基,然而,用脂肪族或环脂族取代的芳族烃基也是合适的。换句话说,有机化合物的憎水部份是有机物高碱化后去掉它的极性取代基后的残余部份。例如,如果被高碱化的物质是羧酸,磺酸或含磷的酸,憎水部份便是这些酸去掉酸官能团的残余部份。同样,如果被高碱化的物质是酚,硝基取代的聚烯烃,或胺,有机化合物的憎水部份便是相应地去掉羟基、硝基或胺基后残留的基团。分子中的憎水部份使该有机物能溶于高碱化工序所用的溶剂里,以后又能溶解于分散介质中。

[100] 显然,这些有机物的极性部份是极性取代基,如上述的酸盐部份。若高碱化反应里的有机物,含有能与其中的碱性金属化合物反应的极性取代基,如羧基、亚磺基、羟基磺酰基,含磷的酸基或羟基,那末,第三组份的极性取代基就是反应中形成的极性基团。因此,极性取代基是对应酸的金属盐基团或羟基金属衍生物,如碱金属或碱土金属磺酸盐,羧酸盐、亚磺酸盐,醇盐或酚盐。

[101] 从另一方面来说,有些被高碱化的物质,它们含有的极性取代基通常不与碱性金属化合物反应。这些取代基包括硝基,氨基,酮羧基,碳烷氧基等。从这种高碱性物质得到的分散体系,第三组份里的极性取代基与它们在原来被高碱化物质中的性质相同。

[102] 这种分散体系里第三种主要组份的特性决定于制备高碱性物质所用原料(即被高碱化的物质和碱性金属化合物)特性。一旦知道了这些原料的特性,胶体分散体系中第三组份的特性也就自然可以确定下来。因此,知道了原料的特性,便容易确定第三组分的憎水部份的特性是该物质中除极性取代基以外的部份。第三组分极性取代基特性的确定,是属于化学的问题。如果被高碱化物质的极性基团同碱性金属化合物发生了反应,例如,如果它们是酸官能团,羟基等,那末最终产物的极性取代基,将相当于原来的取代基和碱性金属化合物的反应产物。相反,如果被高碱化物质里的极性取代基与碱性金属化合物并不反应,那末,第三组份的极性取代基则与原来的取代基相同。

[103] 如上所述,这种第三组份本身能围绕含金属颗粒取向,形成胶束胶体颗粒。因此,在分散体系里,它既可以作为单独的液体组份溶解于分散介质中,也可以与含金属的颗粒相联结;成为一种胶束胶体颗粒组份。

[104] 在制备本发明的组合物时,重要的是把非牛顿胶体分散体系的碱度,降低到足以提供满意的储存期限。分散体系的碱度最好用合适的酸性物质(如磺酸,二氧化碳等)。制备分散体系使用的酸性物质量,当以酚酞指示剂作标记,要足以把最后分散体系的酸值降到3左右或3以下,最好降到1左右或1以下。酸值降到零附近的体系是最佳的分散体系。

[105] 实例1-3说明了用于制备本发明组合物的胶体分散体系的制备法。除特别指出外,“百分率”和“份数”指的是重量百分数和重量份数。在温度超过反应混合物组份的沸点时,使用回流办法,除非反应产物被加热以除去挥发组份。

[106] 实例1

[107] 3185份甲醇、28.25份氯化钙和226.5份自来水添加到备有加热套管、热电隅、金属搅拌器、气体输入管和冷凝器的玻璃反应器中。在搅拌下将混合物加热至48℃。再把644.5份Silo石灰(94%氢氧化钙)添加到混合物中配成浆液。把混合物的温度降至45℃,将7075份取代的苯磺酸聚丙烯(MW=337)在1小时内添加到混合物中。混合物升温至46℃,搅拌半小时。将6275份的SC溶剂100(Ohio    Soluents公司供应的高沸烷基化芳香族溶剂)加入到混合物中,并且将混合物搅拌15分钟。而后,将1772.75份Silo石灰增量分三次添加到混合物中。每次增量后,二氧化碳以每小时5标准立方英尺的速率作鼓泡通入混合物中。二氧化碳总鼓泡时间约为10.5小时,而混合物温度从40℃至50℃而变化。当加热回流9小时后,用每小时2标准立方英尺的速率以氮鼓泡洗混合物,在该时间内后,温度从47℃增加到160℃。将混合物冷却至室温,并使其通过GYro    Tester澄清器过滤。用SC溶剂100将固体含量调节到70%。

[108] 实例2

[109] 将15000份的实例1的产物置于备有加热套管、热电隅、气体输入管、冷凝器和金属搅拌器的玻璃反应器中,在搅拌下加热至40℃。以每小时1立方英尺的速率将二氧化碳作鼓泡通入混合物3.75小时,在二氧化碳鼓泡期间,混合物的温度在38℃至46℃内变化。在五分钟内,将847.8份异丙醇、847.8份甲醇和1304份蒸馏水加入到混合物中。混合物升温至45℃,然后加热至67℃,将2500份SC溶剂100添加到混合物中,然后将混合物加热至78℃并维持该温度0.5小时。以每小时2标准立方英尺的速率用氮吹气混合物。在5.5小时内,吹洗期间,混合物温度从77℃增加到155℃。用冷却水冷却混合物,从而得到固体含量为62.5%(以重量计)的胶体产物16700份。

[110] 实例3

[111] 将1200份实例2的产物置于备有加热套管、收集器、金属搅拌器、聚四氟乙烯支架、气体输入管、热电隅和冷凝器的树脂反应器中。然后在十分钟内将225.5份取代的苯磺酸聚丙烯(MW=337)添加到混合物中,并使混合物升温至34℃。混合物温度在34℃维持20分钟后,以每小时2标准立方英尺的速率用氮气鼓泡混合物,以除去水份。收集器充满SC溶剂100,以便防止溶剂散失。在气洗期间,于两小时内温度增加到162℃。然后,温度在162℃维持半小时。收集7.5立方厘米的水。使混合物冷却至室温,得到具有零基数低油高碱性磺酸盐胶体。

[112] 交联物质(B):

[113] 交联物质可以是任何能交联的非异氰酸酯的聚合物或齐聚物。这些物质能自身交联,也可以与其它能交联的物质交联,或者与交联剂交联。

[114] 典型的能交联的物质是含有羟基、羧基、烷氧基、伯胺基、仲胺基、环氧基、或两种或两种以上所述基团的混合物的多官能的物质。

[115] 这种能交联的物质可以是几种能交联物质的混合物,这些能交联物质相互间也能进行交联。在本发明的一个实施方案中,能交联的物质是至少一种含羟基的多官能的物质和至少一种含烷氧基的多官能物质的混合物。在另一个实施方案中,它可以是至少一种含羟基的多官能的物质和至少一种含羧基的多官能物质的混合物。在第三个实施方案中,它可以是至少一种含环氧基的多官能的物质和至少一种含羧基的多官能的物质的混合物。在第四个实施方案中,它可以是至少一种含羧基的多官能的物质和至少一种含烷氧基的多官能的物质的混合物。在第五个实施方案中,它可以是至少一种含环氧基的多官能的物质和至少一种含烷氧基的多官能的物质的混合物。在前述的混合物中,能交联的物质相互可交联,因此也就没必要使用交联剂(C),尽管这样的交联剂可用来提高交联反应。

[116] 交联反应可以是例如羟基与烷氧基的反应,羟基与羧基的反应,羧基与环氧基的反应,烷氧基的自身交联反应,羧基与烷氧基的反应,或环氧基与烷氧基的反应。

[117] 能交联的物质最好是具有数均分子量至少为300、最好约500至约50000、最佳约1000至约10000的热固性树脂。其中,优选的能交联的物质是环氧树脂、丙烯酸树脂、不饱合聚酯树脂、醇酸树脂、氨基树脂、酚醛树脂、烯丙树脂、呋喃树脂、硅酮树脂、或两种或两种以上所述树脂的混合物。

[118] 用于本发明的环氧树脂包括任何一种已知的有机树脂,这些有机树脂是以具有下式的环氧基为特征:

[119]

[120] 这种树脂许多是市售的,它们既可以是混合型的脂肪族-芳香族的分子结构,也可以是唯一非苯环型的(即脂肪族或环脂族)分子结构。

[121] 用于本发明的混合型脂肪族-芳香族的环氧树脂,是在一种碱的存在下(例如氢氧化钠或氢氧化)通过熟知的一种双(羟基-芳香基)烷或一种四重-(羟基芳基)-烷烃与卤代脂肪族环氧化物反应而制备的。在这些条件,卤化氢首先被除去,从而借助醚键,脂肪族环氧基偶联到芳香核上。然后,环氧基与羟基缩合生成聚合分子,这些聚合分子按照反应物的相对比例和反应时间改变分子的大小。下面的化学方程式用表氯醇和2,2-双-(对-羟基苯基)丙烷作为反应物,以进行说明。然而不需要代表所有的反应,这些方程式可代表产生的某些主要反应。(见文后)

[122] (d)Ⅲ也可以与附加的表氯醇和2,2-双-(对-羟基-苯基)丙烷缩合,生成假定有下面通式结构的高聚物:

[123]

[124] 式中Z为整数,代表聚合物主链中的重复单元或单体单元数。

[125] 也可以使用含大约4或4以上的碳原子、一般约为4至20个碳原子的卤代脂肪族环氧化物代替表氯醇。一般来说,最好使用氯取代的端基烯化氧(端基指的是环氧基,在烷基主链的末端),而用表氯醇表示更佳,因为它是市售的,并且对本发明所用的环氧树脂的制备,是非常良好的原料。

[126] 如果需要的话,卤代脂肪族环氧化物还可以含有例如羟基酮、硝基、亚硝基、醚、硫化物、碳烷氧基等等的取代基。

[127] 同样,也可以使用含有约16或更多的碳原子、一般约为16至约30个碳原子的双-(羟基芳香基)烷代替2,2-双-(对-羟苯基)-丙烷,例如,2,2-双-(1-羟基-4-萘基)-丙烷;2,2-双-(邻-羟苯基)-丙烷;2,2-双-(对-羟苯基)丁烷;3,3-双-(对-羟苯基)己烷;2-(对-羟苯基)-4-(1-羟基-4-萘基)辛烷,5-5-双-(对-羟基-邻-甲基苯基)-癸烷,双-(对-羟苯基)-甲烷,2,2-双-(对-羟基-邻-异丙基-苯基)丙烷,2,2-双(邻,对-二羟苯基)丙烷,2-(对-羟苯基)-5-(邻-羟苯基)-十六烷烃,等等,如需要的话,双-(羟基芳基)烷可以含有例如卤素、硝基、亚硝基、醚、硫化物、碳烷氧基等等的取代基。一般的说,最好使用双-(对-羟苯基)烷烃,因为这类化合物易于从熟知的酚类与脂肪族酮类或醛类在有脱水剂情况下(例如硫酸)的缩合而得到。以2,2-双-(对-羟苯基)丙烷为最优,它作为“双酚A”市售。

[128] 特别适合于本发明的环氧树脂是使双-(羟苯基)烷烃、最好是2,2-双(对-羟苯基)丙烷与氯代端基的烯化氧(最好是表氯醇)反应,生产一种平均分子量在大约300至大约500之间、最好是约350至约400的产物。具有平均分子量大约380、并从2,2-双-(对-羟苯基)丙烷和表氯醇制备的这样一种优选的环氧树脂为人所知,其商品名为“Epon820”。平均分子量约为616并从表氯醇和对称四个-(对-羟苯基)乙烷制备的环氧树脂有关类型是以商品名“Epon1031”市售的。

[129] 另一通类适用于本发明的环氧树脂是脂肪族或环脂族环氧树脂。这些树脂是环状或无环的烯烃,例如甲基环己烷、乙烯基环己烯、α-甲基-乙烯基环己烯、聚丁二烯等等,它们至少含有一个碳-碳多键。以商品名“Oxiron2001”所知的这样一种非苯环型的环氧树脂,是用过乙酸氧化聚丁二烯制备的。

[130] 适用于本发明的又一类环氧树脂是酚醛清漆树脂。酚醛清漆树脂的代表是苯酚酚醛清漆树脂和甲酚酚醛清漆树脂,它们分别具有下列通常的结构:

[131]

[132] 把一种含多官能基团的单体与另一种能共聚的单体的适宜混合物按普通方式聚合,从而得到丙烯酸树脂。一般聚合温度在约60℃至约100℃之间,而聚合时间通常在约3至约10小时之间。含多官能基团的单体例子包括含羟基的单体,例如丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺;含羧基的单体,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、来酸、富马酸、以及具有单醇的马来酸和富马酸的单酯;含烷氧基的单体,例如N-丁氧基-甲基甲丙烯酰胺和N-丁氧基甲基丙烯酰胺;和含环氧基的单体,例如甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯和烯丙基缩水甘油醚。这些单体既可以单独使用,也可以以其两种或两种以上的混合物形式使用。含有多官能的单体的用量占总单体重量的约5%至约40%。与这些含官能团单体的共聚单体例子,包括烯化的不饱和单体,例如乙烯,丙烯和异丁烯;芳香族的单体,例如苯乙烯、乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯;(甲基)丙烯酸的酯和1至约18个碳原子的醇,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸-正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯和(甲基)丙烯酸月桂酸酯;大约2至约11个碳原子羧酸的乙烯酯,例如乙烯基乙酸酯、乙烯基丙酸酯和乙烯基-2-乙基己酸;以及氯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯腈。它们可以单独使用,也可以以其两种或两种以上的混合物形式使用。

[133] 不饱和聚酯是以聚酯主链中乙烯的不饱和性为特征的,它是将多元羧酸或酸酐与多元醇用已知方法聚合而得到。多元羧酸的例子包括对苯二酸、异苯二酸、邻苯二酸酐、六氢邻苯二酸酐、富马酸、偏苯三酸酐、马来酸酐、邻苯二酸酐、以及琥珀酸酐。多无醇的例子包括乙二醇、丙二醇、二乙二醇、甘油、三甲醇丙烷、三甲醇乙烷、季戊四醇和双醇A。

[134] 醇酸树脂是使用已知技术,在有干性油的情况下,通过二元或多元醇与多元酸或酸酐反应而获得的。二元或多元醇的例子包括甘油、季戊四醇、山梨醇、和二乙二醇。多元酸或酸酐的例子包括苯二酸、异苯二酸、马来酸酐、富马酸酐、非共轭亚麻油酸、油酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、四氯苯二酸酐、和氯菌酸酐。干性油的例子包括豆油、亚麻油、脱水蓖麻油、非氧化蓖麻油和椰子油桐油、臭气油、鱼油、向日葵油、胡桃油、红花种子油和塔尔油。这些醇酸树脂可以这样生产,例如在大约210℃至约235℃下,直接熔化甘油、苯二酸酐和干性油;然后,把溶剂加入以调节固体含量。干性油的数量变化取决于目的用途,就本发明高固体组份而言,量好降低干性油含量。

[135] 氨基树脂(有时称作聚(亚烷基)酰胺)是在氨基形式(NH2)中含氮的富氮聚合物。含氨基的原料通常与醛(例如甲醛)反应,生成一反应性单体,然后聚合成热固性树脂。含氨基的物质包括脲、蜜胺、二者与甲醛的共聚物、硫脲、苯胺、双氰胺、甲苯氨磺酰、苯胍脲、亚乙基脲和丙烯酰胺、优选的氨基树脂是蜜胺-甲醛和脲-甲醛树脂。

[136] 酚醛树脂是任一几种类型的合成热固性树脂,由酚与醛反应而成。酚的例子包括酚、甲酚、二甲苯酚、对-叔丁基酚、对苯基苯酚、双酚和间苯二酚。醛的例子包括甲醛、乙醛和糠醛、酚-甲醛树脂是这种酚醛树脂的优选一类。

[137] 烯丙树脂是由含有CH2=CHCH2基团(例如烯丙醇和二元酸的酯)的化合物加聚而成。一般来说,它们作为单位和部分聚合的预聚物市售。这种烯丙树脂的例子包括酞酸己二烯、异酞酸己二烯、二烯丙基蜜胺和氯菌酸二烯丙酯。

[138] 呋喃树脂主要是由糠醇在有强酸、有时是与甲醛或糠醛的混合物的存在下缩聚而成。这些呋喃树脂还包括苯酚与糠醇或糠醛缩合而制备的树脂,以及糠酮的聚合物。

[139] 硅酮树脂是含有交替的硅和氧原子主链的半有机属聚合物,是用各种连接在硅原子的有机基团所改性。这些硅酮树脂的例子包括二甲基聚硅氧烷,是在有催化剂的存在下,用氯甲基处理硅,形成氯硅烷,再水解此氯硅烷,从而形成硅氧烷的环状三聚体。然后聚合此硅氧烷,形成二甲基聚硅氧烷。有效的二甲基聚硅氧烷的改性,包括通过把苯基、卤原子醇酸树脂、环氧化物、聚酯、和其它含-OH基的有机化合物混合而制备。

[140] 交联剂(C)

[141] 本发明所用的交联剂是与能交联的物质(B)的多官能团起反应的任何交联剂。当组分(B)是自身交联或能与另一种能交联的物质交联时,就没有必要使用交联剂(C)。因此,在本发明的组份中,交联剂是一任选的成份。

[142] 有效的交联剂每分子有2-6个反应部位。优选的交联剂是齐聚物或树脂,后者是甲醛与蜜胺或与脲的反应产物。尽管蜜胺一般交联度很大,但蜜胺或脲树脂(或其混合物)可用作交联剂。有效的蜜胺和脲树脂是烷氧烷基和烷醇基蜜胺和脲。具体例子包括:烷氧甲基蜜胺和脲,其中烷氧基有1-4个碳原子,例如己烷氧基甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基和混合的烷氧基甲基蜜胺和二烷氧基甲基尿脲;和烷醇基蜜胺和脲。例如己甲醇基蜜胺和二甲醇基脲。当能交联的物质(B)是一醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树酯或丙烯酸树脂时,这些交联剂特别有效。

[143] 其它有效的交联剂是多官能的酸和酸酐、多官能的胺和多元醇。

[144] 多官能的酸或酸酐包括分子中含有二个或二个以上当量的羧基或酸酐。例子包括多价羧酸或酸酐化合物,例如邻苯二酸酐、异邻苯二酸、己二酸、琥珀酸、癸二酸、柠檬酸、衣糠酸、乌头酸、马来酸酐、富马酸、三苯六酸酐、己氢化苯二酸酐、四氢化苯二酸酐、十二基琥珀酸酐、庚二酸、苯均四酸酐,和分子中有二个或二个以上的羧基的聚酯树脂,后者通过多价羧酸化合物与多元醇的酯化获得。

[145] 多官能的胺包括那些分子中含有两个或两个以上的氮原子的化合物(具有一个或两个相连接的活性氢原子)。这些多官能的胺可以是脂肪族、环脂族、杂环族或芳香族多胺类。

[146] 杂环多胺包括1-杂氮环丙烷类、氮杂环丁烷类、氮杂环戊烷类、四氢和二氢吡啶类、吡咯类、吲哚类、氮杂环己烷类、咪唑啉类、二和四氢咪唑啉类、哌嗪类、异引哚类、嘌呤类、吗啉类、硫吗啉类、N-氨基烷基吗啉类、N-氨基烷基硫吗啉类、N-氨基烷基哌嗪类、N,N′-二氨基烷基哌嗪类、吖庚因类、吖辛因类、壬癸因类、吖癸因类和上述每种的四氢、二氢和全氢的衍生物以及这些杂环胺的两种或两种以上的混合物。优选的杂环胺类是在杂环中只含氮、氧和(或)硫,特别是哌啶类、哌嗪类、硫吗啉类、吗啉类、吡咯烷类等等的饱和5和6元杂环胺类。哌啶、氨基烷基取代的哌啶类、哌嗪、氨烷基取代的哌嗪类、吗啉、氨烷基取代的吗啉类、吡咯烷、以及氨烷基取代的吡咯烷类为最佳。通常,氨烷基取代基在组成杂环部份的氮原子上被取代。这种杂环胺类的具体例子包括N-氨丙基吗啉、N-氨乙基哌嗪和N,N′-二氨乙基哌嗪。

[147] 单胺和多胺的羟胺类也是有效的,但它们至少要含一个伯或仲氨基。可设想羟基取代的胺,是那些除羰基碳原子外,直接与碳原子结合的羟基取代基的胺,即它们具有能起醇作用的羟基。这种羟基取代的胺的例子,包括乙醇胺、二(3-羟丙基)-胺、3-羟基丁基胺、4-羟基丁基胺、二乙醇胺、二(2-羟基丙基)-胺、N-(羟基丙基)丙胺、N-(2-羟基乙基)-环己基胺、3-羟基环戊胺、对-羟基苯胺、N-羟基乙基哌嗪等等。

[148] 肼和取代肼也可以作为交联剂使用。所用的肼中的氮都必须含有与其直接结合的氢。在肼上可能的取代基包括烷基、亚烷基、芳基、芳烷基、烷芳基等等。通常,取代基为烷基,尤其是低级烷基,以及取代苯基,例如低级烷氧基取代的苯基或低级烷基取代的苯基。具体经取代的肼的例子是甲肼、N,N′-二甲肼、苯肼、N-苯基-N′-乙肼、N,N′-二(对氯苯酚)肼、N-苯基-N′-环己肼等等。

[149] 另一组适宜用作交联剂的胺类是支链聚(亚烃基)多胺。支链聚(亚烃基)多胺是这样的多胺,其中的支链平均至少含一氮键氨基亚烃基(主链的

[150]

[151] 每九个氨基单元)的侧链。例如,主链的每九个单元有1-4个这样的支链,但最好每九个主链单元有一个支链。因此,这些聚胺至少含有三个伯胺基和至少一个叔胺基。

[152] 这些交联剂可表示成下式:

[153]

[154] 式中,R是一个亚烃基,例如乙烯、丙烯、丁烯和其它同系物(都是直链和支链)等等,但最好是乙烯;X,Y和Z是整数,例如,X是从4至24或更大的一个整数,但最好是6至18,Y是从1至6或更大的一个整数,但最好是1至3;Z是从0至6的一个整数,但最好是0至1。X单元和Y单元可以是连续的、交替的、有规的、或无规分布的。

[155] 这种聚胺的优选类别包括下面分子式:

[156]

[157] 式中n为一个整数,例如1至20或更大,但最好是1至3;R最好是乙烯,但也可以是丙烯、丁烯,等等(直链或支链)。

[158] 优选实施例表示如下式:

[159]

[160] 括号中的基团可以头-头相连,也可以头-尾相连。此式(n=1-3)中描述的聚胺化合物作为N-400、N-800等等生产和销售。聚胺N-400有上面的分子式,其中n等于1。

[161] 美国专利3200106和3259578在此一同作为参考,公开了如何生产这种聚胺。

[162] 适宜的胺类还可包括聚氧亚烃基多胺类,例如聚氧亚烃基二胺类和聚氧亚烃基三胺类,其平均分子量约为200至4000,最好约为400至2000。这些聚氧亚烃基多胺类的例子可以下式为特征:

[163] NH2-亚烃基

NH2

[164] 其中m的值约为3至70,最好约为10至35。

[165] R-〔亚烃基-(-O-亚烃基-)n-NH2〕3-6

[166] 其中n的总值约为1至40,但须n的总和约为3至70,一般约为6至35;R为一多价饱和烃基,其碳原子数接近10,价数3至6。亚烃基类可以是直链或支链,并且含有1至7个碳原子,通常为1至4个碳原子。各种亚烃基可以相同,也可以不同。

[167] 这些聚胺更具体的例子包括:

[168]

[169] 式中X的值约为3至70,最好约为10至35,以及

[170]

[171] 式中X+Y+Z的总值约为3至30,最好约为5至10。

[172] 优选的聚氧亚烃基多胺包括聚氧乙二胺和聚氧丙二胺,以及平均分子量约从200至2000的聚氧丙三胺。市售聚氧亚烃基多胺类,例如可以以“Jeffamines    D-230,D-400,D-1000,D-2000,T-403等等”的商品名从Jefferson化工有限公司获得。

[173] 美国专利3804763和3948800在此一同作为参考,公开了这种聚亚氧烷基多胺。

[174] 用作交联剂(C)的优选胺类是亚烷基多胺,包括聚亚烷基多胺,这在后文中作更详细的说明。亚烷基多胺包括具有下式的那些多胺:

[175]

[176] 式中n为1至约10;每个R′是独立的氢原子、羟烃基或羟基取代的烃基(具有约30个碳原子);“亚烷基”有约1至约10个碳原子,但优选的亚烷基是次乙基或次丙基。最好亚烷基多胺的每个R′是氢,尤以乙烯多胺及其混合物为最佳;通常n的平均值约为2至7。这种亚烷基多胺包括亚甲基多胺、乙烯多胺、丁烯多胺、丙烯多胺、戊烯多胺、己烯多胺、庚烯多胺等等。也可包括这种胺的高级同系物和有关的氨烷基取代的哌嗪。有用的亚烷基多胺包括乙二胺、三亚乙基四胺、丙邻二胺、三亚甲基二胺、己亚甲基二胺、十亚甲基二胺、八亚甲基二胺、二(庚亚甲基)三胺、三亚丙基四胺、四亚乙基戊胺、三亚甲基二胺、戊亚乙基己胺、二(三亚甲基)三胺、N-(2-氨烷基)哌嗪、1,4-双(2-氨烷基)哌嗪,等等。通过缩合两种或两种以上的上述亚烷基胺类而得到的高级同系物是有用的两种或两种以上的任何上述的多胺同样是有用的。

[177] 多元醇可以下式为代表:

[178] R2-(OH)m

[179] 式中R1是通过碳氧键(即-COH,其中碳不为羰基部份)连接-OH的单价或多价有机基团;m为至少2,最好为2至约10的整数。这些醇可以是脂肪醇、环脂醇、芳香醇,以及杂环醇:包括脂族取代的环脂醇类,脂族取代的芳香醇类,脂族取代的杂环醇类,环脂族取代的杂环醇类,杂环取代的脂肪醇类,杂环取代的环脂醇类,以及杂环取代的芳醇。除了聚亚氧烷基醇外,符合R1-(OH)10式的多元醇通常含有不大于约40个碳原子,一般不大于约20个碳原子。醇类可以含有不干扰醇与本发明的交联物质(B)反应的非烃类。

[180] 适用的聚亚氧烷基醇,是那些由“嵌段”共聚物制备的聚醇类。因此,羟基取代的化合物R2-(OH)q(q为1至6,最好2至3,而R2是单元或多元醇,或单-或多羟基苯酚、萘酚等等的残余物)与烯化氧反应

[181]

[182] 生成一疏水基,其中R3为近4个碳原子的低级烷基,R4是H或与R3相同,条件是烯化氧不含有10个以上的碳原子。然后,此基与环氧乙烷反应,提供了在分子中具有疏水和亲水部分的亲水部分。这些部分的相对大小,可通过控制反应物的比例、反应时间等得到调节,这对于专业人员来说是显而易见。

[183] 多元醇的例子是那些含2至约10个羟基的醇。例如,这些醇举例为烯化二醇类和聚亚氧烷基二醇类,象乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、二丁二醇、三丁二醇、以及其它烯化二醇和聚亚氧烷基醇,其中烷基含2至约8个碳原子。

[184] 适用于本发明的醇的优选类别是那些含有近约12个碳原子的多元醇类。此类醇包括甘油、赤藓醇、戊赤藓醇、二戊赤藓醇、葡萄酸、甘油醛、葡萄糖、阿戊糖、1,7-庚二醇、2,4-庚二醇、1,2,3-己三醇、1,2,4-己三醇、1,2,5-己三醇、2,3,4-己三醇、1,2,3-丁三醇、1,2,4-丁三醇、奎宁酸、2,2,6,6-四重-(羟甲基)环己醇、1,10-癸醇、毛地黄糖等等。

[185] 用于本发明的另一优选多元醇类是含有3至10个碳原子、尤其是含有3至6个碳原子、并至少有三个羟基的多元醇。这种醇举例为甘油、赤藓醇、戊赤藓醇、甘露糖醇、山梨醇、2-羟甲基-2-甲基-1,3-丙二醇(三羟甲基乙烷)、1,2,4-己三醇等等。

[186] 其它有用的交联剂包括每分子中含有两个或两个以上的环氧基。例子包括由双酚A与表氯醇或β-甲基表氯醇缩合得到的环氧化物;由酚醛清漆或可熔酚醛树脂与表氯醇缩合得到的环氧化物;主链上具有多醚的二环氧化物和脂环族环氧化物。

[187] 其它有用的交联剂包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸烯丙酯、氰脲三烯丙酯、苯二酸二烯丙酯、异苯二酸二烯丙酯和醋酸乙酯。当可交联物质(B)是一种不饱和聚酯树脂时,这些交联剂十分有效。

[188] 通常,本发明的组合物含约0.2%-15%、最好为约0.5-10%(以重量计)的组份(A),以及含约40%-90%、最好为约50-80%(以重量计)的组份(B),这种百分含量是以该组合物的总重计算。如上述所表示的,组份(C)是一种可选择的组份,因此本发明的组合物可含有约从0-60%(以重量计)的组份(C)、最好约5%-50%。

[189] 本发明的组合物作为腻子胶的组合物、模塑组合物,挤出组合物等等也是十分有效的。在本发明的优选实施例中,本发明的组合物作为热固性涂料的组合物也是十分有效的。这种涂料的组合物通常以高固体含量表征,即固体含量通常为至少约60%(以体积计),最好为至少约85%(以体积计),而在约60%-100%(以体积计)的范围为最佳。

[190] 利用标准的混合技术来制备本发明的组合物。把胶体分散体系掺入这类组合物中的具体方法不构成本发明关键特点。各种合适的将胶体分散体系掺进组分配料中的方法对专业人员来说是很显然的。例如,当本发明的胶体分散体系是液体或半液体时(即胶体),它们可直接与组合物的其它成份混合。该分散体系与这种组合物的混合方式与和任何其它的触变剂或添加剂混合的方式相同。

[191] 本发明的组合物可包括一种溶剂,这些溶剂最好应在固定的室温下蒸发。合适的溶剂包括烃和卤代烃类,例如,1,1,1-三氯乙烷、苯、甲苯、矿物油精和松节油(由于干燥时间短、所以尤其有效),但任何在制备本发明胶体分散体系有效的同等溶剂都可以使用。当要求高固体的组合物时,最好降低这些溶剂的量。

[192] 本发明的组合物还可包括颜料,它们可以提供引注目的并且大大改进了耐腐蚀和化学腐蚀的涂层。

[193] 尽管可使用催化剂加快固化时间,但通常,本发明的组合物并不需要催化剂固化。这些催化剂可以是前述用于此技术的任意一种催化剂,它们决定于所使用的具体的能交联物质。过氧化物和芳香族磺酸是有效的催化剂的例子。

[194] 可使用常规的涂装技术应用于本发明的涂料组合物,例如喷涂(包括无气喷涂)、涂刷、浸渍、滚涂等等。这些涂料组合物在线圈涂层操作中特别有用,其中需要热固化的热固性涂层。

[195] 下文的配方Ⅰ-Ⅲ是本发明的高固体的热固性涂料组合物的说明。所表示的量是以重量计的份数。这些配方是在高速分散器上使用Coules叶片研磨制备的。就每个配方而言,部份A是最先制备的,并研磨成7.5H(Hegman)的粒度。然后加入部份B的成份。

[196] m就这些配方的每一种来说,由于加入了实例3的产品,招致最小量的粘度增加,从而下垂度的控制(Sag    Control)大为改善。这些配方提供了具有良好的光泽、良好的贮藏稳定性和优良的耐固化特性。

[197] 本发明在有关的优选实施方案中已经说明,不难看出,其各种改性在专业人员读了说明书后是显而易见的。因此,不用说在本文中公开的发明意图,包括属于所附的权利要求范围的各种改性。

[198] 部份A    Ⅰ    Ⅱ    Ⅲ

[199] 实例3的产物    0.40    0.60    0.80

[200] Cargill5770

[201] (Cargill有限公司的产品,16.44    -    -

[202] 等同于高固体聚酯树脂)

[203] Cargill5727-90

[204] (Cargill有限公司的产品,-    17.79    -

[205] 等同于高固体聚酯树脂)

[206] Joncryl500

[207] (Johnson    Wax的产品,-    -    22.24

[208] 等同于丙烯酸齐聚物)

[209] TiO229.88 35.58 34.67

[210] 2-乙氧基乙醇(Cellosolve)

[211] (Union    Carbide的产品,    2.69    -    -

[212] 等同于乙二醇单乙醚)

[213] 丁基-2-乙氧基乙醇

[214] (Butyl-Cellosolue)

[215] (Union    Carbide的产品,    -    2.50    -

[216] 等同于乙二醇单丁醚)

[217] Surfynol    P·C

[218] (Air    Products的产品,    0.11    -    -

[219] 等同于炔二醇掺合物

[220] Byk300

[221] (Byk-Mallinckrodt的产品,

[222] 等同于与硅酮树酯    -    0.08    -

[223] 溶液相容的涂料)

[224] 二甲苯    0.24    0.36    0.44

[225] 正丁醇    -    -    1.05

[226] 部份B:    Ⅰ    Ⅱ    Ⅲ

[227] Cargill5770    16.44    -    -

[228] Cargill5727-90    -    18.19    -

[229] Joncryl500    -    -    14.82

[230] Cymel303(American

[231] Cyanamid的产品,    13.15    12.05    12.71

[232] 等同于六甲氧基甲基蜜胺)

[233] 10%Sillwet    L-722

[234] (醋酸正丁酯溶液)

[235] (Union    Carbide的产品,    0.36    -    -

[236] 等同于硅酮基的湿润剂)

[237] 正丁醇    0.60    -    10.70

[238] Byk-VP451

[239] (Byk-Mallinckrodt的产品,

[240] 等同于嵌段型对    1.20    0.92    1.06

[241] 甲苯磺酸催化剂)

[242] 甲乙基酮    2.69    -    2.22

[243] 乙酸正丁酯    16.20    -    -

[244] 丁基-2-乙氧基乙醇

[245] (butyl-Cellosolve)    -    12.53    -

[246] Dow-Corning    NO    50

[247] (Dow-Corning的产品,    -    -    0.04

[248] 等同于硅酮油漆添加剂)

[249]

[250]

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