專利名稱：用作緩蝕劑的嗎啉衍生物與酮酸的配合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及嗎啉衍生物與酮酸的配合物，包括成膜粘合劑、優(yōu)選油漆系統(tǒng)和新型緩蝕劑的涂料組合物，及其在用于保護(hù)金屬表面的涂料組合物中的用途。
使用酮酸的堿金屬、銨和胺鹽作為水系統(tǒng)中的緩蝕劑是已知的，在US—A—4909987，US—A—知5128396或EP—A—496555中有公開。
在EP—A—300325的實(shí)施例7中敘述，一當(dāng)量3—苯甲酰丙酸與一當(dāng)量嗎啉在乙醇中反應(yīng)得到預(yù)期由一份酸和一份堿構(gòu)成的晶體鹽。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在無溶劑或質(zhì)子惰性溶劑存在下，酮酸與嗎啉衍生物反應(yīng)得到由兩份酸和僅一份堿構(gòu)成的晶體配位化合物。這類晶體配位化合物在用于保護(hù)金屬表面以及預(yù)處理金屬基材的涂料組合物中特別適用作緩蝕劑。這類晶體配位化合物不會(huì)造成與油漆系統(tǒng)、特別是水基油漆系統(tǒng)反應(yīng)，而且在涂料組合物中具有優(yōu)良的貯存穩(wěn)定性。它們同樣適用于臨時(shí)及永久性防銹。這些油漆系統(tǒng)也顯示了優(yōu)良的濕粘接強(qiáng)度。
因此，本發(fā)明涉及式I的晶體配位化合物 其中R1，R2，R3，R4和R5各自獨(dú)立地是氫，鹵素，硝基，氰基，CF3，C1—C15烷基，C5—C12環(huán)烷基，C2—C15鏈烯基，C1—C12鹵烷基，C1—C12烷氧基，C1—C12烷硫基，未取代的或C1—C4烷基取代的C6—C10芳基；未取代的或C1—C4烷基取代的C6—C10芳氧基；未取代的C7—C12芳烷基或C7—C12芳烷基(芳基部分被1—3個(gè)C1—C4烷基取代)；—CO2R6，—COR6或 ，條件是R1—R5中至少一個(gè)是氫，鹵素或C1—C15烷基；且各對(duì)取代基R1和R2，R2和R3，R3和R4或R4和R5與所連碳原子一起形成苯或環(huán)己烯基環(huán)，R6是C1—C20烷基，被氧、硫或 間隔的C2—C20烷基、未取代的C7—C12芳烷基或在芳基部分中被1—3個(gè)C1-4烷基取代的C7—C12芳烷基；R7和R8各自獨(dú)立地是氫、C1—C24烷基或被氧、硫或 —R9間隔的C2—C24烷基，R9是氫或C1—C8烷基，R10是C1—C15烷基，被氧、硫或 間隔的C2—C20烷基；C5—C12環(huán)烷基，C2—C5鏈烯基，C1—C12烷氧基，C1—C12烷硫基，未取代的或C1—C4烷基取代的C6—C10芳基；未取代的或C1—C4烷基取代的C6—C10芳氧基，未取代的C7—C12芳基烷基或在芳基部分上被1—3個(gè)C1—C4烷基取代的C7—C12芳烷基；以及m是2—5的整數(shù)。
鹵素一般意指氟、氯、溴或碘。優(yōu)選的鹵素取代基是氟、氯或溴。氯或溴特別優(yōu)選。
至多含24個(gè)碳原子的烷基是支鏈或非支鏈基團(tuán)，一般包括甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、2—乙基丁基、正戊基、異戊基、1—甲基戊基、1，3—二甲基丁基、正己基、1—甲基己基、正庚基、異庚基、1，1，3，3—四甲基丁基、1—甲基庚基、3—甲基庚基、正辛基、2—乙基己基、1，1，3—三甲基己基，1，1，3，3—四甲基戊基、壬基、癸基、十一烷基、1—甲基十一烷基、十二烷基、1，1，3，3，5，5—六甲基己基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、二十烷基或二十二烷基。優(yōu)選的烷基含有1—12個(gè)、特別是1—8個(gè)碳原子。R3優(yōu)選的定義是C1—C4烷基，特別是甲基。R10優(yōu)選的定義是C1—C4烷基、特別是乙基。
C5—C12環(huán)烷基一般是環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、環(huán)辛基、環(huán)癸基或環(huán)十二烷基。優(yōu)選環(huán)己基。
C2—C15鏈烯基是支鏈或非支鏈基團(tuán)，如乙烯基、2—丙烯基(烯丙基)、2—丁烯基、3—丁烯基、異丁烯基、正—2，4—戊二烯基、3—甲基—2—丁烯基、正—2—辛烯基、正—2—十二烯基或異十二烯基。優(yōu)選鏈烯基含有3—12個(gè)、特別是3—8個(gè)(如3—6個(gè))、最佳3—4個(gè)碳原子。
至多含12個(gè)碳原子的鹵烷基是支鏈或非支鏈基團(tuán)，如氯甲基、溴乙基、氟丙基、氯戊基、氯己基、氯辛基、氯癸基或氯十二烷基。鹵烷基優(yōu)選含3—8個(gè)、特別是3—6個(gè)碳原子。
至多含12個(gè)碳原子的烷氧基是支鏈或非支鏈基團(tuán)，如甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、戊氧基、異戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基或癸氧基。優(yōu)選烷氧基含1—8個(gè)、特別是1—4個(gè)碳原子。
至多含12個(gè)碳原子的烷硫基是支鏈或非支鏈基團(tuán)，如甲硫基、乙硫基、丙硫基、異丙硫基、正丁硫基、戊硫基、異戊硫基、己硫基、庚硫基、辛硫基、癸硫基或十二烷硫基。優(yōu)選烷硫基含1—8個(gè)、特別是1—4個(gè)碳原子。
未取代的或最好帶有1—3個(gè)、特別是1或2個(gè)烷基的C1—C4烷基取代的C6—C9芳基一般是苯基、萘基、O—、m—、p—甲基苯基、2，3—二甲基苯基、2，4—二甲基苯基、2，5—二甲基苯基、2，6—二甲基苯基、3，4—二甲基苯基、3，5—二甲基苯基、2—甲基—6—乙基苯基、4—叔丁基苯基、2—乙基苯基、2，6—二乙基苯基、2—甲基萘基、1—甲基萘基、4—甲基萘基、2—乙基萘基或2，6—二乙基萘基。
未取代的或最好帶有1—3個(gè)、特別是1或2個(gè)烷基的C1—C4烷基取代的C6—C10芳氧基一般是苯氧基、萘氧基、O—、m—、p—甲基苯氧基、2，3—二甲基苯氧基、2，4—二甲基苯氧基、2，5—二甲基苯氧基、2，6—二甲基苯氧基、3，4—二甲基苯氧基、3，5—二甲基苯氧基、2—甲基—6—乙基苯氧基、4—叔丁基苯氧基、2—乙基苯氧基、2，6—二乙基苯氧基、2—甲基萘氧基、1—甲基萘氧基、4—甲基萘氧基、2—乙基萘氧基或2，6—二乙基萘氧基。
未取代的或在芳基部分中被1—3個(gè)C1—C4烷基取代的C7—C12芳烷基一般是苯基—C1—C4烷基或萘基—C1—C2烷基，如芐基、4—甲基芐基、4—叔丁基芐基、2，4—二甲基芐基、α—甲基芐基、α，α—二甲基芐基、2—苯基乙基、2—萘基甲基、1—萘基甲基、1—萘基乙基或2—萘基乙基。優(yōu)選芐基。
被氧、硫或 間隔的至多含2—24個(gè)碳原子的烷基一般可以是CH3-O-CH2-，CH3-S-CH2-，CH3-NH-CH2-，CH3-N(CH3)-CH2-，CH3-O-CH2CH2-O-CH2-，CH3-(O-CH2CH2-)2O-CH2-，CH3-(O-CH2CH2-)3O-CH2-orCH3-(O-CH2CH2-)4O-CH2-。優(yōu)選其中R1—R5中至少兩個(gè)是氫的式I晶體配位化合物I。式I中的m優(yōu)選2—4，最佳2。
特別優(yōu)選的式I晶體配位化合物中R1為氫，R2，R3，R4和R5各自獨(dú)立地是氫，氯，溴，硝基，氰基，CF3，C1—C8烷基，C5—C7環(huán)烷基，C3—C8鏈烯基，C1—C8烷氧基，C1—C8烷硫基，苯基，苯氧基，芐基，—CO2R6，—COR6或 ，R6是C1—C12烷基，被氧間隔的C2—C12烷基；或芐基，以及R7和R8各自獨(dú)立地是氫，C1—C8烷基或被氧間隔的C2—C12烷基。
其中R10是C1—C8烷基，被氧或硫間隔的C3—C12烷基；C5—C7環(huán)烷基，C3—C8鏈烯基，C1—C8烷氧基，C1—C8烷硫基，苯基，苯氧基或芐基的式I晶體配位化合物也是特別優(yōu)選的。
進(jìn)一步特別優(yōu)選的式I晶體配位化合物中R1，R2和R4為氫，R3和R5各自獨(dú)立地是氫，氯，溴，CF3，C1—C8烷基，環(huán)己基，C1—C8烷氧基，苯基，—CO2R6，—COR6或 ，R6是C1—C8烷基，R7和R8各自獨(dú)立地是氫或C1—C8烷基，R10是C1—C8烷基，環(huán)己基，苯基或芐基，以及m是整數(shù)2—4。
特別適用的式I晶體配合物化合物中R1，R2，R4和R5是氫，m是2。
其中R10是C1—C4烷基的式I晶體配位化合物非常適用。
其中R1，R2，R4和R5是氫，R3是氫，C1—C4烷基，苯基或氯，R10是C1—C4烷基且m是2的式I晶體配位化合物也適用。
3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與N—乙基嗎啉的晶體2∶1配合物〔化合物101〕特別優(yōu)選。
已對(duì)這種配位化合物(101)(實(shí)施例1)進(jìn)行X—射線結(jié)構(gòu)分析。
圖1示出了晶體推積且圖2示出了配位化合物101的碳原子編號(hào)。實(shí)施例1中給出試驗(yàn)晶體數(shù)據(jù)。
表1給出了平均鍵長(zhǎng)()。
表1平均鍵長(zhǎng)()<
<p>在文獻(xiàn)中沒有介紹制備新型式I晶體配位化合物的類似方法。
所以，本發(fā)明還涉及一種制備式I晶體化合物的新方法，包括在無溶劑或在質(zhì)子惰性溶劑存在下，使式II酮酸 (其中各符號(hào)的定義與式I中相同)與式III嗎啉衍生物 (其中R10的定義與式I中相同)反應(yīng)。
對(duì)于本方法來說，質(zhì)子溶劑如醇，典型地甲醇或乙醇是不合適的。
新方法的優(yōu)選反應(yīng)條件如下最好將式II的酮酸與式III的嗎啉衍生物的混合物加熱形成均勻和透明的熔體。熔體冷卻到室溫后，結(jié)晶出式I的配位化合物。之后，通過過濾分離出晶體并用合適的溶劑洗滌。再將殘余物干燥，得到分析純形式的式I晶體配位化合物。
從實(shí)施例1，2和3可以看出，令人驚異地是在本方法中所用的式II的酮酸與式III的嗎啉衍生物的摩爾比不重要。在每種情況下都分離出相同的式I晶體2∶1配合物。
不過，一種優(yōu)選方法是其中式II酮酸與式III嗎啉衍生物的摩爾比為4∶1—1∶4，優(yōu)選2∶1—1∶2(如1∶1)。
兩種組分的反應(yīng)最好在惰性氣氛中進(jìn)行，在氮?dú)饣驓鍤庵斜容^方便。
新方法中的反應(yīng)或熔融溫度將取決于所用的式II酮酸以及式III的嗎啉衍生物的物理特性。優(yōu)選40—130℃的熔融溫度，較特別優(yōu)選的溫度為50—120℃。制備特別優(yōu)選的式I晶體配位化合物所用的非常特別優(yōu)選的熔融溫度是60—80℃。
只要反應(yīng)混合物達(dá)到熔融溫度且熔體均勻透明，則在冷卻之后最好在該溫度下持續(xù)攪拌僅1—20分鐘，優(yōu)選1—10分鐘。
沉淀出的式I晶體配合物在過濾過程中最好用烴系質(zhì)子惰性溶劑(典型的是輕石油，戊烷，己烷，己烷級(jí)分或石油級(jí)分)洗滌。
新型式I化合物在室溫下是穩(wěn)定的，可在大氣壓或高真空下干燥。特別優(yōu)選在噴水式真空干燥爐中，在20—30℃溫度范圍干燥式I的晶體配位化合物。
如果在更苛刻的條件(如高溫)干燥新型晶體配位化合物，則部分揮發(fā)出式III的嗎啉衍生物且新型2∶1配合物部分地被破壞。干燥的產(chǎn)物仍將含有新型式I晶體配位化合物，但被式II游離酮酸強(qiáng)裂沾污。
也可在質(zhì)子惰性溶劑存在下進(jìn)行式II酮酸與式III嗎啉衍生物的反應(yīng)。
合適的質(zhì)子惰性溶劑與用于洗滌產(chǎn)物的相同。優(yōu)選的溶劑是烴，典型的是苯、甲苯、二甲苯、輕石油、戊烷、己烷、己烷級(jí)分或白酒。特別優(yōu)選的質(zhì)子惰性溶劑是脂肪烴，如己烷。過量的式III化合物也可用作質(zhì)子惰性溶劑。
在使用溶劑(如烴系溶劑)的本方法中，優(yōu)選的反應(yīng)溫度是溶劑的沸點(diǎn)。
因此，本發(fā)明還涉及通過在無溶劑或質(zhì)子惰性溶劑存在下使式II酮酸與式III嗎啉衍生物反應(yīng)得到的產(chǎn)物。
式II的酮酸是已知的，一些是市售的或按照Houben—Weyl，Methoden der Organischen Chemie(第8卷381—382頁(yè)(1952)和E5卷398—399頁(yè)(1985)介紹的方法制備。例如，取代的芳烴(苯和萘衍生物)與環(huán)酸酐的Friedel—Crafts酰化反應(yīng)得到高產(chǎn)率的式II化合物。式III的嗎啉衍生物是已知的，一些是市售的，或按照Houben—Weyl，Methoden der Organischen Chemie，Vol，XI/1，第815頁(yè)(1957)介紹的方法制備。
在用于保護(hù)金屬表面的涂料組合物中，式I和晶體配位，化合物是合適的緩蝕劑。因此，它們可加入到所有液體或固體有機(jī)物質(zhì)中。
本發(fā)明還涉及涂料組合物，包括a)一種有機(jī)成膜粘合劑和b)一種式I晶體配位化合物緩蝕劑。
涂料組合物最好是一種油漆系統(tǒng)。特別優(yōu)選水基油漆系統(tǒng)。
油漆系統(tǒng)一般是磁漆、油漆或清漆。這些系統(tǒng)只含有一種有機(jī)成膜粘合劑和其它任選組分。
用于該涂料組合物的合適的成膜粘合劑是用于溶劑基或無溶劑的所有傳統(tǒng)的成膜劑，但最好是水基油漆系統(tǒng)。這種成膜劑的典型例子是環(huán)氧樹脂，聚氨酯樹脂，氨基塑料樹脂或樹脂混合物；堿性水分散體或酸樹脂溶液。
優(yōu)選的有機(jī)成膜粘合劑是環(huán)氧樹脂，聚氨酯樹脂、聚酯樹脂，丙烯酸樹脂和其它共聚物樹脂，聚乙烯基樹脂，酚醛樹脂，醇酸樹脂，或這些樹脂的混合物。
用于水基涂料組合物特別合適的有機(jī)成膜粘合劑是例如醇酸樹脂，雙組分環(huán)氧樹脂，聚氨酯樹脂，聚酯樹脂(一般是飽和可水稀釋的酚醛樹脂或衍生的分散體)，可水稀釋的脲樹脂，以乙烯基/丙烯酸共聚物為基礎(chǔ)的樹脂。
更具體地說，醇酸樹脂可以是可水稀釋的醇酸樹脂系統(tǒng)(它們可用作風(fēng)干系統(tǒng)或呈烘干系統(tǒng)形式)，并任意選含可水稀釋的蜜胺樹脂。它們也可以是氧化干燥、風(fēng)干或烘干系統(tǒng)，并任意與以丙烯酸或其共聚物為基出的水分散體以及乙酸乙烯酯等等一起使用。
丙烯酸樹脂可以是純的丙烯酸樹脂、丙烯酸酯共聚物、與乙烯基樹脂的混合體或與乙烯基單體如乙酸乙烯酯、苯乙烯或丁二烯的共聚物。這些系統(tǒng)可以是風(fēng)干系統(tǒng)或烘干系統(tǒng)。
與合適的多胺交聯(lián)劑一起使用的可水稀釋的環(huán)氧樹脂顯示了優(yōu)良的機(jī)械和化學(xué)抗性。當(dāng)使用液體環(huán)氧樹脂時(shí)，可將有機(jī)溶劑加到水基系統(tǒng)中進(jìn)行分散。使用固體樹脂或固體樹脂分散體一般要求加入微量的溶劑以增強(qiáng)成膜性。
優(yōu)選的環(huán)氧樹脂是由芳族多醇、特別是雙酚得到的物質(zhì)。環(huán)氧樹脂與交聯(lián)劑一起使用。該交聯(lián)劑最好是氨基或羥基官能的化合物、酸、酸酐或Lewis酸。典型例子是多胺，聚氨基酰胺，以聚硫醚、多酚、氟化硼及其配位化合物為基礎(chǔ)的聚合物，聚羧酸，1，2—二羧酸酐或苯均四酸二酐。
聚氨酯樹脂是由聚醚、聚酯和聚丁二烯得到的，其一端帶有羥端基，而另一端帶有脂族或芳族聚異氰酸酯。
合適的聚乙烯基樹脂一般是聚乙烯基縮丁醛、聚乙酸乙烯酯或其共聚體。
合適的酚醛樹脂是其中酚構(gòu)成主成分的合成樹脂，即具體地說，苯酚—，甲酚—，二甲酚—和間苯二酚—甲醛樹脂，烷基苯酚樹脂以及酚與乙醛、糠醇、丙烯醛或其它醛的縮合物。改性醛醛樹脂也是合適的。
涂料組合物可另外包括一種或多種選自顏料、染料、流動(dòng)控制劑、分散劑、觸變劑、粘合促進(jìn)劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑或固化催化劑的組分。它們還可包括其它已知的緩蝕劑，例如，抗蝕顏料如含磷酸鹽或硼酸鹽的顏料或金屬氧化物顏料，或其它有機(jī)或無機(jī)緩蝕劑，如硝基間苯二甲酸鹽、含膦酯、工業(yè)純胺或取代的苯并三唑。
另外的顏料的典型例子是二氧化鈦、氧化鐵、鋁青銅或酞菁藍(lán)。
進(jìn)一步填料的典型例子是滑石、氧化鋁、硅酸鋁、重晶石、云母或二氧化硅。
流動(dòng)控制劑和觸變劑可以是以改性膨潤(rùn)土為基礎(chǔ)的物質(zhì)。
粘合促進(jìn)劑以改性硅烷為基礎(chǔ)。
加入在特定的粘合劑系統(tǒng)中對(duì)抑制腐蝕具有協(xié)同作用的堿性填料或顏料也比較有利。這種堿性填料和顏料的典型例子是碳酸鈣或鎂、氧化鋅、碳酸鋅、磷酸鋅、氧化鎂、氧化鋁、磷酸鋁或其混合物。堿性有機(jī)顏料的例子是以氨基蒽醌為基礎(chǔ)的物質(zhì)。
新型緩蝕劑可在油漆系統(tǒng)的制備過程中加入，在粉末涂料組合物的情況下，在通過研磨分布顏料的過程中或在擠出工藝過程中加入較為方便，也可以將緩蝕劑溶于溶劑中，然后將溶液攪拌到涂料組合物中。
新型式I晶體配位化合物的方便用量為以涂料組合物總固含量計(jì)0.02—20％(重量)、優(yōu)選0.1—10％(重量)。
油漆配方可通過常規(guī)方法涂覆到基材上，采用噴涂、浸涂、刷涂、靜電涂覆或電沉積法比較方便。經(jīng)常應(yīng)用多層。將緩蝕劑最好加到底層中，因?yàn)樗鼈兲貏e在金屬/涂層界面起作用。不過，它們也可加到中間層或頂層中。取決于粘合劑是物理、化學(xué)或氧化干燥干燥樹脂還是熱固性或輻射固化樹脂，涂層的固化在室溫下進(jìn)行或采用加熱(烘干)或輻射固化。
油漆系統(tǒng)最好是用于金屬基材如鐵、鋼、銅、鋅或鋁以及它們的合金的底涂層。
除了抗蝕作用外，式I的晶體配位化合物的優(yōu)點(diǎn)是它們迅速將涂料粘合到金屬基材上，并對(duì)新型涂料組合物的貯存穩(wěn)定性無不利影響。
因此，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案是使用式I的晶體配位化合物作為用于金屬表面的涂料組合物中的緩蝕劑。
本發(fā)明還涉及一種保護(hù)可腐蝕金屬基材的方法，該方法包括將一種含a)有機(jī)成膜粘合劑和b)作為緩蝕劑的至少一種式I的晶體配位化合物的涂料組合物加到所述基材中，然后干燥和/或固化涂覆的基材。
以下用實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，其中份數(shù)和重量百分?jǐn)?shù)以重量計(jì)。
實(shí)施例1制備3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與過量的N—乙基嗎啉的晶體配合物〔化合物101〕
將11.5g(0.10mol)N—乙基嗎啉和9.60g(0.05mol)3—(4—甲基苯甲酰)丙酸于60℃氮?dú)鈿夥障录訜?。將均勻透明的反?yīng)液用10分鐘的時(shí)間攪拌達(dá)到60℃，然后在攪拌下冷卻到室溫。過濾分離出沉淀，用己烷重復(fù)洗滌，并于30℃真空干燥箱中干燥，得到11.8g白色晶體化合物101，m.p.66—68℃。元素分析滿足組成C11H12O3·0.5C6H13NO理論值C67.31；H7.47；N2.80％實(shí)測(cè)值C67.57；H7.39；N2.55％對(duì)該化合物101進(jìn)行X—射線結(jié)構(gòu)分析。晶體配位化合物101于66—68℃熔化。其晶體很大且經(jīng)常內(nèi)部生長(zhǎng)。它們以“絲玻璃”著色薄片形式得到。較薄的樣品更加透明。為了測(cè)定大的晶體，用細(xì)磨刀片分離光學(xué)性完好的碎片并用RAraldit Ropid(Ciba—Geigy)粘到MARK玻璃毛細(xì)管上。用同樣的粘合劑涂覆晶體碎片。在Preces-sion晶體測(cè)角器上獲得的取向顯微照片(Polaroid)表明這樣的低熔點(diǎn)晶體，具有良好的反射性和正常的擴(kuò)散系數(shù)。在衍射計(jì)中確定晶胞、晶系和間隔團(tuán)。在9天耐久性試驗(yàn)過程結(jié)束，晶體仍保持非常穩(wěn)定。
微晶碎片的尺寸(mm)0.90×0.72×0.20晶系單斜晶間隔團(tuán)P21/n(中心對(duì)稱)a＝28.466b＝9.623c＝31.246β＝111.73°Z＝4體積＝7950.9A3密度＝1.252g/cm3(計(jì)算)在Philips PW1100衍射計(jì)上用MOKa輻射(＝0.70926)進(jìn)行測(cè)定。
反射密度1.4°測(cè)定時(shí)間背景2×1011，反射36—4211測(cè)定條件Θ—2Θ掃描法MOKa輻射，50KV，35mA，石墨單色儀定標(biāo)(scaling)每2小時(shí)后測(cè)定3次參考反射測(cè)定范圍從2Θ6°—44°測(cè)定10750反射。
其中3482取作觀測(cè)值(I＞2δ(I))實(shí)施例2制備3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與低于當(dāng)量的N—乙基嗎啉的晶體配合物(化合物101)。
在氮?dú)鈿夥罩?，?.88g(0.025mol)N—乙基嗎啉和9.60g(0.05mol)3—(4—甲基苯甲酰)丙酸加熱到70—75℃。一旦獲得透明熔體，將熔體冷卻到室溫。固體反應(yīng)物與己烷一起攪拌，過濾分離出沉淀的晶體，用己烷洗滌，并于30℃真空干燥爐中干燥，得到12.2g淺棕色晶體化合物101，m.p.65—67℃。元素分析滿足組成C11H12O3·0.5C6H13NO理論值C67.31；H7.47；N2.80％實(shí)測(cè)值C67.35；H7.38；N2.47％實(shí)施例3在己烷溶劑存在下制備3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與過量的N—乙基嗎啉的晶體配合物(化合物101)在氮?dú)鈿夥障拢瑢?.76g(0.05mol)N—乙基嗎啉和4.8g(0.025m0l)3—(4—甲基苯甲酰)丙酸加到20ml己烷中，并將混合物加熱回流。約30分鐘后，將混合物冷卻到室溫，同時(shí)進(jìn)行攪拌。過濾分離出沉淀，用己烷洗滌并于30℃真空干燥烘箱中干燥，得到5.9g白色晶體化合物101，m.p.66—68℃。元素分析滿足組成C11H12O3·0.5C6H13NO。
理論值C67.31；H7.47；N2.80％實(shí)測(cè)值C67.45；H7.42；N2.58％實(shí)施例4制備3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與N—甲基嗎啉的晶體配合物(化合物102)
在氮?dú)鈿夥障拢瑢?.05g(0.05mol)N—甲基嗎啉和9.60g(0.05mol)3—(4—甲基苯甲酰)丙酸加熱到70℃。一旦得到透明的熔體，將熔體冷卻到室溫。反應(yīng)物與己烷一起攪拌，過濾分離出沉淀的晶體，用己烷洗滌，并于20℃真空干燥箱中干燥，得到8.5g米色晶體化合物102，m.p.67—68℃。元素分析滿足組成C11H12O3·0.5C5H11NO。
理論值C66.79；H7.27；N2.88％實(shí)測(cè)值C66.54；H7.30；N2.88％實(shí)施例5制備3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與N—異丁基嗎啉的晶體配合物(化合物103) 在氮?dú)鈿夥障拢瑢?.16g(0.05mol)N—異丁基嗎啉和9.60g(0.05mol)3—(4—甲基苯甲酰)丙酸加熱到60℃。將均勻透明的反應(yīng)液于60℃攪拌10分鐘，然后冷卻到室溫，同時(shí)進(jìn)行攪拌。過濾分離出沉淀，用己烷重復(fù)洗滌，然后于20℃真空干燥箱中干燥，得到12.8g帶粉紅色黃色晶化合物103，m.p.69.71℃。元素分析滿足組成C11H12O3·0.5C6H17NO。
理論值C68.29；H7.83；N2.65％實(shí)測(cè)值C68.28；H7.81；N2.55％實(shí)施例6制備3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與N—正丁基嗎啉的晶體配合物(化合物104) 在氮?dú)鈿夥障?，?.16g(0.05mol)N—正丁基嗎啉和4.80g(0.025mol)3—(4—甲基苯甲酰)丙酸加熱到60℃。將均勻透明的反應(yīng)液于60℃攪拌30分鐘，然后冷卻到室溫，同時(shí)進(jìn)行攪拌。過濾分離出沉淀，用己烷重復(fù)洗滌，并于20℃真空干燥箱中干燥，得到5.6g米色晶體化合物104，m.p.58—60℃。元素分析滿足組成C11H12O3·0.5C6H17NO。
理論值C68.29；H7.83；N2.65％實(shí)測(cè)值C67.58；H7.82；N2.78％實(shí)施例7制備3(4—氯苯甲酰)丙酸與N—乙基嗎啉的晶體配合物(化合物105) 在氮?dú)鈿夥障?，?.90g(0.025mol)N—乙基嗎啉和5.30g(0.025mol)3—(4—甲基苯甲酰)丙酸加熱到70℃。將均勻透明的反應(yīng)液于60℃攪拌10分鐘，然后冷卻到室溫，同時(shí)進(jìn)行攪拌。過濾分離出沉淀，用己烷重復(fù)洗滌，并于20℃真空干燥箱中干燥，得到6.0g米色晶體化合物105，m.p.78—79℃。元素分析滿足組成C10H9O3Cl·0.5C6H13NO。
理論值C57.78；H5.78；N2.59％；Cl13.12％實(shí)測(cè)值C57.88；H5.75；N2.51％Cl13.22％實(shí)施例8制備3—(4—苯甲酰)丙酸與N—乙基嗎啉的晶體配合物(化合物106)
在氮?dú)鈿夥障拢瑢?.90g(0.025mol)N—乙基嗎啉和3.20g(0.025mol)3—(4—苯基苯甲酰)丙酸加熱到120℃。將均勻透明的反應(yīng)液于120℃攪拌10分鐘，然后冷卻到室溫，同時(shí)進(jìn)行攪拌。固體反應(yīng)物于己烷中攪拌。過濾分離出沉淀的晶體，用己烷洗滌，并于20℃真空干燥箱中干燥，得到3.8g白色晶體化合物106，m.p.105—107℃。元素分析滿足組成C16H14O3·0.5C6H13NO。
理論值C73.17；H6.63；N2.25％實(shí)測(cè)值C73.00；H6.68；N2.24％實(shí)施例9在基于Beckopox EP384W/Beckopox EP075/Beck-opox EH623W的水可稀釋的2K—環(huán)氧樹脂抗腐蝕底漆中分析作為緩蝕劑的3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與N—乙基嗎啉的晶體配合物(化合物101)。
為制備基于B eckopox EP384W/Beckopox EP075/BeckopoxEH623W的涂料組合物，以所示順序使用組分1—8(無添加劑配方)和組分1—9(有添加劑配方)(組分A，見表2)。
表2Beckopox EP384 W/Beckopox EP075/Beckopox EH623W為基礎(chǔ)的水可稀釋2K—環(huán)氧樹脂抗蝕底漆
a)Beckopox EH623W；多胺硬化劑(Hoechst AG)；b)Talkum AT ExtraNorwegian；c)Bayferrox130M；氧化鐵紅(Bayer AG)；d)Millicarb碳酸鈣(Omya)；e)Bentone SD2抗沉淀劑(Kronos Titan GmbH)；f)Borchigel L75；增稠劑/流變?cè)鰪?qiáng)劑(Gebr.Borchers AG)；g)Additol XL270抗浮劑/分散劑(Hoechst AG)；h)Beckopox EP384W環(huán)氧樹脂(Hoechst AG)；i)RBeckopox EP075反應(yīng)性稀釋劑(聚丙二醇二縮水甘油醚)(Hoechst AG)。
將所得組分A(有和無緩蝕劑配方)在水平球磨機(jī)中分散成粒徑＜15μm。通過測(cè)定研磨計(jì)值(ISO1524)評(píng)估分散結(jié)果。
對(duì)于施用，將100g(無緩蝕劑配方，實(shí)施例9a)和103.1g(有緩蝕劑配方，實(shí)施例9b)與66.7g組分B混合。為了調(diào)節(jié)所需噴涂稠度，用去離子水稀釋油漆配方。將油漆樣品涂覆到Bonder型軋鋼板(19×10.5cm)(冷軋，除油鋼；生產(chǎn)廠家Chemetall，F(xiàn)rankfurt amMain/Germany)上，涂層干厚60μm(干燥條件室溫10天)。
在老化開始前，使用Bonder十字切割設(shè)備(Mod.205；供應(yīng)商Lau，Hemer/Germany)在“漆膜”上進(jìn)行平行切割(即，平行于鋼板的最長(zhǎng)的邊)作為涂層的規(guī)定破損。施用邊緣保護(hù)劑(Icosit255；供應(yīng)商Inertol AG，Winterthur，sxitzerland)保護(hù)鋼板的諸邊。
然后，采用鹽霧試驗(yàn)法(DIN50021SS)對(duì)樣品進(jìn)行迅速老化190小時(shí)；濕度試驗(yàn)(ASTM D4585—87)168小時(shí)。表3和表4給出了結(jié)果。根據(jù)有關(guān)DIN標(biāo)準(zhǔn)，按照指示CPF(防腐系數(shù))的等級(jí)方案對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。綜合涂層和鋼的評(píng)估給出CPF，且至多12點(diǎn)。涂層和鋼的各個(gè)最大值為6點(diǎn)。這些值越高，耐蝕性就越好。
表3鹽霧試驗(yàn)，190小時(shí)
表4濕度試驗(yàn)，168小時(shí)
實(shí)施例10在基于丙烯酸酯/苯乙烯共聚物(Acronal S760)的水分散體中分析作為緩蝕劑的3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與N—乙基嗎啉的晶體配合物〔化合物101〕為制備基于Acronal S760的涂料組合物，以所述順序先預(yù)混合組分1—5，然后加入組分6和7(無緩蝕劑配方)和6—8(有緩蝕劑配方，化合物101，實(shí)施例1)(見表5)
表5基于Acronal S760的水分散體
a)顏料分散劑NLBASF AG；b))Acronal S760丙烯酸酯—苯乙烯共聚物(水分散體，BASFAG)；c)Shhellsol D60白酒(Shell)；d)Agitan280消泡劑(Munzing Chemie GmbH)；e)Millicarb碳酸鈣(Firma Omya)；f)Bayferrox 130M；氧化鐵紅(Bayer AG)；g)Collacral PU85增稠劑(BASF AG)。
將所得顏料糊在水平球磨機(jī)或類似物中分散成粒徑＜15μm。由研磨劑值(ISO 1524)評(píng)價(jià)粒徑。
為了完成油漆配方(還原)，以所示順序(表5)加入組分9—12。用常規(guī)方法涂覆油漆配方。根據(jù)所需粘度，用丁基二甘醇/去離子水(1∶1g/g)稀釋最終油漆配方。
如實(shí)施例9所述，將油漆配方涂覆到Bonder型鋼板上，干燥后層厚為100μm(干燥條件室溫14天)。
老化開始前，使用Bonder十字切割設(shè)備(Mod.205；供應(yīng)商Lau，Hemer/Germany)在“漆膜”上進(jìn)行平行切割(即，平行于鋼板最長(zhǎng)邊)作為涂層的規(guī)定破損。涂覆邊緣保護(hù)劑(Icosit255；供應(yīng)商Inertol AG，Winterthur，Sxitzerland)保護(hù)鋼板諸邊。
通過鹽霧試驗(yàn)法(DIN50 021 SS)將樣品迅速老化168小時(shí)。結(jié)果歸納在表6中。以有關(guān)DIN標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，按照指示CPF(“防腐系數(shù))的等級(jí)方案對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。綜合涂層和鋼的評(píng)估得出CPF，甚至多12點(diǎn)。涂層和鋼的各個(gè)最大值為6點(diǎn)。這些值越高，耐蝕性就越好。
表6鹽霧試驗(yàn)(DIN 50 021 SS).168小時(shí)
<p>實(shí)施例11在丙烯酸水分散體(Maincote HG—54)中分析作為緩蝕劑的3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與N—乙基嗎啉的晶體配合物〔化合物101〕為制備基于Maincote HG—54的涂料組合物，以所示順序(見表7)使用組分1—8(無緩蝕劑配方)和1—9(有緩蝕劑組分)。
表7基于Maincote HG-54的丙烯酸分散體
總固含量47％；pH8—8.5；a)甲基卡必醇二甘醇單甲醚(Union Carbide)；b)Orotan165分散劑(Rohm&Haas)；c)RTriton CF10非離子濕潤(rùn)劑(Rohm&Haas)；d)Drew PlusTS4380消泡劑(Drew Chem.Corp.)；e)Aerysol RM8非離子增稠劑(Rohm&Haas)；f)Bayferrox130M氧化鐵紅(Bayer AG)；g)Millicarb碳酸鈣(Omya)；hMaincote HG—54丙烯酸分散劑，41.5％，于去離子水(Rohm&Haas)；i)Texanol絮凝劑(East-man Chem.)Prod.，Inc.)；k)鄰苯二甲酸二丁酯增塑劑(East-man Chem.Prod Inc.)；l)亞硝酸鈉防銹劑(Fluda)；m)OrewT4310非離子型消泡劑(Drew Chem.Corp)。
以3000rpm攪拌，將組分1—8和1—9分散成粒徑＜15μm。由研磨計(jì)值(ISO1524)測(cè)定顏料糊的粒徑。新型緩蝕劑的用量基于無添加劑的配方的總固含量(總固含量47％)。因此，在100g分散體中加1％緩蝕劑相當(dāng)于0.47g用量。在低攪拌速度(1000rpm)下，以所示順序加入表7所示的組分10—16完成涂料組合物。檢查配方的pH，在涂覆之前，需要的話，用氨溶液(25％)將pH調(diào)節(jié)成8—8.5。
通過無氣噴涂、刷涂、輥涂或稀釋后采用常規(guī)噴涂法涂覆涂料組合物。加丁二醇/水(1∶1g/g)稀釋到所需噴涂稠度。在后面的實(shí)施例中，按照實(shí)施例9—11，采用常規(guī)的噴涂技術(shù)涂覆涂料組合物。
將配方涂覆到Bonder型軋鋼板(19×10.5cm)(冷軋，除油鋼；生產(chǎn)廠商Chemetall，F(xiàn)randfurt am Main/Germany)上，干燥后層厚為50—55μm(干燥條件室溫10天)。
老化開始前，使用Bonder十字切割設(shè)備(Mod.205；供應(yīng)商Lau，Hemer/Germany)在“漆膜”上進(jìn)行平行切割(即，平行于鋼板最長(zhǎng)邊)作為涂層的規(guī)定破損。涂覆邊緣保護(hù)劑(Icosit255；供應(yīng)商Inertol AG，Winterthur，Switzerland)保護(hù)鋼板諸邊。
通過鹽霧試驗(yàn)法(DIN50 021 SS)將樣品迅速老化168小時(shí)。結(jié)果歸納在表8和9中。以有關(guān)DIN標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，按照指示CPF(“防腐系數(shù))的等級(jí)方案對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。綜合涂層和鋼的評(píng)估得出CPF，甚至多12點(diǎn)。涂層和鋼的各個(gè)最大值為6點(diǎn)。這些值越高，耐蝕性就越好。
表8鹽霧試驗(yàn)，168小時(shí)
表9濕度試驗(yàn)，330小時(shí)
實(shí)施例12在基于Resydrol AZ436 W/Daotan VTW1237的可水稀釋醇酸/聚氨酯底漆中分析作為緩蝕劑的3—(4—甲基苯甲酰)丙酸與N—乙基嗎啉的晶體配合物〔化合物111〕。
為制備基于Resydrol AZ 436W/Daotan VTW1237的涂料組合物，以所示順序(見表10)使用組分1—12。
表10基于Resydrol AZ 436 W/Daotan VTW 1237的可水稀釋醇酸樹脂/聚氨酯低漆
a)Resydrol AZ436W醇酸樹脂乳液(HoechstAG)；b)AdditolVXW4940固體(基于Co，Zr，Ba的金屬干燥劑)(Hoechst AG)；c)Daotan VTW1237聚氨酯乳液(Hoechst AG)；d)Surfynol SE非離子型濕潤(rùn)劑(Air Product and Chemicals)；e)additolVXW4973消泡劑(Hoechst AG)；f)Borchigel L75增稠劑(Ge-bruder Borchers AG)；g)Microtalk AT Extra微化滑石(Norwe-gian)；h)Bayferrox130M氧化鐵紅(Bayer AG)；i)Millicarb碳酸鈣(Firma Omya)。
為制備基于Resydrol AZ 436W/Daotan VTW1237的涂料組合物，先用氨溶液(組分2)將Resydrol AZ436W調(diào)成pH＝8.5。然后，將組分3充分分散在混合物中。Daotan VTW 1237(組分4)在加入組分1—3后進(jìn)行攪拌，檢查pH，需要的話，用氨溶液調(diào)成pH＝8.5。然后，以所示順序加入組分5—12，并只將批料預(yù)先分散。靜置過夜后，將組合物分散成粒徑＜15μm。由研磨計(jì)值(ISO1524)確定粒徑。發(fā)明緩蝕劑的用量基于無緩蝕劑的配方的總固含量(總固含量51％)。因此，往100g底漆中加入1％緩蝕劑代表用量為0.51g。
對(duì)于常規(guī)噴涂，將油漆配方用去離子水調(diào)節(jié)成所需噴涂稠度。
將油漆配方涂覆到Bonder型的軋鋼板(19×10.5cm)(冷軋，除油鋼；生產(chǎn)廠商Chemetall，F(xiàn)rankfurt am Main/Germany)，干燥后層后為50—55μm(干燥條件室溫，14天)。
老化開始前，使用Bonder十字切割設(shè)備(Mod.205；供應(yīng)商Lau，Hemer/Germany)在“漆膜”上進(jìn)行平行切割(即，平行于鋼板最長(zhǎng)邊)作為涂層的規(guī)定破損。涂覆邊緣保護(hù)劑(Icosit 255；供應(yīng)商Inertol AG，Winterthur，Switzerland)保護(hù)鋼板諸邊。
通過鹽霧試驗(yàn)法(DIN50 021 SS)將樣品迅速老化120小時(shí)。按照實(shí)施例11評(píng)價(jià)耐蝕性CPF。結(jié)果歸納在表11中。這些值越高，耐蝕性就越好。
權(quán)利要求
1. 式I的晶體配位化合物 其中R1，R2，R3，R4和R5各自獨(dú)立地是氫，鹵素，硝基，氰基，CF3，C1—C15烷基，C5—C12環(huán)烷基，C2—C15鏈烯基，C1—C12鹵烷基，C1—C12烷氧基，C1—C12烷硫基，未取代的或C1—C4烷基取代的C6—C10芳基；未取代的或C1—C4烷基取代的C6—C10芳氧基；未取代的C7—C12芳烷基或C7—C12芳烷基(芳基部分被1—3個(gè)C1—C4烷基取代)；—CO2R6，—COR6或 ，條件是R1—R5中至少一個(gè)是氫，鹵素或C1—C15烷基；且各對(duì)取代基R1和R2，R2和R3，R3和R4或R4和R5與所連碳原子一起形成苯或環(huán)己烯基環(huán)，R6是C1—C20烷基，被氧、硫或 間隔的C2—C20烷基、未取代的C7—C12芳烷基或在芳基部分中被1—3個(gè)C1-4烷基取代的C7—C12芳烷基；R7和R8各自獨(dú)立地是氫、C1—C24烷基或被氧、硫或 間隔的C2—C24烷基，R9是氫或C1—C8烷基，R10是C1—C15烷基，被氧、硫或 或—R9間隔的C2—C20烷基；C5—C12環(huán)烷基，C2—C5鏈烯基，C1—C12烷氧基，C1—C12烷硫基，未取代的或C1—C4烷基取代的C6—C10芳基；未取代的或C1—C4烷基取代的C9—C10芳氧基，未取代的C7—C12芳基烷基或在芳基部分上被1—3個(gè)C1—C4烷基取代的C7—C12芳烷基；以及m是2—5的整數(shù)。
2. 按照權(quán)利要求1的晶體配位化合物，其中R1—R6的至少兩個(gè)是氫。
3. 按照權(quán)利要求1的晶體配位化合物，其中，R1是氫，R2，R3，R4和R5各自獨(dú)立地是氫，氯，溴，硝基，氰基，CF3，C1—C8烷基，C5—C7環(huán)烷基，C3—C8鏈烯基，C1—C8烷氧基，C1—C8烷硫基，苯基，苯氧基，芐基，—CO2R6，—COR6或 ，R6是C1—C12烷基，被氧間隔的C2—C12烷基；或芐基，且R7和R8各自獨(dú)立地是氫，C1—C8烷基或被氧間隔的C2—C12烷基。
4. 按照權(quán)利要求1的晶體配位化合物，其中R10是C1—C8烷基，被氧或硫間隔的C3—C12烷基，C5—C7環(huán)烷基，C3—C8鏈烯基，C1—C8烷氧基，C1—C8烷硫基，苯基，苯氧基或芐基。
5. 按照權(quán)利要求1的晶體配位化合物，其中R1，R2和R4是氫，R3和R5各自獨(dú)立地是氫，氯，溴，CF3，C1—C8烷基，環(huán)己基，C1—C8烷氧基，苯基，—CO2R6，—COR6或 ，R6是C1—C8烷基，R7和R8各自獨(dú)立地是氫或C1—C8烷基，R10是C1—C8烷基，環(huán)己基，苯基或芐基，以及m是整數(shù)2—4。
6. 按照權(quán)利要求1的晶體配位化合物，其中R1，R2，R4和R5是氫，m是2。
7. 按照權(quán)利要求1的晶體配位化合物，其中R10是C1—C4烷基。
8. 按照權(quán)利要求1的晶體配位化合物，其中R1，R2，R4和R5是氫，R3是氫，C1—C4烷基，苯基或氯，R10是C1—C4烷基，以及m是2。
9. 一種涂料組合物，包括a)一種有機(jī)成膜粘合劑，以及b)作為緩蝕劑的至少一種按照權(quán)利要求1的式I晶體配位化合物。
10. 按照權(quán)利要求9的涂料組合物，其中涂料組合物是油漆系統(tǒng)。
11. 按照權(quán)利要求9的涂料組合物，其中涂料組合物是水基油漆系統(tǒng)。
12. 按照權(quán)利要求9的涂料組合物，其中組分a)選自環(huán)氧樹脂，聚氨酯樹脂，聚酯樹脂，丙烯酸樹脂，丙烯酸共聚物樹脂，聚乙烯基樹脂，酚醛樹脂，醇酸樹脂或這類樹脂的混合物。
13. 按照權(quán)利要求9的涂料組合物，它另外包括一種或多種組分，選自顏料、染料、填料、流動(dòng)控制劑、分散劑、觸變劑、粘合促進(jìn)劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和固化催化劑。
14. 按照權(quán)利要求9的涂料組合物，以所述涂料組合物的總固含量的重量計(jì)，它含有0.02—20％組分b)。
15. 按照權(quán)利要求1所述的式I晶體配位化合物作為用于金屬表面涂料組合物中的緩蝕劑的用途。
16. 一種保護(hù)可腐蝕金屬基材的方法，它包括用權(quán)利要求9的涂料組合物涂覆所述基材，然后將如此得到的涂層干燥或固化。
17. 一種制備權(quán)利要求1所述的式I晶體化合物的方法，它包括在無溶劑或質(zhì)子惰性溶劑存在下，使式II的酮酸 其中各符號(hào)如權(quán)利要求1中所定義，與式III的嗎啉衍生物 其中R10如權(quán)利要求1中所定義，反應(yīng)。
18. 按照權(quán)利要求17的方法，其中式II酮酸與式III嗎啉衍生物的摩爾比為4∶1—1∶4。
19. 在無溶劑或質(zhì)子惰性溶劑存在下，式II酮酸 其中各符號(hào)與權(quán)利要求1中的相同，與式III嗎啉衍生物 其中R10與權(quán)利要求1中定義的相同，反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及式I的晶體配位化合物，其中各符號(hào)與權(quán)利要求1中定義的相同。該化合物用作保護(hù)金屬表面用的涂料組合物中的緩蝕劑。
文檔編號(hào)C07D295/02GK1116196SQ95101410
公開日1996年2月7日 申請(qǐng)日期1995年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月18日
發(fā)明者A·克雷默, A·布雷格 申請(qǐng)人:希巴-蓋吉股份公司