JP2005510595A - 変性されたatrpコポリマー分散剤を有する顔料組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、変性されたブロックコポリマー分散剤及び分散性無機又は有機顔料を含有する組成物に関する。ブロックコポリマーは、原子移動ラジカル重合(ATRP)により調製され、塩形成基により変性される。顔料組成物は、被覆組成物、プリント、画像、インク又はラッカー、及び他の分散系の調製において有用である。

Description

本発明は、分散性の無機又は有機顔料粒子及び変性されたATRPブロックコポリマー又は櫛型分散剤を含有する組成物、その組成物の調製方法、分散性の無機又は有機顔料粒子及び変性されたATRPブロック型又は櫛型コポリマー分散剤を含有する顔料分散体、顔料分散体の調製方法、並びに被覆、画像、ラッカー及びその他の調製における顔料分散体の使用に関する。
顔料及びポリマー添加剤を含有する分散体は、ほぼ無制限の数の多様な技術的な用途に使用され、例えば、被覆材料として、プリントインク、繊維を含むプラスチック材料、ガラス又はセラミック製品の着色のため、化粧品用配合物のため、あるいは塗料系、特に自動車用、工業用及び装飾用塗料の調製のために使用される。
顔料分散体におけるポリマーの機能は多種多様である。これらは、所定のキャリア液体、例えば、水又は有機溶媒において可溶化剤として作用することができる。また、沈殿又は凝集を防ぐために、適切なポリマーが可溶化剤として必要とされる。ポリマーは、また、顔料分散体の光沢を改良するか、又はレオロジーを向上させることができる。分散剤(例えば、水、有機溶媒又はその混合物)の種類及び極性に応じて、種々の構造をもつポリマーが選択される。生態学的要件の観点から、ハイソリッドの有機溶媒ベースの分散体と同様に、水性顔料分散体の使用が特に好ましい。水性系において、疎水性及び親水性ポリマー、又は親水性及び疎水性ポリマーブロックを含有するブロックコポリマー、いわゆるA−Bブロックコポリマーの混合物を使用することができる。疎水性「A」ブロック(メタクリラートモノマーのホモ−又はコポリマー)は、顔料若しくはエマルションポリマー表面のいずれか、又はその両方に関連する。親水性「B」ブロック(中和酸又はアミン含有ポリマー)により、これらのコポリマーは、水性顔料分散体の調製において有用である(H. J. Spinelli, Progress in Organic Coatings 27 (1996), 255-260を参照)。
多種の十分に確立した方法を、顔料分散体に使用されるポリマーの調製に利用することができる。ほとんどの方法は、制御不能な開始剤ラジカルの再結合反応が、それらが形成された直後に起こり、開始剤ラジカルと安定ラジカルが様々な比率で生成するという結果を伴う、という不利な点を有する。そのため、幾つかの場合には、重合過程の制御が非効率的になる。
官能基移動重合(GTP)は、定義された構造のA−Bブロックコポリマーをメタクリラートモノマーから調製する、十分に確立した方法である。その広い適用性及び有用性にもかかわらず、GTP法は依然としていくつかの欠点を有する。U.S.4,656,226に開示されているシリルケテンアセタールのような、この方法に使用される重合開始剤(例えば1−トリメチルシリルオキシ−1−イソブトキシ−2−メチルプロペン)は、反応性が高く、多工程合成で調製することが難しい。このことが、注意深く乾燥及び精製した反応体の使用を必要とし、この方法の産業上用途における大規模実施を制限している。
ほぼ無制限の多様な技術的な用途の範囲に鑑みれば、所定の剪断速度での練り顔料の粘性及び表面被覆の改良された光沢により表される、改良された顔料親和性及びレオロジーをもつ顔料分散体に対する必要性の高まりが依然として存在する。
WO96/30421は、原子移動ラジカル重合(ATRP)法を用いる、スチレン又は(メタ)アクリラートのようなエチレン性不飽和ポリマーの制御された、又は「リビング」重合法を開示している。この方法は、ブロックコポリマーを含む、定義されたオリゴマーホモポリマー及びコポリマーを製造する。開始剤が使用されるが、それは、Cu(I)及びCu(II)のような異なる酸化状態の遷移金属のレドックス系の存在下、・Clのようなラジカル原子を発生させて、「リビング」又は制御されたラジカル重合を提供する。
WO00/40630は、ATRP法により調製された分散剤としてブロックコポリマーを含有する、顔料分散体を開示している。ブロックコポリマーは、定義された疎水性及び親水性ポリマーブロックからなる。極性の差は、アミノ若しくはアルキル化アミノ基のような、親水性官能基を有する異なる量のモノマー単位が存在する、ポリマーブロックA及びBを共重合することにより得られる。これは、ブロックコポリマー分散剤の親水/疎水特性を変える。1つの実施態様において、メタクリラート若しくはアクリラートモノマーの未荷電ホモ又はコポリマーに基づく個別の疎水性「A」ブロックは、溶媒ベースの被覆配合物中に立体安定剤ブロックを形成する。より親水性の「B」ブロック(例えば、アミノ官能アクリラート又はメタクリラート)の存在は、特定の有機又は無機顔料に対する顔料親和性の基礎となる。p−トルエンスルホン酸のような種々の添加剤も開示されている。
WO01/51534は、ATRPにより製造されるマクロモノマーを介して調製される、櫛型ポリマー分散剤を開示している。p−トルエンスルホン酸のような特定の添加剤も開示されている。
驚くべきことに、特定の単環式スルホン酸若しくは多環式スルホン酸、又は単環式若しくは多環式のカルボン酸及びホスホン酸、あるいはアミノ基を含有するモノマー単位がコポリマーの1つのブロックに存在する場合には、単環式若しくは多環式基を含有するか、又は単環式若しくは多環式スルホン酸のエステルを含有するアルキルハロゲン化物のような特定の塩形成化合物を加えると、上記の技術的な用途のために改良された特性を有する顔料分散体を生成することが見出された。
本発明は、
a)分散性の無機又は有機顔料粒子0.1〜99.9重量%、並びに
b)(i)式(I):
Figure 2005510595
〔式中、
Xは、原子移動ラジカル重合(ATRP)による制御されたラジカル重合を活性化することができる触媒の存在下で、ATRPによりエチレン性不飽和モノマーの重合を開始することができる、重合開始剤のフラグメントを表し;
Yは、ポリマー鎖末端基を表し;
A及びBは、エチレン性不飽和モノマーの非イオン性繰り返し単位で構成されるポリマーブロックを表し;ここで、
ポリマーブロックA若しくはBのうちの少なくとも1つ、又は鎖末端基Yは、塩基性基で置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位を更に含有し;
x及びyのうちの一方は、0、1又は1を超える数を表し、他方は、1を超える数を表し;ここで、
x及びyは、ポリマーブロックA及びBにおけるモノマー繰り返し単位の数を規定し;
p及びqのうちの一方は1であり、他方は1又は1を超える数を表し;ここで、
pは、ポリマー鎖末端基Yに結合している、部分式(A):
Figure 2005510595
で示される基の数を規定し、そして
qは、開始剤フラグメントX1つ当たりの、部分式(B):
Figure 2005510595
で示される基の数を規定する〕で示されるコポリマーと、
(ii)有機酸、ハロゲン化アルキル基及びスルホン酸エステルからなる群より選択される塩形成化合物との組み合わせか、
あるいは、
(i′)コポリマー(I)
(式中、
X、Y、A、B、x、y、p及びqは上記と同義であり;ここで、
ポリマーブロックA若しくはBのうちの少なくとも1つ、又は鎖末端基Yは、酸性基で置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位を更に含有する)と、
(ii′)塩基性基で置換されている塩形成化合物との組み合わせ
(ただし、p−トルエンスルホン酸は、塩形成化合物(ii)から除外される)
から実質的になる分散剤0.1〜99.9重量%
を含む組成物に関する。
本発明は、また、
a′)分散顔料粒子;
b′)コポリマー(I)(式中、X、A、B、Y、x、y、p及びqは、上記と同義である)と、上記で定義された塩形成化合物(ii)又は(ii′)との組み合わせ;
並びに、水、有機溶媒及びそれらの混合物を含むキャリア液体を含む、顔料分散体に関する。
顔料分散体は、多種多様な技術的用途に有用であり、例えば、フレキソ、スクリーン、包装、セキュリティインク、凹版若しくはオフセット印刷のような印刷工程用、予備プレス工程及び捺染用、オフィス、家庭若しくはグラフィック用途用、紙製品、ペン、フェルトチップ、ファイバーチップ、カード、木材、(木材)ステイン、金属、インクパッド用のインク又はプリントインクの調製、あるいはインパクトプリント(インパクトプレッシャーインクリボン)用のインクの調製、あるいは被覆、例えば塗料用、織物装飾及び工業用マーク用、ローラー塗り若しくは粉末被覆用、又は自動車の仕上げ塗装用のハイソリッド、低溶媒、含水若しくはメタリックの被覆材料用、又は含水配合物、含水塗料用の着色剤の調製、あるいは着色されたプラスチック、繊維、円盤若しくは金型担体の調製、あるいは顔料着色放射線硬化性被覆用、又は着色されたゲルコート、積層体、複合体、接着剤及び注型用樹脂用、又は非インパクトプリント材料、デジタルプリント、ワックス型熱転写印刷、インクジェットプリント又は熱転写印刷用、あるいは特に400〜700nmの範囲の可視光線用であり、液晶ディスプレー(LCD)若しくは電荷結合素子(CCD)の製造に使用できるカラーフィルタの調製、化粧品、トナー又は、乾燥若しくは液体コピートナー又は電子写真用トナーのようなトナーの調製用のポリマーインク粒子の調製において有用である。トナーはマスターバッチとして調製することができ、着色プラスチックの調製のためにマスターバッチで順に使用することができる。
本発明の明細書で使用される用語及び定義は、好ましくは下記の意味を有する。
成分a)
適切な分散性有機顔料は、アゾ、ジアゾ、ナフトール、ベンズイミダゾロン、縮合アゾ、金属錯体、イソインドリノン及びイソインドリン顔料からなる群、キノフタロン顔料、ジオキサジン顔料、並びにインディゴ、チオインディゴ、キナクリドン、フタロシアニン、ペリレン、ペリオノン、アミノアントラキノン又はヒドロキシアントラキノンのようなアントラキノン、アントラピリミジン、インダントロン、フラバントロン、ピラントロン、アンタントロン、イソビオラントロン、ジケトピロロピロール及びカルバゾール、例えばカルバゾールバイオレット等からなる多環顔料群より選択される顔料又は真珠光沢フレークである。有機顔料の更なる例は、モノグラフ: W. Herbst, K. Hunger "Industrielle Organische Pigmente" 2nd Edition, 1995, VCH Verlagsgesellschaft, ISBN: 3-527-28744-2で見出すことができる。
適切な分散性無機顔料は、アルミニウム、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化ケイ素及びケイ酸塩のような金属フレーク、酸化鉄(III)、酸化クロム(III)、酸化チタン(IV)、酸化ジルコニウム(IV)、酸化亜鉛、硫化亜鉛、リン酸亜鉛、金属酸化物リン酸塩混合物、硫化モリブデン、硫化カドミウム、カーボンブラック又はグラファイト、バナジン酸ビスマスのようなバナジン酸塩、クロム酸鉛(IV)のようなクロム酸塩及びモリブデン酸鉛(IV)のようなモリブデン酸塩、並びにこれらの混合物、ルチル、アナターゼ、雲母、タルク又はカオリンのような結晶形態又はその変態からなる群より選択される。
組成物は、成分a)顔料及び成分b)分散剤に加えて、被覆組成物を調製するための慣用の結合剤材料、例えば、塗料、充填剤及び他の慣用の添加剤、特に界面活性剤、光安定剤、UV吸収剤、消泡剤、染料、可塑剤、チキソトロープ剤、乾燥触媒、皮張り防止剤及び均展剤からなる群より選択される慣用の添加剤を含有することができる。組成物は、また、酸化防止剤、流れ調整剤、ヒュームドシリカのようなレオロジー制御剤、ミクロゲル、遮断剤、消光剤又は吸着剤のような慣用の添加剤を含有することができる。これらの添加剤は、いわゆる立体障害アミン(HALS)を用いるか、若しくは用いないで、個別に、又は混合物で使用することができる。
組成物は、上記の顔料成分a)を、0.1〜99.9重量%、好ましくは0.1〜50.0重量%、特に好ましくは1.0〜30.0重量%の量で含有することができる。
成分b)
用語分散剤は、いわゆる固体/液体分散体の範囲内において、液体/液体分散体(例えば、エマルション)又は固体/気体分散体(例えば、煙霧)のような他の種類の分散体と対照的なものとして定義されている。ここで適用される固体/液体分散体は、不溶性固体粒子又は液体中で溶解性が低い固体粒子を含有する、2相系からなる。分散剤は、固体粒子(本発明の場合は顔料粒子)を、液体相、例えば、水若しくは有機溶媒、又は両方の混合物、あるいは溶融ポリマーに均質に分布させることができる。均質な分布とは、液体相の任意の容量画分において、液体相中の固体粒子の濃度が同一又はほぼ同一(固体粒子の均一分布)であることを意味する。
用語コポリマーは、少なくとも1つの重合工程がATRPからなる方法により得ることができる、ブロック又は櫛型コポリマーを含む。
用語ブロックコポリマーは、ランダムブロック、マルチブロック、星型ブロック又は傾斜型コポリマーを含む。ポリマーブロックA及びBは、少なくとも2つの重合性エチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位からなる。
用語櫛型コポリマーは、少なくとも1つの重合工程がATRPからなる方法により得ることができるマクロモノマーから調製される、櫛型及びグラフトコポリマーを含む。用語マクロモノマーは、ホモポリマー、ランダムコポリマー、AB型ブロックコポリマー、傾斜型又はテーパーコポリマーを含む。櫛型ポリマーは、マクロモノマーを、慣用の、又は制御された、又は「リビング」ラジカル重合、例えばATRPのような既知の重合法のうちのいずれかにより、他のモノマーと共重合して得ることができる。
用語重合性エチレン性不飽和モノマーは、基>C=C<の存在により特徴づけられ、慣用の、又は制御された、又は「リビング」重合のような既知の方法で重合されうるモノマー化合物に適用される。制御された、又は「リビング」重合は、溶媒へのラジカル移動、2分子停止、又はいわゆる不均化のような望ましくない副反応を抑制する条件下で、重合が、ラジカル重付加反応によりモノマーを加える開始フラグメントから開始される方法、として定義される。これらの副反応の抑制は、その後の異なるモノマーの添加によるブロックコポリマーの形成、又は末端基の官能化によるマクロモノマーの形成を可能にするような程度で実施される。リビング重合の方法は、米国特許明細書番号第4,581,429号に記載されている。
少なくとも3つの異なる型のコポリマー(I)が、上記で定義された組成物に存在する。
1)1つの基Ax−Byが1つのポリマー鎖末端基Yに結合している。この場合、開始剤フラグメントX1つ当たり、1つの塩素又は臭素のようなラジカル移動性基が存在する。p及びqはそれぞれ1である。p及びqがそれぞれ1であり、そして移動性基が重合性鎖末端基で置換されているブロックコポリマーは、マクロモノマーとして知られている。
2)基Ax−Byの1つ以上が、1つのポリマー鎖末端基Yに結合している。この実施態様において、pは1を超える数であるが、qは1である。この型のコポリマーは、櫛型ポリマー又はグラフトコポリマーとして知られている。これらは、あらゆる既知の重合の方法により、マクロモノマー中の重合性鎖末端基Yを、更に重合又は共重合することにより得ることができる。
3)基Ax−Byの1つ以上が、1つの開始剤フラグメントXに結合している。指数pは1であり、指数qは1を超える数である。この場合、6つまで、好ましくは4つまでの移動性基が開始剤フラグメントXに結合している。この型のコポリマーは、いわゆる星型又は分岐鎖状コポリマーを含む。pが1を表し、そしてqが2を表す場合、Y(Ax−By)X(Ax−By)Y型のトリブロックコポリマーが含まれる。鎖末端基Yが不飽和基である場合、個別のポリマー「分岐鎖」が1つの開始剤フラグメントXに一緒に結合している、テレケリック(telechelic)又は多官能星型マクロモノマーが含まれる。分岐鎖状櫛型ポリマー(I)は、これらのマクロモノマーから得ることができる。
コポリマー(I)において、基Xは、式(II):
Figure 2005510595
〔式中、
Xは、原子移動ラジカル重合(ATRP)による制御されたラジカル重合を活性化することができる触媒の存在下で、ATRPによりエチレン性不飽和モノマーの重合を開始することができる、重合開始剤のフラグメントを表し;
Y′は、ラジカル移動性原子又は基を表し;そして
qは、1又は1を超える数を表す〕で示される重合開始剤の重合開始剤フラグメントを表す。
適切な重合開始剤は、フラグメントA及びBの原子移動ラジカル重合を開始することができる。重合は、その後、用語ATRPで知られている反応機序、又は関連する方法により進行する。ラジカル移動性原子又は基・Y′を含有する適切な重合開始剤は、WO96/30421及びWO98/01480に記載されている。好ましいラジカル移動性原子又は基・Y′は、・Cl又は・Brであり、開始剤分子からラジカルとして開裂し、続いて重合の後、離脱基として重合性鎖末端基で置換されうる。1つの基Y、例えば、塩素又は臭素が開始剤分子(II)に存在する場合、指数qは、1である。qが1である代表的な開始剤分子(II)は、下記式:
Figure 2005510595
(式中、Halは、塩素又は臭素を表す)で示される化合物である。
qが3の数である代表的な開始剤分子は、下記式:
Figure 2005510595
で示される「星型」又は「トリ型」の化合物であり、qが4までの数である代表的な開始剤分子は、下記式:
Figure 2005510595
で示される「星型」化合物である。
上記式中、Halは、塩素又は臭素を表す。これらの開始剤分子は、下記式:
Figure 2005510595
で示されるα−ハロゲンカルボン酸の反応性官能誘導体、例えば、この化合物の酸塩化物又は酸臭化物を、下記式:
Figure 2005510595
(式中、R2は、HO−基と一緒になって分岐鎖状トリヒドロキシアルコール、例えば、1,1,1−(トリス−ヒドロキシメチル)プロパンを表すか、又は分岐鎖状テトラヒドロキシアルコール、例えば、ペンタエリトリトールを表す)で示されるアルコールと反応させることにより調製される。
qが1を表し、開始剤フラグメントX1つ当たり1つの移動性基Y′が存在する開始剤(II)の使用と、その後の重合性鎖末端基YによるY′の置換は、直鎖状マクロモノマー(I)を生成する。qが1より大きい重合開始剤は、個別のポリマー「分岐」が開始剤フラグメントXにおいて一緒に結合している分岐鎖状マクロモノマー(I)を生成する。分岐鎖状櫛型ポリマー(I)は、これらのマクロモノマーから得ることができ、特に、分岐鎖状櫛型ポリマーは、上記式の「星型」開始剤から得ることができる。
直鎖状ポリマー、ブロックコポリマー又はマクロモノマーを生成する好ましい重合開始剤(II)は、ハロゲン化C1〜C8アルキル、ハロゲン化C6〜C15アラルキル、C2〜C8ハロアルキルエステル、アレーンスルホニルクロリド、α−ハロアルカンニトリル、α−ハロアクリラート及びハロラクトンからなる群より選択される。
特定の開始剤(II)は、α,α′−ジクロロ−又はα,α′−ジブロモキシレン、p−トルエンスルホニルクロリド(PTS)、ヘキサキス−(α−クロロ−又はα−ブロモメチル)−ベンゼン、1−フェネチルクロリド又はブロミド、メチル又はエチル2−クロロ−若しくは2−ブロモプロピオナート、メチル又はエチル−2−ブロモ−若しくは2−クロロイソブチラート及び対応する2−クロロ−若しくは2−ブロモプロピオン酸、2−クロロ−又は2−ブロモイソ酪酸、クロロ−又はブロモアセトニトリル、2−クロロ−又は2−ブロモプロピオニトリル、α−ブロモベンズアセトニトリル、α−ブロモ−γ−ブチロラクトン(=2−ブロモ−ジヒドロ−2(3H)−フラノン)及び1,1,1−(トリス−ヒドロキシメチル)プロパンから誘導される開始剤、並びに上記式のペンタエリトリトールからなる群より選択される。
コポリマー(I)において、ポリマーブロックA及びBのうちの1つは、制御された又はリビング重合の方法に適切な、エチレン性不飽和モノマーの非イオン性繰り返し単位から構成される。代表的なモノマーは、スチレン類、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−C1〜C24アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−C6〜C11アリール−C1〜C4アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−C6〜C11アリールオキシ−C1〜C4アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−ヒドロキシ−C2〜C6アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−ポリヒドロキシ−C3〜C6アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−(C1〜C4アルキル)3−シリルオキシ−C2〜C4アルキルエステル; アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−(C1〜C4アルキル)3シリル−C1〜C4アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−ヘテロシクリル−C2〜C4アルキルエステル; ポリ−C2〜C4アルキレングリコールエステル基(ここで、エステル基は、C1〜C24アルコキシ基で置換されていることができる)を有するアクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸エステル、アクリル酸及びメタクリル酸アミド、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−(C1〜C4アルキル)1〜2アミド、アクリロニトリル、マレイン酸又はフマル酸のエステル、マレイミド及びN置換マレイミドからなる群より選択される。
本発明の好ましい実施態様において、ポリマーブロックA及びBのうちの1つは、スチレン類、アクリル酸及びメタクリル酸−C1〜C24アルキルエステル、アクリル酸及びメタクリル酸−ヒドロキシ−C2〜C6アルキルエステル、アクリル酸及びメタクリル酸−ジヒドロキシ−C3〜C4アルキルエステル、並びにポリ−C2〜C4アルキレングリコールエステル基(ここで、エステル基は、C1〜C24アルコキシ基で置換されていることができる)を有するアクリル酸及びメタクリル酸エステルからなる群より選択される、エチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位から実質的に構成される。
適切なスチレン類は、フェニル基において、ヒドロキシ、C1〜C4アルコキシ、例えば、メトキシ又はエトキシ、ハロゲン、例えばクロロ、及びC1〜C4アルキル、例えばメチルからなる群より選択される1〜3個の更なる置換基で置換されていることができる。
適切なアクリル酸又はメタクリル酸−C1〜C24アルキルエステルは、メチル、エチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ネオペンチル、2−エチルヘキシル、イソボルニル、イソデシル、n−ドデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル又はn−オクタデシルでエステル化されているアクリル酸又はメタクリル酸エステルである。
代表的なアクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−C6〜C11アリール−C1〜C4アルキルエステルは、ベンジル、2−フェニルエチル、1−若しくは2−ナフチルメチル又は2−(1−若しくは2−ナフチル)−エチルでエステル化されているアクリル酸又はメタクリル酸エステルである。フェニル又はナフチル基は、ヒドロキシ、C1〜C4アルコキシ、例えば、メトキシ又はエトキシ、ハロゲン、例えばクロロ、及びC1〜C4アルキル、例えばメチル又はメチルからなる群より選択される1〜3個の更なる置換基で更に置換されていることができる。
代表的なアクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−C6〜C11アリールオキシ−C1〜C4アルキルエステルは、2−フェノキシエチル又は2−ベンジルオキシエチルでエステル化されているアクリル酸又はメタクリル酸エステルである。
代表的なアクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−ヒドロキシ−C2〜C4アルキルエステルは、アクリル酸−若しくはメタクリル酸−2−ヒドロキシエチルエステル(HEA、HEMA)又はアクリル酸−若しくはメタクリル酸−2−ヒドロキシプロピルエステル(HPA、HPMA)である。
代表的なアクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−ポリヒドロキシC3〜C6アルキルエステルは、エチレングリコール又はグリセリンでエステル化されているアクリル酸−又はメタクリル酸である。
代表的なアクリル酸−及びC1〜C4アルキルアクリル酸−シリルオキシ−C2〜C4アルキルエステルは、アクリル酸−又はメタクリル酸−2−トリメチルシリルオキシエチルエステル(TMS−HEA、TMS−HEMA)である。
代表的なアクリル酸−又はC1〜C4アルキルアクリル酸−(C1〜C4アルキル)3シリル−C2〜C4アルキルエステルは、アクリル酸−若しくはメタクリル酸−2−トリメチルシリルエステル、又はアクリル酸−若しくはメタクリル酸−3−トリメチルシリル−n−プロピルエステルである。
エステル基がC1〜C24アルコキシ基で置換されていることができるポリ−C2〜C4アルキレングリコールエステル基を有する、代表的なアクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸エスエルは、下記で示される式:
Figure 2005510595
(式中、
nは、1〜100の数を表し;
1及びR2は、互いに独立して、水素又はメチルを表し;そして
3は、C1〜C24アルキル、例えば、メチル、エチル、n−若しくはイソプロピル、n−、イソ−若しくはtert−ブチル、n−若しくはネオペンチル、n−ドデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル、n−オクタデシルを表すか、又はアリール−C1〜C24アルキル、例えば、ベンジル若しくはフェニル−n−ノニル、並びにC1〜C24アルキルアリール又はC1〜C24アルキルアリール−C1〜C24アルキルを表す)により例示される。
代表的なアクリル酸−及びC1〜C4アルキルアクリル酸−ヘテロシクリル−C2〜C4アルキルエステルは、アクリル酸−又はメタクリル酸−2−(N−モルホリニル、2−ピリジル、1−イミダゾリル、2−オキソ−1−ピロリジニル、4−メチルピペリジン−1−イル若しくは2−オキソイミダゾリジン−1−イル)−エチルエステルである。
エステル基がC1〜C24アルコキシ基で置換されていることができるポリ−C2〜C4アルキレングリコールエステル基を有する、代表的なC1〜C4アルキルアクリル酸エステルは、上記式の指数nで表されるオキシエチレン化の度合いが、典型的には5〜30の範囲であるオキシエチレン化デカノール又はオキシエチレン化ラウリル若しくはステアリルアルコールのアクリル酸−又はメタクリル酸エステルである。
代表的なアクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−(C1〜C4アルキル)1〜2アミドは、アクリル酸−又はメタクリル酸N−メチル、N,N−ジメチル、N−エチル若しくはN,N−ジエチルアミドである。
マレイン酸又はフマル酸の代表的なエステルは、C1〜C24アルキルエステル、例えば、メチル、エチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ネオペンチル、2−エチルヘキシル、イソボルニル、イソデシル、n−ドデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル若しくはn−オクタデシルエステル、C6〜C11アリール、例えば、フェニル若しくはナフチルエステル、又はC6〜C11アリール−C1〜C4アルキルエステル、例えば、ベンジル若しくは2−フェネチルエステルである。フェニル又はナフチル基は、ヒドロキシ、C1〜C4アルコキシ、例えば、メトキシ又はエトキシ、ハロゲン、例えばクロロ、及びC1〜C4アルキル、例えばメチルからなる群より選択される1〜3個の更なる置換基で更に置換されていることができる。
代表的なN−置換マレインイミドは、N−C1〜C4アルキルであり、例えば、N−メチル若しくはN−エチル、又はN−アリール、例えばN−フェニル置換マレインイミドである。
実施態様(i)によると、コポリマー(I)中のポリマーブロックA若しくはBのうちの1つ、又は鎖末端基Yは、塩基性基で置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位を更に含有する。ポリマーブロックA及びBのうちの1つ、又は鎖末端基Yに存在する、塩基性基により置換されている適切なエチレン性不飽和モノマーは、式(III):
Figure 2005510595
〔式中、
1は、水素又はC1〜C4アルキルを表し;そして
2は、アミノ−C2〜C18アルコキシ、C1〜C4アルキルアミノ−C2〜C18アルコキシ、ジ−C1〜C4アルキルアミノ−C2〜C18アルコキシ、ヒドロキシ−C2〜C4アルキルアミノ−C2〜C18アルコキシ及びC1〜C4アルキル−(ヒドロキシ−C2〜C4アルキル)アミノ−C2〜C18アルコキシからなる群より選択される塩基性置換基を表す〕で示される化合物で表されるか; あるいは
ポリマーブロックA及びBのうちの1つ、又は鎖末端基Yに存在する、塩基性基により置換されているエチレン性不飽和モノマーは、アミノ置換スチレン、(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ置換スチレン、N−モノ−(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ−C2〜C4アルキル(メタ)アクリルアミド及びN,N−ジ−(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ−C2〜C4アルキル(メタ)アクリルアミド、ビニルピリジン又はC1〜C4アルキル置換ビニルピリジン、ビニルイミダゾール及びC1〜C4アルキル置換ビニルイミダゾールからなる群より選択されるアミノモノマーである。
代替的実施態様(i′)によると、コポリマー(I)中のポリマーブロックA若しくはBのうちの1つ、又は鎖末端基Yは、酸性基で置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位を更に含有する。ポリマーブロックA若しくはBのうちの1つ、又は鎖末端基Yに存在する、酸性基で置換されている適切なエチレン性不飽和モノマーは、式(III)(式中、R1は、水素又はC1〜C4アルキルを表し; そしてR2は、カルボキシ、スルホ又はホスホノで置換されているC1〜C4アルキルを表す)で示される化合物により表される。
代表的なスチレンは、フェニル基において、1若しくは2個のアミノ基、又は1若しくは2個の(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ基、特に1個の4位のアミノ基で置換されている。更なる置換基は、ヒドロキシ、C〜C4アルコキシ、例えば、メトキシ若しくはエトキシ、ハロゲン、例えばクロロ、又はC1〜C4アルキル、例えば、メチル若しくはエチルからなる群より選択される。
代表的なN−モノ−(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ−C2〜C4アルキル(メタ)アクリルアミド及びN,N−ジ−(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ−C2〜C4アルキル(メタ)アクリルアミドは、2−N−tert−ブチルアミノ−若しくは2−N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、又は2−N−tert−ブチルアミノ−若しくは2−N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドである。
本発明の特に好ましい実施態様において、ポリマーブロックA及びBのうちの1つに存在する、塩基性基により置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位は、式(III)〔式中、
1は、水素又はメチルを表し;そして
2は、アミノ−C2〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキルアミノ−C2〜C4アルコキシ、ジ−C1〜C4アルキルアミノ−C2〜C4アルコキシ、ヒドロキシ−C2〜C4アルキルアミノ−C2〜C18アルコキシ及びC1〜C4アルキル−(ヒドロキシ−C2〜C4アルキル)アミノ−C2〜C4アルコキシからなる群より選択されるアミノ置換C2〜C18アルコキシを表す〕で示される化合物で表されるか; あるいは
アミノ置換スチレン、(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ置換スチレン及びN,N−ジ−(C1〜C4アルキル)2アミノ−C2〜C4アルキル(メタ)アクリルアミドである。
上記の、ポリマーブロックA及びBのうちの1つに存在する、塩基性基により置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位は、酸塩基反応、酸付加反応又は四級化反応により、塩形成化合物(ii)と塩を形成する。
本発明の特に好ましい実施態様において、ポリマーブロックA及びBのうちの1つに存在する、塩基性基により置換されている不飽和モノマーは、式(C):
Figure 2005510595
〔式中、
a、Rb及びRcは、互いに独立して、水素、又はC1〜C4アルキル、アリール−C1〜C4アルキル及び(C1〜C4アルキル)1〜3アリールからなる群より選択される置換基を表す〕で示される2−アンモニウムエチルエステル基により表される。
本発明の特に好ましい実施態様において、塩基性基により置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位は、4−アミノスチレン、4−ジメチルアミノスチレンからなる群より選択されるアミノモノマー、2−ジメチルアミノエチルアクリラート(DMAEA)、2−ジメチルアミノエチルメタクリラート(DMAEMA)、2−ジエチルアミノエチルアクリラート(DEAEA)、2−ジエチルアミノエチルメタクリラート(DEAEMA)、2−t−ブチルアミノエチルアクリラート(t−BAEA)、2−t−ブチルアミノエチルメタクリラート(t−BAEMA)及び3−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン並びに1−ビニルイミダゾールからなる群より選択されるアミノアルキル(メタ)アクリラートにより表される。
指数x及びyは、互いに独立して、ポリマーブロックA及びBに存在するモノマー単位の数を定義する。x及びyのうちの一方は、0、1又は1を超える数を表し、他方は、1を超える数を表す。指数x及びyのうちの少なくとも1つが1を超える数を表す。指数x及びyのうちの1つが0である場合、コポリマー(I)はマクロモノマーであり、これを櫛型ポリマーに変換することができる。2〜1000の範囲が、xとyの合計に好ましい。ポリマーブロックA及びBの両方の好ましい分子量の範囲は、約1000〜100000、好ましくは約1000〜50000である。特に好ましい分子量の範囲は、約1000〜15000である。
重合工程は、水若しくは有機溶媒又はそれらの混合物の存在下で実施することができる。グリコール又は脂肪酸のアンモニウム塩のような、更なる共溶媒又は界面活性剤を、反応混合物に加えることができる。溶媒の量は、可能な限り少量に保つべきである。反応混合物は、上記モノマー又はオリゴマーを、重合体に存在するモノマーに基づき1.0〜99.9重量%、好ましくは5.0〜99.9重量%、特に好ましくは50.0〜99.9重量%の量で含むことができる。
有機溶媒が使用される場合、適切な溶媒又は溶媒の混合物は、典型的には、純粋なアルカン(ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン)、炭化水素(ベンゼン、トルエン、キシレン)、アルカノール(メタノール、エタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル)、エステル(酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル又は酢酸n−ヘキシル)及びエーテル(ジエチルエーテル若しくはジブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン)またこれらの混合物である。
溶媒として水が使用される場合、反応混合物に水混和性又は親水性共溶媒を補充することができる。次に反応混合物は、モノマー変換を通して、均質な単一相として維持される。水性溶媒媒体が、重合が完全に終了するまで、反応体又はポリマー生成物の沈殿若しくは相の分離を防ぐ溶媒系の提供に効果的である限りは、どのような水溶性又は水混和性共溶媒も使用することができる。この方法に有用である共溶媒の例は、脂肪族アルコール、グリコール、エーテル、グリコールエーテル、ピロリジン、N−アルキルピロリジノン、N−アルキルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アミド、カルボン酸及びその塩、エステル、有機硫化物、スルホキシド、スルホン、アルコール誘導体、ブチルカルビトール又はセロソルブのようなヒドロキシエーテル誘導体、アミノアルコール、ケトン等、並びにこれらの誘導体及び混合物からなる群より選択することができる。特定の例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ジオキサン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、テトラヒドロフラン及び他の水溶性又は水混和性物質、並びにこれらの混合物が含まれる。水と水溶性又は水混和性有機溶媒の混合物がこの方法のために選択される場合、水と共溶媒の重量比は、典型的には約99:1〜約10:90の範囲である。
モノマー混合物又はモノマー/オリゴマー混合物が使用される場合、モル%の計算は、混合物の平均分子量に基づく。
重合温度は、約50℃〜約180℃、好ましくは約80℃〜約150℃の範囲であることができる。約180℃を超える温度では、モノマーのポリマーへの制御された変換が減少することがあり、熱開始ポリマーのような望ましくない副産物が形成されるか、又は成分の分解が起こることがある。
ATRPを活性化できる適切な触媒は、レドックス系の低酸化状態において酸化されうる錯イオンとして存在する遷移金属錯体触媒塩である。そのようなレドックス系の好ましい例は、族V(B)、VI(B)、VII(B)、VIII、IB及びIIB元素からなる群より選択され、例えば、Cu+/Cu2+、Cu0/Cu+、Fe0/Fe2+、Fe2+/Fe3+、Cr2+/Cr3+、Co+/Co2+、Co2+/Co3+、Ni0/Ni+、Ni+/Ni2+、Ni2+/Ni3+、Mn0/Mn2+、Mn2+/Mn3+、Mn3+/Mn4+又はZn+/Zn2+である。
イオン電荷は、水素化物イオン(H)又は無機若しくは有機酸から誘導されるアニオンのような、遷移金属の錯体化学において周知のアニオンリガンドにより平衡しており、例としては、ハロゲン化物、例えば、F、Cl、Br若しくはI、CuIBr2 -のような遷移金属とのハロゲン錯体、BF4 -、PF6 -、SbF6 -若しくはAsF6 -型のハロゲン錯イオン、酸素酸、アルコラート若しくはアセチリドのアニオン又はシクロペンタジエンのアニオンである。
酸素酸のアニオンは、例えば、硫酸塩、リン酸塩、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素酸塩、アンチモン酸塩、ヒ酸塩、硝酸塩、炭酸塩、C1〜C8カルボン酸のアニオン、例としてはギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、安息香酸塩、フェニル酢酸塩、モノ−、ジ−若しくはトリクロロ−又は−フルオロ酢酸塩、スルホン酸塩、例えば、メチル−、エチル−、n−プロピル−若しくはn−ブチルスルホナート、トリフルオロメチルスルホナート(トリフラート)、非置換又はC1〜C4アルキル−、C1〜C4アルコキシ−若しくはハロ−、特にフルオロ−、クロロ−若しくはブロモ−置換フェニルスルホナート又はベンジルスルホナート、例えば、トシラート、メシラート、ブロシラート、p−メトキシ−若しくはp−エトキシフェニルスルホナート、ペンタフルオロフェニルスルホナート又は2,4,6−トリイソプロピルスルホナート、ホスホナート、例えば、メチルホスホナート、エチルホスホナート、プロピルホスホナート、ブチルホスホナート、フェニルホスホナート、p−メチルフェニルホスホナート又はベンジルホスホナート、C1〜C8カルボン酸から誘導されるカルボン酸塩、例えば、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、安息香酸塩、フェニル酢酸塩、モノ−、ジ−若しくはトリクロロ−又は−フルオロ酢酸塩、そしてまた直鎖状又は分岐鎖状C1〜C12アルコラートのようなC1〜C12アルコラート、例えば、メタノラート又はエタノラートである。
アニオンリガンド及び中性リガンドは、また、錯カチオンの好ましい配位数、特に4、5又は6まで存在することができる。更なる負荷は、カチオン、特に、Na+、K+、NH +又は(C1〜C4アルキル)4+のような一価カチオンによって平衡している。
適切な中性リガンドは、遷移金属の錯体化学において一般的に知られている無機又は有機中性リガンドである。これらは、σ−、π−、μ−若しくはη−型結合又はこれらの任意の組み合わせを通して、錯カチオンの好ましい配位数まで金属イオンに配位する。適切な無機リガンドは、aquo(H2O)、アミノ、窒素、一酸化炭素及びニトロシルからなる群より選択される。適切な有機リガンドは、ホスフィン、例えば、(C653P、(i−C373P、(C593P又は(C6113P、ジ−、トリ−、テトラ−及びヒドロキシアミン、例としては、エチレンジアミン、エチレンジアミノテトラアセタート(EDTA)、N,N−ジメチル−N′,N′−ビス(2−ジメチルアミノエチル)−エチレンジアミン(Me6TREN)、カテコール、N,N′−ジメチル−1,2−ベンゼンジアミン、2−(メチルアミノ)フェノール、3−(メチルアミノ)−2−ブタノール若しくはN,N′−ビス(1,1−ジメチルエチル)−1,2−エタンジアミン、N,N,N′,N",N"−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)、C1〜C8グリコール又はグリセリド、例えば、エチレン若しくはプロピレングリコール又はその誘導体、例えば、ジ−、トリ−若しくはテトラグリム、及び単座又は二座配位複素環e-供与体リガンドからなる群より選択される。
複素環式e-供与体リガンドは、例えば、フラン、チオフェン、ピロール、ピリジン、ビス−ピリジン、ピコリルイミン、γ−ピラン、γ−チオピラン、フェナントロリン、ピリミジン、ビス−ピリミジン、ピラジン、インドール、クマロン、チオナフテン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ピラゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、オキサゾール、チアゾール、ビス−チアゾール、イソキサゾール、イソチアゾール、キノリン、ビス−キノリン、イソキノリン、ビス−イソキノリン、アクリジン、クロメン、フェナジン、フェノキサジン、フェノチアジン、トリアジン、チアントレン、プリン、ビス−イミダゾール及びビス−オキサゾールからなる群より選択される非置又は置換ヘテロアレーンから誘導される。
酸化されうる遷移金属錯体触媒は、そのリガンドから別個の予備反応工程で形成されうるか、又は好ましくはその遷移金属塩、例えば、Cu(I)Clからインサイチュで形成され、次にそれは、錯体触媒に存在するリガンドに対応する化合物を加えること、例えば、エチレンジアミン、EDTA、Me6TREN又はPMDETAを加えることにより錯体化合物に変換される。
酸化されうる遷移金属触媒塩における遷移金属は、上記のレドックス系における低酸化状態から高酸化状態へ変換される。本方法の好ましい実施態様において、Cu(I)錯体触媒塩は、対応するCu(II)酸化状態へ変換される。
現在のATRPによる重合は「リビング」重合であるため、実質的に随意に開始及び終了させることができる。本方法で得られるコポリマー(I)は、小さい分子量分布(polydispersity)を有する。好ましくは、分子量分布は、1.01〜2.20、より好ましくは1.01〜1.90、最も好ましくは1.01〜1.50である。
広範囲の重合反応を可能にするこの種の方法における様々な利点が、K. Matyjaszewski in ACS Symp. Ser. Vol. 685 (1998), pg. 2-30に記載されている。
ブロックコポリマー(I)において、Yは、ポリマー鎖末端基を表す。適切な鎖末端基は、ラジカル移動性基、水素、重合性鎖末端基又は飽和ポリマー鎖末端基であり、それは、重合性鎖末端基の重合又は共重合により形成される。
ラジカル移動性基は、塩素又は臭素のような、上記記載の式(II)で示される適切な開始剤を用いるATRPの結果生じる基である。
代替的実施態様は、Yが重合性鎖末端基であるコポリマー(I)、例えば、マクロモノマーを含む組成物に関する。そのような基は、直鎖状末端基Yに存在する重合された飽和モノマー単位に関してと同じ好ましい意味を有する、少なくとも1つの重合性エチレン性不飽和モノマー単位を含有する。
好ましい重合性鎖末端基は、スチレン、アクリル酸、C1〜C4アルキルアクリル酸、アミド、アクリル酸又はC1〜C4アルキルアクリル酸の無水物及び塩、アクリル酸−C1〜C24アルキルエステル及びC1〜C4アルキルアクリル酸−C1〜C24アルキルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ビニル置換複素環、スチレンスルホン酸及び塩、ビニル安息香酸及び塩、ビニルホルムアミド、並びにアミドスルホン酸誘導体からなる群より選択されるモノマーに対応するエチレン性不飽和基である。
マクロモノマーは、WO01/51534で記載されているような既知の方法、例えば、ATRPで得られるコポリマー(I)(ここで、Yは、ラジカル移動性原子又は基、例えば、ハロゲンである)を、上記で定義されたエチレン性不飽和モノマーと反応させることにより調製される。
重合性鎖末端基Xによる移動基Y、例えば、ハロゲンの除去は、重合体を溶媒に溶解し、非求核塩基、例えば、ジアザビシクロウンデセン(DBU)の存在下、又はより高温で他の塩基の存在下、Xに対応するモノマー化合物を加えるといったやり方で有利に実施される。従来のエステル化反応である反応は、通常のエステル化反応の条件下、室温から反応混合物の沸点、好ましくは室温から100℃の温度の範囲内で実施される。
Yが飽和ポリマー鎖末端基Yであるコポリマー(I)、例えば櫛型ポリマーは、上記のマクロモノマーを、ニトリル型開始剤、例えば、AIBN又は過酸化物、例えば、過酸化ベンゾイル若しくはジ−tert−ブチルペルオキシドを用いるラジカル重合のようなあらゆる既知の重合の方法により、エチレン性不飽和モノマーと更に重合させることにより得られる。代替的には、マクロモノマーとコモノマーの共重合は、ATRP又はニトロキシルで媒介される制御されたラジカル重合のようなその他の任意の制御されたラジカル重合の方法により実施することもできる。
好ましい実施態様は、式(I)(式中、
Xは、ハロゲン化C1〜C8アルキル、ハロゲン化C6〜C15アラルキル、C2〜C8ハロアルキルエステル、アレーンスルホニルハロゲン化物、α−ハロアルカンニトリル及びハロラクトンからなる群より選択される重合開始剤からのポリマー鎖末端基を表し;
Yは、ラジカル移動性基、水素又は重合性鎖末端基を表し;そして
p及びqは、1を表す)で示されるコポリマーを含む、組成物に関する。
他の好ましい実施態様は、式(I)(式中、
Xは、ハロゲン化C1〜C8アルキル、ハロゲン化C6〜C15アラルキル、C2〜C8ハロアルキルエステル、アレーンスルホニルハロゲン化物、α−ハロアルカンニトリル及びハロラクトンからなる群より選択される重合開始剤からのポリマー鎖末端基を表し;
Yは、飽和ポリマー鎖末端基を表し;
pは、1を超える数を表し;そして
qは、1を表す)で示されるコポリマーを含む、組成物に関する。
本発明の組成物において、塩形成化合物(ii)又は(ii′)は、酸塩基反応、酸付加又は四級化反応により、コポリマー(I)と塩を形成する。
特に、塩形成化合物(ii)に存在する、スルホ、カルボキシ若しくはホスホノ基、スルホン酸−C1〜C4アルキルエステル基又はC1〜C8ハロゲン化アルキル基のような酸性基は、コポリマー成分(I)のポリマーブロックA及びBのうちの1つ、又は鎖末端基Yに存在する、遊離アミノ基又は第一級、第二級若しくは第三級アミノ基のような塩基性基と反応して塩を形成する。本発明の代替的実施態様において、スルホ、カルボキシ又はホスホノ基のような酸性基は、コポリマー成分(I)のポリマーブロックA及びBのうちの1つ、又は鎖末端基Yに存在する。塩形成化合物(ii′)は、その結果、遊離アミノ基又は第一級、第二級若しくは第三級アミノ基を含有する。
適切な塩形成化合物(ii)は、単環式若しくは多環式スルホン酸、単若しくは多環式カルボン酸又はホスホン酸、単若しくは多環式基で置換されている脂肪族スルホン酸、カルボン酸又はホスホン酸、単若しくは多環式基で置換されているハロゲン化C1〜C8アルキル、及び単若しくは多環式スルホン酸のC1〜C4アルキルエステルからなる群より選択される有機酸であるが、p−トルエンスルホン酸は塩形成成分(ii)から除外される。
本発明の好ましい実施態様において、塩形成化合物(ii)は、多環式スルホン酸、単若しくは多環式カルボン酸又はホスホン酸、単若しくは多環式基で置換されている脂肪族スルホン酸、カルボン酸又はホスホン酸、単若しくは多環式基で置換されているハロゲン化C1〜C8アルキル、及び単若しくは多環式スルホン酸のC1〜C4アルキルエステルからなる群より選択される有機酸である。
用語単環式は、カルボ−若しくはヘテロ脂環式基、例えばC3〜C8シクロアルキル、又は芳香族炭素環式若しくは複素環式基、例えばフェニルの存在を定義する。
用語多環式は、所定の分子構造中における1個以上の環式基、特に2又は3個の環式基の存在を定義する。環式基は、飽和又は不飽和、炭素環式又は複素環式であることができる。多環式スルホン酸は、少なくとも2個の環式基、例えば2個の芳香族基、例えば2個の縮合芳香族基、又は縮合二環式脂肪族基もしく二環式脂肪族芳香族基を有する。
単若しくは多環式スルホン酸、カルボン酸又はホスホン酸は、所定の分子構造中に、少なくとも1個の環式基、例えば1若しくは2個の芳香族基、例えば2個の縮合芳香族基、あるいは1若しくは2個の脂環式基、縮合二環式脂肪族基又は脂環式芳香族基を含む。
好ましい実施態様において、スルホン酸、カルボン酸及びホスホン酸に存在する単若しくは多環式基、あるいは脂肪族スルホン酸、カルボン酸又はホスホン酸の単若しくは多環式置換基は、飽和若しくは不飽和の単環式又は二環式脂肪族基、ヘテロ単環式脂肪族又はヘテロ二環式脂肪族基、カルボ単環式又はカルボ二環式芳香族基、部分飽和カルボ二環式芳香族基、ヘテロ単環式又はヘテロ二環式芳香族基、及び部分飽和ヘテロ二環式芳香族基からなる群より選択される。
置換されている単若しくは多環式スルホン酸、カルボン酸及びホスホン酸の好ましい基は、一般式(IV):
Figure 2005510595
〔式中、
Xは、スルホ、カルボキシ又はP(=O)(OH)2を表し;そして
1、R2又はR3は、互いに独立して、水素、又はアミノ、C1〜C4アルキルアミノ、C1〜C4ジアルキルアミノ、ヒドロキシ、オキソ、チオ、−NO2、カルボキシ、カルバモイル、スルホ、スルファモイル、アンモニオ、アミジノ、シアノ、ホルミルアミノ、ホルムアミド及びハロゲンからなる群より選択される官能基若しくは誘導体化官能基からなる群より選択される置換基を表すか;あるいは
1、R2又はR3は、互いに独立して、飽和若しくは不飽和脂肪族、脂環式又はヘテロ脂環式基、炭素環式又は複素環式アリール基、縮合炭素環式、複素環式、又は炭素環式−複素環式基(これらは、更にこれらの基のうちの1つと組み合わされることができるか、又は更に上記の官能基若しくは誘導体化官能基のうちの1つで置換されていることができる)を表す〕により表される。
置換基は、−O−、−S−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−N(C〜Cアルキル)−、−N(C1〜C4アルキル)−C(=O)−、−S(=O)−、−S(=O)−、−S(=O)−O−、−S(=O)2−O−、−O−S(=O)−、−O−S(=O)−、−S(=O)−N(C〜Cアルキル)−、−S(=O)2−N(C1〜C4アルキル)−、−(C1〜C4アルキル)N−S(=O)−、−(C1〜C4アルキル)N−S(=O)2−、−P(=O)−、−P(=O)−O−、−O−P(=O)−及びO−P(=O)−O−からなる群より選択される1個以上の二価基により、更に中断されていることができる。
基R1及びR2からの2つの置換基は、また、二価、架橋型C2〜C6アルキレン−、C4〜C8アルキルジイリデン−又はC4〜C8アルケニルジイリデン基を表すことができ、これらは上記の環式又は二環式基のうちの1つと結合している。
p−トルエンスルホン酸(PTSA)は、上記の定義から除外される。
単若しくは多環式スルホン酸からなる群より選択される特定の塩形成化合物(ii)は、下記で示される構造式により例示される:
Figure 2005510595

Figure 2005510595
単若しくは多環式カルボン酸からなる群より選択される特定の塩形成化合物(ii)は、下記で示される構造式により例示される:
Figure 2005510595

Figure 2005510595

Figure 2005510595
単若しくは多環式カルボン酸及びホスホン酸からなる群より選択される更なる特定の塩形成化合物(ii)は、下記で示される構造式により例示される。
Figure 2005510595
塩形成化合物(ii)として適切な好ましいスルホン酸−C1〜C4アルキルエステルは、p−トルエンスルホン酸のメチル若しくはエチルエステルであるか、又は上記で記載され、構造式で例示されているスルホン酸のメチル若しくはエチルエステルである。
上記の単、二又は三環式基で置換されている好ましいハロゲン化C1〜C8アルキルは、塩化ベンジル、2−クロロベンジルクロリド、4−クロロベンジルクロリド、2,4−ジクロロベンジルクロリドである。
他の好ましい実施態様において、コポリマーの塩基は、活性アリール−C1〜C4ハロゲン化アルキル又は有機スルホン酸のC1〜C4アルキルエステルを用いる四級化により、化合物(III)のアミン構造から誘導される。この場合、好ましい塩形成化合物(II)の例は、上記の塩化ベンジル、2−クロロベンジルクロリド、4−クロロベンジルクロリド、2,4−ジクロロベンジルクロリド、p−トルエンスルホン酸メチルエステル、p−トルエンスルホン酸エチルエステル及び多環式スルホン酸のメチル−又はエチルエステルである。
本発明の他の実施態様によると、塩形成化合物(ii)に存在する酸性基、特にスルホ、カルボキシ又はホスホノ基は、UV吸収剤部分における任意の脂肪族、脂環式、脂肪族脂環式、芳香族又は芳香族脂環式炭化水素の主鎖に直接、又は二価架橋基により結合することができる。
好ましい二価基は、−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O(C1〜C8アルキレン)−及びC1〜C8アルキレンからなる群より選択される。
用語UV光吸収剤部分は、特に290〜400nmの範囲のUV放射線からヒトの表皮又はヒトの毛髪を保護するために化粧品及び医薬製剤に存在するUV光吸収剤化合物から誘導される、光安定性UVフィルタとして有効なあらゆる構造部分を含む。適切なUV光吸収剤部分の例は、米国特許明細書第6,132,703号に記載されている。好ましいUV光吸収剤部分は、2−(2′−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−ヒドロキシベンゾフェノン、安息香酸エステル、オキサニリド及び2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジンからなる群より選択される置換基である。
特定の2−(2′−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類は、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(2′−4′−ジヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−〔3′−tert−ブチル−2′−ヒドロキシ−5−(1−ヒドロキシカルボニル−2−エチル)−フェニル〕−ベンゾトリアゾール、2−〔3′−tert−ブチル−2′−ヒドロキシ−5−(1−ヒドロキシカルボニル−2−エチル)−フェニル〕−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3′,5′−ジ−tert−ブチル−2′−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(5′−tert−ブチル−2′−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−フェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3′,5′−ジ−tert−ブチル−2′−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3′−tert−ブチル−2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3′−sec−ブチル−5′−tert−ブチル−2′−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−4′−オクチルオキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3′,5′−ジ−tert−アミル−2′−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3′,5′−ビス(α,α−ジメチルベンジル)−2′−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3′−tert−ブチル−2′−ヒドロキシ−5′−(2−オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3′−tert−ブチル−5′−〔2−(2−エチルヘキシルオキシ)カルボニルエチル〕−2′−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3′−tert−ブチル−2′−ヒドロキシ−5′−(2−メトキシカルボニルエチル)フェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3′−tert−ブチル−2′−ヒドロキシ−5′−(2−メトキシカルボニルエチル)フェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3′−tert−ブチル−2′−ヒドロキシ−5′−(2−オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3′−tert−ブチル−5′−〔2−(2−エチルヘキシルオキシ)カルボニルエチル〕−2′−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3′−ドデシル−2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3′−tert−ブチル−2′−ヒドロキシ−5′−(2−イソオクチルオキシカルボニルエチル)フェニルベンゾトリアゾール、2,2′−メチレン−ビス〔4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−ベンゾトリアゾール−2−イルフェノール〕;2−〔3′−tert−ブチル−5′−(2−メトキシカルボニルエチル)−2′−ヒドロキシフェニル〕−ベンゾトリアゾールとポリエチレングリコール300とのエステル交換生成物;下記式:
Figure 2005510595
(式中、Rは、3′−tert−ブチル−4′−ヒドロキシ−5′−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル−フェニルを表す);2−〔2′−ヒドロキシ−3′−(α,α−ジメチルベンジル)−5′−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル〕ベンゾトリアゾール及び2−〔2′−ヒドロキシ−3′−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−5′−(α,α−ジメチルベンジル)フェニル〕ベンゾトリアゾールである。
特定の2−ヒドロキシベンゾフェノン類は、例えば、4−ヒドロキシ、4−メトキシ、4−オクチルオキシ、4−デシルオキシ、4−ドデシルオキシ、4−ベンジルオキシ、2,4−ジヒドロキシ、4,2′,4′−トリヒドロキシ及び2′−ヒドロキシ−4,4′−ジメトキシ誘導体である。
特定の安息香酸のエステル類は、例えば、4−tert−ブチル−フェニルサリチラート、サリチル酸フェニル、サリチル酸オクチルフェニル、ジベンゾイルレゾルシノール、ビス(4−tert−ブチルベンゾイル)レゾルシノール、ベンゾイルレゾルシノール、2,4−ジ−tert−ブチルフェニル3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾアート、ヘキサデシル3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾアート、オクタデシル3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾアート、2−メチル−4,6−ジ−tert−ブチルフェニル3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾアートである。
特定のオキサニリド類は、例えば、2−エチル−2′−ヒドロキシオキサニリド、4,4′−ジオクチルオキシオキサニリド、2,2′−ジエトキシオキサニリド、2,2′−ジオクチルオキシ−5,5′−ジ−tert−ブチルオキサニリド、2,2′−ジドデシルオキシ−5,5′−ジ−tert−ブチルオキサニリド、2−エトキシ−2′−エチルオキサニリド、N,N′−ビス(3−ジメチルアミノプロピル)オキサルアミド、2−エトキシ−5−tert−ブチル−2′−エチルオキサニリド及びそれと2−エトキシ−2′−エチル−5,4′−ジ−tert−ブチルオキサニリドとの混合物、並びにo−及びp−メトキシ−と、o−及びp−エトキシ−ジ置換オキサニリドの混合物である。
特定の2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン類は、例えば、2,4−ビス(ビフェニル−4−イル)−6−(2,6−ジヒドロキシ)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ジフェニルー1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−ヒドロキシ−4−プロポキシフェニル)−6−(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルフェニル)−4,6−ビス(4−メチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−トリデシルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−〔2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−n−ブトキシプロポキシ)フェニル〕−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−〔2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−オクチルオキシプロポキシ)−フェニル〕−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−〔4−(ドデシルオキシ/トリデシルオキシ−2−ヒドロキシ−プロポキシ)−2−ヒドロキシフェニル〕―4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−〔2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシ−プロポキシ)フェニル〕−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシ)フェニル−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス〔2−ヒドロキシ−4−(3−ブトキシ−2−ヒドロキシ−プロポキシ)フェニル〕−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシフェニル)−4−(4−メトキシフェニル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン、2−{2−ヒドロキシ−4−〔3−(2−エチルヘキシル−1−オキシ)−2−ヒドロキシプロポキシ〕フェニル}−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンである。
特に好ましくは、(2,4−ジヒドロキシフェニル)−フェニルメタノン、2−ベンゾトリアゾール−2−イル−4−メチルフェノール、4−ベンゾトリアゾール−2−イルベンゼン−1,3−ジオール、3−〔3−tert−ブチル−5−(5−クロロベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル〕プロピオン酸、3−〔5−(ベンゾトリアゾール−2−イル)−3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル〕プロピオン酸;4−(4,6−ジフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル−ベンゼン1,3−ジオール、4−〔4,6−ビス(ビフェニル−4−イル)−1,3,5−トリアジン−2−イル〕−ベンゼン−1,3−ジオール、4−〔4,6−ジ−(2,4−ジ−ヒドロキシフェニル)1,3,5−トリアジン2−イル〕ベンゼン−1,3−ジオール及びN′−2−エチルフェニル−N′−2−ヒドロキシフェニルオキサルアミドからなる群より選択されるUV光吸収剤である。
組成物は、上記のポリマー成分b)を、0.1〜99.9重量%、好ましくは0.1〜50.0重量%、特に好ましくは1.0〜30.0重量%の量で含有することができる。
本発明の好ましい実施態様は、
a)分散性の無機又は有機顔料粒子0.1〜99.9重量%、並びに
b)(i)ブロックコポリマー(I)〔式中、
Xは、原子移動ラジカル重合(ATRP)による制御されたラジカル重合を活性化することができる触媒の存在下で、ATRPによりエチレン性不飽和モノマーの重合を開始することができる、重合開始剤のフラグメントを表し;
Yは、ラジカル移動性基、重合性鎖末端基又は飽和ポリマー鎖末端基を表し;
A及びBは、スチレン類、アクリル酸及びメタクリル酸−C1〜C24アルキルエステル、アクリル酸及びメタクリル酸−ヒドロキシ−C2〜C6アルキルエステル、アクリル酸及びメタクリル酸ジヒドロキシ−C3〜C4アルキルエステル、並びにポリ−C2〜C4アルキレングリコールエステル基(ここで、エステル基は、C1〜C24アルコキシ基で置換されていることができる)を有するアクリル酸及びメタクリル酸エステルからなる群より選択されるエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位で構成される、ポリマーブロックを表し;ここで、
ポリマーブロックA若しくはBのうちの少なくとも1つ、又は鎖末端基Yは、下記式(III):
Figure 2005510595
(式中、
1は、水素又はメチルを表し;そして
2は、アミノ−C2〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキルアミノ−C2〜C4アルコキシ、ジ−C1〜C4アルキルアミノ−C2〜C4アルコキシ、ヒドロキシ−C2〜C4アルキルアミノ−C2〜C18アルコキシ及びC1〜C4アルキル−(ヒドロキシ−C2〜C4アルキル)アミノ−C2〜C4アルコキシからなる群より選択される塩基性基を表す)で示される化合物で表される、塩基性基で置換されているエチレン性不飽和モノマーを更に含有し;
x及びyのうちの一方は、0、1又は1を超える数を表し、他方は、1を超える数を表し;
p及びqは、1を表す〕;と
(ii)単若しくは多環式スルホン酸、単若しくは多環式カルボン酸又はホスホン酸、単若しくは多環式基で置換されている脂肪族スルホン酸、カルボン酸又はホスホン酸、単若しくは多環式基で置換されているハロゲン化C1〜C8アルキル、及び単若しくは多環式スルホン酸のC1〜C4アルキルエステルからなる群より選択される塩形成化合物(II)との組み合わせ;
(但し、p−トルエンスルホン酸は除外される)
から実質的になる分散剤0.1〜99.9重量%、
を含む組成物に関する。
本発明の他の実施態様は、
a′)分散顔料粒子;
b′)コポリマー(I)〔式中、X、A、B、Y、x、y、p及びqは、上記と同義である〕と、上記で定義された塩形成化合物(ii)又は(ii′)との組み合わせ; 及びキャリア液体、特に水を含む、顔料分散体に関する。
本発明の他の実施態様は、上記顔料分散体の調製方法であって、フラグメントA及びBをATRPにより共重合し、場合により鎖末端基Yを置換又は更に重合して、コポリマー(I)を調製し;そして、
α)塩形成化合物でコポリマーを変性し、単離し、変性されたブロックコポリマーを分散性顔料粒子に加え、場合により結合材、充填剤又は他の従来の添加剤を加えるか;あるいは
β)分散性顔料粒子、場合により結合材料、充填剤又は他の従来の添加剤の存在下で、塩形成化合物でコポリマーを変性することを含む方法に関する。
本発明の好ましい実施態様によると、本方法は、顔料と変性されたコポリマー、及び場合により従来の他の添加剤を、液体キャリア媒体を実質的に含有しない固体生成物の形態で単離する追加の工程を含む。
方法の変形α)によると、コポリマー(I)を、上記で定義された塩形成化合物(ii)又は(ii′)を加えることにより変性し、変性されたブロックコポリマー(I)を純粋な形態で単離するか、又は水中の溶液若しくは分散体としてか、有機溶媒としてか、両方の混合物として単離する。次に変性されたブロックコポリマーを、純粋な形態又は溶液若しくは分散体として、分散性顔料粒子、及び場合により結合剤、充填剤又は他の従来の添加剤に加える。
本方法の代替的実施態様において、ポリマー又はコポリマーを、ほとんどの場合、更なる精製工程なしで更に処理及び使用することができる。工業的な規模拡大が意図される場合、これは重要な利点である。方法の変形β)によると、分散性顔料粒子、及び場合により結合剤、充填剤又は他の従来の添加剤の存在下で、コポリマー(I)を塩形成化合物(ii)又は(ii′)で変性する。塩形成化合物(ii)、分散性顔料粒子、及び結合剤材料、充填剤又は他の従来の添加剤、例えば溶媒のような任意の成分の別個の混合物を、調製し、それにコポリマー(I)を加える。
コポリマー(I)、塩形成化合物(ii)又は(ii′)及び任意の成分を含む個別の混合工程を実施する順序は、上記の本方法によると重要ではない。
顔料を、変性されたポリマー分散剤の存在下で、高速混合、ボールミル粉砕、砂粉砕、磨砕粉砕又は二本若しくは三本ロール練りのような従来の技術を使用して分散させる。得られる顔料分散体は、顔料と分散剤結合剤の重量比の約0.1:100〜1500:100を有する。
分散体に存在する有機溶媒は上記に記載されており(方法を参照)、好ましくは、被覆技術で慣用的に使用される溶媒である。水性被覆用途には、水の他に好ましくはC1〜C4アルコールのような極性の水混和性溶媒、例えば、メタノール、エタノール若しくはイソプロパノール、ブチルグリコール若しくはメトキシプロピレングリコールのようなグリコールエーテル、ポリオール、例えば、グリセリン又はエチレン、ジエチレン、トリエチレン、トリエチレン若しくはプロピレングリコールが使用される。溶媒ベースの被覆系には、好ましくは、脂肪族炭化水素のような極性の低い溶媒、酢酸ブチルのようなエステル、又はメトキシプロピレングリコールのようなグリコールエーテル若しくはメトキシプロピレングリコールアセタートのようなグリコールエーテルエステルが使用される。
方法の変形α)又はβ)の他の好ましい実施態様において、微細顔料分散体は、顔料を、変性されたコポリマーの溶液、又は変性されたコポリマーの水性エマルションと混合し、得られる混合物を、溶媒及び/又は水を留去して好ましくは乾固するまで濃縮し、場合により、得られる濃縮物を更に熱処理及び/又は機械的処理に付して、顔料と変性されたポリマーとを含む混合物を調製し、それを次に続いて水性及び/又は有機溶媒に分散することにより調製される。この方法によると、顔料と変性されたコポリマーの固体組成物は、分散することが容易であり、例えば塗料配合物へ練り込むための時間及びエネルギー集約的な粉砕を必要としない。
高速混合、ボールミル粉砕、砂粉砕、磨砕粉砕又は二本若しくは三本ロール練りのような、組成物を調製する上記記載の方法を、分散体を調製する場合に代替的に使用することができる。
本発明は、また、被覆組成物、プリント、画像、インク、ラッカー、着色プラスチック、接着剤、注型用樹脂、充填複合材料、ガラス繊維補強複合材料、積層物、プラスターのようなセメント製建築材料及びタイル用接着剤の調製における、上記記載の顔料分散体の使用に関する。
同様に特に興味深いものは、分散体を調製する上記方法の特定の実施態様であって、被覆組成物、例えば塗料が調製される。したがって本発明は、また、組成物に関し、被覆用膜形成結合剤が、上記成分a)及びb)を含む組成物に添加される。
新規な被覆組成物は、好ましくは、組成物中の成分a)及びb)を合わせて、固体結合剤100重量部当たり0.01〜100.0重量部、特に0.05〜50.0重量部、特別には0.1〜20.0重量部含む。
適切な結合剤は、慣用的に使用されるものであり、例えば、Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, Vol. A18, pp. 368-426, VCH, Weinheim 1991, Germanyに記載されているものである。一般的に、膜形成結合剤は、熱可塑性又は熱硬化性樹脂、主に熱硬化性樹脂に基づく。その例は、アルキド、アクリル、ポリエステル、フェノール、メラミン、エポキシ及びポリウレタン樹脂、並びにそれらの混合物である。また、放射線により硬化されうる樹脂又は自然乾燥樹脂を使用することができる。
使用することができる結合剤は、任意の常温硬化性又は熱硬化性結合剤であり、硬化触媒を加えることが有利でありうる。結合剤の硬化を促進する適切な触媒は、例えば、Ullmann's, Vol. A18, loc. cit., p. 469に記載されている。
好ましくは、官能性アクリル酸樹脂と架橋剤を含む被覆組成物である。特定の結合剤を含有する被覆組成物の例は下記である。
・常温又は熱架橋性アルキド、アクリル酸、ポリエステル、エポキシ若しくはメラミン樹脂又はそのような樹脂の混合物に基づき、所望であれば硬化触媒を加えた塗料;
・ヒドロキシル含有アクリル酸、ポリエステル又はポリエーテル樹脂と、脂肪族又は芳香族イソシアナート、イソシアヌラート若しくはポリイソシアナートに基づく2成分ポリウレタン塗料;
・焼付けの間に脱保護するブロックトイソシアナート、イソシアヌラート又はポリイソシアナートに基づき、所望であればメラミン樹脂を加えた1成分ポリウレタン塗料;
・トリスアルコキシカルボニルトリアジン架橋剤及びアクリル酸、ポリエステル又はポリエーテル樹脂のようなヒドロキシル基含有樹脂に基づく1成分ポリウレタン塗料;
・ウレタン構造内に遊離アミノ基を有し、メラミン樹脂又はポリエーテル樹脂を有する脂肪族若しくは芳香族ウレタンアクリラート又はポリウレタンアクリラートに基づき、所望であれば硬化触媒を有する1成分ポリウレタン塗料;
・(ポリ)ケチミンと、脂肪族又は芳香族イソシアナート、イソシアヌラート若しくはポリイソシアナートに基づく2成分塗料;
・(ポリ)ケチミンと、不飽和アクリル酸樹脂又はポリアセトアセタート樹脂又はメタクリルアミドグリコラートメチルエステルに基づく2成分塗料;
・カルボキシル−又はアミノ含有ポリアクリラートと、ポリエポキシドに基づく2成分塗料;
・無水物基を含むアクリル樹脂と、ポリヒドロキシ又はポリアミノ成分に基づく2成分塗料;
・アクリラート含有無水物とポリエポキシドに基づく2成分塗料;
・(ポリ)オキサゾリンと、無水物基を含むアクリル酸樹脂又は不飽和アクリル酸樹脂、あるいは脂肪族又は芳香族イソシアナート、イソシアヌラート若しくはポリイソシアナートに基づく2成分塗料;
・不飽和ポリアクリラートとポリマロナートに基づく2成分塗料;
・熱可塑性アクリル酸樹脂又は外面的に架橋されているアクリル酸樹脂と、エーテル化メラミン樹脂との組み合わせに基づく熱可塑性ポリアクリル酸塗料;及び
・シロキサン変性又はフッ素変性アクリル酸樹脂に基づく塗料系。
上記成分に加えて、本発明の被覆組成物は、好ましくは、立体障害アミン類、2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン及び/又は2−ヒドロキシフェニル−2H−ベンゾトリアゾールタイプの光安定剤を含む。有利に添加される2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジンタイプの光安定剤の更なる例は、例えば公開された特許文献、例えば、US−A−4,619,956、EP−A−434 608、US−A−5,198,498、US−A−5,322,868、US−A−5,369,140、US−A−5,298,067、WO−94/18278、EP−A−704 437、GB−A−2 297 091、WO−96/28431で見出すことができる。技術的に特に興味深いことは、2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン及び/又は2−ヒドロキシフェニル−2H−ベンゾトリアゾール、特に2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジンを加えることである。
上記の成分以外に、被覆組成物は更なる成分を含むこともでき、例としては、溶媒、顔料、染料、可塑剤、安定剤、チキソトロープ剤、乾燥触媒及び/又は均展剤である。可能な成分の例は、Ullmann's, Vol. A18, pp. 429-471に記載されているものである。
可能な乾燥触媒又は硬化触媒は、例えば、有機金属化合物、アミン、アミノ含有樹脂及び/又はホスフィンである。有機金属化合物の例は、金属カルボン酸塩、特に金属Pb、Mn、Co、Zn、Zr若しくはCuのもの、又は金属キレート、特に、金属Al、Ti若しくはZrのもの、又は有機スズ化合物のような有機金属化合物である。
金属カルボン酸塩の例は、Pb、Mn若しくはZnのステアリン酸塩、Co、Zn若しくはCuのオクタン酸塩、Mn及びCoのナフテン酸塩、又は対応するリノレエート、レジネート若しくはタレートである。
金属キレートの例は、アセチルアセトン、エチルアセチルアセタート、サリチルアルデヒド、サリチルアルドキシム、o−ヒドロキシアセトフェノン又はエチルトリフルオロアセチルアセタートのアルミニウム、チタン又はジルコニウムキレート及びこれらの金属のアルコキシドである。
有機スズ化合物の例は、酸化ジブチルスズ、ジブチルスズジラウラート又はジブチルスズジオクトアートである。
アミンの例は、特に第三級アミンであり、例えば、トリ−n−ブチルアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−ジメチルエタノールアミン、N−エチルモルホリン、N−メチルモルホリン又はジアザビシクロオクタン(トリエチレンジアミン)及びその塩である。更なる例は、第四級アンモニウム塩、例えば、トリメチルベンジルアンモニウムクロリドである。
アミノ含有樹脂は、結合剤と同時に硬化触媒として作用する。その例は、アミノ含有アクリラートコポリマーである。
使用される硬化触媒は、ホスフィン、例えばトリフェニルホスフィンであることもできる。
新規な被覆組成物は、放射線硬化性被覆組成物を含む。この場合、結合剤は、エチレン性不飽和結合を含有するモノマー又はオリゴマー化合物を実質的に含み、塗布後、化学線により硬化され、すなわち架橋された高分子量形態に変換される。系がUV硬化される場合、一般的に光開始剤も含有する。対応する系は、上記の文献、Ullmann's, Vol. A18, pp. 451-453に記載されている。放射線硬化性被覆組成物において、新規な安定剤は、立体障害アミンを添加しないで使用することもできる。
本発明の被覆組成物を、あらゆる所望の基材、例えば、金属、木材、プラスチック又はセラミック材料に塗布することができる。好ましくは自動車の仕上げにおける下塗りとして使用される。上塗りが2層を含み、そのうちの下層が着色され、上層が着色されていない場合、新規組成物を、好ましくは下層に使用することができる。
新規被覆組成物は、慣用の方法、例えば、はけ塗、噴霧、流し込み、浸漬又は電気泳動により基材に塗布することができる(Ullmann's, Vol. A18, pp. 491-500も参照されたい)。
結合剤系に応じて、被覆を室温又は加熱により硬化することができる。被覆は、好ましくは50〜150℃で硬化され、粉末被覆又はコイル被覆の場合は更に高温で硬化される。
被覆組成物は、結合剤が溶解性の有機溶媒又は溶媒混合物を含むことができる。そうでなければ被覆組成物は水溶液又は分散体であることができる。ビヒクルは、有機溶媒と水の混合物であることもできる。被覆組成物は、ハイソリッド塗料であってよいか、又は無溶媒(例えば、粉末被覆材料)であることができる。粉末被覆は、例えば、Ullmann's, A18, pp. 438-444に記載のものである。粉末被覆材料は、また、粉末スラリー(好ましくは水中の粉末分散体)の形態を有することができる。
上記の被覆組成物又は分散系は、更に、炭酸カルシウム、ケイ酸塩、ガラス繊維、ガラスビーズ、タルク、カオリン、雲母、硫酸バリウム、金属酸化物及び水酸化物のような充填剤、カーボンブラック、グラファイト、木粉、他の天然生成物の粉末及び繊維、合成繊維、可塑剤、滑剤、乳化剤、顔料、レオロジー添加剤、触媒、流動性助剤、蛍光増白剤、難燃剤、又は帯電防止剤若しくは発泡剤を含有することができる。
下記の実施例は本発明を説明する。
Figure 2005510595
1 ATRPで調製されたブロックコポリマー又は櫛型ポリマーを含有する分散体及び着色被覆
1.1 ポリマーの調製
1.1.1 溶媒を加えないATRP法による末端Br基を有するポリ−n−ブチルアクリラート(〔M〕:〔I〕:〔CuBr〕:〔L〕=110:1:0.6:0.6)。
BA(BASF、工業品質)600.00g(4.68mol)及びCuBr(Fluka、酢酸を用いた処理により精製)3.65g(25.5mmol)を、機械式撹拌機を備えた1500ml丸底フラスコに加えた。撹拌し、排気し、窒素で3回すすいで、フラスコから空気を除去した。PMDETA 4.42g(5.3ml、25.5mmol)を、ゴム製封止材を通してシリンジにより加えた。混合物を撹拌により均質化し、再び排気し、窒素で3回すすいだ。MBP(開始剤)7.10g(4.7ml、42.5mmol)をシリンジで加え、油浴で90℃まで加熱した後、発熱重合反応が開始した。温度が急激に上昇し、100〜105℃の水準で制御した(氷浴)。混合物を2h重合した。この時間の後、1H−NMR分析(CDCl3)による測定では、モノマーの変換は90%に達した。反応混合物を室温に冷却し、酢酸エチル500ml及び中性酸化アルミニウム(クロマトグラフィー用のAlox(登録商標)、Merck)440gを、2回に分けて加えた。混合物を室温で1h撹拌し、濾過し、ロータリーエバポレーターにより80℃で乾燥し、真空ポンプで更に乾燥して、粘性のポリマー489.9g(90%)を得た。
GPC (THF, PS-標準): Mn: 13780, Mw: 15640, PDI: 1.13 (Mn (計算値): 12670);
Figure 2005510595
1.1.2 ATRPによるn−ブチルアクリラートとDMAEAのブロックコポリマー([M]:[I]:[CuBr]:[L]=14.4:1:0.5:0.5)
上記(1.1.1)で記載されたように調製したポリ−n−ブチルアクリラート120.00g及びCuBr(Fluka、酢酸を用いた処理により精製)0.62g(4.35mmol)を、機械式撹拌機を備えた350ml丸底フラスコに加えた。撹拌し、排気し、窒素で3回すすいで、フラスコから空気を除去した。混合物を撹拌し、DMAEA(BASF、工業品質)17.95g(19.2ml、125mmol)及びMe6TREN 1.0g(1.18ml、4.35mmol)を、ゴム製封止材を通してシリンジにより加えた。混合物を撹拌により均質化し、僅かに発熱する重合反応がRTで開始した。混合物を4h重合に付し、変換を、CDCl3による1H−NMR分析で測定した(90%)。室温に冷却した後、酢酸エチル120ml及びALOX 25gを加えた。室温で1h撹拌し、濾過し、ロータリーエバポレーターにより80℃で乾燥し、続いて真空ポンプで乾燥した後、精製したポリマーを得た。粘性のポリマー139.8g(98%)を得た。
GPC (THF, PS-標準): Mn: 15480 (計算値: 15640), Mw: 18700; PDI: 1.21;
Figure 2005510595
純粋な粘性ブロックコポリマー1.1.2を固形分80%で酢酸ブチルに溶解し、明澄な溶液を得て、それを顔料分散体の調製に使用した。
1.1.3 PTSAで変性されたブロックコポリマーP(BA−b−DMAEA)
1.1.2と同様に、BAとDMAEAのブロックコポリマーをATRPにより調製した。
GPC (THF, PS-標準): Mn: 7050, Mw: 8670, PDI: 1.23 (Mn (計算値): 7340);
1H-NMR (CDCl3): 80 mol% BA, 20 mol% DMAEA (PBA-前駆体のGPCの結果を考慮):約42.5 ユニットのBA 及び12 ユニットの DMAEA).
Figure 2005510595
上記のブロックコポリマー(N 118mmol含有)80gを酢酸ブチル溶液39.1mlで希釈し、機械式撹拌機を備えた350ml丸底フラスコ中、室温で撹拌した。高温酢酸n−ブチル(Fulka、purum)30mlに溶解したPTSA(Fluka、purum)11.26g(59.2mmol、アミンの50%中和に相当)を、ゆっくりと加え、反応混合物を1h撹拌した。僅かに黄−橙色の粘性溶液144gを得た。固形分60%を有する変性されたコポリマー1.1.3の溶液を、更に精製しないで使用した。
変性されたコポリマーの分析
GPC (DMF, PS-標準): Mn: 9590, Mw: 11500, PDI: 1.20 (Mn (計算値): 8200)。
1.1.4 末端メタクリラート基を有するポリ−n−ブチルアクリラートマクロモノマー(Mn:13530)
n−ブチルアクリラート(BASF、工業品質)1282g(10.0mol)及びCuBr(Fluka、酢酸を用いた処理により精製)9.7g(68mmol)を、機械式撹拌機を備えた2500ml丸底フラスコに加えた。撹拌し、排気し、窒素で3回すすいで、フラスコから空気を除去した。DMF(Fluka,puriss p.a.)143mlに溶解したリガンド前駆体2,2′−ビピリジル(Fluka,puriss p.a.)21.4g(137mmol)をアルゴン下で加えた。混合物を排気し、窒素で3回すすぎ、50℃で撹拌して均質化した。MBP(開始剤、Fluka purum)15.2g(10.1ml、91mmol)をシリンジで加え、油浴で110℃まで加熱した後、発熱重合反応が開始した。温度が急激に上昇し、110〜116℃の水準で制御した(氷浴)。混合物を4h重合した。この時間の後、CDCl3による1H−NMR分析で測定すると、モノマーの変換は90%に達していた。混合物を80℃に冷却し、酢酸エチル400mlを加えた。室温に冷却し、1h撹拌した後、混合物を濾過して、Cu錯体を除去した。濾過した溶液を、メタクリラート官能化に直接使用した。メタクリル酸(Fluka, purum)9.38g(9.24ml、109mmol)を加え、続いてDBU(Fluka, purum)16.59g(109mmol)を加え、混合物を室温で20時間撹拌した。混合物を濾過し、シリカゲル200gと共に撹拌し、再び濾過して、形成されたDBU臭化水素酸塩を全て除去した。ロータリーエバポレーター中、100℃で真空ポンプにより乾燥した後、最終マクロモノマーを得た。黄色の粘性ポリマー1130.3g(97%、ポリマー変換が90%であることを考慮)を得た。
GPC (THF, PS-標準): Mn: 13530, Mw: 16900, PDI: 1.25;
Figure 2005510595
二重結合の滴定:計算値:0.074mg当量/g、実測値:0.086mg当量/g。
1.1.5 実施例1.1.4のポリ−n−ブチルアクリラートマクロモノマーとDMAEMAの共重合による櫛型コポリマー
マクロモノマー1.1.4 230g(17mmol)、DMAEMA(Aldrich、98%)64.87g(413mmol)、酢酸ブチル(Fluka, purum)220.3ml及びAIBN(Fluka, purum)5.90g(35.9mmol)を、機械式撹拌機を備えた1500ml丸底フラスコ中で混合した。撹拌し、排気し、窒素で3回すすいで、フラスコから空気を除去した。混合物を油浴で80℃に加熱し、4h重合した。CDCl3による1H−NMR分析で測定したモノマーの変換は、ほぼ定量であった。室温に冷却した後、透明で、僅かに黄色の粘性ポリマー溶液484.2gを、固形分63.6%で得た。コポリマー1.1.5の溶液を更に精製しないで使用した。
GPC (THF, PS-標準): Mn: 21600, Mw: 46600, PDI: 2.16;
Figure 2005510595
1.1.6 PTSAによるコポリマー1.1.5中のアミノ基50mol%の中和によって変性された櫛型ポリマー
1.1.5のコポリマー溶液78.65g(純粋なグラフトコポリマー50gに相当)を、機械式撹拌機を備えた350ml丸底フラスコ中、80℃で撹拌した。高温酢酸ブチル(Fluka, purum)32.5mlに溶解したPTSA(Fluka, purum)7.28g(38.3mmol、0.5当量)を、ゆっくりと加えた。反応混合物を2h撹拌した。室温に冷却した後、固形分50%を有する櫛型コポリマー1.1.6の黄色の粘性溶液を、更に精製しないで使用した。
1.1.7 末端メタクリラート基を有する分子量Mn:6930のポリ−n−ブチルアクリラートマクロモノマー
BA(BASF、工業品質)1000g(7.8mol)、Cu(I)Br(Fluka、酢酸を用いる処理により精製)6.71g(46.8mmol)、Cu(II)Br2(Fluka, puriss p.a.)1.16g(5.2mmol)及びアセトン(Fluka, puriss p.a.)275mlを、機械式撹拌機を備えた2500ml丸底フラスコに加えた。撹拌し、排気し、窒素で3回すすいで、フラスコから空気を除去した。PMDETA(Fluka, purum)9.01g(10.9ml、52mmol)を、ゴム製封止材を通してシリンジにより加えた。混合物を撹拌により均質化し、排気し、再び窒素で3回すすいだ。MBP(開始剤)21.71g(14.5ml、130mmol)をシリンジで加え、油浴で60℃まで加熱した後、僅かに発熱する重合反応が開始した。温度が65℃に上昇し、60〜65℃の水準で制御した(氷浴)。混合物を6h重合した。この時間の後、CDCl3による1H−NMR分析で測定すると、モノマーの変換は75%に達していた。混合物を室温に冷却し、酢酸エチル200ml及び中性ALOX(クロマトグラフィー用、Merck)200gを加えた。混合物を室温で1h撹拌し、濾過した。濾過した溶液を、メタクリラート官能化に直接使用した:メタクリル酸(Fluka, purum)13.43g(13.2ml、156mmol)を加え、続いてDBU(Fluka, purum)23.75g(156mmol)を加えた。混合物を室温で20h撹拌し、濾過し、シリカゲル200gと共に撹拌し、再び濾過して、形成されたDBU臭化水素酸塩を全て除去した。ロータリーエバポレーター中、90℃で1h乾燥した後、マクロモノマーを得た。黄色の粘性ポリマー763g(99%、ポリマー変換が90%であることを考慮)を得た。
GPC (THF, PS-標準): Mn: 6930, Mw: 7650, PDI: 1.10;
Figure 2005510595
二重結合の滴定:計算値:0.140mg当量/g、実測値:0.144mg当量/g。
1.1.8 1.1.7のポリ−n−ブチルアクリラートマクロモノマーとDMAEMAの共重合による櫛型コポリマー
マクロモノマー1.1.7 230g(33.2mmol)、DMAEMA(Aldrich、98%)68.7g(437mmol)、酢酸ブチル(Fluka, purum)230ml及びAIBN(Fluka, purum)5.97g(36.4mmol)を、機械式撹拌機を備えた1500ml丸底フラスコ中で混合した。撹拌し、排気し、窒素で3回すすいで、フラスコから空気を除去した。混合物を油浴で80℃に加熱し、4h重合した。CDCl3による1H−NMR分析で測定したモノマーの変換は、ほぼ定量であった。室温に冷却した後、透明で、僅かに黄色の粘性ポリマー溶液494gを、固形分62.5%で得た。コポリマー1.1.8のこの溶液を更に精製しないで使用した。
GPC (THF, PS-標準): Mn: 18000, Mw: 52700, PDI: 2.92;
Figure 2005510595
1.2 方法の変形α)又はβ)の塩形成化合物として使用される変性剤
1.2.1 3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−sec−ブチル−4−ヒドロキシベンゼンスルホン酸:
Figure 2005510595
1.2.2 Uvinul(登録商標)MS40:
Figure 2005510595
1.2.3 1−(ベンゾチアゾール−2−イルチオ)−コハク酸:
Figure 2005510595
1.3 変性されたブロックコポリマー又は変性された櫛型ポリマーを含有する顔料分散体の調製及び試験
異なる塩形成化合物で変性された異なるATRPコポリマーの性能を、練り顔料調製物及びそれから製造された対応する被覆配合物において評価した。
1.3.1 練り顔料の調製及び試験
ポリエステル練り顔料配合物は、下記の処方により調製した:
Figure 2005510595
使用された異なる分散剤の活性含有量及び任意で添加される酸に応じて、顔料結合剤の比率を約1に調整するため、溶媒及びDYNAPOLにより配合物を僅かに調整した。成分を、振とう機によりガラスビーズを用いて4h粉砕した(DIN 53238-13)。粉砕後の練り顔料の粘性を、コーンプレートレオメータ(Paar Physica UDS 200)を用いて異なる剪断速度で測定した。特に中剪断速度から低剪断速度、例えば、剪断速度16において練り顔料の粘性を低下させることにより、効率の良い分散性を見ることができた。練り顔料の調製には異なる2つの方法を使用することができる。
方法α)
変性されたコポリマー分散体を、濃縮添加剤溶液の形態で個別に調製した。添加剤溶液を、練り顔料の他の成分と一緒に加え、次に4h粉砕した。
方法β)
アミンブロックコポリマー又は櫛型ポリマー及び対応する塩形成化合物を、練り顔料の他の成分に個別に加え、次に4h粉砕した。この場合、練り顔料を粉砕している間、変性されたコポリマーがインサイチュで形成された。
1.3.2 ポリエステル/メラミン/CAB型の純色被覆の調製及び試験
顔料含有量5%を有する純色配合物を、下記の一般的な処方によりポリエステル練り顔料から調製した:
Figure 2005510595
純色配合物をガラス上にドローダウンし、室温で乾燥させ、130℃で30分間硬化した。光沢の測定を硬化被覆で行った。高い光沢が、仕上塗における顔料の良好な分散性を示した。
2 結果
下記の表は、分散剤の組成物、典型的な練り顔料配合物への適用試験の結果、及びそれから製造した純色被覆配合物を示す。本発明の変性されたコポリマーを含有する配合物を、制御したラジカル重合により製造された他の顔料分散剤を含有する基準配合物と比較した。塗布の結果は、被覆系ポリエステル/メラミン/CAB中の市販の顔料Iragazin(登録商標)DPP Rubine TRに基づく。結果は、本発明の異なる塩形成化合物により変性された分散剤が、練り顔料における優れたレオロジー及び/又は純色被覆における改良された光沢を有することを示した。
表(下記を参照)
1)モノマー化合物(wt%で表示);BA=ブチルアクリラート、DMAEMA=ジメチルアミノエチルメタクリラート、DMAEA=ジメチルアミノエチルアクリラート
2)非変性ブロックコポリマーで測定した分子量
3)ブロックコポリマーの濃度は顔料と相関関係がある。
4)変性剤の濃度は顔料と相関関係がある。
5)比較例
6)変性ブロックコポリマー
Figure 2005510595

Figure 2005510595

Claims (20)

  1. a)分散性の無機又は有機顔料粒子0.1〜99.9重量%、並びに
    b)(i)式(I):
    Figure 2005510595

    〔式中、
    Xは、原子移動ラジカル重合(ATRP)による制御されたラジカル重合を活性化することができる触媒の存在下で、ATRPによりエチレン性不飽和モノマーの重合を開始することができる、重合開始剤のフラグメントを表し;
    Yは、ポリマー鎖末端基を表し;
    A及びBは、エチレン性不飽和モノマーの非イオン性繰り返し単位で構成されるポリマーブロックを表し;ここで、
    ポリマーブロックA若しくはBのうちの少なくとも1つ、又は鎖末端基Yは、塩基性基で置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位を更に含有し;
    x及びyのうちの一方は、0、1又は1を超える数を表し、他方は、1を超える数を表し;ここで、
    x及びyは、ポリマーブロックA及びBにおけるモノマー繰り返し単位の数を規定し;
    p及びqのうちの一方は1であり、他方は1又は1を超える数を表し;ここで、
    pは、ポリマー鎖末端基Yに結合している、部分式(A):
    Figure 2005510595

    で示される基の数を規定し、そして
    qは、開始剤フラグメントX1つ当たりの、部分式(B):
    Figure 2005510595

    で示される基の数を規定する〕で示されるコポリマーと、
    (ii)有機酸、ハロゲン化アルキル基及びスルホン酸エステルからなる群より選択される塩形成化合物との組み合わせか、
    あるいは、
    (i′)コポリマー(I)
    (式中、
    X、Y、A、B、x、y、p及びqは上記と同義であり;ここで、
    ポリマーブロックA若しくはBのうちの少なくとも1つ、又は鎖末端基Yは、酸性基で置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位を更に含有する)と、
    (ii′)塩基性基で置換されている塩形成化合物との組み合わせ
    (ただし、p−トルエンスルホン酸は、塩形成成分(ii)から除外される)
    から実質的になる分散剤0.1〜99.9重量%
    を含む組成物。
  2. 成分a)の分散性有機顔料又は真珠光沢フレークが、アゾ、ジアゾ、ナフトール、ベンズイミダゾロン、アゾ縮合、金属錯体、イソインドリノン及びイソインドリン顔料からなるアゾ顔料群、キノフタロン顔料、ジオキサジン顔料、並びにインディゴ、チオインディゴ、キナクリドン、フタロシアニン、ペリレン、ペリオノン、アントラキノン、アントラピリミジン、インダントロン、フラバントロン、ピラントロン、アンタントロン、イソビオラントロン、ジケトピロロピロール及びカルバゾールからなる多環式顔料群から選択される、請求項1記載の組成物。
  3. 成分a)の分散性無機顔料粒子が、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及びケイ酸塩、酸化鉄(III)、酸化クロム(III)、酸化チタン(IV)、酸化ジルコニウム(IV)、酸化亜鉛、硫化亜鉛、リン酸亜鉛、金属酸化物リン酸塩混合物、硫化モリブデン、硫化カドミウム、カーボンブラック又はグラファイト、バナジン酸塩、クロム酸塩及びモリブデン酸塩、並びにこれらの混合物、結晶形態又は変態である、請求項1記載の組成物。
  4. Xが、ハロゲン化C1〜C8アルキル、ハロゲン化C6〜C15アラルキル、C2〜C8ハロアルキルエステル、アレーンスルホニルハロゲン化物、α−ハロアルカンニトリル、α−ハロアクリラート及びハロラクトンからなる群より選択される重合開始剤の、ポリマー鎖末端基を表し;
    Yが、ラジカル移動性基、水素又は重合性鎖末端基を表し、そして
    p及びqが、1を表す、請求項1記載の組成物。
  5. Xが、ハロゲン化C1〜C8アルキル、ハロゲン化C6〜C15アラルキル、C2〜C8ハロアルキルエステル、アレーンスルホニルハロゲン化物、α−ハロアルカンニトリル及びハロラクトンからなる群より選択される重合開始剤の、ポリマー鎖末端基を表し;
    Yが、飽和ポリマー鎖末端基を表し;
    pが、1を超える数を表し;そして
    qが、1を表す、請求項1記載の組成物。
  6. ポリマーブロックA及びBのうちの1つが、スチレン類、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−C1〜C24アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−C6〜C11アリール−C1〜C4アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−C6〜C11アリールオキシ−C1〜C4アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−ヒドロキシ−C2〜C6アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−ポリヒドロキシ−C3〜C6アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−(C1〜C4アルキル)3−シリルオキシ−C2〜C4アルキルエステル; アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−(C1〜C4アルキル)3シリル−C1〜C4アルキルエステル、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−ヘテロシクリル−C2〜C4アルキルエステル; ポリ−C2〜C4アルキレングリコールエステル基(ここで、エステル基は、C1〜C24アルコキシ基で置換されていることができる)を有するアクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸エステル、アクリル酸及びメタクリル酸アミド、アクリル酸及びC1〜C4アルキルアクリル酸−(C1〜C4アルキル)1〜2アミド、アクリロニトリル、マレイン酸又はフマル酸のエステル、マレイミド及びN置換マレイミドからなる群より選択される、エチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位から実質的に構成される、請求項1記載の組成物。
  7. ポリマーブロックA及びBのうちの1つが、スチレン類、アクリル酸及びメタクリル酸−C1〜C24アルキルエステル、アクリル酸及びメタクリル酸−ヒドロキシ−C2〜C6アルキルエステル、アクリル酸及びメタクリル酸−ジヒドロキシ−C3〜C4アルキルエステル、並びにポリ−C2〜C4アルキレングリコールエステル基(ここで、エステル基は、C1〜C24アルコキシ基で置換されていることができる)を有するアクリル酸及びメタクリル酸エステルからなる群より選択される、エチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位から実質的に構成される、請求項1記載の組成物。
  8. ポリマーブロックA及びBのうちの少なくとも1つ、又は鎖末端基Yに存在する塩基性基により置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位が、式(III):
    Figure 2005510595

    〔式中、
    1は、水素又はC1〜C4アルキルを表し;そして
    2は、アミノ−C2〜C18アルコキシ、C1〜C4アルキルアミノ−C2〜C18アルコキシ、ジ−C1〜C4アルキルアミノ−C2〜C18アルコキシ、ヒドロキシ−C2〜C4アルキルアミノ−C2〜C18アルコキシ及びC1〜C4アルキル(ヒドロキシ−C2〜C4アルキル)アミノ−C2〜C18アルコキシからなる群より選択される塩基性置換基を表す〕で示される化合物で表されるか、あるいは
    ポリマーブロックA及びBのうちの少なくとも1つ、又は鎖末端基Yに存在する塩基性基により置換されているエチレン性不飽和モノマーが、アミノ置換スチレン、(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ置換スチレン、N−モノ−(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ−C2〜C4アルキル(メタ)アクリルアミド及びN,N−ジ−(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ−C2〜C4アルキル(メタ)アクリルアミド、ビニルピリジン又はC1〜C4アルキル置換ビニルピリジン、ビニルイミダゾール及びC1〜C4アルキル置換ビニルイミダゾールからなる群より選択されるアミノモノマーである、請求項1記載の組成物。
  9. ポリマーブロックA及びBのうちの1つに存在する、塩基性基により置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位が、式(III)
    〔式中、
    1は、水素又はメチルを表し;そして
    2は、アミノ−C2〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキルアミノ−C2〜C4アルコキシ、ジ−C1〜C4アルキルアミノ−C2〜C4アルコキシ、ヒドロキシ−C2〜C4アルキルアミノ−C2〜C18アルコキシ及びC1〜C4アルキル−(ヒドロキシ−C2〜C4アルキル)アミノ−C2〜C4アルコキシからなる群より選択されるアミノ置換C2〜C18アルコキシを表す〕で示される化合物で表されるか、あるいは
    アミノ置換スチレン、(C1〜C4アルキル)1〜2アミノ置換スチレン及びN,N−ジ−(C1〜C4アルキル)2アミノ−C2〜C4アルキル(メタ)アクリルアミドである、請求項8記載の組成物。
  10. ポリマーブロックA及びBのうちの少なくとも1つ、又は鎖末端基Yに存在する、塩基性基により置換されているエチレン性不飽和モノマーの繰り返し単位が、4−アミノスチレン、4−ジメチルアミノスチレン、2−ジメチルアミノエチルアクリラート(DMAEA)、2−ジメチルアミノエチルメタクリラート(DMAEMA)、2−ジエチルアミノエチルアクリラート(DEAEA)、2−ジエチルアミノエチルメタクリラート(DEAEMA)、2−t−ブチルアミノエチルアクリラート(t−BAEA)、2−t−ブチルアミノエチルメタクリラート(t−BAEMA)及び3−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、3−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン並びに1−ビニルイミダゾールからなる群より選択される、請求項1記載の組成物。
  11. ポリマー鎖末端基Yが、重合性鎖末端基の重合又は共重合により形成される、ラジカル移動性基、水素、重合性鎖末端基又は飽和ポリマー鎖末端基を表す、請求項1記載の組成物。
  12. 成分(ii)が、酸塩基反応、酸付加又は四級化反応により、コポリマー(I)と塩を形成する、請求項1記載の組成物。
  13. 塩形成化合物(ii)に存在する、スルホ、カルボキシ若しくはホスホノ基、スルホン酸−C1〜C4アルキルエステル基又はハロゲン化C1〜C8アルキル基が、コポリマー成分(i)のポリマーブロックA及びBのうちの少なくとも1つ、又は鎖末端基Yに存在する、遊離アミノ基又は第一級、第二級若しくは第三級アミノ基と反応して塩を形成する、請求項12記載の組成物。
  14. 塩形成化合物(ii)が、単環式若しくは多環式スルホン酸、単若しくは多環式カルボン酸又はホスホン酸、単若しくは多環式基で置換されている脂肪族スルホン酸、カルボン酸又はホスホン酸、単若しくは多環式基で置換されているハロゲン化C1〜C8アルキル、及び単若しくは多環式スルホン酸のC1〜C4アルキルエステル(ただし、p−トルエンスルホン酸を除く)からなる群より選択される、請求項12記載の組成物。
  15. 塩形成化合物(ii)が、多環式スルホン酸、単若しくは多環式カルボン酸又はホスホン酸、単若しくは多環式基で置換されている脂肪族スルホン酸、カルボン酸又はホスホン酸、単若しくは多環式基で置換されているハロゲン化C1〜C8アルキル、及び単若しくは多環式スルホン酸のC1〜C4アルキルエステルからなる群より選択される、請求項12記載の組成物。
  16. 結合剤と、界面活性剤、光安定剤、UV吸収剤、消泡剤、酸化防止剤、染料、可塑剤、チキソトロープ剤、乾燥触媒、皮張り防止剤及び均展剤からなる群より選択される慣用の添加剤とを更に含有する、請求項1記載の組成物。
  17. a′)分散顔料粒子;
    b′)コポリマー(I)(式中、X、A、B、Y、x、y、p及びqは、請求項1と同義である)と、請求項1で定義された塩形成化合物(ii)又は(ii′)との組み合わせ;及びキャリア液体を含む、
    顔料分散体。
  18. 上記顔料分散体の調製方法であって、フラグメントA及びBをATRPにより共重合し、場合により鎖末端基Yを置換又は重合して、コポリマー(I)を調製し;そして、
    α)塩形成化合物でコポリマーを変性し、単離し、変性されたブロックコポリマーを分散性顔料粒子、及び場合により結合剤、充填剤又は他の従来の添加剤に加えるか;あるいは
    β)分散性顔料粒子、及び場合により結合剤、充填剤又は他の従来の添加剤の存在下で、塩形成化合物でコポリマーを変性することを含む方法。
  19. 顔料と変性されたコポリマー、及び場合により従来の他の添加剤を、液体キャリア媒体を実質的に含有しない固体生成物の形態で単離する追加の工程を含む、請求項18記載の方法。
  20. 被覆組成物、プリント、画像、インク、ラッカー、着色プラスチック、接着剤、注型用樹脂、充填複合材料、ガラス繊維補強複合材料、積層物、プラスターのようなセメント製建築材料及びタイル用接着剤の調製における、請求項17記載の顔料分散体の使用。
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