JP2006045380A - 粘性改良剤 - Google Patents

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Abstract

【課題】
VOC規制に抵触せず、かつ安定性に優れた粘性改良剤を提供すること。
【解決手段】
式(1)で表されるウレタン化合物(A)、式(2)で表され、曇点が30〜60℃であるポリオキシアルキレン化合物(B)及び水からなり、A、B及び水の合計重量に基づいて、Aの含有量が12〜35重量%、Bの含有量が1〜20重量%、水の含有量が45〜87であることを特徴とする粘性改良剤を用いる。
【化1】
Figure 2006045380

Xは炭化水素基、Yは有機残基、OAはオキシアルキレン、a及びdは1〜100、bは40〜500、cは1〜5、b×cは150〜500、オキシアルキレンの少なくとも80重量%がオキシエチレン。
【化2】
Figure 2006045380

Qは非還元性の二又は三糖類の反応残基、OAはオキシアルキレン、Rは炭化水素基又は水素原子、nは0〜100、mは2〜4、n×mは20〜100。
【選択図】 なし

Description

本発明は粘性改良剤に関する。さらに詳しくはエマルション組成物又はエマルション塗料等の粘性を効果的に調整し、かつゼロVOC規制に対応可能なウレタン会合性の粘性改良剤に関するものである。なお、ウレタン会合性とは、ウレタン結合を含むポリマーによる会合増粘性(アソシエーションシックニング)を意味する(特開平4−227986号公報等)。
ウレタン会合性の粘性改良剤の粘度を低減させて取り扱いしやすくするために、ブチルトリグリコールエーテル(ブタノールのエチレンオキシド3モル付加体)等の有機補助溶剤と水とを含む粘性改良剤等が知られている(特許文献1)。また、エチルアルコールと非イオン性、アニオン性又はカチオン性の界面活性剤とを含む粘性改良剤が知られている(特許文献2)。
特開2000−303056号公報 特開昭60−49022号公報
従来の粘性改良剤は、有機補助溶剤やエチルアルコールを含むのでVOC規制に抵触する恐れが強いという問題がある。また、界面活性剤を含む粘性改良剤は経日的に分離するという問題がある。そこで、本発明の目的は、VOC規制に抵触せず、かつ安定性(分離安定性及び粘度変化)に優れた粘性改良剤を提供することである。
本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に達した。すなわち、本発明の粘性改良剤の特徴は、一般式(1)で表されるウレタン化合物(A)、一般式(2)で表され、ISO1065−1975(E)の測定法B、試料10重量%による曇点が30〜60℃であるポリオキシアルキレン化合物(B)及び水からなり、(A)、(B)及び水の合計重量に基づいて、(A)の含有量が12〜35重量%、(B)の含有量が1〜20重量%、水の含有量が45〜87重量%である点を要旨とする。
Figure 2006045380
式(1)中、Xは炭素数8〜24の炭化水素基、Yはジイソシアネ−トから導かれる2価の有機残基、OAまたはAOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、a及びdはそれぞれ1〜100の整数、bは40〜500の整数、cは1〜5の整数を表し、(b×c)は150〜500であり、また複数個のX又はYはそれぞれ同じでも異なっていてもよく、オキシアルキレン基の合計重量の少なくとも80重量%がオキシエチレン基である。
Figure 2006045380
式(2)中、Qは非還元性の二又は三糖類のm個の1級水酸基から水素原子を除いた反応残基、OAは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、Rは炭素数1〜3の炭化水素基又は水素原子を表し、m個のRは同じでも異なっていてもよい。また、m個の(OA)nは同じでも異なっていてもよく、nは0〜100の整数、mは2〜4の整数を表し、OAの総数(n×m)は20〜100の整数である。
本発明の粘性改良剤は、有機補助溶剤やエチルアルコールを使用しないので、VOC規制に抵触する恐れがない。
また、本発明の粘性改良剤は、安定性(分離安定性及び粘度変化)に極めて優れている。したがって、本発明の粘性改良剤は経日的にほとんど分離しない。
さらに、本発明の粘性改良剤は、取り扱い性を低下させることなく(低粘度を維持しつつ)、粘性改良剤自身の濃度を飛躍的に高くすることができる。
一般式(1)で表されるウレタン化合物(A)は、公知の化合物(特許文献1等)がそのまま使用できる。
炭素数8〜24の炭化水素基(X)としては、アルキル及びアルケニル等が使用でき、n−オクチル、2−エチルヘキシル、カプリル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、イソ−トリデシル、n−ミリスチル、n−ペンタデシル、n−セチル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、イソステアリル、オレイル、n−ノナデシル、n−エイコシル、n−ヘンエイコシル及びn−ドコシル等が挙げられる。
2価の有機残基(Y)に導かれるジイソシアネ−トとしては、イソシアナト基を2個持つ化合物であれば特に限定されない。
ジイソシアネ−トとしては、脂肪族ジイソシアネ−ト、芳香族ジイソシアネ−ト及び脂環式ジイソシアネ−ト等が含まれる。
脂肪族ジイソシアネ−トとしては、メチレンジイソシアネ−ト、ジメチレンジイソシアネ−ト、トリメチレンジイソシアネ−ト、テトラメチレンジイソシアネ−ト、ペンタメチレンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、ヘプタメチレンジイソシアネ−ト、オクタメチレンジイソシアネ−ト、ノナメチレンジイソシアネ−ト、デカメチレンジイソシアネ−ト、ジプロピルエ−テルジイソシアネ−ト、2,2−ジメチルペンタンジイソシアネ−ト、3−メトキシヘキサンジイソシアネ−ト、2,2,4−トリメチルペンタンジイソシアネ−ト、3−ブトキシヘキサンジイソシアネ−ト、1,4−ブチレングリコ−ルジプロピルエ−テルジイソシアネ−ト、メタキシリレンジイソシアネ−ト、パラキシリレンジイソシアネ−ト及びテトラメチルキシリレンジイソシアネ−ト等が挙げられる。
芳香族ジイソシアネ−トとしては、メタフェニレンジイソシアネ−ト、パラフェニレンジイソシアネ−ト、2,4−トリレンジイソシアネ−ト、2,6−トリレンジイソシアネ−ト、ジメチルベンゼンジイソシアネ−ト、エチルベンゼンジイソシアネ−ト、イソプロピルベンゼンジイソシアネ−ト、ビフェニルジイソシアネ−ト、トリジンジイソシアネ−ト、3,3’−ジメトキシビフェニルジイソシアネ−ト、ナフタレンジイソシアネ−ト、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、2,2’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネ−ト、3,3’−ジメトキシジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネ−ト、4,4’−ジメトキシジフェニルメタン−3,3’−ジイソシアネ−ト、4,4’−ジエトキシジフェニルメタン−3,3’−ジイソシアネ−ト及び2,2’−ジメチル−5,5’−ジメトキシジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネ−ト等が挙げられる。
脂環式ジイソシアネ−トとしては、シクロヘキシルジイソシアネ−ト、水添キシリレンジイソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネ−ト及びジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネ−ト等が挙げられる。
これらのジイソシアネートのうち、脂肪族ジイソシアネ−ト及び脂環式ジイソシアネ−トが好ましく、さらに好ましくは脂肪族ジイソシアネ−ト、特に好ましくはヘキサメチレンジイソシアネ−トである。
炭素数2〜4のオキシアルキレン基(OA又はAO)としては、オキシエチレン、オキシプロピレン及びオキシブチレンが挙げられる。これらのオキシアルキレン基は単独または複数の混合でもよい。複数の混合の場合、その結合様式はブロック、ランダム及びこれらの混合のいずれでもよいが、ブロック、及びブロックとランダムとの混合が好ましく、さらに好ましくはブロックである。
オキシアルキレン基には、オキシエチレン基が必ず含まれており、その含有割合(重量%)は、オキシアルキレン基の合計重量に基づいて、少なくとも80が好ましく、さらに好ましくは85以上、特に好ましくは90以上である。この範囲であると、粘性改良性がさらに良好となる。
a及びdは、それぞれ、1〜100の整数であり、好ましくは2〜95、さらに好ましくは3〜90である。この範囲であると、粘性改良性がさらに良好となる。
bは、40〜500の整数であり、好ましくは45〜400、さらに好ましくは50〜300である。この範囲であると、粘性改良性がさらに良好となる。
cは、1〜5の整数であり、好ましくは1〜4、さらに好ましくは1〜3である。この範囲であると、粘性改良性がさらに良好となる。
(b×c)は150〜500であり、好ましくは160〜470、さらに好ましくは170〜450である。この範囲であると、粘性改良性がさらに良好となる。
一般式(1)で表されるウレタン化合物(A)は、通常、(OA)a、(OA)b、(AO)d及び[OC(O)−NH−Y−NH−C(O)−(OA)b]c等には分布が生じるため、ウレタン化合物の混合物となる。
一般式(1)のウレタン化合物(A)の重量平均分子量(Mw)は、1万〜10万が好ましく、さらに好ましくは1.2万〜9万、特に好ましくは1.3万〜8万である。この範囲であると、粘性改良性がさらに良好となる。
なお、重量平均分子量(Mw)は、分子量既知のポリスチレンを標準物質としてゲルパ−ミエ−ションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定することができる。例えば、東ソ−(株)製(型式HLC−8120GPC)GPC装置;東ソ−製型式SuperH−4000×2本及び同型式SuperH−3000×1本をそれぞれ直列に接続したカラム、示差屈折検出器、東ソー(株)製データ処理機(形式SC−8020)を用い、カラム温度を40℃、溶離液をTHF(試薬1級、片山化学工業製)、流速を0.5ml/min.、試料濃度を1重量%、試料溶液注入量を10μlとして測定される。
一般式(1)で表されるウレタン化合物(A)は、公知のウレタン化反応を用いて合成することができる(特許文献1等)。
なお、必要に応じて、公知の溶剤や反応触媒を使用することが出来る。
次に一般式(2)で表されるポリオキシアルキレン化合物(B)について説明する。
非還元性の二又は三糖類のm個の1級水酸基から水素原子を除いた反応残基(Q)を構成することができる二又は三糖類としては、蔗糖(サッカロース)、トレハロース、イソトレハロース、イソサッカロース、ゲンチアノース、ラフィノース、メレチトース及びプランテオース等が含まれる。これらのうち、安定性の観点等から、蔗糖、トレハロース、ゲンチアノース、ラフィノース及びプランテオースが好ましく、さらに好ましくはトレハロース及び蔗糖であり、供給性及びコスト等の観点から特に好ましくは蔗糖である。これらは単独で、または混合して用いてもよい。
mは非還元性の二又は三糖類の1級水酸基の数を表し、2〜4の整数が好ましく、さらに好ましくは3である。この範囲であると、安定性がさらに良好となる。
炭素数2〜4のオキシアルキレン基(OA)としては、一般式(1)と同様である。これらのうち、安定性の観点等から、オキシプロピレン及びオキシプロピレンを含有する混合物が好ましい。
また、n個のOAは、同じでも異なっていてもよく、m個の(OA)nは同じでも異なってもよい。
OA内に複数種類のオキシアルキレン基を含む場合、これらのオキシアルキレン基の結合様式(ブロック、ランダム及びこれらの混合)及び含有割合には制限ないが、ブロック状又はブロック状とランダム状の組合せを含むことが好ましい。OAにオキシエチレン基と、オキシプロピレン基及び/又はオキシブチレン基とを含む場合、反応残基(Q)から離れたところにオキシプロピレン及び/又はオキシブチレンが位置することが好ましい。すなわち、反応残基(Q)にオキシエチレン基が直接的に結合していることが好ましい。
1分子中のOAの総数(n×m)は、20〜100が好ましく、m=2のとき、20〜90の整数が好ましく、さらに好ましくは25〜85の整数、特に好ましくは30〜80の整数、最も好ましくは35〜75の整数であり、また、m=3のとき、25〜95の整数が好ましく、さらに好ましくは30〜90の整数、特に好ましくは35〜85の整数、最も好ましくは40〜80の整数であり、m=4のとき、30〜100の整数が好ましく、さらに好ましくは35〜95の整数、特に好ましくは40〜90の整数、最も好ましくは45〜85の整数である。この範囲であると、安定性がさらに良好となる。
また、nは、0〜100の整数が好ましく、さらに好ましくは3〜98の整数、特に好ましくは7〜95の整数、最も好ましくは10〜90の整数である。この範囲であると、安定性がさらに良好となる。またm個のnは、同じ値でもよく、また異なった値でもよい。
Rのうち、炭素数1〜3の炭化水素基としては、炭素数1〜3のアルキル基及び炭素数2又は3のアルケニル基等が含まれる。炭素数1〜3のアルキル基としては、メチル、エチル、n−プロピル及びiso−プロピルが含まれる。
また、炭素数2若しくは3のアルケニル基としては、ビニル、1−プロペニル及び2−プロペニルが含まれる。m個のRは同じでも異なっていてもい。
Rとしては、メチル、エチル、イソプロピル、2−プロペニル及び水素原子が好ましく、さらに好ましくはメチル、エチル、2−プロペニル及び水素原子、特に好ましくはメチル、エチル及び水素原子である。
なお、Rとして水素原子を含む場合、ポリオキシアルキレン化合物(B)に含まれる水素原子(R)の数は、1〜4が好ましく、さらに好ましくは1〜3、特に好ましくは1〜2である。
一般式(2)で表されるポリオキシアルキレン化合物(B)としては、以下の化学式で示される化合物等が挙げられる。なお、poはオキシプロピレン基を、eoはオキシエチレン基を、boはオキシブチレン基を表し、/はランダム状を表す。Q1は蔗糖の反応残基を、Q2はトレハロースの反応残基を、Q3はメレチトースの反応残基を表す。
Figure 2006045380
これらのうち、式(3)、(4)、(5)、(9)、(10)、(12)、(16)、又は(19)で表されるポリオキシアルキレン化合物が好ましく、さらに好ましくは式(4)、(5)、(12)又は(16)で表されるポリオキシアルキレン化合物である。
ポリオキシアルキレン化合物(B)の曇点(℃)は、30〜60が好ましく、さらに好ましくは33〜58、特に好ましくは36〜56、最も好ましくは40〜55である。この範囲であると、安定性がさらに良好となる。
尚、本発明において、曇点とは界面活性剤の親水性/疎水性の尺度となる物性値を意味し、曇点が高いほど親水性が大きいことを表し、ISO1065−1975(E)、「エチレンオキシド系非イオン界面活性剤−曇り点測定法」の中の「測定法B」に準じて測定されるものである。すなわち、ブチルジグリコール(3,6−オキサデシルアルコール:ブタノールのエチレンオキシド2モル付加物)25重量%水溶液に、試料を10重量%の濃度になるように投入し、均一溶解させる(通常は25℃で溶解するが、溶解しない場合は透明液体になるまで冷却する)。次いでこの試料溶液約5ccを、外径18mm、全長165mm、肉厚約1mmの試験管に採り、さらに直径約6mm、長さ約250mm、2分の1度目盛り付きの温度計を試料溶液に入れて攪拌しながら、1.5±0.5℃/minにて昇温させて試料溶液を白濁させる。この後攪拌しながら、1.0±0.2 ℃/minにて冷却して試料溶液が完全に透明となる温度を読みとり、これを曇点とする。
ポリオキシアルキレン化合物(B)としては、非還元性の二又は三糖類(b1)、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(b2)及び必要により炭素数1〜3のモノハロゲン化炭化水素(b3)の化学反応により製造され得る構造を有するものが含まれる。すなわち、このような化学反応により製造され得る構造を有するポリオキシアルキレン化合物は、オキシアルキレン基に分布を生じる場合があり、この場合、厳密には複数種類のポリオキシアルキレン化合物の混合物となり、この混合物の中に、一般式(2)で表されるポリオキシアルキレン化合物が含まれるものである。なお、この場合でも製造方法を限定するものではない。
ポリオキシアルキレン化合物(B)は、非還元性の二又は三糖類(b1)、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(b2)及び必要によりモノハロゲン化炭化水素(b3)を反応させて得ることができ、非還元性の二又は三糖類(b1)と炭素数2〜4のアルキレンオキシド(b2)との反応(1)及び必要により反応(1)の生成物と炭素数1〜3のモノハロゲン化炭化水素(b3)との反応(2)による製造法(1)、並びに/又は(b1)と(b3)との反応(3)及び反応(3)の生成物と(b2)との反応(4)による製造法(2)等により製造できる。これらの製造法のうち、(1)の製造法が好ましい。
アルキレンオキシド(b2)の使用量(モル部)としては、非還元性の二又は三糖類(b1)1モル部に対して、20〜100が好ましく、さらに好ましくは25〜90、特に好ましくは30〜85、最も好ましくは35〜80である。この範囲であると、安定性がさらに良好となる。
さらに炭素数1〜3のモノハロゲン化炭化水素(b3)を使用する場合は、その使用量(モル部)としては、非還元性の二又は三糖類単位1モル部に対して、1〜4が好ましく、さらに好ましくは1.2〜3.7、特に好ましくは1.4〜3.3、最も好ましくは1.5〜3.0である。この範囲であると、安定性がさらに良好となる。
非還元性の二又は三糖類(b1)としては、一般式(2)における反応残基(Q)を構成することができる二又は三糖類と同じものが使用でき、好ましい範囲も同じである。
アルキレンオキシド(b2)としては、炭素数2〜4のアルキレンオキシド等が使用でき、エチレンオキシド(以下、EOと略記)、プロピレンオキシド(以下、POと略記)、ブチレンオキシド(以下、BOと略記)及びこれらの混合物等が挙げられる。これらのうち、動的表面張力低下能及び水溶解性等の観点から、EO、EOを含有する混合物及びPOが好ましく、さらに好ましくはEOを含有する混合物である。
また複数種類のアルキレンオキシドを用いる場合、反応させる順序(ブロック状、ランダム状及びこれらの組合せ)及び使用割合には制限ないが、ブロック状又はブロック状とランダム状の組合せを含むことが好ましい。また、この場合、EOを含有することが好ましく、EOの使用割合(重量%)は、アルキレンオキシドの全重量に基づいて、2〜30が好ましく、さらに好ましくは3〜27、特に好ましくは4〜23、最も好ましくは5〜20である。
EOと、PO又は/及びBOとを含む場合、EOの反応後にPO及び/又はBOを反応させることが好ましい。
モノハロゲン化炭化水素(b3)としては、炭素数1〜3のモノハロゲン化アルキル及び炭素数2若しくは3のモノハロゲン化アルケニル等が使用できる。モノハロゲン化アルキルとしては、モノクロロメタン、モノブロモメタン、モノクロロエタン、モノブロモエタン、2−ブロモプロパン、1−クロロプロパン及び2−クロロプロパン等が挙げられる。
モノハロゲン化アルケニルとしては、1−クロロエチレン、1−クロロプロペン、1−ブロモプロペン、2−ブロモプロペン及び2−クロロプロペン等が挙げられる。
これらのうち、モノクロロメタン、モノブロモメタン、モノクロロエタン、モノブロモエタン、2−ブロモプロパン、2−クロロプロパン、1−クロロプロペン及び1−ブロモプロペンが好ましく、さらに好ましくはモノクロロメタン、モノブロモメタン、モノクロロエタン、モノブロモエタン、1−クロロプロペン及び1−ブロモプロペン、特に好ましくはモノクロロメタン、モノブロモメタン、モノクロロエタン及びモノブロモエタンである。
これらは単独で、または混合して使用してもよい。
非還元性の二又は三糖類(b1)とアルキレンオキシド(b2)との反応、及び反応生成物(b13)と(b2)との反応は、アニオン重合、カチオン重合又は配位アニオン重合等のいずれの形式で実施してもよい。また、これらの重合形式は単独でも、重合度等に応じて組み合わせて用いてもよい。非還元性の二又は三糖類(b1)とアルキレンオキシド(b2)との反応、及び反応生成物(b13)と(b2)との反応には反応触媒が使用できる。なお、反応溶媒として以下に説明するアミドを用いる場合、反応触媒を用いる必要がない。
反応触媒としては、通常使用されるアルキレンオキシド付加反応用触媒等が使用でき、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の水酸化物(水酸化カリウム、水酸化ルビジウム及び水酸化セシウム等)、アルカリ金属のアルコラート(カリウムメチラート及びセシウムエチラート等)、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩(炭酸カリウム、炭酸セシウム及び炭酸バリウム等)、炭素数3〜24の3級アミン(トリメチルアミン、トリオクチルアミン、トリエチレンジアミン及びテトラメチルエチレンジアミン等)、及びルイス酸(塩化第二錫及びトリフッ化ホウ素等)等が用いられる。これらのうち、アルカリ金属の水酸化物及び3級アミン化合物が好ましく、さらに好ましくは水酸化カリウム、水酸化セシウム及びトリメチルアミンである。
反応触媒を使用する場合、この使用量(重量%)は、非還元性の二又は三糖類(b1)及びアルキレンオキシド(b2)の合計重量、又は反応生成物(b13)及び(b2)の合計重量に基づいて、0.05〜2が好ましく、さらに好ましくは0.1〜1.5、特に好ましくは0.2〜1である。
反応触媒を使用する場合、反応触媒は反応生成物から除去することが好ましく、その方法としては、合成アルミノシリケートなどのアルカリ吸着剤{例えば、商品名:キョーワード700、協和化学工業(株)製}を用いる方法(特開昭53−123499号公報等)、キシレン又はトルエンなどの溶媒に溶かして水洗する方法(特公昭49−14359号公報等)、イオン交換樹脂を用いる方法(特開昭51−23211号公報等)及びアルカリ性触媒を炭酸ガスで中和して生じる炭酸塩を濾過する方法(特公昭52−33000号公報)等が挙げられる。
反応触媒の除去の終点としては、JIS K1557−1970に記載のCPR(Controlled Polymerization Rate)値が20以下であることが好ましく、さらに好ましくは10以下、特に好ましくは5以下、最も好ましくは2以下である。
反応容器としては、加熱、冷却及び撹拌が可能な耐圧性反応容器を用いることが好ましい。反応雰囲気としては、アルキレンオキシド(a2)を反応系に導入する前に、非還元性の二又は三糖類(b1)又は反応生成物(b13)を投入した反応装置内を真空、または乾燥した不活性気体(アルゴン、窒素及び二酸化炭素等)の雰囲気とすることが好ましい。また、反応温度(℃)としては80〜150が好ましく、さらに好ましくは90〜130である。反応圧力(ゲージ圧:MPa)は0.8以下が好ましく、さらに好ましくは0.5以下である。
反応終点の確認は、次の方法等により行うことができる。すなわち、反応温度を15分間一定に保ったとき、反応圧力(ゲージ圧)の低下が0.001MPa以下となれば反応終点とする。所要反応時間は通常4〜12時間である。
非還元性の二又は三糖類(b1)とアルキレンオキシド(b2)との反応工程、又は反応生成物(b13)と(b2)との反応工程には、反応溶媒を用いることが好ましい。反応溶媒としては、(1)活性水素を持たず、(2)アルキレンオキシド(b2)と、非還元性の二又は三糖類(b1)及び(b1)と(b2)との反応生成物(b12)とを、又は(b2)と、反応生成物(b13)及び(b13)と(b2)との反応生成物(b123)とを溶解するものであれば使用できる。
このような反応溶媒としては、炭素数3〜8のアルキルアミド及び炭素数5〜7の複素環式アミド等が使用できる。アルキルアミドとしては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−N−プロピルアセトアミド及び2−ジメチルアミノアセトアルデヒドジメチルアセタール等が挙げられる。複素環式アミドとしては、N−メチルピロリドン、N−メチル−ε−カプロラクタム及びN,N−ジメチルピロールカルボン酸アミド等が挙げられる。
これらのうち、アルキルアミド及びN−メチルピロリドンが好ましく、さらに好ましくはDMF、N,N−ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン、特に好ましくはDMF及びN−メチルピロリドン、最も好ましくはDMFである。
反応溶媒を用いる場合、この使用量(重量%)は、非還元性の二又は三糖類(b1)及びアルキレンオキシド(b2)の合計重量、又は反応生成物(b13)及び(b2)の合計重量に基づいて、20〜200が好ましく、さらに好ましくは40〜180、特に好ましくは60〜150である。
反応溶媒を用いた場合、反応後に反応溶媒を除去することが好ましい。
反応溶媒の残存量(重量%)は、ポリオキシアルキレン化合物(B)の重量に基づいて、0.1以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.05以下、特に好ましくは0.01以下である。なお、反応溶媒の残存量は、内部標準物質を用いるガスクロマトグラフィー法にて求めることができる。
反応溶媒の除去方法としては、減圧留去及び吸着除去等が適用でき、減圧留去した後さらに吸着除去することが好ましい。
減圧留去する条件としては、200〜5mmHgの減圧下にて100〜150℃にて蒸留する条件等が適用できる。
さらにキョーワード700等を用いて吸着除去する場合、その添加量(重量%)は、ポリオキシアルキレン化合物の重量に基づいて0.1〜10程度、処理温度は60〜120℃程度、処理時間は0.5〜5時間程度である。続いてろ紙又はろ布等を用いてろ別してアルカリ吸着剤を取り除くことにより、反応溶媒の残存量をさらに減少させることができる。
非還元性の二又は三糖類(b1)とアルキレンオキシド(b2)との生成物(b12)とモノハロゲン化炭化水素(b3)との反応、又は(b1)と(b3)との反応は、塩基性物質による脱ハロゲン化水素反応(ウイリアムソン合成法;反応中に逐次生成するハロゲン化水素を塩基性物質により中和することにより反応を駆動する)を利用できる。この反応に用いることのできる塩基性物質としては、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の水酸化物(水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び水酸化バリウム等)、アルカリ金属のアルコラート(ナトリウムメチラート及びカリウムエチラート等)が挙げられる。これらのうち、アルカリ金属の水酸化物が好ましく、さらに好ましくは水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム、特に好ましくは水酸化ナトリウムである。
塩基性物質の使用量(モル%)は、(b3)のモル数に基づいて、100〜150が好ましく、さらに好ましくは105〜135、特に好ましくは110〜120である。
反応終了後、生成した中和塩及び残存する塩基性物質を除去することが好ましく、その方法としては、(1)有機溶剤による抽出法、(2)食塩等による塩析法及びこれらの併用等が挙げられる。
なお、(1)抽出法とは、反応混合物に水と、ヘキサン、トルエン又はキシレン等の水に対して溶解性の低い有機溶剤とを加えて振とう混合することにより、反応性生物を有機溶剤層に抽出することにより分離精製する方法である。反応生成物:水:有機溶剤の体積比がほぼ1:1:1が適当である。
また、(2)塩析法とは、反応混合物とほぼ同体積量の水と適量(3〜10重量%)の食塩等を加えて振とうすることで反応性生物を水層から析出させて分離精製する方法である。
いずれの場合も最終的には合成アルミノシリケート等のアルカリ吸着剤(例えばキョーワード700)を用いて水酸化ナトリウム等の塩基性物質を完全に除去することが好ましい。塩基性物質の除去の終点としては、JIS K1557−1970に記載のCPR(Controlled Polymerization Rate)値が20以下であることが好ましく、さらに好ましくは10以下、特に好ましくは5以下、最も好ましくは2以下である。
さらに水分をも除去することが好ましい。この場合、減圧(100〜1mmHg)下100〜130℃にて1〜2時間脱水する。生成物中の水分は0.5%以下、さらには0.1%以下とすることが好ましい。
反応容器としては、加熱、冷却及び撹拌が可能な耐圧性反応容器を用いることが好ましい。反応雰囲気としては、モノハロゲン化炭化水素(b3)を反応系に導入する前に反応生成物(b12)又は非還元性の二若しくは三糖類(b1)を加えた反応装置内を真空、または乾燥した不活性気体(アルゴン、窒素及び二酸化炭素等)の雰囲気とすることが好ましい。また、反応温度(℃)としては60〜140が好ましく、さらに好ましくは80〜130である。反応圧力(ゲージ圧:MPa)は0.8以下が好ましく、さらに好ましくは0.5以下である。
反応終点の確認は、次の方法等により行うことができる。すなわち、反応温度を15分間一定に保ったとき、反応圧力(ゲージ圧)の低下が0.001MPa以下となれば反応終点とする。所要反応時間は通常2〜8時間である。
水としては、工業用水、水道水、脱イオン水、蒸留水、河川水及び湖水等が挙げられる。これらのうち、工業用水、水道水、脱イオン水及び蒸留水が好ましく、さらに好ましくは工業用水、水道水及び脱イオン水、特に好ましくは工業用水及び水道水である。
ウレタン化合物(A)の含有量(重量%)は、(A)、ポリオキシアルキレン化合物(B)及び水の合計重量に基づいて、12〜35が好ましく、さらに好ましくは13〜34、特に好ましくは15〜33である。この範囲であると、単位製品当たりの経済性がさらに良好となる。
なお、ポリオキシアルキレン化合物(B)を用いない場合、ウレタン化合物(A)の含有量(重量%)は、(A)及び水の重量に基づいて8〜12程度にしかならない。すなわち、作業性の観点等から、粘性改良剤自身の粘度(25℃)を5Pa・s以下に調製しようとすると、(A)の濃度は最大10重量%程度にしかならない。なお、粘度は、JIS K5101−6−2:2004(顔料試験方法−第6部:流動性−第2節:回転粘度計法)に準拠して測定される値である。
ポリオキシアルキレン化合物(B)の含有量(重量%)は、ウレタン化合物(A)、ポリオキシアルキレン化合物(B)及び水の合計重量に基づいて、1〜20が好ましく、さらに好ましくは3〜18、特に好ましくは5〜15である。この範囲であると、安定性がさらに良好となる。
水の含有量(重量%)は、ウレタン化合物(A)、ポリオキシアルキレン化合物(B)及び水の合計重量に基づいて、45〜87が好ましく、さらに好ましくは47〜82、特に好ましくは50〜75である。この範囲であると、作業性及び安定性がさらに良好となる。
本発明の粘性改良剤には、必要により他の界面活性剤等を含有させることができる。他の界面活性剤としては、ノニオン型及び/又はアニオン型の公知の界面活性剤が使用できる。
ノニオン型界面活性剤としては、アルキルフェノールのアルキレンオキシド付加体、アルコールのアルキレンオキシド付加体、多価アルコール脂肪酸エステル、アルキルアミンのアルキレンオキシド付加体、脂肪酸アミドのアルキレンオキシド付加体等が挙げられる。好ましいノニオン型界面活性剤としては、市場より入手できる商品名として、SNウェット992(サンノプコ株式会社);ライオノールTDL−30、50及び70等(ライオン株式会社);イオネットT−80C、S−80及びDO−600等(三洋化成工業株式会社);ソフタノール30、30S及びMES−5等(株式会社日本触媒)等が挙げられる。
アニオン型界面活性剤としては、脂肪酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸とその塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、N−アシルアルキルタウリン塩及びアルキルスルホコハク酸塩等が挙げられる。好ましいアニオン型界面活性剤としては、市場より入手できる商品名として、SNウェット970、ノプコウェット50、ノプコウェットSN−241、ノプコ2272−R−SN(サンノプコ株式会社);
サンデットAL、サンデットALH、サンデットEN、サンデットEND、サンデットENM及びサンデットLNM(三洋化成工業株式会社)等が挙げられる。
これらの界面活性剤をポリオキシアルキレン化合物(B)と併用することにより、本発明の粘性改良剤の長期に亘る製品安定性(分離安定性及び粘度変化)をさらに改良できる(界面活性剤のうち、SNウェット992、ライオノールTDL−30、50、SNウェット970及びノプコウェットSN−241等が好ましい)。他の界面活性剤を含有させる場合、この含有量(重量%)は、ウレタン化合物(A)、ポリオキシアルキレン化合物(B)及び水の合計重量に基づいて、1〜10が好ましく、さらに好ましくは2〜9、特に好ましくは3〜8である。
本発明の粘性改良剤は、ウレタン化合物(A)、ポリオキシアルキレン化合物(B)及び水、並びに必要により他の界面活性剤を均一混合することにより製造される。配合順序には特に限定されないが、ウレタン化合物(A)と水をまず均一に混合後、ポリオキシアルキレン化合物(B)を添加混合することが、製造しやすさの観点等から好ましい。
均一混合温度(℃)に制限はないが、製造しやすさの観点等から、50〜95が好ましく、さらに好ましくは60〜90、特に好ましくは65〜85、最も好ましくは70〜80である。
次に本発明の粘性改良剤を含有してなるエマルション組成物及びエマルション塗料について説明する。
本発明の添加剤を含有できるエマルションとしては、アクリル樹脂エマルション、酢酸ビニル樹脂エマルション、塩化ビニル樹脂エマルション、アクリルスチレン樹脂エマルション、シリコーン樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、エポキシ樹脂エマルション、フッ素樹脂エマルション、SBラテックス、SBRラテックス、ABSラテックス、NBRラテックス及びCRラテックス等が挙げられる。
本発明の粘性改良剤をエマルションに含有させる場合、粘性改良剤の含有量(重量%)は、エマルションの重量に基づいて、0.01〜10が好ましく、さらに好ましくは0.05〜7.5、特に好ましくは0.1〜5である。この範囲であると、エマルションの粘度がさらに良好となる。
本発明のエマルション組成物は、エマルションに本発明の粘性改良剤を添加して、均一になるまで攪拌混合することにより得られる。均一混合温度(℃)に制限はないが、5〜70が好ましく、さらに好ましくは10〜60、特に好ましくは15〜55、最も好ましくは20〜50である。
本発明の粘性改良剤を含有できるエマルション塗料としては、上記のエマルションを含有してなる塗料等が含まれ、通常、エマルション、顔料、水及びその他の添加剤等から構成される。
顔料としては、公知の顔料、たとえば、無機顔料(炭酸カルシウム、酸化チタン、サチンホワイト、硫酸バリウム、タルク、酸化亜鉛、石膏、シリカ及びフェライト等)及び有機顔料(ポリスチレンピグメント等のプラスチックピグメント等)が使用できる。
他の添加剤としては、分散剤(SNディスパーサント5040、SNディスパーサント5027等、サンノプコ(株)製)、消泡剤(SNデフォーマー1070、SNデフォーマー380等、サンノプコ(株)製)、防腐剤(ノプコサイドSN−215等、サンノプコ(株)製)、造膜助剤(テキサノール等、イーストマンケミカルカンパニー製)などが挙げられる。
本発明の粘性改良剤をエマルションに含有させエマルション塗料とする場合、粘性改良剤の含有量(重量%)は、エマルションの重量に基づいて、0.01〜20が好ましく、さらに好ましくは0.05〜15、特に好ましくは0.1〜10である。この範囲であると、エマルション塗料の粘度がさらに良好となる。
エマルション塗料は、ボ−ルミルやサンドグラインドミル等を用いて顔料を分散する工程(グラインディングステ−ジ)、その後、エマルション等を配合する工程(レットダウンステ−ジ)により、製造されるが、本発明の粘性改良剤は、グラインディングステ−ジ(混練工程)に添加してもよく、レットダウンステ−ジ(調整工程)に添加してもよい。また、本発明の粘性改良剤を予めエマルションに含有させておいてもよい。
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。文中に部または%とあるのは重量部または重量%の意味である。
<製造例1>
PEG−6000S[三洋化成工業(株)製、ポリエチレングリコ−ル、水酸基価(OH−V):13.5、数平均分子量8300(OH−V換算の数平均分子量、以下同様)]1079部(0.13モル部)、及びn−ペンタデシルアルコ−ル/EO20モル付加物(OH−V:50.6、数平均分子量1108)221.6部(0.2モル部)を混合して、減圧下(−0.095〜−0.098MPa)にて90〜100℃で3時間脱水し、混合物の水分含量を0.005%とした(カールフィッシャー法、以下同様)。次いで、この混合物を70℃に冷却し、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト[三井武田ケミカル(株)製、タケネート700]38.6部(0.23モル部)及びジブチル錫ジラウレート[三共有機合成(株)製、STANN BL]0.1部を加え、窒素気流下、80〜100℃にて5時間反応させ、白色粘稠液状のウレタン化合物(A1)を得た。なお、ジ−n−ブチルアミンのジオキサン溶液を用いるイソシアナト基含有量測定法にてイソシアナト基の消失を確認した(以下、同じ)。また、ポリスチレン標準によるGPC測定による重量平均分子量(Mw)は3.2万であった。
<製造例2>
1245部(0.15モル部)のPEG−6000S、及び103.6部(0.2モル部)のエイコシルアルコ−ル/EO5モル付加物(OH−V:108.3、数平均分子量518)を混合して、減圧下(−0.095〜−0.098MPa)にて90〜100℃で3時間脱水し、混合物の水分含量を0.004%とした。次いで、この混合物を70℃に冷却し、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト42部(0.25モル部)及びジブチル錫ジラウレートの0.08部を加え、窒素気流下、80〜100℃にて5時間反応させ、白色粘稠液状のウレタン化合物(A2)を得た。なお、Mwは4.2万であった。
<製造例3>
1660部(0.2モル部)のPEG−6000S、及び377.8部(0.2モル部)のn−オクタデシルアルコ−ル/EO40モル付加物(OH−V:29.7、数平均分子量1889)を混合して、減圧下(−0.095〜−0.098MPa)にて90〜100℃で3時間脱水し、混合物の水分含量を0.006%とした。次いで、この混合物を70℃に冷却し、キシリレンジイソシアネ−ト[三井武田ケミカル(株)製、タケネート500]56.4部(0.3モル部)及びジブチル錫ジラウレートの0.15部を加え、窒素気流下、80〜100℃にて5時間反応させ、白色粘稠液状のウレタン化合物(A3)を得た。なお、Mwは6.2万であった。
<製造例4>
PEG−13000[三洋化成工業(株)製、ポリエチレングリコ−ル、OH−V:8.6、数平均分子量13050]1305部(0.1モル部)、n−セチルアルコ−ル/EO20モル付加物(OH−V:50.0、数平均分子量1122)224.4部(0.2モル部)を混合して、減圧下(−0.095〜−0.098MPa)にて90〜100℃で3時間脱水し、混合物の水分含量を0.003%とした。次いで、この混合物を70℃に冷却し、イソホロンジイソシアネ−ト[住友バイエルウレタン(株)製、IPDI]44.4部(0.2モル部)及びジブチル錫ジラウレートの0.13部を加え、窒素気流下、80〜100℃にて5時間攪拌反応させ、白色粘稠液状のウレタン化合物(A4)を得た。なお、Mwは4.4万であった。
<製造例5>
PEG−4000S[三洋化成工業(株)製、ポリエチレングリコ−ル、OH−V:34.0、数平均分子量3300]990.0部(0.3モル部)、イソステアリルアルコール/PO10モル/EO10モル付加物(OH−V:45.0、数平均分子量1247)249.4部(0.2モル部)を混合して、減圧下(−0.095〜−0.098MPa)にて90〜100℃で3時間脱水し、混合物の水分含量を0.003%とした。次いで、この混合物を70℃に冷却し、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト67.2部(0.4モル部)及びジブチル錫ジラウレートの0.10部を加え、窒素気流下、80〜100℃にて5時間反応させ、白色粘稠液状のウレタン化合物(A5)を得た。なお、Mwは3.3万であった。
<製造例6>
830部(0.1モル部)のPEG−6000S、及び912.2部(0.2モル部)のオレイルアルコール/PO10モル/EO85モル付加物(OH−V:12.3、数平均分子量4561)を混合して、減圧下(−0.095〜−0.098MPa)にて90〜100℃で3時間脱水し、混合物の水分含量を0.003%とした。次いで、この混合物を70℃に冷却し、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト33.6部(0.2モル部)及びジブチル錫ジラウレートの0.15部を加え、窒素気流下、80〜100℃にて5時間反応させ、白色粘稠液状のウレタン化合物(A6)を得た。なお、Mwは6.0万であった。
<製造例7>
温度調節、攪拌、窒素置換、滴下可能な耐圧反応容器に精製グラニュー糖{蔗糖、台糖(株)製}の342部(1モル部)、及びDMF{三菱ガス化学(株)製、水分含有量0.005%、以下同じ}2000部を投入した後、窒素ガスを用いて、ゲージ圧で0.4MPaになるまで加圧し、次いで0.02MPaになるまで排出する操作(加圧窒素置換)を3回繰り返した。その後、攪拌しつつ100℃まで昇温し、同温度にてPO4350部(75モル部)を12時間かけて滴下し、さらに同温度にて4時間攪拌を続けて残存するPOを反応させた。次いで120℃で−0.085〜−0.095MPaの減圧下にてDMFを除去した後、90℃にてイオン交換水85部を加え、さらにキョーワード700{協和化学工業(株)製}170部を加え、同温度にて1時間攪拌した。次いで同温度にてNo.2濾紙{東洋濾紙(株)製}を用いて濾過してキョーワード700を取り除き、さらに20〜10mmHgの減圧下120℃にて1時間脱水して、ポリオキシアルキレン化合物(蔗糖/PO75モル:B1)を得た。内部標準物質を用いるガスクロマトグラフィー法によるDMF含有量(以下同じ)は(B1)の重量に基づいて0.02%であり、曇点は34.5℃であった。
<製造例8>
製造例7と同様な反応容器に精製グラニュー糖の342部(1モル部)、DMF1500部を投入した後、製造例7と同様の方法で窒素置換をした。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、同温度にてPO1740部(30モル部)を7時間かけて滴下し、さらに同温度にて3時間攪拌を続けて残存するPOを反応させた。次いで製造例7と同様にDMFの除去、キョーワード700による処理、脱水してポリオキシアルキレン化合物(蔗糖/PO30モル:B2)を得た。(B2)のDMF含有量は0.03%であり、曇点は56.0℃であった。
<製造例9>
製造例8で得た(蔗糖/PO30モル:B2)の2082部に水酸化ナトリウム{試薬特級、シグマアルドリッチジャパン社(株)製、以後シグマ社と略記}の44部(1.1モル部)を加えた。減圧下攪拌しつつ昇温し80℃とした後に減圧を止めて、攪拌下同温度にてメチルクロライド{試薬特級、シグマ社(株)製}の50.5部(1.0モル部)を4時間かけて導入した。さらに2時間同温度にて攪拌を続けた後に40℃まで冷却した。得られた反応混合物のうち500部を分液ロートに採り、イオン交換水500部とn−ヘキサン{試薬特級、シグマ社(株)製}500部を加えて振とうした後静置して分離させ、n−ヘキサン層を得た。このn−ヘキサン層は、100℃、−0.085〜−0.095MPaの減圧下にてn−ヘキサンを留去した後、さらに製造例7と同様にして50部のキョーワード700にて処理してポリオキシアルキレン化合物(蔗糖/PO30モル/メチルクロライド1モル:B3)を得た。内部標準物質を用いるガスクロマトグラフィー法によるN−メチルピロリドン含有量(以下同じ)は(B3)の重量に基づいて0.011%であり、曇点は48.5℃であった。
<製造例10>
製造例7と同様な反応容器にメレチトース{試薬特級、東京化成工業(株)製}504部(1モル部)、DMF2000部を投入した後、製造例7と同様の方法で窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、同温度にてPO3480部(60モル部)を13時間かけて滴下し、さらに同温度にて4時間攪拌を続けて残存するPOを反応させた。次いで製造例7と同様にDMFの除去、キョーワード700による処理、脱水してポリオキシアルキレン化合物(メレチトース/PO60モル:B4)を得た。(B4)のDMF含有量は0.03%であり、曇点は51.0℃であった。
<製造例11>
製造例7と同様な反応容器にトレハロース{試薬特級、和光純薬工業(株)製}342部(1モル部)、DMF1500部を投入した後、製造例7と同様の方法で窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、同温度にてEO132部(3モル部)を滴下した後、PO4060部(70モル部)を滴下(合計滴下時間:約12時間)し、さらに同温度にて3時間攪拌を続けて残存するPOを反応させた。次いで製造例7と同様にDMFの除去、キョーワード700による処理、脱水してポリオキシアルキレン化合物(トレハロース/EO3モル/PO70モル:B5)を得た。(B5)のDMF含有量は0.01%であり、曇点は40.0℃であった。
<比較製造例1>
830部(0.1モル部)のPEG−6000S、及び755.6部(0.4モル部)のn−オクタデシルアルコ−ル/EO40モル付加物(OH−V:29.7、数平均分子量1889)を混合して、減圧下(−0.095〜−0.098MPa)にて90〜100℃で3時間脱水し、混合物の水分含量を0.006%とした。次いで、この混合物を70℃に冷却し、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト50.4部(0.3モル部)及びジブチル錫ジラウレートの0.06部を加え、窒素気流下、80〜100℃にて5時間攪拌反応させ、白色粘稠液状のウレタン化合物(C1)を得た。なお、Mwは0.86万であった。
<比較製造例2>
660部(0.2モル部)のPEG−4000S、399部(0.1モル部)のサンニックスジオールPP−4000[三洋化成工業(株)製、ポリプロピレングリコ−ル、OH−V:28.1、数平均分子量3990]、及び249.4部(0.2モル部)のステアリルアルコール/PO10モル/EO10モル付加物(OH−V:45.0、数平均分子量1247)を混合して、減圧下(−0.095〜−0.098MPa)にて90〜100℃で3時間脱水し、混合物の水分含量を0.003%とした。次いで、この混合物を70℃に冷却し、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト67.2部(0.4モル部)及びジブチル錫ジラウレートの0.16部を加え、窒素気流下、80〜100℃にて5時間反応させ、白色粘稠液状のウレタン化合物(C2)を得た。なお、Mwは3.2万であった。
<比較製造例3>
製造例7と同様な反応容器にペンタエリスリトール{試薬特級、和光純薬工業(株)製}136部(1モル部)、水酸化カリウム{試薬特級、シグマ社製}4.0部を加え80℃、−0.095〜−0.098MPaの減圧下0.5時間脱水した後、同減圧下でEO440部(10モル)を120〜130℃にて約1時間で滴下した。さらに約0.5時間同温度に保ち残存するEOを反応させた。さらにPO1160部(20モル部)を100〜120℃にて約10時間で滴下した。さらに約4時間同温度に保ち残存するPOを反応させた。次いで製造例7と同様に25部の水/60部のキョーワード700にて処理の後脱水してポリオキシアルキレン化合物(ペンタエリスリトール/EO10モル/PO20モル:D1)を得た。(D1)の曇点は、39.5℃であった。
<比較製造例4>
製造例7と同様な反応容器にプロピレングリコール{試薬特級、和光純薬工業(株)製}176部(1モル部)、水酸化カリウム2.0部を加え80℃、−0.095〜−0.098MPaの減圧下0.5時間脱水した後、同減圧下でPO870部(15モル部)を100〜120℃にて約6時間で滴下し、さらに約4時間同温度に保ち残存するPOを反応させた。次いでEO220部(5モル)を120〜130℃にて約1時間で滴下した。さらに約0.5時間同温度に保ち残存するEOを反応させた。その後製造例7と同様に35部の水/80部のキョーワード700にて処理の後脱水してポリオキシアルキレン化合物(プロピレングリコール/PO15モル/EO5モル:D2)を得た。(D2)の曇点は、45.0℃であった。
<比較製造例5>
製造例7と同様な反応容器に精製グラニュー糖の342部(1モル部)、DMF2500部を投入した後、製造例7と同様の方法で窒素置換をした。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、同温度にてBO2160部(30モル部)を7時間かけて滴下し、さらに同温度にて3時間攪拌を続けて残存するBOを反応させた。次いで製造例7と同様にDMFの除去、キョーワード700による処理、脱水してポリオキシアルキレン化合物(蔗糖/BO30モル:D3)を得た。(D3)のDMF含有量は0.03%であり、曇点は23.0℃であった。
<実施例1>
ウレタン化合物(A1)/ポリオキシアルキレン化合物(B1)/水(脱イオン水、以下同じ)=15/5/80の重量比にて、混合容器に一括投入した後、60℃にて均一攪拌して、均一透明な粘性改良剤(S1)を得た。(S1)の25℃に於ける粘度{JIS K5101−6−2:2004に準拠して、(株)東京計器製、BM型回転粘時計、スピンドルNo.M3、回転数30rpmで測定した、以下同じ}は2.4Pa・sであった。
<実施例2>
(A2)/(B2)/水=15/5/80の重量比にて、実施例1と同様にして、均一透明な粘性改良剤(S2)を得た。(S2)の粘度は3.0Pa・sであった。
<実施例3>
(A3)/(B3)/水=15/5/80の重量比にて、実施例1と同様にして、均一透明な粘性改良剤(S3)を得た。(S3)の粘度は2.4Pa・sであった。
<実施例4>
(A4)/(B4)/水=15/5/80の重量比にて、実施例1と同様にして、均一透明な粘性改良剤(S4)を得た。(S4)の粘度は3.7Pa・sであった。
<実施例5>
(A5)/(B5)/水=15/5/80の重量比にて、実施例1と同様にして、均一透明な粘性改良剤(S5)を得た。(S5)の粘度は2.0Pa・sであった。
<実施例6>
(A6)/(B6)/水=15/5/80の重量比にて、実施例1と同様にして、均一透明な粘性改良剤(S6)を得た。(S6)の粘度は2.8Pa・sであった。
<実施例7>
(A1)/(B2)/水/SNウェット992=15/5/75/5の重量比にて、実施例1と同様にして、均一透明な粘性改良剤(S7)を得た。(S7)の粘度は2.5Pa・sであった。
<実施例8>
(A2)/(B3)/水/ライオノールTDL−50=15/5/75/5の重量比にて、実施例1と同様にして均一透明な粘性改良剤(S8)を得た。(S8)の粘度は2.5Pa・sであった。
<実施例9>
(A3)/(B4)/水/SNウェット970(50%水溶液)=15/5/70/10の重量比にて、実施例1と同様にして、均一透明な粘性改良剤(S9)を得た。(S9)の粘度は2.4Pa・sであった。
<実施例10>
(A4)/(B5)/水/SNウェット970(50%水溶液)=20/5/65/10の重量比にて、実施例1と同様にして、均一透明な粘性改良剤(S10)を得た。(S10)の粘度は3.9Pa・sであった。
<比較例1>
ウレタン化合物(C1)/ポリオキシアルキレン化合物(D1)/水=15/5/80の重量比にて、実施例1と同様にして、均一透明な粘性改良剤(F1)を得た。(F1)の粘度は3.5Pa・sであった。
<比較例2>
(C2)/(D2)/水=15/5/80の重量比にて、実施例1と同様にして、不透明な粘性改良剤(F2)を得た。(F2)の粘度は7.2Pa・sであった。
<比較例3>
(A1)/(D3)/水=15/5/80の重量比にて、実施例1と同様にして、不透明な粘性改良剤(F3)を得た。(F3)の粘度は6.0Pa・sであった。
<比較例4>
(A6)/(D1)/水=15/5/80の重量比にて、実施例1と同様にして、不透明な粘性改良剤(F4)を得た。(F4)の粘度は6.3Pa・sであった。
<比較例5>
(A3)/(D2)/水=15/5/80の重量比にて、実施例1と同様にして、不透明な粘性改良剤(F5)を得た。(F5)の粘度は7.0Pa・sであった。
<比較例6>
(A4)/(D3)/水/SNウェット992=15/5/75/5の重量比にて、実施例1と同様にして、不透明なの粘性改良剤(F6)を得た。(F6)の粘度は6.6Pa・sであった。
実施例1〜10及び比較例1〜6で得た粘性改良剤について以下の安定性評価、及びエマルション塗料に適用したときの粘性改良性の評価を行い、その結果を表2に示した。
<安定性評価>
(1)分離安定性
粘性改良剤120gを150ccのガラス瓶に入れ密閉した後、40℃で2ヶ月間放置した。2ヶ月後の外観を目視観察し、以下の基準で評価した。

<外観の判定>
○ 透明液状で分離なし
× 2層に分離
(2)粘度変化
(1)の評価において、2ヶ月前後の粘性改良剤の粘度を測定し、次式から粘度変化率を求めた。なお、粘度はJIS K5101−6−2:2004に準拠して、M3ロータ、30rpm、25℃、(株)東京計器製BM型粘度計で測定した。また、(1)の評価で×2層に分離した場合、粘度変化率は評価しなかった。
SN:40℃に放置前の粘性改良剤の粘度
AN:40℃で2ヶ月間放置後の粘性改良剤の粘度
(粘度変化率、%)={(AN)−(SN)}×100/(SN)
<粘性改良性>
次の組成の評価用エマルション塗料をインペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザー(日本精器会社製、モデルED)を用いて調製した。なお、評価用粘性改良剤サンプルを配合しないものをブランクとした。
また、JIS K5600−2−5:1999(ISO 1524:1983に対応する)に準拠して、評価用エマルション塗料の分散度を測定し、5ミクロン以上の粒の無いことを確認した。
(1)評価用エマルション塗料の作成
二酸化チタン〔石原産業(株)製、R−630〕 250部
分散剤〔サンノプコ(株)製、SNディスパ−サント5040〕10部
消泡剤〔ヘンケルKGaA製、デヒドラン1620〕 2部
防腐剤〔サンノプコ(株)製、ノプコサイドSN−215〕 1部
水 140部
グロス塗料用エマルション(アクリル系) 560部
エチレングリコ−ル 10部
造膜助剤〔イ−ストマンケミカルカンパニ−製、テキサノ−ル〕20部
ヒドロキシエチルセルロ−ス〔ダイセル化学工業(株)製、SP−800〕
5部
粘性改良剤サンプル 15部
(2)(1)で得られたエマルション塗料を25℃に温度調節した後、粘度(Pa・s)を測定した{JIS K5101−6−2:2004に準拠、M4ロータ、60rpm、25℃、(株)東京計器製BM型粘度計}。
次式から粘性改良性を求めた。この数値が大きい程、粘性改良性が良好であることを意味する。
(粘性改良性)=EN/BN
EN:粘性改良剤サンプルを配合した評価用エマルション塗料の粘度
BN:粘性改良剤サンプルを配合していないブランクの粘度
Figure 2006045380
本発明の粘性改良剤は、エマルション組成物又はエマルション塗料等の粘性改良剤として特に効果的である。さらに、これらエマルション組成物等を用いた内装建築塗料や外装建材塗料等にも効果的である。

Claims (5)

  1. 一般式(1)で表されるウレタン化合物(A)、一般式(2)で表され、ISO1065−1975(E)の測定法B、試料10重量%による曇点が30〜60℃であるポリオキシアルキレン化合物(B)及び水からなり、
    (A)、(B)及び水の合計重量に基づいて、(A)の含有量が12〜35重量%、(B)の含有量が1〜20重量%、水の含有量が45〜87であることを特徴とする粘性改良剤。
    Figure 2006045380
    式(1)中、Xは炭素数8〜24の炭化水素基、Yはジイソシアネ−トから導かれる2価の有機残基、OAまたはAOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、a及びdはそれぞれ1〜100の整数、bは40〜500の整数、cは1〜5の整数を表し、(b×c)は150〜500であり、また複数個のX又はYはそれぞれ同じでも異なっていてもよく、オキシアルキレン基の合計重量の少なくとも80重量%がオキシエチレン基である。
    Figure 2006045380
    式(2)中、Qは非還元性の二又は三糖類のm個の1級水酸基から水素原子を除いた反応残基、OAは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、Rは炭素数1〜3の炭化水素基又は水素原子を表し、m個のRは同じでも異なっていてもよい。また、m個の(OA)nは同じでも異なっていてもよく、nは0〜100の整数、mは2〜4の整数を表し、OAの総数(n×m)は20〜100の整数である。
  2. 非還元性の二又は三糖類の反応残基(Q)が蔗糖の反応残基である請求項1に記載の粘性改良剤。
  3. 請求項1又は2に記載の粘性改良剤をエマルションの重量に基づいて0.01〜10重量%の添加量でエマルションに配合する工程を含むエマルション組成物の製造方法。
  4. 請求項1又は2に記載の粘性改良剤をエマルションの重量に基づいて0.01〜20重量%の添加量でエマルションに配合する工程を含むエマルション塗料の製造方法。
  5. 請求項4に記載の製造方法で製造されたエマルション塗料を塗被してなる塗被体。
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JP2007332376A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Borchers Gmbh 新規ポリウレタンおよび水性システムを増粘するためのそれらの使用
JP2014234513A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 博威電子股▲ふん▼有限公司 水溶性組成物、穴あけ用蓋板、及び水溶性組成物の製造方法

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