JP2014159569A - ポリマー組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】流動性改質剤、脱泡剤及び/又は粘着剤を調製するのに使用することができるポリマー前駆体を提供する。
【解決手段】本発明のポリマー前駆体は、下記式で表わされる化合物。
Figure 2014159569

(Yは直接結合又はオキシ基;Rは任意選択的に(メタ)アクリレート基等の活性化された不飽和部位であり得る少なくとも1つの二重結合を有する置換されたオルガノ基;繰り返し単位内のR及びRは各々別個に独立して任意選択的に置換されたヒドロカルボ基、ヒドロカルボ(オキシ)基、ヒドロシリコ基及び/又はヒドロシリコ(オキシ)基;Rは独立して、少なくとも1つの二重結合を有する置換されたオルガノ基)
【選択図】なし

Description

本発明は、種々の用途を有する或る特定のケイ素含有ポリマーに関する。このような用途としては、添加される組成物中に生じる気泡の量を減らす添加剤(脱泡剤)としての用途、添加される組成物のレオロジーを改質する添加剤(流動性改質剤)としての用途、及び/又は粘着剤(PSA)としての用途が挙げられるが、これらに限定されない。本発明はまた、これらのポリマーを製造するための好適なポリマー前駆体、当該ポリマーを製造する方法、例えば脱泡剤、流動性改質剤及び/又はPSAとしての種々の用途におけるこれらのポリマーの使用、並びに、これらのポリマー及び/又はそれらのポリマー前駆体を含有する好適な配合物に関する。
本願は、米国特許仮出願第60/840,440号(2006年8月28日出願)(その内容は参照により本明細書に援用される)の利益を主張するものである。
特許文献1は、C3〜7アルキルアクリレートを含む種々のホモポリマー及びコポリマーの混合物の従来の消泡添加剤を記載している。油の粘度に悪影響を及ぼすことなく気泡を抑える0.1重量%未満の量の混合物を油に添加する。この文献は、シリコーン含有モノマーの使用を言及していない。
特許文献2は、ミニエマルションにより、オルガノシロキサン側鎖を有するポリマー骨格として(メタ)アクリロキシ基を含有する高分子量ホモポリマーを調製する低分子量(メタ)アクリレートシロキサンモノマーを使用する方法を記載している。これらの高分子量ポリマーの記載されている用途は、化粧品及びインク及び潤滑剤への配合である。
特許文献3(特許文献4)は、ラッカー及びワニス用の添加剤として使用されるポリメタクリレートエステルポリシロキサンABブロックコポリマーを記載している。
特許文献5(特許文献6)は、ポリシロキサン添加剤を含む、粘着防止性及び耐汚染性を有する組成物を記載しており、これは、シロキサン側鎖と、アルキルアクリレートを含む多数のモノマーから形成され得る骨格とを有する。この文献は、最終ポリマーにシロキサンを導入するのにモノアクリレート官能性シロキサンモノマーを使用し得ることを記載している。かかる単官能性モノマーは櫛型構造を有する。
特許文献7(特許文献8)は、各ブロックがシロキサンとアクリレートモノマーとのリビングフリーラジカル重合によって調製される、好ましい分子量が1キロダルトン〜100キロダルトンのABブロックコポリマーを記載している。かかるポリマーは、直鎖構造又は櫛型構造を有する好ましいポリマーを形成する単官能性シランを用いて調製される。それらはレベリング剤として使用される。
米国特許第3166508号 米国特許第5840813号 米国特許第5523373号 欧州特許第0679675号 米国特許出願公開第2002/0103288号 欧州特許第1193303号 米国特許出願公開第2004/0054071号 欧州特許第1375605号 米国特許第6,391,984号 米国特許第6,667,373号
(脱泡剤)
幾つかの組成物(例えば潤滑剤)は、使用中に望ましくないかなりの量の気泡を発生させるきらいがある。これは、潤滑剤の性能を高めるように用いられるもの等の、配合物中の他の添加剤の多くによって悪化され得る傾向にある。発泡を抑制させる少ない有効量で広く添加される(アクリレートポリマー等の)種々の作用物質が開発されている。
しかしながら、現行の消泡剤には不十分な点があり、発泡をより効果的に阻害することが引き続き求められている。広範囲の条件で使用することができるより最新の潤滑剤配合物が開発されている。これらは、対応する消泡性能の改善を必要としている。好適な配合物(例えば炭化水素油)に添加する際に、広範囲の条件で気泡を抑制する改良された消泡剤を提供することが望ましいと考えられる。本発明の一つの目的はこの課題に対処することである。
したがって、本発明の一態様は、以下に記載のポリマーを含む消泡剤添加剤(脱泡剤)を提供することである。本発明の別の態様は、これらの脱泡剤を製造するのに用いられる(コ)モノマー、及びそれらを製造する方法に関する。本発明のさらなる態様は、これらの脱泡剤を添加した組成物/配合物(脱泡組成物)を提供する。好ましい脱泡組成物は、潤滑剤及び/又は、合成油及び/又は炭化水素油等の油である。
(流動性改質剤)
幾つかの組成物(例えば、コーティング配合物)は、所望のレオロジーを有しないと考えられ、例えばそれらは、実質的に欠陥のない均質なコーティングを基材上に形成するように所望の基材に容易に塗工されるものではない場合がある。レオロジーを改質するように、例えば得られるコーティングフィルムの表面の品質を改善するようにコーティング組成物に添加することができる様々な作用物質(流動性改質剤)が開発されている。適切な流動性改質剤の使用は、組成物の流動性及びレベリング性、高光沢(即ち、鏡面光沢、対比光沢、DOI(画像識別)光沢、質感光沢の欠乏、ヘイズ及び/又は光輝等の高い方向反射特性)等の性質を改善し、欠陥(クレーター、フィッシュアイ、ピンホール及び/又はオレンジピール(塗工後に液体コーティングを平らにできなかったことに起因するへこみ傷による表面凹凸))の形成を制御し得る。
しかしながら、現行の流動性改質剤は完全に満足のいくものではなく、上記の幾つかが改善される流動性改質剤を提供することが望ましいと考えられる。本発明の一つの目的はこの課題に対処することである。
したがって、本発明の別の態様は、下記ポリマーを含む流動性改質剤を提供することである。本発明の別の態様は、これらの流動性改質剤を製造するのに用いられる(コ)モノマー及びそれらを製造する方法に関する。本発明のさらなる態様は、これらの流動性改質剤を添加した組成物/配合物(流動性が改質された組成物)を提供することである。好ましくは、流動性が改質された組成物は、液体コーティング樹脂等のコーティング組成物である。
(粘着剤)
粘着剤(PSA)は、周囲温度においてわずかな圧力で様々な表面に接着することができる永久接着フィルムを形成する。PSAは、水性格子(aqueous lattices)又は他の溶剤の溶液から形成されてもよく、ラベル、テープ又はフィルム等の自己接着製品を作製するのに用いられる。PSAは多くの場合、接着剤を硬化及び/又は溶剤を蒸発させるのに、(例えば、熱、UV又はeビーム放射線の形態の)エネルギーを必要とする。
しかしながら、現行のPSAは、多くの高い性能が求められる用途に対して完全に満足のいくものではない。接着性が改善されたPSAを提供することが望ましいと考えられる。改善の範囲としては、以下の範囲:PSAが高温及び低温の両方の広範な温度にわたって機能する能力、低表面張力接着、耐化学物質性、耐久性及びループタックの改善の1つ又は複数が挙げられる。本発明の目的は、幾つかの課題又は全ての課題又はこれらの課題に対処することである。
したがって、本発明のさらに他の態様は、下記ポリマーを含むPSAを提供することである。本発明の別の態様は、これらのPSAを製造するのに用いられる(コ)モノマー及びそれらを製造する方法に関する。本発明のさらなる態様は、これらのPSAを添加した組成物/配合物(PSA組成物)を提供することである。
本発明の態様を本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載する。
文脈にはっきりと記載がない限り、本明細書中で用いられる場合、本明細書中の複数形の用語は単数形も包含すると解釈され、本明細書中の単数形の用語は複数形も包含すると解釈されるものとする。
本明細書中で使用される場合、用語「含む(comprising)」は、続く列挙が非排他的であり且つ任意の他のさらなる好適な事柄、例えば、1つ又は複数のさらなる特徴(複数可)、構成要素(複数可)、成分(複数可)及び/又は置換体(複数可)を適宜含んでいても又は含んでいなくてもよいことを意味することが理解される。
したがって広範に、本発明は、式1:
Figure 2014159569
(式中、
Yは直接結合又はオキシ基、好ましくはオキシ基を表し、
は、任意選択的に(メタ)アクリレート基等の活性化された不飽和部位であり得る少なくとも1つの二重結合を有する任意選択的に置換されたオルガノ基、例えば、
Figure 2014159569
Figure 2014159569
を表し、
各任意選択的な繰返し単位内のR及びRはそれぞれ別個に独立して、任意選択的に置換されたヒドロカルボ基、ヒドロカルボ(オキシ)基、ヒドロシリコ基及び/又はヒドロシリコ(オキシ)基、例えばメチル、
Figure 2014159569
を表し、
は独立して、少なくとも1つの二重結合を有する任意選択的に置換されたオルガノ基(例えば上記R)、任意選択的に置換されたヒドロカルボ基及び/又はヒドロシリコ基、例えば、
Figure 2014159569
Figure 2014159569
を表し、
nは約0〜約2000、好ましくは約1〜約100であり、例えばnは1である)
で表される1つ又は複数の反応性ケイ素含有ポリマー前駆体に関する。
広範に、本発明の一態様は、式1a:
Figure 2014159569
(式中、
Yは直接結合又はオキシ基、好ましくはオキシ基を表し、
は、任意選択的に(メタ)アクリレート基等の活性化された不飽和部位であり得る少なくとも1つの二重結合を有する任意選択的に置換されたオルガノ基、例えば、
Figure 2014159569
Figure 2014159569
を表し、
各任意選択的な繰返し単位内のR及びRはそれぞれ別個に独立して、任意選択的に置換されたヒドロカルボ基、ヒドロカルボ(オキシ)基、ヒドロシリコ基及び/又はヒドロシリコ(オキシ)基、例えばメチル、
Figure 2014159569
を表し、
は独立して、少なくとも1つの二重結合を有する任意選択的に置換されたオルガノ基(例えば上記R)、任意選択的に置換されたヒドロカルボ基及び/又はヒドロシリコ基、例えば、
Figure 2014159569
Figure 2014159569
を表し、
nは約0〜約2000、好ましくは約1〜約100であり、例えばnは1であり、
但し(「但し書きP」)、ポリマー前駆体は、ポリシロキサン主鎖と;制御されたフリーラジカル付加重合において、少なくとも1つの連鎖移動可能な基を含有する少なくとも1つのポリシロキサン含有プレポリマーと、エチレン性不飽和モノマーとを反応させることによって得られる、重合した不飽和モノマーの少なくとも1つのブロックとから成るもの以外である)で表される1つ又は複数の反応性ケイ素含有ポリマー前駆体を提供する。
本発明の別の態様は、(本明細書中に記載の)式1aで表される1つ又は複数の反応性ケイ素含有ポリマー前駆体(即ち、本明細書中において但し書きPの説明がある式1のものは除外)の流動性改質剤としての使用を提供する。
本発明のさらに別の態様は、式1b:
Figure 2014159569
(式中、
Yは直接結合又はオキシ基、好ましくはオキシ基を表し、
は、任意選択的に(メタ)アクリレート基等の活性化された不飽和部位であり得る少なくとも1つの二重結合を有する任意選択的に置換されたオルガノ基、例えば、
Figure 2014159569
Figure 2014159569
を表し、
各任意選択的な繰返し単位内のR及びRはそれぞれ別個に独立して、任意選択的に置換されたヒドロカルボ基、ヒドロカルボ(オキシ)基、ヒドロシリコ基及び/又はヒドロシリコ(オキシ)基、例えばメチル、
Figure 2014159569
を表し、
は独立して、少なくとも1つの二重結合を有する任意選択的に置換されたオルガノ基(例えば上記R)、任意選択的に置換されたヒドロカルボ基及び/又はヒドロシリコ基、例えば、
Figure 2014159569
Figure 2014159569
を表し、
nは約0〜約2000、好ましくは約1〜約100であり、例えばnは1である)
で表される1つ又は複数の反応性ケイ素含有ポリマー前駆体の脱泡剤としての使用を提供する。
本発明のさらに他の態様は、(本明細書中に記載の)式1bで表される1つ又は複数の反応性ケイ素含有ポリマー前駆体の粘着剤の調製における使用を提供する。
便宜上、但し書き「P」の説明がない式1の化合物のみを示すのに本明細書中では式1aを使用するのに対し、但し書き「P」の説明があるものを含む式1の化合物全てを示すのに本明細書中では式1bを使用する。式2a及び式2b等も同様に使用される。
式1(即ち、式1a及び/又は式1b)の最も適切な化合物は、
a)式1の化合物である式2の化合物
Figure 2014159569
(式1中、Yが−O−であり、nが1であり、

Figure 2014159569
であり、
及びRが両方とも
Figure 2014159569
であり、且つ

Figure 2014159569
である)、又は
b)式1の化合物である式3の化合物
Figure 2014159569
(式1中、Yが−O−であり、
及びRが両方とも
Figure 2014159569
であり、且つ
及びRが両方ともメチルである)から成り得る。
適切には、式1で表される本発明のポリマー前駆体が、二官能性シラン及び/又は単官能性シリコーン若しくは多官能性シリコーンを含む。
好ましくは、式1のポリマー前駆体は、消泡ポリマー添加剤(脱泡剤)、添加される組成物のレオロジーを改質する添加剤(流動性改質剤)及び/又は粘着剤の1つ又は複数を調製するのに好適である。
好ましくは、式1中、
は水素又はヒドロカルビル基であり、
各任意選択的な繰返し単位内のR及びRはそれぞれ別個に独立して、任意選択的に置換されたヒドロカルボ基及び/又は任意選択的に置換されたヒドロカルボシリルオキシを表し、
nは約0〜約2000、好ましくは約1〜約100である。
本発明のさらなる態様は、1つ又は複数の消泡ポリマー添加剤(脱泡剤)を調製するのに1つ又は複数の式1bの化合物を使用する方法を提供する。
本発明のさらなる態様は、1つ又は複数の粘着剤を調製するのに1つ又は複数の式1bの化合物を使用する方法を提供する。
本発明のさらなる態様は、1つ又は複数の添加される組成物のレオロジーを改質する添加剤(流動性改質剤)を調製するのに1つ又は複数の式1aの化合物を使用する方法を提供する。
適切には、式1で表されるポリマー前駆体が、単官能性シラン、二官能性シラン及び/又は単官能性シリコーン若しくは多官能性シリコーンを含む。
式1aの好ましい単官能性シリコーンポリマー前駆体は、
Yがオキシであり、
が、H又はC1〜10ヒドロカルビル基、より好ましくはH又はC1〜4アルキルであり、
が、H、ビニル、(メタ)アクリロキシ、アミノ、ヒドロキシル、エポキシ及び/又はカルボキシルであり、
及びRが独立して、アルキル基、アルコキシ基、−CH=CH基、フェニル基、アルキル基、アルキル基又はアルコキシル基、1つ又は複数のハロゲン、アミン、ヒドロキシル及び/又はカルボキシル基(複数可)で任意選択的に置換される上述の任意のものを表し、より好ましくは独立して、フルオロ、アミノ、ヒドロキシル及び/又はカルボキシル基(複数可)で任意選択的に置換されるC1〜4アルキル、アミノ、ヒドロキシル及び/又はカルボキシル基(複数可)で任意選択的に置換されるC1〜4アルコキシ、−CH=CH、フェニルから選択され、且つ
が、任意選択的に置換されたアルキル又はアルコキシ(より好ましくは置換C1〜4アルキル及び/又はC1〜4アルコキシ)であり、ここで、任意選択的な置換基は、H、ビニル、(メタ)アクリロキシ、アミノ、ヒドロキシル、エポキシ及び/又はカルボキシルから選択されるものである。
式1bの好ましい二官能性シリコーンポリマー前駆体は、
及びRが独立して、任意選択的に置換されたアルキル又はアルコキシ(、より好ましくは任意選択的に置換されたC1〜4アルキル及び/又はC1〜4アルコキシル)を表し、ここで、任意選択的な置換基は、H、ビニル、(メタ)アクリロキシ、アミノ、ヒドロキシル、エポキシ及び/又はカルボキシルから選択され、
及びRが独立して、アルキル、アルコキシ、−CH=CH及び/又はフェニル、1つ又は複数のアルキル、ハロゲン、アミン、ヒドロキシル及び/又はカルボキシル基(複数可)で任意選択的に置換される上述の任意のものを表し、より好ましくは独立して、フルオロ、アミノ、ヒドロキシル及び/又はカルボキシル基(複数可)で任意選択的に置換されるC1〜4アルキル、アミノ、ヒドロキシル及び/又はカルボキシル基(複数可)で任意選択的に置換されるC1〜4アルコキシ、−CH=CH、及び/又はフェニルから選択されるものである。
本発明のさらに他の適切な態様は、Yが直接結合である式1のポリマー前駆体(即ち、シラン)を提供する。式1の好ましいシランポリマー前駆体は、
が、任意選択的に置換された−CH=CH(、より好ましくは−CH=CH又は−CMe=CH)を表し、ここで、(二価であり、そのためシラン部位との連結部を形成し得る)任意選択的な置換基は、C1〜4アルキル又はC1〜4アルコキシルアルコキシであり、且つ
、R及びRは独立して、アルキル、アルコキシ、−CH=CH及び/又はフェニル、1つ又は複数のアルキル、ハロゲン、アミン、ヒドロキシル及び/又はカルボキシル基(複数可)で任意選択的に置換される上述の任意のものを表し、より好ましくは独立して、フルオロ、アミノ、ヒドロキシル及び/又はカルボキシル基(複数可)で任意選択的に置換されるC1〜4アルキル、アミノ、ヒドロキシル及び/又はカルボキシル基(複数可)で任意選択的に置換されるC1〜4アルコキシ、−CH=CH、及び/又はフェニルから選択されるものである。
式1、式1a及び式1b中、好ましくはnは、約5〜約500、より好ましくは約10〜約200である。本明細書中の式1が多分散混合物を表すのであればnは混合物の平均値であり、式1が単分散化合物を表すのであればnは整数である。
好ましくは、本発明のポリマー前駆体は、約200ダルトン〜約6000ダルトン、より好ましくは500ダルトン〜約4000ダルトン、最も好ましくは約800ダルトン〜約2000ダルトンの分子量を有する。
有益に、式1のモノマーは、ビニル末端シロキサン、アリルモノトリメチルシロキシ末端ポリエチレンオキシド、メタクリロキシモノトリメチルシロキシ末端ポリエチレンオキシド、モノカルビノール末端ポリジメチルシロキサン、ジカルビノール末端ポリジメチルシロキサン、2−又は3−エポキシプロピルエーテル末端ポリジメチルシロキサンを含み得る。
本発明の有用なシリコーンモノマーは、式:
Si(Me)[OSi(Me)]OSi(Me)
即ち、式1のもののうち、
Yが−O−であり、
が−OSi(Me)
(式中、Yは、水素又はアルキル、例えば、メチル又はX(下記の通り)である)であり、
及びRが両方ともメチルであり、
がXSi(Me)
(式中、Xは、水素、ビニル、アクリロキシ、メタクリロキシ、アミノ、ヒドロキシル、エポキシ又はカルボキシル、例えばアクリロキシであり、且つ
はアルキレン又はアルコキシレンである)であるものから成る。
より有用なシリコーンモノマーは、
(MeSiO)SiCOCOCH=CH
即ち、式1のもののうち、
Yが−O−であり、
nが1であり、
がMeSi−であり、
及びRがそれぞれMeSiO−であり、
が−COCOCH=CHであるもの等の第三級シリコーンである。
適切には、R及びRは独立してそれぞれ各繰返し単位中で再度登場するものと同じであり、及び/又は適切には、R及びRは各繰返し単位内で同一のものであり、且つ1つ又は複数の繰返し単位が異なっていてもよい。より適切には、R及びRは式1を通じて同じである。
自動車用トランスミッション油剤(ATF)の試験データを比較する図である。 エージドギアオイル中の脱泡を比較する図である。 標準試験手順IV(150℃)にかけた合成ギアオイル中の高温脱泡性能を示す図である。 合成油中の脱泡性能を示す図である。
(他の置換基の列挙がない限り)本明細書中で使用される場合、用語「官能基」、「任意選択的な置換基」及び/又は「任意選択的に置換された」とは、以下の基:カルボキシル、スルホ、ホルミル、ヒドロキシル、アミノ、イミノ、ニトリロ、メルカプト、シアノ、ニトロ、メチル、メトキシ、ホスホ及び/又はそれらの組合せの1つ又は複数(又はこれらの基による置換)を意味する。これらの任意選択的な基としては、複数(好ましくは2つ)の上述の基の同一部位における化学的に可能な全ての組合せ(例えば、互いに直接結合した場合、アミノ及びスルホニルはスルファモイル基を表す)が挙げられる。好ましい任意選択的な置換基には、カルボキシル、スルホ、ヒドロキシル、アミノ、メルカプト、シアノ、メチル、ハロゲン、トリハロメチル及び/又はメトキシが含まれる。
本明細書中で使用される場合、同義語「有機置換基」及び「有機基」(本明細書中では「オルガノ」とも略される)は、1つ又は複数の炭素原子と、任意選択的に1つ又は複数の他のへテロ原子とを含む任意の一価又は多価の部位(1つ又は複数の他の部位に任意選択的に結合する)を示す。
有機基は、炭素を含有する一価基を含むオルガノヘテリル基(有機元素基としても知られている)を含み得るため、有機であるが炭素以外の原子の遊離原子価も有する(例えば、オルガノチオ基)。有機基は、代替的に又は付加的に、官能機の種類に関係なく、炭素原子の一遊離原子価を有する任意の有機置換基を含むオルガニル基を含む。有機基はまた、複素環化合物(環員原子として少なくとも2つの異なる元素(この場合1つは炭素である)を有する環状化合物)の任意の環原子から水素原子を除去することによって形成される一価基を含むヘテロシクリル基を含み得る。好ましくは、有機基中の非炭素原子は、水素、ハロゲン、リン、窒素、酸素、ケイ素及び/又はイオウ、より好ましくは水素、窒素、酸素、リン及び/又はイオウから選択され得る。適切なリン含有基には、ホスフィニル(即ち、「−PR」ラジカル(式中、Rは独立してH又はヒドロカルビルを示す)、ホスフィン酸基(複数可)(即ち、「−P(=O)(OH)」ラジカル)、及びホスホン酸基(複数可)(即ち、「−P(=O)(OH)」ラジカル)が含まれ得る。
最も好ましい有機基は、以下のヘテロ原子含有部位:オキシ、チオ、スルフィニル、スルホニル、アミノ、イミノ、ニトリロ及び/又はそれらの組合せの1つ又は複数と任意選択的に組合せて、以下の炭素含有部位:アルキル、アルコキシ、アルカノイル、カルボキシル、カルボニル、ホルミル及び/又はそれらの組合せの1つ又は複数を含む。有機基としては、複数(好ましくは2つ)の上述の炭素含有部位及び/又はヘテロ原子部位の同じ部位における全ての化学的に可能な組合せ(例えば、互いに直接結合する場合のアルコキシ及びカルボニルは、アルコキシカルボニル基を表す)が挙げられる。
本明細書中で使用される場合、用語「ヒドロカルボ基」は、有機基のサブセットであり、1つ又は複数の水素原子と1つ又は複数の炭素原子とから成り、且つ1つ又は複数の飽和部位、不飽和部位及び/又は芳香族部位を含み得る任意の一価又は多価の部位(1つ又は複数の他の部位に任意選択的に結合する)を示す。ヒドロカルボ基は以下の基の1つ又は複数を含んでいてもよい。ヒドロカルビル基は、炭化水素(例えばアルキル)から水素原子を除去することによって形成される一価基を含む。ヒドロカルビレン基は、炭化水素から2つの水素原子を除去することによって形成される二価基を含み、その遊離原子価は二重結合(例えばアルキレン)に関与するものではない。ヒドロカルビリデン基は、炭化水素の同じ炭素原子から2つの水素原子を除去することによって形成される(「RC=」で表され得る)二価基を含み、その遊離原子価は二重結合(例えばアルキリデン)に関与するものである。ヒドロカルビリジン基は、炭化水素の同じ炭素原子から3つの水素原子を除去することによって形成される(「RC=」で表され得る)三価基を含み、その遊離原子価は三重結合(例えばアルキリジン)に関与するものである。ヒドロカルボ基はまた、飽和炭素−炭素単結合(例えばアルキル基中)、不飽和二重及び/又は三重炭素−炭素結合(例えば、それぞれアルケニル基及びアルキニル基中)、芳香族基(例えばアリール基中)及び/又は同じ部位内のそれらの組合せを含んでいてもよく、また記載があれば、他の官能基で置換されていてもよい。
上記の用語オルガノと同様に、本明細書中で使用される用語シリコは、任意の一価又は多価の部位(1つ又は複数の他の部位に任意選択的に結合する)が、1つ又は複数のオルガノ部位及び/又は水素原子と組み合わせて1つ又は複数の(好ましくは1つの)ケイ素原子を含むことを示す。用語シリルは、1つ又は複数のオルガノ部位及び/又は水素原子と組み合わせてケイ素原子を含む、一価のシリコ部位(ヒドロカルビルに類似)を示し、シリレンは、二価のシリコ部位(ヒドロカルビレンに類似)を示す。
本明細書中で使用される場合、用語「アルキル」又はその相当物(例えば、「アルク(alk)」)は容易に置換することができ、必要に応じて、また文脈に置換されないとはっきり記載されていない限り、この用語には、本明細書中に記載のもの(例えば、二重結合、三重結合、芳香族部位(例えば、それぞれアルケニル、アルキニル及び/又はアリール)、及び/又はそれらの組合せ(例えばアラルキル)、並びに2つ以上の部位と連結する任意の多価ヒドロカルボ種(例えば、二価ヒドロカルビレンラジカル、例えばアルキレン))等の任意の他のヒドロカルボ基が包含される。
(例えば、置換基として)本明細書中に言及した任意のラジカル基又は部位は、特に指定のない限り、又は文脈にラジカルではないとはっきり記載されていない限り、多価又は一価のラジカル(例えば、2つの他の部位と連結する二価ヒドロカルビレン部位)であってもよい。しかしながら、本明細書中に示される場合、かかる一価基又は多価基はまたさらに任意選択的な置換基を含み得る。3個以上の原子の鎖を含む基は、鎖が完全に又は部分的に、直鎖状、分岐状であり及び/又は(スピロ環及び/又は縮合環を含む)環を形成し得る基を表す。或る特定の原子の総数は、或る特定の置換基に対して示され、例えばC1−Nオルガノは、1個〜N個の炭素原子を含むオルガノ部位を示す。本明細書中の式の任意のものにおいて、1つ又は複数の置換基を(例えば、鎖及び/又は環の特定位置上の)部位中の任意の特定の原子に結合するような記載がなければ、置換基で任意のHを置換してもよく、及び/又は置換基を、化学的に好適及び/又は有効な部位の任意の見込まれる位置に配置させてもよい。
好ましくは、本明細書中に列挙される任意のオルガノ基は、1個〜36個、より好ましくは1個〜18個の炭素原子を含む。オルガノ基の炭素原子の数は、1個〜12個、特に1個〜10個(両端の数を含む)であり、例えば1個〜4個の炭素原子であることが特に好ましい。
本明細書中で使用される場合、括弧内に示される特徴を含む化学用語(特定化合物に関するIUAPC名以外のもの)(例えば、(アルキル)アクリレート、(メタ)アクリレート及び/又は(コ)ポリマー)は、括弧内の部分が、文脈が示すように任意選択的なものであることを示すため、例えば、用語(メタ)アクリレートはメタアクリレート及びアクリレートの両方を示す。
本明細書中に記載の本発明の幾つか若しくは全てを含み及び/又は本発明の幾つか若しくは全てに使用される或る特定の部位、化学種、基、繰返し単位、化合物、オリゴマー、ポリマー、材料、混合物、組成物及び/又は配合物は、以下の非排他的な列挙:立体異性体(鏡像異性体等(例えば、E体及び/又はZ体)、ジアステレオ異性体及び/又は幾何学異性体)、互変異性体(例えば、ケト型及び/又はエノール型)、配座異性体、塩、両性イオン、錯体(キレート、クラスレート、クラウン化合物、クリプタンド/クリプテート、包接化合物、内位添加化合物、侵入型化合物、リガンド錯体、有機金属錯体、不定比錯体、p−付加物、溶媒和物及び/又は水和物)、同位体置換体、高分子形状(ホモポリマー又はコポリマー、ランダム、グラフト及び/又はブロックポリマー、直鎖及び/又は分枝鎖のポリマー等(例えば、星型及び/又は側枝)、架橋ポリマー及び/又は網目構造ポリマー、二価及び/又は三価の繰り返し単位から得られるポリマー、デンドリマー、異なる立体規則性のポリマー(例えばアイソタクチックポリマー、シンジオタクチックポリマー、又はアタクチックポリマー))、多形体(内位添加形態、結晶形態及び/又はアモルファス形態)、異相体、固溶体、及び/又は可能であればそれらの組合せ及び/又はそれらの混合物の任意のもの等の1つ又は複数の様々な形態として存在し得る。
(ポリマー)
本発明のさらなる態様では、本発明のモノケイ素官能性ポリマー前駆体の1つ又は複数から得られ及び/又は得ることができるポリマー(例えば、式1で表され且つ本明細書中に記載のもの)を提供する。
好ましくは、本発明のポリマー消泡剤は、本発明のモノケイ素官能性ポリマー前駆体の1つ又は複数から得られ及び/又は得ることができるコポリマーと、1つ又は複数の非ケイ素ポリマー前駆体とを含む。
好ましくは、非ケイ素官能性ポリマー前駆体は、1つ又は複数の活性化された不飽和部位、より好ましくは1つ又は複数のビニル官能化ポリマー前駆体、例えば1つ又は複数の(メタ)アクリレートを含む。これらは以下により詳しく記載する。
本発明のシリコーン変性ポリマーとしては、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、テトラポリマー及びペンタポリマー、又はマルチモノマー組成物ブレンド及び/又は非シリコーンと単官能性シリコーンポリマー前駆体(複数可)との混合物が挙げられ得る。
適切には、本発明のシリコーン変性ポリマーは、モノメタクリロキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン及びモノビニル末端ポリジメチルシロキサン等の、ビニル官能化一末端シリコーンモノマーから成るポリマーを、本明細書中に記載の非シリコーンモノマーと併せて含んでいてもよい。
本発明のポリマーを含む反応性シリコーンは好ましくは、少量〜100重量%の量で存在する。より好ましくは、本発明のポリマーは、約0.1重量%〜約50重量%、最も好ましくは約0.1重量%〜約20重量%、例えば、約1重量%〜約10重量%の、単官能性反応性シランモノマー及び/又は(メタ)アクリル化マクロシリコーン等のシリコーンモノマーから得られるポリマーを含む。適切には、反応性シリコーンモノマーから得られないポリマーは、ビニル官能化ポリマー前駆体(複数可)、例えば1つ又は複数の(メタ)アクリレートから実質的に必ず得られる。
本明細書中に使用される場合、分子量は、ダルトン(Da)又はキロダルトン(kDa)の単位で示すことができる。本明細書中では、重量平均モル質量を示すのに、kg/molの単位も使用され得る(1kDaが1kg/molに等しい)。否定の記載がない限り、本明細書中で使用される全ての分子量又はモル質量は、重量平均(M)として計測又は算出される。
好ましくは、本発明のポリマーの分子量は、約5キロダルトン(kDa)〜数百万ダルトン、より好ましくは約20kDa〜約500kDa、最も好ましくは最大約150kDa、例えば、最大約100kDaである。
好ましくは、式1のポリマー前駆体は、少なくとも約0.1重量%Si、好ましくは約0.1重量%〜約10重量%のケイ素を含有する。
アクリレートコポリマー中のシリコーン化アクリレートモノマーの量は、アクリレートコポリマー中にケイ素約60重量%までの上述の明確な量を提供するのに十分なものである。
コポリマー中の所望の濃度を達成するのに使用され得るシリコーン化アクリレートモノマーの好ましい量は、約0.001重量%〜約20重量%、より好ましくは約0.01重量%〜約10重量%、最も好ましくは約0.1重量%〜約5重量%である。
アクリレートコポリマー脱泡剤の分子量(重量平均M)は広い範囲内で様々な値をとり、一般的には約10kDa〜約500kDa、好ましくは約20kDa〜約250kDa、より好ましくは約20kDa〜約250kDaである。本発明者らは、約250kDaを超える(特に500kDaを超える)分子量で、アクリレートコポリマーが多くの炭化水素油中に沈降し、且つ油中に微細分散することに起因する脱泡効果を失う傾向にあることを見出した。分子量が約10000ダルトンよりも低い場合、一般的にポリマーは溶解して油と同じ相を形成する傾向にあり、これが起こるとポリマーは脱泡剤として機能することができない。
アクリレートポリマー流動性改質剤の分子量(重量平均M)は、広い範囲内で様々な値をとるが、好ましくは約1000Da〜約50000Da、より好ましくは約3000Da〜約30000Daである。
粘着剤用のアクリレートポリマーの分子量(重量平均M)は、約1000Da〜約5百万Da、好ましくは約5000Da〜約800000Daであり得る。
本発明のケイ素含有アクリレートコポリマー消泡剤は、非常に低い濃度、即ち、炭化水素油百万部当たり約2000部未満、好ましくは1500ppm未満で有効である。20部〜500部のコポリマーが好ましいが、これは油の性質に応じて変わることがあり、通常、200重量ppm未満の量で十分である。
本発明のポリマーは、ポリマー粒子及び/又はポリマーフィルムを形成してもよく、本明細書中に記載するような任意の好適な方法によって生成することができる。
本発明のポリマーは、所望の用途に応じて−75℃〜250℃の範囲のTを有し得る。
本発明のシリコーン変性ポリマーはまた、当業者に既知の他の好適な配合成分と配合されてもよい。これらには、UV光開始剤(複数可)、UV安定剤(複数可)、酸化防止剤(複数可)、ラジカル捕捉剤(複数可)、増粘剤(複数可)、他の脱泡剤(複数可)、可塑剤(複数可)、溶剤(複数可)、粘着付与剤(複数可)、架橋剤(複数可)及び触媒(複数可)が含まれ得る。脱泡性能を改善するために、高温性能、耐久性、有用寿命の長さ及び/又は費用対効果を高める成分が好ましい。
本発明のポリマーは、本明細中に示すように、鎖延長及び/又は直接結合を介した別の複数の又は各ポリマー前駆体との架橋をもたらす、複数の又は各ポリマー前駆体(複数可)との結合を形成することができる部位を含む任意の好適な(コ)モノマー(複数可)、(コ)ポリマー(複数可)(ホモポリマー(複数可)を含む)及びそれらの混合物を含み、且つ有機及び/又は無機であり得る、1つ又は複数の他の好適なポリマー前駆体によって調製され得る。
本発明のポリマー前駆体は、好適な重合性官能基を有する、1つ又は複数のモノマー(複数可)、オリゴマー(複数可)、ポリマー(複数可)、それらの混合物及び/又はそれらの組合せを含み得る。
モノマーは、重合することができる低分子量(例えば千ダルトン未満)の実質的に単分散の化合物である。
ポリマーは、重合法によって調製される高分子量(例えば、何千ダルトン)の巨大分子の多分散混合物であり、ここで、巨大分子は、(モノマー、オリゴマー及び/又はポリマー自体であってもよい)より小さい単位の複数の繰返しを含み、(特性が完全に分子構造の詳細事項に応じて決まらない限り)単位の1つ又は幾らかの付加又は除去は、巨大分子の特性に対して無視できるほどの効果しか有しない。
オリゴマーは、モノマーとポリマーとの中間分子量を有する分子の多分散混合物であり、この分子は小さい複数のモノマー単位を含み、この1つ又は幾らかの除去が分子の特性を大いに変える。
文脈に応じて、ポリマーという用語はオリゴマーを包含していることもあれば、していないこともある。
本発明の及び/又は本発明に使用されるポリマー前駆体は、直接合成によって、又は(ポリマー前駆体自体がポリマーであれば)重合によって調製され得る。重合性ポリマー自体が、本発明の及び/又は本発明に使用されるポリマー前駆体として使用される場合、このようなポリマー前駆体は低多分散性を有することが好ましく、より好ましくは、副反応、副生成物の数、及び/又はこのポリマー前駆体から成る任意のポリマー材料中の多分散性を最小限に抑えるために実質的に単分散性である。
本明細書中に記載される場合を除いて、本発明の及び/又は本発明に使用されるポリマー及び/又は高分子ポリマー前駆体は、当業者に既知の任意の好適な重合手段によって(共)重合することができる。好適な方法の例には、熱開始、好適な作用物質の添加による化学的開始、触媒作用、及び/又は任意選択的な開始剤及びその後、例えば、UV等の好適な波長の電磁線による(光化学的開始)、及び/又は他のタイプの放射線(電子線、α粒子、中性子及び/又は他の粒子)による照射を用いた開始が含まれる。
ポリマー及び/又はオリゴマーの繰返し単位上の置換基は、本明細書中に記載の用途のために配合及び/又は組み込まれるポリマー及び/又は樹脂に対する材料の相溶性を改善するように選択されてもよい。このため、置換基のサイズ及び長さは、樹脂との物理的な絡み合い又は内部配置を最適にするように選択されてもよく、又は必要に応じてこのような他の樹脂と化学的に反応及び/又は架橋することができる他の反応性要素を含んでも、含んでいなくてもよい。
(非シリコーンコモノマー)
本発明のコポリマーを調製するのに使用される好ましい非シリコーンコモノマーの選択は一般的に、所望のT、極性、分散性、溶解性、性能特性、例えば基材の湿潤、剥離及び剪断強度、タック及びループ、耐化学物質性、相溶性、靭性及び/又は可撓性等の適用性能基準に応じて為される。所望の特性は、調製されるポリマーの最終用途に応じて決まる。好ましいケイ素無含有ポリマー前駆体は活性化された不飽和部位を含むものである。
本明細書を通じて、用語「活性化された不飽和部位」は、少なくとも1つの活性化部位に化学的に近い少なくとも1つの不飽和炭素−炭素二重結合を含む化学種を示すように用いられている。好ましくは、活性化部位は、好適な求電子基(electrophillic group)による付加のためにエチレン性不飽和二重結合を活性化する任意の基を含む。適切には、活性化部位は、オキシ基、チオ基、(任意選択的に有機置換された)アミノ基、チオカルボニル基及び/又はカルボニル基(後ろの2つの基は任意選択的にチオ、オキシ又は(任意選択的に有機置換された)アミノで置換される)を含む。より適切には、活性化部位は、(チオ)エーテル、(チオ)エステル及び/又は(チオ)アミド部位(複数可)である。最も適切には、「活性化された不飽和部位」は、1つ又は複数の「ヒドロカルビリデニル(チオ)カルボニル(チオ)オキシ」基及び/又は1つ又は複数の「ヒドロカルビリデニル(チオ)−カルボニル(オルガノ)アミノ」基、及び/又は類似部位及び/又は由来部位(例えば(メタ)アクリレート官能基を含む部位及び/又はその誘導体)を含む有機化学種を示す「不飽和エステル部位」を含む。「不飽和エステル部位」には、任意選択的に置換された一般的なα,β不飽和酸、エステル及び/又は他の誘導体(チオ誘導体及びその類似体を含む)が任意選択的に含まれ得る。
有益な活性化された不飽和部位は、式Z:
Figure 2014159569
(式中、
nは0又は1であり、
X’はオキシ又はチオであり、
X’はオキシ、チオ又はNR’(R’はH又は任意選択的に置換されたオルガノを表す)であり、
R’、R’、R’及びR’はそれぞれ独立して、H、任意選択的な置換基及び/又は任意選択的に置換されたオルガノ基を表す)で表されるもの、並びに
それらの全ての好適な異性体、同一種によるそれらの組合せ、及び/又はそれらの混合物である。
当然のことながら、本明細書中の用語「活性化された不飽和部位」、「不飽和エステル部位」及び/又は式Zは、別個の化学種(化合物、イオン、フリーラジカル、オリゴマー及び/又はポリマー等)、及び/又はその任意の部分(複数可)を表し得る。このため、式Zは多価(好ましくは二価)ラジカルも表し得る。それゆえ、n、X’、X’、R’、R’、R’、R’及びR’5’について本明細書中に与えられる選択肢は、必要に応じて対応する二価ラジカル又は多価ラジカルも包含する。
式Zのより有益な部位(それらの異性体及び混合物を含む)は、nが1であり、X’がOであり、X’がO、S又はNR’であり、
R’、R’、R’及びR’が独立して、H、任意選択的な置換基及び任意選択的に置換されたC1〜10ヒドロカルボから選択され、且つ
存在する場合、R’がH及び任意選択的に置換されたC1〜10ヒドロカルボから選択されるものである。
最も有益には、nは1であり、X’はOであり、X’はO又はSであり、且つR’、R’、R’及びR’は独立して、H、ヒドロキシ及び/又は任意選択的に置換されたC16ヒドロカルビルである。
特に、nは1であり、X’及びX’は両方ともOであってもよく、且つR’、R’、R’及びR’は独立して、H、OH及び/又はC1〜4アルキルであってもよい。
nが1であり、X’及びX’が両方ともOであり、(R’及びR’)の1つがHであり、且つR’もHである式Zの部位について、式Zは、アクリレート(R’及びR’が両方ともHである場合)及びそれらの誘導体(R’又はR’のいずれかがHでない場合)を含むアクリレート部位を表す。同様に、(R’及びR’)の1つがHであり、またR’がCHである場合、式1’は、メタクリレート(R’及びR’が両方ともHである場合)及びそれらの誘導体(R’又はR’のいずれかがHでない場合)を含むメタクリレート部位を表す。式Zのアクリレート部位及び/又はメタクリレート部位は、本発明のコポリマーを調製するのに特に有用なコモノマーである。
適切には、式Zの部位は、nが1であり、X’及びX’が両方ともOであり、R’及びR’が独立して、H、メチル又はOHであり、且つR’がH又はCHであるものである。
より適切には、式Zの部位は、nが1であり、X’及びX’が両方ともOであり、R’がOHであり、R’がCHであり、且つR’がHであるもの、及び/又はそれらの互変異性体(複数可)(例えば、アセトアセトキシ官能種)である。
最も適切には、不飽和エステル部位は、−OCO−CH=CH、−OCO−C(CH)=CH、アセトアセトキシ、−OCOCH=C(CH)(OH)、及びそれらの全ての好適な互変異性体(複数可)から選択される。
当然のことながら、他の反応性部位等の式Zで表される任意の好適な部位は、本発明の文脈において使用することができると考えられる。
上記の好ましいビニルモノマーはアクリレート(複数可)及びメタクリレートである。本発明のコポリマー脱泡剤を形成するのに用いられる非ケイ素アクリレートモノマー(複数可)は、アルキルラジカルが1個〜18個の炭素原子を有し、アクリレートコポリマー中に少なくとも50重量%の量で存在し得る1つ又は複数のアルキルアクリレートを含み得る。かかるアルキルアクリレートモノマーと共重合性の(上記非フッ素化アルキルアクリレート以外の)任意選択的なさらなるモノマーは、アルキル化スチレン、高級アルキル(5個〜18個の炭素原子)メタクリレート、高級アルキルマレエート又はフマレート、及び高級脂肪族モノカルボン酸のビニルエステルを含むコポリマー中に存在し得る。
本発明の高分子添加剤を調製するのに(コ)モノマーとして使用し得る好適な活性化された不飽和モノマーの具体例は以下のいずれかを含む:
アクリル酸及びそのエステル、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、ベヘニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート及び/又はイソボルニルアクリレート;
Figure 2014159569
メタクリル酸及びそのエステル、例えばメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、デシルメタクリレート;、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート及び/又はイソボルニルメタクリレート、
ヒドロキシビニル化合物、例えばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート及び/又はヒドロキシエチルアクリレート;
N−アルキルアミノビニル化合物等のアミノビニル化合物、例えばN,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート及び/又はN,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート;
ビニル芳香族化合物、例えばスチレン及び/又はa−メチルスチレン;
シアノ化合物、例えばアクリロニトリル、アクリルアミド及び/又はメタクリルアミド;
ビニル酸、例えばマレイン酸、マレイン酸無水物、アクリル酸、及び/又は(任意選択的にβ−)カルボキシエチルアクリレート(CEA);
ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、ビニルホルマール及びビニルブチラール;
架橋モノマー、例えばグリシジルメタクリレート、アリルメタクリレート、エポキシアルキル(メタ)アクリレート、ジアリルマレエート及びブチレンジアクリレート及びその混合物;
ビニルエーテル、例えばエチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル及びシクロヘキシルビニルエーテル;
ペルフルオロアルキル基を含有するモノマー;
マクロモノマー、例えばポリエチレングリコールアクリレート;及び/又は
その好適な混合物(例えばNosorcryl(登録商標)という商標でArkemaから市販されているアクリル酸とエステルとの混合物)。
(重合)
本発明のさらなる態様では概して、任意選択的に1つ又は複数の他のケイ素無含有ポリマー前駆体(本明細書中に記載の任意のもの等)の存在下で、本明細書中の式1で表される1つ又は複数のモノシリコーン官能性ポリマー前駆体を重合する工程を含む、脱泡剤として使用するのに好適なポリマーを製造する方法を提供する。
本発明のポリマーは、当業者に既知の重合、縮合反応又は架橋反応等の任意の好適な方法によって製造され得る。好適な化学プロセスは、任意選択的に光開始剤の存在下における熱及び/又は化学線(例えば、UV又は電子線)等の任意の好適な硬化法による溶剤(複数可)、エマルション(複数可)及び/又は分散液(複数可)中のラジカル重合を含む。任意選択的に、本発明のアクリレートシリコーンコポリマーは、フリーラジカル触媒の存在下で、且つさらには任意選択的に既知の重合調節剤を用いて、バルク重合、エマルション重合又は溶液重合によって調製され得る。
本発明のポリマーを調製するのに好適なバルク重合において、好適なポリマー前駆体とフリーラジカル触媒との混合物は、重合が実質的に完了するまで約35℃〜約180℃等の好適な温度で攪拌され得る。
本発明のポリマーを調製するのに好適なエマルション重合において、好適な乳化剤(セッケン又はアルキル置換スルホコハク酸塩等)による水溶液中の好適なポリマー前駆体のエマルションは、好適な温度、例えば約25℃〜およそ水の沸点で重合され得る。
本発明のポリマーを調製するのに好適な溶液重合において、好適なポリマー前駆体は、約25℃〜およそ溶液の沸点等の好適な温度における触媒の存在下で攪拌される、不活性液体及び溶液中に溶解され得る。好適な溶剤は一般に、実質的に中性の有機液体、好ましくは脂肪族、芳香族アルキル、芳香族及び/又は脂環式炭化水素(例えば、ヘキサン、ベンゼン、エチルベンゼン及び/又はシクロヘキサン)、ケトン(例えば、メチルエチルケトン及び/又はアセトン)、エステル(例えば、酢酸エチル及び/又はプロピオン酸メチル)、塩素化炭化水素(例えば、四塩化炭素及び/又はクロロホルム)、エーテル(例えば、エチルエーテル及び/又はジオキサン)、及び/又はそれらの任意の好適な混合物である。
本発明のポリマーは(特に脱泡剤として用いる場合には)油に添加することがあるため、所望の油に悪影響を及ぼさない溶剤中にポリマーを形成し、ポリマーを反応媒体と分離させる必要なく得られたポリマー溶液を直接添加することができることが好ましい。しかしながら、重合完了後に、ポリマー溶液が適切な取扱いに対して粘性過ぎる場合には、溶剤を留去して、固体ポリマーを、添加剤を添加する油に応じた低粘性で容易に取り扱うことができる溶液をもたらす濃度(典型的には30重量%〜60重量%のポリマー)で別の溶剤中に再溶解することができる。重合溶剤を変える他の理由は、より環境にやさしく、安全で(例えば、より高い引火点を有する)及び/又は匂いの少ないものを提供することである。
本発明のポリマーは、ポリマーの溶解性を調節する重合改質剤の存在下で重合することによって得ることができる。かかる改質剤は、アルキルメルカプタン、例えば第三級ブチルメルカプタン及び/又はn−ドデシルメルカプタン;ポリハロアルカン、例えば四塩化炭素、クロロホルム及び/又はブロモホルム;ニトロアルカン、例えばニトロエタン及び/又は2−ニトロプロパン;液体炭化水素、例えばトルエン、エチルベンゼン及び/又はケロテン;及び/又はそれらの任意の好適な混合物等の好適な連鎖移動剤を含んでいてもよい。使用される場合、連鎖移動剤は反応中に用いられる溶剤であってもよく、及び/又は異質の溶剤、例えばジオキサン、アセトン、イソプロパノール及びパラフィン炭化水素等として組み込まれてもよい。
本発明のポリマーを調製するのに用いられ得る好適な触媒は当業者に既知のものである。好ましい触媒作用は、アセチルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド又はステアロイルペルオキシド、及び第三級ブチルヒドロペルオキシド又はクメンヒドロペルオキシド等の有機過酸化化合物;過酸化水素、過ホウ酸ナトリウム又は過硫酸カリウム等の無機ペル化合物;アゾ−ビス−イソブチロニトリル、α,α−アゾジイソブチルアミド等のジアゾ化合物;及び/又はそれらの好適な混合物を含む。
本発明のポリマーは、例えば、反応が完了するまで約25℃〜約200℃、好ましくは約80℃〜約150℃の好適な温度で、(重合の時間の初めにすぐに充填したか又は長期間部分的に計量した)反応物を攪拌するバッチ重合によって得ることができる。代替的に又は同様に、重合は、ポリマー前駆体、触媒及び/又は調節剤(複数可)の1つ又は複数を補充する間、連続的にポリマーを絶えず除去することによるものであってもよい。バッチ式で作業する場合には、通常、溶剤及び任意の未反応の開始材料を留去することによってポリマー反応生成物を反応混合物から分離させる。しかしながら、述べたように、溶剤に溶解させたポリマー溶液である反応混合物を炭化水素油への添加剤として直接用いる場合には、分離を必要としないことがある。
(流体配合物(例えば油))
本発明のさらに他の態様では、概して、本明細書中に記載のように、有効量の1つ又は複数の本発明のポリマーを含む脱泡剤に耐性のある組成物を提供する。
本発明の脱泡剤を添加する組成物は流体であることが好ましく、より好ましくは液体、例えば潤滑剤及び/又は油である。非限定的な例示を通じて、本発明の脱泡剤を添加することが最も好ましいと考えられる、好適な流体の例を幾つか以下に挙げるが、任意の他の好適な流体は当業者に知られているように用いることができる。
(好ましくは)本発明のアクリレートポリマー消泡添加剤中のシリコーンが、炭化水素油の発泡に対する耐性を有意に改善する。かかるシリコーンは、アクリレートポリマーのモノマー成分である重合シリコーンアクリレートの存在によってもたらされる。アクリレートコポリマー中のこのような結合シリコーンの量は、配合物が起こす発泡に対する阻害度をもたらすものである。それゆえ、脱泡剤の量は、本発明のポリマー及び炭化水素油中への分散方法の両方に伴って変わる。
アクリレートコポリマー消泡剤の総重量に対する(0重量%より多く)約15重量%までのケイ素(Si)の明確な量は概して、大半の炭化水素油に適するものである。好ましくは、ポリマー脱泡剤中のSiの量は、約0.10重量%〜約5重量%、最も好ましくは約0.20重量%〜約2重量%である。
重油及び油含有発泡誘起補助剤は、発泡特性をあまり有しない基油よりもいっそう多くの本発明のポリマーを必要とする。本発明のポリマー脱泡剤を、炭化水素溶剤中の溶液として炭化水素油に添加してもよい。
本発明のポリマーの発泡阻害効果は、脱泡剤がほんの少量しか流体中に存在しないため、添加される流体(例えば、炭化水素油)中の他の補助剤の存在の影響を実質的に受けない。例えば、極めて酸性又は極めて塩基性の補助剤の油中での使用は、本発明の消泡添加剤の性能に実質的に影響を及ぼさない。本発明の脱泡剤を含有する炭化水素油の組成物は、長期間にわたり貯蔵安定性であり、また作業条件中に熱及び圧力を受けると使用中に流体となる。
発泡阻害量の本発明のポリマーを組み込むことによって実質的に耐発泡性になる流体は、様々な粘度の合成原料又は原料石油等の炭化水素油;内燃エンジン及び内燃モーター用の潤滑油;ディーゼル燃料;潤滑剤及び圧力転換媒体、産業用潤滑剤、プロセス油、油圧作動油、タービンオイル、スピンドルオイル、ジャーナルベアリングオイル、空気工具潤滑剤、合成潤滑剤、金属加工油剤、生分解性油、自動車用エンジンオイル、ギアオイル、自動車用トランスミッション油剤、産業用油圧作動油及び産業用高荷重クランクケースオイル、溶剤系液体コーティング、水系液体コーティング及び/又は任意の他の好適な流体の任意のもの、及び/又はこれらの好適な混合物を含み得る。流体は、パラフィン化合物、ナフテン化合物、芳香族化合物及び/又はこれらのブレンド等の任意の種類の合成炭化水素及び/又は天然炭化水素であってもよい。本発明の好ましい流体は、高温における運動部材(エンジン及び/又はトランスミッション等)を潤滑にするのに好適な炭化水素油であり、これは本発明のポリマー脱泡剤も含む。
(概説)
概して、本明細書中で使用される場合、(例えば、本発明の及び/又は適宜本明細書中に記載の、任意のプロセス、使用、方法、用途、調製、生成物、材料、配合物、化合物、モノマー、オリゴマー、ポリマー前駆体及び/又はポリマーに関する)用語「有効」、「許容可能」、「活性」及び/又は「好適」は、文脈に特に記載がない限り、適正な様式で使用されるか又は適正な量で添加される場合には、それらが添加され及び/又は組み込まれるものに、本明細書中に記載の有用性を有するような要求される特性をもたらす本発明の特徴について言及していることが理解されるであろう。このような有用性は、例えば、材料が上述の使用に要求される特性を有する場合には直接的なものであり、及び/又は材料が、他の直接的な有用性を有する材料を調製する際の合成中間体及び/又は診断ツールとして使用される場合には間接的なものであり得る。本明細書中で使用される場合、これらの用語はまた、官能基が、有効、許容可能、活性及び/又は好適な最終生成物を生成するのに適することを示す。本発明において、所望の有用性とは発泡の抑制であるため、それらの有効な特徴及び量とは発泡を阻害するものである。本発明の組成物では、文脈に特に記載がない限り、「有効」等は発泡を阻害するのに十分な量を意味する。
本発明のさらに別のさらなる態様では、組成物中の発泡を阻害する目的のための本発明のポリマー及び/又はポリマー前駆体の使用が提供される。
本発明のさらに他の態様では、1つ又は複数の本発明のポリマー及び/又はポリマー前駆体を組成物中に添加する工程を含む、組成物中の発泡を阻害する方法が提供される。
本発明の脱泡剤は、単独で、及び/又は特許文献9及び/又は特許文献10に記載のもの等の他の既知の脱泡剤と組み合わせて使用してもよい。
本発明の他の態様及び実施形態は、添付の特許請求の範囲及び図面、並びに優先権を主張する米国特許出願第60/840,440号(2006年8月28日出願)(この内容は参照により本明細書に援用される)にも説明されている。
発明を限定するように意図されるものではない以下の例示的な実施例において本発明をさらに説明する。パーセンテージは文脈に特に記載がない限り重量に基づく。
[実施例1]
(ジビニル末端ポリジメチルシロキサンを5%含む脱泡剤)
本実施例は、溶剤中ラジカル重合によってジビニル末端ポリジメチルシロキサンを調製する方法を示している。
オーバーヘッド攪拌器と2つの遅延供給ポンプとを備える、2000ml容のガラスリアクタに、初めに溶剤である酢酸エチル(60g)及びイソプロパノール(40g)を充填した。このリアクタを82℃に加熱した後、開始剤混合物(酢酸エチル(30g)、イソプロパノール(20g)、2,2’−アゾビス(2−メトールプロパンイトリル(metholpropaneitrile))(2.26g))及びモノマー混合物(酢酸エチル(161g)、2−エチルヘキシルアクリレート(376g)及びジビニル末端ポリジメチルシロキサン(28g))を5時間かけてリアクタに徐々に添加した。反応混合物をさらに2時間還流温度で反応させ、65℃に冷却し、その後25マイクロメートルフィルタに通して濾過し、標準としてポリスチレンを用いたGPCによって求められる重量平均分子量88500ダルトンのポリマーを回収した。
[実施例2]
(ジビニル末端ポリジメチルシロキサンを2%含む脱泡剤)
反応性シリコーンの量を(実施例1の5%に対して)2重量%とする以外は、実施例1と同様にポリマーを調製した。GPCによって求められた、得られるポリマーの重量平均分子量は74300ダルトンであった。
(流体配合物)
実施例1及び実施例2として上記で調製された脱泡剤を、種々の配合物に添加し、それらの脱泡性能を試験した。比較として、如何なる脱泡剤も含まない以外は同じ配合物のコントロールを各ケースにおいて試験した(コントロール)。図1及び図2において、商品名PC−1644により販売されている、シリコーンを含まない従来のアクリレート脱泡剤を含むさらなる比較配合物(比較A)を試験した。図3及び図4について、商品名PC−2244により入手可能な従来の非シリコーンアクリレート脱泡剤を、比較するために添加した(比較B)。
添加する際、脱泡剤は配合物中に100ppmの濃度で存在させた。
本明細書中の実施例1及び実施例2と同様のサンプル、並びにコントロール及び比較A又は比較Bの脱泡性能を比較したデータを図1、図2、図3及び図4に示す。
IVの手順1として本明細書中及び図面に用いられ且つ特定される様々な試験法は、既知のASTM法D893及びD6082である。
[実施例3]
(3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランを3%含む脱泡剤)
本実施例は、溶剤中ラジカル重合によって3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランを調製する方法を示している。
オーバーヘッド攪拌器と2つの遅延供給ポンプとを備える、2000ml容のガラスリアクタに、初めに酢酸エチル(102.6g)及びイソプロパノール(25.7g)を充填した。このリアクタを還流するように加熱した後、アゾビスイソブチルニトリル(5.17g)、酢酸エチル(60.3g)、イソプロパノール(15.0g)、エチルアクリレート(235.07g)、2−エチルヘキシルアクリレート(537.10g)及び3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン)(16.51g)の混合物をリアクタに徐々に添加した。反応混合物をさらに2時間反応させ、溶剤、残留モノマー及び開始物質からの他の副生成物を蒸留によって除去した。得られた混合物を65℃に冷却し、その後25マイクロメートルフィルタに通して濾過し、標準としてポリスチレンを用いたGPCによって求められる重量平均分子量69200ダルトンの無色の粘性ポリマーを回収した。GC/MSによる分析は、シラン残渣が500ppmしか最終生成物中に残らないように、反応性シランの略全てがポリマーへと重合されることを示している。
(流動性改質剤/レベリング剤)
[実施例4]
(3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランを5%含む流動性改質剤)
本実施例は、溶剤中ラジカル重合によって3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランを調製する方法を示している。
オーバーヘッド攪拌器と2つの遅延供給ポンプとを備える、2000ml容のガラスリアクタに、初めに溶剤であるIsopar L(162.2g)を充填し、その後162℃に加熱した。開始剤混合物(Lupersol 533 M75(4.84g)及びIsopar L(31.94.9g))、及びモノマー混合物(エチルアクリレート(87.41g)、2−エチルヘキシルアクリレート(495.32g)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(53.58g)及び3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(33.49g))をリアクタに5時間かけて徐々に添加した。反応混合物をさらに1時間反応させ、溶剤、残留モノマー及び開始物質からの他の副生成物を蒸留によって除去した。得られた混合物を65℃に冷却し、その後25マイクロメートルフィルタに通して濾過し、標準としてポリスチレンを用いたGPCによって求められる重量平均分子量8300ダルトンの無色の粘性ポリマーを回収した。GC/MSによる分析は、シラン残渣が500ppmしか最終生成物中に残らないように、反応性シランの略全てがポリマーへと重合されることを示している。
[実施例5]
(実施例4の3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランに対して)ジビニル末端ポリジメチルシロキサンを用いた以外は実施例4と同様にポリマーを調製した。標準としてポリスチレンを用いたGPCによって求められる重量平均分子量は9390ダルトンであった。
[実施例6]
大量の開始剤を用いた以外は実施例5と同様にポリマーを調製した。標準としてポリスチレンを用いたGPCによって求められる重量平均分子量は6420ダルトンであった。
(液体コーティング試験)
配合:
Epicure 3115-X-70 16.7% Resolution ポリアミド硬化剤
Epon 1001-CX-75 27.9% Resolution −OH官能基を有するエポキシ樹脂
Cymel U-216-8 1.7% Cytec 架橋剤
n−ブタノール 2.3% 溶剤
キシレン 22.1% 溶剤
PMアセテート 29.3% 溶剤
レベリング剤 0.035% 流動性改質補助剤/レベリング補助剤
流動性改質剤を10%キシレン溶液中で薄めた。自動噴霧装置によって塗工した。15分のフラッシュ時間後、121℃で10分間硬化を行った。Elcometer256(Elcometer製)によって塗膜厚を試験した。Micro−Tri−gloss(Byk Gardner製)は20℃及び60℃の光沢データを示した。Appearmax(Analytical Measurement Technology製)によってDOI(像の明瞭性)及びピールを測定した。
サンプル DFT(ミル) 20°光沢 60°光沢 DOI Siのピールタイプ
ブランク 1.14 103.4 103.8 47.9 2.7 -
Modaflow2100 1.09 102.1 103.5 87.3 6.8 -
実施例1 1.07 103.9 103.3 92.3 8.4 シラン
実施例2 1.06 104.4 103.7 91.8 8.9 シラン
実施例3 1.04 103.1 103.7 90.6 8.2 シラン
実施例4 1.08 103.9 103.9 92.5 8.9 二官能性PDMS
(PSA)
有用な特性を有するように、本明細書中に例示されるものと同様のポリマーをPSA中に配合してもよい。配合例を以下に示す。
[実施例7]
アクリルコポリマー系のクリアコート
成分 量(重量%) 供給元
Viacryl VSC 5754/60 SNABAC 78.02% Cytec Industries
Cymel 327/90%g 17.14% Cytec Industries
メトキシプロピルアセテート 0.69%
ブチルグリコールアセテート 1.04%
酢酸ブチル 3.11%

Claims (26)

  1. 式1a:
    Figure 2014159569
    (式中、
    Yは直接結合又はオキシ基を表し、
    は、少なくとも1つの二重結合(任意選択的に該二重結合は(メタ)アクリレート基等の活性化された不飽和部位である)を有する、任意選択的に置換されたオルガノ基を表し、
    各任意選択的な繰返し単位内のR及びRはそれぞれ別個に独立して、1つ又は複数の任意選択的に置換されたヒドロカルボ、ヒドロカルボ(オキシ)、ヒドロシリコ及び/又はヒドロシリコ(オキシ)基(複数可)を表し、
    は独立して、R((メタ)アクリレート基等の活性化された不飽和部位を任意選択的に含む)、任意選択的に置換されたヒドロカルボ基(複数可)及び任意選択的に置換されたヒドロシリコ基(複数可)から成る群から選択され、
    nは約0〜約2000であり、
    但し、該ポリマー前駆体は、ポリシロキサン主鎖と;制御されたフリーラジカル付加重合において、少なくとも1つの移動可能な基を含有する少なくとも1つのポリシロキサン含有プレポリマーと、エチレン性不飽和モノマーとを反応させることによって得られる、重合した不飽和モノマーの少なくとも1つのブロックとから成るもの以外である)
    で表されるポリマー前駆体。
  2. 式1b:
    Figure 2014159569
    (式中、
    Yは直接結合又はオキシ基を表し、
    は、少なくとも1つの二重結合(任意選択的に該二重結合は(メタ)アクリレート基等の活性化された不飽和部位である)を有する、任意選択的に置換されたオルガノ基を表し、
    各任意選択的な繰返し単位内のR及びRはそれぞれ別個に独立して、任意選択的に置換されたヒドロカルボ、ヒドロカルボ(オキシ)、ヒドロシリコ及び/又はヒドロシリコ(オキシ)基(複数可)を表し、
    は独立して、R((メタ)アクリレート基等の活性化された不飽和部位を任意選択的に含む)、任意選択的に置換されたヒドロカルボ基(複数可)及び任意選択的に置換されたヒドロシリコ基(複数可)から成る群から選択され、
    nは約0〜約2000である)
    で表される1つ又は複数の反応性ケイ素含有ポリマー前駆体から、(粘着剤、流動性改質剤及び/又は脱泡剤としての使用に任意選択的に好適な)ポリマー組成物を製造する方法であって、
    好適な手段(任意選択的に、熱誘起重合、化学作用誘起重合、ラジカル誘起重合、又はイオン誘起重合)によって式1bの少なくとも1つのポリマー前駆体を重合することからなる、ポリマー組成物を製造する方法。
  3. 前記式1bのポリマー前駆体を、少なくとも1つの他のケイ素無含有コポリマー前駆体、好ましくは(メタ)アクリレートモノマーと合わせて重合する、請求項2に記載の方法。
  4. ポリマー組成物を製造する方法であって、
    任意選択的に、ケイ素原子又はケイ素基を含まない少なくとも1つのビニルモノマーの存在下で、請求項1に記載の式1a及び/又は請求項2に記載の式1bの少なくとも1つのポリマー前駆体を熱誘起重合、化学作用誘起重合、ラジカル誘起重合、又はイオン誘起重合に付すことからなる、ポリマー組成物を製造する方法。
  5. 請求項1に記載の少なくとも1つのポリマー前駆体に由来する部位を有するポリマー分子を含む、ポリマー組成物。
  6. 請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法によって得られた、ポリマー組成物。
  7. 請求項1に記載の少なくとも1つのポリマー前駆体に由来する部位と、ケイ素原子又はケイ素基を含まない少なくとも1つのビニルモノマーに由来する部位とを有するポリマー分子を含む、請求項5又は6に記載のポリマー組成物。
  8. 前記ポリマー組成物中のケイ素の質量分率が0.001%〜50%である、請求項5〜7のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  9. 前記ポリマー組成物の重量平均モル質量が10kg/mol〜250kg/molである、請求項5〜8のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  10. 請求項3又は4に記載の方法によって得られたポリマー組成物を含む、ポリマー流動性改質剤組成物(流動性改質剤)。
  11. 請求項5〜9のいずれか一項に記載されたポリマー組成物を含む、ポリマー流動性改質剤組成物(流動性改質剤)。
  12. 好適な基材上にコーティングされたときに、コーティング組成物が実質的に平らな表面を有するコーティングを前記基材上に形成するように、前記コーティング組成物の流動性を改善させる、請求項10又は11に記載の流動性改質剤の使用。
  13. 基材上にコーティングされたときに平らな表面を形成する傾向にあるコーティング組成物であって、流動性を改質させる量の請求項10又は11に記載の流動性改質剤を含む、コーティング組成物。
  14. 前記流動性改質剤を液体又は液体の混合物に添加して液体混合物を形成する工程と、
    前記液体混合物を均質化する工程とを含む、請求項10又は11に記載の流動性改質剤を使用する方法。
  15. 請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法によって得られたポリマー組成物を含む、ポリマー消泡剤組成物(脱泡剤)。
  16. 請求項5〜9のいずれか一項に記載されたポリマー組成物を含む、ポリマー消泡剤組成物(脱泡剤)。
  17. 発泡する傾向にある流体組成物中の気泡を抑える、請求項15又は16に記載の脱泡剤の使用。
  18. 発泡に耐性のある組成物であって、発泡する傾向にあり、且つ気泡を抑える量の請求項15又は16に記載の脱泡剤を前記組成物中に分散させた流体を含む、発泡に耐性のある組成物。
  19. 脱泡剤を液体又は液体の混合物に添加して液体混合物を形成する工程と、
    前記液体混合物を均質化する工程とを含む、請求項15又は16に記載の脱泡剤を使用する方法。
  20. 請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法によって得られたポリマー組成物を含む、ポリマー粘着剤組成物。
  21. 請求項5〜9のいずれか一項に記載されたポリマー組成物を含む、ポリマー粘着剤組成物。
  22. 粘着剤材料としての請求項20又は21に記載のポリマー粘着剤組成物の使用。
  23. 有効量の請求項20又は21に記載のポリマー粘着剤組成物を含む粘着剤材料。
  24. 請求項20又は21に記載のポリマー粘着剤組成物を液体又は液体の混合物に添加して液体混合物を形成する工程と、
    前記液体混合物を均質化する工程と、
    前記液体混合物を基材の片面に塗工する工程とを含む、請求項20又は21に記載のポリマー粘着剤組成物を使用する方法。
  25. 請求項20又は21に記載のポリマー粘着剤組成物でコーティングした、基材及び/又は積層体。
  26. 前記基材がポリマーフィルム又は紙である請求項24記載の方法。
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