JP2016530387A - Ici増粘剤組成物及び使用 - Google Patents
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Abstract
連結セグメントとして、(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式又は環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール、アルコキシレーティッド環式多価アルコール、及びポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミンから選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントを含むICI粘度調整組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、塗料配合物のレオロジー特性を変更するために有用なICI増粘剤組成物に関する。
レオロジー調整剤は、水性塗料配合物に使用され、広範囲のせん断速度に渡って粘度を制御する。レオロジー調整剤は、会合性(分散相と会合する)、又は非会合性(水相の粘度を高める)であってもよい。会合性増粘剤は、疎水性修飾セルロースエーテル等の天然物由来であるか、又は疎水性修飾エチレンオキシドウレタン(HEUR)ポリマー等の合成ポリマーから調製することができる。特許文献1は、別々の実施例において、直鎖HEURポリマー、及び分岐HEURポリマーの調製を記載している。
一実施形態では、本開示は、連結セグメントとして、
(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子を有する環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール(alkoxylated acyclic polyhydric alcohol)、アルコキシレーティッド環式多価アルコール(alkoxylated cyclic polyhydric alcohol)、ポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントと;
(b)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、第1の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(c)少なくとも一式のポリオキシアルキレンセグメントと;
(d)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、第2の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(e)各脂肪族基及び各芳香族基が6個〜32個の炭素原子と連結基反応性部分とを有する脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントと;
を含み、前記ポリオキシアルキレンセグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも4:1であり、前記脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも0.25:1であることを特徴とする組成物を提供する。一実施形態では、ポリヒドロキシセグメントの各ヒドロキシ基が、第1の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントに連結している。一実施形態では、脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントは、脂肪族基又は芳香族基中の6個〜32個の炭素原子がアルコキシレート基の炭素原子数を除外するアルコキシレート基を含んでいてもよい。
(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子を有する環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール(alkoxylated acyclic polyhydric alcohol)、アルコキシレーティッド環式多価アルコール(alkoxylated cyclic polyhydric alcohol)、ポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントと;
(b)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、第1の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(c)少なくとも一式のポリオキシアルキレンセグメントと;
(d)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、第2の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(e)各脂肪族基及び各芳香族基が6個〜32個の炭素原子と連結基反応性部分とを有する脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントと;
を含み、前記ポリオキシアルキレンセグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも4:1であり、前記脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも0.25:1であることを特徴とする組成物を提供する。一実施形態では、ポリヒドロキシセグメントの各ヒドロキシ基が、第1の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントに連結している。一実施形態では、脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントは、脂肪族基又は芳香族基中の6個〜32個の炭素原子がアルコキシレート基の炭素原子数を除外するアルコキシレート基を含んでいてもよい。
別の実施形態では、本開示は、連結セグメントとして、
(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子を有する環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール、アルコキシレーティッド環式多価アルコール、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントと;
(b)前記ポリヒドロキシセグメントの各ヒドロキシ基が連結されているポリオキシアルキレンセグメントと;
(c)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(d)各末端セグメントが6個〜32個の炭素原子と連結基反応性部分とを有する脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントと;
を含み、前記ポリオキシアルキレンセグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも4:1であり、前記脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも0.25:1であることを特徴とする組成物を提供する。一実施形態では、脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントは、脂肪族基又は芳香族基中の6個〜32個の炭素原子がアルコキシレート基の炭素原子数を除外するアルコキシレート基を含んでいてもよい。
(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子を有する環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール、アルコキシレーティッド環式多価アルコール、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントと;
(b)前記ポリヒドロキシセグメントの各ヒドロキシ基が連結されているポリオキシアルキレンセグメントと;
(c)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(d)各末端セグメントが6個〜32個の炭素原子と連結基反応性部分とを有する脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントと;
を含み、前記ポリオキシアルキレンセグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも4:1であり、前記脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも0.25:1であることを特徴とする組成物を提供する。一実施形態では、脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントは、脂肪族基又は芳香族基中の6個〜32個の炭素原子がアルコキシレート基の炭素原子数を除外するアルコキシレート基を含んでいてもよい。
更に別の実施形態では、本開示は、本明細書に記載の様々な実施形態の組成物と、有機共溶媒、界面活性剤、シクロデキストリン化合物、及びこれらの組合せから選択される粘度抑制添加剤と、水とを含む水性増粘剤組成物を提供する。幾つかの実施形態では、水性増粘剤組成物は、5重量%〜50重量%の前記組成物と、0.1重量%〜25重量%の粘度抑制剤と、残部である水とを含む。
更に別の実施形態では、本開示は、水性組成物のICI粘度の改善方法を提供する。本明細書に記載のICI増粘組成物により水性組成物のICI粘度が0.5〜5.0となるように、有効量のICI増粘組成物が水性組成物中に提供される。
本発明は、塗料配合物が所望の粘度応答を有するよう調整することが可能なICI粘度調整組成物を提供する。一実施形態では、前記組成物は、連結セグメントとして、
(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子を有する環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール、アルコキシレーティッド環式多価アルコール、ポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントと;
(b)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、第1の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(c)少なくとも一式のポリオキシアルキレンセグメントと;
(d)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、第2の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(e)各脂肪族基及び各芳香族基が6個〜32個の炭素原子と連結基反応性部分とを有する脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントと;
を含み、前記ポリオキシアルキレンセグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも4:1であり、前記脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも0.25:1である。一実施形態では、ポリヒドロキシセグメントの各ヒドロキシ基が、第1の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントに連結している。一実施形態では、脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントは、脂肪族基又は芳香族基中の6個〜32個の炭素原子がアルコキシレート基の炭素原子数を除外するアルコキシレート基を含んでいてもよい。
(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子を有する環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール、アルコキシレーティッド環式多価アルコール、ポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントと;
(b)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、第1の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(c)少なくとも一式のポリオキシアルキレンセグメントと;
(d)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、第2の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(e)各脂肪族基及び各芳香族基が6個〜32個の炭素原子と連結基反応性部分とを有する脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントと;
を含み、前記ポリオキシアルキレンセグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも4:1であり、前記脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも0.25:1である。一実施形態では、ポリヒドロキシセグメントの各ヒドロキシ基が、第1の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントに連結している。一実施形態では、脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントは、脂肪族基又は芳香族基中の6個〜32個の炭素原子がアルコキシレート基の炭素原子数を除外するアルコキシレート基を含んでいてもよい。
別の実施形態では、前記組成物は、連結セグメントとして、
(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子を有する環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール、アルコキシレーティッド環式多価アルコール、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントと;
(b)前記ポリヒドロキシセグメントの各ヒドロキシ基が連結されているポリオキシアルキレンセグメントと;
(c)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(d)各末端セグメントが6個〜32個の炭素原子と連結基反応性部分とを有する脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントと;
を含み、前記ポリオキシアルキレンセグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも4:1であり、前記脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも0.25:1である。一実施形態では、脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントは、脂肪族基又は芳香族基中の6個〜32個の炭素原子がアルコキシレート基の炭素原子数を除外するアルコキシレート基を含んでいてもよい。
(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子を有する環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール、アルコキシレーティッド環式多価アルコール、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントと;
(b)前記ポリヒドロキシセグメントの各ヒドロキシ基が連結されているポリオキシアルキレンセグメントと;
(c)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(d)各末端セグメントが6個〜32個の炭素原子と連結基反応性部分とを有する脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントと;
を含み、前記ポリオキシアルキレンセグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも4:1であり、前記脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも0.25:1である。一実施形態では、脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントは、脂肪族基又は芳香族基中の6個〜32個の炭素原子がアルコキシレート基の炭素原子数を除外するアルコキシレート基を含んでいてもよい。
本明細書で使用する「脂肪族」は、飽和又は部分的に不飽和の、直鎖、分岐、又は脂環式、或いはこれらの組合せであることを指す。
本明細書に記載の様々な実施形態のICI粘度調整組成物は、4個〜6個の炭素原子及び4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子及び4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有する環式多価アルコール、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するアルコキシレーティッド非環式多価アルコール、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するアルコキシレーティッド環式多価アルコール、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せを含む化合物から誘導されるポリヒドロキシセグメントのセグメントを含む。
一実施形態では、非環式多価アルコールとしては、独立して、ペンタエリトリトール、エリトリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、及びこれらの混合物が挙げられる。別の実施形態では、環式多価アルコールとしては、独立して、イノシトール、グルコピラノース、及びこれらの混合物が挙げられる。更に別の実施形態では、非環式多価アルコールとしては、ペンタエリトリトール、エリトリトール、及びこれらの混合物が挙げられる。
一実施形態では、アルコキシレーティッド非環式多価アルコールとしては、独立して、アルコキシレーティッドペンタエリトリトール(alkoxylated pentaerythritol)、アルコキシレーティッドエリトリトール(alkoxylated erythritol)、アルコキシレーティッドキシリトール(alkoxylated xylitol)、アルコキシレーティッドソルビトール(alkoxylated sorbitol)、アルコキシレーティッドマンニトール(alkoxylated mannitol)、及びこれらの混合物が挙げられる。このような実施形態では、アルコキシレーティッド非環式多価アルコールは、4〜30のオキシアルキレンの繰返し単位を含む。このような実施形態では、アルキレンオキシドの繰返し単位としては、独立して、エチレンオキシドの繰返し単位、プロピレンオキシドの繰返し単位、ブチレンオキシドの繰返し単位、及びこれらの混合物が挙げられる。別の実施形態では、アルコキシレーティッド非環式多価アルコールとしては、独立して、エトキシレーティッドペンタエリトリトール(ethoxylated pentaerythritol)、エトキシレーティッドエリトリトール(ethoxylated erythritol)、エトキシレーティッドキシリトール(ethoxylated xylitol)、エトキシレーティッドソルビトール(ethoxylated sorbitol)、エトキシレーティッドマンニトール(ethoxylated mannitol)、及びこれらの混合物が挙げられる。このような実施形態では、アルコキシレーティッド非環式多価アルコールは、4〜30のエチレンオキシドの繰返し単位を含む。
別の実施形態では、アルコキシレーティッド環式多価アルコールとしては、独立して、アルコキシレーティッドイノシトール(alkoxylated inositol)、アルコキシレーティッドグルコピラノース(alkoxylated glucopyranose)、及びこれらの混合物が挙げられる。このような実施形態では、アルコキシレーティッド非環式多価アルコールは、4〜30のオキシアルキレンの繰返し単位を含む。更に別の実施形態では、アルコキシレーティッド環式多価アルコールとしては、独立して、エトキシレーティッドイノシトール(ethoxylated inositol)、エトキシレーティッドグルコピラノース(ethoxylated glucopyranose)、及びこれらの混合物が挙げられる。このような実施形態では、アルコキシレーティッド環式多価アルコールは、4〜30のエチレンオキシドの繰返し単位を含む。
一実施形態では、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミンとしては、独立して、テトラ(ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、ペンタ(ヒドロキシエチル)ジエチレントリアミン、ヘキサ(ヒドロキシエチル)トリエチレンテトラアミン、及びこれらの混合物が挙げられる。
本明細書に記載の様々な実施形態のあるICI粘度調整組成物では、このような組成物は、各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基であるセグメント、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントを更に含む。
このような一実施形態では、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントの連結基は、2つのイソシアネート連結基を有するウレタンセグメントであり、本明細書中ではジイソシアネートセグメントと称する。このような実施形態では、ジイソシアネートセグメントは、脂肪族ジイソシアネート又は芳香族イソシアネート、或いはこれらの組合せであってもよい。一実施形態では、ジイソシアネートセグメントは、独立して、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチル−1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,10−デカメチレンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(イソシアナトシクロヘキサン)、1,4−シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、4−クロロ−1,3−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、4,4’−メチレンジフェニルイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、及び1,5−テトラヒドロナフチレンジイソシアネートから誘導されてもよい。別の実施形態では、ジイソシアネートセグメントは、独立して、ヘキサメチレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートから誘導されてもよい。
別の実施形態では、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントの連結基は、エーテル連結基である。エーテル連結基を生成する化合物の例としては、ジハロゲン化アルキル化合物、又はジハロ芳香族化合物が挙げられる。ジハロゲン化アルキルの例としては、ジクロロメタン、ジブロモメタン、1,1−ジクロロエタン、1,1−ジブロモエタン、1,1−ジクロロトルエン、及び1,1−ジブロモトルエン等のgem−ジクロリド又はgem−ジブロミドが挙げられる。
別の実施形態では、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントの連結基は、エーテル連結基を有するエピハロヒドリン反応剤又はトリハロアルカン反応剤の残基である。エピハロヒドリンの例としては、エピクロロヒドリン及びエピブロモヒドリンが挙げられる。
別の実施形態では、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントは、アミノプラストセグメントである。アミノプラストセグメントは、アミンとアルデヒドとの反応から生成する化合物であって、アミノ基が、アルキロール官能基、アルキロールエステル官能基、又はエステル官能基に結合した化合物に基づく。
別の実施形態では、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントの連結基は、エステル連結基である。エステル化剤の例としては、二塩基性有機酸、三塩基性有機酸、及びそれらの反応性誘導体が挙げられ、例えば、酸ハロゲン化物、酸無水物、並びにそのような二塩基性有機酸及び三塩基性有機酸の低級エステルの少なくともいずれかが挙げられる。
本明細書に記載の様々な実施形態のICI粘度調整組成物は、更に、ポリエチレンオキシドポリマーセグメント又はポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド共重合体セグメントを指すポリオキシアルキレンセグメント、以下に示すポリオキシアルキレンセグメント、又は、用語「オキシアルキレン」が構造−(O−A)−を有する単位を指し、O−AがC2〜C8のアルキレンオキシド又はジオールの重合反応生成物のモノマー残基を表すポリオキシアルキレンセグメントを含む。オキシアルキレンの例としては、構造−(OCH2CH2)を有するオキシエチレン;構造−(OCH(CH3)CH2−又は−(OCH2(CH−)CH3を有するオキシプロピレン;構造−(OCH2CH2CH2)−を有するオキシトリメチレン;構造−(OCH2CH(C2H5))−又は−(OCH(C2H5)CH2)−を有する1,2−オキシブチレン;及び一般構造−(OC4H8)−を有する1,4−オキシブチレンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの単位を含有するセグメントは、「ポリオキシアルキレン」と呼ばれる。ポリオキシアルキレンセグメントは、ホモポリマー又はコポリマーとすることができる。ポリオキシアルキレンセグメントのホモポリマーの例としては、オキシエチレンのセグメントを含むポリオキシエチレン、オキシプロピレンのセグメントを含むポリオキシプロピレン、オキシトリメチレンのセグメントを含むポリオキシトリメチレン、及びオキシブチレンのセグメントを含むポリオキシブチレンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ポリオキシブチレンの例としては、1,2−オキシブチレン、即ち−(OCH(C2H5)CH2)−のセグメントを含むホモポリマー、及び、1,4−オキシブチレン、即ち−(OCH2CH2CH2CH2)−のセグメントを含むホモポリマーであるポリテトラヒドロフランが挙げられる。
別の実施形態では、ポリオキシアルキレンセグメントは、2種以上の異なるオキシアルキレンセグメントを含む共重合体とすることができる。セグメント内の異なるオキシアルキレン基は、ランダムなポリオキシアルキレンセグメントを形成するようにランダムに配置することができ、テーパー状のポリオキシアルキレンセグメントとすることができ、又はブロックポリオキシアルキレンセグメントを形成するようにブロック状に配置することができる。テーパー状のポリオキシアルキレンセグメントは、異なるアルキレンオキシドの重合の際に一方のアルキレンオキシドの別のアルキレンオキシドへの転移から生じ得るアルキレンオキシドの混合物を含む。ブロックポリオキシアルキレンセグメントは、2種以上の隣接するポリマーブロックを有し、隣接する各ポリマーブロックが異なるオキシアルキレンブロックを含有し、各ポリマーブロックが少なくとも2種の同一のオキシアルキレンブロックを含む。このような一実施形態では、オキシアルキレン基はオキシエチレンである。
別の実施形態では、ポリオキシアルキレンセグメントは、3,000g/mol〜10,000g/molの公称数平均分子量を有する。別の実施形態では、ポリオキシエチレンセグメントは、3,000g/mol〜10,000g/molの公称数平均分子量を有する。別の実施形態では、ポリオキシアルキレンセグメントは、最大約6,000g/mol〜9,000g/molの数平均分子量を有する。別の実施形態では、ポリオキシエチレンセグメントは、最大約6,000g/mol〜9,000g/molの数平均分子量を有する。別の実施形態では、ポリオキシアルキレンセグメントは、最大約7,000g/mol〜9,000g/molの数平均分子量を有する。別の実施形態では、ポリオキシエチレンセグメントは、最大約7,000g/mol〜9,000g/molの数平均分子量を有する。
特定の実施形態では、単一のポリオキシアルキレンセグメントは、約60〜約225のアルキレンオキシドの繰返し単位を有していてもよい。特定の実施形態では、単一のポリオキシアルキレンセグメントは、約160〜約210のアルキレンオキシドの繰返し単位を有していてもよい。このような実施形態では、アルキレンオキシドの繰返し単位としては、エチレンオキシドの繰返し単位、プロピレンオキシドの繰返し単位、ブチレンオキシドの繰返し単位、及びこれらの混合物が挙げられる。
特定の実施形態では、ポリオキシアルキレンセグメントは、最先端のアルコキシ化プロセスを用いて、様々なICI粘度調整組成物に組み込まれる。ポリヒドロキシセグメントは、触媒の存在下、100℃〜180℃の温度で1bar〜10barの圧力下、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、又はブチレンオキシド、或いはこれらの混合物と反応させられる。触媒は、NaOH又はKOH等のアルカリ触媒、或いは例えばBF3等のルイス酸とすることができる。
様々な実施形態のICI粘度調整組成物は、脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントを更に含む。一実施形態では、末端セグメントとしては、脂肪族基又は芳香族基が、アルコキシレート基の炭素原子数を除外した6個〜32個の炭素原子と官能基反応性部分とを有する、直鎖脂肪族末端セグメント、分岐脂肪族末端セグメント、又は非環式脂肪族末端セグメントが挙げられる。別の実施形態では、末端セグメントとしては、脂肪族基又は芳香族基が、アルコキシレート基の炭素原子数を除外した6個〜22個の炭素原子と官能基反応性部分とを有する、直鎖脂肪族末端セグメント、分岐脂肪族末端セグメント、又は非環式脂肪族末端セグメントが挙げられる。更に別の実施形態では、末端セグメントとしては、脂肪族基又は芳香族基が、アルコキシレート基の炭素原子数を除外した6個〜14個の炭素原子と官能基反応性部分とを有する、直鎖脂肪族末端セグメント、分岐脂肪族末端セグメント、又は非環式脂肪族末端セグメントが挙げられる。
幾つかの実施形態では、直鎖脂肪族末端セグメント、分岐脂肪族末端セグメント、又は非環式脂肪族末端セグメントは、ヒドロキシ基等のイソシアネート反応性部分を含む。
一実施形態では、脂肪族末端セグメントは、脂肪族基が、アルコキシレート基の炭素原子数を除外して、6個〜32個の炭素原子、6個〜22個の炭素原子、又は6個〜14個の炭素原子を有する直鎖脂肪族アルコール又は分岐脂肪族アルコールから誘導される。一実施形態では、直鎖脂肪族アルコール又は分岐脂肪族アルコールとしては、独立して、2−エチルヘキサノール、1−オクタノール、1−デカノール、1−ドデカノール、1−テトラデカノール、1−ヘキサデカノール、2−ブチルオクタノール、及び2−ヘキシルデカノールが挙げられる。別の実施形態では、脂肪族アルコールは、ジ−n−オクチルアミノエタノール、1−(ジブチルアミノ)−2−ブタノール、ジ−2−エチルヘキシルアミノエタノール、ジ−ヘキシルアミノエタノール、2−(ジフェニルホスフィノ)エチルアミン、2−(ジオクチルアミノ)−エタノール、2−(ジブチルアミノ)エタノール、2−(ジヘプチルアミノ)エタノール、2−(ジヘキシルアミノ)エタノール、2−(ジココアミノ)エタノール、6−ジプロピルアミノ−1−ヘキサノール、1−(ビス(3−(ジメチルアミノ)プロピル)アミノ)−2−プロパノール、及び2−(ジエチルヘキシルアミノ)−エタノールから誘導される。幾つかの実施形態では、脂肪族セグメントは、1−デカノール、2−(n−ブチル)−1−オクタノール、2−エチルヘキサノール、1−ノナノール、1−ドデカノール、及びこれらの混合物から誘導される。
一実施形態では、脂肪族末端セグメントは、アルキル基が、アルコキシレート基の炭素原子数を除外して、6個〜32個の炭素原子、6個〜22個の炭素原子、又は6個〜14個の炭素原子を有し、アルコキシレート基の数が、1〜100、1〜15、又は1〜10であるアルコキシレーティッドジアルキルアミノアルコール化合物(alkoxylated dialkyl amino alcohol compound)から誘導される。このような一実施形態では、アルコキシレート基としては、独立して、エチレンオキシドの繰返し単位、プロピレンオキシドの繰返し単位、ブチレンオキシドの繰返し単位、及びこれらの混合物が挙げられる。アルコキシ化されていてもよいジアルキルアミノアルコール化合物の例としては、独立して、ジ−n−オクチルアミノエタノール、1−(ジブチルアミノ)−2−ブタノール、ジ−2−エチルヘキシルアミノエタノール、ジ−ヘキシルアミノエタノール、2−(ジオクチルアミノ)−エタノール、2−(ジブチルアミノ)−エタノール、2−(ジヘプチルアミノ)−エタノール、2−(ジヘキシルアミノ)−エタノール、及び2−(ジココアミノ)−エタノールが挙げられる。
一実施形態では、芳香族末端セグメントは、芳香族基が6個〜32個の炭素原子、6個〜22個の炭素原子、又は6個〜14個の炭素原子を有する芳香族アルコールから誘導される。このような一実施形態では、芳香族末端セグメントは、独立して、トリスチリルフェノール、ジスチリルフェノール、スチリルフェノール、及びこれらの混合物から誘導される。一実施形態では、芳香族末端セグメントは、エトキシレート基の炭素原子数を除外して、6個〜32個の炭素原子、6個〜22個の炭素原子、又は6個〜14個の炭素原子を有する、エトキシレーティッド芳香族アルコール(ethoxylated aromatic alcohol)から誘導される。別の実施形態では、芳香族末端セグメントは、オルト−アルキルフェノール、メタ−アルキルフェノール、及びパラ−アルキルフェノールの少なくともいずれか、或いはこれらの混合物から誘導される。このような実施形態では、アルキルフェノールのアルキル基は、4個〜18個の炭素原子を有していてもよい。
一実施形態では、上記の直鎖脂肪族末端セグメント、分岐脂肪族末端セグメント、又は非環式脂肪族末端セグメントは、アミノ基等のイソシアネート反応性部分を含む。一実施形態では、直鎖脂肪族末端セグメント、分岐脂肪族末端セグメント、又は非環式脂肪族末端セグメントは、脂肪族基が6個〜32個の炭素原子、6個〜22個の炭素原子、又は6個〜14個の炭素原子を有する第一級アミン、第二級アミン、又は第三級アミンから誘導される。このような一実施形態では、アミンとしては、独立して、ノニルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、及びN−メチル−N−オクタデシルアミンが挙げられる。別の実施形態では、イソシアネート反応性部分との反応に使用可能な反応剤としては、独立して、N−オクチルエチレンジアミン、N−ドデシルエチレンジアミン、N−オクチルアミノエタノール、N−ドデシルアミノエタノール、及び2−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)エタノール等の、少なくとも1つの第二級アミン官能基が挙げられる。別の実施形態では、イソシアネート反応性部分と反応して少なくとも1つの第二級アミン官能基を生成するために使用可能な反応剤としては、オクチルアミン、デシルアミン、及びイソトリデシルアミン等の第一級アミンと、ハロゲン化アルキル、エポキシド、又はアミノプラスト反応剤との反応が挙げられる。
別の実施形態では、イソシアネート反応性部分との反応に使用可能な反応剤としては、上記の対応するアミンオキシドが挙げられ、例えば、2−(ジブチルアミノ)エタノール−N−オキシド、2−(ジオクチルアミノ)エタノール−N−オキシド、及びN−ベンジル−3−ヒドロキシピペリジン−N−オキシドを含む少なくとも1つの第三アミン官能基が挙げられ、ここでイソシアネート反応性部分はヒドロキシ基である。
幾つかの実施形態では、イソシアネート反応性部分との反応に使用可能な反応剤としては、一般式RN(CH2CH2O)x(CH2CH2O)yのジオール類を含む第三級アミン官能基が挙げられ、式中、Rは、6個〜32個の炭素原子、6個〜22個の炭素原子、又は6個〜14個の炭素原子を有する疎水性基であり、x及びyは、それぞれ、少なくとも1であり、合計(x+y)は、2〜50であり、ここでイソシアネート反応性部分はヒドロキシ基である。R基は、直鎖又は分岐で、飽和又は不飽和の、脂肪族基又は芳香族基のとすることができる。このような反応剤としては、独立して、ビス(2−ヒドロキシエチル)ココアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)セチルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)ステアリルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)牛脂アミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)ソイアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)イソデシルオキシプロピルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)イソトリデシルオキシプロピルアミン、ビス(2−ヒドロキシエチル)直鎖アルキルオキシプロピルアミン、及びこれらのアルコキシレート誘導体が挙げられる。
幾つかの実施形態では、ICI粘度調整組成物が有する、ポリオキシアルキレンオキシドセグメントの多価アルコールセグメントに対するモル比は、4:1〜30:1、4:1〜18:1、4:1〜20:1、4:1〜12:1、8:1〜30:1、8:1〜20:1、及び12:1〜20:1である。幾つかの実施形態では、ICI粘度調整組成物が有する、多価アルコールセグメントの脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントに対するモル比は、1:0.25〜1:6、1:0.25〜1:4、1:0.3〜1:6、1:0.3〜1:4、1:0.5〜1:6、1:0.5〜1:4、1:0.75〜1:6、及び1:0.75〜1:4である。幾つかの実施形態では、多価アルコールセグメントの脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントに対する比は、1:8〜1:25、1:8〜1:18、及び1:8〜1:12である。
本開示は、本明細書に記載の様々な実施形態のICI粘度調整組成物と、粘度抑制剤と、水とを含む水性増粘組成物を更に提供する。幾つかの実施形態では、水性増粘組成物は、5重量%〜50重量%の本明細書に記載のICI粘度調整組成物と、0.1重量%〜25重量%の粘度抑制剤と、残部である水とを含有していてもよい。幾つかの実施形態では、水性増粘組成物は、5重量%〜30重量%の本明細書に記載のICI粘度調整組成物と、0.1重量%〜25重量%の粘度抑制剤と、残部である水とを含有していてもよい。幾つかの実施形態では、水性増粘組成物は、15重量%〜30重量%の本明細書に記載のICI粘度調整組成物と、5重量%〜25重量%の粘度抑制剤と、残部である水とを含有していてもよい。
幾つかの実施形態では、粘度抑制剤は、ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、及び他の水混和性有機溶媒等の有機溶媒である。別の実施形態では、粘度抑制剤は、塩化ナトリウム等の無機塩である。更に別の実施形態では、粘度抑制剤は、非イオン性界面活性剤又は陰イオン性界面活性剤である。
一実施形態では、非イオン性界面活性剤及び陰イオン性界面活性剤は、それぞれ、1以上の疎水性基及び親水性基を有し、各疎水性基は、6個〜10個の炭素原子、又は6個〜8個の炭素原子を有する。一実施形態では、陰イオン性界面活性剤としては、M+(2−エチルヘキシルスルフェート−)、M+(ヘキシルスルフェート−)、M+(オクチルスルフェート−)、M+(ジオクチルスルホサクシネート−)、及びこれらの混合物が挙げられ、ここで、M+としては、NH4 +、Na+、及びK+が挙げられる。別の実施形態では、陰イオン性界面活性剤としては、2−エチルヘキシル硫酸ナトリウム、ヘキシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、2−エチルヘキシル硫酸アンモニウム、ヘキシル硫酸アンモニウム、オクチル硫酸アンモニウム、ジオクチルスルホコハク酸アンモニウム、及びこれらの混合物が挙げられる。別の実施形態では、陰イオン性界面活性剤としては、2−エチルヘキシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、及びこれらの混合物が挙げられる。別の実施形態では、非イオン性界面活性剤としては、2モル〜5モルのエチレンオキシドを有する2−エチルヘキシルエトキシレートが挙げられる。
幾つかの実施形態では、水性増粘剤混合組成物は、最大2500cP、5000cP、10,000cP、15,000cP、20,000cP、又は25,000cPの粘度を有していてもよい。このような一実施形態では、前記組成物は、10cP〜2500cP、10cP〜5000cP、10cP〜10000cP、10cP〜15,000cP、10cP〜20,000cP、又は10cP〜25,000cPの粘度を有していてもよい。このような組成物のブルックフィールド粘度は、ブルックフィールドRV又はブルックフィールドRVTを用いて、25℃且つ10rpmで測定される。一般的には、400cP〜600cP(40〜60ダイヤル目盛り)のブルックフィールド粘度を有する材料には#1スピンドルが用いられ、1600cP〜2400cPのブルックフィールド粘度を有する材料には#2スピンドルが用いられ、4000cP〜6000cPのブルックフィールド粘度を有する材料には#3スピンドルが用いられる。25℃且つ10rpmでのブルックフィールド粘度を測定する際に用いる適切なスピンドルを決定するために、以下の表を使用することもできる。
別の実施形態では、本発明は、水性組成物のICI粘度の改善方法であって、本明細書に記載の様々な実施形態に従い有効量のICI増粘組成物を水性組成物に提供する工程を含み、水性組成物のICI粘度が0.5〜5.0である方法を提供する。
塗料配合物
本明細書に記載のICI粘度調整組成物、及び本明細書に記載の水性増粘組成物の少なくともいずれかを用いて、様々な塗料配合物を配合することができる。一実施形態では、塗料配合物は、10重量%〜50重量%の樹脂系の固体と、0.0重量%〜2.0重量%の活性成分の会合性共増粘剤と、0.1重量%〜3.0重量%の本明細書に記載の様々な実施形態の活性成分のICI粘度調整組成物と、必要に応じて1重量%〜12重量%の着色剤組成物とを含む。
本明細書に記載のICI粘度調整組成物、及び本明細書に記載の水性増粘組成物の少なくともいずれかを用いて、様々な塗料配合物を配合することができる。一実施形態では、塗料配合物は、10重量%〜50重量%の樹脂系の固体と、0.0重量%〜2.0重量%の活性成分の会合性共増粘剤と、0.1重量%〜3.0重量%の本明細書に記載の様々な実施形態の活性成分のICI粘度調整組成物と、必要に応じて1重量%〜12重量%の着色剤組成物とを含む。
一実施形態では、塗料配合物のICI粘度は0.5〜5.0である。別の実施形態では、塗料配合物のICI粘度は0.5〜4.0である。更に別の実施形態では、塗料配合物のICI粘度は0.5〜3.0である。更に別の実施形態では、塗料配合物のKU粘度は少なくとも60である。更に別の実施形態では、塗料配合物のKU粘度は60〜130である。
本発明の幾つかの実施例の塗料配合物は、1種以上の樹脂フィルム形成性結合剤を含んでいてもよい。結合剤、即ち樹脂は、塗料の成分を構成する実質の膜である。これが基礎塗料の必須成分であり、硬化膜の所望の特性に応じて、本明細書に記載する他の成分が必要に応じて含まれる。結合剤は、乾燥機構又は硬化機構に応じて分類することができる。単純な溶媒蒸発、酸化架橋、触媒重合、及び合体が、最も一般的な4種である。
幾つかの実施形態では、樹脂結合剤は、水分散性アルキド樹脂又は水分散性ポリウレタン等の水分散性樹脂である。幾つかの実施形態では、樹脂結合剤は水溶性樹脂である。特定の実施形態では、樹脂結合剤は、一般的にラテックス塗料の製造に用いられるようなエマルジョン樹脂である。特定の実施形態では、樹脂は疎水性樹脂を含む。代表的な疎水性エマルジョン樹脂としては、(メタ)アクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレン樹脂、又は他のエチレン性不飽和モノマーが挙げられる。親水性エマルジョン樹脂の代表例としては、ビニルアクリル樹脂、又は酢酸ビニルエチレン樹脂が挙げられる。特定の実施形態では、樹脂は、実質的に球状であり、大粒径、即ち低表面積であってもよい。一実施形態では、粒径が約200nmを超えていてもよい。更なる実施形態では、粒径は約220nm〜約650nmである。特定の実施形態では、樹脂は、実質的に球状であり、小粒径、即ち高表面積であってもよい。一実施形態では、粒径が約200nm未満であってもよい。更なる実施形態では、粒径は約40nm〜約180nmである。特定の実施形態では、樹脂は多葉形状であってもよい。代表的な樹脂としては、Optive 130(BASF,アクリル,160nm)、UCAR 300(Dow,ビニルアクリル,260nm)、UCAR 625(Dow,アクリル,340nm)、Rhoplex ML−200(Rohm&Haas,アクリル,590nmの多葉形)、及びNeocryl XK−90(DSM Neoresins,アクリル,90nm)が挙げられる。特定の実施形態では、基礎塗料を調製するため樹脂が組合せで使用される。
塗料配合物は、少なくとも1種の会合性共増粘剤を含んでもよい。会合性共増粘剤は、化学的に結合した疎水性基を有する、水溶性ポリマー、水分散性ポリマー、又は水膨潤性ポリマーである。特定の実施形態では、塗料配合物は、これらに限定されるものではないが、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルポリアセタール、及びポリエーテルアミロプラスト等の縮合ポリマー会合性共増粘剤を含む。幾つかの実施形態では、塗料配合物は、縮合ポリマー会合性共増粘剤の活性ポリマーとして約0.05重量%〜約5重量%、縮合ポリマー会合性共増粘剤の活性ポリマーとして約0.1重量%〜約3重量%、又は縮合ポリマー会合性共増粘剤の活性ポリマーとして約0.2重量%〜約1重量%を含む。
幾つかの実施形態では、会合性共増粘剤としては、ポリウレタン増粘剤、疎水性修飾セルロース、疎水性修飾アルカリ可溶性増粘剤、アルカリ可溶性増粘剤、セルロース増粘剤、ポリアセタールポリエーテル、ポリエーテルポリオール増粘剤、スメクタイト粘土、及びこれらの混合物が挙げられる。
別の実施形態では、会合性共増粘剤としては、非イオン性疎水性修飾エチレンオキシドウレタン共重合体、非イオン性疎水性修飾エチレンオキシドエーテル共重合体、非イオン性疎水性修飾エチレンオキシドグリコウリル共重合体、疎水性修飾アルカリ可溶性エマルジョン、疎水性修飾ポリ(メタ)アクリル酸、疎水性修飾ヒドロキシエチルセルロース、及び疎水性修飾ポリ(アクリルアミド)、並びにこれらの混合物等の非イオン性疎水性修飾材料が挙げられる。会合性共増粘剤の数平均分子量は、会合性共増粘剤の化学型に依存し、約10,000g/mol〜約500,000g/mol、又はそれより大きくてもよい。幾つかの実施形態では、会合性共増粘剤の数平均分子量は、約10,000g/mol〜約50,000g/molであってもよい。幾つかの実施形態では、会合性共増粘剤の数平均分子量は、約100,000g/mol〜約300,000g/molあってもよい。幾つかの実施形態では、会合性共増粘剤の数平均分子量は、約400,000g/mol〜約500,000g/molであってもよい。
別の実施形態では、会合性共増粘剤は、組成物の低〜中程度のせん断粘度を増加させるために使用されるKU会合性共増粘剤を含んでいてもよい。
本発明の着色剤含有塗料配合物はまた、任意の好適な着色剤を含むことができる。幾つかの実施形態では、予め分散された着色剤が塗料配合物に添加されてもよい。本発明は、単一の着色剤、又は着色剤の混合物で同等に有効であることを理解されたい。
本発明に関しては、着色剤又は着色剤化合物は、使用されることが意図されている塗料の外部の水性媒体又は水混和性媒体中に、機械的エネルギー、即ち例えばボールミル及びサンドミル等の顔料を分散させる手段による研削又はせん断を用いて分散された1種以上の着色顔料を含み、その後、基礎塗料中に分散される。本開示の目的のためには、着色剤は、乾燥した非分散状態の顔料を含まない。分散プロセスは、一般的に、機械的エネルギーに加え、例えば、界面活性剤、湿潤剤、水混和性溶媒、及び分散剤等の補助化合物を用いることによって達成される。また、水性媒体又は水混和性媒体としては、例えば、エチレングリコール及びプロピレングリコール等のグリコール、並びにイソプロパノール等のアルコールが挙げられる。分散剤としては、ポリエチレンオキシドポリマー及びポリエチレンオキシドグリコールが挙げられる。また、水性媒体又は水混和性媒体は、タルク及び炭酸カルシウム等の増量剤、保湿剤、増粘剤、消泡剤、並びに殺生物剤を含んでいてもよい。このような着色剤は、多くの場合、特別注文の色彩を生成するために、販売時点で基礎塗料又は着色ベース(tint base)に添加される。
一般的に着色剤を調製するために用いられる顔料としては、1種以上の無機顔料又は有機顔料、金属効果剤、或いはこれらの組合せが挙げられる。好適な顔料の例としては、二酸化チタンホワイト、カーボンブラック、ランプブラック、黒色酸化鉄、赤色酸化鉄、黄色酸化鉄、褐色酸化鉄(赤色及び黄色酸化鉄と黒色酸化鉄との混合物)、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、有機赤色顔料(例えば、ナフトールレッド、キナクリドンレッド、及びトルイジンレッド)、キナクリドンマゼンタ、キナクリドンバイオレット、DNAオレンジ、有機黄色顔料(例えば、ハンザイエロー)、及びこれらの組合せが挙げられる。
水性塗料組成物の特性を過度に損なうことなく、適度な量を水性塗料組成物に使用して所望の範囲の色彩の強度を提供することができるように、着色剤は、通常、濃縮された状態(一般的には、固形分25重量%〜75重量%)で販売されている。建築用塗料に使用される着色剤の一般的な量は、明るい色調の着色ベース及びパステルカラーに対しては、1ガロンの基礎塗料当たり2液量オンス〜4液量オンス、中間色調の着色ベースに対しては、1ガロンの基礎塗料当たり4液量オンス〜8液量オンス、且つ濃い色調の着色ベースに対しては、1ガロンの基礎塗料当たり6液量オンス〜16液量オンスである。当然ながら、多くの場合、色調選択のにおいて幅広い自由度を提供するために、異なる着色剤及びこれらの混合物が使用される。このような着色剤は、多くの場合、塗料店等での着色塗料の販売時点で基礎塗料に添加され、その後塗料の缶を振る等の様々な手段によって着色剤と水性塗料組成物とが混合される。
本発明の幾つかの実施形態の塗装システムは、所望の効果を達成するための好適な追加の成分として、これらに限定されるものではないが、湿潤剤、フィラー、二酸化チタン、マイカ、炭酸カルシウム、シリカ、酸化亜鉛、粉砕ガラス、アルミニウム三水和物、タルク、三酸化アンチモン、フライアッシュ、及び粘土等の顔料;二酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、又はリトポン粒子等のポリマーカプセル化顔料粒子又はポリマー部分カプセル化顔料粒子等のポリマーカプセル化顔料;二酸化チタン等の顔料の表面に吸着又は結合するポリマー又はポリマーエマルション;1以上の空隙を有する顔料を含む中空顔料;アミノアルコール及びポリカルボキシレート等の分散剤;界面活性剤;消泡剤;殺生物剤、防カビ剤、殺菌剤、殺藻剤、及びこれらの組合せ等の保存料;流動化剤;レベリング剤;並びに、水酸化物、アミン類、アンモニア、及び炭酸塩類等の付加的な中和剤を含んでいてもよい。
塗料配合物は、ストーマー(KU)粘度、ICI粘度、垂れ(sag)、及びレベリング等の種々の特性によって特徴付けることができる。
ストーマー粘度は、容器内(in−can)での外観に関与し、一般的に、ストーマー粘度計を用いてクレブス単位(KU)で測定される。中せん断粘度又はストーマー粘度は、ASTM D562−01「ストーマー型粘度計を用いて塗料のクレブス単位(KU)粘度を測定する標準試験法の一貫性(Standard Test Method Consistency of Paints Measuring Krebs Unit (KU) Viscosity Using a Stormer−Type Viscometer)」に記載の試験方法により測定した。
ICI粘度は、一般的なブラシ及びローラーの適用状態での塗料の粘度を表す。これは、一般的に、ASTM D4287−00「コーン/プレート粘度計を用いた高せん断粘度の標準試験法(Standard Test Method for High−Shear Viscosity Using a Cone/Plate Viscometer)」に記載の試験方法により10,000sec−1で測定した。
中せん断の調整組成物を含む塗料配合物を適用することにより基板上に形成されたフィルムの垂れ特性及びレベリング特性もまた測定した。垂れ値は、ASTM D4400−99(2007年再承認)「マルチノッチアプリケーターを用いた塗料の垂れ抵抗の標準試験法(Standard Test Method for Sag Resistance of Paints Using a Multinotch Applicator)」に記載の試験方法に従って測定した。レベリング値は、ASTM D4062−99(2003年再承認)「ドローダウン法による塗料のレベリングの標準試験法(Standard Test Method for Leveling of Paints by Draw−Down Method)」に記載の試験方法に従って測定した。
非限定的な例として、本明細書中に包含される化合物は、高せん断(例えば、ICI)粘度の調整組成物を作製するために用いられる。
本開示の目的では、「約」との用語は、プラスマイナス10%を意味する。
以下の実施例は、本発明の範囲の実施形態を更に説明し、例示する。実施例は単に例示のために提供するものであり、本発明の精神及び範囲から逸脱することのない多くの変形が可能であるため、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。ジイソシアネート反応物を用いた反応のために、有機スズエステル又は有機ビスマスエステル、或いはアミン等の触媒を添加して所望の温度での反応を促進させてもよい。反応は、分岐反応及び副反応の少なくともいずれかを最小化する条件下で行ってもよい。
比較例A
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、45.13gのPEG 8000(Mn=7545,0.006mol)、0.27gのトリメチロールプロパン(MW=134.17,0.002mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.01gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、1.11gの1−ドデカノール(MW=186.34,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、45.13gのPEG 8000(Mn=7545,0.006mol)、0.27gのトリメチロールプロパン(MW=134.17,0.002mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.01gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、1.11gの1−ドデカノール(MW=186.34,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
実施例1
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.204gのペンタエリトリトール(MW=136.17,0.0015mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.01gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、1.12gの1−ドデカノール(MW=186.33,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.204gのペンタエリトリトール(MW=136.17,0.0015mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.01gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、1.12gの1−ドデカノール(MW=186.33,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
実施例2
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、45.13gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.204gのペンタエリトリトール(MW=136.17,0.0015mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.01gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.95gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、45.13gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.204gのペンタエリトリトール(MW=136.17,0.0015mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.01gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.95gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
実施例3
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、45.13gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.102gのペンタエリトリトール(MW=136.17,0.0007mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、1.51gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.009mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.535gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179,0.003mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、45.13gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.102gのペンタエリトリトール(MW=136.17,0.0007mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、1.51gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.009mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.535gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179,0.003mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
実施例4
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、56.25gのPEG 8000(Mn=7381.58,0.0076mol)、0.078gのペンタエリトリトール(MW=136.15,0.0006mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.11gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.0126mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、1.41gの1−ドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179,0.0076mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、56.25gのPEG 8000(Mn=7381.58,0.0076mol)、0.078gのペンタエリトリトール(MW=136.15,0.0006mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.11gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.0126mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、1.41gの1−ドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179,0.0076mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
実施例5
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.404gのペンタエリトリトールエトキシレート(MW=270.0,0.0015mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.01gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.95gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179.0,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.404gのペンタエリトリトールエトキシレート(MW=270.0,0.0015mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.01gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.95gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179.0,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
実施例6
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.404gのペンタエリトリトールエトキシレート(MW=270.0,0.0010mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、1.68gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.714gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179.0,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.404gのペンタエリトリトールエトキシレート(MW=270.0,0.0010mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、1.68gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.714gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179.0,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
実施例7
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.102gのペンタエリトリトール(MW=136.15,0.0007mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、1.51gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.535gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179.0,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.102gのペンタエリトリトール(MW=136.15,0.0007mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、1.51gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.535gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179.0,0.006mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
実施例8
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、58.16gのPEG 8000(Mn=7632,0.0076mol)、0.257gのペンタエリトリトールエトキシレート(MW=270.00,0.0010mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、1.92gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.0114mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.60gの1−デカノール(MW=158.28,0.0076mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、58.16gのPEG 8000(Mn=7632,0.0076mol)、0.257gのペンタエリトリトールエトキシレート(MW=270.00,0.0010mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、1.92gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.0114mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.60gの1−デカノール(MW=158.28,0.0076mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
実施例9
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.204gのペンタエリトリトール(MW=136.17,0.0015mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.01gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.268gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179,0.0015mol)、及び0.71gの1−デカノール(MW=158.28,0.0045mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.204gのペンタエリトリトール(MW=136.17,0.0015mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、2.01gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.012mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.268gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179,0.0015mol)、及び0.71gの1−デカノール(MW=158.28,0.0045mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
実施例10
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.102gのペンタエリトリトール(MW=136.17,0.0007mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、1.51gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.009mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.134gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179,0.0007mol)、及び0.36gの1−デカノール(MW=158.28,0.0022mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
以下のように粘度調整組成物を調製した。窒素入口、攪拌機、ディーン・スタークトラップ、及び凝縮器を備えた500mLの反応容器へ、52.64gのPEG 8000(Mn=8800,0.006mol)、0.102gのペンタエリトリトール(MW=136.17,0.0007mol)、及び300gのトルエンを添加した。反応混合物を、250rpmで攪拌し、130℃で0.5mL/minのN2パージで脱水して120mLのトルエン/H2O混合物を除去した。反応物を75℃に冷却し、続いて、1.51gのヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(MW=168.19,0.009mol)、及び3滴のK−Kat 348を添加した。反応物を75℃で1.5時間撹拌した。この混合物に、0.134gのドデシルアミン(Armeen 12D)(MW=179,0.0007mol)、及び0.36gの1−デカノール(MW=158.28,0.0022mol)を加え、反応混合物を75℃で1時間撹拌した。混合物を冷却し、プラスチックトレーに注いでトルエンを蒸発させた。ポリマーを更に真空オーブン内で乾燥させた。
水性組成物実施例1
実施例1で調製した粘度調整組成物に基づく例示的な粘度調整液組成物を、25重量%の粘度調整組成物と、18.5重量%の粘度抑制ブチルカルビトールと、56.5重量%の水とを混合することにより調製した。
実施例1で調製した粘度調整組成物に基づく例示的な粘度調整液組成物を、25重量%の粘度調整組成物と、18.5重量%の粘度抑制ブチルカルビトールと、56.5重量%の水とを混合することにより調製した。
レオロジー調整剤の塗料特性についての試験的実施例
以下の実施例は、アクリルラテックス系の半光沢塗料に組み込まれる本発明の増粘剤を示す。アクリルラテックス塗料中に使用した成分を、表1に示す。本発明の増粘剤及び幾らかの水を差し引いたマスターバッチを、耐久性インペラを備えたディスパーマットCV高せん断分散機を使用して、並べた1ガロン缶に調整した。これを、並べたパイント缶(243g)へとデカントした。本発明の各増粘剤を添加し、100ガロンの配合物と等しくなるように水で再びかさ増しした。本発明の増粘剤においては、混合するために、耐久性インペラを備えたディスパーマットCVを使用した。
以下の実施例は、アクリルラテックス系の半光沢塗料に組み込まれる本発明の増粘剤を示す。アクリルラテックス塗料中に使用した成分を、表1に示す。本発明の増粘剤及び幾らかの水を差し引いたマスターバッチを、耐久性インペラを備えたディスパーマットCV高せん断分散機を使用して、並べた1ガロン缶に調整した。これを、並べたパイント缶(243g)へとデカントした。本発明の各増粘剤を添加し、100ガロンの配合物と等しくなるように水で再びかさ増しした。本発明の増粘剤においては、混合するために、耐久性インペラを備えたディスパーマットCVを使用した。
表2の実施例は、同量の出発物質を含有するものであった。比較例1は、高KU寄与且つ適度のICI効率の増粘剤を生成した。実施例1〜実施例8は、多価アルコールの寸法及び形状、並びに重合部位の数を3から4に増加させることにより、中せん断(KU)を調節しながら、ICI効率を改善することができることを示している。更に、実施例5〜実施例8は、ポリオールをエトキシ化することにより、ICI粘度/KU粘度のバランスが向上することを示している。
以下の実施例は、VSR 1050アクリルラテックス系半光沢塗料に組み込まれた本発明の増粘剤の2つの実施例9及び実施例10を示す。アクリルラテックス塗料に使用される成分を、表3に示す。本発明の増粘剤、KU増粘剤、及び幾らかの水を差し引いたマスターバッチを、耐久性インペラを備えたディスパーマットCV高せん断分散機を使用して、並べた1ガロン缶に調製した。これを、並べたハーフパイント缶(242g)に注いだ。配合した塗料が、KU粘度が約100KU、且つICIが1.5Poiseに達するまで、本発明の増粘剤、及びKU増粘剤を添加した。マスターバッチ、本発明の増粘剤、及びKUビルダーからなる各缶を、100ガロンの配合物と等しくなるように水で再びかさ増しした。本発明の増粘剤においては、混合するために、耐久性インペラを備えたディスパーマットCVを使用した。
表4に記載の実施例は、同量のマスターバッチとKU増粘剤とを含有するものであった。KU粘度約100KU、及びICI粘度1.5Poiseを達成するために、半光沢塗料中に疎水性修飾ポリエーテルである市販のAquaflow NHS−310(登録商標)を配合した。この水準に達するために、1.47g(乾燥)のAquaflow NHS−310(登録商標)と、0.15gのKUビルダーとを用いた。同量のKUビルダー0.15gを使用する場合、実施例9の1.25g又は実施例10の1.38gを含む塗料は、少ないICI増粘剤でAquaflow NHS−31(登録商標)よりも優位な性能を示す。実施例10のICI増粘剤に基づく塗料は、増粘剤がKU粘度上昇に寄与しないことにより、更にICI/KU粘度が優位となる。
本開示は、本発明の精神又は本質的な属性から逸脱することのない他の特定の形態で実施してもよい。従って、本開示の範囲を示すものとしては、前述の明細書ではなく、添付の特許請求の範囲を参照すべきである。前述の説明は、本開示の好ましい実施形態を対象としているが、本開示の精神又は範囲から逸脱することのない他の変形及び修正が当業者に明らかであり、なされ得ることに留意されたい。
Claims (21)
- 連結セグメントとして、
(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子を有する環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール、アルコキシレーティッド環式多価アルコール、ポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントと;
(b)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、第1の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(c)少なくとも一式のポリオキシアルキレンセグメントと;
(d)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、第2の一式の脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(e)各末端セグメントが脂肪族基又は芳香族基中の6個〜32個の炭素原子と連結基反応性部分とを有する脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントと;
を含み、前記少なくとも一式のポリオキシアルキレンセグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも4:1であり、前記脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも0.25:1であることを特徴とする組成物。 - 連結セグメントとして、
(a)4個〜6個の炭素原子を有する非環式多価アルコール、4個〜6個の炭素原子を有する環式多価アルコール、アルコキシレーティッド非環式多価アルコール、アルコキシレーティッド環式多価アルコール、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミン、及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される化合物から誘導され、4個〜6個の反応性ヒドロキシ基を有するポリヒドロキシセグメントと;
(b)前記ポリヒドロキシセグメントの各ヒドロキシ基が連結されているポリオキシアルキレンセグメントと;
(c)各連結セグメントが、ウレタン連結基(O−C(=O)−NH)、尿素連結基(N(R)−C(=O)−NH)、エーテル連結基(−O−)、エステル連結基(−C(=O)O−)、アミン連結基(−NH−)、アミノプラストセグメント、エピハロヒドリンとヒドロキシ基との反応に由来する残基である連結基、及びこれらの混合物から独立して選択される少なくとも2つの連結基を有する、脂肪族連結セグメント又は芳香族連結セグメントと;
(d)各末端セグメントが6個〜32個の炭素原子と連結基反応性部分とを有する脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントと;
を含み、前記ポリオキシアルキレンセグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも4:1であり、前記脂肪族末端セグメント又は芳香族末端セグメントの前記ポリヒドロキシセグメントに対するモル比が少なくとも0.25:1であることを特徴とする組成物。 - 前記非環式多価アルコールが、ペンタエリトリトール、エリトリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される請求項1から2のいずれかに記載の組成物。
- 前記アルコキシレーティッド非環式多価アルコールが、アルコキシレーティッドペンタエリトリトール、アルコキシレーティッドエリトリトール、アルコキシレーティッドキシリトール、アルコキシレーティッドソルビトール、アルコキシレーティッドマンニトール、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される請求項1から2のいずれかに記載の組成物。
- 前記アルコキシレーティッド非環式多価アルコールが、エトキシレーティッドペンタエリトリトール、エトキシレーティッドエリトリトール、エトキシレーティッドキシリトール、エトキシレーティッドソルビトール、エトキシレーティッドマンニトール、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される請求項4に記載の組成物。
- 前記環式多価アルコールが、イノシトール、グルコピラノース、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される請求項1から2のいずれかに記載の組成物。
- 前記アルコキシレーティッド環式多価アルコールが、アルコキシレーティッドイノシトール、アルコキシレーティッドグルコピラノース、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される請求項1から2のいずれかに記載の組成物。
- 前記ポリ(ヒドロキシエチル)ポリエチレンアミンが、テトラ(ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、ペンタ(ヒドロキシエチル)ジエチレントリアミン、ヘキサ(ヒドロキシエチル)トリエチレンテトラアミン、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される請求項1から2のいずれかに記載の組成物。
- 前記脂肪族末端セグメントが、直鎖構造、分岐構造、又は非環式構造を有する請求項1から8のいずれかに記載の組成物。
- 前記脂肪族末端セグメントが、直鎖アルコール、直鎖第一級アミン、直鎖脂肪族基を有する第二級アミン、直鎖脂肪族基を有する第三級アミン、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される化合物から誘導される請求項9に記載の組成物。
- 前記分岐構造の脂肪族末端セグメントが、分岐アルコール、分岐第一級アミン、分岐脂肪族基を有する第二級アミン、分岐脂肪族基を有する第三級アミン、及びこれらの混合物からなる群から独立して選択される化合物から誘導される請求項9に記載の組成物。
- 前記脂肪族末端セグメントが、アルコキシレーティッドジアルキルアミノアルコールから誘導される請求項1から11のいずれかに記載の組成物。
- 前記芳香族末端セグメントが、トリスチリルフェノール、ジスチリルフェノール、スチリルフェノール、エトキシレーティッドトリスチリルフェノール(ethoxolated tristyryl phenol)、エトキシレーティッドトリスチリルフェノール(ethoxolated tristyryl phenol)、エトキシレーティッドスチリルフェノール(ethoxolated styryl phenol)、及びこれらの混合物から独立して選択される化合物から誘導される請求項1から2のいずれかに記載の組成物。
- 前記芳香族末端セグメントが、アルキル基中に4個〜18個の炭素原子を有するアルキルフェノール化合物から誘導される請求項1から2のいずれかに記載の組成物。
- 前記脂肪族連結セグメント又は前記芳香族連結セグメントが、少なくとも2つのウレタン連結基を有する請求項1から14のいずれかに記載の組成物。
- 各前記ポリオキシアルキレンセグメントが、3,000g/mol〜10,000g/molの重量平均分子量を有する請求項1から15のいずれかに記載の組成物。
- 少なくとも1つの前記非環式多価アルコールがペンタエリトリトールであり、各前記ポリオキシアルキレンセグメントが7,000g/mol〜9,000g/molの重量平均分子量を有する請求項1から2のいずれかに記載の組成物。
- 少なくとも1つの前記非環式多価アルコールが、4〜30のアルコキシレートの繰返し単位を有するアルコキシレーティッドペンタエリトリトールであり、各前記ポリオキシアルキレンセグメントが、7,000g/mol〜9,000g/molの重量平均分子量を有する請求項1から2のいずれかに記載の組成物。
- 請求項1から18のいずれかに記載の組成物と、有機共溶媒、界面活性剤、シクロデキストリン化合物、及びこれらの組合せからなる群から選択される粘度抑制添加剤と、水とを含むことを特徴とする水性増粘剤組成物。
- 5重量%〜50重量%の請求項1に記載の組成物と、0.1重量%〜25重量%の粘度抑制剤と、残部である水とを有する請求項19に記載の水性増粘剤組成物。
- 有効量のICI増粘組成物を水性組成物に提供する工程を含み、前記ICI増粘組成物は請求項1から18のいずれかに記載の組成物を含んでおり、前記水性組成物のICI粘度が0.5〜5.0であることを特徴とする水性組成物のICI粘度の改善方法。
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