JP2021507807A - スチレンマレアミドブロックコポリマー顔料分散剤 - Google Patents

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Abstract

ポリアクリレート可溶化セグメントおよびスチレン−無水マレイン酸微粒子アンカーセグメントを含む、制御ラジカル重合によって作製されたポリマーブロックコポリマー分散剤が開示されている。望ましくは無水マレイン酸単位の大部分は、2〜10個の窒素原子を有する炭素原子が4〜30個のアミン反応物と反応させられて、少なくとも1個の窒素は、第一級であり、その他の窒素は、第三級であるかまたは炭素原子に3回結合している。

Description

本発明は、可溶性(メタ)アクリレートブロックまたは(メタ)アクリルアミドブロックとスチレン−無水マレイン酸ブロックとの制御ラジカル重合に由来するポリマー分散剤に関する。スチレン−無水マレイン酸の無水物基は、ジアルキルアミノアルキルアミンまたはアミノアルキル置換窒素含有芳香族および/またはヘテロ環と反応して、様々な顔料または微粒子充填材料へのアンカー結合の強化をもたらすことができるペンダント第三級アミンタイプ基を形成してもよい。ポリマーは、ジブロックまたは最大10個までの交互ブロックであってもよい。
顔料および他の微粒子用の分散剤は、既知である。分散剤は、一般に、顔料表面または微粒子表面に対して何らかの誘引力と、それらに固定する分子のアンカー部分と、連続相と有利に相互作用する可溶化部分と、を有する。可溶化部分が顔料または微粒子に固定されている場合、可溶化部分は、微粒子の凝集に対する障壁として機能する。
特許文献1は、モノマー(A)とモノマー(B)とのコポリマーに由来する分散剤に関し、多くの場合、Bは、無水マレイン酸である。無水物基は、(i)少なくとも1個の第三級アミン部位またはヘテロ環アミン部位およびジカルボン酸またはその無水物と反応できる少なくとも1個の追加の基を含む化合物、ならびに(ii)ポリエーテルアミンと反応する。
特許文献2は、疎水性ブロック(A)および親水性ブロック(B)を有するコポリマー分散剤を含む顔料分散体に関する。
特許文献3は、スチレン−無水マレイン酸コポリマーを、湿潤剤および/または分散剤として使用される第一級アミノ末端ポリアルキレンオキシドと反応させることにより作製される櫛型ポリマーに関する。特許文献4は、無水マレイン酸単位がリン酸官能基または第四級アンモニウム官能基で誘導体化されている同様の櫛形ポリマーに関する。
特許文献5は、イオン性部分を含むブロックコポリマー分散剤に関する。ブロックコポリマーは、好ましくはグループトランスファー重合技術によって作製され、顔料分散剤として使用できる。
米国特許第9,416,280号(国際出願第2008/122606号) 米国特許第7,838,574号 米国特許第8,153,731号(独国特許第102006062439号) 米国特許第8,129,476号(独国特許第102006062441号 米国特許第4,755,563号
溶媒可溶化ブロック(複数可)は、通常は(メタ)アクリレート繰り返し単位および/または(メタ)アクリルアミド繰り返し単位およびアンカーブロック(複数可)であり、通常はスチレン−無水マレイン酸であるブロックコポリマー分散剤の制御ラジカル重合は、非極性有機媒体または極性有機媒体中で微粒子の分散体を形成する。最終的な分散剤の表面活性を高めるために、可溶化繰り返し単位またはアンカー繰り返し単位のそれぞれのブロックが少なくとも5個、より望ましくは少なくとも10個の連続単位であることが望ましい。制御フリーラジカル重合は、(アクリレート型などの)有機媒体可溶性繰り返し単位のそのような連続ブロックと、スチレン型繰り返し単位とフリーラジカル重合可能な(無水マレイン酸型などの)ジまたはトリカルボン酸モノマー繰り返し単位とのコポリマーブロックを作製するのに有用である。無水マレイン酸は、スチレンとフリーラジカル的に交互ステップで共重合しやすい。したがって、アンカーブロックは、通常はそれぞれの無水マレイン酸繰り返し単位の間に少なくとも1個のスチレン繰り返し単位を有する。
ジカルボン酸繰り返し単位の一部またはすべては、(カルボン酸と反応してアミド結合またはイミド結合を形成するアミン基と、第三級アミンまたは(必要に応じて芳香属性を有する)環状アミン含有構造を特徴とする少なくとも1個の第2のアミン基と、を有して最終的な分散剤を形成するアミン化学種と反応させることにより、アミド結合またはイミド結合を持つように変換される。スチレン−無水マレイン酸型セグメントのジカルボン酸(またはその無水物)基は、ジアルキルアミノアルキルアミンおよび様々な顔料または微粒子充填材料への固定を強化できるアミン基(複数可)を含む少なくとも1種の反応性の第一級アミンおよび第三級アミンまたはヘテロ環化合物を含む(ポリアミン、イミダゾール、ピロリジン、モルホリン、ピリジン、ピペリジン、ピペラジン、ピペコリンを含む)類似の化学種と反応させてもよい。ポリマーは、可溶化鎖およびアンカー鎖のジブロックまたは最大10個までの交互ブロックであってもよい。
可溶化鎖は、(メタ)アクリル酸繰り返し単位などの高極性化学種をいかなる有意な量でも含まないことが望ましい。アンカーブロックは、高極性基または3単位を超えるポリエチレンオキシドの基を含まないことが望ましい。
ジメチルアミノプロピルアミンで後処理したブチルアクリレート−co−スチレン無水マレイン酸をベースとするブロックコポリマーは、流体ミルベースとして優れた顔料分散剤であることが見出され、Pigment Red254の分散体用に低い顔料粒径分布が達成された。
LCD(液晶ディスプレイ)としてもまた既知のカラーフィルタで使用されるコーティングなどの透明度が高いコーティング用、または自動車着色クリアコート用には、低粒径分散体が望ましい。
本発明によれば、微粒子固体、有機溶媒およびポリマー分散剤を含む極性溶媒系または非極性溶媒系の組成物が提供され、
少なくとも55重量%、65重量%、または75重量%、より望ましくは少なくとも85重量%、好ましくは少なくとも95重量%の下記式のブロックコポリマー構造を含み、
{(可溶化ブロック)−(アンカーブロック)}
可溶化ブロックまたはアンカーブロックが最初に発生することができ、必要に応じて、1個の追加可溶化ブロックまたは1個の追加アンカーブロックがあるが、可溶化ブロックの合計数は、(vの範囲に応じて5、3、2などの)vの最大値を超えず、アンカーブロックの合計数は、vの最大値を超えず、
可溶化ブロックは、−(A)−であり、アンカーブロックは、構造−{(B)−(D)−のコポリマーであり、
xは、少なくとも5であり、望ましくは5〜150、より好ましくは5〜100であり、
yは、少なくとも1であり、1〜10であり得、より好ましくは1〜5であり、
zは、無水マレイン酸の重合から誘導される場合は一般に1であるが、特に、イタコン酸などの他のジカルボン酸または無水物によって誘導される場合は2、3、4または5であり得る。
uは、1〜25、好ましくは2〜10または2〜20、より好ましくは3〜10または3〜20であり、
u(y+z)は、少なくとも5、望ましくは5〜100、より好ましくは5〜50であり、
vは、1〜5、好ましくは1〜3、より好ましくは1〜2であり、
ポリマー分散剤の残部の45、35、25、15、または5重量%は、連鎖開始基、連鎖停止基または偶然挿入された繰り返し単位であり、A構造の繰り返し単位は、分散剤のうちの約25〜80重量%を構成し、B構造の繰り返し単位は、分散剤のうちの約5〜約35重量%を構成し、D構造の併せた繰り返し単位は、分散剤のうちの約5〜約50重量%を構成し、該分散剤は、数平均分子量が少なくとも2500ダルトン、好ましくは75000ダルトン未満、より好ましくは5000〜20000ダルトンである。
ブロックコポリマー分散剤の可溶化ブロック
A単位のうちの少なくとも90、95、99または100モル%は、A、A、A、A、AおよびA単位からなる群から選択され、ブロックコポリマー分散剤中のA繰り返し単位のうちの少なくとも80、90、95または98モル%は、A、A、およびAからなる群から選択され、A基の残部(20モル%以下、10モル%以下、5モル%以下および2モル%以下など)は、A、A、またはAから選択されることが望ましい。一実施形態では、Aのうちの少なくとも80、90または95モル%は、Aから選択され、Aの残量は、ブロックコポリマー分散剤中のA繰り返し単位の総量に基づいて、20モル%以下、10モル%以下、および5モル%以下の量の他の単位AまたはA、ならびに20モル%以下、10モル%以下、および5モル%以下、および2または1モル%以下の量のA、AまたはAから選択されることが望ましい。Aは、ブロックコポリマー分散剤のアンカーセグメント中の繰り返し単位に類似しているため、ブロックコポリマー分散剤の可溶化部分にそれほど多くのA繰り返し単位を必要としない。A5およびA6は、大きな分子量を有することができるため、少ないモル量のA5またはA6であっても、かなりの重量の極性ポリマーをブロックコポリマーに追加することができ、したがってこれらの繰り返し単位もまた、比較的少ないモル量で使用される。
この場合、Aは、以下で定義されるように、炭素原子が4〜24個のアルキル(メタ)アクリレートから誘導される1種以上の繰り返し単位、好ましくは以下の構造であり、

式中、Rは、CHまたはHであり、Rは、直鎖または分岐鎖のC1〜20アルキル基であり、より望ましくは((場合によりヒドロキシル基もしくはエーテル結合または窒素をもたらす)酸素などの1個または2個のヘテロ原子を必要に応じて含む)C〜C16アルキル基であり、*は、ポリマー内の次の/隣接する繰り返し単位への共有結合または示された分子の残部への共有結合を示し、Aは、アルキル(メタ)アクリレートまたはアルキル(メタ)アクリレートの混合物、好ましくはアルキルアクリレート、より好ましくはブチルアクリレートのラジカル重合に由来する繰り返し単位である。(メタ)は、メチル基が必要に応じて存在することを意味する。コモノマーとして使用できる一般的なアルキル(メタ)アクリレートには、C1〜20または望ましくはC〜C16アルキルの重合可能エチレン系不飽和モノマーが挙げられ、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートが挙げられる。コモノマーとして使用できる、ヘテロ原子を含む一般的な(メタ)アクリレートには、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(例えば、HEMA)、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールエチルエーテル(メタ)アクリレート、およびジ(エチレングリコール)2−エチルヘキシルエーテル(メタ)アクリレートが挙げられる。
この場合、Aは、1個以上の繰り返し単位のジ置換(メタ)アクリルアミドモノマーの重合から誘導され、以下の式に従い、

式中、Rは、上記で定義した通りであり、RおよびR10は個々に、必要に応じてヒドロキシル基を有する、C〜Cアルキルもしくは芳香族もしくはアルキル基と芳香族基との組み合わせまたはこれらの組み合わせであり、必要に応じてRおよびR10は、互いに結合してC〜C16環状基を形成することができ、R基およびR10基は、アルキル、アルカノールまたは芳香族、例えば、(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N’N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N’N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−(イソブトキシメチル)メタクリルアミド、3−(メトキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−tertブチル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、およびN−ジフェニルメチル(メタ)アクリルアミドから選択される。
は、下記構造の芳香族モノマーのラジカル重合に由来する1個以上の繰り返し単位であってもよく、

式中、R11は、ヒドロキシル基(複数可)およびアルキル基で置換されたアルキレンオキシド基(複数可)を必要に応じて含む、C〜C12芳香族または芳香族とアルキル基との組み合わせであり、例えば、芳香族(メタ)アクリレートまたは芳香族(メタ)アクリレートの混合物である。コモノマーとして使用できる一般的な芳香族(メタ)アクリレートには、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールフェニルエーテル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートおよびベンジル(メタ)アクリレートが挙げられる。好ましくは、ベンジル(メタ)アクリレートは、A繰り返し単位である。
は、1個以上の芳香族ビニルモノマーのラジカル重合に由来する繰り返し単位であり、以下に示すような構造を有し、

式中、Rは、Hまたはメチルであり、Rは、1個以上のハロゲン、C〜C10アルキルおよび/または芳香族基、好ましくはHまたはC〜Cアルキル基であり、ハロゲン、1個以上の酸素原子を必要に応じて含み、ニトロ基などの窒素原子を必要に応じて含む。変数eは、1、2、3、4または5であり得る。一実施形態では、Rのうちの少なくとも80モル%は、好ましくはHである。一実施形態では、A単位のうちの望ましくは10モル%以下、より望ましくは5モル%以下、好ましくは2モル%以下は、Aなどの芳香族ビニルモノマーに由来する繰り返し単位であり得る。
は、スチレンまたは置換スチレンのラジカル重合に由来する、例えば、4−アセトキシスチレン、4−ベンズヒドリルスチレン、4−ベンジルオキシ−3−メトキシスチレン、2−ブロモスチレン、3−ブロモスチレン、4−ブロモスチレン、4−tert−ブトキシスチレン、4−tert−ブチルスチレン、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン、2,6−ジクロロスチレン、2,6−ジフルオロスチレン、3,4−ジメトキシスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、N,N−ジメチルビニルベンジルアミン、4−エトキシスチレン、2−フルオロスチレン、3−フルオロスチレン、4−フルオロスチレン、4−[N−(メチルアミノエチル)アミノメチル]スチレン,3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、3−ニトロスチレン、2,3,4,5,6−ペンタフルオロスチレン、3−(トリフルオロメチル)スチレン、4−(トリフルオロメチル)スチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、4−ビニルアニソール、3−ビニル安息香酸、4−ビニル安息香酸、4−ビニルベンジルクロリド、4−ビニルビフェニル、2−ビニルナフタレンの重合に由来する繰り返し単位であり得る。
は、下記式の1個以上のポリエステル(メタ)アクリレートモノマーのラジカル重合に由来する繰り返し単位であり、

式中、−O−R12は、数平均分子量が少なくとも200のポリエステルから構成される少なくとも1個のポリマー鎖である。より望ましくは、A上のそれぞれのポリエステルセグメント(R12)の数平均分子量は、300〜5000、または500〜3000、または1000〜2500ダルトンの数平均分子量範囲にある。ポリエステル鎖を含むモノマーの例は、ヒドロキシエチルカプロラクトンアクリレート(HELCA)である。
一実施形態では、モノマーのラジカル重合に由来するA繰り返し単位の−OR12部分は、ラクトン、ジオキサン−2,5−ジオンまたはヒドロキシカルボン酸、またはそれらの混合物の重合から誘導されるポリエステル鎖から構成される。好適なラクトンの例にはβ−プロピオラクトンならびに、β−メチル−δ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、2−メチル−ε−カプロラクトン、3−メチル−ε−カプロラクトン、4−メチル−ε−カプロラクトン、5−tert ブチル−ε−カプロラクトン、7−メチル−ε−カプロラクトン、4,4,6−ε−カプロラクトントリメチル−ε−カプロラクトン4,6,6−トリメチル−ε−カプロラクトンなどの必要に応じてC1〜6−アルキル置換されたδ−バレロラクトンおよびε−カプロラクトン、またはそれらの混合物が挙げられる。好適なジオキサン−2,5−ジオンの例には、ラクチドまたはグリコリドが挙げられる。一実施形態では、Aは、δ−バレロラクトンおよびε−カプロラクトンから誘導可能な少なくとも1個のポリエステル鎖を含むモノマーである。
別の実施形態では、Aの−OR12部分は、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖であってみもよいヒドロキシカルボン酸の重合から誘導される。好適なヒドロキシカルボン酸の例には、グリコール酸、乳酸、5−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸、リシノール酸、12−ヒドロキシステアリン酸、12−ヒドロキシドデカン酸、5−ヒドロキシドデカン酸、5−ヒドロキシデカン酸4−ヒドロキシデカン酸、またはそれらの混合物が挙げられる。
縮合反応によって作製されたポリエステルは、(例えば、300未満、より好ましくは150ダルトン未満分子量の)1種以上の有機ポリカルボン酸またはその無水物の、1種以上の低分子量(例えば、250ダルトン未満、より望ましくは150ダルトン未満)のジオールとの反応により調製されたエステル化生成物であってもよい。反応での使用に好適なポリオールの例には、アジピン酸ポリグリコール、ポリエチレンテレフタル酸ポリオール、オルトフタルポリオールなど、およびそれらの混合物が挙げられる。
ポリエステルの作製に使用されるジオールは、脂肪族、脂環式または芳香族であり得、アルキレングリコール、例えば、エチレングリコール、1,2−および1,3−プロピレングリコール、1,2−、1,3−、1,4−および2,3−ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、およびビスフェノールA、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール(1,4−ビス−ヒドロキシメチルシクロヘキサン)、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチルプロラン−1,3−ジオール、CARDURA E10P(Hexion)から生成されたVersatic(商標)アルコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジブチレングリコール、ポリブチレングリコール、カプロラクトンジオール、ジメレートジオール、ヒドロキシル化ビスフェノール、ポリエーテルグリコール、ハロゲン化ジオールなどの他のグリコール、ならびにそれらの混合物が挙げられる。好ましいジオールには、エチレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、およびネオペンチルグリコールが挙げられる。
ポリエステルの作製に使用される好適なカルボン酸には、ジカルボン酸およびトリカルボン酸および無水物、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、グルタル酸無水物、アジピン酸、スベリン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、クロレン酸、1,2,4−ブタン−トリカルボン酸、フタル酸、フタル酸の異性体、無水フタル酸、フマル酸、テトラブロモ無水フタル酸および酸、オレイン酸などの二量体脂肪酸、およびそれらの混合物が挙げられる。ポリエステルポリオールの作製に使用される好ましいポリカルボン酸には、脂肪族または芳香族の二塩基酸が挙げられる。
は、(ポリ(エチレングリコール)(メタ)アクリレートなどの)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレートまたはポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレートの混合物のラジカル重合に由来する、下記式の繰り返し単位であり、

式中、Rは、Hまたはメチルから選択され、R13は、好ましくは数平均分子量が200〜3000ダルトンのポリアルキレンオキシドまたは数平均分子量が200〜3000のポリ(プロピレングリコール)(メタ)アクリレートである。
ブロックコポリマー分散剤のアンカーブロック
Bは、芳香族ビニル単量体のラジカル重合に由来する繰り返し単位であり、例えば、以下に示すような構造を有し得、

式中、Rは、Hまたはメチルであり、Rは、1個以上のハロゲン、C〜C10アルキルおよび/または芳香族基、好ましくはHまたはC〜Cアルキル基であり、ハロゲン、1個以上の酸素原子を必要に応じて含み、ニトロ基などの窒素原子を必要に応じて含む。変数eは、1、2、3、4または5であり得る。一実施形態では、Rの少なくとも80モル%は、好ましくはHである。
Bは、スチレンまたは置換スチレンのラジカル重合に由来する繰り返し単位である。例えば、4−アセトキシスチレン、4−ベンズヒドリルスチレン、4−ベンジルオキシ−3−メトキシスチレン、2−ブロモスチレン、3−ブロモスチレン、4−ブロモスチレン、4−tert−ブトキシスチレン、4−tert−ブチルスチレン、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン、2,6−ジクロロスチレン、2,6−ジフルオロスチレン、3,4−ジメトキシスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、N,N−ジメチルビニルベンジルアミン、4−エトキシスチレン、2−フルオロスチレン、3−フルオロスチレン、4−フルオロスチレン、4−[N−(メチルアミノエチル)アミノメチル]スチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、3−ニトロスチレン、2,3,4,5,6−ペンタフルオロスチレン、3−(トリフルオロメチル)スチレン、4−(トリフルオロメチル)スチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、4−ビニルアニソール、3−ビニル安息香酸、4−ビニル安息香酸、4−ビニルベンジルクロリド、4−ビニルビフェニル、2−ビニルナフタレンの重合由来。
望ましくはD+D+D+D単位=Dの100モル%であり、Dの少なくとも50モル%=D+D、好ましくはDのモル%は、Dの50、60、70、80、90モル%超=Dであるように、Dより大きい。D’は、アミン性のジアルキルアミノアルキルアミン、置換ジアルキルアミノアルキルアミン、もしくはアミノアルキル置換窒素含有芳香族ヘテロ環またはそれらの混合物と反応させた無水マレイン酸モノマー由来の繰り返し単位の一例であり、望ましくは4〜6個の炭素原子を有し、好ましくはD’(アミド型)繰り返し単位またはD’(イミド型)繰り返し単位である。D”は、アミン性のジアルキルアミノアルキルアミン、置換ジアルキルアミノアルキルアミン、もしくはアミノアルキル置換された窒素含有芳香族ヘテロ環またはそれらの混合物と反応させたイタコン酸モノマーに由来する繰り返し単位の一例であり、望ましくは4〜6個の炭素原子を有し、好ましくはD”(アミド型)繰り返し単位またはD”(イミド型)繰り返し単位である。
ジアルキルアミノアルキルアミンの例には、ジメチルアミノエチルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、またはジメチルアミノプロピルアミンが挙げられる。好適なイミダゾールの例には、1−(3−アミノプロピル)イミダゾール、1−(3−アミノブチル)イミダゾール、1−(3−アミノペンチル)イミダゾール、1−(3−アミノヘキシル)イミダゾール、1−(3−アミノヘプチル)イミダゾール、1−(3−アミノオクチル)イミダゾール、またはそれらの混合物が挙げられる。好適なアミノアルキルピリジンの例には、2−(2−アミノエチル)ピリジン、3−(2−アミノエチル)ピリジン、4−(2−アミノエチル)ピリジンが挙げられる。ピリジンの例には、2−(2−ピリジル)エチルアミン、4−(2−アミノエチル)ピリジン、4−(1−アミノエチル)ピリジン、3−(2−アミノエチル)ピリジン、2−(1−アミノエチル)ピリジン、および1−ピリジン−3−イル−エチルアミン、2−(2−メチルアミノエチル)ピリジン、4−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、4−アミノ−2−メチルピリジン、5−アミノ−2−メチルピリジン、3−アミノ−4−メチルピリジン、3−アミノ−5−メチルピリジン、および2−(6−メチルピリジン−2−イル)エチルアミンが挙げられる。
加えて、ジアルキルアミノアルキルアミンまたはアミノアルキル置換窒素含有芳香族ヘテロ環に対して、非第三級窒素含有アミンが存在してもよい。第三級窒素、芳香族窒素、ヘテロ環窒素、またはイミダゾールを有するアミンの代わりにアンカー鎖のジカルボン酸と反応させることができるアミンの例には、C〜C20の炭素原子を有するアルキルアミン、例えば、メチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、または芳香族アミン、例えば、フェニルアミンおよびフェニルエチルアミンが挙げられる。望ましくは、アミン反応物へのアミド結合またはイミド結合を有するブロックコポリマー分散剤の全D単位の30モル%未満、より望ましくは20モル%未満、好ましくは10未満またはいくつかの実施形態では5または1モルパーセント未満は、第三級アミン、芳香環内に窒素を有する芳香族アミン、またはイミダゾールを有さないアミンを含むであろう。D単位の(100%にするための)補完的な量は、ジカルボン酸繰り返し単位、D単位の無水物、またはD単位のアミド型およびイミド型になるであろう。
Dは、D、D、DおよびDで構成され、望ましくはD、D、DおよびDは、Dの少なくとも90、95、98、99または100モル%を構成する。D’(アミド型)、およびD’(イミド型)またはD”(アミド型)、およびD”(イミド型)は、ジカルボン酸モノマーの繰り返し単位D’(無水マレイン酸)またはD”(イタコン酸)がアミンとどのように反応するかの例である。好ましくはD、または例示的なD’またはD”は、1)第三級アミンまたは2)窒素原子が環状またはヘテロ環の一部であるアミン、または3)窒素が芳香環の一部であるか、もしくは単結合によって一方の炭素原子に結合し、二重結合によって別の炭素原子に結合するアミン(環内にアミンを有する芳香環およびイミダゾール)などの、少なくとも1個、おそらく最大2、3または4個までの窒素(アミン)を含み、その窒素のうちの少なくとも1個がカルボン酸基と反応しない、アミン反応物と必要に応じて反応する。第三級アミンは、窒素が少なくとも3個の異なる脂肪族炭素原子基に結合しているアミンである。アミン反応物は、望ましくは少なくとも2個から最大10個まで、より望ましくは少なくとも2個から最大6個または8個まで、好ましくは少なくとも2個から最大4個までの窒素原子を有する。アミン反応物は、望ましくは4〜30個の炭素原子、より望ましくは4〜20個の炭素原子、好ましくは4〜10個または15個の炭素原子を有する(必要に応じて1個または2個の酸素原子を含む)。アミン反応物は、第一級アミンまたは第二級アミンを介してジカルボン酸または無水物と反応し、D’およびD”(アミド型)またはD’およびD”(イミド型)に示すように、アミド結合またはイミド結合を形成する。
一実施形態では、アミン反応物のうちの最大10または20モル%までは、2つの異なるブロックコポリマー分散剤をより大きな分散剤に結合できるように、複数の第一級アミン基または第二級アミン基を有することができる。別の実施形態では、アミン反応物のうちの10モル%未満または5モル%未満または2モル%未満は、ジカルボン酸またはその無水物とアミドまたはイミド結合を形成することができる2個以上のアミン基を有することができる。以下の構造は、アミン反応物の可能性がある誘導体のいくつかと、ブロックコポリマー分散剤中の無水マレイン酸由来の繰り返し単位またはイタコン酸由来の繰り返し単位のいずれか一方と、を示す。一実施形態では、D単位のうちの少なくとも80モル%は、アミン反応物と反応させられて、第三級アミンを含有するアミドまたはイミドを形成する。一実施形態では、D単位のうちの少なくとも80モル%は、アミン反応物と反応させられて、窒素が芳香環の一部またはイミダゾール環の一部であるアミンを含むアミドまたはイミドを形成する。一実施形態では、D単位のうちの少なくとも80モル%は、アミン反応物と反応させられて、第三級アミン、イミダゾールの一部としての窒素、および芳香環の一部としての窒素からなる群の少なくとも1つを含むアミドまたはイミドを形成する。

ジアルキルアミノアルキルアミンまたはアミノアルキル置換窒素含有芳香族ヘテロ環に加えて、ポリアミンは、ジカルボン酸基のうちの1〜10%が反応するように存在してもよく、これらがいくつかの分子間架橋を誘発することが予想される。ポリ(アミン)の例は、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンである。ポリアミンは、第二級アミンまたは第三級アミン、例えば、テトラエチレンペンタアミンまたはトリメチルジエチレントリアミンを含んでもよい。
少なくとも1個の第三級アミンまたはヘテロ環アミンを含む化合物は、ジアルキルアミノアルキルアミン、置換ジアルキルアミノアルキルアミン、アミノアルキル置換窒素含有芳香族ヘテロ環、ジアルキルアミノアルキルアルコール、ヒドロキシアルキル置換窒素含有芳香族ヘテロ環、またはそれらの混合物であってもよい。
一実施形態では、少なくとも1個の第三級アミンまたはヘテロ環アミンを含む化合物は、ジアルキルアミノアルキルアミン、置換ジアルキルアミノアルキルアミン、またはそれらの混合物であってもよい。
ジアルキルアミノアルキルアミンは、式R(R)NRNHによって表してもよく、式中、RおよびRは独立して、C〜Cアルキル部分である。RおよびRは一緒にされて、5〜8個の炭素原子を含む環状構造を形成してもよい。Rは、C〜C12の直鎖または分岐鎖のアルキレンを含む。
ジアルキルアミノアルキルアミンの例には、ジメチルアミノエチルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、またはジメチルアミノプロピルアミンが挙げられる。
置換ジアルキルアミノアルキルアミンは、式R(R)NRNHRによって表してもよく、式中、R、RおよびRは、上記で定義され、Rは、Hまたは必要に応じて置換された直鎖または分岐鎖のヒドロカルビル基である。
ジアルカノールアミノアルキルアミンは、式HO−R(HO−R)NRNHRによって表してもよく、式中、R、RおよびRは、先に定義されている。好適なジアルカノールアミノアルキルアミンの例には、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミンおよび[2−アミノエチル(ヒドロキシメチル)アミノ]メタノールが挙げられる。
アミノアルキル置換窒素を含有する芳香族、ヘテロ環、またはイミダゾールは、イミダゾール、ピリジン トリアゾール、ピラゾール、テトラゾール、またはそれらの混合物などの基を含んでもよい。一実施形態では、アミノアルキル置換窒素含有芳香族ヘテロ環には、必要に応じてC1〜4基で置換されたイミダゾールが挙げられる。好適なイミダゾールの例には、1−(3−アミノプロピル)イミダゾール、1−(3−アミノブチル)イミダゾール、1−(3−アミノペンチル)イミダゾール、1−(3−アミノヘキシル)イミダゾール、1−(3−アミノヘプチル)イミダゾール、1−(3−アミノオクチル)イミダゾール、またはそれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、アミノアルキル置換窒素は、イミダゾールである。好適なイミダゾールの例には、2−アミノイミダゾール、2−アミノベンゾイミダゾール、1−(3−アミノプロピル)イミダゾール、1−(3−アミノプロピル)−2−メチル−1H−イミダゾール、2−(1H−イミダゾール−1−イル)エタンアミン、2−(2−メチル−1H−イミダゾール−1−イル)エチルアミン、またはそれらの混合物が挙げられる。別のアミン反応物には、N−フェニル−p−フェニレンジアミンを挙げることができる。
ジアルキルアミノアルキルアミンの第三級アミン基、または非カルボニル炭素原子に3個の共有結合で結合された他の窒素(複数可)(例えば、イミダゾール、芳香族アミン、またはヘテロ原子環構造)は、四級化されてもよい。四級化剤には、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アラルキル、炭酸ジアルキル、硫酸ジアルキル、またはエポキシドが挙げられる。式(1)のグラフトコポリマーに特に有用な四級化剤には、塩化ベンジル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、プロピレンオキシド、またはスチレンオキシドが挙げられる。多くの場合、エポキシドは、等モル量の酸(酢酸など)の存在下で使用される。
四級化の程度は、アミン部分のうちの1%超、または10%超、または20%超、または40%以上であってもよい。四級化の程度は、アミン部分のうちの100%、または95%または90%に達してもよい。異なる実施形態では、四級化の程度は、1%超〜100%、または10%超〜95%、または20%超〜95%、または40%〜90%の範囲である。
本発明の分散剤は、1)ブロックコポリマーの合成と、2)ブロックコポリマーとジアルキルアミノアルキルアミン、置換ジアルキルアミノアルキルアミン、アミノアルキル置換窒素を含有する芳香族、ヘテロ環、またはイミダゾールとの反応と、を含むプロセスによって得てもよい。あるいは、スチレン無水マレイン酸コポリマーを生成し、無水マレイン酸ベースの繰り返し単位をアミン反応物で官能化し、次いで、1個以上の可溶化ブロックをスチレン−無水マレイン酸ブロックに付加し得る。
ブロックコポリマーは、任意のリビング重合または制御重合の技術、特に制御ラジカル重合(CRP)プロセスから合成してもよい。例えば、コバルト触媒連鎖移動重合、ニトロキシド介在重合、原子移動ラジカル重合、ヨウ素移動重合、セレン中心ラジカル介在重合、テルル化物介在重合、スチルベン介在重合、有機触媒リビングラジカル重合、好ましくは可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合。プロセスは、不活性雰囲気中または空気中で実施してもよい。重合が不活性雰囲気中で行われる場合、窒素またはアルゴンが好ましい。
プロセスは、通常は溶媒の存在下で行われる。好適な溶媒は、トルエンおよびキシレンなどの芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、アルカンカルボン酸のアルキルエステル、ジアルキルケトンならびに、ジエチルエーテルおよびテトラヒドロフランなどのジアルキルエーテルおよび環状エーテルから選択してもよい。好適な溶媒の例には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、ギ酸エチル、プロピオン酸メチル、酢酸メトキシプロピル、酪酸エチルなどのアルキルエステル、またはそれらの混合物が挙げられる。
本発明のポリマーを調製するためのプロセスは、−80〜250℃、または20〜220℃、または40〜200℃の範囲の反応温度を有してもよい。溶媒および開始剤の選択は、好ましい重合温度範囲に対する制限的または非限定的な効果を有しても有さなくてもよいであろう。
エステル溶媒中で行われる有機触媒リビングラジカル重合(OLRP)プロセスが好ましい。OLRP重合は、通常は米国特許出願公開第2012/190795号、米国特許第8,575,285号(B2)、米国特許第9,018,325号(B2)および米国特許第8,742,045号(B2)に記載されるように、有機触媒の存在下でヨウ化アルキル開始剤を利用して行われることとなる。OLRP用の開始剤の例は、α−ヨードフェニル酢酸エチル、2−ヨード−2−メチルプロピオニトリル、2−ヨード−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ヨードプロピオン酸エチルである。開始剤は、ヨウ素をフリーラジカル開始剤、例えば、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V65)または2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(V60)と反応させることにより、in situで合成してもよい。OLRP用の触媒の例は、トリブチルアミン、テトラブチルアンモニウムヨージド、N−ヨードスクシンイミド、ホスホン酸ジエチル、ジフェニルメタン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールおよびビタミンE化合物である。
エステル溶媒中で行われるRAFT重合プロセスが特に好ましい。RAFT重合は、チオカルボニルチオ連鎖移動剤、例えば、メチル(フェニル)カルバモジチオ酸シアノメチル、トリチオ炭酸=シアノメチル=ドデシル、ベンゾジチオ酸2−シアノ−2−プロピル、4−シアノ−4−(フェニルカルボノチオイルチオ)ペンタン酸、トリチオ炭酸=2−シアノ−2−プロピル=ドデシル、4−シアノ−4−[(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]ペンタン酸、または2−(ドデシルチオカルボノチオイルチオ)−2−メチルプロピオン酸を利用して行われる。
重合を促進するためにRAFT剤またはOLRP触媒の存在下でフリーラジカル開始剤を使用することが好ましい。開始剤は、油溶性のアゾ型または過酸化物型の開始剤であってもよい。アゾ開始剤の例および関連する和光製品コードは、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(V601)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V65)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(V60)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(V70)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(V59)、または1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(V40)である。過酸化物開始剤の例は、ジラウロイルペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、過安息香酸t−ブチル、ペルオキシ酢酸t−ブチル、ペルオキシ−2−エチルヘキサン酸t−ブチル(Trigonox(登録商標)21S Akzo Nobel製)である。
ジブロックコポリマーが望ましい場合、リビング重合は、可溶化モノマー(複数可)で1回、アンカーモノマーで1回、順次(任意の順序の可溶化およびアンカー化で)行われる。テトラブロックコポリマー分散剤が望ましい場合、リビング重合は、4回連続して行われる。重合は、可溶化モノマー(複数可)からアンカーモノマーへ、またはその逆に切り替わり得るため、モノマーの重合順序は、重要ではない。
一般的なRAFTプロセスまたはOLRPプロセスでは、Aを形成するモノマー成分(例えば、アルキル(メタ)アクリレート)、フリーラジカル開始剤およびRAFT剤またはOLRP開始剤および触媒を、すべてのモノマーがポリマーに変換されるまで、溶媒中で窒素下、60〜100℃で2〜24時間撹拌する。一実施形態では、ブロッキング効率を高めるために、成分Aのモノマー転化率が95%を超えることが望ましい。次いで、モノマー成分BおよびDを投入し、すべてのモノマーがポリマーに変換されるまで、窒素下、60〜100℃で2〜24時間撹拌する。追加の開始剤を任意の時点で添加して、反応速度を上げてもよい。
それぞれのセグメントのブロックの所望の数が生成された後、最終ポリマーは、窒素下でジアルキルアミノアルキルアミン、置換ジアルキルアミノアルキルアミン、またはアミノアルキル置換窒素を含有する芳香族ヘテロ環、またはイミダゾールを含むアミン反応物と0〜300℃、好ましくは25〜200℃、特に80〜180℃の温度で撹拌することができる。100℃未満の反応温度は、通常はアミドの形成に有利となる。一方、アミン反応物が第一級アミンである場合、150℃以上の反応温度は、通常はイミドの形成に有利となる。得られるコポリマーは、アミド基またはイミド基と、より少量のジカルボン酸および/または無水物との混合物を含有してもよい。
アミン成分を添加すると、RAFT剤は、ポリマー鎖末端から切断されてもよい。得られた生成物は、反応溶媒中に残るか、または分離技術によって除去されてもよい。開裂したRAFT剤をポリマー溶液から除去する例は、イオン交換樹脂/活性炭を通してろ過すること、または沈殿によりポリマーを溶液から分離することであってもよい。
アミン反応物を添加し、アミドまたはイミド(またはその組み合わせ)を形成する工程は、通常は重合反応と同じ溶媒中で行われるが、異なる溶媒中で行ってもよい。好適な溶媒は、トルエンおよびキシレンなどの芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、アルカンカルボン酸のアルキルエステル、ジアルキルケトンならびにジエチルエーテルおよびテトラヒドロフランなどのジアルキルエーテルおよび環状エーテルから選択してもよい。好適な溶媒の例には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、ギ酸エチル、プロピオン酸メチル、酢酸メトキシプロピル、酪酸エチルなどのアルキルエステル、またはそれらの混合物が挙げられる。
アミン反応物がブロックコポリマー上で反応した後、3つの共有結合によって脂肪族炭素または芳香族炭素に結合した第三級または他の窒素原子の任意の四級化を実施できる。四級化の反応条件は、当業者に周知である。
RAFT剤は、ジアルキルアミノアルキルアミン、置換ジアルキルアミノアルキルアミン、またはアミノアルキル置換窒素含有芳香族ヘテロ環の添加前に除去されてもよい。RAFT剤を除去するためのプロセスの例は、Polym.Chem.,2010,1,149−157に記載されている。
ポリマー分散剤は、極性有機媒体または非極性有機媒体中に微粒子物質を分散させるのに有用である。
組成物中に存在する微粒子固体は、関係する温度で有機媒体に実質的に不溶性であり、その有機媒体中で微細な分割形態で安定化することが望ましい、任意の無機固体材料または有機固体材料であってもよい。微粒子固体は、粒状材料、繊維、小板の形態、または粉末の形態、多くの場合、吹付粉末であってもよい。一実施形態では、微粒子固体は、顔料である。
微粒子固体(通常は顔料または充填剤)は、直径が10ナノメートル〜10マイクロメートル、または望ましくは10ナノメートル〜1、2、3もしくは5マイクロメートル、またはより望ましくは20ナノメートル〜1、2、3もしくは5マイクロメートルの、光散乱測定により測定される平均粒径を有してもよい。
好適な固体の例は、溶剤インク用の顔料;塗料およびプラスチック材料用の顔料、増量剤、充填剤、発泡剤および難燃剤;染料、特に分散染料;溶媒染浴用の光学的増白剤および繊維助剤;インク、トナー、およびその他の溶媒塗布システム用の顔料;油性および逆エマルション掘削泥水用の固体;ドライクリーニング液中の汚れおよび固体粒子;金属;セラミック、圧電セラミック印刷、耐火物、研磨剤、鋳物、コンデンサ、燃料電池、フェロ流体、導電性インク、磁気記録媒体、水処理および炭化水素土壌修復用の微粒子セラミック材料および磁性材料;有機および無機単分散固体;電池の電極用の金属、金属酸化物、および炭素、複合材料用の木材、紙、ガラス、鋼、炭素およびホウ素などの繊維;ならびに有機媒体中の分散体として適用される、殺虫剤、農薬、および薬剤である。
一実施形態では、固体は、例えば、Third Edition of the Colour Index(1971)ならびに後続の改訂版およびその補足において、「Pigments」と題された章に記載された、顔料の広く認識された部類の顔料のうちのいずれかの有機顔料である。有機顔料の例は、アゾ、ジスアゾ、トリスアゾ、縮合アゾ、アゾレーキ、ナフトール顔料、アントアントロン、アントラピリミジン、アントラキノン、ベンゾイミダゾロン、カルバゾール、ジケトピロロピロール、フラバントロン、インジゴイド顔料、インダントロン、イソジベンゾアントロン、イソインダントロン、イソインドリノン、イソインドリン、イソビオラントロン、金属錯体顔料、オキサジン、ペリレン、ペリノン、ピラントロン、ピラゾロキナゾロン、キナクリドン、キノフタロン、チオインジゴ、トリアリールカルボニウム顔料、トリフェンジオキサジン、キサンテンおよびフタロシアニン系、特に銅フタロシアニンおよび/または亜鉛フタロシアニンおよびその核ハロゲン化誘導体、ならびにまた、酸性、塩基性および媒染染料のレーキ由来の顔料である。カーボンブラックは、厳密には無機顔料であるが、その分散特性においてより有機顔料のように振る舞う。一実施形態では、有機顔料は、フタロシアニン、特に銅フタロシアニン、モノアゾ、ジアゾ、インダントロン、アンタントロン(anthranthrone)、キナクリドン、ジケトピロロピロール、ペリレンおよびカーボンブラックである。
無機顔料の例には、二酸化チタン、ルチル型二酸化チタン、および表面被覆二酸化チタンなどの金属酸化物、黄色および黒色などの異なる色の酸化チタン、黄色、赤色、茶色および黒色などの異なる色の酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、バナジウム酸ビスマス、アルミン酸コバルト、スズ酸コバルト、亜鉛酸コバルト、クロム酸亜鉛、およびマンガン、ニッケル、チタン、クロム、アンチモン、マグネシウム、コバルト、鉄またはアルミニウム、プルシアンブルー、バーミリオン、ウルトラマリン、リン酸亜鉛、硫化亜鉛、カルシウムと亜鉛とのモリブデン酸塩およびクロム酸塩のうちの2種以上の混合金属酸化物などのオキシ金属化合物、アルミニウムフレーク、銅、および銅/亜鉛合金などの金属エフェクト顔料、炭酸鉛およびオキシ塩化ビスマスなどの真珠光沢フレークが挙げられる。
無機固体には、重質および沈降炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化カルシウム、シュウ酸カルシウム、リン酸カルシウム、ホスホン酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、天然水酸化マグネシウムまたは水滑石、沈降水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、三水酸化アルミニウム、アルミニウムヒドロペルオキシドまたはベーマイト、ケイ酸カルシウムおよびケイ酸マグネシウム、アルミノケイ酸塩含有ナノクレイ、カオリン、モンモリロナイト含有ベントナイト、ヘクトライトおよびサポナイト、ボールクレイ含有天然、合成および膨張性、雲母、タルク含有白雲母、金雲母、鱗雲母および緑泥石、チョーク、合成および沈降シリカ、ヒュームドシリカ、金属繊維および粉末、亜鉛、アルミニウム、ガラス繊維、耐火繊維、カーボンブラック含有単層および多層カーボンナノチューブ、強化および非強化カーボンブラック、グラファイト、バックミンスターフラーレン、アスファルテン、グラフェン、ダイヤモンド、アルミナ、石英、パーライト、ペグマタイト、シリカゲル、木粉、木フレーク含有軟材および硬材、おがくず、粉末紙/繊維などの増量剤および充填剤、ケナフ、麻、サイザル、亜麻、綿、綿リンター、ジュート、ラミー、もみ殻または外皮、ラフィア、ガマ、ココナッツ繊維、コイア、アブラヤシ繊維、カポック、バナナ葉、カロ、クラワ、ヘネケン葉、ハラケケ葉、アバカ、サトウキビバガス、わら、竹片、小麦粉、MDFなどのセルロース繊維、バーミキュライト、ゼオライト、ハイドロタルサイト、発電所からの飛散灰、焼却された下水スラッジ灰、ポゾラン、高炉スラグ、アスベスト、クリソタイル、アンソフィライト、クロシドライト、珪灰石、アタパルジャイトなど、アルミナ、ジルコニア、チタニア、セリア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、混合ケイ素−アルミニウム窒化物および金属チタン酸塩などの微粒子セラミック材料;遷移金属、多くの場合、鉄およびクロムの磁性酸化物、例えば、γ−Fe、Fe、およびコバルトドープ酸化鉄、フェライト、例えば、バリウムフェライトなどの粒状磁性材料;ならびに金属粒子、例えば、金属アルミニウム、鉄、ニッケル、コバルト、銅、銀、金、パラジウム、および白金ならびにこれらの合金が挙げられる。
他の有用な固体材料には、ペンタブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモシクロドデカン、ポリリン酸アンモニウム、メラミン、メラミンシアヌレート、酸化アンチモンおよびホウ酸塩などの難燃剤;Kirk−Othmer’s Encyclopedia of Chemical Technology,Vol.13,1981,3rd Ed.の「Industrial Microbial Agents」と題された章の表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8および表9に記載されているもののような殺生物剤または産業用微生物剤、ならびに殺菌剤のフルトリアフェン、カルベンダジム、クロロタロニルおよびマンコゼブなどの農薬が挙げられる。
この開示における連続媒体は、極性有機溶媒、非極性有機溶媒、もしくはポリマーまたはポリマーおよび/または溶媒の適合性ブレンドであり得る(適合性は、温度、圧力などの意図した条件下で単相系を示すために使用される)。一実施形態において本発明の組成物中に存在する有機媒体は、プラスチック材料であり、別の実施形態では有機液体である。有機液体は、非極性有機液体または極性有機液体であってもよい。有機液体に関して「極性」という用語により、Crowley,et al.による「A Three−Dimensional Approach to Solubility」と題する論文(Journal of Paint Technology,Vol.38,1966,269)に記載のように、有機液体が中程度から強い結合を形成できることを意味する。そのような有機液体は、一般に、上記の論文で定義されているように5以上の水素結合数を有する。
好適な極性有機液体の例は、アミン、エーテル、特に低級アルキルエーテル、有機酸、エステル、ケトン、グリコール、グリコールエーテル、グリコールエステル、アルコールおよびアミドである。このような適度に強い水素結合性液体の多数の具体例は、Ibert Mellanによる「Compatibility and Solubility」と題する文献 (1968年にNoyes Development Corporationにより出版)の39−40ページの表2.14にあり、これらの液体はすべて、本明細書で使用される極性有機液体という用語の範囲に含まれる。
一実施形態では、極性有機液体は、ジアルキルケトン、アルカンカルボン酸とアルカノールとのアルキルエステルであり、特に合計で最大6個までの炭素原子を含有し、また含むような液体である。極性有機液体の例として、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルn−アミルケトンおよびシクロヘキサノンなどのジアルキルケトンおよびシクロアルキルケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、ギ酸エチル、プロピオン酸メチル、酢酸メトキシプロピルおよび酪酸エチルなどのアルキルエステル;エチレングリコール、2−エトキシエタノール、3−メトキシプロピルプロパノール、3−エトキシプロピルプロパノール、酢酸2−ブトキシエチル、酢酸3−メトキシプロピル、酢酸3−エトキシプロピルおよび酢酸2−エトキシエチルなどのグリコールならびにグリコールエステルおよびグリコールエーテル;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノールおよび(2−メチルプロパノールとしてもまた知られている)イソブタノール、テルピネオールなどのアルカノール、ならびにジエチルエーテルおよびテトラヒドロフランなどのジアルキルエーテルおよび環状エーテルが挙げられる。一実施形態では、溶媒は、アルカノール、アルカンカルボン酸、およびアルカンカルボン酸のエステルである。一実施形態では、本発明は、水性媒体中に実質的に不溶性の有機液体に好適である。さらに、当業者は、有機液体全体が水性媒体中に実質的に不溶性であるという条件で、(グリコール、グリコールエーテル、グリコールエステルおよびアルコールなどの)少量の水性媒体が、有機液体中に存在してもよいことを理解するであろう。
極性有機液体として使用してもよい有機液体の例は、インク、塗料ならびに塗料およびインクなどの様々な用途で使用するためのチップの調製に好適であるような、熱可塑押出可能なもしくは成形可能なプラスチックまたは成膜樹脂である。このような樹脂の例には、Verasamid(商標)およびWolfamid(商標)などのポリアミド、ならびにエチルセルロースおよびエチルヒドロキシエチルセルロースなどのセルロースエーテル、ニトロセルロースおよび酢酸酪酸セルロース樹脂が挙げられ、これらの混合物を含む。塗料用樹脂の例には、短油アルキド/メラミンホルムアルデヒド、ポリエステル/メラミンホルムアルデヒド、熱硬化性アクリル/メラミンホルムアルデヒド、長油アルキド、中油アルキド、短油アルキド、ポリエーテルポリオール、ならびにアクリルおよび尿素/アルデヒドなどの複数媒体樹脂が挙げられる。
有機液体は、ポリオール、すなわち、2個以上のヒドロキシル基を有する有機液体であってもよい。一実施形態では、ポリオールには、α,ω−ジオールまたはα,ω−ジオールエトキシレートが挙げられる。
一実施形態では、非極性有機液体は、脂肪族基、芳香族基またはこれらの混合物を含む化合物である。非極性有機液体には、非ハロゲン化芳香族炭化水素(例えば、トルエンおよびキシレン)、ハロゲン化芳香族炭化水素(例えば、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン)、非ハロゲン化脂肪族炭化水素(例えば、完全飽和および部分飽和の両方の6個以上の炭素原子を含む、直鎖および分岐鎖の脂肪族炭化水素)、ハロゲン化脂肪族炭化水素(例えば、ジクロロメタン、四塩化炭素、クロロホルム、トリクロロエタン)ならびに天然非極性有機物(例えば、植物油、ヒマワリ油、菜種油、アマニ油、テルペンおよびグリセリド)が挙げられる。
一実施形態では、有機液体は、全有機液体に基づいて少なくとも0.1重量%、または1重量%以上の極性有機液体を含む。有機液体は、必要に応じて、媒体の重量に基づいて、極性有機媒体中に10重量%以下、5重量%以下または2重量%以下の量の水をさらに含み、非極性有機媒体中に5重量%以下、2重量%以下、または1重量%以下の量の水をさらに含む。一実施形態では、連続媒体は、実質的に水を含まず、これは、媒体の重量に基づいて、500ppm未満、200ppm未満または100ppm未満であることを意味する。別の実施形態では、水の重量%またはppmに関する制限は、通常はミルベース、コーティングまたはインクを特徴付け、分散微粒子、分散剤、および極性媒体または非極性媒体、ならびに樹脂、粘度調整剤、消泡剤などの必要に応じた添加剤を含む、分散体の重量に基づくこととなる。
必要に応じて、本発明の組成物は、他の成分、例えば、樹脂(これらが有機媒体をまだ構成していない場合)、結合剤、共溶媒、架橋剤、流動化剤、湿潤剤、沈降防止剤、可塑剤、界面活性剤、本発明の化合物以外の分散剤、保湿剤、消泡剤、へこみ防止剤、レオロジー調整剤、熱安定剤、光安定剤、UV吸収剤、酸化防止剤、レベリング剤、光沢調整剤、殺生物剤および防腐剤を含んでもよい。
必要に応じて、プラスチック材料を含む組成物は、他の成分、例えば、本発明の化合物以外の分散剤、防曇剤、成核剤、発泡剤、難燃剤、加工助剤、界面活性剤、可塑剤、熱安定剤、UV吸収剤、抗酸化剤、香料、離型助剤、帯電防止剤、抗菌剤、殺生物剤、カップリング剤、潤滑剤(外部および内部)、耐衝撃性改良剤、スリップ剤、空気放出剤、および粘度抑制剤を含んでもよい。
組成物は、通常は1〜95重量%の微粒子固体を含み、正確な量は、固体の性質に依存し、量は、固体の性質および連続媒体の相対密度に依存する。例えば、固体が有機顔料などの有機材料である組成物は、一実施形態では、組成物の総重量に基づいて15〜60重量%の固体を含むのに対して、固体が無機顔料、充填剤または増量剤などの無機材料である組成物は、一実施形態では、40〜90重量%の固体を含む。
有機液体を含む組成物は、分散体を調製するために既知の従来の方法のうちのいずれかによって調製してもよい。したがって、固体、有機媒体および分散剤は、任意の順序で混合してもよく、次いで、混合物は、分散体が形成されるまで、例えば、高速混合、ボールミル粉砕、バスケット粉砕、ビーズ粉砕、グラベル粉砕、サンド粉砕、摩耗研削、2ロールまたは3ロール粉砕、プラスチック粉砕などによって、固体の粒子を適切な粒径まで小さくするために機械的処理にかけられてもよい。あるいは、固体を処理して、単独でまたは有機媒体もしくは分散剤のいずれかと混和して固体の粒径を小さくし、次いで他の成分が添加され、混合物が混合されて組成物を提供してもよい。組成物はまた、乾燥固体を分散剤と共に研磨または粉砕し、次いで液体媒体を添加するか、または顔料フラッシングプロセスで液体媒体中の分散剤と固体とを混合することにより作製することができる。
プラスチック材料を含む組成物は、熱可塑性化合物を調製するために既知の従来の方法のうちのいずれかによって調製してもよい。したがって、固体、熱可塑性ポリマー、および分散剤は、任意の順序で混合し、次いで混合物を機械的処理にかけて固体の粒子を小さくするか、またはそれらを好適なサイズに、例えば、バンバリー混合リボンブレンディング、ツインスクリュー押出、ツインロールミリング、バスコニーダーでのコンパウンディング、または類似の設備によって分散させてもよい。特定のプラスチックまたはゴム中の顔料のマスターバッチもまた作製でき、次いでそのマスターバッチを追加のプラスチックまたはゴムで希釈して、最終組成物を作製できる。
本発明の組成物は、液体分散体に特に適している。一実施形態では、このような分散体組成物は、
a) 0.5〜80部の微粒子固体と、
b) 0.1〜79.6部のポリマー分散剤と、
c) 19.9〜99.4部の有機液体と、を含み、
すべての相対部は、重量基準であり、量(a)+(b)+(c)=100である。
一実施形態では、成分a)は、0.5〜30部の顔料を含み、このような分散体は、(液体)インク、塗料およびミルベースとして有用である。
組成物が微粒子固体および乾燥形態のポリマー分散剤を含む必要がある場合、有機液体は、通常は揮発性であるため、蒸発などの単純な分離手段によって微粒子固体から容易に除去してもよい。一実施形態では、組成物は、有機液体を含む。
乾燥組成物が本質的にポリマー分散剤および微粒子固体からなる場合、乾燥組成物は、通常は微粒子固体の重量に基づいて、少なくとも0.2%、少なくとも0.5%または少なくとも1.0%のポリマー分散剤を含む。一実施形態では、乾燥組成物は、微粒子固体の重量に基づいて、100重量%以下、50重量%以下、20重量%以下または10重量%以下のポリマー分散剤を含む。
本明細書に開示されるように、本発明の組成物は、上記ポリマー化合物の存在下で微粒子固体が有機液体中で粉砕されるミルベースの調製に好適である。
したがって、本発明のさらに別の態様によれば、微粒子固体、有機液体およびポリマー分散剤を含むミルベースが提供される。
通常、ミルベースは、ミルベースの総重量に基づいて、20〜70重量%の微粒子固体を含む。一実施形態では、微粒子固体は、ミルベースの10重量%以上または20重量%以上である。このようなミルベースは、粉砕前または粉砕後に添加される結合剤を必要に応じて含んでもよい。
一実施形態では、結合剤は、有機液体の揮発時に組成物を結合することができるポリマー材料である。
結合剤は、天然材料および合成材料を含むポリマー材料である。一実施形態では、結合剤には、ポリ(メタ)アクリレート、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アルキド、セルロース、ニトロセルロースなどの多糖類、およびカゼインなどの天然タンパク質が挙げられる。結合剤は、ニトロセルロースであってもよい。一実施形態では、結合剤は、微粒子固体の量に基づいて、100%超、200%超、300%超または400%超で組成物中に存在する。
ミルベース中の必要に応じた結合剤の量は、広い範囲にわたって変化し得るが、通常はミルベースの連続相/液相のうちの10重量%以上、多くの場合20重量%以上である。一実施形態では、結合剤の量は、ミルベースの連続相/液相のうちの50重量%以下または40重量%以下である。
ミルベース中の分散剤の量は、微粒子固体の量に依存するが、通常はミルベースのうちの0.5〜5重量%である。
本発明の組成物から作製された分散体およびミルベースは、エネルギー硬化性システム(紫外線、レーザー光、赤外線、陽イオンビーム、電子ビーム、マイクロ波)が、モノマー、オリゴマーなどと用いられる非水性かつ無溶媒の配合物での使用、または配合物中に存在する組み合わせでの使用に特に好適である。これらは、塗料、ワニス、インク、その他のコーティング材料およびプラスチックなどのコーティングでの使用に特に好適である。好適な例には、低固体、中固体および高固体塗料、焼付けを含む一般的な工業用塗料、コイルおよび缶コーティング、粉末コーティング、UV硬化コーティング、木ワニスなどの2成分塗料および金属コーティング塗料;フレキソ印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、平版印刷、凸版印刷もしくはレリーフ印刷、スクリーン印刷などのインク、および包装印刷用の印刷インク、コンティニュアス型インクジェットと、サーマルインク、ピエゾインクおよび静電インク、相転移インクならびにホットメルトワックスインク、インクジェットプリンタ用インクを含むドロップオンデマンド型インクジェットインクと、を含むインクジェットなどのノンインパクト方式のインク、およびオーバープリントワニスなどの印刷ワニス;ポリオール分散体およびプラスチゾル分散体;特にテープキャスティング、ゲルキャスティング、ドクターブレード、押出および射出成形型プロセス、さらなる例としては、静水圧プレス成形用の乾燥セラミック粉末の調製における場合もある、非水性セラミックプロセス;シート成形コンパウンドおよびバルク成形コンパウンド、樹脂注入成形、引抜成形、ハンドレイアップおよびスプレーレイアッププロセス、マッチドダイ成形などの複合材料;注型用樹脂、化粧品、ネイルコーティングなどのパーソナルケア、日焼け止め、接着剤、液体トナーなどのトナー、プラスチック材料および有機発光ダイオード(OLED)デバイスを含むディスプレイ、液晶ディスプレイおよび電気泳動ディスプレイのカラーフィルタシステム用コーティング配合物剤などの電子材料、光ファイバコーティング、反射コーティングまたは反射防止コーティングを含むガラスコーティング、導電性インクおよび磁気インクならびにコーティングなどの構成材料での使用が挙げられる。これらは、上記の用途で使用される乾燥粉末の分散性を改善するために、顔料および充填剤の表面改質に役立つ。コーティング材料のさらなる例は、Bodo Muller,Ulrich Poth,Lackformulierung und Lackrezeptur,Lehrbuch fr Ausbildung und Praxis,Vincentz Verlag,Hanover(2003)およびP.G.Garrat,Strahlenhartung,Vincentz Verlag,Hanover(1996)に記載されている。印刷インクの配合の例は、E.W.Flick,Printing Ink and Overprint Varnish Formulations−Recent Developments,Noyes Publications,Park Ridge NJ,(1990)および後続版に記載されている。
一実施形態では、本発明の組成物は、1種以上の追加の既知の分散剤をさらに含む。
本明細書における本発明のポリマー分散剤は、インク、コーティング、LCD(液晶ディスプレイ)パネル、および着色ポリマー系または充填ポリマー系となる様々な微粒子分散体を作製するのに有用である。液晶ディスプレイは、液晶の光変調特性を使用するフラットパネルディスプレイまたはその他の電子変調光学デバイスである。別の実施形態では、カラーフィルタ組成物は、量子ドットカラーフィルタ用である。
新規コポリマーは、カラーフィルタ用途において特に有用である。一実施形態では、カラーフィルタ組成物は、a)フォトレジスト結合剤、b)透明顔料、c)必要に応じて溶媒および/または必要に応じて光開始剤または光潜在性触媒、およびd)添付の組成物クレームまたはプロセスクレームのうちのいずれかのブロックコポリマーである分散剤を含む。
フォトレジスト結合剤という用語は、感光性樹脂を指し、好ましくは酸硬化性樹脂もしくはアクリレート樹脂、光硬化性アクリレートオリゴマー樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂などの光硬化性樹脂またはそれらの混合物である。その種類の酸硬化性樹脂は一般に既知であり、例えば、“Ullmann’s Encyclopdie der technischen Chemie,” Edition 4,Vol.15(1978),pp.613−628に記載されている。(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸コポリマーが好ましい。
コポリマーの好ましい例は、メチル(メタ)アクリレートおよび(メタ)アクリル酸のコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレートおよび(メタ)アクリル酸のコポリマー、メチル(メタ)アクリレート/、エチル(メタ)アクリレートおよび(メタ)アクリル酸のコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸およびスチレンのコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸および2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのコポリマー、メチル(メタ)アクリレート/、ブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸およびスチレンのコポリマー、メチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸およびヒドロキシフェニル(メタ)アクリレートのコポリマー、メチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸およびポリメチル(メタ)アクリレートマクロモノマーのコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸およびポリメチル(メタ)アクリレートマクロモノマーのコポリマー、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、スチレンおよび(メタ)アクリル酸のコポリマー、メチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸およびポリスチレンマクロモノマーのコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸およびポリスチレンマクロモノマーのコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよびポリスチレンマクロモノマーのコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートおよびポリスチレンマクロモノマーのコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートおよびポリメチル(メタ)アクリレートマクロモノマーのコポリマー、メチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよびポリスチレンマクロモノマーのコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸およびポリメチル(メタ)アクリレートマクロモノマーのコポリマー、N−フェニルマレイミド、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸およびスチレンのコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、N−フェニルマレイミド、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]およびスチレンのコポリマー、アリル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、N−フェニルマレイミド、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]およびスチレンのコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、N−フェニルマレイミド、グリセロールモノ(メタ)アクリレートおよびスチレンのコポリマー、ベンジル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、N−フェニルマレイミド、グリセロールモノ(メタ)アクリレートおよびスチレンのコポリマー、ならびにベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、N−シクロヘキシルマレイミドおよびスチレンのコポリマーである。
光硬化性アクリレートオリゴマーは、光硬化性樹脂に加えて存在することが好ましい。本明細書で使用可能な光硬化性アクリレートオリゴマーには、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリトリトールペンタアクリレート(DPPA)、ペンタエリトリトールトリアクリレート(PETTA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、およびトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)などが挙げられる。
透明顔料という用語は、分散されたときに透過的に着色されたインクを与える顔料を指す。顔料は、無機物または好ましくは有機物であってもよく、例えば、カーボンブラックまたは1−アミノアントラキノン、アントアントロン、アントラピリミジン、アゾ、アゾメチン、キナクリドン、キナクリドンキノン、キノフタロン、ジオキサジン、ジケトピロロピロール、フラバントロン、インダントロン、イソインドリン、イソインドリノン、イソビオラントロン、ペリノン、ペリレン、フタロシアニン、ピラントロン、またはチオインジゴの系列の顔料、適用可能な場合は、金属錯体またはレーキの形態の顔料、特に非置換または部分的にハロゲン化された、銅、亜鉛またはニッケルフタロシアニンなどのフタロシアニン、1,4−ジケト−3,6−ジアリール−ピロロ[3,4−c]ピロール、ジオキサジン、イソインドリノン、インダントロン、ペリレンおよびキナクリドンである。例えば、アゾ顔料は、例えば、カップリング、縮合またはレーキ形成によって得ることができる、任意の既知の下位分類由来のモノアゾ顔料またはジスアゾ顔料であってもよい。
比較例1
比較例1は、スチレン無水マレイン酸骨格およびペンダントポリエーテル鎖を持つ櫛型コポリマーである。合成は、酢酸エチルを酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルに置き換えることを除いて、国際出願第2008/122606号(A)の実施例10に基づく。
スチレン無水マレイン酸コポリマー(Cray Valley製、3000のMn、12.5重量部)および酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(80部)を窒素下、25℃で3時間撹拌した。Surfonamine B200(Huntsman製、40.75部)を35分間かけて添加した。反応物を25℃で18時間撹拌した。次いで反応混合物を60℃に3時間加熱した。この段階でサンプル(61.6部)を取り出した。残りの反応混合物(71.4部)に、3−(ジメチルアミノ)−1−プロピルアミン(0.09部)および酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(0.25部)を添加し、反応混合物を80℃で15時間撹拌した。得られた黄色の液体は、ポリスチレン標準に対してGPCにより決定すると、Mn=5070およびMw=23150の固体を40.1重量%で有した。
比較例2
n−ブチルメタクリレート(490部)、2−メチル−2−[(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]プロピオン酸ブチル(CTA−1 Lubrizol製、118.62部)および酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(792.10部)を窒素下、80℃で撹拌した。2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(2.32部)酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(20部)を2時間かけて80℃で投入した。
酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(580部)中のブチルメタクリレート(980部)および2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(2.32部)を、反応物に9時間かけて80℃で投入した。ブチルメタクリレートの50%が反応した後、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(201.16部)の追加投入分を反応混合物に添加した。次いで、固体含有量で決定されるように、モノマー転化率が80%を超えるまで、反応混合物を80℃でさらに3時間加熱した。得られたポリマーは、GPC(1%トリエチルアミンを含むテトラヒドロフラン溶離液、ポリスチレン標準)により決定すると、分子量Mn=7800およびMw=11300を有した。
次いで、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(205.92部)を反応容器に投入した。2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート(630部)を1時間かけて反応に投入し、同時に2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(1.16部)および酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(290部)を2時間かけて投入した。
2時間の開始剤供給の終了後、モノマー転化率が100%に達するまで、反応混合物を80℃で10時間加熱した。得られた生成物は、GPC(1%トリエチルアミンを含むテトラヒドロフラン溶離液、ポリスチレン標準)で決定すると、Mn=9600およびMw=14200を有する固体が50.5重量%の琥珀色液体であった。
中間体A
n−ブチルアクリレート(320部)、2−メチル−2−[(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]プロピオン酸ブチル(CAT−1 Lubrizol製、13部)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(0.256部)および酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(474部)を窒素下、70℃で5時間撹拌した。2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(0.256部)を加え、固体含有量で決定してモノマー転化率が90%を超えるまで、反応物を70℃で6.5時間撹拌した。得られたポリマーは、GPC(テトラヒドロフラン溶離液、ポリスチレン標準)により決定すると、分子量Mn=11500およびMw=15200を有した。
酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(34部)、無水マレイン酸(61.20部)、スチレン(64.97部)および2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(0.128部)を加え、モノマー転化率が固体含有量で95%を超えるまで、反応物を70℃、窒素下で22時間撹拌した。得られたポリマーは、GPC(1%を含むテトラヒドロフラン溶離液、ポリスチレン標準)によって決定するとMn=11400およびMw=21200の琥珀色液体であった。
実施例1
中間体A(225部)および3−(ジメチルアミノ)−1−プロピルアミン(14.78部)を70℃で窒素下、3時間撹拌した。凝縮器を備えたディーンスターク装置を取り付け、反応物を110℃に23.5時間、窒素下で加熱した。得られた生成物はGPC(1%トリエチルアミンを含むテトラヒドロフラン溶離液、ポリスチレン標準)によって決定するとMn=13000およびMw=17800を有する固体が41.6重量%の褐色液体であった。イミド生成は赤外線で確認された。
実施例2
中間体A(225部)および1−(3−アミノプロピル)イミダゾール(18.11部)を70℃で窒素下、6時間撹拌した。凝縮器を備えたディーンスターク装置を取り付け、反応物を110℃に41時間、窒素下で加熱した。得られた生成物は、GPC(1%トリエチルアミンを含むテトラヒドロフラン溶離液、ポリスチレン標準)によって決定するとMn=11100およびMw=13900を有する固体が37.5重量%の褐色液体であった。イミド生成は赤外線で確認された。
実施例3
中間体A(225部)および3−ピコリルアミン(15.64部)を70℃で窒素下、3時間撹拌した。凝縮器を備えたディーンスターク装置を取り付け、反応物を110℃に21時間、窒素下で加熱した。得られた生成物は、GPC(1%トリエチルアミンを含むテトラヒドロフラン溶離液、ポリスチレン標準)によって決定するとMn=10700およびMw=15600を有する固体が43.8重量%の暗赤色液体であった。イミド生成は赤外線で確認された。
実施例4
中間体A(225部)および4−ピコリルアミン(15.64部)を70℃で窒素下、3時間撹拌した。凝縮器を備えたディーンスターク装置を取り付け、反応物を110℃に44時間、窒素下で加熱した。得られた生成物は、GPC(1%トリエチルアミンを含むテトラヒドロフラン溶離液、ポリスチレン標準)によって決定するとMn=10900およびMw=15400を有する固体が44.6重量%の暗赤色液体であった。イミド生成は赤外線で確認された。
分散体試験
実施例1〜実施例4(100%の活物質に基づいて1部)を酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(8部)に溶解した。ガラスビーズ(17部、直径1mm)および赤色顔料(1部、Irgaphor(登録商標)Red S3621、BASF製)を添加し、内容物を48時間、水平振とう機で粉砕した。得られたミルベースは、両方ともゲル化した比較例1および比較例2を除いて、流体分散体であった。
ミルベースの粒径(PS)は、分散体(0.1部)を酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル(20部)で希釈することにより評価し、Nanotrac粒径分析器を使用して評価した。

分散体安定性
次いで、ミルベースは、オーブン内、40〜45°Cで96時間加熱し、ミルベースの粒径(PS)を酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルを用いて分散体(0.1部)を希釈することにより評価し(20部)、Nanotrac粒径分析計を使用して評価した。ミルベースは、比較例1を除いて、粒径が安定したままであった。
上記で参照された文書のそれぞれは、以前のいかなる出願も含み、参照により本明細書に組み込まれる。実施例を除き、または特に明示的に示されている場合を除き、物質の量、反応条件、分子量、炭素原子の数などを指定するこの説明における全ての数量は、「約」という単語によって修飾されるものとして理解されたい。本明細書に記載の量、範囲、および比率の上限および下限は、独立して組み合わせてもよいことを理解されたい。同様に、本発明のそれぞれの要素の範囲および量は、他の要素のいずれかの範囲または量とともに使用できる。
本明細書で使用される場合、「含む(including)」、「含有する(containing)」、または「を特徴とする(characterized by)」と同義である「含む(comprising)」という移行句は、包括的または非限定的であり、追加の、列挙されていない要素または方法ステップを除外しない。しかし、本明細書の「含む(comprising)」のそれぞれの列挙において、この用語はまた、代替実施形態として、「から本質的になる(consisting essentially of)」および「からなる(consisting of)」という語句も包含することを意図しており、「からなる」は、指定されていないいかなる要素またはステップも除外し、「から本質的になる」は、考慮されている組成物または方法の基本的および新規の特性に実質的に影響を与えない追加の列挙されていない要素またはステップを含めることを可能にする。
主題の発明を説明する目的で、特定の代表的な実施形態および詳細を示してきたが、主題の発明の範囲から逸脱することなく様々な変更および修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。これに関して、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ制限されるものとする。

Claims (20)

  1. 少なくとも55重量%、65重量%または75重量%、より望ましくは少なくとも85重量%、好ましくは少なくとも95重量%の下記式のブロックコポリマー構造を含むポリマー分散剤であって、
    {(可溶化ブロック)−(アンカーブロック)}
    前記可溶化ブロックまたは前記アンカーブロックが最初に発生することができ、必要に応じて、1個の追加可溶化ブロックまたは1個の追加アンカーブロックがあるが、可溶化ブロックの合計数は、(5、3、2などの)vの最大値を超えず、アンカーブロックの合計数は、vの最大値を超えず、
    前記可溶化ブロックは、−(A)−であり、前記アンカーブロックは、構造−{(B)−(D)−のコポリマーであり、
    xは、少なくとも5であり、望ましくは5〜150、より好ましくは5〜100であり、
    yは、少なくとも1であり、1〜10であり得、より好ましくは1〜5であり、
    zは、一般に1であるが、2または3であり得、
    uは、1〜25、好ましくは2〜10または2〜20、より好ましくは3〜10または3〜20であり、
    u(y+z)は、少なくとも5、望ましくは5〜100または5〜50であり、
    vは、1〜5、好ましくは1〜3、より好ましくは1〜2であり、
    前記ポリマー分散剤の残部の45、35、25、15、または5重量%は、連鎖開始基、連鎖停止基または偶然挿入された繰り返し単位であり、前記A構造の繰り返し単位は、前記分散剤のうちの約25〜80重量%を構成し、前記B構造の繰り返し単位は、前記分散剤のうちの約5〜約35重量%を構成し、前記D構造の併せた繰り返し単位は、前記分散剤のうちの約5〜約50重量%を構成し、前記分散剤は、数平均分子量が少なくとも2500ダルトン、好ましくは75000ダルトン未満、より好ましくは5000〜20000ダルトンであり、
    前記A単位のうちの少なくとも90モル%は、A、A、A、A、AおよびA単位からなる群から選択され、
    前記ブロックコポリマー分散剤中の前記A繰り返し単位のうちの少なくとも80、90、95または98モル%は、A、A、およびAからなる群から選択され、前記A基の残部(20モル%以下、10モル%以下、5モル%以下および2モル%以下などは、A、AまたはAから選択されることが望ましい、ポリマー分散剤。一実施形態では、Aのうちの少なくとも80、90または95モル%は、Aから選択され、Aの残量は、前記ブロックコポリマー分散剤中のA繰り返し単位の総量に基づいて、20モル%以下、10モル%以下、および5モル%以下の量の他の単位AまたはA、ならびに20モル%以下、10モル%以下、および5モル%以下の量のA、AおよびAから選択されることが望ましく、
    ここで、A1は、炭素原子が4〜24個のフリーラジカル重合アルキル(メタ)アクリレート、好ましくは以下の構造の繰り返し単位で表され、

    式中、Rは、CHまたはHであり、Rは、直鎖または分岐鎖のC1〜20アルキル基であり、より望ましくは((場合によりヒドロキシル基もしくはエーテル結合または窒素をもたらす)酸素などの1個または2個のヘテロ原子を必要に応じて含む)C〜C16アルキル基であり、*は、前記ポリマー内の次の/隣接する繰り返し単位への共有結合(または示された分子の残部への共有結合)を示し、
    は、1個以上の繰り返し単位のジ置換(メタ)アクリルアミドモノマーの重合に由来することにより表され、以下の式に従い、

    式中、Rは、上記で定義した通りであり、RおよびR10は個々に、必要に応じてヒドロキシル基を有する、C〜Cアルキルもしくは芳香族もしくはアルキル基と芳香族基との組み合わせまたはこれらの組み合わせであり、必要に応じてRおよびR10は、互いに結合してC〜C16環状基を形成することができ、R基およびR10基は、アルキル、アルカノールまたは芳香族から選択され、
    は、芳香族アクリレートモノマーを下記構造にラジカル重合することに由来する1個以上の繰り返し単位により表され、

    式中、R11は、ヒドロキシル基(複数可)およびアルキル基で置換されたアルキレンオキシド基(複数可)を必要に応じて含む、C〜C12芳香族または芳香族とアルキル基との組み合わせであり、
    は、1個以上の芳香族ビニルモノマーのフリーラジカル重合に由来する繰り返し単位により表され、以下に示すような構造を有し、

    式中、Rは、Hまたはメチルであり、Rは、1個以上のハロゲン、C〜C10アルキルおよび/または芳香族基、好ましくはHまたはC〜Cアルキル基であり、ハロゲン、1個以上の酸素原子を必要に応じて含み、ニトロ基などの窒素原子を必要に応じて含み、変数eは、1、2、3、4、または5であり得、
    は、下記式の1個以上のポリエステル(メタ)アクリレートモノマーをラジカル重合することに由来する繰り返し単位により表され、

    式中、−O−R12は、数平均分子量が少なくとも200のポリエステルから構成される少なくとも1個のポリマー鎖であり、
    は、以下の式の(ポリ(エチレングリコール)(メタ)アクリレートなどの)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレートまたはポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレートの混合物のフリーラジカル重合に由来する、繰り返し単位により表され、

    式中、Rは、Hまたはメチルから選択され、R13は、好ましくは数平均分子量が200〜3000ダルトンのポリアルキレンオキシドまたは数平均分子量が200〜3000のポリ(プロピレングリコール)(メタ)アクリレートであり、
    Bは、炭素原子が8〜20個の、より望ましくは炭素原子が8〜10個の(必要に応じてヘテロ原子またはハロゲン(複数可)を有する)スチレンモノマーのラジカル重合に由来する繰り返し単位であり、より望ましくは下記式の芳香族置換スチレン繰り返し単位であり、

    式中、Rは、Hまたはメチルであり、Rは、1個以上のハロゲン、C〜C10アルキルおよび/または芳香族基、好ましくはHまたはC〜Cアルキル基であり、ハロゲン、1個以上の酸素原子を必要に応じて含み、ニトロ基などの窒素原子を必要に応じて含み、変数eは、1、2、3、4、または5であり得、
    Dは個々に、それぞれの繰り返し単位中にあり、1個以上のC〜Cジカルボン酸またはそれらの無水物繰り返し単位であり、Dは、D、D、DおよびDからなり、Dは、無水物構造を有し、Dは、すべてのカルボン酸基を酸形態または塩形態で有し、Dは、4〜30個の炭素原子および2〜10個(より望ましくは2〜4個または6個)の窒素原子の(必要に応じて1個または2個の酸素原子を含む)アミン反応物と反応させたジカルボン酸のうちの1個の酸基を有し、前記アミン反応物において、少なくとも1個の窒素原子は、カルボン酸と反応してアミド結合またはイミド結合を形成できる第一級アミンまたは第二級アミンであり、少なくとも1個の第2の窒素は、第三級窒素または芳香族環内の窒素、またはイミダゾール環内の第三級窒素であり、前記アミン反応物は、望ましくはアミノアルキルアミン、モノまたはジアルカノールアミノアルキルアミンであり得、式HOR(R)NRNHRまたはHO−R(HO−R)NRNHRにより表すことができ、式中、R、RおよびRは、先に定義されており、Rは、以下に示す構造などのH、または必要に応じて置換された直鎖または分岐鎖のヒドロカルビル基、または構造HN−R−N−(R)(R)のアミン、アミン官能性イミダゾール、またはアミン官能性ピリジン基であり、

    式中、#記号は、第一級アミン基または第二級アミン基を表し、第二級アミン基の場合、前記第二級アミン上の他の置換基は、直鎖または分岐鎖のヒドロカルビル基であり、
    式6、式7、式8、式9および式10、式中、R、R、およびRは、後に定義される通りであり、RおよびRは、HまたはC〜Cの直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基から選択され、#は、前記アミン種の前記第一級アミンまたは第二級アミン連結原子への結合点を示し、式6、式7、式8および式9のそれぞれは、以下のR11基であるか、または好ましくはD’、D’、D’およびD’、またはD”、D”、D”およびD”は、以下に示す通りであり、


    式中、D’もしくはD’、またはD”もしくはD”のN基またはNH基と共にR11基は、水素原子が1個少ない前記アミン反応物を表し、
    *は、前記分子の残部への結合点を示し、D’、D’、D’およびD’の併せた繰り返し単位の総数は、D’単位の総数に等しく、D’の少なくとも50モル%=D’+D’であり、好ましくはモル%D’は、D’の50、60、70、80、90モル%超=D’であるようにD’より大きく、かつ必要に応じて、前記ブロックコポリマー分散剤の全D単位の30モル%未満、より望ましくは20モル%未満、好ましくは10未満またはいくつかの実施形態では5または1モル%未満であり、前記ブロックコポリマー分散剤は、前記アミン反応物へのアミド結合またはイミド結合を有し、前記アミン反応物は、第三級アミン、芳香環内に窒素を有する芳香族アミン、またはイミダゾールを有さないが、代わりに、C〜C20個の炭素原子を有するアルキルアミン、例えば、メチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、または芳香族アミン、例えば、フェニルアミンおよびフェニルエチルアミンであるアミンを含む。
  2. 前記ジカルボン酸繰り返し単位またはその無水物と反応させた前記アミン成分が、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、4−(アミノエチル)モルホリン、2−(2−アミノエチル)−1−メチルピロリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、2−(2−アミノエチルピリジン)、1−(2−アミノエチル)ピペラジン、1−(2−アミノエチル)ピペリジン、1−(3−アミノプロピル)イミダゾール、4−(3−アミノプロピル)モルホリン、1−(3−アミノプロピル)−2−ピペコリン、1−(3−アミノプロピル)−2−ピロリジノン、トリス(2−アミノエチル)アミン、1,4,7−トリメチルジエチレントリアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタアミン、またはそれらの組み合わせから選択される第一級アミンからなる群から選択される、請求項1に記載のポリマー分散剤。
  3. 前記ポリマー分散剤が、5,000〜20,000ダルトンの数平均分子量を有する、請求項1または2に記載のポリマー分散剤。
  4. およびDが併せて、前記D基のうちの少なくとも80モル%である、請求項1から3のいずれか一項に記載のポリマー分散剤。
  5. 前記分散剤中の前記A繰り返し単位のうちの少なくとも80モル%が、炭素原子が1〜12個のR基を有するAである、請求項1から4のいずれか一項に記載のポリマー分散剤。
  6. 前記B基のうちの少なくとも80モル%が、無置換スチレン繰り返し単位である、請求項1から5のいずれか一項に記載のポリマー分散剤。
  7. 前記D単位のうちの少なくとも80モル%が、少なくとも1個の第三級アミンを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載のポリマー分散剤。
  8. 前記D単位のうちの少なくとも80モル%が、少なくとも1個のイミダゾール環またはピリジン環を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載のポリマー分散剤。
  9. 前記ポリマー分散剤が、ジブロックコポリマーである、請求項1から8のいずれか一項に記載のポリマー分散剤。
  10. 前記ポリマー分散剤が、トリブロックコポリマーである、請求項1から8のいずれか一項に記載のポリマー分散剤。
  11. 分散形態の微粒子と、連続媒体と、請求項1から10のいずれか一項のポリマー分散剤と、を含む、組成物であって、前記微粒子は、前記アンカーブロック(複数可)と優先的に相互作用し、極性有機媒体または非極性有機媒体を含む前記連続媒体は、前記可溶化ブロック(複数可)と優先的に相互作用する、組成物。
  12. 前記組成物が、ミルベース、塗料またはインクである、請求項11の組成物。
  13. 前記微粒子固体が、顔料または充填剤である、請求項11または12の組成物。
  14. 結合剤をさらに含む、請求項11から13のいずれか一項の組成物。
  15. 前記組成物が、カラーフィルタに使用される、請求項11から14のいずれか一項の組成物。
  16. 前記ポリマー分散剤が、前記組成物のうちの0.5重量%〜30重量%、または1重量%〜25重量%の範囲の量で存在する、請求項11から13のいずれか一項の組成物。
  17. ポリマー分散剤を形成するためのプロセスであって、
    a)少なくとも1個の−A−ブロックおよび少なくとも1個の−(B−D−ブロック、ならびに必要に応じて複数の−A−ブロックおよび−(B−D−ブロックを制御フリーラジカル重合によって重合することであって、A、B、D、x、y、z、およびuは、請求項1で定義された通りである、ことと、
    b)少なくとも1個のアミン反応性部を有するアミン成分を含む前記D単位の少なくとも50モル%をカルボン酸基と反応させて、アミド結合またはイミド結合と、第三級アミンまたは芳香環内のアミンもしくはイミダゾール環内のアミンとして特徴付けられる少なくとも1個の第2のアミン基と、を形成することによって、前記ブロックコポリマーを修飾することと、を含み、
    c)必要に応じて、前記ポリマー分散剤が、前記D成分に由来する未反応のカルボン酸基を有し、前記カルボン酸基のうちの1個以上は、アミン反応物と反応させられて、前記D繰り返し単位の酸性度を低下させる、プロセス。
  18. 前記制御フリーラジカル重合が、RAFT重合プロセスを含む、請求項18に記載のプロセス。
  19. 前記制御フリーラジカル重合が、OLRP重合プロセスを含む、請求項18に記載のプロセス。
  20. 前記A繰り返し単位の少なくとも80モルパーセントが、アルキル(メタ)アクリレートであり、前記(メタ)基は、必要に応じて存在し、前記アルキル基は、C〜C12の直鎖または分岐鎖のアルキル基である、請求項18から20のいずれか一項に記載のプロセス。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112979966B (zh) * 2019-12-17 2022-08-02 万华化学集团股份有限公司 一种梳型结构聚合物及其制备方法和用途
CN111273499A (zh) * 2020-03-27 2020-06-12 深圳秋田微电子股份有限公司 一种具有稳态的电泳显示液及其制备方法
EP4266094A1 (en) 2020-12-16 2023-10-25 FUJIFILM Corporation Composition, membrane, optical filter, solid image pickup element, image display apparatus, and infrared ray sensor
JPWO2022130773A1 (ja) 2020-12-17 2022-06-23
CN112852213A (zh) * 2021-01-13 2021-05-28 安徽博纳新材料科技有限公司 一种超枝化水性分散剂的制备方法
CN113069992B (zh) * 2021-03-19 2022-05-20 高安市环瓷达釉料有限公司 一种带有可水解外壳的固态分散剂制造工艺
CN114369387B (zh) * 2022-02-18 2023-03-24 温州大学新材料与产业技术研究院 一种水性印刷油墨专用分散剂及其制备方法
CN115322293B (zh) * 2022-05-26 2024-03-15 世名(苏州)新材料研究院有限公司 分散剂、制备方法及其在制备碳纳米管分散液中的应用
CN115057952B (zh) * 2022-07-29 2023-09-15 岳阳凯门水性助剂有限公司 改性聚苯乙烯马来酸酐聚合物及其制备方法、水性分散剂和色浆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04500532A (ja) * 1988-07-18 1992-01-30 コートールズ コーティングス(ホールディングス)リミティド 塗料およびそこで用いる高分子無水物
JP2003026949A (ja) * 2001-07-13 2003-01-29 Fuji Photo Film Co Ltd 顔料分散剤、顔料分散組成物、及び着色感光性組成物
JP2005513252A (ja) * 2001-12-21 2005-05-12 ユニバーシティ オブ シドニー ポリマー粒子の水性分散液
JP2009084397A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Kaneka Corp 顔料分散剤組成物
US20100081769A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 E.I.Du Pont De Nemours And Company Process for producing block copolymer pigment dispersants
US20110144263A1 (en) * 2008-09-25 2011-06-16 E.I Du Pont De Nemours And Company Block copolymer pigment dispersants

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4755563A (en) 1986-12-29 1988-07-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Block copolymer dispersants containing ionic moieties
TW400337B (en) * 1998-03-17 2000-08-01 Akzo Nobel Nv Process to make low-molecular weight sma
CA2265345A1 (en) * 1998-03-25 1999-09-25 The Lubrizol Corporation Vinyl aromatic-(vinyl aromatic-co-acrylic) block copolymers prepared by stabilized free radical polymerization
DE19904603A1 (de) * 1999-02-05 2000-08-10 Goldschmidt Ag Th Aminoxidgruppen enthaltende Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Verwendung als Dispergiermittel für Pigmente oder Füllstoffe
FR2806089B1 (fr) * 2000-03-09 2002-05-24 Atofina Utilisation d'un polymere a base d'anhydride maleique imidise dans des compositions de traitement de surface ou de revetement et dans les encres et vernis
CN101100496A (zh) * 2006-07-07 2008-01-09 戈尔德施米特股份公司 含氧化胺基团的马来酸酐共聚物及其用途
US7838574B2 (en) 2006-10-20 2010-11-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Dispersed pigments
DE102006062441A1 (de) 2006-12-27 2008-07-03 Byk-Chemie Gmbh Modifizierte Kammcopolymere
DE102006062439A1 (de) * 2006-12-27 2008-07-03 Byk-Chemie Gmbh Kamm(block)copolymere
TWI414534B (zh) 2007-04-04 2013-11-11 Lubrizol Ltd 分散劑組成物
JP5487564B2 (ja) * 2007-06-21 2014-05-07 三菱化学株式会社 着色樹脂組成物、カラーフィルタ、液晶表示装置及び有機elディスプレイ
WO2010027093A1 (ja) 2008-09-08 2010-03-11 国立大学法人京都大学 リビングラジカル重合法のための触媒
EP2439214B1 (en) 2009-06-03 2014-06-18 Kyoto University Polymerization initiator for living radical polymerization
WO2011016166A1 (ja) 2009-08-06 2011-02-10 国立大学法人京都大学 リビングラジカル重合触媒および重合方法
US9556299B2 (en) * 2011-06-22 2017-01-31 Byk-Chemie Gmbh Surface-active comb copolymers
KR101943539B1 (ko) 2011-08-25 2019-01-29 고쿠리츠 다이가쿠 호진 교토 다이가쿠 리빙 라디칼 중합을 위한 촉매 및 중합 방법
EP2676974A1 (de) * 2012-06-21 2013-12-25 BYK-Chemie GmbH Ionische Haftgruppen enthaltende Kammcopolymere
WO2017132380A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Polymeric dispersants containing multi-amine groups with improved chemical and thermal stability
CN106832358B (zh) * 2017-03-06 2019-03-15 中国科学院化学研究所 一种丙烯酸类聚合物纳米颗粒及其制备方法
JPWO2018199269A1 (ja) * 2017-04-26 2020-04-23 東亞合成株式会社 接着剤組成物

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04500532A (ja) * 1988-07-18 1992-01-30 コートールズ コーティングス(ホールディングス)リミティド 塗料およびそこで用いる高分子無水物
JP2003026949A (ja) * 2001-07-13 2003-01-29 Fuji Photo Film Co Ltd 顔料分散剤、顔料分散組成物、及び着色感光性組成物
JP2005513252A (ja) * 2001-12-21 2005-05-12 ユニバーシティ オブ シドニー ポリマー粒子の水性分散液
JP2009084397A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Kaneka Corp 顔料分散剤組成物
US20110144263A1 (en) * 2008-09-25 2011-06-16 E.I Du Pont De Nemours And Company Block copolymer pigment dispersants
US20100081769A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 E.I.Du Pont De Nemours And Company Process for producing block copolymer pigment dispersants

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