JP3936977B2 - 低感温性増粘剤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は低感温性増粘剤に関する。さらに詳しくは水系エマルション、水系エマルション塗料などに有用な低感温性増粘剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来増粘剤としては天然物、半合成品(ヒドロキシエチルセルロースなど)、合成品と多くの物が知られている。合成品の中でもポリアクリル酸系やポリオキシアルキレングリコール誘導体など多くが知られている。例えば水系エマルション塗料用にこれらの増粘剤を用いた場合、天然物、半合成品、ポリアクリル酸系はレベリング性が悪く、レベリング性を付与するためにポリオキシアルキレングリコール誘導体が用いられている。ポリオキシアルキレングリコール誘導体としては、ウレタン変成ポリオキシアルキレングリコール、エステル変成ポリオキシアルキレングリコール、エポキシ変成ポリオキシアルキレングリコールなど多くが知られている。(特公昭52−25840号、特公平1−55292号、特開昭58−213074、特開昭58−164671)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のポリオキシアルキレングリコール誘導体は、使用される温度範囲(0〜50℃)において、温度変化に伴って増粘作用が大きく変化するという欠点を有するものであった。例えば、従来の増粘剤を配合した水系エマルション塗料を屋外で塗布する場合、外気温によって増粘作用も変わり、それによって塗料の粘度が大きく変化するため夏場には塗料の粘度が下がりタレの問題が生じたり、冬場には塗料の粘度が上がり水による希釈などの煩雑さが生じるなど、実作業性に問題があった。また、従来の増粘剤を配合した水系エマルション塗料においては塗膜の調色性を悪化させたり、グロス低下を引き起こす傾向があり、満足するものではなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、温度変化による増粘作用の変化が少なく(低感温性)、調色性、グロス保持に優れた増粘剤およびそれを配合してなる水系エマルション、水系エマルション塗料を提供することを目的とする。
【0005】
すなわち、本発明の 増粘剤は一般式(1)で示される化合物の1種以上を含み、0.5重量%水溶液の曇点が60〜120℃、重量平均分子量が1〜8万であることを特徴とするものである。
[式中、X、Zは1−メトキシ−2−プロパノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、1−t−ブトキシ−2−プロパノール、3、3−ジエトキシ−1−プロパノール、5−エチル−1、3−ジオキサン−5−メタノール、2、2−ジメトキシシクロヘキサノール、5、5−ジメチル−1、3−ジオキサン−2−エタノール、2、2−ジブトキシエタノール、5−t−ブチル−1−ヘキサノール、4−t−ブトキシ−4−メチル−1−ペンタノール、ヘキシレングリコールモノブチルエーテル、2、2−ジ−t−ブトキシシクロヘキサノール、ヘキシレングリコールモノオクチルエーテル、ジメチルアミノプロパノール、ジエチルアミノエタノール、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、ジエチルアミノプロパノール、1、3−ビス(ジメチルアミノ)−2−プロパノール、ジイソプロピルアミノエタノール、ジエチルアミノペンタノール、ジブチルアミノエタノール、ジブチルアミノブタノール、1、3−ビス(ジエチルアミノ)−2−メチル−2−プロパノール若しくはジブチルアミノヘキサノールのアルコール残基又は、炭素数4〜14の直鎖炭化水素基であり、Yはジイソシアネート化合物から導かれる2価の有機残基であり、OR 、OR”は炭素数2〜4のオキシアルキレン基、OR’はオキシエチレン基であり、a、 dは1〜500の整数、bは20〜500の整数であり、cは1以上の整数である。]
【0006】
好ましくは、一般式(1)中のX、Zが炭素数4〜14の直鎖の炭化水素基であり、Yが炭素数4〜10のジイソシアネート化合物から導かれる2価の有機残基であることを特徴とするものである。
【0007】
また、本発明は上記の低感温性増粘剤を0.01〜10重量%配合してなる水系エマルションである。
【0008】
さらに、本発明は上記の低感温性増粘剤を0.01〜10重量%配合してなる水系エマルション塗料である。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の一般式(1)中のX、Zは、酸素又は窒素を含有する炭素数4〜14からなる有機基又は、炭素数4〜14の直鎖炭化水素基である。これらのうち好ましくは炭素数4〜14の直鎖炭化水素基であり、さらに好ましくは炭素数8〜13の直鎖炭化水素基であり、特に好ましくは炭素数10〜12の直鎖炭化水素基である。X、Zは同種でもよく、異種の組み合わせでもよい。炭素数4未満では増粘効果が少なく、炭素数14を越えると感温性が大きくなり、調色性が悪化し、グロス低下が起こる。なお、ここでいう炭素数とは、重量平均炭素数を表わす。
【0010】
酸素を含有する炭素数4〜14からなる有機基としては、例えば1−メトキシ−2−プロパノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、1−t−ブトキシ−2−プロパノール、3、3−ジエトキシ−1−プロパノール、5−エチル−1、3−ジオキサン−5−メタノール、2、2−ジメトキシシクロヘキサノール、5、5−ジメチル−1、3−ジオキサン−2−エタノール、2、2−ジブトキシエタノール、5−t−ブチル−1−ヘキサノール、4−t−ブトキシ−4−メチル−1−ペンタノール、ヘキシレングリコールモノブチルエーテル、2、2−ジ−t−ブトキシシクロヘキサノール、ヘキシレングリコールモノオクチルエーテルのアルコール残基などがあげられる。
【0011】
窒素を含有する炭素数4〜14からなる有機基としては、例えばジメチルアミノプロパノール、ジエチルアミノエタノール、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、ジエチルアミノプロパノール、1、3−ビス(ジメチルアミノ)−2−プロパノール、ジイソプロピルアミノエタノール、ジエチルアミノペンタノール、ジブチルアミノエタノール、ジブチルアミノブタノール、1、3−ビス(ジエチルアミノ)−2−メチル−2−プロパノール、ジブチルアミノヘキサノールのアルコール残基などがあげられる。
【0012】
炭素数4〜14の直鎖炭化水素基としては、例えばn−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−ミリスチル基などがあげられる。なお、nは直鎖を意味する。
【0013】
本発明の一般式(1)中のYはジイソシアネート化合物から導かれる2価の有機残基である。好ましくは炭素数4〜10のジイソシアネート化合物から導かれる2価の有機残基であり、さらに好ましくは炭素数5〜9のジイソシアネート化合物から導かれる2価の有機残基であり、特に好ましくは炭素数6〜8のジイソシアネート化合物から導かれる2価の有機残基である。炭素数4未満では製造コストが高くなり、炭素数が10を越えると調色性が悪化する。
【0014】
ジイソシアネート化合物としては、例えばジメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、2,2−ジメチルペンタンジイソシアネート、3−メトキシヘキサンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルペンタンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、3−ブトキシヘキサンジイソシアネート、1,4−ブチレングリコールジプロピルエーテルジイソシアネート、チオジヘキシルジイソシアネート、ジメチルベンゼンジイソシアネート、エチルベンゼンジイソシアネート、イソプロピルベンゼンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメチルビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメトキシビフェニルジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、メチレンビス4−シクロヘキシルイソシアネートなどがあげられる。
【0015】
本発明の一般式(1)中のOR、OR’、OR”は炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。炭素数が2未満および4を越えると増粘性が低下する。炭素数2〜4のオキシアルキレン基としてはオキシエチレン基、オキシプロピレン基およびオキシブチレン基などがあげられる。これらのうちオキシエチレン基は必須である。オキシエチレン基の割合は、好ましくは全オキシアルキレン基の60重量%以上、さらに好ましくは全オキシアルキレン基の80重量%以上、特に好ましくは全オキシアルキレン基の90重量%以上である。オキシエチレン基が60重量%未満では感温性が悪くなる。OR、OR’、OR”は2種以上のオキシアルキレン基をブロックまたはランダムに繋いだものでも良い。(OR)a、(OR’)b、(OR”)dは同種でもよく、異種の組み合わせでもよい。
【0016】
本発明の一般式(1)中のa、b、dは各々、OR、OR’、OR”の繰り返し単位を表わし、1〜500の整数であり、好ましくは2〜400であり、さらに好ましくは2〜300である。1未満および500を越えると増粘性が低下する。
【0017】
内の繰り返し単位を表わし、1以上の整数である。
【0018】
本発明の一般式(1)における増粘剤組成物の0.5重量%水溶液の曇点は60〜120℃であり、好ましくは65〜110℃であり、さらに好ましくは70〜100℃である。曇点が60℃未満では感温性が大きくなり、120℃を越えると増粘性が低下する。ここで曇点とは以下の測定方法により測定した数値である。
【0019】
増粘剤組成物を0.5重量%になるようにイオン交換水に溶解したものを測定試料とする。測定試料を内径1mm、長さ60mmの毛細管に入れて封管し、アルコール温度計の感温球部分に取り付け、それをオイルバスにつけ徐々に加熱し、測定試料が濁り始めた時の温度を曇点とする。
【0020】
本発明の一般式(1)における増粘剤組成物の重量平均分子量は、1〜8万であり、好ましくは1.5〜7万、さらに好ましくは2〜6万である。重量平均分子量が1万未満および8万を越えると増粘性が低下する。
【0021】
本発明における増粘剤の重量平均分子量は、分子量既知のポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(G.P.C.)を用いて測定することができる。例えば、東ソ−(株)製、型式HLC−8120GPCのゲルパーミエーションクロマトグラフィ(G.P.C.)を用いて以下の条件で測定できる。カラムには東ソ−製、型式SuperH−4000×2本と型式SuperH−3000×1本を用い、カラム温度は40℃、検出器は示差屈折計(RI検出器)、溶離液としてTHF(試薬1級、片山化学工業製)を用い、流速は0.5ml/min.、試料濃度は1%、試料溶液注入量は10μl、データ処理機は東ソ−(株)製、型式SC−8020、分子量既知のポリスチレンの標準物質として東ソ−(株)製、TSK標準ポリスチレンを用いる。
【0022】
本発明の増粘剤を合成する方法としては、公知のウレタン化反応を用いて合成することができる。例えばポリエーテルモノオール、ポリエーテルジオールおよびジイソシアネートを2〜10時間反応して合成できる。例えば、ポリエーテルモノオール、ポリエーテルジオールおよびジイソシアネートから合成する場合、一括仕込みによる合成方法でもよく、またポリエーテルジオールとジイソシアネートを反応させた後ポリエーテルモノオールと反応させ合成する方法、あるいはポリエーテルモノオールとジイソシアネートを反応させた後ポリエーテルジオールと反応させ合成する方法でもよい。反応により一部副生成物ができる場合があるが、主生成物は一般式(1)の化合物であり、副生成物との混合物で使用できる。
【0023】
反応温度は40〜130℃であり好ましくは70〜100℃である。40℃未満では反応が遅く時間がかかりすぎる欠点があり、また、130℃より高い温度では異常な副反応が起こり好ましくない。
【0024】
これらの反応において、必要に応じて使用される溶剤は活性水素を含有しないことを要し、例えば芳香族系溶剤としてトルエン、キシレンなど、脂肪族系溶剤として石油エーテル、n−ヘキサンなど、脂環式系溶剤としてシクロヘキサン、シクロヘキサノン、デカリンなど、ハロゲン含有溶剤としてクロロホルム、四塩化炭素、エチレンジクロライド、クロルベンゼンなど、エステル系溶剤として酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチルなど、ケトン系溶剤としてメチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどがあげられる。
【0025】
また必要に応じてウレタン化反応に使用される触媒としては、例えばアミン系化合物としてトリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ヘプタメチルジエチレントリアミン、N−メチルモルホリン、ベンジルトリエチルアンモニウムハイドロオキサイドなど、金属含有化合物として塩化第1スズ、塩化第2スズ、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛、ジブチルチンジラウレート、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸鉛、ナフテン酸カリウム、三塩化アンチモンなどがあげられる。触媒添加量は仕込み全重量に対し、0.001〜1重量%である。また添加方法は通常反応初期に加えるが反応中に分割して添加してもよい。
【0026】
次に本発明の低感温性増粘剤を配合してなる水系エマルションおよび水系エマルション塗料について説明する。
【0027】
本発明の水系エマルションは、低感温性増粘剤を水系エマルションに対して0.01〜10重量%配合したものであり、好ましくは0.05〜5重量%配合したものである。配合量が0.01重量%未満では増粘効果が発現せず、10重量%を越えると増粘し過ぎる。
【0028】
本発明の水系エマルション塗料は、低感温性増粘剤を水系エマルション塗料に対して0.01〜10重量%配合したものであり、好ましくは0.05〜5重量%配合したものである。配合量が0.01重量%未満では増粘効果が発現せず、10重量%を越えると増粘し過ぎる。
【0029】
本発明の低感温性増粘剤の添加方法としては、水系エマルションおよび水系エマルション塗料に直接配合してもよく、また添加前に適当な粘度になるように水あるいは溶剤で増粘剤を希釈してから配合してもよい。また例えばエマルション塗料に対してはグラインディングステージ(混練工程)に添加してもよく、レットダウンステージ(調整工程)に添加してもよい。
【0030】
本発明の低感温性増粘剤を用いることができる水系エマルションとしてはアクリル系樹脂エマルション、酢酸ビニル系樹脂エマルション、塩化ビニル系樹脂エマルション、アクリルスチレン系樹脂エマルション、シリコン樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、エポキシ樹脂エマルション、フッ素樹脂エマルション、SBラテックス、SBRラテックス、ABSラテックス、NBRラテックス、CRラテックスなどがあげられる。
【0031】
本発明の低感温性増粘剤を用いることができる水系エマルション塗料は通常水系エマルション、顔料、水、添加剤からなる。水系エマルションとしてはアクリル系樹脂エマルション、酢酸ビニル系樹脂エマルション、塩化ビニル系樹脂エマルション、アクリルスチレン系樹脂エマルション、シリコン樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、エポキシ樹脂エマルション、フッ素樹脂エマルションなどがあげられる。顔料としては炭酸カルシウム、酸化チタン、サチンホワイト、硫酸バリウム、タルク、酸化亜鉛、石膏、シリカ、フェライトなどの無機顔料、ポリスチレン系プラスチックピグメントなどの有機顔料があげられる。水系エマルション塗料の製造方法としては、ボールミル、サンドグラインドミルなどを用いて顔料を分散し(グラインディングステージ)、その後水系エマルションを配合(レットダウンステージ)し製造する。
【0032】
本発明の増粘剤が有用な水系エマルション、水系エマルション塗料以外の水性系には、紙、革および繊維工業に対する水系塗料組成物、洗浄剤、接着剤、ワックス、磨き剤、化粧品、洗面用化粧品、医薬品、農薬などがあげられる。
【0033】
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。文中に部または%とあるのは重量部または重量%の意味である。
【0034】
(本発明の増粘剤の製造例A)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール10000(分子量10000)を500部、n−ラウリルアルコールにエチレンオキサイドを20モル付加したポリエーテルモノオールを107部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しトリレンジイソシアネートを17.4部加え、窒素気流下80〜85℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0035】
(本発明の増粘剤の製造例B)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を360部、n−ラウリルアルコールにエチレンオキサイドを50モル付加したポリエーテルモノオールを285部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しキシリレンジイソシアネートを22.6部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0036】
(本発明の増粘剤の製造例C)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を600部、n−トリデシルアルコールにエチレンオキサイドを5モル付加したポリエーテルモノオールを28部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを22.4部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0037】
(本発明の増粘剤の製造例D)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を420部、n−デシルアルコールにエチレンオキサイドを20モル付加したポリエーテルモノオールを145部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しトリレンジイソシアネートを24.4部加え、窒素気流下80〜85℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0038】
(本発明の増粘剤の製造例E)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール20000(分子量20000)を400部、n−オクチルアルコールにエチレンオキサイドを100モル付加したポリエーテルモノオールを180部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しトリレンジイソシアネートを7部加え、窒素気流下80〜85℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0040】
(本発明の増粘剤の製造例G)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を300部、n−ラウリルアルコールにエチレンオキサイドを150モル付加したポリエーテルモノオールを339部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを12.6部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0041】
(本発明の増粘剤の製造例H)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を360部、n−トリデシルアルコールにエチレンオキサイドを50モル、プロピレンオキサイドを20モルブロック共重合したポリエーテルモノオールを142部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを13.4部加え、窒素気流下90〜95℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0042】
(本発明の増粘剤の製造例I)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール1000(分子量1000)を30部、n−トリデシルアルコールにエチレンオキサイドを250モル付加したポリエーテルモノオールを672部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを10.1部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0043】
(本発明の増粘剤の製造例J)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を600部、n−ラウリルアルコールにエチレンオキサイドを5モル付加したポリエーテルモノオールを60.6部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却し水添キシリレンジイソシアネートを28.8部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0044】
(本発明の増粘剤の製造例K)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール10000(分子量10000)を500部、n−トリデシルアルコールにエチレンオキサイドを10モル付加したポリエーテルモノオールを32部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却し水添キシリレンジイソシアネートを14.4部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0045】
(本発明の増粘剤の製造例L)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を300部、ヘキシレングリコールモノオクチルエーテルにエチレンオキサイドを50モル付加したポリエーテルモノオールを122部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを12.6部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0046】
(本発明の増粘剤の製造例M)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を600部、2,2−ジ−t−ブトキシシクロヘキサノールにエチレンオキサイドを10モル付加したポリエーテルモノオールを46部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しトリレンジイソシアネートを23.2部加え、窒素気流下80〜85℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0047】
(本発明の増粘剤の製造例N)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を420部、2−(ジブチルアミノ)エタノールにエチレンオキサイドを20モル付加したポリエーテルモノオールを147部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しトリレンジイソシアネートを24.4部加え、窒素気流下70〜80℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0048】
(本発明の増粘剤の製造例O)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を360部、6−(ジブチルアミノ)ヘキサノールにエチレンオキサイドを50モル付加したポリエーテルモノオールを145部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを15.1部加え、窒素気流下70〜80℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0049】
(本発明の増粘剤の製造例P)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を300部、n−ヘキシルアルコールにエチレンオキサイドを30モル付加したポリエーテルモノオールを142部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しトリレンジイソシアネートを17.4部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0051】
(本発明の増粘剤の製造例R)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール4000(分子量4000)を400部、n−ラウリルアルコールにエチレンオキサイドを20モル付加したポリエーテルモノオールを210部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しキシリレンジイソシアネートを37.6部加え、窒素気流下90〜95℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0052】
(本発明の増粘剤の製造例S)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール13000(分子量13000)を520部、2,2−ジ−t−ブトキシシクロヘキサノールにエチレンオキサイドを20モル付加したポリエーテルモノオールを30部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しテトラメチレンジイソシアネートを7.5部加え、窒素気流下90〜95℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0053】
(本発明の増粘剤の製造例T)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール2000(分子量2000)を25部、n−トリデシルアルコールにエチレンオキサイドを450モル付加したポリエーテルモノオールを500部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しキシリレンジイソシアネートを4.7部加え、窒素気流下90〜95℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0054】
(比較品の製造例A)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を600部、n−オクタデシルアルコールにエチレンオキサイドを5モル付加したポリエーテルモノオールを98部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しトリレンジイソシアネートを34.8部加え、窒素気流下80〜85℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0055】
(比較品の製造例B)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール20000(分子量20000)を400部、n−デシルアルコールにエチレンオキサイドを10モル付加したポリエーテルモノオールを12部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを5部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0056】
(比較品の製造例C)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール2000(分子量2000)を300部、n−オクチルアルコールにエチレンオキサイドを20モル付加したポリエーテルモノオールを298部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを50.4部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0057】
(比較品の製造例D)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール4000(分子量4000)を400部、炭素数14のセカンダリ−アルコールにエチレンオキサイドを10モル付加したポリエーテルモノオールを130部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しキシリレンジイソシアネートを37.6部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0058】
(比較品の製造例E)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を420部、ヘキシルフェノールにエチレンオキサイドを20モル付加したポリエーテルモノオールを148部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを23.5部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0059】
(比較品の製造例F)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを重量比60:40の割合でランダム共重合させた分子量9000のポリエーテルジオールを610部、n−トリデシルアルコールにエチレンオキサイドを10モル付加したポリエーテルモノオールを90部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを23.5部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0060】
(比較品の製造例G)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を480部、n−テトラデシルアルコールにエチレンオキサイドを5モル付加したポリエーテルモノオールを69部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却し4,4−ジフェニルメタンジイソシアネートを40部加え、窒素気流下80〜85℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(2時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0061】
(比較品の製造例H)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール6000(分子量6000)を480部、プロピルアルコールにエチレンオキサイドを20モル付加したポリエーテルモノオールを150部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しヘキサメチレンジイソシアネートを26.9部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0062】
(比較品の製造例I)
温度計、窒素導入管および高粘度用攪拌機を付した容量1000mlの4つ口フラスコに、ポリエチレングリコール4000(分子量4000)を80部、n−ヘキサノールにエチレンオキサイドを600モル付加したポリエーテルモノオールを530部入れ、低圧下(5〜10mmHg)にて80〜90℃で3時間脱水し、系の水分含量を0.03%とした。次いで、70℃に冷却しトリレンジイソシアネートを5.2部加え、窒素気流下85〜90℃でイソシアネート含量が0%になるまで反応させ(3時間)、淡黄色粘稠液状の反応生成物を得た。
【0063】
本発明の増粘剤の製造例A〜O、比較品の製造例A〜Hで得られた増粘剤の重量平均分子量と曇点を表1に示した。
【0064】
【表1】
【0065】
(実施例A〜T、比較例A〜I)
本発明の増粘剤の製造例A〜T、比較品の製造例A〜Iで得られた増粘剤40部、ブチルトリグリコールエーテル20部と水40部を均一配合し、実施例A〜T、比較例A〜Iを得た。
【0066】
実施例A〜T、比較例A〜Iの性能を以下の方法により評価した。結果を表2、表3および表4に示した。
【0067】
評価例1:水系エマルションでの増粘性、感温性評価
アクリルエマルション〔市販品:濃度49%〕100重量部、消泡剤〔ヘンケルKGaA製、デヒドラン1620〕0.1重量部および増粘剤0.5重量部なる配合で固形分43%の水系エマルションを作成した。上記の配合で、卓上ホモジナイザーにて3000rpmで5分間攪拌した後、12時間静置させた。その後配合物を所定の温度(2、25、40℃)に温調した後、60rpmでの粘度((株)東京計器製BM型粘度計)を測定した。
増粘性:25℃において増粘剤無添加の場合に比べ粘度が高くなる程増粘性は高い。
感温性:40℃の粘度に対する2℃の粘度の比が小さい程感温性は小さい。
【0068】
【表2】
【0069】
評価例2:水系エマルション塗料での増粘性、感温性評価
二酸化チタン〔テイカ(株)製、JR−600A〕350重量部、炭酸カルシウム〔三共製粉(株)製、エスカロン#2000〕100重量部、分散剤〔サンノプコ(株)製、ノプコスパース44−C〕4重量部、消泡剤〔ヘンケルKGaA製、デヒドラン1620〕3重量部、防腐剤〔サンノプコ(株)製、ノプコサイドSN−215〕2.4重量部、水100重量部、グロス塗料用エマルション(アクリル系)605重量部、プロピレングリコール30重量部、造膜助剤〔イーストマンケミカルカンパニー製、テキサノール〕15重量部および増粘剤15重量部なる配合の水系エマルション塗料を作成した。その後作成塗料を所定の温度(2、25、40℃)に温調した後、60rpmでの粘度((株)東京計器製BM型粘度計)を測定した。
増粘性:25℃において増粘剤無添加の場合に比べ粘度が高くなる程増粘性は高い。
感温性:40℃の粘度に対する2℃の粘度の比が小さい程感温性は小さい。
【0070】
【表3】
【0071】
評価例3:水系エマルション塗料での調色性、グロス評価
<調色性試験>評価例2で使用した塗料100重量部、消泡剤〔ヘンケルKGaA(株)製、デヒドラン1620〕0.2重量部、黄土2.3重量部、赤錆0.2重量部、黒顔料0.5重量部なる配合で、卓上ホモジナイザーにて2000rpmで10分攪拌し均一化した。この塗料をローラーにてスレート板に塗布し、A、タッチアップテスト(1回塗りした塗膜が乾燥後、一部に刷毛による上塗りを行う)B、ラビングテスト(塗膜面を指でこする)C、スポッティングテスト(塗膜の別の部分に塗料を少量落とし、スレート板を傾けて塗料を垂れさせる)を行い乾燥後、1回塗りの塗膜面との色の差異を観察した。
<グロス試験>評価例2で使用した塗料を脱脂したガラス板上にアプリケーター(膜厚0.152mm)にて塗布し、一日室温で乾燥した後、グロスメーターで60度鏡面光沢を測定した数値を記した。
【0072】
【表4】
【0073】
【発明の効果】
本発明の効果は、感温性に優れ、調色性を悪化させずまたグロスを低下させない新規な増粘剤並びに当該増粘剤を配合してなる水系エマルションおよび水系エマルション塗料を提供したことにある。本発明の増粘剤を配合してなる水系エマルション塗料は塗料粘度の温度依存性が少なく一年中を通して塗布作業性に優れ、夏場における塗料のタレも少なく冬場における塗料の希釈などの煩雑さもないという特徴を有する。
Claims (4)
- 一般式(1)で示される化合物の1種以上を含み、0.5重量%水溶液の曇点が60〜120℃、重量平均分子量が1〜8万であることを特徴とする 増粘剤。
[式中、X、Zは1−メトキシ−2−プロパノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、1−t−ブトキシ−2−プロパノール、3、3−ジエトキシ−1−プロパノール、5−エチル−1、3−ジオキサン−5−メタノール、2、2−ジメトキシシクロヘキサノール、5、5−ジメチル−1、3−ジオキサン−2−エタノール、2、2−ジブトキシエタノール、5−t−ブチル−1−ヘキサノール、4−t−ブトキシ−4−メチル−1−ペンタノール、ヘキシレングリコールモノブチルエーテル、2、2−ジ−t−ブトキシシクロヘキサノール、ヘキシレングリコールモノオクチルエーテル、ジメチルアミノプロパノール、ジエチルアミノエタノール、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、ジエチルアミノプロパノール、1、3−ビス(ジメチルアミノ)−2−プロパノール、ジイソプロピルアミノエタノール、ジエチルアミノペンタノール、ジブチルアミノエタノール、ジブチルアミノブタノール、1、3−ビス(ジエチルアミノ)−2−メチル−2−プロパノール、ジブチルアミノヘキサノールのアルコール残基又は、炭素数4〜14の直鎖炭化水素基であり、Yはジイソシアネート化合物から導かれる2価の有機残基であり、OR 、OR”は炭素数2〜4のオキシアルキレン基、OR’はオキシエチレン基であり、a、 dは1〜500の整数、bは20〜500の整数であり、cは1以上の整数である。] - 一般式(1)中のX、Zが炭素数4〜14の直鎖の炭化水素基であり、Yが炭素数4〜10のジイソシアネート化合物から導かれる2価の有機残基である請求項1に記載の 増粘剤。
- 請求項1又は2に記載の 増粘剤を0.01〜10重量%配合してなる水系エマルション。
- 請求項1又は2に記載の 増粘剤を0.01〜10重量%配合してなる水系エマルション塗料。
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