JPH0155292B2 - - Google Patents

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JPH0155292B2
JPH0155292B2 JP52146483A JP14648377A JPH0155292B2 JP H0155292 B2 JPH0155292 B2 JP H0155292B2 JP 52146483 A JP52146483 A JP 52146483A JP 14648377 A JP14648377 A JP 14648377A JP H0155292 B2 JPH0155292 B2 JP H0155292B2
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JP
Japan
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reactant
emulsion polymer
polymer
isocyanate
reaction product
Prior art date
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Application number
JP52146483A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS5480349A (en
Inventor
Debitsudo Emonzu Uiriamu
Edowaado Suteiibunsu Torabisu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Co
Original Assignee
Rohm and Haas Co
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=15408649&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH0155292(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Rohm and Haas Co filed Critical Rohm and Haas Co
Priority to JP14648377A priority Critical patent/JPS5480349A/en
Publication of JPS5480349A publication Critical patent/JPS5480349A/en
Publication of JPH0155292B2 publication Critical patent/JPH0155292B2/ja
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  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は広い範囲の水性系の増粘に有用な新規
の種類の非イオン性ポリウレタンに関するもので
あり、そしてさらに特に加水分解に対する安定
性、多用性および効率を特徴とする比較的低分子
量の増粘剤およびその増粘剤を含む広い種類の水
性系に関するものである。 本発明の増粘剤は既知の増粘剤の何れの種類に
も見出せなかつた性質の組合わせを提供する。例
えば、それらは非イオン性でありそして比較的低
分子量を有するにもかゝわらず多くの場合に甚だ
能率的な粘度改良剤である。それらは水およびア
ルコールあに対して安定でありそして生分解に対
して敏感でない。それらは水性系の仕上つた形を
実際的に増粘するばかりでなく、さらに後文に記
載するような多くの従属的性質を与える点におい
て多用性である。従つて、繊維結合剤組成物に対
する添加剤として、それらは織物を硬くするより
もむしろ実際に軟化させる。ラテツクス塗料にお
いては、特に、それらは単に増粘するだけでなく
また多くの場合優れた流動性および均展性を備
え、そして低および高剪断の両条件下で優れた粘
度調節を与える。 本発明の増粘剤は少なくとも三つの低分子量疎
水性基を有しその少なくとも二つは末端(外部
の)疎水基であるウレタンポリマーである。ポリ
マーの多くのものはまた一つまたは一つ以上の内
部疎水性基を含む。疎水性基は一緒にして全部で
少なくとも20個の炭素原子を含みそして、自己−
可溶化または水と混合しうるアルコールまたは界
面活性剤のような既知の可溶化剤との相互作用を
通してポリマーが容易に水に溶解するためにそれ
ぞれが少なくとも約1500、望ましくは少なくとも
約3000の分子量のポリエーテルセグメントを含む
親水性(水溶性)基を通して結合される。ポリウ
レタンの分子量は約10000ないし200000程度のも
のである。 このポリマーは非水溶媒中で造られそして下記
反応体の少なくとも(a)および(c)反応体の反応生成
物である;(a)少なくとも一つの水溶性ポリエーテ
ルポリオール、(b)少なくとも一つの水に不溶性の
有機ポリイソシアネート、(c)一官能価活性水素化
合物および有機モノイソシアネートから選ばれる
少なくとも一つの一官能価疎水性有機化合物、お
よび(d)少なくとも一つの多価アルコールまたは多
価アルコールエーテル。形成される生成物は次の
ものを含む: (1) 少なくとも3個の水酸基を含む反応体(a)と、
前述の有機モノイソシアネートとの反応生成
物; (2) 反応体(a)と、2個のイソシアネート基を含む
反応体(b)と、前述の活性水素含有化合物の反応
生成物。(a)対(b)の当量の比が0.5:1ないし
1:1であるそのような化合物はそれ自身が新
規であると信じられ;総てはある種の系に有用
であると信じられる; (3) 反応体(a)と、少なくとも3個のイソシアネー
ト基を含む反応体(b)と、活性水素含有化合物と
の反応生成物; (4) 反応体(a)と、反応体(b)と有機モノイソシアネ
ートとの反応生成物;および (5) 反応体(a)、(b)、(d)および有機モノイソシアネ
ートの反応生成物。 反応体は通常は実質的に化学量論的割合で使用
される、即ち、活性水素含有反応体(単または多
官能価を問わず)の全当量対イソシアネート反応
体の比率は少なくとも1:1である。単官能価水
素含有化合物の僅かな化学量論的過剰量(例え
ば、約5−10%)が存在しうる未反応イソシアネ
ート官能価を排除するために使用可能であり、こ
れによつてこの源泉からの毒性を避ける。増粘能
率を増すためにより過大量の、特にキヤツピング
ヒドロキシル化合物を使用することが可能であ
る。モノイソシアネートの僅かな過剰量は、その
ようなイソシアネートがキヤツピング疎水成分で
ある場合には総ての有効な活性水素官能価のキヤ
ツプ化を確実にするためにしばしば望まれる。 「単官能価活性水素化合物」というのはイソシ
アネートと反応性の基を1個だけ有し、従つてそ
のような基は1個の活性水素原子を含み、他の官
能基がもし在つたとしてもイソシアネートと反応
しないものである有機化合物を意味する。そのよ
うな化合物はアルコール、アルコールエーテルお
よびモノアミンのようなモノヒドロキシ化合物、
ならびにイソシアネートに対して僅かに単官能価
である化合物を与える多官能価化合物を含む。例
えば、第一アミンは多くの反応においては二官能
価であつても、イソシアネートに対しては単に単
官能価であつて、反応によつて生じる尿素基中の
水素原子はアミノ基またはヒンダーされない
(unhindered)アルコールの水素原子と比べると
イソシアネートに対しては比較的反応性でない。 反応体(c)は「キヤツピング」化合物である、と
いうのはそれは反応体(a)と(b)の反応生成物の末端
官能基と反応する(キヤツプする)ことを意味す
る。 ポリエーテルポリオール反応体(a)は酸化アルキ
レンと多価アルコールまたは多価アルコールエー
テルとの付加物、そのような付加物と有機ポリイ
ソシアネートとのヒドロキシル−末端プレポリマ
ー、またはそのような付加物とそのようなプレポ
リマーとの混合物である。 反応体(d)はイソシアネート官能価を停止させる
ためまたはイソシアネート末端の反応中間物と結
合させるために使用することが可能である。反応
体(d)は反応体(a)の付加物を形成するために使用し
たものと同一の型の多価アルコールまたは多価ア
ルコールエーテルが可能である。多価アルコール
または多価アルコールエーテルは脂肪族のもの、
脂環式のものまたは芳香族のものが可能でありそ
して単独でまたは何れかの型の混合物または二つ
の型の混合物として使用することが可能である。 有機ポリイソシアネートは単純なジ−およびト
リイソシアネート、そのような多価アルコールと
有機ジ−またはトリイソシアネートとのイソシア
ネート末端付加物、ならびにポリアルキレンエー
テルグリコールと有機ジ−またはトリイソシアネ
ートとのイソシアネート末端プレポリマーを含
む。 ポリウレタンの疎水性基は反応体(b)と(c)との残
基中に生じそしてもしも反応体(d)が存在すればそ
れの残基中にも生じる。末端(外部)の疎水成分
は単官能価活性水素化合物、有機モノイソシアネ
ートの残基、またはそのような化合物の残基の組
合わである。 反応体の割合および分子量を含めて、反応体お
よび反応条件の適正な選択によつて種々の重合体
生成物を得ることが可能である。生成物はその中
に親水性(ポリエーテル)基(ポリオール反応体
の残基)および疎水性基(ヒドロキシ化合物、ア
ミンおよび/またはイソシアネートの残基)の存
在および分布のために良好な増粘然質を示す。構
造上の点からはこの生成物は下文に記載するよう
に三つのグループに分類することが可能である。
ポリマーのあるものは本質的に線状構造の式−
のように容易に同一性を確認できる構造を有し
そして一般には式−の星形構造を有する。残
余のポリマーは複雑な混合物である。 このポリマーは増粘剤を普通に利用する何れの
水性系における既知の増粘剤に代替することも可
能であり従つて本発明の増粘剤の利用分野は多数
の工業上の、家庭用の、医薬上の、個人関係のお
よび農業上の組成物を含む。上述したように、そ
のような組成物中の増粘作用は均展性、流動性、
安定化、懸濁、高および低剪断粘度調節、および
結合性質のようなその他の性質の改良をもしばし
ば伴なう。A、BおよびC群のポリマーの総ては
ラテツクス塗料および多くのその他の水性系に対
して増粘剤として有用であるけれども、顔料捺染
ペーストおよび酸性染料浴に対する望ましい増粘
剤はBおよびC群のものである。 この明細書における術語「疎水成分
(hydrophobe)」はヒドロキシル、アミノまたは
イソシアネート反応体の炭化水素残基ばかりでな
くまたそのような残基と反応後に構造中に残留す
る隣接のウレタンおよびその他の基との組合わせ
を含む。術語「疎水成分」または同様の術語は従
つてここでは水に対する不溶性に寄与する重合体
状反応生成物の部分またはセグメントの総てを意
味して使用する。ポリエーテルポリオール反応体
の残基以外の総ての部分またはセグメントは従つ
て疎水性である。 ポリマーについての記述 本発明に有用な重合体増粘剤はポリウレタンで
あつてこれは次のように分類することが可能であ
る: A群−線状生成物 A−Bp−Eq(―B−E)―oBr−Et−A 式中各p、q、rおよびtは独立的に0または
1であり; 少なくともqおよびrの一つは1であり、そし
て rが0の場合にtは0である; 但し、もしもqが1の場合には、 a) p、rおよびtのそれぞれは0(下記式
のように)であるか;または b) pは0でありそしてrとtのそれぞれは1
(下記式のように)であるか;または c) tは0でありそしてrとpのそれぞれは1
(下記式のように)であり;そして qが0の場合には、rは1でありそしてpとtの
それぞれは0(下記式のように)であることを
条件とする。 前述の式の範囲内に入るポリマーは次のもので
ある: 実施例 A−E(―B−E)―oA 1−10 A−E(―B−E)―oB−E−A 24−28 A−B−E(―B−E)―oB−A 29−34 A(―B−E)―oB−A 11−23 A群化合物中の全活性水素基対全イソシアネー
トの当量比率は約1:1ないし2:1である。 B群−星−形生成物 〔H−E−OCH2sL〔Qv(―Du−E −A)―wRzn 式中LはX、Yまたは−O−であり、Qは−
CH2C≡であり、Dは−CH2O−であり、mは2
−4であり、sは0ないし2であり、mとsの合
計はL(2−4)の原子価であり、wは1−3で
あり、そしてuおよびzのそれぞれは独立的に0
または1である; そしてXが少なくとも1個の炭素原子、望まし
くは1−4個の炭素原子を含む炭化水素基である
場合には;Yは −OCONH(CH26N〔CONH(CH26NHCO−
O〕―2、CH3C〔CH2O−OCNHC7H6NHCO〕―3
よびCH3CH2C〔CH2O−OCNHC7O6NHCO〕―3
ら選択される3価の基である; 但し、もしも a) LがXである場合には、uおよびwはそれ
ぞれ1であり、vおよびzはそれぞれ0であ
り、mとsの合計は4であり、そしてmは少な
くとも2(下記の式のように)であり; b) もしもLがYである場合には、u、vおよ
びsはそれぞれ0であり、mは3であり、wは
2−3であり、そしてzは0または1(下記の
式のように)であり;そして c) Lが−O−である場合には、vおよびuは
それぞれ1であり、wは1−3であり、mは2
でありそしてsとzはそれぞれ0(下記の式
のように)である; 前述の式の範囲内に入るポリマーは次のもので
ある: 実施例 V.(H-E-OCH2)sX〔CH2O−E−A〕n 35−47 .Y〔(E−A)wR〕3 48−50 .O〔CH2C{CH2O−E−A}32 31−63 A群およびB群中のポリマーのそれぞれにおい
て: AおよびRは少なくとも1個の炭素原子を含む
疎水性有機基である場合にはBは式 (式中Gは有機ジ−またはトリイソシアネートの
残基であり、その残基は残存未反応イソシアネー
ト基を有さない) の二価の疎水性基であり; Eは二価の親水性の非イオン性ポリエーテル基
であり;そしてnは約1−20のように少なくとも
1、望ましくは1−10である。 構造式および中で全活性水素対全イソシア
ネートの当量比率は約1.2:1ないしイソシアネ
ートの化学量論的過剰であり;そして構造式に
おいては約1:1ないし活性水素の化学量論的過
剰量である。 この明細書中に与えられるnの値は、本発明の
型の反応生成物においては反応生成物はしばしば
nについて異なつた値を有する数個の生成物の混
合物であるため絶対値よりもむしろ平均値である
ということはポリマー化学者にとつては明らかな
ことであろう。 式Y−の星−形ポリマーの形状はトリメチロ
ールプロパンまたはペンタエリスリトール(式
中の残基X)のような多価水酸基反応体またはト
リイソシアネート(式中の残基Y)から生じる
ものであり、またはジペンタエリスリトール(式
のQおよびD)のようなポリヒドロキシエーテ
ルから生じる。L、QおよびDは親水性ポリエー
テルセグメントEがそれから分出されている中心
的疎水性核を形成し、部分的にまたは完全に疎水
性基AおよびRでキヤツプ(停止)される。先端
またはアームは同一または異つた鎖長を有しそし
て疎水性セグメントを親水性部分と交互に含むこ
とが可能である。sが0よりも大きい場合には部
分的キヤツピングになる。式および中ではA
は有機モノイソシアネートの残基である。 C群−複雑ポリマー C群のポリマーは線状、分枝および小分枝生成
物の複雑な混合物でこれらは疎水成分および親水
性セグメントが点在する疎水性セグメントとの網
状構造を形成する。この生成物はこれらを形成す
るために使用する多官能価反応体間に起るであろ
う多数の様々な相互作用から生じる。主要な反応
体は少なくとも3個のヒドロキシルまたはイソシ
アネート基を含む多官能価化合物、多官能価化合
物と反応性の二官能価化合物、およびモノヒドロ
キシまたはモノアミノ化合物のような単官能価反
応体である。反応体はそれぞれ単独でまたは二つ
または二つ以上の混合物として存在することが可
能である。二官能価化合物はジイソシアネート
(トリオールまたはより高級のポリオールとの反
応のための)またはジオール(トリイソシアネー
トとの反応のための)でありそしてまた単独でま
たは二つまたは二つ以上の混合物として存在する
こともできる。モノヒドロキシまたはモノアミノ
化合物、またはそれらの混合物はゲル化を防ぐた
めにジオールと反応しなかつたトリイソシアネー
トのイソシアネートをキヤツプするために反応混
合物に添加される。もしも若干のポリオール(ジ
オール、トリオールまたはより高級のポリオー
ル)が未反応で残る場合または総てのヒドロキシ
ル基をキヤツプする必要がある場合にはモノイソ
シアネートを反応混合物に加えることが可能であ
る。 C群の生成物ならびにA群およびB群の生成物
を造る場合には、総てのヒドロキシルのキヤツピ
ングを必要とはしないことはいうまでもない。絶
対的に必要とはしないけれども総てのイソシアネ
ートのキヤツピングまたは加水分解は重合体状生
成物中の毒性を避けるために望ましい。ヒドロキ
シルは水溶性を増進しそして増粘効果を減じるた
め一般に、約25%より多くないヒドロキシルをキ
ヤツプされずに残すべきである。もちろん、もし
も生成物が比較的高い割合の疎水性残基を含む場
合には、より多い量の未キヤツプ化ヒドロキシル
が許容できる。 概して言えば、C群の生成物は次のものを反応
させて造る重合体状組成物である;(a)少なくとも
3個のヒドロキシル基を有する有機ポリオール、
少なくとも3個のイソシアネート基を有する有機
ポリイソシアネート、およびそれらの混合物から
選択される多官能価反応体;(b)有機ジオール、有
機ジイソシアネート、およびそれらの混合物から
選択される二官能価反応体で、ポリイソシアネー
トが存在する場合には反応混合物中にジオールが
存在しそしてポリオールが存在する場合にはジイ
ソシアネートが存在する;(c)反応体(a)と(b)の反応
から残留する未反応イソシアネートがあればこれ
をキヤツプしそして反応混合物のゲル化を防ぐた
めに十分な量の単官能価ヒドロキシまたはアミノ
化合物;および場合によつて(d)反応体(a)および(b)
の反応から残留するヒドロキシル基をキヤツプす
るための疎水性有機モノイソシアネート;その際
ポリオールとジオールの少なくとも一つは少なく
とも1500分子量の水溶性ポリエーテルセグメント
を含み、全疎水基の全炭素含量は少なくとも20で
ありそしてポリウレタン生成物の平均分子量は約
10000−200000ある。下記の実施例64−117はこれ
らの生成物を例解する。 一般的法則として、前述の条件はA、Bおよび
C群のポリマーの総てに対して真実である。即
ち、もしもポリエーテルセグメントが少なくとも
1500(望ましくは3000−20000)の分子量を有し、
ポリマーが平均して、少なくとも3個の疎水性基
および疎水成分に結合する水溶性ポリエーテルセ
グメントを少なくとも2個含み、疎水性基中の炭
素原子の合計が少なくとも20、望ましは30であ
り、そして全分子量が約10000−200000、望まし
くは12000−150000である場合にはこのポリマー
は良い増粘を提供するであろう。最適のポリエー
テル含量は、もちろん、ポリマー中の疎水基の嵩
と分布によつて決まるであろう。ポリマーが小さ
な外部および内部疎水成分を含む場合には4000−
5000の全ポリエーテル分子量が適するであろうが
長鎖脂肪ポリオールまたはアミンのようなポリオ
ール中により巨大なおよび/または大規模に分枝
した疎水基を造るべき場合にはポリエーテル含有
量は実質的に増加させねばならないであろう。増
大する疎水性を相殺するためにはポリエーテルの
割合は増加するのでそれは相対的の問題であるこ
とはいうまでもないが疎水性部分中の約200個の
炭素原子は実際上の上限である。しかしながら、
全分子量が増加するいつれて粘度が増加しそして
取扱の容易さは減じ、従つて生成物の経済上の有
用性は実質的に減少する。 ポリマーの比較的低い分子量はその非イオン性
性質と協力して増粘剤としてのそれらの能率を促
進する、なぜならばそれらの増粘性能は既知の増
粘剤と比べて与えられる水性系中で等しい分子量
に対してはずつと大であるためで、そしてポリマ
ーは分子量または鎖伸長だけよりもむしろ会合の
ミセル的またはその他の形のような会合機構によ
つて増粘するものと信じられるからである。例え
ば、、水性分散中の1.0重量%のポリマーはより高
い濃度において他の非イオン性増粘剤によつて提
供されるものと同じ増粘を提供するであろう。も
ちろん、比較的低分子量および固形分水準におい
て良好な増粘を得る性能はポリマーが繊維仕上組
成物中に使われる場合の繊維に対する柔軟効果の
ようなその他の性質をも促進する。その上、内部
または外部疎水成分としての有機イソシアネート
残基の使用はまたポリマーを加水分解的劣化に対
して相対的に安定化し、それによつて引伸ばされ
た貯蔵寿命を要求する系におけるようにそれらの
有用性を大いに拡大させる。 ラテツクス塗料のようなある種の応用において
は、本発明のポリマーは優れた流動および均展性
ならびに増粘を提供する。高い剪断増粘が重要で
ある紙用塗料組成物のような他の用途においては
本発明のポリマーはこの方面において優れたもの
として容易に選択することができ、しかもまた良
好な増粘性能および低剪断粘度を保持する。 重合体状生成物の調製 本発明のポリウレタンを形成するのに使用する
第一種の反応体(a)は水溶性ポリエーテルポリオー
ルである。典型的には、これらは多価アルコール
または多価アルコールエーテルのような脂肪族、
脂環式または芳香族ポリヒドロキシ化合物と酸化
エチレンまたは酸化プロピレンのような酸化アル
キレンとの付加物であるか、またはそれらはその
ような付加物と有機ポリイソシアネートのヒドロ
キシル末端プレポリマーでもよい。付加物または
プレポリマーはそのような付加物またはプレポリ
マーの二つまたはそれ以上の混合物でよく、そし
てそのような付加物とプレポリマーとの混合物も
また使用可能である。多価アルコールは単にエチ
レングリコールおよびプロピレングリコールのよ
うな単一のグリコールばかりではなくまたポリア
ルキロールアルカン(例えば、トリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール)およびポリヒド
ロキシアルカン(例えば、グリセロール、エリス
リトール、ソルビトール、マンニトール、および
同種のもの)のような三つまたはそれ以上のヒド
ロキシル基を含むヒドロキシ化合物をも含む。多
価アルコールエーテルは通常は多価アルコールと
酸化アルキレンとの付加物であるがしかしある場
合には他のポリヒドロキシ化合物との副産物とし
て存在する。例えば、普通に造られるペンタエリ
スリトールは約15%のエーテル、ジペンタエリス
リトールを含有する。脂環式ポリヒドリツク化合
物の典型はシクロペンタンジオール−1,2,
1,4−シクロヘキサンジオール、ヘキサヒドロ
キシシクロヘキサン、およびこれに類するもので
ある。ポリヒドロキシ化合物はまたジ−およびト
リヒドロキシベンゼンおよびこれに類するものの
ような芳香族化合物も含む。 前述したおよび多数の他のヒドロキシ化合物、
付加物およびプレポリマーは周知でありそして技
術的文献中に徹底的に記載されており、それには
ホイツトモアー(Whitmore)、有機化学、2版、
ドーバー(Dover)出版社、ニユーヨーク、
1961、2巻、頁302−330、547−559および671−
674のような標準テキストブツクを含む。 親水性ポリエーテルポリオール付加物の都合の
よい供給源はポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコールまたはポリブチレングリコール
のような約4000−20000分子量のポリアルキレン
グリコール(またポリオキシアルキレンジオール
として知られる)である。しかしながら、酸化ア
ルキレンと脂肪アルコール、フエノールまたはア
ミンのような単官能価反応体との付加物、または
酸化アルキレンとアルカノールアミン(例えばエ
タノールアミン)のような二官能価反応体との付
加物もまた有用である。そのような付加物はまた
ジオールエーテルおよびアルカノールアミンエー
テルとして知られている。 ポリエーテルセグメントを与える適した化合物
はまた式NH2(CH2CH2O)XH(式中Xは約10ない
し200の範囲である)のアミノ−末端ポリオキシ
エチレンをも含む。そのような化合物は「ジエツ
フアミン(Jeffamine)」の商品名で販売されて
おり、典型的な化合物は約2000の分子量の「ジエ
ツフアミン2000」である。 第二種の反応体(b)、即ち水に不溶性有機ポリイ
ソシアネート、または反応体(a)中に含まれるヒド
ロキシル−末端プレポリマーを形成するために使
うイソシアネートは下記に掲げるような脂肪族、
脂環式または芳香族のものが可能であり、そして
単独でまたは異性体の混合物を含めてそれらの二
つまたは二つ以上の混合で使用することが可能で
ある: 1,4−テトラメチレン ジイソシネート 1,6−ヘキサメチレン ジイソシアネート
(「HDI」) 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 1,4−シクロヘキシレン 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−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−
3,5,5−トリメチルシクロヘキサン −および−フエニレン ジイソシアネート 2,6−および2,4−トリレン ジイソシアネ
ート(「TDI」) キシレン ジイソシアネート 4−クロロ−1,3−フエニレン ジイソシアネ
ート 4,4′−ビフエニレン ジイソシアネート 4,4′−メチレン ジフエニルイソシアネート
(「MDI」) 1,5−ナフチレン ジイソシアネート 1,5−テトラヒドロナフチレン ジイソシアネ
ート ポリメチレン ポリフエニルイソシアネート 商標名「パピ(PAPI)」で販売される、「パピ
135」(133.5の当量でそして平均のイソシアネー
ト官能価は2.7である)および「パピ901」(当量
133そして平均のイソシアネート官能価2.3)のよ
うな。 トリメチロールプロパンとトリレンジイソシア
ネート芳香族トリイソシアネート付加物商標名
「モンヂユール(Monder)CB−75」によつて販
売される。 1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートの加
水分解三量化による脂肪族トリイソシアネート生
成物、「デスモジユル(Desmodur)N」の商標
名で販売される。 C36ダイマー酸ジイソシアネート 「DDI」の商標名で販売され、J.Am.Oil Chem.Soc.51522(1974)において検討したダイ
マー酸に基づく。 反応体(c)の一つの形の代表的モノイソシアネー
トはブチルイソシアネート、オクチルイソシアネ
ート、ドデシルイソシアネート、オクタデシルイ
ソシアネート、シクロヘキシルイソシアネートお
よび同種のもののような直鎖、分枝鎖および環状
イソシアネートを含む。これらのイソシアネート
はまた単独でまたはそれらの二つまたは二つ以上
の混合物として使用が可能でありそしてポリマー
中に末端疎水成分を導入するための好都合な方法
である。 モノまたはポリイソシアネートはまた前述のイ
ソシアネートの何れかと少なくとも二つの官能価
を有する活性水素化合物との反応によつて少なく
とも一つのイソシアネート基が未反応で残存する
ように誘導された多官能価イソシアネートの何れ
をも含む。そのようなイソシアネートは少なくと
も2個の活性水素原子を含む反応体によるイソシ
アネート末端イソシアネート/ジオール反応生成
物のポリウレタン合成における周知の方法による
鎖延長と等価である。 その他の有用な種々のモノ−またはポリイソシ
アネートは、「ウレタンの科学と技術における進
歩」、著者フリツシユおよびS.L.リーガン、テク
ノミツク出版社、1巻(1971)および2巻
(1973)を含めてウレタン化学に関するテキスト
中に記載されており、そして考文献はこの中に掲
げられている。希望する疎水特性の度合を与える
ために有効な如何ほどの数の炭素原子もイソシア
ネートは含有することが可能である。一般に約4
ないし30個の炭素原子で十分であり、選択は生成
物中のその他の疎水性基と親水性ポリエーテルの
割合によつて決まる。 官能基がヒドロキシルである第三種の反応体(c)
の単官能価活性水素化合物の例はメタノール、エ
タノール、オクタノール、ドデカノール、テトラ
デカノール、ヘキサデカノール、およびシクロヘ
キサノールのような脂肪族(C1−C24)アルコー
ル;フエノール、クレソール、オクチルフエノー
ル、ノニルおよびドデシルフエノールのようなフ
エノール類;エチレングリコールのモノメチル、
モノエチルおよびモノブチルエーテル、およびジ
エチレングリコールの類似のエーテルのようなア
ルコールエーテル;直鎖または分枝鎖(C1−C22
のアルカノール/酸化エチレンおよびアルキルフ
エノール/酸化エチレンの付加物のようなアルキ
ルおよびアルカリールポリエーテルアルコール
(例えばラウリルアルコール、t−オクチルフエ
ノールまたは1−250酸化エチレン基を含有する
ノニルフエノール/酸化エチレン付加物);およ
び「アルフオール(Alfol)」アルコールとして知
られるC10−C20ノルマルアルコール混合物のよう
な他のアルキル、アリールおよびアルカリールヒ
ドロキシ化合物とそれらの混合物である。 モノヒドロキシ化合物の全部または一部の代り
に使用することが可能な単官能価活性水素化合物
としてのアミノ化合物はアルキル基中に約1−20
個の炭素原子を含有する直鎖または分枝鎖のアル
キルアミンまたはそれらの混合物のような第一ま
たは第二脂肪族、脂環式または芳香族アミンであ
る。適するアミンはn−およびt−オクチルアミ
ン、n−ドデシルアミン、C12−C14またはC18
C20t−アルキルアミン混合物、およびN,N−ジ
ベンジルアミン、N,N−ジシクロヘキシルアミ
ンおよびN,N−ジフエニルアミンのような第二
アミンを含む。イソシアネートまたはヒドロキシ
ル化合物のような他の源泉からの生成物中にもし
もポリマー生成物中の末端基(一緒にして)中に
全部で少なくとも10個の炭素原子を与えるのに十
分な疎水性残基がある場合には低級アルキル
(C1−C7)アミンの使用も可能である。正常な反
応条件下で1個のイソシアネート基に向つて僅か
に単官能価である限りアミノ化合物は1個以上の
活性水素原子を含有することが可能である。第一
アミンはそのような化合物の一例である。 前述したおよびその他の多数の有用なモノヒド
ロキシおよびアミノ化合物は標準の有機教科書お
よび上記のホイツトモアのテキストの頁102−138
および165−170の記載のようなその他の参考論文
中に記載されるように周知である。 ポリマーはウレタンの合成に対して一般に知ら
れている技法に従つて望ましくは未反応イソシア
ネートが残らぬようにして造られる。水ははイソ
シアネート官能価を消費するであろうから反応か
ら排除されるべきである。無水条件は除去するた
めの共沸蒸溜により、窒素散布下の加熱により、
または反応体の事前乾燥によつて達成される。 もしも希望するならば、より高分子量の生成物
に導くために反応中の粘度を減ずる目的で溶媒中
で反応を行うことも可能である。反応媒質中の高
粘度は貧弱な熱移動と困難な撹拌の原因となる。
一般に、30000またはそれ以上の分子量に出合う
場合には溶剤が有用である。これ以下の分子量に
は溶剤を要しない。使用する場合には、溶剤はイ
ソシアネートに対して無作用でありそして反応温
度においてポリオキシアルキレン反応体およびウ
レタン生成物を溶解することが可能であるべきで
ある。好適な無作用溶剤はベンゼン、トルエン、
キシレンおよび「ソルベツソ(Solvesso)100」
または「ソルベツソ150」の商標で販売される溶
剤のようなその他の周知の芳香族に富む溶剤のよ
うな非活性水素含有化合物、ならびに酢酸エチ
ル、酢酸ブチルおよび酢酸(セロソルブ
(Cellosolve)」のようなエステルおよびエチレン
グリコール、ジエチレングリコールおよび同種の
もののジアルキルエーテルを含む。その他の多く
の周知溶剤もまた使用できる。 反応温度は決定的ではない。好都合な反応温度
は約40℃ないし120℃、望ましくは約60℃ないし
110℃である。反応温度はイソシアネート−ウレ
タン縮合のような望ましくない副反応を避けると
共に適度に早い反応速度を得るように選ぶべきで
ある。 反応体装入の順序はほとんどの場合に決定的で
はない。しかしながら、ある場合には、反応体が
高分子量のものまたは多官能価のものである場合
には、添加の順序はゲル化を避けるために明らか
に調整される。例えば、良い割合で疎水性特性を
得ながら高分子量を避けるためには、モノヒドロ
キシ化合物、アミンまたはモノイソシアネートの
ような疎水成分−寄与反応体を第一に装入し、続
いてポリオキシアルキレングリコールを加えるこ
とが望ましい。もしも高分子量を望む場合には、
ポリオキシアルキレングリコールの後から疎水成
分−寄与反応体の装入が可能であり、または疎水
性反応体の一部を始めに装入しそして残余を残り
の反応体の後から添加する。装入はまた希望によ
つて連続的にまたは半−連続的でもよい。 添加の順序、反応体の割合およびその他の反応
の条件は生成物の配置、分子量およびその他の特
性を調節するためにポリウレタンの周知の原則に
従つてこのように変えることが可能である。 それらの式および下記の実施例から明らかなよ
うにA群のポリマーはポリオキシアルキレングリ
コールとジイソシアネートとのプレポリマーを形
成しそして次にプレポリマーがヒドロキシル末端
基を有する場合にはモノイソシアネートまたはモ
ノ−ジ−イソシアネート混合物により、またはプ
レポリマーがイソシアネート末端基を有する場合
にはモノヒドリツクまたはアミノ化合物(または
モノヒドリツク化合物とまたはアミノ化合物と酸
化アルキレンとの付加物)によつてキヤツプして
好都合に造られる。 B群のポリマーはトリメチロールプロパンまた
はトリイソシアネートのような多官能価化合物を
反応体として使用することを除いて同様の方法で
造る。例えば、トリメチロールプロパン−酸化エ
チレン付加物またはトリイソシアネートをモノイ
ソシアネートとまたはモノヒドロキシ化合物−酸
化エチレン付加物とそれぞれ反応させた場合に一
般に星−形ポリマーを生じる。適したポリイソシ
アネートは下記の「デスモジユールN」および
「モンジユールCB−75」である。 より複雑なポリマー混合物のC群はポリオール
(少なくとも3個のヒドロキシル基)またはトリ
イソシアネートとそれぞれジイソシアネートおよ
びポリエーテルジオールとの反応、引続く未反応
イソシアネートのモノオールまたはモノアミンに
よるキヤツプ化または未反応ヒドロキシルのモノ
イソシアネートによるキヤツプ化から生じる。適
するポリオールの例はトリメチロールプロパンま
たはトリメチロールブタンのようなポリアルキロ
ールアルカン、エリスリトールのようなエーテル
結合を有するヒドロキシ化合物(ジペンタエリス
リトール、トリペンタエリスリトール、および同
種のもの)およびグリセロール、ブタンテトラオ
ール、ソルビトール、マンニトール、および同種
のもののような3個またはそれ以上のヒドロキシ
基を含有するヒドロキシアルカンである。既に述
べたようにヒドロキシル基の総てをモノイソシア
ネート疎水成分でキヤツプしなければならないの
ではない。 ポリマーの性質を決定するのに反応体の割合は
重要な役割を演ずる。例えば、A群の線状ポリマ
ーがデシルまたはドデシルアルコールでキヤツプ
されたイソシアネート−末端ポリエチレングリコ
ール(PEG分子量6000−7500)プレポリマーか
ら造られそしてその際イソシアネートがトリレン
ジイソシアネート(TDI)の場合、アルコール/
PEG/TDI当量比が0.2−0.3/0.8−0.7/1.0のと
きラテツクス塗料用として優れた増粘剤であるポ
リマーを与える。しかしながら、比率が約0.1/
0.9/1.0である場合には増粘性能は幾分劣るがし
かし塗料中の流動性および均展性能力は甚だ良好
である。これらおよびその他の性質のこ以上の記
載下記のポリマー調製の引続く開示において与え
られる。 エステル基を含有するプレポリマー、付加物ま
たはその他の反応体はそのような基を含む生成物
の加水分解に対し不安定性の故に避けるべきであ
る。しかしながら、その他の基もそれが無作用で
ある限り、即ちそれらが希望する生成物の生成を
妨害しない限り反応体はその他の何れの基も含む
ことが可能である。例えば、塩素および臭素のよ
うなハロゲンは通常は有用なポリマーの形成を妨
げないであろう。 生成物粘稠度 ポリマー増粘剤生成物の粘稠度は溶剤反応媒質
(上述した)によるかまたは合成後に生成物を軟
化剤と合体させることにより調節することができ
る。そのような処理を施さなければより高い分子
量の生成物は硬くて取扱いにくくなる。生成物の
分子量、固形分含有量、および添加剤の型と量に
応じて、生成物は粘稠度において軟質ワツクスか
らペーストまで変えて造ることができる。そのよ
うな粘稠度はそれによつて増粘されるべき水性系
に分散されるべき容易さを含めて生成物の引続く
取扱いに対して重要である。実験室規模において
は合成中に単により多く溶剤を含めることによつ
てより高分子量生成物の粘稠度を調節することが
可能であるけれども、製造規模では反応容器容量
を維持するために通常合成中に非極性溶剤の最小
量使用を要求し、続いて混合物に対し合成の終り
に向けてまたは合成に引続いて軟化剤を添加す
る。 ある種の極性溶剤は合成中に存在することも可
能ではあるけれども(ケトンおよびエステルのよ
うにイソシアネートに無作用の溶剤)、そのよう
な存在は溶剤回収原価、極性溶剤を無水状に保つ
ことの困難さ、および相分離の故に望ましくな
い。望ましくは、生成物の粘稠度は高分子量生成
物を非極性溶剤の存在において合成することによ
つて調節しそして次に軟化剤を反応生成物混合物
に添加する。有用な軟化剤は極性または非極性有
機溶剤、ポリエトキシル化アルキルフエノールの
ような非イオン性界面活性剤、または二つまたは
それ以上のそのような溶剤および/または界面活
性剤の何等かの混合物である。生成物は軟化剤に
よる処理に先だつて分離することが可能であるが
しかし通常このことは増加する工程原価の理由の
ため利益がない。 軟化剤の量は広く変ることが可能である、例え
ば反応生成混合物の約1−50重量%の程度、そし
て望ましくは約2−15重量%である。軟化剤は少
量の水を、反応生成混合物の全重量をベースにし
て約0.5−10%、望ましくは約1−2%の程度で
含むこともまた可能である。望ましい軟化剤は上
述した反応媒質溶剤のような非極性芳香族炭化水
素溶剤および極性有機溶剤の混合物で水を伴ない
または伴なわないものである。ポリウレタン生成
物を軟化させるのに有効な典型的混合物および量
は下記のものを含み、そこでは「ソルベツソ」
(商標)100非極性芳香剤溶剤は軟化剤の部分とし
て添加することが可能でありまたは既に反応生成
混合物中に存在していてよく、そして軟化剤添加
中はポリウレタン反応生成混合物は約80℃であ
る:
This invention relates to a new class of nonionic polyurethanes useful in thickening a wide range of aqueous systems, and more particularly to relatively low molecular weight polyurethanes characterized by hydrolytic stability, versatility and efficiency. It relates to a wide variety of aqueous systems including viscosity agents and their thickeners. The thickeners of the present invention provide a combination of properties not found in any known type of thickener. For example, although they are nonionic and have relatively low molecular weights, they are often very efficient viscosity modifiers. They are stable to water and alcohol and are not sensitive to biodegradation. They are versatile in that they not only practically thicken the finished form of aqueous systems, but also impart a number of subordinate properties as described below. Therefore, as additives to fiber binder compositions, they actually soften rather than stiffen the fabric. In latex paints, in particular, they not only thicken, but also often have excellent flow and leveling properties, and provide excellent viscosity control under both low and high shear conditions. The thickeners of the present invention are urethane polymers having at least three low molecular weight hydrophobic groups, at least two of which are terminal (external) hydrophobic groups. Many of the polymers also contain one or more internal hydrophobic groups. The hydrophobic groups together contain at least 20 carbon atoms and are self-
each having a molecular weight of at least about 1500, preferably at least about 3000, so that the polymer readily dissolves in water through solubilization or interaction with known solubilizers such as water-miscible alcohols or surfactants. Attached through hydrophilic (water-soluble) groups containing polyether segments. The molecular weight of polyurethane is approximately 10,000 to 200,000. The polymer is made in a non-aqueous solvent and is the reaction product of at least (a) and (c) of the following reactants; (a) at least one water-soluble polyether polyol; (b) at least one a water-insoluble organic polyisocyanate, (c) at least one monofunctional hydrophobic organic compound selected from monofunctional active hydrogen compounds and organic monoisocyanates, and (d) at least one polyhydric alcohol or polyhydric alcohol ether. . The product formed includes: (1) a reactant (a) containing at least three hydroxyl groups;
(2) A reaction product of the reactant (a), a reactant (b) containing two isocyanate groups, and the active hydrogen-containing compound described above. Such compounds in which the ratio of equivalents of (a) to (b) is between 0.5:1 and 1:1 are believed to be novel per se; all are believed to be useful in certain systems. (3) a reaction product of reactant (a), a reactant (b) containing at least three isocyanate groups, and an active hydrogen-containing compound; (4) a reaction product of reactant (a) and reactant (b); ) and an organic monoisocyanate; and (5) a reaction product of reactants (a), (b), (d) and an organic monoisocyanate. The reactants are usually used in substantially stoichiometric proportions, that is, the ratio of total equivalents of active hydrogen-containing reactant (whether mono- or polyfunctional) to isocyanate reactant is at least 1:1. be. A slight stoichiometric excess (e.g., about 5-10%) of a monofunctional hydrogen-containing compound can be used to eliminate any unreacted isocyanate functionality that may be present, thereby removing from this source. Avoid toxicity. It is possible to use larger amounts, especially capping hydroxyl compounds, to increase the thickening efficiency. A slight excess of monoisocyanate is often desired when such isocyanate is the capping hydrophobe to ensure capping of all available active hydrogen functionality. A "monofunctional active hydrogen compound" has only one group that is reactive with isocyanate, and therefore such a group contains one active hydrogen atom, even if other functional groups are present. An organic compound that does not react with isocyanates. Such compounds include monohydroxy compounds such as alcohols, alcohol ethers and monoamines,
as well as polyfunctional compounds giving compounds that are only slightly monofunctional to the isocyanate. For example, although primary amines are difunctional in many reactions, they are simply monofunctional with respect to isocyanates, and the hydrogen atoms in the urea group resulting from the reaction are not amino or hindered ( (Unhindered) Relatively unreactive towards isocyanates compared to the hydrogen atoms of alcohols. Reactant (c) is a "capping" compound, meaning that it reacts (caps) with the terminal functional groups of the reaction products of reactants (a) and (b). Polyether polyol reactant (a) is an adduct of an alkylene oxide with a polyhydric alcohol or polyhydric alcohol ether, a hydroxyl-terminated prepolymer of such an adduct and an organic polyisocyanate, or a hydroxyl-terminated prepolymer of such an adduct and an organic polyisocyanate. It is a mixture with such prepolymers. Reactant (d) can be used to terminate isocyanate functionality or to couple isocyanate-terminated reaction intermediates. Reactant (d) can be the same type of polyhydric alcohol or polyhydric alcohol ether used to form the adduct of reactant (a). Polyhydric alcohols or polyhydric alcohol ethers are aliphatic,
Cycloaliphatic or aromatic are possible and it is possible to use alone or as a mixture of either type or of the two types. Organic polyisocyanates include simple di- and triisocyanates, isocyanate-terminated adducts of such polyhydric alcohols with organic di- or triisocyanates, and isocyanate-terminated prepolymers of polyalkylene ether glycols and organic di- or triisocyanates. including. The hydrophobic groups of the polyurethane occur in the residues of reactants (b) and (c) and also in the residues of reactant (d), if present. The terminal (external) hydrophobic moiety is a monofunctional active hydrogen compound, the residue of an organic monoisocyanate, or a combination of residues of such compounds. A variety of polymeric products can be obtained by proper selection of reactants and reaction conditions, including proportions and molecular weights of the reactants. The product has good thickening properties due to the presence and distribution of hydrophilic (polyether) groups (residues of polyol reactants) and hydrophobic groups (residues of hydroxy compounds, amines and/or isocyanates) in it. Show quality. From a structural point of view, the products can be divided into three groups as described below.
Some polymers have an essentially linear structure -
It has a structure whose identity can be easily confirmed, such as, and generally has a star-shaped structure of the formula -. The remaining polymers are a complex mixture. This polymer can replace known thickeners in any aqueous system in which thickeners are commonly utilized, and therefore the thickeners of the present invention find application in numerous industrial and domestic applications. , including pharmaceutical, personal and agricultural compositions. As mentioned above, thickening effects in such compositions include leveling, fluidity,
Improvements in other properties such as stabilization, suspension, high and low shear viscosity control, and bonding properties are also often involved. Although all of Group A, B, and C polymers are useful as thickeners for latex paints and many other aqueous systems, the preferred thickeners for pigment printing pastes and acid dye baths are Groups B and C. belongs to. The term "hydrophobe" in this specification refers not only to the hydrocarbon residues of the hydroxyl, amino, or isocyanate reactants, but also to the adjacent urethane and other groups that remain in the structure after reaction with such residues. including combinations of The term "hydrophobic component" or similar terminology is therefore used herein to mean any part or segment of a polymeric reaction product that contributes to its insolubility in water. All parts or segments of the polyether polyol reactant other than the residues are therefore hydrophobic. Polymer Description The polymeric thickeners useful in this invention are polyurethanes, which can be classified as follows: Group A - Linear Products A-B p -E q (-B −E)— o B r −E t −A where each p, q, r and t are independently 0 or 1; at least one of q and r is 1, and if r is 0; t is 0; provided that if q is 1, then a) each of p, r and t is 0 (as in the formula below); or b) p is 0 and r and t are each 1
or c) t is 0 and each of r and p is 1
(as in the equation below); and if q is 0, then r is 1 and each of p and t is 0 (as in the equation below). Polymers falling within the foregoing formulas are: Examples A-E(-B-E) —o A 1-10 A-E(—B-E) —o B-E-A 24 -28 A-B-E(-B-E)- o B-A 29-34 A(-B-E)- o B-A 11-23 Equivalent weight of total active hydrogen groups to total isocyanate in Group A compounds The ratio is about 1:1 to 2:1. Group B - star-shaped product [H-E-OCH 2 ] s L [Q v (-D u -E -A)- w R z ] n where L is X, Y or -O-, Q is-
CH 2 C≡, D is -CH 2 O-, m is 2
-4, s is 0 to 2, the sum of m and s is the valence of L(2-4), w is 1-3, and each of u and z is independently 0
or 1; and when X is a hydrocarbon group containing at least one carbon atom, preferably 1-4 carbon atoms; Y is -OCONH( CH2 ) 6N [CONH( CH2 ) 6 NHCO−
O]- 2 , CH 3 C [CH 2 O-OCNHC 7 H 6 NHCO]- 3 and CH 3 CH 2 C [CH 2 O-OCNHC 7 O 6 NHCO]- 3 provided that a) if L is X, then u and w are each 1, v and z are each 0, the sum of m and s is 4, and m is at least 2 ( b) If L is Y, then u, v and s are each 0, m is 3, w is 2-3 and z is 0 or 1 (as in the formula below); and c) when L is -O-, v and u are each 1, w is 1-3 and m is 2
and s and z are each 0 (as in the formula below); Polymers falling within the foregoing formula are: Example V. (HE-OCH 2 ) s X[CH 2 O-E-A] n 35-47. Y [(E-A) w R] 3 48-50. O[ CH2C { CH2O -E-A} 3 ] 2 31-63 In each of the polymers in Group A and Group B: A and R are hydrophobic organic groups containing at least one carbon atom. then B is the expression (wherein G is a residue of an organic di- or triisocyanate, and the residue has no residual unreacted isocyanate groups); E is a divalent hydrophilic non-residue; is an ionic polyether group; and n is at least 1, such as about 1-20, preferably 1-10. The equivalent ratio of total active hydrogen to total isocyanate is about 1.2:1 to a stoichiometric excess of isocyanate; be. The values of n given in this specification are averages rather than absolute values, since in reaction products of the type of the present invention the reaction products are often mixtures of several products with different values for n. It will be obvious to polymer chemists that the value of The star-shaped polymer configuration of formula Y- results from polyhydric reactants such as trimethylolpropane or pentaerythritol (residue X in the formula) or triisocyanate (residue Y in the formula); or from polyhydroxy ethers such as dipentaerythritol (Q and D of the formula). L, Q and D form a central hydrophobic core from which the hydrophilic polyether segment E is separated, partially or completely capped with the hydrophobic groups A and R. The tips or arms can have the same or different chain lengths and contain alternating hydrophobic segments with hydrophilic parts. If s is greater than 0, there will be partial capping. A in the formula and in
is a residue of an organic monoisocyanate. Group C - Complex Polymers Group C polymers are complex mixtures of linear, branched and sub-branched products that form a network with hydrophobic components and hydrophobic segments interspersed with hydrophilic segments. The products result from the many different interactions that may occur between the polyfunctional reactants used to form them. The principal reactants are polyfunctional compounds containing at least three hydroxyl or isocyanate groups, difunctional compounds reactive with polyfunctional compounds, and monofunctional reactants such as monohydroxy or monoamino compounds. Each reactant can be present alone or as a mixture of two or more. Difunctional compounds are diisocyanates (for reaction with triols or higher polyols) or diols (for reaction with triisocyanates) and are also present alone or as a mixture of two or more. You can also do that. A monohydroxy or monoamino compound, or a mixture thereof, is added to the reaction mixture to cap the isocyanate of the triisocyanate that has not reacted with the diol to prevent gelation. Monoisocyanates can be added to the reaction mixture if some polyols (diols, triols or higher polyols) remain unreacted or if all the hydroxyl groups need to be capped. It goes without saying that capping of all hydroxyls is not required when making Group C products and Group A and B products. Although not absolutely necessary, capping or hydrolysis of all isocyanates is desirable to avoid toxicity in the polymeric product. Generally no more than about 25% of the hydroxyls should be left uncapped to enhance water solubility and reduce thickening effects. Of course, if the product contains a relatively high proportion of hydrophobic residues, larger amounts of uncapped hydroxyls can be tolerated. Generally speaking, Group C products are polymeric compositions made by reacting: (a) an organic polyol having at least three hydroxyl groups;
(b) a difunctional reactant selected from organic diols, organic diisocyanates, and mixtures thereof; Diol is present in the reaction mixture if polyisocyanate is present and diisocyanate is present if polyol is present; (c) unreacted isocyanate remaining from the reaction of reactants (a) and (b) is present in the reaction mixture; a monofunctional hydroxy or amino compound in an amount sufficient to cap this, if any, and prevent gelation of the reaction mixture; and optionally (d) reactants (a) and (b).
a hydrophobic organic monoisocyanate to cap the hydroxyl groups remaining from the reaction of and the average molecular weight of the polyurethane product is approximately
There are 10000−200000. Examples 64-117 below illustrate these products. As a general rule, the above conditions are true for all Group A, B and C polymers. That is, if the polyether segment is at least
having a molecular weight of 1500 (preferably 3000-20000),
the polymer comprises on average at least three hydrophobic groups and at least two water-soluble polyether segments attached to the hydrophobic moiety, the total number of carbon atoms in the hydrophobic groups being at least 20, preferably 30; And if the total molecular weight is about 10,000-200,000, preferably 12,000-150,000, the polymer will provide good thickening. The optimum polyether content will, of course, depend on the bulk and distribution of the hydrophobic groups in the polymer. 4000− if the polymer contains small external and internal hydrophobic components.
A total polyether molecular weight of 5000 may be suitable, but if larger and/or extensively branched hydrophobic groups are to be created in the polyol, such as long chain fatty polyols or amines, the polyether content may be substantially lower. would have to be increased to Approximately 200 carbon atoms in the hydrophobic portion is a practical upper limit, although it is of course a relative matter since the proportion of polyether increases to offset the increasing hydrophobicity. . however,
As the total molecular weight increases, the viscosity increases and the ease of handling decreases, thus substantially reducing the economic utility of the product. The relatively low molecular weight of the polymers, in conjunction with their non-ionic nature, promotes their efficiency as thickeners, as their thickening performance in a given aqueous system compared to known thickeners is for equal molecular weights, and it is believed that polymers thicken through association mechanisms, such as micellar or other forms of association, rather than molecular weight or chain extension alone. be. For example, 1.0% by weight of polymer in an aqueous dispersion will provide the same thickening provided by other nonionic thickeners at higher concentrations. Of course, the ability to obtain good thickening at relatively low molecular weight and solids levels also promotes other properties such as softening effects on the fibers when the polymer is used in fiber finish compositions. Moreover, the use of organic isocyanate residues as internal or external hydrophobic components also makes the polymers relatively stable against hydrolytic degradation, thereby making them more suitable for use as in systems requiring extended shelf life. greatly expands the usefulness of In certain applications, such as latex paints, the polymers of the present invention provide excellent flow and leveling properties as well as thickening. In other applications, such as paper coating compositions, where high shear thickening is important, the polymers of the present invention can be easily selected as superior in this regard, yet also have good thickening performance and low Maintain shear viscosity. Preparation of the Polymeric Product The first reactant (a) used to form the polyurethanes of this invention is a water-soluble polyether polyol. Typically these are aliphatic, such as polyhydric alcohols or polyhydric alcohol ethers,
They may be adducts of cycloaliphatic or aromatic polyhydroxy compounds with alkylene oxides such as ethylene oxide or propylene oxide, or they may be hydroxyl-terminated prepolymers of such adducts and organic polyisocyanates. The adduct or prepolymer may be a mixture of two or more such adducts or prepolymers, and mixtures of such adducts and prepolymers can also be used. Polyhydric alcohols are not just single glycols such as ethylene glycol and propylene glycol, but also polyalkyloalkanes (e.g. trimethylolpropane, pentaerythritol) and polyhydroxyalkanes (e.g. glycerol, erythritol, sorbitol, mannitol, Also included are hydroxy compounds containing three or more hydroxyl groups, such as (and the like). Polyhydric alcohol ethers are usually adducts of polyhydric alcohols and alkylene oxides, but in some cases are present as by-products with other polyhydroxy compounds. For example, commonly produced pentaerythritol contains about 15% ether, dipentaerythritol. Typical alicyclic polyhydric compounds are cyclopentanediol-1,2,
1,4-cyclohexanediol, hexahydroxycyclohexane, and the like. Polyhydroxy compounds also include aromatic compounds such as di- and trihydroxybenzenes and the like. the aforementioned and numerous other hydroxy compounds,
Adducts and prepolymers are well known and thoroughly described in the technical literature, including Whitmore, Organic Chemistry, 2nd ed.
Dover Publishers, New York;
1961, vol. 2, pp. 302-330, 547-559 and 671-
Includes standard textbooks such as 674. A convenient source of hydrophilic polyether polyol adducts is polyalkylene glycols (also known as polyoxyalkylene diols) of about 4000-20000 molecular weight, such as polyethylene glycol, polypropylene glycol or polybutylene glycol. However, adducts of alkylene oxides with monofunctional reactants such as fatty alcohols, phenols or amines, or adducts of alkylene oxides with difunctional reactants such as alkanolamines (e.g. ethanolamine) are also useful. It is. Such adducts are also known as diol ethers and alkanolamine ethers. Suitable compounds that provide polyether segments also include amino-terminated polyoxyethylenes of the formula NH2 ( CH2CH2O ) XH , where X ranges from about 10 to 200. Such compounds are sold under the trade name "Jeffamine" and a typical compound is "Jeffamine 2000" with a molecular weight of about 2000. The isocyanate used to form the second type of reactant (b), the water-insoluble organic polyisocyanate, or the hydroxyl-terminated prepolymer contained in reactant (a), is an aliphatic,
Cycloaliphatic or aromatic are possible and can be used alone or in mixtures of two or more thereof, including mixtures of isomers: 1,4-tetramethylene diisocyanate 1,6-hexamethylene diisocyanate (“HDI”) 2,2,4-trimethyl-1,6-diisocyanatohexane 1,10-decamethylene diisocyanate 1,4-cyclohexylene diisocyanate 4,4'-methylene bis(isocyanato) cyclohexane) 1-isocyanato-3-isocyanatomethyl-
3,5,5-trimethylcyclohexane m- and p -phenylene diisocyanate 2,6- and 2,4-tolylene diisocyanate (“TDI”) xylene diisocyanate 4-chloro-1,3-phenylene diisocyanate 4,4'-biphenylene diisocyanate 4,4'-Methylene diphenyl isocyanate ("MDI") 1,5-naphthylene diisocyanate 1,5-tetrahydronaphthylene diisocyanate polymethylene polyphenyl isocyanate "Papi", sold under the trade name "PAPI"
135'' (with an equivalent weight of 133.5 and the average isocyanate functionality is 2.7) and ``Papi 901'' (with an equivalent weight of
133 and average isocyanate functionality 2.3). Trimethylolpropane and tolylene diisocyanate aromatic triisocyanate adduct sold under the trade name "Monder CB-75". Aliphatic triisocyanate product from hydrolytic trimerization of 1,6-hexamethylene diisocyanate, sold under the trade name "Desmodur N". C 36 Dimer Acid Diisocyanate Based on the dimer acid sold under the trade name "DDI" and discussed in J. Am. Oil Chem. Soc. 51522 (1974). Representative monoisocyanates of one form of reactant (c) include linear, branched and cyclic isocyanates such as butyl isocyanate, octyl isocyanate, dodecyl isocyanate, octadecyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, and the like. These isocyanates can also be used alone or as mixtures of two or more thereof and are a convenient method for introducing terminal hydrophobic moieties into the polymer. Mono- or polyisocyanates are also polyfunctional isocyanates derived by reacting any of the above-mentioned isocyanates with an active hydrogen compound having at least two functionalities so that at least one isocyanate group remains unreacted. Also includes. Such isocyanates are equivalent to chain extension of isocyanate-terminated isocyanate/diol reaction products by well-known methods in polyurethane synthesis with reactants containing at least two active hydrogen atoms. A variety of other useful mono- or polyisocyanates are described in urethane chemistry, including Advances in the Science and Technology of Urethanes, authors Fritsch and SL Regan, Technomic Publishers, Volumes 1 (1971) and 2 (1973). It is described in the text, and the bibliography is listed here. The isocyanate can contain any number of carbon atoms effective to provide the desired degree of hydrophobic character. Generally about 4
From 30 to 30 carbon atoms are sufficient, the choice depending on the proportion of other hydrophobic groups and hydrophilic polyether in the product. A third type of reactant (c) whose functional group is hydroxyl
Examples of monofunctional active hydrogen compounds are aliphatic ( C1 - C24 ) alcohols such as methanol, ethanol, octanol, dodecanol, tetradecanol, hexadecanol, and cyclohexanol; phenol, cresol, octylphenol, Phenols such as nonyl and dodecyl phenols; monomethyl of ethylene glycol;
Alcohol ethers such as monoethyl and monobutyl ethers and similar ethers of diethylene glycol; straight or branched (C 1 -C 22 )
Alkyl and alkaryl polyether alcohols such as alkanol/ethylene oxide and alkylphenol/ethylene oxide adducts (e.g. lauryl alcohol, t-octylphenol or nonylphenol/ethylene oxide adducts containing 1-250 ethylene oxide groups) ); and mixtures thereof with other alkyl, aryl and alkaryl hydroxy compounds such as the C10 - C20 normal alcohol mixture known as "Alfol" alcohol. Amino compounds as monofunctional active hydrogen compounds that can be used in place of all or part of the monohydroxy compounds include about 1-20 in the alkyl group.
primary or secondary aliphatic, cycloaliphatic or aromatic amines, such as straight-chain or branched alkyl amines containing 5 carbon atoms, or mixtures thereof. Suitable amines are n- and t-octylamine, n-dodecylamine, C12 - C14 or C18-
C 20 t-alkylamine mixtures and secondary amines such as N,N-dibenzylamine, N,N-dicyclohexylamine and N,N-diphenylamine. If there are enough hydrophobic residues in the products from other sources, such as isocyanates or hydroxyl compounds, to provide a total of at least 10 carbon atoms in the end groups (together) in the polymer product. In some cases it is also possible to use lower alkyl ( C1 - C7 ) amines. It is possible for the amino compound to contain one or more active hydrogen atoms as long as it is only slightly monofunctional towards one isocyanate group under normal reaction conditions. Primary amines are an example of such compounds. The foregoing and numerous other useful monohydroxy and amino compounds are described in standard organic textbooks and in the Whitmore text cited above, pages 102-138.
and other referenced articles such as those at 165-170. The polymer is made according to techniques generally known for the synthesis of urethanes, preferably with no unreacted isocyanate remaining. Water should be excluded from the reaction as it will consume the isocyanate functionality. Anhydrous conditions are removed by azeotropic distillation, by heating under nitrogen sparge,
or by pre-drying the reactants. If desired, it is also possible to carry out the reaction in a solvent in order to reduce the viscosity during the reaction in order to lead to higher molecular weight products. High viscosity in the reaction medium causes poor heat transfer and difficult stirring.
Generally, solvents are useful when molecular weights of 30,000 or greater are encountered. No solvent is required for molecular weights below this. If used, the solvent should be inert to the isocyanate and capable of dissolving the polyoxyalkylene reactant and urethane product at the reaction temperature. Suitable non-toxic solvents are benzene, toluene,
Xylene and "Solvesso 100"
or other well-known aromatic-rich solvents such as the solvent sold under the trademark "Solbetsuso 150", as well as inert hydrogen-containing compounds such as ethyl acetate, butyl acetate and acetic acid (Cellosolve). esters and dialkyl ethers of ethylene glycol, diethylene glycol and the like. Many other well known solvents can also be used. Reaction temperature is not critical. Convenient reaction temperatures are from about 40°C to 120°C, preferably about 60°C. ℃ or so
The temperature is 110℃. The reaction temperature should be chosen to avoid undesirable side reactions such as isocyanate-urethane condensation and to obtain reasonably fast reaction rates. The order of reactant charging is not critical in most cases. However, in some cases, when the reactants are of high molecular weight or multifunctional, the order of addition is clearly adjusted to avoid gelation. For example, to avoid high molecular weights while obtaining a good proportion of hydrophobic properties, the hydrophobic component-contributing reactants, such as monohydroxy compounds, amines or monoisocyanates, are charged first, followed by polyoxyalkylene glycols. It is desirable to add If you want a high molecular weight,
It is possible to charge the hydrophobic component-contributing reactants after the polyoxyalkylene glycol, or to charge some of the hydrophobic reactants first and add the remainder after the remaining reactants. The charging may also be continuous or semi-continuous as desired. The order of addition, proportions of reactants and other reaction conditions can thus be varied in accordance with well-known principles of polyurethane to control the configuration, molecular weight and other properties of the product. As is clear from their formulas and the examples below, the polymers of group A form prepolymers of polyoxyalkylene glycols and diisocyanates and then, if the prepolymers have hydroxyl end groups, monoisocyanates or mono- It is conveniently prepared by capping with a di-isocyanate mixture or, if the prepolymer has isocyanate end groups, with a monohydric or amino compound (or an adduct of a monohydric compound and/or an amino compound with an alkylene oxide). Group B polymers are made in a similar manner except that polyfunctional compounds such as trimethylolpropane or triisocyanates are used as reactants. For example, star-shaped polymers generally result when trimethylolpropane-ethylene oxide adducts or triisocyanates are reacted with monoisocyanates or with monohydroxy compound-ethylene oxide adducts, respectively. Suitable polyisocyanates are DESMODIUR N and MONDIUR CB-75 described below. Group C of more complex polymer mixtures involves reaction of polyols (at least three hydroxyl groups) or triisocyanates with diisocyanates and polyether diols, respectively, followed by capping of unreacted isocyanates with monools or monoamines or of unreacted hydroxyls. Resulting from capping with monoisocyanates. Examples of suitable polyols are polyalkyloalkanes such as trimethylolpropane or trimethylolbutane, hydroxy compounds with ether linkages such as erythritol (dipentaerythritol, tripentaerythritol, and the like) and glycerol, butanetetraol. , sorbitol, mannitol, and the like. As already mentioned, not all of the hydroxyl groups have to be capped with the monoisocyanate hydrophobic moiety. The proportions of reactants play an important role in determining the properties of the polymer. For example, if Group A linear polymers are made from isocyanate-terminated polyethylene glycol (PEG molecular weight 6000-7500) prepolymers capped with decyl or dodecyl alcohol and the isocyanate is tolylene diisocyanate (TDI), the alcohol/
A PEG/TDI equivalent ratio of 0.2-0.3/0.8-0.7/1.0 provides a polymer that is an excellent thickener for latex paints. However, the ratio is about 0.1/
When the ratio is 0.9/1.0, the thickening performance is somewhat inferior, but the fluidity and leveling ability in the paint is very good. Further description of these and other properties is given in the subsequent disclosure of polymer preparation below. Prepolymers, adducts or other reactants containing ester groups should be avoided due to the hydrolytic instability of products containing such groups. However, the reactants can include any other groups as long as they are inactive, ie, do not interfere with the formation of the desired product. For example, halogens such as chlorine and bromine will normally not interfere with the formation of useful polymers. Product Consistency The consistency of the polymeric thickener product can be controlled by the solvent reaction medium (described above) or by combining the product with a softener after synthesis. Without such treatment, higher molecular weight products become stiff and difficult to handle. Depending on the molecular weight of the product, the solids content, and the type and amount of additives, the product can be made to vary in consistency from a soft wax to a paste. Such consistency is important for the subsequent handling of the product, including the ease with which it is to be dispersed into the aqueous system to be thickened. Although on a laboratory scale it is possible to adjust the consistency of higher molecular weight products by simply including more solvent during the synthesis, on a manufacturing scale the synthesis is usually reduced in order to maintain reaction vessel volume. Requires the use of a minimum amount of non-polar solvent during the synthesis, followed by the addition of a softener to the mixture towards the end of the synthesis or subsequent to the synthesis. Although it is possible for some polar solvents to be present during the synthesis (solvents that are inert to isocyanates, such as ketones and esters), such presence increases the cost of solvent recovery and the cost of keeping polar solvents anhydrous. Undesirable due to difficulty and phase separation. Desirably, the consistency of the product is controlled by synthesizing the high molecular weight product in the presence of a non-polar solvent and then adding a softener to the reaction product mixture. Useful emollients are polar or non-polar organic solvents, nonionic surfactants such as polyethoxylated alkylphenols, or any mixture of two or more such solvents and/or surfactants. be. It is possible to separate the product prior to treatment with the softener, but this is usually not beneficial due to increased process costs. The amount of softener can vary widely, for example on the order of about 1-50%, and desirably about 2-15% by weight of the reaction product mixture. The softener may also contain small amounts of water, on the order of about 0.5-10%, preferably about 1-2%, based on the total weight of the reaction product mixture. Preferred softeners are mixtures of non-polar aromatic hydrocarbon solvents and polar organic solvents, such as the reaction medium solvents described above, with or without water. Typical mixtures and amounts effective to soften polyurethane products include the following:
100 Non-Polar Fragrance Solvent can be added as part of the softener or may already be present in the reaction product mixture, and during the addition of the softener the polyurethane reaction product mixture is heated to about 80°C. be:

【表】 ブ/水
ラテツクス塗料組成物 本発明は水に不溶性ポリマーのエマルシヨンま
たは分散体および前述のポリマー群のポリマー増
粘剤を含有するラテツクス塗料組成物を含む。水
に不溶性ポリマーはラテツクス塗料組成物中に慣
用的に利用される何れの型のものでもよくそして
天然ゴムラテツクス組成分および合成ラテツクス
を含みそこでは水に不溶性ポリマーはモノ−また
はポリ−エチレン系不飽和オレフイン系、ビニル
またはアクリル系モノマー型のエマルシヨンポリ
マーで、そのようなモノマーのホモポリマーおよ
びコポリマーを含む。明確に、水に不溶性エマル
シヨンポリマーポリ(酢酸ビニル)および酢酸ビ
ニル(望ましくは少なくとも50重量%)と一つま
たは一つ以上の塩化ビニル、塩化ビニリデン、ス
チレン、ビニルトルエン、アクリロニトリル、メ
タクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリル
アミド、マレイン酸およびそれらのエステル、ま
たは米国特許第2795564号および第3356627号中に
言及される一つまたは一つ以上のアクリル酸およ
びメタクリル酸のエステルとのコポリマー、これ
らのポリマーは水性ベース塗料のフイルム−形成
成分として周知である;エチレン、イソブチレ
ン、オクテン、ノネン、およびスチレン、および
同種のもののようなC2−C40アルフアオレフイン
のホモポリマー;一つまたは一つ以上のこれらの
炭化水素と、アクリル酸またはメタクリル酸のエ
ステル、ニトリルまたはアミドの一つまたは一つ
以上と、または酢酸ビニルおよび塩化ビニルのよ
うなビニルエステルと、または塩化ビニリデンと
のコポリマー;およびブタジエンと一つまたは一
つ以上のスチレン、ビニルトルエン、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル、およびアクリル酸
またはメタクリル酸のエステルとのコポリマーの
ようなジエンポリマーを含む。0.5ないし2.5%ま
たはそれ以上のような少量の酸モノマーを上記の
コポリマーの乳化重合による調製に使用するモノ
マー混合物中に含めることはまた全く通常のこと
である。使用する酸にはアクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸、アコニツト酸、シトラコン酸、
クロトン酸、マレイン酸、フマール酸、メタクリ
ル酸二重体、等を含む。 酢酸ビニルコポリマーは周知でありそして酢酸
ビニル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2−エチ
ルヘキシル、酢酸ビニル/マレイン酸ブチル、酢
酸ビニル/エチレン、酢酸ビニル/塩化ビニル/
アクリル酸ブチルおよび酢酸ビニル/塩化ビニ
ル/エチレンのようなコポリマーを含む。 この明細書を通して「アクリル系ポリマー」の
術語は少なくとも50重量%がアクリルまたはメタ
クリル酸またはエステルである何れのポリマーを
も意味し、それらの酸およびエステル個々のおよ
び一緒の混合物を含む。「酢酸ビニルポリマー」
の術語は少なくとも50重量%の酢酸ビニルを含む
何れのポリマーをも意味する。 小さい粒子(約0.1−0.15ミクロン)のアクリ
ル系およびその他のラテツクスさえ本発明の増粘
剤によつて効率よく増粘され、そして流動性およ
び均展性が改良される。そのようなラテツクスは
慣用の増粘剤による改良に対し抵抗の強いことで
周知のものである。 水性ポリマー分散体は、一つまたは一つ以上の
アニオン、カチオンまたは非イオン型の乳化剤を
使用し周知の手順に従つて調製することが可能で
ある。二つまたは二つ以上の乳化剤混合物も型に
関係なく使用可能であるが、但しカチオン型とア
ニオン型の認め得る如何程の量の混合も相互に中
和するようになるため一般に好ましくないので除
外される。乳化剤の量は装入モノマーの全重量を
基準にして約0.1ないし6重量%または場合によ
つてはそれ以上の範囲が可能である。過硫酸塩型
の開始剤を使用する場合は、乳化剤の添加はしば
しば不必要である。この乳化剤の省略または極く
少量、例えば約0.5%以下の使用は、しばしば価
格の観点、および乾燥塗膜の低い過敏性または湿
気の含浸、従つて被覆された支持体が湿気に影響
されにくいので望ましい。一般にこれらのエマル
シヨンポリマーの分子量は大きく、例えば、約
100000ないし10000000の平均粘度で最も普通には
500000以上である。 本発明のポリマー増粘剤で増粘が可能な前述お
よびその他のエマルシヨンポリマー系は、例えば
米国特許第3035004;2795564;2875166および
3037925各号のように主題に関する広範囲の文献
中に記載されている。 本発明のポリマー増粘剤を使用する場合の顕著
な利益の一つは高および低剪断条件下でポリマー
を含有する水性分散体の粘度の最適値および均衡
を得、ならびにフイルム形成能力、流動性および
均展性、およびラテツクス塗料組成物中に特に望
まれるその他の性質を得るためにポリマーの構造
を精密に調整する性能である。このことはポリマ
ー増粘剤中に特別の型および寸法の疎水性基の確
立および連携機構による良好な増粘を得るために
有効な疎水成分間の距離を備えるための親水分子
量の選択によつて達成される。最も容易にそのよ
うな調節に役立つ疎水性基は脂肪族または芳香族
モノヒドロキシまたはモノアミノ化合物(アルコ
ール、フエノール、アミン)および有機モノイソ
シアネートをベースとし望ましくは約4−20個の
炭素原子を含有する末端疎水性基である。そのよ
うな調節は小さな、比較的低分子量の疎水性キヤ
ツピング基によつて効果をあげうることは特に驚
くべきことである。 ポリマー増粘剤はポリマーラテツクス系に対し
それらの調製中の随時に、重合または共重合中の
前後も含めそして1回または多回数添加によつて
加えることが可能である。通常はポリマーラテツ
クス固形分に対して約0.1ないし約10重量%、望
ましくは1−3重量%のポリマー増粘剤が好適な
増粘水準およびその他の性質を与えるために適当
である。しかしながら、その量は個々の系、存在
する他の添加剤、および処方者が理解している同
様の理由に応じてより多くまたはより少なくする
ことが可能である。 ポリマー増粘剤が非イオン性であるからそれら
はアルカリ性PHを有するラテツクス塗料およびそ
の他のラテツクス組成物に特に有用である。それ
らはまた消泡剤、顔料分散剤、およびあらゆる型
の界面活性剤のような多くの種類のラテツクス組
成物添加剤と相溶性であり、そして貯蔵寿命を引
伸ばす。この増粘剤は塗料または他の組成物の成
分とそれらの製造中の如何なる時点においても混
合することができそして組成物に対する最終の添
加さえ可能である。塗料組成物中の性質の最適均
衡を得るための増粘剤を適合させうる性能の観点
からおよび劣化に抗する観点から、ポリマー増粘
剤はヒドロキシエチルセルローズ、カゼイン、ア
ルギン酸塩および澱粉のような天然または半−合
成増粘剤よりも優れた実質的利益を提供する。 その他の用途 ポリマー増粘剤が有用なその他の水性系には
紙、革および繊維工業に対する水性塗料組成物、
油井増水組成物および堀削泥、洗浄剤、接着剤、
ワツクス、磨き剤、化粧品および洗面用化粧品、
局処医薬品、および昆虫、ねずみ類、菌類、あら
ゆる種類の寄生植物および好ましくない植物の生
長を管理するための農薬または農業用組成物を含
む。 しかしながら、このポリマーは水単独の繊粘に
対しても有用であつて、その結果生じる溶液は次
いで増粘すべき他の系に添加するのに有用であ
る。例えば、メタノールのような水溶性アルコー
ルの適量を25重量%の増粘剤を含む水に添加する
と顔料捺染ペーストを造るのに有用な「透明濃厚
物」を形成する。 繊維の分野においてはたて糸糊剤、繊維仕上
剤、製織および不織布の両方に対する接着剤、タ
イコート、および総ての型の染色および色付け組
成物の増粘用としてこの増粘剤は有用である。印
刷用ペーストエマルジヨンおよび分散体用として
はB群およびC群ポリマー(施例35−117)はA
群の線状ポリマーよりもより良く作用するが、多
分それはB群およびC群ポリマーはより多い疎水
性基および/またはより高分子量の疎水性基を含
有するためであろう。繊維捺染ペーストは単なる
水性分散体または油−中−水エマルシヨンが可能
である。無機顔料およびバツト染料のような何れ
の水溶性または不溶性着色物質も使用可能であ
る。例えば、本発明の増粘剤は米国特許第
3468620;3467485および3391985各号の染料また
は着色助剤組成物中に記載される増粘剤の代用品
として使用可能である。 有機イソシアネートは本発明のポリマー増粘剤
を形成するための不可欠の反応体ではあるけれど
も、何等かの残留イソシアネートも増粘剤を水中
に分散させることによつて容易に除去される。こ
れは如何なるイソシアネート毒性も増粘剤から除
去しそしてそれによつてハンドクリーム、ハンド
ローシヨン、クリンシングクリーム、ヘヤークリ
ーム、コールドウエーピングローシヨン、シヤン
プー、クリームリンスおよび同中のもののような
種々の型の化粧品に対する添加剤として好適なも
のとする。本発明の増粘剤はまた米国特許第
3740421号のポリオキシエチレン−ポリオキシプ
ロピレンゲルのような風に水性溶液中で「リンギ
ング(ringing)」ゲルを形成しそしてその特許の
ゲルと同様に化粧品および医薬品組成物中に使用
することができる。 下記の実施例は本発明をその種々の面の一つま
たは一つ以上についてさらに例解する。実施例中
の総ての部および%は別記しない限り重量によ
る。ポリアルキレン エーテル反応体または残基
の分子量は別記しない限りヒドロキシル数によ
る。 実施例 1−34 A群−線状ポリマー 実施例 1 ドデシル イソシアネートでキヤツプしたトリ
レン ジイソシアネート(TDI)−ポリエチレ
ングリコール(PEG)プレポリマー 60gのPEG(分子量6000)と200gのトルエン
の混合物を共沸蒸溜によつて乾燥させた。この混
合物を75℃に冷却し、そして0.06gのジラウリン
酸ジブチル錫および1.4gのTDIを添加した。2
時間後に75℃において1.7gのドデシル イソシ
アネートを加えた。次いでこの混合物を60℃に4
日間保つた。その結果生じた固形ポリマーはトル
エン蒸発後にスラブ鋳型から取り出すとゲル透過
クロマトグラフイーで重量平均分子量(Mw
71100および数平均分子量(o)15900を有した。 実施例 2および3 ドデシル イソシアネートおよびオクタデシル
イソシアネートでキヤツプしたTDI−PEGプ
レポリマー 400gのPEG(分子量4000)と約600gのトルエ
ンとの混合物を共沸蒸溜によつて乾燥させた。混
合物を75℃に冷却しそして0.4gのジラウリン酸
ジブチル錫を加えた。この反応混合物の1/3に約
6.34gのドデシル イソシアネート(実施例2)
を加えた。反応混合物の別の1/3に8.9gのオクタ
デシル イソシアネート(実施例3)を加えた。
固体のポリマー生成物を実施例1に記載するよう
にして分離した。 実施例1−3のポリマー生成物の構造を第1表
と共に下に掲げる。この表はまた本質的に前述の
ようにして造つた同様の生成物を示したような主
要な変化と共に含む。
B/Water Latex Coating Composition The present invention includes a latex coating composition containing an emulsion or dispersion of a water-insoluble polymer and a polymeric thickener from the group of polymers described above. The water-insoluble polymer may be of any type conventionally utilized in latex coating compositions and includes natural rubber latex compositions and synthetic latexes in which the water-insoluble polymer is mono- or polyethylenically unsaturated. Emulsion polymers of the olefinic, vinyl or acrylic monomer type, including homopolymers and copolymers of such monomers. Specifically, the water-insoluble emulsion polymer poly(vinyl acetate) and vinyl acetate (preferably at least 50% by weight) and one or more of vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, vinyltoluene, acrylonitrile, methacrylonitrile, copolymers with acrylamide, methacrylamide, maleic acid and their esters, or one or more esters of acrylic acid and methacrylic acid mentioned in U.S. Pat. Well known as a film-forming component of base paints; homopolymers of C2 - C40 alpha olefins such as ethylene, isobutylene, octene, nonene, and styrene, and the like; carbonization of one or more of these copolymers of hydrogen with one or more esters, nitriles or amides of acrylic acid or methacrylic acid, or with vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl chloride, or with vinylidene chloride; and with one or more butadiene. Diene polymers such as copolymers with one or more of styrene, vinyltoluene, acrylonitrile, methacrylonitrile, and esters of acrylic or methacrylic acid. It is also quite usual to include small amounts of acid monomers, such as 0.5 to 2.5% or more, in the monomer mixture used for the preparation of the above copolymers by emulsion polymerization. The acids used include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, aconitic acid, citraconic acid,
Contains crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, methacrylic acid duplex, etc. Vinyl acetate copolymers are well known and include vinyl acetate/butyl acrylate/2-ethylhexyl acrylate, vinyl acetate/butyl maleate, vinyl acetate/ethylene, vinyl acetate/vinyl chloride/
Includes copolymers such as butyl acrylate and vinyl acetate/vinyl chloride/ethylene. Throughout this specification, the term "acrylic polymer" means any polymer in which at least 50% by weight is acrylic or methacrylic acid or ester, including mixtures of those acids and esters individually and together. "Vinyl acetate polymer"
The term refers to any polymer containing at least 50% by weight vinyl acetate. Even small particle (approximately 0.1-0.15 microns) acrylic and other latexes are effectively thickened by the thickeners of the present invention and have improved flow and leveling properties. Such latexes are well known for their resistance to modification by conventional thickeners. Aqueous polymer dispersions can be prepared using one or more anionic, cationic or nonionic emulsifiers according to well known procedures. Mixtures of two or more emulsifiers can also be used regardless of their type, but are excluded because mixing any appreciable amount of the cationic type and the anionic type is generally undesirable as they tend to neutralize each other. be done. The amount of emulsifier can range from about 0.1 to 6% by weight, based on the total weight of monomer charge, or in some cases more. When using persulfate type initiators, the addition of emulsifiers is often unnecessary. The omission or use of very small amounts of this emulsifier, e.g. below about 0.5%, is often used from a price point of view, as well as low sensitivity of the dry coating or moisture impregnation, since the coated substrate is therefore less sensitive to moisture. desirable. Generally, the molecular weight of these emulsion polymers is large, e.g.
Most commonly with an average viscosity of 100,000 to 1,000,000
500000 or more. These and other emulsion polymer systems that can be thickened with the polymeric thickeners of the present invention are discussed, for example, in U.S. Pat.
3037925, and is described in a wide range of literature on the subject. One of the significant benefits when using the polymeric thickeners of the present invention is the ability to obtain an optimum value and balance of viscosity of aqueous dispersions containing polymers under high and low shear conditions, as well as film-forming ability, flowability. and the ability to precisely tailor the structure of the polymer to obtain leveling properties and other properties particularly desired in latex coating compositions. This is achieved by establishing a particular type and size of hydrophobic groups in the polymeric thickener and by selecting the hydrophilic molecular weight to provide an effective distance between the hydrophobic components to obtain good thickening by a cooperative mechanism. achieved. Hydrophobic groups most readily amenable to such adjustment are based on aliphatic or aromatic monohydroxy or monoamino compounds (alcohols, phenols, amines) and organic monoisocyanates, preferably containing about 4-20 carbon atoms. It is a terminal hydrophobic group. It is particularly surprising that such modulation can be effected by small, relatively low molecular weight hydrophobic capping groups. Polymeric thickeners can be added to polymer latex systems at any time during their preparation, including before or after polymerization or copolymerization, and by single or multiple additions. Usually from about 0.1 to about 10% by weight, preferably 1-3% by weight, based on polymeric latex solids, of polymeric thickener is suitable to provide suitable thickening levels and other properties. However, the amount can be higher or lower depending on the particular system, other additives present, and similar reasons understood by the formulator. Because polymeric thickeners are nonionic, they are particularly useful in latex paints and other latex compositions with an alkaline PH. They are also compatible with many types of latex composition additives, such as antifoams, pigment dispersants, and all types of surfactants, and extend shelf life. The thickener can be mixed with the paint or other composition components at any point during their manufacture and even be a final addition to the composition. Polymeric thickeners such as hydroxyethyl cellulose, casein, alginate and starch are preferred in terms of performance and resistance to degradation, allowing adaptation of thickeners to obtain an optimal balance of properties in coating compositions. Offers substantial benefits over natural or semi-synthetic thickeners. Other applications Other aqueous systems in which polymeric thickeners are useful include aqueous coating compositions for the paper, leather and textile industries;
Oil well water increasing compositions and drilling mud, cleaning agents, adhesives,
waxes, polishes, cosmetics and toiletries,
Includes topical pharmaceuticals, and pesticides or agricultural compositions for controlling insects, rodents, fungi, parasitic plants of all kinds, and undesirable plant growth. However, this polymer is also useful for thickening water alone, and the resulting solution is then useful for addition to other systems to be thickened. For example, adding a suitable amount of a water-soluble alcohol such as methanol to water containing 25% by weight thickener forms a "clear concentrate" useful in making pigment printing pastes. In the textile field, the thickeners are useful as warp sizes, textile finishes, adhesives for both woven and nonwoven fabrics, tie coats, and for thickening dyeing and coloring compositions of all types. For printing paste emulsions and dispersions, Group B and Group C polymers (Example 35-117) are A
Group B and C polymers contain more hydrophobic groups and/or higher molecular weight hydrophobic groups. The textile printing paste can be a mere aqueous dispersion or an oil-in-water emulsion. Any water soluble or insoluble coloring materials can be used, such as inorganic pigments and vat dyes. For example, the thickeners of the present invention are described in US Pat.
It can be used as a substitute for the thickeners described in the dye or coloring aid compositions of Nos. 3468620, 3467485 and 3391985. Although organic isocyanates are essential reactants for forming the polymeric thickeners of this invention, any residual isocyanate is easily removed by dispersing the thickener in water. This removes any isocyanate toxicity from thickeners and thereby various types such as hand creams, hand lotions, cleaning creams, hair creams, cold waving lotions, shampoos, cream rinses and the like. It is suitable as an additive for cosmetics. The thickeners of the present invention are also used in U.S. Pat.
The polyoxyethylene-polyoxypropylene gels of No. 3740421 form "ringing" gels in aqueous solutions and, like the gels of that patent, can be used in cosmetic and pharmaceutical compositions. . The following examples further illustrate the invention in one or more of its various aspects. All parts and percentages in the examples are by weight unless otherwise specified. Molecular weights of polyalkylene ether reactants or residues are based on hydroxyl number unless otherwise specified. Example 1-34 Group A - Linear Polymer Example 1 Tolylene diisocyanate (TDI)-polyethylene glycol (PEG) prepolymer capped with dodecyl isocyanate A mixture of 60 g of PEG (molecular weight 6000) and 200 g of toluene was azeotropically distilled. It was shaken and dried. The mixture was cooled to 75° C. and 0.06 g dibutyltin dilaurate and 1.4 g TDI were added. 2
After an hour at 75°C 1.7 g of dodecyl isocyanate was added. This mixture was then heated to 60°C for 4
I kept it for days. The resulting solid polymer was removed from the slab mold after toluene evaporation and determined by gel permeation chromatography to determine its weight average molecular weight (M w ).
71,100 and a number average molecular weight ( o ) of 15,900. Examples 2 and 3 TDI-PEG prepolymers capped with dodecyl isocyanate and octadecyl isocyanate A mixture of 400 g of PEG (molecular weight 4000) and about 600 g of toluene was dried by azeotropic distillation. The mixture was cooled to 75°C and 0.4 g of dibutyltin dilaurate was added. Approximately 1/3 of this reaction mixture
6.34g dodecyl isocyanate (Example 2)
added. 8.9 g of octadecyl isocyanate (Example 3) was added to another third of the reaction mixture.
The solid polymer product was isolated as described in Example 1. The structures of the polymer products of Examples 1-3 are listed below along with Table 1. This table also includes similar products made essentially as described above, with major changes as indicated.

【表】 1) 本願の全実施例を通してこの残基を与える
ジイソシアネートはトリレン ジイソシアネー
トの2,4−および2,6−異性体の商品混合
物であつた。総ての実施例におけるXの値はロ
ツト毎の分析によるのではなく市販のポリエチ
レン グリコール製品の呼称分子量をベースと
した。 2) 本願の全実施例を通してこの残基を与える
ジイソシアネートは「DDI」、即ちゼネラル
ミルス コーポレーシヨンからのC36ダイマー
酸ベース ジイソシアネートであつた。 3) 本願の全実施例を通してこの残基を与える
ジイソシアネートは商業的に「ハイレン
(Hylene)W」として利用しうる4,4′−メチ
レンビス(イソシアナトシクロヘキサン)であ
つた。 実施例 11−23 脂肪族アルコールまたはアミンでキヤツプした
ポリエチレン グリコールとジイソシアネート
とのイソシアネート末端プレポリマー 下記の第2表中に作表した反応は50gのPEG
(分子量4000ないし20000)、0.05gのジラウリン
酸ジブチル錫および50gのトルエンの混合物を共
沸蒸溜によつて予め乾燥した上で実施した。反応
混合物を60℃に冷却し、そして脂肪族アルコール
またはアミンを加え、次いで表中に記したジイソ
シアネートを加えた。反応温度を60℃に3−5日
維持した後に固体増粘剤をスラブ鋳型中で蒸発さ
せて固体ポリマーを分離した。生成物の構造を第
2表と共に下に示す。
Table 1) The diisocyanate providing this residue throughout all examples of this application was a commercial mixture of the 2,4- and 2,6-isomers of tolylene diisocyanate. The value of X in all examples was based on the nominal molecular weight of commercially available polyethylene glycol products rather than on lot-by-lot analysis. 2) The diisocyanate providing this residue throughout all examples of this application is “DDI”, i.e.
It was a C 36 dimer acid based diisocyanate from Mils Corporation. 3) The diisocyanate providing this residue throughout all examples herein was 4,4'-methylenebis(isocyanatocyclohexane), commercially available as "Hylene W". Example 11-23 Isocyanate-terminated Prepolymer of Polyethylene Glycol and Diisocyanate Capped with Aliphatic Alcohol or Amine The reactions tabulated in Table 2 below are based on 50 g of PEG.
(molecular weight 4000 to 20000), a mixture of 0.05 g dibutyltin dilaurate and 50 g toluene was previously dried by azeotropic distillation. The reaction mixture was cooled to 60°C and the aliphatic alcohol or amine was added followed by the diisocyanate listed in the table. After maintaining the reaction temperature at 60°C for 3-5 days, the solid thickener was evaporated in a slab mold to separate the solid polymer. The structure of the product is shown below along with Table 2.

【表】 実施例 24−28 酸化エチレン−モノヒドリツク化合物付加物で
キヤツプしたジイソシアネート−ポリエチレン
グリコール プレポリマー 600gの乾燥させたPEG(分子量6000)、0.6gの
ジラウリン酸ジブチル錫、および26.1gのトリレ
ン ジイソシアネートの混合物を60℃で24時間反
応させた。その時点でトルエン溶液を6つの同部
分に分けた:これらの4つに別々に15ミリ当量の
予め乾燥した次の構造のアルコールを加えた:(a)
分子量3000のオクチルフエノール−酸化エチレン
付加物、(b)分子量3000のヘキサデシル アルコー
ル−酸化エチレン付加物、(c)分子量2600のドデシ
ル アルコール−酸化エチレン付加物、および(d)
分子量2800のオクタデカノール−酸化エチレン付
加物。反応温度は60℃に4日間維持し、そして溶
液を注ぎ出して風乾させた。その結果得られたポ
リマーは下および第3表(それぞれ実施例24、
26、27および28)中に示した構造を有する。
Table: Examples 24-28 Diisocyanate-polyethylene glycol prepolymer capped with ethylene oxide-monohydric compound adduct. The mixture was reacted at 60°C for 24 hours. At that point the toluene solution was divided into six equal parts: to these four were separately added 15 meq of pre-dried alcohol of the following structure: (a)
Octylphenol-ethylene oxide adduct with a molecular weight of 3000, (b) hexadecyl alcohol-ethylene oxide adduct with a molecular weight of 3000, (c) dodecyl alcohol-ethylene oxide adduct with a molecular weight of 2600, and (d)
Octadecanol-ethylene oxide adduct with a molecular weight of 2800. The reaction temperature was maintained at 60° C. for 4 days, and the solution was poured out and air dried. The resulting polymers are shown below and in Table 3 (Example 24,
26, 27 and 28).

【表】【table】

【表】 実施例 29−34 ジイソシアネートと反応させそしてモノヒドリ
ツク アルコールでキヤツプさせたポリエチレ
ングリコール−ジイソシアネート プレポリマ
ー 120gのPEG(分子量20000)、480gのトルエ
ン、および0.12gジラウリン酸ジブチル錫の混合
物を共沸蒸溜によつて乾燥させた。75℃において
2.16gの「DDI」ジイソシアネートを添加した。
2時間の間に(75℃で)2.2gの4,4′−ビスシ
クヘキシルメタン ジイソシアネートを添加し、
そして反応混合物を60℃で3日間貯蔵した。次い
で混合物を三等分した。混合物Aには0.355gの
n−ブタノールを、混合物Bには0.625gのn−
オクタノールを、そして混合物Cには0.90gのn
−ドデカノールを添加した。60℃で4日の後に試
料を注ぎ出して風乾させた。ポリマー製品はさら
に第4表の実施例29−31中に定義したような次の
構造を有し実質的に同様方法で造つた別の製品と
共に示した。
Table Example 29-34 Polyethylene glycol-diisocyanate prepolymer reacted with diisocyanate and capped with monohydric alcohol Azeotropic distillation of a mixture of 120 g PEG (molecular weight 20000), 480 g toluene, and 0.12 g dibutyltin dilaurate It was dried by At 75℃
2.16g of "DDI" diisocyanate was added.
Adding 2.2 g of 4,4'-biscyclohexylmethane diisocyanate (at 75°C) during 2 hours;
The reaction mixture was then stored at 60°C for 3 days. The mixture was then divided into three equal parts. Mixture A contained 0.355 g of n-butanol and Mixture B contained 0.625 g of n-butanol.
octanol, and for mixture C 0.90 g of n
-Dodecanol was added. After 4 days at 60°C the samples were poured out and air dried. The polymer product is further illustrated with another product made in a substantially similar manner having the following structure as defined in Examples 29-31 of Table 4.

【表】 実施例 35−63 B群−星形ポリマー 実施例 35 適当な反応容器中で70gのトリメチロールプロ
パン−酸化エチレンとヒドロキシル数12.5(当量
OHにつき4500)との付加物および約100gのト
ルエンを共沸蒸溜によつて乾かした。次いで0.07
gのジラウリン酸ジブチル錫と6.34gのオクタデ
シル イソシアネートを加えた。60℃で4日の後
に試料をスラブ鋳型中で乾かした。このポリマー
製品の構造は第5表と共に下に示すが第5表には
また実施例35の製品と本質的に同様の方法で表中
に示した主要変化を伴つて造つた同様のポリマー
製品を掲げた。
[Table] Example 35-63 Group B - Star Polymer Example 35 In a suitable reaction vessel, 70 g of trimethylolpropane-ethylene oxide and hydroxyl number 12.5 (equivalent
4500 per OH) and about 100 g of toluene were dried by azeotropic distillation. Then 0.07
g of dibutyltin dilaurate and 6.34 g of octadecyl isocyanate were added. After 4 days at 60°C the samples were dried in slab molds. The structure of this polymer product is shown below along with Table 5, which also shows a similar polymer product made in essentially the same manner as the product of Example 35 with the major changes indicated in the table. I raised it.

【表】【table】

【表】 実施例 48−50 エトキシル化 ドデカノールをキヤツプさせた
トリイソシアネートおよびメトキシ キヤツプ
のポリエチレン グリコール それぞれ40gの分子量7300のエトキシル化ドデ
カノール、11.8gの分子量5000のモノメトキシ
キヤツプのポリエチレン グリコール、80gのト
ルエンおよび0.08gのジラウリン酸ジブチル錫の
二つの混合物を共沸蒸溜によつて乾かした。60℃
に冷却した後に2.54gのモンジユールCB−75(実
施例48)または0.09gのデスモジユールN(実施
例49)を反応混合物に加えた。60℃で3時間の後
に赤外線スペクトルは反応完結を示し、そして反
応混合物をスラブ鋳型中に注いで固体ポリマーを
分けた。これらのポリマーおよび本質的に同じ方
法で造つた別のポリマーの構造を第6表と共に下
に示す。
[Table] Example 48-50 Ethoxylation Dodecanol capped triisocyanate and methoxy capped polyethylene glycol 40 g each of ethoxylated dodecanol with a molecular weight of 7300, 11.8 g of monomethoxy with a molecular weight of 5000
Two mixtures of cap polyethylene glycol, 80 g toluene and 0.08 g dibutyltin dilaurate were dried by azeotropic distillation. 60℃
After cooling to 2.54 g of Mondial CB-75 (Example 48) or 0.09 g of Desmodyur N (Example 49) was added to the reaction mixture. After 3 hours at 60°C, an infrared spectrum showed the reaction was complete and the reaction mixture was poured into a slab mold to separate the solid polymer. The structures of these polymers and other polymers made in essentially the same manner are shown below along with Table 6.

【表】 実施例 51−63 実施例 51 オクタデシル イソシアネートでキヤツプした
ジペンタエリスリトール−酸化エチレン付加物 18.1ヒドロキシル数(3100当量)のジペンタエ
リスリトール−酸化エチレン付加物を窒素散布下
で加熱して水を除いた。触媒としてジラウリン酸
ジブチル錫を利用し、70gの付加物を7.06gのオ
クタデシル イソシアネートと反応させて、
1.06/1当量のNCO/OH比を与えた。反応は60
℃で4日間続けた。ポリマー生成物を次にスラブ
鋳型中に注いで乾燥固化させた。この生成物の構
造を第7表と共に式によつて下に示し、表には上
記と本質的に同様の方法で造つた同様のポリマー
および当量でNCO/OH比を示す。
[Table] Examples 51-63 Example 51 Dipentaerythritol-ethylene oxide adduct capped with octadecyl isocyanate Dipentaerythritol-ethylene oxide adduct with 18.1 hydroxyl number (3100 equivalents) was heated under nitrogen sparge to remove water. Excluded. Utilizing dibutyltin dilaurate as a catalyst, 70 g of the adduct was reacted with 7.06 g of octadecyl isocyanate,
It gave an NCO/OH ratio of 1.06/1 equivalent. reaction is 60
℃ for 4 days. The polymer product was then poured into slab molds and allowed to dry and solidify. The structure of this product is shown below by formula along with Table 7, which shows similar polymers made in essentially the same manner as above and NCO/OH ratios in equivalent weights.

【表】 実施例 64−117 C群−複雑ポリマー 上述のように、反応混合物中に二官能価反応体
(ポリエーテル ジオールまたはジイソシアネー
ト)がそれぞれトリイソシアネートまたはトリヒ
ドロキシ化合物のような三官能価反応体(または
より高い官能価)と共に存在すると生成物中に複
雑な分枝を生じそして十分に同定を測定し得ない
種々のポリマー生成物に導かれる。しかしなが
ら、重合体状反応混合物は良好な増粘性質に対し
て必要な割合の疎水性および親水性物質を含み従
つて有用な生成物である。 下記第8表は多数の可能な反応体組合わせを総
括しこれはこの種の重合体状反応生成物、および
そのような反応に有効な反応体の割合を当量で与
える。引続く実施例および表はこれらの反応をさ
らに特別に例解する。
Table Example 64-117 Group C - Complex Polymers As mentioned above, the difunctional reactants (polyether diols or diisocyanates) in the reaction mixture are replaced by trifunctional reactants such as triisocyanates or trihydroxy compounds, respectively. (or higher functionality) results in complex branching in the product and leads to different polymer products whose identity cannot be determined satisfactorily. However, the polymeric reaction mixture contains the necessary proportions of hydrophobic and hydrophilic substances for good thickening properties and is therefore a useful product. Table 8 below summarizes a number of possible reactant combinations which provide equivalent amounts of such polymeric reaction products and the proportions of reactants useful in such reactions. The Examples and Tables that follow more specifically illustrate these reactions.

【表】 剰
実施例 64−72 実施例 64 多分枝ポリマーを供給するためのアルコールで
キヤツプしたトリメチロールプロパン−PEG
−TDIプレポリマー 150gのトルエン中の2.24gのトリメチロール
プロパンと19.56gのTDIを78℃で混合した。15
分後にこの混合物をジラウリン ジブチル錫0.3
gを含み300gのトルエ中に在つて予め乾燥させ
た300gのPEG(分子量6000)に加えた。75℃で
2時間の後に、この混合物を室温まで冷やしそし
てそのまゝ72時間保つた。次いで溶液を80℃に温
め、そして三等分した。A部分は2.93gのオクタ
ノールで処理し、B部分は4.27gのドデカノール
で処理し、そしてC部分は6.1gのオクタデカノ
ールで処理した。60℃で24時間後に、試料A、B
およびC(実施例64−66)をトルエンをスラブ型
から蒸発させた後に分離した。 実施例 67 トリメチロールプロパン−酸化エチレン付加
物、TDI、PEGおよびオクタデカノールから
の多分枝ポリマー ヒドロキシル数18.2(3100当量)を有する61g
のトリメチロールプロパン−酸化エチレン付加
物、240gのPEG(分子量6000)および5.4gのオ
クタデカノールの混合物を539gのトルエン中の
溶液の共沸蒸溜によつて乾燥した。混合物を60℃
に冷やし、11.3gのTDIおよび0.3gのジラウリン
酸ジブチル錫を加え、そして温度を70℃に上げ
た。3時間後に4.1gのオクタデカノールを加え
そして温度を80℃に上げた。80℃で3時間の後
に、反応混合物をスラブ型中に注ぎ入れそしてト
ルエンを蒸発させて除去した。 実施例 68 トリメチロールプロパン、TDI、PEGおよび
オクタデカノールからの多分枝ポリマー 実施例67の手順に従つたが、ただし実施例67の
トリメチロールプロパン−酸化エチレン付加物を
0.9gのTMPで置き替えた。 実施例 69 トリオール−PEG付加物をモノヒドリツク
アルコールおよびジイソシアネートを反応さ
せ、そしてモノヒドリツク アルコールでキヤ
ツプした。 10.5gの「プルラコール」TP−1540(酸化プロ
ピレンとトリメチロールプロパンのトリオール付
加物)、244.5gのPEG−6000(当量3700)、0.3g
のジラウリン酸ジブチル錫、5.4gのオクタデカ
ノールおよび400gのトルエンを共沸蒸溜によつ
て乾かした。60℃で11.3gのトルエン ジイソシ
アネートを加えた。70℃で3時間後にさらに追加
して4.05gのオクタデカノールを加えた。80℃で
さらに3時間置いた後にこの混合物を注ぎ出して
風乾した。第9表は本質的に上述した他のポリマ
ーを造るために使用した前述のおよびその他の反
応体を掲げる。反応体の当量割合は括弧内に与え
られる。 本例および引続く実施例中「TMP」はトリメ
チロールプロパンであり、「EO」は酸化エチレン
でありそして「PO」酸化プロピレンである。EO
またはPOに対する下記は反応体中のEOまたは
PO単位の数を表わす。
[Table] Surplus Examples 64-72 Example 64 Alcohol-capped trimethylolpropane-PEG to provide multi-branched polymer
- TDI prepolymer 2.24g trimethylolpropane and 19.56g TDI in 150g toluene were mixed at 78°C. 15
Dilaurin dibutyltin 0.3 minutes after this mixture
300 g of PEG (molecular weight 6000) which had been previously dried in 300 g of toluene. After 2 hours at 75°C, the mixture was cooled to room temperature and kept there for 72 hours. The solution was then warmed to 80°C and divided into three equal parts. Part A was treated with 2.93 g octanol, part B was treated with 4.27 g dodecanol, and part C was treated with 6.1 g octadecanol. After 24 hours at 60℃, samples A and B
and C (Examples 64-66) were isolated after evaporating the toluene from the slab mold. Example 67 Multi-branched polymer from trimethylolpropane-ethylene oxide adduct, TDI, PEG and octadecanol 61 g with hydroxyl number 18.2 (3100 equivalents)
A mixture of trimethylolpropane-ethylene oxide adduct, 240 g PEG (molecular weight 6000) and 5.4 g octadecanol was dried by azeotropic distillation of a solution in 539 g toluene. Mixture at 60℃
11.3g TDI and 0.3g dibutyltin dilaurate were added and the temperature was raised to 70°C. After 3 hours 4.1g of octadecanol was added and the temperature was raised to 80°C. After 3 hours at 80°C, the reaction mixture was poured into a slab mold and the toluene was evaporated off. Example 68 Multi-branched polymer from trimethylolpropane, TDI, PEG and octadecanol The procedure of Example 67 was followed except that the trimethylolpropane-ethylene oxide adduct of Example 67 was
Replaced with 0.9g of TMP. Example 69 Monohydric Triol-PEG Adduct
The alcohol and diisocyanate were reacted and capped with monohydric alcohol. 10.5 g of "Pullacol" TP-1540 (triol adduct of propylene oxide and trimethylolpropane), 244.5 g of PEG-6000 (equivalent weight 3700), 0.3 g
of dibutyltin dilaurate, 5.4 g of octadecanol and 400 g of toluene were dried by azeotropic distillation. At 60°C 11.3g of toluene diisocyanate was added. After 3 hours at 70°C, an additional 4.05 g of octadecanol was added. After an additional 3 hours at 80°C, the mixture was poured out and air dried. Table 9 lists the aforementioned and other reactants used to make other polymers essentially as described above. Equivalent proportions of reactants are given in parentheses. In this and subsequent examples "TMP" is trimethylolpropane, "EO" is ethylene oxide and "PO" is propylene oxide. E.O.
or the following for PO is EO in the reactants or
Represents the number of PO units.

【表】 実施例 73、74 トリオール、ジオール、単官能価アミンおよび
ジイソシアネートからの多分枝ポリマー 実施例 73 2.68gのトリメチロールプロパン(60ミリ当
量)、360gのPEG−6000(120ミリ当量)、0.36g
のジラウリン酸ジブチル錫および500gのトルエ
ンを共沸蒸溜して水を除去した。次いで270ミリ
当量(23.5g)のTDIを50℃で加えた。75℃で3
時置いた後に、1/3の溶液を取り出して5.7g(30
ミリ当量)のプリメーン(Primene)81−R、
C12−C14t−アルキル第一アミン、で処理した。
60℃で48時間置いた後にトルエンの蒸溜によつて
重合体状混合物を分離した。 実施例 75−81 PEG、トリメチロールプロパン−酸化エチレ
ン付加物、オクタデシルイソシアネートおよび
ジイソシアネートからの多分枝ポリマー 実施例 75 225gのPEG(分子量20000)および400gのト
ルエンの混合物を70℃における共沸蒸溜によつて
乾かした。次いで0.225gのジラウリン酸ジチル
錫および3.34gのオクタデシルイソシアネートを
加えた。2時間後、なお70℃のときに7.4gの
「DDI」を加えた。1時の内にヒドロキシル数
17.1で当量3300の予め乾燥させたトリメチロール
プロパン−酸化エチレン付加物37.5gを加えた。
60℃で5日置いた後にこの混合物をスラブ型中で
乾かした。第10表は前述のおよび本質的に同一方
法で造つたその他の重合体状生成物を与えるその
他の反応体を記載する。反応体の当量割合は括弧
内に与えられる。
Table: Examples 73, 74 Multi-branched polymers from triols, diols, monofunctional amines and diisocyanates Example 73 2.68 g trimethylolpropane (60 meq), 360 g PEG-6000 (120 meq), 0.36 g
of dibutyltin dilaurate and 500 g of toluene were azeotropically distilled to remove water. Then 270 meq (23.5 g) of TDI was added at 50°C. 3 at 75℃
After leaving it for a while, take out 1/3 of the solution and 5.7g (30g)
Primene 81-R (milliequivalent),
C12 - C14 t-alkyl primary amine.
After 48 hours at 60°C, the polymeric mixture was separated by distillation of toluene. Examples 75-81 Multi-branched polymers from PEG, trimethylolpropane-ethylene oxide adduct, octadecyl isocyanate and diisocyanate Example 75 A mixture of 225 g PEG (molecular weight 20 000) and 400 g toluene was prepared by azeotropic distillation at 70°C. I hung it to dry. Then 0.225g dityltin dilaurate and 3.34g octadecyl isocyanate were added. After 2 hours, still at 70°C, 7.4g of "DDI" was added. Hydroxyl number within 1 hour
17.5 g of pre-dried trimethylolpropane-ethylene oxide adduct with an equivalent weight of 3300 were added.
After 5 days at 60°C, the mixture was dried in a slab mold. Table 10 lists other reactants that provide the foregoing and other polymeric products made in essentially the same manner. Equivalent proportions of reactants are given in parentheses.

【表】 実施例 82−92 ポリエチレングリコールおよびモノヒドリツク
アルコールをジイソシアネートおよびトリイソ
シアネートと反応させる 実施例 82 296.3gのPEG(分子量7400および当量はヒドロ
キシル数で3700)、8.1gのオクタデカノール、
400gのトルエンおよび0.4gのジラウリン酸ジブ
チル錫の混合物を共沸蒸溜によつて乾かした。60
℃において7.83gのトリレンジイソシアネートお
よび5.2gの「デスモジユールN」を加えた。70
℃で3時間そして80℃で3時間置いた後に、重合
体状反応生成物を注ぎ出して風乾させた。下の第
11表には前述の反応体および本質的に同一方法で
ポリマーを造るのに使用した他の反応体を掲げ
る。当量割合は括弧内に与えられる。
[Table] Examples 82-92 Reaction of polyethylene glycol and monohydric alcohol with diisocyanates and triisocyanates Example 82 296.3 g of PEG (molecular weight 7400 and equivalent weight in hydroxyl number 3700), 8.1 g octadecanol,
A mixture of 400 g toluene and 0.4 g dibutyltin dilaurate was dried by azeotropic distillation. 60
7.83 g of tolylene diisocyanate and 5.2 g of "Desmodyur N" were added at <0>C. 70
After 3 hours at 80°C and 3 hours at 80°C, the polymeric reaction product was poured out and air dried. lower number
Table 11 lists the reactants described above and other reactants used to make the polymers in essentially the same manner. Equivalent proportions are given in parentheses.

【表】 実施例 93−97 トリメチロールプロパン−酸化エチレン付加物
をオクタデシルイソシアネートおよびジイソシ
アネートと反応させる 実施例 93 ヒドロキシル数が9.7(当量5800)のトリメチロ
ールプロパン−酸化エチレン付加物150gと200g
のトルエンとの混合物を共沸蒸溜によつて乾かし
た。次いで0.15gのジラウリル酸ジブチル錫、
6.11gのオクタデシルイソシアネートおよび3.09
の「DDI」を60℃において加えた。60℃で5日置
いた後に、トルエンをスラブ型から蒸発させた後
にポリマー生成物を分離した。下の第12表には前
述の反応体および本質的に実施例93に関して記載
したようにして造つたポリマーに使用したその他
の反応体を記載する。反応体割合は括弧内に当量
で与える。
[Table] Examples 93-97 Reaction of trimethylolpropane-ethylene oxide adduct with octadecyl isocyanate and diisocyanate Example 93 150 g and 200 g of trimethylolpropane-ethylene oxide adduct with hydroxyl number 9.7 (equivalent weight 5800)
of toluene was dried by azeotropic distillation. Then 0.15g dibutyltin dilaurate,
6.11g octadecyl isocyanate and 3.09
'DDI' was added at 60°C. After 5 days at 60°C, the polymer product was separated after evaporating the toluene from the slab mold. Table 12 below lists the reactants described above and other reactants used in the polymer made essentially as described with respect to Example 93. Reactant proportions are given in equivalents in parentheses.

【表】 実施例 98−103 トリイソシアネートからのモノイソシアネート
でキヤツプしたポリマー 実施例 98 150gのポリオキシエチレングリコール(分子
量6000)、150のトルエンおよびジラウリン酸ジブ
チル錫触媒の混合物を共沸蒸溜によつて乾かし
た。70℃において5.93gのドデシルイソシアネー
トを加えた。70℃で2時間置いた後にイソシアネ
ート消費は完結したので4.49gの75%デスモジユ
ール−Nトリイソシアネートを加えた。反応混合
物を60℃に18時間保ち次いでスラブ型中で乾かし
た。下の第13表には前述の反応体および本質的に
同様の方法でポリマーを造るために使用した他の
反応体を掲げる。当量でする割合を括弧内に与え
る。
[Table] Examples 98-103 Polymer capped with monoisocyanates from triisocyanates Example 98 A mixture of 150 g of polyoxyethylene glycol (molecular weight 6000), 150 g of toluene and dibutyltin dilaurate catalyst was azeotropically distilled. Dry. At 70°C 5.93g of dodecyl isocyanate was added. After 2 hours at 70 DEG C., isocyanate consumption was complete and 4.49 g of 75% Desmodyur-N triisocyanate was added. The reaction mixture was kept at 60° C. for 18 hours and then dried in a slab mold. Table 13 below lists the reactants described above and other reactants used to make the polymers in essentially the same manner. Give the equivalent proportion in parentheses.

【表】【table】

【表】 実施例 104−113 トリイソシアネートからのアルコールでキヤツ
プたポリマー 実施例 104−105 70gのドデシルアルコール−酸化エチレン付加
物(分子量4800)および90gのトルエンの混合物
を水の放出が止むまで共沸蒸溜させた。次いで60
℃において0.07gのジラウリン酸ジブチル錫およ
び6.01gのデスモジユール−Nトリイソシアネー
トを加えた。60℃で80分おいた後に、赤外線スペ
クトルはヒドロキシルの完全消化を示した。得ら
れた反応混合物の85gにトルエンのに溶かした50
%PEG(分子量6000)の溶液27gを加え(A);45g
の反応混合物にトルエンに溶かした40%PEG(分
子量20000)の溶液59gを加えた(B)。さらに60℃
で3時間おいた後、ポリマー試料AおよびB(実
施例104、105)を注ぎ出して風乾させた。下記の
第14表は前述の反応体および本質的に上に記した
ような生成物を造るために使用したその他の反応
体を掲げる。当量で示す割合は括弧内に与えられ
る。
[Table] Examples 104-113 Alcohol-capped polymers from triisocyanates Examples 104-105 A mixture of 70 g of dodecyl alcohol-ethylene oxide adduct (molecular weight 4800) and 90 g of toluene is azeotroped until the evolution of water stops. Distilled. then 60
0.07 g of dibutyltin dilaurate and 6.01 g of desmodyur-N triisocyanate were added at <0.0>C. After 80 minutes at 60°C, infrared spectra showed complete digestion of hydroxyl. 85 g of the resulting reaction mixture was dissolved in 50 g of toluene.
Add 27g of %PEG (molecular weight 6000) solution (A); 45g
59 g of a solution of 40% PEG (molecular weight 20,000) dissolved in toluene was added to the reaction mixture (B). Further 60℃
After 3 hours at room temperature, polymer samples A and B (Examples 104, 105) were poured out and allowed to air dry. Table 14 below lists the foregoing reactants and other reactants used to make the products essentially as described above. Percentages in equivalents are given in parentheses.

【表】【table】

【表】 実施例 114−117 トリオール、モノールおよびジイソシアネート
からの多分枝ポリマー 本質的に実施例64−66中に記載されたようにし
て、下記第15表中に掲げた反応体および割合(当
量による)から重合体状反応生成物を造つた。
TABLE Examples 114-117 Multibranched Polymers from Triols, Monols and Diisocyanates ) to prepare a polymeric reaction product.

【表】 実施例 118−127 A 増粘剤の水溶液の調製 下記第16表は本明細書の前掲実施例の下で同
定した種々のポリマー増粘剤の3%水溶液につ
いてのブルツクフイールド粘度測定を示す。溶
液は標準的混合技法によつて造つた。 B ポリマーエマルシヨンの調製 下記第16表はまた下記の処方から標準的混合
技法によつて造つた種々のポリマーエマルシヨ
ンのブルツクフイールドおよびICI粘度を報告
するが、その際増粘剤はポリマー実施例の下に
さらに上に同定される: 重量部 アクリルコポリマー(46.5%固形分)1) 80.0 水 11.2 増粘剤の水溶液2)、3% 24.8 C ラテツクス塗料組成物の調製 下記の第16表はまた前述の実施例のポリマー
増粘剤、またはヒドロキシエチルセルロース
(HEC)を含む塗料組成物の性質を示す。塗料
組成に対する処方は次の通りである。顔料の粉
砕、プレミツクスおよび増粘剤溶液は別々に造
りそして次にその他の成分と共に与えられる順
に混合する。混合技法および装置は慣用のもの
である。増粘剤溶液は3.2重量%のHECまたは
6重量%の本発明の増粘剤を含みそして最終の
塗料はエマルシヨンポリマー固体をベースにし
て1重量%の増粘剤を含有するように処方し
た。顔料磨砕部分: 重量部 分散剤〔タモール(Tamol)731〕 10.8 脱泡剤〔ノプコ(Nopco)NDW〕 2.0 TiO2(Tiピユア−R−900) 296.0低減部分: プロピレングリコール 57.8 ポリマーエマルシヨン1)AまたはB 557.9プレミツクス: 防腐剤(スーパーAd−It) 1.0 水 15.2 凝集剤〔テキサノール(Texanol)〕 15.7 アニオン界面活性剤〔トリトン(Triton)GR
−7〕 2.0 脱泡剤(ノプコNDW) 2.9 増粘剤溶液: 80.4 第16表はHECが効果的に水を増粘するにも
かゝわらず、水の増粘のみをベースにしてはラ
テツクス塗料および単純なポリマーエマルシヨ
ンの効率的な増粘は予想できないことを示す。
また本表は多くの場合に本発明のポリマー増粘
剤はHECよりも同等またはより能率よく(増
粘剤の量に対する粘度の改良)ラテツクス塗料
を増粘すること、およびラテツクス塗料におけ
る総合的な好性能(増粘、流動性および均展
性、高ICI粘度の点からフイルム形成)が多数
の疎水性基を有するポリウレタンから得られる
こと−実施例118および121、を示す。
Table 118-127 A Preparation of Aqueous Solutions of Thickeners Table 16 below shows Bruckfield viscosity measurements for 3% aqueous solutions of various polymeric thickeners identified under the Examples herein above. shows. Solutions were made by standard mixing techniques. B. Preparation of Polymer Emulsions Table 16 below also reports the Bruckfield and ICI viscosities of various polymer emulsions made by standard mixing techniques from the formulations below, where the thickener was Identified further above under Examples: Parts by weight Acrylic copolymer (46.5% solids) 1) 80.0 Water 11.2 Aqueous solution of thickener 2) , 3% 24.8 C Preparation of latex coating composition Table 16 below Also shown are the properties of coating compositions containing the polymeric thickener or hydroxyethylcellulose (HEC) of the previous examples. The prescription for the paint composition is as follows. The pigment grind, premix and thickener solution are made separately and then mixed with the other ingredients in the order given. Mixing techniques and equipment are conventional. The thickener solution contained 3.2% by weight of HEC or 6% by weight of the thickener of the present invention and the final coating was formulated to contain 1% by weight of thickener based on the emulsion polymer solids. . Pigment grinding part: parts by weight Dispersant [Tamol 731] 10.8 Defoamer [Nopco NDW] 2.0 TiO 2 (TiPure-R-900) 296.0 Reduction part: Propylene glycol 57.8 Polymer emulsion 1) A or B 557.9 Premix: Preservative (Super A d - I t ) 1.0 Water 15.2 Flocculant [Texanol] 15.7 Anionic surfactant [Triton GR
-7] 2.0 Defoamer (Nopco NDW) 2.9 Thickener solution: 80.4 Table 16 shows that although HEC effectively thickens water, it is not suitable for latex based on water thickening alone. Efficient thickening of paints and simple polymer emulsions is shown to be unexpected.
The table also shows that in many cases the polymeric thickeners of the present invention will thicken latex paints equally or more efficiently (improved viscosity relative to the amount of thickener) than HEC, and that Examples 118 and 121 show that good performance (thickening, fluidity and leveling, film formation in terms of high ICI viscosity) is obtained from polyurethanes with a large number of hydrophobic groups.

【表】 1) ポリマーエマルシヨンAはロープレツクス
(Rhoplex)AC−490コポリマーアクリルエマ
ルシヨン(46.5%固形分)であり:ポリマーB
はロープレツクスAC−61コポリマーアクリル
エマルシヨン(46.5%固形分)である。 2) エマルシヨンポリマー固形分に対する増粘
剤固形分は2%。 3) クレブス(Krebs)単位−−低剪断粘度。 4) はけ塗り中に塗料にかゝる剪断力に擬して
10000秒-1の剪断速度で動くICIのコーンおよび
プレート粘度計(リサーチ エクイツプメント
リミテツド、ロンドン)で測定した高剪断粘
度。一般にICI粘度が増加すれば、フイルムの
厚さ(築かれた)もまた増加する。良い塗厚は
塗料の増強された陰蔽力を表わしそしてまた改
良された流動性および均展性に寄与する。 5) 管理塗料(増粘剤としてHECを含む)と
本発明の増粘剤を含む試験塗料(「試験」)の引
落しを並べてレネタ フオーム(Leneta
Form)1B「ペノパツク(Penopac)」チヤート
上で比較して決定した。 6) レネタフオーム12H被覆力チヤート
(chart)上のはけ目の目視検査。等級は0−10
の段階によつて行ない、10は格別に優れた流動
性および均展性でありそして0は全然受容され
ない流動性および均展性を表わす。 実施例 128−130 下の第17表は本発明の増粘剤またはヒドロキシ
エチルセルロース(HEC)を含むラテツクス塗
料組成物の性質を比較する。実施例128および129
の処方は第16表の塗料実施例と同様であるがしか
し実施例128の塗料処方は下記の如くであり(与
えられる順に標準混合によつて造つた)そこでは
増粘剤の量はエマルシヨンポリマー固形分をベー
スにして2%である:顔料磨砕部分: 重量部 水 85.0 分散剤(タモール731) 8.0 分散剤(ピロ燐酸四ナトリウム) 0.3 界面活性剤〔テルギトール(Tergitol)NPX〕
2.0 ミルドウサイド(Mildewcide) (スーパー−AdIt) 1.0 エチレングリコール 20.0 凝集剤(ヘキシレングリコール) 15.0 酢酸2−エチルヘキシル 5.0 脱泡剤(ノプコNDW) 2.5 TiO2−ルチル(Tiピユア−R−901) 175.0 TiO2−アナターゼ〔チタノツクス(Titanox)
1000〕 50.0 雲母、湿式粉砕したもの(325メシユ) 25.0 タルク〔ナイトール(Nytol)300〕 125.0低減部分: 水 36.1 ポリマーエマルシヨン 400.0 脱泡剤(ノプコNDW) 2.5 増粘剤溶液 170.9 第17表はヒドロキシエチルセルロースを含有す
る塗料と比べて本発明の増粘剤が増粘能率、流動
性および均展性間に優れたバランスを示すためラ
テツクス塗料組成物における実用性に関して本発
明の脱粘剤が望ましいことを例解する。
[Table] 1) Polymer emulsion A is Rhoplex AC-490 copolymer acrylic emulsion (46.5% solids): Polymer B
is Roplex AC-61 copolymer acrylic emulsion (46.5% solids). 2) Thickener solids content relative to emulsion polymer solids content is 2%. 3) Krebs units--low shear viscosity. 4) Simulating the shearing force exerted on the paint during brush painting.
High shear viscosity measured on an ICI cone and plate viscometer (Research Equipment Limited, London) operating at a shear rate of 10000 s -1 . Generally, as ICI viscosity increases, film thickness (built-up) also increases. Good coating thickness exhibits enhanced hiding power of the paint and also contributes to improved flow and leveling properties. 5) Line up the withdrawals of the controlled paint (containing HEC as a thickener) and the test paint containing the thickener of the invention (the "Test") in the Leneta form.
Form) 1B "Penopac" Chart. 6) Visual inspection of the brush marks on the Reneta Foam 12H coverage chart. The grade is 0-10
A grade of 10 represents exceptional flow and leveling properties and 0 represents completely unacceptable flow and leveling properties. Examples 128-130 Table 17 below compares the properties of latex coating compositions containing thickeners of the present invention or hydroxyethyl cellulose (HEC). Examples 128 and 129
The formulation of Example 128 is similar to the coating examples in Table 16, but the coating formulation of Example 128 is as follows (made by standard mixing in the order given) where the amount of thickener is equal to that of the emulsion. 2% based on polymer solids: Pigment grinding part: parts by weight Water 85.0 Dispersant (Tamol 731) 8.0 Dispersant (tetrasodium pyrophosphate) 0.3 Surfactant [Tergitol NPX]
2.0 Mildewcide (Super-A d I t ) 1.0 Ethylene glycol 20.0 Flocculant (hexylene glycol) 15.0 2-ethylhexyl acetate 5.0 Defoamer (Nopco NDW) 2.5 TiO 2 -Rutile (TiPure-R-901) 175.0 TiO 2 -anatase [Titanox]
1000] 50.0 Mica, wet milled (325 mesh) 25.0 Talc [Nytol 300] 125.0 Reduced portion: Water 36.1 Polymer emulsion 400.0 Defoamer (Nopco NDW) 2.5 Thickener solution 170.9 Table 17 shows hydroxyl The deviscosity agents of the present invention are desirable for utility in latex coating compositions because the thickeners of the present invention exhibit a superior balance between thickening efficiency, flowability, and leveling properties when compared to coatings containing ethylcellulose. Illustrate.

【表】 アクリル系

[Table] Acrylic

【表】 ニル〓アク
リル系
実施例 131 顔料捺染ペースト 顔料捺砕ペーストは通例は3主要成分で構成さ
れる:顔料、増粘剤、および結合剤。これらの成
分を混合して捺染ペーストを形成する前に、増粘
剤と濃厚顔料から「カツト クリヤー(cut
clear)」が形成される。典型的にはカツトクリヤ
ーは実施例68のポリマー増粘剤のような増粘剤の
6重量%を水に溶かし、そして約30分間混合して
100000cps以上の粘稠度の半透明ゲルを形成させ
る。カツトクリヤーはペースト中で粘度増進剤と
して働く。 次に、濃厚顔料を造る、例えば約15分間に亘つ
て45.2%のプレスケーキ分散物(水中の顔料分
散)、18%のカツトクリヤー、および36.8%の水
を約1900cps粘度の流動性クリーム状ペーストを
生じるまで配合する。 捺染ペーストは10%の濃厚顔料および10%のエ
マルシヨン結合剤(約40−50%固形分のもの)を
混合して形成する。好適な結合剤はロープレツク
スE−32アクリル系ポリマーエマルシヨン、固形
分46.0%であつた。その結果生じる組成物は
28000cpsの粘度のペーストであつて木綿、ポリエ
ステル、木綿−ポリエステル繊維混紡品およびこ
れに類するものにプリント用としてすぐ使用でき
る。 もしも望むならば顔料捺染ペーストをトルエン
のような水と交じらない有機溶剤の添加によつ
て、独逸特許第2054885号の方法によつて水中油
滴エマルシヨンとして処方してもよい。捺染ペー
ストは周知のイオン性また非イオン性界面活性剤
の何れかのような分散助剤、および「カルボポ
ル」カルボキシビニルポリマーのような補助増粘
剤を含むこともまた可能である。 実施例 132 酸性染料捺染ペースト 本発明のポリマー生成物を利用する典型的酸性
染料捺染ペースト処方は次のようである: 重量% 染料溶液−アシツドブル−25;6% 12.5 実施例131のカツトクリヤー(6%) 25.0 ぎ 酸 1.8 ノプコ「フオーム マスター(Foam Master)」
DF−160L 消泡剤 0.2 水 60.5 成分を約15分間でまぜてPH2.0−2.3および粘度
約1600cpsのなめらかなクリーム状ペーストにな
つた。このペーストはカーペツトのような織物に
ツインマー フラツト(Zimmer flat)ベツド網
の使用によるような慣用の技法によつて適用可能
である。 実施例 135 繊維被覆処方 本発明のポリマー増粘剤は種々の繊維ポリマー
被覆に有効である。植毛接着剤として有用な典型
的処方は次のものである。 ロープレツクスHA−8アクリル系ポリマー(46
%固形分) 300.0重量部 触媒溶液NH4NO3(25%固形分) 60.0 実施例131のカツトクリヤー(6%) 30.0 処方物はクリーム状粘稠度約40500cpsを有しそ
してパツヂング、浸漬、ローラー塗布またはその
他の塗布または含浸技法のような通例の方法で繊
維織物に適用することが可能である。 実施例 134 着色紙用塗料 本発明のポリマー状増粘剤はアルギン酸ナトリ
ウムやカルボキシメチルセルロースのような天然
製品の代りに着色紙用塗料に有用である。典型的
処方は次のようである。 適当な容器中で72.6重量%のクレー(70%固形
分)、顔料結合剤として18.3%のダウ−620カルボ
キシル化スチレン−ブタジエンポリマーエマルシ
ヨン(50%固形分)、実施例131のカツトクリヤー
1%および8.1%の水を混合する。この処方物は
着色した場合にはトレーリングブレード
(trailing blade)よつて既知の方法で適用可能で
ある。それは約1800cpsの粘稠度を有する。
[Table] Niru Aku
Lil type
Example 131 Pigment Printing Paste Pigment printing pastes are typically composed of three main components: pigment, thickener, and binder. Before mixing these ingredients to form the printing paste, a “cut clear” is applied from the thickener and thick pigment.
clear)” is formed. Typically, cut clears are prepared by dissolving 6% by weight of a thickener, such as the polymeric thickener of Example 68, in water and mixing for about 30 minutes.
Forms a translucent gel with a viscosity of over 100,000 cps. The cut clear acts as a viscosity enhancer in the paste. Next, create a concentrated pigment, e.g. 45.2% press cake dispersion (pigment dispersion in water), 18% cut clear, and 36.8% water over a period of about 15 minutes into a fluid cream paste with a viscosity of about 1900 cps. Blend until . The printing paste is formed by mixing 10% pigment concentrate and 10% emulsion binder (approximately 40-50% solids). The preferred binder was Roplex E-32 acrylic polymer emulsion, 46.0% solids. The resulting composition is
The paste has a viscosity of 28,000 cps and is ready for use in printing on cotton, polyester, cotton-polyester fiber blends and the like. If desired, the pigment printing pastes may be formulated as oil-in-water emulsions by the method of DE 2054885 by addition of water-immiscible organic solvents such as toluene. It is also possible for the printing paste to contain dispersion aids, such as any of the well-known ionic or nonionic surfactants, and auxiliary thickeners, such as "Carbopol" carboxyvinyl polymers. Example 132 Acid Dye Printing Paste A typical acid dye printing paste formulation utilizing the polymeric product of the present invention is as follows: wt% Dye Solution - Acid Blue - 25; 6% Cut Clear (6%) of Example 131 %) 25.0 Formic acid 1.8 Nopco "Foam Master"
DF-160L Defoamer 0.2 Water 60.5 The ingredients were mixed in about 15 minutes to form a smooth creamy paste with a pH of 2.0-2.3 and a viscosity of about 1600 cps. This paste can be applied to fabrics such as carpets by conventional techniques such as by the use of Zimmer flat bedding. Example 135 Fiber Coating Formulation The polymer thickeners of the present invention are useful in a variety of fiber polymer coatings. A typical formulation useful as a hair transplant adhesive is as follows. Roplex HA-8 acrylic polymer (46
% solids) 300.0 parts by weight catalyst solution NH 4 NO 3 (25% solids) 60.0 Cut Clear of Example 131 (6%) 30.0 The formulation has a cream consistency of about 40,500 cps and is not suitable for padding, dipping or rolling. It can be applied to the textile fabric by customary methods such as coating or other coating or impregnating techniques. Example 134 Pigmented Paper Coatings The polymeric thickeners of the present invention are useful in pigmented paper coatings in place of natural products such as sodium alginate and carboxymethylcellulose. A typical recipe is as follows. 72.6% by weight clay (70% solids) in a suitable container, 18.3% Dow-620 carboxylated styrene-butadiene polymer emulsion (50% solids) as pigment binder, 1% Cut Clear of Example 131. and 8.1% water. When pigmented, the formulation can be applied in a known manner by means of a trailing blade. It has a consistency of about 1800cps.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 エマルシヨンポリマーおよびエマルシヨンポ
リマーの固形分をベースにして約0.1〜約10重量
%の非イオン性の水溶性または水に可溶化しうる
ポリウレタン増粘剤組成物を含有するラテツクス
組成物であつて、前記ポリウレタン増粘剤組成物
が少なくとも3個の疎水性基を有し、かつそれら
の疎水性基の少なくとも2個が末端基であり、そ
れらの疎水性基は一緒にして全部で少なくとも20
個の炭素原子を含み、それらの疎水性基はそれぞ
れが少なくとも1500の分子量である親水性ポリエ
ステル基を通して連結されており、そして前記ポ
リウレタンの分子量は少なくとも10000であり;
前記ポリウレタン組成物は下記の1)〜5)の反
応生成物から選択され、その中で反応体(a)は少な
くとも一種の水溶性ポリエーテルポリオールであ
り、反応体(b)は少なくとも一種の水に不溶性の有
機ポリイソシアネートであり、反応体(c)は単官能
価活性水素含有化合物および有機モノイソシアネ
ートから選ばれる少なくとも一種の単官能価疎水
性有機化合物であり、そして反応体(d)は少なくと
も一種の多価アルコールまたは多価アルコールエ
ーテルである: 1) 少なくとも3個のヒドロキシル基を含む反
応体(a)と前記有機モノイソシアネートとの反応
生成物; 2) 反応体(a)と2個のイソシアネート基を含む
反応体(b)と前記活性水素含有化合物との反応生
成物; 3) 反応体(a)と少なくとも3個のイソシアネー
ト基を含む反応体(b)と前記活性水素含有化合物
との反応生成物; 4) 反応体(a)と反応体(b)と前記モノイソシアネ
ートとの反応生成物;および 5) 反応体(a)と反応体(b)と前記モノイソシアネ
ートと反応体(d)との反応生成物 を特徴とするラテツクス組成物。 2 エマルシヨンポリマーがアクリル系エマルシ
ヨンポリマーである特許請求の範囲第1項に記載
のラテツクス組成物。 3 エマルシヨンポリマーが酢酸ビニルエマルシ
ヨンポリマーである特許請求の範囲第1項に記載
のラテツクス組成物。 4 増粘剤の量がエマルシヨンポリマー固形分を
ベースにして1〜3重量%である特許請求の範囲
第1項に記載のラテツクス組成物。 5 エマルシヨンポリマーが1)酢酸ビニルポリ
マーまたは2)一つまたは一つ以上のアクリル酸
エステルモノマーまたは一つまたは一つ以上のメ
タクリル酸エステルモノマーのコポリマーを含む
特許請求の範囲第4項に記載のラテツクス組成
物。 6 アクリル系ポリマーが一つまたは一つ以上の
アクリル酸エステルモノマーまたは一つまたは一
つ以上のメタクリル酸エステルモノマーのコポリ
マーを含む特許請求の範囲第2項に記載のラテツ
クス組成物。 7 増粘剤の量がエマルジヨンポリマー固形分を
ベースにして1〜3重量%である特許請求の範囲
第1項に記載のラテツクス組成物。 8 エマルジヨンポリマーが1)酢酸ビニルポリ
マーまたは2)一つまたは一つ以上のアクリル酸
エステルモノマーまたは一つまたは一つ以上のメ
タクリル酸エステルモノマーのコポリマーを含む
特許請求の範囲第7項に記載のラテツクス組成
物。 9 アクリル系エマルシヨンポリマーが一つまた
は一つ以上のアクリル酸エステルモノマーまたは
一つまたは一つ以上のメタクリル酸エステルモノ
マーのコポリマーを含む特許請求の範囲第2項に
記載のラテツクス組成物。
[Claims] 1. Containing an emulsion polymer and from about 0.1 to about 10% by weight, based on the solids content of the emulsion polymer, of a nonionic water-soluble or water-solubilizable polyurethane thickener composition. a latex composition, wherein the polyurethane thickener composition has at least three hydrophobic groups, and at least two of the hydrophobic groups are terminal groups, and the hydrophobic groups are together at least 20 in total
carbon atoms, each of the hydrophobic groups being linked through a hydrophilic polyester group having a molecular weight of at least 1500, and the molecular weight of said polyurethane being at least 10000;
The polyurethane composition is selected from the following reaction products 1) to 5), in which reactant (a) is at least one water-soluble polyether polyol, and reactant (b) is at least one water-soluble polyether polyol. , reactant (c) is at least one monofunctional hydrophobic organic compound selected from monofunctional active hydrogen-containing compounds and organic monoisocyanates, and reactant (d) is at least is a kind of polyhydric alcohol or polyhydric alcohol ether: 1) the reaction product of reactant (a) containing at least three hydroxyl groups and the organic monoisocyanate; 2) the reaction product of reactant (a) and two 3) a reaction product of the reactant (b) containing an isocyanate group and the active hydrogen-containing compound; 3) a reaction product of the reactant (a), the reactant (b) containing at least three isocyanate groups, and the active hydrogen-containing compound; a reaction product; 4) a reaction product of the reactant (a), the reactant (b), and the monoisocyanate; and 5) a reaction product of the reactant (a), the reactant (b), the monoisocyanate, and the reactant (d). A latex composition characterized by a reaction product with ). 2. The latex composition according to claim 1, wherein the emulsion polymer is an acrylic emulsion polymer. 3. The latex composition according to claim 1, wherein the emulsion polymer is a vinyl acetate emulsion polymer. 4. A latex composition according to claim 1, wherein the amount of thickener is from 1 to 3% by weight, based on emulsion polymer solids. 5. The emulsion polymer according to claim 4, wherein the emulsion polymer comprises 1) a vinyl acetate polymer or 2) a copolymer of one or more acrylic ester monomers or one or more methacrylic ester monomers. Latex composition. 6. The latex composition of claim 2, wherein the acrylic polymer comprises a copolymer of one or more acrylic ester monomers or one or more methacrylic ester monomers. 7. A latex composition according to claim 1, wherein the amount of thickener is from 1 to 3% by weight, based on emulsion polymer solids. 8. The emulsion polymer according to claim 7, wherein the emulsion polymer comprises 1) a vinyl acetate polymer or 2) a copolymer of one or more acrylic ester monomers or one or more methacrylic ester monomers. Latex composition. 9. The latex composition of claim 2, wherein the acrylic emulsion polymer comprises a copolymer of one or more acrylic ester monomers or one or more methacrylic ester monomers.
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