JPH08501329A - ポリウレタン、その用途およびポリウレタンを増粘剤として含む水性塗料 - Google Patents
ポリウレタン、その用途およびポリウレタンを増粘剤として含む水性塗料Info
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Abstract
(57)【要約】
この発明は、a)400〜15,000、好ましくは1,000〜8,000の分子量を有する、水溶性の、オキシエチレン基を含む末端基と、b)1ウレタン結合につき少なくとも0.1、好ましくは1ウレタン結合につき少なくとも0.4の数で、ポリマー骨格から垂れ下がりかつ8〜22の炭素原子好ましくは10〜14の炭素原子を有する炭化水素基を含む基とを有するポリウレタンに関連する。ポリウレタンは水溶液中で適度の粘性を有し、たとえばアルキド系またはラテックス系水性塗料において増粘剤として特に役立つ。
Description
【発明の詳細な説明】
ポリウレタン、その用途およびポリウレタンを増粘剤として含む水性塗料
この発明は増粘効果を有するポリウレタンに関する。それはより特定的には、
水性塗料における粘性剤としての使用によく適合するものである。
塗料組成物における溶剤の利用を減少させようとして、水性塗料は過去15年
にわたって、主に室内での使用のために開発されてきた。規定によれば、これら
の塗料はアクリル酸塩分散物をバインダとして含む。新しい水性塗料では、もし
可能ならば、バインダとしてアルキドを基剤とする塗料におけるのと同じ十分な
特性を達成することが望ましい。このことは特に、アルキド塗料の特性に類似す
る、高い光沢性、水に反応しないフィルム、良好な平坦化および塗布の特性を意
味する。平坦化および塗布の特性は増粘剤の選択によって大きく影響される。セ
ルロース誘導体およびポリアクリル酸塩のような伝統的な増粘剤では、これらの
塗料において十分な平坦化を与えることはできない。優れた平坦化を与える、ポ
リアクリル酸塩およびポリウレタンタイプのいわゆる結合性増粘剤が、ゆえに開
発されてきた。結合性ポリアクリル酸塩増粘剤は酸性の水性分散物として供給さ
れる。これらの製品の1つの欠点は水およびアルカリに対する反応性である。結
合性ポリウレタン増粘剤はこの欠点を持たず、ゆえに、光沢塗料における増粘剤
として広く使用される。
米国特許明細書4,079,028は、2つの疎水末端基と、ポリマー骨格に
おいて親水エーテル基および疎水イソシアナート基とを含有する、結合性の線状
のポリウレタン増粘剤を開示する。欧州特許出願127,950および307,
775は、ポリイソシアナートを、ポリエーテルポリオール、2つの反応基を有
する改質剤および1つの末端ブロッキング剤と反応させることによって得られる
結合性ポリウレタン増粘剤を記載する。後者の欧州特許出願は、改質剤が10の
炭素原子を有するペンダント疎水基を含有すべきである、とさらに述べている。
その製造方法から、これらのペンダント疎水基は好ましくは末端基に置かれるよ
うである。
米国特許明細書4,426,485から、さらに、少なくとも2つの一価の疎
水基を含有する疎水性のセグメントを与えることによってポリウレタンの増粘効
果を促進することは以前から知られている。これらのすべての増粘剤はしかしな
がら、水において低濃度であっても、高い粘性を与えることがわかった。このこ
とは、欧州特許出願127,950および307,775ならびに米国特許4,
426,485に開示されるポリウレタン増粘剤のタイプに特に当てはまる。
水性塗料で溶剤の量を減らすという目的において、しかしながら、ポリウレタ
ン増粘剤の水中における高い粘性は、2つの理由から望ましくない。
第1に、最大の乾燥物含有量および最小の粘度で水に溶解されるポリウレタン
増粘剤を供給できることが望まれる。水におけるポリウレタン増粘剤の粘度が高
すぎる場合には、粘度を下げるために、水および水と混和性のある有機溶剤の組
合せを使用することが必要となるかもしれない。市販のポリウレタン増粘剤はゆ
えに、15〜40%の乾燥物含有量を達成するよう、プロピレングリコールまた
はブチルカルビトールを一般に含有する。
第2に、塗料において、および特に光沢塗料においては、約10,000s-1
のせん断速度で、所定の塗布粘度を有することが望まれる。ストーマー(Storme
r)粘度として伝統的に測定される、遅いせん断速度での粘性は、しかしながら
、水中において高い粘性を有する結合性ポリウレタン増粘剤では高くなりすぎる
。遅いせん断速度での光沢塗料の粘度は、界面活性剤またはブチルカルビトール
タイプの溶剤を添加することによって下げることができるが、これらの2つの手
法はしかしながら、塗料の特性に関してかなりの欠点を伴う。ゆえに、遅いせん
断速度と速いせん断速度との両方で、塗料に適切な粘性を付与する増粘剤を用い
ることが重要である。
ここに、新しいタイプの水溶性の結合性ポリウレタンが、水溶液において適度
の粘度を有することが見出された。このタイプのポリウレタンを用いれば、溶解
度を調整するいかなる添加剤も加えることなく、約30〜50重量%の範
囲の乾燥物含有量で好ましい粘性を有する水溶液を製造することが可能である。
さらに、それは光沢塗料において、遅いせん断速度と速いせん断速度の両方で適
当な粘性を与える。この発明に従うポリウレタンは以下のことを示すことによっ
て特徴付けられる。
a)400〜15,000、好ましくは1,000〜8,000の分子量を有
する、水溶性のオキシエチレン基を含む末端基、および、
b)8〜22の炭素原子、好ましくは10〜14の炭素原子を有する炭化水素
基を含み、かつ1ウレタン結合につき少なくとも0.1の数で、好ましくは1ウ
レタン結合につき少なくとも0.4の数でポリマー骨格から垂れ下がる基。
この発明に従うポリウレタンは、従って、くし型(comb)ポリマーの群に属す
る。この構造によって、疎水性炭化水素基はポリマー骨格から非常に規則的な間
隔で垂れ下がり、ポリマー末端は親水性である。この構造によって、ポリウレタ
ンは、以前から知られている結合性ポリウレタン増粘剤の特性とは違う特別な特
性を有し、塗料において増粘剤として用いるのに特によく適合することがわかっ
た。
この発明に従うポリウレタンは、水溶液中で比較的低い粘性を有するが、水系
ラテックス塗料またはエマルション塗料に添加されると、塗料の塗布粘度の望ま
しい増加が得られる。ポリウレタンを唯一の増粘剤として用いることも
できるが、結合性セルロースエーテルのような他の増粘剤との組合せで用いるこ
ともできる。塗料は好適には15〜80%のPVC値(顔料(pigment)−容量
(volume)−濃度(concentration))を有する。ポリウレタンは、光沢塗料、
たとえば15〜25%のPVC値を有する塗料のための増粘剤として特に好適で
ある。好適なバインダは、アルキド樹脂のようなエマルションバインダ、ならび
にポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、酢酸ビニルとエチレンとの共重合
体、酢酸ビニルとエチレンと塩化ビニルとの共重合体、およびスチレンとアクリ
ル酸エステルとの共重合体のようなラテックスバインダである。好ましいバイン
ダはアニオン界面活性剤で安定化されたラテックスバインダである。ポリウレタ
ンの添加量は塗料の組成およびポリウレタンの化学構造の両方に依存して変わる
が、一般的には塗料の重量の0.1〜1.5%である。
水溶性末端基は好ましくは式(I)を有する。
式(I)において、Aは2〜4の炭素原子を有するオキシアルキレン基であり;
Bは三価の基、好ましくは窒素また
炭素原子、好ましくは1〜14の炭素原子を有する一価の炭化水素基を含む基、
水素または(A)sH基であり、R3は、水素または1〜7の炭素原子を有する炭
化水素基で
あり、tは0または1であり、p、rおよびsは互いに独立して1〜100、好
ましくは20〜80であり、p、rおよびsの和は少なくとも10、好ましくは
少なくとも25である。
好ましい具体例に従うと、ポリウレタンの少なくとも50重量%、好ましくは
少なくとも75重量%は、セグメント(IIa)およびセグメント(IIb)か
ら構成される。
セグメント(IIa)において、Rは8〜22、好ましくは10〜14の炭素原
子を有する一価の炭化水素基を含む疎水基であり、AおよびBは上記のとおりで
あり、mおよびnは20〜140であり、m+nは50〜200、好ましくは8
0〜120であり、オキシエチレン基の数はポリウレタンが水溶性になるような
数である。
セグメント(IIb)において、Tは二価の炭化水素基である。好適には、Tは
1〜24の炭素原子を有し、好ましくは4〜15の炭素原子を有する。
その最も簡単な形態において、ポリウレタンは、式(III)の水溶性ジオー
ル化合物を式(IV)のジイソシアナートと重合させることにより生成させるこ
とができる。
式(III)において、R、A、B、mおよびnは上述のとおりであり、式(I
V)において、Tは上述のとおりであり、化合物(III)はモル過剰にある。
次の等式はポリマーの分子量に対して理論上有効である。
ここで、Mv=ポリマーの平均分子量
Mr=反復単位の分子量
Xn=反復単位の平均数
r=ジイソシアナート/ジオール化合物のモル比
p=転化率
である。
この発明に従うポリウレタンは、もしそのように所望されるならば、化合物I
IIおよびIVを化合物IVを過剰にして反応させ、その後得られる中間生成物
を式(V)の水溶性化合物と反応させることによって修飾されてもよい。
式(V)において、式IIIにより構成される化合物を除き、R1、A、B、t
、pおよびrは上述のとおりである。さらに、この発明の範囲内において、化合
物IIIのわず
かな部分を式(V)によって構成されるようなジオール化合物と置換えて、ポリ
マー骨格における疎水基の数に対するペンダント疎水基の割合を変えることを可
能にすることができる。n、m、r、t、pおよびsの値と、RおよびR1にお
ける炭素原子の数と、修飾セグメントのタイプおよび量と、分子量とを調整する
ことによって、増粘剤を塗料組成および所望される特性に対して最適化する多く
の可能性が出てくる。
重合は一般的には、ジブチルスズジラウリン酸のような通常の触媒が存在する
状態で、70〜150℃の温度で行なわれる。所望されるならば、反応は、キシ
レン、トルエン、N−メチルピロリドンまたはプロピレンカーボナートのような
不活性溶媒が存在する状態で行なうことも可能であるが、好ましくは溶媒なしで
行なわれる。好適には、ポリウレタンが、20,000〜300,000、好ま
しくは50,000〜200,000の理論上の平均分子量を有するよう、さら
に12rpmでブルックフィールド(Brookfield)に従って20℃で20%水溶
液中において測定した場合に100〜20,000mPa・s、好ましくは50
0〜10,000mPa・sの粘度を有するよう、関与する化合物の量および生
成方法が適合される。好適には、R基の数は平均して10〜100であり、好ま
しくは25〜50である。重合の完了後、溶媒として水が添加されてもよい。ポ
リウレタンの水溶液は、アミン基の含量のため、
くは5〜7に中和することによって、ポリウレタンの粘度を下げることができる
。
式(IV)のジイソシアナートは、線状のまたは枝分れした脂肪族、脂環族ま
たは芳香族であってもよい。この発明に従うポリウレタンの生成において使用に
好適なジイソシアナートの例は、1,4−テトラメチレンジイソシアナート、1
,6−ヘキサメチレンジイソシアナート、2,2,4−トリメチル−1,6−ジ
イソシアナ−トヘキサン、1,10−デカメチレンジイソシアナ−ト、1,4−
シクロヘキシレンジイソシアナート、ビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)
メタン、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、m−およびp−フェニレンジイソシアナート、2,6−お
よび2,4−トリレンジイソシアナート、キシレンジイソシアナート、4,4′
−ジフェニレンジイソシアナート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアナー
ト、1,5−ナフチレンジイソシアナート、ならびにポリメチレンポリフェニル
イソシアナートである。2より高い官能性を有するイソシアナートをさらに用い
てもよいが、架橋結合された非水溶性のゲルの生成を避けるために、その程度は
制限される。一般的には、2より上の官能性を有するイソシアナートの含量は、
二官能性であるイソシアナートの10%未満である。
式(III)の化合物は、少なくとも2つの親水性のヒドロキシルを含む基と
、少なくとも1つのペンダント疎水基とを有する。たとえばエトキシル化するこ
とによって、オレフィンエポキシドおよびグリシジルエーテルから好適な脂肪ア
ミンまたはジオールが生成してもよい。式(III)において、Rはたとえば、
8〜22の炭素原子を有する炭化水素基、またはアミドエトキシラートから誘導
された対応するアシル基である。炭化水素基は、線状または枝分れでもよく、飽
和または不飽和でもよく、脂肪族、脂環族または芳香族でもよい。そのような基
の特定の例は、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、ブチルフェニ
ル、オクチルフェニル、ノニルフェニル、もしくはドデシルフェニルもしくはア
ルキルアルケニル、または、ココナッツ脂肪酸、トール脂肪酸もしくは他の脂肪
酸から誘導されるアシル基である。
R基は、R2O(A)zCH2−の基、R2O(A)zCH2CH(OH)CH2(
A)z−の基、R2CH(OH)CH2(A)z−の基またはR2(A)z−の基から
さらに構成されてもよく、ここで、R2は8〜22の炭素原子を有する炭化水素
基であり、Aは上述のとおりであり、zは0〜50、好ましくは0〜20の数で
ある。エチレンオキシ基は好ましくはアルキレンオキシ基の数の少なくとも50
%を構成する。炭化水素基R2は、線状または枝分れでもよく、飽和または不飽
和でもよく、脂肪族、脂環族
または芳香族であってもよい。そのような基の特定の例は、デシル、ドデシル、
テトラデシル、ヘキサデシル、ブチルフェニル、オクチルフェニル、ノニルフェ
ニルおよびドデシルフェニルである。
式(III)の化合物、つまりt=1でありかつRおよびR1、mおよびp、
ならびにnおよびrが対の形で等しい化合物を含まない式(V)の修飾化合物は
、たとえば、R1が1〜7の炭素原子を有する炭化水素基またはアシル基である
化合物か、またはR2が上述の基において1〜7の炭素原子を有する炭化水素基
である化合物から構成されてもよい。これらの例において、炭化水素基は線状ま
たは枝分れでもよく、飽和または不飽和でもよく、脂肪族、脂環族または芳香族
であってもよい。t=0の場合には、式Vは、たとえば、1,000〜5,00
0の分子量を有するポリエチレングリコールを含む。
この発明およびそれによって得られる利点は以下の例によってさらに示される
。
例1
20〜22の炭素原子を有する101gのアミノエトキシラート(1モルのジ
ャファミン(Jafamin)P−M+150モルのEO)に、120℃で3.07g
のイソホロンジイソシアナートが添加され、15分後にその反応混合物に300
ppmジブチルスズジラウリン酸が添加され、そこで温度が140℃まで徐々に
上昇された。反応は約6時
間続けられた。結果として得られたポリウレタンは、粘性が非常に高く、5%水
溶液で10,000mPa・sの粘度(ブルックフィールド、12rpm)を有
した。理論上の分子量は100,000であった。
例2
ココナッツ脂肪アミンに、エチレンオキシドを、ココナッツ脂肪アミン1モル
につき150モルのエチレンオキシドの量で添加した。100gのN−メチルピ
ロリドンに溶解された246.8gのエトキシラートに、90℃で7.54gの
イソホロンジイソシアナートが添加され、10分後に0.15gのジブチルスズ
ジラウリン酸が添加された。反応は100℃で6時間続けられた。結果として得
られたポリウレタンは20%水溶液で1,800mPa・sの粘度を有した。理
論上の分子量は200,000であった。
例3
ココナッツ脂肪アミンに、エチレンオキシドを、ココナッツ脂肪アミン1モル
につき150モルのエチレンオキシドの量で添加した。トルエン溶液において、
100gのこのエトキシラートを、80〜100℃の温度で、0.03gのジブ
チルスズジラウリン酸の存在下で、3.2gの4,4′−ジフェニルメタンジイ
ソシアナートと反応させた。この反応の後、トルエンは除去された。結果として
得られたポリウレタンの粘度は12rpmでブルックフィールドに従い、50%
水溶液において7,000mPa・sであ
った。理論上の分子量は50,000であった。
例4
300.8gのココナッツ脂肪アミンエトキシラート(1モルのアミン+96
モルのEO)を、例1に従って、14.69gのイソホロンジイソシアナートと
反応させた。結果として得られたポリウレタンは、ブルックフィールド、12r
pmに従って測定し、20%水溶液において2,000mPa・sの粘度を有し
た。20%ポリウレタン溶液を酢酸でpH6にまで中和した後、300mPa・
sの粘度が測定された。理論上の分子量は200,000であった。
例5
305.1gのココナッツ脂肪アミンエトキシラート(1モルのアミン+74
モルのEO)を例1に従って19.1gのイソホロンジイソシアナートと反応さ
せた。結果として得られたポリウレタンの粘度は、ブルックフィールド,12r
pmに従って測定し、20%水溶液で2,500mPa・sであった。理論上の
分子量は200,000であった。
比較例1
米国特許4,426,485に従ってポリウレタンが生成された。触媒として
0.475gのジブチルスズジラウリン酸および溶媒として900gのトルエン
の存在下で、4,000の分子量を有する300gのポリエチレングリ
コールを16.34gのイソホロンジイソシアナートと75℃で3時間反応させ
た。
ポリエチレングリコールが末端であるポリウレタンを含む得られた反応混合物
に、17.46gのオクタデシルイソシアナートを添加し、そこで反応物を60
0℃において96時間互いに反応させた。過剰のオクタデシルイソシアナートは
、ヘキサンを用いた抽出によって除去された。
結果として得られたポリウレタンの粘度は、ブルックフィールド、12rpm
に従い、10%水溶液で25,700mPa・sであった。
例6
以下の組成を有する顔料分散物をまず準備することによって、光沢性の高い塗
料を調製した。
350重量部のこの顔料分散物を、ポリウレタン増粘剤が含まれない状態で、
642重量部の次のバインダ分散物と混合した。
結果として得られた塗料は20%の顔料−容量−濃度(PVC)を有し、かつ
SS 184184に基づく60℃での測定において75の光沢値を有した。結
果として得られた塗料は、ストーマ(Stormer )粘度およびICI粘度、すなわ
ち低いせん断速度および高いせん断速度について試験された。高いICI粘度は
優れたフィルム形成および隠蔽力にとって不可欠である。以下の結果が得られた
。
これらの結果から、この発明に基づくポリウレタンは塗料に約2〜3ポアズの
ICI粘度を付与するようであり、これは光沢性の高い塗料にとっては優れたI
CI粘度である。さらに、低いせん断速度での塗料の粘度は適当なレベルにある
。
例7
次の組成を有する顔料分散物をまず準備することによって、28%のPVCを
有する半光沢性の塗料が調整された。
538.1重量部のこの顔料分散物をこの後、461.
9重量部の次のバインダ分散物と混合した。
結果として得られた塗料はこの後ストーマ粘度およびICI粘度について試験
された。次の結果が得られる。
これらの結果から、0.09%のようなわずかな添加がICI粘度をかなり増
加させる一方で、比較試験におけるポリウレタンはこのレベルの添加ではICI
粘度の測定可
能な増加を全く与えなかった。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1994年10月11日
【補正内容】
第1に、最大の乾燥物含有量および最小の粘度で水に溶解されるポリウレタン
増粘剤を供給できることが望まれる。水におけるポリウレタン増粘剤の粘度が高
すぎる場合には、粘度を下げるために、水および水と混和性のある有機溶剤の組
合せを使用することが必要となるかもしれない。市販のポリウレタン増粘剤はゆ
えに、15〜40%の乾燥物含有量を達成するよう、プロピレングリコールまた
はブチルカルビトールを一般に含有する。
第2に、塗料において、および特に光沢塗料においては、約10,000s-1
のせん断速度で、所定の塗布粘度を有することが望まれる。ストーマー(Storme
r )粘度として伝統的に測定される、遅いせん断速度での粘性は、しかしながら
、水中において高い粘性を有する結合性ポリウレタン増粘剤では高くなりすぎる
。遅いせん断速度での光沢塗料の粘度は、界面活性剤またはブチルカルビトール
タイプの溶剤を添加することによって下げることができるが、これらの2つの手
法はしかしながら、塗料の特性に関してかなりの欠点を伴う。ゆえに、遅いせん
断速度と速いせん断速度との両方で、塗料に適切な粘性を付与する増粘剤を用い
ることが重要である。
ここに、新しいタイプの水溶性の結合性ポリウレタンが、水溶液において適度
の粘度を有することが見出された。このタイブのポリウレタンを用いれば、溶解
度を調整するいかなる添加剤も加えることなく、約30〜50重量%の範
囲の乾燥物含有量で好ましい粘性を有する水溶液を製造することが可能である。
さらに、それは光沢塗料において、遅いせん断速度と速いせん断速度の両方で適
当な粘性を与える。この発明に従うポリウレタンは以下のことを示すことによっ
て特徴付けられる。
a) 400〜15,000、好ましくは1,000〜8,000の分子量を
有する、水溶性のオキシエチレン基を含む末端基、
b)8〜22の炭素原子、好ましくは10〜14の炭素原子を有する炭化水素
基を含み、かつ1ウレタン結合につき少なくとも0.1の数で、好ましくは1ウ
レタン結合につき少なくとも0.4の数でポリマー骨格から垂れ下がる基、およ
び、
c)式(IIa)を有するセグメント。
式(IIa)において、Rは8〜22の炭素原子を有する一価の炭化水素基を含
む疎水基であり、Aは2〜4の炭素原子を有するオキシアルキレン基であり、m
およびnは20〜140であり、m+nは50〜200、好ましくは80〜12
0であり、オキシエチレン基の数はポリウレタンが水溶性になるような数である
。
この発明に従うポリウレタンは、従って、くし型(comb)ポリマーの群に属す
る。この構造によって、疎水性炭化水
素基はポリマー骨格から非常に規則的な間隔で垂れ下がり、ポリマー末端は親水
性である。この構造によって、ポリウレタンは、以前から知られている結合性ポ
リウレタン増粘剤の特性とは違う特別な特性を有し、塗料において増粘剤として
用いるのに特によく適合することがわかった。
この発明に従うポリウレタンは、水溶液中で比較的低い粘性を有するが、水系
ラテックス塗料またはエマルション塗料に添加されると、塗料の塗布粘度の望ま
しい増加が得られる。ポリウレタンを唯一の増粘剤として用いることもできるが
、結合性セルロースエーテルのような他の増粘剤との組合せで用いることもでき
る。塗料は好適には15〜80%のPVC値(顔料(pigment )−容量(volume
)−濃度(concentration))を有する。ポリウレタンは、光沢塗料、たとえば
15〜25%のPVC値を有する塗料のための増粘剤として特に好適である。好
適なバインダは、アルキド樹脂のようなエマルションバインダ、ならびにポリ酢
酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、酢酸ビニルとエチレンとの共重合体、酢酸
ビニルとエチレンと塩化ビニルとの共重合体、およびスチレンとアクリル酸エス
テルとの共重合体のようなラテックスバインダである。好ましいバインダはアニ
オン界面活性剤で安定化されたラテックスバインダである。ポリウレタンの添加
量は塗料の組成およびポリウレタンの化学構造の両方に依存して変わるが、一般
的には塗料の重量の0.1〜1.5%である。
水溶性末端基は好ましくは式(I)を有する。
式(I)において、Aは2〜4の炭素原子を有するオキシアルキレン基であり;
Bは三価の基、好ましくは窒素また
炭素原子、好ましくは1〜14の炭素原子を有する一価の炭化水素基を含む基、
水素または(A)sH基であり、R3は、水素または1〜7の炭素原子を有する炭
化水素基であり、tは0または1であり、p、rおよびsは互いに独立して1〜
100、好ましくは20〜80であり、p、rおよびsの和は少なくとも10、
好ましくは少なくとも25である。
好ましい具体例に従うと、ポリウレタンの少なくとも50重量%、好ましくは
少なくとも75重量%は、セグメント(IIa)およびセグメント(IIb)か
ら構成される。
セグメント(IIb)において、Tは二価の炭化水素基である。好適には、Tは
1〜24の炭素原子を有し、好ましくは4〜15の炭素原子を有する。
その最も簡単な形態において、ポリウレタンは、式(エ11)の水溶性ジオー
ル化合物を式(IV)のジイソシアナートと重合させることにより生成させるこ
とができる。
請求の範囲
1. a)400〜15,000、好ましくは1,000〜8,000の分子量
を有する、水溶性の、オキシエチレン基を含む末端基と、
b)8〜22の炭素原子、好ましくは10〜14の炭素原子を有する炭化水素
基を含み、かつ1ウレタン結合につき少なくとも0.1、好ましくは1ウレタン
結合につき少なくとも0.4の数でポリマー骨格から垂れ下がる基と、
c)式(IIa)を有するセグメントとを含むことを特徴とする、水溶性ポリ
ウレタン。
式(IIa)において、Rは8〜22の炭素原子を有する一価の炭化水素基を含
む疎水基であり、Aは2〜4の炭素原子を有するオキシアルキレン基であり、m
およびnは20〜140であり、m+nは50〜200、好ましくは80〜12
0であり、オキシエチレン基の数はポリウレタンが水溶性になるような数である
。
2. 末端基が式(I)を有することを特徴とする、請求項1に記載の水溶性ポ
リウレタン。
式(I)において、Aは2〜4の炭素原子を有するオキシアルキレン基であり;
Bは三価の基、好ましくは窒素また
素原子、好ましくは1〜14の炭素原子を有する一価の炭化水素基、水素または
(A)sH基であり、R3は水素または1〜7の炭素原子を有する炭化水素基であ
り、tは0または1であり、p、rおよびsは互いに独立して1〜100、好ま
しくは20〜80であり、p、rおよびsの和は少なくとも10である。
3. ポリウレタンの少なくとも50重量%がセグメント(IIa)とセグメン
ト(IIb)とから構成されることを特徴とする、請求項1または2に記載のポ
リウレタン。
式(IIb)において、Tは二価の炭化水素基である。
4. Rは非環式炭化水素基またはアシル基であり、Bは窒素であり、すべての
Aの少なくとも50%はエチレンオキシ基であることを特徴とする、請求項3に
記載のポリウレタン。
5. tは1であり、R1およびR、pおよびm、ならびにrおよびnは対の形
で等しいことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のポリウレタン。
6. tは0であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のポリウ
レタン。
7. 修飾セグメントとして次式のセグメントを含むことを特徴とする、請求項
1〜6のいずれかに記載のポリウレ
タン。
式において、R1、A、B、t、pおよびrは、式(IIa)によって構成され
るようなセグメントを除き、上述のとおりである。
8. 12rpmでブルックフィールドに基づき、20℃の20%水溶液におい
て測定した場合、100〜20,000mPa・s、好ましくは500〜10,
000mPa・sの粘度を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに
記載のポリウレタン。
9. 水をベースとする系における増粘剤としての、請求項1〜8に記載のポリ
ウレタンの用途。
10. ポリウレタンは水性塗料、特にラテックス塗料において用いられること
を特徴とする、請求項1に記載の用途。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. a)400〜15,000、好ましくは1,000〜8,000の分子量 を有する、水溶性の、オキシエチレン基を含む末端基と、 b)8〜22の炭素原子、好ましくは10〜14の炭素原子を有する炭化水素 基を含み、かつ1ウレタン結合につき少なくとも0.1、好ましくは1ウレタン 結合につき少なくとも0.4の数でポリマー骨格から垂れ下がる基とを含むこと を特徴とする、水溶性ポリウレタン。 2. 末端基が式(I)を有することを特徴とする、請求項1に記載の水溶性ポ リウレタン。 式(I)において、Aは2〜4の炭素原子を有するオキシアルキレン基であり; Bは三価の基、好ましくは窒素また 素原子、好ましくは1〜14の炭素原子を有する一価の炭化水素基、水素または (A)sH基であり、R3は水素または1〜7の炭素原子を有する炭化水素基であ り、tは0または1であり、p、rおよびsは互いに独立して1〜100、好ま しくは20〜80であり、p、rおよびsの和は少なくとも10である。 3. ポリウレタンの少なくとも50重量%がセグメント(IIa)とセグメン ト(IIb)とから構成されること を特徴とする、請求項1または2に記載のポリウレタン。 式(IIa)において、Rは8〜22、好ましくは10〜14の炭素原子を有す る一価の炭化水素基を含む疎水基であり、AおよびBは上述のとおりであり、m およびnは20〜140であり、m+nは50〜200、好ましくは80〜12 0であり、オキシエチレン基の数はポリウレタンが水溶性になるような数であり 、かつ式(IIb)において、Tは二価の炭化水素基である。 4. Rは非環式炭化水素基またはアシル基であり、Bは窒素であり、すべての Aの少なくとも50%はエチレンオキシ基であることを特徴とする、請求項3に 記載のポリウレタン。 5. tは1であり、R1およびR、pおよびm、ならびにrおよびnは対の形 で等しいことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のポリウレタン。 6. tは0であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のポリウ レタン。 7. 修飾セグメントとして次式のセグメントを含むことを特徴とする、請求項 1〜6のいずれかに記載のポリウレタン。 式において、R1、A、B、t、pおよびrは、式(IIa)によって構成され るようなセグメントを除き、上述のとおりである。 8. 12rpmでブルックフィールドに基づき、20℃の20%水溶液におい て測定した場合、100〜20,000mPa・s、好ましくは500〜10, 000mPa・sの粘度を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに 記載のポリウレタン。 9. 水をベースとする系における増粘剤としての、請求項1〜8に記載のポリ ウレタンの用途。 10. ポリウレタンは水性塗料、特にラテックス塗料において用いられること を特徴とする、請求項1に記載の用途。
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