JPS6312602A - 変性アミン化合物の製造方法 - Google Patents

変性アミン化合物の製造方法

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JPS6312602A
JPS6312602A JP61155037A JP15503786A JPS6312602A JP S6312602 A JPS6312602 A JP S6312602A JP 61155037 A JP61155037 A JP 61155037A JP 15503786 A JP15503786 A JP 15503786A JP S6312602 A JPS6312602 A JP S6312602A
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modified amine
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Masatoshi Yoshida
雅年 吉田
Yoshihiro Arita
有田 義広
Masuji Izumibayashi
益次 泉林
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は各種油状物、樹脂状物、有機あるいは無機の粉
体を水媒体に乳化もしくは分散させるための乳化剤1分
散剤等の界面活性剤として利用することができ、特にビ
ニル化合物などの乳化重合用乳化剤として有用な新規な
変性アミン化合物に関するものである。
(従来技術及び本発明が解決しようとする問題点)従来
より様々な種類の変性アミン化合物が合成されているが
、これら変性アミン化合物のなかで分子内に疎水性基及
び親水性基を有して界面活性能を持つものとしては、ポ
リエチレンイミンにα−オレフィンエポキシドを反応し
て得られる変性アミン化合物およびポリアミドポリアミ
ン樹脂にエビハロヒドリンを付加反応して得られる変性
アミン化合物(特公昭46−22922号)等が提案さ
れている。しかしながら、これら変性アミン化合物を乳
化剤としてビニル系化合物を乳化重合した場合、得られ
た乳化重合物から水を飛散させて1qたフィルムは、乳
化剤として用いた変性アミン化合物と重合反応により生
成したビニル系ポリマー成分との親和性が低くミクロ相
分離するために、耐水性2強度等の諸物性が不良となる
本発明の目的は、従来の変性アミン化合物が有する上記
欠点を解消し界面活性能及び各種のビニル系ポリマーと
の相溶性に優れた新規な変性アミン化合物を開発するこ
とにある。
(問題点を解決するための手段及び作用)本発明者らは
、アミン化合物に片末端あるいは両末端に官能基を有す
るビニル系重合体を反応させて得られる新規な変性アミ
ン化合物が優れた界面活性能を示し、しかもビニル系ポ
リマーとの相溶性に優れていることを見出し、本発明に
到達したものである。
即ち、本発明は分子中にアミン基を含有するアミン化合
物(A)に、片末端または両末端にアミノ基と反応しう
る官能基を有するビニル系重合体(B)を反応して得ら
れる変性アミン化合物及びその塩ならびにそれらを含ん
でなる界面活性剤に関するものである。
本発明に使用する分子中にアミン基を含有するアミン化
合物(A)(以下、アミン化合物(A)という。)は、
分子中にアミン基を1個以上有するアミン類またはその
誘導体であり、例えばジメチルアミン、ジエチルアミン
、トリエチルアミンの如きモノアミン;エチレンイミン
の重合によって得られるポリエチレンイミン、エチレン
イミンとプロピレンイミンとの共重合体などのポリアル
キレンイミン;エヂレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、ペンタエチレンヘキサミンなどの(ポリ)アルキレ
ンポリアミン:ポリアルキレンイミン及び/またはくポ
リ)アルキレンポリアミンとアジピン酸などの多塩塁酸
との縮合によって得られるポリアミドポリアミン:ポリ
アルキレンイミン及び/または(ポリ)アルキレンポリ
アミン及び/またはアルキレンイミンと尿素との反応に
よって得られるポリウレアポリアミン;アルキレンイミ
ンとフタル酸などの酸無水物との共重合によって得られ
るポリアミドポリエステルポリアミンなどを挙げること
ができる。また、アミン類の誘導体としては、前記アミ
ン類のうち分子中にアミン水素を1個以上有するアミン
類とエチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのフル
キレンオキシドあるいは(メタ)アクリル酸エステルあ
るいは(メタ)アクリルアミドなどのα 1β−不飽和
酸アミド化合物との付加反応生成物などを挙げることが
できる。本発明においては、優れた界面活性能を得るう
えでアミン化合物(A>としてポリエチレンイミンまた
はその誘導体を使用する事が好ましい。又、得られる変
性アミン化合物を界面活性剤として用いる場合は水への
溶解性、溶液の粘度、界面活性能等を考慮して、分子量
が5000以下のポリエチレンイミンを使用する事が好
ましい。
本発明に使用する片末端また両末端にアミン基と反応し
うる官能基を有するビニル系重合体(B)(以下、ビニ
ル系重合体(B)という。)としては、該官能基を有す
るビニル系ポリマーあるいはオリゴマーが挙げられ、各
種の方法によって合成できるが、該官能基はアミン化合
物(ハ)との反応の容易性等からハロゲン原子、エポキ
シ基、イソシアネート基、ビニル基またはカルボキシル
基である事が好ましい。末端に前記官能基を有するビニ
ル系重合体(B)を得るには、例えば末端にハロゲン原
子を有するビニル系重合体(B)は、連鎖移動剤として
の四塩化炭素、四臭化炭素、トリクロロブロムメタン等
のハロゲン化メタン類;モノクロル酢酸、モノブロム酢
酸等のハロゲン化酢酸などの含ハロゲン化合物の共存下
に重合性単量体をラジカル重合してできる。末端にエポ
キシ基を有するビニル系重合体(B)は、メルカブトエ
タノール等を連鎖移動剤として重合性単量体をラジカル
重合して末端にヒドロキシル基を有するビニル系ポリマ
ーあるいはオリゴマーを合成した侵、更にポリエポキシ
化合物で変成して合成できる。末端にイソシアネート基
を有するビニル系重合体(B)は、前記末端ヒドロキシ
ル基含有ポリマーあるいはオリゴマーをポリイソシアネ
ート化合物で変成することにより合成できる。特に、イ
ソホロンジイソシアネートの如き反応性の異なるイソシ
アネート基を1分子内に2個有しているポリイソシアネ
ート化合物を使用することが好ましい。末端にビニル基
を有するビニル系重合体(B)は、前記末端ヒドロキシ
ル基含有のポリマーあるいはオリゴマーと、メタクリル
酸グリシジル等のエポキシ基含有重合性単量体もしくは
メタクリル酸イソシアネートエチル等のイソシアネート
基含有重合性単旦体とを反応させるかまたはα、β−不
飽和酸とエステル化することにより合成できる。
また、連鎖移動剤としてチオグリコール酸の共存下に重
合性単量体をラジカル重合して末端にカルボキシル基を
有するポリマーあるいはオリゴマーを合成した後、メタ
クリル酸グリシジル、メタクリル酸アジリジニルエチル
、イソプロペニルオキサゾリンを反応させる方法により
合成できる。ビニル系重合体(B)は、特に上記合成方
法に制限されるものではなく、種々の方法により合成可
能である。
ビニル系重合体(B)を合成する際に使用できる重合性
単量体は、アミノ基に対する反応性が該ビニル系重合体
<8)の片末端または両末端に含有されている官能基と
同等以上の官能基を含む場合をのぞき、特に制限されな
い。ビニル系重合体(B)の末端に含有される官能基と
同等以上の7ミノ基に対する反応性の官能基が重合性単
量体に含まれていると、アミン化合物(A)とビニル系
重合体(B)の反応中にゲル化したり、得られる変性ア
ミン化合物の界面活性能が低下する。使用できる重合性
単量体としては例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(
メタ)アクリル酸エチル。
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸2−エ
チルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル
、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の
アルケニルベンゼン、さらには酢酸ビニル、ビニルピリ
ジン、ブタジェン、イソプレン、クロロブレン、アクリ
ロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタク
リル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、アクリルアミド
、メタクリルアミド、メタクリル酸ジメチルアミンエチ
ル、N−メチロールアクリルアミド、N−ブトキシメチ
ルアクリルアミド、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキ
シエチル、(メタ)アクリルI!−2=ヒドロキシプロ
ピル等が挙げられる。これらのうち1種または2種以上
を使用することができる。
但し、ブタジェン、イソプレン、クロロブレン。
(メタ)アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸等ア
ミン基に対して反応性の側鎖を有する工合性単1体を使
用する場合は、末端にそれら官能基よりも反応性の高い
官能基を導入しなければならない。例えばイソシアネー
ト基、エポキシ基等が好ましい。
本発明の変性アミン化合物は、前記アミン化合物(A)
と前記ビニル系重合体(B)とを反応して得られるもの
である。この際、ビニル系重合体(B)の分子量やアミ
ン化合物(A)に対する使用量は特に制限されず、得ら
れる変性アミン化合物の用途や目的に応じて広く変化さ
せることができるが、界面活性剤として使用する場合、
分子量は100〜10000とするのが好ましく、又、
使用量はアミン化合物(A)のアミノ基1当mに対し0
.01〜1当mとするのが好ましい。又、本発明の変性
アミン化合物を得るための反応条件は特に制限されず、
例えばアミン化合物(A)とビニル系重合体(B)とを
そのまま、あるいは必要に応じて溶剤により稀釈して、
好ましくは常温〜200℃、より好ましくは50〜15
0℃の温度条件下に反応してできる。この際、必要に応
じて使用する溶剤はアミン化合物(A>およびビニル系
重合体(B)とを溶解しうるちのであって、かつこれら
に対し不活性であることが好ましい。又、反応に際して
、反応を促進する為の触媒を使用する事は自由である。
こうして得られた本発明の変性アミン化合物は、酸を配
合して変性アミン塩とする事ができる。変性アミン塩と
する事は、水に対する溶解性が向上する事があるので好
ましい。この際、配合できる酸としては、例えば、塩酸
、硫酸およびリン酸などの無機酸ならびにギ酸、酢酸お
よび(メタ)アクリル酸などの有機酸などが挙げられる
又、本発明の界面活性剤は上記変性アミン化合物および
/または変性アミン塩を含んでなるものであるが、必要
に応じて従来公知のカチオン性またはノニオン性の乳化
剤や水溶性の有機溶剤などの添加剤を変性アミン化合物
やその塩の特徴を損なわない範囲で配合しても良い。
(発明の効果) 本発明の変性アミン化合物はアミン化合物(A)とビニ
ル系重合体(B)とを反応して得られるもので、両成分
がグラフト構造を形成してなるものである。従って該変
性アミン化合物は、界面活性能が優れており、界面活性
剤として用いることにより各種油状物、樹脂状物、有機
あるいは無機の粉体を効率良く水媒体に乳化または分散
させることができる。また、ビニル化合物などの乳化重
合用の乳化剤としても有用であり、各種のエマルション
を安定に製造することができる。こうしたエマルション
から得られるフィルムや塗膜は、乳化剤に用いた該変性
アミン化合物がビニル系重合体成分のグラフト鎖を有し
ているため乳化重合した後のポリマー粒子との相溶性が
向上している。そのために、従来公知のカチオン性乳化
剤が有していた成膜後のフィルムや塗膜の粒子融着界面
に局在化し易い性質が解消し、大きなフィルム強度、優
れた耐水性を与えるのである。
また、本発明の変性アミン化合物はアミン化合物(A>
の親水性、防錆性、抗菌性、アミノ基の反応性、カチオ
ン性と、ビニル系重合体(B)の疎水性(場合により親
水性)、フィルム形成能。
各種ポリマーとの親和性、粘着性を兼ね備えているため
、界面活性剤以外に、繊維処理剤1紙加工剤、サイズ剤
、接着剤、コーティング剤、エポキシ樹脂硬化剤2表面
処理剤、各種高分子材料の改質剤などにも好適に使用で
きる。
(実滴例) 以下に本発明の実滴例を示すが、これらは例示の目的で
挙げたもので本発明の範囲を制限するものではない。ま
た、以下において部2%はそれぞれ重3部1重量%を表
わす。
参考例1 0ビニル系重合体(1)の製造 撹拌別、還流冷却器、窒素吹込み管、温度計。
滴下ロートを備えたフラスコに単量体混合溶液(A)を
仕込み、窒素気流下m痒しながら80℃まで昇温した。
ここに、アゾビスイソブチロニトリル1.7部をイソプ
ロパツール200部に溶解させた触媒溶液を20分間に
わたって滴下した後、30分間撹拌を続けた。次に、単
量体混合溶液(B)を4時間にわたって滴下した。反応
を完結させるため後触媒としてアゾビスイソブチロニト
リル5.5部をメタノール100部に溶解させた溶液を
30分毎に4分割して滴下した。滴下終了後、同温度で
1時間撹拌を続けて反応を終了した。収率95.0%、
数平均分子ff11000の片末端に臭素原子を有する
ビニル系重合体(1)の溶液(固形分11.8%)が得
られた。
1m#N混合溶液(A) アクリル酸ブチル       198部スチレン  
         66部メタクリル酸メチル    
  66部ブロモトリクロロメタン    110部イ
ソプロパツール       130部単母体混合溶液
(B) アクリル酸ブチル       462部スチレン  
         154部メタクリル酸メチル   
  154部°ブロモトリクロロメタン    110
部アゾビスイソブチロニトリル 348部参考例2 0ビニル系重合体(2)の製造 参考例1において、単量体混合溶液(A)及び(B)を
以下に示す組成を用いるほかは、参考例1の操作をくり
返して、収率97,0%、数平均分子ff15000の
片末端に臭素原子を有するビニル系重合体(2)の溶液
(固形分70.7%)が得られた。
単量体混合溶液(A) アクリル酸ブチル      198部スチレン   
        66部メタクリル酸メチル     
 66部ブロモトリクロロメタン    22部イソプ
ロパツール       130部単吊体混合溶液(B
) アクリル酸ブチル       462部スチレン  
        154部メタクリル酸メチル    
  154部ブロモトリクロロメタン    22部ア
ゾビスイソブチロニトリル 3.8部参考例3 0ビニル系重合体(3)の製造 撹拌機、還流冷却器、窒素吹込み管、温度計。
滴下ロートを備えたフラスコに単量体混合溶液(A)を
仕込み、窒素気流下攪拌しながら80℃まで昇温した。
ここに、アゾビスイソブチロニトリル1.7部をベンゼ
ン200部に溶解させた触媒溶液を20分間にわたって
滴下した後、30分間1党拝金続けた。次に、単量体混
合溶液(B)を5時間にわたって滴下した。反応を完結
させるため、後触媒としてアゾビスイソブチロニトリル
5.5部をベンゼン100部に溶解させた溶液を30分
毎に4分割して滴下した。滴下終了後、同温度(80℃
)で1時間攪拌して反応を終了した。収率98.5%、
数平均分子l 1200の片末端にヒドロキシル基を有
するビニル系重合体の溶液(固形分72.5%)を得た
単量体混合溶液(A) アクリル酸ブチル       198部スチレン  
         66部メタクリル酸メチル    
  66部メルカプトエタノール     44部ベン
ゼン           130部単吊体混体溶液(
B) アクリル酸ブチル       462部スチレン  
        154部メタクリル酸メチル    
 154部メルカプトエタノール     44部アゾ
ビスイソブチロニトリル 3.8部撹拌機、還流冷却器
、温度計1滴下ロートを備えたフラスコにイソホロンジ
イソシアネート250部、ベンゼン110部及び触媒と
してジブチル錫ジラウレート1部を仕込み、80℃まで
昇温した。ここにあらかじめ合成しておいた片末端にヒ
ドロキシル基を有するビニル系重合体溶液1600部を
2時間かけて滴下した。反応を完結させるため80℃に
て1時間撹拌を続けた。数平均分子m 1400の片末
端にイソシアネート基を有するビニル系重合体(3)の
溶液(N、V、72.0%)が得られた。
参考例4 0ビニル系重合体(4)の製造 参考例3において、単量体混合溶液(A)。
(B)のそれぞれに用いたメルカプトエタノール44部
のかわりにチオグリコール酸52部を用い、重合反応時
の溶剤としてベンゼンのかわりにキシレンを用い、更に
イソホロンジイソシアネートによる反応を行わなかった
以外は実茄例3の操作をくり返して、重合収率9G.3
%、数平均分子(il 900の片末端にカルボキシル
基を有するビニル系重合体(4)の溶液(N. V. 
71.1%)が得られた。
参考例5 0ビニル糸車合体(5)の製造 撹拌機,還流冷却器,温度計,滴下ロートを廂えたフラ
スコにビスフェノールAジグリシジルエーテル430部
,キシレン190部及び触媒としてベンジルトリエチル
アンモニウムクロライド4部を仕込み、110℃まで加
熱した。ここに、参考例4で得られた片末端にカルボキ
シル基を有するビニル系重合体(4)のキシレン溶液1
600部を1時間かけて滴下した。反応を完結させるた
め、更に1時間攪拌を続けた。数平均分子11300の
片末端にエポキシ基を有するビニル系重合体(5)の溶
液(N。
V.71.0%)が得られた。
実滴例1 0変性ポリアミンの合成 撹拌様,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフ
ラスコに、アミン化合物としてのポリエチレンイミン(
エボミン5P−006.日本触媒化学工業■製、平均分
子団約600) 47.3部及び参考例1で得られたビ
ニル系重合体(1)の溶液150部を仕込み、窒素気流
下攪拌しながら80℃で400時間反応せた。得られた
反応物から減圧下(5mmtl 、 80℃に加熱)に
て揮発分を除去し、褐色の粘稠な変性アミン化合物[1
]155部を得た。樹脂分0.1%における水溶液の表
面張力(20℃)は46.7dVロe/cmであった。
また、有機酸として酢酸を添加してアミン塩としたもの
(pH=5.0に調整)の樹脂分0.1%における水溶
液の表面張力(20℃)は47.8dyne/ cmで
あった。
実施例2〜4 実施例1において、ビニル系重合体(1)のかわりに、
参考例2で得られたビニル系重合体(2)を用い、更に
ポリエチレンイミンとビニル系重合体(2)との使用比
率を第1表に示した通りとする以外は、実施例1と同じ
方法をくり返して変性アミン化合物[21〜[4]を1
qだ。これらの性状は第1表に示した通りであった。
実施例5〜6 実施例1で用いたのと同様の反応容器に、アミン化合物
として第1表に示したポリエチレンイミン47.3部を
仕込み80℃に加熱した。そこに参考例3で得られたビ
ニル系重合体(3)の溶液420部を1時間かけて滴下
した。同温度で1時間撹拌を続けて反応を終了した。次
に実施例1と同様の方法で揮発分を除去し、変性アミン
化合物[51〜[6]を得た。これらの性状は第1表に
示した通りであった。
実施例7 撹拌機、温度計、脱水縮合用生成水分離器を備えたフラ
スコにポリエチレンイミン〈エボミンS P −006
) 47.3部及び参考例4で得られたビニル系重合体
(4)の溶液150部を仕込み、還流温度(130℃〜
137℃)まで加熱し、縮合水を分離除去した。計算最
の水が除去されるまでに3時間を要した。その後、1時
間反応を行い、冷IA後実滴例1と同様の方法で揮発分
を除去し、変性アミン化合物[7]154部を得た。こ
の性状は第1表に示した通りであった。
実施例8 実施例1で用いたのと同様の反応容器に、ポリエチレン
イミン(エボミンS P −006) 47.3部及び
参考例5で得られたビニル系重合体(5)の溶液195
部を仕込み、40℃にて1時間撹拌を行った。
続いて80℃まで加熱して1時間反応を行い、実施例1
と同様の方法で揮発分を除去して変性アミン化合物[8
]186部を得た。この性状は第1表に示した通りであ
った。
比較例1 実施例1で用いたのと同様の反応容器に、ポリエチレン
イミン(エボミンS P −006) 47.3部と炭
素数12及び14のα−オレフィンエポキシドの混合物
(AOE−X24.ダイセル化学(掬製”) 15.5
部とを仕込み、窒素気流下攪拌しながら80℃で2時間
反応して比較用変性アミン化合物[1]の溶液を得た。
この性状は第1表に示した通りであり、界面活性能が本
発明の変性アミン化合物に比べ劣つていた。
比較例2 実施例1で用いたのと同様の反応容器に、ジエチレント
リアミン112.5部とアジピンM 146.1部とか
ら脱水縮合により合成したポリアミドポリアミン42.
7部に水634.1部を加え、さらにエピクロルヒドリ
ン27,8部を80℃で5時間反応して比較用変性アミ
ン化合物[2]の溶液を得た。この性状は第1表に示し
た通りであり、界面活性能が本発明の変性アミン化合物
に比べ劣っていた。
実施例9 滴下ロート、撹拌別、窒素導入管、温度計及び還流冷却
器を備えたフラスコに純水133部、実施例2で得られ
た変性アミン化合物[2コの10%水溶液(酢酸を加え
てpH= 5.0に調整)57部を仕込み、ゆるやかに
窒素ガスを吹き込みながら65℃に加熱した。そこに2
,2′ −アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩
の5%水溶液6部を注入した。続いて、アクリル酸ブチ
ル55部、メタクリル酸メチル45部から成る単凹体混
合物を2時間かけて滴下した。滴下中は温度を65〜7
0℃に保持し、滴下終了後同温度でさらに1時間攪拌し
て重合反応を終了した。重合中の安定性が良く塊状物発
生の少ない不揮発分35.7%、  DH= 5.3の
水性樹脂組成物を得た。この水性樹脂組成物から得られ
るフィルムの耐水性は水中での白化が少なく良好であり
、強度も優れていた。
実施例10 実施例9において、乳化剤として実施例6で得られた変
性アミン化合物[6]の10%水溶液(酢酸を加えてp
)−(= 5.0に調整)57部を用いる他は実施例9
と同様の操作を繰返して、重合中の安定性良く、塊状物
の少ない不揮発分35.8%、pH=5.2の水性樹脂
組成物を得た。この水性樹脂組成物から得られるフィル
ムは強度が高く、水中での白化が少なく耐水性良好であ
った。
比較例3 実施例9において、乳化剤として比較例2で得られた比
較用変性アミン化合物[2]の10%水溶液57部を用
いる他は、実施例9と同様の操作を繰返して、不揮発分
35.7%の水性樹脂組成物を得た。
これから1qられるフィルムは吸水率が大きく、水中で
の白化が著しいものであった。
特許出願人 日本触媒化学工業株式会社′−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、分子中にアミノ基を含有するアミン化合物(A)に
    、片末端または両末端にアミノ基と反応しうる官能基を
    有するビニル系重合体(B)を反応して得られる変性ア
    ミン化合物及びその塩。 2、アミノ基と反応しうる官能基がハロゲン原子、エポ
    キシ基、イソシアネート基、ビニル基またはカルボキシ
    ル基である特許請求の範囲第1項記載の変性アミン化合
    物及びその塩。 3、分子中にアミノ基を含有するアミン化合物(A)が
    、ポリエチレンイミンまたはその誘導体である特許請求
    の範囲第1項記載の変性アミン化合物及びその塩。 4、分子中にアミノ基を含有するアミン化合物(A)に
    、片末端または両末端にアミノ基と反応しうる官能基を
    有するビニル系重合体(B)を反応して得られる変性ア
    ミン化合物および/またはその塩を含んでなる界面活性
    剤。 5、アミノ基と反応しうる官能基がハロゲン原子、エポ
    キシ基、イソシアネート基、ビニル基またはカルボキシ
    ル基である特許請求の範囲第4項記載の界面活性剤。 6、分子中にアミノ基を含有するアミン化合物(A)が
    、ポリエチレンイミンまたはその誘導体である特許請求
    の範囲第4項記載の界面活性剤。
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