KR100638377B1 - 이미다졸 그룹을 함유한 분지형 중합체 및 이의 제조방법과 용도 - Google Patents

이미다졸 그룹을 함유한 분지형 중합체 및 이의 제조방법과 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (A) 최소 하나의 에틸렌계 불포화 단량체 50 ∼ 93 중량% (B) 분자량이 1,000 ∼ 20,000인 최소 하나의 에틸렌계 불포화 거대 단량체 2 ∼ 25 중량%와 (C) 최소 하나의 중합가능한 이미다졸 유도체 5 ∼ 25 중량%로 이루어지며, 그성분들의 합이 100 중량%인 단량체 혼합물로부터 자유 라디칼 중합에 의해 유도된 분자량이 15,000 ∼ 100,000이고, 필요에 따라서는 염의 형태로 존재하는 분지형 중합체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 중합체의 제조 방법 및 액상 매체용 분산제로서의 용도 또는 분산되는 고체의 사전 코팅용 용도에 관한 것이다.

Description

이미다졸 그룹을 함유한 분지형 중합체 및 이의 제조방법과 용도 {BRANCHED POLYMERS CONTAINING IMIDAZOLE GROUPS AND THE PRODUCTION AND USE THEREOF}
본 발명은 중합체 골격에 이미다졸 그룹을 함유한 분지형 중합체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 중합체의 제조방법과 유기 및 수성 시스템에서 무기 및 유기 안료 또는 충전제용 분산제로서의 용도에 관한 것이다.
액상 매체에서 고체를 도입하기 위해서는 높은 기계적 힘이 요구된다. 이러한 분산력을 감소시키고 고체 입자의 응집을 제거하는데 필요한 시스템 내의 전체 투입 에너지를 에너지를 유지하여 가능한 한 분산시간을 단축시키는데 통상적으로 분산제가 사용된다. 이러한 분산제들은 음이온성, 양이온성 또는 중성 구조의 표면 활성 물질들이다. 이러한 물질들의 소량이 고체에 직접 가해지거나 분산 매체에 첨가된다. 또한, 고체 응집물의 원래 입자로의 완전한 응집 제거 후에 조차, 분산 공정 이후 재응집이 발생한다는 것이 또한 알려져 있는데, 그 결과 부산 투입물의 일부 또는 전부가 허비된다. 불충분한 분산 또는 재응집화 결과로 인해, 액체 시스템에서 점도의 증가, 페인트와 코팅물에서의 색상 변동 및광택 감소 그리고 플라스틱에서의 기계적 강도 저하 등과 같은 바람직하지 않은 효과가 발생한다.
오늘날에는, 여러 가지 물질들이 안료 및 충전제용 분산제로서 이용되고 있다. 이와 관련된 선행기술 자료는 EP 제0 318 999호 (2쪽, 24 ∼ 26 줄)에서 찾을 수 있다. 예컨대 레시틴, 지방산류와 이들의 염류 그리고 알킬 페놀 에톡시레이트류 등의 단순한 저분자량의 화합물 외에 착 화합물들이 또한 분산제로서 사용된다. 이들은 특히 아미노- 및 아마이드-작용기성 시스템들인데 분산제 중에서 널리 사용되고 있다. GB 제2 153 804호에서는 예컨대, (폴리)아민류와 폴리카프로락톤류를 기재로 하는 아미노- 및 아마이드 작용기성 중합체 및 올리고머를 분산형 자성 안료용으로 사용한다. EP 제0 713 894호에는 코팅과 인쇄 잉크용 아미노 작용기성 폴리락톤류의 용도에 관하여 기술하고 있다. 그 외에, EP 제0 311 157호 및 US-PS 제3 980 602호는 유기 및 무기 안료의 안정화용 아민-관능기성 폴리아크릴레이트류의 용도에 관하여 기술하고 있다. 또 다른 부류의 분산제는 EP 제0 159 678호 및 EP 제0 438 836호에 기술된 바와 같이, 폴리이소시아네이트류를 기재로 하는 아민-작용기성 중합체로 대표된다. EP 제732 346호에는 일부의 거대 단량체를 갖는 아민-작용기성 중합체가 개시되어 있다.
이러한 분산제들 중 많은 것들이 충분한 안료 또는 고체 안정화 특성을 갖는 반면, 안료 또는 고체 입자가 접착제 및 안료 농축물 속으로 혼입될 때 점도를 낮추는데는 불충분한 능력을 나타낸다. 환경 친화적 시스템 공정을 개발하기 위한 노력의 일환으로 가능한 한 용제의 양을 감소시키거나(예컨대, 고도 고형분 및 초고도 고형분 페인트류) 또는 용매를 완전히 없애야 할 필요가 있다. 종종 고체 입자들을 혼입시키거나 또는 분산시킬 때에 점도가 너무 높으면 이는 일반적으로 생산성 문제를 일으킨다. 이것은 특히 안료 농축물 생산에 적용되는데, 가능한 한 가장 높은 안료 함량이 소량의 접착제 또는 용제와 함께 동시에 달성되어야만 한다.
안료 페이스트는 이들이 가능한 한 널리, 즉 극성이 다양하게 변화되는 여러 가지 접착제에서 사용될 때, 단지 최대한의 이점을 나타낸다. 현재까지 사용된 분산제들로는 엄밀히 안료 페이스트의 이러한 광범위한 상용성이 보장되지 않는다. 따라서, 페이스트 시스템의 용도가 상당히 제한된다. 각종 접착제에서 안료 페이스트의 사용 외에, 그 페이스트가 결합제에서 응집되지 않고 서로 혼화된다는 것이 또한 보장되어야 한다.
상기 분산제들은 종종 이러한 문제에 단지 부분적인 해결책만을 제시한다. 오늘날 사용되는 많은 수의 무기 및 유기 안료와 충전제로 인해, 분산될 고체 입자의 충분한 안정화는 표면의 탈착 안정성 코팅에 의해 충분히 보장되지 않는다. 따라서, 효과적인 입체장애가 부족하여 응집화가 일어난다.
또한, 염의 형태로 될 수 있는 산성 및 염기성 그룹을 갖는 폴리아크릴레이트류가 분산제로 사용된다고 알려져 있다. 이러한 제품들은 예컨대 적절한 단량체성 아크릴레이트를 스티렌, 아크릴산 그리고 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트와 함께 중합하여 제조할 수 있다. 예컨대 EP 제0 311 157호와 US-PS 제3 980 602호에 기술된 바와 같이 비닐피리딘, 비닐이미다졸 및 알킬 비닐 에테르 등의 에틸렌형 이중결합을 갖는 다른 단량체들이 또한 이 중합체의 중합에 사용될 수 있다.
그러나, US-PS 제5 770 646호, US-PS 제5 608 025호, EP 제0 781 820호 및 US-PS 5 714 538호에서는 에틸렌계 불포화 거대 단량체를 예컨대 아크릴산 및 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 등의 다른 중합 가능한 단량체와 함께 공중합시키는 것이 이미 제시되어 있다.
본 발명은 가능한 최고의 안료 농도와 함께 가능한 최저의 점도를 갖는 안료 농축물이 제조되도록 할 수 있는 분산 첨가제의 개발을 목적으로 하는 한편, 또 다른 한편으로는 안료 농축물의 점도를 장기간 안정하게 유지시키고, 이 안료 농축물과 다른 안료 농축물의 혼합물이 로브-아웃 시험(rub-out test)에서 색상의 차이를 나타내지 않도록 할 수 있는 분산 첨가제를 개발하는 것을 목적으로 한다.
놀랍게도, 중합체 골격은 에틸렌계 불포화 단량체 및 비닐이미다졸 그리고 측쇄 에틸렌계 불포화 거대 단량체로 이루어지는 분지(分枝)형 중합체가 본 발명의 목적을 달성하는 것으로 나타났다.
본 발명에 의한 분산제를 제조하기 위해서는 에틸렌계 불포화 단량체, 분자량(MW)이 1,000 ∼ 20,000, 바람직하기로는 5,000 ∼ 10,000인 에틸렌계 불포화 거대 단량체 및 이미다졸 그룹을 함유한 단량체들을 공지의 방법, 좋기로는 자유 라디칼 중합 반응으로 공중합한다.
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모체 중합체의 제조를 위한 에틸렌계 불포화 화합물로는 예컨대 아크릴레이트 및/또는 메틸(메타)크릴레이트, 에틸(메타)크릴레이트, 노르말-부틸, 이소-부틸 그리고 3급-부틸 (메타)크릴레이트, 라우릴(메타)크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)크릴레이트, 스테아릴 (메타)크릴레이트 또는 비페닐 (메타)크릴레이트 등의 곧은 사슬 또는 탄소 원자의 수가 1∼22인 분지형 알콜의 메타크레이트를 사용한다. 또한, 예컨대 사이클로헥실 (메타)크릴레이트와 아이소보르닐 (메타)크릴레이트와 같은 사이클로알리파틱 (메타)크릴레이트를 사용할 수 있다. 또한, 벤질(메타)크릴레이트와 같은 아르알킬 (메타)크릴레이트도 사용하기에 적합하다. 또한 하이드록시 작용기를 갖는 (메타)크릴레이트는, 예컨대 분산제가 추후 사용될 접착제와 가교하는 것을 가능하게 하기 위하여, 모체 중합체 제조시 공단량체로서 포함시킬 수 있다. 그러한 하이드록시 에스테르류는 예컨대, 하이드록시에틸 (메타)크릴레이트와 하이드록시프로필 (메타)크릴레이트이다. 다른 적절한 에틸렌계 불포화 공단량체로는 예컨대, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 트리에틸렌 글리콜 모노 (메타)크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메톡시폴리에틸렌 글리콜 (메타)크릴레이트, 부톡시프로필렌 글리콜 (메타)크릴레이트, 에틸 비닐 에테르, 부틸 비닐 에테르 및 사이클로헥실 비닐 에테르이다.
상기의 에틸렌계 불포화 단량체들은 필요한 접착제의 상용성에 따라 단독 또는 조합하여 중합된다.
그러나, 본 발명에서는 모체 중합체에 5 ∼ 25 중량%, 바람직하기로는 10 ∼ 20 중량%의 양으로 이미다졸 그룹을 추가로 포함하는것이 필수적이다. 이미다졸 그룹을 함유한 단량체로는 비닐이미다졸이 바람직하다.
분지형 사슬로 제공되는 거대 단량체들은 예컨대, US-P 제5,770,646호, US 제5,310,813호, 러시아 화학 잡지 [Russian Chemical Reviews, 56 (8), 1987]와 국제 학술 대회 (XXIV International Conference in Organic Coaings, July 6 - 10, 1998), 일본국 간사이 페인트 회사 (Kansai Paint Co. Ltd.)의 자료로서 "2 성분 폴리우레틴 코팅에의 거대 단량체 방법에 의한 그라프트 공중합의 응용" (Application of Graft Copolymers by Macromonomer method to 2-component polyurethane coatings)에서와 같은 공지의 방법으로 제조할 수 있다.
거대 단량체 제조에는 메틸(메타)크릴레이트, 에틸(메타)크릴레이트, 노르말-부틸, 이소-부틸 그리고 3급-부틸 (메타)크릴레이트, 라우릴(메타)크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)크릴레이트, 스테아릴 (메타)크릴레이트 또는 비페닐 (메타)크릴레이트 등의 곧은 사슬 또는 탄소 원자의 수가 1∼22인 분지형 알콜의 메타크릴레이트가 적당하다. 또한, 예컨대, 사이클로헥실 (메타)크릴레이트와 아이소보르닐(메타)크릴레이트와 같은 사이클로알리파틱 (메타)크릴레이트가 사용될 수도 있다. 또한, 벤질(메타)크릴레이트가 적합하다. 다른 적절한 에틸렌계 불포화 단량체로는 앞에서 기술한 바와 같이 예컨대, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 아크릴로니트릴, 알킬 비닐 에테르이다.
그러나, 말단 (메타)크릴릭 작용기를 갖는 폴리(메타)크릴레이트 외에도 다른 거대 단량체가 또한 공단량체로 적합하다. 예컨대, 모노하이드록시 자용기성 폴리실록산류 (예컨대, 신에츄사로부터 입수가능함)를 (메타)크릴레이트 산과 반응시켜 얻어지는 모노비닐-말단의 폴리디메틸실록산류가 바람직하다.
이러한 거대 단량체가 실질적으로 단지 하나의 에틸렌계 불포화 말단 그룹을 함유한다는 것을 보장하기 위해서는, 그들의 합성을 위한 특별한 방법이 요구된다. 한편, 그들은 미국 특허 제5,770,646호에 기술된 바와 같이 소위 "사슬 이동제 (chain transfer agent)"의 도움으로 제조할 수 있다. 이러한 목적에는 코발트 착화물들이 5 ∼ 1,000 ppm 농도로 사용된다. 예로서, 펜타시아노코발트 (II) 또는 디아쿠아비스 (보론 디플루오로디메틸-페닐글리옥시마토) 코발트 (II)가 바람직하다. 대응하는 코발트 (III) 착화물들이 동일하게 사용된다. 중합 반응은 방향족, 케톤류, 아세테이트류, 알콜류 또는 글리콜 에테르류 등의 용매에서 수행할 수 있다. 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 퍼옥시 및/또는 아조 개시제를 라디칼 형성 개시제로 사용할 수 있다. 한편, 이러한 거대 단량체들은 예컨대, 메르캅토아세트 산 또는 메르캅토프로피온산 등의 사슬 조정제로서 메르캅토 작용기성 카르복실산 존재하에 자유 라디칼 중합에 의해 제조할 수 있다. 이의 말단에 카르복실 작용기는 글리시딜 메타크릴레이트와 더욱 반응하여 메타크릴릭 작용기성 중합가능 거대 단량체를 형성한다.
또한, 메르캅토에탄올 또는 메르캅토프로판올 등의 하이드록시 작용기성 사슬 조정제가 사용될 수 있다. 이러한 시약을 이용하여 얻어진 중합체들은 말단에 하이드록시 작용기를 갖는데 이들이 추가로 (메타)크릴로일 클로라이드와 반응하여 (메타)크릴릭 작용기성 중합가능 거대 단량체를 형성한다.
거대 단량체의 상세한 제조 방법은 상기 특허 명세서에 기재되어 있다.
이러한 거대 단량체들은 2 ∼ 25 중량%, 바람직하기로는 5 ∼ 15 중량%의 양으로 본 발명에 의한 분지형 중합체에 사용된다.
본 발명에 의한 공중합체에 이러한 거대 단량체를 사용한 결과, 상이한 단량체류/단량체 혼합물이 모체 중합체 및 거대 단량체에 사용되면, 어떤 의미에서 블록 구조가 생성될 수 있다. 그렇지 않으면, 이러한 블록 공중합체는 단지 그룹 전달 중합 (group transper polymerization)과 같은 특수한 중합 방법을 사용하여 제조될 수 있다.
중합체의 골격 및 거대 단량체로 특정한 단량체를 선택함에 의해, 결합제 또는 용매와 본 발명에 의한 중합체의 상용성을 필요에 따라 적합하게 할 수 있는데, 이로 인해 최적의 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 분지형 중합체의 분자량은 15,000 ∼ 100,000, 바람직하기로는 25,000 ∼ 75,000, 특히 바람직하기로는 30,000 ∼ 50,000의 범위이다.
또한, 본 발명의 분지형 중합체의 이미다졸 그룹은 염의 형태일 수 있다. 아세트산, 프로피온산, 스테아르산, 올레산 등의 모노카르복실산, 리시놀에익 지방산, 하이드록시스테아르산, 일반식 HOSO2R1의 설폰산, 일반식 HOSO3R1의 설페이트, EP 0 417 490에 기재된 바와 같이 일반식 (OH)3-nPO(OR2)n의 구조로서, n이 1 또는 2인 폴리옥시알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르 모노/디-포스페이트류 등의 하이드록시 카르복실산 및 인산 등의 무기산들이 염 형성 성분으로 사용된다.
R1과 R2 그룹은 탄소 수 5 이상의 최소한 하나의 알킬, 아릴 또는 아르알킬 그룹 및/또는 하나의 카르복실에이트 작용기 (COO-) 및/또는 우렌탄 (-NHCOO-) 그룹을 함유하는 것을 특징으로 한다.
측쇄를 갖은 본 발명의 중합체는 과산화물 또는 아조 화합물과 같은 라디칼 형성제 (개시제)를 이용하여 유기 용매에서 자유 라디칼 중합함으로 본 발명의 숙련자에게 공지된 방식으로 제조할 수 있다.
적절한 용매로는 에틸 아세테이트, 노르말-부틸 아세테이트 또는 1-메톡시-2-프로필 아세테이트 등의 에스테르류, 에탄올, 이소-프로판올, 노르말-부탄올 또는 1-메톡시-2-프로판올 등의 알콜류이다. 또한 방향족계 용매로는 톨루엔, 크실렌, 또는 끓는점이 높은 알킬 벤젠류를 사용할 수 있다. 다른 용매 또는 용매의 혼합물의 사용도 또한 생각할 수 있는데, 용매 또는 용매류의 선택은 본 발명 공중합체의 최종 용도에 의해 결정된다. 에스테르류가 바람직하게 사용되는데, 특히 1-메톡시-2-프로필 아세테이트가 바람직하다.
적절한 개시제는 예컨대, 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트 또는 디벤조일 퍼옥사이드 등의 과산화물류이다. 그러나, 아조이소부티로니트릴 (AIBN)과 같은 아조 화합물이 또한 사용될 수 있다. 과산화물류가 바람직하게 사용되는데, 특히 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트가 바람직하다.
중합은 약 50 ∼ 180℃, 바람직하게는 90 ∼ 150℃, 특히 바람직하게는 110 ∼ 130℃의 온도에서 수행된다.
본 발명에 따른 분산제의 응용분야는 종래 기술로부터 공지된 분야를 포함한다. 따라서, 본 발명의 분산제는 예컨대, 안료 및/또는 충전제를 함유하는 페인트류, 페이스트류 및/또는 성형 조성물의 생산에 사용할 수 있다. 본 발명의 분산제는 단독으로 또는 결합제와 조합하여 사용할 수 있다. 액상에서 분산제로서의 본 발명의 반응 생성물의 용도 외에, 본 발명은 또한 본 발명의 중합체를 사용한 분말 또는 섬유상 고체의 코팅을 제공한다. 이러한 유기 및 무기 고체의 코팅은 EP-A-0 270 126호에 기재된 바와 같이 공지의 방법으로 수행한다. 이런 식으로 전처리된 안료들은 비처리 안료에 비해 결합제에 혼입하기가 용이하며, 점도, 응집성 그리고 광택성이 향상된다.
본 발명의 분산제는 일반적으로 분산될 고체를 기준으로 0.5 ∼ 100 중량%의 양으로 사용된다. 그러나, 특수한 고체를 분산시키기 위하여서는 실제로 상당량의 분산제가 필요할 수 있다.
분산제의 양은 분산될 고체의 코팅될 표면에 의해 결정된다. 예를 들자면, 카본블랙은 예컨대 TiO2 보다 상당히 더 많은 양의 분산제를 필요로 한다. 안료 또는 충전제의 예들은 EP-A-0 270 126호에서 찾을 수 있다. 게다가, 탄산 칼슘, 산화 칼슘 등의 광물성 충전제 뿐만 아니라 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘 등의 난연제들이 또한 분산될 수 있다.
본 발명을 다음의 실시예에 의해 추가적으로 설명한다. 비균일 분자 구조를 갖는 물질의 경우에 있어서, 수 평균으로 나타낸 분자량은 PMMA를 표준으로 사용하는 겔 투과 크로마토그래피로 측정하였다.
별도로 표시하지 않는 한, 부는 중량 부이며 그리고 퍼센트는 중량%이다.
메타크릴레이트 작용기성 거대 단량체들은 아래에 기술하는 바와 같은 방법으로 제조하였다.
메타크릴레이트 작용기성 폴리-노르말-부틸 메타크릴레이트는 한 예에서 기술하였다.
약호들은 다음과 같이 사용하였다.
BMA : 부틸 메타크릴레이트
BA : 부틸 아크릴레이트
PMA : 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트
HEMA : 하이드록시에틸 메타크릴레이트
BxMA : 벤질 메타크릴레이트
2EHA : 2-에틸헥실 아크릴레이트
DMAEMA : 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트
VI : 비닐이미다졸
AI : 알릴이미다졸
제조의 예
폴리-노르말-부틸 아크릴레이트의 제조 (미국특허 제 5,310,813호에 의거)
환류 콘덴서, 온도계, 교반기, 개스 출입관 그리고 적하 깔대기를 장착한 플라스크에 노르말-부틸 아세테이트 86.5부를 넣고 질소 분위기에서 환류가열시켰다. 사슬 조정제로서 BA 80부와 메르캅토프로피온산 4.5부의 혼합물을 그리고 중합 개시제로서 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트 2부를 환류하에서 3시간 이내에 가하였다. 첨가가 완료되었을 때, 2시간 더 반응을 수행하였다. 말단에 카르복실 작용기성 중합체가 얻어졌다. 반응 혼합물을 90℃로 냉각시킨 다음 중합 억제제로서 하이드로퀴논 모노메틸 에테르 200 ppm을 가하였다. 그 후 글리시딜 메타크릴레이트 12부를 가하고 90℃에서 6시간 동안 더 유지하였다. 이런 식으로 얻어진 중합체는 추후 중합 가능한 말단 메타크릴릭 작용기를 함유한다.
다음 표에 기재된 거대 단량체들을 글리시딜 메타크릴레이트와 같은 방법으로 제조하였다.
거대 단량체 1 스티렌/아크릴로니트릴 3 : 1 (MW: 약 6,000)
거대 단량체 2 폴리-노르말-부틸 아크릴레이트 (MW: 약 6,000)
거대 단량체 3 부틸 메타크릴레이트/하이드록시에틸 메타크릴레이트 1 : 1 (MW: 약 7,000)
메타크릴릭 작용기성 폴리디메틸실록산은 모노하이드록시 작용기성 폴리디메틸실록산을 메타크릴산과 반응시켜 제조하였다.`
거대 단량체 4 폴리디메틸실록산 (MW: 약 30,000)
거대 단량체 5 폴리디메틸실록산 (MW: 약 6,000)
중합체의 일반적 제조
실시예 1 - 18; 비교예 1 + 2
프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 100 g을 교반하면서 125℃로 가열하였다. 상기 초기 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트에 실시예 1 - 18에 의한 단량체 혼합물 및 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트 1.5 g을 90분 이내에 서서히 적하하고 교반을 5시간 동안 더 계속하였다. 그리고 나서 반응을 완결하였다.
실시예 1 - 18
단량체/ 중량% 거대 단량체 분자량 (Mn) 다 분산도 (Mw/Mn)
비교예 1 BMA/85% DMAEMA/10% 거대 단량체 1 5% 33,400 6.3
비교예 2 BMA/90% VI/10% - 31,200 5.9
실시예 1 BMA/85% VI/10% 거대 단량체 2 5% 31,600 7.5
실시예 2 BMA/85% VI/10% 거대 단량체 3 5% 29,850 6.2
실시예 3 BMA/85% VI/10% 거대 단량체 1 5% 36,200 9.1
실시예 4 BMA/75% VI/10% HEMA/10% 거대 단량체 1 5% 29,850 6.2
실시예 5 BMA/75% VI/10% HEMA/10% 거대 단량체 2 5% 40,100 5.6
실시예 6 BMA/78% VI/10% HEMA/10% 거대 단량체 1 2% 29,850 6.2
실시예 7 BMA/85% VI/10% 거대 단량체 2 5% 37,600 7.5
실시예 8 BMA/56.7% VI/10% EHA/28.3% 거대 단량체 1 5% 32,750 6.8
실시예 1 - 18(계속)
단량체/ 중량% 거대 단량체 분자량 (Mn) 다 분산도 (Mw/Mn)
실시예 10 BMA/85% VI/10% 거대 단량체 4 5% 33,900 8.1
실시예 11 BMA/80% VI/10% 거대 단량체 1 10% 45,350 8.6
실시예 12 BMA/65% VI/10% 거대 단량체 1 25% 5,580 9.2
실시예 13 BMA/70% VI/10% HEMA/10% 거대 단량체 1 5% 32,100 8.4
실시예 14 BMA/75% VI/20% 거대 단량체 1 5% 35,200 9.2
실시예 15 BMA/85% VI/10% 거대 단량체 5 5% 36,900 8.2
실시예 16 BA/60% VI/25% 거대 단량체 2 15% 45,250 9.3
실시예 17 EHA/75% VI/20% 거대 단량체 1 5% 38,500 7.6
실시예 18 BMA/80% VI/10% 거대 단량체 2 10% 42,300 8.8
응용 예
본 발명의 화합물을 평가하기 위하여, 안료 농축물은 어떠한 결합제를 추가하지 않고 제조하였으며, 그리고 안료의 안정화는 ΔE 로 표시되는 로브-아웃(rub-out) 값을 이용하여 백색 믹스(mix)로 평가하였다. 이것은 불충분한 안료의 안정화에 의해 발생되는 색상의 차이를 평가하는 것을 포함한다. ΔE의 값이 낮으면 낮을 수록, 상기 믹스의 안료 안정화가 더 좋은 것을 의미한다.
안료 페이스트를 제조하기 위하여, 500 ml의 금속 용기에서 연속적으로 원 재료와 분쇄(grinding)에 필요한 유리 구슬의 무게를 측정한 다음 40℃에서 40 mm의 테플론 디스크에 분산시켰다.
분산된 페이스트를 종이 체 (메쉬 크기, 80 μm)에 통과시킨 다음 유리병에 부었다. 유동학적 특성의 매우 좋은 자유로이 흘러내리는 안료 페이스트가 얻어졌다.
페이스트 배합 TiO2 2160 바이페록스 130M 헬리오겐 블루 L 7101 F 스페샬 블랙 4
PMA 29.5 27.6 70.0 57.5
50% 첨가제 5.2 12.0 10.0 17.5
에어로실 200 0.3 0.4 - -
안료 65.0 60.0 20.0 25.0
100.0 100.0 100.0 100.0
안료 분산:
TiO2 2160 : 30분 8000 rpm 40℃ 구슬 2 mm 1:1
L30 M : 40분 8000 rpm 40℃ 구슬 1 mm 1:1
L 7101 F : 40분 10,000 rpm 40℃ 구슬 1 mm 1:1
SS 4 : 60분 10,000 rpm 40℃ 구슬 1 mm 1:1
투명 래커 배합 :
2-봉지의 아크릴레이트 :
Macrynal SM 75.0
510(훽스트)
PMA 5.0
솔베소 100 5.0
크실렌 6.4
부틸 아세테이트 8.0
바이크(ByK) 306 0.1
바이크(ByK) 066 0.5
경화액
데스무더 엔 50.0
3390(바이엘)
크실렌 35.0
부틸 아세테이트 15.0
투명 래커 : 경화액 2 : 1
코팅 : 투명 래커 69.3 64.7 68.4
백색 페이스트 30.7 28.6 30.3
색상의 페이스트 - 6.7 -
흑색 페이스트 - - 1.3
100.0 100.0 100.0
2-봉지 아크릴레이트 시스템 : SM510/N3390
헬리오겐 블루 L 7101 F (ΔE) 바이페록스 130M (ΔE) 스페샬 블랙 4 (ΔE)
실시예 3 실시예 7 실시예 8 실시예 9 비교예 1 비교예 2 1.8 1.9 1.9 1.8 2.2 2.1 0.2 0.5 0.4 0.4 2.2 0.7 0.5 0.6 0.5 0.5 1.3 1.2
본 발명은 에틸렌계 불포화 단량체, 에틸렌계 불포화 거대 단량체 그리고 이미다졸 유도체로 이루어진 혼합물로부터 자유 라디칼 중합에 의해 유도된 분지형 중합체의 제조에 관한 것으로 이는 액상 매체용 분산제 또는 분산되는 고체의 사전 코팅용으로 이용할 수 있다.

Claims (13)

  1. (A) 최소 하나의 에틸렌계 불포화 단량체 50 ∼ 93 중량%
    (B) 분자량이 1,000 ∼ 20,000인 최소 하나의 에틸렌계 불포화 거대 단량체 2 ∼ 25 중량% 및
    (C) 최소 하나의 중합가능한 이미다졸 유도체 5 ∼ 25 중량%
    로 이루어진 단량체 혼합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 분지형 중합체.
    여기서, 상기 성분 (A), (B) 및 (C)는 합해서 100 중량%를 이루며, 상기 중합체의 분자량이 15,000 ∼ 100,000이고 필요에 따라서는 염의 형태로 존재한다.
  2. 제1항에 있어서, 성분 (B)는 5 ∼ 15 중량% 그리고 성분 (C)는 10 ∼ 20 중량%의 양으로 존재하는 것인 분지형 중합체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중합체의 분자량이 25,000 ∼ 75,000인 것인 분지형 중합체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 하나 이상의 항에 있어서, 성분 (A)는 필요에 따라 하이드록시알킬 또는 알킬 폴리알킬렌 글리콜 아크릴레이트 또는 메틸아크릴레이트, 스티렌 또는 그 유도체 또는 비닐 에테르이고, 성분 (B)는 말단 메타크릴릭 작용기성 폴리(메타)크릴레이트 또는 모노비닐 말단의 폴리디메틸실록산이며, 성분 (C)는 N-비닐이미다졸인 것인 분지형 중합체.
  5. 제1항 내지 제3항 중 하나 이상의 항에 있어서, 상기 분지형 중합체가 지방산, 하이드록시카르복실산, 설폰산, 설페이트, 산성의 포스페이트 또는 무기산의 염으로서 존재하는 것인 분지형 중합체.
  6. (A) 최소 하나의 에틸렌계 불포화 단량체 50 ∼ 93 중량%
    (B) 분자량이 1,000 ∼ 20,000인 최소 하나의 에틸렌계 불포화 거대 단량체 2 ∼ 25 중량% 및
    (C) 최소 하나의 중합가능한 이미다졸 유도체 5 ∼ 25 중량%
    를 유기 용매 및 최소 하나의 라디칼 개시제의 존재 하에, 50 내지 180℃의 온도에서 자유 라디칼 중합에 의해 중합시키고, 이와 같이 얻어진 중합체를 필요에 따라 그것의 염으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 분지형 중합체의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 유기 용매가 에스테르이며 라디칼 개시제가 과산화물 또는 아조 화합물인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 제6항 및 제7항 중 하나 이상의 항에 있어서, 상기 반응 온도가 90 ∼ 150℃인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 제1항의 중합체를 안료, 충전제 또는 이들의 혼합물을 함유하는 페인트, 페이스트, 성형 조성물 또는 이들의 혼합물의 제조를 위한 분산제로서 사용하는 방법.
  10. 제1항의 중합체를 분말상 또는 섬유상 고체의 코팅을 위해 사용하는 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 분지형 중합체는 분산되는 고체를 기준으로 0.5 ∼ 100 중량%의 양으로 사용하는 방법.
  12. 제3항에 있어서, 상기 중합체의 분자량이 30,000 ~ 50,000인 것인 분지형 중합체.
  13. 제9항에 있어서, 상기 중합체를 결합제와 병용하는 방법.
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