KR100801450B1

KR100801450B1 - 3급 아미드 말단화된 폴리아미드 및 이의 용도

Info

Publication number: KR100801450B1
Application number: KR1020017008505A
Authority: KR
Inventors: 맥퀸리차드씨; 파블린마크에스
Original assignee: 아리조나 케미칼 캄파니
Priority date: 1999-01-04
Filing date: 2000-01-04
Publication date: 2008-02-11
Also published as: US20020037993A1; WO2000040216A1; US6268466B1; CN1680462A; US20020035237A1; CN1335762A; CN1221245C; CA2360096C; EP1148866A1; HK1040624A1; AU759946B2; CN100396713C; JP4535622B2; KR20010101375A; BR0007295A; AU3128800A; ATE238033T1; DE60002297T2; US20020019510A1; EP1148866B1

Abstract

저분자량의 3급 아미드 말단화된 폴리아미드를 액체 탄화수소와 혼합하여 겔 점조성을 갖는 투명한 조성물을 제조할 수 있다. 3급 아미드 말단화된 폴리아미드는 당량의 50% 이상이 중합된 지방산으로부터 기인하는 디카복실산 "x" 당량, 에틸렌 디아민 같은 디아민 "y" 당량, 및 유일한 반응성 작용기로서 2급 아민 그룹을 갖는 일작용성 반응물 "z" 당량을 반응시켜 제조할 수 있다. 반응 혼합물의 화학량론은 바람직하게는 0.9 ≤{x/(y+z)} ≤1.1, 및 0.1 ≤{z/(y+z)} ≤0.7이 되도록 한다. 상기 겔은 3급 아미드 말단화된 폴리아미드를 약 5 내지 50% 함유하며, 나머지는 바람직하게는 순수한 탄화수소이다. 겔은 일정 수준의 겔-유사 점조성 또는 자가-지지 점조성이 요구되는 퍼스널 케어 제품 등의 제품을 제형화하는 데 유용하다.

3급 아미드 말단화된 폴리아미드 수지, 겔화제, 점조성, 퍼스널 케어 제품, 카복실산, 아민, 2급-아민 함유 모노아민, 탄화수소

Description

3급 아미드 말단화된 폴리아미드 및 이의 용도 {Tertiary amide terminated polyamides and uses thereof}

본 발명은 유기 수지, 보다 특히 3급 아미드 말단화된 폴리아미드 수지, 및 겔화제, 특히 탄화수소 같은 저극성 액체에 대한 겔화제로서의 당해 수지의 용도에 관한 것이다.

수 많은 시판중인 중요한 조성물에서, 제품의 점조성(consistency)은 이의 시판 성공 여부에 결정적이다. 한 가지 예는 일반적으로 케리어 제형내에 하나 이상의 활성 성분을 함유하는 퍼스널 케어 제품(personal care product)이다. 활성 성분(들)이 제품의 궁극적인 성능 특성을 결정하기는 하지만, 케리어 제형은 제품의 점조성을 주로 결정한다는 점에서 마찬가지로 제품의 시판 성공 여부에 결정적이다. 케리어(또한 "기재"라고 함)의 유동성(rheology)은 제품의 유동 특성을 주로 결정하며, 유동 특성은 소비자가 제품을 바르거나 사용하는 방식을 주로 결정한다.

예를 들면, 알루미늄 클로로하이드레이트, 알루미늄-지르코늄 테트라클로로하이드레이트, 글리신과 착화된 알루미늄-지르코늄 폴리클로로하이드레이트, 및 트리클로로하이드레이트, 옥타클로로하이드레이트 및 세스퀴클로로하이드레이트 중 어느 하나와 착화된 알루미늄-지르코늄은 탈취 및 발한억제 제품에서 활성 성분으로써 흔히 사용되는 금속 염이다. 소비자는 막대기 형태로 탈취제를 바르는 것을 선호한다. 따라서, 막대기형 탈취제 중 케리어는 상대적으로 경질 물질이어야만 하며, 스테아릴 알콜 같은 왁스성 지방 알콜이 종종 이러한 제품에서 케리어로 사용되어져 왔다. 또 다른 예로서, 립스틱 중 활성 성분은 착색제이다. 릭스팁은 막대기형 탈취제만큼 경성은 아니어야 하지만, 물론 실온에서 방치하는 경우 이의 모양을 유지해야 한다. 왁스와 오일의 혼합물은 립스틱용 케리어로서 매우 적합한 점조성을 제공하는 것으로 공지되어져 있다. 마지막 예로서, 샴푸는 바람직하게는 물 보다 높은 점도를 가지며, 샴푸 중 활성 성분(들)이 충분하게 높은 점도를 갖지 않는 경우, 약간의 점성 케리어 물질이 샴푸 제형내에 포함되는 것이 바람직하다.

상기 예들로부터, 퍼스널 케어 제품의 제형자들은 성공적인 퍼스널 케어 제품을 제형화하기 위해서, 다양한 유동 특성을 갖는 물질들의 이용가능성에 의존하는 것으로 보인다. 겔-유사 특성을 갖는 물질들은, 방치시 그 모양을 유지하지만 문질러 바르는 경우 유동하기 때문에, 퍼스널 케어 제품용으로 종종 바람직하다.

착색제가 활성 성분인 퍼스널 케어 제품을 개발하는 제형자들에게는 투명한(즉, 맑은) 케리어가 바람직한데, 이는 투명한 케리어(불투명한 케리어와는 반대로)는 착색제의 외관을 최소한으로 조금 방해할 것이기 때문이다. 최근에, 소비자들은 탈취제 및 샴푸와 같은 투명하고 무색인 퍼스널 케어 제품을 점차 선호하는 것으로 확인되었다. 따라서, 다양한 퍼스널 케어 제품에 요구되는 유동 특성을 제공할 수 있으며, 특히 제형에 겔-유사 특성을 부여할 수 있는 투명한 물질에 대한 수요가 증가하고 있다.

중합된 지방산 및 디아민으로 제조된 폴리아미드 수지는 퍼스널 케어 제품용으로 개발된 제형들에서 겔화제로서 작용하는 것으로 보고되고 있다. 예를 들면, 문헌[미국 특허 제3,148,125호]은 저급 지방족 알콜 및 소위 "폴리아미드 용매"와 혼합된 폴리아미드 수지로부터 형성된 투명한 립스틱 케리어 조성물에 관한 것이다. 마찬가지로, 문헌[미국 특허 제5,500,209호]은 조성물이 폴리아미드 겔화제 및 일가 또는 다가 알콜을 포함하는 용매계를 함유하는 겔 또는 막대기형 탈취제의 제조에 관한 것이다. 따라서, 선행 기술은 특정 폴리아미드를 알콜과 혼합함으로써 겔을 형성시키는 것을 인식하고 있다.

순수한 탄화수소가 바람직하게는 퍼스널 케어 제형에 포함되는데, 이는 투명하고 비교적 저렴하기 때문이다. 순수한 탄화수소는 또한 광범위하게 다양한 점도 및 등급으로 이용가능하다. 그러나, 순수한 탄화수소는 종종 케리어에서 바람직한 유동 특성을 갖지 않으며, 예를 들면, 이는 천연적으로는 겔-유사 특성을 나타내지 않는다. 추가로, 탄화수소가 퍼스널 케어 제형내에 존재하는 경우, 겔-유사 점조성이 제품에 요구되는 경우에 전형적으로 알콜이 또한 존재한다. 알콜은 피부를 자극할 수 있으며, 따라서 일부 제형에서는 배제하는 것이 바람직하다.

따라서, 당해 분야에서는 겔-유사 특성을 갖는 투명한 물질을 제공하기 위해서 순수한 탄화수소와 함께 혼합될 수 있는 물질에 대한 필요성이 있다. 본 발명은 본원에 기술된 바와 같은 이러한 이점 및 관련 이점을 제공한다.

발명의 요약

한 가지 양태에서, 본 발명은 화학식 1의 3급 아미드 말단화된 폴리아미드(ATPA) 수지를 제공한다.

위의 화학식 1에서,

n은 말단 아미드 그룹(즉, R¹이 직접 결합하는 아미드 그룹)이 ATPA의 전체 아미드 그룹의 10 내지 50%를 구성하도록 하는 반복 단위의 수를 나타내고,

R¹은 각각의 경우에 독립적으로 C_1-22 탄화수소 그룹으로부터 선택되며,

R²는 각각의 경우에 독립적으로 C_2-42 탄화수소 그룹으로부터 선택되고,

R³은 각각의 경우에 독립적으로 수소 원자 이외에 두 개 이상의 탄소 원자를 함유하고, 임의로 산소 및 질소 원자 하나 이상을 함유하는 유기 그룹으로부터 선택되며,

R^3a는 각각의 경우에 독립적으로 수소, C_1-10 알킬, 및 R³ 또는 다른 R ^3a에 대한 직접 결합(여기서, R³ 및 R^3a가 모두 결합하는 N 원자는 R^3a-N-R³에 의해 부분적으로 정의되는 헤테로사이클릭 구조의 일부가 된다)으로부터 선택된다.

바람직하게는, -N(R^3a)-R³-N(R^3a)- 그룹의 1% 이상은 독립적으로 폴리알킬렌 아민,

, 및

(여기서, R_C는 C_1-3 알킬 그룹이다)으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 이산 또는 이의 반응성 등가물로부터의 카복실산 x 당량, 디아민으로부터의 아민 y 당량, 및 2급 아민 또는 이의 반응성 등가물을 제외하고는 어떠한 반응성 작용 그룹도 갖지 않는 2급 아민-함유 분자 z 당량[여기서, 2급 아민-함유 분자(즉, 모노아민)는 실질적으로 ATPA 수지를 제조하기 위해서 사용되는 유일한 일작용성 반응물이며, 이때, x, y 및 z 각각은 0 초과이다]을 반응시킴을 포함하는 방법으로 제조된 ATPA 수지를 제공한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 이산으로부터의 카복실산 x 당량, 디아민으로부터의 아민 y 당량, 및 2급 아민 또는 이의 반응성 등가물을 제외하고는 어떠한 반응성 작용 그룹도 갖지 않는 2급 아민-함유 모노아민 z 당량을 반응시킴을 포함하는 방법으로 제조된 수지를 제공하고, 여기서, 모노아민은 실질적으로 수지를 제조하기 위해서 사용되는 유일한 일작용성 반응물이며, 카복실산 당량의 약 50% 이상은 중합된 지방산이고, x, y 및 z는 각각 0 초과이며, 단, 0.9 ≤{x/(y+z)} ≤1.1, 및 0.1 ≤{z/(y+z)} ≤0.7이다. 바람직하게는 아민 당량의 50% 이상이 화학식 H₂N-R³-NH₂의 디아민(여기서, R³은 C_2-36 탄화수소 그룹이다)에 의해 제공되며, 아민 당량의 1% 이상이

및 H₂N-R³-NH₂로부터 선택된 하나 이상의 디아민[여기서, R³은 폴리알킬렌 옥사이드, 폴리알킬렌 아민 및 화학식

(여기서, R_C는 C_1-3 알킬 그룹이다)로부터 선택된다]에 의해 제공된다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 저극성 액체 및 상기된 바와 같은 ATPA 수지를 포함하는 조성물을 제공한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 겔, 바람직하게는 투명하거나 반투명한 겔을 제조하는 방법을 제공하며, 이때, 상기 방법은 저극성 액체를 상기된 바와 같은 ATPA 수지와 혼합함을 포함한다.

본 발명의 상기 및 다른 양태들은 하기 도면 및 상세한 설명을 참조로 명백해 질 것이다.

도 1은 겔화된 샘플의 강도를 측정하기 위한 시험 프로토콜을 예시한다.

본 발명은 본원에서 3급 아미드 말단화된 폴리아미드 즉, ATPA로서 언급되는, 화학식 1의 단쇄 폴리아미드를 포함하는 수지를 제공한다.

화학식 1

위의 화학식 1에서,

n은 말단(즉, R¹-함유) 아미드 그룹이 화학식 1에서 나타낸 아미드 그룹 전체의 10 내지 50%를 구성하도록 하는 반복 단위의 수를 나타내고,

R¹은 각각의 경우에 독립적으로 C_1-22 탄화수소 그룹으로부터 선택되고,

R²는 각각의 경우에 독립적으로 C_2-42 탄화수소 그룹으로부터 선택되며, 단 R² 그룹의 50% 이상은 탄소수 30 내지 42를 갖고,

R^3a은 각각의 경우에 독립적으로 수소, C_1-10 알킬, 및 R³ 또는 다른 R ^3a에 대한 직접 결합(여기서, R³ 및 R^3a가 모두 결합하는 N 원자는 R^3a-N-R³에 의해 부분적으로 정의되는 헤테로사이클릭 구조의 일부가 된다)으로부터 선택되며, R^3a그룹의 50% 이상은 수소이다.

바람직하게는, 수지 조성물은 화학식 1의 수지를 포함하는 분자 전체에서 아미드 그룹의 합에 대한 말단 아미드 그룹의 비율이 0.1 내지 0.7이 되도록 하는 n이 0인 화학식 1의 디아미드를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 수지 조성물은 반응 평형 상태에 있다.

화학식 1로부터 알 수 있는 바와 같이, ATPA 수지는 일련의 아미드 그룹의 양 말단에 화학식 -C(=O)N(R¹)(R¹)의 말단 아미드 그룹을 갖는다. 이러한 말단 아미드 그룹은 2급 아민(R¹은 유기 그룹이지만 수소는 아니기 때문)으로부터 형성되며, 따라서, 화학식 1에서 말단 아미드 그룹은 3급 아미드 그룹이라고 하는 것이 적절하다. 따라서, ATPA 수지는 3급 아미드 말단화된 폴리아미드라고 할 수 있다.

화학식 1에서 문자 "n"은 ATPA 분자내에 존재하는 반복 단위의 수이며 0 초과의 정수이다. 본 발명에 따라, n은 1일 수 있으며, 이때, ATPA는 동일한 수의 말단 아미드와 비-말단 아미드 그룹을 함유하며, 즉 말단 아미드 그룹이 ATPA 분자내 전체 아미드 그룹의 50%를 구성한다. 바람직한 ATPA 수지는 비교적 저분자량을 가지며, 따라서, n은 바람직하게는 1 내지 약 10, 보다 바람직하게는 1 내지 약 5이다. ATPA 분자가 저분자량을 갖기 때문에, 이들은 마찬가지로 3급 아미드 말단화된 올리고아미드라고 하는 것이 적절하다. 임의의 경우, 또 다른 견해에서, 말단 아미드 그룹은 전체 아미드 그룹의 약 10 내지 약 50%, 바람직하게는 약 15 내지 약 40%, 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 35%를 구성한다. 바람직한 ATPA 수지는 다양한 n 값을 갖는 화학식 1의 ATPA 분자의 혼합물을 포함한다. ATPA 수지는, 폴리스티렌 측정 표준을 사용한 겔 투과 크로마토그래피로 측정한 결과, 약 10,000 미만, 전형적으로는 약 5,000 미만이지만, 500 초과, 전형적으로 1,000 초과의 중량 평균 분자량을 갖는다.

화학식 1에서 R¹ 그룹은 탄화수소 그룹이며, 바람직하게는 탄소수 1 이상, 전형적으로는 4 이상, 바람직하게는 탄소수 4 초과, 예를 들면, 탄소수 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 또는 22의 알킬 또는 알케닐 그룹이다. 알킬 그룹이 바람직하지만, 불포화 위치 1 내지 3개, 바람직하게는 1개를 갖는 알케닐 그룹이 또한 적합하다. R¹ 그룹에서 탄소 원자의 수에 대한 상한 범위는 특별히 중요하지는 않지만, 바람직하게는 R¹ 그룹의 탄소수는 약 22 이하이다. 탄소수 약 16 내지 22의 R¹ 그룹이 매우 바람직하다. 임의의 경우에 R¹의 동일성은 임의의 다른 경우에서의 R¹의 동일성과는 독립적이다.

적합한 R¹ 그룹은 2급 모노아민(들)이 ATPA 수지를 제조하는데 보조-반응물로서 사용되는 경우 화학식 1의 분자내로 용이하게 도입된다. 2급 모노아민은 화학식 HN(R¹)(R¹)(여기서, R¹은 앞서 정의한 바와 같다)을 갖는다. 적합한 2급 모노아민은 다양한 공급원으로부터 시판중이며, 제조원[Witco Corporation(Greenwich, CT; http://www.witco.com); Akzo Nobel Chemicals, Surface Chemistry(Chicago, IL; http://www.akzonobelusa.com); 및 Aldrich(Milwaukee, WI; http://www. aldrich.sial.com)]을 포함한다. 디탈로우 아민이 바람직한 2급 모노아민이다.

화학식 1에서 R² 그룹은 적합하게는 탄소수 2 내지 42, 바람직하게는 4 내지 42의 탄화수소이다. 보다 바람직한 R² 그룹은 탄소수 30 내지 42를 함유하며(즉 C_30-42 그룹이다), ATPA 수지중 R² 그룹의 50% 이상은 바람직하게는 탄소수 30 내지 42를 갖는다. 상기 R² 그룹은, 상기 수지가 이량체 산(dimer acid)으로도 공지된 중합된 지방산으로부터 제조되는 경우, 용이하게 ATPA내로 도입된다. 중합된 지방산은, 전형적으로 개별적인 이량체 산들이 포화, 불포화, 사이클릭 또는 어사이클릭 등일 수 있는 구조들의 혼합물이다. 따라서, R² 그룹의 구조의 상세한 특성은 용이하게 수득할 수 없다. 그러나, 지방산 중합에 대한 유용한 논의들은, 예를 들면, 문헌[미국 특허 제3,157,681호 및 Naval Stores - Production, Chemistry and Utilization, D.F. Zinkel and J. Russel(eds.), Pulp. Chem. Assoc. Inc., 1989, Chapter 23]에서 확인할 수 있다. 이량체 산은, 예를 들면, UNIDYME^TM 이량체 산(제조원: Union Camp Corporation, Wayne, NJ), EMPOL^TM 이량체 산(제조원: Henkel Corporation, Emery Oleochemicals Division, Cincinnati, OH), PRIPOL^TM 이량체 산(제조원: Unichema North America, Chicago, IL), 및 SYLVADYM^TM 이량체 산(제조원: Arizona Chemical, division of International Paper, Panama City, FL)으로서 시판중이다.

바람직한 ATPA 수지는 R² 그룹으로서 C_30-42 그룹을 50% 이상 함유하는 반면, 보다 바람직하게는 R² 그룹 전체는 75% 이상의 C_30-42 그룹으로 이루어지며, 보다 더 바람직하게는 90% 이상의 C_30-42 그룹으로 이루어진다. R²가 전적으로 C_30-42인 화학식 1의 ATPA 수지가 본 발명의 바람직한 겔화제이다.

그러나, ATPA 수지는 또한 탄소수 30 미만의 R² 그룹을 함유할 수 있다. 예를 들면, ATPA 수지는 탄소수 약 4 내지 19, 바람직하게는 약 4 내지 12, 보다 바람직하게는 약 4 내지 8을 갖는 하나 이상의 R² 그룹을 함유할 수 있다. 탄소 원자들은 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭 형태로 배열될 수 있으며, 임의의 두 개의 탄소 원자 사이에 불포화가 존재할 수 있다. 따라서, R²는 지방족 또는 방향족일 수 있다. 존재하는 경우, 이러한 저 탄소수 R² 그룹은 바람직하게는 전적으로 탄소 및 수소로 형성되며, 즉, 하이드로카빌 그룹이다. 이러한 저 탄소수 R² 그룹은 바람직하게는 R² 그룹의 50% 미만을 구성하지만, 존재하는 경우 R² 그룹 전체의 약 1 내지 약 50%, 및 바람직하게는 약 5 내지 약 35%를 구성한다. 각각의 경우에 R²의 동일성은 임의의 다른 경우의 R²의 동일성과는 독립적이다. 적합한 보조-이산이, 예를 들면, 제조원(Aldrich, Milwaukee, WI)으로부터 시판중이다.

화학식 1에서 -N(R^3a)-R³-N(R^3a)- 그룹은 두 개의 카보닐(C=O) 그룹과 결합한다. 본 발명의 바람직한 양태에서, ATPA 수지내의 모든 R^3a 그룹은 수소이며, 결과적으로 R³ 단독이 화학식 -N(R^3a)-R³-N(R^3a)-내에 나타나는 두 개의 질소 원자에 결합한다. 이러한 경우, R³ 그룹은, 달리 채워지지 않는 탄소, 산소 및 질소 원자의 원자가를 완전히 채우는 데 필요한 수소 원자 이외에, 두 개 이상의 탄소 원자, 및 임의로 산소 및/또는 질소 원자를 함유한다. 한 가지 양태에서, R³은 탄소수 2 내지 약 36, 바람직하게는 2 내지 약 12, 보다 바람직하게는 2 내지 약 8의 탄화수소 그룹이다. 이러한 탄소 원자들은 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭 형태로 배열될 수 있으며, 임의의 두개의 탄소 원자 사이에 불포화가 존재할 수 있다. 따라서, R³은 지방족 또는 방향족 구조를 함유할 수 있다. 각각의 경우에 R³ 및 R^3a의 동일성은 임의의 다른 경우에서 이들의 동일성과는 독립적이다.

R³ 그룹은 탄소 및 수소 원자 이외에 산소 및/또는 질소를 함유할 수 있다. 전형적인 산소 원자-함유 R³ 그룹은 폴리알킬렌 옥사이드, 즉 교호 알킬렌 그룹 및 산소 원자를 갖는 그룹이다. 진정으로, R³그룹에서의 산소화는 바람직하게는 에테르 그룹으로서 존재한다. 대표적인 폴리알킬렌 옥사이드는 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드와의 공중합체(랜덤, 교호 또는 블록)를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 상기 산소화된 R³ 그룹은 JEFFAMINE^TM 디아민(제조원: Huntsman Chemical, Inc., Houston, TX)을 사용하여 ATPA 수지내로 용이하게 도입된다. 이러한 물질들은 광범위한 범위의 분자량으로 이용가능하며, 이때, 임의의 분자량의 디아민을 본 발명의 수지 제조에 사용할 수 있다. R³ 그룹 중 일부는 산소(약 1% 이상)를 함유할 수 있지만, 바람직하게는 R³ 그룹 중의 소수(50% 미만)가 산소를 함유하며, 보다 바람직하게는 R³ 그룹의 약 20% 미만이 산소를 함유한다. 산소-함유 R³ 그룹의 존재는 ATPA 수지의 연화점을 낮추는 경향이 있다.

존재하는 경우, R³ 그룹내 질소 원자는 바람직하게는 2급 또는 3급 아민으로서 존재한다. 2급 아민 그룹을 갖는 전형적인 질소-함유 R³ 그룹은 폴리알킬렌 아민, 즉, 교호 알킬렌 그룹 및 아민 그룹을 함유하는 그룹이며, 이는 때때로 폴리알킬렌 폴리아민이라고 한다. 알킬렌 그룹은 바람직하게는 저급 알킬렌 그룹, 예를 들면, 메틸렌, 에틸렌, (즉, -CH₂CH₂-), 프로필렌 등이다. 전형적인 폴리알킬렌 아민은 화학식 -NH(CH₂CH₂NH)_mCH₂CH₂-NH-(여기서, m은 1 내지 약 5의 정수이다)로 대표될 수 있다.

그러나, 질소-함유 R³ 그룹에서 질소 원자는 대안으로(또는 부가적으로), 3급 질소 원자로서 존재할 수 있으며, 예를 들면, 이들은 화학식

의 헤테로사이클(여기서, R_C는 C_1-3 알킬렌 그룹이다)로 존재할 수 있다.

상기한 질소-함유 R³ 그룹에서, R^3a는 수소이다. 그러나, R^3a는 수소로 제한되지는 않는다. 사실, R^3a는 C_1-10 알킬 그룹, 바람직하게는 C_1-5 알킬 그룹, 보다 바람직하게는 C_1-3 알킬 그룹일 수 있다. 또한, R³ 및 R^3a, 또는 두 개의 R^3a 그룹은 함께 헤테로사이클릭 구조, 예를 들면,

같은 피페라진 구조를 형성할 수 있다. 이러한 경우, 두 개의 R^3a 그룹은 함께 결합하여 두 개의 질소 원자 사이에 에틸렌 가교를 형성하는 것으로 나타날 수 있는 반면, R³은 또한 에틸렌 가교이다. 부가적인 적합한 디아민은, 예를 들면, 제조원(Aldrich, Milwaukee, WI)으로부터 시판중이다.

ATPA 수지는 전형적으로, 예를 들면, ATPA-형성 반응 동안 형성되는 부산물 이외에 화학식 1의 ATPA 분자의 혼합물을 포함한다. 화학식 1의 ATPA 분자는, 예를 들면, 크로마토그래피 또는 증류를 사용하여 상기 부산물로부터 정제할 수 있지만, 부산물이 전형적으로 최소량이거나 수지가 겔화제로서 작용하는 경우 상기 수지에 바람직한 특성을 부여하므로, 적합한 ATPA 수지를 형성시키기 위해 화학식 1의 분자로부터 분리시킬 필요가 없다.

본원에서 기술된 바와 같이, 아민 및 카복실산은 본 발명의 ATPA 수지를 제조하기 위한 바람직한 출발 물질이다. 이러한 출발 물질은 바람직하게는 화학량론적으로 함께 반응하며, 반응 조건하에서, 생성되는 ATPA 수지의 산 수(acid number)는 25 미만, 바람직하게는 15 미만, 보다 바람직하게는 10 미만인 반면, 아민 수는 바람직하게는 10 미만, 보다 바람직하게는 5 미만, 보다 더 바람직하게는 1 미만이다. ATPA 수지의 연화점은 바람직하게는 실온 이상이며, 보다 바람직하게는 약 50 내지 약 150℃, 보다 더 바람직하게는 약 80 내지 약 130℃이다.

본 발명에 따른 ATPA 수지를 제조하기 위해서는 반응물의 화학량론을 조절하는 것이 중요하다. 반응물 화학량론과 관련하여 하기 논의에서, 용어 "당량" 및 "당량%(%)"이 사용되며, 당해 분야에서 사용되는 바와 같은 이의 표준 의미를 갖는 것으로 의도된다. 그러나, 추가의 명확성을 위해서, 당량은 분자 1몰량내에 존재하는 반응 그룹의 수를 나타내므로, 디카복실산(예를 들면, 세바스산) 1몰은 카복실산 2당량을 가지며, 모노아민 1몰은 아민 1당량을 갖는다는 것을 주지해야 한다. 추가로, ATPA 수지를 제조하는데 있어서, 이산은 단지 두 개의 반응성 그룹(모두 카복실산)을 갖고, 모노아민은 단지 하나의 반응성 그룹(2급 아민 그룹)을 가지며, 디아민은 단지 두 개의 반응성 그룹(바람직하게는 모두 1급 아민)을 갖고, 이들은 바람직하게는, 반드시 필수적이지는 않지만, 반응 혼합물내에 존재하는 유일한 반응성 물질이다.

보조-이산을 ATPA 수지 제조에 사용하는 경우, 보조-이산은 바람직하게는 반응 혼합물내에 존재하는 카복실산의 당량의 약 50% 이하를 제공한다. 다른 식으로 언급하면, 보조-이산은 반응 혼합물내의 산 당량의 0 내지 50당량%를 제공한다. 바람직하게는, 보조-이산은 반응 혼합물내의 산 당량의 0 내지 30당량%, 보다 바람직하게는 0 내지 10당량%를 제공한다.

반응물의 화학량론은 ATPA 수지의 조성에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 증가량의 2급 모노아민으로 제조된 ATPA 수지는 (수 및 중량) 평균 분자량을 낮추는 경향이 있을 것이다. 즉, 보다 많은 일작용성 반응물을 사용하는 경우, 화학식 1의 평균 분자내 아미드쌍의 수는 감소할 것이다. 한편, 보다 적은 모노아민을 사용하는 경우, ATPA 수지 중 분자의 평균 분자량은 증가할 것이다. 일반적으로, ATPA의 평균 분자량을 증가시키는 것은 수지의 융점 및 용융 점도를 증가시키는 경향이 있을 것이다. 융점이 높은 ATPA를 용매와 혼합하여 겔을 형성시키는 경우, 겔은 융점이 낮은 ATPA로부터 형성되는 겔보다 더 견고한 점조성을 갖는 경향이 있을 것이다.

ATPA 수지를 제조하기 위해서, 상기 반응물(이산, 모노아민 및 디아민, 또는 이의 반응성 등가물)을 임의의 순서로 혼합할 수 있다. 바람직하게는, 반응물을 함께 단순 혼합하고, 본질적으로 완전한 반응을 달성하기에 충분한 온도에서 잠시 동안 가열하여 ATPA 수지를 형성시킨다. ATPA 수지의 형성 동안, 이산 및 디아민 그룹은 교대로 교호 공중합체로 명명될 수 있는 것을 형성시킬 것이다. ATPA 수지는 블록 공중합체가 아니다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "완전한 반응" 및 "반응 평형"은 본질적으로 동일한 의미를 가지며, 이는 생성물 겔화제를 추가로 가열해도 수지내의 산 또는 아민 수에 상당한 변화를 초래하지 않는 것이다.

따라서, ATPA 수지는, 이산(보조-이산 포함), 2급 모노아민 및 디아민 모두를 혼합한 후, 수 시간 동안, 전형적으로 2 내지 8시간 동안 약 180 내지 250℃에서 가열하는, 1단계 공정으로 형성시킬 수 있다. 보다 낮은 온도를 사용하는 경우, 완전한 반응을 달성하는 데 전형적으로 보다 긴 반응 시간이 필요하다. 반응 온도가 너무 높은 경우, 반응물 및/또는 생성물은 바람직하지 않은 열-유도된 분해를 진행할 수 있다. 하나 이상의 반응물이 실온에서 고체일 수 있기 때문에, 약간 승온에서 각각의 성분을 혼합하여 균질화된 혼합물을 형성시킨 후 반응 혼합물을 이산, 모노아민 및 디아민 사이에서 반응을 야기하기에 충분한 온도로 가열하는 것이 편리할 수 있다. 대안으로, 비록 덜 바람직하지만, 반응물 두 개를 함께 혼합하여 반응시킨 후, 제3의 반응물을 부가하여 목적하는 생성물이 수득될 때까지 추가로 가열시킬 수 있다. 반응의 진행은 생성물 혼합물의 산 및/또는 아민 수를 주기적으로 측정하여 편리하게 모니터링할 수 있다.

한 가지 예로서, 이량체 산을 디아민과 반응시켜 폴리아미드를 형성시킨 후, 이러한 중간체 폴리아미드를 모노아민과 반응시켜 3급 아미드 말단화된 이량체 산계 폴리아미드를 제조할 수 있다. 또는, 이량체 산을 모노아민과 반응시켜 디아미드를 형성시키고, 이러한 디아미드를 디아민과 반응시켜 3급 아미드 말단화된 이량체 산계 폴리아미드를 제조할 수 있다. ATPA 수지의 성분들은 바람직하게는 반응 평형(트랜스아미드화로 인해) 상태에 있기 때문에, 반응물이 혼합되는 순서는 전형적으로 겔화제의 특성에 영향을 미치지 않는다.

카복실산 및 아민 그룹 사이에서 아미드 형성을 가속시킬 수 있는 임의의 촉매가 상기된 반응 혼합물내에 존재할 수 있다. 따라서, 인산 같은 무기산, 또는 산화 디부틸주석 같은 주석 염이 반응 동안 존재할 수 있다. 또한, 아미드 형성 동안 물이 형성되는 경우, 물을 반응 혼합물로부터 제거하는 것이 바람직하다. 이는 바람직하게는 반응 혼합물을 진공에 유지시키거나, 반응 혼합물의 상부를 가로질러 불활성 가스(예를 들면, 질소)의 온화한 스트림을 통과시킴으로써 달성된다.

본 발명의 ATPA 수지는 용매(이때, 용어 "용매"는 용매 혼합물을 포함한다)를 증점시키고/시키거나 겔화시키는 데 사용할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 용매는 10 내지 60℃ 사이의 온도에서 액체이며 ATPA 수지와 혼합되는 경우 겔을 형성하는 모든 물질을 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 용매는 ATPA에 의해 겔화될 수 있는 오일 및 다른 유체를 포함하여 사용될 것이며, 달리 제한되지는 않는다.

ATPA 수지와 용매의 혼합물은 겔-유사 점조성을 갖는다. 일반적으로, 겔-유사 특성을 갖는 물질들은 방치하는 경우 이의 모양을 유지하지만 문질러 바르는 경우 유동할 것이다. ATPA로 제조된 겔은 연질 내지 경질일 수 있으며, "경질" 겔은 강성 구조를 가지며 변형에 대해 매우 내성인 반면, "연질" 겔은 변형에 대해 매우 높은 내성은 아니지만 어느 정도 내성을 나타낸다. "연질" 겔의 예는 제조원(Kraft Foods Inc., division of Philip Morris Companies Inc., Northfield, IL)의 공지된 식품 제품인 Jell-O

디저트의 제조에서 확인할 수 있다. 포장 지침서에 따라 제조하는 경우, Jell-O

디저트를 물과 혼합하면 비교적 연질 겔이 형성된다.

용매는 실온에서 고체 또는 액체일 수 있지만, 바람직하게는 액체이다. 실온에서 고체인 용매의 예는 미리스트산(인화점 > 159℃) 및 미리스틸 알콜(인화점 > 143℃) 같은 지방산 및 지방 알콜을 포함한다. 바람직한 용매는 저극성을 가지며, 이때, 저극성 용매의 예는 탄화수소 및 유기 에스테르를 포함한다. 용매는 알콜(예를 들면, 프로필렌 글리콜) 같은 보조-용매를 소량 포함할 수 있다.

바람직한 용매는 탄화수소이며, 이때, 탄화수소는 지방족 또는 방향족일 수 있다. 바람직한 탄화수소 용매는 오일이며, 이때, 광유가 바람직한 오일이다. 본 발명에서 유용한 광유는 변압기 오일, 동축 오일, 케이블 절연 오일 및 기계 오일을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 한 가지 양태에서, 광유는 식품 등급 광유이다. 적합한 시판중인 광유의 예는 SONNEBORN^TM 및 CARNATION^TM 백유(제조원: Witco Corp., Greenwich, CT), ISOPAR^TMK 및 ISOPAR^TM H(제조원: Exxon Corp., Houston, TX), 및 DRAKEOL^TM 및 PENETECK^TM 백광유(제조원: Penreco, Karns City, PA)를 포함한다.

본 발명에서 사용할 수 있는 다른 탄화수소 용매는 직쇄 포화 탄화수소(예를 들면, 테트라데칸, 헥사데칸, 옥타데칸 등)를 포함하는 비교적 저분자량 탄화수소를 포함한다. 데카하이드로나프탈렌(DECALIN^TM) 같은 사이클릭 탄화수소, 연료 등급 탄화수소, PERMETHYL^TM(제조원: Permethyl Corp.) 및 ISOPAR^TM(제조원: Exxon Corp., Houston, TX) 같은 측쇄 탄화수소, 및 제품 PD-23^TM(제조원: Witco Corp., Greenwich, CT) 같은 탄화수소 혼합물이 또한 본 발명의 겔을 제조하는 데 사용될 수 있다. 상기 탄화수소, 특히 포화 탄화수소 오일은 본 발명의 겔을 제조하기 위한 바람직한 용매이다. 또한, 방향족 탄화수소, 예를 들면, 톨루엔 또는 크실렌이 본 발명의 겔에서 용매로서 작용할 수 있다.

또 다른 부류의 적합한 용매는 에스테르이다. 에스테르는 화학식 -C(=O)-O-를 포함하며, 바람직하게는 화학식 -C(=O)-O-R⁵(여기서, R⁵는 C₁-C₂₂ 하이드로카빌 그룹으로부터 선택된다)을 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 하이드로카빌 그룹은 전적으로 탄소 및 수소로부터 형성된다. 상기 에스테르는 일작용성 에스테르(즉, 단일 에스테르 잔기를 갖는다)이거나 다작용성(즉, 하나 이상의 에스테르 그룹을 갖는다)일 수 있다. 적합한 에스테르는 C_1-24 모노알콜과 C_1-22 모노카복실산과의 반응 생성물(이때, 탄소 원자는 직쇄, 측쇄 및/또는 사이클릭 형태로 배열될 수 있으며, 임의로 탄소 원자 사이에 불포화가 존재할 수 있다)을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는, 에스테르는 약 18개 이상의 탄소 원자를 갖는다. 예로는 이소프로필 이소스테아레이트, n-프로필 미리스테이트, 이소프로필 미리스테이트, n-프로필 팔미테이트, 이소프로필 팔미테이트, 헥사코사닐 팔미테이트, 옥타코사닐 팔미테이트, 트리아콘타닐 팔미테이트, 도트리아콘타닐 팔미테이트, 테트라트리아콘타닐 팔미테이트, 헥사코사닐 스테아레이트, 옥타코사닐 스테아레이트, 및 트리아콘타닐 스테아레이트 같은 지방산 에스테르를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 다른 적합한 에스테르는 소위 폴리글리세롤 지방산 에스테르 및 트리글리세라이드를 포함하는 지방산의 글리세롤 및 프로필렌 글리콜 에스테르를 포함한다.

바람직하게는, 용매는 상기된 바와 같은 저극성 액체이며, 보다 바람직하게는 용매는 액체 탄화수소이다. 액체는 하나 이상의 성분, 예를 들면, 탄화수소 뿐만 아니라 에스테르-함유 물질을 함유할 수 있다. 혼합물에서, 겔화제(ATPA)는 전형적으로 겔화제와 용매의 혼합 중량의 10 내지 95%를 구성하며, 용매는 전형적으로 5 내지 90%를 구성한다. 바람직하게는, 겔화제는 용매와 혼합되어 겔화제 + 용매 혼합물에서 겔화제의 중량%는 약 5 내지 50중량%, 바람직하게는 약 10 내지 45중량%이다. 상기 겔은 혼합물내의 겔화제 농도 뿐만 아니라 겔화제 및 용매의 정확한 동일성에 따라서, 투명, 반투명 또는 불투명할 수 있다.

용매 및 ATPA 수지로부터 겔을 제조하기 위해서, 두 개의 성분들을 함께 혼합하고 균질해질 때까지 가열한다. 약 80 내지 150℃ 범위내의 온도가 전형적으로 ATPA를 용매에 완전히 용해시키는 데 충분하다. 용액을 보다 낮은 온도에서 제조할 수 있는 경우, 보다 낮은 온도를 사용할 수 있다. 냉각시, 혼합물은 본 발명의 겔화된 조성물을 형성한다. 임의의 성분을 용융된 조성물내로 첨가할 수 있으며, 분산시키고/시키거나 용해시켜 균질한 조성물을 제공한 후 용융된 조성물을 냉각시킨다.

본 발명의 한 가지 양태에서, ATPA 수지는 하나 이상의 용매와 혼합하여 강성 겔을 형성한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "강성(rigidity)"은 힘에 반응하는 경우 겔이 나타내는 편향량을 의미한다. 보다 구체적으로, 강성은 수평 방향에서 겔 물질의 원통(또는 유사한 모양)을 유지시킴으로써 측정할 수 있다. 원통이 중력하에서 지면으로 휘는 정도를 겔의 강성에 대한 측정 기준으로서 사용한다. 매우 강성인 겔은 인식할 정도로 전혀 휘지 않는 반면, 거의 또는 전혀 강성을 나타내지 않는 겔은 현저한 휨을 나타낼 것이다.

용어 "강성"에 정량적 의미를 부여하기 위해서, 하기된 시험을 고안하였으며, 이는 "편향 값"의 관점에서 강성의 측정 기준을 제공한다. 편향 값은 최소 0에서 최대 90의 범위일 수 있으며, 이때, 완전히 강성인 물질은 전혀 편향을 나타내지 않으며 따라서 0의 편향 값을 갖는 반면, 매우 유연하고/비강성인 물질은 최대의 편향을 나타낼 것이며 90의 편향 값으로 기재된다.

시험 프로토콜은 도 1에 예시된다. 치수 57 x 10 x 3㎜를 갖는 겔 샘플을 샘플의 10㎜는 표면에 접하고 샘플의 나머지 부분은 표면의 측면상으로 확장되어 지지되지 않도록 편평한 수평 표면에 위치시킨다. 샘플의 지지되지 않는 부분이 아래로 휘는 정도를 편향 값으로 제공한다. 따라서, 샘플이 전혀 아래로 휘지 않는 경우, 지지되지 않는 부분이 샘플의 지지된 부분으로부터 0°의 각을 이루기 때문에 0의 편향 값이 할당된다. 그러나, 샘플의 지지되지 않는 부분이 지지되지 않는 순간 수직 아래로 휘는 경우, 지지되지 않는 부분 및 지지되는 부분이 서로 각각 90°의 각을 형성하기 때문에, 이러한 샘플은 90의 편향 값을 갖는다. 편향 값이 낮은 물질은 매우 강성인 물질에 상응한다.

본 발명은 편향 값이 70 이하, 보다 바람직하게는 60 이하, 보다 더 바람직하게는 50 이하, 보다 더욱 더 바람직하게는 40 이하, 보다 더 바람직하게는 30 이하, 보다 더욱 더 바람직하게는 20 이하, 추가로 더욱 더 바람직하게는 10 이하, 추가로 더욱 더 바람직하게는 5 이하, 가장 바람직하게는 0 또는 필수적으로 0인 ATPA-함유 겔을 제공한다.

다른 양태에서, 본 발명의 ATPA 겔은 투명하도록 제형화될 수 있다. 본 발명의 겔로 달성할 수 있는 투명 내지 혼탁에 이르는 다양한 정도의 투명도가 존재한다. 겔의 완전한 투명성에 대한 특정 기준을 제공하기 위해서, 하기 시험을 고안하였다. 실온에서 소정 두께의 겔 샘플에 백색광을 비추고 빛의 확산 투과율 및 전체 투과율을 측정한다. 샘플의 헤이즈(%)를 하기 방정식: 헤이즈(%) = (확산 투과율/전체 투과율) x 100으로 결정한다. 샘플은 겔(또는 이로부터 제조된 생성물)을 용융시키고 용융물을 50㎜ 직경 금형내로 부어 제조한다. 샘플은 두 가지 두께, 예를 들면, 5.5 ±0.4㎜ 및 2.3 ±0.2㎜로 제조할 수 있다.

투명도 측정은 다음 설정을 사용하여 헌터 랩 울트라스캔 스피어 분광비색계(Hunter Lab Ultrascan Sphere Spectrocolorimeter)상에서 수행한다: 반사경 포함, UV 오프, 큰 시야 영역, 조명 D65 및 관측자 10°. 두께 2.3㎜ 샘플과 함께 이러한 프로토콜을 사용한 결과, 본 발명의 ATPA 겔은 75 미만의 헤이즈(%) 값을 가질 수 있는 반면, 파라핀 왁스는 90 이상의 헤이즈(%) 값을 갖는다. 본 발명의 겔의 헤이즈(%) 값은 경우에 따라서, 적합한 용매 및 겔화제의 선택에 의해 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 75 미만, 바람직하게는 50 미만, 보다 더 바람직하게는 25 미만, 보다 더욱 더 바람직하게는 10 미만, 보다 더욱 더 바람직하게는 5 미만의 투명도[헤이즈(%)로 측정함]를 갖는 겔(및 이로부터 제조된 제품)을 제공한다.

한 가지 양태에서, 본 발명의 ATPA 겔은 리장 현상(syneresis)을 나타내지 않는다는 점에서 또한 안정하다. 문헌[McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms, 3^rd Edition]에서 정의된 바와 같이, 리장 현상은 겔의 수축으로 인한 겔 또는 콜로이드성 현탁액으로부터의 액체의 자연적인 분리이다. 전형적으로, 리장 현상은 겔로부터의 액체의 분리로서 관찰되고, 습기가 리장 현상을 나타내는 겔의 표면을 따라서 나타나기 때문에, 때때로 "블리딩(bleeding)"이라고 한다. 상업적 관점에서, 리장 현상은 전형적으로 바람직하지 않은 특성이며, 본 발명의 겔은 바람직하게 및 놀랍게도 리장 현상을 나타내지 않는다. 한 가지 양태에서, 본 발명의 겔 및 이로부터 제조된 제품은 리장 현상을 나타내지 않는다는 관점에서 안정할 수 있다. 따라서, 이들은 취급시 오일성 느낌을 갖지 않는다.

본 발명의 ATPA 겔은 (비록 필요하지 않다고 하더라도) 본질적으로 투명할 수 있다. 투명한 경우, 겔을 착색제(뿐만 아니라 다른 성분들)와 혼합하여, 겔이 착색제를 간섭하거나 착색제의 외관을 오염시키지 않으면서, 립스틱 또는 다른 화장품을 제조할 수 있다. ATPA 겔은 알루미늄 지르코늄 염 뿐만 아니라 다른 성분들과 혼합하여 무색의 겨드랑이 탈취제/발한 억제제를 제조할 수 있으며, 이는 현재 일반에게 평판이 매우 좋다. 본 발명의 겔은 또한, 다른 퍼스널 케어 제품, 예를 들면, 눈 메이크-업, 립스틱, 파운데이션 메이크-업, 복장 메이크-업(costume make-up) 같은 화장품 뿐만 아니라 베이비 오일, 메이크-업 리무버, 목욕 오일, 피부 보습제, 일광 보호제, 입술 발삼, 무수 손 세정제, 약 연고제, 에스닉 헤어 케어 제품, 향수, 콜로뉴, 및 좌제에서 유용하다.

또한, ATPA 겔은 자동차 왁스/광택제, 양초, 가구 광택제, 금속 세정제/광택제, 가정 세정제, 페인트 스트리퍼 및 살충제 케리어 같은 가정용 제품에서 사용할 수 있다.

ATPA 겔은 또한, 연료(스터노, 라이터), 변기 테(toilet bowl rings), 윤활유/그리스, 와이어 로프 윤활유, 이음매 및 케이블 충전제, 땜납 융제, 충격완화 화합물, 크레용 및 마커, 모형제작용 점토, 녹 방지제, 인쇄용 잉크, 페인트, 보호성/제거 가능한 코팅제 및 젯 잉크 같은 산업용 제품에서 사용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 ATPA 수지와 함께 겔화된 탄화수소를, 예를 들면, 캠핑 및 하이킹에서 사용되는 조리 기구에서 가열원으로서 사용할 수 있다. 상기 조성물은 기울이는 경우 유동하지 않을 것이며, 따라서 유동성 물질로 제조된 유사한 제품에 비해 보다 안전하고 적절할 수 있다.

상기 물질을 제조하기 위한 제형화는 당해 분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 문헌[미국 특허 제3,615,289호 및 제3,645,705호]은 양초의 제형화를 기술하고 있다. 문헌[미국 특허 제3,148,125호 및 제5,538,718호]은 립스틱 및 다른 화장용 스틱의 제형화를 기술하고 있다. 문헌[미국 특허 제4,275,054호, 제4,937,069호, 제5,069,897호, 제5,102,656호 및 제5,500,209호]은 탈취제 및/또는 발한 억제제의 제형화를 기술하고 있다.

본 발명의 ATPA 수지는 ATPA 수지를 제품의 다른 성분들과 혼합함으로써 상기 열거한 것들과 같은 시판 제품내로 도입시킬 수 있다. 이러한 시판 제품에서, ATPA 수지는 전형적으로, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여, 조성물의 약 1 내지 약 50%의 농도로 존재할 것이다. 조성물내에서 ATPA 수지의 양을 최적화하는 것은 일상적인 일이며, 진정으로 상기 양은 실제 제품 및 제품의 바람직한 점조성에 따라서 다양할 것이다. 일반적으로, 보다 많은 ATPA 수지가 제형내에서 사용되는 경우, 제품은 보다 현저한 겔 특성을 나타낼 것이며, 보다 강성 또는 경성인 겔을 형성할 것이다.

하기 실시예는 예시를 위하여 제공되며 제한하고자 하는 것은 아니다.

하기 실시예에서, 연화점은 장치(Model FP83HT Dropping Point Cell from Mettler Instruments, Mettler-Toledo International, Inc., CH-8606 Greifensee, Switzerland, http://www.mt.com)를 사용하여, 1.5℃/분의 가열 속도로 측정하였다. 산 및 아민 수를 측정하는 기술은 당해 분야에 공지되어 있으므로 본원에 기술할 필요가 없다. 문헌 참조[예를 들면, ASTM D-465(1982) from American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA; http://www.astm.org].

실시예 1

3급 아미드 말단화된 폴리아미드(ATPA)

수 개의 ATPA(ATPA A, B 및 C로 표지됨)를 반응물로부터 제조하고, 이의 상대적인 양은 표 1에 제시한다. 표 1에서, "DTA"는 디탈로우 아민의 약어이고, "EDA"는 에틸렌 디아민의 약어이고, "SA"는 스테아릴 아민의 약어이며, PD-23^TM은 석유 증류액이며, 이들 모두는 제조원(Witco Corporation, Greenwich, CT; http://www.witco.com)으로부터 시판중이다. ATPA에 대해서 선택된 특성들도 표 1에 제시하며, 산 수, 아민 수, 연화점("S.P.") 및 PD-23^TM 석유 증류액 중 20중량% 고체에서 혼합한 경우 외관("Appearance")을 포함한다.

ATPA 제조에서, 60/40 EDA/DTA 당량비는 PD 23 증류액(20% 고체에서)에서 투명하고 경성인 겔을 형성하는 물질(ATPA A)을 형성시킨다. 이러한 비를 75/25(ATPA B 참조) 및 80/20(ATPA C 참조)으로 증가시키면 PD-23^TM 석유 증류액 중 ATPA 용해도를 감소시켜 불투명하고 경성인 겔을 형성시킨다.

3급 아미드 말단화된 폴리아미드의 특성

ATPA	조성(당량%)	산 수	아민 수	S.P.(℃)	외관
A.	100% EMPOL^TM 1008; 60% EDA, 40% DTA	20.8	25.1	82.2	투명하고,경성인 겔
B.	100% EMPOL^TM 1008; 75% EDA, 25% DTA	11.3	10.9	101.9	불투명하고, 경성인 겔
C.	100% EMPOL^TM 1008; 80% EDA, 20% DTA	10.3	8.0	146.9	불투명하고, 경성인 겔

비교 실시예 1

2급 아미드 말단화된 폴리아미드

비교 실시예로서, ATPA A(60/40, 실시예 1 참조)에서 사용된 바와 같은 동일한 디아민/모노아민 비의 폴리아미드를 제조하여 1급 모노아민으로 말단화 처리시 탄화수소를 겔화시키는 폴리아미드를 형성하는지를 측정한다. 이러한 물질, "Comp. A."는 PD-23^TM 석유 증류액과 상용성이 아니다.

1급 아민-말단화된 폴리아미드의 특성

수지	조성(당량%)	산 수	아민 수	S.P.(℃)	외관
Comp. A.	100% EMPOL^TM 1008; 60% EDA, 40% SA	5.5	0.9	--	2개의 상

본 명세서에서 언급된 모든 공보 및 특허원은 각각의 공보 또는 특허원이 구체적으로 및 개별적으로 참고로 인용된 것과 같은 수준으로 참고로 본원에 인용된다.

개괄적인 발명의 개념으로부터 벗어남이 없이 상기된 양태들을 변형시킬 수 있음은 당해 분야의 숙련자라면 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 기술된 특정 양태로 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위내에서의 변형을 포함하고자 하는 것으로 이해해야 한다.

Claims

화학식 1의 3급 아미드 말단화된 폴리아미드 수지.

화학식 1

위의 화학식 1에서,

n은 말단 아미드 그룹이 전체 아미드 그룹의 10 내지 50%를 구성하도록 하는 반복 단위의 수를 나타내고,

R¹은 각각의 경우에 독립적으로 C_1-22 탄화수소 그룹으로부터 선택되며,

R²는 각각의 경우에 독립적으로 C_2-42 탄화수소 그룹으로부터 선택되고,

R³은 각각의 경우에 독립적으로 수소 원자 이외에 두 개 이상의 탄소 원자를 함유하고, 임의로 산소 및 질소 원자 하나 이상을 함유하는 유기 그룹으로부터 선택되며,

R^3a는 각각의 경우에 독립적으로 수소, C_1-10 알킬, 및 R³ 또는 다른 R^3a에 대한 직접 결합(여기서, R³ 및 R^3a가 모두 결합하는 N 원자는 R^3a-N-R³에 의해 부분적으로 정의되는 헤테로사이클릭 구조의 일부가 된다)으로부터 선택된다.
제1항에 있어서, 화학식 C(=O)N(R¹)(R¹)의 말단 아미드 그룹이 전체 아미드 그룹의 20 내지 35%를 구성하는 수지.
제1항에 있어서, n이 1 내지 5의 정수인 수지.
제1항에 있어서, R²가 카복실산 그룹이 제거된 중합된 지방산 구조를 갖는 C_30-42 탄화수소 그룹인 수지.
제1항에 있어서, R² 그룹의 1 내지 50%가 C_4-19 탄화수소 그룹인 수지.
제1항에 있어서, R³이 C_2-36 탄화수소 그룹이고 R^3a가 수소인 수지.
제1항에 있어서, -N(R^3a)-R³-N(R^3a)- 그룹의 1% 이상이 독립적으로 폴리알킬렌 아민,
, 및
(여기서, R_C는 C_1-3 알킬 그룹이다)으로부터 선택되는 수지.
제1항에 있어서, 수지내 전체 아미드 그룹에 대한 말단 아미드 그룹의 비가 0.1 내지 0.7로 되도록 n이 0인 화학식 1의 디아미드를 추가로 포함하는 수지.
이산 또는 이의 반응성 등가물로부터의 카복실산 x 당량, 디아민으로부터의 아민 y 당량, 및 2급 아민 또는 이의 반응성 등가물을 제외하고는 어떠한 반응성 작용 그룹도 갖지 않는 2급 아민-함유 모노아민 z 당량(여기서, 모노아민은 실질적으로 수지를 제조하기 위해서 사용되는 유일한 일작용성 반응물이며, x, y 및 z 각각은 0 초과이다)을 반응시킴을 포함하는 방법으로 제조된 3급 아미드 말단화된 폴리아미드 수지.
제9항에 있어서, 카복실산 당량의 약 50% 이상이 중합된 지방산으로부터 기인하며, 0.9 ≤{x/(y+z)} ≤1.1 및 0.1 ≤{z/(y+z)} ≤0.7인 3급 아미드 말단화된 폴리아미드 수지.
제9항에 있어서, 카복실산의 모든 당량이 중합된 지방산으로부터 기인하는 3급 아미드 말단화된 폴리아미드 수지.
제9항에 있어서, 디아민의 화학식이 H₂N-R³-NH₂이며 R³이 C_2-36 탄화수소 그룹인 3급 아미드 말단화된 폴리아미드 수지.
제9항에 있어서, 아민 당량의 50% 이상이 화학식 H₂N-R³-NH₂의 디아민(여기서, R³은 C_2-36 탄화수소 그룹이다)에 의해 제공되며, 아민 당량의 1% 이상이
및 H₂N-R³-NH₂로부터 선택된 하나 이상의 디아민[여기서, R³은 폴리알킬렌 옥사이드, 폴리알킬렌 아민 및 화학식
(여기서, R_C는 C_1-3 알킬 그룹이다)로부터 선택된다]에 의해 제공되는 3급 아미드 말단화된 폴리아미드 수지.
제9항에 있어서, 2급 아민-함유 분자의 화학식이 R¹-NH-R¹이며, R¹이 독립적으로 각각의 경우에 C_12-22 탄화수소 그룹인 3급 아미드 말단화된 폴리아미드 수지.
저극성 액체와 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 따르는 하나 이상의 수지를 포함하는 조성물.
제15항에 있어서, 저극성 액체가 탄화수소 및 유기 에스테르로부터 선택되는 조성물.
제16항에 있어서, 탄화수소가 오일인 조성물.
제16항에 있어서, 에스테르가 화학식 -C(=O)-O-R⁵를 포함하며, R⁵가 C₁-C ₂₂ 하이드로카빌로부터 선택되는 조성물.
제16항에 있어서, 수지와 저극성 액체의 전체 중량을 기준으로 하여, 수지를 10 내지 95중량% 포함하는 조성물.
저극성 액체를 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 따르는 하나 이상의 수지와 혼합함을 포함하여, 투명하거나 반투명한 겔을 제조하는 방법.