KR20210049112A - 방향족 아미드 분산제 - Google Patents

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KR20210049112A
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앤드류 제이. 슈터
코너 윌킨슨
샤바나 라픽
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루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 중합체성 방향족 아미드 분산제, 및 입자상 고체, 수성 또는 극성 유기 매질, 및 아미드의 카르보닐기를 통해 그 위에 잔류 카르복실산기를 갖는 방향족 고리에 연결된 적어도 하나의 3차 아미드 연결기를 갖는 중합체성 방향족 아미드 분산제에 관한 것이다. 본 발명은 또한 밀베이스(millbase), 분산액, 코팅 및 잉크용 조성물을 제공한다.

Description

방향족 아미드 분산제
본 발명은 중합체성 방향족 아미드 분산제, 및 입자상 고체, 수성 매질 또는 극성 유기 매질 및 적어도 하나의 가용화 사슬에 연결된 3차 아미드 펜던트기에 아미드 연결을 통해 화학적으로 연결된 산 작용기를 갖는 방향족 고리를 갖는 중합체성 분산제를 함유하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 밀베이스(millbase), 분산액, 코팅 (페인트 포함) 및 잉크용 조성물을 제공한다.
잉크, 페인트 및 밀베이스와 같은 다수의 제형에는 수성 또는 극성 유기 매질에 입자상 고체를 균일하게 분포시키기 위한 효과적인 분산제가 필요하다. 잉크의 경우 잉크 제조업체가 고해상도 및 품질의 인쇄물을 생성하는 것이 바람직하다. 지속적으로 범위가 확대되는 기본 기판, 수지 및 안료를 수용하기 위한 인쇄 공정의 적응성은 난제이다. 안료 분산액은 최종 코팅의 양호한 접착력과 저항성을 보장하기 위해 사용되는 다양한 제형과 융화성이 있어야 한다. 안료 분산 또는 안정화가 불량하면 극성 유기 액체 매질 또는 수성 액체 매질 내에서 응집 또는 침전을 초래할 수 있다.
국제공개 WO 2008/028954호는 극성 및 비극성 유기 매질 모두에 말단 산성기를 함유하는 이미드 분산제 화합물을 개시하며, 여기서 분산제 화합물은 하기 구조로 표시된다:
Figure pct00001
상기 식에서 T는 -(CH2)3- 또는 -CH2CH(CH3)-이고;
R'은 H 또는 C1-50-선택적으로 치환된 하이드로카르빌기 또는 C1-50-선택적으로 치환된 하이드로카르보닐이고;
Y는 C2-4- 알킬렌옥시이고;
x는 2 내지 90이며; 그리고
q는 1 또는 2이다.
미국 특허 제5,688,312호는 착색제 및 약 125 내지 180℃의 온도에서 약 1 센티포이즈 내지 10 센티포이즈의 점도를 갖는 이미드 또는 비스이미드로 구성된 잉크 조성물을 개시한다. 이미드 또는 비스이미드는 프탈산 무수물과 모노-또는 디-아민을 반응시켜 제조될 수 있다. 모노아민은 예를 들어 도데실아민 또는 스테아릴아민일 수 있다. 디아민은 1,12-도데칸디아민일 수 있다.
국제공개 WO 2007/139980호는 적어도 하나의 디-무수물과 서로 상이한 적어도 2개의 반응물과의 반응 생성물을 개시하고 있으며, 각각의 반응물은 1차 또는 2차 아미노, 하이드록실 또는 티올 작용기를 포함하며, 반응물 중 하나는 중합체성이다. 반응 생성물은 잉크 및 코팅과 같은 조성물에 유용하다.
미국 특허 제6,440,207호는 (a) (1) 하나 이상의 유기 안료, (2) 상기 유기 안료에 대하여 적어도 약 1 중량%의 하나 이상의 방향족 폴리알킬렌 옥사이드 분산제, (3) 상기 유기 안료에 대하여 0 내지 약 10 중량부의, 상기 유기 안료가 실질적으로 불용성인 밀링(milling) 액체, (4) 상기 유기 안료에 대하여 0 내지 약 50 중량%의, 분산제 (2) 이외의 하나 이상의 밀링 첨가제, 및 (5) 상기 유기 안료에 대하여 0 내지 약 20 중량%의 하나 이상의 표면 처리 첨가제를 함유하는 혼합물을 분쇄하고; (b) 선택적으로, 상기 분쇄된 안료에 (6) 총 고체 함량이 약 10% 미만으로 감소되지 않도록 하는 양으로 상기 유기 안료가 실질적으로 불용성인 하나 이상의 액체 및 (7) 하나 이상의 다가 금속 염 및/또는 하나 이상의 4가 암모늄 염을 첨가하며; 그리고 (c) 상기 분쇄된 유기 안료를 단리함으로써 수성 시스템용 분산성 건조 유기 안료를 제조하는 방법을 개시한다. 방향족 폴리알킬렌 옥사이드 분산제는 250 g의 탈이온수, 19.8 g(0.100 몰)의 1,8-나프탈산 무수물 및 105 g(0.105 몰)의 Jeffamine™XTJ-506(83 중량%의 에틸렌 옥사이드, 17 중량%의 프로필렌 옥사이드)를 함유하는 오토클레이브에서 반응시켜 제조될 수 있다. 오토클레이브를 밀봉하고, 교반하면서 150℃로 가열하고 150℃에서 5시간 동안 유지하였다. 반응이 냉각된 후 생성된 갈색 액체를 비커에 배출한 이후 15 g의 탈색 목탄을 첨가하였다. 밤새 교반한 후, 현탁액을 여과하고, 필터 케이크를 물로 세척하여 고형분 함량이 23.63% 인 호박색 여액 대략 500 g을 수득하였다. 건조 안료는 수계 페인트 시스템에 사용될 수 있다.
미국 특허출원공개 2008/0202382호는 폴리 에테르 메타크릴레이트와 폴리아민의 마이클(Michael) 반응의 초미립자의 분산을 위한 용도를 기재하고 있다. 발명은 유기 분산액용 아민 분산제 및 이러한 분산제를 함유하는 코팅 조성물에 관한 것이다.
미국 특허출원공개 2015/112020호는 하기 구조로 표시되는 안료 분산제용 앵커로서 융합된 방향족 이미드 펜던트기의 용도를 기재하고 있다:
Figure pct00002
상기 식에서 R1은 치환기에 결합하기 위한 임의의 이용 가능한 위치에 있는 Q 고리상의 치환기이고 독립적으로 적어도 하나의 전자 끄는 기(electron withdrawing group)로 표시되며, a는 1 또는 2이다. W는 산소, 황, NH 또는 NG이다. R2는 C1-20 하이드로카르빌렌기 또는 C1-20 하이드로카르보닐렌기이며, 여기서 R2는 2개 초과의 탄소 원자를 포함하며 선형 또는 분지형일 수 있다. R3은 말단 에테르 또는 에스테르를 형성하는 중합체 사슬의 말단 산소 원자에 결합하는 H 또는 C1-50 선택적으로 치환된 하이드로카르빌기이다. Pol은 에틸렌 옥사이드의 단일중합체 사슬 또는 에틸렌 옥사이드의 공중합체 사슬이며, 여기서 에틸렌 옥사이드는 폴리에테르 또는 폴리에스테르로 구성된 공중합체 사슬의 40 중량% 내지 99.99 중량%를 구성한다.
본 발명의 일 목적은 카본 블랙 및 무기 안료와 함께 저점도 콜로이드 안정 분산액을 제공할 수 있는 분산제를 제공하는 것이다. 더 많은 콜로이드 안정성을 제공함으로써, 색 강도, 기타 착색 특성을 개선하여, 입자상 고체 부하를 증가시키고, 개선된 분산액을 형성하고, 개선된 밝기를 가지며, 점도가 감소된 조성물을 생성할 수 있고, 안정된 분산액, 감소된 입자 크기 및 감소된 입자 크기 분포를 유지할 수 있고, 헤이즈를 감소시킬 수 있고, 광택을 개선시킬 수 있고, 색상 강도를 개선시킬 수 있으며 분사도를 증가시킬 수 있다(특히 조성물이 흑색인 경우). 본 발명의 조성물은 또한 주위 저장, 및 고온 저장 조건 하에서 안정할 수 있다.
본 발명자들은 최근에 폴리에테르 아민과 같은 1차 아민 종결 가용화 사슬을 아래에 기재된 아크릴레이트 또는 에폭사이드와 먼저 반응시킨 다음 방향족의 무수물과 반응시키는 것은 아미드 (및 이미드가 아님) 만 형성될 수 있기 때문에 유리하다는 것을 발견하였다. 방향족 고리 상의 이로 인한 유리 카르복실기는 유기 및 카본 블랙 안료 외에도 무기 안료에 대한 분산 성능을 크게 향상시킨다.
방향족 아미드 작용성 분산제
하기 구조를 갖는 분산제 중합체를 포함하는 분산제 또는 이의 염:
화학식 I
Figure pct00003
n은 각 분산제 중합체에서 독립적으로 1 또는 2이므로 분산제는 분산제의 블렌드일 수 있으며, 여기서 때로는 n이 1이고 때로는 n이 2이고 m은 상기 분산제 분자에서 n과 같다, 따라서 n이 1이면, m은 1이고 n이 2이면, m은 2이고;
R1은 독립적으로 CN, NO2, Cl, Br, CH3, NH2 또는 OH이며, 여기서 a는 0 내지 4일 수 있으며; 그리고 더 바람직하게는 0, 1, 2 또는 4이고;
R2는 H 또는 C1-50 선택적으로 치환된 하이드로카르빌 또는 C1-50 선택적으로 치환된 하이드로카르보닐기이고;
G는 에테르, 에스테르, 알데히드, 케톤, 아미드, 우레탄, 알코올 또는 카르복실산기로 표시되는, O 또는 N과 같은 헤테로원자로 선택적으로 치환된 C1-50 하이드로카르빌기, 또는 선택적으로 치환된 알킬 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드의 잔기(명명된 반응종의 화학 반응의 예상된 반응 및/또는 중합 생성물), 또는 하기 화학식의 에폭사이드의 개환 생성물이며
Figure pct00004
상기 식에서 R6은 각 발생에서 개별적으로 H, CH3 C2H5 또는 하기 기들 중 하나일 수 있고:
Figure pct00005
상기 식에서 D는 C1-5 알킬기, CN, OH, NO2, NH2, 할로겐, CO2H, SO3H, CH3 또는 OCH3이며; 그리고 p는 0 내지 4이고;
R3은 선형 또는 분지형 C1-50이고 바람직하게는 C1-20 알킬기이고;
상기 식에서 T는 -C(O)-CH(R4)CH2 또는 C1-5 하이드로카르빌 사슬이고;
G가 C1-50 하이드로카르빌인 경우, T는 -C(O)-CH(R4)CH2이고;
G는 아크릴레이트 또는 에폭사이드의 잔기(명명된 반응종의 화학 반응의 예상된 반응 및/또는 중합 생성물)인 경우, T는 C1-5 하이드로카르빌 사슬이고;
R4는 H 또는 Me, 바람직하게는 H이고;
Y는 각 반복 단위에서 독립적으로 C2-4 알킬렌옥시이고;
Q는 R1로 선택적으로 치환된 하나 이상의 방향족 고리 (최대 3개 또는 4개의 고리를 포함)를 포함하는 하이드로카르빌렌기이며, 2개의 방향족 고리가 존재하는 경우 선택적으로 융합되고, Q는 나프탈렌과 같은 페닐, 비페닐 또는융합된 방향족 고리를 기반으로 할 수 있다. 일 실시형태에서, Q는 하나의 아미드 연결에 부착된 벤젠 고리를 기반으로 할 수 있다. 바람직한 일 실시형태에서, Q는 하나의 아미드 연결에 부착된 나프탈렌 고리를 기반으로 한다. Q에 부착된 카르복실산기는 Q의 방향족 고리의 탄소 원자에 부착되고; 그리고
x는 2 내지 90이다.
본 발명은 분산제 및 상기 분산제, 입자상 고체(예컨대, 안료 또는 충전제) 및 수성 또는 극성 유기 매질을 포함하는 조성물 및 밀베이스, 잉크, 코팅(페인트) 등으로서 상기 입자, 분산제 및 연속 매질의 용도를 제공한다. 코팅으로 사용되면, 조성물은 선택적으로 결합제를 포함할 수 있다.
(Y)x로 표시된 중합체 사슬은 100 내지 10,000, 또는 100 내지 5,000, 또는 300 내지 3,000, 또는 400 내지 2,500의 수 평균 분자량을 가질 수 있다.
수 평균 분자량은 GPC 분석에 의해 사전 제조된 중합체 사슬에 대해 결정될 수 있다. 제자리에서 제조된 중합체, 즉, 개시종(개시제) 기에서 성장된 중합체 사슬의 수 평균 분자량은 단량체[M] 및 개시제[I](개시제는 융합된 방향족 무수물 유도된 중간체임)의 비율에 비례하고 식 DP=[M]/[I]로 계산되는 중합도(DP)를 결정함으로써 계산될 수 있다. 핵 자기 공명(NMR)을 사용한 분석은 중합도를 결정하는 데 사용될 수 있으므로 분자의 중합체기 또는 중합체 세그먼트의 수 평균 분자량을 계산할 수 있다.
하이드로카르빌렌기의 정의. 본원에 사용된 용어 "하이드로카르빌렌"은 용어의 통상적 인 의미로 사용되며 탄화수소로부터 2개의 수소 원자를 제거함으로써 형성된 임의의 2가 라디칼을 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "하이드로카르빌" 또는 "하이드로카르빌렌"은 본 발명의 맥락 내에서 분자의 나머지에 직접적으로 부착된 탄소 원자를 갖고 탄화수소 또는 주로 탄화수소 특징을 갖는 기를 말한다. 이러한 기는 하기 사항을 포함한다: (1) 순수하게 탄화수소기, 즉 지방족 (예컨대, 알킬 또는 알케닐), 지환족 (예컨대, 사이클로알킬, 사이클로알케닐), 방향족, 지방족- 및 지환족-치환된 방향족, 방향족-치환된 지방족 및 지환족기 등뿐만 아니라 고리가 분자의 다른 부분을 통해 완성되는 사이클릭기(즉, 임의의 2개의 표시된 치환기가 함께 지환족기를 형성할 수 있음). 이의 예는 메틸, 에틸, 옥틸, 데실, 옥타데실, 사이클로헥실, 페닐 등을 포함한다. (2) 치환된 탄화수소기; 즉, 기의 주로 탄화수소 특성을 변경하지 않는 비 탄화수소 치환기를 함유하는 기. 당업자는 적합한 치환기를 알 것이다. 이의 예는 하이드록시, 니트로, 시아노, 알콕시, 아실 등을 포함한다. (3) 헤테로기; 즉, 특성상 주로 탄화수소이지만 달리 탄소 원자로 구성된 사슬 또는 고리에 탄소 및 수소 이외의 원자를 함유하는 기. 적합한 헤테로 원자는 당업자에게 명백할 것이고, 예를 들어 질소, 산소 및 황을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "하이드로카르보닐렌"은 카르보닐기(>C=O)를 함유하는 임의의 탄화수소기, 예컨대, 케톤기 또는 알데히드기을 함유하는 탄화수소기를 포함하는 것으로 의도된다. 통상적으로, 하이드로카르보닐렌기는 -(CH2)5-C(O)-, -(CH2)4-C(O)-, -(CH2)3-C(O)- 또는 -(CH2)2-C(O)-를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 하이드로카르빌렌 또는 하이드로카르보닐렌기에 대한 언급은 선형 또는 분지형, 및 포화 또는 불포화일 수 있다.
하기 구조를 갖는 분산제 중합체를 포함하는 분산제 또는 이의 염이 개시된다:
화학식 I
Figure pct00006
n은 각 분산제 중합체에서 독립적으로 1 또는 2이므로 분산제는 분산제의 블렌드일 수 있으며, 여기서 때로는 n이 1이고 때로는 n이 2이고 m은 상기 분산제 분자에서 n과 같다, 따라서 n이 1이면, m은 1이고 n이 2이면, m은 2이고;
R1은 독립적으로 CN, NO2, Cl, Br, CH3, NH2 또는 OH이며, 여기서 a는 0 내지 4일 수 있으며; 그리고 더 바람직하게는 0, 1, 2 또는 4이고;
R2는 H 또는 C1-50 선택적으로 치환된 하이드로카르빌 또는 C1-50 선택적으로 치환된 하이드로카르보닐기이고;
G는 에테르, 에스테르, 알데히드, 케톤, 아미드, 우레탄, 알코올 또는 카르복실산기로 표시되는, O 또는 N과 같은 헤테로원자로 선택적으로 치환된 C1-50 하이드로카르빌기, 또는 선택적으로 치환된 알킬 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드의 잔기(명명된 반응종의 화학 반응의 예상된 반응 및/또는 중합 생성물), 또는 하기 화학식의 에폭사이드의 개환 생성물이며
Figure pct00007
상기 식에서 R6은 각 발생에서 개별적으로 H, CH3 C2H5 또는 하기 기들 중 하나일 수 있고:
Figure pct00008
상기 식에서 D는 C1 내지 C5 알킬기, CN, OH, NO2, NH2, 할로겐, CO2H, SO3H, CH3 또는 OCH3이며; 그리고 p는 0 내지 4이고;
R3은 선형 또는 분지형 C1-50이고 바람직하게는 C1-20 알킬기이고;
T는 -C(O)-CH(R4)CH2 또는 C1-5 하이드로카르빌 사슬이고;
G가 C1-50 하이드로카르빌인 경우, T는 -C(O)-CH(R4)CH2이고;
G는 아크릴레이트 또는 에폭사이드의 잔기(명명된 반응종의 화학 반응의 예상된 반응 및/또는 중합 생성물)인 경우, T는 C1-5 하이드로카르빌 사슬이고;
R4는 H 또는 Me, 바람직하게는 H이고;
Y는 각 반복 단위에서 독립적으로 C2-4 알킬렌옥시이고;
Q는 R1로 선택적으로 치환된 하나 이상의 방향족 고리 (최대 3개 또는 4개의 고리)를 포함하는 하이드로카르빌렌기이며, 2개의 방향족 고리가 존재하는 경우 선택적으로 융합되고, Q는 나프탈렌과 같은 페닐, 비페닐 또는 융합된 방향족 고리를 기반으로 할 수 있다. 일 실시형태에서, Q는 하나의 아미드 연결에 부착된 벤젠 고리를 기반으로 할 수 있다. 바람직한 일 실시형태에서, Q는 하나의 아미드 연결에 부착된 나프탈렌 고리를 기반으로 한다. Q에 부착된 카르복실산기는 Q의 방향족 고리의 탄소 원자에 부착되고;
여기서 상기 화학식에서 임의의 산의 수소는 금속, 아민 또는 암모늄 양이온으로 대체되어 분산제를 염 형태로 배치할 수 있고; 그리고
x는 2 내지 90이다. 금속, 아민 또는 암모늄이란 알칼리 토금속(예컨대, K, Li, Na), 알칼라인 토금속(예컨대, Mg 및 Ca), 수용성 아민(25℃에서 5 중량% 이상의 농도에서 물에 가용성인 아민을 의미) 및 수산화 암모늄을 의미한다.
실시형태 1a
폴리에테르 아민과 (메트)아크릴레이트 사이의 반응
Figure pct00009
실시형태 2a
폴리에테르 아민과 에폭사이드 사이의 반응
Figure pct00010
실시형태 3a
알킬 아민과 폴리에테르 (메트)아크릴레이트 사이의 반응
Figure pct00011
다음은 질소가 방향족 고리의 카르복실기와 반응하여 아미드 연결을 형성하기 전에 아미드 연결의 질소 원자에 첨가되는 단위의 구조이다. *는 질소 원자에 표시된 구조의 부착 지점을 나타낸다. 이러한 구조는 아래에 있는 불포화 단량체(예컨대, 다양한 아크릴레이트)에서 유도된다.
Figure pct00012
Figure pct00013
Z는 -OH, -N(R7)2 (여기서, R7은 각 발생에서 개별적으로 C1-5 알킬기임), C3-6 사이클로알킬기, 탄소 및 산소 및/또는 질소의 5, 6 또는 7 원자 헤테로사이클; 또는 CO2H, SO3H, OPO3H2와 같은 산기이고, U는 O 또는 NH이며, w는 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10 및 가장 바람직하게는 1-5이다. D 및 p는 이전에 정의된 바와 같고 x1은 1 내지 50 및 더 바람직하게는 1에서 20의 정수이다. 입자 분산용 매질이 다량의 극성 유기 용매이거나 이를 함유하는 경우 w에 대해 1 내지 20의 값이 바람직하다. 입자 분산용 물인 경우 w에 대해 1 내지 5의 값이 바람직하다.
G를 형성할 단량체의 예는 다음과 같으며, 여기서 U는 O 또는 NH이고, R2는 H 또는 C1-50 선택적으로 치환된 하이드로카르빌 또는 C1-50 선택적으로 치환된 카르보닐기이고, R3은 선형 또는 분지형 C1-50 및 바람직하게는 C1-20 알킬기, R4는 H 또는 CH3이고, R5는 H 또는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 또는 페닐기이며 x1은 1 내지 20이다. D는 C1-5 알킬기, CN, OH, NO2, NH2, 할로겐, CO2H, SO3H, CH3 및 OCH3이며 그리고 p는 0 내지 4이다.
Figure pct00014
Figure pct00015
G를 형성할 에폭사이드의 예는 다음과 같다:
Figure pct00016
상기 식에서 R6은 각 발생에서 개별적으로 H, CH3 C2H5 또는 하기 기들일 수 있고:
Figure pct00017
상기 식에서 D는 C1-5 알킬기, CN, OH, NO2, NH2, 할로겐, CO2H, SO3H, CH3 또는 OCH3이며 그리고 p는 0 내지 4이다. 이들 에폭사이드의 예는 하기에 나타나 있다.
분산제는 하기 구조를 가질 수 있다:
화학식 IIa
Figure pct00018
화학식 IIb
Figure pct00019
화학식 IIc
Figure pct00020
화학식 IIIa
Figure pct00021
화학식 IIIb
Figure pct00022
화학식 IVa
Figure pct00023
화학식 IVb
Figure pct00024
화학식 V
Figure pct00025
상기 식에서, R6은 R2, 선택적으로 치환된 벤젠 고리, R3-CO2H 기, 선택적으로 치환된 벤젠 고리에 대한 에테르 연결, 또는 선택적으로 치환된 나프탈렌 융합된 방향족 고리 구조에 대한 에테르 연결일 수 있다.
Q는 적어도 하나 및 최대 3개 또는 4개의 방향족 고리 (선택적으로 함께 융합될 수 있음)를 포함하는 유기 구조이며 나프탈렌과 같은 페닐, 비페닐 또는 융합된 방향족 고리를 기반으로 할 수 있다. 일 실시형태에서, Q는 프탈산 무수물로부터 유도된 단일 벤젠 고리일 수 있다. 분산제에 대한 출발 물질은 테트라클로로프탈산 무수물 또는 테트라브로 모프탈산 무수물일 수 있다.
Q는 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 또는 이들의 혼합물을 기반으로 할 수 있다. 일 실시형태에서, Q는 나프탈렌을 기반으로 할 수 있다. 통상적으로, Q-(R1)a는 니트로-나프탈렌을 기반으로 하며 니트로-나프탈산 무수물로부터 유도된다. Q가 나프탈렌을 기반으로 하는 경우, 화학식 I의 중합체 사슬은 1,2-나프탈렌산 아미드, 1,2-나프탈렌 아미드산, 2,3-나프탈렌 아미드산, 1,8-나프탈렌 아미드산기, 또는 이들의 혼합물과 같은 나프탈렌 아미드기를 가질 수 있다.
Q를 형성할 무수물의 예는 R1이 CN, NO2, Cl, Br, CH3, NH2 및 OH인 경우 하기와 같다. R1은 임의의 방향족 고리에 존재할 수 있는 것에 유의하라.
Figure pct00026
Q가 안트라센을 기반으로 하는 경우, 화학식 I의 중합체 사슬은 1,2-안트라센산 아미드, 1,2-안트라센 아미드산, 2,3-안트라센산 아미드산, 1,9-안트라센산 아미드 또는 1,9-안트라센 아미드산기, 또는 이들의 혼합물을 가질 수 있다. Q가 페난트렌을 기반으로 하는 경우, 화학식 I의 중합체 사슬은 2,3-페난트렌산 아미드, 2,3-페난트렌 아미드산, 1,2-페난트렌산 아미드, 1,2-페난트렌 아미드산, 3,4-페난트렌 아미드산, 3,4-페난트렌산 아미드, 1,10-페난트렌산 아미드 또는 1,10-페난트렌 아미드산기, 또는 이들의 혼합물을 가질 수 있다.
일 실시형태에서 통상적으로, Q는 1,8-나프탈렌 무수물, 또는 2,3-나프탈렌 무수물, 또는 이들의 혼합물을 기반으로 한다. 분산제는 4-니트로-1,8-나프탈산 아미드 또는 3-니트로-1,8-나프탈산 아미드 (하나의 R1 = NO2인 경우) 또는 4-클로로-1,8-나프탈산 아미드 (하나의 R1 = Cl인 경우)와 같은 나프탈렌 무수물로부터 유도될 수 있다.
R1은 전자-끌림(electron-withdrawing) 또는 공여 (예컨대, -NO2 기, 또는 할로기, 통상적으로 -Cl), 또는 이들의 혼합물일 수 있다. R1이 전자-끌림인 경우, R1은 아미드기 또는 이의 혼합물에 대해 메타-치환 또는 파라-치환될 수 있다. 일 실시형태에서, R1은 아미드기에 대해 메타-치환될 수 있다. 본 발명의 중합체 사슬의 제조 동안, 융합된 방향족 아미드는 Q의 위치 3- 및/또는 4-에서 치환을 가질 수 있다.
구조는 아크릴레이트 또는 기능적으로 치환된 (메트)아크릴레이트와 같은 마이클 수용체를 폴리에테르 아민과 같은 친핵성 중합체 사슬과 반응시키고, 2차 아민을 형성한 다음 2차 아민을 2,3-나프탈렌산 무수물과 같은 방향족 이산(di-acid) 또는 무수물과 반응시켜 제시된 발명의 3차 아미드 및 구조를 형성하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 마이클 반응인 제1 단계는 활성화를 위한 충분히 높은 온도, 예컨대, 0℃ 내지 150℃ 또는 50℃ 내지 200℃에서 수행될 수 있다. 3차 아미드를 형성하기 위한 반응의 제2 단계는 아미드화를 위한 충분히 높은 온도, 예컨대, 적어도 50℃ 또는 50℃ 내지 120℃에서 수행된다.
구조는 MPEG 아크릴레이트와 같은 중합체 아크릴레이트를 반응시킨 후, 친핵성 지방족 아민과 반응하여 2차 아민을 형성하고 2차 아민을 2,3-나프탈산 무수물과 같은 방향족 이산 또는 무수물과 반응시켜 제시된 발명의 3차 아미드 및 구조를 형성하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 마이클 반응인 제1 단계는 활성화를 위한 충분히 높은 온도, 예컨대, 0℃ 내지 150℃ 또는 50℃ 내지 200℃에서 수행될 수 있다. 3차 아미드를 형성하기 위한 반응의 제2 단계는 아미드화를 위한 충분히 높은 온도, 예컨대, 적어도 50℃ 또는 50℃ 내지 120℃에서 수행될 수 있다.
구조는 하이드록시에틸 아크릴레이트와 같은 하이드록실 아크릴레이트를 반응시킨 후, 친핵성 지방족 아민과 반응하여 2차 아민을 형성하고 2차 아민을 방향족 이산 또는 무수물과 반응시켜 3차 아미드를 형성하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 그런 다음 생성물은 카프로락톤과 같은 환형 에스테르와 반응하고 중합되어 중합체 사슬을 형성한다. 마이클 반응인 제1 단계는 활성화를 위한 충분히 높은 온도, 예컨대, 0℃ 내지 150℃ 또는 50℃ 내지 200℃에서 수행될 수 있다. 3차 아미드를 형성하기 위한 반응의 제2 단계는 아미드화를 위한 충분히 높은 온도, 예컨대, 적어도 50℃ 또는 50℃ 내지 120℃에서 수행될 수 있다. 중합은 중합을 위한 충분히 높은 온도, 예컨대, 적어도 100℃ 내지 200℃에서 수행될 수 있다.
실시형태 1 - 폴리에테르 사슬을 갖는 방향족 아미드 작용성 분산제
실시형태 1에서, 폴리에테르 아민은 마이클 반응을 통해 (메트)아크릴레이트(선택적으로 치환됨)와 반응하여 2차 아민을 생성한 다음 2차 아민을 방향족 무수물과 반응시킨다. 이것은 화학식 IIa, IIb, IIc, IIIa, IIIb, IVa 및 IVb에 포함된다.
R3은 말단 에테르를 형성하는 중합체 사슬의 말단 산소 원자에 결합하는 C1-50 (또는 C1-20)-선택적으로 치환된 하이드로카르빌기 또는 말단 에스테르기 또는 말단 우레탄기를 형성하는 중합체 사슬의 산소 원자에 결합하는 C1-50 (또는 C1-20)-하이드로카르보닐기(즉, 카르보닐기를 함유하는 하이드로카르빌기)이며, 치환기는 할로, 에테르, 에스테르 또는 이들의 혼합물일 수 있으며;
R5는 H 또는 H (40 중량% 내지 99.99 중량%의 에틸렌 옥사이드기를 제공하기에 충분한 양)과 메틸, 에틸 및 페닐 중 적어도 하나의 혼합물일 수 있다. 선택적으로 치환된 (메트)아크릴레이트는 변수가 이전에 정의된 바와 같은, 하기에 표시된 임의의 것일 수 있다.
Figure pct00027
폴리에테르아민과 (메트)아크릴산 이후 방향족 무수물의 반응, 예를 들어, Surfonamine® L207과 아크릴산 이후 2,3-나프탈렌산 무수물의 반응. 폴리에테르아민과 3차 아미노 알킬 (메트)아크릴레이트 이후 방향족 무수물의 반응, 예를 들어, Surfonamine® L200과 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 이후 1,2-나프탈렌산 무수물의 반응.
폴리에테르아민과 알킬 (메트)아크릴레이트 이후 방향족 무수물의 반응, 예를 들어, Surfonamine® L200과 부틸 아크릴레이트 이후 1,2-나프탈렌산 무수물의 반응.
폴리에테르는 100 내지 10,000, 100 내지 5,000, 또는 300 내지 3,000, 또는 400 내지 2,500의 수 평균 분자량을 가질 수 있다. 폴리에테르아민은 모노-알코올 개시제를 에틸렌 옥사이드와 만 또는 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 혼합물과 반응시켜 알코올 말단 중합체 사슬을 형성한 후 알코올 말단 중합체 사슬을 아민으로 전환시켜 제조될 수 있다. 폴리에테르아민은 미국 특허 제5,879,445호 (특히 컬럼 2, 라인 50 내지 컬럼 7, 라인 50의 개시 내용)에 기재된 바와 같이 아미노알코올의 알콕시화에 의해 수득될 수 있다.
수성 분산액(50 내지 100% 물)의 경우, 폴리에테르는 예를 들어 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 공중합체일 수 있다. 폴리에테르는 하기로부터 유도될 수 있다:
0 내지 60 중량% 프로필렌 옥사이드, 및 40 내지 100 중량% 에틸렌 옥사이드, 또는
0 내지 50 중량% 프로필렌 옥사이드, 및 50 내지 100 중량% 에틸렌 옥사이드, 또는
0 내지 30 중량% 프로필렌 옥사이드, 및 70 내지 100 중량% 에틸렌 옥사이드, 또는
0 내지 20 중량% 프로필렌 옥사이드, 및 80 내지 100 중량% 에틸렌 옥사이드, 또는
0 내지 15 중량% 프로필렌 옥사이드, 및 85 내지 100중량% 에틸렌 옥사이드.
폴리에테르 아민은 Huntsman Corporation에서 Surfonamine® 아민으로 상업적으로 입수할 수 있다. Surfonamine®의 구체적인 예는 L-100(3/19의 프로필렌 옥사이드 대 에틸렌 옥사이드 혼합 비율) 및 L-207(10/33의 프로필렌 옥사이드 대 에틸렌 옥사이드 혼합 비율), L-200(4/41)의 프로필렌 옥사이드 대 에틸렌 옥사이드 혼합 비율) 및 L-300(8/58의 프로필렌 옥사이드 대 에틸렌 옥사이드 혼합 비율)이다. 괄호 안의 수치는 각각 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드의 대략적인 반복 단위이다.
극성 유기 매질계 분산액의 경우, 폴리에테르는 하기로부터 유도될 수 있다:
0 내지 60 중량% 에틸렌 옥사이드, 및 40 내지 100 중량% 프로필렌 옥사이드, 또는
0 내지 50 중량% 에틸렌 옥사이드, 및 50 내지 100 중량% 프로필렌 옥사이드, 또는
0 내지 30 중량% 에틸렌 옥사이드, 및 70 내지 100 중량% 프로필렌 옥사이드, 또는
0 내지 20 중량% 에틸렌 옥사이드, 및 80 내지 100 중량% 프로필렌 옥사이드, 또는
0 내지 15 중량% 에틸렌 옥사이드, 및 85 내지 100중량% 프로필렌 옥사이드.
실시형태 2 - 폴리에테르 사슬을 갖는 방향족 아미드 작용성 분산제
실시형태 2에서, 폴리알킬렌 글리콜 (메트)아크릴레이트는 1차 아민과 반응한 다음 방향족 무수물과 반응한다. 1차 아민 반응물은 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 및 스티렌 옥사이드와 같은 알킬렌 옥사이드 단위를 함유하는 100 내지 10,000, 더 바람직하게는 400 내지 2,500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리 에테르 아민 일 수 있고; 대안적으로, 1차 아민은 1 내지 50개, 더 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖고 1개 또는 2개(더 바람직하게는 단지 1개)의 1차 아민 및 최대 1개 또는 2개의 2차 아민 또는 아미드 연결과 같은 다른 질소 함유기를 함유하는 하이드로카르빌 또는 하이드로카르빌기를 함유하는 선형, 분지형, 환형 및 심지어 방향족과 같은 저 분자량 비중합체 아민일 수 있다. 바람직하게는, 1차 아민 반응물은 1차 아민 분자당 산소, 질소 및 선택적으로 황의 각각 최대 4개의 헤테로 원자의 양으로 산소 및 질소 (및 선택적으로 황)와 같은 다른 헤테로원자를 함유할 수 있다. 바람직한 일 실시형태에서, 1차 아민은 앞서 논의된 Surfonamine® 폴리에테르 아민과 같은 폴리에테르 아민이다. 또 다른 바람직한 실시형태에서, 1차 아민은 1차 아민의 질소 이외의 헤테로원자가 없는 알킬 아민이다. 또 다른 바람직한 실시형태에서, 1차 아민은 C1-20을 함유하는 아미노 카르복실산이고 산소 및 질소 (및 선택적으로 황)와 같은 다른 헤테로원자를 함유할 수 있다. 또 다른 바람직한 실시형태에서, 1차 아민은 C1-20을 함유하는 아미노 알코올이고 산소 및 질소 (및 선택적으로 황)와 같은 다른 헤테로원자를 함유할 수 있다. 또 다른 바람직한 실시형태에서, 1차 아민은 C1-20을 함유하는 방향족 아민이고 산소 및 질소 (및 선택적으로 황)와 같은 다른 헤테로원자를 함유할 수 있다.
예를 들어, 부틸 아민과 폴리(에틸렌 글리콜) (메트)아크릴레이트 Mn 1000의 반응 이후에 방향족 무수물과의 반응이 있다.
실시형태 3 폴리에테르 사슬을 갖는 방향족 아미드 작용성 분산제
실시형태 3에서, 폴리알킬렌글리콜(메트)아크릴레이트는 폴리에테르 아민과 반응한 다음 방향족 무수물과 반응한다.
예를 들어, Surfonamine® L100과 폴리(에틸렌 글리콜) 아크릴레이트 Mn 350의 반응에 이어 3-니트로-1,8-나프탈산 무수물과의 반응이 있다.
실시형태 4 폴리에스테르 사슬을 갖는 방향족 아미드 작용성 분산제
실시형태 4에서, 폴리에테르 아민은 에폭사이드 (이전에 정의된 바와 같음)와 반응하여 2차 아민을 생성한 다음 방향족 무수물과 반응한다. 한가지 예는 Surfonamine® L207과 1,2-에폭시-3-페녹시프로판의 반응에 이어 1,8-나프탈렌산 무수물과의 반응일 것이다.
일 실시형태에서, 본 발명은 펜던트산 작용기를 갖는 방향족기에 부착된 적어도 하나의 방향족 3차 아미드 연결기 및 폴리에테르기 및 G기를 갖는 중합체 사슬을 포함하는 중합체를 제공하며, 여기서 중합체는 화학식 I로 표시된다.
일 실시형태에서, 본 발명은 펜던트 카르복실산 작용기를 갖는 방향족기에 부착된 적어도 하나의 방향족 3차 아미드 연결기 및 폴리에테르기 및 폴리에스테르기 양쪽 모두를 갖는 중합체 사슬을 포함하는 중합체를 제공하며, 여기서 중합체는 화학식 I로 표시된다.
상기 폴리에스테르기를 중합하는 데 유용한 락톤의 예는 β-프로피오락톤, γ-부티로락톤, 선택적인 알킬 치환된 ε-카프로락톤 및 선택적으로 알킬 치환된 δ-발레로락톤을 포함한다. ε-카프로락톤 및 δ-발레로락톤에서 알킬 치환기는 C1-6-알킬 또는 C1-4-알킬일 수 있으며, 선형 또는 분지형일 수 있다. 적합한 락톤의 예는 ε-카프로락톤 및 카프로락톤 또는 발레로락톤의 7-메틸-, 2-메틸-, 3-메틸-, 5-메틸-, 6-메틸-, 4-메틸-, 5-tert부틸-, 4,4,6-트리메틸- 및 4,6,6-트리메틸-유사체이다.
에스테르화 촉매는 당 업계에 이전에 공지된 임의의 것일 수 있으며 주석 (II) 옥타노에이트, 테트라-알킬 티타네이트, 예를 들어, 테트라부틸티타네이트, 유기산의 아연 염, 예를 들어, 아연 아세테이트, 지방족 알코올의 지르코늄 염, 예를 들어, 지르코늄 이소프로폭사이드, 톨루엔 설폰산 또는 트리플루오로 아세트산과 같은 강 유기산, 또는 인산을 포함한다.
방법은 주기율표의 임의의 비활성 기체이지만 통상적으로 질소로 제공되는 비활성 분위기에서 수행될 수 있다. 방법은 용융물 중에서 또는 용매의 존재 또는 부재 하에서 수행될 수 있다. 용매는 비극성 용매 (예컨대, 방향족 또는 지방족 화합물), 극성 유기 용매 또는 물일 수 있다. 용매는 당업계에 주지되어 있다.
일 실시형태에서, (통상적으로 화학식 I로 표시되는) 본 발명의 중합체는 단계 (1): 아크릴레이트와 같은 마이클 수용체를 폴리에테르 아민과 같은 친핵성 중합체 사슬의 질소 원자와 반응시켜 폴리에테르 2차 아민을 형성하는 단계; 단계 (2): 상기 폴리에테르 2차 아민을 2,3-나프탈산 무수물과 같은 방향족 이산 또는 무수물과 반응시켜 상기 방향족 산과 상기 폴리에테르 사이에 3차 아미드 연결기를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 수득될 수 있고/수득 가능하다.
상기 실시형태에서, 상기 제1 단계는 약 0℃ 내지 150℃, 더 바람직하게는 약 30℃ 내지 80℃의 온도에서 수행될 수 있으며, 3차 아미드를 형성하기 위한 반응의 제2 단계는 약 0℃ 내지 120℃, 및 더 우선적으로는 약 30℃ 내지 80℃의 온도에서 수행될 수 있다.
일 실시형태에서, (통상적으로 화학식 I로 표시되는) 본 발명의 중합체는 단계 (1): MPEG 아크릴레이트와 같은 불포화 아크릴레이트 작용기를 갖는 중합체성 아크릴레이트 거대단량체를 MPEG 작용화된 2차 아민과 같은 친핵성 지방족 아민과 반응시켜 MPEG 작용화된 2차 아민을 형성하는 단계; 및
단계 (2): 단계 (1)의 상기 MPEG 작용화된 2차 아민을 2,3-나프탈산 무수물과 같은 방향족 이산 또는 무수물과 반응시켜 상기 이산 또는 무수물의 산기들 중 하나로부터 3차 아미드 연결을 형성하고, 상기 MPEG를 상기 방향족 이산 이제는 산/아미드와 연결하는 단계를 포함하며, 마이클 반응인 상기 제1 단계는 약 0℃ 내지 150℃, 더 바람직하게는 약 30℃ 내지 80℃의 온도에서 수행될 수 있고; 3차 아미드를 형성하기 위한 반응의 상기 제2 단계는 아미드화를 위해 약 0℃ 내지 120℃ 및 더 바람직하게는 약 30℃ 내지 80℃의 온도에서 수행되는, 방법에 수득될 수 있고/수득 가능하다.
일 실시형태에서, 본 발명은 입자상 고체, 수성 매질 또는 극성 유기 매질, 및 적어도 하나의 3차 아미드 펜던트기를 갖는 화학식 I의 분산제를 포함하며, 분산제는 상기 정의된 화학식 I로 표시되는, 조성물을 제공한다. 조성물은 밀베이스, 코팅 (페인트) 또는 잉크일 수 있다.
일 실시형태에서, 본 발명은 입자상 고체, 수성 매질 또는 극성 유기 매질, 화학식 I에 따른 분산제 및 결합제를 포함하는 조성물을 제공한다. 일 실시형태에서, 결합제는 폴리에폭사이드, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르, 셀룰로오스 또는 알키드일 수 있다.
일 실시형태에서, 본 발명은 입자상 고체, 수성 매질 또는 극성 유기 매질, 및 적어도 하나의 3차 아미드 연결기를 갖는 분산제를 포함하며, 분산제는 상기 화학식 I로 표시되며 결합제를 더 포함하는, 조성물을 제공한다. 일 실시형태에서, 결합제는 (니트로셀룰로오스와 같은) 셀룰로오스, 폴리우레탄, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르, 또는 폴리아미드일 수 있다.
본 발명의 조성물 중의 본원에 개시된 입자상 고체는 안료 또는 충전제일 수 있다. 일 실시형태에서, 안료는 유기 안료일 수 있고, 일 실시형태에서, 안료는 무기 안료일 수 있으며, 일 실시형태에서, 안료는 카본 블랙일 수 있다. 본 개시내용에서, 무기 유형 또는 카본 블랙의 입자가 바람직하다.
일 실시형태에서, 본 발명은 입자상 고체, 수성 매질 또는 극성 유기 매질, 필름-형성 수지 및 본원에 개시된 본 발명의 분산제를 포함하는 코팅 (페인트) 또는 잉크를 제공한다.
일 실시형태에서, 본 발명은 입자상 고체, 극성 유기 매질, 필름-형성 수지 및 본원에 개시된 본 발명의 분산제를 포함하는 코팅 (페인트) 또는 잉크를 제공한다.
조성물이 잉크인 경우, 잉크는 잉크젯 잉크, 플렉소(flexo) 잉크, 오프셋(offset) 잉크 또는 그라비아 잉크일 수 있다. 잉크는 방사선 경화성 잉크일 수 있다.
일 실시형태에서, 본 발명은 상기 정의된 화학식 I로 표시된 분산제, 무기 안료 (및/또는 카본 블랙) 및 결합제를 포함하는 조성물을 제공한다. 결합제는 셀룰로오스, 폴리아크릴, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 알키드 및 폴리아미드로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 조성물은 플렉소 인쇄 공정과 같은 인쇄 공정용 잉크 또는 방사선 경화성, 무 충격 및 주문형 점적액과 같은 잉크젯 잉크에 사용될 수 있다.
본 발명의 분산제는 본원에 개시된 조성물 중에 조성물의 총 중량의 0.1 중량% 내지 79.6 중량%, 또는 0.5 중량% 내지 30 중량%, 또는 1 중량% 내지 25 중량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.
일 실시형태에서, 본 발명은 분산제 중합체가 본원에 개시된 조성물 중의 분산제로서 상기 정의된 화학식 I로 표시되는, 분산제 중합체의 용도를 제공한다.
일 실시형태에서, 본 발명은 카본 블랙 및 무기 안료 중 적어도 하나를 사용하여 잉크 조성물 중의 분산제로서 상기 정의된 화학식 I로 표시된 분산제의 용도를 제공한다. 잉크 조성물은 감소된 입자 크기 및 감소된 입자 크기 분포 (통상적으로 평균 150 nm 이하로 감소됨), 감소된 헤이즈, 개선된 광택, 증가된 분사도 (특히 조성물이 흑색인 경우) 중 적어도 하나를 가질 수 있으며, 주변 저장 및 고온 저장 조건 하에서 안정할 수 있다.
이론에 구속되지 않으면서, 펜던트기로서 방향족 아미드는 본 발명의 분산제와 무기 안료 및/또는 카본 블랙으로부터 선택된 안료와 같은 입자상 고체 사이의 고정기(anchor group)로서 작용할 수 있다고 여겨진다.
아미노카르복실산 (또는 아미노산)은 아미노-C2-20-알크(엔)일렌 카르복실산일 수 있고, 하나 초과의 카르복실산기를 함유하거나 함유하지 않을 수 있으며, 하나 초과의 아미노기를 함유하거나 함유하지 않을 수 있다. 아미노카르복실산은 하이드록실 또는 티올기와 같은 헤테로원자를 함유하는 다른 기를 함유하거나 함유하지 않을 수 있다. 알크(엔)일렌기는 선형 또는 분지형일 수 있다. 아미노 카르복실산의 알크(엔)일렌기는 12개 이하의 탄소 원자를 함유한다. 구체적인 예는 11-아미노 운데칸산, 12-아미노 도데칸산, 6-아미노 카프로산, 4- 아미노부티르산, 아스파르트산, 글루탐산, 라이신, 아스파라긴, 글루타민, 트레오닌, 세린, 시스테인, β-알라닌, 글리신, 및 사르코신을 포함한다. 아미노 카르복실산의 혼합물이 사용될 수 있다.
4n+2 π-전자의 Q 내에서 정의된 기술적 특징은 당업자에게 휘켈(Huckel)의 규칙으로 주지되어 있다. 통상적으로, n은 2 (즉, π-전자의 수는 10임) 또는 3 (즉, π-전자의 수는 14임)과 같을 수 있다. 일 실시형태에서, n은 2와 같을 수 있다.
통상적으로, Q는 방향족 디 또는 테트라카르복실산 또는 이들의 무수물, 또는 이들의 혼합물로부터 유도된 하나 이상의 방향족 고리 (선택적으로 융합됨)를 포함한다. R1은 독립적으로 CN, NO2, Cl, Br, CH3, NH2 또는 OH이며, 여기서 a는 0 내지 4일 수 있다.
R2는 알킬 또는 선형 또는 분지형인 알킬기를 갖는 선택적으로 치환된 알킬일 수 있다.
R2로 정의된 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 2-에틸헥실, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 에이코실 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 일 실시형태에서, R2는 알칸올로부터 유도될 수 있다.
R3은 독립적으로 C1-50, 더 바람직하게는 C1-20 선택적으로 치환된 하이드로카르빌기, 예컨대 알킬기일 수 있다.
폴리에테르 아민은 Huntsman Corporation에서 Surfonamine® 아민으로 상업적으로 입수할 수 있다. Surfonamine®의 구체적인 예는 L-100(3/19의 프로필렌 옥사이드 대 에틸렌 옥사이드 혼합 비율) 및 L-207(10/32의 프로필렌 옥사이드 대 에틸렌 옥사이드 혼합 비율), L-200(3/41의 프로필렌 옥사이드 대 에틸렌 옥사이드 혼합 비율) 및 L-300(8/58의 프로필렌 옥사이드 대 에틸렌 옥사이드 혼합 비율)이다. 괄호 안의 수치는 각각 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드의 대략적인 반복 단위이다.
화학식 I에서, 정수 y는 R2-O-(Y)x-T-N 사슬이 100 내지 10,000, 또는 100 내지 5,000, 또는 300 내지 3,000, 또는 400 내지 2,500의 수 평균 분자량을 가질 수 있도록 하는 것이다.
상기의 반응은 상기 기재된 공정에서 옥시란과 함께 펜던트 폴리에테르 사슬을 제조하는 방법이며, 수산화 칼륨 또는 수산화 나트륨과 같은 염기의 존재 하에 100℃ 내지 200℃의 온도에서 수행될 수 있다.
화학식 I 및 II, III, IV 및 IV 및 이들의 서브세트에서, 폴리에테르가 적어도 60 중량% 내지 100 중량%의 에틸렌 옥사이드를 함유하는 수분이 풍부한 유기 매질, 대안적으로 분산제가 형성되는 실시형태를 위해 분산제가 형성될 수 있으며, 폴리에테르는 적어도 40 중량% 내지 60 중량%의 에틸렌 옥사이드를 함유한다.
통상적으로, 수성 매질 분산제의 경우, 화학식 I의 (Y)x는 (Y)x의 중량을 기준으로 60 중량% 내지 100 중량%, 70 중량% 내지 100 중량%, 또는 80 중량% 내지 100 중량%, 또는 100 중량%의 에틸렌 옥사이드; 및 0 중량% 내지 40 중량%, 또는 0 중량% 내지 30 중량%, 또는 0 중량% 내지 20 중량%, 또는 0 중량%의 프로필렌 옥사이드를 함유한다.
본 발명의 중합체는 화학식 IVa, IVb로 표시되는 것에 부착된 다중 중합체 사슬 유형을 가질 수 있다.
화학식 I 또는 이의 임의의 하위 화학식의 중합체 사슬은 200 내지 10,000, 또는 300 내지 5,000, 또는 500 내지 3,000, 또는 600 내지 2,500의 수 평균 분자량을 가질 수 있다. 통상적으로, 화학식 I 또는 이의 임의의 하위 화학식의 중합체 사슬은 1,000 내지 2,500의 수 평균 분자량을 가질 수 있다.
산업적 응용
조성물에 존재하는 입자상 고체는 관련 온도에서 유기 매질 중에서 실질적으로 불용성이고/이거나 수 중에서 불용성이며 그 중에서 미세하게 분할된 형태로 안정화되는 것이 바람직한 임의의 무기 또는 유기 고형 물질일 수 있다. 입자상 고체는 과립 물질, 섬유, 혈소판의 형태 또는 분말, 종종 취입 분말의 형태일 수 있다. 일 실시형태에서, 입자상 고체는 안료이다.
입자상 고체(통상적으로 안료 또는 충전제)는 10 나노미터 내지 10 마이크론, 또는 10 나노미터 내지 1, 2, 3 또는 5 마이크론, 또는 20 나노미터 내지 1, 2, 3 또는 5 마이크론의 직경의 빛 산란 측정에 의해 측정된 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
적합한 고체의 예는 페인트 및 플라스틱 물질용 안료, 증량제, 충전제, 발포제 및 난연제; 염료, 특히 분산 염료; 광학 증백제 및 텍스타일 보조제; 잉크, 토너용 안료; 오일-계 및 역유화 드릴링 머드용 고체; 드라이 클리닝 유체 중의 먼지 및 고체 입자; 금속; 세라믹, 피에조 세라믹 인쇄, 내화물, 연마제, 주조, 커패시터, 연료 전지, 페로유체, 전도성 잉크, 자기 기록 매질, 수 처리 및 탄화수소 토양 개선을 위한 입자상 세라믹 물질 및 자기 물질; 유기 및 무기 단분산 고체; 배터리 전극용 금속, 금속 산화물 및 탄소, 복합 물질용 섬유, 예컨대, 목재, 종이, 유리, 강철, 탄소 및 붕소; 및 유기 매질에 분산액으로서 적용되는 살생물제, 농약 및 의약품이다.
일 실시형태에서, 고체는, 예를 들어, Third Edition of the Color Index(1971) 및 이의 후속 개정, 및 보충에서, "안료(Pigments)"로 색인된 챕터 하에 기재된 임의의 인식된 부류의 안료로부터의 유기 안료이다. 유기 안료의 예는 아조, 디아조, 트리아조, 축합된 아조, 아조 레이크, 나프톨 안료, 안타트론, 안트라피리미딘, 안트라퀴논, 벤즈이미다졸론, 카르바졸, 디케토피롤로피롤, 플라반트론, 인디고이드 안료, 인단트론, 이소디벤잔트론, 이소인단트론, 이소인돌리논, 이소인돌린, 이소비오란트론, 금속 착화물 안료, 옥사진, 페릴렌, 페리논, 피란트론, 피라졸로퀴나졸론, 퀴나크리돈, 퀴노프탈론, 티오인디고, 트리아릴카보늄 안료, 트리펜디옥사진, 잔텐 및 프탈로시아닌 시리즈, 특히 구리 프탈로시아닌 및 이의 핵 할로겐화된 유도체, 및 또한 산, 염기 또는 매염 염료의 레이크로부터 유래된 것들이다. 카본 블랙은 엄격하게는 무기물이지만, 분산 특성에서 유기 안료와 유사하게 작용한다. 일 실시형태에서, 유기 안료는 프탈로시아닌, 특히 구리 프탈로시아닌, 모노아조스, 디사조스, 인단트론, 안트란트론, 퀴나크리돈, 디케토피롤로피롤, 페릴렌 및 카본 블랙이다.
무기 안료의 예는 금속 산화물 예컨대 티타늄 디옥사이드, 루틸 티타늄 디옥사이드 및 표면 코팅된 티타늄 디옥사이드, 상이한 색상 예컨대 황색 및 흑색의 티타늄 옥사이드, 상이한 색상 예컨대 황색, 적색, 갈색 및 흑색의 철 산화물, 아연 산화물, 지르코늄 옥사이드, 알루미늄 산화물, 옥시금속 화합물 예컨대 비스무트 바나데이트, 코발트 알루미네이트, 코발트 스타네이트, 코발트 진케이트, 아연 크로메이트 및 망간, 니켈, 티타늄, 크로뮴, 안티몬, 마그네슘, 코발트, 철 또는 알루미늄 중 2개 이상의 혼합된 금속 산화물, 프러시안 블루, 버밀리온, 울트라마린, 아연 포스페이트, 아연 설파이드, 몰리브데이트 및 칼슘 및 아연의 크로메이트, 금속 효과 안료 예컨대 알루미늄 플레이크, 구리, 및 구리/아연 합금, 진주광택의 플레이크 예컨대 납 카르보네이트 및 비스무트 옥시클로라이드를 포함한다.
무기 고체는 증량제 및 충전제, 예컨대 분쇄되고 침전된 칼슘 카르보네이트, 칼슘 설페이트, 칼슘 옥사이드, 칼슘 옥살레이트, 칼슘 포스페이트, 칼슘 포스포네이트, 바륨 설페이트, 바륨 카르보네이트, 마그네슘 옥사이드, 마그네슘 하이드록사이드, 천연 마그네슘 하이드록사이드 또는 브루사이트, 침전된 마그네슘 하이드록사이드, 마그네슘 카르보네이트, 돌로마이트, 알루미늄 트리하이드록사이드, 알루미늄 하이드로퍼옥사이드 또는 보헤마이트, 칼슘 및 마그네슘 실리케이트, 알루미노실리케이트, 예컨대 나노클레이, 카올린, 몬모릴로나이트, 예컨대 벤토나이트, 헥토라이트 및 사포나이트, 볼 클레이, 예컨대 천연, 합성 및 팽창가능한 것, 운모, 활석, 예컨대 백운모, 금운모, 홍운모 및 클로라이트, 쵸크, 합성 및 침전된 실리카, 훈증 실리카, 금속 섬유 및 분말, 아연, 알루미늄, 유리 섬유, 내화성 섬유, 카본 블랙, 예컨대 단일- 및 다중-벽의 탄소 나노튜브, 강화 및 비-강화 카본 블랙, 흑연, 벅민스터풀러렌(Buckminsterfullerene), 아스팔텐, 그래핀, 다이아몬드, 알루미나, 석영, 펄라이트, 페그마티드, 실리카겔, 목재 가루, 목재 플레이크, 예컨대 연질 및 경질 목재, 톱밥, 분말 종이/섬유, 셀룰로오스 섬유, 예컨대 케나프, 대마, 사이잘, 아마, 면화, 면화 린터, 황마, 라미, 쌀 껍질 또는 깍지, 라피아, 티파 리드, 코코넛 섬유, 코이어, 오일 팜 섬유, 카포크, 바나나 잎, 카로, 쿠라우아, 에네켄 잎, 하라케케 잎, 아바카, 사탕수수 버개스, 짚, 대나무 스트립, 밀가루, MDF 등, 질석, 제올라이트, 하이드로탈사이트, 발전소의 비산회, 소각된 하수 슬러지 재, 포졸레인, 고로재, 석면, 온석면, 안소필라이트, 청석면, 규회석, 애터펄자이트 등, 입자상 세라믹 물질, 예컨대 알루미나, 지르코니아, 티타니아, 세리아, 실리콘 나이트라이드, 알루미늄 나이트라이드, 보론 나이트라이드, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드, 혼합된 실리콘-알루미늄 나이트라이드 및 금속 티타네이트; 입자상 자기 물질, 예컨대 전이 금속의 자기 옥사이드, 종종 철 및 크로뮴, 예컨대 감마 Fe2O3, Fe3O4, 및 코발트-도핑된 철 산화물, 페라이트, 예컨대 바륨 페라이트; 및 금속 입자, 예를 들어, 금속 알루미늄, 철, 니켈, 코발트, 구리, 은, 금, 팔라듐, 및 백금 및 이들의 합금을 포함한다.
다른 유용한 고체 물질은 난연제 예컨대 펜타브로모디페닐 에테르, 옥타브로모디페닐 에테르, 데카브로모디페닐 에테르, 헥사브로모사이클로도데칸, 암모늄 폴리포스페이트, 멜라민, 멜라민 시아누레이트, 안티몬 산화물 및 보레이트; 살생물제 또는 산업적 미생물제 예컨대 Kirk-Othmer의 Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 13, 1981, 3rd 에디션에서 "Industrial Microbial Agents"라는 표제의 챕터의 표 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 및 9에 언급된 것들, 및 농약 예컨대 살균제 플루트리아펜, 카벤다짐, 클로로탈로닐 및 만코젭을 포함한다.
일 실시형태에서, 극성 액체 매질은 물이지만 (물과 극성 용매의 조합된 중량을 기준으로) 최대 50 중량%의 수용성 극성 공용매를 함유할 수 있다. 극성 용매로 적합할 수 있는 이러한 공용매의 예는 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올 또는 n-부탄올과 같은 알코올; 또는 에틸렌 글리콜 또는 디에틸렌 글리콜의 모노 또는 디알킬 에테르와 같은 수혼화성 유기 용매; 또는 디에틸렌 글리콜, 글리세롤, 2-피롤리돈, N-메틸피롤리돈, 사이클로헥산올, 카프로락톤, 카프로락탐, 펜탄-1,5-디올, 2-(부톡시에톡시) 에탄올 및 티오디글리콜, 및 에틸렌 글리콜과 같은 극성 용매; 이전에 명명된 알코올 또는 용매의 혼합물을 포함한다. 유기 액체와 관련하여 용어 "극성"은 Crowley 등의 Journal of Paint Technology, Vol. 38, 1966, page 269에서 "A Three Dimensional Approach to Solubility"라는 표제의 논문에 기재된 바와 같이 유기 액체가 중간 내지 강한 결합을 형성할 수 있음을 의미한다. 극성 유기 액체는 일반적으로 상기 언급된 논문에서 정의된 바와 같이 5 이상의 유전 상수를 갖는다. 비극성 액체는 통상적으로 5 미만의 유전 상수를 갖는다.
밀베이스 또는 분산액은 추가량의 수융화성 수지(들) 및/또는 물 및 방부제, 안정화제, 소포제, 수혼화성 공용매 및 유착제와 같이 수성 페인트 및 잉크로 종래 혼입되는 다른 성분과 부가혼합하여 수성 페인트 (코팅) 및 잉크의 제조에 유용하다.
수융화성 수지는 수성 코팅 산업에서 사용되는 임의의 수용성 또는 수불용성 중합체일 수 있다. 라텍스 또는 감수성(water-reducible) 코팅에서 주요 필름 형성 결합제 수지로 일반적으로 사용되는 중합체의 예는 아크릴, 비닐 에스테르, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 에폭시 및 알키드이다.
일 실시형태에서 본 발명의 조성물에 존재하는 유기 매질은 플라스틱 물질이고 다른 실시형태에서는 유기 액체이다. 유기 액체는 극성 유기 액체일 수 있다. 유기 액체와 관련하여 용어 "극성"은 Crowley 등의 Journal of Paint Technology, Vol. 38, 1966, page 269에서 "A Three Dimensional Approach to Solubility"라는 표제의 논문에 기재된 바와 같이 유기 액체가 중간 내지 강한 결합을 형성할 수 있음을 의미한다. 이러한 유기 액체는 일반적으로 상기 언급된 논문에서 정의된 바와 같이 5개 이상의 수소 결합 수를 갖는다.
적합한 극성 유기 액체의 예는 아민, 에테르, 특히 저급 알킬 에테르, 유기산, 에스테르, 케톤, 글리콜, 글리콜 에테르, 글리콜 에스테르, 알코올 및 아미드이다. 이러한 중간 정도로 강한 수소 결합 액체의 다수의 구체적인 예가 Ibert Mellan(Noyes Development Corporation에 의해 1968년에 발행됨)에 의해 "Compatibility and Solubility"라는 표제의 책에서 39 내지 40 페이지의 표 2.14에 주어져 있으며, 이러한 액체는 모두 본원에서 사용된 바와 같이 용어 극성 유기 액체의 범위 이내에 속한다.
일 실시형태에서, 극성 유기 액체는 디알킬 케톤, 알칸 카르복실산 및 알칸올의 알킬 에스테르, 특히 최대 총 6개의 탄소 원자를 함유하고 이를 포함하는 액체이다. 극성 유기 액체의 예는 디알킬 및 사이클로알킬 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 디-이소프로필 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 디-이소부틸 케톤, 메틸 이소아밀 케톤, 메틸 n-아밀 케톤 및 사이클로헥사논; 알킬 에스테르 예컨대 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸 포르메이트, 메틸 프로피오네이트, 메톡시 프로필아세테이트 및 에틸 부티레이트; 글리콜 및 글리콜 에스테르 및 에테르, 예컨대 에틸렌 글리콜, 2-에톡시에탄올, 3-메톡시프로필프로판올, 3-에톡시프로필프로판올, 2-부톡시에틸 아세테이트, 3-메톡시프로필 아세테이트, 3-에톡시프로필 아세테이트 및 2-에톡시에틸 아세테이트; 알칸올 예컨대 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 및 이소부탄올(2-메틸프로판올이라고도 공지됨), 테르피네올 및 디알킬 및 환형 에테르 예컨대 디에틸 에테르 및 테트라하이드로퓨란을 포함한다. 일 실시형태에서, 용매는 알칸올, 알칸 카르복실산 및 알칸 카르복실산의 에스테르이다. 일 실시형태에서, 본 발명은 수성 매질에서 실질적으로 불용성인 유기 액체에 적합하다. 또한, 당업자는 전체 유기 액체가 수성 매질에 실질적으로 불용성인 경우 소량의 수성 매질(예컨대, 글리콜, 글리콜 에테르, 글리콜 에스테르 및 알코올)이 유기 액체에 존재할 수 있음을 이해할 것이다.
극성 유기 액체로서 사용될 수 있는 유기 액체의 예는 페인트 및 잉크와 같은 다양한 용도에서 사용하기 위한 잉크, 페인트 및 칩의 제조에 적합한 필름-형성 수지이다. 이러한 수지의 예는 폴리아미드, 예컨대 Versamid™ 및 Wolfamid™, 및 셀룰로오스 에테르, 예컨대 에틸 셀룰로오스 및 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 페인트 수지의 예는 짧은 오일 알키드/멜라민-포름알데히드, 폴리에스테르/멜라민-포름알데히드, 열경화성 아크릴/멜라민-포름알데히드, 긴 오일 알키드, 중간 오일 알키드, 짧은 오일 알키드, 폴리에테르 폴리올 및 다중-매질 수지, 예컨대 아크릴 및 우레아/알데히드를 포함한다.
유기 액체는 폴리올, 즉, 2개 이상의 하이드록실기를 갖는 유기 액체일 수 있다. 일 실시형태에서, 폴리올은 알파-오메가 디올 또는 알파-오메가 디올 에톡실레이트를 포함한다.
일 실시형태에서, 유기 액체는 총 유기 액체를 기준으로 적어도 0.1 중량%, 또는 1 중량% 이상의 극성 유기 액체를 포함한다. 유기 액체는 선택적으로 물을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 유기 액체는 물이 없다(통상적으로 2 중량% 미만의 물, 또는 1 중량% 미만의 물, 또는 0.5 중량% 미만의 물, 또는 0.1 중량% 미만).
플라스틱 물질은 열경화성 수지일 수 있다. 본 발명에서 유용한 열경화성 수지는 가열, 촉매화되거나, 자외선, 레이저 광, 적외선, 양이온, 전자 빔, 또는 마이크로파 방사선에 노출될 때 화학 반응을 겪어 상대적으로 불용해성이 되는 수지를 포함한다. 열경화성 수지에서 통상적인 반응은 불포화 이중 결합의 산화, 에폭시/아민, 에폭시/카르보닐, 에폭시/하이드록실을 포함하는 반응, 루이스 산 또는 루이스 염기와 에폭시의 반응, 폴리이소시아네이트/하이드록시, 아미노 수지/하이드록시 모이어티, 자유 라디칼 반응 또는 에폭시 수지와 비닐 에테르의 폴리아크릴레이트, 양이온성 중합화 및 실라놀의 축합을 포함한다. 불포화 수지의 예는 하나 이상의 이산 또는 무수물과 하나 이상의 디올과의 반응에 의해 제조된 폴리에스터 수지를 포함한다. 이러한 수지는 일반적으로 반응성 단량체 예컨대 스티렌 또는 비닐톨루엔이 있는 혼합물로서 공급되고 종종 오르토프탈산 수지 및 이소프탈산 수지로 지칭된다. 추가의 예는 폴리에스테르 사슬에서 공-반응물로서 디사이클로펜타디엔(DCPD)을 사용하는 수지를 포함한다. 추가의 예는 또한 비스페놀 A 디글리시딜 에테르와 불포화 카르복실산 예컨대 메타크릴산의 반응 생성물을 포함하고, 이어서 스티렌 중의 용액으로서 공급되고, 일반적으로 비닐 에스테르 수지로 지칭된다.
일 실시형태에서, 열경화성 복합재 또는 열경화성 플라스틱은 스티렌, 폴리스티렌 또는 이들의 혼합물 중의 폴리에스테르, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에스테르 수지일 수 있다.
하이드록시 작용기(종종 폴리올)을 갖는 중합체는 열경화성 시스템에서 아미노 수지 또는 폴리이소시아네이트와 가교결합하기 위해 널리 사용된다. 폴리올은 아크릴 폴리올, 알키드 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올 및 폴리우레탄 폴리올을 포함한다. 통상적인 아미노 수지는 멜라민 포름알데히드 수지, 벤조구아나민 포름알데히드 수지, 우레아 포름알데히드 수지 및 글리콜우릴 포름알데히드 수지를 포함한다. 폴리이소시아네이트는 단량체 지방족 디이소시아네이트, 단량체 방향족 디이소시아네이트 및 이들의 중합체 모두를 포함하여, 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 수지이다. 통상적인 지방족 디이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및 수소화된 디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함한다. 통상적인 방향족 이소시아네이트는 톨루엔 디이소시아네이트 및 비페닐메탄 디이소시아네이트를 포함한다.
원하는 경우, 본 발명의 조성물은 다른 성분, 예를 들어 수지(여기서, 이들은 유기 매질을 아직 구성하지 않음), 결합제, 공-용매, 가교제, 유동화제, 습윤제, 침강 방지제, 가소제, 계면활성제, 본 발명의 화합물 이외의 분산제, 보습제, 소포제, 항-크레이터링제, 리올로지 개질제, 열 안정화제, 광 안정화제, UV 흡수제, 항산화제, 레벨링제, 광택 개질제, 살생물제 및 방부제를 함유할 수 있다.
원하는 경우, 열경화성 플라스틱 물질을 함유하는 조성물은 다른 성분, 예를 들어, 본 발명의 화합물 이외의 분산제, 발포제, 난연제, 가공 보조제, 계면활성제, 열 안정화제, UV 흡수제, 항산화제, 방향제, 이형 보조제, 정전기 방지제, 항균제, 살생물제, 커플링제, 윤활제(외부 및 내부), 공기 이형제 및 점도 저하제를 함유할 수 있다.
조성물은 통상적으로 1 내지 95 중량%의 입자상 고체를 함유하며, 정확한 양은 고체의 성질에 따라 달라지고 양은 고체의 성질 및 고체 및 극성 유기 액체의 상대 밀도에 따라 달라진다. 예컨대, 고체가 유기 안료와 같은 유기 물질인 조성물은, 일 실시형태에서 15 내지 60 중량%의 고체를 함유하는 반면, 고체가 무기 안료, 충전제 또는 증량제와 같은 무기 물질인 조성물은, 일 실시형태에서 조성물의 전체 중량을 기준으로 40 내지 90 중량%의 고체를 함유한다.
유기 액체를 함유하는 조성물은 분산액 제조에 대해 공지된 임의의 종래 방법에 의해 제조될 수 있다. 따라서, 고체, 유기 매질 및 분산제는 임의의 순서로 혼합될 수 있고, 이어서 혼합물은 적절한 크기로 고체 입자를 감소시키기 위해 분산액이 형성될 때까지, 예를 들어, 고속 혼합, 볼 밀링, 바스켓 밀링, 비드 밀링, 자갈 밀링, 모래 그라인딩, 아트리터 그라인딩, 2롤 또는 3롤 밀링, 플라스틱 밀링에 의해 기계적 처리를 겪을 수 있다. 대안적으로, 고체는 입자 크기를 독립적으로 또는 유기 매질 또는 분산제와 부가혼합하여 감소시키도록 처리될 수 있고, 다른 성분 또는 성분들이 이어서 첨가되고 혼합물이 교반되어 조성물을 제공한다. 조성물은 또한 건조 고체를 분산제와 함께 그라인딩 또는 밀링하고 이어서 액체 매질을 첨가하거나 안료 플러싱 공정에서 액체 매질 중에서 고체와 분산제를 함께 혼합함으로써 제조될 수 있다.
플라스틱 물질을 함유하는 조성물은 열가소성 화합물의 제조에 대해 공지된 임의의 종래 방법에 의해 제조될 수 있다. 따라서, 고체, 열가소성 중합체 및 분산제를 임의의 순서로 혼합할 수 있고, 이어서 예를 들어, 버스 공혼련기(Buss co-kneader) 또는 유사한 장비에서의 밴버리(Banbury) 혼합, 리본 블렌딩, 이축 압출, 2롤 밀링, 컴파운딩에 의해서 혼합물을 기계적 처리에 적용하여 고체의 입자를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 조성물은 특히 액체 분산액에 적합하다. 일 실시형태에서, 이러한 분산액 조성물은:
(a) 0.5 내지 80 부의 입자상 고체;
(b) 0.1 내지 79.6 부의 화학식 I의 중합체; 및
(c) 19.9 내지 99.4 부의 유기 액체 및/또는 물을 포함하며; 여기서, 모든 상대적인 부는 중량 기준이며 양 (a) + (b) + (c) = 100이다.
일 실시형태에서, 성분 a)는 0.5 내지 30부의 안료를 포함하며 이러한 분산액은 (액체)잉크, 코팅 (페인트) 및 밀베이스로서 유용하다.
조성물이 입자상 고체 및 건조 형태의 화학식 I의 분산제를 포함하도록 요구되는 경우, 유기 액체는 통상적으로 휘발성이어서 이는 간단한 분리 수단 예컨대 증발에 의해 입자상 고체로부터 용이하게 제거될 수 있다. 일 실시형태에서, 조성물은 유기 액체를 포함한다.
건조 조성물이 화학식 I의 분산제 및 입자상 고체로 필수적으로 구성되는 경우, 이는 통상적으로 입자상 고체의 중량을 기준으로 적어도 0.2%, 적어도 0.5% 또는 적어도 1.0%의 화학식 I의 분산제를 함유한다. 일 실시형태에서, 건조 조성물은 입자상 고체의 중량을 기준으로 100 중량% 이하, 50 중량% 이하, 20 중량% 이하 또는 10 중량% 이하의 화학식 I의 분산제를 함유한다.
상기에 개시된 바와 같이, 본 발명의 조성물은 밀베이스의 제조에 적합하며, 여기서 입자상 고체는 화학식 I에 대한 화합물의 존재 하에 유기 액체에서 밀링된다.
따라서, 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 입자상 고체, 유기 액체 및 화학식 I의 중합체를 포함하는 밀베이스가 제공된다.
통상적으로, 밀베이스는 밀베이스의 총 중량을 기준으로 20 내지 70 중량%의 입자상 고체를 함유한다. 일 실시형태에서, 입자상 고체는 10 중량% 이상 또는 20 중량% 이상의 밀베이스이다. 이러한 밀베이스는 선택적으로 밀링 전후에 첨가된 결합제를 함유할 수 있다.
일 실시형태에서, 결합제는 유기 액체의 휘발 시 조성물을 결합할 수 있는 중합체 물질이다.
결합제는 천연 및 합성 물질을 포함하는 중합체 물질이다. 일 실시형태에서, 결합제는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리스티레닉, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 알키드, 다당류, 예컨대 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 및 천연 단백질, 예컨대 카제인을 포함한다. 결합제는 니트로셀룰로오스일 수 있다. 일 실시형태에서, 결합제는 입자상 고체의 양을 기준으로 100% 초과, 200% 초과, 300% 초과 또는 400% 초과로 조성물 중에 존재한다.
밀베이스 중의 선택적인 결합제의 양은 광범위한 한계에 걸쳐 변할 수 있지만 통상적으로 밀베이스의 연속/액체 상을 기준으로 10 중량% 이상, 및 종종 20 중량% 이상이다. 일 실시형태에서, 결합제의 양은 밀베이스의 연속/액체 상을 기준으로 50 중량% 이하 또는 40 중량% 이하이다.
밀베이스 중의 분산제의 양은 입자상 고체의 양에 따라 달라지지만 통상적으로 밀베이스의 0.5 내지 5 중량%이다.
본 발명의 조성물로부터 제조된 분산액 및 밀베이스는 에너지 경화성 시스템(자외선, 레이저광, 적외선, 양이온, 전자 빔, 마이크로파)이 단량체, 올리고머 등 또는 제형에 존재하는 조합물과 함께 사용되는 비-수성 및 무용매 제형에서 사용하기에 특히 적합하다. 이들은 페인트, 바니시, 잉크, 다른 코팅 물질 및 플라스틱과 같은 코팅에서 사용하기에 특히 적합하다. 적합한 예는 저, 중 및 고 고체 페인트, 일반적인 산업용 페인트 예컨대 베이킹, 2개 성분 및 금속 코팅 페인트 예컨대 코일 및 캔 코팅, 분말 코팅, UV-경화성 코팅, 목재 바니시에서 이들의 용도; 잉크, 예컨대 플렉소그래픽, 그라비아, 오프셋, 리소그래픽, 활판 인쇄 또는 볼록판, 포장 프린팅용 스크린 프린팅 및 프린팅 잉크, 비-충격 잉크 예컨대 잉크젯 잉크 예컨대 연속 잉크젯 및 열, 피에조 및 정전기를 포함하는 주문형 잉크젯 상의 점적액, 상 변화 잉크 및 고온 용융 왁스 잉크, 잉크젯 프린터 및 프린트 바니시 예컨대 오버프린트 바니시용 잉크; 폴리올 및 플라스티솔 분산액; 비-수성 세라믹 공정, 특히 테이프-캐스팅, 겔-캐스팅, 닥터-블레이드, 압출 및 사출 성형 공정, 추가의 예는 등압 프레싱용 건조 세라믹 분말의 제조에 있을 것임; 합성물 예컨대 시트 몰딩 및 벌크 몰딩 화합물, 수지 이송 몰딩, 인발 성형, 핸드-레이-업 및 스프레이-레이-업 공정, 매칭 다이 몰딩; 건축 자재 예컨대 캐스팅 수지, 화장품, 개인 관리 예컨대 네일 코팅, 선스크린, 접착제, 토너 예컨대 액체 토너, 플라스틱 물질 및 전자 재료 예컨대 유기 발광 다이오드(OLED) 장치, 액정 디스플레이 및 전기영동 디스플레이를 포함하는 디스플레이의 컬러 필터 시스템용 코팅 제형, 유리 코팅 예컨대 광학 섬유 코팅, 반사 코팅 또는 반사 방지 코팅, 전도성 및 자기 잉크 및 코팅을 포함한다. 이들은 상기 응용에서 사용되는 건조 분말의 분산성을 개선하기 위해 안료 및 충전제의 표면 개질에 유용하다. 코팅 물질의 추가의 예는 문헌[Bodo Muller, Ulrich Poth, Lackformulierung und Lackrezeptur, Lehrbuch fr Ausbildung und Praxis, Vincentz Verlag, Hanover(2003)] 및 문헌[P.G.Garrat, Strahlenhartung, Vincentz Verlag, Hanover(1996)]에 제공되어 있다. 프린팅 잉크 제형의 예가 문헌[E.W.Flick, Printing Ink and Overprint Varnish Formulations - Recent Developments, Noyes Publications, Park Ridge NJ, (1990)] 및 후속 에디션에 제공되어 있다.
본 발명의 조성물로부터 제조된 분산액 및 밀베이스는 또한 수성 플렉소, 수성 잉크젯, 수성 UV 잉크젯과 같은 접촉 및 비접촉 (주문형 점적액) 수성 인쇄 공정에 유용하다.
일 실시형태에서, 본 발명의 조성물은 하나 이상의 추가의 공지된 분산제를 더 포함한다.
다음의 실시예는 본 발명의 예시를 제공한다. 이러한 실시예는 완전하지 않으며 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니다.
실시예
비교예 1(CE1) - 테트라클로로프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
Surfonamine® B200이 Surfonamine® L207을 대체하는 것을 제외하고는 국제공개 2015/031043호의 실시예 3에 따라 분산제를 제조하였다. 테트라 클로로 프탈산 무수물(2.72 부) 및 폴리에테르 아민(20.00 부, Surfonamine® B200, MW: 2000, ex Huntsman)을 IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 전혀 남지 않을 때까지 질소 분위기 하에서 120℃에서 6시간 동안 교반하였다. 얻어진 생성물은 2.0 mgKOH/g 미만의 산가와 1721.3 cm-1에서 이미드 피크의 존재를 가졌다.
비교예 2(CE2) - 3-니트로-1,8-나프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
국제공개 2013/165770호의 실시예 1에 따라 분산제를 제조하였다. 3-니트로-1,8-나프탈산 무수물(9.99 부)을 질소 분위기 하에서 70℃에서 교반된 폴리에테르 아민(85.98 부, Surfonamine® L207, MW: 2000, ex Huntsman)에 첨가하였다. IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 반응을 150℃에서 5시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 0.23 mgKOH/g 미만의 아민가와 1669.5 cm-1에서 이미드 피크의 존재를 가졌다.
실시예 1(EX1) - 부틸 아크릴레이트와 이어서 테트라클로로프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(20.00 부, Surfonamine® B200, MW: 2000, ex Huntsman) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.1 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 부틸 아크릴레이트(1.28 부)를 15분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 3시간 동안 가열하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 테트라클로로프탈산 무수물(2.72 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. 무수물이 완전히 용해될 때까지 반응 혼합물을 교반한 다음 IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 추가로 3시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 30.13 mgKOH/g의 산가 및 1676 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 2(EX2) - 2-카르복시에틸 아크릴레이트와 이어서 2,3-나프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(40.00 부, Surfonamine® L207, MW: 2000, ex Huntsman) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.01 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 2-카르복시에틸 아크릴레이트(2.88 부)를 5분에 걸쳐 적가하고 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 50℃에서 3시간 동안 유지한 다음 80℃에서 2시간 동안 유지하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 2,3-나프탈산 무수물(3.96 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. 무수물이 완전히 용해될 때까지 반응 혼합물을 교반한 다음 IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 추가로 24시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 50.22 mgKOH/g의 산가 및 1636 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
분산액 시험 1 - 유기 적색 안료 분산액의 제조.
분산제 CE1 및 EX1(0.4 부)을 1-메톡시-2-프로필 아세테이트(6.5 부)에 용해시켜 분산액을 제조하였다. 여기에 3 mm 유리 비드(18 부) 및 적색 안료(Irgalite® Rubine 4BP, 2.0 부, ex BASF)를 첨가하고 내용물을 수평 쉐이커 상에서 16시간 동안 밀링하였다. EX1에서 생성된 얻어진 분산액은 Microtac Nano™ 250 입자 크기 분석기로 측정했을 때 216 nm의 낮은 입자 크기(D50)를 가진 유체였다. 분산액은 50℃에서 1주 동안 유체를 유지하여 우수한 분산 안정성을 나타내었다. CE1에서 생성된 얻어진 분산액은 높은 입자 크기(D50) 1767 nm를 갖는 응집 분산액을 생성했으며 50℃에서 안정하지 않아 겔을 생성하여 분산액 안정성이 좋지 않음을 나타내었다.
분산액 시험 2 - 유기 적색 안료 분산액의 제조
분산제 CE1 및 EX1(5.12 부)을 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(49.28 부, Photomer® 4226 ex IGM Resins)에 용해시켜 분산액을 제조하였다. 여기에 3 mm 유리 비드(250 부) 및 적색 안료(25.60 부, Symuler® Carmine 6B 401 ex SunChemical®)를 첨가하고 내용물을 Scandex 쉐이커 상에서 2시간 동안 밀링하였다.
EX1에서 생성된 얻어진 분산액은 Microtac Nano™ 250 입자 크기 분석기로 측정했을 때 378 nm의 낮은 입자 크기(D50)를 가진 유체였다. CE1의 분산액은 입자 크기가 큰 겔을 생성하였다.
분산액 시험 2의 잉크 제형
Ex1(12.5 부)로부터 생성된 분산액을 광개시제(0.75 부, Irgacure 379 ex Sartomer), 광개시제(0.25 부 Speedcure ITX ex Lambson), 벤조페논(0.75 부) 및 아민 상승제(0.75 부 Speedcure EDB ex Lambson)를 포함하는 광개시제 블렌드를 사용하여 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머(15.00 부, CN2505 ex Sartomer)에 넣었다. 생성된 잉크는 400/5 K-Lox Proofer를 사용하여 Black & White 카드에 그려지고 300 w/인치 램프를 사용하여 500 m/분의 속도로 UV 경화기를 3회 통과하였다. 생성된 코팅은 Byk-Gardner Gloss Haze 미터를 사용하여 측정했을 때 76.90에 상응하는 20o 광택 및 111.7에 상응하는 60° 광택으로 높은 양호한 색상 강도를 가졌다. CE1은 점도가 너무 높아 이 수지 시스템으로 떨어 뜨릴 수 없었다.
비교예로서 시판되는 분산제인 Solsperse™ 39000을 사용하여 분산액 시험 2를 반복하여 54.80에 상응하는 20° 광택 및 94.70에 상응하는 60° 광택인 더 낮은 광택을 달성하였다. Solsperse™ 39000에 비해 EX1은 24% 더 높은 색상 강도를 나타내었다.
분산액 시험 3 - 철 산화물 황색 분산액의 제조.
분산제 CE2 및 EX2(0.22 부)를 물(2.93 부)에 용해시켜 분산액을 제조하였다. 이 혼합물에 보습제(0.27 부, Humectant® GRB3 ex Lubrizol), 3 mm 유리 비드 및 황색 안료(5.58 부 Bayferrox® yellow 3920 ex BASF)를 첨가하고 내용물을 수평 쉐이커 상에서 16시간 동안 밀링하였다. EX2로부터 생성된 분산액은 매우 유동적인 반면 CE2로부터 생성된 분산액은 고점도 겔이었다.
비교예 3(CE3) - 프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
국제공개 2013/165770호의 실시예 1에 따라 분산제를 제조하였다. 프탈산 무수물(7.61 부)을 질소 분위기 하에서 70℃에서 교반된 폴리에테르 아민(50.55 부, Surfonamine® L100, MW: 1000, ex Huntsman)에 첨가하였다. IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 반응을 150℃에서 6시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 0 mgKOH/g의 아민가와 1705 cm-1에서 이미드 피크의 존재를 가졌다.
비교예 4(CE4) - 프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
국제공개 2013/165770호의 실시예 1에 따라 분산제를 제조하였다. 프탈산 무수물(5.94 부)을 질소 분위기 하에서 70℃에서 교반된 폴리에테르 아민(82.18 부, Surfonamine® L207, MW: 2000, ex Huntsman)에 첨가하였다. IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 반응을 150℃에서 6시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 0 mgKOH/g의 아민가와 1714 cm-1에서 이미드 피크의 존재를 가졌다.
실시예 3(EX3) - 아크릴산과 이어서 프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(100.73 부, Surfonamine® L100, MW 1000, ex Huntsman) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.36 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 아크릴산(7.26 부)를 20분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 3시간 동안 가열하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 프탈산 무수물(14.76 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. 무수물이 완전히 용해될 때까지 반응 혼합물을 교반한 다음 IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 추가로 3시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 94.91 mgKOH/g의 산가 및 1635 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 4(EX4) - 부틸 아크릴레이트와 이어서 프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(40.0 부, Surfonamine® L207, MW 2000, ex Huntsman) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.2 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 부틸 아크릴레이트(2.32 부)를 20분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 3시간 동안 가열하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 프탈산 무수물(2.81 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. 무수물이 완전히 용해될 때까지 반응 혼합물을 교반한 다음 IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 추가로 3시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 25.12 mgKOH/g의 산가 및 1709 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 5 중간체(INTM5) - 2-카르보닐에틸 아크릴레이트와 반응한 폴리에테르 아민
폴리에테르 아민(203.69 부, Surfonamine® L207, MW 2000, ex Huntsman) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.66 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 2-카르복시에틸 아크릴레이트(14.47 부)를 10분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 3시간 동안 가열하였다. 생성된 중간체는 26.88 mgKOH/g의 아민가를 가졌다.
실시예 5 분산제(EX5) - 피로멜리트산 이무수물과 반응한 실시예 5 중간체.
피로멜리트산 이무수물(2.16 부)을 질소 분위기 하에서 50℃에서 교반된 실시예 5 중간체(41.82)에 첨가하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 프탈산 무수물(2.81 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. 무수물이 완전히 용해될 때까지 반응 혼합물을 교반한 다음 IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 추가로 3시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 51.84 mgKOH/g의 산가 및 1636 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 6(EX6) - 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 아크릴레이트와 이어서 프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(104.64 부, Surfonamine® L100, MW 1000, ex Huntsman) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.51 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 아크릴레이트(2.32 부, MW 480)를 50분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 3시간 동안 가열하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 프탈산 무수물(14.58 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. 무수물이 완전히 용해될 때까지 반응 혼합물을 교반한 다음 IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 총 10시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 33.95 mgKOH/g의 산가 및 1663 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 7(EX7) - 옥틸아민과 이어서 프탈산 무수물과 반응한 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 아크릴레이트.
폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 아크릴레이트(96.26 부, MW 480) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.52 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 옥틸아민(26.06 부, MW 480)를 25분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 3시간 동안 가열하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 프탈산 무수물(29.72 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. 무수물이 완전히 용해될 때까지 반응 혼합물을 교반한 다음 IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 총 10시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 76.32 mgKOH/g의 산가 및 1639 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 8(EX8) - 1,2-에폭시-3-페녹시프로판과 이어서 2,3-나프탈렌디카르복실산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(53.92 부, Surfonamine® L207, MW 2000, ex Huntsman)을 실온에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 1,2-에폭시-3-페녹시프로판(3.81 부)를 20분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 에폭사이드기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 50℃에서 3시간 동안 가열하였다. 2,3-나프탈렌디카르복실산 무수물(5.03 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하고 IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 반응 혼합물을 추가로 10시간 동안 교반하였다. 얻어진 생성물은 19.15 mgKOH/g의 산가 및 1664 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 9(EX9) - 부틸 아크릴레이트와 이어서 테트라클로로프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(506.05 부, Surfonamine® B200, MW 2000, ex Huntsman) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(1.69 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 부틸 아크릴레이트(26.64 부)를 15분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 17시간 동안 가열하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 테트라클로로프탈산 무수물(58.13 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. 무수물이 완전히 용해될 때까지 반응 혼합물을 교반한 다음 IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 추가로 18시간 동안 가열하였다. 얻어진 생성물은 28.77 mgKOH/g의 산가 및 1676 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 10(EX10) - 2-페녹시에틸아크릴레이트와 이어서 테트라클로로프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(121.35 부, Surfonamine® B200, MW 2000, ex Huntsman) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.36 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 2-페녹시에틸아크릴레이트(9.62 부)를 15분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 6시간 동안 가열하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 테트라클로로프탈산 무수물(14.30 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 반응 혼합물을 18시간 동안 교반하였다. 얻어진 생성물은 26.45 mgKOH/g의 산가 및 1674 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 11(EX11) - 부틸 아크릴레이트와 이어서 프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(244.30 부, 부틸렌 옥사이드와 반응한 C12-15 알코올로부터 유도된 이후 생성된 폴리에테르 알코올을 아크릴로니트릴에 염 촉매화 첨가하고 이어서 수소화하여 아민(80% 활성)을 제공한다, MW 1700) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.90 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 부틸 아크릴레이트(12.89 부)를 50분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 4시간 동안 가열하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 프탈산 무수물(14.80 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 반응 혼합물을 18시간 동안 교반하였다. 얻어진 생성물은 21.82 mgKOH/g의 산가 및 1648 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 12(EX12) - N,N-디메틸아크릴아미드와 이어서 테트라클로로프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(121.48 부, Surfonamine B200®, MW 2000, ex Huntsman) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.40 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 N,N-디메틸아크릴아미드(4.97 부)를 15분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 6시간 동안 가열하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 테트라클로로프탈산 무수물(14.37 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 반응 혼합물을 18시간 동안 교반하였다. 얻어진 생성물은 26.28 mgKOH/g의 산가 및 1675 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
실시예 13(EX13) - 2-(디메틸아미노)에틸아크릴레이트와 이어서 프탈산 무수물과 반응한 폴리에테르 아민.
폴리에테르 아민(213.30 부, Surfonamine L207®, MW 2000, ex Huntsman) 및 3,5-디-tert-4-부틸하이드록시톨루엔(0.62 부)을 50℃에서 공기 분위기 하에서 교반하였다. 이 혼합물에 2-(디메틸아미노)에틸아크릴레이트(14.40 부)를 15분에 걸쳐 적가한 이후 1H NMR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 비닐기가 남아 있지 않을 때까지 반응을 80℃에서 4시간 동안 가열하였다. 그후 온도를 50℃로 낮춘 이후 프탈산 무수물(14.65 부)을 질소 분위기 하에서 첨가하였다. IR 분광법에 의해 결정된 바와 같이 무수물이 남아 있지 않을 때까지 반응 혼합물을 18시간 동안 교반하였다. 얻어진 생성물은 22.30 mgKOH/g의 산가 및 1661 cm-1에서 3차 아미드 카르보닐 피크의 존재를 가졌다.
분산액 시험 4 - 유기 적색 분산액의 제조
분산제, 비교예(CE) 및/또는 실시예(EX)(0.4 부)를 1-메톡시-2-프로필 아세테이트(7.6 부)에 용해시켜 분산액을 제조하였다. 여기에 3 mm 유리 비드(17 부), 적색 안료(2 부, Irgalite® Rubine 4BP ex BASF)를 첨가하고 내용물을 수평 쉐이커 상에서 16시간 동안 밀링하였다. 생성된 분산액의 입자 크기(D50 및 D90)를 Microtrac DLS Nano-flex 입자 크기 분석기로 측정하였다. 실시예 4, 6 내지 13으로부터 생성된 밀베이스는 유동적이었고 실온에서 방치하여 유동적인 상태로 남았다. 비교예 1, 3, 4의 밀베이스는 점성이 있었고 실온에서 방치하여 겔화되었다.
Figure pct00028
분산액 시험 5 - 철 산화물 황색 분산액의 제조
분산제, 비교예(CE) 및/또는 실시예(EX)(0.22 부)를 물(2.93 부)에 용해시켜 분산액을 제조하였다. 이 혼합물에 보습제(1.27 부, Humectant® GRB3 ex Lubrizol), 3 mm 유리 비드 및 황색 안료(5.58, Bayferrox® yellow 3920 ex BASF)를 첨가하고 내용물을 수평 쉐이커 상에서 16시간 동안 밀링하였다. 생성된 분산액의 입자 크기(D50 및 D90)를 Microtrac DLS Nano-flex 입자 크기 분석기로 측정하였다. 실시예 2, 3 및 5는 유동적이었고 실온에서 방치하여 유동적인 상태로 남았던 반면 비교예 3은 고점도 겔을 형성하였다.
Figure pct00029
이하에 기재된 바와 같이, 본 발명의 중합체의 수 평균 분자량을 모든 중합체 사슬에 대해 폴리스티렌 표준을 사용한 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 분석과 같은 공지된 방법을 사용하여 결정하였다.
상기 언급된 문서는 본원에 인용되어 포함된다. 다르게 지시되지 않는 한, 본원에서 지칭되는 각각의 화학물질 또는 조성물은 상업적인 등급의 물질인 것으로 해석되어야 하고, 이러한 물질은 이성질체, 부산물, 유도체 및 다른 이러한 물질을 함유할 수 있고, 이는 통상 상업적인 등급으로 존재하는 것으로 이해된다. 그러나, 각각의 화학적 구성성분의 양은 임의의 용매 또는 희석 오일을 제외하고 제시되며, 이는 다르게 지시되지 않는 한 상업적인 물질에 통상적으로 존재할 수 있다. 본원에 설정된 상한 및 하한의 양, 범위 및 비율 한계는 독립적으로 조합될 수 있다고 이해되어야 한다. 유사하게, 본 발명의 각 요소에 대한 범위 및 양은 임의의 다른 요소들에 대한 범위 또는 양과 함께 사용될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시형태와 관련하여 설명되었지만, 본 명세서를 읽으면 당업자에게 이의 다양한 변형이 명백해질 것으로 이해된다. 따라서, 본원에 개시된 본 발명은 첨부된 청구 범위의 범주 내에 속하는 이러한 변형을 포함하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다.

Claims (19)

  1. 하기 구조를 갖는 분산제 중합체를 포함하는 분산제 또는 이의 염:
    화학식 I
    Figure pct00030

    n은 각 분산제 중합체에서 독립적으로 1 또는 2이므로 분산제는 분산제의 블렌드일 수 있으며, 여기서 때로는 n이 1이고 때로는 n이 2이고 m은 상기 분산제 분자에서 n과 같다, 따라서 n이 1이면, m은 1이고 n이 2이면, m은 2이고;
    R1은 독립적으로 CN, NO2, Cl, Br, CH3, NH2 또는 OH이며, 여기서 a는 0 내지 4이고;
    R2는 H 또는 C1-50 선택적으로 치환된 하이드로카르빌 또는 C1-50 선택적으로 치환된 하이드로카르보닐기이고;
    상기 식에서 T는 -C(O)-CH(R4)CH2 또는 C1-5 하이드로카르빌 사슬이고;
    G가 C1-50 하이드로카르빌인 경우, T는 -C(O)-CH(R4)CH2이고;
    G가 마이클(Michael) 부가 반응에서 질소와 반응한 아크릴레이트의 잔기이거나 개환 에폭시 중합에 의해 개방된 에폭사이드일 경우, T는 C1-5 하이드로카르빌 사슬이고;
    R4는 H 또는 Me, 바람직하게는 H이고;
    G는 에테르, 에스테르, 알데히드, 케톤, 아미드, 알코올 또는 카르복실산기로 표시되는, O 또는 N과 같은 헤테로원자로 선택적으로 치환된 C1-50 하이드로카르빌기, 또는 선택적으로 치환된 알킬 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드의 잔기(명명된 반응종의 화학 반응의 예상된 반응 및/또는 중합 생성물), 또는 하기 화학식의 에폭사이드의 개환 생성물이며
    Figure pct00031

    상기 식에서 R6은 각 발생에서 개별적으로 H 또는 CH3 또는 C2H5 또는 하기 기들 중 하나일 수 있고:
    Figure pct00032

    상기 식에서 D는 C1-5 알킬기, CN, OH, NO2, NH2, 할로겐, CO2H, SO3H, CH3 또는 OCH3이며; p는 0 내지 4이고;
    R3은 선형 또는 분지형 C1-50이고 바람직하게는 C1-20 알킬기이고;
    Y는 각 반복 단위에서 독립적으로 C2-4 알킬렌옥시이고;
    Q는 R1로 선택적으로 치환된 하나 이상의 방향족 고리 (최대 3개 또는 4개의 고리)를 포함하는 하이드로카르빌렌기이며, 2개의 방향족 고리가 존재하는 경우 선택적으로 융합되고, 여기서 Q에 부착된 카르복실산기는 Q의 방향족 고리의 탄소 원자에 부착되고;
    여기서 상기 화학식에서 임의의 산의 수소는 금속, 아민 또는 암모늄 양이온으로 대체되어 분산제를 염 형태로 배치할 수 있고; 그리고
    x는 2 내지 90이다.
  2. 제1항에 있어서, Q는 나프탈렌을 포함하고, 보다 바람직하게 Q는 1,2-나프탈렌산 아미드, 2,3-나프탈렌산 아미드 또는 1,8-나프탈렌산 아미드, 또는 이들의 혼합물을 형성하는 나프탈렌을 형성하며, 그리고 더 바람직하게는 Q는 4-니트로-1,8-나프탈릭 아미드 또는 3-니트로-1,8-나프탈릭 아미드(하나의 R1 = NO2인 경우), 4-클로로-1,8-나프탈릭 아미드(하나의 R1=Cl인 경우) 기의 군으로부터 선택된 나프탈릭 아미드의 부분이 되는, 분산제.
  3. 제1항에 있어서, Q는 비페닐을 포함하는, 분산제.
  4. 제1항에 있어서, Q는 페닐을 포함하는, 분산제.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서:
    단계 (1): (메트)아크릴레이트 또는 작용화된 (메트)아크릴레이트와 같은 마이클 수용체를 폴리에테르 아민과 같은 친핵성 중합체 사슬의 질소 원자와 반응시켜 폴리에테르 작용화된 2차 아민을 형성하되, 상기 (메트)아크릴레이트 또는 작용화된 (메트)아크릴레이트는 하기를 포함할 수 있는 단계:
    Figure pct00033

    Figure pct00034

    상기 식에서 상기 변수는 이전에 정의된 바와 같고;
    상기 식에서 U는 O 또는 NH이고;
    x1은 1 내지 50, 더 바람직하게는 1 내지 20임; 및
    단계 (2): 상기 폴리에테르 작용화된 2차 아민을 2,3-나프탈산 무수물과 같은 방향족 이산(di-acid) 또는 이의 무수물과 반응시켜 상기 방향족 산과 상기 폴리에테르 사이에 3차 아미드 연결기를 형성하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 수득되고/수득 가능한, 분산제.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 단계는 약 0℃ 내지 150℃, 더 바람직하게는 약 30℃ 내지 80℃의 온도에서 수행되며, 상기 3차 아미드를 형성하기 위한 반응의 제2 단계는 약 0℃ 내지 120℃, 및 더 우선적으로는 약 30℃ 내지 80℃의 온도에서 수행되는, 분산제.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서:
    단계 (1): MPEG 아크릴레이트와 같은 불포화 아크릴레이트 작용기를 갖는 (메트)아크릴레이트 또는 작용화된 (메트)아크릴레이트 단량체를 친핵성 지방족 아민과 반응시켜 MPEG 작용화된 2차 아민을 형성하는 단계; 및
    단계 (2): 단계 (1)의 상기 MPEG 작용화된 2차 아민을 2,3-나프탈산 무수물과 같은 방향족 이산 또는 사산(tetra-acid) 또는 이의 무수물과 반응시켜 상기 이산 또는 이의 무수물의 산기들 중 하나로부터 3차 아미드 연결을 형성하고, 상기 MPEG를 상기 방향족 이산 이제는 산/아미드와 연결하는 단계를 포함하며, 마이클 반응인 상기 제1 단계는 약 0℃ 내지 150℃, 더 바람직하게는 약 30℃ 내지 80℃의 온도에서 수행될 수 있고; 3차 아미드를 형성하기 위한 반응의 상기 제2 단계는 아미드화를 위해 약 0℃ 내지 120℃ 및 더 바람직하게는 약 30℃ 내지 80℃의 온도에서 수행되는, 방법에 의해 수득될 수 있고/수득 가능한, 분산제.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서:
    단계 (1): 하이드록시에틸 아크릴레이트 (선택적으로 에톡실화되거나 하이드록실기로부터 에스테르 중합을 가짐)와 같은 하이드록실 아크릴레이트를 친핵성 지방족 아민과 반응시켜 지방족 2차 아민을 형성하는 단계;
    단계 (2): 상기 지방족 2차 아민을 방향족 이산 또는 사산(tetra-acid) 또는 이의 무수물과 반응시켜 3차 아미드를 형성하는 단계; 및
    단계 (3): 상기 지방족 2차 아미드의 상기 하이드록실을 에폭사이드 또는 환형 에스테르와 선택적으로 반응시키되, 상기 환형 에스테르는 선택적으로 카프로락톤이고/이거나 상기 에폭사이드 또는 환형 에스테르를 중합시켜 중합체성 폴리에테르 사슬 또는 폴리에스테르 사슬을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 단계, 즉 마이클 반응은 약 0℃ 내지 150℃, 더 바람직하게는 약 30℃ 내지 80℃의 온도에서 수행될 수 있으며; 상기 3차 아미드를 형성하기 위한 반응의 제2 단계는 약 0℃ 내지 120℃, 더 바람직하게는 약 30℃ 내지 80의 온도에서 수행되며, 그리고 상기 에폭사이드 또는 환형 에스테르를 중합하는 상기 제3 단계는 약 100℃ 내지 200℃의 온도에서 수행되는, 방법에 의해 수득되고/수득 가능한, 분산제.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산제는:
    화학식 IIa
    Figure pct00035

    화학식 IIb
    Figure pct00036

    화학식 IIc
    Figure pct00037

    여기서, 상기 식에서 임의의 산의 수소는 금속, 아민 또는 암모늄 양이온으로 대체되어 상기 분산제를 염의 형태로 배치할 수 있으며, U는 O 또는 NH이고 Z는 -OH, -N(R7)2 (여기서, R7은 각 발생에서 개별적으로 C1-5 알킬기임), C3-6 사이클로알킬기, 탄소 및 산소 및/또는 질소의 5, 6 또는 7 원자 헤테로사이클; 또는 CO2H, SO3H, OPO3H2와 같은 산기임,
    에 의한 것인, 분산제 또는 이의 염.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산제는:
    화학식 IIIa
    Figure pct00038

    상기 식에서 D는 C1-5 알킬기, CN, OH, NO2, NH2, 할로겐, CO2H, SO3H, CH3 또는 OCH3이며; 그리고 p는 0 내지 4임;
    화학식 IIIb
    Figure pct00039

    여기서 상기 화학식에서 임의의 산의 수소는 금속, 아민 또는 암모늄 양이온으로 대체되어 분산제를 염 형태로 배치할 수 있으며 U는 O 또는 NH임,
    에 의한 것인, 분산제 또는 이의 염.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산제는:
    화학식 IVa
    Figure pct00040

    화학식 IVb
    Figure pct00041

    여기서 상기 화학식에서 임의의 산의 수소는 금속, 아민 또는 암모늄 양이온으로 대체되어 분산제를 염 형태로 배치할 수 있으며 x1은 1 내지 20임,
    에 의한 것인, 분산제 또는 이의 염.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산제는:
    화학식 V
    Figure pct00042

    상기 식에서, R6은 H 또는 R2, 선택적으로 치환된 벤젠 고리, R3-CO2H 기, 선택적으로 치환된 벤젠 고리에 대한 에테르 연결, 또는 선택적으로 치환된 나프탈렌에 대한 에테르 연결일 수 있으며; 그리고
    여기서 상기 화학식에서 임의의 산의 수소는 금속, 아민 또는 암모늄 양이온으로 대체되어 분산제를 염 형태로 배치할 수 있음,
    에 의한 것인, 분산제 또는 이의 염.
  13. 입자상 고체 (통상적으로 안료 또는 충전제), 수성 매질 또는 극성 유기 용매 매질, 및 적어도 갖는 중합체 사슬을 포함하며, 상기 중합체는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 중합체로 표시되는, 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 매질은 수성 매질을 포함하는, 조성물.
  15. 제13항에 있어서, 상기 매질은 극성 유기 매질을 포함하는, 조성물.
  16. 제13항, 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 조성물은 밀베이스(millbase), 페인트 또는 잉크인, 조성물.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자상 고체는 안료 또는 충전제인, 조성물.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제를 더 포함하는, 조성물.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산제는 상기 총 조성물 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 79.6 중량%, 또는 0.5 중량% 내지 30 중량%, 또는 1 중량% 내지 25 중량%의 범위의 양으로 존재하는, 조성물.
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CN113004713A (zh) * 2021-01-28 2021-06-22 江西三越新材料有限公司 一种酞菁蓝防浮色分散剂的生产方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2696736B1 (fr) 1992-10-12 1994-12-30 Chryso Fluidifiants pour suspensions aqueuses de particules minérales et pâtes de liant hydraulique.
US5688312A (en) 1996-03-29 1997-11-18 Xerox Corporation Ink compositions
US6440207B1 (en) 2000-03-03 2002-08-27 Bayer Corporation Method for preparing organic pigments
US20090142526A1 (en) 2006-05-25 2009-06-04 Sun Chemical Corp Polymeric dispersants
EP2514744A1 (en) * 2006-09-07 2012-10-24 Lubrizol Limited Novel compounds and compositions thereof
US7923474B2 (en) 2007-02-27 2011-04-12 Ppg Industries Ohio, Inc. Amine dispersants, organic dispersions and related coating compositions
CN104411740B (zh) 2012-05-02 2017-07-11 路博润高级材料公司 芳族分散剂组合物
ES2777938T3 (es) 2013-08-29 2020-08-06 Lubrizol Advanced Materials Inc Composición de dispersante aromático no fusionado
JP6600306B2 (ja) * 2013-11-01 2019-10-30 ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ， インコーポレイテッド 複数の芳香族イミドアンカー基を有する分散剤
WO2015065829A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Dispersants with multiple aromatic imide anchor groups
US10113031B2 (en) * 2013-11-01 2018-10-30 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Aromatic dispersant composition
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