KR20220033053A - 상승작용적 조성물 - Google Patents

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레네 나겔스디크
쥘피아 뷔네
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헤리베르트 홀트캄프
크리스토프 페를린덴
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Abstract

본 발명은 유기 개질된 실리케이트, 및 적어도 1개의 비-1차 아민 기 및 적어도 3개의 히드록실 기를 가지며, 상기 히드록실 기 중 적어도 2개는 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖고, 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖는 상기 적어도 2개의 히드록실 기는 적어도 6개의 탄소 원자에 의해 분리되고, 유기 화합물의 적어도 일부의 히드록실 기는 2차 히드록실 기인 유기 화합물을 포함하는 조성물을 다룬다.

Description

상승작용적 조성물
본 발명은 유기 개질된 실리케이트 및 유기 화합물을 포함하는 조성물, 조성물의 제조 방법 및 비수성 액체 조성물의 레올로지를 제어하기 위한 조성물의 용도에 관한 것이다.
코팅 물질, 접착제, 실란트, 및 성형 화합물, 뿐만 아니라 비수성 기재 석유-드릴링 유체 등의 분야에서, 주로 점도를 조정함으로써, 이러한 액체 시스템의 레올로지 특성을 맞춤화하는 것이 필요하다. 이는 결합제, 용매 및 안료 및/또는 충전제의 농도의 선택에 의해 수행될 수 있다. 종종, 이들 액체에 소위 레올로지 첨가제의 첨가가 요구된다. 이들 첨가제의 효과는 시스템의 레올로지 특성, 예컨대 점도 및 점탄성 특성을 조정하는데 있다. 그렇게 함으로써, 시스템 특성은 통상적으로 새그 내성(sag resistance), 개선된 저장 안정성(고체 입자의 감소된 침강으로 인함), 또는 종종 "증점"으로 지칭되는 점도의 일반적 증가와 관련하여 개선된다.
비수성 시스템을 위한 전형적인 레올로지 첨가제는, 유기 증점제 예컨대 아미드 또는 우레아 기재 증점제 이외에도, 무기 증점제 예컨대, 예를 들어 층상 실리케이트를 포함한다. 층상 실리케이트 중에서, 점토 물질이 종종 증점제로서 사용된다; 이들 중에서, 유기 개질된 점토 물질(또한 유기점토로서 공지됨)이 관련 기술분야에서 사용된다. 유기점토는 유기 용매 또는 유기 코팅 시스템, 예컨대 페인트 및 바니시를 위한 증점제로서, 또한 복합체에서 널리 사용된다. 시스템에서 안료 및 충전제의 탈혼합 및 침강을 방지함으로써 유기 시스템의 저장 안정성을 개선시키는 것 이외에도, 추가의 목적은 액체 유기 시스템의 새그 내성을 증가시키는 것이다. 통상적으로, 유기점토는 천연 또는 합성 점토로부터 제조되며, 이는 전형적으로 점토와 개질제, 예를 들어 보다 높은 알킬 함유 암모늄 화합물의 반응 생성물을 나타내어, 친수성 점토를 소수성으로 만든다. 이는 유기 물질과의 개선된 상용성을 유도한다. 레올로지 첨가제로서의 이러한 개질된 점토의 사용은 예를 들어 WO 97/17398 및 US 6,036,765에 기재되어 있다. 유기 개질된 실리카는 통상적으로 실리카를 유기 화합물, 예컨대 유기알콕시실란, 헥사메틸디실라잔, 클로로실란, 카르복실산 등으로 처리함으로써 제조된다. 유기점토와 마찬가지로, 실리카의 유기 처리는 유기 물질과의 개선된 상용성을 유발한다.
이들 레올로지 첨가제는 다수의 요건을 준수할 필요가 있다. 이들은 적용 시스템에서 개선된 레올로지 활성 뿐만 아니라, 적용-관련 제제에서의 폭넓은 상용성을 나타내야 한다. 개선된 레올로지 첨가제를 제공할 지속적인 필요성이 여전히 존재한다. 개선된 레올로지 첨가제를 사용하는 것은 다양한 비수성 제제에서 매우 신뢰성 있고 증가된 증점 효과를 유도해야 한다.
따라서, 본 발명의 특별한 목적은 수많은 적용 시스템에서 사용가능한, 우수한 유효성의 고품질 레올로지 제어제를 제공하는 것이다. 보다 특히, 현저한 새그-방지 거동을 초래하는 레올로지 제어제를 찾고자 한다. 특히, 적용된 액체 조성물(예컨대 코팅, 겔코트, 접착제 또는 실란트)의 높은 층 두께는 새깅 없이 생성되어야 한다.
놀랍게도, 이들 목적은 i) 유기 개질된 실리케이트, 및 ii) 적어도 1개의 비-1차 아민 기 및 적어도 3개의 히드록실 기를 가지며, 상기 히드록실 기 중 적어도 2개는 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖고, 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖는 상기 적어도 2개의 히드록실 기는 적어도 6개의 탄소 원자에 의해 분리되고, 유기 화합물의 적어도 일부의 히드록실 기는 2차 히드록실 기인 유기 화합물을 포함하는 조성물에 의해 달성될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 유기 개질된 실리케이트 및 유기 화합물을 포함하는 조성물은 개선된 레올로지 거동을 유도할 뿐만 아니라, 예상외로 이들 두 성분 사이의 상승작용이 나타나고, 이는 새그-방지 거동의 관점에서 훨씬 더 우수한 결과를 유도하였다.
일반적으로, 유기 개질된 실리케이트는 유기 개질된 점토, 유기 개질된 실리카 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 유기 개질된 실리케이트는 유기 개질된 점토이다.
적합하게는, 조성물은 적어도 2종의 상이한 유형의 점토의 혼합물을 포함한다. 적합한 예는 호르마이트 점토(예를 들어 세피올라이트, 팔리고르스카이트) 및 스멕타이트 점토의 혼합물이다. 가장 적합한 것은 세피올라이트 점토 및 스멕타이트 점토의 혼합물이다. 세피올라이트 및 팔리고르스카이트 둘 다는 이들이 SiO4 사면체의 연속 2차원 시트를 함유하지만 이들이 연속 팔면체 시트가 결여된 다른 층 실리케이트와 상이하기 때문에 필로실리케이트에 포함된다. 세피올라이트 및 팔리고르스카이트는 바늘 형상 구조를 나타내는 반면, 스멕타이트 점토는 소판 형상 구조를 나타낸다. 2종의 언급된 호르마이트 점토 중에서, 세피올라이트가 본 발명에 사용하기에 바람직하다. 스멕타이트는 바람직하게는 헥토라이트, 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 베이델라이트, 사포나이트, 스티븐사이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 천연 또는 합성 점토 광물이다. 스멕타이트의 특히 바람직한 선택은 헥토라이트, 몬모릴로나이트, 및 사포나이트이다.
일반적으로, 성분 i)은 탄화수소 쇄 당 적어도 10개의 탄소 원자를 갖는 암모늄 기에 연결된 하나 이상의 탄화수소 쇄를 갖는 유기 암모늄 염으로 개질된 실리케이트이다. 적합하게는, 암모늄 기에 연결된 탄화수소 쇄는 적어도 14개, 보다 적합하게는 적어도 16개의 탄소 원자를 갖는다.
바람직하게는, 유기 암모늄 염은 4차 암모늄 염이다. 광물 점토 혼합물을 처리하는데 사용되는 4차 암모늄 염은 전형적으로 1 내지 30개의 탄소 원자의 동일하거나 상이한 직쇄 및/또는 분지쇄 포화 및/또는 불포화 알킬 기를 함유하는 알킬 및/또는 아릴알킬 4차 암모늄 염을 포함하고 음이온은 클로라이드, 브로마이드, 메틸술페이트, 니트레이트, 히드록시드, 아세테이트, 포스페이트 및 그의 혼합물, 바람직하게는 클로라이드, 브로마이드 및 메틸술페이트로 이루어진 군으로부터 선택된다. 4차 암모늄 염의 바람직한 선택은 디메틸 디(수소화 탈로우) 암모늄 클로라이드, 메틸벤질 디(수소화 탈로우) 암모늄 클로라이드, 디메틸벤질 수소화 탈로우 암모늄 클로라이드, 디메틸 수소화 탈로우-2-에틸헥실암모늄 메틸술페이트 및 바람직한 선택 중 적어도 2종의 혼합물이다. 수소화 탈로우 기를 포함하는 4차 암모늄 염 대신에, 식물성 또는 합성 공급원으로부터 유래된 유사한 생성물이 사용될 수 있다. 광물 점토 혼합물은 전형적으로 혼합물 100 g당 5 내지 150 meq., 바람직하게는 5 내지 80 meq.의 4차 암모늄 염으로 처리된다. 유기점토가 고온 드릴링 유체에 사용되는 경우에, 보다 바람직한 범위는 혼합물 100 g당 5 내지 50 meq., 및 보다 더 최적의 10 내지 35 meq.의 4차 암모늄 염이다. 많은 다른 요변성 적용을 위해, 점토 혼합물 100 g당 약 25 내지 80 meq., 및 바람직하게는 35 내지 65 meq. 범위의 4차 암모늄 염이 사용된다.
또 다른 실시양태에서, 광물 점토 혼합물을 처리하는데 사용되는 4차 암모늄 염은 4차 암모늄 기가 에스테르 결합을 통해 적어도 1개의 히드로카르빌 기에 부착되어 있는 소위 에스테르쿼트 4차 암모늄 염을 포함한다. 점토당 에스테르쿼트의 반대이온(음이온) 및 에스테르쿼트의 양에 대해, 알킬 4차 암모늄 염으로 처리된 점토 혼합물에 대해 상기 언급된 바와 동일한 것이 적용된다. 이들 종류의 유기점토의 예는 US 5718841 A 및 EP 798267 B1에서 찾아볼 수 있다.
적합하게는, 조성물은 성분 i) 및 ii)의 중량에 대해 계산하여, 50 내지 97 중량%, 보다 적합하게는 60 내지 95 중량% 및 가장 적합하게는 65 내지 92 중량%의 유기 개질된 실리케이트 i)을 포함한다.
바람직하게는, 유기 화합물 ii) 중 1차 아민 기의 비율은 아민 기의 총량의 0.0 내지 8.0 mol-%의 범위이다. 보다 바람직하게는, 유기 화합물 ii) 중 1차 아민 기의 비율은 아민 기의 총량의 0.0 내지 5.0 mol-%의 범위 및 가장 바람직하게는 0.0 내지 2.0 mol-%의 범위이다. 한 실시양태에서, 유기 화합물 ii)는 1차 아민 기를 함유하지 않는다. 1차 아민 기의 비율은 피리딘 중 2.5 N 아세틸 아세톤 용액을 사용한 전위차 적정에 의해 결정되고; 과량의 아세틸 아세톤은 에탄올 중 0.5 N KOH를 사용한 적정에 의해 결정된다.
일반적으로, 유기 화합물 ii)는 적어도 2개의 에폭시드 기를 갖는 적어도 1개의 화합물과 적어도 1개의 히드록실 기를 갖는 1차 또는 2차 아민의 반응 생성물이다. 적합하게는, 아민은 적어도 1개의 히드록실 기를 갖는 1차 아민 또는 적어도 2개의 히드록실 기를 갖는 2차 아민, 뿐만 아니라 그의 혼합물이다. 일부 실시양태에서, 적어도 2개의 에폭시드 기를 갖는 화합물은 히드록실 기를 함유하지 않는 아민과 추가로 반응할 수 있다.
옥시란 고리에 1개의 CH2 기를 갖는 에폭시드와 1차 또는 2차 아민의 반응은 일반적으로 옥시란 고리의 개환을 통해 1차 및 2차 히드록실 기의 혼합물을 유도한다. 이 방법은 1차 아민 기의 2차 아민 기로의 전환 및 2차 아민 기의 3차 아민 기로의 전환을 유도하고, 동시에 히드록실 기를 형성한다. 따라서, 적어도 2개의 에폭시드 기를 갖는 화합물을 아민과 반응시키는 것은 적어도 2개의 새로운 히드록실 기, 플러스 추가의 히드록실 기의 형성을 유발하고, 아민 및/또는 적어도 2개의 에폭시드 기를 갖는 화합물은 사전에 가질 수 있다. 또한, 적어도 2개의 에폭시드 기를 갖는 화합물 및 아민 기의 반응은 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖는 히드록실 기를 유도한다. 1차 아민 기의 적어도 일부를 적어도 2개의 에폭시드 기를 갖는 두 화합물의 2개의 에폭시드 기와 반응시켜 각각 보다 고분자량의 화합물을 생성하는 것이 바람직하다.
유기 화합물 ii)의 합성은 일반적으로 유기 개질된 실리케이트 i)의 존재 하에 수행될 수 있다. 합성은 배치 또는 세미배치 반응기에서 수행될 수 있지만, 합성은 압출기 반응기 또는 혼련기에서 수행되는 것이 바람직하다.
일반적으로, 에피클로로히드린을 디올과 반응시켜 에폭시드 수지를 수득한다. 바람직하게는, 디올은 시클릭 또는 선형 디올, 보다 바람직하게는 방향족 디올이다. 에폭시드 수지의 제조에 적합한 디올을 하기에 열거한다.
유기 화합물 ii)는 바람직하게는 유기 개질된 실리케이트 i)의 중량에 대해 계산하여, 5 내지 100 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 양으로 존재한다. 보다 바람직하게는, 유기 화합물 ii)는 유기 개질된 실리케이트 i)의 중량에 대해 계산하여, 12 내지 40 중량%의 양으로 존재한다. 보다 더 바람직하게는, 유기 화합물 ii)는 유기 개질된 실리케이트 i)의 중량에 대해 계산하여, 15 내지 30 중량%의 양으로 존재한다.
적합하게는, 유기 화합물은 적어도 2개의 비-1차 아민 기 및 적어도 4개의 히드록실 기를 갖는다. 이들 히드록실 기 중, 적어도 2개의 히드록실 기는 베타 위치에 아미노 기를 갖는다. 바람직하게는, 유기 화합물은 적어도 2개의 비-1차 아민 기 및 적어도 6개의 히드록실 기를 갖는다. 보다 바람직하게는, 유기 화합물은 적어도 3개의 비-1차 아민 기 및 적어도 6개의 히드록실 기를 갖는다. 보다 더 바람직하게는, 유기 화합물은 적어도 4개의 비-1차 아민 기 및 적어도 8개의 히드록실 기를 갖는다. 가장 바람직하게는, 유기 화합물은 적어도 4개의 비-1차 아민 기 및 적어도 10개의 히드록실 기를 갖는다.
또한, 유기 화합물의 적어도 3개의 히드록실 기가 베타 위치에 아미노 기를 갖는 것이 바람직하다. 유기 화합물의 적어도 4개의 히드록실 기가 베타 위치에 아미노 기를 갖는 것이 보다 바람직하다. 유기 화합물의 적어도 6개의 히드록실 기가 베타 위치에 아미노 기를 갖는 것이 보다 더 바람직하다. 유기 화합물의 적어도 8개의 히드록실 기가 베타 위치에 아미노 기를 갖는 것이 가장 바람직하다.
본 발명에 따르면, 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖는 상기 적어도 2개의 히드록실 기는 적어도 6개의 탄소 원자에 의해 분리된다. 일반적으로, 탄소 이외의 다른 원소가 또한 적어도 2개의 히드록실 기 사이에 존재할 수 있다. 이들 추가의 원자 유형은 탄소 원자의 수에 영향을 미치지 않는다.
바람직하게는, 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖는 적어도 2개의 히드록실 기는 적어도 8개의 탄소 원자, 보다 적합하게는 적어도 10개의 탄소 원자에 의해 분리된다. 바람직하게는, 유기 화합물의 히드록실 기 중 적어도 2개는 2차 히드록실 기이다. 보다 바람직하게는, 유기 화합물의 히드록실 기 중 적어도 4개는 2차 히드록실 기이다. 가장 바람직하게는, 유기 화합물의 히드록실 기 중 적어도 5개는 2차 히드록실 기이다.
일반적으로, 유기 화합물 ii)는 10 내지 120 mg KOH/g 범위의 아민가를 갖는다. 바람직하게는, 유기 화합물 ii)의 아민가는 15 내지 100 mg KOH/g 범위, 보다 바람직하게는 20 내지 95 mg KOH/g 범위 및 가장 바람직하게는 25 내지 90 mg KOH/g 범위이다. 아민가는 물질 1 g의 아민 함량에 상응하는 mg 단위의 KOH 양이다. 아민가는 아세트산 중 0.1 N 과염소산을 사용한 전위차 적정에 의해 DIN 16945에 따라 결정되었다. 아민가는 사용되거나 적정에 의해 결정된 원료를 기준으로 하여 계산될 수 있다.
조성물의 유기 화합물 ii)는 일반적으로 350 내지 25000 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 가질 수 있다. 바람직하게는, 유기 화합물 ii)의 수 평균 분자량은 500 내지 20000 g/mol 범위, 보다 바람직하게는 800 내지 17000 g/mol 범위 및 가장 바람직하게는 1200 내지 15000 g/mol 범위이다. 수 및 중량 평균 분자량은 DIN 55672 파트 2(2016년)에 따라 겔 투과 크로마토그래피(용리액: 디메틸아세트아미드 중 브로민화리튬(함량 5 g/l)의 용액, 표준: 폴리메틸메타크릴레이트, 칼럼 온도: 50 ℃)에 의해 결정될 수 있다. 수 평균 분자량은 또한 계산에 의해 결정될 수 있다. 추가로, 1000 g/mol 이하의 소분자에 대한 수 평균 분자량은 질량 분광분석법 또는 핵 자기 공명 분광분석법과 같은 다른 방법에 의해 결정될 수 있다. 다분산도 D는 중량 평균 분자량 Mw를 수 평균 분자량 Mn으로 나눔으로써 계산된다.
또한, 본 발명은 유기 개질된 실리케이트 i)의 레올로지 유효성을 증가시켜 증진된 증점 효과를 유도하기 위한 유기 화합물 ii)의 용도에 관한 것이다.
적합하게는, 조성물은 23 ℃ 및 100 kPa에서 고체이다. 다른 실시양태에서, 조성물은 23 ℃ 및 100 kPa에서 액체이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 비수성 액체 조성물에 관한 것이다. 용어 "액체 조성물"은 23 ℃ 및 100 kPa에서 액체인 조성물, 즉 적어도 2종의 물질의 것을 나타낸다. 본 발명 내에서, 용어 액체는 그의 점도와 무관하게 임의의 액체 매질을 지칭한다. 액체는 따라서 매우 저점성 매질 뿐만 아니라 고점성 매질, 예컨대 페이스트 물질을 포함한다. 적합한 비수성 액체 조성물의 예는 코팅 조성물, 플라스틱 제제, 안료 페이스트, 중합체 제제, 실란트 제제, 화장품 제제, 홈케어 또는 산업용 케어 제제(퍼퓸 및 향료 제제 포함), 세라믹 제제, 바닥재 제제, 접착제 제제, 가스 및 오일 생산에 사용하기 위한 액체 제제, 전기 부품 및 회로의 제조를 위한 조성물, 에너지 저장 매질에 사용하기 위한 액체 제제, 세정제, 포팅 화합물, 건축 물질 제제, 윤활제, 충전 화합물, 왁스 에멀젼, 금속 작업 유체, 금속-가공 제품, 분무제 형태의 액체 조성물, 소위 침착 보조제(예를 들어, 식물 보호제에 사용하기 위한 또는 드리프트 감소의 일반적 목적을 위한), 잉크, 및 그의 혼합물이다.
본 발명에 따른 조성물이 사용될 수 있는 추가의 액체 조성물은 용매-기재 또는 용매-무함유 페인트(예컨대 해양 및 보호 코팅, 자동차 코팅, 일반 산업 코팅, 캔 및 코일 코팅, 분말 코팅), 인쇄 잉크 및 잉크 및 래커, 예를 들어 플라스틱의 바니싱을 위한 래커, 와이어 에나멜, 바닥 코팅, 식료품 및 종자를 코팅하기 위한 코팅 조성물, 및 컬러 필터, 예를 들어 평판 디스플레이 예컨대 액정 디스플레이에 사용되는 소위 컬러 레지스트이다. 적용 래커 분야는 또한 일반적으로 매우 높은 고체 비율 및 적은 액체 성분 비율을 갖는 페이스트상 물질, 예를 들어 소위 안료 페이스트 또는 또한 효과 안료, 예를 들어 금속 효과 안료, 예컨대, 예를 들어 알루미늄 안료, 은 안료, 황동 안료, 아연 안료, 구리 안료, 청동 안료 예컨대 금 청동, 내화-염색 청동 또는 산화철 알루미늄 안료를 기재로 하는 페이스트를 포함한다. 효과 안료는 또한, 예를 들어, 간섭 안료 또는 진주광택 안료 예컨대, 예를 들어, 금속 산화물 운모 안료, 피쉬은, 산화비스무트 클로라이드 또는 염기성 탄산납을 포함한다.
플라스틱 제제는 플라스틱 물질을 제조하기 위한 액체 또는 비-액체 출발 물질일 수 있으며, 이는 바람직하게는 화학적 가교 공정("경화")에 의해 듀로머로 전환된다.
화장품 제제는 소위 개인 관리 또는 건강 관리 부문에서 사용되는 다양한 액체 조성물, 예를 들어 로션, 크림, 페이스트 예컨대, 예를 들어, 치약, 폼 예컨대, 예를 들어, 쉐이빙 폼, 겔 예컨대, 예를 들어, 쉐이빙 겔, 샤워 겔 또는 겔 제제 중의 활성 성분, 헤어 샴푸, 액체 비누, 네일 바니시, 립스틱 및 헤어 염료일 수 있다. 소위 왁스 에멀젼은 바람직하게는 유기 매질 중 실온에서 미립자 형태의 고체 왁스의 분산액이다. 건축 물질 제제는 건축 부문에서 사용되고 경화 후에 고체화되는 액체 또는 페이스트-유사 물질일 수 있다. 금속 작업 유체는 일반적으로 절단 액체, 드릴링 유체(예컨대 금속 가공에 사용됨), 또는 단조 유체 또는 윤활제일 수 있다. 잠재적 다른 영역은 이형제(예를 들어, 알루미늄 다이 캐스팅 및 주조 적용), 주조 세척제(주조 코팅) 및 금속의 표면 처리를 위한 액체이다.
윤활제는 윤활에 사용되는, 즉, 마찰 및 마모를 감소시킬 뿐만 아니라, 전력, 냉각, 진동 감쇠, 밀봉 작용 및 부식 보호를 제공하는 역할을 하는 수단이다. 세정제는, 예를 들어 홈케어 또는 산업용 케어 영역에서 광범위한 물체를 세정하는데 사용될 수 있다. 이들은 불순물, 잔류물 및 부착물의 제거를 초래하거나 보조한다. 세정제는 또한 세제(주로 텍스타일, 그의 전구체, 가죽 및 접시를 세정하기 위한 것) 및 개인 관리 제품을 포함한다. 퍼퓸 및 다른 향료(액체 원료로서 또는 캡슐화된 형태로), 예를 들어 퍼퓸 겔을 함유하는 제제는 또한 이러한 적용 영역에 속한다.
접착제는 가공 조건 하에 액체이고 표면 접착 및 내부 강도에 의해 부품을 접합할 수 있는 모든 접착제 물질일 수 있다. 실란트(코크 포함)는 가공 조건 하에 액체이고 바람직하게는 유체, 기체 또는 입자(예를 들어, 분진)의 통과, 뿐만 아니라 물질의 표면, 접합부 또는 개구를 통한 소리 및/또는 온도의 전달을 차단하기 위해 기계적 밀봉으로서 작용할 수 있는 모든 물질일 수 있다.
가스 및 오일 생산에 사용되는 액체 제제는 침착물을 개발하고 활용하는데 사용되는 제제이다. 드릴링 유체 또는 "드릴링 머드"는 바람직한 예이다. 또 다른 적용 예는 수압 파쇄 공정을 제조하거나 수행하는데 사용되는 액체이다.
본 발명의 비수성 액체 조성물은 통상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 첨가제의 예는 블로킹방지제, 안정화제, 항산화제, 안료, 습윤제, 분산제, 유화제, 추가의 레올로지 첨가제, UV 흡수제, 자유-라디칼 스캐빈저, 슬립 첨가제, 탈포제, 접착 촉진제, 레벨링제, 왁스, 나노입자, 필름-형성 보조제, 및 난연제이다. 바람직한 첨가제는 본 발명의 조성물과 상이한 습윤제, 분산제 및/또는 유화제 및 레올로지 첨가제이다.
일반적으로, 비수성 액체 조성물은 물을 본질적으로 함유하지 않는다. 이는 비수성 액체 조성물의 총 중량에 대해 계산하여, 적합하게는 0.0 내지 15.0 중량% 미만, 바람직하게는 10.0 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.0 내지 7.0 중량%의 물을 포함하는 조성물을 나타낸다. 보다 바람직하게는, 비수성 액체 조성물은 5.0 중량% 미만의 물을 포함한다. 예를 들어, 비수성 액체 조성물은 비수성 액체 조성물의 총 중량에 대해 계산하여, 3.0 중량% 미만 또는 1.0 중량% 미만의 물을 포함한다.
비수성 액체 조성물은 적합하게는 유기 수지를 추가로 포함할 수 있다. 유기 수지는 유기 화합물 ii)와 상이하다. 그 밖에도, 유기 수지는 선행 기술에 공지된 것들 중 임의의 것, 바람직하게는 경화 공정 동안 가교되는 것들일 수 있다. 가교는 중부가, 중축합, 또는 중합 반응에 의해 일어날 수 있다. 바람직한 경화 공정은 라디칼 또는 이온성 중합 반응 및 중부가 반응으로부터 선택된다. 다른 실시양태에서, 비수성 액체 조성물은 유기 수지를 포함하지 않는다. 바람직하게는, 비수성 액체 조성물은 에폭시 수지, 이소시아네이트 시스템, 실릴 개질된 중합체 및 불포화 폴리에스테르 수지의 군으로부터 선택된, 유기 수지를 포함한다. 특히 바람직한 것은 1 팩 및 2 팩 이소시아네이트 시스템 뿐만 아니라 1 팩 및 2 팩 에폭시 수지이다. 그 중에서도, 1 및 2 팩 에폭시 수지가 매우 바람직하다.
통상적으로 사용되는 에폭시 수지는 반응성 페놀, 알콜, 산 및/또는 아민을 에피클로로히드린과 반응시킴으로써 형성된다. 대안적으로, 에폭시 수지는 올레핀계 이중 결합을 포함하는 화합물의 에폭시화 반응에 의해 제조될 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 사용되는 에폭시 수지는 글리시딜 에테르, 예컨대 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 수소화 비스페놀 F 디글리시딜 에테르, 비스페놀 A 및/또는 비스페놀 F 및/또는 수소화 비스페놀 A 및/또는 수소화 비스페놀 F를 기재로 하는 올리고머 및 중합체 디글리시딜에테르, 에폭시드 노볼락, 에폭시드 o-크레졸 노볼락, 에폭시화 폴리부타디엔, 에폭시화 식물성 오일(예컨대 에폭시화 대두 오일 또는 아마인 오일), 적어도 1개의 에폭시 기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 (공)중합체(예컨대 글리시딜메타크릴레이트), 1,3-프로판-, 1,4-부탄- 또는 1,6-헥산-디글리시딜 에테르 및 폴리알킬렌옥시드 글리시딜 에테르; 글리시딜 에스테르, 예컨대 헥사히드로프탈산 디글리시딜 에스테르; 글리시딜 아민, 예컨대 디글리시딜 아닐린 또는 테트라글리시딜메틸렌 디아닐린; 시클로지방족 에폭시드, 예컨대 3,4-에폭시시클로헥실-에폭시에탄 또는 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시-시클로헥산 카르복실레이트; 및 글리시딜 이소시아누레이트, 예컨대 트리스글리시딜 이소시아누레이트로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명의 액체 조성물에 사용될 수 있는 추가의 에폭시 수지는 예를 들어 EP 2 085 426 A1, EP 1 141 071 A1, US 5212261 A, US 3391113 A, 또는 US 4623701에 기재되어 있다. 에폭시 수지의 바람직한 예는 비스페놀 A, 비스페놀 F, 또는 시클로지방족 디올 및 에피클로로히드린을 기재로 하고, 300 내지 5000 g/mol의 분자량을 갖는 것이고; 따라서, 액체 뿐만 아니라 고체 에폭시 수지가 바람직한 실시양태에서 사용될 수 있다. 에폭시 수지는 또한, 예를 들어, OH 기와 카르복실산(예컨대 지방산)의 에스테르화에 의해 화학적으로 개질될 수 있다. 바람직하게는 베이킹 에나멜로서 사용하기 위해, 에폭시 수지는 또한 다른 종류의 수지 예컨대 페놀계, 멜라민, 우레아 및 벤조구아나민 수지와 조합될 수 있다. 이들 에폭시 수지의 가교는 통상적으로 아민 기 또는 산 무수물 기를 함유하는 경화제에 의해, 임의로 경화 촉진제(촉매)의 존재 하에 수행된다.
에폭시 수지가 1 팩 또는 2 팩 용액으로서 전달될 수 있다는 것은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다: 2 팩 시스템은 에폭시 수지 및 경화제가 실제 적용 가공 단계 동안 혼합될 2종의 개별 화합물로서 공급된다는 사실을 특징으로 한다. 대조적으로, 1 팩 시스템은 수지 및 경화제 둘 다를 1 성분 전달 형태로 포함한다. 후자의 경우에, 수지와 경화제 사이의 조기 반응은 조합된 공급 형태 내의 반응성 기를 화학적으로 가역적으로 보호함으로써 방지된다.
에폭시드 경화제는 전형적으로 이관능성 또는 다관능성 화합물 또는 중합체이며, 그의 관능기는 옥시란 기와 반응하는 경향이 있다. 바람직하게는, 본 발명에 적합한 에폭시드 경화제는 디아민 및 폴리아민(바람직하게는 지방족 및 시클로지방족 및 방향족 디아민 및 폴리아민), 아민 관능성 헤테로사이클(예컨대 아미노알킬피페라진), 페날카민, 및 폴리아미드 예컨대 폴리아미노아미드(바람직하게는 올리고머화 지방산)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 1 팩 에폭시 시스템의 경우에, 적합한 경화제는 바람직하게는 케티민, 카르복실산, 탄산, 우레이도아민, 디시안디아미드 및 그의 유도체, 말단 아실-에틸렌우레아 기를 함유하는 화합물, 뿐만 아니라 폴리아크릴레이트 관능성 수지와 반응된 아민의 부가 생성물(아자-마이클(Aza-Michael) 부가물)로부터 선택될 수 있다. 디아민, 폴리아민 및 폴리아미드 뿐만 아니라 그의 조합이 특히 바람직하다. 에폭시드 경화제로서 디아민 및 폴리아민이 보다 더 바람직하다.
특히 바람직한 디아민 및 폴리아민은 지방족 디아민 및 지방족 폴리아민, 예컨대 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라민 또는 3,3',5-트리메틸헥사메틸렌 디아민; 시클로지방족 아민, 예컨대 1,2-시클로헥실 디아민, 이소포론 디아민 및 그의 이성질체 혼합물 또는 m-크실릴렌 디아민; 방향족 아민, 예컨대 메틸렌 디아닐린 또는 4,4-디아미노 디페닐 술폰; 개질된 아민, 예컨대 만니히(Mannich) 염기(예를 들어 디에틸렌 트리아민-페놀-만니히 염기)의 군으로부터 선택될 수 있다. 폴리아미드 유형의 특히 바람직한 경화제는 폴리아미노아미드 및 디시안 디아미드이다. 열경화성 에폭시 수지에 사용되는 시클릭 카르복실산 무수물 유형 경화제의 전형적인 대표예는, 예를 들어 프탈산 무수물 또는 헥사히드로프탈산 무수물이다.
이소시아네이트 시스템은 이소시아네이트 기의 참여 하에, 바람직하게는 우레탄 결합을 형성함으로써, 뿐만 아니라 우레아 결합을 형성함으로써 경화되는 것이다. 따라서, 이들 시스템에서, 폴리이소시아네이트 화합물은, 임의로 경화 촉매의 존재 하에, 폴리히드록시 또는 폴리아미노 관능성 물질을 경화시키는데 사용된다. 더욱이, 가교는 또한 이소시아네이트 기의 서로 간의 반응 하에 진행될 수 있다. 바람직하게는, 이소시아네이트 시스템은 1 팩 또는 2 팩 폴리올/폴리이소시아네이트-기재 시스템이다. 2 팩 이소시아네이트 시스템의 경우에, 반응성 혼합물로서, 폴리올 및 폴리이소시아네이트는 시스템의 베이스를 형성한다. 에폭시 수지에 대해 기재된 바와 같이, 1 팩 이소시아네이트 시스템은 반응성 기가 블로킹된 1 성분 전달 형태로 수지 및 경화제 둘 다를 포함한다.
적합한 폴리올은 원칙적으로 적어도 2개의 히드록실 기를 포함하는 모든 폴리히드록시-관능성 화합물이다. 특히 적합한 폴리올은 폴리에스테르 폴리올, 폴리(메트)아크릴레이트 폴리올 및 폴리에테르 폴리올이지만, 분자 균일성을 갖는 단량체성 폴리올이 또한 사용될 수 있다. 폴리에스테르 폴리올은 폴리카르복실산 및 그의 반응성 유도체 예컨대 그의 무수물 및 할라이드와 과량의, 바람직하게는 단량체성 폴리올의 반응에 의해 수득될 수 있다. 단량체성 폴리올의 예는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부탄디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 등이다. 사용되는 디카르복실산은 빈번하게는 아디프산 및 수소화 프탈산을 비롯한 프탈산, 및 또한 그의 무수물이다. 그러나, 폴리에스테르 폴리올은 또한 락톤과 바람직하게는 단량체성 폴리올의 개환 중합에 의해 수득가능하다. 적합한 락톤의 예는 부티로락톤, 카프로락톤, 및 발레로락톤이다. 폴리에테르 폴리올은 바람직하게는 알킬렌 옥시드, 바람직하게는 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드와 바람직하게는 단량체성 폴리올의 부가 반응에 의해 수득된다. 폴리(메트)아크릴레이트 폴리올은 바람직하게는 히드록시관능성 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드와 추가의 에틸렌계-불포화 단량체의 공중합에 의해 수득된다. 본 발명의 목적상, 원칙적으로 상기 언급된 방법을 통해 수득가능한 모든 폴리올을 사용하는 것이 또한 가능하다.
적합한 폴리이소시아네이트는 원칙적으로 2개 이상의 이소시아네이트 기를 갖는 모든 종이다. 원칙적으로, 폴리이소시아네이트를 방향족 폴리이소시아네이트, 보다 특히 방향족 디이소시아네이트 예컨대, 예를 들어 2,4- 및 2,6-톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 1,5-나프틸렌디이소시아네이트, 1,3- 및 1,4-페닐렌-디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디메틸메탄디이소시아네이트, 4,4'-디페닐에탄디이소시아네이트, 또는 2,2'-, 2,4'- 및 4,4'-디페닐-메탄디이소시아네이트(MDI) 또는 다른 디- 및 테트라알킬-디페닐메탄디이소시아네이트; 시클로지방족 폴리이소시아네이트, 보다 특히 시클로지방족 디이소시아네이트 예컨대, 예를 들어, 2,2'-, 2,4'- 및 4,4'-디시클로헥실-메탄디이소시아네이트(H12MDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 시클로헥산 1,4-디이소시아네이트, 또는 2,4- 및 2,6-메틸시클로헥실디이소시아네이트(HTDI); 아르지방족 폴리이소시아네이트, 보다 특히 아르지방족 디이소시아네이트 예컨대, 예를 들어 크실릴렌-디이소시아네이트(XDI), 비스이소시아네이토에틸 프탈레이트, 또는 m- 및 p-테트라메틸크실릴렌디이소시아네이트(TMXDI); 및 지방족 폴리이소시아네이트, 보다 특히 지방족 디이소시아네이트 예컨대, 예를 들어, 헥사메틸렌-디이소시아네이트(HDI), 에틸렌디이소시아네이트, 테트라-메틸렌디이소시아네이트, 도데칸 1,12-디이소시아네이트, 이량체 지방산 디이소시아네이트, 테트라메톡시부탄 1,4-디이소시아네이트 또는 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸-헥사메틸렌디이소시아네이트(TMDI)로 세분하는 것이 가능하다. 상기 언급된 군의 폴리이소시아네이트는 또한 할로겐-함유 예컨대 염소-, 브로민- 또는 플루오린-함유, 또는 인-함유일 수 있다. 이러한 폴리이소시아네이트의 예는 4,4'-디이소시아네이토-페닐퍼플루오로에탄, 1-클로로메틸페닐-2,4-디이소시아네이트, 1-브로모메틸페닐-2,6-디이소시아네이트 또는 3,3-비스클로로메틸-에테르-4,4'-디페닐디이소시아네이트이다. 그러나, 폴리- 및 디이소시아네이트의 보다 고분자량의 올리고머 또는 중합체, 또는 상기 언급된 군 중 하나 이상으로부터의 폴리이소시아네이트의 혼합물을 사용하는 것이 또한 가능하다.
1 팩 이소시아네이트 시스템의 경우에, 적합한 경화제는 바람직하게는 블로킹된 이소시아네이트, 바람직하게는 H 산성 화합물에 의해 블로킹된 것으로부터 선택될 수 있다. 블로킹된 이소시아네이트의 바람직한 예는 디알킬 말로네이트, 3,5-디메틸피라졸, 부탄 옥심(메틸에틸케톡심), 카프로락탐, 페놀 및 다른 알코올을 기재로 하는 것들 뿐만 아니라 2차 아민을 기재로 하는 것들이다. 1 팩 이소시아네이트 시스템을 달성하기 위한 또 다른 접근법은 이소시아네이트 관능성 예비중합체를 제조하기 위해 과량의 이소시아네이트가 사용되는 것이다.
불포화 폴리에스테르 수지는 탄소-탄소 이중 결합의 라디칼 연쇄 반응을 통해 경화되는 수지 시스템이다. 이들은 전형적으로 1개 이상의 에틸렌계 불포화 기, 바람직하게는 비닐, 치환된 비닐, 알릴, (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴아미드 기가 결합되어 있는 불포화 방향족 화합물과 같은 단량체를 포함한다. 불포화 폴리에스테르 수지는 선행 기술에 공지된 것들 중 임의의 것일 수 있다; 불포화 폴리에스테르 수지는 또한 비닐 에스테르 수지(바람직하게는 에폭시 수지와 불포화 모노카르복실산의 반응에 의해 수득가능함)를 포함한다. 적합한 예는 디엔 예컨대 디시클로펜타디엔(DCPD 수지)의 폴리에스테르 뿐만 아니라 주요량의 올레핀계 불포화, 바람직하게는 100개의 에스테르 기당 10 내지 75개의 올레핀계 기를 갖는 디카르복실산 및 디올의 폴리에스테르이다. 전형적인 디올은 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜이다. 전형적인 불포화 산은 말레산, 푸마르산, 이타콘산 및 프탈산을 포함하며, 이는 또한 이들 산의 무수물, 에스테르 또는 할라이드로부터 출발하여 폴리에스테르 수지에 혼입될 수 있다. 불포화 폴리에스테르 수지의 경화는 바람직하게는 스티렌 및 치환된 스티렌(예컨대 알파-메틸스티렌), 알릴 벤젠, (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드 및 올레핀계 화합물로부터 선택된 단량체의 존재 하에 수행된다. 임의로, 이들 시스템은 가교제, 예컨대 디(메트)아크릴레이트, 디(메트)아크릴아미드, 디비닐벤젠, 트리(메트)아크릴레이트, 테트라(메트)아크릴레이트 등을 추가로 포함한다.
불포화 폴리에스테르 수지 시스템은 바람직하게는 개시제(예컨대 퍼옥시드 또는 아조개시제)의 존재 하에, 임의로 촉진제 예컨대 3차 아민 또는 코발트 화합물(예를 들어, 코발트 옥토에이트 또는 나프테네이트)의 존재 하에 경화될 수 있다. 경화 공정은 주위 온도에서 또는 승온에서, 임의로 압력을 시스템에 적용함으로써, 예컨대 금형 내에서 개시될 수 있다. 또한, 폴리(메트)아크릴레이트가 상기 언급된 단량체 및 가교제 중에 용해된 다음 라디칼 공정을 통해 경화되는 소위 아크릴레이트 수지 시스템("시럽" 시스템)은 불포화 폴리에스테르 시스템의 군에 속한다.
실릴 개질된 중합체(SMP, 때때로 또한 "실릴 말단 중합체" 또는 STP로서 지칭됨)는 알콕시실릴 기를 포함하는 예비중합체이다. 종종, 이들 예비중합체의 백본은 폴리에테르 또는 폴리에스테르를 포함한다. 알콕시실릴 기는 중합체 분자의 말단 위치 또는 측면 위치, 또는 둘 다의 조합에 있을 수 있다. 수분에 노출되는 경우에, 알콕시실릴 기는 Si-O-Si 기를 형성하는 축합 반응을 겪어 이들 예비중합체의 경화를 유도한다. SMP의 배경은 예를 들어 문헌 [S. M. Guillaume, "Advances in the synthesis of silyl-modified polymers" (Polym. Chem. 2018, 9, 1911)], [M. Roessing, B. Brugger, "Flexible design for adhesives and sealants" (adhesion ADHESIVES& SEALANTS 2/2012, 2)]에, 문헌 [M. Roessing, "Novel binders for sealants and adhesives, based on silane-modified polymers with lateral silane groups" (PU MAGAZINE, Vol. 9, No. 4-AUGUST/SEPTEMBER 2012, 248)]에 및 문헌 [M. Roessing, B. Brugger, "New polymers with a flexible backbone" (adhesion ADHESIVES& SEALANTS 2/2011, 10)]에 기재되어 있다.
비수성 액체 조성물은 적합하게는, 성분 i), ii) 및 iii)의 중량의 합계에 대해 계산하여,
0.10 내지 17.00 중량%의 유기 개질된 실리케이트 i)
0.01 내지 17.00 중량%의 유기 화합물 ii)
66.00 내지 99.89 중량%의 결합제 iii)
을 포함할 수 있다. 결합제 iii)은 사용된 수지, 뿐만 아니라 수지와 공유 결합을 형성할 수 있는 모든 성분, 예컨대 경화제 및 반응성 희석제를 포함한다.
바람직하게는, 비수성 액체 조성물은, 성분 i), ii) 및 iii)의 중량의 합계에 대해 계산하여,
0.20 내지 14.00 중량%의 유기 개질된 실리케이트 i)
0.01 내지 14.00 중량%의 유기 화합물 ii)
72.00 내지 99.79 중량%의 결합제 iii)
을 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 비수성 액체 조성물은, 성분 i), ii) 및 iii)의 중량의 합계에 대해 계산하여,
0.30 내지 12.00 중량%의 유기 개질된 실리케이트 i)
0.01 내지 12.00 중량%의 유기 화합물 ii)
76.00 내지 99.69 중량%의 결합제 iii)
을 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 비수성 액체 조성물은 액체 탄화수소 또는 탄화수소의 액체 혼합물을 포함한다. 탄화수소 또는 탄화수소의 액체 혼합물을 포함하는 비수성 액체 조성물은 예를 들어 드릴링 머드로서 사용될 수 있다.
조성물은 바람직하게는 비수성 액체 조성물의 레올로지를 제어하기 위해 사용된다. 상기 비수성 액체 조성물의 레올로지를 제어하는 것은 의도된 용도에 따른 점도 또는 점탄성 특성의 변화를 의미한다. 일반적으로, 조성물은 비수성 액체 조성물의 점도를 증가시키기 위해 사용되고, 이는 증점 효과 및 새그 방지 거동의 증가로 이어진다.
추가의 실시양태에서, 본 발명은 또한 유기 개질된 실리케이트를 제공하는 단계, 적어도 1개의 비-1차 아민 기 및 적어도 3개의 히드록실 기를 가지며, 상기 히드록실 기 중 적어도 2개는 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖고, 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖는 상기 적어도 2개의 히드록실 기는 적어도 6개의 탄소 원자에 의해 분리되고, 유기 화합물의 적어도 일부의 히드록실 기는 2차 히드록실 기인 유기 화합물을 제공하는 단계, 및 성분 i) 및 ii)를 혼합하는 단계를 포함하는, 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 혼합은 조성물을 조합하고 조합된 화합물에 전단력을 가하는 것이다. 성분을 혼합하는 단계는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 공지된 현재의 방법에 따라 실행될 수 있다. 이는 특히 수동 또는 전기 수단에 의한 혼합을 포함할 수 있다. 적합하게는, 혼합 단계는 압출기에서 수행된다.
한 실시양태에서, 비개질 실리케이트는 그의 개질제(예를 들어, 상기 기재된 바와 같은 4차 알킬암모늄 화합물) 및 유기 화합물 ii)로 동시에 처리된다. 다른 실시양태에서, 비개질 실리케이트는 물 또는 수성 액체 중에 현탁된 점토이고, 개질제 및 유기 화합물 ii) 둘 다가 현탁액에 첨가된다.
유기 개질된 실리케이트 i)은 적합하게는 고체이다. 유기 화합물 ii)는 일반적으로 고체 또는 액체일 수 있다. 유기 화합물 ii)는 그 자체로 액체이거나 또는 적절한 유기 용매 중에 용해될 수 있다. 유기 개질된 실리케이트 i) 및 유기 화합물 ii)는 적합하게는 비수성 액체 조성물에 동시에 또는 후속적으로 첨가될 수 있다. 한 바람직한 실시양태에서, 유기 개질된 실리케이트 i) 및 유기 화합물 ii)는 비수성 액체 조성물에의 그의 첨가 전에 혼합된다. 혼합 공정은 최신 기술에 공지된 임의의 혼합 장비, 예컨대 모든 종류의 밀 또는 압출기에 의해 제공될 수 있다. 다른 실시양태에서, 유기 화합물 ii)는 유기 화합물 ii)와 유기 개질된 실리케이트 i)의 혼합물 전에, 유기 개질된 실리케이트 i)와 상이한 흡착제와 예비혼합될 수 있다.
또한, 본 발명은 물품을 코팅하기 위한 비수성 액체 조성물의 용도에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 물품을 제공하는 단계 및 비수성 액체 조성물을 물품에 적용하는 단계를 포함하는 물품을 코팅하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 비수성 액체 조성물로 코팅된 물품에 관한 것이다.
본 발명은 실시예를 참조로 하여 하기에 추가로 예시된다. 각각의 반응 조건, 예를 들어 반응 온도, 반응 시간 및 투입 속도의 선택은 통상의 기술자에게 공지되어 있고, 실시예에서 보다 상세히 예시된다.
유기 화합물의 제조
표 1: 원료
Figure pct00001
유기 화합물의 합성
유리제품 반응기에서의 반응은 KPG 교반기, 질소 유입구, 환류 응축기 및 열센서를 갖는 표준 4구 둥근 바닥 플라스크에서 수행하였다.
고체 중합체 물질의 분쇄를 밀링 장치로서 써모믹스(Thermomix) TM5(보르베르크 도이칠란트 스티프퉁 운트 코. 카게(Vorwerk Deutschland Stiftung & Co. KG))를 사용하여 수행하였다.
실시예 S1
94.00 g의 부틸글리콜 및 29.10 g(0.2402 mol)의 TRIS를 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2 스트림 하에 140 ℃까지 가열하였다. 76.90 g(0.2003 mol)의 에피코트 828을 120분 내에 적가하였다. 교반을 140 ℃에서 6시간 동안 계속하였다. 생성물은 담황색의 투명하고 점성인 것이었다. GPC: Mn = 7292 g/mol; D = 2.12; 아민가 = 68.1 mg KOH/g.
실시예 S2
100.00 g의 다우아놀 DPM 및 74.11 g(0.1930 mol)의 에피코트 828을 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2 스트림 하에 100 ℃까지 가열하였다. 16.54 g(0.1544 mol)의 벤질아민을 적가하고 125 ℃까지 가열하였다. 2시간 후, 9.35 g(0.0772 mol)의 TRIS를 첨가하고 6시간 동안 교반하였다. 생성물은 담황색, 투명 액체였다. GPC: Mn = 6018 g/mol; D = 2.04; 아민가 = 64.2 mg KOH/g.
실시예 S3
94.00 g의 다우아놀 DPM 및 69.08 g(0.1799 mol)의 에피코트 828을 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2 스트림 하에 100 ℃까지 가열하였다. 19.50 g(0.0720 mol)의 올레일아민을 20분 내에 적가하고 125 ℃까지 가열하였다. 2시간 후, 17.44 g(0.1440 mol)의 TRIS를 첨가하고 6시간 동안 교반하였다. 생성물은 담황색의 투명하고 점성인 것이었다. GPC: Mn = 7374 g/mol; D = 2.11; 아민가 = 60.9 mg KOH/g.
실시예 S4
94.00 g의 다우아놀 DPM을 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2 스트림 하에 100 ℃까지 가열하면서 93.38 g(0.0869 mol)의 에피코트 1001을 첨가하였다. 12.62 g(0.1042 mol)의 TRIS를 첨가하고 125 ℃에서 6시간 동안 교반을 계속하였다. 생성물은 담황색의 투명하고 점성인 것이었다. GPC: Mn = 8606 g/mol; D = 2.23; 아민가 = 29.4 mg KOH/g.
실시예 S5
94.00 g의 다우아놀 DPM을 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2 스트림 하에 125 ℃까지 가열하면서 91.14 g(0.0848 mol)의 에피코트 1001을 첨가하였다. 4.60 g (0.0170 mol)의 올레일아민을 첨가하고 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 10.26 g(0.0847 mol)의 TRIS를 첨가하고 교반을 6시간 동안 계속하였다. 생성물은 담황색의 투명하고 점성인 것이었다. GPC: Mn = 8761 g/mol; D = 2.30; 아민가 = 28.8 mg KOH/g.
실시예 S6
94.00 g의 다우아놀 DPM 및 76.90 g(0.2003 mol)의 에피코트 828을 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2 분위기 하에 100 ℃까지 가열하였다. 29.10 g(0.2402 mol)의 TRIS를 첨가하고 125 ℃에서 6시간 동안 교반을 계속하였다. 생성물은 담황색의 투명하고 점성인 것이었다. GPC: Mn = 7868 g/mol; D = 2.02; 아민가 = 67.9 mg KOH/g.
실시예 S7
94.00 g의 다우아놀 DPM 및 78.48 g(0.2044 mol)의 에피코트 828을 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2 스트림 하에 100 ℃까지 가열하였다. 27.52 g(0.2272 mol)의 TRIS를 첨가하고 125 ℃에서 6시간 동안 교반을 계속하였다. 생성물은 담황색의 투명하고 점성인 것이었다. GPC: Mn = 11056 g/mol; D = 2.30; 아민가 = 64.5 mg KOH/g.
실시예 S8
78.94 g의 다우아놀 DPM 및 89.02 g(0.2318 mol)의 에피코트 828을 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2 스트림 하에 125 ℃까지 가열하였다. 15.06 g의 다우아놀 DPM에 용해된 16.98 g(0.2780 mol)의 에탄올아민을 45분 내에 적가하였다. 교반을 125 ℃에서 6시간 동안 계속하였다. 생성물은 갈황색의 투명하고 점성인 것이었다. GPC: Mn = 7941 g/mol; D = 2.39; 아민가 = 77.1 mg KOH/g.
실시예 S9
88.47 g의 다우아놀 DPM 및 78.32 g(0.2040 mol)의 에피코트 828을 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2 스트림 하에 125 ℃까지 가열하였다. 5.53 g의 다우아놀 DPM에 용해된 6.24 g(0.1022 mol)의 에탄올아민을 적가하고 2시간 동안 교반하였다. 21.44 g(0.2039 mol)의 디에탄올아민을 첨가하고 6시간 동안 교반하였다. 생성물은 담황색의 투명하고 점성인 것이었다. GPC: Mn = 1786 g/mol; D = 1.76; 아민가 = 87.0 mg KOH/g.
실시예 S10
84.33 g의 다우아놀 DPM 및 85.70 g(0.2232 mol)의 에피코트 828을 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2의 스트림 하에 125 ℃까지 가열하였다. 9.67 g의 다우아놀 DPM에 용해된 10.90 g(0.1785 mol)의 에탄올아민을 적가하고 2시간 동안 교반하였다. 9.40 g(0.0894 mol)의 디에탄올아민을 첨가하고 혼합물을 6시간 동안 교반하였다. 생성물은 담황색의 투명하고 점성인 것이었다. GPC: Mn = 3966 g/mol; D = 2.40; 아민가 = 75.8 mg KOH/g.
실시예 S11
3523.6 g(3.278 mol)의 에피코트 1001 및 476.4 g(3.933 mol)의 TRIS를 동일한 입자 크기로 분쇄하고 압출기(킨하임 엑스퍼트(Kinheim Expert) 16pc, 프리즘(Prism))에 220 ℃, 100 rpm에서 13.5 g/분으로 공급하였다. 그 후, 생성물을 수준 10에서 20초 동안 분쇄하였다(써모믹스 TM5). 생성물은 담황색 분말이었다(GPC: Mn = 7508 g/mol; D = 2.45). GPC: Mn = 8963 g/mol; D = 2.50; 아민가 = 56.3 mg KOH/g.
실시예 S12
94.00 g의 다우아놀 DPM 및 78.85 g(0.1875 mol)의 에포넥스 수지 1510을 23 ℃에서 교반 및 N2 스트림 하에 유리제품 반응기에 넣었다. 27.25 g(0.2249 mol)의 TRIS를 첨가하고 혼합물을 125 ℃까지 가열하였다. 교반을 140 ℃에서 6시간 동안 계속하였다. 생성물은 담황색, 투명 액체였다(GPC: Mn = 3786 g/mol; D = 1.90). GPC: Mn = 3786 g/mol; D = 1.90; 아민가 = 62.1 mg KOH/g.
실시예 S13
28.20 g의 다우아놀 DPM을 유리제품 반응기에 넣고 교반 및 N2 스트림 하에 100 ℃까지 가열하였다. 온도가 40 ℃에 도달할 때까지 가열 동안 31.80 g의 반응 생성물 S11을 조금씩 첨가하였다. 100 ℃에서, 교반을 1시간 동안 계속하고 후속적으로, 혼합물을 150 ℃까지 30분 동안 가열하였다. 생성물은 담황색의 혼탁하고 점성인 것이었다.
적용 시스템에서의 유기 화합물의 평가
표 2: 원료
Figure pct00002
시험 시스템: 용매계 에폭시 수지
표 3의 제제를 사용하여 용매계 에폭시 수지의 제조를 수행하였다. 표 3에 기재된 바와 같은 성분 A의 제조 후, 이 성분 100 g을 150 ml 유리 병에 충전하였다. 이를 실온(23 ℃)으로 냉각시킨 후, OMS의 양에 대해 계산된 각각의 액체 유기 화합물(S1 내지 S10, S12 내지 S13)의 활성 물질 20 %를 4 cm 직경 톱니형 플레이트를 사용하여, 1000 rpm에서 2분 동안 디스퍼매트(Dispermat) CV(파. 게츠만(Fa. Getzmann))와 함께 교반 하에 제제에 혼입하였다. 실시예 S11의 고체 유기 화합물의 경우에, 화합물의 활성 물질 20 %를 표 3에서 하기와 같이 결정된, 성분 A의 제조의 분쇄 조건(50 ℃, 8500 rpm, 4 cm 직경 톱니형 플레이트) 하에 30분 동안 제제에 OMS와 동시에 혼입하였다. 그 후, 샘플을 실온에서 24시간 동안 저장하였다. 적용 직전에, 성분 B를 첨가하고 스패튤라로 교반하였다. 새그 내성 시험을 위해, 샘플을 50-500 및 550-1000 μm 습윤 필름 두께로 계단 모양 닥터 블레이드 모델 421/S(에릭센 게엠베하 운트 코 카게(Erichsen GmbH & Co KG))로 적용하였다. 적용을 50 mm/s의 적용 속도로 자동 어플리케이터 바이코-드라이브(byko-drive) XL(BYK-가드너 게엠베하(BYK-Gardner GmbH))을 사용하여 콘트라스트 카드 2801(BYK-가드너 게엠베하) 상에서 수행하였다. 적용 직후, 드로우 다운을 건조될 때까지 실온에서 수직으로 매달았다. 건조 후, 새그 내성을 시각적으로 평가하였다. 따라서, 건조 후에 드로우 다운의 명확한 분리, 러너 없음 및 또한 적용된 필름 두께 사이에 벌지 빌딩 없음을 나타내는 습윤 필름 두께를 선택하였다.
표 3: 용매계 에폭시 수지
Figure pct00003
Figure pct00004
표 4: 결과
Figure pct00005
놀랍게도, 본 발명의 적용 실시예는 OMS만을 함유하는 본 발명에 따르지 않는 적용 실시예(유기 화합물을 갖지 않는 OMS) 뿐만 아니라 S11 및 S12만을 함유하는 본 발명에 따르지 않는 적용 실시예(각각 OMS를 갖지 않는 유기 화합물 S11, S12)에 비해 매우 개선된 새그 내성을 제공한다는 것이 밝혀졌다. 또한, 본 발명에 따르지 않는 실시예와 그의 본 발명의 대응물(각각 S11 및 S12와 조합된 OMS)을 비교하면, 유기 개질된 실리카 및 각각의 유기 화합물의 조합된 적용에 의해 유발된, 상승작용적 효과가 나타난다.
따라서, 본 발명에 따르지 않는 비교 실시예는 본 발명에 따른 실시예보다 새그 내성에 의해 측정된 더 낮은 레올로지 유효성을 나타내었다. 이들 실시예는 본 발명에 따르지 않는 비교 실시예보다 새그 내성을 개선시키는데 명백히 더 적합하다.

Claims (17)

  1. i) 유기 개질된 실리케이트, 및
    ii) 적어도 1개의 비-1차 아민 기 및 적어도 3개의 히드록실 기를 가지며, 상기 히드록실 기 중 적어도 2개는 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖고, 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖는 상기 적어도 2개의 히드록실 기는 적어도 6개의 탄소 원자에 의해 분리되고, 유기 화합물의 적어도 일부의 히드록실 기는 2차 히드록실 기인 유기 화합물
    을 포함하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 유기 화합물 ii)에서 1차 아민 기의 비율이 아민 기의 총량의 0.0 내지 8.0 mol%의 범위인 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유기 화합물 ii)가 적어도 2개의 에폭시드 기를 갖는 적어도 1개의 화합물 및 적어도 1개의 히드록실 기를 갖는 1차 또는 2차 아민의 반응 생성물인 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 개질된 실리케이트가 유기 개질된 점토인 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 적어도 2종의 상이한 유형의 점토의 혼합물을 포함하는 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 i)이 탄화수소 쇄 당 적어도 10개의 탄소 원자를 갖는 암모늄 기에 연결된 하나 이상의 탄화수소 쇄를 갖는 유기 암모늄 염으로 개질된 실리케이트인 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 유기 암모늄 염이 4차 암모늄 염인 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 화합물 ii)가 유기 개질된 실리케이트의 중량에 대해 계산하여 5 내지 100 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 것인 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 화합물 ii)가 10 내지 120 mg KOH/g 범위의 아민가를 갖는 것인 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 화합물 ii)가 350 내지 25000 g/mol 범위의 수 평균 분자량을 갖는 것인 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 비수성 액체 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 유기 수지를 추가로 포함하는 비수성 액체 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 유기 수지가 에폭시 수지, 이소시아네이트 시스템, 실릴 개질된 중합체 및 불포화 폴리에스테르 수지의 군으로부터 선택되는 것인 비수성 액체 조성물.
  14. 제11항에 있어서, 액체 탄화수소 또는 탄화수소의 액체 혼합물을 포함하는 비수성 액체 조성물.
  15. 비수성 액체 조성물의 레올로지를 제어하기 위한 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
  16. a) 유기 개질된 실리케이트 i)을 제공하는 단계,
    b) 적어도 1개의 비-1차 아민 기 및 적어도 3개의 히드록실 기를 가지며, 상기 히드록실 기 중 적어도 2개는 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖고, 히드록실 기의 베타 위치에 아미노 기를 갖는 상기 적어도 2개의 히드록실 기는 적어도 6개의 탄소 원자에 의해 분리되고, 유기 화합물의 적어도 일부의 히드록실 기는 2차 히드록실 기인 유기 화합물 ii)를 제공하는 단계, 및
    c) 성분 i) 및 ii)를 혼합하는 단계
    를 포함하는, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 제조 방법.
  17. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 비수성 액체 조성물로 코팅된 물품.



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