説明

塗料のための着色剤相溶性合成増粘剤

合成ポリマーは、水溶性または水膨潤性ポリマー主鎖と、重合性環状モノマーを含有するアルキルもしくはアリール化合物か、重合性二重結合(もしくはアルケン)基か、またはそれらの誘導体である疎水成分のブロックである末端基および/または中間基とを有する。疎水成分のブロックは、2単位以上の同一または異なる疎水成分から成る。これらの合成ポリマーはレオロジー改質剤、特にラテックス塗料に用いられる。

【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【0001】
本出願は、2004年1月8日提出の米国仮出願第60/534873号の利点を主張するものである。
発明の分野
本発明は、着色剤相溶性合成増粘剤を用いる塗料組成物に関する。より詳細には、本発明は、オリゴマーの疎水成分である末端基を有する水溶性または水膨潤性ポリマー主鎖を伴う合成増粘剤であって、該疎水成分が、重合性環状モノマー(すなわち、エポキシド、グリシジルエーテル、環状オキシド、オキサゾリン)を含有するアルキルもしくはアリール化合物か、重合性二重結合(すなわち、スチレン、ビニルエーテル、アクリルアミド、アクリレート)か、またはそれらの誘導体である前記増粘剤を、塗料組成物に使用することに関する。
発明の背景
さまざまなタイプの疎水的に改質された水溶性ポリマーを用いてラテックス塗料を増量して、製造、貯蔵および施用中に特定の性能が提供されてきた。これらの性質のなかには、配合の容易性、顔料の沈降防止、施用中の被膜付着(film build)、スパッター耐性(spatter resistance)、少ない垂れ、良好な流れ、および塗料被膜のレベリング性が包含される。これらの水溶性ポリマーは、セルロース、デンプン、ポリデキストラン、グアルゴム、またはそれらのイオン性および非イオン性誘導体(ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル)のような天然源に由来することができる。合成水溶性ポリマーのいくつかの例は、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルスルホネート、ポリエチレンイミン、ポリ(DADMAC)、ポリアミドアゼチジニウムイオン(polyamideazetidinium ion)、ポリビニルピロリドン、ポリアスパラギン酸、ポリアセタールポリエーテル、ポリアルキルエーテル、およびポリアルキルチオエーテルである。水溶性ポリマーの大部分のタイプは、Yale Meltzerによる"Water soluble polymers"(Noyes Data Corporation, Parkridge,ニュージャージー州、米国、1981年)に記載されている。
【0002】
疎水成分の付着は通常、単一のアルキル基か、またはハロゲン化物もしくはエポキシドを持つアルキルフェノールエトキシレートで行われる。米国特許第4426485号、米国特許出願第0045724 A1(2002年)、米国特許第5292828号および米国特許第6337366号のように、疎水成分を一緒に束ねてから付着させる例もある。これらの特許において、疎水成分は、ジイソシアネート、ジエポキシド、エピクロロヒドリン、または第一級アミンなどの接続試薬(connecting reagent)により互いに予備接続される。
発明の概要
本発明は、オリゴマー性疎水成分の末端および/または中間ブロックを共有結合で接続して有する水溶性または水膨潤性合成ポリマー主鎖を含むポリマー組成物であって、該オリゴマー性疎水成分が、i)重合性環状モノマーを含有するアルキルおよびアリール部分、ii)重合性二重結合、ならびにiii)i)およびii)の誘導体からなる群より選択され、ここにおいて、前記ブロックは2単位以上の同一または異なる疎水成分である、前記ポリマー組成物を対象とする。
【0003】
本発明はまた、上記水溶性または水膨潤性合成ポリマー組成物の調製方法であって、
a)水溶性または水膨潤性主鎖ポリマーを触媒作用剤と反応させてポリマー主鎖を活性化し、
b)オリゴマー化する疎水性モノマー(1種以上)を反応塊に加え、そして、
c)反応塊を十分な温度で十分な時間にわたり重合して、オリゴマー化する疎水性モノマー(1種以上)を主鎖に末端基または中間基のいずれかとして付加する、
ことを含む方法を包含する。
【0004】
本発明はまた、(a)上記ポリマー組成物、(b)着色剤、および(c)被膜形成性ラテックスを含む水性保護コーティング組成物であって、該水性保護コーティング組成物の粘度が、着色剤添加に対し従来のレオロジー改質剤を用いる場合と比較して、変化しないままであるかわずかな損失を有する、前記水性保護コーティング組成物に関する。
発明の詳細な説明
水性(waterborne)コーティングにおいて良好な増粘性、レベリング性、および垂れ性を提供し、これらの性質を調和させるために該コーティング配合物においてこれまで必要とされてきた該配合物を調整するための他の添加剤を用いることなく単独で用いることができる、新規クラスの疎水的に改質された水溶性/水分散性ポリマーを見いだした。本発明に従って改質された、手近な用途に必要な程度まで水に溶解するか水に膨潤しうる能力を伴う合成水溶性ポリマー主鎖構造を提供することが、必要なことのすべてであることが見いだされた。新規クラスのレオロジー改質剤は、水溶性または水膨潤性主鎖部分とオリゴマー性疎水成分部分(1以上)とをブロック単位の形で有する疎水的に改質されたポリマーである。オリゴマー性疎水性ブロックは以下の化学的構成(architecture)を有する:
【0005】
【化1】

【0006】
式中:
nは1〜100の整数である。
【0007】
Rは、2個の炭素〜100個の炭素を有するアルキルまたはアリール基である。アルキル基は、飽和もしくは不飽和であるか、環状もしくは非環状であるか、線状もしくは分枝状であるか、またはハロゲン化、すなわち、フッ素化、塩素化もしくは臭素化されていてもよい。アルキルおよびアリール基は、アルキルシロキサン、アルキルエーテル、アリールアルキルエーテル、アルキルアリーレンエーテル、アルキレンエーテル、アルキルチオエーテル、アルキレンチオエーテル、アルキルアミン、ジアルキルアミン、ジアルキルアミンオキシド、トリアルキルアンモニウム、ジアリールアミン、ジアルキルホスフィン、ジアリールホスフィン、ジアルキルホスフィンオキシド、ジアリールホスフィンオキシド、ジアルキルホスフェートなどのように、置換されていてもよい。
【0008】
Aは、−O−、−S−、−CH−、−O−CH−、−S−CH−、−NH−、−NR’−、−NH−CH−、−NR−CH−、−PR’−、−POR’−(式中、R’=1〜12個の炭素)、ポリアルキレンエーテル(Mw=44〜50000)、ポリアルキレンイソシアネート−HEUR(Mw=100〜50000)の接続ジラジカル(diradical)である。
【0009】
Bは、−CH−、−CHO−、CHS−、−CH−NH−、−CR’’H−O−、−CR’’H−S−、−CR’’H−NH−および−CHNR’’−(式中、R’’=1〜12個の炭素)の接続基である。
【0010】
Cは、Aと同じ接続末端であるか、−OH、SH、−NHR’’’、−OR’’’、−SR’’’および−Hと等しい停止末端である。
【0011】
この疎水成分の構成を例示するために、いくつかの具体的化学構造を以下に示す。
構造1
【0012】
【化2】

【0013】
この場合、A=−OCH−、B=−O−CH−、R=−CHO−C17およびC=−OHである。
構造2
【0014】
【化3】

【0015】
この例において、A=−NHCH−、B=−O−CH−、R=−CH2O−C17およびC=OC13である。
構造3
【0016】
【化4】

【0017】
この構造において、A=−OCH−、B=−OCH−、C=−OC13およびR=−OCである。
構造4
【0018】
【化5】

【0019】
この構造において、A=ポリアルキレンオキシド−CH−、B=−O−CH−、C=−OHおよびR=ノニルフェノキシである。
構造5
【0020】
【化6】

【0021】
この構造において、A=−CH−、B=−CH−、C=HおよびR=Ph(Phはフェニル部分であることに留意されたい)である。
構造6
【0022】
【化7】

【0023】
この構造において、A=−CH−、B=−CH−、C=−HおよびR=−O−C17である。
【0024】
これらの疎水成分ブロックは、対応するアルキルグリシジルエーテル(またはチオまたはアミノ)から、塩基または一般に好ましい適切な求核試薬とともに加熱することにより合成することができる。構造1〜4はアルキルグリシジルエーテルの生成物である。適切な失活試薬で制御されたオリゴマー化(control oligomerization)、例えば原子移動重合、リビングラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合および基移動重合は、スチレン、ビニルエーテル、ビニルエステル、アクリル酸エステル、アクリルアミドエステルなどの反応性ビニルモノマーから所望の疎水成分をもたらす。構造5および6は、制御されたラジカルオリゴマー化と適切な末端キャッピングの生成物の例である。
【0025】
疎水成分ブロックは、当業者の選択に応じて、エーテル、エステル、ウレタン、アミド、アミン、イミドまたは尿素を介して水溶性/水分散性ポリマーに接続させることができる。接続は、ジエポキシド、ジイソシアネート、ハロゲン化ジアルキル、ジエステル、または混合反応性基(mix reactive group)を持つ化合物(例えば、エポキシアルキルハライド(epoxyalkylhalide)、アルキルハライドイソシアネート(alkylhalide isocyanate))を介して行うことができる。
【0026】
セルロース誘導体のような反応しうるヒドロキシル基を持つ水溶性/水分散性ポリマーに疎水成分を付着させるために一般に行われている手順は、セルロースのアルカリ誘導体を疎水成分であるハロゲン化物またはエポキシドとともに加熱することによる。このタイプの反応の一例は、疎水的に改質されたヒドロキシエチルセルロース(HMHEC)の合成である。ハロゲン化アルキルまたはアルキルグリシジルエーテルの両方を疎水成分改質剤として用いることができる。したがって、本発明の疎水成分を、エポキシド(エピハロヒドリンを用いて)か、またはハロゲン化試薬、例えばPBrもしくはPClに転化して、反応性疎水成分を形成することが可能である。
【0027】
このタイプの疎水成分を、この疎水成分を持つモノマーを介して付加重合体(ビニルアルコール、アクリルアミド、アクリレート・・・)に組み込むと、より好都合である。例えば、構造4からのこのタイプの疎水成分であるアクリロイルエステルを、アクリル酸およびアクリルアミドとともに重合して、対応する疎水的に改質されたアルカリ可溶性エマルション(HASE)を得ることができる。
【0028】
予め作成した疎水成分を用いて、疎水的に改質されたエチレンオキシドウレタンブロックコポリマー(HEUR)のテレケリックポリウレタンを作成することも好都合である。1個のヒドロキシルまたは2個のヒドロキシル基を含有する疎水成分を、反応性ヒドロキシル末端基を伴うポリエチレンオキシドの混合物に加えた後、そのままジイソシアネートと反応させることができる。しかしながら、HEUR主鎖を作成し、得られたオリゴマーを一般に好ましいアルキルグリシジルエーテルとともに加熱することが、もっとも好都合である。アルキルグリシジルエーテル部分はHEUR主鎖の末端でオリゴマー化して、テレケリックHEURを与える。
【0029】
ポリエチレングリコールとアルキルグリシジルエーテルの混合物を塩基存在下で単に加熱して、疎水的に改質されたPEGを作成することが、もっとも好都合である。ポリマー主鎖を、1個または複数のアルキルジオールまたはアルキルトリオールで予め改質して分枝構造を形成するか、米国特許第5574127号または米国特許第6162877号に記載されているようにアセタールポリエーテルに転化することができる。以下の反応スキームに、このタイプのテレケリックポリマーの合成の容易さを例示する。
スキーム1
【0030】
【化8】

【0031】
本発明は、合成ポリマーである水溶性または水膨潤性主鎖を有する会合的ポリマーである。この主鎖は、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルスルホネート、ポリエチレンイミン、ポリ(DADMAC)、ポリアミドアゼチジニウムイオン、ポリビニルピロリドン、ポリアスパラギン酸、ポリアセタールポリエーテル、ポリアルキルエーテル、およびポリアルキルチオエーテルなどの材料の幅広い選択から誘導することができる。水溶性ポリマーの大部分のタイプは、Yale Meltzerによる"Water soluble polymers"(Noyes Data Corporation, Parkridge,ニュージャージー州、米国、1981年)に記載されている。単独での主鎖は、反応性を示さず、主鎖ポリマーが水溶性または水膨潤性である限り上記合成ポリマーのいずれかであることができる。主鎖は、疎水成分が該主鎖に内部的に接続しているか該主鎖からのペンダントである場合、反応性部位になる。疎水成分は、主鎖上の末端基(テレケリック基としても知られる)であることもできる。主鎖ポリマーは、形状において線状または分枝状または樹状(すなわち、3つの分枝が単一原子、例えば炭素原子に付着している形状)であることができる。疎水性オリゴマー性ブロックが重合性環状モノマーを含有するアルキルおよびアリール部分である場合、疎水性オリゴマー性基のアルキルまたはアリール部における炭素原子の総数は1〜100であることができる。
【0032】
オリゴマー性疎水性ブロック部分は反応性部位である。疎水性部分のブロックは少なくとも2単位、好ましくは少なくとも3単位、より好ましくは少なくとも7単位、より好ましくは10単位を有さなければならない。10を超える単位が疎水性部分に存在していてもよく、単位数は、サイズ、構造、立体障害、および該ブロックに付着している単位に接近して作用する他の化学的または物理的力に基づき、そのような部分の作成の実現可能性および経済性により制限されるに過ぎないことを、理解すべきである。
【0033】
本発明に従って、オリゴマー性疎水成分は、重合性環状モノマーを含有するアルキルもしくはアリール部分か、重合性二重結合か、またはそれらの部分の誘導体であることができる。疎水成分が重合性環状モノマーを含有するアルキル部分である場合、アルキル基は、1〜40個の炭素原子、好ましくは3〜24個の炭素、より好ましくは6〜18個の炭素を有することができる。疎水成分が重合性環状モノマーを含有するアリール部分である場合、アリール基は、6〜40個の炭素原子、好ましくは6〜29個の炭素、より好ましくは7〜15個の炭素を有することができる。重合性環状モノマーの例は、アルキルグリシジルエーテル、アリールグリシジルエーテル、アリールアルキルエポキシド、アルキルオキサゾリン、およびアリールオキサゾリンである。
【0034】
疎水成分が重合性二重結合である場合、それは、アルケンモノマー、例えば、スチレンおよびスチレン性化合物、ビニル化合物、アクリレートおよびその誘導体、ノルボルネンおよびその誘導体、ならびにアルケンおよびその誘導体、アルケニルシロキサンおよびその誘導体、アルケニルシランおよびその誘導体、フッ素化および過フッ素化アルケンであることができる。アルケンの例はエチレン、プロピレン、ブチレンなどである。
【0035】
本発明に従って、ポリマー組成物は、ポリマーの上限が約10000000、好ましくは約1000000、より好ましくは約100000である重量平均分子量(Mw)を有する。ポリマーの重量平均分子量の下限は約400、好ましくは約1000、より好ましくは約4000である。
【0036】
このタイプの疎水的に改質された水溶性ポリマーの用途の一つは塗料配合物である。これらの塗料配合物はラテックスに基づき、例えば、アクリルに基づくか、ビニルアクリルに基づくか、またはスチレンに基づく。本発明のテレケリックポリマーは、さまざまな塗料配合物において均合のとれた性質を提供することが見いだされている。しかしながら、意外なことに、アクリル塗料(SG10M)の場合、得られる塗料は、さまざまな着色剤での着色に対し優れた粘性保持(VRT)も示した。このタイプの性能は、通常の疎水成分ポリマー単独には見られない。
【0037】
ラテックス塗料配合物において、本発明のポリマーは、単独で、または他の従来技術のレオロジー改質剤(または増粘剤)、例えば、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、メチルセルロース(MC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルヒドロキシエチルセルロース(MHEC)、エチルヒドロキシエチルセルロース(EHEC)および疎水的に改質されたヒドロキシエチルセルロース(HMHEC)と組み合わせて、用いることができる。本発明の典型的なラテックス塗料配合物は、アクリルに基づくか、ビニルアクリルに基づくか、またはスチレンに基づく。これらラテックスに基づく塗料は、15〜約80の顔料の体積濃度(PVC)を有する。
【0038】
以下は、疎水的に改質されたテレケリックなPEGおよびポリアセタールエーテルの合成および2種の塗料配合物SG10MおよびUCAR379G(ビニルアクリルに基づく塗料)におけるそれらの性能を示す一連の実施例である。すべての部およびパーセンテージは、特記しない限り重量に基づく。
実施例1
(PEG 20K、16.4%添加レベルのグリシジル2メチルフェニルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置(thermo-watch)および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの20000Mw PEG(0.0015mol)およびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(2.1g、0.06mol、3gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。グリシジル2−メチルフェニルエーテル(5.91g、0.036モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応物を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色粉末ポリマー(33.7g)が得られた。水素核での核磁気共鳴(H NMR)は、12%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は67000cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)TE%=0.11、着色による粘度損失(VLT)=−4KU。UCAR379Gでは、TE%=0.54、VLT=−10KU。
実施例2
(PEG 35K、9.3%添加レベルのグリシジルフェニルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、40gの35000Mw PEG(0.0011mol)およびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(1.54g、0.0275mol、10gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。グリシジルフェニルエーテル(4.12g、0.0275モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応物を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色ポリマー(40.5g)が得られた。H NMRは、8%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は124000cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)。TE%=0.14、着色による粘度損失(VLT)=−6KU。UCAR379Gでは、TE%=0.68、VLT=−13KU。
実施例3
(PEG 35K、10.4%添加レベルのグリシジル2メチルフェニルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの35000Mw PEG(0.0015mol)およびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(1.15g、0.02mol、3gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。グリシジル2−メチルフェニルエーテル(3.38g、0.02モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色粉末ポリマー(31g)が得られた。H NMRは、6.8%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は184000cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)TE%=0.11、着色による粘度損失(VLT)=−12KU。UCAR379Gでは、TE%=0.57、VLT=−11KU。
実施例4
(PEG 20K、14%のグリシジル2メチルフェニルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの20000Mw PEG(0.0015mol)およびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(3.37g、0.06mol、3gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。グリシジル2−メチルフェニルエーテル(4.93g、0.03モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応物を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色粉末ポリマー(33g)が得られた。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は37200cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)TE%=0.12、着色による粘度損失(VLT)=−7KU。UCAR379Gでは、TE%=0.47、VLT=−8KU。
実施例5
(PEG 30K、27%添加レベルのグリシジル2メチルフェニルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの12000Mw PEG(0.0015mol)およびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(1.7g、0.03mol、3gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。グリシジル2−メチルフェニルエーテル(10.9g、0.02モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色粉末ポリマー(35g)が得られた。H NMRは、20%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度はゲルであった。塗料性能:SG10M(標準配合物):塗料に不溶。UCAR379Gでは、TE%=0.57、VLT=−1KU。
実施例6
(PAPE 35K、6.9%添加レベルのブチル−グリシジルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの35000Mw PAPEおよびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(0.95g、0.02mol、1gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。ブチルグリシジルエーテル(2.23g、0.02モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色ポリマー(30g)が得られた。H NMRは、4.7%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液の粘度は>200000cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)。TE%=0.11、着色による粘度損失(VLT)=−30KU。UCAR379Gでは、TE%=0.47、VLT=−35KU。
実施例7
(PEG 20K、16.3%添加レベルのブチル−グリシジルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの20000Mw PEG(0.0015mol)およびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(0.77g、0.015mol、1gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。ブチルグリシジルエーテル(5.86g、0.045モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色ポリマー(31g)が得られた。H NMRは、9.5%の疎水成分が組み込まれたことを示した。塗料性能:SG10M(標準配合物) 塗料に不溶。UCAR379Gでは、TE%=0.40、VLT=3KU。
実施例8
(PEG 35K、8.2%添加レベルのブチル−グリシジルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの35000Mw PEGおよびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(0.77g、0.02mol、1gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。ブチルグリシジルエーテル(2.68g、0.02モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色ポリマー(33g)が得られた。H NMRは、7.3%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は836000cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)。TE%=0.15、着色による粘度損失(VLT)=−21KU。UCAR379Gでは、TE%=0.32、VLT=−37KU。
実施例9
(PEG 35K、6%添加レベルの2−エチルヘキシル−グリシジルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの35000Mw PEGおよびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(0.77g、0.02mol、1gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。2−エチルヘキシルグリシジルエーテル(1.91g、0.02モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色ポリマー(31g)が得られた。H NMRは、5.2%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は>200000cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)。TE%=0.11、着色による粘度損失(VLT)=−24KU。UCAR379Gでは、TE%=0.28、VLT=−30KU。
実施例10
(PEG 10K、16.2%添加レベルのC12グリシジルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの10000Mw PEGおよびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(1.52g、0.04mol、1.5gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。ドデシルグリシジルエーテル(5.81g、0.024モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色ポリマー(31.8g)が得られた。H NMRは、11%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は>400000cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)。該材料はこの塗料に溶解しなかった。UCAR379Gでは、TE%=0.52、VLT=−17KU。
実施例11
(PEG 10K、23%添加レベルのC12グリシジルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの10000Mw PEGおよびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(2.19g、0.04mol、2gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。ドデシルグリシジルエーテル(8.71g、0.04モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色ポリマー(33g)が得られた。H NMRは、11%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は>200000cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)。該材料はこの塗料に溶解しなかった。UCAR379Gでは、TE%=0.52、VLT=−6KU。
実施例12
(PEG 20K、7.2%添加レベルのC12エポキシド)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの20000Mw PEGおよびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(0.67g、0.04mol、1gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。1,2−エポキシドデカン(2.33g、0.012モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色ポリマー(31g)が得られた。H NMRは、6%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は>400000cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)。該材料はこの塗料に溶解しなかった。UCAR379Gでは、TE%=0.38、VLT=−24KU。
実施例13
(PEG 12K、8.4%添加レベルのC12エポキシド)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、30gの12000Mw PEGおよびトルエン(80mL)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(0.84g、0.015mol、1gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。1,2−エポキシドデカン(2.33g、0.012モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色ポリマー(31.2g)が得られた。H NMRは、7.3%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液の粘度は>400000cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)。該材料はこの塗料に溶解しなかった。UCAR379Gでは、TE%=0.49、VLT=−4KU。
実施例14
(PAPE、22%のグリシジル2メチルフェニルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、50gの4000Mw PEG(0.012mol)およびNaOHペレット(3g)の混合物を80℃で1時間加熱した。この温度で、ジブロモ−メタン(1.65g、9.4mmol)を加え、反応混合物を4時間撹拌した。グリシジル2−メチルフェニルエーテル(14.23g、0.09モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(100g)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色粉末ポリマー(50g)が得られた。H NMRは、14.9%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は58800cpsであった。25%ブチルカルビトール中の25%溶液のブルックフィールド粘度は1500cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)。TE%=0.30、着色による粘度損失(VLT)=3KU。
実施例15
(PAPE、16%のグリシジル2メチルフェニルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、40.6gの4000Mw PEG(0.01mol)およびNaOHペレット(1.6g)の混合物を80℃で1時間加熱した。この温度で、ジブロ−モメタン(1.32g、7.5mmol)を加え、反応混合物を4時間撹拌した。グリシジル2−メチルフェニルエーテル(7.22g)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(130g)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色粉末ポリマー(45.5g)が得られた。H NMRは、10.9%の疎水成分が組み込まれたことを示した。このオリゴマーの5%水溶液のブルックフィールド粘度は19000cpsであった。25%ブチルカルビトール中の25%溶液のブルックフィールド粘度は684cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)。TE%=0.25、着色による粘度損失(VLT)=−1KU。UCAR379Gでは、TE%=0.63、VLT=−8KU。
実施例16
(PEG 20K、15%のグリシジル2メチルフェニルエーテル)
冷却器、窒素流入/流出口、機械的撹拌機、熱監視装置および加熱マントルを備えた250mL三口丸底フラスコ中で、20gの20000Mw PEG(0.0015mol)およびトルエン(120g)の混合物を60℃に加熱した。この温度で、KOH(3.4g、0.06mol、3.4gの水中)を加え、反応混合物を1時間撹拌した。グリシジル2−メチルフェニルエーテル(9.12g、0.055モル)を加え、反応温度を110℃で5時間維持した。反応塊を60℃に冷却した後、トルエン(80mL)をさらに加えた。該溶液を300mLのヘキサン中に沈殿させた。濾過し、酢酸エチル(100mL×3X)で洗浄し、真空乾燥した後、白色粉末ポリマー(56g)が得られた。このオリゴマーの5%水溶液の粘度は211600cps(BF LV、S−63、25℃で0.3rpm)であった。塗料性能:SG10M(標準配合物)TE%=0.18、着色による粘度損失(VLT)=−1KU。UCAR379Gでは、TE%=0.61、VLT=−5KU。
【0039】
上記実施例を以下の表1に要約し、市販の増粘剤NLS200の対照と比較する。
【0040】
【表1】

【0041】
MPGE:メチルフェニルグリシジルエーテル
BGE:ブチルグリシジルエーテル
EHGE:エチルヘキシルグリシジルエーテル
C12GE:ドデシルグリシジルエーテル
C12E:1,2エポキシドドデカン
PAPE:ポリアセタールポリエーテル
PEG:ポリエチレングリコール
TE%:増粘効率
注記)KU損失:クレブス(Krebs)単位損失
実施例17
疎水的に改質されたポリウレタン
PEG(40g、Mw=8000)、トルエン(50mL)および4,4’メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(0.9g)およびジブチルスズラウレート(10mg)の混合物を一緒に80℃で16時間加熱した。メチルフェニルグリシジルエーテル(8g)およびNaOH(1g)を混合物に加え、反応物を120℃で2時間維持した。ポリマーをヘキサンに沈殿させた。乾燥後、40gのポリマー生成物が得られた(疎水成分含量=2%、Mw=15000)。
実施例18
疎水的に改質された分枝状PAPE
PEG(40g、4000 Mw)、トリメチロールプロパンエトキシレート(0.4g)およびNaOH(2.4g)の混合物を80℃で1時間維持した。ジブロモメタン(1.8g)およびトルエン(30mL)を混合物に加え、80℃で4時間維持した。メチルフェニルグリシジルエーテル(4.87g)を反応物に加え、温度を1200℃に上昇させた。4時間後、反応を中断した。トルエン(120mL)を加えて反応内容物を希釈した。生成物を、ヘキサン(300mL)に沈殿させることにより単離し、酢酸エチルで洗浄した。乾燥後、ポリマー(46g)が得られた。この材料の5%溶液は22000cpsのブルックフィールド粘度を有していた。SG10Mにおけるこの材料の増粘効率は0.13であった。着色による粘度損失は−23KUであった。
実施例19
疎水的に改質されたジイソシアネート
PEG(60g、Mw=4000)の混合物をイソフェロンジイソシアネート(1.8g)および2滴のジブチルスズラウレートとともに80℃で6時間加熱し;その後、NaOH(1g)を加えた。1時間後、メチルフェニルグリシジルエーテル(6g)を加えた。混合物を120℃で4時間加熱した。ポリマーが得られた。
【0042】
2個以上のヒドロキシル反応性基を持つカップリング試薬の添加により上記工程のジ−ヒドロキシテレケリック生成物をさらに反応させてその分子量を増加させると、複数の疎水性部分を有する線状または分枝状ポリマーを作成することができる。典型的には、用いられる二官能性、三官能性または四官能性化合物は、ジハロゲン化物、ジエポキシド、ジ−ウレタン、トリ−ハロゲン化物、トリエポキシド、トリ−イソシアネートである。二官能性カップリング分子は線状生成物をもたらし、多官能性カップリング分子は分枝状または樹状生成物をもたらす。各タイプの生成物は具体的な必要性に関し利点を与えることができる。
実施例20
ジイソシアネートを用いた線状カップリング
PEG(600g、Mw=8000)の混合物をNaOH(12g)およびジブロモメタン(8.5g)とともに80℃で1時間加熱し;その後、メチルフェニルグリシジルエーテル(107g)を加え、120℃で3時間加熱した。トルエンおよびヘキサンを用いることによる精製後、ポリマー生成物が得られた(Mn=22000、疎水成分含量8.2%)。トルエン(100mL)中のこのポリマー(10g)の溶液をメチレン−ビス−フェニルイソシアネート(1.1g)とともに60℃で24時間加熱した。ヘキサン中での沈殿後、ポリマーが得られた。該ポリマーは、53000の数平均分子量(Mn)を有する。
実施例21
ジブロモメタンを用いた線状カップリング
PEG(60g、Mw=8000)、NaOH(1.2g)およびメチルフェニルグリシジルエーテル(8g)の混合物を一緒に120℃で3時間加熱して、Mn=9000のテレケリックオリゴマーを得た。このオリゴマーの反応混合物に、ジブロモメタン(1.6g)を80℃で加えた。1時間後、19000の数平均分子量のポリマー(62g)が得られた。
実施例22
PAPEを用いた線状カップリング
PEG(27g、Mw=4000)、NaOH(0.7g)およびメチルフェニルグリシジルエーテル(6g)の混合物を120℃まで2時間加熱した。混合物を80℃に冷却した後、NaOH(1.5g)、ジブロモメタン(1.1g)、およびPEG(23g、Mw=4000)を加え、一緒に2時間撹拌した。ヘキサン中で凝固させ、乾燥した後、Mw=13000のポリマーを収集した(52g)。疎水成分含量は2%であった。
【0043】
上記実施例では、本発明の疎水成分をポリマー主鎖上に段階的に付着させた。本発明の疎水成分を予備形成し、それらを、前項に記載したようなイソシアネート(HEURタイプ)、セルロース系材料、アクリレート/アクリルアミド(HASEタイプ)、ポリビニルアルコール化学からのもののような重要なポリマー主鎖に連結することも可能である。
【0044】
本発明の疎水成分を含有する重合性モノマーを用いて、他のモノマーとともに重合することにより異なる生成物を作成することも可能である。重合性モノマーは、事実上二重結合のもの(ビニル、マレエート、アクリレート、アクリルアミド・・・のように)、または事実上開環するもの(エポキシド、オキサゾリン、環状オキシド、環状カルボネート・・・のように)であることができる。重合性モノマーは、二酸、ジエステル、ジオール、ジアミン、ハロゲン化ジアルキルのように縮合重合に関与することができるモノマーであることもできる。
実施例23
ポリスチレンを末端基とするPEG
ポリスチレンを末端基とするPEGを、原子移動ラジカル重合(ATRP)により合成した。ATRPのためのマクロ開始剤は、PEG(Mwが8000、20000、35000のもの)と2−クロロ−2−フェニルアセチルクロリドの反応により合成した。その後、スキーム2に示すように、スチレンをマクロ開始剤の存在下で重合して、ポリスチレンを末端基とするPEGを生成した。
【0045】
【化9】

【0046】
ATRPは新たに開発されたラジカル重合技術である。ATRPにおいて、遷移金属化合物は可逆的酸化還元工程でハロゲン原子のキャリヤーとして働く。そのリビング特性により、重合時間に伴い直線的に増加するスチレンの組込が可能になる。表2に挙げるように、ポリスチレンを末端基とするPEGを、異なる分子量を伴うPEGから、異なる長さのポリスチレンセグメントとともに合成した。
【0047】
【表2】

【0048】
1 Bの繰り返し
2 ブルックフィールド粘度は22℃で測定した。
【0049】
再結晶化して少量のホモポリスチレンを除去した後、H NMRを用いて、これらトリブロックポリマーの各末端におけるフェニルの組込を決定した。8000のPEGおよび各末端において9個のフェニルを伴うトリブロックポリマーは、限定的な溶解性を示した。200000 MwのPEGおよび各末端において4個のフェニルを伴うトリブロックポリマーは、固形分5.0%で低い粘度を示す。
【0050】
これらトリブロックポリマーの塗料での評価を、UCAR379GおよびSG10Mの両方の半光沢塗料で実施した。結果を表3および表4に挙げる。
【0051】
【表3】

【0052】
1. この混合物の重量比は4/1である。
【0053】
【表4】

【0054】
本発明の生成物の用途は塗料(実証したような)に制限されるわけではなく、非相溶性の2相(油/水、疎水性表面/親水性表面、高い表面張力/低い表面張力の接触のようなもの)が接するあらゆる用途にあることができる。典型的な用途は、分散系安定化、エマルション安定化、乳化重合、製紙での脱水促進剤、紙用コーティング、紙用サイズ剤、パルプ化でのピッチ制御、脱脂配合物、ヘアケア/スキンケア用ゲル、油田用流体(oil field fluids)、コンクリートのレオロジー制御、セラミック素地用添加剤、熱可塑性樹脂のブレンドおよび表面改質からのものであることができる。
【0055】
本発明を上記実施例により例示してきたが、これを、これにより制限するものとして解釈すべきではなく、本発明はむしろ、本明細書中で先に開示したような包括的範囲を包含する。さまざまな修正および態様を、本発明の精神および範囲から逸脱することなく加えることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
オリゴマー性疎水成分の末端および/または中間ブロックを共有結合で接続して有する水溶性または水膨潤性合成ポリマー主鎖を含むポリマー組成物であって、該オリゴマー性疎水成分が、
i)重合性環状モノマーを含有するアルキルおよびアリール部分またはその混合物、
ii)重合性アルケンまたはその混合物、ならびに
iii)i)およびii)の誘導体、
からなる群より選択され、ここにおいて、前記ブロックは2単位以上の同一または異なる疎水成分から成る、前記ポリマー組成物。
【請求項2】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアルキル部分であり、アルキル基中の炭素の総数が1〜40個の炭素である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項3】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアルキル部分であり、アルキル基中の炭素の総数が3〜24個の炭素である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項4】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアルキル部分であり、アルキル基中の炭素の総数が6〜18個の炭素である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項5】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアリール部分であり、アリール基中の炭素の総数が6〜40個の炭素である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項6】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアリール部分であり、アリール基中の炭素の総数が6〜29個の炭素である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項7】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアリール部分であり、アリール基中の炭素の総数が7〜15個の炭素である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項8】
ポリマーの重量平均分子量の上限が約10000000である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項9】
ポリマーの重量平均分子量の上限が約1000000である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項10】
ポリマーの重量平均分子量の上限が約100000である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項11】
ポリマーの重量平均分子量の下限が約400である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項12】
ポリマーの重量平均分子量の下限が約1000である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項13】
ポリマーの重量平均分子量の下限が約4000である、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項14】
オリゴマー性疎水成分の中間ブロックが存在し、主鎖のペンダントである、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項15】
オリゴマー性疎水成分の中間ブロックが存在し、主鎖の内部にある、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項16】
主鎖が、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルスルホネート、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリ(DADMAC)、ポリアミドアゼチジニウムイオン、ポリビニルピロリドン、ポリアスパラギン酸、ポリアセタールポリエーテル、ポリアルキルエーテル、およびポリアルキルチオエーテルからなる群より選択される、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項17】
主鎖がポリアセタールポリエーテルであり、疎水成分が、アルキルもしくはアリール基を持ち該アルキルもしくはアリール基中の炭素の総数が1〜100である重合性環状モノマーまたはその混合物のオリゴマーである、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項18】
主鎖がポリエチレングリコールであり、疎水成分が、アルキルもしくはアリール基を持ち該アルキルもしくはアリール基中の炭素の総数が1〜100である重合性環状モノマーまたはその混合物のオリゴマーである、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項19】
主鎖がポリウレタンであり、疎水成分が、アルキルもしくはアリール基を持ち該アルキルもしくはアリール基中の炭素の総数が1〜100である重合性環状モノマーまたはその混合物のオリゴマーである、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項20】
主鎖がアクリルアミドまたはアクリレートであり、疎水成分が、アルキルもしくはアリール基を持ち該アルキルもしくはアリール基中の炭素の総数が1〜100である重合性環状モノマーまたはその混合物のオリゴマーである、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項21】
重合性環状モノマーが、アルキルグリシジルエーテル、アリールグリシジルエーテル、アルキルエポキシド、アリールアルキルエポキシド、アルキルオキサゾリン、アリールオキサゾリンおよびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項22】
主鎖がポリエチレングリコールであり、疎水成分が、アルキルもしくはアリール基を持ち該アルキルもしくはアリール基中の炭素の総数が1〜100である重合性アルケンモノマーまたはその混合物のオリゴマーである、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項23】
主鎖がポリウレタンであり、疎水成分が、アルキルもしくはアリール基を持ち該アルキルもしくはアリール基中の炭素の総数が1〜100である重合性アルケンモノマーまたはその混合物のオリゴマーである、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項24】
主鎖がアクリルアミドまたはアクリレートであり、疎水成分が、アルキルもしくはアリール基を持ち該アルキルもしくはアリール基中の炭素の総数が1〜100である重合性アルケンモノマーまたはその混合物のオリゴマーである、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項25】
重合性アルケンモノマーが存在し、スチレンおよびスチレン性化合物、ビニル化合物、アクリレートおよび誘導体、アクリルアミドおよび誘導体、ノルボルネンおよび誘導体、ならびにアルケンおよび誘導体、アルケニルシロキサンおよび誘導体、アルケニルシランおよび誘導体、フッ素化および過フッ素化アルケンからなる群より選択される、請求項1に記載のポリマー組成物。
【請求項26】
オリゴマー性疎水成分の末端および/または中間ブロックを共有結合で接続して有する水溶性または水膨潤性合成ポリマー主鎖を含むポリマー組成物であって、該オリゴマー性疎水成分が以下の化学式:
【化1】

[式中:
a)nは1〜100の整数であり、
b)Rは、1個の炭素〜100個の炭素を有するアルキルまたはアリール基であり、
c)Aは、−O−、−S−、−CH−、−O−CH−、−S−CH−、−NH−、−NR’−、−NH−CH−、−NR−CH−、−PR’−、−POR’−{式中、R’は1〜12個の炭素を有する}、Mw=44〜50000を有するポリアルキレンエーテル、およびMw=100〜50000を有するポリアルキレンイソシアネートからなる群より選択される接続ジラジカルであり、
d)Bは、−CH−、−CHO−、CHS−、−CH−NH−、−CR’’H−O B−、−CR’’H−S−、−CR’’H−NH−および−CHNR’’−{式中、R’’は1〜12個の炭素を有する}からなるクラスより選択される接続基であり、
e)Cは、Aと同じ接続末端であるか、−OH、SH、−NHR’’’、−OR’’’、−SR’’’および−Hと等しい停止末端である]
を有する、前記ポリマー組成物。
【請求項27】
nが下限3を有する、請求項26に記載の組成物。
【請求項28】
nが下限7を有する、請求項26に記載の組成物。
【請求項29】
nが下限10を有する、請求項26に記載の組成物。
【請求項30】
nが上限75を有する、請求項26に記載の組成物。
【請求項31】
nが上限50を有する、請求項26に記載の組成物。
【請求項32】
nが上限20を有する、請求項26に記載の組成物。
【請求項33】
Rが、飽和もしくは不飽和であるか、環状もしくは非環状であるか、線状もしくは分枝状であるか、またはハロゲン化されているアルキル基である、請求項26に記載の組成物。
【請求項34】
アルキルがハロゲン化されており、ハロゲン化がフッ素化、塩素化および臭素化からなる群より選択される、請求項26に記載の組成物。
【請求項35】
アルキルおよびアリール基が置換されており、アルキルシロキサン、アルキルエーテル、アリールアルキルエーテル、アルキルアリーレンエーテル、アルキレンエーテル、アルキルチオエーテル、アルキレンチオエーテル、アルキルアミン、ジアルキルアミン、ジアルキルアミンオキシド、トリアルキルアンモニウム、ジアリールアミン、ジアルキルホスフィン、ジアリールホスフィン、ジアルキルホスフィンオキシド、ジアリールホスフィンオキシド、およびジアルキルホスフェートからなる群より選択される、請求項26に記載の組成物。
【請求項36】
A=−OCH−、B=−O−CH−、R=−CHO−C18およびC=−OHである、請求項26に記載の組成物。
【請求項37】
A=−NHCH−、B=−O−CH−、R=−CH2O−C18およびC=OC13である、請求項26に記載の組成物。
【請求項38】
A=−OCH−、B=−OCH−、C=−C13およびR=−OCである、請求項26に記載の組成物。
【請求項39】
A=ポリアルキレンオキシド−CH−、B=−O−CH−、C=−OHおよびR=ノニルフェノキシである、請求項26に記載の組成物。
【請求項40】
A=−CH−、B=−CH−、C=HおよびR=Phである、請求項26に記載の組成物。
【請求項41】
A=−CH−、B=−CH−、C=−HおよびR=−O−C17である、請求項27に記載の組成物。
【請求項42】
請求項1に記載の水溶性または水膨潤性合成ポリマー組成物の調製方法であって、
c)水溶性または水膨潤性主鎖ポリマーを触媒作用剤と反応させてポリマー主鎖を活性化し、
d)オリゴマー化する疎水性モノマー(1種以上)を反応塊に加え、そして、
e)反応塊を十分な温度で十分な時間にわたり重合して、オリゴマー化する疎水性モノマー(1種以上)を主鎖に末端基および/または中間基として付加する、
ことを含む方法。
【請求項43】
疎水基が、共有結合で接続していてオリゴマー性疎水成分である末端および/または中間ブロックであり、該オリゴマー性疎水成分が、i)重合性環状モノマーを含有するアルキルおよびアリール部分、ii)重合性二重結合(またはアルケン)、ならびにiii)i)およびii)の誘導体からなる群より選択され、ここにおいて、前記ブロックは2単位以上の同一または異なる疎水成分である、請求項42に記載の方法。
【請求項44】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアルキル部分から選択され、ここにおいてアルキル基は1〜40個の炭素を有する、請求項43に記載の方法。
【請求項45】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアルキル部分から選択され、ここにおいてアルキル基は3〜24個の炭素を有する、請求項43に記載の方法。
【請求項46】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアルキル部分から選択され、ここにおいてアルキル基は6〜18個の炭素を有する、請求項43に記載の方法。
【請求項47】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアリール部分から選択され、ここにおいてアリールは6〜40個の炭素を有する、請求項43に記載の方法。
【請求項48】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアリール部分から選択され、ここにおいてアリールは6〜29個の炭素を有する、請求項43に記載の方法。
【請求項49】
疎水基が、重合性環状モノマーを含有するアリール部分から選択され、ここにおいてアリールは7〜15個の炭素を有する、請求項43に記載の方法。
【請求項50】
請求項42に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、上限約10000000の重量平均分子量を有する、前記方法。
【請求項51】
請求項42に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、上限約1000000の重量平均分子量を有する、前記方法。
【請求項52】
請求項42に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、上限約100000の重量平均分子量を有する、前記方法。
【請求項53】
請求項42に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、下限約400の重量平均分子量を有する、前記方法。
【請求項54】
請求項42に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、下限約1000の重量平均分子量を有する、前記方法。
【請求項55】
請求項42に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、下限約4000の重量平均分子量を有する、前記方法。
【請求項56】
請求項42に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、主鎖のペンダントであるオリゴマー性疎水成分の中間ブロックを有する、前記方法。
【請求項57】
請求項42に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、主鎖の内部にあるオリゴマー性疎水成分の中間ブロックを有する、前記方法。
【請求項58】
請求項42に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルスルホネート、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリ(DADMAC)、ポリアミドアゼチジニウムイオン、ポリビニルピロリドン、ポリアスパラギン酸、ポリアセタールポリエーテル、ポリアルキルエーテル、およびポリアルキルチオエーテルからなる群より選択される主鎖を有する、前記方法。
【請求項59】
請求項43に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、ポリアセタールポリエーテルである主鎖を有し、疎水成分が、炭素の総数が1〜100であるアルキルもしくはアリール基を持つ重合性環状モノマーまたはその混合物のオリゴマーである、前記方法。
【請求項60】
請求項43に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、ポリエチレングリコールである主鎖を有し、疎水成分が、炭素の総数が1〜100であるアルキルもしくはアリール基を持つ重合性環状モノマー(またはその混合物)のオリゴマーである、前記方法。
【請求項61】
請求項43に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、ポリウレタンである主鎖を有し、疎水成分が、炭素の総数が1〜100であるアルキルもしくはアリール基を持つ重合性環状モノマーまたはその混合物のオリゴマーである、前記方法。
【請求項62】
請求項43に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、アクリルアミドまたはアクリレートである主鎖を有し、疎水成分が、炭素の総数が1〜100であるアルキルもしくはアリール基を持つ重合性環状モノマーまたはその混合物のオリゴマーである、前記方法。
【請求項63】
重合性環状モノマーが、アルキルグリシジルエーテル、アリールグリシジルエーテル、アルキルエポキシド、アリールアルキルエポキシド、アルキルオキサゾリン、アリールオキサゾリンおよびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項43に記載の方法。
【請求項64】
請求項43に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、ポリエチレングリコールである主鎖を有し、疎水成分が、炭素の総数が1〜100であるアルキルもしくはアリール基を持つ重合性アルケンモノマーまたはその混合物のオリゴマーである、前記方法。
【請求項65】
請求項43に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、ポリウレタンである主鎖を有し、疎水成分が、炭素の総数が1〜100であるアルキルもしくはアリール基を持つ重合性アルケンモノマーまたはその混合物のオリゴマーである、前記方法。
【請求項66】
請求項43に記載の方法であって、該方法により調製されるポリマーが、アクリルアミドまたはアクリレートである主鎖を有し、疎水成分が、炭素の総数が1〜100であるアルキルもしくはアリール基を持つ重合性アルケンモノマーまたはその混合物のオリゴマーである、前記方法。
【請求項67】
重合性アルケンモノマーが、スチレンおよびスチレン性化合物、ビニル化合物、アクリレートおよび誘導体、アクリルアミドおよび誘導体、ノルボルネンおよび誘導体、ならびにアルケンおよび誘導体、アルケニルシロキサンおよび誘導体、アルケニルシランおよび誘導体、フッ素化および過フッ素化アルケンからなる群より選択される、請求項43に記載の方法。
【請求項68】
(a)請求項1に記載の組成物、(b)着色剤、および(c)被膜形成性ラテックスを含む水性保護コーティング組成物であって、該コーティング組成物の粘度が、着色剤添加に対し従来のレオロジー改質剤を用いる場合と比較して、変化しないままであるかわずかな損失を有する、前記水性保護コーティング組成物。
【請求項69】
組成物がラテックス塗料である、請求項68に記載の水性保護コーティング組成物。
【請求項70】
ラテックスが、アクリル、ビニルアクリルおよびスチレンからなる群より選択される、請求項68に記載の水性保護コーティング組成物。
【請求項71】
ラテックス塗料配合物が約15〜約80の顔料の体積濃度を有する、請求項70に記載の水性保護コーティング組成物。
【請求項72】
水性保護コーティング組成物であって、a)請求項1に記載のポリマー組成物、b)HEUR、HASE、セルロース誘導体およびポリアセタールポリエーテルからなる群より選択される少なくとも1種の増粘剤、c)着色剤、ならびにd)被膜形成性ラテックスを含む、前記組成物。
【請求項73】
セルロース誘導体が存在し、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、メチルセルロース(MC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルヒドロキシエチルセルロース(MHEC)、エチルヒドロキシエチルセルロース(EHEC)、および疎水的に改質されたヒドロキシエチルセルロース(HMHEC)からなる群より選択される、請求項72に記載の水性保護コーティング組成物。

【公表番号】特表2007−519784(P2007−519784A)
【公表日】平成19年7月19日(2007.7.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−549514(P2006−549514)
【出願日】平成17年1月7日(2005.1.7)
【国際出願番号】PCT/US2005/000787
【国際公開番号】WO2005/068564
【国際公開日】平成17年7月28日(2005.7.28)
【出願人】(591020249)ハーキュリーズ・インコーポレーテッド (75)
【氏名又は名称原語表記】HERCULES INCORPORATED
【Fターム(参考)】