特許第5943997号(P5943997)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5943997
(24)【登録日】2016年6月3日
(45)【発行日】2016年7月5日
(54)【発明の名称】表面活性くし形コポリマー
(51)【国際特許分類】
   C08G 81/02 20060101AFI20160621BHJP
   C08L 87/00 20060101ALI20160621BHJP
   C08L 9/00 20060101ALI20160621BHJP
   C08L 67/06 20060101ALI20160621BHJP
【FI】
   C08G81/02
   C08L87/00
   C08L9/00
   C08L67/06
【請求項の数】18
【全頁数】44
(21)【出願番号】特願2014-516213(P2014-516213)
(86)(22)【出願日】2012年5月4日
(65)【公表番号】特表2014-520187(P2014-520187A)
(43)【公表日】2014年8月21日
(86)【国際出願番号】EP2012001931
(87)【国際公開番号】WO2012175158
(87)【国際公開日】20121227
【審査請求日】2014年2月24日
(31)【優先権主張番号】11005094.5
(32)【優先日】2011年6月22日
(33)【優先権主張国】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】510259817
【氏名又は名称】ビイク−ヒエミー ゲゼルシャフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】BYK−Chemie GmbH
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス=ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100099483
【弁理士】
【氏名又は名称】久野 琢也
(72)【発明者】
【氏名】ルネ ナーゲルスディーク
(72)【発明者】
【氏名】ベアント ゲーベルト
(72)【発明者】
【氏名】ドロテ グレーフラート
(72)【発明者】
【氏名】ベアベル ゲアツェン
(72)【発明者】
【氏名】ユルゲン オーマイス
【審査官】 藤井 勲
(56)【参考文献】
【文献】 特開平11−310795(JP,A)
【文献】 特表平11−510840(JP,A)
【文献】 特開2000−001521(JP,A)
【文献】 特表2003−528947(JP,A)
【文献】 特開2006−063167(JP,A)
【文献】 国際公開第2010/014655(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G 81/00 − 85/00
C08F 6/00 − 246/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
コポリマーであって、該コポリマーの全体構造それ自体および/または該全体構造の任意に存在する少なくとも10個の二価の構造単位を有するセグメントAが、二価の構造単位にそれぞれ、
i)基本構造単位(I)40〜90モル%、
ii)非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)10〜60モル%
iii)極性のジカルボン酸誘導体構造単位(III)0〜50モル%、
iv)酸素基構造単位(IV)0〜50モル%、ならびに
v)頭部基構造単位(V)0〜40モル%、
を含んでいて、
ここで、基本構造単位(I)が、1つのオレフィン二重結合を含んでいるモノマー(Ix)の反応により生成され、かつ構造単位(II)〜(V)の1つに該当する種を含んでおらず、かつ、基本構造単位(I)を生成する、1つのオレフィン二重結合を含んでいるモノマー(Ix)が、1〜22個の炭素原子を有する直鎖、分岐鎖もしくは脂環式モノアルコールまたは1〜22個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐鎖の芳香族または芳香族脂肪族混合モノアルコールのアルキル(メタ)アクリレートもしくはアルケニル(メタ)アクリレート、オリゴマーもしくはポリマーのエーテルのモノ(メタ)アクリレート、ハロゲン化アルコールの(メタ)アクリレート、オキシラン含有(メタ)アクリレート、スチレン、置換されたスチレン、ビニルエーテル、アリルエーテル、メタクリルニトリル、アクリルニトリル、環員として少なくとも1個のN原子を有するビニル基を有している脂環式複素環式化合物、1〜20個の炭素原子を有するモノカルボン酸のビニルエステル、1〜22個の炭素原子を有する直鎖、分岐鎖もしくは脂環式アルキル基を有するN−アルキル置換されたアクリルアミドおよびN,N−ジアルキル置換されたアクリルアミド、少なくとも1つのカルボン酸基、ホスホン酸基、リン酸基および/またはスルホン酸基を有するエチレン性不飽和モノマー、ならびに不飽和脂肪酸からなる群の1つ以上のモノマーから選択され、
非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)が、(IIa)、(IIb)、(IIc)ならびに(IId)
【化1】
[式中、K1、K2、K3およびK4は、それぞれ同一または異なっていて、かつ1つの一般式につき結合可能性の正確に2つが表されているという条件で、それぞれポリマー鎖中の結合可能性を表していて、
1およびX2は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立してNRxおよび/またはOを表していて、
ここで、Rxは、同一または異なっていて、かつHおよび/または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C12アルキル基を表していて、
1は、同一または異なっていて、かつH、分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C24−アルキル基、C6〜C18−アリール基、および/または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC6〜C18−アリールアルキル基を表していて、
1およびR2は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立して分岐鎖もしくは非分岐鎖の、少なくとも50個の炭素原子を有している飽和炭化水素基もしくは不飽和炭化水素基を表していて、
1は、同一または異なっていて、かつエーテル基および/またはエステル基の形態で存在している合計少なくとも4個の官能基を含んでいる、分岐鎖もしくは非分岐鎖の有機基を表している]、
からなる群の1つ以上の一般式により存在していて、
極性のジカルボン酸誘導体構造単位(III)が、(IIIa)ならびに(IIIb)
【化2】
[式中、K1、K2、K3およびK4は、それぞれ同一または異なっていて、かつ1つの一般式につき結合可能性の正確に2つが表されているという条件で、それぞれポリマー鎖中の結合可能性を表している]
からなる群の1つ以上の一般式により存在していて、
酸素基構造単位(IV)が、ジカルボン酸誘導体構造単位(II)に該当する種を含んでおらず、(IVa)、(IVb)(IVc)ならびに(IVd)
【化3】
[式中、K1、K2、K3およびK4は、それぞれ同一または異なっていて、かつ1つの一般式につき結合可能性の正確に2つが表されているという条件で、それぞれポリマー鎖中の結合可能性を表していて、
3およびX4は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立してNRyおよび/またはOを表していて、
ここで、Ryは、同一または異なっていて、かつHおよび/または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C12−アルキル基を表していて、
2は、同一または異なっていて、かつH、分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C24−アルキル基、C6〜C18−アリール基、および/または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC6〜C18−アリールアルキル基を表していて、
3は、同一または異なっていて、かつ置換されたまたは置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C40−アルキル基、置換されたまたは置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C40−アルケニル基;置換されたまたは置換されていないC6〜C18−アリール基、置換されたまたは置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC7〜C18−アリールアルキル基、ならびに/または置換されたまたは置換されていないC4〜C10−シクロアルキル基を表していて、
2は、同一または異なっていて、かつエーテル基および/またはエステル基の形態で存在している合計少なくとも4個の官能基を含んでいる、分岐鎖または非分岐鎖の有機基を表していて、
3は、同一または異なっていて、かつエーテル基および/またはエステル基の形態で存在している合計少なくとも4個の官能基を含んでいる、分岐鎖または非分岐鎖の有機基を表している]
からなる群の1つ以上の一般式により存在していて、
ならびに、頭部基構造単位(V)が、構造単位(II)および(IV)の1つに該当する種を含んでおらず、(Va)、(Vb)、(Vc)ならびに(Vd)
【化4】
[式中、K1、K2、K3およびK4は、それぞれ同一または異なっていて、かつ1つの一般式につき結合可能性の正確に2つが表されているという条件で、それぞれポリマー鎖中の結合可能性を表していて、
5およびX6は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立してNRzおよび/またはOを表していて、
ここで、Rzは、同一または異なっていて、かつHおよび/または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C12−アルキル基を表していて、
7およびX8は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立してリン酸エステル基、ホスホン酸エステル基、一般式(VA)のN,N−二置換アミノ基
【化5】
および/または一般式(VB)の第四級アンモニウム基
【化6】
[式中、R11、R12およびR13は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立して、置換されたまたは置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C24−アルキル基、置換されたまたは置換されていないC4〜C10−シクロアルキル基、置換されたまたは置換されていないC6〜C18−アリール基、ならびに/または置換されたまたは置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC7〜C18−アリールアルキル基を表していて、R11およびR12は、一緒になって、置換されたまたは置換されていないC4〜C10−シクロアルキル基を形成してよく、
ならびに、M-は、同一または異なっていて、かつカルボン酸イオン、リン酸イオン、リン酸エステルイオン、硫酸イオンおよび/またはハロゲン化物イオンを表している]を表しており、
5およびR6は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立して置換されたまたは置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C24−アルキレン基、および/または置換されたまたは置換されていないC6〜C18−アリーレン基を表していて、
7は、同一または異なっていて、かつ置換されたまたは置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C40−アルキル基、置換されたまたは置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C40−アルケニル基;置換されたまたは置換されていないC6〜C18−アリール基、置換されたまたは置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC7〜C18−アリールアルキル基、および/または置換されたまたは置換されていないC4〜C10−シクロアルキル基を表している]
からなる群の1つ以上の一般式により存在している、前記コポリマーである。
【請求項2】
前記コポリマーの全体構造それ自体および/または前記任意に存在するセグメントAが、二価の構造単位にそれぞれ
i)基本構造単位(I)30〜75モル%、
ii)非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)15〜55モル%、
iii)極性のジカルボン酸誘導体構造単位(III)0〜30モル%、
iv)酸素基構造単位(IV)0〜35モル%、ならびに
v)頭部基構造単位(V)0〜20モル%
を含んでいることを特徴とする、請求項1に記載のコポリマー。
【請求項3】
基本構造単位(I)に含まれている構造単位の少なくとも60モル%が、スチレンの反応により生成されることを特徴とする、請求項1または2に記載のコポリマー。
【請求項4】
1およびR2が、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立して、それぞれ2〜8個の炭素原子を含んでいるオレフィンをベースにしている、それぞれポリオレフィン基の形態で存在している分岐鎖もしくは非分岐鎖アルキル基、および/または分岐鎖もしくは非分岐鎖アルケニル基を表していることを特徴とする、請求項1からまでのいずれか1項に記載のコポリマー。
【請求項5】
1およびR2が、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立して、ポリイソブチレン基、ならびに/または非水素化、部分水素化および/もしくは完全に水素化されたポリブタジエン基、ならびに/または非水素化、部分水素化および/もしくは完全に水素化されたポリイソプレン基を表していることを特徴とする、請求項1からまでのいずれか1項に記載のコポリマー。
【請求項6】
1および/またはR2として存在している基の合計少なくとも60モル%が、50〜200個の炭素原子を有しているポリイソブチレン基を表していることを特徴とする、請求項1からまでのいずれか1項に記載のコポリマー。
【請求項7】
前記コポリマーの全体構造それ自体および/または前記任意に存在するセグメントAがそれぞれ、二価の構造単位に、極性のジカルボン酸誘導体構造単位(III)を0.1〜10モル%含んでいることを特徴とする、請求項1からまでのいずれか1項に記載のコポリマー。
【請求項8】
前記コポリマーの全体構造それ自体および/または前記任意に存在するセグメントAがそれぞれ、二価の構造単位に酸素基構造単位(IV)を1〜10モル%有していることを特徴とする、請求項1からまでのいずれか1項に記載のコポリマー。
【請求項9】
2およびE3が、同一または異なっていて、かつそれぞれエーテル酸素原子を4〜300個含んでいることを特徴とする、請求項に記載のコポリマー。
【請求項10】
前記コポリマーの全体構造それ自体および/または前記任意に存在するセグメントAがそれぞれ、二価の構造単位に頭部基構造単位(V)を1〜10モル%含んでいることを特徴とする、請求項1からまでのいずれか1項に記載のコポリマー。
【請求項11】
前記コポリマーの全体構造が、一方ではセグメントAを、ならびに他方では少なくとも1個のさらなる二価の構造単位を有しているセグメントBを含んでいて、セグメントAがブロックAとして、ならびにセグメントBがブロックAに結合されているブロックBとして存在しており、該ブロックBが、二価の構造単位(I)〜(V)の濃度により、および/または二価の構造単位の種類に関してブロックAとは異なっている、請求項1から10までのいずれか1項に記載のコポリマー。
【請求項12】
前記二価の構造単位(I)〜(V)の群から選択されている構造単位を、10〜500個含んでいる、請求項1から10までのいずれか1項に記載のコポリマー。
【請求項13】
先行工程でコポリマー中間生成物が重合により製造され、後行工程でグラフト化反応により、非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)および場合によりそれぞれ酸素基構造単位(IV)および/または頭部基構造単位(V)が形成されることを特徴とする、請求項1から12までのいずれか1項に記載のコポリマーの製造方法
【請求項14】
前記コポリマー中間生成物が、600〜25,000g/molの数平均分子量を有していることを特徴とする、請求項13に記載の製造方法
【請求項15】
それぞれ混合温度にて液体の形態で存在している、少なくとも2つの成分の混合により製造可能な組成物であって、該組成物の総質量に対して、安定させる第3の成分として、請求項1から12までのいずれか1項に記載のコポリマー0.1〜10質量%が相溶化剤として使用される前記組成物。
【請求項16】
エマルションとして存在していて、かつ請求項1から12までのいずれか1項に記載のコポリマー0.1〜10質量%、ブタジエンのホモポリマーまたはコポリマー0.1〜50質量%、ならびにエチレン性不飽和の反応性希釈剤中に溶かされていてよいエチレン性不飽和ポリマー樹脂10〜70質量%を含んでいる組成物において、ブタジエンのコポリマー中のブタジエン構造単位の含分が、少なくとも33モル%であり、およびエチレン性不飽和ポリマー樹脂が、それぞれスチレン中に溶解されて存在している不飽和ポリエステルまたは不飽和ビニルエステルとして存在している、請求項15に記載の組成物。
【請求項17】
分散溶媒ならびに分散された粒子状の固形物を含んでいて、該固形物が、無機充填剤の形態で、および/または無機顔料もしくは有機顔料の形態で、および/またはカーボンナノチューブの形態で、および/またはグラフェンの形態で存在している分散液において、該分散液の総質量に対して請求項1から12までのいずれか1項に記載のコポリマー0.1〜10質量%が、架橋剤および分散剤として使用されている前記分散液。
【請求項18】
請求項1から12までのいずれか1項に記載のコポリマーの、相溶化剤として、脱泡添加剤としてまたは架橋剤および分散剤としての使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コポリマー、このコポリマーの製造、このコポリマーの組成物、分散液ならびに使用に関する。
【0002】
異なる官能性もしくは極性を有する、基もしくはポリマー鎖セグメントを有するくし形コポリマーは、実際には、とりわけ架橋剤および分散剤として、ならびに乳化剤として使用される。多くの場合、このようなくし形コポリマーの使用は、構造上の構成に応じて、特別な水性系に限られているか、またはそれとは別に非極性の溶剤含有系に限られている。多くの場合、スチレン/無水マレイン酸樹脂(SMA樹脂)をベースとするくし形コポリマーが使用される。
【0003】
US−B−7,078,464ならびにUS−A−6,211,299には、このようなSMA樹脂ベースのくし形コポリマーが記載されており、これらは、特にポリエーテル側鎖を有しているため、表面活性添加剤として使用することができる。しかし、この添加剤は、一般に、特に前記ポリエーテル側鎖が含まれているがゆえに、比較的極性の溶媒中でしか、表面活性添加剤として、ならびに場合により脱泡添加剤(Entluefter−Additiv)として有効に使用できないという欠点がある。
【0004】
本発明の基礎をなす課題は、特に、非極性溶媒との関連においても架橋剤および分散剤として、ならびに相溶化剤として首尾よく使用できる、高品質の表面活性添加剤を提供することである。
【0005】
前記課題の解決手段は、コポリマーであって、その全体構造それ自体および/またはその全体構造の任意に存在する少なくとも10個の二価の構造単位を有するセグメントAが、二価の構造単位にそれぞれ、
i)基本構造単位(I)40〜90モル%、
ii)非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)10〜60モル%
iii)極性のジカルボン酸誘導体構造単位(III)0〜50モル%、
iv)酸素基構造単位(IV)0〜50モル%、ならびに
v)頭部基構造単位(V)0〜40モル%
を含んでいて、
ここで、基本構造単位(I)は1つのオレフィン二重結合を含んでいるモノマー(Ix)の反応により生成され、かつ構造単位(II)〜(V)の1つに該当する種を含んでおらず、
非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)は、IIa)、(IIb)、(IIc)ならびに(IId)
【化1】
[式中、K1、K2、K3およびK4は、それぞれ同一または異なっていて、かつ1つの一般式につき結合可能性の正確に2つが表されているという条件で、それぞれポリマー鎖中の結合可能性を表していて、
1およびX2は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立してNRxおよび/またはOを表していて、
ここで、Rxは、同一または異なっていて、かつHおよび/または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C12アルキル基を表していて、
1は、同一または異なっていて、かつH、分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C24−アルキル基、C6〜C18−アリール基、および/または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC6〜C18−アリールアルキル基を表していて、
1およびR2は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立して分岐鎖もしくは非分岐鎖の、少なくとも50個の炭素原子を有している飽和炭化水素基もしくは不飽和炭化水素基を表していて、
1は、同一または異なっていて、かつエーテル基および/またはエステル基の形態で存在している合計少なくとも4個の官能基を含んでいる、分岐鎖もしくは非分岐鎖の有機基を表している]、
からなる群の1つ以上の一般式により存在していて、
極性のジカルボン酸誘導体構造単位(III)は、(IIIa)ならびに(IIIb)
【化2】
[式中、K1、K2、K3およびK4は、それぞれ同一または異なっていて、かつ1つの一般式につき結合可能性の正確に2つが表されているという条件で、それぞれポリマー鎖中の結合可能性を表している]
からなる群の1つ以上の一般式により存在していて、
酸素基構造単位(IV)は、ジカルボン酸誘導体構造単位(II)に該当する種を含んでおらず、(IVa)、(IVb)(IVc)ならびに(IVd)
【化3】
[式中、K1、K2、K3およびK4は、それぞれ同一または異なっていて、かつ1つの一般式につき結合可能性の正確に2つが表されているという条件で、それぞれポリマー鎖中の結合可能性を表していて、
3およびX4は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立してNRyおよび/またはOを表していて、
ここで、Ryは、同一または異なっていて、かつHおよび/または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C12−アルキル基を表していて、
2は、同一または異なっていて、かつH、分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C24−アルキル基、C6〜C18−アリール基、および/または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC6〜C18−アリールアルキル基を表していて、
3は、同一または異なっていて、かつ置換された(置換基として考慮されるのは:OH、脂肪族第三級アミンもしくは芳香族第三級アミン、場合により、複素環式アルコキシ基、複素環式アルコキシシリル基、複素環式アルキニル基;好ましくは、OH、脂肪族第三級アミンもしくは芳香族第三級アミン)または置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C40−アルキル基、置換された(置換基として考慮されるのは:OH、脂肪族第三級アミンもしくは芳香族第三級アミン、場合により、複素環式アルコキシ基、複素環式アルコキシシリル基、複素環式アルキニル基;好ましくは、OH、脂肪族第三級アミンもしくは芳香族第三級アミン)または置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C40−アルケニル基;置換された(置換基として考慮されるのは:OH、脂肪族第三級アミンもしくは芳香族第三級アミン、場合により、複素環式アルコキシ基、複素環式アルコキシシリル基、複素環式アルキニル基;好ましくは、OH、脂肪族第三級アミンもしくは芳香族第三級アミン)または置換されていないC6〜C18−アリール基、置換された(置換基として考慮されるのは:OH、脂肪族第三級アミンもしくは芳香族第三級アミン、場合により、複素環式アルコキシ基、複素環式アルコキシシリル基、複素環式アルキニル基;好ましくは、OH、脂肪族第三級アミンもしくは芳香族第三級アミン)または置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC7〜C18−アリールアルキル基、ならびに/または置換された(置換基として考慮されるのは:OH、脂肪族第三級アミンもしくは芳香族第三級アミン、場合により、複素環式アルコキシ基、複素環式アルコキシシリル基、複素環式アルキニル基;好ましくは、OH、脂肪族第三級アミンもしくは芳香族第三級アミン)または置換されていないC4〜C10−シクロアルキル基を表していて、
2は、同一または異なっていて、かつエーテル基および/またはエステル基の形態で存在している合計少なくとも4個の官能基を含んでいる、分岐鎖もしくは非分岐鎖の有機基を表していて、
3は、同一または異なっていて、かつエーテル基および/またはエステル基の形態で存在している合計少なくとも4個の官能基を含んでいる、分岐鎖もしくは非分岐鎖の有機基を表している]
からなる群の1つ以上の一般式により存在していて、
ならびに、頭部基構造単位(V)は、構造単位(II)および(IV)の1つに該当する種を含んでおらず、(Va)、(Vb)、(Vc)ならびに(Vd)
【化4】
[式中、K1、K2、K3およびK4は、それぞれ同一または異なっていて、かつ1つの一般式につき結合可能性の正確に2つが表されているという条件で、それぞれポリマー鎖中の結合可能性を表していて、
5およびX6は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立してNRzおよび/またはOを表していて、
ここで、Rzは、同一または異なっていて、かつHおよび/または分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C12−アルキル基を表していて、
7およびX8は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立してリン酸エステル基(好ましくは、リン酸モノエステル基)、ホスホン酸エステル基、一般式(VA)のN,N−二置換アミノ基
【化5】
および/または一般式(VB)の第四級アンモニウム基
【化6】
[式中、R11、R12およびR13は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立して、置換された(置換基として特に考慮されるのは、OH、アルコキシ、アリールオキシ)または置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C24−アルキル基、置換された(置換基として特に考慮されるのは、OH、アルコキシ、アリールオキシ)または置換されていないC4〜C10−シクロアルキル基、置換された(置換基として特に考慮されるのは、OH、アルコキシ、アリールオキシ)または置換されていないC6〜C18−アリール基、ならびに/または置換された(置換基として特に考慮されるのは、OH、アルコキシ、アリールオキシ)または置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC7〜C18−アリールアルキル基を表していて(R11、R12およびR13は、それぞれメチル基、エチル基および/またはベンジル基を表しているのが特に好ましい)、R11およびR12は、一緒になって、置換された(置換基として特に考慮されるのは、OH、アルコキシ、アリールオキシ)または置換されていないC4〜C10−シクロアルキル基を形成してよく、
ならびに、M-は、同一または異なっていて、かつカルボン酸イオン(脂肪族モノカルボン酸もしくは芳香族モノカルボン酸のカルボン酸イオンが好ましく、芳香族モノカルボン酸のカルボン酸イオンが殊に好ましい)、リン酸イオン、リン酸エステルイオン(好ましくは、リン酸モノエステルイオン)、硫酸イオンおよび/またはハロゲン化物イオン(好ましくは、塩化物イオン、臭化物イオン、および/またはヨウ化物イオン)を表している]を表しており、
5およびR6は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立して置換された(置換基として考慮されるのは:OH、アルコキシおよび/またはフェノキシ;好ましい置換基は、アルコキシおよびフェノキシである)または置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C24−アルキレン基、および/または置換された(置換基として考慮されるのは:OH、アルコキシおよび/またはフェノキシ:好ましい置換基は、アルコキシおよびフェノキシである)または置換されていないC6〜C18−アリーレン基を表していて、
7は、同一または異なっていて、かつ置換された(置換基として考慮されるのは:OH、脂肪族第三級アミノ基もしくは芳香族第三級アミノ基、複素環式アルコキシ基、複素環式アルコキシシリル基、複素環式アルキニル基;好ましくはOH、脂肪族第三級アミノ基もしくは芳香族第三級アミノ基)または置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C40−アルキル基、置換された(置換基として考慮されるのは:OH、脂肪族第三級アミノ基もしくは芳香族第三級アミノ基、複素環式アルコキシ基、複素環式アルコキシシリル基、複素環式アルキニル基;OH、脂肪族第三級アミノ基もしくは芳香族第三級アミノ基が好ましい)または置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC1〜C40−アルケニル基;置換された(置換基として考慮されるのは:OH、脂肪族第三級アミノ基もしくは芳香族第三級アミノ基、複素環式アルコキシ基、複素環式アルコキシシリル基、複素環式アルキニル基;OH、脂肪族第三級アミノ基もしくは芳香族第三級アミノ基が好ましい)または置換されていないC6〜C18−アリール基、置換された(置換基として考慮されるのは:OH、脂肪族第三級アミノ基もしくは芳香族第三級アミノ基、複素環式アルコキシ基、複素環式アルコキシシリル基、複素環式アルキニル基;OH、脂肪族第三級アミノ基もしくは芳香族第三級アミノ基が好ましい)または置換されていない分岐鎖もしくは非分岐鎖のC7〜C18−アリールアルキル基、および/または置換された(置換基として考慮されるのは:OH、脂肪族第三級アミノ基もしくは芳香族第三級アミノ基、複素環式アルコキシ基、複素環式アルコキシシリル基、複素環式アルキニル基;OH、脂肪族第三級アミノ基もしくは芳香族第三級アミノ基が好ましい)または置換されていないC4〜C10−シクロアルキル基を表している]
からなる群の1つ以上の一般式により存在している、前記コポリマーである。
【0006】
本発明によるコポリマーは、その環境に応じて、例えば、構造単位II、III、IVおよび/もしくはVの酸基の脱プロトン化により、または構造単位IVおよび/もしくはVのアミノ基のプロトン化により、完全または部分的に加塩(versalzt)されて存在していてよい。
【0007】
「K1、K2、K3およびK4は、それぞれ同一または異なっていて、かつ1つの一般式につき結合可能性の正確に2つが表されているという条件で、それぞれポリマー鎖中の結合可能性を表している」という記述は、二価の構造単位(II)〜(V)の種が、それぞれ基本的にマレイン酸誘導体ベースか、またはイタコン酸誘導体ベースで存在していることを表している。重合導入されたマレイン酸誘導体の場合では、K1か、またはK2、およびK3か、またはK4が、連結(Konnektivitaeten)(鎖中の結合)として存在している。これは、本発明の好ましい実施態様に相応するものであり、一般にすべての構造単位(II)〜(V)で表されている。重合導入されたイタコン酸誘導体の場合では、それとは逆に、K1およびK2か、またはそれとは別にK3およびK4が、連結として存在している。基本的に、本発明によるコポリマーは、相応のマレイン酸誘導体も、また相応のイタコン酸誘導体も有している可能性もある。
【0008】
本発明によるコポリマーは、特に高い界面活性を有していて、非極性溶媒との関連においても表面活性添加剤として首尾よく使用可能である。本発明によるコポリマーは、架橋剤および分散剤として、特に、固体の粒子、例えば顔料および充填剤(液体−固体界面)に特に好適である。さらに、本発明によるコポリマーは、好ましい方法で、互いに非相溶の液体(液体−液体界面)のための相溶化剤として使用することができる。さらなる適用は、消泡剤もしくは脱泡剤(液体−気体界面)としての使用である。
【0009】
全般的な使用可能性(相溶化剤ならびに架橋剤および分散剤)も、特別な適用側面のための特別な適性も、本発明によるコポリマー中に含まれている二価の構造単位により決定的に左右される。
【0010】
非極性のジカルボン酸構造単位(II)は、含まれている長鎖の炭化水素基のゆえに、非極性溶媒への親和性をもたらし、環境適合性および品質を促進する不活性の分子成分と見なされている。
【0011】
基本構造単位(I)により、長鎖(例えば、ジカルボン酸誘導体構造単位(II)の長い側鎖)は、(グラフト化密度/グラフト化変換率に応じて)「距離が保たれ」、ならびにさらに基本構造(I)を生成する、1つのオレフィン二重結合を含んでいるモノマーの選択により、本発明によるコポリマーの極性もしくは親和性は、適切に影響が及ぼされる。
【0012】
(任意に存在する)極性のジカルボン酸構造単位(III)は、その加水分解された形態では、塩基性の表面(例えば塩基性顔料)への親和性を提供する酸基を有している。この構造単位(III)型は、本発明によるコポリマーの製造(重合および引き続きのグラフト化による、以下参照)では、特に、グラフト化密度が相応して低い、もしくはグラフト化変換率が低い場合に生成される。
【0013】
(任意に存在する)酸素基構造単位(IV)は、本発明によるコポリマーに極性溶媒への比較的高い親和性ももたらす。これは、特に、構造単位(IV)がエーテル基、特にエチレンオキシド基および/またはプロピレンオキシド基を含んでいる場合である。このようなエーテル基は、さらに比較的不活性の、特に加水分解安定性の分子成分と見なされていて、この分子成分は、一般に品質を促進すると見なされている。
【0014】
(任意に存在する)頭部基構造単位(V)は、塩を形成する分子成分と見なされており、この分子成分は、好ましくは酸性または塩基性の表面と相互作用でき、例えば結合基機能(Haftgruppenfunktion)を引き受けることができる。
【0015】
基本的に、二価の構造単位(I)〜(V)の好適な選択により、架橋剤および分散剤ならびに相溶化剤としてのそれぞれ所望の特性が提供されうる。しかし、好ましいとは言わないまでも、本発明によるコポリマーが、構造単位(I)〜(V)の他に、なおもさらなる二価の構造単位を有しているという可能性がないわけでもない。
【0016】
本発明の好ましい実施態様では、本発明によるコポリマーの全体構造および/または前記任意に存在するセグメントAは、二価の構造単位にそれぞれ
i)基本構造単位(I)30〜75、好ましくは35〜70モル%、
ii)非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)15〜55、好ましくは17〜50モル%、
iii)極性のジカルボン酸誘導体構造単位(III)0〜30、好ましくは0〜10モル%、
iv)酸素基構造単位(IV)0〜35、好ましくは0〜30モル%、ならびに
v)頭部基構造単位(V)0〜20、好ましくは0〜10モル%
を含んでいる。
【0017】
本発明のさらなる実施態様では、本発明によるコポリマーの全体構造および/または前記任意に存在するセグメントAは、二価の構造単位にそれぞれ
i)基本構造単位(I)40〜75、好ましくは40〜70モル%、
ii)非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)20〜50モル%、
iii)極性のジカルボン酸誘導体構造単位(III)0〜10モル%、
iv)酸素基構造単位(IV)5〜25、好ましくは8〜20モル%、ならびに
v)頭部基構造単位(V)0〜10モル%
を含んでいる。
【0018】
本発明による特別な実施態様では、本発明によるコポリマーの全体構造および/または任意に存在するセグメントAは、二価の構造単位にそれぞれ、
i)基本構造単位(I)45〜67モル%、
ii)非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)23〜50モル%、
iii)極性のジカルボン酸誘導体構造単位(III)0〜5モル%、
iv)酸素基構造単位(IV)10〜20モル%、ならびに
v)頭部基構造単位(V)0〜5モル%
を含んでいる。
【0019】
本発明によるコポリマーは、二価の構造単位(I)〜(V)の群から選択されている構造単位を10〜500個、特に好ましくは15〜300個含んでいるのが好ましい。
【0020】
典型的に、基本構造単位(I)を生成する、1つのオレフィン二重結合を含んでいるモノマー(Ix)は、アルキル(メタ)アクリレート、1〜22個の炭素原子を有する直鎖、分岐鎖もしくは脂環式モノアルコール、または1〜22個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐鎖の芳香族または芳香族脂肪族混合モノアルコールのアルケニル(メタ)アクリレート、オリゴマーもしくはポリマーのエーテルのモノ(メタ)アクリレート、ハロゲン化アルコールの(メタ)アクリレート;オキシラン含有(メタ)アクリレート、スチレン、置換されたスチレン、α−オレフィン、ビニルエーテル、アリルエーテル;メタクリルニトリル、アクリルニトリル;環員として少なくとも1個のN原子を有する、ビニル基を有している脂環式複素環式化合物、1〜20個の炭素原子を有するモノカルボン酸のビニルエステル、1〜22個の炭素原子を有する直鎖、分岐鎖もしくは脂環式アルキル基を有するN−アルキル置換されたアクリルアミドおよびN,N−ジアルキル置換されたアクリルアミド、少なくとも1つのカルボン酸基、ホスホン酸基、リン酸基および/またはスルホン酸基を有するエチレン性不飽和モノマー、ならびに不飽和脂肪酸からなる群の1つ以上のモノマーから選択されている。
【0021】
例えば、モノマー(Ix)の前記基本型の、上記詳細にまだ挙げられていない種を使用してよい:
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート;アリール(メタ)アクリレート、置換されたもしくは置換されていないベンジル(メタ)アクリレート、置換されたもしくは置換されていないフェニル(メタ)アクリレート、例えば4−ニトロフェニルメタクリレート;2〜36個の炭素原子を有する直鎖、分岐鎖もしくは脂環式ジオールのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、例えば、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3,4−ジヒドロキシブチルモノメタクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2,5−ジメチル−1,6−ヘキサンジオールモノメタクリレート、ヒドロキシフェノキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールもしくは混合されたポリエチレンプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル(メタ)アクリレート、5〜80個の炭素原子を有するポリ(プロピレングリコール)メチルエーテル(メタ)アクリレート、メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、1−ブトキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルオキシメチル(メタ)アクリレート、メトキシメトキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジルオキシメチル(メタ)アクリレート、フルフリル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、アリルオキシメチル(メタ)アクリレート、1−エトキシブチル(メタ)アクリレート、1−エトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性されたおよび/もしくはバレロラクトン変性された、分子量220〜1200を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートであり、このヒドロキシ(メタ)アクリレートは、好ましくは、2〜8個の炭素原子を有する直鎖、分岐鎖もしくは脂環式ジオールに由来しているものである;6〜20個の炭素原子を有するペルフルオロアルキル(メタ)アクリレート;オキシラン含有(メタ)アクリレート、好ましくは、2,3−エポキシブチルメタクリレート、3,4−エポキシブチルメタクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート;α−メチルスチレン、4−メチルスチレン;1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン;1−[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]−2−イミダゾリジン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、酢酸ビニル;N−(t−ブチル)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、シトラコン酸、クロトン酸、ケイ皮酸、ビニルスルホン酸、2−メチル−2−[(1−オキソ−2−プロペニル)アミノ]−1−プロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルホスホン酸ならびにそれらのエステル、ビニルリン酸ならびにそれらのエステル、リン酸2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル、リン酸4−(メタ)アクリロイルオキシブチル、4−(2−メタクリロイルオキシエチル)トリメリット酸、およびEP−A−1674067に記載の、酸基ならびに重合可能の二重結合を有しているモノマー。
【0022】
重合が行われた後、前記エチレン性不飽和モノマーに由来する該当の構造単位は、さらに変性されてよい。
【0023】
例えば、オキシラン構造は、求核化合物、例えば、4−ニトロ安息香酸と反応しうる。ヒドロキシ基は、ラクトン、例えば、ε−カプロラクトンと反応してポリエステルを形成し、エステル基から、酸性または塩基性触媒作用によるエステル分割により、OH基を有するポリマー構造単位が遊離されうる。
【0024】
さらなる考えられる変性は、例えば、OH基を含んでいるエチレン性不飽和モノマー、例えば、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの重合により得られる構造単位と、相応の反応性の環式カルボン酸無水物との、それらの酸性半エステルを形成するための反応、またはOH基とスルトンとの反応、またはOH基とリン酸化剤との反応、またはこれらのOH基のカルボキシメチル化である。
【0025】
前記コポリマーの構造単位の加水分解によって、変性を行うこともできる。
【0026】
典型的な、変性として相応のグラフト化により得られる構造単位は、例えば、以下の構造(XXa)ならびに(XXb)であり、R3ならびにX3は、それぞれ上述の相応するものを有している:
【化7】
【0027】
多くの場合、基本構造単位(I)に含まれている構造単位の少なくとも60モル%、好ましくは少なくとも90モル%は、スチレンおよび/またはそれらの誘導体、α−オレフィン、アクリレートおよび/またはメタクリレートの反応により生成される。ただし、基本構造単位(I)に含まれている構造単位の少なくとも60モル%、好ましくは少なくとも90モル%が、スチレンの反応により生成されるのが特に好ましい。
【0028】
本発明の好ましい実施態様では、本発明によるコポリマーは、スチレンと無水マレイン酸との比率1:1〜8:1、好ましくは1:1〜4:1、特に好ましくは1:1〜2:1を有する、前記コポリマーの中間生成物として存在するSMA樹脂(グラフト化により変性されるもの、以下参照)をベースにしている。
【0029】
非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)の表面活性作用は、主に、これらの中に含まれている基の選択により、特にR1もしくは(存在する場合)R2により決められる。
【0030】
本発明の好ましい実施態様では、R1およびR2は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立して、それぞれ2〜8個の炭素原子を含んでいるオレフィン(モノマー単位である)をベースにしている、それぞれ好ましくはポリオレフィン基の形態で存在している分岐鎖もしくは非分岐鎖アルキル基、および/または分岐鎖もしくは非分岐鎖アルケニル基を表している。
【0031】
一般に、R1およびR2は、それぞれ同一または異なっていて、かつそれぞれ互いに独立して、ポリイソブチレン基、ならびに/または非水素化、部分水素化および/もしくは完全に水素化されたポリブタジエン基、ならびに/または非水素化、部分水素化および/もしくは完全に水素化されたポリイソプレン基を表している。相応の末端基官能ポリオレフィンが公知である。例えば、ヒドロキシ官能性ポリイソブチレンもしくはアミノ官能性ポリイソブチレンの利用は、US7291681、US6875897およびUS20080274924に記載されている。
【0032】
多くの場合、R1および/またはR2として存在している基の合計少なくとも60モル%、好ましくは少なくとも80モル%は、50〜200個、好ましくは60〜120個の炭素原子を有しているポリイソブチレン基を表している。
【0033】
本発明によるコポリマーの全体構造それ自体および/または前記任意に存在するセグメントAはそれぞれ、二価の構造単位に、極性のジカルボン酸誘導体構造単位(III)を0.1〜10モル%含んでいてよい。
【0034】
加水分解を促進する条件下では、構造(III)は、通常、無水マレイン酸構造単位としてではなく、マレイン酸構造単位として存在しており、これは、環境に応じて加塩される、もしくは脱プロトン化されて存在しているものである。
【0035】
本発明によるコポリマーの全体構造それ自体および/または任意に存在するセグメントAはそれぞれ、二価の構造単位に酸素基構造単位(IV)を1〜10モル%有していてよい。
【0036】
2(場合により、E3と一緒に)は、酸素基構造単位(IV)のエステル基および/またはエーテル基を有している特徴的な基と見なされる。
【0037】
通常、E2およびE3は、同一または異なっていて、かつ、たいていの場合、それぞれエーテル酸素原子を4〜300個、好ましくは10〜100個、特に好ましくは12〜50個含んでいる。
【0038】
相応のポリアルキレンオキシドモノアミンとのグラフト化により得られる、酸素基構造単位(IV)のE2は、ポリアルキレンオキシド鎖として存在しているのが好ましく、この鎖は、アミド結合もしくはイミド結合を介してマレイン酸基本骨格と結合している。グラフト化試薬として使用される上述のポリアルキレンオキシドモノアミンは、典型的にC1〜C24−アルコール開始ポリエーテル(アルコキシ化の途中で製造される、したがって末端にアルキル基を含んでいる)であり、主にエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドおよび/またはスチレンオキシドから形成されていて、末端基として第一級アミノ基または第二級アミノ基、好ましくは第一級アミノ基(好ましくは、唯一のグラフト反応性基として)を有している。さらに、モノグリシジルエーテル、モノグリシジルエステル、オキセタンおよび/またはテトラヒドロフランをベースにする繰り返し単位もモノマーとして(場合により、構成要素として前述のエポキシドモノマーとの組合せで)可能である。一般に、これらのポリアルキレンオキシドモノアミンは、エチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシドのみをベースにしており、エチレンオキシドのプロピレンオキシドに対する質量比は可変である。特に極性のE2基を生成するためには、相応してより多くのエチレンオキシドが使用され(場合により、エチレンオキシドのみ)、プロピレンオキシドの使用により、極性ならびに結晶化傾向を相応して下げることができる。典型的に使用されるポリアルキレンオキシドモノアミンの分子量は、たいていの場合、150〜12,500g/mol、好ましくは500〜5,000g/mol、特に好ましくは700〜3,000g/molである。それとは別に、E2基を提供するために、別のグラフト化試薬、例えばモノヒドロキシ末端ポリエーテル、モノヒドロキシ末端ポリエステル、および/またはモノヒドロキシ末端ポリエーテル−ポリエステルブロックコポリマーを使用してもよい。相応のポリエーテル構造には、好ましい繰り返し単位として、エチレンオキシドベース、プロピレンオキシドベース、ブチレンオキシドベース、スチレンオキシドベース、アルキルグリシジルエーテルベースおよび/またはフェニルグリシジルエーテルベースの繰り返し単位がある。E2の所望の極性に応じて、一般に、相応してエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドから選択され、ポリエーテル鎖の分子量は、典型的に300g/mol〜5,000g/molである。好適なモノヒドロキシ末端ポリエステルおよびモノヒドロキシ末端ポリエーテル−ポリエステルブロックコポリマーは、「モノヒドロキシ開始成分」から出発していて、1つ以上の(場合により、アルキル置換された)ヒドロキシカルボン酸および/またはそれらのラクトン(例えば、ブチロラクトン、バレロラクトン、カプロラクトン、特にε−カプロラクトン)の重合により得ることができる。相応の構造は、一般に150〜5,000g/molの分子量を有している。
【0039】
2に関する前記記述は、相応してE3にも当てはまる。
【0040】
本発明によるコポリマーの全体構造それ自体および/または前記任意に存在するセグメントAはそれぞれ、二価の構造単位に頭部基構造単位(V)を1〜10モル%含んでいてよい。
【0041】
頭部基構造単位(V)の製造のために使用できる典型的なグラフト化試薬は、N,N−二置換ジアミンである。N,N−二置換ジアミンは、一般的な構造R2122N−R’−NR23Hを有している。ここで、R21およびR22は、同一または異なっていて、脂肪族環式炭化水素置換基、または芳香族炭化水素置換基または脂肪族芳香族炭化水素置換基であってよく、例えば、メチル置換基、エチル置換基、プロピル置換基、2−エチルヘキシル置換基、シクロヘキシル置換基、ベンジル置換基またはフェニル置換基であってよい。R23は、同一または異なっていてよく、R21であってよく、または水素を表してよい。R21およびR22が、メチル置換基およびエチル置換基であり、R23は、水素であるのが好ましい。
【0042】
ここで、R’は、脂肪族環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基または脂肪族芳香族炭化水素基であってよい。
【0043】
好ましいN,N−二置換ジアミンは、N,N−ジアルキルアミノアルキルアミン、例えば、N,N−ジメチルアミノエチルアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、N,N−ジエチルアミノエチルアミン、およびN,N−ジエチルアミノプロピルアミンである。
【0044】
任意に、本発明によるくし形コポリマーの製造のための前記官能性炭化水素の他に、さらにアミノアルコールを使用してもよい。アミノアルコールは、一般的な構造R3132N−R’’−OHを有している。ここで、R31およびR32は、同一または異なっていてよく、水素またはR21であってよく、R’’は、R’であってよい。典型的なアミノアルコールは、ヒドロキシアルキルアミン、例えば、ヒドロキシエチルアミン、ヒドロキシプロピルアミン、ヒドロキシブチルアミンおよび比較的高い同族体である。好ましいアミノアルコールは、N,N−二置換アミノアルキルアルコール、例えば、N,N−ジメチルアミノエタノールおよびN,N−ジエチルアミノエタノールである。
【0045】
場合により使用されるN,N−二置換ジアミンもしくはアミノアルコールは、引き続きのアルキル化反応において、第三級アミノ官能基で部分的または完全に第四級アンモニウム塩に変換されうる。アルキル化のために、例えば、有機ハロゲン化物、例えば、塩化ベンジル、ヨウ化メチル、またはアルキル化剤、例えば、硫酸ジメチル、またはオキシラン、例えばグリシジルエーテルまたはスチレンオキシドと、酸、例えば、カルボン酸との組合せを使用してよい。
【0046】
第一級ヒドロキシアルキルアミンを使用する場合、アミノ基は、好ましくはベースポリマーの無水物基(Anhydridgruppierung)と反応するため、そのときに反応しなかったヒドロキシ官能基は、さらなる変性、例えばリン酸化反応(例えば、ポリリン酸によるリン酸エステルへの反応)、または、環式酸無水物(例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸)による酸性半エステルへの反応に利用できる。
【0047】
本発明の特別な実施態様では、本発明によるコポリマーの全体構造は、一方ではセグメントAを、ならびに他方では少なくとも1個のさらなる二価の構造単位を有しているセグメントBを含んでいて、セグメントAはブロックAとして、ならびにセグメントBはブロックAに結合されているブロックBとして存在しており、このブロックBは、二価の構造単位(I)〜(V)の濃度により、および/または二価の構造単位の種類に関してブロックAとは異なっている。
【0048】
本発明によるコポリマーがブロックコポリマーとして存在する場合には、このコポリマーは、通常、1つのブロックにつき少なくとも5個の構造単位を含んでおり、好ましくは構造単位の最低数は、1つのブロックにつき10個である。これらのブロックのそれぞれには、同一の構造単位が存在するが、しかし、異なる数もしくは濃度で存在していてよく、これらのブロックは、様々な構造単位を含んでいてもよい。本発明によるコポリマーを製造するために使用可能な直鎖または分岐鎖のコポリマー中間生成物は、例えば、A−B型、A−B−A型、B−A−B型、A−B−C型および/またはA−C−B型のブロック構造を有していて、ブロックA、ブロックBおよびブロックCは、それぞれ構造単位の組成もしくは濃度で区別されさえすればよい。組成もしくは濃度に関する前述の区別は、この関連においては、2つの隣接するブロックで、構造単位の含分が、それぞれのブロックの総質量に対して互いに少なくとも5質量%の差がなければならないことを意味している。
【0049】
本発明は、本発明によるコポリマーの製造にも関する。目的に応じて、本発明によるコポリマーの製造は、先行工程でコポリマー中間生成物が重合により製造され、後行工程でグラフト化反応により、非極性のジカルボン酸誘導体構造単位(II)および場合によりそれぞれ酸素基構造単位(IV)および/または頭部基構造単位(V)が形成されることにより行われる。
【0050】
一般に、前記コポリマー中間生成物は、600〜25,000g/mol、好ましくは800〜10,000g/mol、特に好ましくは1,000〜5,000g/molの数平均分子量を有している。
【0051】
数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いてDIN55672に準拠して求められる。
【0052】
好ましくは、本発明によるコポリマーの製造のために使用可能な直鎖または分岐鎖の無水マレイン酸をベースにする中間生成物は、ラジカル開始重合により、例えばアゾ開始剤または過酸化物開始剤を使用して製造可能である。所望の分子量を調整するために、連鎖調整剤(連鎖移動剤)、例えば、チオール、第二級アルコールまたはアルキルハロゲン化物、例えばテトラクロロ炭素を重合の間に添加してよい。さらなる考えられる製造方法は、制御ラジカル重合法に関するものである。以下に記載の制御重合技術の、場合により使用される技術に応じて、同一のエチレン性不飽和モノマーを使用する場合でも、およびモノマーの同一のモル比率でも、異なるコポリマーが得られる、それというのは、異なる重合技術が、様々なミクロ構造もしくは構造単位の異なる順序をもたらすことがあるからである。制御ラジカル重合法は、文献公知である。いくつかの方法の概要は、Prog.Polym.Sci.32(2007)93〜146およびChem.Rev.2009,109,4963〜5050に見られる。
【0053】
例えば、以下に制御重合を実施するための技術をいくつか挙げる。
【0054】
「Atom Transfer Radical Polymerization(原子移動ラジカル重合)」(ATRP)は、制御重合を可能にするものであり、例えば、Chem.Rev.2001,101,2921およびChem.Rev.2007,107,2270〜2299に記載されている。
【0055】
制御重合法には、「Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer Process(可逆的付加開裂連鎖移動重合)」(RAFT)も含まれていて、これは、特定の重合調整剤を使用する場合に「MADIX」(macromolecular design via the interchange of xanthates(キサンテートの交換反応による高分子の設計))および「Addition Fragmentation Chain Transfer(付加開裂連鎖移動)」とも呼ばれる。RAFTは、例えば、Polym.Int.2000,49,993、Aust.J.Chem 2005,58,379、J.Polym.Sci.Part A:Polym.Chem.2005,43.5347、Chem.Lett.1993,22,1089、J.Polym.Sci.,Part A 1989,27,1741ならびに1991,29,1053ならびに1993,31,1551ならびに1994,32,2745ならびに1996,34,95ならびに2003,41,645ならびに2004,42,597ならびに2004,42,6021に、およびまたMacromol.Rapid Commun.2003,24,197、Polymer 2005,46,8458〜8468ならびにPolymer 2008,49,1079〜1131、およびUS6291620、WO98/01478、WO98/58974およびWO99/31144に記載されている。
【0056】
制御重合のためのさらなる方法によれば、Chem.Rev.2001,101,3661に開示されている通り、ニトロキシル化合物が重合調整剤(NMP)として使用される。
【0057】
さらなる制御重合法は、「Group Transfer Polymerization(官能基移動重合)」(GTP)でもあり、これは、O.W.Websterによる「Group Transfer Polymerization」、「Encyclopedia of Polymer Science and Engineering」(Band 7,H.F.Mark,N.M.Bikales,C.G.Overberger and G.Menges,Eds.,Wiley Interscience,New York 1987,580ページ以下)、ならびにO.W.Webster,Adv.Polym.Sci.2004,167,1〜34に開示されている通りである。
【0058】
Macromol.Symp.1996,111,63に記載の、テトラフェニルエタンによる制御ラジカル重合は、さらなる例である。
【0059】
重合調整剤として1,1−ジフェニルエテンによる制御ラジカル重合は、例えば、Macromolecular Rapid Communications,2001,22,700に記載されている。
【0060】
有機テルル連鎖移動剤、有機アンチモン連鎖移動剤、および有機ビスマス連鎖移動剤による制御ラジカル重合は、Chem.Rev.2009,109,5051〜5068に記載されている。
【0061】
さらに、イニファータによる制御ラジカル重合は、例えば、Makromol.Chem.Rapid.Commun.1982,3,127で解説されている。
【0062】
有機コバルト錯体による制御ラジカル重合は、例えば、J.Am.Chem.Soc.1994,116,7973、Journal of Polymer Science:Part A:Polymer Chemistry,Vol.38,1753〜1766(2000)、Chem.Rev.2001,101,3611〜3659、ならびにMacromolecules 2006,39,8219〜8222から公知である。
【0063】
さらなる制御ラジカル重合法は、Polymer 2008,49,5177で解説されている通り、Reversible Chain Transfer Catalyzed Polymerization(可逆的連鎖移動触媒重合)である。
【0064】
さらなる制御重合技術として、Macromolecules 2008,41,6261、Chem.Rev.2006,106,3936〜3962、またはUS7034085)に記載の通り、ヨウ化化合物によるDegenerative Chain Transfer(退化性連鎖移動)が使用可能である。
【0065】
チオケトンの存在下での制御ラジカル重合は、例えば、Chem.Commun.,2006,835〜837およびMacromol.Rapid Commun.2007,28,746〜753に記載されている。
【0066】
ここで、前記得られたコポリマー(本発明によるコポリマーの中間生成物)は、必ずしも重合調整剤を介して末端基として定義されるのではない。末端基は、例えば、重合後に完全または部分的に分離させることができる。したがって、例えば、NMPを用いて製造されたコポリマーのニトロキシル末端基を熱により分離することが可能である。
【0067】
制御ラジカル重合法の適用は、構造化されたコポリマーを製造する可能性も開かせる。
【0068】
構造化されたコポリマーは、直鎖のブロックコポリマー、勾配様(gradientenartig)のコポリマー、分岐した/星形のブロックコポリマーおよびくし形コポリマーである。
【0069】
とりわけ使用可能の勾配様のコポリマーの場合、ポリマー鎖に沿って、特定のエチレン性不飽和モノマーの構造単位、またはエチレン性不飽和モノマーの混合物の構造単位の濃度が連続的に減少して、それとは異なるエチレン性飽和モノマーの構造単位またはそれとは異なるエチレン性不飽和モノマーの混合物の構造単位の濃度が相応して増加する。
【0070】
勾配様のコポリマーの例は、EP1416019およびWO01/44389の相応の内容、ならびにMacromolecules 2004,37,966、Macromolecular Reaction Engineering 2009,3,148、Polymer 2008,49,1567およびBiomacromolecules 2003,4,1386を参照されたい。
【0071】
本発明によるコポリマーの好ましい製造方法は、第一の工程で無水マレイン酸のコポリマー(中間生成物)、特に好ましくはSMA樹脂(場合によりブロックコポリマーの形態でも存在)が、場合により溶剤に溶かされた形態で提供され、後続の第二の工程でグラフト化反応に供されることを特徴としている。第二の工程では、前記コポリマーを、20〜200℃の温度で典型的に、アミノ官能性炭化水素またはヒドロキシ官能性炭化水素(エチレン性不飽和モノマーの重合を介して製造可能な炭化水素が好ましい)を含んでいる混合物、好ましくはポリイソブチレンモノアルコール、ポリイソブチレンモノアミン、ポリブタジエンモノアルコール、ポリブタジエンモノアミン、ポリイソプレンモノアルコールおよび/またはポリイソプレンモノアミンと反応させ、場合により、1つ以上のポリアルキレンオキシドモノアミンおよび/またはモノヒドロキシ末端ポリエーテル、モノヒドロキシ末端ポリエステルもしくはモノアミノ末端ポリエステル、および/またはモノヒドロキシ末端ポリエーテル−ポリエステルブロックコポリマーもしくはモノアミノ末端ポリエーテル−ポリエステルブロックコポリマー、および/またはN,N−二置換ジアミンおよび/またはアミノアルコールとの組合せで反応させる。通常、この反応は、無水物構造の少なくとも70%が反応するように行われる。前述のグラフト化では、アルコールと無水物構造が反応してエステルを形成し、アミノ基は、無水物構造と反応してアミドおよびイミドを形成する。反応温度が低ければ低いほど、アミド形成がいっそう促進され、温度が高ければ高いほど、イミド形成がいっそう促進される。例えば、20℃〜50℃の温度では、ほぼアミドしか形成されない。140℃超の温度は、イミド形成を促す。イミド形成では水が遊離されるため、コポリマーの無水物構造は、この水によりカルボン酸官能基に変換されることもある。グラフト化試薬の結合基(Kopplungsgruppen)として、第二級アミノ基は、自然に即して反応してアミド基を形成する、およびヒドロキシル基はエステル基を形成できるにすぎない。
【0072】
前記反応では、例えばイミド形成により生じる水を共沸蒸留物により除去するために、添加された溶剤を再び留去してよい。
【0073】
好ましい製造方法では、前記SMA樹脂は、アミンおよび/またはアルコールとの反応の前に溶剤中に均質に溶かされる、または少なくとも膨潤(angequollen)される。この方法は、溶剤を含まない方法と比べて、あらゆる無水物群がSMA樹脂鎖に沿って反応の開始に反応できることを保証するものである。したがって、より均質な生成物が得られる。
【0074】
前記グラフト化反応の他に、場合により、前記コポリマーのさらなる変性(特にグラフト化)を実施してよい。例えば、オキシラン構造は、求核化合物、例えば、4−ニトロ安息香酸と反応しうる。ヒドロキシ基は、ラクトン、例えば、ε−カプロラクトンと反応してポリエステルを形成することができ、エステル基からは、酸性または塩基性触媒作用によるエステル分割によりOH基を有するポリマー構造単位が遊離されうる。
【0075】
本発明は、さらに、それぞれ混合温度にて液体の形態で存在している、少なくとも2つの成分の混合により製造可能な組成物に関していて、この組成物の総質量に対して、安定させる第3の成分として、本発明によるコポリマー0.1〜10質量%が相溶化剤として使用される。
【0076】
基本的に、この関連においては、本発明によるコポリマーの種々の種を組み合わせて使用することが可能である。さらに、特別な特殊要求を満たすために、本発明によるコポリマーを別の表面活性化合物と一緒に使用してもよい。
【0077】
特別な実施態様では、本発明による組成物は、エマルションとして存在していて、本発明によるコポリマー0.1〜10質量%、ブタジエンのホモポリマーまたはコポリマー0.1〜50質量%、ならびにエチレン性不飽和ポリマー樹脂10〜70質量%を含んでおり、この樹脂は、エチレン性不飽和の反応性希釈剤中に溶かされていてよい(この反応性希釈剤の質量割合は、前記10〜70質量%に含められなければならない)。ここで、ブタジエンのコポリマー中のブタジエン構造単位の含分は、少なくとも33モル%、好ましくは少なくとも50モル%であり、エチレン性不飽和ポリマーの樹脂が、それぞれ好ましくはスチレン(反応性希釈剤)中に溶かされた形態で存在している、好ましくは不飽和ポリエステルまたは不飽和ビニルエステルとして存在している実施態様が特に好ましい。
【0078】
不飽和ポリエステル樹脂が公知であり、例えば、J.H.Aurer,A.Kasper,「Unsaturated Polyester Resins」(Verlag Moderne Industrie,Landsberg/Lech 2003)に記載されている通り、一般に、簡単な不飽和ジカルボン酸とジオールとの反応により、場合により、飽和カルボン酸または(ジ)シクロペンタジエンの併用下でも得られる。そのために使用される二官能性、エチレン性不飽和カルボン酸もしくはそれらの誘導体は、マレイン酸およびフマル酸ならびに無水マレイン酸が特に好ましい。しかし、二官能性飽和カルボン酸成分として、さらにアジピン酸、テトラヒドロフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、HET酸(ヘキサクロロエンドメチレンテトラヒドロフタル酸)およびグルタル酸ならびにこれらのカルボン酸の無水物、または無水マレイン酸とシクロペンタジエンからのディールス・アルダー付加物を併用してもよい。不飽和ポリエステル樹脂の製造では、アクリル酸およびメタクリル酸を併用してもよい。反応のために、二官能性アルコール成分として好ましくはプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびネオペンチルグリコール、ならびに1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、アルコキシル化されたビスフェノールAおよび2,2,4−トリメチルペンタン−1,3−ジオールが考慮される。二官能性カルボン酸およびアルコールの他に、分岐鎖の重縮合生成物を得るために、多官能性(hoeherfunktionelle)カルボン酸およびアルコールを使用してもよい。
【0079】
さらに、本発明は、分散溶媒ならびに分散された粒子状の固形物を含んでいる分散液に関していて、この固形物は、好ましくは無機充填剤の形態で、および/または無機顔料もしくは有機顔料の形態で、および/またはカーボンナノチューブの形態で、および/またはグラフェンの形態で存在しており、前記分散液の総質量に対して、本発明によるコポリマー0.1〜10質量%が、架橋剤および分散剤として使用されている。
【0080】
種々の本発明によるコポリマーの混合物を、前記適用との関連において使用することも可能である。さらに、本発明によるコポリマーは、特別な特殊要求を満たすために、別の表面活性化合物と一緒に使用してもよい。
【0081】
最後に、本発明は、本発明によるコポリマーの、相溶化剤としての、脱泡添加剤としての、または架橋剤および分散剤としての使用に関する。
【0082】
界面活性の本発明によるコポリマーは、さらに、前記適用のために、消泡剤、レベリング剤、耐衝撃性改良剤または接着促進剤として使用することもできる。
【0083】
本発明を以下にて実施例をもとにして、より詳細に説明する。
【0084】
実施例
A)くし形コポリマーの製造
【表1】
【0085】
コポリマー1:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 10.00gをShellsol A 104.10g中に溶かす。ポリマーアミン3 33.04gを添加して、120℃で4時間撹拌する。引き続き、ポリマーアルコール1 61.33gならびにキシレン中のジラウリン酸ジブチルスズの10%溶液1.04gを添加して、120℃でさらに4時間撹拌する。わずかに混濁した、黄色の、中粘度の液体(Shellsol A中のくし形ポリマーの50%溶液)が得られる。
【0086】
コポリマー2:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、1−メトキシ−2−プロピルアセテート中のSMAベースポリマー1の50%溶液25.00g、ポリマーアミン2 57.80g、ポリマーアミン1溶液28.00g、1−メトキシ−2−プロピルアセテート46.70g、Shellsol A 39.50gおよび2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール0.44gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに4時間撹拌する。わずかに混濁した、黄色の、中粘度の液体(くし形コポリマーの45%溶液)が得られる。
【0087】
コポリマー3:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、1−メトキシ−2−プロピルアセテート中のSMAベースポリマー1の50%溶液25.00g、ポリマーアミン2 19.30g、ポリマーアミン1溶液83.85g、1−メトキシ−2−プロピルアセテート57.15g、Shellsol A 46.40gおよび2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール0.44gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに4時間撹拌する。澄明な、黄色の、中粘度の液体(くし形コポリマーの38%溶液)が得られる。
【0088】
コポリマー4:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、1−メトキシ−2−プロピルアセテート中のSMAベースポリマー2の50%溶液25.00g、ポリマーアミン2 35.60g、ポリマーアミン1溶液51.60g、1−メトキシ−2−プロピルアセテート47.60g、Shellsol A 40.10gおよび2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール0.44gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに4時間撹拌する。澄明な、黄色の、低粘度の液体(くし形コポリマーの41%溶液)が得られる。
【0089】
コポリマー5:
還流冷却器、温度センサー、KPG撹拌器、ダイアフラム真空ポンプ用の接続および水分離器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 14.40g、ポリマーアミン2 44.40g、ポリマーアミン1溶液64.40g、Shellsol A 44.7g、1−メトキシ−2−プロピルアセテート90.80gおよび2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール0.50gを装入して、撹拌しながら160℃に加熱する。大気圧下に160℃で1時間撹拌し、その後170℃で1時間および引き続き180℃でさらに10時間撹拌する。引き続き、低下させた圧力80mbar下に180℃でさらに2時間撹拌し、残りの水および含まれている溶剤の一部を留去する。Shellsol Aおよび1−メトキシ−2−プロピルアセテートの1/1混合物で、非揮発性含分45%が得られるまで希釈する。黄色の、澄明な液体(くし形コポリマーの45%溶液)が得られる。
【0090】
コポリマー6:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 10.00g、ポリマーアミン1溶液89.40gおよびShellsol A 99.40gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに8時間撹拌する。黄色の液体(くし形コポリマーの35%溶液)が得られる。
【0091】
コポリマー7:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 10.00g、ポリマーアミン1溶液44.70g、オレイルアミン4.40gおよびShellsol A 59.10gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに8時間撹拌する。黄色の液体(くし形コポリマーの35%溶液)が得られる。
【0092】
コポリマー8:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー2 10.00gをShellsol A 109.40g中に溶かす。ポリマーアミン2 14.20gを添加して、120℃で4時間撹拌する。引き続き、ポリマーアルコール1 85.20gならびにキシレン中のジラウリン酸ジブチルスズの10%溶液1.09gを添加して、120℃でさらに4時間撹拌する。わずかに混濁した、帯黄色の、中粘度の液体(Shellsol A中のくし形コポリマーの50%溶液)が得られる。
【0093】
コポリマー9:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 100.00g、ポリマーアミン2 308.00g、ポリマーアミン1溶液447.20g、Shellsol A 483.00gおよび2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール3.52gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに7時間撹拌する。澄明な、黄色の、中粘度の液体(くし形コポリマーの53%溶液)が得られる。
【0094】
コポリマー10:
段階a:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン59.1gおよび1−メトキシ−2−プロピルアセテート132.6gを装入して、撹拌しながら130℃に加熱する。引き続き、90分以内に、メチルメタクリレート250.3gを2,2’−アゾジ(2−メチルブチロニトリル)3.25gと一緒に計量供給する。3時間さらに撹拌する(生成物:Mn=630、Mw=2900)。
【0095】
段階b:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、段階a)の生成物100.00gを装入して、撹拌しながら130℃に加熱する。引き続き、60分以内に、1.)MSA 27.6gを2,2’−アゾジ(2−メチルブチロニトリル)1.5gと一緒に1−メトキシ−2−プロピルアセテート55.6gに、ならびに2.)スチレン29.3gを同時平行して計量供給する。5時間さらに撹拌する(生成物:Mn=1900、Mw=5400)。
【0096】
段階c:
段階b)の生成物50.00gに、ポリマーアミン1溶液155.3gと1−メトキシ−2−プロピルアセテート56.6gとを混合して、120℃で4時間撹拌する。混濁した、黄色の、中粘度の液体(1−メトキシ−2−プロピルアセテート/鉱油中の50%)が生じる。
【0097】
コポリマー11:
段階a:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、1−メトキシ−2−プロピルアセテート125.35gおよび2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン23.6gを入れて、撹拌しながら130℃に加熱する。引き続き、1−メトキシ−2−プロピルアセテート100.00g中に溶かされたMSA 68.6gに、ジ−t−ブチルペルオキシド4.00gを、2−エチルヘキシルアクリレート130.54gを同時並行して90分以内に計量供給する。130℃でさらに5時間撹拌する。引き続き、30分ごとに5回、ジ−t−ブチルペルオキシド1.00gをさらに加える。澄明な、茶色の、低中粘度の液体(50%溶液;Mn=1400、Mw=3800)が得られる。
【0098】
段階b:
段階a)の生成物50.0gに、ポリマーアミン1溶液160.1gと1−メトキシ−2−プロピルアセテート48.1gとを加えて、120℃で4時間撹拌する。澄明な、茶色の、中粘度の液体(1−メトキシ−2−プロピルアセテート/鉱油中の50%)が生じる。
【0099】
コポリマー12:
段階a:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、1−ドデセン84.2gおよびキシレン25.5gを入れて、撹拌しながら140℃に加熱する。引き続き、30分ごとに7回、少量ずつ、MSA 7.00gならびにジ−tert−ブチルペルオキシドそれぞれ1mlを同時平行して添加する。140℃でさらに3時間撹拌する。生じた生成物が固くなるため、キシレン82.00gをあとから添加する。澄明な、黄色の、中粘度の液体(57%溶液;Mn=2500、Mw=7100)が得られる。
【0100】
段階b:
段階a)の生成物25.00gに、ポリマーアミン1溶液109.7gと1−メトキシ−2−プロピルアセテート33.9gとを混合して、120℃で4時間撹拌する。澄明な、茶色の、中粘度の液体(1−メトキシ−2−プロピルアセテート/鉱油中の50%)が生じる。
【0101】
コポリマー13:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 10.00g、ポリマーアミン1溶液44.7gおよびShellsol A 54.7gを入れて、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに8時間撹拌する。引き続き、エタノールアミン1.00gを添加して、120℃でさらに4時間撹拌する。澄明な、黄色の、中粘度の液体(34%溶液)が得られる。
【0102】
コポリマー14:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 50.00g、ポリマーアミン2 154.00g、ポリマーアミン1溶液223.60g、Shellsol A 241.50g、および2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール1.76gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに4時間撹拌する。澄明な、黄色の、中粘度の液体(くし形コポリマーの53%溶液)が得られる。
【0103】
コポリマー15:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、1−メトキシ−2−プロピルアセテート中のSMAベースポリマー1の50%溶液25.00g、ポリマーアミン2 38.50g、ポリマーアミン1溶液55.90g、1−メトキシ−2−プロピルアセテート99.10g、Shellsol A 40.00gおよび2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール0.44gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに4時間撹拌する。澄明な、黄色の、低粘度の液体(くし形コポリマーの34%溶液)が得られる。
【0104】
コポリマー16:
段階a:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 50.00g、ポリマーアミン1溶液89.4g、ポリマーアミン2 61.7gおよびShellsol A 142.1gを入れて、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに4時間撹拌する。澄明な、黄色の、中粘度の液体(50%溶液)が得られる。
【0105】
段階b:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、段階a)の生成物100.00gおよびN,N−ジメチルアミノプロピルアミン3.1gを120℃で4時間撹拌する。
【0106】
コポリマー17:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、コポリマー16の段階a)の生成物100.00gおよびN,N−ジメチルアミノプロピルアミン6.2gを120℃で4時間撹拌する。
【0107】
コポリマー18:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、コポリマー16の段階b)の生成物20.00g、塩化ベンジル0.7gおよび1−メトキシ−2−プロピルアセテート6.10gを入れて、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに4時間撹拌する。澄明な、黄色の、中粘度の液体(40%溶液)が得られる。
【0108】
コポリマー19:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、ブチルグリコール8.50g中のコポリマー16の段階b)の生成物20.00gを撹拌しながら120℃に加熱する。70℃で、安息香酸0.7gを添加して、120℃に到達したらC10〜C16−アルキルグリシジルエーテル(Grilonit RV 1814、EMS−Chemie AG社)1.66gを添加する。120℃でさらに6時間撹拌する。澄明な、茶色の、低粘度の液体(40%溶液)が得られる。
【0109】
コポリマー20:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、1−メトキシ−2−プロピルアセテート中のSMAベースポリマー1の50%溶液25.00g、ポリマーアミン3 41.29g、ポリマーアミン1溶液55.90g、1−メトキシ−2−プロピルアセテート99.10g、Shellsol A 40.00gおよび2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール0.44gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに4時間撹拌する。澄明な、黄色の、低粘度の液体(くし形コポリマーの34%溶液)が得られる。
【0110】
コポリマー21:
段階a:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン4.72g、イタコン酸33.34g、および1−メトキシ−2−プロパノール100.00gを装入して、撹拌しながら130℃に加熱する。引き続き、スチレン26.60gに、2,2’−アゾジ(2−メチルブチロニトリル)2.36gを60分以内に計量供給する。130℃でさらに合計5時間撹拌し、2,2’−アゾジ(2−メチルブチロニトリル)を3回、それぞれ0.50gずつ後から加える。澄明な、黄色の、低粘度の液体(40%溶液)が得られる。
【0111】
段階b:
段階a)の生成物20.00gを、ポリマーアミン1溶液32.60gおよびポリマーアミン2 21.75gと一緒に、還流冷却器、温度センサー、水分離器およびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に合して、120℃で5時間撹拌する。反応混合物が非揮発性含分80質量%を有するまで蒸留する(メトキシプロパノール/メトキシプロピルアセテート中の混濁した、黄色の、中粘度の液体)。
【0112】
コポリマー22:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー3 20.00g、ポリマーアミン2 78.20g、ポリマーアミン1溶液117.25gおよびShellsol A 113.60gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。1時間後、1−メトキシ−2−プロピルアセテートをさらに20.00g添加する。120℃でさらに5時間撹拌する。わずかに混濁した、黄色の、中粘度の液体(62%溶液)が得られる。
【0113】
コポリマー23:
段階a:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 50.00g、Shellsol A 206.00g、およびポリマーアミン1溶液148.90gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに8時間撹拌する。混濁した、黄色の、中粘度の液体(くし形コポリマーの36%溶液)が得られる。
【0114】
段階b:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、段階a)の生成物50.00gならびにN,N−ジメチルアミノプロピルアミン1.41gを装入して、120℃に加温し、この温度でさらに4時間にわたり撹拌する。澄明な、黄色の、中粘度の液体(くし形コポリマーの38%溶液)が得られる。
【0115】
コポリマー24:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、コポリマー23の段階a)の生成物50.00gとN,N−ジメチルアミノプロピルアミン2.82gとを装入して、120℃に加温する。この温度で4時間にわたり撹拌する。澄明な、黄色の、中粘度の液体(くし形コポリマーの38%溶液)が得られる。
【0116】
コポリマー25:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 10.00g、ポリマーアミン1溶液89.40g、およびShellsol A 99.40gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに8時間撹拌する。澄明な、黄色の、中粘度の液体(くし形コポリマーの34%溶液)が得られる。
【0117】
コポリマー26:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 10.00gをShellsol A 82.76g中に溶かす。ポリマーアミン2 12.33gを添加して、120℃で4時間撹拌する。引き続き、ポリマーアルコール1 49.33gならびにキシレン中のジラウリン酸ジブチルスズ10%溶液1.00gを加えて、120℃でさらに3時間撹拌する。引き続き、さらにポリマーアミン1溶液37.00gを添加して、再び120℃で3時間加温する。わずかに混濁した、黄褐色の、中粘度の液体(くし形コポリマーの50%溶液)が得られる。
【0118】
比較例(本発明によらない)
比較例1:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 30.00g、ポリマーアミン4 98.90g、およびShellsol A 128.90gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに8時間撹拌する。澄明な、黄色の、低粘度の液体(50%溶液)が得られる。
【0119】
比較例2:
還流冷却器、温度センサーおよびKPG撹拌器を有する丸底フラスコ内で、窒素雰囲気下に、SMAベースポリマー1 30.00g、ポリマーアミン4 33.00gおよびShellsol A 63.00gを装入して、撹拌しながら120℃に加熱する。120℃でさらに8時間撹拌する。引き続き、冷却させて、室温でN,N−ジメチルアミノプロピルアミン6.80gを添加する。ここで、再び120℃に加熱する。粘度は、最初の少しの間、大きく高まる。120℃でさらに6時間撹拌する。混濁した、黄色の、高粘度から固体の物質(50%溶液)が得られる。
【0120】
B)適用技術による結果
【表2-1】
【表2-2】
【0121】
(I)分離防止添加剤(Antiseparationsadditiv)(相溶化剤)としての使用
テスト系1:
このテスト系では、不飽和ポリエステル樹脂Palapreg P17−02とスチレン−ブタジエンコポリマー Styroflex 2G66とからなる系での分離速度が評価される。そのためには、まずStyroflex 2G66をスチレン中で溶解する(30%溶液)。前記両方の成分は、以下の質量比で組み合わせられる:
【表3】
【0122】
混合物(第3表に示された通りの前記成分の比率)100gを、ビーカー180ml内で混合する。全体の系における添加剤作用物質の含分1質量%に相当する添加剤量をそれぞれ添加する。その次に、この混合物を、溶解機(型式Pendraulik LD 50、歯付座金:直径50mm)で、まず毎分930回転にて30秒、その後毎分1865回転にて30秒均質化して、引き続き、円筒状の、密封可能のガラス容器(直径:3.5cm、高さ:14cm)100mlに移す。20℃にて、密封された容器内で保管する。決められた時間毎に、この混合物で起こっている相分離を視覚的に調べる。
【0123】
【表4】
【0124】
第4表をもとにして、前記添加剤の非存在下では、前記両方の成分の混合物の分離は1時間以内に始まる一方で、前記添加剤の存在下では、前記混合物の分離は、明らかにより遅れて観察されるか、または(6日間(144時間)の観察時間内では)視覚的に全く観察されなかったことが分かる。
【0125】
テスト系2:
このテスト系では、不飽和ポリエステル樹脂Palapreg P17−02とスチレン−ブタジエンコポリマーKraton D 1118とからなる系での分離速度が評価される。そのためには、まずKraton D 1118をスチレン中で溶解する(30%溶液)。前記両方の成分は、以下の質量比で組み合わされる:
【表5】
【0126】
混合物(第5表に示された通りの前記成分の比率)100gを、ビーカー180ml内で混合する。全体の系での添加剤作用物質の含分1質量%に相当する添加剤量をそれぞれ添加する。その次に、この混合物を溶解機(型式Pendraulik LD 50、歯付座金:直径50mm)で、まず毎分930回転にて30秒、その後毎分1865回転にて30秒均質化して、引き続き、円筒状の、密封可能なガラス容器(直径:3.5cm、高さ:14cm)100mlに移す。20℃にて、密封された容器内で保管する。決められた時間毎に、この混合物で起こっている相分離を視覚的に調べる。
【0127】
【表6】
【0128】
第6表をもとにして、前記添加剤の非存在下では、前記両方の成分の混合物の分離は30分以内に始まる一方で、前記添加剤の存在下では、前記混合物の分離は、観察時間67時間以内では視覚的に全く観察されなかったことが分かる。
【0129】
テスト系3:
このテスト系では、不飽和ポリエステル樹脂Palapreg P17−02とスチレンのポリメチルメタクリレート溶液Palapreg H850−01とからなる系での分離速度が評価される。そのためには、前記両方の成分を以下の質量比で組み合わせる:
【表7】
【0130】
混合物(第7表に示された通りの前記成分の比率)100gをビーカー180ml内で混合する。全体の系での添加剤作用物質の含分1質量%に相当する添加剤量をそれぞれ添加する。その次に、この混合物を溶解機(型式Pendraulik LD 50、歯付座金:直径50mm)で、まず毎分930回転にて30秒、その後毎分1865回転にて30秒均質化して、引き続き円筒状の、密封可能のガラス容器(直径:3.5cm、高さ:14cm)に移す。20℃にて、密封された容器内で保管する。決められた時間毎に、この混合物で起こっている相分離を視覚的に調べる。
【0131】
【表8】
【0132】
第8表をもとにして、前記添加剤の非存在下では、前記両方の成分の混合物の分離は、3時間以内に始まる一方、前記添加剤の存在下では、前記混合物の分離は、明らかにより遅れて観察されるか、または(24時間の観察時間内で)視覚的に全く観察されなかったことが分かる。
【0133】
上述の例は、本発明による添加剤が、その分離防止作用、および様々な組成の液体−液体混合を実現できることを明らかにしている。
【0134】
(II)架橋剤および分散剤としての使用
相溶性試験
予備試験において、まず当該結合剤もしくは溶剤における前記添加剤の相溶性を調べる。そのために、以下の混合物を製造する:
結合剤 Worleekyd B6301/添加剤: 95:5[20g:1.05g]
溶剤 Isopar H/添加剤: 95:5[15g:0.79g]。
【0135】
実施:
結合剤(Worleekyd B6301)および溶剤(Isopar H)をスナップキャップバイアル(Schnappdeckelglaeser)50mlに入れて、それぞれの添加剤試料の指定量を計量供給する。短時間、ヘラで均質化する。混濁もしくは相分離を、翌日に視覚的に判定する。
【0136】
【表9】
【0137】
第9表からは、前記両方の本発明によらない比較生成物1および比較生成物2が、観察された系でのその非相溶性のゆえに、架橋剤および分散剤に好適ではないことが明らかに分かる;これらの生成物は、ワニス成分(Auflackung)試験において、相応して前記系に混入し、評価することもできなかった。
【0138】
ワニス成分
ワニスの製造
成分Worleethix V747、Worleekyd 6301、「Calcium 10」、二酸化チタン(Tronox CR 826)およびBentone SD 1ならびに前記添加剤を秤量導入して、溶解機型式「Dispermat CV」で8000rpm(テフロン座金:直径4.5cm)にて分散した。質量比は、以下の第10a表に示されたものに相当する。本発明による添加剤はそれぞれ、前記系に含まれている作用物質の量と同じ量を使用した(第10b表参照)。
【0139】
引き続き、前記混合物に、成分Dowanol DPM、Cobalt 12、Zirkonium、Borchi Nox M2およびShellsol D40を、同じく以下の表に示された通りの量で、1000rpmにて撹拌しながら添加した。
【0140】
【表10-1】
【0141】
【表10-2】
【0142】
光沢の評価:
前記ワニスを、室温で保管して1日後ならびに3日後に、スパイラルドクターブレード(Spiralrakel)150μmでガラス板に塗布した。完全に乾燥した後、光沢度を型式「Micro Tri Gloss」(製造者:BYK Gardner、Gerestried)の光沢計で、20°/60°/85°の様々な角度下にて測定した。とりわけ第10c表からは、前記添加剤が、光沢に悪影響を及ぼさないこと、同時に前記ワニスの曇り値(Schleierwert)(ヘイズ)が、添加剤を含んでいないゼロ試料(Control)と比べて下がる、つまり改善されることが明らかに分かる。
【0143】
【表10-3】
【0144】
粘度の測定:
室温で保管して5日後、および50℃で保管して14日後に、製造されたワニスの粘度を測定する。測定は、ブルックフィールド粘度計(Brookfield社、Lorch)で、スピンドル04の使用下に5rpmおよび50rpmにて行われた。
【0145】
【表11】
【0146】
染色ペースト吸収(Farbpastenaufnahme)試験:
製造された白色ワニスの染色ペースト吸収を試験するために、着色ペースト(Abtoenpaste)を混入した(Colortrend 807−9957 HS Lamp Black 97:3)。均質化は、Skandex振動機(型式SK450、GROOTEC GmbH社、Ichterschausen)で3分振動させて実施した。
【0147】
前記ワニスを、室温で保管して1日後、スパイラルドクターブレード200μmでコントラストカード(型式BYK−Gardner Nr.2853)に塗布した;約30分後に、ラブアウト試験(Rub−Out−Test)を実施した。
【0148】
完全に乾燥した後、前記試料を「Colour Guide Sphere(カラーガイドスフィア)」測定器(BYK Gardner社、Geretsried)を使用して測定(L/a/b値およびΔE値)ならびに視覚的に評価した。
【0149】
【表12】
【0150】
第12表からは、本発明による添加剤を用いて、ゼロ試料と比べて、一方ではΔE値の明らかな改善が達成され、他方ではまた色の濃さが、多くの場合に好影響を受けることが明らかに分かる。
【0151】
(III)脱泡添加剤としての使用
樹脂配合:
まず、以下の成分を示されている比率で混合して、撹拌により均質化する:
【表13】
【0152】
このようにして製造された樹脂50gを、Butanox M50 1.00gならびに添加剤(納入形態)0.25gと混合して、溶解機(型式Pendraulik 5HWM、歯付座金直径4.5cm)で30秒間4660rpmで撹拌する。得られた生成物をPETシートに注ぎ出す。形成された流体膜(Fluessigkeitsfilm)は、30秒後に第2のPETシートで覆われる。60分後に、PET/樹脂/PET層複合体(Schichtverbund)から、エッジ長10cmの正方形ひな形を切り取る。深部硬化は、80℃で一晩にわたり行われる。翌日に、このシートの視覚判定が行われる(第14表参照)。
【0153】
【表14】