DE69630718T2

DE69630718T2 - Viskositätskonditionierer

Info

Publication number: DE69630718T2
Application number: DE69630718T
Authority: DE
Inventors: Yoshioka Toyotaro; Komiya Kaoru
Original assignee: Asahi Denka Kogyo KK
Current assignee: Adeka Corp
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: EP0761780A2; US5753731A; DE69630718D1; EP0761780B1; EP1111014B1; KR970015711A; KR100404774B1; TW419515B; EP0761780A3; DE69625757D1; EP1111014A1; DE69625757T2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft neue Viskositätskonditionierer sowie eine Emulsionszusammensetzung und eine Emulsionsfarbzusammensetzung, worin solch ein Viskositätskonditionierer verwendet wird.
2. Beschreibung des verwandten Gebiets
Eine große Vielzahl an Viskositätsbildnern mit natürlichem, halbsynthetischem (z. B. Carboxymethylcellulose) oder synthetischem Charakter sind allgemein bekannt. Es gibt auch viele durch Reaktion von Polyoxyethylenglycolderivaten mit aliphatischen Säureestern oder Epoxiden erhaltene bekannte Reaktionsprodukte.
Verschiedene andere Viskositätsbildner sind ebenfalls bekannt wie z. B. offenbart in JP-PS Nr. 52-25840, JP-OS 58-213074, JP-PS 1-55292, JP-PS 3-9151, JP-PS 3-52766 und JP 4-55471.
US 4079028 offenbart Latexverbindungen, enthaltend Polyurethan-Verdickungsmittel. Die in diesem Dokument offenbarten Verbindungen unterscheiden sich von denjenigen der vorliegenden Erfindung in der Natur der terminalen Kohlenwasserstoffgruppen, nachstehend als R' definiert.
Solche bekannten Viskositätsbildner bringen jedoch das Problem mit sich, dass ihre Viskositäten dazu neigen, sich unter Umgebungstemperaturen zu verändern. Zum Beispiel unterliegt eine mit einem Viskositätskonditionierer und einem Viskositätsbildner formulierte Farbe notwendigerweise Viskositätsschwankungen, sofern sie von Natur aus temperaturabhängig ist, wenn sie im Sommer und im Winter aufgebracht wird. Insbesondere in einem geographischen Gebiet wie Japan, wo sich die vier Jahreszeiten deutlich unterscheiden, ist der maximale Temperaturunterschied häufig 30 bis 40°C zwischen Winter und Sommer, so dass jahreszeitliche Viskositätsveränderungen Probleme bei der Verarbeitbarkeit der Farbe verursachen.
Die EP-A-761779 des Anmelders, die nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, offenbart Viskositätskonditionierer und sie enthaltende Zusammensetzungen. Die Viskositätskonditionierer der vorliegenden Erfindung fallen in den allgemeinen Offenbarungsgehalt dieses Dokuments. Jedoch offenbart EP-A-761779 nicht die spezifischen Viskositätskonditionierer der vorliegenden Erfindung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung hat deshalb als primäre Aufgabe die Bereitstellung eines Viskositätskonditionierers, der weniger temperaturabhängig ist, und deshalb besonders dazu in der Lage ist, einen konstanten Viskositätsbereich aufrecht zu erhalten, der für alle Umgebungsbedingungen geeignet ist, und über das ganze Jahr ausreichend auftragbar ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Emulsionszusammensetzung und einer Emulsionsfarbzusammensetzung, die beide den obigen Viskositätskonditionierer einschließen.
Um mit den vorangehenden Problemen des Standes der Technik fertig zu werden, haben die Erfinder als Resultat intensiver Untersuchungen entwickelt: einen einzigartigen Viskositätskonditionierer, der eine verminderte Temperaturabhängigkeit, eine konstante Viskosität in einem bestimmten Bereich, um alle Umgebungsbedingungen und hervorragende Auftragbarkeit im gesamten Jahr zu erfüllen, zeigt, verbunden mit einer Emulsionszusammensetzung und einer Emulsionsfarbzusammensetzung, die beide jeweils solch einen Viskositätskonditionierer einschließen.
In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Viskositätskonditionierer bereit, umfassend eine Verbindung der Formel (2):
worin:
R eine Kohlenwasserstoffgruppe (hydrocarbylen group) ist;
R' ist: eine verzweigte Alkylgruppe der folgenden Formel (4):
worin R⁴ und R⁵ jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen sind und R⁶ eine Kohlenwasserstoffgruppe ist,
oder eine sekundäre Alkylgruppe der folgenden Formel (5):
worin R⁷ und R⁸ jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen sind;
R¹ eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, die eine Urethanverknüpfung enthalten kann;
n im Bereich von 1 bis 500 ist; und
h nicht weniger als 1 ist.
In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung eine Emulsionszusammensetzung bereit, die solch einen Viskositätskonditionierer einschließt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Viskositätskonditionierer umfasst eine Verbindung, dargestellt durch nachstehende Formel (2).
Die Formel (2) ist wie folgt:
worin R eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, R' eine verzweigte Alkylgruppe der Formel (4) wie oben definiert, oder eine sekundäre Alkylgruppe der Formel (5) wie oben definiert ist, R¹ eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, die eine Urethanverknüpfung enthalten kann, n im Bereich von 1 bis 500 ist, und h nicht weniger als 1 ist.
Die erfindungsgemäße Verbindung der Formel (2) kann erhalten werden durch Umsetzen von einem oder mehreren Mono- oder Polyisocyanaten der Formel R¹-(NCO)_h und einem oder mehreren Polyethermonoalkoholen der Formel R'-(O-R)_n-OH.
In einem solchen Fall werden die Gruppen R, R' und R¹ in Formel (2) durch die zu verwendenden Verbindungen der Formel R¹-(NCO)_h und der Formel R'-(O-R)_n-OH bestimmt.
Die Mono- oder Polyisocyanate mit einer h-Valenz und der Formel R¹-(NCO)_h sind zur Verwendung zur Bereitstellung des erfindunsgemäßen Viskositätskonditionierers nicht besonders eingeschränkt, sofern sie eine oder mehrere Isocyanatgruppen in ihren entsprechenden Molekülen enthalten. Hier schließen die Monoisocyanate und Polyisocyanate z. B. aliphatische Monoisocyanate, aliphatische Diisocyanate, aromatische Monoisocyanate, aromatische Diisocyanate, alicyclische Monoisocyanate, alicyclische Diisocyanate, Biphenyldiisocyanate, Phenylmethandiisocyanate, Triisocyanate und Tetraisocyanate ein.
Für die vorliegende Erfindung nützliche aliphatische Monoisocyanate können geeigneterweise z. B. ausgewählt werden aus Methylisocyanat, Ethylisocyanat, Butylisocyanat, Propylisocyanat, Hexylisocyanat, Octylisocyanat, Laurylisocyanat und Octadecylisocyanat.
Geeignete alicyclische Monoisocyanate schließen z. B. Cyclohexylisocyanat ein.
Geeignete aromatische Monoisocyanate schließen z. B. Phenylisocyanat und Tolylisocyanat ein.
Hier verwendete aliphatische Diisocyanate werden z. B. ausgewählt aus Methylendiisocyanat, Dimethylendiisocyanat, Trimethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Dipropyletherdiisocyanat, 2,2-Dimethylpentandiisocyanat, 3-Methoxyhexandiisocyanat, Octamethylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylpentandiisocyanat, Nonamethylendiisocyanat, Decamethylendiisocyanat, 3-Butoxyhexandiisocyanat, 1,4-Butylenglycoldipropyletherdiisocyanat, Thiodihexyldiisocyanat, meta-Xylylendiisocyanat, para-Xylylendiisocyanat und Tetramethylxylylendiisocyanat, Geeignete aromatische Diisocyanate schließen z. B. meta-Phenylendiisocyanat, para-Phenylendiisocyanat, 2,4-Tolylendiisocyanat, 2,6-Tolylendiisocyanat, Dimethylbenzoldiisocyanat, Ethylbenzoldiisocyanat, Isopropylbenzoldiisocyanat, Tolidindiisocyanat, 1,4-Naphthalindiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, 2,6-Naphthalindiisocyanat und 2,7-Naphthalindiisocyanat ein.
Geeignete alicyclische Diisocyanate schließen z. B. hydrierte Xylylendiisocyanate und Isophorondiisocyanat ein.
Geeignete Biphenyldiisocyanate schließen z. B. Biphenyldiisocyanat, 3,3'-Dimethylbiphenyldiisocyanat und 3,3'-Dimethoxybiphenyldiisocyanat ein.
Hier verwendete Phenylmethandiisocyanate werden veranschaulicht durch Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, 2,2'-Dimethyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Diphenyldimethylmethan-4,4'-diisocyanat, 2,5,2',5'-Tetramethyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Cyclohexylbis(4-isocyanatophenyl)methan, 3,3'-Dimethoxydiphenylmethan-4,4'-diisocyanat, 4,4'-Dimethoxydiphenylmethan-3,3'-diisocyanat, 4,4'-Diethoxydiphenylmethan-3,3'-diisocyanat, 2,2'-Dimethyl-5,5'-dimethoxydiphenylmethan-4,4'-diisocyanat, 3,3'-Dichlordiphenyldimethylmethan-4,4'-diisocyanat und Benzophenon-3,3'-diisocyanat.
Hier verwendete Triisocyanate werden z. B. ausgewählt aus 1-Methylbenzol-2,4,6-triisocyanat, 1,3,5-Trimethylbenzol-2,4,6-triisocyanat, 1,3,7-Naphthalintriisocyanat, Biphenyl-2,4,4'-triisocyanat, Diphenylmethan-2,4,4'-triisocyanat, 3-Methyldiphenylmethan-4,6,4'-triisocyanat, Triphenylmethan-4,4',4''-triisocyanat, 1,6,11-Undecantriisocyanat, 1,8-Diisocyanat-4-isocyanatmethyloctan, 1,3,6-Hexamethylentriisocyanat, Bicycloheptan-triisocyanat und Tris(isocyanatphenyl)thiophosphat.
Die oben als Beispiel dienende Polyisocyanatverbindungen können von Natur aus dimer oder trimer (Isocyanuratverknüpft) oder in der Form eines aus Reaktion mit einem Amin erhaltenen Biurets sein.
Außerdem können Urethanverknüpfung enthaltende Polyisocyanate verwendet werden, die aus der Umsetzung eines der obigen aufgeführten Polyisocyanate mit einem Polyol resultieren.
Als Polyole zur Verwendung in dieser Reaktion sind diejenigen mit Divalenz bis Octavalenz bevorzugt und Beispiele werden ausgewählt aus divalenten Alkoholen wie Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Hexamethylenglycol und Neopentylglycol, trivalente Alkohole wie Glycerin, Trimethylolethan und Trimethylolpropan, tetravalente Alkohole wie Pentaerythritol, pentavalente Alkohole wie Adonit, Arabit und Xylit, heptavalente Alkohole wie Dipentaerythritol, Sorbit, Mannit und Idit und octavalente Alkohole wie Sucrose und Oligomere davon, Addukte davon mit Alkylenoxiden und Addukte davon mit Caprolactonen.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Viskositätskonditionierer der Formel (2) sind die Polyethermonoalkohole der Formel R'-(O-R)_n-OH nicht besonders eingeschränkt, solange sie aus verzweigten oder sekundären monovalenten Alkoholen der nachstehenden Formel (4') oder (5') hergeleitet sind. Solch eine Verbindung kann durch Additionspolymerisation eines verzweigten oder sekundären monovalenten Alkohols der nachstehenden Formel (4') oder (5') mit einem Alkylenoxid wie Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Epichlorhydrin oder einem Styroloxid erhalten werden.
Der oben angeführte verzweigte Alkohol wird durch folgende Formel (4') dargestellt.
Oben angeführter sekundärer Alkohol wird durch folgende Formel (5') dargestellt.
Man merkt deshalb, dass die Gruppe R' den durch Entfernen einer Hydroxylgruppe von jeder der Verbindungen der Formeln (4') und (5') gebildeten Rests bedeutet.
In den Formeln (4) und (5) sind R⁴, R⁵, R⁷ und R⁸ jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen, ausgewählt z. B. aus einer Alkylgruppe, Alkenylgruppe, Alkylarylgruppe, Cycloalkylgruppe und Cycloalkenylgruppe, und R⁶ ist eine Kohlenwasserstoffgruppe, z. B. eine Alkylengruppe, Alkenylengruppe, Alkylarylengruppe, Cycloalkylengruppe oder Cycloalkenylengruppe.
Für die vorliegende Erfindung geeignete Alkylgruppen werden z. B. ausgewählt aus Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Neopentyl, tert-Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-Ethylhexyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Isotridecyl, Myristyl, Palmityl, Stearyl, Eicosyl, Docosyl, Tetracosyl, Triacontyl, 2-Octyldodecyl, 2-Dodecylhexadecyl, 2-Tetra-decyloctadecyl und Monomethyl-verzweigten Isostearylgruppen.
Geeignete Alkenylgruppen schließen z. B. Vinyl-, Allyl-, Propenyl-, Isopropenyl-, Butenyl-, Isobutenyl-, Pentenyl-, Isopentenyl-, Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl-, Decenyl-, Undecenyl-, Dodecenyl-, Tetradecenyl- und Oleylgruppen ein.
Geeignete Alkylarylgruppen schließen Phenyl-, Tolyl-, Xylyl-, Cumenyl-, Mesityl-, Benzyl-, Phenethyl-, Styryl-, Cinnamyl-, Benzhydryl-, Trityl-, Ethylphenyl-, Propylphenyl-, Butylphenyl-, Pentylphenyl-, Hexylphenyl-, Heptylphenyl-, Octylphenyl-, Nonylphenyl-, α-Naphthyl- und β-Naphthylgruppen ein.
Hier verwendete Cycloalkyl- und Cycloalkenylgruppen werden durch Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl-, Methylcyclopentyl-, Methylcyclohexyl-, Methylcycloheptyl-, Cyclopentenyl-, Cyclohexenyl-, Cycloheptenyl-, Methylcyclopentenyl-, Methylcyclohexenyl- und Methylcycloheptenylgruppen veranschaulicht.
In Formel (4) ist die Gruppe R⁶ eine Kohlenwasserstoffgruppe wie z. B. eine Alkylengruppe, Alkenylengruppe, Alkylarylengruppe, Cycloalkylengruppe oder Cycloalkenylengruppe. Eine CH₂-Gruppe ist als Gruppe R⁶ besonders geeignet, da ein in seiner 2-Position verzweigter Alkohol eine geringere Temperaturabhängigkeit der Viskosität bewirkt.
R' ist eine verzweigte oder sekundäre Alkylgruppe der obigen Formel (4) oder (5). Die Anzahl der Kohlenstoffatome in der R'-Gruppe beträgt vorzugsweise 8 bis 36, bevorzugter 12 bis 24. Genauer weisen jede der Gruppen R⁴, R⁵, R⁷ und R⁸ in Formeln (4) und (5) 4 oder mehr Kohlenstoffatome auf, wodurch die Viskosität des resultierenden verzweigten oder sekundären Alkohols weniger temperaturabhängig ist.
Das Alkylenoxid oder Styroloxid kann durch Homopolymerisation oder durch statistische oder Blockpolymerisation von zwei oder mehr solcher Oxide gebunden werden. In diesem Fall ist jedes bekannte Verfahren geeignet. Der Polymerisationsgrad n ist im Bereich von 1 bis 500, vorzugsweise 1 bis 200, bevorzugter 10 bis 200. Der Anteil der Ethylengruppe in der Gruppe R ist vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-%, bevorzugter 65 bis 100 Gew.-% auf Basis des Gesamtgewichts der Gruppe R und die strenge Einhaltung dieses Anteils führt zu einer verbesserten Leistung der Viskositätsveränderung.
Die Verbindung der Formel (2) kann wie üblich hergestellt werden durch Reaktion eines Polyethers mit einem Isocyanat, z. B. bei 80 bis 90°C für 1 bis 3 Stunden.
Der erfindungsgemäße Viskositätskonditionierer, umfassend eine Verbindung der Formel (2), stellt die physikalischen Eigenschaften bereit, die mit den vorherigen Viskositätsbildnern des Standes der Technik nicht erreicht wurden. Zum Beispiel ist der erfindungsgemäße Viskositätskonditionierer von Natur aus nichtionisch und, obwohl er ein relativ geringes Molekulargewicht besitzt, zeigt einen guten Viskositätsanstieg, sogar wenn er in einer geringeren Menge zum wässrigen System gegeben wird. Er ist außerdem gegenüber Wasser und Alkohol stabil. Insbesondere ist solch ein Viskositätskonditionierer bei Anwendung in Emulsionsfarben nicht nur insbesondere dazu imstande, einen genügenden Viskositätsanstieg zu erzeugen, sondern auch dazu, in den meisten Fällen zu hervorragender Fluidität und Auftrageigenschaften und zu außergewöhnlicher Leistung der Viskositätsveränderung unter sowohl scherungsarmen als auch -reichen Bedingungen beizutragen.
Außerdem stellt der erfindungsgemäße Viskositätskonditionierer vorteilhafterweise eine besondere Temperatursensibilitätseigenschaft bereit, die die Viskositätsbildner des Standes der Technik nicht erreichen konnten. Aufgrund der Temperatursensibilität ist der Viskositätskonditionierer weniger temperaturabhängig, vollständig konstant in einem bestimmten Viskositätsbereich unter allen Umgebungsbedingungen und ausreichend auftragbar zu allen Jahreszeiten. Diese Vorteile sind ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung und darauf zurückzuführen, dass die Gruppe R' in Formel (2) ausdrücklich als verzweigte oder sekundäre Alkylgruppe der Formel (4) oder (5) oben definiert ist, nämlich dass ein verzweigter oder sekundärer Alkohol der Formel (4') oder (5') selektiv als Ausgangsmaterial zur Bereitstellung der Gruppe R' der Formel (2) verwendet wird.
Der erfindungsgemäße Viskositätskonditionierer ist auf wässrige Systeme wie Emulsionen, Latexe und dispergierbare Flüssigkeiten (wie Suspensionen und Dispersionen) anwendbar.
Polymeremulsionen vom Vinylacetattyp werden z. B. ausgewählt aus Homopolymeremulsionen eines Vinylacetatmonomers und Copolymeremulsionen eines Vinylacetatmonomers mit einem Comonomer wie Ethylen, Vinylchlorid, Acrylsäure, Acrylatester, Methacrylsäure, Methacrylatester, Beova, Maleinsäure oder Maleatester. Geeignete Polymeremulsionen vom Acryltyp schließen Homopolymeremulsionen eines Monomers ein wie Acrylsäure, Acrylatester, Methacrylsäure, Methacrylatester oder Acrylonitrile, Copolymeremulsionen von zwei oder mehr solcher Monomeren und Copolymeremulsionen von einem solchen Monomer mit Styrol. Geeignete Palymeremulsionen vom Vinylidentyp schließen ein: Homopolymeremulsionen eines Vinylidenchloridmonomers und Copolymeremulsionen eines Vinylidenchloridmonomers mit einem Comonomer wie Acrylsäure, Acrylatester, Methacrylsäure, Methacrylatester, Acrylnitril oder Vinylchlorid. Eingeschlossen in andere geeignete Polymeremulsionen sind Urethanharzemulsionen, Silikonharzemulsionen, Epoxyharzemulsionen und Fluorharzemulsionen. Geeignete Latexe werden z. B. durch SBR-Latex, SB-Latex, ABS-Latex, NBR-Latex, CR-Latex, VP-Latex, BR-Latex, MBR-Latex und IR-Latex veranschaulicht.
Wenn gelöst oder dispergiert in Wasser, kann der erfindungsgemäße Viskositätskonditionierer seine Viskositätsmodifizierungswirkungen zeigen und kann üblicherweise in einer Menge von 0,01 bis 10%, bevorzugt 0,01 bis 5% auf Basis des Feststoffgehalts einer gegebenen Polymeremulsion oder auf dem Gesamtgewicht eines gegebenen Latex verwendet werden. Zur Emulsion oder Latex kann der Viskositätskonditionierer als solcher oder nach Verdünnung auf eine geeignete Viskosität mit Wasser oder Lösungsmittel gegeben werden. Zur Verwendung in Emulsionsfarben kann der erfindungsgemäße Viskositätskonditionierer als wässrige Lösung in Ethylalkohol im Knetschritt oder Modifikationsschritt solch einer Emulsionsfarbe eingeschlossen werden, wobei die Verarbeitbarkeit erleichtert wird, wenn der Viskositätskonditionierer in einer Menge von 0,01 bis 5% zugegeben wird.
Die oben angeführten Polymeremulsionen können durch die Verwendung eines oder mehrerer anionischer, kationischer oder nichtionischer Emulgatoren hergestellt werden. Zwei oder mehr Emulgatoren können als Beimischung mit einem weiteren, unabhängig von ihren Typen, angewendet werden. Die Menge des zu verwendenden Emulgators ist ca. 0,1 bis 6 Gew.-% auf Basis des Gesamtgewichts eines ausgewählten Monomers und kann in manchen Fällen größer als 6 Gew.-% sein. Wenn ein Initiator vom Persulfattyp verwendet wird, müssen oft keine Emulgatoren notwendig sein. Das durchschnittliche Molekulargewicht dieser Emulsionspolymere ist üblicherweise 1 × 10⁵ bis 1 × 10⁷ und am häufigsten über 5 × 10⁵.
Der erfindungsgemäße Viskositätskonditionierer ist nichtionisch und deshalb auch für Polymeremulsionen alkalischer Qualität wirksam. Solche Viskositätskonditionierer können zu solch einer Emulsion zusammen mit einem Antischaummittel, Pigmentdispergiermittel und Tensid gegeben werden. Der Viskositätskonditionierer kann auch enthalten oder kann anschließend vermischt werden mit verschiedenen anderen Additiven wie Antioxidantien, Ultraviolettabsorbern, Wasserimprägniermitteln, Antiseptika, Bakteriziden, Dispergiermitteln, Schaumverhütungsmitteln, Deodoranzien, Parfüms, Verfünnern, Farbstoffen und Pigmenten.
Andere für den erfindungsgemäßen Viskositätskonditionierer geeignete wässrige Systeme sind wässrige Farbzusammensetzungen zur Verwendung in der Papier-, Leder- und Textilindustrie, Detergentien, Adhäsiva, Wachse, Poliermittel, Kosmetika und Toilettenartikel, Pharmazeutika, landwirtschaftliche Chemikalien und landwirtschaftliche Zusammensetzungen.
Wie oben ausgeführt, werden erfindungsgemäß ein neuer Viskositätskonditionierer, eine Emulsionszusammensetzung und eine Emulsionsfarbzusammensetzung, die jeweils solch einen Viskositätskonditionierer einschließen, bereitgestellt.
Beispiele
Mit Bezug auf Herstellungsbeispiele 1 bis 9 und Beispiele 1 bis 4 des durch die Formel (2) oben dargestellten Viskositätskonditionierer wird die vorliegende Erfindung nachstehend genauer beschrieben.
Herstellungsbeispiel 1
In einen 1000 ml Vierhalskolben, versehen mit einem Thermometer, Stickstoffeinlaß und Rührer wurden 660 Vierew.-Teile eines Addukts der Formel
gebildet durch Reaktion eines verzweigten Alkohols der Formel
mit 20 mol Ethylenoxid (EO) gegeben. Das Reaktionssystem wurde im Vakuum (weniger als 10 mm Hg) 3 Stunden bei 90 bis 100°C entwässert, bis die Feuchtigkeit im System auf 0,03% reduziert war. Nach anschließender Kühlung des Systems auf 80°C wurden 47 Gew.-Teile Hexamethylendiisocyanat (HMDI) in den Kolben gegeben. Die Reaktion wurde dann in einem Stickstoffstrom 2 Stunden bei 80 bis 90°C durchgeführt, wonach der Isocyanatgehalt 0 betrug. So wurde ein erfindungsgemäßes Reaktionsprodukt erhalten, das bei Normaltemperatur ein blassgelblicher Feststoff war. Dieses Produkt ist nachstehend als Viskositätskonditionierer 1 bezeichnet (R: Ethylengruppe; R': 2-Decyltetradecylgruppe; R¹: Hexamethylengruppe; h = 2; n = 20).
Herstellungsbeispiel 2
Das Verfahren des Herstellungsbeispiels 1 wurde nachvollzogen, außer dass 690 Gew.-Teile eines Addukts eines sekundären Alkohols mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen mit 100 mol EO und 10,5 Gew.-Teile Tetramethylendiisocyanat verwendet wurden. So wurde ein blassgelbliches festes Produkt erhalten. Dieses Produkt ist als Viskositätskonditionierer 2 bezeichnet (R: Ethylengruppe; R': Mischung der Formel
R¹: Tetramethylengruppe; h = 2; n = 100).
Herstellungsbeispiel 3
Das Verfahren des Herstellungsbeispiels 1 wurde nachvollzogen, außer dass 133 Gew.-Teile eines Addukts der Formel
gebildet durch Reaktion eines verzweigten Alkohols der Formel
mit 50 mol EO und 20,4 Gew.-Teile HMDI verwendet wurden. So wurde ein blassgelbliches festes Produkt erhalten. Dieses Produkt ist als Viskositätskonditionierer 3 bezeichnet (R: Ethylengruppe; R¹: Hexamethylengruppe; h = 2; n = 50).
Herstellungsbeispiel 4
Das Verfahren des Herstellungsbeispiels 1 wurde nachvollzogen, außer dass 167 Gew.-Teile eines Addukts der Formel
gebildet durch Reaktion eines verzweigten Alkohols der Formel
mit 10 mol EO, 504 Gew.-Teilen eines Addukts eines sekundären Alkohols mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen mit 100 mol EO und 36,5 Gew.-Teile Tolylendiisocyanat (TDI) verwendet wurden. So wurde ein blassgelbliches festes Produkt erhalten. Dieses Produkt wird als Viskositätskonditionierer 4 bezeichnet (R: Ethylengruppe; R': Mischung aus 2-Decyltetradecylgruppe und gleiche Gruppe wie in Herstellungsbeispiel 2; R¹: Tolylengruppe; h = 2; n = 10).
Herstellungsbeispiel 5
Das Verfahren des Herstellungsbeispiels 1 wurde nachvollzogen, außer dass 656 Gew.-Teile eines Addukts der Formel
gebildet durch Reaktion eines verzweigten Alkohols der Formel
mit 100 mol EO und 48,0 Gew.-Teilen eines Triisocyanats, erhalten durch Umsetzen von 1 mol Trimethylolpropan und 3 mol TDI, verwendet wurden. So wurde ein blassgelbliches festes Produkt erhalten. Dieses Produkt wird als Viskositätskonditionierer 5 bezeichnet (R: Ethylengruppe; R': 2-Decyltetradecylgruppe; R¹: Trimethylolpropan-TDI-Anteil; h = 3; n = 100).
Herstellungsbeispiel 6
Das Verfahren des Herstellungsbeispiels 1 wurde nachvollzogen, außer dass 625 Gew.-Teile eines Addukts der Formel
gebildet durch Reaktion eines verzweigten Alkohols der Formel
mit 100 mol EO und 12,7 Gew.-Teilen Tolylisocyanat verwendet wurden. So wurde ein blassgelbliches Festprodukt erhalten. Dieses Produkt wird als Viskositätskonditionierer 6 bezeichnet (R: Ethylengruppe; R': 2-Decyltetradecylgruppe; R¹: Tolylgruppe; h = 1; n = 100).
Herstellungsbeispiel 7
Das Verfahren des Herstellungsbeispiels 1 wurde nachvollzogen, außer dass 662 Gew.-Teile des Addukts der Formel
gebildet durch Reaktion eines verzweigten Alkohols der Formel
mit 100 mol EO und 30 Gew.-Teilen eines Triisocyanats, hergestellt durch Umsetzen von 1 mol Trimethylolpropan und 3 mol HMDI, verwendet wurden. So wurde ein blassgelbliches Festprodukt erhalten. Dieses Produkt wird als Viskositätskonditionierer 7 bezeichnet (R: Ethylengruppe; R': 2-Decyltetradecylgruppe; R¹: Trimethylolpropan-HMDI-Anteil; h = 3; n = 100).
Herstellungsbeispiel 8
Das Verfahren des Herstellungsbeispiels 1 wurde nachvollzogen, außer dass 634 Gew.-Teile eines Addukts eines sekundären Alkohols mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen mit 50 mol EO und 55,4 Gew.-Teile eines tetravalenten Isocyanats, hergestellt durch Umsetzen von 1 mol Pentaerythritol und 4 mol TDI verwendet wurden. So wurde ein blassgelbliches Festprodukt erhalten. Dieses Produkt wird als Viskositätskonditionierer 8 bezeichnet (R: Ethylengruppe; R': gleiche Gruppe wie in Herstellungsbeispiel 2; R¹: Pentaerythritol-TDI-Anteil; h = 4; n = 50).
Herstellungsbeispiel 9
Das Verfahren des Herstellungsbeispiels 1 wurde nachvollzogen, außer dass 665 Gew.-Teile eines Addukts der Formel
gebildet durch Reaktion eines verzweigten Alkohols der Formel
mit 100 mol EO und ebenfalls mit 20 mol Propylenoxid (PO) und 25,7 Gew.-Teilen eines hexavalenten Isocyanats, erhalten durch Umsetzen von 1 mol Dipentaerythritol und 6 mol Xylylendiisocyanat, verwendet wurden. So wurde ein blassgelbliches festes Produkt erhalten. Dieses Produkt wird als Viskositätskonditionierer 9 bezeichnet (R: Ethylengruppe, Propylengruppe; R¹: Dipentaerythritol-Xylyldiisocyanat-Anteil; h = 6; n = 100, 20).
Vergleichsherstellungsbeispiel 1
In einen 1.000 ml Vierhalskolben, versehen mit einem Thermometer, einem Stickstoffeinlaß und einem Rührer wurden 668 Gew.-Teile eines Addukts von Laurylalkohol mit 50 mol EO gegeben. Das Reaktionssystem wurde im Vakuum (weniger als 10 Hg) 3 Stunden bei 90 bis 100°C entwässert, bis die Feuchtigkeit im System auf 0,03% abgesunken war. Nach Kühlen des Reaktionssystems auf 80°C wurden 23,5 Gew.-Teile HMDI in den Kolben gegeben. Die Reaktion wurde dann in einem Stickstoffstrom 2 Stunden bei 80 bis 90°C durchgeführt, wonach der Isocyanatgehalt 0 betrug. So wurde ein Vergleichsreaktionsprodukt erhalten, bei dem es sich bei Normaltemperatur um einen blassgelblichen Feststoff handelte. Dieses Produkt wird nachstehend als Vergleichsprodukt 1 bezeichnet.
Vergleichsherstellungsbeispiel 2
Das Verfahren des Vergleichsherstellungsbeispiels 1 wurde nachvollzogen, außer dass 665 Gew.-Teile eines Addukts von Nonylphenol mit 100 mol EO und 30,6 Gew.-Teilen eines Triisocyanats, erhalten durch Umsetzen von 1 mol Trimethylolpropan und 3 mol HMDI, verwendet wurde. So wurde ein blassgelbliches Festprodukt erhalten. Dieses Produkt wird als Vergleichsprodukt 2 bezeichnet.
Vergleichsherstellungsbeispiel 3
Das Verfahren des Vergleichsherstellungsbeispiels 1 wurde nachvollzogen, außer dass 665 Gew.-Teile eines Addukts von Decylalkohol mit 50 mol EO und 37,8 Gew.-Teile TDI verwendet wurden. So wurde ein blassgelbliches Festprodukt erhalten. Dieses Produkt wird als Vergleichsprodukt 3 bezeichnet.

Eine Menge von 40 Gew.-Teilen jedes der erfindungsgemäßen Viskositätskonditionierer 1 bis 9 und der Vergleichsprodukte 1 bis 3 wurden gleichmäßig mit 10 Gew.-Teilen Butylcellosolv und 50 Gew.-Teilen Wasser vermischt, wodurch eine transparente flüssige Zusammensetzung bereitgestellt wurde, und zwar von sowohl den Zusammensetzungen 1 bis 9 und den Vergleichszusammensetzungen 1 bis 3. Die Viskositäten dieser Versuchszusammensetzungen sind nachstehend angegeben (1 cPs = 1 mPa·s).

Zusammensetzung 1:	ca. 2.000 cPs
Zusammensetzung 2:	ca. 4.000 cPs
Zusammensetzung 3:	ca. 2.500 cPs
Zusammensetzung 4:	ca. 2.000 cPs
Zusammensetzung 5:	ca. 6.000 cPs
Zusammensetzung 6:	ca. 3.500 cPs
Zusammensetzung 7:	ca. 5.500 cPs
Zusammensetzung 8:	ca. 4.500 cPs
Zusammensetzung 9:	ca. 7.500 cPs
Vergleichszusammensetzung 1:	ca. 4.000 cPs
Vergleichszusammensetzung 2:	ca. 6.000 cPs
Vergleichszusammensetzung 3:	ca. 2.000 cPs

Beispiel 1: Auswertung der Emulsionen Formulierung:

Emulsion (zur Glanzbeschichtung; Acrylatestertyp; kommerziell erhältlich)	100,0 g
Viskositätskonditionierer (jeweils erfindungsgemäß und Vergleichsprodukte; wässrige Lösung von 10% Feststoffgehalt	0,5 g
Schaumverhütungsmittel (Adekanate B-940; Mineralöltyp; Asahi Denka Kogyo K. K.)	0,2 g

Obige Formulierung wurde 5 Minuten handgerührt, gefolgt durch mechanisches Rühren (bei 1.000 Upm). Nach 2 Stunden Stehenlassen bei jeweils bestimmter ausgewählter Temperaturen (5,25 und 40°C) wurden die Viskositäten der resultierenden Emulsionszusammensetzungen, erfindungsgemäße Zusammensetzungen 1 bis 9 und Vergleichszusammensetzungen 1 bis 3, gemessen. Die Messungen wurden unter den nachstehend angegebenen Bedeutungen durchgeführt:
Viskosität: BM-Viskosimeter
Rotor: Nr. 4
Umdrehung: 12 Upm.
Die Versuchsresultate sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Die obige Untersuchung wurde wiederholt, außer dass eine unterschiedliche Emulsion zur elastischen Beschichtungsverwendung (Styrolacrylatestertyp; kommerziell erhältlich) und eine unterschiedliche Qualität des Schaumverhütungsmittels (Adekanate B-190; Silikontyp; Asahi Denka Kogyo K. K.) verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angeführt.
Tabelle 2

Beispiel 2: Auswertung mit elastischen Farben. Formulierung:

Wasser	90 Gew.-Teile
Viskositätskonditionierer (jeweils erfindungsgemäß und Vergleichsprodukte)	70 Gew.-Teile
Pigmentdispergiermittel (25% Polycarbonsäuretyp)	10 Gew.-Teile
Frostschutzmittel (Ethylenglycol)	20 Gew.-Teile
Antischaummittel (Adekanat B-940; Asahi Denka Kogyo K. K.)	2 Gew.-Teile
Titanoxid	140 Gew.-Teile
Calciumcarbonat	160 Gew.-Teile

Die so formulierte Mischung wrde 24 Stunden gerührt und schließlich als Mahlgut verwendet. Dieses Gut wurde dann wie nachstehend formuliert.
Formulierung:

Mahlgut 493 Gew.-Teile

Emulsion (zur elastischen Beschichtung; Styrolacrylatestertyp kommerziell erhältlich) 410 Gew.-Teile

Schaumverhütungsmittel (Adekanate B-190) 3 Gew.-Teile
Es wurde 5 Stunden gerührt und jede der fertiggestellten Farben wurde 2 Stunden bei drei verschiedenen Temperaturen (5, 25 und 40°C) stehengelassen und dann auf die Viskosität unter den folgenden Konditionen überprüft:
Viskosimeter: BM-Viskosimeter
Rotor: Nr. 4
Umdrehung: 30 Upm
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Wie aus Beispielen 1 und 2 oben offensichtlich, wurde für die erfindungsgemäßen Viskositätskonditionierer 1 bis 9 nachgewiesen, dass sie Emulsionen bereitstellen, die weniger empfänglich auf Viskositätsänderungen mit der Temperatur sind. Der Grund für diesen Vorteil ist, dass solche Viskositätskonditionierer durch die Verwendung einer ausgewählten Klasse an verzweigten oder sekundären Alkoholen als Ausgangsmaterialien mit daraus folgender Bindung einer verzweigten Kette oder sekundären Kohlenwasserstoffkette an die Gruppe R' hergestellt wurden. Andererseits zeigten die Vergleichsprodukte 1 bis 3 bei üblicher Verwendung auffällige Viskositätsänderungen mit der Temperatur, da die Produkte durch die Verwendung von geradkettigen Alkoholen aus Ausgangsmaterial erhalten wurden und deshalb so strukturiert waren, dass sie durch eine geradkettige Kohlenwasserstoffkette terminiert wurden.
Beispiel 3
Farbtönung und Wasserbeständigkeit mit Emulsionen
Anschließend wurden die folgenden Untersuchungen durchgeführt, um die Leistung der erfindungsgemäßen Viskositätskonditionierer, angewendet auf bestimmte Emulsionsfarben, zu bestimmen.
Formulierung:

Emulsion (Acrylatestertyp) 40,0 g

Schwarzpigment 0,8 g

Schaumverhütungsmittel (Adekanate B-940) 0,1 g
Diese Mischung wurde eine Minute von Hand vermischt, gefolgt durch Homogenisieren mit mechanischem Rühren mit einem großen Turbinenimpeller für 10 bis 20 Minuten bei 1.000 bis 2.000 Upm. Die resultierende Emulsion wurde auf eine Schieferplatte aufgetragen.
Farbtönung wurde bezüglich jeglicher merklicher Farbveränderungen an drei Punkten der Emulsion bestimmt, d. h. (1) Naß-auf-Naß-Beschichtung (wet-on-wet coating), (2) beschichtete Oberflächentextur beim Fingerreiben und (3) Beschichtungsläuferbildung (coat sagging), verglichen mit der mit einer einfachen Beschichtung erhaltenen beschichteten Oberfläche.
Nassfestigkeit wurde durch Untersuchen des Zustands der Schicht nach 24 Stunden Eintauchen in ein warmes Wasserbad von 50°C bestimmt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt, worin das Symbol "O" anzusehen ist als "nicht unterschiedlich", "-" als "leicht unterschiedlich" und "x" als "deutlich unterschiedlich".
Tabelle 4
Beispiel 4 Farbtönung und Nassfestigkeit der Farben Formulierung:

Farbe verwendet in Beispiel 2 40,0 g

Schwarzpigment 0,8 g

Schaumverhütungsmittel (Adekanate B-940) 0,1 g
Diese Formulierung wurde eine Minute von Hand vermischt, gefolgt durch Homogenisierung mit mechanischem Rühren mit einem großen Turbinenimpeller für 10 bis 20 Minuten bei 1.000 bis 2.000 Upm. Die resultierende Emulsion wurde auf eine Schieferplatte aufgetragen.
Farbtönung wurde hinsichtlich jeglicher bemerkenswerter Farbänderung an drei Punkten der Emulsion beurteilt, d. h. (1) Naß-auf-Naß-Beschichtung, (2) beschichtete Oberflächentextur beim Fingerreiben und (3) Beschichtungsläuferbildung, verglichen mit der mit einer einfachen Beschichtung erhaltenen beschichteten Oberfläche.
Nassfestigkeit wurde durch Untersuchen des Zustands der Schicht nach 24 Stunden Eintauchen in warmes Wasser von 50°C bestimmt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt, worin das Symbol "O" anzusehen ist als "nicht unterschiedlich", "-" als "leicht unterschiedlich" und "x" als "stark unterschiedlich".
Tabelle 5
Wie durch obige Beispiele 3 und 4 gezeigt, besitzen die erfindungsgemäßen Viskositätskonditionierer 1 bis 9 hervorragende physikalische Eigenschaften, die zur Verwendung als Viskositätskonditionierer für Emulsionsfarben geeignet sind.

Claims

Viskositätskonditionierer, umfassend eine Verbindung, dargestellt durch die folgende Formel (2):
worin: R eine Kohlenwasserstoffgruppe ist; R' eine verzweigte Alkylgruppe der folgenden Formel {4) ist.
worin R⁴ und R⁵ jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen sind und R⁶ eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, oder eine sekundäre Alkylgruppe der folgenden Formel (5):
worin R⁷ und R⁸ jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen sind; R¹ eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, die eine Urethanverknüpfung enthalten kann; n im Bereich von 1 bis 500 ist; und h nicht weniger als 1 ist.
Viskositätskonditionierer gemäss Anspruch 1, worin die Gruppe R' ein verbleibender Rest ist, nachdem eine Isocyanatgruppe oder -gruppen aus einem Mono- oder Polyisocyanat der Formel R¹-(NCO)_h entfernt wurden, worin R¹ und h wie in Anspruch 1 definiert sind.
Viskositätskonditionierer gemäss Anspruch 2, worin das Polyisocyanat der Formel R¹-(NCO)_h aus der Reaktion eines divalenten bis hexavalenten Polyols und eines divalenten bis tetravalenten Polyisocyanats erhalten wird und eine Urethanverknüpfung in seinem Molekül aufweist.
Viskositätskonditionierer gemäss Anspruch 1, worin die Gruppe R eine Alkylengruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist.
Viskositätskonditionierer gemäss Anspruch 1, worin R⁶ -CH₂- ist.
Viskositätskonditionierer, der aus der Reaktion mindestens eines Mono- oder Polyisocyanats der Formel R¹-(NCO)_h und mindestens eines Polyethermonoalkohols der Formel R'-(O-R)_n-OH, worin R¹, R', R, h und n wie in Anspruch 1 definiert sind, resultiert.
Emulsionszusammensetzung, umfassend als wesentliche Komponente den Viskositätskonditionierer gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6.
Emulsionsfarbzusammensetzung, umfassend als wesentliche Komponente den Viskositätskonditionierer gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6.