JP2022525513A - 環状アミドを含むレオロジー制御添加剤 - Google Patents
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Abstract
Description
(式中、R1は、1個~2個の炭素原子を有する有機基であり、かつR1は、単結合によって連結された酸素原子を含まない)による1種以上の窒素置換カプロラクタム誘導体(B)とを含む組成物を提供することによって達成され得ることが判明した。
R31-[R33-Z-R34-W-]n-R32 (U-1)
(式中、R31およびR32は、互いに独立して、かつ各場合に独立して、1個~100個の炭素原子を含み、かつそれぞれ1個以下の尿素基およびそれぞれ1個以下のウレタン基を有する分岐状または非分岐状の飽和または不飽和の有機基を表し、R33およびR34は、互いに独立して、かつ各場合に独立して、1個~300個の炭素原子を含み、任意にエーテル基を含む分岐状もしくは非分岐状のポリエステル基、2個~300個の炭素原子を含む分岐状もしくは非分岐状のポリエーテル基、1個~300個の炭素原子を含む分岐状もしくは非分岐状のポリアミド基、3個~100個のケイ素原子を含むポリシロキサン基、分岐状もしくは非分岐状のC2~C22アルキレン基、分岐状もしくは非分岐状のC2~C22シクロアルキレン基、分岐状もしくは非分岐状のC2~C18アルケニレン基、C6~C12アリーレン基、および/または分岐状もしくは非分岐状のC7~C22アリールアルキレン基を表し、ZおよびWは、互いに独立して、NH-CO-Oおよび/またはNH-CO-NHを表し、ZおよびWが複数存在する場合に、ZおよびWは、独立して上記の基を表し、nは、1~150、好ましくは2~150の整数を表し、nが複数存在する場合に、nは、独立して1~150、好ましくは2~150の整数を表す)により記載され得る。
(式中、AMは、2個~50個のC原子を有する直鎖状または分岐状の、飽和または不飽和の、脂肪族、環状脂肪族、芳香族、または脂肪族-芳香族の有機基から選択され、AMが複数存在する場合に、AMは、独立して、2個~50個のC原子を有する直鎖状または分岐状の、飽和または不飽和の、脂肪族、環状脂肪族、芳香族、または脂肪族-芳香族の有機基から選択され、AM1およびAM2は、互いに独立して、1個~50個のC原子を有する直鎖状または分岐状の、飽和または不飽和の、脂肪族、芳香族、または脂肪族-芳香族の有機基を表し、AM1およびAM2が複数存在する場合に、AM1およびAM2は、独立して上記の基を表し、IC1およびIC2は、互いに独立して、2個~40個のC原子を有する直鎖状または分岐状の、飽和または不飽和の、脂肪族、芳香族、または脂肪族-芳香族の炭化水素基を表し、IC1およびIC2が複数存在する場合に、IC1およびIC2は、独立して上記の基を表し、IC3は、2個~24個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状の、飽和または不飽和の、脂肪族、芳香族、または脂肪族-芳香族の炭化水素基を表し、IC3が複数存在する場合に、IC3は、独立して、2個~24個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状の、飽和または不飽和の、脂肪族、芳香族、または脂肪族-芳香族の炭化水素基を表し、RP1およびRP2は、互いに独立して、1個~24個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状の、飽和もしくは不飽和の、脂肪族、芳香族、もしくは脂肪族-芳香族の有機基、および/または1個~120個のエーテル酸素原子を有するポリエーテル基、および/または1個~100個のエステル基を有し、任意にエーテル基を含むポリエステル基、および/または1個~100個のアミド基を有するポリアミド基、および/または3個~100個のケイ素原子を有するポリシロキサン基を表し、RP1およびRP2が複数存在する場合に、RP1およびRP2は、独立して上記の基を表し、RP3は、2個~24個のC原子を有する直鎖状もしくは分岐状の、飽和もしくは不飽和の、脂肪族、芳香族、もしくは脂肪族-芳香族の有機基、および/または1個~120個のエーテル酸素原子を有する(ポリ)エーテル基、および/または1個~100個のアミド基を有するポリアミド基、および/または3個~100個のケイ素原子を有するポリシロキサン基、および/または1個~100個のエステル基を有し、任意にエーテル基を含むポリエステル基を表し、RP3が複数存在する場合に、RP3は、独立して上記の基を表し、かつ、mは、0~20、好ましくは1~20、より好ましくは1~5の整数であり、pは、0および/または1を表し、qは、0~20の整数である)から選択される。
.
の1つから選択され、かつ、
AMは、基C2H4、基C3H6、基C4H8、基C5H10、基C6H12、基C6H10、-CH2-C6H4-CH2-、または基
(式中、RxおよびRyは、HまたはCH3を表す)から選択される。
-O-CO-NH-Y1-NH-CO-NH- (U-3a)
(式中、Y1は、6個~20個の炭素原子を含む飽和または不飽和の、分岐状または非分岐状の炭化水素基を表し、Y1が複数存在する場合に、Y1は、独立して、6個~20個の炭素原子を含む飽和または不飽和の、分岐状または非分岐状の炭化水素基を表す)の少なくとも1個の分子セグメントを含み、かつ、それぞれの場合に、一般式(U-3b)
-O-CO-NH-Y2-NH-CO-O- (U-3b)
(式中、Y2は、6個~20個の炭素原子を含む飽和または不飽和の、分岐状または非分岐状の炭化水素基を表す)の分子セグメントを含まない。Y2が複数存在する場合に、Y2は、独立して、6個~20個の炭素原子を含む飽和または不飽和の、分岐状または非分岐状の炭化水素基を表す。
中間体の調製
中間体I1の調製
0.25mol(53g)のブチルトリグリコールを、23℃で2時間かけて0.625mol(108.75g)のトルエンジイソシアネート(TDI T65、2,4-トルイレンジイソシアネートと2,6-トルイレンジイソシアネートとの65/35混合物、Covestro AG社)に添加する。温度を45℃未満に保持する。添加終了後に、2.5時間撹拌を続ける。過剰のイソシアネートを、150℃~170℃で真空(0.1mbar)蒸留によって除去する。NCO含有量は10.9重量%である。
アルコール成分として0.4mol(74.53g)のラウリルアルコールを使用し、かつイソシアネート成分として0.8mol(139.2g)のトルエンジイソシアネート(TDI T100、2,4-トルイレンジイソシアネート、Covestro AG社)を使用して、中間体I1について記載された手順を繰り返した。温度を60℃未満に保持する。添加終了後に、3時間撹拌を続ける。過剰のイソシアネートを、150℃~170℃で真空(0.1mbar)蒸留によって除去する。得られた反応生成物はワックス状の固体である。NCO含有量は11.2重量%である。
アルコール成分として0.4mol(179.52g)の125mgKOH/gのヒドロキシル価を有するポリエチレングリコールモノメチルエーテルを使用し、かつイソシアネート成分として0.8mol(139.2g)のトルエンジイソシアネート(TDI T80、2,4-トルイレンジイソシアネートと2,6-トルイレンジイソシアネートとの80/20混合物、Covestro AG社)を使用して、中間体I1について記載された手順を繰り返した。温度を50℃から55℃の間で保持する。添加終了後に、3時間撹拌を続ける。過剰のイソシアネートを、150℃~170℃で真空(0.1mbar)蒸留によって除去する。NCO含有量は7.0重量%である。
実施例E1
尿素ベースの化合物の溶液の調製E1
撹拌機を備えた4ツ口フラスコにおいて、1.90gの塩化リチウムを53.10gのN-メチルカプロラクタムに撹拌しながら添加した。混合物を窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。塩化リチウムを撹拌しながら30分以内に溶解させた。6.68gのm-キシリレンジアミンを添加し、混合物を均質化した。温度が85℃を超えないように、38.32gの中間体I1を撹拌しながら30分以内に滴加した。その後に、混合物を80℃で3時間撹拌した。透明な帯黄色の生成物が得られる(GPC:Mn=2069g/mol;D=1.15)。
尿素ベースの化合物の溶液の調製E2
撹拌機を備えた4ツ口フラスコにおいて、1.65gの塩化リチウムを75.00gのN-メチルカプロラクタムに撹拌しながら添加した。混合物を窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。塩化リチウムを撹拌しながら30分以内に溶解させた。3.55gのm-キシリレンジアミンを添加し、混合物を均質化した。温度が85℃を超えないように、19.80gの中間体I2を撹拌しながら30分以内に滴加した。その後に、混合物を80℃で3時間撹拌した。透明な帯黄色の生成物が得られる(GPC:Mn=2386g/mol;D=1.14)。
尿素ベースの化合物の溶液の調製E3
撹拌機を備えた4ツ口フラスコにおいて、1.32gの塩化リチウムを48.00gのN-メチルカプロラクタムに撹拌しながら添加した。混合物を窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。塩化リチウムを撹拌しながら30分以内に溶解させた。5.66gのm-キシリレンジアミンを添加し、混合物を均質化した。温度が85℃を超えないように、10.82gの中間体I1と34.2gの中間体I3との均質な混合物を撹拌しながら30分以内に滴加した。その後に、混合物を80℃で3時間撹拌した。透明な帯黄色の生成物が得られる(GPC:Mn=2401g/mol;D=1.13)。
尿素ベースの化合物の溶液の調製E4
撹拌機を備えた4ツ口フラスコにおいて、2.30gの塩化リチウムを57.70gのN-メチルカプロラクタムに撹拌しながら添加した。混合物を窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。塩化リチウムを撹拌しながら30分以内に溶解させた。5.94gのm-キシリレンジアミンを添加し、混合物を均質化した。温度が85℃を超えないように、34.06gの中間体I1を撹拌しながら30分以内に滴加した。その後に、混合物を80℃で3時間撹拌した。透明な帯黄色の生成物が得られる(GPC:Mn=2081g/mol;D=1.16)。
尿素ベースの化合物の溶液の調製E5
撹拌機を備えた4ツ口フラスコにおいて、1.90gの塩化リチウムを53.10gのN-エチルカプロラクタムに撹拌しながら添加した。混合物を窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。塩化リチウムを撹拌しながら30分以内に溶解させた。6.68gのm-キシリレンジアミンを添加し、混合物を均質化した。温度が85℃を超えないように、38.32gの中間体I1を撹拌しながら30分以内に滴加した。その後に、混合物を80℃で3時間撹拌した。透明な帯黄色の生成物が得られる(GPC:Mn=2108g/mol;D=1.14)。
尿素ベースの化合物の溶液の調製E6
撹拌機を備えた4ツ口フラスコにおいて、1.32gの塩化リチウムを48.00gのN-エチルカプロラクタムに撹拌しながら添加した。混合物を窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。塩化リチウムを撹拌しながら30分以内に溶解させた。5.66gのm-キシリレンジアミンを添加し、混合物を均質化した。温度が85℃を超えないように、10.82gの中間体I1と34.20gの中間体I3との均質な混合物を撹拌しながら30分以内に滴加した。その後に、混合物を80℃で3時間撹拌した。透明な帯黄色の生成物が得られる(GPC:Mn=2417g/mol;D=1.13)。
尿素ベースの化合物の溶液の調製E7
撹拌機を備えた4ツ口フラスコにおいて、1.90gの塩化リチウムを35.4gのN-メチルカプロラクタムおよび17.7gのN-ビニルカプロラクタムに撹拌しながら添加した。混合物を窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。塩化リチウムを撹拌しながら30分以内に溶解させた。6.68gのm-キシリレンジアミンを添加し、混合物を均質化した。温度が85℃を超えないように、38.32gの中間体I1を撹拌しながら30分以内に滴加した。その後に、混合物を80℃で3時間撹拌した。透明な帯黄色の生成物が得られる(GPC:Mn=2170g/mol;D=1.12)。
尿素ベースの化合物の溶液の調製E8
撹拌機を備えた4ツ口フラスコにおいて、1.65gの塩化リチウムを25gのN-ビニルカプロラクタムおよび50gのN-メチルカプロラクタムに撹拌しながら添加した。混合物を窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。塩化リチウムを撹拌しながら30分以内に溶解させた。3.55gのm-キシリレンジアミンを添加し、混合物を均質化した。温度が85℃を超えないように、19.8gの中間体I2を撹拌しながら30分以内に滴加した。その後に、混合物を80℃で3時間撹拌した。透明な帯黄色の生成物が得られる(GPC:Mn=1910g/mol;D=1.26)。
尿素ベースの化合物の溶液の調製E9
撹拌機を備えた4ツ口フラスコにおいて、1.32gの塩化リチウムを16gのN-ビニルカプロラクタムおよび32gのN-メチルカプロラクタムに撹拌しながら添加した。混合物を窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。塩化リチウムを撹拌しながら30分以内に溶解させた。5.66gのm-キシリレンジアミンを添加し、混合物を均質化した。温度が85℃を超えないように、10.82gの中間体I1と34.20gの中間体I3との均質な混合物を撹拌しながら30分以内に滴加した。その後に、混合物を80℃で3時間撹拌した。透明な帯黄色の生成物が得られる(GPC:Mn=2419g/mol;D=1.14)。
尿素ベースの化合物の溶液の調製E10
撹拌機を備えた4ツ口フラスコにおいて、1.65gの塩化リチウムを19.2gのN-ビニルカプロラクタムおよび38.5gのN-メチルカプロラクタムに撹拌しながら添加した。混合物を窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。塩化リチウムを撹拌しながら30分以内に溶解させた。5.94gのm-キシリレンジアミンを添加し、混合物を均質化した。温度が85℃を超えないように、34.06gの中間体I1を撹拌しながら30分以内に滴加した。その後に、混合物を80℃で3時間撹拌した。透明な帯黄色の生成物が得られる(GPC:Mn=2118g/mol;D=1.13)。
比較例C1
実施例E1に従って調製を行ったが、N-メチルカプロラクタムの代わりに同じ重量のN-メチルブチロラクタムを使用した。
実施例E1に従って調製を行ったが、N-メチルカプロラクタムの代わりに同じ重量のジメチルスルホキシドを使用した。
実施例E3に従って調製を行ったが、N-メチルカプロラクタムの代わりに同じ重量のN-メチルブチロラクタムを使用した。
実施例E3に従って調製を行ったが、N-メチルカプロラクタムの代わりに同じ重量のジメチルスルホキシドを使用した。
実施例E3に従って調製を行ったが、N-メチルカプロラクタムの代わりに同じ重量のN-ブチルブチロラクタムを使用した。
実施例E2に従って調製を行ったが、N-メチルカプロラクタムの代わりに同じ重量のN-メチルブチロラクタムを使用した。
実施例E2に従って調製を行ったが、N-メチルカプロラクタムの代わりに同じ重量の5-(ジメチルアミノ)-2-メチル-5-オキソペンタン酸メチルを使用した。
表2における配合を使用したポリエステル-メラミン白色コーティング組成物の製造。成分1~成分5を、1mmのガラスビーズ(ガラスビーズ対ミルベースの重量比1:1)とともにDispermat CVを用いて18m/sで40℃にて30分間粉砕した。その後、成分6~成分12を添加し、23℃で手動にて撹拌することにより均質化した。引き続き、100gの配合物を150mLのガラス瓶に充填した。配合物を室温(23℃)に冷やした後に、0.3gの尿素ベースの化合物に対応する量の尿素ベースの化合物の溶液を、Dispermat CV(Getzmann社)を用いて直径4cmの歯付きプレートを使用して1000rpmで2分間撹拌しながら配合物中に混和させた。その後に、試料を23℃で24時間貯蔵した。その後、23℃にて0.1 1/sの剪断速度で2.5cm直径の1゜コーンを備えたAnton Paar社製のレオメーターPhysica MCR 301において、試料の低剪断粘度を測定した。
表4における配合を使用したアクリル分散液白色ペイントの製造。成分1~成分4を、1mmのガラスビーズ(ガラスビーズ対ミルベースの重量比1:1)とともにDispermat CVを用いて18m/sで40℃にて30分間粉砕した。その後、成分6~成分8を添加し、23℃で手動にて撹拌することにより均質化した。引き続き、100gの配合物を150mLのガラス瓶に充填した。配合物を室温(23℃)に冷却した後に、0.8%のそれぞれのレオロジー添加剤の活性物質を、Dispermat CV(Getzmann社)を用いて直径4cmの歯付きプレートを使用して1000rpmで5分間撹拌しながら配合物中に混和させた。その後に、試料を23℃で24時間貯蔵した。塗布のために、均質化用のスパチュラで試料を撹拌した後に、段付きドクターブレードモデル421/S(Erichsen GmbH&Co KG社)を用いて30μm~300μmの湿式膜厚で塗布した。コントラストカード2801(BYK-Gardner GmbH社)上で、自動アプリケーターbyko-drive XL(BYK-Gardner GmbH社)を使用して50mm/sの塗布速度で塗布が行われる。塗布直後に、ドローダウンを乾燥するまで23℃で垂直に吊るした。乾燥後に、タレ抵抗性の視覚的な評価を行う。したがって、乾燥後にドローダウンの明確な分離を示し、ランナーを示さず、そしてまた塗布された膜厚の間に膨れの形成を示さない湿式膜厚を調べる。
表6における配合を使用した長油性アルキドクリアコートの製造。引き続き、100gの配合物を150mlのガラス瓶に充填し、0.8%のそれぞれのレオロジー添加剤の活性物質を、Dispermat CV(Getzmann社)を用いて直径4cmの歯付きプレートを使用して1000rpmで5分間撹拌しながら配合物中に混和させた。試料を23℃で24時間貯蔵した。その後、23℃にて0.1 1/sの剪断速度で2.5cm直径の1゜コーンを備えたAnton Paar社製のレオメーターPhysica MCR 301において、試料の低剪断粘度を測定した。
Claims (16)
- 前記尿素ベースの化合物(A)は、尿素-ウレタン化合物である、請求項1に記載の組成物。
- 前記1種以上の尿素ベースの化合物(A)は、式(U-1)
R31-[R33-Z-R34-W-]n-R32 (U-1)
(式中、
R31およびR32は、互いに独立して、かつ各場合に独立して、1個~100個の炭素原子を含み、かつそれぞれ1個以下の尿素基およびそれぞれ1個以下のウレタン基を有する分岐状または非分岐状の飽和または不飽和の有機基を表し、
R33およびR34は、互いに独立して、かつ各場合に独立して、1個~300個の炭素原子を含み、任意にエーテル基を含む分岐状もしくは非分岐状のポリエステル基、2個~300個の炭素原子を含む分岐状もしくは非分岐状のポリエーテル基、1個~300個の炭素原子を含む分岐状もしくは非分岐状のポリアミド基、3個~100個のケイ素原子を含むポリシロキサン基、分岐状もしくは非分岐状のC2~C22アルキレン基、分岐状もしくは非分岐状のC2~C22シクロアルキレン基、分岐状もしくは非分岐状のC2~C18アルケニレン基、C6~C12アリーレン基、および/または分岐状もしくは非分岐状のC7~C22アリールアルキレン基を表し、
ZおよびWは、互いに独立して、NH-CO-Oおよび/またはNH-CO-NHを表し、ZおよびWが複数存在する場合に、ZおよびWは、独立して前記の基を表し、
nは、1~150、好ましくは2~150の整数を表し、nが複数存在する場合に、nは、独立して1~150、好ましくは2~150の整数を表す)の化合物を含む、請求項1または2に記載の組成物。 - 前記カプロラクタム誘導体は、N-メチルカプロラクタム、N-エチルカプロラクタム、N-ビニルカプロラクタム、N-アセチルカプロラクタム、およびそれらの混合物のうちの少なくとも1種を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物は、1種以上の塩(D)を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記塩は、好ましくは塩化物、酢酸塩、および/または硝酸塩の形のリチウム塩、アンモニウム塩、またはカルシウム塩である、請求項5に記載の組成物。
- 3重量%~75重量%の350g/molから30000g/molの間の数平均分子量(Mn)を有する前記1種以上の尿素ベースの化合物(A)と、
25重量%~97重量%の前記1種以上の窒素置換カプロラクタム誘導体(B)と、
を含み、ここで、前記重量%は、(A)および(B)の合計に対して計算される、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。 - 液体組成物のレオロジーを制御するための、請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物の使用。
- 非水性組成物のレオロジーを制御するための、請求項8に記載の使用。
- 水性組成物のレオロジーを制御するための、請求項8に記載の使用。
- コーティング組成物および/またはペイント組成物のレオロジーを制御するための、請求項8~10のいずれか一項に記載の組成物の使用。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物を含む、23℃で液体である液体組成物。
- 0.02重量%~6.00重量%の成分(A)と、0.05重量%~8.00重量%の成分(B)とを含み、ここで、前記重量%は、液体組成物の重量に対して計算される、請求項12に記載の液体組成物。
- 前記液体組成物は、コーティング組成物、クリアコート組成物、ラッカー、ワニス、プラスチック配合物、顔料ペースト、エフェクト顔料ペースト、ポリマー配合物、シーラント配合物、化粧品配合物、ホームケア配合物もしくはインダストリアルケア配合物(香水配合物およびフレグランス配合物を含む)、セラミック配合物、接着剤配合物、採ガスおよび採油で使用するための液体配合物、電機部品および回路の製造用の組成物、エネルギー貯蔵媒体で使用するための液体配合物、洗浄剤、ポッティング用コンパウンド、建材配合物、潤滑剤、充填用コンパウンド、ワックスエマルジョン、金属加工液、金属加工用製品、スプレー剤の形の液体組成物、沈着助剤、インキ、印刷インキおよびインクジェットインキ、または船舶コーティングおよび保護コーティングの分野における腐食防止として使用され得る組成物、ならびにそれらの混合物から選択される、請求項12または13に記載の液体組成物。
- 液体組成物のレオロジーを制御する方法であって、
請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物を準備する工程、
液体組成物を準備する工程、
前記請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物および前記液体組成物を混合する工程、
を含む、方法。 - 物品の表面の少なくとも一部が請求項12~14のいずれか一項に記載の液体組成物でコーティングされている、コーティングされた物品。
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