JP6884153B2 - 分散剤組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、溶剤系ペイントと水系ペイントとの両方、染色液または他の塗料組成物を着色するための着色剤として、特に販売場所での(point-of-sale)調色システムにおいて、および工場での(in-plant)調色システムにおいて使用するための着色剤として使用できる、水性顔料組成物、特に低VOC顔料組成物を製造するために有用な新規の分散剤組成物に関する。
顔料は通常は、一次粒子、アグリゲートおよびアグロメレートの混合物を包含する有機または無機の乾燥粉末である。工業用と消費者用との両方の塗料組成物について、溶剤系であっても水系であっても、顔料は塗料組成物全体に均質に分散されて、最終的な塗膜の均一な外観を確実にしなければならない。適切に分散させるために、顔料を通常、ビヒクル中で濡らし、アグリゲートおよびアグロメレートを解体させて、顔料粒子の分散液が得られる。濡らすことは、顔料をビヒクル中に組み込んで、顔料と空気との界面を、顔料とビヒクルとの界面で置き換えることを必要とする。湿潤剤は、顔料と溶液との界面での界面活性の結果として、顔料を分散された状態にもたらすことを容易にする。理想的な顔料分散液は、あらゆるアグリゲートおよびアグロメレートのサイズを低減させた後の粒子の均質な懸濁液からなる。
いくつかの有機ビヒクルはそれ自体で良好な顔料湿潤剤であり得る一方で、典型的には界面活性剤を液体ビヒクルに添加して、ビヒクル全体での完全な顔料の分散を確実にする。界面活性剤は、顔料分散液を、再アグロメート化または再アグロメレート化から一時的に安定化するためにも使用できる。現在入手可能な顔料組成物に伴って生じる問題は、(i)組成物が経時的にそれらの成分に分離または沈降し、そのことにより周期的な再混合または撹拌が必要とされ得ること、および(ii)流動学的なプロファイルにおける望ましくない変化である。
塗料組成物の製造業者は、典型的には、人気のある少数の色で予め混合された塗料組成物を販売する。消費者の望みに適応させるために、且つ既存の被覆された表面と合わせることを可能にするために、製造元は、典型的には調色可能なベース塗料組成物といくつかの濃縮着色剤のセットも販売する。それらの着色剤を、販売場所で、着色剤の計量分配およびシェーカー混合器具を使用して組み合わせ、予め混合された製品の中で使用可能な制限された色よりも遙かに多くの色での、注文に応じて調色された塗料組成物の小バッチのロットにする。
着色剤は、安定に分散された顔料を含有する液体組成物である。それらの顔料組成物を、単独で、または異なる顔料を含有する他の着色剤と組み合わせてベース塗料組成物に添加し、混合して、使用可能な状態の(RFU)塗料組成物の所望の色を達成することができる。ベース塗料組成物は、色が最終的に調節されていない点でRFU塗料組成物とは異なる。異なる色相の顔料を使用して各々配合された多数の着色剤を有することにより、少なくとも1つの着色剤と適切なベース塗料組成物とを、予め定められたレシピに従って単純に混合することで、多数の着色塗料組成物を提供できる。それ自体が色相において変化し、クリアベース塗料組成物を含む複数のベース塗料組成物を準備することにより、さらに多くの色を製造できる。
着色剤とベース塗料組成物とを含む公知の系の有用性は、必要な着色剤組成物と選択されたベース塗料組成物とを単純に混合することによって多くの色のペイントを非常に迅速に製造できることである。このことは小さな店にとっては特に重要であり、ここで、全部の色の範囲を網羅する塗料組成物のストックを保持する必要なく、非常に多くの範囲の着色塗料組成物をオンデマンドで供給することができる。そのような店内または販売場所(POS)での調色システムは通常、20までの着色剤(調色剤(tinter)としても知られる)を含み、例えば各々のカテゴリの3つのベース塗料組成物を含む。このようにして、明色、中間色および深色を作ることができる。このことは、少数の溶剤系ベース塗料組成物および水系ベース塗料組成物から、全ての色の範囲をカバーする塗料組成物を経済的に製造することを求める塗料組成物製造業者にとっても重要である(いわゆる工場での調色)。
着色剤は通常、調色機内に収納され、そこから個々の着色剤が製造元のレシピに従って、出口ノズルに接続されたまたは出口ノズルを備えた容器から計量分配される。計量は手動であっても、コンピュータ制御であってもよい。この種のシステムの問題は、計量分配が完了した後、着色剤の残留物がノズル内またはノズル上に必然的に残り、時間の経過と共にそれが乾いて、部分的または完全にノズルを閉塞させ、引き続く正確な計量分配を不可能にすることである。このことは、添加が行われた際に着色剤を雰囲気から隔離するための栓またはバルブのないノズルを有する、開放ノズル型の調色機について、より厳しい問題である。そのような機械において、着色剤は雰囲気に曝露されたままであり、適切に配合されない限り、最終的には乾燥してノズルを閉塞させる。
経済性の観点から、POS調色システムおよび工場内での調色において使用される着色剤は、ラテックスペイントとも称される水系ペイント、例えば壁用ペイントおよび建築用ペイントと、溶剤系ペイント、例えばアルキドペイントとの両方の調色のために使用可能であるべきである。そのような着色剤は、万能着色剤または万能着色剤組成物とも称され、なぜなら、それらは、水系塗料組成物と溶剤系塗料組成物との両方のために使用できるからである。環境的な観点から、POSでの調色システムにおいて使用される着色剤は、揮発性有機化合物(VOC)の割合が低く、低VOCペイントまたは塗料において使用できなければならない。
米国特許第5340394号明細書(US5340394)は、水系ペイントと溶剤系ペイントとの両方を調色するために使用できる水性の万能顔料濃縮物を記載している。その組成物は、顔料および水の他に、ポリエチレングリコール、アルキルポリグリコシドおよび非イオン性の補助界面活性剤を含有する。
米国特許出願公開第2006/0207476号明細書(US2006/0207476)は、少なくとも1つのアルキド適合性界面活性剤と少なくとも1つのラテックス適合性界面活性剤とを含む、万能界面活性剤パッケージを含有する水性着色剤組成物を記載している。
国際公開第2011/151277号(WO2011/151277)は、低VOC万能顔料組成物を記載しており、それは水および顔料の他に、不揮発性の液体、例えばポリエチレングリコール、安定剤、例えば脂肪酸アミドエトキシレート、アルキルグルコシド、ポリオキシエチレンホスフェート、またはホスホリピド、例えばダイズレシチン、および流動性改質粘土を含有する。
国際公開第2014/000842号(WO2014/000842)は、水性の万能顔料組成物を記載しており、それは水および顔料の他に、アニオン性または両性イオン性脂肪酸濃縮生成物および非イオン性界面活性剤を含有する。
米国特許第5340394号明細書 米国特許出願公開第2006/0207476号明細書 国際公開第2011/151277号 国際公開第2014/000842号
万能顔料組成物のための多数の安定化添加剤が当該技術分野において記載されているにもかかわらず、顔料組成物の良好な流動挙動をもたらす添加剤の必要性が未だにある。前記添加剤は、溶剤系塗料組成物と水系塗料組成物との両方に容易に組み込まれることができ、溶剤系塗料組成物と水系塗料組成物との両方において高い色強度および良好なラブアウト性をもたらす、顔料組成物の配合を可能にすべきである。さらには、前記添加剤は、顔料組成物の他の成分、例えば保湿剤と適合しなければならず、且つ調色機のノズルの閉塞をもたらしてはいけない。さらには、前記添加剤は、低VOC塗料組成物のための低顔料組成物を配合するために適しているべきである。
本発明の概要
それらの課題およびさらなる課題は、少なくとも1つのオリゴマー酸と少なくとも1つのポリアミン化合物とを含有する、本願内に記載される分散剤組成物によって解決される。
従って、本発明は、
a) 以下を有する少なくとも1つのオリゴマー酸A:
i. COOHおよびPO32から選択される少なくとも1つの酸性基、および
ii. 式(I)の少なくとも1つのポリオキシアルキレンエーテル基
R−(O−A)xO−G− (I)
[式中、
AはC2〜C4−アルカン−1,2−ジイル基であり、
Xは2〜20の範囲内の数平均値を有する整数であり、
Rは1〜30個の炭素原子を有する炭化水素基であり、
Gは化学結合またはカルボニル基である]
および
b) ポリビニルアミン、ポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、メラミン化合物、変性メラミン化合物、ポリ(C2〜C4−アルキレンエーテル)アミン、ポリエーテルアミンポリオール、および変性ポリエーテルアミンポリオールからなる群から選択される、少なくとも1つのポリアミンB
を含む分散剤組成物に関する。
本発明は、本願内で定義される分散剤組成物、顔料および少なくとも1つの顔料と少なくとも1つのフィラーとの混合物からなる群から選択される顔料成分、および水性希釈剤を含有する水性顔料組成物にも関する。
本願内で記載される界面活性剤の組み合わせは、顔料組成物の良好な流動挙動をもたらし、且つ、万能顔料組成物、つまり、溶剤系塗料組成物と水系塗料組成物との両方に容易に組み込まれ得る顔料組成物の配合を可能にする。さらには、前記界面活性剤の組み合わせは、顔料組成物の他の成分、例えば保湿剤と適合し、且つ調色機のノズルの閉塞をもたらさない。
さらには、前記添加剤は、低VOCまたはSVOCを有する顔料組成物を配合するために適している。本発明の顔料組成物は、溶剤系塗料組成物と水系塗料組成物との両方に、高い色強度、および良好なラブアウト性をもたらす。
本発明は、販売場所での調色システムにおける着色剤としてのそのような水性顔料組成物の使用にも関する。本発明は、工場での調色システムのための着色剤としてのそのような水性顔料組成物の使用にも関する。
発明の詳細な説明
1〜30個の炭素原子を有する炭化水素は、限定されずに以下を含む:
i. 1〜30個の炭素原子を有するアルキル、
ii. 2〜30個の炭素原子を有するアルケニル、
iii. 3〜10個の炭素原子を有するシクロアルキルであって、各々1〜4個の炭素原子を有し得る1〜6個のアルキル基によって置換され得る前記シクロアルキル、
iv. 6〜10個の炭素原子を有するアリールであって、各々1〜6個の炭素原子を有し得る1〜6個のアルキル基によって置換され得る前記アリール、
v. 1〜6個の炭素原子を有するアルキルであって、各々1〜6個の炭素原子を有し得る1〜6個のアルキル基によって置換され得る6〜10個の炭素原子を有するシクロアルキルによって置換される前記アルキル、
vi. 1〜6個の炭素原子を有するアルキルであって、各々1〜6個の炭素原子を有し得る1〜6個のアルキル基によって置換され得る6〜10個の炭素原子を有するアリールによって置換される前記アルキル。
ここで、および以下において、接頭部のCn〜Cmは、基または化合物が有し得る炭素原子数を示す。例えば、接頭部のC1〜C4は、その基、部分または化合物が、1〜4個の炭素原子を有し得ることを示す。
アルキルは、1〜30個の炭素原子を有し得る飽和の直鎖または分枝鎖の非環式炭化水素基を意味する(C1〜C30−アルキル)。C1〜C6−アルキルとの用語は、1〜6個の炭素原子を有するアルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、2−プロピル、n−ブチル、2−ブチル、イソブチル、1,1−ジメチルエチル、n−ペンチル、2−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、2−ヘキシル、2−メチルペンチル、1,3−ジメチルブチル、1−エチルブチル、2−エチルブチル等を示す。C6〜C30−アルキルは、6〜30個の炭素原子を有するアルキルを示す。C6〜C30−アルキルの例は、n−ヘキシルおよびその異性体、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、2−メチルヘキシル、3−メチルヘキシル、4−メチルヘキシル、5−メチルヘキシル、1−エチルペンチル、2−エチルペンチル、3−エチルペンチル、n−オクチル、1−メチルヘプチル、2−メチルヘプチル、1−エチルヘキシル、2−エチルヘキシル、1,2−ジメチルヘキシル、1−プロピルペンチル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、デシル、2−プロピルヘプチル、3−プロピルヘプチル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル、n−オクタデシル、n−エイコシル、n−ドコセニル(ベヘニル)、リグノセリル、および上述のn−アルキル基の構造異性体を含む。
アルケニルは、2〜30個の炭素原子を有し得るエチレン性不飽和の直鎖または分枝鎖の炭化水素基を意味する(C2〜C30−アルケニル)。
シクロアルキルは、通常3〜10個の炭素原子を有する飽和の単環式または二環式炭化水素基、単環式基、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘプチル、シクロオクチル等を意味する。二環式基の例は、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、ビシクロ[3.1.1]ヘプチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチルおよびビシクロ[3.2.1]オクチルを含む。
アリールは、芳香族炭化水素基、例えばフェニルまたはナフチルを意味し、それは縮合環、例えばインダニルを有し得る。
アルキレンおよびアルカンジイルは、通常、1〜8個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖の、飽和の二価の炭化水素基、例えばメチレン、1,2−エタンジイル、1,1−エタンジイル、1,1−プロパンジイル、1,2−プロパンジイル、2,2−プロパンジイル、1,3−プロパンジイル、2−メチル−2,3−プロパンジイル、1,1−ブタンジイル、1,2−ブタンジイル、2,2−ブタンジイル、2,3−ブタンジイル、1,3−ブタンジイルおよび1,4−ブタンジイルを意味する。同様に、アルカントリイルおよびアルカンテトライルは、通常1〜8個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖の、飽和の三価および四価の炭化水素基、例えばエタン−1,1,2−トリイル、プロパン−1,2,3−トリイルを意味する。
2〜C4−アルカン−1,2−ジイルとの用語は、2〜4個の炭素原子を有する二価の炭化水素基を意味する。C2〜C4−アルカン−1,2−ジイルの例は、エタン−1,2−ジイル、プロパン−1,2−ジイル、ブタン−1,2−ジイル、および2−メチルプロパン−1,2−ジイルを含む。
アルケンジイルは、通常2〜8個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖の不飽和の二価の炭化水素基、例えばエタン−1,1−ジイル(C=CH2)、エタン−1,2−ジイル、(−CH=CH−)、プロペン−1,2−ジイル(−CH=C(CH3)−)、プロペン−2,3−ジイル(−CH2−C(=CH2)−)またはプロペン−1,3−ジイル(−CH2−CH=CH−)を意味する。同様に、アルケントリイルおよびアルケンテトライルは、通常2〜8個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖の、飽和の三価および四価の炭化水素基、例えばプロペン−1,2,3−トリイル(−CH=C(−)−CH2−)を意味する。
シクロアルカンジイルは、通常、3〜8個の炭素原子を有する環式の飽和の二価の炭化水素基、例えばシクロプロパン−1,1−ジイル、シクロプロパン−1,2−ジイル、シクロブタン−1,1−ジイル、シクロブタン−1,2−ジイル、シクロブタン−1,3−ジイル、シクロペンタン−1,1−ジイル、シクロペンタン−1,2−ジイル、シクロペンタン−1,3−ジイル、シクロヘキサン−1,1−ジイル、シクロヘキサン−1,2−ジイル、シクロヘキサン−1,3−ジイルまたはシクロヘキサン−1,4−ジイルを意味する。
「ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性」との用語は、少なくとも1つのポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基を有するように変性された化合物または化合物の基を示す。例えば、第一級および/または第二級アミノ基を有する化合物を、それらとC2〜C4−アルケンオキシドとを反応させて、それらの水素原子の少なくとも1つをポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基によって置き換えることによって変性できる。例えば、少なくとも1つのアセタール、アミナール、セミアセタール、セミアミナールまたはカルバメート基を有する化合物を、それらとヒドロキシル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)と反応させて、セミアセタールまたはセミアミナール基中のヒドロキシル基、またはアセタール、アミナール、またはカルバメート基のアルコキシ基を、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基によって置き換えることによって変性できる。
式(I)のポリオキシアルキレンエーテル基中の可変要素A、xおよびRは、個々にそれ自体で、および好ましくは組み合わせて、以下の意味を有することができる:
Aは、エタン−1,2−ジイルおよびプロパン−1,2−ジイルおよびそれらの組み合わせからなる群から選択され、特にエタン−1,2−ジイルであり、
xは、3〜10の範囲内の数平均値を有する整数であり、且つ
Rは、C1〜C30−アルキル、特にC6〜C20−アルキルである。
オリゴマー酸Aの数平均分子量は、GPCまたはMALDIによって測定する際、多くの場合、200〜2500g/molの範囲、および特に250〜2000g/molの範囲である。
第1の群の実施態様において、オリゴマー酸Aは、少なくとも1つのカルボキシル基、特に1、2または3つのカルボキシル基を有する。前記カルボン酸基は通常、リンカーQによって、式(I)のポリオキシアルキレンエーテル基の酸素原子または基Gにそれぞれ結合されている。リンカーQは典型的には、多価の炭化水素基であり、それは1つまたはそれより多くの、例えば1または2つのヒドロキシル基またはホスホネート基によって任意に置換されていてよく、前記多価の炭化水素基は1または2つのカルボキシル基によって中断されていてもよく、且つ前記多価の炭化水素基は、多くの場合、2〜16個の炭素原子、特に2〜10個、または2〜8個の炭素原子を有する。
従って、少なくとも1つのカルボキシル基を有するオリゴマー酸Aを、特に以下の式A1によって記載することができる:
[R−(O−A)xO−G]y−Q(COOH)z (A1)
[式中、
R、G、Aおよびxは上記で定義された通りであり、
yは、ポリオキシアルキレンエーテル基の数を示し、通常は1、2または3であり、
zは、カルボキシル基の数を示し、通常は1、2または3であり、
Gは、化学結合、または特にカルボニル基であり、且つ
Qは、1つまたはそれより多く、例えば1または2つのヒドロキシル基によって任意に置換される典型的には多価の炭化水素基であるリンカーを表し、前記多価の炭化水素基は、1または2つのカルボキシル基によって中断されていてもよく、且つ前記多価の炭化水素基は、多くの場合、2〜16個の炭素原子、特に2〜10個、または2〜8個の炭素原子を有する]。
式A1において、yは好ましくは1または2であり、且つzは好ましくは1または2である。Gは特にカルボニル基である。
基Qの例は、限定されずに、以下を含む:
・ 1または2つのOHによって任意に置換されるC1〜C8−アルカンジイル、例えば−CH2−、−CH2−CH2−、−CH2−CH(OH)−、−CH(OH)−CH(OH)−、−CH2−CH2−CH2−、−CH2−CH2−CH2−CH2−、
・ 1または2つのOHによって任意に置換され且つ/またはカルボキシルによって中断されるC2〜C8−アルカントリイルおよびC3〜C8−アルカンテトライル、例えば−CH2−C(−)(OH)−CH2−、−CH(OH)−C(−)H−CH2−、−CH2−C(−)H−CH2−、−CH2−CH[OC(=O)−Ra−]−、−CH[OC(=O)−Ra−]−CH2−、−CH(OH)−CH[OC(=O)−Ra−]−、−CH[OC(=O)−Ra−]−CH2−または−CH2−CH[OC(=O)−Ra−]−CH2、ここで、Raは−CH2−CH−または−CH=CH−;
・ C2〜C8−アルケンジイル、例えば−CH=CH−、−CH=C(CH3)−、−CH2−C(=CH2)−、または−CH2−CH=CH−、
・ C2〜C8−アルケントリイル、例えば−CH=C(−)−CH2−、
・ C3〜C6−シクロアルカンジイル、例えばシクロヘキサン−1,2−ジイル、シクロヘキサン−1,3−ジイルまたはシクロヘキサン−1,4−ジイル、
・ フェニレンおよびベンゾールテトライル。
以下からなる群から選択される基Qが好ましい:
・ 1または2つのOHによって任意に置換されるC1〜C6−アルカンジイル、特に−CH2−CH2−、−CH2−CH(OH)−、−CH2−C(−)(OH)−CH2−、
・ 1または2つのOHによって任意に置換され且つ/またはカルボキシルによって中断されるC2〜C6−アルカントリイル、特に−CH2−CH[OC(=O)−CH2−CH(OH)−]−または−CH2−CH[OC(=O)−Ra−]−CH2−、および
・ C2〜C6−アルケンジイル、特に−CH=CH−、−CH=C(CH3)−、−CH2−C(=CH2)−または−CH2−CH=CH−。
オリゴマー酸Aが少なくとも1つのカルボキシル基を有する場合、それは特に20〜200mg KOH/gの範囲の酸価であることを特徴とする。
少なくとも1つのCOOH基を有するオリゴマー酸Aは、主にそれらの塩の形態で、洗浄組成物、例えば家庭用および工業用洗浄剤、洗濯用洗剤組成物および食器洗い洗剤組成物中の界面活性剤として知られている。
少なくとも1つのCOOH基を有するオリゴマー酸Aは、多くの場合、式(II)のポリエーテル
R−(O−A)xOH (II)
[式中、R、Aおよびxは上記で定義されたとおりである]を、少なくとも2、例えば2、3または4つのカルボキシル基、および任意に1または2つのヒドロキシル基、および/または1つのホスホン酸基を含み且つ合計3〜20個の炭素原子を有する、少なくとも1つの有機ポリカルボン酸と反応させることによって得られる。ポリカルボン酸の代わりに、C1〜C4−アルキルエステル、特にメチルエステル、またはその無水物を使用できる。
ポリエーテル(II)の数平均分子量は、GPCまたはMALDIによって測定する際、多くの場合、200〜2400g/molの範囲、特に250〜1500g/molの範囲、特に350〜700g/molの範囲である。
好ましくは、ポリエーテル(II)は、C1〜C30−アルキルポリエチレンオキシド(A=1,2−エタンジイル、R=C1〜C30−アルキル)、C1〜C30−アルキルポリプロピレンオキシド(A=1,2−プロパンジイル、R=C1〜C30−アルキル)およびC1〜C30−アルキルポリ(エチレンオキシド−co−プロピレンオキシド)(A=1,2−エタンジイルおよび1,2−プロパンジイル、R=C1〜C30−アルキル)、特にC6〜C20−アルキルポリエチレンオキシド(A=1,2−エタンジイル、R=C6〜C20−アルキル)、C6〜C20−アルキルポリプロピレンオキシド(A=1,2−プロパンジイル、R=C6〜C20−アルキル)およびC6〜C20−アルキルポリ(エチレンオキシド−co−プロピレンオキシド)(A=1,2−エタンジイルおよび1,2−プロパンジイル、R=C6〜C20−アルキル)から選択される。式(II)のポリエーテルは周知であり且つ市販品を容易に入手できる。
前記ポリカルボン酸を、式Q(COOH)z+1によって記載でき、前記式中、Qおよびzは上記で定義された通りである。
多くの場合、前記ポリカルボン酸およびその無水物は、マレイン酸、マレイン酸無水物、フタル酸、フタル酸無水物、グルタル酸、グルタル酸無水物、コハク酸、コハク酸無水物、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、イタコン酸、イタコン酸無水物、フマル酸、ピロメリット酸二無水物、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、プロパン−1,2,3−トリカルボン酸、アコニット酸、イソクエン酸およびそれらの混合物からなる群から選択される。
ポリカルボン酸の中で、コハク酸無水物、イタコン酸無水物、クエン酸、リンゴ酸およびマレイン酸の無水物が好ましい。
従って、基Qは特に、−CH2−CH2−、−CH2−CH(OH)−、−CH2−C(−)(OH)−CH2−、−CH=CH−; −CH2−CH[OC(=O)−CH2−CH(OH)−]−および−CH2−CH[OC(=O)−Ra−]−CH2−の群から選択される。
式(II)のポリエーテルと、前記ポリカルボン酸またはその無水物との反応を、単独の段階で実施できる。この場合、式(II)のポリエーテルとポリカルボン酸またはその無水物との相対的なモル量は、カルボキシル基が完全に消費されないように選択される。特に、式(II)のポリエーテルと、z+1個のカルボキシル基を有するポリカルボン酸との相対的な量は、式(II)のポリエーテルの、カルボン酸の量に対するモル比が、最大で0.8(z+1)、特に0.3(z+1)〜0.8(z+1)の範囲、特に0.4(z+1)〜0.7(z+1)の範囲であるように選択される。
式(II)のポリエーテルと、前記ポリカルボン酸またはその無水物との反応を、2または3つの引き続く段階で実施してもよい。例えば、第1の段階において、式(II)のポリエーテルを、1つまたはそれより多く、例えば1または2つのヒドロキシル基を有するポリカルボン酸と反応させる。そのことによってオリゴマー酸が形成され、それはまだOH基を有することができ、エステル化しやすい。その第1の段階に、1つまたはそれより多くの段階が続くことができ、そこでは、ヒドロキシル基がさらにポリカルボン酸またはその無水物、例えばマレイン酸無水物、イタコン酸無水物、またはコハク酸無水物と反応する。この場合、第1の段階における、式(II)のポリエーテルと、ポリカルボン酸またはその無水物との相対的なモル量は、カルボキシル基が完全に消費されないように選択される。特に、式(II)のポリエーテルと、z+1個のカルボキシル基または(z+1)/2の無水物基を有するポリカルボン酸との相対的な量は、式(II)のポリエーテルの、カルボン酸の量に対するモル比が、最大で0.8(z+1)、特に0.3(z+1)〜0.8(z+1)の範囲、特に0.4(z+1)〜0.7(z+1)の範囲であるように選択される。第2の段階において、z+1個のカルボキシル基(または(z+1)/2個の無水物基)を有するポリカルボン酸(または無水物)と第1の段階の反応生成物との相対的な量は、反応生成物中のヒドロキシル基とポリカルボン酸中とのモル比が0.5(z+1)〜1.5(z+1)の範囲内であるように選択される。
式(II)のポリエーテルとポリカルボン酸またはその無水物との反応は、多くの場合、酸性触媒または塩基性触媒、好ましくは酸性触媒、および特にルイス酸触媒の存在下で実施される。しかしながら、ブレンステッド触媒も使用できる。触媒の量は、多くの場合、式(II)のポリエーテルとポリカルボン酸またはその無水物との総質量に対して、0.01〜2質量%、特に0.05〜1質量%の範囲である。塩基性触媒の例は、第三級アミン、例えばトリ−C1〜C6−アルキルアミン、例えばトリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジメチルプロピルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルイソプロピルアミン、ジ−C1〜C6−アルキル−C5〜C6−シクロアルキルアミン、例えばジメチルシクロヘキシルアミン、ジ−C1〜C6−アルキルピリジン、例えば4−ジメチルアミノピリジンである。ルイス酸触媒の例は、スズ化合物触媒、例えばジブチルスズジオクトエートおよびジブチルスズジラウレート、およびチタン(IV)アルコキシド、例えばチタン酸テトラブチルおよびチタン酸テトライソプロピルを含む。適したブレンステッド触媒は、限定されずに、有機スルホン酸、例えばアルキルスルホン酸、例えばメチルまたはエチルスルホン酸およびアリールスルホン酸、例えばフェニルスルホン酸またはトルエンスルホン酸、および他のC1〜C4−アルキル置換フェニルスルホン酸を含む。
式(II)のポリエーテルとポリカルボン酸またはその無水物との反応を、多くの場合、高められた温度で、好ましくは70〜230℃、特に80〜200℃の範囲の温度で実施する。ポリカルボン酸の無水物が使用される場合、反応温度は、好ましくは70〜180℃、特に80〜160℃の範囲である。ポリカルボン酸が使用される場合、反応温度は、好ましくは100〜230℃、特に120〜200℃の範囲である。
式(II)のポリエーテルと前記ポリカルボン酸またはその無水物との反応を、不活性溶剤、例えば芳香族炭化水素中で、または本体中で実施することができ、後者が好ましい。ポリカルボン酸が使用される場合、反応において形成される水を除去することが有利である。
反応時間は典型的には、ポリエーテル(II)、ポリカルボン酸またはその無水物の反応性、反応温度、および使用される触媒の種類および量に依存する。通常、反応を、理論量の水が形成されるまで、および/または所望の酸価が達成されるまでのいずれかで実施する。
第2の群の実施態様において、オリゴマー酸Aは、少なくとも1つの炭素結合PO32基またはそれと1、2または3つのカルボキシル基との組み合わせを有する。その際、前記PO32基は通常、リンカーQによって、式(I)のポリオキシアルキレンエーテル基の酸素原子に結合されている。従って、少なくとも1つのPO32基を有するオリゴマー酸Aを、特に以下の式A2によって記載することができる:
[R−(O−A)xO−G]y−Q(PO32p(COOH)q (A2)
[式中、
R、G、Aおよびxは上記で定義された通りであり、
yは、ポリオキシアルキレンエーテル基の数を示し、通常は1、2または3であり、
pは、PO32基の数を示し、通常は0、1、2または3であり、
qは、カルボキシル基の数を示し、通常は0、1、2または3であり、
Gは、化学結合、または特にカルボニル基であり、且つ
Qは、1つまたはそれより多く、例えば1または2つのヒドロキシル基によって任意に置換される典型的には多価の炭化水素基であるリンカーを表し、前記多価の炭化水素基は、1または2つのカルボキシル基によって中断されていてもよく、且つ前記多価の炭化水素は、多くの場合、2〜16個の炭素原子、特に2〜10個、または2〜8個の炭素原子を有する]。
可変要素R、G、A、x、y、GおよびQの好ましい意味および特別な意味は、式(A1)について記載されたものと同じである。
多くの場合、第2の実施態様のオリゴマー酸Aは、第1の実施態様の文脈において記載したように、式(II)のポリエーテルは、ホスホノカルボン酸またはそれらの適したエステル形成誘導体を、またはホスホノアルキルハロゲン化物と反応させることによって得られる。前記第2の実施態様の前記オリゴマー酸Aの製造を、第1の実施態様のオリゴマー酸Aの製造について記載した方法と類似して達成できる。
第3の実施態様において、オリゴマー酸Aは、1つのリン酸基OPO32を有する。前記リン酸基は通常、ポリエーテル基に直接的に結合されている。第3の群の実施態様のオリゴマー酸Aを、以下の式A3aおよびA3bによって記載できる:
R−(O−A)xO−PO32 (A3a)
[R−(O−A)xO]2−PO2H (A3b)
[式中、R、Aおよびxは上記で定義されたとおりである]。
少なくとも1つのリン酸基およびそれらの塩を有するオリゴマー酸Aは、主に、洗浄組成物、例えば家庭用および工業用洗浄剤、洗濯用洗剤組成物および食器洗い洗剤組成物中の界面活性剤として知られている。
第3の群の実施態様のオリゴマー酸Aを、第1の群の実施態様について記載したように、式(II)のポリエーテルを、少なくとも1つのリン酸処理剤と反応させることによって得ることができる。適したリン酸処理剤は、限定されずに、リン酸無水物、リン酸のオリゴマー、例えば2〜10個のリン原子を有するオリゴマー、例えばトリリン酸、テトラリン酸、ペンタリン酸、ヘキサリン酸、および引き続き加水分解するホスホリルハロゲン化物を含む。好ましくは、リン酸処理剤は、リン酸のオリゴマーである。多くの場合、リン酸処理剤とポリエーテル(II)との相対的な量は、そのリン酸処理剤が完全に消費されるように、つまり、ポリエーテル(II)中のヒドロキシル基の量は、リン酸処理剤中のリン原子の量を上回るように選択される。
式(II)のポリエーテルとリン酸処理剤との反応を、多くの場合、高められた温度で、好ましくは40〜150℃、特に50〜100℃の範囲の温度で実施する。
式(II)のポリエーテルとリン酸処理剤との反応を、通常、本体中で実施する。反応時間は典型的には、ポリエーテル(II)の反応性、リン酸処理剤、および反応温度に依存する。通常、反応を、理論量の水が形成されるまで、および/または所望の酸価が達成されるまでのいずれかで実施する。
本発明の分散剤組成物は、少なくとも1つのポリアミンBも含有する。前記ポリアミンBは、オリゴマー酸Aの酸基を少なくとも部分的に中和するために役立ち、且つ分散剤の特性および水性顔料組成物の他の成分との適合性を改善する。
分散剤組成物中でのオリゴマー酸とポリアミンBとの相対的な量は、好ましくは、オリゴマー酸Aとポリアミンとの質量比、つまりA:Bの質量比が、20:80〜80:20、特に30:70〜70:30の範囲となるような量である。
本発明の分散剤組成物は、成分AとBとのプレミックスとして配合され、それが次いで水性顔料組成物に配合されてもよいし、または別々に水性顔料組成物に配合される、つまり、成分AとBとが顔料組成物の配合の際に合わせられてもよい。
ポリアミンBは、分子1つあたり複数の塩基性窒素原子を有することを特徴とする。それらの窒素原子は、第一級、第二級または第三級アミン基の形態で、および/またはイミノ窒素の形態で存在することができ、それは、メラミン誘導体の場合には複素環式芳香族トリアジン環の環員である。
多くの場合、ポリアミンBは10〜1500mg KOH/gの範囲のアミン価を有する。アミン価は、ポリアミンBの種類に依存し、重要な役割は果たさない。
多くの場合、ポリアミンBは、200〜50000ダルトンの範囲、特に500〜20000ダルトンの範囲の数平均質量を有する。
好ましくは、ポリアミンBは1つのポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基、特にポリエチレンオキシド基、ポリ(エチレンオキシド−co−プロピレンオキシド)基、およびポリプロピレンオキシド基から選択されるものを有し、ここで、前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基はキャップされていなくても、つまり、OH基で末端化されていてもよいし、または例えばC1〜C20−アルキル基でキャップされていてもよい(以降で、C1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基と称する)。ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は、多くの場合、数平均で3〜80、特に5〜50個のC2〜C4−アルキレンオキシド繰り返し単位を有し、つまり、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基の数平均質量は、多くの場合、150〜5000ダルトン、特に200〜2500ダルトンの範囲である。存在する場合、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基の、ポリアミンBの総質量に対する相対的な量は、一般に、少なくとも10質量%、特に少なくとも30質量%、特に少なくとも50質量%であり、且つ、99質量%または98質量%ほどの高さであってもよい。
本発明によれば、ポリアミンBは、以下の群i〜viii、特に群ii、iiiおよびvから、およびそれらの混合物から選択される:
i. ポリビニルアミン、つまり式CH2−CH(NH2)の繰り返し単位、および任意に式CH2CH(NHR)の繰り返し単位によって実質的に形成されるポリマー[前記式中、Rはアシル基、例えばホルミル(CHO)、アセチルまたはプロピオニル、特に、少なくとも80%の加水分解度を有する、部分的または完全に加水分解されたポリビニルホルムアミドである]、
ii. ポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、例えば直鎖または分枝鎖のポリエチレンイミン、特に、250〜50000の範囲の数平均分子量を有するポリエチレンイミン、
iii. 変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、例えば
a. ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、つまりポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、特に上記項目iiのポリエチレンイミンであって、ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンの第一級および第二級アミノ基の水素原子の少なくとも一部、例えば30〜100mol%、特に80〜100mol%が、例えばポリ−C2〜C3−アルキレンイミンをC2〜C4−アルキレンオキシドまたはアルキレンオキシドの混合物、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、2,3−ブチレンオキシド、または2−メチル−1,2−プロピレンオキシドと反応させることによって、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基によって置き換えられているもの。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は、特にOH末端化ポリエチレンオキシド基またはOH末端化ポリ(エチレンオキシド−co−プロピレンオキシド)基である。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は、多くの場合、窒素原子1つあたり数平均で3〜80、特に5〜50個のC2〜C4−アルキレンオキシド繰り返し単位を有する。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基の量は一般に、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンの総質量に対して少なくとも30質量%、特に少なくとも50質量%、特に少なくとも70質量%、例えば50〜99質量%、特に70〜98質量%である。
b. ポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、特に上記の項目iiのポリエチレンイミンであって、ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンの第一級および第二級アミノ基の水素原子の少なくとも一部、例えば30〜100mol%、特に80〜100mol%が、例えばポリ−C2〜C3−アルキレンイミンをC2〜C20−アルカン酸またはそのアミド形成誘導体と反応させることによって、C2〜C20−アシル基によって置き換えられているもの。
c. 上記の項目iii.aのポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンであって、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)部分の末端ヒドロキシル基のいくらか、例えば10〜50%が、アシルまたはカルバメート基によって、特に例えば、C1〜C20−アルキルカルボニルまたはN−C1〜C20−アルキルカルバメート基によって変性されているもの。それらの変性されたポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンを、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンとC2〜C20−アルカン酸またはそれらのエステル形成誘導体とを反応させることによって、またはポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンとC1〜C20−アルキルイソシアネートとを反応させることによって得ることができる。それらの変性ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基の量は一般に、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンの総質量に対して少なくとも20質量%、特に少なくとも40質量%、特に少なくとも60質量%、例えば40〜98質量%、特に60〜95質量%である。それらの変性ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンにおいて、アシルまたはカルバメート基の量は、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミンの総質量に対して1〜30質量%、特に2〜20質量%の範囲である。
iv. メラミン化合物またはメラミン、各々、限定されずにメラミン(2,4,6−トリアミノ−s−トリアジン)、メラミンと1つまたはそれより多くのアルデヒド、例えばベンズアルデヒドまたはC1〜C10−アルカナールとの初期縮合物、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒドまたはブチルアルデヒドを含み、それらは好ましくは部分的または完全に、少なくとも1つのC1〜C4−アルカノールでエーテル化されて、特にメタノールでエーテル化されて、それによってアミナールまたはセミアミナール基を有する変性メラミンまたはメラミンオリゴマーが得られる。その初期縮合物は好ましくは、250〜2000ダルトンの範囲の分子量(数平均)を有する。メラミンは、メラミンの少なくとも1つのアミノ基、特にそれらの全てがカルバメート基、例えばC1〜C10−アルキルカルバメート基として変性されているメラミン化合物も含む。
v. ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンであって、メラミン環1つあたり平均で少なくとも0.5個のポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基、特に少なくとも1つのポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基を有する、例えばメラミン環1つあたり0.5〜6、特に1〜4個のポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基を有するメラミン化合物であるもの。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンは、分子1つあたり、1つのメラミン環を有してもよいし、またはそれらは1つより多くのメラミン環、例えば平均で1.1〜10個のメラミン環を有するオリゴマーであってもよい。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンのポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は通常、メラミン環のアミノ基に、二価のリンカー、例えばCRR’部分を介して結合されており、前記RおよびR’は、水素またはC1〜C10−アルキルであるか、またはCRR’はC=O基である。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は、特にC1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)基、より具体的にはC1〜C20−アルキル末端化ポリエチレンオキシドまたはC1〜C20−アルキル末端化ポリ(エチレンオキシド−co−プロピレンオキシド)基、特にメチル末端化ポリエチレンオキシド基である。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は、多くの場合、150〜5000ダルトン、特に200〜2500ダルトンの範囲の数平均質量を有する。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基の量は一般に、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンの総質量に対して少なくとも10質量%、特に少なくとも30質量%、特に少なくとも50質量%、例えば30〜95質量%、特に50〜90質量%である。ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基に加えて、前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンは1つまたはそれより多くのC6〜C22−アルコキシおよび/またはC6〜C22−アルケニルオキシ基を有することができ、それらは、メラミン環のアミノ基に、二価のリンカー、例えばCRR’部分を介して結合されており、前記RおよびR’は、水素またはC1〜C10−アルキルであるか、またはCRR’はC=O基である。
vi. ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)アミン、つまり、末端アミノ基を有する直鎖または分枝鎖のポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)。
vii. ポリエーテルアミンポリオール、例えばジ−またはトリ−C2〜C4−アルカノールアミンの重縮合によって得られ、特に500〜50000ダルトンの範囲の数平均質量および/または200〜800mg KOH/gの範囲のアミン価を有するオリゴマー。
viii. 変性ポリエーテルアミンポリオール、例えばポリエーテルアミンポリオールの少なくとも一部のヒドロキシル基がアシルまたはカルバメート基によって変性されているポリエーテルアミンポリオール、例えば、ポリエーテルアミンポリオールとC2〜C20−アルカン酸またはそれらのエステル形成誘導体とを反応させることによって得られる化合物、またはポリエーテルアミンポリオールとC1〜C20−アルキルイソシアネートとを反応させることによって得られる化合物。
より具体的には、ポリアミンBは、群ii、iii.a、iii.cおよびivのポリアミンからなる群から選択される。
第1の特定の群の実施態様において、ポリアミンBは、ポリエチレンイミンから、特に分枝鎖のポリエチレンイミンから、特に、500〜50000、特に1000〜20000の範囲の数平均分子量を有するポリエチレンイミンから選択される。
第2の特定の群の実施態様において、ポリアミンBは、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンから、特にポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性の分枝鎖のポリエチレンイミンから、特に、250〜10000、特に500〜5000の範囲の数平均分子量を有するポリエチレンイミンに基づくポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンから選択される。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は、特にOH末端化ポリエチレンオキシド基またはOH末端化ポリ(エチレンオキシド−co−プロピレンオキシド)基である。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は、多くの場合、窒素原子1つあたり数平均で3〜80、特に5〜50個のC2〜C4−アルキレンオキシド繰り返し単位を有する。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基の量は一般に、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンの総質量に対して少なくとも30質量%、特に少なくとも50質量%、特に少なくとも70質量%、例えば50〜99質量%、特に70〜98質量%である。ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンの数平均質量は、多くの場合、1000〜50000ダルトン、特に2000〜20000ダルトンの範囲である。
そのようなポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンを、例えば、ポリエチレンイミンとC2〜C4−アルキレンオキシド、またはアルキレンオキシドの混合物、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、2,3−ブチレンオキシドまたは2−メチル−1,2−プロピレンオキシドとを反応させることによって、製造できる。ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンの製造のための適した例は、例えば、国際公開第2006/108856号明細書(WO2006/108856)および国際公開第2009/060059号明細書(WO2009/060059)、およびそこで引用されている先行技術内に記載されている。
第3の特定の群の実施態様において、ポリアミンBは、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンから、特にポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性の分枝鎖のポリエチレンイミンから、特に、250〜10000、特に500〜5000の範囲の数平均分子量を有するポリエチレンイミンに基づくポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンから選択され、ここで、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)部分の末端ヒドロキシル基のいくらか、例えば10〜50%は、アシル基またはカルバメート基によって、特にC1〜C20−アルキルカルボニルまたはN−C1〜C20−アルキルカルバメート基によって変性されている。それらの変性されたポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンを、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンとC2〜C20−アルカン酸またはそれらのエステル形成誘導体とを反応させることによって、またはポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンとC1〜C20−アルキルイソシアネートとを反応させることによって、得ることができる。それらの変性ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基の量は一般に、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンの総質量に対して、少なくとも20質量%、特に少なくとも40質量%、特に少なくとも60質量%、例えば40〜98質量%、特に60〜95質量%である。それらの変性ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンにおいて、アシルまたはカルバメート基の量は、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンの総質量に対して1〜30質量%、特に2〜20質量%の範囲である。変性ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンの数平均質量は、多くの場合、2000〜20000ダルトンの範囲である。
第4の特定の群の実施態様において、ポリアミンBは、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンから、つまり、メラミン環1つあたり平均で少なくとも0.5個のポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基、特に少なくとも1つのポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基を有する、例えばメラミン環1つあたり0.5〜6、特に1〜4個のポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基を有するメラミン化合物から選択される。前記メラミン化合物は、分子1つあたり、1つのメラミン環を有してもよいし、またはそれらは1つより多くのメラミン環、例えば平均で1.1〜10、特に1.2〜5個のメラミン環を有するオリゴマーであってもよい。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンのポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は通常、メラミン環のアミノ基に、二価のリンカー、例えばCRR’部分を介して結合されており、前記RおよびR’は、水素またはC1〜C10−アルキルであるか、またはCRR’はC=O基である。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は、特にC1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)基、より具体的にはC1〜C20−アルキル末端化ポリエチレンオキシドまたはC1〜C20−アルキル末端化ポリ(エチレンオキシド−co−プロピレンオキシド)基、特にメチル末端化ポリエチレンオキシド基である。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基は、多くの場合、150〜5000ダルトン、特に200〜2500ダルトンの範囲の数平均質量を有する。前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンにおいて、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基の量は一般に、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンの総質量に対して少なくとも10質量%、特に少なくとも30質量%、特に少なくとも50質量%、例えば30〜95質量%、特に50〜90質量%である。ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基に加えて、前記ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンは1つまたはそれより多くのC6〜C22−アルコキシおよび/またはC6〜C22−アルケニルオキシ基を有することができ、それらは、メラミン環のアミノ基に、二価のリンカー、例えばCRR’部分を介して結合されており、前記RおよびR’は、水素またはC1〜C10−アルキルであるか、またはCRR’はC=O基である。
そのようなポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンをアミナール、セミアミナールまたはO−アルキルカルバメート基を有するメラミン化合物と、C1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)と、より具体的にはC1〜C20−アルキル末端化ポリエチレンオキシドまたはC1〜C20−アルキル末端化ポリ(エチレンオキシド−co−プロピレンオキシド)と、特にメチル末端化ポリエチレンオキシド基と反応させることによって製造できる。C1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)基の量は、多くの場合、メラミン環1molあたり0.5〜6mol、特に1〜4molである。C1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)の一部、例えば10〜50mol%を、長鎖のモノアルコールによって、例えばC6〜C22−アルカノールまたはC6〜C22−アルケノール、例えばステアリルアルコールまたはオレイルアルコールによって置き換えることができる。
ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンを製造するための出発材料として適したメラミン化合物は、例えばメラミン初期縮合物、つまり、メラミンとアルデヒド、例えばベンズアルデヒドまたはC1〜C10−アルカナール、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒドまたはブチルアルデヒドとの反応生成物であって、好ましくは部分的または完全に、少なくとも1つのC1〜C4−アルカノールでエーテル化されているもの、特にメタノールでエーテル化されているものを含む。多くの場合、前記メラミン初期縮合物は、分子1つあたり、1つより多くのメラミン環、例えば平均(数平均)で1.1〜10、特に1.2〜5個のメラミン環を有するオリゴマーである。前記メラミン初期縮合物において、化学的に結合されたアルデヒドの、メラミンに対する比率は2〜6の範囲である。好ましくは、エーテル化度は、アルデヒド1モルあたり20〜100mol%である。それらの初期縮合物は、Kirk−Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 第3版, Vol.2, pp.440−469、米国特許第4918317号明細書(US4918317)、欧州特許第26914号明細書(EP26914)、欧州特許第218887号明細書(EP218887)、欧州特許第319337号明細書(EP319337)、欧州特許第383337号明細書(EP383337)、欧州特許第415273号明細書(EP415273)、独国特許出願公開第19833347号明細書(DE19833347)、独国特許出願公開第19835114号明細書(DE19835114)および国際公開第01/51197号(WO01/51197)から公知である。適した初期縮合物は市販であり、例えばCymel類、例えば、限定されずに、Cymel(登録商標)303、327、328または385(Cytecのエーテル化メラミンホルムアルデヒド樹脂)、Maprenal(登録商標)類、例えば、限定されずに、Maprenal(登録商標) MF 900w/95、MF 915/75IB、MF 920/75WA、MF 921w/85WA、(Ineosのエーテル化メラミンホルムアルデヒド樹脂)、BASF SEのKauramin(登録商標)類、例えば、限定されずに、Kauramin(登録商標)783、Kauramin(登録商標)792またはKauramin(登録商標)753(メラミンホルムアルデヒド樹脂)、BASF SEのLuracoll(登録商標)類、例えばLuracoll(登録商標)SD(エーテル化メラミンホルムアルデヒド樹脂)およびBASF SEのLuwipal(登録商標)類、例えば、限定されずに、Luwipal(登録商標)063、Luwipal(登録商標)069 (エーテル化メラミンホルムアルデヒド樹脂)である。ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンを製造するための出発材料として適したメラミン化合物は、メラミンのカルバメート、つまり、以下の式の化合物も含む:
Figure 0006884153
[式中、R1はC1〜C10−アルキルであり、R2およびR3は、互いに独立して、水素またはC(=O)−O−R1基である]。
アミナール、セミアミナールまたはO−アルキルカルバメート基を有するメラミン化合物と反応するC1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)は、多くの場合、150〜5000ダルトン、特に200〜2500ダルトンの範囲の数平均質量を有する。C1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)の量は、一般に、メラミン環1molあたり0.5〜6mol、特に1〜4molであるように選択される。特に、C1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)の、メラミン化合物に対する質量比は、1:3〜20:1、特に1:1〜10:1の範囲である。
1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)および任意に長鎖のモノアルコールと、アミナール、セミアミナールまたはO−アルキルカルバメート基を有するメラミン化合物との反応は、多くの場合、酸性触媒または塩基性触媒、好ましくは酸性触媒、特にブレンステッド酸触媒の存在下で実施される。しかしながら、ルイス酸触媒も使用できる。触媒の量は、多くの場合、C1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)およびメラミン化合物の総質量に対して、0.05〜2質量%、特に0.1〜1質量%の範囲である。適したブレンステッド触媒は、限定されずに、有機スルホン酸、例えばアルキルスルホン酸、例えばメチルまたはエチルスルホン酸およびアリールスルホン酸、例えばフェニルスルホン酸またはトルエンスルホン酸を含む。前記反応は、多くの場合、80〜180℃、特に90〜160℃の範囲の温度で実施される。
ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンを、メラミンとアルデヒド、例えばベンズアルデヒドまたはC1〜C10−アルカナール、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒドまたはブチルアルデヒド、およびC1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)(場合により長鎖のモノアルコールと組み合わせる)とを反応させて、そのことによりメラミン環1つあたり1つまたはそれより多くのポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基で変性されたメラミン初期縮合物を得ることによって、製造することもできる。メラミン対アルデヒドのモル比は、一般に、1:1.5〜1:10の範囲、特に1:3〜1:8の範囲、好ましくは1:4〜1:6の範囲である。ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)の、メラミンに対するモル比は、メラミン1モルあたり一般に0.5〜6mol、特に1〜4molである。特に、C1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)の、メラミンに対する質量比は、1:1〜40:1、特に2:1〜20:1の範囲である。前記反応は、多くの場合、酸性触媒、特にブレンステッド酸触媒の存在下で実施される。しかしながら、ルイス酸触媒も使用できる。触媒の量は、多くの場合、C1〜C20−アルキル末端化ポリ−(C2〜C4−アルキレンオキシド)およびメラミン化合物の総質量に対して、0.05〜2質量%、特に0.1〜1質量%の範囲である。適したブレンステッド触媒は、限定されずに、有機スルホン酸、例えばアルキルスルホン酸、例えばメチルまたはエチルスルホン酸およびアリールスルホン酸、例えばフェニルスルホン酸またはトルエンスルホン酸を含む。前記反応は、多くの場合、80〜180℃、特に90〜160℃の範囲の温度で実施される。
本発明の分散剤組成物は、水性媒体と非水性媒体との両方の中で顔料材料を分散させるために適している。本発明の分散剤組成物は、米国特許第5340394号明細書(US5340394)、米国特許出願公開第2006/0207476号明細書(US2006/0207476)、国際公開第2011/151277号(WO2011/151277)または国際公開第2014/000842号(WO2014/000842)に記載されるように、例えば販売場所での着色剤または調色システムにおいて、顔料含有塗料組成物のための着色剤として使用される水性顔料組成物、特に水性濃縮顔料組成物中での分散剤として特に有用である。
従って、本発明は、販売場所での調色システムにおける万能顔料組成物として使用できる水性顔料組成物中での、特に、水性濃縮顔料組成物中での、本願内で記載される分散剤組成物の使用に関する。
本発明は、本願内で定義される分散剤組成物、顔料材料、および水性希釈剤を含む、水性顔料組成物にも関する。
「顔料材料」との用語は、本願内で使用される場合、顔料とフィラーとの両方を含む。本発明の顔料組成物において、顔料材料は特に、顔料、および少なくとも1つの顔料と少なくとも1つのフィラーとの混合物からなる群から選択される。顔料は、有機顔料、無機顔料、および光輝顔料/真珠箔フレークを含む。
適した有機顔料の例は、アゾ顔料、ジスアゾ顔料、ナフトール顔料、ベンゾイミダゾロン顔料、縮合ジスアゾ顔料、金属錯体顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、キノフタロン顔料、ジオキサジン顔料、およびインジゴ、チオインジゴ、キナクリドン、フタロシアニン、ペリレン、ペリノン、アントラキノン、例えばアミノアントラキノンまたはヒドロキシアントラキノン、アントラピリミジン、インダントロン、フラバントロン、ピラントロン、アンタントロン、イソビオラントロン、ジケトピロロピロールおよびカルバゾール、例えばカルバゾールバイオレットからなる多環式顔料群、およびその種のものを含む。有機顔料のさらなる例は、単行本: W. Herbst, K. Hunger 「Industrielle Organische Pigmente」, 第2版, 1995, VCH Verlagsgesellschaft, ISBN:3−527−28744−2内で見つけることができる。
有機顔料の代表的な例は以下のとおりである:
・ モノアゾ顔料: C.I. ピグメントイエロー 1、3、62、65、73、74、97、183および191; C.I. ピグメントオレンジ 5、38および64; C.I. ピグメントレッド 1、2、3、4、5、23、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、51、51:1、52:1、52:2、53、53:1、53:3、57:1、58:2、58:4、63、112、146、148、170、184、187、191:1、210、245、247および251;
・ ジアゾ顔料: C.I. ピグメントイエロー 12、13、14、16、17、81、83、106、113、126、127、155、170、174、176および188; C.I. ピグメントオレンジ 16、34および44;
・ 縮合ジスアゾ顔料: C.I. ピグメントイエロー 93、95および128; C.I. ピグメントレッド 144、166、214、220、221、242および262; C.I. ピグメントブラウン 23および41;
・ アンタントロン顔料: C.I. ピグメントレッド 168;
・ アントラキノン顔料: C.I. ピグメントイエロー 147および199; C.I. ピグメントレッド 177;
・ アントラピリミジン顔料: C.I. ピグメントイエロー 108;
・ ベンゾイミダゾロン顔料: C.I. ピグメントイエロー 120、151、154、180、181; C.I. ピグメントオレンジ 36および72、C.I. ピグメントレッド 175、185、208; C.I. ピグメントブラウン 25; C.I. ピグメントバイオレット32;
・ キナクリドン顔料: C.I. ピグメントオレンジ 48および49; C.I. ピグメントレッド 122、202、206および209; C.I. ピグメントバイオレット19;
・ キノフタロン顔料: C.I. ピグメントイエロー 138;
・ ジケトピロロピロール顔料: C.I. ピグメントオレンジ 71、73および81; C.I. ピグメントレッド 254、255、264、270および272;
・ ジオキサジン顔料: C.I. ピグメントバイオレット 23;
・ フラバントロン顔料: C.I. ピグメントイエロー 24;
・ インダントロン顔料: C.I. ピグメントブルー 60および64;
・ イソインドリン顔料: C.I. ピグメントイエロー 139および185; C.I. ピグメントオレンジ 61および69、C.I. ピグメントレッド 260;
・ イソインドリノン顔料: C.I. ピグメントイエロー 109、110および173;
・ イソビオラントロン顔料: C.I. ピグメントバイオレット31;
・ 金属錯体顔料: C.I. ピグメントレッド 257; C.I. ピグメントイエロー 117、129、150、153および177; C.I. ピグメントグリーン 8;
・ ペリノン顔料: C.I. ピグメントオレンジ 43; C.I. ピグメントレッド 194;
・ ペリレン顔料: C.I. ピグメントレッド 123、149、178、179および224; C.I. ピグメントバイオレット29; C.I. ピグメントブラック 31および32;
・ フタロシアニン顔料: C.I. ピグメントブルー 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16; C.I. ピグメントグリーン 7、36;
・ ピラントロン顔料: C.I. ピグメントオレンジ 51; C.I. ピグメントレッド 216;
・ ピラゾロキナゾロン顔料: C.I. ピグメントオレンジ 67およびC.I. ピグメントレッド 216;
・ チオインジゴ顔料: C.I. ピグメントレッド 88および181; C.I. ピグメントバイオレット38;
・ トリアリールカルボニウム顔料: C.I. ピグメントレッド 81、81:1および169; C.I. ピグメントバイオレット1、2、3および27; C.I. ピグメントブルー 1、61および62; C.I. ピグメントグリーン 1;
・ C.I. ピグメントブラック 1(アニリンブラック);
・ C.I. ピグメントイエロー 101(アルダジンイエロー);
・ C.I. ピグメントブラウン 22。
適した無機顔料は、例えば以下のとおりである:
・ 白色顔料、例えば、結晶形または結晶変態、例えばルチルまたはアナターゼを含む二酸化チタン(C.I. ピグメントホワイト 6)、酸化亜鉛、硫化亜鉛、リン酸亜鉛、リトポン;
・ 黒色顔料: 酸化鉄ブラック(C.I. ピグメントブラック 11)、鉄マンガンブラック、スピネルブラック(C.I. ピグメントブラック 27); カーボンブラック(C.I. ピグメントブラック 7); グラファイト(C.I. ピグメントブラック 10); クロム鉄ブラック(P.ブラウン29);
・ 無機着色顔料: 酸化クロム、酸化クロム水和物グリーン; 酸化クロムグリーン(C.I. ピグメントグリーン 48); コバルトグリーン(C.I. ピグメントグリーン 50); ウルトラマリングリーン; コバルトブルー(C.I. ピグメントブルー 28および36; C.I. ピグメントブルー 72); ウルトラマリンブルー; マンガンブルー; ウルトラマリンバイオレット; コバルトバイオレットおよびマンガンバイオレット; 酸化鉄レッド(C.I. ピグメントレッド 101); 硫セレン化カドミウム(C.I. ピグメントレッド 108); 硫化セリウム(C.I. ピグメントレッド 265); モリブデンレッド(C.I. ピグメントレッド 104); ウルトラマリンレッド; 酸化鉄ブラウン(C.I. ピグメントブラウン 6および7)、混合ブラウン、スピネル相およびコランダム相(C.I. ピグメントブラウン 29、31、33、34、35、37、39および40)、クロムチタンイエロー(CI ピグメントブラウン 24)、クロムオレンジ; 硫化セリウム(C.I. ピグメントオレンジ 75); 酸化鉄イエロー(CI ピグメントイエロー 42); ニッケルチタンイエロー(C.I. ピグメントイエロー 53; C.I. ピグメントイエロー 157、158、159、160、161、162、163、164および189); クロムチタンイエロー; スピネル相(CI ピグメントイエロー 119); 硫化カドミウムおよび硫化カドミウム亜鉛(CI ピグメントイエロー 37および35); クロムイエロー(CI ピグメントイエロー 34); バナジン酸ビスマス(CI ピグメントイエロー 184)。
光輝顔料は、単相または多相構造のラメラ顔料であって、その遊色効果は、界面の相互作用、反射および吸収現象によって特徴付けられる。例は、アルミニウム小板、および1または2回、特に金属酸化物で被覆されたアルミニウム、酸化鉄、およびマイカ小板である。
適したフィラーは、炭酸カルシウム、例えば天然または沈降石灰、二酸化ケイ素、例えば石英粉末、および透明二酸化ケイ素、ケイ酸塩、タルク、カオリン、天然および合成マイカ、硫酸バリウム、金属酸化物および水酸化物、例えば酸化アルミニウムおよび水酸化アルミニウムである。
顔料材料の大きさは、好ましくはマイクロメートルの領域、例えば、その質量平均粒径は0.1μm〜500μm、特に0.2μm〜100μm、または0.5μm〜50μmにわたることができる。質量平均粒径は通常、例えばISO 13320:2009の方法によって光散乱法によって測定される。質量平均粒径を、ふるい分析によって測定することもできる。
一般に、本発明の水性顔料組成物は、組成物の総質量に対して、10〜70質量%、特に20〜50質量%の顔料成分を含有する。
本発明の水性顔料組成物において、顔料成分対分散剤組成物の質量比は、各々固形分として計算して、多くの場合、20:1〜1:5、特に10:1〜1:2の範囲である。分散剤組成物の濃度は、固形分として計算して、且つ組成物の総質量に対して、一般に1〜30質量%、特に2〜20質量%の範囲である。
本発明の水性顔料組成物中に存在する水性希釈剤は、公知のとおり、用途分野に依存する。水の他に、水性希釈剤は、水混和性の極性溶剤、例えばC1〜C4−アルカノール、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、プロパノールまたはn−ブタノール、グリコールエーテル、例えばブチルグリコールまたはメトキシプロピレングリコール、ポリオール、例えばグリセロール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレン、トリエチレングリコールまたはプロピレングリコールを含み得る。多くの場合、水が単独の溶剤である。顔料組成物中の水の量は、多くの場合、液体組成物の総質量に対して20〜89質量%、または20〜88質量%、特に30〜77質量%の範囲である。
本発明の水性顔料組成物は、好ましくは少なくとも1つの保湿剤を含有する。適した保湿剤は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびポリ(エチレンオキシド−co−プロピレンオキシド)を含み、それらは多くの場合、200〜1000g/molの範囲の数平均分子量を有する。湿潤材の濃度は、一般に、30質量%、特に20質量%を上回らず、且つ、存在するのであれば、多くの場合、0.1〜30質量%の範囲、特に1〜20質量%の範囲、および特に2〜15質量%の範囲である。
本発明の水性顔料組成物は、多くの場合、低VOC含有率および/または低SVOC含有率であるように配合される。「低VOC含有率」との用語は、本願内で使用される場合、低揮発性有機化合物の濃度が、DIN ISO 11890−2に準拠して測定される際に1000ppm未満である組成物に関する。「低SVOC含有率」との用語は、本願内で使用される場合、中揮発性有機化合物の濃度が、DIN ISO 11890−2に準拠して測定される際に5000ppm未満である組成物に関する。
本発明の顔料組成物を製造するために、顔料成分は通常、分散剤組成物の成分AおよびBの存在下で、水性希釈剤中に分散される。成分AおよびBを、一緒または別々に水性希釈剤に添加してよい。分散は、従来の技術、例えば高速混合、ボールミル、砂粉砕、磨砕機粉砕、または2つまたは3つのロールミルを使用することによって達成できる。生じる顔料組成物は、上記の範囲の顔料対分散剤の質量比を有し得る。
意図されている用途に依存して、顔料組成物は、意図されている用途に依存した1つまたはそれより多くの通常の添加剤をさらに含むことができる。通常の添加剤は、例えばレオロジー添加剤、非イオン性分散剤、流動助剤、脱泡剤、顔料シナジスト、防腐剤およびその種のものを含む。
顔料組成物は多くの場合、顔料ペーストとして配合される。そのような顔料ペーストは、顔料成分、本発明の分散剤組成物、および水性希釈剤、および任意に添加剤を含有するが、一般にそれは結合剤を含有しない。
本発明の顔料組成物は、良好な塗布特性、例えば高い色強度、多数の液体組成物中での良好な分散性を備える。それらは、溶剤系塗料組成物と水系塗料組成物との両方の塗料を調色するための万能顔料調製物として特に有用である。従って、そのような顔料組成物は、水性ラテックスペイントおよびシリケートペイントと、溶剤系ペイントとの両方と適合する。得られるペイントは、高い色強度を有し、且つ独国特許出願公開第2202527号明細書(DE2202527)内に記載されるようなラブアウト試験において色の変化を示さない。
さらには、本発明の顔料組成物は、溶剤系塗料組成物と水系塗料組成物の両方との調色に際し、良好な計量精度を備える。本発明の顔料組成物は安定であり、計量機およびバルブの内側に付着しないので、色の一貫性が確実になる。
本発明の顔料組成物で着色され得る適した塗料組成物は、建築用塗料、工業用塗料、自動車用塗料、放射線硬化性塗料; 建物の外装および建物の内装用のペイント、例えば木材用ペイント、石灰塗料、ディステンパーおよびエマルションペイントを含むペイントを含む。それらは、溶剤系印刷インク、例えばオフセット印刷インク、フレキソ印刷インク、トルエングラビア印刷インク、テキスタイル印刷インク、放射線硬化性印刷インク; インクジェットインクおよびカラーフィルタを含む水系インクを着色するためにも使用できる。
本発明の顔料組成物は、色混合または色合わせシステムにおける混合成分として特に有用である。それらの混入(stir-in)特性のおかげで、それらをこの目的のための顔料ペーストとして直接的に使用できる。しかしながら、適宜、それらをまずベースの色に変換し、ワニスを混合し、且つ(特に、高い固形物含分を有する色、つまり「HS色」に)調色することもできる。所望の色相に合わせること、ひいては色の成分を混合することを、色標準、例えばRAL、BSおよびNCSに基づく非常に多数の色相のグラデーションでのカラーカードのシステムを介して視覚的に、または好ましくはコンピュータ制御下で無数の色相にアクセス可能にして(コンピュータカラーマッチング)、行うことができる。
上記で説明したとおり、顔料組成物は、塗料組成物中に含まれることができる。そのような塗料組成物は、顔料成分、分散剤成分、液体希釈剤、および追加的に1つまたはそれより多くの結合剤、例えば、硬化に際して膜を形成する塗膜形成ポリマーまたはプレポリマーを含有する。塗料組成物は、塗料技術において通常使用される通常の添加剤、例えば可塑剤、潤滑剤、乳化剤、レオロジー添加剤、触媒、流動助剤、蛍光増白剤、難燃剤、防腐剤、帯電防止剤または膨張剤を任意に含有できる。
適した結合剤は、慣例的に使用されるもの、たとえばUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 第5版, Vol.A18, pp.368−426, VCH, Weinheim 1991, ドイツ内に記載されるものである。一般に、塗膜形成結合剤は、熱可塑性または熱硬化性樹脂に基づき、大部分は熱硬化性樹脂に基づく。それらの例は、アルキド樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂およびポリウレタン樹脂、およびそれらの混合物である。放射線硬化性樹脂または空気乾燥樹脂も使用できる。結合剤は、ポリビニルアルコールおよびポリビニルブチラールから誘導されることもできる。
低温硬化性結合剤または熱硬化性結合剤が使用される場合、硬化触媒の添加が有利である。結合剤の硬化を促進する適した触媒は、例えばUllmannのVol.A18の同箇所、469ページに記載されている。
低温硬化性結合剤または熱硬化性結合剤を含有する被覆組成物の例は以下の通りである:
・ 低温架橋性または熱架橋性のアルキド樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂またはメラミン樹脂、またはそれらの樹脂の混合物に基づき、適宜、硬化触媒を添加されたペイント、
・ ヒドロキシル含有アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂またはポリエーテル樹脂、および脂肪族または芳香族イソシアネート、イソシアヌレート、またはポリイソシアネートに基づく二成分ポリウレタンペイント、
・ ブロックされたイソシアネート、イソシアヌレートまたはポリイソシアネートであってベークの間に脱ブロック化されるものに基づいており、適宜、メラミン樹脂が添加される、一成分ポリウレタンペイント、
・ トリスアルコキシカルボニルトリアジン架橋剤、およびヒドロキシル基含有樹脂、例えばアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂またはポリエーテル樹脂に基づく一成分ポリウレタンペイント、
・ ウレタン構造内に自由なアミノ基を有する、脂肪族または芳香族ウレタンアクリレートまたはポリウレタンアクリレート、およびメラミン樹脂またはポリエーテル樹脂に基づいており、適宜、硬化触媒を有する、一成分ポリウレタンペイント、
・ (ポリ)ケチミンおよび脂肪族または芳香族イソシアネート、イソシアヌレートまたはポリイソシアネートに基づく二成分ペイント、
・ (ポリ)ケチミンおよび不飽和アクリレート樹脂またはポリアセトアセテート樹脂、またはメタクリルアミドグリコレートメチルエステルに基づく二成分ペイント、
・ カルボキシルまたはアミノ含有ポリアクリレートおよびポリエポキシドに基づく二成分ペイント、
・ 無水物基含有アクリレート樹脂およびポリヒドロキシまたはポリアミノ成分に基づく二成分ペイント、
・ アクリレート樹脂含有無水物およびポリエポキシドに基づく二成分ペイント、
・ 無水物基含有(ポリ)オキサゾリンおよびアクリレート樹脂、または不飽和アクリレート樹脂または脂肪族または芳香族イソシアネート、イソシアヌレートまたはポリイソシアネートに基づく二成分ペイント、
・ 不飽和ポリアクリレートおよびポリマロネートに基づく二成分ペイント、
・ 熱可塑性アクリレート樹脂または外部的に架橋するアクリレート樹脂とエステル化メラミン樹脂との組み合わせに基づく熱可塑性ポリアクリレートペイント、および
・ シロキサン変性またはフッ素変性アクリレート樹脂に基づくペイント系。
以下で、例を用いて本発明を説明する。
略記:
1,2−CDA: 1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物
AN: 酸価
AV: アミン価
CAc: クエン酸一水和物
DL−TAc: DL−酒石酸
EO: エチレンオキシド
Eq.: 当量
GA: グルタル酸無水物
IA: イタコン酸無水物
IAc: イタコン酸
MA: マレイン酸無水物
Mac: リンゴ酸
Mn: 数平均分子量
PA: フタル酸無水物
PBTAc: 2−ホスホノ−ブタン−1,2,4−トリカルボン酸
PO: プロピレンオキシド
PPAc: ポリリン酸
PU: ポリウレタン
PyA: ピロメリット酸二無水物
SA: コハク酸無水物
SC: 固形分含有率
sb: 溶剤系
t−AAc: トランスアコニット酸
TCAc: トリカルバリル酸
VA: 外観
wb: 水媒性。
酸Aの製造
手順A〜Xにおいて、以下の化合物が成分1として使用された:
1a: 7つのEOを有するC10−オキソアルコール
1b: 1つのPOおよび6つのEOを有するC10−ゲルベアルコール
1c: 7つのEOを有するC13−オキソアルコール
1d: 6つのEOを有するC10−ゲルベアルコール
1e: 6つのEOを有するC10−オキソアルコール
1f: 1つのPOおよび7つのEOを有するC10−ゲルベアルコール
1g: 8つのEOを有するC10−ゲルベアルコール
1h: 7つのEOを有するC13〜C15−オキソアルコール
1i: 8つのEOを有するC10−オキソアルコール
1j: Mn 500を有するメトキシポリエチレングリコール
1k: 7つのEOを有するC10−ゲルベアルコール
1m: Mn 350を有するメトキシポリエチレングリコール
1n: 11のEOを有するC10−オキソアルコール
1o: 11EOを有するC16〜C18−脂肪アルコール
1p: 5つのEOを有するC10−ゲルベアルコール
1q: 3つのEOを有するC10−ゲルベアルコール
1r: 1つのPOおよび7つのEOを有するC10−ゲルベアルコール
1s: 1つのPOおよび8つのEOを有するC10−ゲルベアルコール
1t: 8つのEOを有するC13−オキソアルコール
1u: 8つのEOを有するC13〜C15−オキソアルコール。
一般的な手順A
窒素雰囲気下で、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル(成分1)、無水物(成分2)および触媒(成分1と2との総質量に対して0.15質量%のジブチルスズジラウレート)を、22℃、100g〜500gのスケールで反応器内に入れた。その内容物をゆっくりと反応温度(100〜150℃)へと数時間加熱した。次いで、生じる生成物を50℃に冷却し、125μmのフィルター上でろ過した。酸価および固形分含有率を測定し、以下の表1aに要約する:
Figure 0006884153
一般的な手順B
窒素雰囲気下で、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル(比較1)、カルボン酸(比較2)および触媒(ジブチルスズジラウレート 0.15質量%)を反応器中に室温で入れ、次いで、反応温度(160〜180℃)に加熱した。数時間の間、計算された酸価に到達するまで、反応水を反応器から除去した。引き続き、淡黄色の液体を60℃に冷却し、次に125μmのフィルター上でろ過した。酸価および固形分含有率を測定し、以下の表1bに要約する:
Figure 0006884153
Figure 0006884153
一般的な手順C
窒素雰囲気下で、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル(比較1)、カルボン酸(比較2)および触媒(ジブチルスズジラウレート 0.15質量%)を反応器中に室温で入れ、次いで、反応温度(180℃)まで加熱した。数時間の間、酸価≦15mg KOH/gに到達するまで、反応水を反応器から除去した。引き続き、淡黄色の液体を60℃に冷却し、次に125μmのフィルター上でろ過した。酸価および固形分含有率を測定し、以下の表1cに要約する。
試料A35およびA37を製造するために、第一の段階の生成物(比較1)を、反応器中に入れ、無水物(比較2)を添加した。さらなる触媒は添加しなかった。該混合物を150℃に加熱した。それぞれの期待される酸価に到達したら、反応を停止した。その後、生成物を60℃に冷却し、125μmのフィルター上でろ過して、瓶詰めした。酸価および固形分含有率を測定し、以下の表1cに要約する:
Figure 0006884153
一般的な手順D
ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル(成分1)を窒素雰囲気下で、室温で反応器に入れる。成分1を60℃の内部温度に加熱する。これに続き、ポリリン酸(四リン酸(PPA 116)、成分2)を、強く撹拌しながらゆっくりと添加する。その混合物を80℃に加熱し、且つ最低2時間撹拌した。プロセス全体の間、溶剤は添加しなかった。
形成されたリン酸エステルは、室温で粘性の黄色がかった液体として得られた。
Figure 0006884153
アミンB
メラミンに基づくアミン(B1〜B9)
一般的な手順E
250mlの四口フラスコに、22℃でメラミン樹脂、モノアルコール、および(反応物質に対して)0.5質量%のパラ−トルエンスルホン酸を装入し、N2でフラッシングすることによって不活性化した。成分、およびメラミン樹脂の反応性メチルエーテルに対するモル比は、以下の表2aに従って使用された。
反応材料を、撹拌しながら110℃に加熱し、わずかに減圧(約800mbar)下で反応器からメタノールを除去した。さらなるメタノールが受け容れフラスコ内に収集されなくなったら(継続時間:約6時間)、反応を終了させた。最終生成物は透明な黄色がかった色〜オレンジ色の液体として得られ、それをそのまま使用した。反応物質、反応条件および得られた生成物の特性を、以下の表2aに示す。
以下の反応物質を使用した:
メラミン樹脂:
M1: メラミンホルムアルデヒド樹脂、6箇所メチル化されている(Mw〜390)
M2: メラミンホルムアルデヒド樹脂、3箇所メチル化されている(Mw〜260)
アルコール:
A1: Mn 500を有するメトキシポリエチレングリコール
A2: Mn 350を有するメトキシポリエチレングリコール
A3: オレイルアルコール
Figure 0006884153
一般的な手順F
a) プロパナールに基づくメラミン樹脂(中間生成物PM)
600mlの四口フラスコ内で、54.0gのメラミンを149.2の1−プロパナール中に懸濁させる。その混合物を40℃に加熱し、且つ1時間撹拌した。次いで、300gのメタノールを添加し、溶液が透明になるまで65℃で還流させた。反応器内に粘性の材料が残るまで、過剰なメタノールを減圧下で除去した。これに、エタノールを60℃で添加し、次いで、得られた混合物を5℃に冷却した。それに伴い、析出物をろ過除去し、炉内で乾燥させて、109gの白色の粉末が得られた(理論値の約65%)。構造を1H NMRで確認した: 各々のメラミン基は平均で3箇所プロパナールと反応し、メチル化されていた。
b) 段階Aの中間生成物PMを、上述の一般的な手順Eと類似してモノアルコールと反応させた。反応物質、反応条件および得られた生成物の特性を、以下の表2bに示す。
以下のアルコールを使用した:
A1: Mn 500を有するメトキシポリエチレングリコール
A2: Mn 350を有するメトキシポリエチレングリコール
A4: 7つのEOを有するC10−オキソアルコール
Figure 0006884153
アミンB9
500mlの四口フラスコ内に、メラミン(75.7g)および1−プロパナール(232.3g)を添加し、N2下、45℃の還流温度で30分間撹拌した。次いで、840gの、Mn 350を有するメトキシポリエチレングリコールと、4.8gのパラ−トルエンスルホン酸を反応器に添加し、還流下でさらに3時間撹拌した。揮発分を真空蒸留(500mbar、最高110℃)により除去した。生じる生成物(958g)は、固形分含有率>95%を有する無色の透明な液体として得られた。
アミンB10
250mlの四口フラスコに、22℃で、ブチルエステル対メチルエステルのモル比75:25を有する21.05gのトリスアルコキシカルバマトトリアジン(1当量)、Mn 350を有する84gのメトキシポリエチレングリコール(MPEG350、3.5当量)、および0.5%のパラ−トルエンスルホン酸を装入した。その反応混合物を150℃に加熱し、メタノールとブタノールとの混合物を、わずかに減圧下(約800mbar)で反応器から除去した。さらなるアルコールが受け容れフラスコ内に収集されなくなったら(継続時間:約6時間)、反応を停止させた。最終生成物は、透明な黄色がかった液体として得られ、さらなる精製は行わずに使用された。その最終生成物は、固形分含有率99.3%、およびアミン価30.1mg KOH/gを有した。1H NMRは、ブチル−およびメチルカルバメートの、MPEG350カルバメートへの変換率>80%を示した。
ポリエチレンイミンに基づくアミン(B11〜B16)
B11: 分子量約2000g/molおよびアミン価1300mg KOH/gを有する、市販の無水ポリエチレンイミン。
B12: 分子量600g/molを有するポリエチレンイミンと、反応性アミンあたり10molのEOおよび7molのPOとの反応によって得られたエトキシ化/プロポキシ化ポリエチレンイミン。その合成は例えば国際公開第2006/108856号(WO2006/108856)の例3に記載されている。その生成物は、アミン価56mg KOH/gを有する茶色がかった粘性の液体として得られた。
B13: 分子量600g/molを有するポリエチレンイミンと、反応性アミンあたり24molのEOおよび16molのPOとの反応によって得られたエトキシ化/プロポキシ化ポリエチレンイミン。その合成は例えば国際公開第2006/108856号(WO2006/108856)の例1cに記載されている。その生成物は、アミン価33mg KOH/gを有する黄色の粘性の液体として得られた。
B14: 分子量600g/molを有するポリエチレンイミンと、反応性アミンあたり24molのEOとの反応によって得られたエトキシ化ポリエチレンイミン。その合成は例えば国際公開第2009/060059号(WO2009/060059)の例1bに記載されている。その生成物は、アミン価46mg KOH/gを有する黄色がかった粘性のロウ状の固体として得られた。取り扱い上の理由から、このポリマーを水中で80%の固形分に希釈して、黄色がかった液体が得られた。
B15: トール油脂肪酸で変性されたエトキシ化ポリエチレンイミン: 蒸留ブリッジ、温度計、窒素入口、およびオーバーヘッド撹拌機を備えた250mlの四口フラスコ内に、98.6gの100%のアミンB4(予め60℃で溶融)と、16.8gのトール油脂肪酸とを装入し、水を除去しながら、酸価<15mg KOH/gに到達するまで12時間、160℃に加熱する。その最終生成物は固形分含有率99.6%およびアミン価41.1mg KOH/gを有する、茶色がかった固体であった。
B16: 分子量5000g/molを有するポリエチレンイミンと、アミンあたり1molのPOとの反応によって得られたプロポキシ化ポリエチレンイミン。その合成を、国際公開第2006/108856号(WO2006/108856)内に記載される例1と類似して、しかしEOの代わりにPOを使用して実施した。その生成物のアミン価は650mg KOH/gであり、その生成物は黄色がかった粘性の高い液体として得られた。
塗布試験
あらゆる顔料分類における本発明の分散剤組成物の広範な適用性を反映するために、分散剤組成物を、代表的な選択の顔料を用いた顔料ペーストとして配合した。以下の顔料が用いられた:
・ 分散が困難な有機顔料である「Hostaperm Violett RL−NF」(P.V.23、Clariant)、
・ 代表的な無機顔料である「Bayferrox 3910 LV」(P.Y.42、Lanxess)、
・ 小さなサイズのカーボンブラック顔料である「Spezialschwarz 100」(P.bk.7、Evonik)。
顔料ペーストを、表3に従ってそれぞれの量の顔料、万能分散剤、他の成分およびそれぞれの量の水を混合することによって製造し、総質量40gが得られた。さらに、2mmのガラスビーズを1:1の質量比で添加した。そのペーストを、「DAS 200 Disperser」(LAU製)中で4時間分散させた後、ガラスビーズをろ過によって除去した。顔料の装填、および分散剤/顔料の質量比を表3aに示す:
Figure 0006884153
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最低12時間、顔料ペーストを平衡化させた後、それらの粘度を「Anton Paar MCR 302」レオメーターを用いて22℃、剪断速度1s-1で、コーンプレートの配置で測定した。
顔料ペースト(全ペーストの5%)を、水系および溶剤系ポリウレタン(PU)の高光沢仕上剤に添加した後、着色された配合物をドローダウンによって金属基材に塗布した。塗膜を乾燥させた後、色強度を「Konica Minolta 2600D」色度計によって測定した。以下の表4a〜4cにおいて、値は、100%として定義される基準に対して示される。
ラブアウトを、独国特許出願公開第2202527号明細書(DE2202527)内に記載されるとおりに測定した。このために、高光沢仕上剤をガラス板上に被覆した。その塗膜を、まだ湿っているときに指でこすった。顔料が凝集したら、その凝集物は、こする工程の間の剪断によって破壊され、こすられていない表面と比較して色が変化する。その色の差を、色度計によって、こすられた領域とこすられていない領域とを測定することによって決定し、DE等級として示す。
水ベースの高光沢仕上剤は、VOC含有率40g/l未満を有するポリウレタン−アルキドエマルションに基づく。
溶剤ベースの高光沢仕上剤は、VOC含有率300g/l未満を有する変性アルキド樹脂に基づく。
Dispex Ultra FA 4480(オレオポリアルキレンエーテルブロックコポリマー)とDispex Ultra FA 4483(リン酸エステルに基づく湿潤剤)との、質量比1:2での分散剤の組み合わせが基準として用いられた。
顔料ペーストの粘度、水系および溶剤系のレットダウンシステムにおける色強度、およびラブアウト(DE*)を表4a〜4cに示す。
「Spezialschwarz 100」(P.bk.7)についての結果を表4aに示す。
「Bayferrox 3910 LV」(P.Y.42)についての結果を表4bに示す。
「Hostaperm Violett RL−NF」(P.V.23)についての結果を表4cに示す。
Figure 0006884153
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Claims (18)

  1. a) 以下を有する少なくとも1つのオリゴマー酸A:
    ・ COOHおよびPO32から選択される少なくとも1つの酸性基、および
    ・ 式(I)の少なくとも1つのポリオキシアルキレンエーテル基
    R−(O−A)xO−G− (I)
    [式中、
    AはC2〜C4−アルカン−1,2−ジイル基であり、
    Xは2〜20の範囲内の数平均値を有する整数であり、
    Rは1〜30個の炭素原子を有する炭化水素基であり、
    Gは化学結合またはカルボニル基である]
    および
    b) ポリビニルアミン、ポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、変性ポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、メラミン、変性メラミン、ポリ(C2〜C4−アルキレンエーテル)アミン、ポリエーテルアミンポリオール、および変性ポリエーテルアミンポリオールからなる群から選択される、少なくとも1つのポリアミンB
    を含む、分散剤組成物。
  2. 式(I)において、
    Aが、エタン−1,2−ジイルおよびプロパン−1,2−ジイル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、
    xが、3〜10の範囲の数平均値を有する整数であり、
    Rが、C1〜C30−アルキルである、
    請求項1に記載の分散剤組成物。
  3. 前記オリゴマー酸Aが、少なくとも1つのカルボキシル基を有する、請求項1または2に記載の分散剤組成物。
  4. 前記オリゴマー酸Aが、式(II)のポリエーテル
    R−(O−A)xOH (II)
    [式中、R、Aおよびxは請求項1、2または3で定義されたとおりである]を、2、3または4つのカルボキシル基、および任意に1または2つのヒドロキシル基、または1つのホスホン酸基を含み且つ合計3〜12個の炭素原子を有する少なくとも1つの有機ポリカルボン酸またはその無水物と反応させることによって得られる、請求項3に記載の分散剤組成物。
  5. 前記ポリカルボン酸およびその無水物が、マレイン酸、マレイン酸無水物、フタル酸、フタル酸無水物、グルタル酸、グルタル酸無水物、コハク酸、コハク酸無水物、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、イタコン酸、イタコン酸無水物、フマル酸、ピロメリット酸二無水物、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、プロパン−1,2,3−トリカルボン酸、アコニット酸、イソクエン酸、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項4に記載の分散剤組成物。
  6. 前記オリゴマー酸Aが、20〜200mg KOH/gの範囲の酸価であることを特徴とする、請求項3から5までのいずれか1項に記載の分散剤組成物。
  7. 前記オリゴマー酸Aが、リン酸基を有する、請求項1または2に記載の分散剤組成物。
  8. 前記オリゴマー酸Aが、式(II)のポリエーテル
    R−[O−A]xOH (II)
    [式中、R、Aおよびxは、請求項1、2または3において定義された通りである]
    を、少なくとも1つのリン酸化剤と反応させることによって得られる、請求項7に記載の分散剤組成物。
  9. 前記ポリアミンBが、ポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基によって変性されたポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)基およびエステル基によって変性された、ポリ−C2〜C3−アルキレンイミン、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミン、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1から8までのいずれか1項に記載の分散剤組成物。
  10. 前記ポリアミンBは、ポリエチレンイミンおよびポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性ポリエチレンイミンから選択される、請求項9に記載の分散剤組成物。
  11. 前記ポリアミンBは、ポリ−(C2〜C4−アルキレンエーテル)変性メラミンから選択される、請求項9に記載の分散剤組成物。
  12. 前記オリゴマー酸A対ポリアミンBの質量比が、20:80〜80:20の範囲である、請求項1から11までのいずれか1項に記載の分散剤組成物。
  13. 水性顔料組成物中の分散剤としての、請求項1から12までのいずれか1項に記載の分散剤組成物の使用。
  14. 請求項1から12までのいずれか1項に定義される分散剤組成物、
    顔料、フィラーおよび少なくとも1つの顔料と少なくとも1つのフィラーとの混合物からなる群から選択される顔料成分、および
    水性希釈剤
    を含む、水性顔料組成物。
  15. 少なくとも1つの保湿剤を含有する、請求項14に記載の水性顔料組成物。
  16. 顔料成分対分散剤組成物の質量比が、各々固形分として計算して、50:1〜1:5の範囲である、請求項14または15に記載の水性顔料組成物。
  17. i) 組成物の総質量に対して5〜70質量%の顔料成分、
    ii) 液体組成物の総質量に対して2〜30質量%の、請求項1から12までのいずれか1項に定義された分散剤組成物、ここで、前記の量は前記分散剤組成物中に含有される固形分として計算される、
    iii) 任意に30%までの保湿剤、
    iv) 液体組成物の総質量に対して1〜85質量%の水
    を含む、請求項14から16までのいずれか1項に記載の水性顔料組成物。
  18. 販売場所での調色システムまたは工場での調色における、水系塗料と溶剤系塗料との両方のための着色剤としての、請求項14から17までのいずれか1項に記載の水性顔料組成物の使用。
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