JPH0830101B2 - クロトン酸エステル含有共重合体、その製造方法およびその用途 - Google Patents
クロトン酸エステル含有共重合体、その製造方法およびその用途Info
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Description
【0001】
【発明の利用分野】本発明はクロトン酸エステル含有共
重合体、それの製造方法並びにそれを水性系、特に水性
分散物において、驚くべき程の濃化−およびレオロジー
調整効果を示す増粘性物質として用いること、更には繊
維工業においてサイジング剤として用いることに関す
る。
重合体、それの製造方法並びにそれを水性系、特に水性
分散物において、驚くべき程の濃化−およびレオロジー
調整効果を示す増粘性物質として用いること、更には繊
維工業においてサイジング剤として用いることに関す
る。
【0002】
【従来技術】メタアクリル酸あるいはアクリル酸の塩お
よびこれら不飽和カルボン酸のアルキルエステル並びに
界面活性の共重合性単量体を含有している共重合体は既
に公知である。
よびこれら不飽和カルボン酸のアルキルエステル並びに
界面活性の共重合性単量体を含有している共重合体は既
に公知である。
【0003】例えば米国特許第3,652,497号明
細書には、5〜30重量% の不飽和(C2 〜C6 )−カ
ルボン酸および70〜95重量% の不飽和(C2 〜
C6 )−カルボン酸のアルキルフェノキシポリ−(C2
〜C3 )−アルキレンオキシド−(C2 〜C3 )−アル
キルエステルより成る共重合体が開示されている。界面
活性不飽和エステルの割合がこの共重合体の場合には極
めて多い。このことおよび共重合性単量体として専ら不
飽和カルボン酸を用いるという事実の結果として、水性
系で濃化剤(増粘剤)として用いた場合には、例えばこ
れによって濃化されたエマルジョン艶有り塗料は高い水
敏感性を持つ。濃化剤共重合体中の水溶性の共重合性単
量体の割合がこゝでは100% である。
細書には、5〜30重量% の不飽和(C2 〜C6 )−カ
ルボン酸および70〜95重量% の不飽和(C2 〜
C6 )−カルボン酸のアルキルフェノキシポリ−(C2
〜C3 )−アルキレンオキシド−(C2 〜C3 )−アル
キルエステルより成る共重合体が開示されている。界面
活性不飽和エステルの割合がこの共重合体の場合には極
めて多い。このことおよび共重合性単量体として専ら不
飽和カルボン酸を用いるという事実の結果として、水性
系で濃化剤(増粘剤)として用いた場合には、例えばこ
れによって濃化されたエマルジョン艶有り塗料は高い水
敏感性を持つ。濃化剤共重合体中の水溶性の共重合性単
量体の割合がこゝでは100% である。
【0004】ヨーロッパ特許第3,235号公報には、
2〜80重量% の不飽和(C3 〜C 5 )−カルボン酸、
50重量% より少ない別のエチレン系不飽和単量体並び
に20〜98重量% の、アルコール成分がエトキシル化
(C1 〜C20)−アルカノールより成るアクリル−ある
いはメタクリル酸エステルより成る水溶性共重合体の製
法が開示されている。この共重合体は水溶解性が際立っ
ているので、この場合にもエマルジョン艶有り塗料の濃
化剤として用いた場合に耐水性の悪化が生ずる(濃化剤
共重合体中の水溶性共重合性単量体の割合:≧50重量
% )。
2〜80重量% の不飽和(C3 〜C 5 )−カルボン酸、
50重量% より少ない別のエチレン系不飽和単量体並び
に20〜98重量% の、アルコール成分がエトキシル化
(C1 〜C20)−アルカノールより成るアクリル−ある
いはメタクリル酸エステルより成る水溶性共重合体の製
法が開示されている。この共重合体は水溶解性が際立っ
ているので、この場合にもエマルジョン艶有り塗料の濃
化剤として用いた場合に耐水性の悪化が生ずる(濃化剤
共重合体中の水溶性共重合性単量体の割合:≧50重量
% )。
【0005】ヨーロッパ特許第11,806号および同
第13,836号明細書には、15〜60重量% の不飽
和カルボン酸および15〜80重量% の非イオン系単量
体並びに1〜15重量% の、アクリル−あるいはメタク
リル酸とエトキシル化(C8〜C20)−アルキル−また
は(C8 〜C16)−アルキルフェニル−あるいは(C 8
〜C30)−アルキル−、−アルキル−アリール−または
−多環式−アルキルアルコールとのエステルより成る共
重合体が開示されている。ヨーロッパ特許第13,83
6号明細書では更に架橋剤を0〜1重量% の量で用いる
ことが記載されている。こうして製造される共重合体は
中和された状態において注目に値する濃化剤能力を有し
ている。ヨーロッパ特許第13,836号明細書には分
子量調整剤を用いることも記されている。
第13,836号明細書には、15〜60重量% の不飽
和カルボン酸および15〜80重量% の非イオン系単量
体並びに1〜15重量% の、アクリル−あるいはメタク
リル酸とエトキシル化(C8〜C20)−アルキル−また
は(C8 〜C16)−アルキルフェニル−あるいは(C 8
〜C30)−アルキル−、−アルキル−アリール−または
−多環式−アルキルアルコールとのエステルより成る共
重合体が開示されている。ヨーロッパ特許第13,83
6号明細書では更に架橋剤を0〜1重量% の量で用いる
ことが記載されている。こうして製造される共重合体は
中和された状態において注目に値する濃化剤能力を有し
ている。ヨーロッパ特許第13,836号明細書には分
子量調整剤を用いることも記されている。
【0006】米国特許第4,230,844号明細書に
は30〜65重量% の不飽和カルボン酸および35〜7
0重量% のエトキシル化(C8 〜C20)−アルキルアル
コールの界面活性不飽和エステルより成る共重合体が開
示されている。従ってこの共重合体も完全に、水溶性単
量体にて構成されており、その結果エマルジョン艶有り
塗料における濃化剤としてこれを用いることが耐水性の
低下をもたらす。
は30〜65重量% の不飽和カルボン酸および35〜7
0重量% のエトキシル化(C8 〜C20)−アルキルアル
コールの界面活性不飽和エステルより成る共重合体が開
示されている。従ってこの共重合体も完全に、水溶性単
量体にて構成されており、その結果エマルジョン艶有り
塗料における濃化剤としてこれを用いることが耐水性の
低下をもたらす。
【0007】ヨーロッパ特許第13,836号明細書お
よび米国特許第4,230,844号明細書には、上記
共重合体が分散物系(例えばラテックス、共重合体分散
物、エマルジョン艶有り塗料)のレオロジー特性に特別
な影響を及ぼすことが記載されている。その効果は、水
性系を用途上の所望の性質に釣り合わせ得ることにあ
る。例えばラテックス(エマルジョン艶有り塗料等)に
おいては、“塗膜状態”およびはけ塗り抵抗に影響する
高剪断粘性並びに塗膜のレベリング性を決める低剪断粘
性が影響され得る。
よび米国特許第4,230,844号明細書には、上記
共重合体が分散物系(例えばラテックス、共重合体分散
物、エマルジョン艶有り塗料)のレオロジー特性に特別
な影響を及ぼすことが記載されている。その効果は、水
性系を用途上の所望の性質に釣り合わせ得ることにあ
る。例えばラテックス(エマルジョン艶有り塗料等)に
おいては、“塗膜状態”およびはけ塗り抵抗に影響する
高剪断粘性並びに塗膜のレベリング性を決める低剪断粘
性が影響され得る。
【0008】界面活性クロトン酸エステルの製法は米国
特許第4,075,411号明細書に開示されている。
この場合に用いられるアルコールは専らエトキシル化
(C8〜C20)−アルキルフェノールである。このクロ
トン酸エステル単量体と他の単量体との共重合が記載さ
れている。しかしながら実施例中の生成物は不飽和カル
ボン酸を含有しておらずそして濃化特性もレオロジー調
整特性も有していない。
特許第4,075,411号明細書に開示されている。
この場合に用いられるアルコールは専らエトキシル化
(C8〜C20)−アルキルフェノールである。このクロ
トン酸エステル単量体と他の単量体との共重合が記載さ
れている。しかしながら実施例中の生成物は不飽和カル
ボン酸を含有しておらずそして濃化特性もレオロジー調
整特性も有していない。
【0009】従来に開示された生成物は既にその全体の
性質像、例えば耐水性、光沢、造形敏感性(molding sc
harpness) 、流動性、はけ塗り抵抗および水性エマルジ
ョン塗料中での低濃度での効果に関して実地での工業的
要求にしばしば不十分な程度でしか応じていない。
性質像、例えば耐水性、光沢、造形敏感性(molding sc
harpness) 、流動性、はけ塗り抵抗および水性エマルジ
ョン塗料中での低濃度での効果に関して実地での工業的
要求にしばしば不十分な程度でしか応じていない。
【0010】それ故に本発明は、出来るだけ低い濃度の
もとで──即ち、高い濃化剤能力によって──大きい剪
断速度勾配のもとで高い粘度を水性系中で達成すること
ができ、しかも最終的なエマルジョン−ラッカーにおい
て該ラッカーの耐水性が可溶性成分によって損なわれな
いように、水性系のレオロジーに特別な作用を及ぼすこ
とができる、レオロジー調整性共重合体を製造すること
を課題としている。
もとで──即ち、高い濃化剤能力によって──大きい剪
断速度勾配のもとで高い粘度を水性系中で達成すること
ができ、しかも最終的なエマルジョン−ラッカーにおい
て該ラッカーの耐水性が可溶性成分によって損なわれな
いように、水性系のレオロジーに特別な作用を及ぼすこ
とができる、レオロジー調整性共重合体を製造すること
を課題としている。
【0011】高い高剪断粘度(=REL−粘度)を求め
るという要求は、はけ塗り抵抗のために、使用者が、例
えば比較的高い高剪断粘度を有する塗料を塗布する際、
ブラシに適当なはけ塗り抵抗を示さない塗料と比較し
て、その塗料を散布するのにかなり大きな力を用いなけ
ればならない。これによって、単位面積当たり塗布され
る塗料の量──即ち塗布される塗料の塗膜厚さ──の調
整は、上記濃化剤を用いたとき、その濃化剤自体によっ
てほぼ達成される。何故ならば、剪断速度勾配は塗膜厚
さの減少につれて増大するので、過度ならば、剪断速度
勾配は塗膜厚さの減少につれて増大するので、課題に広
く塗布する場合には、はけ塗り抵抗がかなり上昇するか
らである。低剪断粘度を求めるという要求は、これが塗
装後の塗料の流動性に影響するという事実から導かれ
る。それ故に低い低剪断粘度は良好な流動性の為の基本
的条件である。塗装後に水性エマルジョン−ラッカーの
耐水性を増加させることは別の要求である。
るという要求は、はけ塗り抵抗のために、使用者が、例
えば比較的高い高剪断粘度を有する塗料を塗布する際、
ブラシに適当なはけ塗り抵抗を示さない塗料と比較し
て、その塗料を散布するのにかなり大きな力を用いなけ
ればならない。これによって、単位面積当たり塗布され
る塗料の量──即ち塗布される塗料の塗膜厚さ──の調
整は、上記濃化剤を用いたとき、その濃化剤自体によっ
てほぼ達成される。何故ならば、剪断速度勾配は塗膜厚
さの減少につれて増大するので、過度ならば、剪断速度
勾配は塗膜厚さの減少につれて増大するので、課題に広
く塗布する場合には、はけ塗り抵抗がかなり上昇するか
らである。低剪断粘度を求めるという要求は、これが塗
装後の塗料の流動性に影響するという事実から導かれ
る。それ故に低い低剪断粘度は良好な流動性の為の基本
的条件である。塗装後に水性エマルジョン−ラッカーの
耐水性を増加させることは別の要求である。
【0012】以上に述べた課題は驚くべきことに以下の
特徴付けら共重合体によって解決できる。本発明の対象
は、不飽和の共重合性単量体をラジカル的に開始する乳
化重合または溶液重合によって並びに場合によっては次
に、共重合体ノ有利酸器を塩基の添加によって部分的に
または完全に中和することによって製造される共重合体
において、該共重合体が a) 1〜45重量% のエチレン系不飽和の(C3〜C
5 )−モノカルボン酸、エチレン系不飽和(C4 〜
C6 )−ジカルボン酸またはこれらと脂肪族(C1 〜C
8 )−アルコールとの半エステルまたはこれらの単量体
の混合物、および b) 0.5〜30重量% の一般式(I)
特徴付けら共重合体によって解決できる。本発明の対象
は、不飽和の共重合性単量体をラジカル的に開始する乳
化重合または溶液重合によって並びに場合によっては次
に、共重合体ノ有利酸器を塩基の添加によって部分的に
または完全に中和することによって製造される共重合体
において、該共重合体が a) 1〜45重量% のエチレン系不飽和の(C3〜C
5 )−モノカルボン酸、エチレン系不飽和(C4 〜
C6 )−ジカルボン酸またはこれらと脂肪族(C1 〜C
8 )−アルコールとの半エステルまたはこれらの単量体
の混合物、および b) 0.5〜30重量% の一般式(I)
【0013】
【化11】 〔式中、nは2〜100の数をそしてRは線状または分
枝状であってもよい脂肪族(C2 〜C30)−残基、それ
ぞれのアルキル基の炭素原子数が4〜12であるモノ
−、ジ−またはトリ−アルキルフェニル残基、式(II
a)または(IIb)
枝状であってもよい脂肪族(C2 〜C30)−残基、それ
ぞれのアルキル基の炭素原子数が4〜12であるモノ
−、ジ−またはトリ−アルキルフェニル残基、式(II
a)または(IIb)
【0014】
【化11】 (式中、mは10〜100の数、pは0〜100の数そ
してR1 はH、クロチル、(C1 〜C20)−アルキル、
フェニル、(C1 〜C20)−アルキル基含有アルキルフ
ェニルである。)で表されるブロック共重合体残基、あ
るいは過弗素化−または部分的弗素化(C1 〜C16 )−
アルキル残基を意味する。〕で表される界面活性のクロ
トン酸エステル、および c) 30〜85重量% の脂肪族(C1 〜C18 )−アル
コールのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステ
ルまたはこれらエステルの混合物および d) 0〜40重量% の他のエチレン系不飽和共重合性
単量体〔但し、c)の所に記載されていないもの〕、お
よび e) 0.25〜3重量% のジビニルベンゼン、ジアリ
ルフタレートまたはブタンジオール−ジ(メタ)アクリ
レートよりなる群から選択された複数のエチレン系不飽
和結合を含有する化合物、および f) 0.5〜5重量% の分子量調整剤によって構成さ
れていることを特徴とする、上記共重合体である。
してR1 はH、クロチル、(C1 〜C20)−アルキル、
フェニル、(C1 〜C20)−アルキル基含有アルキルフ
ェニルである。)で表されるブロック共重合体残基、あ
るいは過弗素化−または部分的弗素化(C1 〜C16 )−
アルキル残基を意味する。〕で表される界面活性のクロ
トン酸エステル、および c) 30〜85重量% の脂肪族(C1 〜C18 )−アル
コールのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステ
ルまたはこれらエステルの混合物および d) 0〜40重量% の他のエチレン系不飽和共重合性
単量体〔但し、c)の所に記載されていないもの〕、お
よび e) 0.25〜3重量% のジビニルベンゼン、ジアリ
ルフタレートまたはブタンジオール−ジ(メタ)アクリ
レートよりなる群から選択された複数のエチレン系不飽
和結合を含有する化合物、および f) 0.5〜5重量% の分子量調整剤によって構成さ
れていることを特徴とする、上記共重合体である。
【0015】部分的にまたは完全に中和する場合に共重
合体は、ますます完全な水溶性または水にコロイド状に
分散し得るまでに成る。共重合体は部分的にあるいは完
全に中和した状態にて上述の意味におけるレオロジー調
整特性を有する水性系の濃化剤として作用し且つ用いら
れる。
合体は、ますます完全な水溶性または水にコロイド状に
分散し得るまでに成る。共重合体は部分的にあるいは完
全に中和した状態にて上述の意味におけるレオロジー調
整特性を有する水性系の濃化剤として作用し且つ用いら
れる。
【0016】それ故に本発明の別の対象は、塩基で部分
的にあるいは完全に中和された水溶性の状態または水中
にコロイド状に分散し得る状態の上述の本発明の共重合
体である。
的にあるいは完全に中和された水溶性の状態または水中
にコロイド状に分散し得る状態の上述の本発明の共重合
体である。
【0017】本発明の共重合体の為の特に好ましい使用
方法は、例えば中和しておらずそして一般に水不溶性の
酸の状態で適当な溶剤中に溶解した溶液としてまたは特
に低い粘性の水性分散物として濃化すべき水性−あるい
は水含有系に混入しそして得られた混合物を次に塩基に
て部分的にまたは完全に中和し、その結果共重合体をそ
の濃化−およびレオロジー調整効果の発揮下に水溶性塩
の形に転化するものである。
方法は、例えば中和しておらずそして一般に水不溶性の
酸の状態で適当な溶剤中に溶解した溶液としてまたは特
に低い粘性の水性分散物として濃化すべき水性−あるい
は水含有系に混入しそして得られた混合物を次に塩基に
て部分的にまたは完全に中和し、その結果共重合体をそ
の濃化−およびレオロジー調整効果の発揮下に水溶性塩
の形に転化するものである。
【0018】本発明の共重合体の成分(a) の化合物中で
は、例えばクロトン酸、マレイン酸、イタコン酸並び
に、直鎖状または分枝状(C1 〜C8) −アルコールのマレ
イン酸半エステルおよびイタコン酸半エステルが好まし
い。アクリル酸およびメタクリル酸が特に好ましい。
は、例えばクロトン酸、マレイン酸、イタコン酸並び
に、直鎖状または分枝状(C1 〜C8) −アルコールのマレ
イン酸半エステルおよびイタコン酸半エステルが好まし
い。アクリル酸およびメタクリル酸が特に好ましい。
【0019】成分(b) の単量体の場合、式(1)
【0020】
【化13】 〔式中nおよびRは前述の意味を有する。〕で表される
化合物の内では、nが10〜80、特に20〜50であ
るものが好ましく、更にRがn−またはイソ−(C2 〜
C30)−アルキル、殊に(C12〜C20)−アルキル、特
に(C6 〜C18)−アルキル、例えばn−またはイソ−
オクチル、n−またはイソ−デシル、n−またはイソ−
ドデシル、n−またはイソ−ヘキサデシル、n−または
イソ−オクテデシルまたはこれらの基の混合物であるも
のが好ましく、その結果例えば10個のエチレンオキサ
イド単位および1個のC12−アルキル基を有するか、ま
たは20個のエチレンオキサイド単位および1個のイソ
−オクチル基を有するか、または50個のエチレンオキ
サイド単位および1個のC18−アルキル基を有するクロ
トン酸エステルを得ることができ、または(C4 〜
C12)−n−またはイソ−アルキル基、殊にC8 −また
はC9 −n−または−イソ−アルキル基を有するモノ−
アルキルフェニル、例えばイソ−オクチルフェニルまた
はイソ−ノニルフェニル、(これらでは例えば5個のエ
チレンオキサイド単位および1個のオクチルフェニル基
を有するか、または11個のエチレンオキサイド単位お
よび1個のイソ−ノニルフェニル基を有するクロトン酸
エステルを得ることができる)または(C4 〜C12)−
n−またはイソ−アルキル基を有するジアルキルフェニ
ル、例えばジイソブチルフェニル、ジイソオクチルフェ
ニル、ジイソノニルフェニル(これらでは例えば20個
のエチレンオキサイド単位および1個のジイソブチルフ
ェニル基を有する、かまたは50個のエチレンオキサイ
ド単位および1個のジイソオクチルフェニル基を有する
か、または80個のエチレンオキサイド単位および1個
のジイソノニルフェニル基を有するクトロン酸エステル
を得ることができる)または(C4 〜C12)−n−また
はイソ−アルキル基を有するトリアルキルフェニル、例
えばトリイソブチルフェニル、トリイソオクチルフェニ
ルまたはトリイソノニルフェニル、(これらでは例えば
11個のエチレンオキサイド単位および1個のトリイソ
ブチルフェニル基を有するか、または23個のエチレン
オキサイド単位および1個のトリイソノニルフェニル基
を有するか、または50個のエチレンオキサイド単位お
よび1個のトリイソオクチルフェニル基を有するクロト
ン酸エステルを得ることができるまたは式(IIa)また
は(IIb)
化合物の内では、nが10〜80、特に20〜50であ
るものが好ましく、更にRがn−またはイソ−(C2 〜
C30)−アルキル、殊に(C12〜C20)−アルキル、特
に(C6 〜C18)−アルキル、例えばn−またはイソ−
オクチル、n−またはイソ−デシル、n−またはイソ−
ドデシル、n−またはイソ−ヘキサデシル、n−または
イソ−オクテデシルまたはこれらの基の混合物であるも
のが好ましく、その結果例えば10個のエチレンオキサ
イド単位および1個のC12−アルキル基を有するか、ま
たは20個のエチレンオキサイド単位および1個のイソ
−オクチル基を有するか、または50個のエチレンオキ
サイド単位および1個のC18−アルキル基を有するクロ
トン酸エステルを得ることができ、または(C4 〜
C12)−n−またはイソ−アルキル基、殊にC8 −また
はC9 −n−または−イソ−アルキル基を有するモノ−
アルキルフェニル、例えばイソ−オクチルフェニルまた
はイソ−ノニルフェニル、(これらでは例えば5個のエ
チレンオキサイド単位および1個のオクチルフェニル基
を有するか、または11個のエチレンオキサイド単位お
よび1個のイソ−ノニルフェニル基を有するクロトン酸
エステルを得ることができる)または(C4 〜C12)−
n−またはイソ−アルキル基を有するジアルキルフェニ
ル、例えばジイソブチルフェニル、ジイソオクチルフェ
ニル、ジイソノニルフェニル(これらでは例えば20個
のエチレンオキサイド単位および1個のジイソブチルフ
ェニル基を有する、かまたは50個のエチレンオキサイ
ド単位および1個のジイソオクチルフェニル基を有する
か、または80個のエチレンオキサイド単位および1個
のジイソノニルフェニル基を有するクトロン酸エステル
を得ることができる)または(C4 〜C12)−n−また
はイソ−アルキル基を有するトリアルキルフェニル、例
えばトリイソブチルフェニル、トリイソオクチルフェニ
ルまたはトリイソノニルフェニル、(これらでは例えば
11個のエチレンオキサイド単位および1個のトリイソ
ブチルフェニル基を有するか、または23個のエチレン
オキサイド単位および1個のトリイソノニルフェニル基
を有するか、または50個のエチレンオキサイド単位お
よび1個のトリイソオクチルフェニル基を有するクロト
ン酸エステルを得ることができるまたは式(IIa)また
は(IIb)
【0021】
【化14】 で表される基、殊にm=20〜80でそしてp=0〜8
0、特に0〜50でありそして殊にR1 =H、(C1 〜
C20)−n−またはイソ−アルキル、(C1 〜C 20)−
アルキル基含有のn−またはイソ−アルキルフェニル、
フェニルまたはクロチルである基、(この場合には例え
ばp=20、m=20でそしてイソ−ブチル基を有して
いるかまたはp=30、m=40でそしてクロチル基を
有しているか、またはP=50およびm=80であるい
はm=20、p=0でそしてノニルフェニル基を有して
いるエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合
体のクロトン酸エステルを得ることができる)または
(C2 〜C16)−ペルフルオルアルキル−あるいは部分
的弗素化アルキルであるのが好ましい。
0、特に0〜50でありそして殊にR1 =H、(C1 〜
C20)−n−またはイソ−アルキル、(C1 〜C 20)−
アルキル基含有のn−またはイソ−アルキルフェニル、
フェニルまたはクロチルである基、(この場合には例え
ばp=20、m=20でそしてイソ−ブチル基を有して
いるかまたはp=30、m=40でそしてクロチル基を
有しているか、またはP=50およびm=80であるい
はm=20、p=0でそしてノニルフェニル基を有して
いるエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合
体のクロトン酸エステルを得ることができる)または
(C2 〜C16)−ペルフルオルアルキル−あるいは部分
的弗素化アルキルであるのが好ましい。
【0022】上記単量体の混合物も用いることができ、
その際には用いる化合物を一般には、例えばそのオキシ
エチル化度あるいはその分子量分布に関して一定の分布
幅を有していてもよい工業用中間生成物から製造される
ように考慮するべきである。
その際には用いる化合物を一般には、例えばそのオキシ
エチル化度あるいはその分子量分布に関して一定の分布
幅を有していてもよい工業用中間生成物から製造される
ように考慮するべきである。
【0023】成分(c) の化合物の内ではアクリル酸−お
よびメタクリル酸−メチル、−エチル、−イソプロピ
ル、−イソブチル−、−第三ブチル−および−n−ブチ
ルエステルが好ましい。特にアクリル−あるいはメタク
リル酸のメチル−およびエチルエステルが好ましい。
よびメタクリル酸−メチル、−エチル、−イソプロピ
ル、−イソブチル−、−第三ブチル−および−n−ブチ
ルエステルが好ましい。特にアクリル−あるいはメタク
リル酸のメチル−およびエチルエステルが好ましい。
【0024】成分(d) の化合物の内では以下のものが特
に適している:(C1 〜C12)−カルボン酸(例えば、
酢酸、プロピオン酸、2−エチルヘキサン酸、バーサテ
ック酸9、バーサテック酸10、ラウリン酸、更には不
飽和芳香族化合物、例えばスチレンまたはビニルトルエ
ン、更にはC8 以上のアルコールと不飽和モノ−および
ジ−カルボン酸とのエステル、例えばアクリル酸−およ
びメタクリル酸エステル(例えばドデシルアクリレート
またはオクタデシルメタクリレート)または(C1 〜C
8 )−アルコールのクロトン酸エステル、例えばメチル
クロトナートまたは2−エチルヘキシルクロトナート、
または(C1 〜C8 )−アルコールとのマレイン酸−あ
るいはイタコン酸エステル、例えばジメチルマレイナー
ト、ジブチルマレイナート、ジ−2−エチルヘキシルマ
レイナート、ジメチルイタコナート、またはジオールお
よびトリオール(例えばエチレングリコール、ブテンジ
オール−1,4、ヘキサンジオール−1,6、グリセリ
ンおよびトリメチロールプロパン)のモノアクリル酸エ
ステルまたはモノメタクリル酸エステルまたは不飽和ニ
トリル、例えばアクリルニトリルまたはメタクリルニト
リル、または不飽和スルホン酸、殊にエチレンスルホン
酸またはアクリルアミド−プロパンスルホン酸あるいは
殊にその塩、特にアルカリ金属−またはアンモニウム
塩。
に適している:(C1 〜C12)−カルボン酸(例えば、
酢酸、プロピオン酸、2−エチルヘキサン酸、バーサテ
ック酸9、バーサテック酸10、ラウリン酸、更には不
飽和芳香族化合物、例えばスチレンまたはビニルトルエ
ン、更にはC8 以上のアルコールと不飽和モノ−および
ジ−カルボン酸とのエステル、例えばアクリル酸−およ
びメタクリル酸エステル(例えばドデシルアクリレート
またはオクタデシルメタクリレート)または(C1 〜C
8 )−アルコールのクロトン酸エステル、例えばメチル
クロトナートまたは2−エチルヘキシルクロトナート、
または(C1 〜C8 )−アルコールとのマレイン酸−あ
るいはイタコン酸エステル、例えばジメチルマレイナー
ト、ジブチルマレイナート、ジ−2−エチルヘキシルマ
レイナート、ジメチルイタコナート、またはジオールお
よびトリオール(例えばエチレングリコール、ブテンジ
オール−1,4、ヘキサンジオール−1,6、グリセリ
ンおよびトリメチロールプロパン)のモノアクリル酸エ
ステルまたはモノメタクリル酸エステルまたは不飽和ニ
トリル、例えばアクリルニトリルまたはメタクリルニト
リル、または不飽和スルホン酸、殊にエチレンスルホン
酸またはアクリルアミド−プロパンスルホン酸あるいは
殊にその塩、特にアルカリ金属−またはアンモニウム
塩。
【0025】成分(e)の化合物の内では以下のものが
特に適する:ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、
ブタンジオールメタクリレート、エタンジオールジメタ
クリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、エタ
ンジオールジアクリレート、ブタンジオールジアクリレ
ート、ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリス
リトールトリアクリレート、トリメチロールプロパント
リアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレ
ート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリ
メチロールプロパントリメタクリレート。
特に適する:ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、
ブタンジオールメタクリレート、エタンジオールジメタ
クリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、エタ
ンジオールジアクリレート、ブタンジオールジアクリレ
ート、ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリス
リトールトリアクリレート、トリメチロールプロパント
リアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレ
ート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリ
メチロールプロパントリメタクリレート。
【0026】(a) 〜(f) の本発明に従う成分で構成され
た共重合体は、例えば、通例の溶剤中でラジカル的に開
始する通例の溶液重合によってまたは分散状態での通例
の乳化重合によって製造することができる。乳化重合を
経て製造する場合には得られる分散物の固形分含有量が
10〜55重量% であるのが好ましい。特に有利な製造方法
は乳化重合であり、この場合には界面活性の共重合性単
量体(b) が水性相中に存在していることが有利である。
た共重合体は、例えば、通例の溶剤中でラジカル的に開
始する通例の溶液重合によってまたは分散状態での通例
の乳化重合によって製造することができる。乳化重合を
経て製造する場合には得られる分散物の固形分含有量が
10〜55重量% であるのが好ましい。特に有利な製造方法
は乳化重合であり、この場合には界面活性の共重合性単
量体(b) が水性相中に存在していることが有利である。
【0027】溶液重合によって製造する場合には、ラジ
カル開始剤を用いての有機媒体中での通例の共重合法を
用いることができる。同様に乳化重合の場合にも通例の
方法に従って実施できる。即ち、単量体を乳化する為お
よびラテックスを安定化する為に通例のイオン系−およ
び非イオン系乳化剤を用いることができる。アニオン系
乳化剤としては例えば以下のものが適する:アルキルサ
ルファート、アルキルアリールサルファート、アルキル
アリールスルホナート、アルキル−あるいはアルキルア
リールポリグリコールエーテルサルファートのアルカリ
金属−および/またはアンモニウム塩。非イオン系乳化
剤としては例えばオキシエチル化脂肪族アルコールまた
はオキシエチル化アルキルフェノールが適する。用いる
乳化剤量は単量体総重量に対して一般に0.3〜5重量
% である。
カル開始剤を用いての有機媒体中での通例の共重合法を
用いることができる。同様に乳化重合の場合にも通例の
方法に従って実施できる。即ち、単量体を乳化する為お
よびラテックスを安定化する為に通例のイオン系−およ
び非イオン系乳化剤を用いることができる。アニオン系
乳化剤としては例えば以下のものが適する:アルキルサ
ルファート、アルキルアリールサルファート、アルキル
アリールスルホナート、アルキル−あるいはアルキルア
リールポリグリコールエーテルサルファートのアルカリ
金属−および/またはアンモニウム塩。非イオン系乳化
剤としては例えばオキシエチル化脂肪族アルコールまた
はオキシエチル化アルキルフェノールが適する。用いる
乳化剤量は単量体総重量に対して一般に0.3〜5重量
% である。
【0028】それ故に本発明の別の対象は、不飽和の共
重合性単量体をラジカル的に開始する乳化−または溶液
重合によって並びに場合によっては次に、共重合体の遊
離酸基を塩基の添加によって部分的にまたは完全に中和
することによって共重合体を製造する方法において、単
量体としての (a) 1〜45重量% のエチレン系不飽和の(C3 〜C
5 )−モノカルボン酸、エチレン系不飽和(C4 〜
C6 )−ジカルボン酸またはこれらと脂肪族(C1 〜C
8 )−アルコールとの半エステルまたはこれらの単量体
の混合物、殊にメタクリル酸、アクリル酸、クトロン
酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステルまた
はこれらの混合物および (b) 0.5〜30重量% の一般式(I)
重合性単量体をラジカル的に開始する乳化−または溶液
重合によって並びに場合によっては次に、共重合体の遊
離酸基を塩基の添加によって部分的にまたは完全に中和
することによって共重合体を製造する方法において、単
量体としての (a) 1〜45重量% のエチレン系不飽和の(C3 〜C
5 )−モノカルボン酸、エチレン系不飽和(C4 〜
C6 )−ジカルボン酸またはこれらと脂肪族(C1 〜C
8 )−アルコールとの半エステルまたはこれらの単量体
の混合物、殊にメタクリル酸、アクリル酸、クトロン
酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステルまた
はこれらの混合物および (b) 0.5〜30重量% の一般式(I)
【0029】
【化15】 〔式中、nは2〜100の数をそしてRは線状または分
枝状であってもよい脂肪族(C2 〜C30)−残基、それ
ぞれのアルキル基の炭素原子数が4〜12であるモノ
−、ジ−またはトリ−アルキルフェニル残基、式(II
a)または(IIb)
枝状であってもよい脂肪族(C2 〜C30)−残基、それ
ぞれのアルキル基の炭素原子数が4〜12であるモノ
−、ジ−またはトリ−アルキルフェニル残基、式(II
a)または(IIb)
【0030】
【化12】 (式中、mは10〜100の数、pは0〜100の数そ
してR1 はH、クロチル、(C1 〜C20)−アルキル、
フェニル、(C1 〜C20)−アルキル基含有アルキルフ
ェニルである。)で表されるブロック共重合体残基、あ
るいは過弗素化−または部分的弗素化(C1 〜C16 )−
アルキル残基を意味する。〕で表される界面活性のクロ
トン酸エステルおよび、 (c) 30〜85重量% の脂肪族(C1 〜C18 )−アル
コールのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステ
ルまたはこれらエステルの混合物および d) 0〜40重量% の他のエチレン系不飽和共重合性
単量体、殊にビニルエステル、ビニル芳香族化合物、エ
チレン系不飽和モノ−およびジカルボン酸エステル、エ
チレン系不飽和スルホン酸あるいはエチレン系不飽和ス
ルホン酸誘導体〔但し、c)の所に記載されていないも
の〕、および e) 0.25〜3重量% のジビニルベンゼン、ジアリ
ルフタレートまたはブタンジオール−ジ(メタ)アクリ
レートよりなる群から選択された複数のエチレン系不飽
和結合を含有する化合物および f) 0.2〜5重量% の分子量調整剤、殊にドデシル
メルカプタン、テトラキスメルカプタトアチルペンタエ
リスリット、四塩化炭素または臭化塩化メタンを共重合
させ、そして得られる共重合体を場合によっては塩基に
て、殊にアルカリ金属−、アンモニア−またはアミン塩
基で中和することによって水溶性のまたは水中にコロイ
ド状に分散し得る共重合体塩に転化することを特徴とす
る、上記共重合体の製造方法である。
してR1 はH、クロチル、(C1 〜C20)−アルキル、
フェニル、(C1 〜C20)−アルキル基含有アルキルフ
ェニルである。)で表されるブロック共重合体残基、あ
るいは過弗素化−または部分的弗素化(C1 〜C16 )−
アルキル残基を意味する。〕で表される界面活性のクロ
トン酸エステルおよび、 (c) 30〜85重量% の脂肪族(C1 〜C18 )−アル
コールのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステ
ルまたはこれらエステルの混合物および d) 0〜40重量% の他のエチレン系不飽和共重合性
単量体、殊にビニルエステル、ビニル芳香族化合物、エ
チレン系不飽和モノ−およびジカルボン酸エステル、エ
チレン系不飽和スルホン酸あるいはエチレン系不飽和ス
ルホン酸誘導体〔但し、c)の所に記載されていないも
の〕、および e) 0.25〜3重量% のジビニルベンゼン、ジアリ
ルフタレートまたはブタンジオール−ジ(メタ)アクリ
レートよりなる群から選択された複数のエチレン系不飽
和結合を含有する化合物および f) 0.2〜5重量% の分子量調整剤、殊にドデシル
メルカプタン、テトラキスメルカプタトアチルペンタエ
リスリット、四塩化炭素または臭化塩化メタンを共重合
させ、そして得られる共重合体を場合によっては塩基に
て、殊にアルカリ金属−、アンモニア−またはアミン塩
基で中和することによって水溶性のまたは水中にコロイ
ド状に分散し得る共重合体塩に転化することを特徴とす
る、上記共重合体の製造方法である。
【0031】特に好ましい方法は、更に好ましくは界面
活性の共重合性単量体(b)を水性相中に存在させての乳
化重合である。本発明に従って製造される水性分散物中
の共重合体含有量は殊に10〜55重量% 、特に25〜
50重量% である。
活性の共重合性単量体(b)を水性相中に存在させての乳
化重合である。本発明に従って製造される水性分散物中
の共重合体含有量は殊に10〜55重量% 、特に25〜
50重量% である。
【0032】共重合性単量体(a) 〜(e) の種類および量
比を選択する際には殊に次の観点に注意するべきであ
る。成分(a) として記した不飽和カルボン酸を用いるこ
とが、本発明の共重合体が水性分散物中に容易に分散し
得ることを保証することに寄与している。更に部分的に
または完全に中和した状態では成分(a)は、本発明の
共重合体の水溶解性あるいは水性コロイド状分散性の達
成に決定的に寄与する。
比を選択する際には殊に次の観点に注意するべきであ
る。成分(a) として記した不飽和カルボン酸を用いるこ
とが、本発明の共重合体が水性分散物中に容易に分散し
得ることを保証することに寄与している。更に部分的に
または完全に中和した状態では成分(a)は、本発明の
共重合体の水溶解性あるいは水性コロイド状分散性の達
成に決定的に寄与する。
【0033】更に、用いる個々の共重合性単量体の相互
間の共重合体が原則として可能でなければならないこと
およびそれが実際にも行われることを考慮するべきであ
る。最も簡単な場合には、これは共重合パラメーターあ
るいはQ−およびe−値の助けをかりて評価される〔例
えば、ビー・ブランドラップ(B.Brandru
p)、インマーグッド(Immergut)のポリマー
・ハンドブック(Polymer Handboo
k)、第2版、(1975)、ジョン・ウイレイ(Jo
ne Wiley)&サンズ(Sons)社、ニューヨ
ーク〕。事情によっては特定の共重合性単量体(a) 〜
(e) を選択する際に単量体混合比は、共重合を合成法の
変更および中でも特に単量体の配量供給方法によってど
のように共重合が可能となるかに従って選択しなければ
ならない。例えば場合によっては共重合反応を事情によ
り1種以上の単量体成分を予め存在させそして残りの単
量体あるいは残りの単量体混合物を重合の過程で初めて
配量供給することによって強制することもできる。乳化
共重合の場合には、単量体をそれだけでまたは水性エマ
ルジョンとして配量供給するかどうかが、この関係にお
いて決定的に重要であり得る。こゝでは同じことが乳化
剤の添加方法についても言える。この場合には、共重合
体分散物の粒度、粒度分布および安定性に関しての差異
は、乳化剤が予め存在するかどうかまたは乳化剤が共重
合の間に配量供給されるかどうかに依存して観察するこ
とができる。
間の共重合体が原則として可能でなければならないこと
およびそれが実際にも行われることを考慮するべきであ
る。最も簡単な場合には、これは共重合パラメーターあ
るいはQ−およびe−値の助けをかりて評価される〔例
えば、ビー・ブランドラップ(B.Brandru
p)、インマーグッド(Immergut)のポリマー
・ハンドブック(Polymer Handboo
k)、第2版、(1975)、ジョン・ウイレイ(Jo
ne Wiley)&サンズ(Sons)社、ニューヨ
ーク〕。事情によっては特定の共重合性単量体(a) 〜
(e) を選択する際に単量体混合比は、共重合を合成法の
変更および中でも特に単量体の配量供給方法によってど
のように共重合が可能となるかに従って選択しなければ
ならない。例えば場合によっては共重合反応を事情によ
り1種以上の単量体成分を予め存在させそして残りの単
量体あるいは残りの単量体混合物を重合の過程で初めて
配量供給することによって強制することもできる。乳化
共重合の場合には、単量体をそれだけでまたは水性エマ
ルジョンとして配量供給するかどうかが、この関係にお
いて決定的に重要であり得る。こゝでは同じことが乳化
剤の添加方法についても言える。この場合には、共重合
体分散物の粒度、粒度分布および安定性に関しての差異
は、乳化剤が予め存在するかどうかまたは乳化剤が共重
合の間に配量供給されるかどうかに依存して観察するこ
とができる。
【0034】成分(b) は本発明の共重合体の場合には、
恐らく大抵は水性分散塗料中で用いる場合に所望の全体
的性質の形成に寄与する成分である。クロトン酸エステ
ルはそれ自体では重合しないかまたは重合し難いので、
共重合反応でこれを用いても共重合体中の界面活性のク
ロトン酸エステルのセグメントをもたらし得ない。クロ
トン酸エステル中のエチレンオキサイド鎖の長さを変え
ることによって、得られる共重合体の濃化剤およびレオ
ロジー調整剤としての作用が影響され得る。例えば水性
分散系の高剪断−および低剪断域における共重合体の粘
度増大作用は、エチレンオキサイド鎖長に比例して増加
する。
恐らく大抵は水性分散塗料中で用いる場合に所望の全体
的性質の形成に寄与する成分である。クロトン酸エステ
ルはそれ自体では重合しないかまたは重合し難いので、
共重合反応でこれを用いても共重合体中の界面活性のク
ロトン酸エステルのセグメントをもたらし得ない。クロ
トン酸エステル中のエチレンオキサイド鎖の長さを変え
ることによって、得られる共重合体の濃化剤およびレオ
ロジー調整剤としての作用が影響され得る。例えば水性
分散系の高剪断−および低剪断域における共重合体の粘
度増大作用は、エチレンオキサイド鎖長に比例して増加
する。
【0035】成分(a) 〜(d) の相対的量は比較的に広い
範囲ないで変えることができる。これは(a) 1〜45重
量% 、(b) 0.5〜30重量% 、(c) 30〜85重量%
そして(d) 0〜40重量% であるのが好ましく、殊に
(a) 5〜40重量% 、(b) 1〜25重量% 、(c) 40〜
80重量% そして(d) 0〜35重量% であるのが好まし
く、特に(a) 8〜40重量% 、(b) 3〜20重量% 、
(c) 50〜75重量% そして(d) 0〜30重量% である
のが好ましい。
範囲ないで変えることができる。これは(a) 1〜45重
量% 、(b) 0.5〜30重量% 、(c) 30〜85重量%
そして(d) 0〜40重量% であるのが好ましく、殊に
(a) 5〜40重量% 、(b) 1〜25重量% 、(c) 40〜
80重量% そして(d) 0〜35重量% であるのが好まし
く、特に(a) 8〜40重量% 、(b) 3〜20重量% 、
(c) 50〜75重量% そして(d) 0〜30重量% である
のが好ましい。
【0036】乳化重合を開始する為には、遊離ラジカル
鎖から開始する通例の水溶性開始剤を、単量体全体量に
対して0.01〜2重量% の量で使用すのが好ましい。
かゝる開始剤の例には中でもアルカリ金属−またはアン
モニウム−ペルサルフェートがある。重合温度は開始剤
の半減期に相応して通例の方法で調整する。
鎖から開始する通例の水溶性開始剤を、単量体全体量に
対して0.01〜2重量% の量で使用すのが好ましい。
かゝる開始剤の例には中でもアルカリ金属−またはアン
モニウム−ペルサルフェートがある。重合温度は開始剤
の半減期に相応して通例の方法で調整する。
【0037】濃化剤の能力を高める為にあるいは水性系
中の溶解共重合体のレオロジー特性に更に影響する為に
多くの場合には、共重合性単量体としてエチレン系不飽
和結合を複数有する化合物を併用するのが有利であり得
る。かゝる化合物としては架橋性の共重合性単量体、例
えばジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、アリルメ
タクリレートまたはエチレングリコールジメタクリレー
トを用いることができる。使用量は、単量体全体量に対
して0〜3重量% 、殊に0〜1重量% の範囲内で変える
ことができる。重合の間に、共重合体の多かれ少なかれ
中和完了後にゲル構造の形成およびそれ故の特別なレオ
ロジー特性プロフィールの形成をもたらし得る架橋また
はネット・ワークが発達する。最後に、共重合の間に分
子量調整剤を用いることが低分子量の共重合体をもたら
す。それ故にこの様な共重合体の水溶液の粘度は、分子
量が調整されていない生成物に比較して低下している。
この様にして、特別な用途の為に高い高剪断粘度と低い
低剪断粘度との間の必要とされる釣り合いを意図的に調
整する可能性が改善できる。分子量調整剤としては、ラ
ジカル連鎖移動性を有しているあらゆる化合物を用いる
ことができる。これの例には好ましくは、メルカプタン
類(単−または多官能性)、例えばn−あるいはt−ド
デシルメルカプタン、テトラキスメルカプトアセチル−
ペンタエリスリット、チオグリコール酸がある。しかし
ながら例えばα−メチルスチレン、トルエン、トリクロ
ロプロモメタン、四塩化炭素の如き他の化合物も分子量
調整剤として用いることができる。この場合の分子量調
整剤の使用量は単量体全体量に対して0〜5重量% の範
囲内で変えることができる。
中の溶解共重合体のレオロジー特性に更に影響する為に
多くの場合には、共重合性単量体としてエチレン系不飽
和結合を複数有する化合物を併用するのが有利であり得
る。かゝる化合物としては架橋性の共重合性単量体、例
えばジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、アリルメ
タクリレートまたはエチレングリコールジメタクリレー
トを用いることができる。使用量は、単量体全体量に対
して0〜3重量% 、殊に0〜1重量% の範囲内で変える
ことができる。重合の間に、共重合体の多かれ少なかれ
中和完了後にゲル構造の形成およびそれ故の特別なレオ
ロジー特性プロフィールの形成をもたらし得る架橋また
はネット・ワークが発達する。最後に、共重合の間に分
子量調整剤を用いることが低分子量の共重合体をもたら
す。それ故にこの様な共重合体の水溶液の粘度は、分子
量が調整されていない生成物に比較して低下している。
この様にして、特別な用途の為に高い高剪断粘度と低い
低剪断粘度との間の必要とされる釣り合いを意図的に調
整する可能性が改善できる。分子量調整剤としては、ラ
ジカル連鎖移動性を有しているあらゆる化合物を用いる
ことができる。これの例には好ましくは、メルカプタン
類(単−または多官能性)、例えばn−あるいはt−ド
デシルメルカプタン、テトラキスメルカプトアセチル−
ペンタエリスリット、チオグリコール酸がある。しかし
ながら例えばα−メチルスチレン、トルエン、トリクロ
ロプロモメタン、四塩化炭素の如き他の化合物も分子量
調整剤として用いることができる。この場合の分子量調
整剤の使用量は単量体全体量に対して0〜5重量% の範
囲内で変えることができる。
【0038】本発明の共重合体の濃化剤能力は、水性系
に、特に共重合体の遊離酸基の中和を行う前(しかし後
でもよい)にイオン系または非イオン系乳化剤を(更
に)加えることによって更に影響され得る。分散した固
体を含有する水性系の濃化の為に例えば0.01〜5重
量% (固形分含有量に対して)の本発明の共重合体を濃
化剤として用いた場合には、場合によって更に加えられ
る乳化剤量の有利な範囲は0.01〜10重量% (固形
分含有量に対して)である。
に、特に共重合体の遊離酸基の中和を行う前(しかし後
でもよい)にイオン系または非イオン系乳化剤を(更
に)加えることによって更に影響され得る。分散した固
体を含有する水性系の濃化の為に例えば0.01〜5重
量% (固形分含有量に対して)の本発明の共重合体を濃
化剤として用いた場合には、場合によって更に加えられ
る乳化剤量の有利な範囲は0.01〜10重量% (固形
分含有量に対して)である。
【0039】驚くべきことに、クロトン酸の界面活性エ
ステルを用いて本発明に従って製造された共重合体ある
いは共重合体塩または一部塩が水溶液状態において、界
面活性クロトン酸エステルの代わりにメタクリル酸また
はアクリル酸の相応する界面活性エステルを用いて同じ
条件のもとで製造された匹敵する共重合体あるいはその
塩よりも明らかに高い濃化剤能力を有していることが判
った。この場合、本発明の共重合体の良好な濃化剤能力
は高剪断域(剪断勾配D=10000s-1)でも低剪断
域(D=0.1s-1)でも認めることができる。これ
は、中でも、水性系に一定のレオロジー特性を与えるの
に、本発明の濃化剤が、クロトン酸エステル成分の代わ
りにアクリル−あるいはメタクリル酸エステル成分を含
有する相応する共重合体に比較して僅かな消費量しか必
要とされないという長所になる。
ステルを用いて本発明に従って製造された共重合体ある
いは共重合体塩または一部塩が水溶液状態において、界
面活性クロトン酸エステルの代わりにメタクリル酸また
はアクリル酸の相応する界面活性エステルを用いて同じ
条件のもとで製造された匹敵する共重合体あるいはその
塩よりも明らかに高い濃化剤能力を有していることが判
った。この場合、本発明の共重合体の良好な濃化剤能力
は高剪断域(剪断勾配D=10000s-1)でも低剪断
域(D=0.1s-1)でも認めることができる。これ
は、中でも、水性系に一定のレオロジー特性を与えるの
に、本発明の濃化剤が、クロトン酸エステル成分の代わ
りにアクリル−あるいはメタクリル酸エステル成分を含
有する相応する共重合体に比較して僅かな消費量しか必
要とされないという長所になる。
【0040】本発明の共重合体は、水性系を濃化しそし
て水性系に特別なレオロジー特性を与える為に、塩基で
部分的にまたは完全に中和した水溶性の状態でまたは水
にコロイド状に分散し得る状態で濃化剤として用いるの
が好ましい。本発明の共重合体はその遊離酸の状態では
殊に水不溶性の生成物であるのに、塩基でのその塩、特
にアルカリ金属−、アンモニウム−またはアミン塩はれ
いれに水に溶解するかまたはコロイド状態で水中に分散
し得る。共重合体は、濃化すべき水性系に最初に、適当
な溶剤に溶解した低粘度の溶液としてまたは僅かに粘性
の共重合体水性分散物として混入しそして次に得られる
混合物──例えば場合によってはその中に含まれる顔料
および塗料成分の全てを含む──を塩基の添加によって
部分的にまたは完全に中和しまたは僅かにアルカリ性
に、例えば5〜10.5、特に8〜9.5のpH値に調
整する様にして濃化剤として用いるのが好ましく且つ有
利である。共重合体を水性分散物として濃厚化すべき水
性系に混入するのが特に好ましい。
て水性系に特別なレオロジー特性を与える為に、塩基で
部分的にまたは完全に中和した水溶性の状態でまたは水
にコロイド状に分散し得る状態で濃化剤として用いるの
が好ましい。本発明の共重合体はその遊離酸の状態では
殊に水不溶性の生成物であるのに、塩基でのその塩、特
にアルカリ金属−、アンモニウム−またはアミン塩はれ
いれに水に溶解するかまたはコロイド状態で水中に分散
し得る。共重合体は、濃化すべき水性系に最初に、適当
な溶剤に溶解した低粘度の溶液としてまたは僅かに粘性
の共重合体水性分散物として混入しそして次に得られる
混合物──例えば場合によってはその中に含まれる顔料
および塗料成分の全てを含む──を塩基の添加によって
部分的にまたは完全に中和しまたは僅かにアルカリ性
に、例えば5〜10.5、特に8〜9.5のpH値に調
整する様にして濃化剤として用いるのが好ましく且つ有
利である。共重合体を水性分散物として濃厚化すべき水
性系に混入するのが特に好ましい。
【0041】本発明の共重合体の特に有利な用途分野は
水性分散物系、例えばエマルジョン塗料、エマルジョン
艶有りラッカー、繊維材料捺染糊および紙捺染糊、更に
は植物保護および殺虫の為の有害生物防除用有効物質の
分散物、液体肥料、エマルジョン浄化剤、抜染糊、氷結
防止剤または化粧品調製剤の濃化および粘度調整であ
る。本発明の共重合体の別の興味ある用途には、繊維工
業において、アルカリ液によって容易に洗去できるサイ
ジング剤としてあるいはサイジング剤成分としての用途
がある。
水性分散物系、例えばエマルジョン塗料、エマルジョン
艶有りラッカー、繊維材料捺染糊および紙捺染糊、更に
は植物保護および殺虫の為の有害生物防除用有効物質の
分散物、液体肥料、エマルジョン浄化剤、抜染糊、氷結
防止剤または化粧品調製剤の濃化および粘度調整であ
る。本発明の共重合体の別の興味ある用途には、繊維工
業において、アルカリ液によって容易に洗去できるサイ
ジング剤としてあるいはサイジング剤成分としての用途
がある。
【0042】水性エマルジョン艶有りラッカーにおいて
例えば本発明の共重合体を用いることが、特に有利なこ
とに、“高い”高剪断粘度および“低い”低剪断粘度の
如き使用者によって望まれるレオロジー特性の形成をも
たらす。こゝで、高い高剪断粘度とはD=10000s
-1のもとで2〜3.5ポイズの値をそして低い低剪断粘
度とはD=0.s-1以下のもとで約50〜100ポイズ
程の値を意味する。
例えば本発明の共重合体を用いることが、特に有利なこ
とに、“高い”高剪断粘度および“低い”低剪断粘度の
如き使用者によって望まれるレオロジー特性の形成をも
たらす。こゝで、高い高剪断粘度とはD=10000s
-1のもとで2〜3.5ポイズの値をそして低い低剪断粘
度とはD=0.s-1以下のもとで約50〜100ポイズ
程の値を意味する。
【0043】本発明の共重合体の使用量には臨界はな
い。しかしながら共重合体を濃化剤として用いる場合に
は0.01〜5重量% (濃厚化すべき水性系に対しての
共重合体量)の範囲内であるのが好ましい。
い。しかしながら共重合体を濃化剤として用いる場合に
は0.01〜5重量% (濃厚化すべき水性系に対しての
共重合体量)の範囲内であるのが好ましい。
【0044】
【実施例】以下の実施例によって本発明を更に詳細に説
明する。実施例1 界面活性のクロトン酸エステル(B)の合成:828g の
オキシエチル化(C16〜C18)−脂肪族アルコール(n
=50)を828g のトルエン中で共沸的に脱水する。
約1.5時間後に55.8g の無水クロトン酸を加え
る。この溶液を2.5時間還流下に煮沸する。冷却後に
トルエンを減圧下に取り除く。収量:883g のワック
ス様の粘性の褐色がかった黄色の水溶性生成物。反応制
御は薄層クロマゴグラフィーによって行う。
明する。実施例1 界面活性のクロトン酸エステル(B)の合成:828g の
オキシエチル化(C16〜C18)−脂肪族アルコール(n
=50)を828g のトルエン中で共沸的に脱水する。
約1.5時間後に55.8g の無水クロトン酸を加え
る。この溶液を2.5時間還流下に煮沸する。冷却後に
トルエンを減圧下に取り除く。収量:883g のワック
ス様の粘性の褐色がかった黄色の水溶性生成物。反応制
御は薄層クロマゴグラフィーによって行う。
【0045】界面活性クロトン酸エステル(b)について
の上記の処方と同様に、後記の(a)および(c) 〜(o) に
記したオキシエチル化アルコール成分から、これに対応
する界面活性のクロトン酸エステル(a) および(c) 〜
(o) を同様に製造する。
の上記の処方と同様に、後記の(a)および(c) 〜(o) に
記したオキシエチル化アルコール成分から、これに対応
する界面活性のクロトン酸エステル(a) および(c) 〜
(o) を同様に製造する。
【0046】 アルコール成分 オキシエチル化度*) a) オキシエチル(C16〜C18)脂肪族アルコール 80 b) 〃 50 c) 〃 25 d) 〃 15 e) 〃 11 f) オキシエチル化トリブチルフェノール 50 g) 〃 30 h) 〃 18 i) オキシエチル化(C12〜C16)ペルフルオルアルコール 8 j) 〃 13 k) オキシエチル化ノニルフェノール 30 l) 〃 23 m) 〃 14 n) 〃 8 o)プロピレンオキサイド−エチレンオキサイド−ブロッ ク共重合体のクロトン酸エステル *:オキシエチル化度:エチレンオキサイドのモル数実施例2 乳化重合による本発明の共重合体の合成: 試料1の製造: 攪拌機、還流冷却器および内部温度計を備えた2リット
ルの3つ口フラスコ中において、アルキルアリールポリ
グリコールエーテルサルファートのNa−塩28g (5
0重量% 濃度)を738g の脱塩水に溶解しそして攪拌
下に80℃に加温する。50g の脱塩水中に0.25g
のアンモニウム−ペルサルファートを溶解した開始剤溶
液の内の10ml並びに、252g のエチルアクリレー
ト、63g のアクリル酸および35g の実施例1からの
界面活性クロトン酸エステル(b)より成る単量体混合
物50g を加える。その際の単量体混合物の製造時に、
分 子量調整剤としての0.7g のn−ドデシルメルカプ
タンおよび架橋剤としての0.875g のジビニルベン
ゼンが混入されている。次に単量体混合物の残りを、開
始30分後2時間の間、残りの開始剤溶液と一緒に配量
供給する。配量供給終了後に攪拌の継続下に更に1時
間、後加熱しそして次にバッチを室温にする。この分散
物の固形分含有量は30.1重量% である。試料1の共
重合体の各成分の百分率組成を第1表に示す。
ルの3つ口フラスコ中において、アルキルアリールポリ
グリコールエーテルサルファートのNa−塩28g (5
0重量% 濃度)を738g の脱塩水に溶解しそして攪拌
下に80℃に加温する。50g の脱塩水中に0.25g
のアンモニウム−ペルサルファートを溶解した開始剤溶
液の内の10ml並びに、252g のエチルアクリレー
ト、63g のアクリル酸および35g の実施例1からの
界面活性クロトン酸エステル(b)より成る単量体混合
物50g を加える。その際の単量体混合物の製造時に、
分 子量調整剤としての0.7g のn−ドデシルメルカプ
タンおよび架橋剤としての0.875g のジビニルベン
ゼンが混入されている。次に単量体混合物の残りを、開
始30分後2時間の間、残りの開始剤溶液と一緒に配量
供給する。配量供給終了後に攪拌の継続下に更に1時
間、後加熱しそして次にバッチを室温にする。この分散
物の固形分含有量は30.1重量% である。試料1の共
重合体の各成分の百分率組成を第1表に示す。
【0047】試料1と同様にして、第1表にそれぞれ記
した単量体成分等およびそれらの量から同じ乳化重合に
よって試料2および3を同様に分散物の状態で製造す
る。ただし分子量調整剤および架橋剤の量は単量体全体
量を基準とする重量% である。
した単量体成分等およびそれらの量から同じ乳化重合に
よって試料2および3を同様に分散物の状態で製造す
る。ただし分子量調整剤および架橋剤の量は単量体全体
量を基準とする重量% である。
【0048】分散物を水酸化ナトリウム水溶液またはア
ンモニア水で中和することによって試料1〜3の共重合
体成分は、所望の濃化特性およびレオロジー調整特性を
有する水溶性生成物に転化することができた。
ンモニア水で中和することによって試料1〜3の共重合
体成分は、所望の濃化特性およびレオロジー調整特性を
有する水溶性生成物に転化することができた。
【0049】第1表 分散物1〜3の共重合体構成成分の組成(それぞれ分子
量調整剤および架橋成分を含有していない共重合体に対
する、単量体単位の重量% )
量調整剤および架橋成分を含有していない共重合体に対
する、単量体単位の重量% )
【0050】
【0051】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 220/18 MLY 220/28 MML C09D 5/02 PPU C09K 3/00 103 G D06M 15/21 D06P 1/52
Claims (15)
- 【請求項1】 不飽和の共重合性単量体をラジカル的に
開始する乳化重合または溶液重合によって、並びに場合
によっては次に、共重合体の遊離酸基を塩基の添加によ
って部分的にまたは完全に中和することによって製造さ
れる共重合体において、該共重合体が a) 1〜45重量% のエチレン系不飽和の(C3 〜C
5 )−モノカルボン酸、エチレン系不飽和(C4 〜C
6 )−ジカルボン酸またはこれらと脂肪族(C1 〜C
8 )−アルコールとの半エステルまたはこれらの単量体
の混合物、および b) 0.5〜30重量% の一般式(I) 【化1】 〔式中、nは2〜100の数をそしてRは線状または分
枝状であってもよい脂肪族(C2 〜C30)−残基、それ
ぞれのアルキル基の炭素原子数が4〜12であるモノ
−、ジ−またはトリ−アルキルフェニル残基、式(II
a)または(IIb) 【化2】 (式中、mは10〜100の数、pは0〜100の数そ
してR1 はH、クロチル、(C1 〜C20)−アルキル、
フェニル、(C1 〜C20)−アルキル基含有アルキルフ
ェニルである。)で表されるブロック共重合体残基、あ
るいは過弗素化−または部分的弗素化(C1 〜C16 )−
アルキル残基を意味する。〕で表される界面活性のクロ
トン酸エステル、 および c) 30〜85重量% の脂肪族(C1 〜C18 )−アル
コールのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステ
ルまたはこれらエステルの混合物および d) 0〜40重量% の他のエチレン系不飽和共重合性
単量体〔但し、c)の所に記載されていないもの〕、お
よび e) 0.25〜3重量% のジビニルベンゼン、ジアリ
ルフタレートまたはブタンジオール−ジ(メタ)アクリ
レートよりなる群から選択された複数のエチレン系不飽
和結合を含有する化合物、および f) 0.2〜5重量% の分子量調整剤によって構成さ
れていることを特徴とする、上記共重合体。 - 【請求項2】 成分a)がメタクリル酸、アクリル酸、
クロトン酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエス
テルまたはこれらの混合物であり、成分d)がビニルエ
ステル、ビニル芳香族化合物、エチレン系不飽和ニトリ
ル、c)の所に既に記載されていない限りでのエチレン
系不飽和モノ−およびジカルボン酸エステル、エチレン
系不飽和スルホン酸またはエチレン系不飽和スルホン酸
誘導体であり、 成分e)がジビニルベンゼン、ジアリルフタレートまた
はブタンジオール−ジ(メタ)アクリレートであり、そ
して 成分f)がドデシルメルカプタン、テトラキスメルカプ
トアセチルペンタエリスリット、四塩化炭素または臭化
三塩化メタンである請求項1に記載の共重合体。 - 【請求項3】 塩基で部分的にまたは完全に中和される
水溶性の状態または水にコロイド状に分散し得る状態で
存在する請求項1または2に記載の共重合体。 - 【請求項4】 不飽和の共重合性単量体をラジカル的に
開始する乳化重合または溶液重合によって共重合体を製
造する方法において、単量体としての a) 1〜45重量% のエチレン系不飽和の(C3 〜C
5 )−モノカルボン酸、エチレン系不飽和(C4 〜C
6 )−ジカルボン酸またはこれらと脂肪族(C1 〜C
8 )−アルコールとの半エステルまたはこれらの単量体
の混合物、および b) 0.5〜30重量% の一般式(I) 【化3】 〔式中、nは2〜100の数をそしてRは線状または分
枝状であってもよい脂肪族(C2 〜C30)−残基、それ
ぞれのアルキル基の炭素原子数が4〜12であるモノ
−、ジ−またはトリ−アルキルフェニル残基、式(II
a)または(IIb) 【化4】 (式中、mは10〜100の数、pは0〜100の数そ
してR1 はH、クロチル、(C1 〜C20)−アルキル、
フェニル、(C1 〜C20)−アルキル基含有アルキルフ
ェニルである。) で表されるブロック共重合体残基、あるいは過弗素化−
または部分的弗素化(C1 〜C16 )−アルキル残基を意
味する。〕で表される界面活性のクロトン酸エステル、 および c) 30〜85重量% の脂肪族(C1 〜C18 )−アル
コールのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステ
ルまたはこれらエステルの混合物および d) 0〜40重量% の他のエチレン系不飽和共重合性
単量体〔但し、c)の所に記載されていないもの〕、お
よび e) 0.25〜3重量% のジビニルベンゼン、ジアリ
ルフタレートまたはブタンジオール−ジ(メタ)アクリ
レートよりなる群から選択された複数のエチレン系不飽
和結合を含有する化合物、および f) 0.2〜5重量% の分子量調整剤を共重合させる
ことを特徴とする、上記共重合体の製造方法。 - 【請求項5】 成分a)がメタクリル酸、アクリル酸、
クロトン酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエス
テルまたはこれらの混合物であり、 成分d)がビニルエステル、ビニル芳香族化合物、エチ
レン系不飽和ニトリル、c)の所に既に記載されていな
い限りでのエチレン系不飽和モノ−およびジカルボン酸
エステル、エチレン系不飽和スルホン酸またはエチレン
系不飽和スルホン酸誘導体であり、 成分e)がジビニルベンゼン、ジアリルフタレートまた
はブタンジオール−ジ(メタ)アクリレートであり、そ
して 成分f)がドデシルメルカプタン、テトラキスメルカプ
トアセチルペンタエリスリット、四塩化炭素または臭化
三塩化メタンである請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 乳化重合の際に界面活性の共重合性単量
体(b)を水性相中に予め存在させる請求項4または5
に記載の方法。 - 【請求項7】 不飽和の共重合性単量体をラジカル的に
開始する乳化重合または溶液重合によって、そして次に
共重合体の遊離酸基を塩基の添加によって部分的にまた
は完全に中和することによって共重合体を製造する方法
において、単量体としての a) 1〜45重量% のエチレン系不飽和の(C3 〜C
5 )−モノカルボン酸、エチレン系不飽和(C4 〜C
6 )−ジカルボン酸またはこれらと脂肪族(C1 〜C
8 )−アルコールとの半エステルまたはこれらの単量体
の混合物、および b) 0.5〜30重量% の一般式(I) 【化5】 〔式中、nは2〜100の数をそしてRは線状または分
枝状であってもよい脂肪族(C2 〜C30)−残基、それ
ぞれのアルキル基の炭素原子数が4〜12であるモノ
−、ジ−またはトリ−アルキ1フェニル残基、式(II
a)または(IIb) 【化6】 (式中、mは10〜100の数、pは0〜100の数そ
してR1 はH、クロチル、(C1 〜C20)−アルキル、
フェニル、(C1 〜C20)−アルキル基含有アルキルフ
ェニルである。)で表されるブロック共重合体残基、あ
るいは過弗素化−または部分的弗素化(C1 〜C16 )−
アルキル残基を意味する。〕で表される界面活性のクロ
トン酸エステル、 および c) 30〜85重量% の脂肪族(C1 〜C18 )−アル
コールのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステ
ルまたはこれらエステルの混合物および d) 0〜40重量% の他のエチレン系不飽和共重合性
単量体〔但し、c)の所に記載されていないもの〕、お
よび e) 0.25〜3重量% のジビニルベンゼン、ジアリ
ルフタレートまたはブタンジオール−ジ(メタ)アクリ
レートよりなる群から選択された複数のエチレン系不飽
和結合を含有する化合物、および f) 0.5〜5重量% の分子量調整剤を共重合させ、
そして得られる共重合体を場合によっては塩基で中和す
ることによって水溶性または水中にコロイド状に分散し
得る共重合体塩に添加することを特徴とする、上記共重
合体の製造方法。 - 【請求項8】 成分a)がメタクリル酸、アクリル酸、
クロトン酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエス
テルまたはこれらの混合物であり、 成分d)がビニルエステル、ビニル芳香族化合物、エチ
レン系不飽和ニトリル、c)の所に既に記載されていな
い限りでのエチレン系不飽和モノ−およびジカルボン酸
エステル、エチレン系不飽和スルホン酸またはエチレン
系不飽和スルホン酸誘導体であり、 成分e)がジビニルベンゼン、ジアリルフタレートまた
はブタンジオール−ジ(メタ)アクリレートであり、そ
して 成分f)がドデシルメルカプタン、テトラキスメルカプ
トアセチルペンタエリスリット、四塩化炭素または臭化
三塩化メタンである請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 塩基としてアルカリ塩基、アンモニウム
塩基またはアミン塩基を用いる請求項7または8に記載
の方法。 - 【請求項10】 乳化重合の際に界面活性の共重合性単
量体(b)を水性相中に予め存在させる請求項7〜9の
いずれか一つに記載の方法。 - 【請求項11】 不飽和の共重合性単量体をラジカル的
に開始する乳化重合または溶液重合によって、並びに場
合によっては次に、共重合体の遊離塩基を塩基の添加に
よって部分的にまたは完全に中和することによて製造さ
れる共重合体において、該共重合体がa) 1〜45重
量% のエチレン系不飽和の(C3 〜C5 )−モノカルボ
ン酸、エチレン系不飽和(C4 〜C6 )−ジカルボン酸
またはこれらと脂肪族(C1 〜C8 )−アルコールとの
半エステルまたはこれらの単量体の混合物、および b) 0.5〜30重量% の一般式(I) 【化7】 〔式中、nは2〜100の数をそしてRは線状または分
枝状であってもよい脂肪族(C2 〜C30)−残基、それ
ぞれのアルキル基の炭素原子数が4〜12であるモノ
−、ジ−またはトリ−アルキルフェニル残基、式(II
a)または(IIb) 【化8】 (式中、mは10〜100の数、pは0〜100の数そ
してR1 はH、クロチル、(C1 〜C20)−アルキル、
フェニル、(C1 〜C20)−アルキル基含有アルキルフ
ェニルである。)で表されるブロック共重合体残基、あ
るいは過弗素化−または部分的弗素化(C1 〜C16 )−
アルキル残基を意味する。〕で表される界面活性のクロ
トン酸エステル、 および c) 30〜85重量% の脂肪族(C1 〜C18 )−アル
コールのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステ
ルまたはこれらエステルの混合物および d) 0〜40重量% の他のエチレン系不飽和共重合性
単量体〔但し、c)の所に記載されていないもの〕、お
よび e) 0.25〜3重量% のジビニルベンゼン、ジアリ
ルフタレートまたはブタンジオール−ジ(メタ)アクリ
レートよりなる群から選択された複数のエチレン系不飽
和結合を含有する化合物、および f) 0.5〜5重量% の分子量調整剤によって構成さ
れている上記共重合体からなる、水性系用の濃化剤。 - 【請求項12】 水性系が水性分散物である請求項11
に記載の濃化剤。 - 【請求項13】 水性系が、エマルジョン塗料、エマル
ジョン艶有りラッカー、繊維用捺染糊または紙用捺染糊
である請求項11または12に記載の濃化剤。 - 【請求項14】 共重合体が塩基で部分的にまたは完全
に中和された水溶性の状態または水にコロイド状に分散
し得る状態のものである請求項11〜13の何れか一つ
に記載の方法。 - 【請求項15】 不飽和の共重合性単量体をラジカル的
に開始する乳化重合または溶液重合によって、並びに場
合によっては次に、共重合体の遊離塩基を塩基の添加に
よって部分的にまたは完全に中和することによて製造さ
れる共重合体において、該共重合体が a) 1〜45重量% のエチレン系不飽和の(C3 〜C
5 )−モノカルボン酸、エチレン系不飽和(C4 〜C
6 )−ジカルボン酸またはこれらと脂肪族(C1 〜C
8 )−アルコールとの半エステルまたはこれらの単量体
の混合物、および b) 0.5〜30重量% の一般式(I) 【化9】 〔式中、nは2〜100の数をそしてRは線状または分
枝状であってもよい脂肪族(C2 〜C30)−残基、それ
ぞれのアルキル基の炭素原子数が4〜12であるモノ
−、ジ−またはトリ−アルキルフェニル残基、式(II
a)または(IIa) 【化10】 (式中、mは10〜100の数、pは0〜100の数そ
してR1 はH、クロチル、(C1 〜C20)−アルキル、
フェニル、(C1 〜C20)−アルキル基含有アルキルフ
ェニルである。)で表されるブロック共重合体残基、あ
るいは過弗素化−または部分的弗素化(C1 〜C16 )−
アルキル残基を意味する。〕で表される界面活性のクロ
トン酸エステル、 および c) 30〜85重量% の脂肪族(C1 〜C18 )−アル
コールのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステ
ルまたはこれらエステルの混合物および d) 0〜40重量% の他のエチレン系不飽和共重合性
単量体〔但し、c)の所に記載されていないもの〕、お
よび e) 0.25〜3重量% のジビニルベンゼン、ジアリ
ルフタレートまたはブタンジオール−ジ(メタ)アクリ
レートよりなる群から選択された複数のエチレン系不飽
和結合を含有する化合物、および f) 0.5〜5重量% の分子量調整剤によって構成さ
れている上記共重合体からなる、繊維工業用サイジング
剤。
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