(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）重合単位としてエチレン性不飽和モノマーを含み、かつ少なくとも１個のペンダント官能基を有する有機ポリマー成分であって、該少なくとも１個のペンダント官能基は、他の物質の相補的官能基と結合することができ、かつアルデヒド、イソシアネート、アセトアセトキシ基およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、有機ポリマー成分；並びに、
ｂ）ｉ）シリコンエステル部分および
ｉｉ）前記有機ポリマー成分と結合を形成する硫黄原子
を有するセミテレケリック基；
を含むポリマー化合物。
【請求項２】
前記有機ポリマー成分が、少なくとも１０の重合度を有する請求項１記載のポリマー化合物。
【請求項３】
ａ）少なくとも１個のペンダント官能基を有する少なくとも１個のエチレン性不飽和モノマーおよびシリコンエステル部分を有するメルカプタン化合物を含む反応混合物を調製する段階（ここで、前記少なくとも１個のペンダント官能基は、他の物質の相補的官能基と結合することができ、かつアルデヒド、イソシアネート、アセトアセトキシ基およびそれらの組み合わせからなる群から選択される）；
ｂ）前記反応混合物を重合させて前記ポリマー化合物を形成する段階（ここに、前記ポリマー化合物は：ｉ）官能基を有する前記エチレン性不飽和モノマーを重合単位として含む有機ポリマー成分；およびｉｉ）前記メルカプタン化合物から形成され、前記有機ポリマー成分に対する結合を形成する硫黄原子を含有するセミテレケリック基；を含む）；
を含むポリマー化合物の調製法。
【請求項４】
ａ）表面を有する無機基体；並びに、
ｂ）ｉ）重合単位としてエチレン性不飽和モノマーを含み、かつ少なくとも１個のペンダント官能基を有する有機ポリマー成分であって、該少なくとも１個のペンダント官能基は、他の物質の相補的官能基と結合することができ、およびアルデヒド、イソシアネート、アセトアセトキシ基およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、有機ポリマー成分、および、
ｉｉ）前記有機ポリマー成分に対して結合を形成する硫黄原子と、前記無機基体の前記表面と共有結合を形成する少なくとも１個の反応したシラノール基とを有するセミテレケリック基；、
を含むポリマー化合物の残基；
を含む表面処理された無機基体。
【請求項５】
前記無機基体が、二酸化チタン、シリカ、酸化亜鉛、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、珪素、クロム、スズ、鉄、および鉛からなる群から選択される請求項４記載の表面処理された無機基体。
【請求項６】
前記無機基体が、１０ミクロン未満の平均直径を有する粒子の形態である請求項４記載の表面処理された無機基体。
【請求項７】
前記有機ポリマー成分が、少なくとも２５の重合度を有する、請求項６記載の表面処理された無機基体。
【請求項８】
前記無機基体が、シリカ、二酸化チタン、および酸化亜鉛からなる群から選択される請求項７記載の表面処理された無機基体。
【請求項９】
ａ）表面を有する無機基体；
ｂ）ｉ）重合単位としてエチレン性不飽和モノマーを含み、かつ少なくとも１個のペンダント官能基を有する、有機ポリマー成分であって、該少なくとも１個のペンダント官能基は、他の物質の相補的官能基と結合することができ、かつアルデヒド、イソシアネート、アセトアセトキシ基およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、有機ポリマー成分；並びに、
ｉｉ）前記有機ポリマー成分と結合を形成する硫黄原子と、前記無機基体の前記表面と共有結合を形成する少なくとも１個の反応したシラノール基とを有するセミテレケリック基、
を含む、ポリマー化合物の残基；並びに、
ｃ）前記有機ポリマー成分の前記少なくとも１個のペンダント官能基と共有結合した相補的官能基を有する他の物質；
を含む複合体物質。
【請求項１０】
前記他の物質が有機基体を含む、請求項９記載の複合体物質。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、一般にシリコンエステル基を有するポリマー化合物に関する。特に、ポリマー化合物は、ポリマー化合物の一端に位置するシリコンエステル部分を含む基を有する。さらに、ポリマー化合物はまたポリマー化合物の主鎖にペンダントした官能基を含む。ポリマー化合物は、表面特性を修飾するか、または官能基を有する無機表面を提供するために、無機基体の表面を処理するためのカップリング剤として有用である。さらに、該ポリマー化合物の調製法も提供される。
【０００２】
金属または金属酸化物表面上に施用されたポリマーコーティングあるいはその中に分散された無機顔料粒子を有するポリマーコーティングなどの、無機材料と有機材料間の界面を含む物質の特性を向上させるために、シランカップリング剤が広く用いられている。無機表面をシランカップリング剤で処理することにより、無機材料と有機材料間の界面結合が向上され、その結果、たとえば、金属酸化物表面に対する接着力が優れたコーティングまたはポリマー中の無機粒子の相溶性が向上されたコーティングが得られる。シランカップリング剤は、有機基に結合した加水分解性シラン基を含むことを特徴とする。加水分解性シラン基は、無機物質の表面と反応して共有結合を形成し、有機基を無機物質に付加し、無機物質の表面特性を修飾する。付加された有機基は、典型的にはポリマーなどの有機物質と相溶性を向上させる。シランカップリング剤は、無機粒子の表面特性を修飾するために用いられ、プラスチック中への良好な分散性を提供する。
【０００３】
たとえば、米国特許第４０６１５０３号は、二酸化チタン粒子をカップリング剤としてポリエーテル置換シリコン化合物で処理することを開示している。ポリエーテル置換シリコン化合物は、ポリアルキレンオキシド基と結合した加水分解性シリコン基を含む。ポリエーテル置換シリコン化合物で処理された二酸化チタンは、プラスチックまたは樹脂系内への相溶性または分散性が向上されていることが開示されている。しかしながら、ポリエーテル置換シリコン化合物は、プラスチックまたは樹脂系と共有結合を形成することは開示されていない。
【０００４】
無機物質と有機物質の界面間に共有結合をもたらすカップリング剤が望ましい。無機−有機界面間の共有結合の形成は、分散力または水素結合から生じる相溶性などの弱い分子間相互作用に基づく複合体と比べて、向上された特性を有する複合体の形成を許容する。
【０００５】
本発明において、無機基体と共有結合を形成する反応性基および、ポリマーなどの第二の基体と反応できる少なくとも１個の官能基を有し、第二の基体と共有結合を形成するための相補性官能基を有するポリマー化合物が提供される。ポリマー化合物は、エチレン性不飽和モノマーから調製され、有機ポリマー成分の主鎖にペンダントした少なくとも１個の官能基を有する有機ポリマー成分を有する。ポリマー化合物は、たとえば、向上された水分散性を有する無機粒子を提供するなど、無機物質の表面特性を修飾するため、また共有結合したポリマー粒子により囲まれた無機粒子を含む複合体粒子を形成するために有用である。本発明のポリマー化合物で調製される複合体粒子は、コーティングにおいて、特に公知コーティングと比べて向上された隠蔽力を有するコーティングを提供するために有用である。
【０００６】
本発明の第一の態様に従って、重合単位としてエチレン性不飽和モノマーを有し、少なくとも１個のペンダント官能基を有する有機ポリマー成分；およびシリコンエステル部分を有し、有機ポリマー成分と結合を形成する硫黄原子を有するセミテレケリック（ｓｅｍｉ−ｔｅｌｅｃｈｅｌｉｃ）基を含むポリマー化合物が提供される。
【０００７】
本発明の第二の態様は、官能基を有する少なくとも１個のエチレン性不飽和モノマーおよびシリコンエステル部分を有するメルカプタン化合物を含む反応混合物を調製する段階；該反応混合物を重合させてポリマー化合物を形成する段階を含むポリマー化合物の調製法を提供し、ここに、ポリマー化合物は重合単位として官能基を有するエチレン性不飽和モノマーを含む有機ポリマー成分；およびメルカプタン化合物から形成され、有機ポリマー成分と結合を形成する硫黄原子を有するセミテレケリック基を含む。
【０００８】
本発明の第三の態様は、表面を有する無機基体；および重合単位としてエチレン性不飽和モノマーを有し、少なくとも１個のペンダント官能基を有する有機ポリマー成分を含むポリマー化合物の残基；ならびに有機ポリマー成分と結合を形成する硫黄原子、および無機基体の表面と共有結合を形成する少なくとも１個の反応したシラノール基を有するセミテレケリック基を含む表面処理された無機基体を提供する。
【０００９】
本明細書において用いられる場合、「（メタ）アクリレート」なる用語は、アクリレートまたはメタクリレートのいずれかを意味し、「（メタ）アクリレル」なる用語は、アクリルまたはメタクリルのいずれかを意味する。
【００１０】
共有結合は、少なくとも一対の電子を共有することにより形成される２個の原子間の結合であり、特にイオン結合、すなわち、化学吸着および物理的吸着を包含する吸着により形成される結合、ファンデルワールス結合、または分散力により形成される結合を除外する。
【００１１】
本発明のポリマー化合物は、本明細書において「有機ポリマー成分」と記載されるポリマー鎖、および本明細書において「セミテレケリック基」と記載される有機ポリマー成分の一端に結合した基を含む。セミテレケリック基は、少なくとも１個のシリコンエステル部分を有する。ポリマー化合物は、次の一般式により特徴づけられる：
Ａ−Ｌ−Ｓ−Ｑ
（式中、Ｑは有機ポリマー成分であり、Ａ−Ｌ−Ｓはセミテレケリック基であり、Ａはシリコンエステル部分であり、Ｌはリンカー基であり、Ｓは硫黄原子である）。水の存在下で、シリコンエステル部分は反応して、少なくとも１個のシラノール基を形成する。シラノール基は無機表面、たとえば、金属および金属酸化物表面と反応性であり、無機表面と共有結合を形成して、無機表面上に反応したポリマー化合物を付着させる。反応したポリマー化合物の無機表面への結合により、無機表面の表面特性が修飾される。
【００１２】
本発明のセミテレケリック基はリンカー基および少なくとも１個のシリコンエステル部分を含む。セミテレケリック基は、リンカー基と有機ポリマー成分の末端間に結合を提供する硫黄原子も含む。リンカー基は、少なくとも１個の炭素原子を含み、典型的には二価基であり、これはシリコンエステル部分の珪素原子に結合した酸素または炭素のいずれかである。シリコンエステル部分の珪素原子に結合した炭素であるリンカー基が好ましい。適当なリンカー基としては、アルケニル基、たとえば：
−ＣＨ２−
−ＣＨ２−ＣＨ２−
−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−
−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−
およびアリール基、たとえば：
−ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２ＣＨ２−
が挙げられる。リンカー基とシリコンエステル部分間の結合は、シリコンエステルを加水分解してシラノールを形成するために用いられる条件下での加水分解に対して実質的に安定である。セミテレケリック基は、１またはそれ以上のシリコンエステル部分を含む。１個のシリコンエステル部分を有するセミテレケリック基が好ましい。
【００１３】
シリコンエステル部分は珪素原子と有機基間に結合を形成する酸素原子を有し、次の一般式により特徴づけられる：
（Ｒ１Ｏ）ｎ（Ｒ２）３−ｎＳｉ−
（式中、Ｒ１およびＲ２は少なくとも１個の炭素原子を有する有機基であり、ｎは１から３の範囲の整数である）。Ｒ１の例としては、アルキル基、たとえば、メチル、エチル、およびプロピル基；アシルオキシ基、たとえば、Ｈ３ＣＣ（Ｏ）−およびＨ３ＣＨ２Ｃ（Ｏ）−が挙げられる。Ｒ１有機基ならびにＲ２有機基は独立して選択される。たとえば、適当なシリコンエステル部分としては、混合エステル、たとえば、（ＣＨ３Ｏ）（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２Ｓｉ−と（ＣＨ３Ｏ）（Ｃ２Ｈ５Ｏ）（ＣＨ３）Ｓｉ−；ならびに混合モノエステル、たとえば、（ＣＨ３Ｏ）（Ｃ２Ｈ５）（ＣＨ３）Ｓｉ−と（ＣＨ３Ｏ）（Ｃ６Ｈ５ＣＨ２）（ＣＨ３）Ｓｉ−が挙げられる。適当なシリコンエステル部分としては、モノ−、ジ−、およびトリエステル、たとえば、モノ−、ジ−、およびトリ−アルコキシシラン基；モノ−、ジ、およびトリ−アシルオキシシラン基、ならびにモノ、ジ、およびトリ−アリールオキシシラン基が挙げられる。シリコントリエステルが好ましい。水分の存在下で、シリコンエステル基は加水分解を受けて、シラノールが形成される。シリコンジエステルおよびシリコントリエステルは、部分的または完全加水分解のいずれかを受けて、１またはそれ以上のシラノールが形成され、ここに、各シラノールは無機表面と共有結合を形成できる。加水分解の程度は、加水分解条件、たとえば、ｐＨおよびエステル基のサイズなどの様々な要素に依存する。好ましいシリコンエステル基は、１〜３個の炭素原子を有するアルコキシシラン基である。メチルおよびエチルエステルがより好ましい。
【００１４】
セミテレケリック基の例としては：
（ＣＨ３Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓ−、
（ＣＨ３ＣＨ２Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓ−、
（ＣＨ３ＣＨ２Ｏ）２（ＣＨ３）Ｓｉ−ＣＨ２−Ｓ−、
（ＣＨ３Ｏ）２（ＣＨ３）Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓ−、
（ＣＨ３Ｃ（Ｏ）Ｏ）３Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−Ｓ−、および
（ＣＨ３Ｏ）（ＣＨ３）２Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２−Ｓ−が挙げられる。
【００１５】
有機ポリマー成分は、重合単位としてエチレン性不飽和モノマーを含み、ポリマー主鎖にペンダントした少なくとも１個の官能基を有することを特徴とするポリマー鎖である。ポリマー化合物は、官能基または官能基の前駆体を有する、本明細書において「第一モノマー」と記載される少なくとも１個のエチレン性不飽和モノマーの付加重合により調製される。１種だけの第一モノマーを含む反応混合物から重合されたポリマー化合物からホモポリマーが形成される。別法として、２種の異なる第一モノマーおよび第一モノマーでないモノマー（本明細書において、「第二モノマー」と記載される）を含む反応混合物から重合されたポリマー化合物からは、コポリマーが形成される。コポリマーは、重合単位として第一モノマーおよび２またはそれ以上の異なる第二モノマー、ならびに２つの異なる第一モノマーおよび１またはそれ以上の異なる第二モノマーを含むポリマーも含む。コポリマーにおける重合したモノマーの配置は、反応したモノマー単位のランダムな配列を有するポリマー、および非ランダムな配列を有するポリマー、たとえば、ブロックコポリマーを包含する。一例において、ポリマー化合物は、まず官能基の前駆体である基を有する第一モノマーを重合させることにより調製される。重合後、前駆体基をペンダント官能基に変換することにより、ポリマー化合物が得られる。前駆体基の例は、アルキルエステル基であり、これを続いて加水分解して、酸基が形成される。
【００１６】
有機ポリマー成分は、少なくとも１個、任意に２またはそれ以上の異なる官能基を有し、これらはポリマー鎖の主鎖にペンダントしている。適当な官能基の例としては、カルボン酸；酸無水物；アルコール；チオール；アルデヒド；アミン、たとえば、第一、第二、および第三アミン；アミド；エポキシド；チオラン；アジリジン；ハロゲン、たとえば、臭素および塩素；イソシアネート；カルボジイミド；イソチオシアネート；およびアセトアセトキシ基が挙げられる。他の適当な官能基としては、リン含有酸（ＰＯＨ部分を有する基と記載され、ここに、水素原子はイオン化可能である）が挙げられる。「リン−含有酸」なる用語には、これらの酸の塩も含まれる。例としては、ホスフィン酸、ホスホン酸、リン酸、ピロホスフィン酸、ピロリン酸、その部分エステル、およびその塩が挙げられる。さらに、他の適当な官能基としては、硫黄含有酸が挙げられ、これはＳＯＨ部分を有する基と記載され、ここにおいて水素原子はイオン化可能である。「硫黄含有酸」なる用語にも、これらの酸の塩が含まれる。例としては、硫酸および亜硫酸が挙げられる。アルキルエステル基は特に官能基から除外される。
【００１７】
適当な第一モノマーとしては、イソシアネートモノマー、たとえば、イソシアネートエチルメタクリレートおよびジメチルメタイソプロペニルベンジルイソシアネート；アセトアセトキシモノマー、たとえば、アセトアセトキシエチル（メタ）アクリレート；アルデヒドモノマー、たとえば、アクロレインおよびメタクロレイン；アミンモノマー、たとえば、ｔ−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、アミノプロピル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、アミノブチル（メタ）アクリレート、アミノエチル（メタ）アクリレート；アミドモノマー、たとえば、（メタ）アクリルアミド；およびオキサゾリジノエチル（メタ）アクリレート；エポキシモノマー、たとえば、グリシジル（メタ）アクリレート；ヒドロキシ含有モノマー、たとえば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートおよび３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートをはじめとするヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；ハロゲン化モノマー、たとえば、２−ブロモエチル（メタ）アクリレートおよびブロモプロピル（メタ）アクリレート；ならびにハロメチル−スチレン、カルボン酸モノマー、たとえば、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、およびマレイン酸；リン含有酸を有するモノマー、たとえば、ホスホエチル（メタ）アクリレート、ビニルホスホン酸、アリルリン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンホスホン酸、α−ホスホノスチレン、２−メタクリルアミド−２−メチルプロパンホスホン酸、およびその塩；ならびにビニルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、Ｎ−（２−スルホ１，１−ジメチルエチル）アクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などの硫黄含有酸を有するモノマー、およびその塩が挙げられる。
【００１８】
スチレン、ブタジエン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル、ビニルバーサテート、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、（メタ）アクリル酸の様々なＣ１−Ｃ４０アルキルエステル；たとえば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ｎ−ドデシル（メタ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、およびステアリル（メタ）アクリレート；他の（メタ）アクリレート、たとえば、イソボルニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、２−フェニルエチル（メタ）アクリレート、および１−ナフチル（メタ）アクリレート、およびアルコキシアルキル（メタ）アクリレート、たとえば、エトキシエチル（メタ）アクリレートをはじめとする広範囲に及ぶエチレン性不飽和モノマーが任意の第二モノマーとして適している。
【００１９】
有機ポリマー成分の重合度は、少なくとも３であり、好ましくは少なくとも１０であり、より好ましくは少なくとも２５である。重合度の好適な範囲は、３〜１０００の範囲であり、好ましくは１０〜２５０の範囲であり、より好ましくは２５〜１００の範囲である。ポリマー化合物の重合度は、ポリマー化合物を重合させるのに用いられる第一モノマーと第二モノマーのモル数を、シリコンエステル部分を含むメルカプタン化合物のモル数で割ることにより計算される重合度の平均である。
【００２０】
ポリマー化合物は、少なくとも１個のシリコンエステル部分を有するメルカプタン化合物の存在下でエチレン性不飽和モノマーを重合させることにより調製される。メルカプタン化合物は連鎖移動剤として作用し、有機ポリマー成分の重合度に影響を及ぼす。結果として得られる有機ポリマー成分はそのポリマー鎖の一端に結合した反応したメルカプタン化合物を有する。反応したメルカプタン化合物はセミテレケリック基を形成し、ポリマー鎖は本発明のポリマー化合物の有機ポリマー成分を形成する。
【００２１】
ポリマー化合物の調製に好適なメルカプタン化合物は、一般式：
（Ｒ１Ｏ）ｎ（Ｒ２）３−ｎＳｉ−Ｒ３−ＳＨ
（式中、Ｒ１およびＲ２は少なくとも１個の炭素原子を含む有機基であり、Ｒ３は二価有機基、たとえば、１〜２０個の炭素を含むアルキレン基であり、ｎは１〜３の範囲の整数である）を有する。好適なメルカプタン化合物の例としては、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メルカプトメチルメチルジエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、および３−メルカプトプロピルトリメトキシシランが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２２】
少なくとも１個のシリコンエステル部分を有するメルカプタン化合物、少なくとも１個の第一モノマー、および任意に少なくとも１個の第二モノマーを含む反応混合物からポリマー化合物を調製するために様々な重合プロセスが適当である。反応混合物中の水の量は、シリコンエステル部分の加水分解またはシリコンエステル部分間の架橋反応が実質的に起こらないほど十分少ない。好適な重合プロセスは、非水性溶液重合、非水性乳化重合、およびバルク重合を包含する。典型的には、これらの重合プロセスはバッチ、半連続、連続プロセス、またはその組み合わせとして行われる。
【００２３】
本発明のポリマー化合物を調製するために好ましいプロセスは、有機溶剤、たとえば、エタノール、ブチルアセテート、イソプロパノール、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールイソブチレート、メチルアミルケトン、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、およびジプロピレングリコールモノメチルエーテルを用いる溶液重合である。
【００２４】
典型的には、ポリマー化合物の調製において重合開始剤が用いられる。好適な重合開始剤としては、重合温度で熱分解してフリーラジカルを生成する開始剤が挙げられる。フリーラジカル生成開始剤の例としては、過硫酸塩、たとえば、過硫酸アンモニウムまたはアルカリ金属（カリウム、ナトリウム、またはリチウム）過硫酸塩；アゾ化合物、たとえば、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、および１−ｔ−ブチルアゾシアノシクロヘキサン；ヒドロパーオキシド、たとえば、ｔ−ブチルヒドロパーオキシドおよびクメンヒドロパーオキシド；パーオキシド、たとえば、ベンゾイルパーオキシド、カプリルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、エチル３，３’−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブチレート、エチル３，３’−ジ（ｔ−アミルパーオキシ）ブチレート、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、およびｔ−ブチルパーオキシピビレート；パーエステル、たとえば、ｔ−ブチルパーアセテート、ｔ−ブチルパーフタレート、およびｔ−ブチルパーベンゾエート；ならびにパーカーボネート、たとえば、ジ（１−シアノ−１−メチルエチル）パーオキシジカーボネート；およびパーホスフェートが挙げられる。重合開始剤は、典型的には単独で用いられるか、あるいはレドックス系の酸化成分として用いられ、該レドックス系はさらに、還元成分、たとえば、アスコルビン酸、マレイン酸、グリコール酸、シュウ酸、乳酸、チオグリコール酸、またはアルカリ金属亜硫酸塩、より詳細にはヒドロ亜硫酸塩、次亜硫酸塩、またはピロ亜硫酸塩、たとえば、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、次亜硫酸カリウム、およびピロ亜硫酸カリウム、またはナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートも含む。開始剤および任意の還元成分の好適な量は、重合されるモノマー混合物中のエチレン性不飽和モノマーの重量に基づいてそれぞれ０．００１重量％〜５重量％である。促進剤、たとえば、コバルト、鉄、ニッケル、または銅の塩化物および硫酸塩を少量でかわりに用いてもよい。レドックス触媒系の例としては、ｔ−ブチルヒドロパーオキシド／ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート／Ｆｅ（ＩＩ）、およびアンモニウムパースルフェート／亜硫酸水素ナトリウム／ヒドロ亜硫酸ナトリウム／Ｆｅ（ＩＩ）が挙げられる。重合温度は、２０℃から約１２０℃の範囲の温度である。
【００２５】
ポリマー化合物は、無機基体の表面特性を修飾するために有用である。この用途において、無機基体の表面に反応したポリマー化合物を結合させるために、ポリマー化合物を無機基体と反応させ、無機基体の表面組成を修飾する。表面処理された無機基体を調製するプロセスは、任意に酸または塩基の存在下で無機基体の表面とポリマー化合物を接触させることを含む。シリコンエステル部分は無機基体と反応して共有結合を形成し、反応したポリマー化合物の一端が無機基体と結合する。シリコンエステル部分の反応は典型的には水分の存在下で起こり、これはシリコンエステルの加水分解および１またはそれ以上のシラノール基の形成につながる。シラノール基は無機基体と反応性であり、構造式−Ｍ−Ｏ−Ｓｉ−（式中、Ｍは無機基体中の金属原子である）により表される結合を形成する。好適な金属原子としては、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、珪素、亜鉛、クロム、スズ、鉄、および鉛が挙げられるが、これらに限定されない。シラノール基は、表面または表面付近に金属原子を有する無機基体と反応するか、あるいは表面または表面付近に酸化物層を有する無機基体と反応すると考えられる。処理された無機基体は、任意に熱をかけて乾燥させるか、または乾燥を許容する。
【００２６】
別法として、ポリマー化合物を無機基体と接触させる前に予備加水分解する。このプロセスにおいて、ポリマー化合物を水分と接触させ、シリコンエステル部分の部分的または完全加水分解の後に、予備加水分解されたポリマー化合物を無機基体と接触させる。
【００２７】
ポリマー化合物と無機基体との反応が完了するまでに時間は、ポリマー化合物および水の濃度、無機基体の表面積、温度、および任意の水性相のｐＨをはじめとする多くの要素によって広範囲に変化する。典型的な時間は、数秒から数日である。珪素核磁気共鳴分光法および赤外分光法などの技術がポリマー化合物の無機基体との反応の程度をモニターするために適している。
【００２８】
ポリマー化合物と無機基体との反応により形成される表面処理された無機基体は、無機基体の表面と共有結合したポリマー化合物の残基を有する。ポリマー化合物の残基は、無機基体と結合を形成する少なくとも１個の反応したシラノール基を有し、また少なくとも１個のペンダント官能基も有する。表面処理された無機基体は、金属表面上の乾燥ポリマーコーティングなどの無機−有機界面を有する物質、および乾燥ペイントフィルム中の顔料、フィラー、およびエキステンダー粒子などの無機粒子を含むポリマーマトリックスの調製に有用である。本発明のポリマー化合物は、ガラス繊維をはじめとするガラスの処理にも有用であり、ポリマーなどの有機相とのさらに良好な接着を提供する。
【００２９】
好適な無機基体は、シラノール基と反応性である表面を有することを特徴とし、無機基体との共有結合の形成を許容する。好適な無機基体は、均一な組成を有する基体、およびコアを完全または不完全に封入するシェルを有するコア／シェル無機粒子；１またはそれ以上のコアを有するコア／シェル無機粒子；二極性無機粒子；および他の相の表面上に一相の複数ドメインを有する無機粒子などの２またはそれ以上の相を有する異種組成を有する基体を包含する。無機粒子、たとえば、二酸化チタン粒子は珪素、アルミナ、またはジルコニアの単一コーティングまたは複数コーティングを有する。たとえば、塗料における使用に適した二酸化チタン粒子は典型的にはシリカのコーティングおよびアルミナのコーティングを有する。好適な無機基体は、金属、金属酸化物、硫化物、塩、非金属、非金属硫化物、および非金属酸化物を含む表面を有する。無機基体の表面は、無機基体の本来の表面および共有結合の形成に適した表面を提供する表面処理された表面を含む。共有結合は、任意のコーティングまたは表面処理された無機基体の表面における原子と形成される。水の存在下で、無機基体の表面はヒドロキシル基を有する。
【００３０】
一例において、複合体は、ペンダント官能基を有する表面処理された無機基体を、相補的官能基を有する第二の物質と接触させることにより調製される。ペンダント官能基および相補性官能基の反応により、無機基体と第二の物質間に共有結合を有する複合体が提供される。共有結合はたとえば加熱の結果による相分離などの相分離に対して向上された耐性を有する界面を提供する。無機基体と有機基体間の共有結合はさらに、物質間の向上された接着を提供する。相補的官能基との反応に適したペンダント官能基としては、たとえば、アルコール、アミン、尿素、または酸無水物から選択される相補性官能基と反応性のイソシアネートまたはイソチオシアネート基；アセトアセトキシまたはアミンから選択される相補性官能基と反応性のアルデヒド基；アルデヒドまたはアミンから選択される相補性官能基と反応性のアセトアセトキシ基；アルコール、カルボン酸、酸無水物、アミン、またはメルカプタンから選択される相補性官能基と反応性のエポキシド、チオラン、またはアジリジン基；カルボン酸、アルコール、アミン、およびメルカプタンから選択される相補性官能基と反応性のカルボジイミド基；アミンおよびカルボン酸から選択される相補性官能基と反応性のハロアルカンまたはハロメチルフェニル基；エポキシド、アジリジン、チオラン、アセトアセトキシ基、イソシアネート、イソチオシアネート、およびカルボジイミドから選択される相補性官能基と反応性のアミンまたはチオール；ならびにエポキシド、アジリジン、チオラン、およびカルボジイミドから選択される相補性官能基と反応性のカルボン酸が挙げられる。
【００３１】
ペンダント官能基と適当な相補性官能基間の反応は、任意に触媒の存在下で行われる。たとえば、第三アミンおよびスズ塩は、ペンダント官能基としてのイソシアネート基および相補性官能基としてのアルコール間の反応に適した触媒である。公知分析技術、たとえば、赤外分光分析、核磁気共鳴分光分析、および紫外光−可視光分光分析がペンダント官能基と相補性官能基の反応の程度を測定するために適している。
【００３２】
一例において、複合体粒子を調製するために本発明のポリマー化合物が用いられる。複合体粒子は、複数の二次粒子により囲まれた１個の中心粒子を有する。この中心粒子は無機粒子であり、二次粒子はポリマー粒子である。この例において、ポリマー粒子が無機粒子の表面に共有結合した複合体粒子を調製するためにポリマー化合物が用いられる。ポリマー粒子はポリマー化合物から形成された結合により間接的に無機粒子と結合する。該結合は無機粒子との共有結合およびポリマー粒子との第二の共有結合を有する。これらの複合体粒子は、乾燥コーティングに増大したレベルの隠蔽力を提供するために塗料などの着色されたコーティング組成物において有用である。別法として、これらの複合体粒子の使用により、所望のレベルの隠蔽力を有するが、公知乾燥コーティングよりも必要な二酸化チタンの量が少ない乾燥コーティングの調製が可能になる。本発明のポリマー化合物を用いて調製される複合体粒子は、無機粒子、たとえば、顔料、フィラー、およびエキステンダーを提供するためにも有用であり、ポリマーマトリックス中の分散性およびポリマーマトリックスとの相溶性が向上される。
【００３３】
複合体粒子を調製するための無機粒子の適当な形状としては、球、扁球、扁長球、および不規則球のような球状形態；立方体、たとえば、立方体および菱形；平面プレート、凹プレート、および凸プレートをはじめとするプレート状形状；ならびに不規則な形状が挙げられる。コーティング組成物において、球状形態を有する無機粒子は、一般に１０ナノメートル（ｎｍ）から１０ミクロンの範囲、好ましくは１００ｎｍから２ミクロンの範囲、より好ましくは２００ｎｍから５００ｎｍの範囲の平均粒子直径を有する。非球状形態を有する無機粒子は、一般に１０ミクロン未満、好ましくは１ミクロン未満、より好ましくは５００ｎｍ未満の最大寸法を有する。
【００３４】
無機粒子の例としては、フィラー粒子、エキステンダー粒子、および顔料粒子が挙げられる。好適な無機粒子としては、酸化亜鉛粒子、酸化アンチモン粒子、酸化バリウム粒子、硫酸カルシウム粒子、酸化ジルコニア粒子、酸化アルミニウム粒子；酸化クロム粒子、酸化鉄粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化鉛粒子、硫化亜鉛粒子、リトポン、二酸化チタン、クレイ粒子、たとえば、カオリンおよび離層クレイ粒子；二酸化珪素粒子、たとえばシリカ；タルク粒子；およびマイカ粒子が挙げられる。好ましくは、無機粒子はルチルおよびアナターゼをはじめとする二酸化チタンであり、好ましくは無機粒子はルチル二酸化チタンである。
【００３５】
一例において、ポリマー化合物は、水に対してより高い親和性を有する無機粒子を提供するために無機粒子の表面を修飾するために有用な親水性ポリマー化合物である。親水性ポリマー化合物により修飾された表面を有する無機粒子は水性メディア中にさらに容易に分散される。たとえば、これらの無機粒子は、スラリーまたは顔料のレットダウンと呼ばれることが多い顔料の水性分散液を調製するために典型的に用いられるような高い剪断混合条件をかけなくても水中に分散できる。本発明の親水性ポリマー化合物で処理された無機粒子は低い剪断混合、たとえば手で撹拌することにより水性メディア中に分散できる。さらに、親水性ポリマーにより修飾された表面を有する無機粒子を含む水性分散液は水性メディアから析出する傾向が低く、従って安定性が向上され、貯蔵寿命が延長された水性顔料分散液を提供する。官能基として酸基または酸無水物基を有する親水性ポリマーで処理された無機粒子は、該酸基または酸無水物基の加水分解により形成される酸のｐＫａ付近またはそれ以上、好ましくは該ｐＫａ値よりも少なくとも１ｐＨ単位高いｐＨを有する水性メディア中に分散できる。酸基を有する親水性ポリマーで処理された無機粒子を分散するために適したｐＨ値は少なくとも４、好ましくは少なくとも６、より好ましくは少なくとも７のｐＨ値である。官能基としてアミンまたはアミド基を有する親水性ポリマー化合物で処理された無機粒子は、該アミンまたはアミドのｐＫｂ付近またはそれ以下、好ましくは該ｐＫｂ値よりも少なくとも１ｐＨ単位低いｐＨを有する水性メディア中に分散できる。アミンまたはアミド基を有する親水性ポリマーで処理された無機粒子を分散するために適したｐＨ値は、８以下、好ましくは７以下、より好ましくは６以下である。ヒドロキシル基を有する親水性ポリマー化合物で処理された無機粒子は、１〜１４の範囲のｐＨを有する水性メディア中に分散できる。
【００３６】
親水性ポリマーの例としては：
（ＣＨ３Ｏ）３Ｓｉ−Ｃ２Ｈ４−Ｓ−［ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）；ＤＰ＝７５］
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２（ＣＨ３）Ｓｉ−Ｃ３Ｈ６−Ｓ−［ポリ（アクリル酸）；ＤＰ＝５５］
（ＣＨ２）２（ＣＨ３）Ｓｉ−ＣＨ２−Ｓ−［ポリ（アクリルアミド）；ＤＰ＝９２］が挙げられる。前記例において、有機ポリマー成分の組成は、有機ポリマー成分中の重合単位として含まれるモノマーを表す「ポリ（モノマーの名前）」なる用語により表される。「ＤＰ］なる用語は、有機ポリマー成分の重合度を表す。親水性ポリマー化合物の有機ポリマー成分は任意にコポリマーである。
【００３７】
親水性ポリマー化合物は、水中への処理されたガラス繊維の分散性をより良好にするためのガラス繊維のサイジング剤としても適している。
【００３８】
下記の実施例は、本発明の組成物および方法を説明する。これらの実施例は当業者らが本発明を理解する助けになるが；本発明はこれにより限定されるものではない。
【００３９】
実施例１  ポリマー化合物の調製
実施例１．１  ペンダントアルデヒドおよびアルコール官能基を含むポリマー化合物
まず７５．０ｇの酢酸ブチルを、還流凝縮器、マグネティックスターラー、熱電対、および窒素導入管を備えた２５０ｍｌの丸底フラスコに添加することによりポリマー化合物を調製した。フラスコの内容物を窒素でスイープし、８８℃に加熱した。次に、２．５ｇの酢酸ブチル中０．０５ｇのＶａｚｏ６７開始剤（ＶａｚｏはＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥの登録商標である）をフラスコに添加した。２５ｇの酢酸ブチル、１２．５ｇのメチルメタクリレート（ＭＭＡ）、１２．５ｇのヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、および０．７７ｇの３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）を含むモノマー混合物をフラスコに３０分間かけて滴下した。フラスコの内容物を１５分間静置し、次に温度を９５℃に上昇させ、９５℃で４０分間維持した。次に、フラスコの内容物を室温に冷却し、５５．５ｇの無水ジメチルスルホキシドを添加し、続いて５ｇのジメチルスルホキシド中に溶解させた４．８５ｇのジイソプロピルカルボジイミドおよび１．１１ｇのピリジン−塩酸を添加した。フラスコの内容物を７２時間撹拌した。白色沈殿が形成され、濾過により除去した。残りの混合物は実施例１．１のポリマー化合物を固形分９．８重量％で含有していた。実施例１．１はトリメトキシシラン部分を含むセミテレケリック基ならびにペンダントアルデヒド基およびアルコール基を有する有機ポリマー成分を有するポリマー化合物であった。実施例１．１の平均的組成物は、反応単位として：
ＭＭＡ２４．５ＨＥＭＡ１９．４ＨＥＡＭＡ６．１ＭＰＴＭＳ１
（ここに、ＨＥＡＭＡはメタクリル酸の２−ヒドロキシエタナールエステルを表し、下付き文字は各反応物質のモル量を表す）を含むポリマー化合物であった。反応したＭＰＴＭＳはセミテレケリック基であった。
【００４０】
実施例１．２  ペンダントアセトアセトキシ官能基およびペンダントヒドロキシル官能基を含むポリマー化合物
まず１４０ｇの無水エタノールを、還流凝縮器、マグネティックスターラー、熱電対、および窒素導入管を備えた５００ｍｌの丸底フラスコに添加することにより実施例１．２のポリマー化合物を調製した。フラスコの内容物を窒素でスイープし、７６℃に加熱した。次に、３ｇの無水エタノール中０．２２５ｇのＶａｚｏ６７開始剤を含む溶液をフラスコに添加した。１０ｇのアセトアセトキシエチルメタクリレート（ＡＡＥＭ）、８０ｇのヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、および９ｇの（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）を含むモノマー混合物を滴下漏斗からフラスコに３０分間かけて滴下した。発熱により温度が８０℃に上昇した。滴下漏斗を５ｇの無水エタノールリンスし、これをその後フラスコに添加した。反応混合物を７５〜８０℃の温度に維持し、１時間撹拌した。次に、フラスコの内容物を室温に冷却した。フラスコは実施例１．２のポリマー化合物を４０重量％の固形分で含んでいた。実施例１．２の平均的組成物は、反応単位として：
ＡＡＥＭ１ＨＥＡ１５ＭＰＴＭＳ１
を含むポリマー化合物であった。反応したＭＰＴＭＳはセミテレケリック基であった。
【００４１】
実施例１．３  ペンダントアセトアセトキシ官能基、ペンダントカルボン酸官能基、およびペンダントヒドロキシル官能基を含むポリマー化合物
モノマー混合物が１０ｇのアセトアセトキシエチルメタクリレート（ＡＡＥＭ）、７０ｇのヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、１０ｇのメタクリル酸（ＭＡＡ）、および９ｇの（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）を含む以外は実施例１．２の手順に従って実施例１．３のポリマー化合物を調製した。実施例１．３の平均的組成物は、反応単位として：
ＡＡＥＭ１ＨＥＡ１３．１ＭＡＡ２．５ＭＰＴＭＳ１
を含むポリマー化合物であった。反応したＭＰＴＭＳはセミテレケリック基であった。
【００４２】
実施例１．４  ペンダントアセトアセトキシ官能基、ペンダントリン酸官能基、およびペンダントヒドロキシル官能基を含むポリマー化合物
モノマー混合物が１０ｇのアセトアセトキシエチルメタクリレート（ＡＡＥＭ）、７０ｇのヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、１２ｇの２−ホスホエチルメタクリレート（ＰＥＭ）、２ｇのメタクリル酸（ＭＡＡ）、および９ｇの（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）を含む以外は実施例１．２の手順に従って実施例１．４のポリマー化合物を調製した。実施例１．４の平均的組成物は、反応単位として：
ＡＡＥＭ１ＨＥＡ１３．１ＭＡＡ０．５ＭＰＴＭＳ１
を含むポリマー化合物であった。反応したＭＰＴＭＳはセミテレケリック基であった。
【００４３】
実施例１．５  ペンダントアセトアセトキシ官能基およびペンダントヒドロキシル官能基を含むポリマー化合物
モノマー混合物が２０ｇのアセトアセトキシエチルメタクリレート（ＡＡＥＭ）、４ｇのヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、６６ｇのポリ（エチレングリコール）メタクリレート（分子量＝３６０）（ＰＥＧＭＡ）および９ｇの（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）を含む以外は実施例１．２の手順に従って実施例１．５のポリマー化合物を調製した。実施例１．５の平均的組成物は、反応単位として：
ＡＡＥＭ２ＨＥＡ０．７ＰＥＧＭＡ４ＭＰＴＭＳ１
を含むポリマー化合物であった。反応したＭＰＴＭＳはセミテレケリック基であった。
【００４４】
実施例２  ポリマー化合物で処理された二酸化チタンの調製
実施例２．１  実施例１．１のポリマー化合物で処理された二酸化チタンを含む水性分散液
結合したアルデヒド官能基を有する表面処理された二酸化チタン粒子を調製した。
９５ｇのエタノールおよび５ｇの水の混合物をグラインドポット中に入れた。グラインドポットを次にディスクブレードを備えたＰｒｅｍｉｅｒ  Ｍｉｌｌ  ｄｉｓｐｅｒｓａｔｏｒ上に設置した。該グラインドポットに、４００ｇのＴｉＰｕｒｅ  Ｒ−７０６二酸化チタン（ＴｉＰｕｒｅはＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥの登録商標である）を混合しながら添加した。混合物を２０００ｒｐｍで２０分間粉砕して、二酸化チタン粒子を分散させた。次に、８０ｇの実施例１．１のポリマー化合物溶液を添加し、続いて３滴の塩酸を添加した。混合物をさらに５分間粉砕した。穏やかに撹拌しながらミル速度をさげ、混合物を２５分間撹拌した。混合物をプラスチックバケツに移し、エタノールおよび水を室温で蒸発させて、実施例１．１のポリマーの残基で処理された表面を有する二酸化チタン粒子を得た。表面処理された二酸化チタンをアルデヒド基で官能化した。
【００４５】
まず、１０４．６ｇの水、６．１４ｇのＴａｍｏｌ７３１分散剤（ＴａｍｏｌｈａＲｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡの登録商標である）、６．９４ｆのＣｏｌｌｏｉｄ６４３分散剤（ＣｏｌｌｏｉｄはＡｌｌｉｅｄ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  Ｌｉｍｉｔｅｄ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である）、および１．１４ｇの水酸化ナトリウム（５０重量％溶液）をグラインドポットに添加することにより、実施例２．１の表面処理された二酸化チタン粒子を含む水性分散液を調製した。グラインドポットの内容物を、ディスクブレードを備えたＰｒｅｍｉｅｒ  Ｍｉｌｌ  ｄｉｓｐｅｒｓａｔｏｒを用いて混合し、続いて３８４ｇの実施例２．１の表面処理された二酸化チタン粒子を添加した。混合物を２０００ｒｐｍで２０分間粉砕して、実施例２．１の表面処理された二酸化チタン粒子を含む水性分散液を得た。
【００４６】
実施例２．２  実施例１．２のポリマー化合物で処理された二酸化チタンを含む水性分散液
結合したアセトアセトキシ官能基および結合したヒドロキシル官能基を有する表面処理された二酸化チタン粒子を調製した。
２００ｇのエタノールおよび１０ｇの脱イオン水の混合物をグラインドポット中に入れた。グラインドポットを次にディスクブレードを備えたｄｉｓｐｅｒｓａｔｏｒ上に設置した。該グラインドポットに、４００ｇのＴｉＰｕｒｅ  Ｒ−７０６二酸化チタンを混合しながら添加した。混合物を２０分間粉砕して、二酸化チタン粒子を分散させた。次に、３ｇの水酸化アンモニウムを添加し、続いて５０ｇの実施例１．２のポリマー化合物を添加した。混合物をさらに３０分間粉砕した。混合物を３日間室温で乾燥させ、その後１時間７０℃で乾燥して、残存するエタノールまたは水を除去した。結果としてえら得る粉末を機械的に粉砕し、篩い分けして微細粉末を得た。４０７ｇの微粉末を１０６ｇの脱イオン水中にｄｉｓｐｅｒｓａｔｏｒを用いて分散させることにより水性分散液を調製した。実施例２．２の水性分散液は７９．３重量％固形分で表面処理された二酸化チタンを含んでいた。
【００４７】
実施例３  複合体粒子の調製
実施例３．１  アルデヒド官能性二酸化チタン粒子とアセトアセトキシ官能性ポリマー粒子との反応から調製される複合体粒子
アセトアセトキシ官能性ポリマー粒子と、アルデヒド官能基を有する実施例２．１の表面処理された二酸化チタン粒子の反応により複合体粒子を調製した。実施例２．１の表面処理された二酸化チタン粒子を含有する４６．８３ｇの水性分散液を、５１．４４ｇのＲｈｏｓｈｉｅｌｄ３１８８ポリマー分散液（ＲｈｏｓｉｅｌｄはＲｏｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である）に、混合しながら滴下することにより複合体粒子を調製した。Ｒｈｏｓｈｉｅｌｄ３１８８ポリマーは４０重量％の固形分を有し、１２０ｎｍの平均粒子直径を有するアセトアセトキシ官能性ポリマー粒子分散液である。結果として得られる混合物を少なくとも１２時間ローラー上においた。実施例３．１の複合体粒子分散液は５６．６重量％の固形分を有していた。複合体粒子は６３重量％の二酸化チタン粒子および３７重量％のポリマー粒子を含んでいた。
【００４８】
実施例３．２  アセトアセトキシ官能性二酸化チタン粒子およびアルデヒド官能性ポリマー粒子の反応から調製される複合体粒子
アルデヒド官能性ポリマー粒子および実施例２．１の表面処理された二酸化チタン粒子の反応により複合体粒子を調製し、これはアセトアセトキシ官能基を有していた。
【００４９】
アルデヒド含有モノマーの調製
７．９ｇの４−ヒドロキシベンズアルデヒド、１０ｇの２−イソシアネートエチルメタクリレート、１７．８ｇの１，４−ジオキサン、および１滴のジブチルスズジラウレートを窒素雰囲気を有するフラスコに添加することにより反応混合物を調製した。窒素雰囲気を維持しながらフラスコの内容物を２日間混合した。結果として得られる溶液は次の構造式を有する５０重量％のアルデヒド含有モノマー（ＡＣＭ）を含んでいた：
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）Ｃ（Ｏ）−Ｃ２Ｈ２−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｃ６Ｈ４Ｃ（Ｏ）Ｈ
（ここにおいて、アルデヒド基はアリール基の４−位にある）。
【００５０】
アルデヒド官能性ポリマー粒子の調製
１１９．３ｇの脱イオン水および２．４ｇの界面活性剤Ａ（ラウリル−（エチレンオキシド）４硫酸ナトリウム）を窒素雰囲気を有する反応フラスコに添加することによりアルデヒド官能性ポリマー粒子を含む水性分散液を調製した。フラスコの中身を８５℃に加熱した。次に、１．５ｇの脱イオン水、０．１２ｇの界面活性剤−Ａ、２．７ｇのブチルアクリレート、および２．７ｇのメチルメタクリレートの混合物を添加し、続いて２．５ｇの脱イオン水に溶解させた０．３ｇの過硫酸ナトリウムの混合物を添加した。フラスコの中身を１０分間撹拌した。３２．３ｇのブチルアクリレート（ＢＡ）、３２．７ｇのメチルメタクリレート（ＭＭＡ）、１ｇのアクリル酸、および６．１２ｇのアルデヒド含有モノマー（ＡＣＭ）を含むモノマーエマルジョンを１５分かけてフラスコに添加した。フラスコの中身を８５℃の温度に１５分間維持した。次に、０．１ｇの過硫酸ナトリウムの１ｇの水中溶液を添加した。フラスコの中身を５０℃の温度に冷却し、続いて２ｇの水酸化アンモニウムを添加した。フラスコの中身を室温に冷却した。結果として得られる水性分散液は、１００ｎｍの平均粒子直径を有し、３５．８重量％の固形分を有するポリマー粒子を含んでいた。ポリマー粒子の平均的組成物は、反応したモノマーの重量に基づいて、４５．３ＢＡ／４５．３ＭＭＡ／７．９ＡＣＭ／１．３ＡＡであった。
【００５１】
アルデヒド官能性ポリマー粒子および実施例２．２の表面処理された二酸化チタン粒子の反応により複合体粒子を調製し、これはアルデヒド官能基を有していた。