JP2010516877A - ナノウレア分散体 - Google Patents
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Abstract
Description
H−Y’−X−Y−R (I)
〔式中、
Rは、1〜12個の炭素原子を有する1価炭化水素基、好適には1〜4個の炭素原子を有する未置換アルキル基を表し、
Xは、少なくとも40%、好適には少なくとも65%の量のエチレンオキシド単位に構成され、エチレンオキシド単位に加えてプロピレンオキシド、ブチレンオキシドまたはスチレンオキシドから構成されていてよい(後述の単位は好適にはプロピレンオキシド単位である)、5〜90個、好適には20〜70個の鎖構成要素(Kettengliedern)を有するポリアルキレンオキシドを表し、
Y’/Yは、酸素または−NR’−を表し、R’は定義におけるRまたは水素に相当する。〕
で示される好適な化合物である。
〔Bayhydur(登録商標) VP LS 2336 (Bayer MaterialScience AG、レーフェルクーゼン、独国)〕
ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとする親水性化ポリイソシアネート、溶媒非含有、粘度約6800mPa・s、イソシアネート含量約16.2%、Bayer MaterialScience AG、レーフェルクーゼン、独国。
〔Impranil(登録商標) DLN (Bayer MaterialScience AG、レーフェルクーゼン、独国)〕
約40%の固形分を有する、アニオン的に親水性化され、交差分枝していない(nicht querverzweigte)、水中における脂肪族ポリエステルポリウレタン分散体、Bayer MaterialScience AG、レーフェルクーゼン、独国。
〔Bayhydur(登録商標) VP LS 2240 (Bayer MaterialScience AG、レーフェルクーゼン、独国)〕
ブロックトイソシアネート基を含有する非イオン的に親水性化された水性ポリイソシアネート分散体、水/MPA/キシレン(56:4.5:4.5)中において固形分約35%
。
〔Isofoam(登録商標) 16(Petrofer−Chemie、ヒルデスハイム、DE)〕
消泡剤。
他の化学薬品は、Sigma−Aldrich GmbH、タウフキルヒェン、独国から市販されている精製化学薬品により得た。
脱イオン水4952g中のトリエチルアミン20.72gの溶液を30℃で強撹拌により820.20gのBayhydur(登録商標)VP LS 2336と混合し、次いで0.32gのIsofoam(登録商標)16と混合し、撹拌を継続した。3時間、6時間および9時間後、さらなる820.20gのBayhydur(登録商標)VP LS 2336を、各時間添加し、次いで、いずれの場合にも0.32gのIsofoam(登録商標)16を添加し、その後、撹拌を30℃で4時間継続した。撹拌を3時間、200mbarの減圧下および30℃で継続した後、得られる分散体を分配した。
粒度(LCS):83nm
粘度(粘度計、23℃):<50mPa・s
pH(23℃):8.33
アニオン的に親水性化された、交差分枝していない脂肪族ポリエステルポリウレタン分散体からの非水性分散体の調製(分散媒:1,4−ブタンジオール)
上部に設置された蒸留装置を有する撹拌装置に、室温で500gの1,4−ブタンジオールを投入する。125gのImpranil(商標登録) DLN分散体を30分にわたって撹拌しながら液滴状に添加する。撹拌を室温で5時間継続する。次いで、該系を約100mbarおよび75℃で真空にし、水を、上部に設置された蒸留装置によって約3時間にわたって除去する。該手順の過程において、圧力を1mbarにさらに低下する。ゲル状の不均一な混合物を得る。
非イオン的に親水性化された、交差分枝していない脂肪族ポリエステルポリウレタン分散体からの非水性分散体の調製(分散媒:1,4−ブタンジオール)
上部に設置された蒸留装置を有する撹拌装置に、室温で500gの1,4−ブタンジオールを投入する。40分にわたって、125gのBayhydur(商標登録) VP LS 2240分散体を撹拌しながら分散体に液滴状に添加する。次いで、該系を約100mbarおよび75℃で真空にし、水を上部に設置された蒸留装置によって約3時間にわたって除去する。該手順の過程において、圧力を1mbarにさらに低下する。撹拌モーターを停止した際、容器の底に定着する塊が生じる。安定性分散体は形成されない。
ナノウレア分散体の乾燥、およびそれに続く分散によって実施例1に由来するナノウレア水性分散体から非水性分散体の調製(分散媒:1,4−ブタンジオール、10重量%ナノ粒子)
撹拌装置に、実施例1)に由来する1kgの分散体を室温で投入し、該真空装置を撹拌しながら約50mbarに真空にした。加熱槽の温度を、水がもはや蒸留されなくなるまで100℃に徐々に上昇する。撹拌を、約10mbarでおよび同一温度で約3時間以上継続する。
得られる白色固体50gを取り出し、さらなる撹拌装置中において強撹拌で450gの1,4−ブタンジオールに添加する。室温で2時間撹拌し、次いで120℃に昇温した後でさえ(3時間)均一な混合にならない。冷却し、および撹拌モーターを停止した後、白色固体が定着する。
凍結乾燥によるナノウレア分散体の乾燥、およびそれに続く分散によって実施例1に由来するナノウレア水性分散体からの非水性分散体の調製(分散媒:1,4−ブタンジオール、10重量%ナノ粒子)
実施例4に記載の手順を繰り返したが、実施例1に由来する分散体を2リットル丸底フラスコ中の凍結乾燥装置に取り付けられた冷凍槽中において凍結した。
得られる白色固体50gを取り出し、さらなる撹拌装置中において強撹拌で450gの1,4−ブタンジオールに添加する。室温で2時間撹拌し、次いで120℃に昇温した後でさえ(3時間)均一な混合にならない。冷却し、および撹拌モーターの電源を停止した後、白色固体が定着する。
実施例1に由来するナノウレア水性分散体からの非水性分散体の調製(分散媒:1,4−ブタンジオール、9重量%ナノ粒子)
実施例2)に記載の手順を繰り返したが、実施例1に由来する128gの分散体をImpranil(登録商標) DLNの代わりに添加する。
粒度(LCS):136nm
粘度(粘度計、23℃):137mPa・s
含水量(Karl−Fischer):0.076%
実施例1に由来するナノウレア水性分散体からの非水性分散体の調製(分散媒:1,4−ブタンジオール、20重量%ナノ粒子)
実施例2)に記載の手順を繰り返したが、実施例1に由来する320gの分散体をImpranil(登録商標) DLNの代わりに添加する。
粒度(LCS):112nm
粘度(粘度計、23℃):310mPa・s
含水量(Karl−Fischer):0.046%
実施例1に由来するナノウレア水性分散体からの非水性分散体の調製(分散媒:1,4−ブタンジオール、29重量%ナノ粒子)
実施例2)に記載の手順を繰り返したが、実施例1に由来する409gの分散体をImpranil(登録商標) DLNの代わりに添加する。
粒度(LCS):136nm
粘度(粘度計、23℃):741mPa・s
含水量(Karl−Fischer):0.065%
上部に設置された蒸留装置を有する撹拌装置に、アジピン酸、エチレングリコールおよび1,4−ブタンジオールをベースとする1000gのポリエステルジオール(OH価55mgKOH、酸価最大1mgKOH)を40℃で投入する。40分間にわたって、実施例1に由来する256gの分散体を撹拌しながら液滴状に添加する。次いで、該系を約100mbarおよび80℃で真空にし、水を上部に設置された蒸留装置によって約3時間にわたって除去する。該手順の過程において、圧力を1mbarにさらに低下する。
この結果、室温に冷却すると固化する白色の非水性分散体が得られる。該分散体は、温度上昇により再び液化させることができる。
含水量(Karl−Fischer):0.04%
実施例1に由来するナノウレア水性分散体からの非水性分散体の調製(分散媒:ポリエステルポリオール、9重量%ナノ粒子)
上部に設置された蒸留装置を有する撹拌装置に、グリセロール、ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドをベースとする900gのポリエーテルポリオール(OH価:35、平均官能価:3)を室温で投入する。70分間にわたって、実施例1に由来する230gの分散体を撹拌しながら液滴状に添加する。撹拌を室温で5時間継続する。次いで、該系を約100mbarに真空にし、水を約3時間にわたって蒸留装置によって蒸留する。その後、約1mbarに減圧し、脱水をさらに5時間、約50℃の反応器温度で実施する。
粘度(Haake回転式粘度計、23℃):2100mPa・s
粒度(レーザー相関分光法、LCS):647nm
含水量(Karl−Fischer):0.02%
実施例1)に由来するナノウレア水性分散体からの非水性分散体の調製(分散媒:イソホロンジアミン、10重量%ナノ粒子)
実施例6)に記載の手順を繰り返すが、500gのブタンジオールの代わりに500gのイソホロンジアミンを添加する。
得られた白色の非水性分散体は以下の特性を有した:
粒度(LCS):91nm
粘度(粘度計、23℃):<50mPa・s
含水量(Karl−Fischer):0.02%
実施例1)に由来するナノウレア水性分散体からの非水性分散体の調製(分散媒:ヒドロキノンビス(2−ヒドロキシエチルエーテル)、9重量%ナノ粒子)
上部に設置された蒸留装置を有する撹拌装置に、100℃で300gのヒドロキノンビス(2−ヒドロキシエチルエーテル)を投入する。40分にわたって、77gの実施例1に由来する分散体を撹拌しながら液滴状に添加する。次いで、該系を約50mbarおよび100℃で真空にし、水を約3時間にわたって蒸留装置によって蒸留する。該手順の過程において、温度を160℃に徐々に上昇させた。
この結果、室温に冷却すると固化する非水性分散体を得る。該分散体は温度上昇によって再び液化させることができる。
含水量(Karl−Fischer):0.04%
実施例1)に由来するナノウレア水性分散体からの非水性分散体の調製(分散媒:2−ブトキシエタノール、9重量%ナノ粒子)
上部に設置された蒸留装置を有する撹拌装置に、25℃で900gの2−ブトキシエタノールを投入する。40分にわたって、256gの実施例1に由来する分散体を撹拌しながら液滴状に添加する。次いで、該系を約30mbar、80℃で真空にし、水を約15時間にわたって蒸留装置によって蒸留する。
得られた白色の非水性分散体は以下の特性を有した:
粒度(LCS):93nm
粘度(粘度計、23℃):<100mPa・s
含水量(Karl−Fischer):0.032%
Claims (12)
- 架橋ナノウレア粒子a)およびイソシアネート基に対して反応性である少なくとも1つの基を有する少なくとも1つの分散媒B)を含んでなり、水画分が分散体A)を基準として0重量%〜5重量%である、ナノウレア分散体A)。
- ナノウレア粒子a)は、水性媒体中において親水性化ポリイソシアネートi)を反応させて、ナノウレア水性分散体A’)を形成することによって得られることを特徴とする、請求項1に記載のナノウレア分散体A)。
- 親水性化ポリイソシアネートi)の少なくとも1つのポリイソシアネートは、非イオン的に親水性化する構造単位を含有することを特徴とする、請求項2に記載のナノウレア分散体A)。
- 親水性化ポリイソシアネートi)は、1分子あたり平均5〜70個のオキシエチレン基を含有する非イオン的親水性化ポリイソシアネートi)であることを特徴とする、請求項2に記載のナノウレア分散体A)。
- 分散媒B)は、ジアミン、ポリアミン、ジオール、ポリオールまたはアルコール基および第1級アミノ基および/または第2級アミノ基だけでなくイソシアネート基に対して反応性である基を含有する化合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1に記載のナノウレア分散体A)。
- 分散媒B)は、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオールまたはポリエーテルポリオールであることを特徴とする、請求項1に記載のナノウレア分散体A)。
- 第1工程において、架橋ナノウレア粒子a)を含むナノウレア水性分散体A’)を、イソシアネート基に対して反応性である少なくとも1つの基を有する少なくとも1つの分散媒B)と混合し、次いで第2工程において、水を混合操作と同時または混合を完了した後に除去することを特徴とする、請求項1に記載のナノウレア分散体A)の製造方法。
- 水を、減圧および/または昇温による蒸留によって除去することを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 混合物を、水を除去する間に混合し続けることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 分散媒B)を撹拌装置中に投入し、激しく撹拌しながら、ナノウレア水性分散体A’)を液滴状に添加し(計量時間は1分〜10時間である)、次いで系を1時間〜10時間撹拌し、次いで水を蒸留により分散体から除去し、該分散体を減圧により乾燥させることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 添加剤、バインダーまたは助剤もしくはアジュバントを製造するための、請求項1に記載のナノウレア分散体A)の使用。
- 請求項1に記載のナノウレア分散体A)を含んでなる、添加剤、バインダーまたは助剤もしくはアジュバント。
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