JP2022541531A - 水性ポリウレタン分散液中でのポリオールエーテルとカチオン性高分子電解質との組み合わされた使用 - Google Patents
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Abstract
Description
MaDbTc 式2
[式中、
M=[C3H5(OR2)2O1/2]であり、
D=[C3H5(OR2)1O2/2]であり、
T=[C3H5O3/2]であり、
a=1~10、好ましくは2~3、特に好ましくは2であり、
b=0~10、好ましくは0より大きく5まで、特に好ましくは1~4であり、
c=0~3、好ましくは0であり、
R2ラジカルは、独立して、2~38個の炭素原子、好ましくは6~20個、より好ましくは8~18個の炭素原子を有する同じもしくは異なる一価の脂肪族飽和もしくは不飽和炭化水素ラジカル、またはHであるが、R2ラジカルのうちの少なくとも1つは置換基、特にヒドロキシル基も有していてもよい炭化水素ラジカルであることを条件とする]。
MxDyTz 式3
[式中、
y=0~10、好ましくは0より大きく5まで、特に好ましくは1~4であり、
z=0~3、好ましくは0より大きく2まで、特に好ましくは0であるが、
少なくとも1つのR2ラジカルは水素ではない上で定義されているR2であることを条件とする]。
k=1~10、好ましくは2~3、特に好ましくは2であり、
m=0~10、好ましくは0より大きく5まで、特に好ましくは1~3あるが、
R2ラジカルのうちの少なくとも1つは水素ではない上で定義されているR2であり、かつk+mの合計がゼロより大きく、添え字kおよびmを有するフラグメントが統計的に分布していることを条件とする]。
a)少なくとも1種の水性ポリマー分散液と、本発明による少なくとも1種のポリオールエーテルと、本発明による少なくとも1種のカチオン性高分子電解質と、任意選択的な追加の添加剤とを含有する混合物を準備する工程、
b)混合物を発泡させて、均一な微細なセルの発泡体を得る工程、
c)任意選択的に、少なくとも1種の増粘剤を添加して湿った状態の発泡体の粘度を調整する工程、
d)発泡したポリマー分散液のコーティングを適切な支持材に塗布する工程、
e)コーティングを乾燥/硬化する工程、
を含む方法によって製造することができる。
物質:
SYNTEGRA(登録商標)YS 3000:DOWのMDI(メチルジフェニルジイソシアネート)ベースのポリウレタン分散液。これを製造するためのプロセスの結果として、製品は、アニオン性補助界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(CAS:25155-30-0)を1~3重量%含有する。
Lupasol(登録商標)4570:BASFの中程度の分子量のビニルアミン-ビニルホルムアミドコポリマー(モル比70:30)。水中で31重量%。
Lupasol(登録商標)FG 1904:BASFの分岐構造を有する多官能性カチオン性ポリエチレンイミン。
ORTEGOL(登録商標)PV 301:Evonik Nutrition & Care GmbHのポリウレタンベースの会合性増粘剤。
全ての粘度測定は、LV-4スピンドルを備えたブルックフィールド粘度計LVTDモデルを使用して、12rpmの一定の回転速度で行った。粘度測定のために、サンプルを100mlのジャーの中に移し、その中に測定スピンドルを浸した。常に一定の粘度計測定値の表示を待った。
界面活性剤は、以下の通りに製造したポリグリセロールヒドロキシステアリルエーテルを使用してブレンドした:市販のポリグリセロール-3(Spiga Nord、ヒドロキシル価1124mg KOH/g、52.5g、0.219モル、1.0当量)とナトリウムメトキシド(1.96gの25%メタノール溶液、0.009モル、0.04当量)との混合物を撹拌しながら180℃まで加熱し、2時間以内に15ミリバールでN2を導入し、メタノールを留去した。180℃に到達した後、真空を破り、次いで80℃に加熱された1,2-エポキシオクタデカン(CAS RN 7390-81-0、85%、97.0g、0.361モル、1.65当量)を1時間かけてゆっくりと滴下した。0.16%のエポキシ酸素含有量が達成されるまで、混合物を180℃でさらに4時間撹拌した。続いて、混合物を90℃まで冷却し、相を分離した。これにより、5.6gの未変換ポリグリセロール(下相)および113gのポリグリセリルヒドロキシアルキルエーテル(上相、融点=71.5℃、ヒドロキシル価=387mg KOH/g、酸価=0.4mg KOH/g、エポキシ酸素含有量=0.06%)を得た。
本発明による添加剤の組み合わせの有効性を試験するために、一連の発泡実験を行った。この目的のために、DOWのSYNTEGRA(登録商標)YS 3000ポリウレタン分散液を使用した。これは、アニオン性補助界面活性剤として1重量%~3重量%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(CAS:25155-30-0)を含む。使用した発泡体安定剤は、実施例1に記載の界面活性剤ブレンドであった。使用したカチオン性高分子電解質は、2つの物質Lupasol(登録商標)FG 1904およびLupasol(登録商標)4570であった。表1に、それぞれの実験の組成の概要が示されている。実験#1~#3では、ポリオールエーテル界面活性剤のみ、またはカチオン性高分子電解質のみを添加剤として使用した。これらの実験は、個々の成分の効果を示すための比較実験として機能した。対照的に、実験#4および#5では、ポリオールエーテル界面活性剤とカチオン性高分子電解質との本発明の組み合わせを使用して、これらの添加剤の組み合わせの改善された効果を実証した。
Claims (18)
- 水性ポリマー分散液中での、好ましくは水性ポリウレタン分散液中での、特に好ましくは補助界面活性剤、特にアニオン性補助界面活性剤を含む水性ポリウレタン分散液中での、添加剤としての、好ましくは発泡体添加剤としての、ポリオールエーテルとカチオン性高分子電解質との組み合わされた使用。
- 前記ポリオールエーテルが、ポリオールと、少なくとも1種のハロゲン化アルキルもしくはハロゲン化アルキレン、好ましくは塩化アルキルとの、少なくとも1種の一級もしくは二級アルコールとの、少なくとも1種のアルキル-もしくはアルケニルオキシラン、-チイラン、もしくは-アジリジン、好ましくはアルキルエポキシドとの、または少なくとも1種のアルキルもしくはアルケニルグリシジルエーテルとの反応によって得られる、あるいは一級もしくは二級アルコールと、グリシドール、エピクロロヒドリン、および/もしくはグリセロールカーボネートとの反応によって得られることを特徴とする、請求項1記載の使用。
- 前記ポリオールがC3~C8ポリオールおよびそれらのオリゴマーの群から選択され、
好ましいポリオールが、プロパン-1,3-ジオール、グリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ソルビタン、ソルビトール、イソソルビド、エリスリトール、トレイトール、ペンタエリスリトール、アラビトール、キシリトール、リビトール、フシトール、マンニトール、ガラクチトール、イジトール、イノシトール、ボレミトール、およびグルコース、特にグリセロールであり、
好ましいポリオールオリゴマーが、1~20個、好ましくは2~10個、より好ましくは2.5~8個の繰り返し単位を有するC3~C8ポリオールのオリゴマーであり、ここで特に好ましいものが、ジグリセロール、トリグリセロール、テトラグリセロール、ペンタグリセロール、ジエリスリトール、トリエリスリトール、テトラエリスリトール、ジ(トリメチロールプロパン)、トリ(トリメチロールプロパン)、ならびに二糖およびオリゴ糖、特にソルビタンならびにオリゴおよび/またはポリグリセロールであることを特徴とする、請求項2記載の使用。 - 前記ハロゲン化アルキルが、一般式R-X[式中、Xはハロゲン原子、好ましくは塩素原子であり、Rは、4~40個の炭素原子、好ましくは8~22個、より好ましくは10~18個の炭素原子を有する直鎖または分岐の飽和または不飽和炭化水素ラジカルである]に従い、
好ましいハロゲン化アルキルが、1-クロロヘキサデカン、1-クロロオクタデカン、2-クロロヘキサデカン、2-クロロオクタデカン、1-ブロモヘキサデカン、1-ブロモオクタデカン、2-ブロモヘキサデカン、2-ブロモオクタデカン、1-ヨードヘキサデカン、1-ヨードオクタデカン、2-ヨードヘキサデカン、および/または2-ヨードオクタデカンから選択され、少なくとも2種の塩化アルキルの混合物が特に好ましいことを特徴とする、請求項2または3記載の使用。 - 前記アルキルグリシジルエーテルが、4~40個の炭素原子、好ましくは8~22個、より好ましくは10~18個の炭素原子を有する直鎖または分岐の飽和または不飽和アルキルアルコールのグリシジルエーテルの群から選択され、
好ましいアルキルグリシジルエーテルが、オクチルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、テトラデシルグリシジルエーテル、ヘキサデシルグリシジルエーテル、オクタデシルグリシジルエーテル、エイコシルグリシジルエーテル、ドコシルグリシジルエーテル、およびこれらの混合物から選択され、
ヘキサデシルグリシジルエーテルおよびオクタデシルグリシジルエーテルおよびこれらの2つの物質の混合物が極めて特に好ましいことを特徴とする、請求項2または3記載の使用。 - 使用される前記ポリオールエーテルが、ソルビタンエーテルおよび/またはポリグリセロールエーテル、好ましくはポリグリセロールエーテル、好ましくは下記一般式2:
MaDbTc 式2
[式中、
M=[C3H5(OR2)2O1/2]であり、
D=[C3H5(OR2)1O2/2]であり、
T=[C3H5O3/2]であり、
a=1~10、好ましくは2~3、特に好ましくは2であり、
b=0~10、好ましくは0より大きく5まで、特に好ましくは1~4であり、
c=0~3、好ましくは0であり、
R2ラジカルは、独立して、2~38個の炭素原子、好ましくは6~20個、より好ましくは8~18個の炭素原子を有する同じもしくは異なる一価の脂肪族飽和もしくは不飽和炭化水素ラジカル、またはHであるが、R2ラジカルのうちの少なくとも1つは炭化水素ラジカルであることを条件とする]に従う
かつ/または一般式3:
MxDyTz 式3
[式中、
y=0~10、好ましくは0より大きく5まで、特に好ましくは1~4であり、
z=0~3、好ましくは0より大きく2まで、特に好ましくは0であるが、
少なくとも1つのR2ラジカルは水素ではない上で定義されているR2であることを条件とする]に従う
かつ/または一般式4:
k=1~10、好ましくは2~3、特に好ましくは2であり、
m=0~10、好ましくは0より大きく5まで、特に好ましくは1~3あるが、
R2ラジカルのうちの少なくとも1つは水素ではない上で定義されているR2であり、かつk+mの合計がゼロより大きく、添え字kおよびmを有するフラグメントが統計的に分布していることを条件とする]に従う、ポリグリセロールエーテルの群から選択されるものを含むことを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の使用。 - 前記式2、3、および/または4の前記ポリオールエーテルがリン酸化されており、特にR2ラジカルとして少なくとも1つの(R3O)2P(O)-ラジカル[式中、R3ラジカルは、独立してカチオン、好ましくは、Na+、K+、またはNH4 +、またはモノ-、ジ-、およびトリアルキルアミンのアンモニウムイオン(これは、例えばモノ-、ジ-、およびトリアルカノールアミンのアミドアミン、モノ-、ジ-、およびトリアミノアルキルアミンのアミドアミンの場合のような官能化されたアルキルラジカルであってもよい)、またはHまたはR4-O-[式中、R4は、3~39個の炭素原子、好ましくは7~22個、より好ましくは9~18個の炭素原子を有する一価の脂肪族の飽和もしくは不飽和の炭化水素ラジカルまたはポリオールラジカルである]]を有することを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項記載の使用。
- 前記カチオン性高分子電解質が、ポリエチレンイミンおよびその縮合生成物、アルギニンおよび/またはヒスチジンを含むペプチドおよびポリアミド、アミン官能性およびグアニジン官能性シロキサン、ならびにアリルアミン、ジアリルアミン、それらのアルキル誘導体および四級化生成物の(コ)ポリマー、特にジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ビニルアミン、ジビニルアミン、ビニルピリジン、およびそれらの四級化生成物、ビニルイミダゾール、そのアルキル誘導体および四級化生成物、エチレン性不飽和カルボン酸とアミノアルコールとのエステル、エチレン性不飽和カルボン酸とN,N-ジアルキルアミノアルキルアミンとのアミド、ならびに/またはこれらの物質の混合物であり、極めて特に好ましくはビニルアミンに基づく(コ)ポリマーであることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の使用。
- 前記カチオン性高分子電解質が式4の少なくとも1種の繰り返し単位A
- 前記ポリマーが、N-ビニルカルボキサミドのフリーラジカル重合およびそれに続くアミド官能基のアミン官能基への完全なまたは部分的な加水分解によって前記繰り返し単位AおよびBから製造することができ、好ましいN-ビニルカルボキサミドが、N-ビニルホルムアミド、N-ビニル-N-メチルホルムアミド、N-ビニル-N-エチルホルムアミド、N-ビニル-N-プロピルホルムアミド、N-ビニル-N-イソプロピルホルムアミド、N-ビニル-N-ブチルホルムアミド、N-ビニル-N-イソブチルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニル-N-メチルアセトアミド、N-ビニル-N-エチルアセトアミド、N-ビニル-N-プロピルアセトアミド、N-ビニル-N-イソプロピルアセトアミド、N-ビニル-N-ブチルアセトアミド、N-ビニル-N-イソブチルアセトアミド、N-ビニルプロピオンアミド、N-ビニルメチルプロピオンアミド、N-ビニル-N-エチルプロピオンアミド、N-ビニル-N-プロピルプロピオンアミド、および/またはこれらの物質の混合物から選択され、N-ビニルホルムアミドが極めて特に好ましいことを特徴とする、請求項9または10記載の使用。
- 追加のモノエチレン性不飽和コモノマーまたはコモノマー混合物が、前記ポリマーならびに前記繰り返し単位AおよびBに組み込まれており、これらは、非イオン性であり、好ましくはビニルアルコールまたはアリルアルコールなどの不飽和アルコールおよびそのアルコキシレート、不飽和ニトリル、脂肪族または芳香族オレフィン、N-ビニルラクタム、例えばN-ビニルピロリドンまたはN-ビニルカプロラクタム、有機カルボン酸のビニルエステル、モノエチレン性不飽和カルボン酸のエステル、ならびにモノエチレン性不飽和カルボン酸のアミドであり、カチオン性モノマーが、好ましくはビニルイミダゾールおよびビニルイミダゾール単位、それらのアルキル誘導体および四級化生成物、ビニルピリジンおよびその四級化生成物、エチレン性不飽和カルボン酸とアミノアルコールとの塩基性エステル、ならびにエチレン性不飽和カルボン酸とN,N-ジアルキルアミノアルキルアミンとの塩基性アミドであり、かつアニオン性、好ましくはα,β-不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、および/または不飽和ジカルボン酸の部分エステルであることを特徴とする、請求項9から11までのいずれか1項記載の使用。
- 前記水性ポリマー分散液が、水性ポリスチレン分散液、ポリブタジエン分散液、ポリ(メタ)アクリレート分散液、ポリビニルエステル分散液、およびポリウレタン分散液の群から選択され、特にポリウレタン分散液、特に補助界面活性剤含有水性分散液が好ましく、これらの分散液の固形分が、分散液全体を基準として好ましくは20~70重量%の範囲、より好ましくは25~65重量%の範囲であることを特徴とする、請求項1から12までのいずれか1項記載の使用。
- 前記水性ポリマー分散液の総重量を基準とするポリオールエーテルとカチオン性高分子電解質との合計量が、0.2~20重量%の範囲、より好ましくは0.4~15重量%の範囲、特に好ましくは0.5~10重量%の範囲内にあることを特徴とする、請求項1から13までのいずれか1項記載の使用。
- カチオン性高分子電解質が、ポリオールエーテルとカチオン性高分子電解質との混合物全体を基準として2.5~80重量%、好ましくは5~75重量%、より好ましくは7.5~50重量%の濃度で使用されることを特徴とする、請求項1から14までのいずれか1項記載の使用。
- ポリオールエーテルとカチオン性高分子電解質とを含む、好ましくは請求項1から15までのいずれか1項記載の、水性ポリマー分散液、好ましくは水性ポリウレタン分散液、好ましくは水性補助界面活性剤含有ポリマー分散液、特に水性補助界面活性剤含有ポリウレタン分散液。
- 水性ポリマー分散液中での、好ましくは水性ポリウレタン分散液中での、特に水性補助界面活性剤含有ポリウレタン分散液中での、添加剤としてのポリオールエーテルとカチオン性高分子電解質との組み合わされた使用による、多孔質ポリマーコーティング、好ましくは多孔質ポリウレタンコーティングの製造方法であって、
a)少なくとも1種の水性ポリマー分散液、好ましくは水性ポリウレタン分散液、特に水性補助界面活性剤含有ポリウレタン分散液と、少なくとも1種のポリオールエーテルと、少なくとも1種のカチオン性高分子電解質と、任意選択的な追加の添加剤とを含有する混合物を準備する工程、
b)前記混合物を発泡させて、均一な微細なセルの発泡体を得る工程、
c)任意選択的に、少なくとも1種の増粘剤を添加して湿った状態の発泡体の粘度を調整する工程、
d)前記発泡したポリマー分散液のコーティングを、適切な支持材に塗布する工程、
e)前記コーティングを乾燥する工程
を含む、方法。 - 水性ポリマー分散液中での、好ましくは補助界面活性剤含有ポリマー分散液中での、さらに好ましくは水性補助界面活性剤含有ポリウレタン分散液中での、特にそのようなポリマーコーティングの製造における、添加剤としてのポリオールエーテルとカチオン性高分子電解質との組み合わされた使用によって得られる、好ましくは請求項17記載の方法によって得られる、多孔質ポリマーコーティング、好ましくは多孔質ポリウレタンコーティングであって、
好ましくは、平均セルサイズが150μm未満、好ましくは120μm未満、特に好ましくは100μm未満、最も好ましくは75μm未満であることを条件とする、多孔質ポリマーコーティング。
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