DE4332594A1 - Propylenglykolcyclohexylether-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung - Google Patents
Propylenglykolcyclohexylether-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre VerwendungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft
Propylenglykolcyclohexylether-Derivate. Insbesondere
betrifft die Erfindung Propylenglykolcyclohexylether-
Derivate mit einer Cyclohexyl- oder
Monohydroxycyclohexylgruppe in einer speziellen Stellung des
Moleküls sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser
Derivate. Die erfindungsgemäßen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivate sind auf Grund ihrer
geringen Toxizität und ihres hohen Flammpunkts sicher
anzuwenden und zeichnen sich durch eine hervorragende
Detergenswirkung und eine geringe Viskosität aus und
verleihen Harzemulsionen ein starkes Filmbildungsvermögen.
Ferner besitzen diese Propylenglykolcyclohexylether-Derivate
eine stark hydrophobe Beschaffenheit (und daher eine geringe
Wasserlöslichkeit) so daß die Entsorgung von Abwasser nur
einen sehr geringen Aufwand an Kosten und Arbeit verursacht.
Somit eignen sich die erfindungsgemäßen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivate für verschiedene
Anwendungszwecke, beispielsweise als Detergentien, als
Lösungsmittel für zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten und als
filmbildende Mittel.
Ferner betrifft die Erfindung Detergentien mit einem Gehalt
an diesen Propylenglykolcyclohexylether-Derivaten, die
besonders gut geeignet sind zur Entfernung von Druckfarben
beim Siebdrucken, Verarbeitungsölen bei der Bearbeitung von
Präzisionsmaschinenteilen und optischen Maschinenteilen,
Flußmitteln beim Löten von elektrischen und elektronischen
Teilen und ungehärteten Epoxy-Klebstoffen. Ferner betrifft
die Erfindung eine wäßrige Dispersionszusammensetzung mit
einem Gehalt an diesen Propylenglykolcyclohexylether-
Derivaten, die sich insbesondere als wäßrige Anstrichmittel
eignen.
In den letzten Jahren haben die Vermeidung von
Umweltverschmutzungen und die Verbesserung der
Arbeitsumgebung zunehmendes Interesse gefunden. Im Rahmen
dieser Bemühungen besteht eine wichtige Aufgabe darin,
Lösungsmittel, die umweltverschmutzend oder toxisch wirken,
durch Lösungsmittel zu ersetzen, die keine derartigen
Schwierigkeiten verursachen, jedoch hervorragende
Eigenschaften besitzen.
Beispielsweise besitzen halogenierte Lösungsmittel, wie
1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan und 1,1,1-Trichlorethan
eine geringe Toxizität, sind nicht entflammbar und weisen
hervorragende Lösungseigenschaften auf, so daß sie in
starkem Umfang zur Entfernung von Verarbeitungsölen bei der
Bearbeitung von Präzisionsmaschinenteilen und optischen
Maschinenteilen und von Flußmitteln zum Löten von
elektrischen und elektronischen Teilen verwendet werden.
Jedoch hat es sich gezeigt, daß die Verwendung von
derartigen halogenierten Lösungsmitteln ernsthafte
Schwierigkeiten verursacht, beispielsweise eine Zerstörung
der die Erde umgebenden Ozonschutzschicht, und somit zu
einer globalen Erwärmung beitragen. Die Verwendung
derartiger Lösungsmittel wird in Zukunft Gegenstand von
Verboten sein.
Als Ersatzprodukte für die vorerwähnten halogenierten
Lösungsmittel wurden verschiedene Lösungsmittel
vorgeschlagen. Jedoch treten auch bei derartigen
Ersatzlösungsmitteln verschiedene Schwierigkeiten auf.
Beispielsweise besitzen Terpene, bei denen es sich um nicht
halogenierte Lösungsmittel handelt, eine hervorragende
Detergenswirkung, weisen jedoch einen geringen Flammpunkt
auf, so daß sie bei der Anwendung nicht sicher sind.
Ferner wurden Glykolmonoalkylether-Derivate als
Ersatzlösungsmittel vorgeschlagen (vgl. JP-A-3-16249 und 3-
97792), wobei aber auch bei diesen herkömmlichen
Glykolmonoalkylether-Derivaten Schwierigkeiten auftreten.
Ist die Anzahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppen dieser
Verbindungen relativ klein (wie bei
Diethylenglykolmonobutylether) so ergibt sich eine
unvorteilhaft hohe Löslichkeit der Verbindungen in Wasser,
so daß es leicht zu einer Verunreinigung des Abwassers mit
diesen Verbindungen kommt, was zu Schwierigkeiten bei der
Abwasserbeseitigung führt. Ist andererseits die Anzahl der
Kohlenstoffatome der Alkylreste relativ groß (wie bei
Diethylenglykolmonohexylether), so ist die Löslichkeit der
Verbindungen in Wasser gering und eine Verunreinigung des
Abwassers mit diesen Verbindungen läßt sich vermeiden,
jedoch besitzen diese Verbindungen eine unvorteilhaft hohe
Viskosität und somit eine geringe Detergenswirkung.
Als Ersatzlösungsmittel wurden auch Glykoldialkylether-
Derivate vorgeschlagen (vgl. z. B. JP-A-3-227400). Jedoch
sind diese Verbindungen mit dem Nachteil behaftet, daß
beispielsweise Diethylenglykoldimethylether und
Diethylenglykoldiethylether, die in den
Ausführungsbeispielen der vorgenannten Druckschrift
beschrieben sind, nicht nur eine hohe Toxizität aufweisen,
sondern auch eine äußerst hohe Löslichkeit in Wasser
besitzen, so daß die Gefahr der Verunreinigung des Abwassers
mit diesen Verbindungen besteht, was die Kosten für die
Abwasserbeseitigung erhöht.
Somit sind bisher keine zufriedenstellenden Lösungsmittel
vom Glykolethertyp bekannt, die eine sichere Anwendung z. B.
als Detergentien und Anstrichmassen gestatten.
Ethylenglykol-Lösungsmittel, die in starkem Umfang in
Anstrich- und Druckfarbenzusammensetzungen verwendet werden,
wurden durch weniger toxische Propylenglykol-Lösungsmittel,
insbesondere Propylenglykolether-Derivate, ersetzt, die
durch Verethern von Propylenglykol mit niederen Alkylresten,
wie Methyl, Ethyl und Butyl, erhalten werden. Jedoch
besitzen diese Propylenglykolether-Derivate eine hohe
Löslichkeit in Wasser, so daß die Verwendung dieser Derivate
eine Verunreinigung des Abwassers bewirkt und somit zu
Schwierigkeiten bei der Abwasserbeseitigung führt.
Insbesondere auf dem Gebiet der Anstrichmittel besteht eine
Tendenz zum Ersatz von nicht-wäßrigen Anstrichmitteln durch
wäßrige Anstrichmittel, um die Mengen der verwendeten nicht
wäßrigen Lösungsmittel zu verringern. Diese Tendenz zur
Verwendung von Wasser als Teil des Lösungsmittels führt zu
einer Vergrößerung der vorerwähnten Schwierigkeiten bei der
Abwasserbeseitigung, wenn Wasser in Kombination mit
Propylenglykolether-Derivaten verwendet wird.
Ferner ist in wäßrigen Anstrichmitteln die Verwendung von
filmbildenden Mitteln, die der Erleichterung der Bildung
eines Anstrichfilms dienen (und die bei der Verwendung von
nicht-wäßrigen Lösungsmitteln nicht erforderlich sind)
notwendig. Beispiele für herkömmliche filmbildende Mittel
sind N-Methylpyrrolidon (NMP), 2,2,4-Trimethyl-1,3-
pentandiolisobutyrat, Butylcellosolve, Propylenglykol-
Derivate und dergl. Bei diesen filmbildenden Mitteln treten
jedoch die Probleme einer stark hydrophilen Beschaffenheit,
eines unangenehmen Geruchs, einer toxischen Wirkung und
dergl. auf.
Demzufolge besteht ein ernsthaftes Bedürfnis, neue
Verbindungen zu entwickeln, die vorteilhafte Eigenschaften,
beispielsweise eine geringe Toxizität, hohe Sicherheit (d. h.
Nichtentflammbarkeit und hoher Flammpunkt), stark hydrophobe
Beschaffenheit, starke Detergenswirkung, starke
Lösungsmittelwirkung, starkes Vermögen zur Erleichterung der
Filmbildung und dergl., aufweisen, so daß sie in
vorteilhafter Weise als Lösungsmittel, Detergentien oder
filmbildende Mittel eingesetzt werden können.
Zur Befriedigung der vorerwähnten Bedürfnisse wurden
verschiedene Techniken vorgeschlagen.
Beispielsweise beschreibt JP-A-3-62895 Ethylenglykolether-
Derivate und Propylenglykolether-Derivate mit höheren
Alkylresten, z. B. einer n-Hexylgruppe. Diese Glykolether-
Derivate zeigen jedoch eine sehr geringe Detergenswirkung,
wenngleich ihre Löslichkeit in Wasser relativ gering ist.
Mit zunehmender Kettenlänge der Alkylreste von derartigen
Glykolether-Derivaten wird die hydrophobe Beschaffenheit
verbessert, jedoch ergeben sich in nachteilhafter Weise hohe
Siedepunkte und Viskositäten. Somit eignen sich diese
Glykolether-Derivate nicht für die praktische Anwendung.
Ferner beschreiben JP-A-4-57897 und 4-57898 die Umsetzung
von Propylenoxid mit Cyclohexanol. Durch diese Umsetzung
werden Propylenglykolmonocyclohexylether der nachstehend
angegebenen Formel mit einer Selektivität von etwa 100%
gebildet.
Diese Verbindung zeigt jedoch nicht nur eine hohe
Löslichkeit in Wasser, was zu Schwierigkeiten bei der
Abwasserbeseitigung führt, sondern ist auch insofern
nachteilhaft, als sie eine hohe Viskosität, ein geringes
Lösungsvermögen für Öle und eine geringe
Trocknungsgeschwindigkeit aufweist. Demgemäß ist diese
Verbindung für praktische Zwecke nicht geeignet.
Somit stehen aus dem Stand der Technik keine Verbindungen
zur Verfügung, die sämtliche vorerwähnten Anforderungen zur
Verwendung als Lösungsmittel, Detergentien und filmbildende
Mittel erfüllen.
Erfindungsgemäß wurden umfangreiche Untersuchungen mit dem
Ziel durchgeführt, neue Verbindungen bereitzustellen, die
nicht mit den vorstehend erwähnten Nachteilen herkömmlicher
Verbindungen behaftet sind. Dabei wurde überraschenderweise
festgestellt, daß die erfindungsgemäße Aufgabe durch
Bereitstellung neuer Propylenglykolcyclohexylether-Derivate,
bei denen sich der Cyclohexyl- oder
Monohydroxycyclohexylrest in einer speziellen Stellung des
Moleküls liegt, gelöst werden kann.
Die Gründe dafür, daß die erfindungsgemäßen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivate, bei denen sich ein
Cyclohexyl- oder Hydroxycyclohexylrest in einer Stellung
befindet, die im Vergleich zur Stellung des Cyclohexylrests
bei den Propylenglykolcyclohexylether-Verbindungen der
vorerwähnten JP-A-4-57897 und JP-A-4-57898 in der
gegenüberliegenden Stellung befindet, so hervorragende und
wünschenswerte Eigenschaften aufweisen, ist nicht bekannt.
Auf Grund der bekannten Tatsache, daß Propylenglykolether-
Derivate im allgemeinen im Vergleich zu Ethylenglykolether-
Derivaten ungünstige Eigenschaften aufweisen, ist es sehr
überraschend, daß Propylenglykolcyclohexylether-Derivate
deutlich verbesserte Eigenschaften, z. B. in Bezug auf
Detergenswirkung, Lösungsvermögen und Fähigkeit zur
Erleichterung der Filmbildung, aufweisen, wobei lediglich
eine Cyclohexyl- oder Monohydroxycyclohexylgruppe in einer
speziellen Stellung der Molekülstruktur des Propylenglykols
eingeführt worden ist. Berücksichtigt man ferner die
Beziehung zwischen der Anzahl der Kohlenstoffatome in einem
Molekül und der hydrophoben Beschaffenheit, so ist es sehr
überraschend, daß die erfindungsgemäßen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivate, die eine relativ
kleine Anzahl an Kohlenstoffatomen enthalten, äußerst
hydrophob sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, neue Verbindungen
bereitzustellen, die sich nicht nur durch ihre Sicherheit
auf Grund einer geringen Toxizität und eines hohen
Flammpunkts auszeichnen, sondern auch eine hervorragende
Detergenswirkung, geringe Viskosität, starkes Vermögen zur
Erleichterung der Filmbildung und eine stark hydrophobe
Beschaffenheit (die große Erleichterungen bei der
Abwasserbeseitigung bewirkt) aufweisen, so daß sie äußerst
nützlich als Detergentien, Lösungsmittel für verschiedenste
Anwendungszwecke und filmbildende Mittel sind.
Erfindungsgemäß sollen ferner Detergentien mit einem Gehalt
an den vorerwähnten neuen Verbindungen bereitgestellt
werden. Schließlich sollen erfindungsgemäß wäßrige
Dispersionen mit einem Gehalt an den vorerwähnten neuen
Verbindungen bereitgestellt werden.
Fig. 1 ist ein IR-Spektrum des gemäß nachstehendem Beispiel
1 erhaltenen erfindungsgemäßen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivats;
Fig. 2 ist ein IR-Spektrum des gemäß Beispiel 2 erhaltenen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivats; und
Fig. 3 ist ein IR-Spektrum des gemäß Beispiel 3 erhaltenen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivats.
Die erfindungsgemäßen Propylenglykolcyclohexylether-Derivate
lassen sich durch die folgende Formel I wiedergegeben:
in der R¹ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit
1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen Cycloalkylrest mit 3
bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, R² ein Wasserstoffatom
oder eine Hydroxylgruppe bedeutet; und n eine ganze Zahl mit
einem Wert von 1 bis 3 ist.
Beispiele für R¹ sind Methyl, Ethyl, Isopropyl, Butyl,
tert.-Butyl, n-Hexyl und Cyclohexyl.
Wenn n den Wert 1 hat, handelt es sich bei den Verbindungen
der Formel I um Propylenglykolcyclohexylether-Derivate. Wenn
n den Wert 2 hat, handelt es sich bei den Verbindungen der
Formel I um Dipropylenglykolcyclohexylether-Derivate. Wenn n
den Wert 3 hat, handelt es sich bei den Verbindungen der
Formel I um Tripropylenglykolcyclohexylether-Derivate.
Die erfindungsgemäßen Propylenglykolcyclohexylether-Derivate
gestatten eine sichere Anwendung und weisen nicht nur eine
geringe Toxizität, sondern auch eine stark hydrophobe
Beschaffenheit, ein hervorragendes Lösungsvermögen, eine
hervorragende Detergenswirkung und eine hervorragende
Fähigkeit zur Erleichterung der Filmbildung auf. Daher
eignen sich die erfindungsgemäßen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivate in besonders
günstiger Weise für verschiedene Anwendungszwecke,
beispielsweise als Detergentien, Lösungsmittel und
filmbildende Mittel.
Die Propylenglykolcyclohexylether-Derivate der Erfindung
lassen sich auf einfache Weise mit hoher Selektivität
herstellen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner somit auch ein Verfahren
zur Herstellung der Propylenglykolcyclohexylether-Derivate
der Formel I
in der R¹ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit
1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen Cycloalkylrest mit 3
bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet; R² ein Wasserstoffatom
oder eine Hydroxylgruppe bedeutet; und n eine ganze Zahl mit
einem Wert von 1 bis 3 ist,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen
Propylenglykolether der allgemeinen Formel (II)
in der R¹ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit
1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen Cycloalkylrest mit 3
bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet und n eine ganze Zahl mit
einem Wert von 1 bis 3 ist, mit Cyclohexen, Cyclohexanol
oder Cyclohexenoxid in Gegenwart eines Katalysators umsetzt.
Beispiele für Propylenglykolether der Formel II sind 1-
Methoxy-2-propanol, 1-Ethoxy-2-propanol, 1-Isopropoxy-2-
propanol, 1-Butoxy-2-propanol, 1-tert.-Butoxy-2-propanol, 1-
Hexyl-2-propanol und dergl.
Beispielsweise lassen sich die erfindungsgemäßen
Propylenglykolmethylcyclohexylether herstellen, indem man
Propylenglykolmethylether und Cyclohexen in einem Autoklaven
in Gegenwart eines Säurekatalysators erwärmt und
anschließend das gewünschte Produkt aus dem Reaktionsgemisch
abtrennt.
Wie vorstehend erwählt, beschreiben JP-A-4-57897 und JP-A-
578 98 die Umsetzung von Propylenoxid mit Cyclohexanol durch
Erwärmen in Gegenwart von Säure oder Alkali. Es ist aus dem
Stand der Technik bekannt, daß dieses Verfahren zu
Propylenglykolcyclohexylether der Formel III führt:
Propylenglykolcyclohexylether der Formel III unterscheidet
sich strukturell von den erfindungsgemäßen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivaten der Formel I. Der
Unterschied betrifft die Stellung des Cyclohexylrestes der
Formel I, der der Stellung des Cyclohexylrestes der Formel
III gegenüber liegt. Ein weiterer Unterschied betrifft die
Tatsache, daß die Verbindung der Formel III eine freie
endständige Hydroxylgruppe aufweist, während bei den
erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I die beiden
endständigen Hydroxylgruppen in Ethergruppen übergeführt
sind. Ferner kann die freie endständige Hydroxylgruppe der
Verbindung III nicht durch Umsetzung mit einem aliphatischen
Alkohol in eine Ethergruppe übergeführt werden.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige herkömmliche
Lösungsmittel für die Reaktanten verwendet werden, sofern
sie die Reaktion nicht nachteilig beeinflussen. Beispiele
für derartige Lösungsmittel sind halogenierte
Kohlenwasserstoffe; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie
Benzol, Toluol und Xylol, aliphatische Kohlenwasserstoffe,
wie Hexan, Decan und Cyclohexan; Amide, wie Dimethylformamid
(DMF), Dimethylacetamid (DMAc) und N-Methylpyrrolidon; sowie
Wasser. Diese Lösungsmittel können einzeln oder in
Kombination miteinander verwendet werden.
Das Molverhältnis von Propylenglykolether der Formel II zu
Cyclohexen, Cyclohexanol oder Cyclohexenoxid wird im Bereich
von 20/1 bis 1/20 gewählt.
Die Reaktionstemperatur kann je nach den
Reaktionsbedingungen, den Ausgangsmaterialien und dem
Lösungsmittel variieren, liegt aber im allgemeinen im
Bereich von 50 bis 200°C.
Die Reaktionszeit liegt im allgemeinen im Bereich von 30
Minuten bis 20 Stunden.
Der Reaktionsdruck kann je nach der Reaktionstemperatur
variieren, liegt aber im allgemeinen im Bereich von
Atmosphärendruck bis 10 kg/cm².
Der Katalysator wird üblicherweise unter gebräuchlichen
Säuren ausgewählt. Beispiele für derartige Säuren sind:
feste Säuren, wie Zeolith und Mordenit; saure Harze, wie
Fluorsulfonsäureharze; anorganische Säuren, wie
Schwefelsäure; organische Säuren, wie
Trifluormethansulfonsäure und Benzolsulfonsäure; und dergl.
Diese Katalysatoren können einzeln oder in Kombination
miteinander verwendet werden. Wird andererseits
Cyclohexenoxid als Reaktant verwendet, kann es sich beim
Katalysator um einen alkalischen Katalysator, wie
Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder ein basisches
Ionenaustauscherharz, handeln. Die Menge des Katalysators
beträgt im allgemeinen 0,001 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Ausgangsmaterials und der Reaktanten. Der
Typ des Reaktors unterliegt keinen speziellen
Beschränkungen. Es können herkömmliche Reaktoren verwendet
werden, z. B. ein Autoklav oder ein Röhrenreaktor.
Die erfindungsgemäßen Propylenglykolcyclohexylether-Derivate
lassen sich durch NMR-Spektroskopie, IR-Spektroskopie,
Gaschromatographie (GC) und Massenspektrometrie
identifizieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Detergens
bereitgestellt, das mindestens ein erfindungsgemäßes
Propylenglykolcyclohexylether-Derivat der Formel I enthält.
Beispiele für Propylenglykolcyclohexylether-Derivate der
Formel I zur Verwendung als erfindungsgemäße Detergentien
sind Monopropylenglykolcyclohexylether-Derivate, wie
Propylenglykolmethylcyclohexylether (PGMCHE),
Propylenglykolethylcyclohexylether (PGECHE),
Propylenglykolpropylcyclohexylether (PGPCHE)
Propylenglykolisopropylcyclohexylether (PGiPCHE),
Propylenglykol-n-butylcyclohexylether (PGBCHE),
Propylenglykolisobutylcyclohexylether (PGiBCHE),
Propylenglykol-tert.-butylcyclohexylether (PGtBCHE),
Propylenglykol-n-pentylcyclohexylether (PGPECHE),
Propylenglykolcyclopentylcyclohexylether (PGCPHE),
Propylenglykol-n-hexylcyclohexylether (PGHCHE),
Propylenglykolmethylcyclopentylcyclohexylether (PGMCPCHE)
und Propylenglykoldicyclohexylether (PGDCHE), sowie
Propylenglykolmethylmonohydroxycyclohexylether (PGMHCHE),
wie 2 Hydroxycyclohexyloxymethoxypropan (d. h.
Propylenglykolmethyl-2-hydroxycyclohexylether); und
Dipropylenglykolcyclohexylether-Derivate und
Tripropylenglykolcyclohexyletherderivate, die jeweils einen
oder mehrere Etherreste, die den Resten der vorstehend
erwähnten Monopropylenglykolether-Derivate entsprechen,
aufweisen. Bevorzugte Beispiele sind PGMCHE, PGECHE,
PGiPCHE, PGTBCHE, PGMHCHE, PGMHCHE und
Dipropylenglykolmethylcyclohexylether (DPGMCHE). Besonders
bevorzugte Beispiele sind BGMCHE, PGMHCHE und DPGMCHE, d. h.
Propylenglykolmethylcyclohexylether,
Propylenglykolmethylmonohydroxycyclohexylether und
Dipropylenglykolmethylcyclohexylether. Diese
Propylenglykolcyclohexylether-Derivate können einzeln oder
in Kombination miteinander verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Detergens kann gegebenenfalls Additive,
wie aliphatische Kohlenwasserstoffe, alicyclische
Kohlenwasserstoffe, Ketone, Ester, Alkanolamine, nicht
ionische oberflächenaktive Mittel, Rostschutzmittel, Wasser
und dergl., enthalten, wodurch eine Detergenszusammensetzung
entsteht. Diese Additive können einzeln oder in Kombination
miteinander verwendet werden. Bei Verwendung dieser Additive
ist es bevorzugt, solche Additive auszuwählen, die den
Flammpunkt der Detergenszusammensetzung nicht senken.
Beispiele für aliphatische Kohlenwasserstoffe sind Decan,
Undecan, Dodecan, Tridecan, Tetradecan, Pentadecan,
2,2,4,4,6,8,8-Heptamethylnonan, 2,6,10,14-
Tetramethylpentadecan und dergl. Beispiele für alicyclische
Kohlenwasserstoffe sind Menthan, Bicyclohexyl, Cyclododecan,
Decalin und dergl. Diese Kohlenwasserstoffe können einzeln
oder in Kombination miteinander verwendet werden. Die Menge
des Kohlenwasserstoffs beträgt im allgemeinen 0 bis 90 Gew.-%
und vorzugsweise 0 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Detergenszusammensetzung.
Beispiele für Ketone sind die verschiedenen Isomeren von
Pentanon, Hexanon, Heptanon und Octanon, Phoron, Isophoron,
Cyclohexanon, Methylcyclohexanon, Acetophenon und dergl.
Diese Ketone können einzeln oder in Kombination miteinander
verwendet werden. Die Menge des Ketons beträgt im
allgemeinen 0 bis 90 Gew. -% und vorzugsweise 0 bis 70 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der
Detergenzusammensetzung. Beispiele für Ester sind Alkyl-
oder Cycloalkylester von Essigsäure, Propionsäure,
Buttersäure, Isobuttersäure, Isovaleriansäure, Oxalsäure,
Malonsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure und Adipinsäure;
Essigsäureester von Glykolether; γ-Butyrolacton; und dergl.
Diese Ester können allein oder in Kombination miteinander
verwendet werden. Die Menge des Esters beträgt im
allgemeinen 0 bis 90 und vorzugsweise 0 bis 70 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Detergenzusammensetzung.
Beispiele für Alkanolamine sind Monoethanolamin,
Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methylethanolamin, N-
Ethylethanolamin, N-Propylethanolamin und dergl. Diese
Alkanolamine können einzeln oder in Kombination miteinander
verwendet werden. Die Menge des Alkanolamins beträgt im
allgemeinen 0 bis 30 und insbesondere 0 bis 15 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Detergenszusammensetzung.
Beispiele für nicht-ionische oberflächenaktive Mittel sind
Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenylether,
Polyoxyethylenpolystyrylphenylether, Polyoxyethylen-
polyoxypropylenglykole, Polyoxyethylen-polyoxypropylen-
alkylether, partielle Ester von mehrwertigen Alkoholen auf
der Basis von Polyoxyethylen-glycerin mit Fettsäuren,
partielle Ester von anderen mehrwertigen Alkoholen mit
Fettsäuren, Fettsäureester von Polyoxyethylen,
Fettsäureester von Polyglycerin, Fettsäure-diethanolamide,
Polyoxyethylenalkylamine, partielle Ester von Triethanolamin
mit Fettsäuren und dergl. Diese nicht-ionischen,
oberflächenaktiven Mittel können einzeln oder in Kombination
miteinander verwendet werden. Die Menge des
oberflächenaktiven Mittels beträgt im allgemeinen 0 bis 30
und vorzugsweise 0 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Detergenszusammensetzung.
Beispiele für Rostschutzmittel sind Fettsäuren,
Metallseifen, Amine, Ester, Dicyclohexylammoniumnitrit,
Diisopropylaminnitrit, Dicyclohexylamincaprat, Benzotriazol
und dergl. Diese Rostschutzmittel können einzeln oder in
Kombination miteinander verwendet werden. Die Menge des
Rostschutzmittels beträgt im allgemeinen 0 bis 0,1 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Detergenszusammensetzung.
Das erfindungsgemäße Detergens kann auf verschiedenen
Gebieten zu Reinigungszwecken verwendet werden.
Beispielsweise eignet sich das Detergens zur Entfernung von
Druckfarben beim Siebdrucken; zum Entfernen von
Verarbeitungsölen, wie Schneidöl, zur Bearbeitung von Teilen
von Präzisionsmaschinen und optischen Vorrichtungen, Preßöl,
Ziehöl, Wärmebehandlungsöl, Rostschutzöl, Wachs, Schmieröl
und Fett; zur Entfernung von Flußmitteln, die beim Löten von
elektrischen und elektronischen Teilen verwendet werden; und
zur Entfernung von ungehärteten Epoxy-Klebstoffen. Das
erfindungsgemäße Detergens weist eine hervorragende
Detergentwirkung, eine geringe Löslichkeit in Wasser, einen
hohen Flammpunkt und eine geringe Toxizität auf und löst
somit die Schwierigkeiten herkömmlicher Detergentien.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine wäßrige
Dispersionszusammensetzung bereitgestellt, die folgende
Bestandteile enthält:
- (a) eine kontinuierliche Phase aus einem wäßrigen Dispersionsmedium;
- (b) eine in der kontinuierlichen Phase (a) dispergierte Phase; und
- (c) 0,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der dispergierten Phase (b), an mindestens einem Propylenglykolcyclohexylether-Derivat der Formel I.
Beispiele für die vorstehend angegebene Komponente (a), d. h.
die kontinuierliche Phase (a) eines wäßrigen
Dispersionsmediums, sind Wasser und Gemische aus Wasser mit
geradkettigen oder verzweigten Alkoholen mit jeweils 1 bis
10 Kohlenstoffatomen oder mit Wasser mischbaren
Etherderivaten, wie Dioxan.
Beispiele für die vorstehend aufgeführte Komponente (b),
d. h. die in der vorstehenden kontinuierlichen Phase
dispergierte Phase, sind Polyurethane, Polyacrylate, Styrol-
Butadien-Copolymere, Polyvinylacetat, Polyvinylidenchlorid,
Fluorpolymere und dergl. Bevorzugte Beispiele sind
Polyurethane und Polyacrylate.
Die erfindungsgemäße wäßrige Dispersionszusammensetzung ist
durch ihre vorteilhaft niedrige minimale
Filmbildungstemperatur und Viskosität charakterisiert.
Ferner lassen sich auf Grund der sehr stark hydrophoben
Beschaffenheit der vorstehenden Komponente (c) die Kosten
für die Abwasserentsorgung für die erfindungsgemäße wäßrige
Dispersionszusammensetzung sehr gering halten.
Beispiele für Propylenglykolcyclohexylether-Derivate der
vorstehenden Formel I, die als Komponente (c) in der
wäßrigen Dispersionszusammensetzung in Frage kommen, sind
Propylenglykolmethylcyclohexylether, Propylenglykol-tert.-
butylcyclohexylether,
Propylenglykolmethylmonohydroxycyclohexylether,
Dipropylenglykolmethylcyclohexylether,
Tripropylenglykolmethylcyclohexylether und dergl. Bevorzugte
Beispiele sind Propylenglykolmethylcyclohexylether,
Propylenglykolmethylmonohydroxycyclohexylether und
Dipropylenglykolmethylcyclohexylether.
Die Menge der vorstehenden Komponente (c) kann je nach Menge
oder Typ des Lösungsmittels und je nach Typ der vorstehenden
Komponente (b), d. h. der dispergierten Phase, variieren,
beträgt jedoch im allgemeinen 0,5 - 30 Gew.-%, bezogen auf
das Gewicht der vorstehend angegebenen dispergierten Phase
(b). Wenn die Menge der Komponente (c) weniger als 0,5 Gew.-%
beträgt, so wird ein ausreichendes Vermögen zur
Erleichterung der Filmbildung nicht erreicht. Übersteigt
andererseits die Menge 30 Gew.-%, so ergibt sich in
nachteiliger Weise eine geringe Filmbildungsrate.
Hinsichtlich der Art und Weise, in der die erfindungsgemäße
wäßrige Dispersionszusammensetzung aus den vorstehenden
Komponenten (a), (b) und (c) hergestellt wird, gibt es keine
speziellen Beschränkungen. Die in (a), (b) und (c)
angegebenen Komponenten können gleichzeitig miteinander
vermischt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die
Komponente (c), d. h. mindestens ein
Propylenglykolcyclohexylether-Derivat der Formel I, einer
wäßrigen Dispersion aus den Komponenten (a) und (b)
zuzusetzen. Die Komponente (c) kann auch einer
handelsüblichen wäßrigen Dispersion aus den Komponenten (a)
und (b) zugesetzt werden.
Wenn die dispergierte Phase (b) im wesentlichen aus einem
Polyurethan oder einem Polyacrylat besteht, wird die wäßrige
Dispersion aus einer derartigen dispergierten Phase und
einem wäßrigen Dispersionsmedium nachstehend der Einfachheit
halber auch als "Polyurethanemulsion" oder
"Polyacrylatemulsion" bezeichnet.
Hinsichtlich der erfindungsgemäß zu verwendenden
Polyurethanemulsion gibt es keine speziellen Beschränkungen.
Es können beliebige Polyurethanemulsionen vom anionischen,
kationischen oder nicht-ionischen Typ verwendet werden.
Die Polyurethanemulsion kann nach verschiedenen Verfahren
hergestellt werden (vgl. beispielsweise JP-A-49-128997).
Beispielsweise eignet sich das nachstehend angegebene
Verfahren. Ein organisches Polyisocyanat, eine Verbindung
mit einem Gehalt an mindestens zwei aktiven, mit einem
Isocyanat reaktiven Wasserstoffatomen und einem Zahlenmittel
des Molekulargewichts von 300-50 000 und ein kurzkettiges
Diol mit einer Carbonsäuregruppe oder einer
Carbonsäuresalzgruppe werden umgesetzt, wodurch man ein
Urethanpräpolymer mit einer endständigen Isocyanatgruppe
erhält. Bei der Umsetzung werden gegenüber dem Isocyanat
inerte organische Lösungsmittel verwendet. Beispiele für
derartige Lösungsmittel sind Aceton, Methylethylketon,
Toluol, Dioxan, N,N-Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon,
Tetrahydrofuran und dergl.
Die vorerwähnte Verbindung mit einem Gehalt an mindestens
zwei aktiven Wasserstoffatomen kann unter Verbindungen mit
einer terminalen Hydroxyl-, Carboxyl-, Amino-,
Mercaptogruppe oder dergl. ausgewählt werden. Beispiele für
Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen sind
Polycarbonatdiole, Polyesterdiole, Polyetherdiole,
Polycaprolactondiole, Polyamiddiole, Polythioetherdiole und
dergl.
Beispiele für Polycarbonatdiole sind Verbindungen, die durch
Umsetzung von mindestens einem Glykol aus der Gruppe
Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-
Butandiol, 1,5-Pentandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,9-
Nonandiol, 1,8-Nonandiol, Neopentylglykol, Diethylenglykol,
Dipropylenglykol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-
Cyclohexandimethanol, Bisphenol-A und hydriertem Bisphenol A
mit Dimethylcarbonat, Diphenylcarbonat, Ethylencarbonat,
Phosgen oder dergl. erhalten worden sind.
Beispiele für Polyesterdiole sind Verbindungen, die durch
Umsetzung des vorerwähnten Glykols mit Bernsteinsäure,
Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure,
Dodecandicarbonsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, 1,3-
Cyclopentandicarbonsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure,
Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure,
Naphthalindicarbonsäure oder dergl. erhalten worden sind.
Beispiele für Polyetherdiole sind Verbindungen, die durch
herkömmliche Additionspolymerisation von mindestens einem
Monomeren aus der Gruppe Ethylenoxid, Propylenoxid,
Butylenoxid, Styroloxid, Epichlorhydrin, Tetrahydrofuran
oder Cyclohexanoxid unter Verwendung von mindestens einer
der folgenden Verbindungen mit zwei aktiven
Wasserstoffatomen als Initiator erhalten worden sind:
Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol,
Propylenglykol, Trimethylenglykol, 1,3-Butandiol, 1,4-
Butandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Glycerin,
Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Sorbit, Saccharose,
Aconitzucker, Trimellithsäure, Hemimellithsäure,
Phosphorsäure, Ethylendiamin, Diethylentriamin,
Triisopropanolamin, Pyrogallol, Dihydroxybenzoesäure,
Hydroxyphthalsäure, 1,2,3-Propantrithiol und dergl.
Beispiele für kurzkettige Diole mit einer Carbonsäuregruppe
oder einem Salz davon sind 2,2-Dimethylolpropionsäure, 2,2-
Dimethylolbuttersäure, 2,2-Dimethylolvaleriansäure und Salze
davon.
Beispiele für organische Polyisocyanate sind aromatische
Diisocyanate, wie Tolylendiisocyanat (TDI) (d. h. 2,4-
Tolylendiisocyanat, 2,6-Tolylendiisocyanat oder ein Gemisch
davon), Diphenylmethan-4,4-diisocyoat (MDI), Naphthalin-
1,5-diisocyanat (NDI), 3,3-Dimethyl-4,4-
biphenylendiisocyanat (TODI), rohes TDI (d. h. ein Gemisch
aus TDI und einem Oligomeren davon),
Polymethylenpolyphenylpolyisocyanat, rohes MDI (d. h. ein
Gemisch aus MDI und einem oligomeren davon),
Xylylendiisocyanat (XDI) und Phenylendiisocyanat; und
aliphatische Diisocyanate, wie 4,4-
Methylenbisdicyclohexyldiisocyanat (hydriertes MDI),
Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI)
und Cyclohexylendiisocyanat (hydriertes XDI).
Gegebenenfalls kann das durch die vorstehende Umsetzung
erhaltene Präpolymere neutralisiert werden. Anschließend
wird das Präpolymere in Wasser unter Bildung einer Urethan
präpolymeremulsion dispergiert. Gegebenenfalls kann zur
Erleichterung der Emulgierung ein oberflächenaktives Mittel
verwendet werden. Das emulgierte Präpolymer wird sodann
einer Polymerisation unter Verwendung eines
Kettenverlängerungsmittels unter anschließender Entfernung
des Lösungsmittels unterworfen, wodurch man eine
Polyurethanemulsion erhält.
Beispiele für Kettenverlängerungsmittel sind kurzkettige
Diole, wie Ethylenglykol und 1,4-Butandiol; Diamine, wie
Ethylendiamin, Propylendiamin, Hexamethylendiamin,
Tolylendiamin, Xylylendiamin, Diphenyldiamin,
Diaminodiphenylmethan, Diaminocyclohexylmethan, Piperazin,
2-Methylpiperazin und Isophorondiamin; Wasser; und dergl.
Beispiele für Neutralisationsmittel sind Amine, wie
Trimethylamin, Triethylamin, Tri-n-propylamin, Tributylamin
und Triethanolamin; Natriumhydroxid; Kaliumhydroxid;
Ammonium; und dergl.
Beispiele für oberflächenaktive Mittel sind anionische
oberflächenaktive Mittel, wie Natriumdodecylbenzolsulfonat,
Natriumdodecylsulfat und Alkylarylpolyethersulfat, nicht
ionische oberflächenaktive Mittel, wie
Polyoxyethylenalkylether und Polyoxyethylenalkylarylether;
und Schutzkolloide, wie Polyvinylalkohol und Polyacrylsäure;
und dergl.
Die jeweiligen Mengen des organischen Polyisocyanats, der
aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung, des
kurzkettigen Diols mit einer Carbonsäuregruppe oder einem
Salz davon, des Kettenverlängerungsmittels, des
Neutralisationsmittels und des oberflächenaktiven Mittels,
die bei der Herstellung der Polyurethanemulsion verwendet
werden, können je nach dem Molekulargewicht des als
dispergierte Phase (b) verwendeten Polyurethans, dem Anteil
der weichen Segmente des Polyurethans und dergl. variieren.
Hinsichtlich der zum Dispergieren des Präpolymeren
verwendeten Wassermenge gibt es keine speziellen
Beschränkungen, es ist jedoch bevorzugt, eine solche Menge
einzusetzen, daß nach dem Dispergieren des Präpolymeren in
Wasser der Feststoffanteil der wäßrigen Dispersion 10-60
Gew.-% beträgt.
Als ein Verfahren zum Dispergieren des Präpolymeren in
Wasser kann ein Verfahren angewandt werden, bei dem eine
vorbestimmte Menge an Wasser tropfenweise unter Rühren zum
Präpolymeren gegeben wird. Es kann auch ein Verfahren
herangezogen werden, bei dem das Präpolymere tropfenweise zu
einer vorbestimmten Menge an Wasser unter heftigem Rühren
des Wassers zugegeben wird.
Wie vorstehend erwähnt, wird die durch Dispergieren des
Präpolymeren in Wasser erhaltene Urethan-Präpolymeremulsion
der Polymerisation unter Verwendung eines
Kettenverlängerungsmittels und unter anschließender
Entfernung des Lösungsmittels unterzogen, wodurch man eine
Polyurethanemulsion erhält.
Die erhaltene wäßrige Polyurethandispersion wird zur
Entfernung der darin enthaltenen Lösungsmittel einer
Destillation, beispielsweise gemäß dem nachstehend
angegebenen Verfahren, unterzogen. Anstelle der Verwendung
eines üblichen Antischaummittels, kann eine vorbestimmte
Menge der vorstehend angegebenen Komponente (c), d. h. ein
Propylenglykolcyclohexylether-Derivat der Formel I, der
wäßrigen Dispersion zugesetzt werden, die dann der
Destillation unter Entfernung des Lösungsmittels unterzogen
wird. Bei Anwendung dieser Verfahrensweise kann der Einsatz
eines Antischaummittels auf Grund der hervorragenden
Antischaumwirkung der vorstehend beschriebenen Komponente
(c) entfallen. Für dieses Verfahren kann zur Erhöhung der
Antischaumwirkung der Komponente (c) diese Komponente in
einem Überschuß bis zu etwa 40 Gew.-%, bezogen auf das
Gewicht der dispergierten (Polyurethan)-Phase (b) zugegeben
werden. In diesem Fall wird nach der Entfernung des
Lösungsmittels die Destillation fortgesetzt, bis die Menge
der Komponente (c) 0,5-30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht
der dispergierten (Polyurethan)-Phase (b) beträgt.
Die auf die vorstehende Weise erhaltene wäßrige Polyurethan-
Dispersionszusammensetzung bildet hervorragende Filme und
kann in vorteilhafter Weise auf verschiedenen Gebieten,
beispielsweise auf den Gebieten der Überzüge und Klebstoffe,
eingesetzt werden. Da diese wäßrige Polyurethan-
Dispersionszusammensetzung keinen Zusatz von hydrophilen
Additiven, wie N-Methylpyrrolidon (NMP), als filmbildenden
Mitteln erfordert, werden die Kosten der Abwasserbeseitigung
auf ein Minimum reduziert.
Hinsichtlich der erfindungsgemäß zu verwendenden
Polyacrylatemulsion gibt es keine speziellen Beschränkungen.
Es können beliebige gebräuchliche Emulsionen eingesetzt
werden. Beispiele für Polyacrylatemulsionen sind vernetzte
Polyacrylatemulsionen und Polyacrylatemulsionen vom Kern-
Schale-Typ, bei denen der Kern vernetzt und von einer
unvernetzten Schale umgegeben ist. Diese
Polyacrylatemulsionen können einzeln oder in Kombination
miteinander verwendet werden.
Die erfindungsgemäß zu verwendende Polyacrylatemulsion kann
durch herkömmliche Emulsionspolymerisationsverfahren
hergestellt werden (vgl. beispielsweise JP-A-55-9432).
Beispielsweise enthält die als Ausgangsmaterial verwendete
monomere Acrylzusammensetzung mindestens einen Bestandteil
aus der Gruppe (1) α,β-ethylenisch ungesättigte
Carbonsäuren, (2) hydroxyalkylhaltige Ester einer α,β-
ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und (3) Alkylester
einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und
gegebenenfalls (4) weitere copolymerisierbare Monomere.
Beispiele für α,β-ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren der
vorstehenden Gruppe (1) sind Acrylsäure, α-Chloracrylsäure,
Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure,
Crotonsäure, Citraconsäure, Mesaconsäure und Gemische davon.
Beispiele für Ester von α,β-ethylenisch ungesättigten
Carbonsäuren mit einem Gehalt an Hydroxyalkylgruppen der
vorstehenden Gruppe (2) sind 2-Hydroxyethylacrylat, 2-
Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-
Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 3-
Hydroxypropylmethacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat, 4-
Hydroxybutylmethacrylat, Diethylenglykolmonoacrylat,
Diethylenglykolmonomethacrylat und dergl.
Beispiele für Alkylester von α,β-ethylenisch ungesättigten
Carbonsäuren der vorstehenden Gruppe (3) sind Methylacrylat,
Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, n-
Propylacrylat, n-Propylmethacrylat, Isopropylacrylat,
Isopropylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat,
Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Stearylacrylat,
Stearylmethacrylat, Hexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat,
Heptylacrylat und Heptylmethacrylat sowie ähnliche Ester mit
25 oder weniger Kohlenstoffatomen im Alkylrest.
Beispiele für weitere copolymerisierbare Monomere der
vorstehenden Gruppe (4) sind polyfunktionelle Monomere, wie
1,4-Butylenglykoldiacrylat, 1,6-Hexanglykoldiacrylat,
Pentaerythrittriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat,
Triethylenglykoldimethacrylat,
Tetraethylenglykoldimethacrylat, 1,3-
Butylenglykoldimethacrylat, 1,4-Butylenglykoldimethacrylat,
Propylenglykoldimethacrylat,
Trimethylolpropantrimethacrylat, Divinylbenzol und
Trivinylbenzol; Styrol, α-Alkylstyrol; α-Chlorstyrol,
Vinyltoluol; Acrylnitril; Vinylacetat und dergl. Bei
Verwendung eines polyfunktionellen Monomeren läßt sich ein
Film von hoher Härte bilden.
Das erfindungsgemäß zur Herstellung der Polyacrylatemulsion
verwendete Emulgiermittel und der Polymerisationsinitiator
unterliegen keinen speziellen Beschränkungen. Sie können je
nach dem Typ der verwendeten Monomerzusammensetzung so
ausgewählt werden, daß die Polymerisationsreaktion in
wirksamer Weise ablaufen kann.
Beispiele für Emulgiermittel sind anionische
oberflächenaktive Mittel, wie Sulfonsäureester von höheren
Alkoholen, Alkylbenzolsulfonat, Polyoxyethylenalkylsulfat
und Benzolsulfonat; und nicht-ionische oberflächenaktive
Mittel, wie Polyoxyethylenalkylether,
Polyoxyethylenalkylphenolether, Ethylenoxid-Propylenoxid-
Blockpolymere und Sorbitanderivate.
Beispiele für Polymerisationsinitiatoren sind Persulfate,
wie Kaliumpersulfat und Ammoniumpersulfat; Peroxide, wie
Wasserstoffperoxid, Benzoylperoxid und Cumolhydroperoxid;
Azobisisobutyronitril; und dergl.
Die erfindungsgemäße wäßrige Polyacrylat-
Dispersionszusammensetzung ist zur Bildung von
hervorragenden Schutzfilmen auf verschiedenen Typen von
Substraten, wie Holz, Beton und Anstrichfilmen, gut
geeignet. Der aus dieser wäßrigen Polyacrylat-
Dispersionszusammensetzung gebildete Schutzfilm erweist sich
nicht nur in Bezug auf Durchsichtigkeit und Glanz als
hervorragend, sondern zeichnet sich auch durch
Fleckenbeständigkeit, Dauerhaftigkeit und Abriebfestigkeit
aus. Ferner ist dieser Film sehr flexibel, so daß er einer
Biegung des Substrats, auf dem er sich befindet, folgen
kann.
Außerdem kann die erfindungsgemäße wäßrige Polyacrylat-
Dispersionszusammensetzung in vorteilhafter Weise zur
Herstellung von Anstrichen oder Glasuren verwendet werden.
Ein Anstrichmittel oder eine Glasur lassen sich leicht unter
Zusatz von üblichen Additiven herstellen. Beispiele für
derartige Additive sind Pigmente; Füllstoffe, wie
Calciumcarbonat, Talkum, Ton, Glimmerpulver und Baryt;
Kalium-, Natrium- oder Ammoniumsalze von Polyphosphorsäuren,
wie Hexametaphosphorsäure; übliche anionische oder nicht
ionische oberflächenaktive Mittel; und Dispergier- und
Verdickungsmittel, wie Methylcellulose, Ethylcellulose,
Propylcellulose, Carboxymethylcellulose und
Polyvinylalkohol.
Die erfindungsgemäßen Propylenglykolcyclohexylether-Derivate
weisen nicht nur eine geringe Toxizität und eine hohe
Sicherheit auf, sondern zeichnen sich auch durch ihre
hydrophobe Beschaffenheit, Detergenswirkung, Lösungsvermögen
und Fähigkeit zur Erleichterung der Filmbildung auf, so daß
sie in vorteilhafter Weise auf verschiedenen Gebieten als
Detergentien, Lösungsmittel, Beschichtungsmittel und
Anstrichmittel verwendet werden können, ohne daß es zu
Schwierigkeiten in Bezug auf Gesundheit und Umgebung kommt,
wobei die Kosten für die Abwasserbeseitigung auf ein Minimum
reduziert werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen und
Vergleichsbeispielen näher erläutert. In den Beispielen und
Vergleichsbeispielen werden folgende Messungen durchgeführt.
Die IR-Absorptionsspektroskopie wurde unter Verwendung der
Vorrichtung FT/IR-5300 (Produkt der Firma JASCO, Japan)
durchgeführt.
Die Gaschromatographie wurde unter Verwendung der
Vorrichtung GC-8A (G-Säule, 20 m) Produkt der Firma Shimadzu
Corporation, Japan, durchgeführt.
10 g einer Probenverbindung (flüssig) wurden mit 10 g Wasser
vermischt und sodann 30 Minuten ruhig stehengelassen, so daß
sich das Gemisch in eine Schicht der Probenverbindung und
eine wäßrige Schicht auftrennen konnte. Anschließend wurde
der Wassergehalt der Schicht der Probenverbindung unter
Verwendung eines Karl Fischer-Feuchtigkeitsmeßgeräts der
Firma Kyoto Electronics Co., Ltd., Japan, gemessen. Der
gemessene Wert stellt die Löslichkeit von Wasser in der
Probenverbindung dar. Der Gehalt der Probenverbindung in der
wäßrigen Schicht wurde gaschromatographisch gemessen. Der
erhaltene Wert stellt die Löslichkeit der Probenverbindung
in Wasser dar.
Zur Ermittlung des Siedepunkts wurden am Kopf der
Destillationssäule Temperatur und Druck des Dampfes
gemessen.
Der Flammpunkt wurde gemäß JIS-K2265 gemessen.
Ein Gemisch aus gleichen Volumina einer Probenverbindung und
von Wasser wurde heftig geschüttelt und sodann
stehengelassen. Nach 5 Minuten wurde der Trennungsgrad der
Probenverbindung vom Wasser mit dem bloßen Auge beurteilt.
Die Ergebnisse werden als "gute Trennung" oder "keine
Trennung" angegeben.
Ein 30 mesh-Netz aus rostfreiem Stahldraht (Abmessungen 2 cm
× 5 cm) wurde in ein Preßöl (Uni Press DP-120, Produkt der
Firma Nippon Sekiyu Kagaku Co., Ltd., Japan, so eingetaucht,
daß etwa 0,5 g des Preßöls am Netz hafteten. Anschließend
wurde das Netz mit dem Preßöl 1 Minute bei 40°C einer
Ultraschallreinigung in 100 ml einer Probenverbindung
unterzogen. Das restliche Öl am Netz wurde mit
Tetrachlorkohlenstoff entfernt. Die Menge des restlichen Öls
wurde mit Hilfe eines Ölmeßgeräts bestimmt. Der Wert wurde
als Entfettungsrate angegeben. Die Ergebnisse wurden
folgendermaßen bewertet: "99% oder mehr", "90% bis weniger
als 99%" oder "weniger als 90%".
Etwa 0,5 g Kolophonium wurden geschmolzen und zu einer
Tablette verformt. Anschließend wurde die
Kolophoniumtablette 7 Minuten unter Schütteln in 50 ml einer
Probenverbindung getaucht. Sodann wurde das Trockengewicht
der Kolophoniumtablette gemessen und die
Gewichtsverringerung des Kolophoniums bestimmt. Die
Ergebnisse sind als "30% oder mehr", "15% bis weniger als
30%" oder "weniger als 15%" angegeben.
Die Viskosität wurde bei 25°C unter Verwendung eines
Digital-Viskosimeters (Modell DVL-B, Produkt der Firma Toki
Sangyo Co, Ltd., Japan) gemessen.
10 g einer Probenverbindung und 10 g Detergens vom
Glykolether-Typ (Elease M-9000, Produkt der Firma Asahi
Kasei Kogyo K.K., Japan) wurden einzeln in einem
Trockenschrank gebracht und 20 Minuten auf 50°C erwärmt.
Anschließend wurde eine Messung der Gewichtsabnahme der
Probenverbindung sowie der Gewichtsabnahme von Elease M-9000
durchgeführt. Die relative Trocknungsrate wurde gemäß
folgender Formel berechnet:
Die nachstehend erwähnten Öle wurden einzeln unter Rühren zu
100 g einer Probenverbindung gegeben, bis eine Sättigung der
Probenverbindung mit dem Öl erreicht war. Die Löslichkeit
(%) wurde als prozentualer Wert, d. h. als Gewicht des in 100
g der Probenverbindung gelösten Öls angegeben, wobei eine
Lösung von 100 g Öl einem Wert von 100% entspricht. Betrug
beispielsweise die Menge des gelösten Öls n g, so ergab sich
eine Löslichkeit von n %. Als Öle wurden verwendet:
Mineralöl (Smoil PS-260, Produkt der Firma Matsumura Sekiyu
Kenkyusho, Japan), ein Ziehöl (Daphne Masterdraw 533 WD;
Produkt der Firma Idemitsu Kosan Co., Ltd., Japan), ein
Preßöl (Uni Press DP-120, Produkt der Firma Nippon Sekiyu
Co., Ltd., Japan) und ein Terpentinharzöl (Produkt der Firma
Kishida Kagaku Co., Ltd., Japan).
Die Ergebnisse wurden folgendermaßen eingeteilt:
A: 50% oder mehr
B: 20% bis weniger als 50%
C: 10% bis weniger als 20%
D: 2% bis weniger als 10%
E: weniger als 2%.
B: 20% bis weniger als 50%
C: 10% bis weniger als 20%
D: 2% bis weniger als 10%
E: weniger als 2%.
27 g (0,3 Mol) Propylenglykolmethylether (nachstehend
bezeichnet als "PM"), 50 g (0,6 Mol) Cyclohexen und 5 g
Nafion® (Warenbezeichnung eines fluorierten
Sulfonsäureharzes der Firma E.I. Dupont De Nemours and
Company, V.St.A.) wurden in einen 100 ml fassenden
Glasautoklaven (Produkt der Firma Taiatsu Garasu Co., Ltd.,
Japan) gegeben. Man ließ die Umsetzung 6 Stunden bei 120°C
ablaufen. Der Reaktionsdruck betrug 1,8 kg/cm². Die
Ergebnisse der Analyse des erhaltenen Reaktionsgemisches
durch Gaschromatographie ergaben eine PM-Umwandlung von 28%
und eine Selektivität in Bezug auf
Propylenglykolmethylcyclohexylether (nachstehend als
"PGMCHE" bezeichnet) von 99%. Nebenprodukte, wie
Dipropylenglykol, wurden nicht gebildet. Das erhaltene
Reaktionsgemisch wurde über Natriumsulfat getrocknet und
sodann der Destillation unterworfen. Man erhielt 14 g PGMCHE
als gewünschtes Produkt. Das IR-Spektrum des Produkts ist in
Fig. 1 gezeigt.
Weitere Eigenschaften [Siedepunkt, Flammpunkt, Löslichkeit
(in Wasser), Löslichkeit (von Wasser), Trennbarkeit von
Wasser, Detergenswirkung, Viskosität, relative
Trocknungsrate und Öllöslichkeitseigenschaften) des Produkts
wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen I und
II zusammengestellt.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Abänderung, daß 30 g
Propylenglykolethylether (PE) anstelle von PM verwendet
wurden. Man erhielt 10 g Propylenglykolethylcyclohexylether
(nachstehend als "PGECHE") bezeichnet) als gewünschtes
Produkt. Das IR-Spektrum des Produkts ist in Fig. 2
angegeben. Weitere Eigenschaften des Produkts wurden
gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
45 g (0,5 Mol) Propylenglykolmethylether (PM), 33 g (0,33
Mol) Cyclohexenoxid und 0,3 g (0,007 Mol) Natriumhydroxid,
wurden in einen 100 ml fassenden ovalen Kolben, der mit
einem Rückflußrohr ausgerüstet war, gegeben. Die Reaktion
wurde 10 Stunden bei der Rückflußtemperatur durchgeführt.
Die Ergebnisse der gaschromatographischen Analyse des
erhaltenen Reaktionsgemisches zeigten einen PM-
Umwandlungsgrad von 20%. Sodann wurde das erhaltene
Reaktionsgemisch der Destillation unterworfen. Man erhielt
17 g 2-Hydroxycyclohexylmethoxypropan, d. h.
Propylenglykolmethyl-2-hydroxycyclohexylether (nachstehend
als "PGMHCHE" bezeichnet). Das IR-Spektrum des Produkts ist
in Fig. 3 gezeigt. Weitere Eigenschaften des Produkts wurden
gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Die Eigenschaften der nachstehend aufgeführten
handelsüblichen Glykolether-Produkten wurden gemessen. Die
Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Ethylenglykolmono-n-hexylether.
Diethylenglykolmono-n-hexylether.
Propylenglykolmono-n-butylether.
Propylenglykolmethyletheracetat.
Propylenglykoldi-n-butylether.
Limonen.
Diethylenglykolmonobutylether.
Diethylenglykoldiethylether.
Wie sich aus den Daten von Tabelle I ergibt, ist im
Vergleichsbeispiel 2 die Detergenswirkung schlecht, während
die Trennbarkeit von Wasser gut ist. In Vergleichsbeispiel 6
(Limonen, d. h. ein Terpen) ist der Flammpunkt nieder, woraus
sich eine geringe Sicherheit ergibt, obgleich die
Trennbarkeit von Wasser und die Detergenswirkung günstig
sind. Im Vergleichsbeispiel 7 ist die Trennbarkeit von
Wasser schlecht, wenngleich die Detergenswirkung günstig
ist. Im Vergleichsbeispiel 8 ergibt sich eine schlechte
Trennbarkeit von Wasser bei guter Detergenswirkung.
19 g (0,3 Mol) Propylenoxid und 50 g (0,5 Mol) Cyclohexanol
wurden in Gegenwart von 1 g (0,025 Mol) Natriumhydroxid 1
Stunde bei 150°C umgesetzt. Man erhielt 30 g 1-
Cyclohexyloxy-2-propanol, d. h. Propylenglykolcyclohexylether
(PGCHE) (beschrieben in JP-A-4-57897 und JP-A-57898).
Die Eigenschaften des Produkts wurden gemessen. Die
Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt. In dieser
Tabelle sind zur Erleichterung eines Vergleichs auch die
Ergebnisse von Beispiel 1 aufgeführt.
Wie aus Tabelle II hervorgeht, sind die Ergebnisse von
Beispiel 1 erheblich besser als die Ergebnisse von
Vergleichsbeispiel 9, insbesondere was die relative
Trocknungsrate, die niedere Viskosität, die niedere
Löslichkeit in Wasser und die Öllöslichkeitseigenschaften
betrifft.
60 Gew.-% gemäß Beispiel 1 erhaltenes PGMCHE, 30 Gew.-%
Petroleumlösungsmittel (Nr. 0, Lösungsmittel M, Produkt der
Firma Nippon Sekiyu Kagaku Co., Ltd., Japan), 5 Gew.-%
nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel vom
Polyoxyethylennonylphenylether-Typ (Nonal 210, Produkt der
Firma Toho Chemical Industries Co., Ltd., Japan) und 5 Gew.-%
Triethanolamin wurden unter Bildung einer
Detergenszusammensetzung vermischt. Anschließend wurde die
erhaltene Detergenszusammensetzung gemäß folgendem Verfahren
einem Test auf Flußmittel-Detergenswirkung unterzogen.
Ein Flußmittel (F-230V, Produkt der Firma Tamura Seisakusho
Co., Ltd., Japan) wurde schichtförmig auf eine Leiterplatte
aus Glas/Epoxyharz aufgebracht. Die beschichtete
Leiterplatte wurde in ein Bad aus geschmolzenem Lötmetall
getaucht, um hierdurch eine Verlötung vorzunehmen.
Anschließend wurde die verlötete Platte 2 Minuten unter
Ultraschallreinigung in die vorerwähnte
Detergenszusammensetzung getaucht und sodann mit Wasser
gespült. Die Bewertung der Detergenswirkung wurde
vorgenommen, indem man die Menge des auf der Platte
verbleibenden Flußmittels mit dem bloßen Auge beurteilte.
Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt.
Das Verfahren von Beispiel 4 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Abänderung, daß die
Detergenszusammensetzungen den Angaben in Tabelle III
entsprachen. Die Ergebnisse sind in Tabelle III
zusammengestellt.
508,3 g eines Polyols mit einem Molekulargewicht von 843
wurden in einem Vierhalskolben, der mit einem Thermometer,
einem Rührer und einem Rückflußkühler ausgerüstet war,
vorgelegt und einer Entwässerung bei 100°C unter
vermindertem Druck (5 mm Hg oder weniger) unterworfen und
sodann auf 60°C abgekühlt. In den Kolben wurden sodann 303,7
g Methylethylketon (nachstehend kurz als "MEK" bezeichnet)
gegeben. Sodann ließ man auf Raumtemperatur abkühlen.
Anschließend wurde das erhaltene Gemisch mit 62,5 g
Dimethylolpropionsäure (nachstehend als "DMPA" bezeichnet),
47,2 g Triethylamin (nachstehend kurz als "TEA" bezeichnet),
29,4 g Trimethylolpropan (nachstehend kurz als "TMP"
bezeichnet), 518,9 g hydriertem MDI und weiteren 847,2 g MEK
versetzt. Das erhaltene Gemisch wurde 10 Stunden bei 80°C
unter Rückfluß erwärmt. Man erhielt eine Lösung eines
Präpolymeren mit einer endständigen Isocyanatgruppe. Man
ließ die erhaltene Lösung auf 25°C abkühlen und versetzte
sie tropfenweise innerhalb von 10 Minuten unter Emulgierung
der Lösung mit 2359 g Wasser. Die Emulsion wurde
tropfenweise mit einer Lösung versetzt, die durch Lösen von
49,4 g Isophorondiamin (nachstehend kurz als "IPDA"
bezeichnet) in 362 g Wasser erhalten worden war, versetzt,
um eine Kettenverlängerung durchzuführen. Sodann wurden
116,6 g (10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
dispergierten festen Phase) PGMCHE (erhalten in Beispiel 1)
zugesetzt. Es wurden weder ein übliches Antischaummittel
noch ein übliches Filmbildungsmittel verwendet. Die
Temperatur des erhaltenen Gemisches wurde unter Durchleiten
von Stickstoffgas durch den Kolben zur Entfernung von MEK
erhöht. Man erhielt eine wäßrige Polyurethan-
Dispersionszusammensetzung (Polyurethanemulsion). Bei der
Entfernung von MEK kam es zu einer leichten Schaumbildung.
Die erhaltene Zusammensetzung (Gehalt an nicht-flüchtigen
Bestandteilen 30% oder mehr) wurde mittels eines
Beschichtungsdrahts schichtförmig auf eine Glasplatte unter
Bildung eines 30 µm dicken Films auf der Platte aufgebracht.
Der erhaltene Film war gleichmäßig und wies weder Risse noch
feine Löcher auf. Ferner ergab sich eine vorteilhaft kurze
Trocknungszeit.
Eine wäßrige Polyurethan-Dispersionszusammensetzung wurde im
wesentlichen auf die gleiche Weise wie in Beispiel 8
erhalten, mit der Abänderung, daß 349,8 g (25 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der dispergierten festen Phase) des
in Beispiel 1 erhaltenen PGMCHE verwendet wurden.
Anschließend wurde die erhaltene Zusammensetzung
schichtförmig auf eine Glasplatte auf die gleiche Weise wie
in Beispiel 8 aufgebracht. Der erhaltene Film war
gleichmäßig und zeigte weder Risse noch feine Löcher. Es
ergab sich eine vorteilhaft kurze Trocknungszeit.
Eine wäßrige Polyurethan-Dispersionszusammensetzung wurde im
wesentlichen auf die gleiche Weise wie in Beispiel 8
hergestellt, mit der Abänderung, daß die Bestandteile den
Angaben von Tabelle IV entsprachen. Der in Beispiel 10
verwendete Propylenglykol-tert.-butylcyclohexylether
(PGtBCHE) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1
hergestellt, mit der Abänderung, daß 40 g (0,3 Mol)
Propylenglykol-tert.-butylether anstelle von
Propylenglykolmethylether (PM) verwendet wurden, und die
Reaktionstemperatur auf 80°C verändert wurde. Der in
Beispiel 11 verwendete Dipropylenglykolmethylcyclohexylether
(DPGMCHE) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1
hergestellt, mit der Abänderung, daß 44 g (0,3 Mol)
Dipropylenglykolmethylether anstelle von PM verwendet
wurden. Der in Beispiel 12 verwendete
Propylenglykolisopropylcyclohexylether (PGiPCHE) wurde auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der
Abänderung, daß 35 g (0,3 Mol) Propylenglykolisopropylether
anstelle von PM verwendet wurden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt.
Das Verfahren von Beispiel 8 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Abänderung, daß 116,6 g (10 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der dispergierten festen Phase) an
PGMCHE während der Herstellung des Präpolymeren zugesetzt
wurden. Die erhaltene wäßrige Polyurethan-
Dispersionszusammensetzung wurde schichtförmig auf eine
Glasplatte auf die gleiche Weise wie in Beispiel 8
aufgebracht. Der erhaltene Film war gleichmäßig und zeigte
weder Risse noch feine Löcher. Es ergab sich eine
vorteilhaft kurze Trocknungszeit.
Das Verfahren zur Herstellung des Präpolymeren von Beispiel
16 wurde im wesentlichen wiederholt, mit der Abänderung, daß
kein MEK verwendet wurde, jedoch die Menge an PGMCHE auf
1267,5 g erhöht wurde. Das erhaltene Präpolymere wurde der
Emulgierung und sodann der Kettenverlängerung unterzogen.
Anschließend wurde unter vermindertem Druck der Gehalt an
PGMCHE auf etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
dispergierten festen Phase, verringert. Die erhaltene
wäßrige Polyurethan-Dispersionszusammensetzung wurde
schichtförmig auf eine Glasplatte auf die gleiche Weise wie
in Beispiel 16 aufgebracht. Der erhaltene Film war
gleichmäßig und zeigte weder Risse noch feine Löcher. Es
ergab sich eine vorteilhaft kurze Trocknungszeit.
Eine wäßrige Polyurethan-Dispersionszusammensetzung wurde im
wesentlichen auf die gleiche Weise wie in Beispiel 8
erhalten, mit der Abänderung, daß 40 Gew.-%, bezogen auf das
Gewicht der dispergierten festen Phase, an PGMCHE verwendet
wurden. Die erhaltene Zusammensetzung wurde schichtförmig
auf eine Glasplatte in der gleichen Weise wie in Beispiel 8
aufgebracht, wodurch ein Film auf der Platte gebildet wurde.
Bei diesem Film ergab sich in nachteilhafter Weise eine
erheblich verlängerte Trocknungszeit. Die Ergebnisse sind in
Tabelle V zusammengestellt.
Das Verfahren von Beispiel 8 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Abänderung, daß PGMCHE nicht verwendet
wurde. Bei der Entfernung des Lösungsmittels trat eine
erhebliche Schaumbildung auf, so daß es schwierig war, die
Entfernung des Lösungsmittels durchzuführen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle V zusammengestellt.
Eine wäßrige Polyurethan-Dispersionszusammensetzung wurde im
wesentlichen auf die gleiche Weise wie in Beispiel 8
erhalten, mit der Abänderung, das PGMCHE nicht verwendet
wurde und die Entfernung des Lösungsmittels nach Zugabe von
0,5 Gew.-% eines Antischaummittels vom Mineralöltyp
(Mikrowachs, Produkt der Firma Asahi Kasei Kogyo K.K.,
Japan) und 10 Gew.-% N-Methylpyrrolidon, bezogen auf das
Gewicht der dispergierten festen Phase, durchgeführt wurde.
Die erhaltene Zusammensetzung wurde schichtförmig auf die
gleiche Weise wie in Beispiel 8 auf eine Glasplatte
aufgebracht. Auf der gesamten Filmoberfläche kam es zur
Bildung von feinen Löchern. Dieser Film war für praktische
Zwecke nicht geeignet. Die Ergebnisse sind in Tabelle V
zusammengestellt.
Das Verfahren von Vergleichsbeispiel 12 wurde im
wesentlichen wiederholt, mit der Abänderung, daß kein
Antischaummittel vom Mineralöltyp verwendet wurde. Bei der
Entfernung des Lösungsmittels kam es zu einer erheblichen
Schaumbildung, so daß die Entfernung des Lösungsmittels
schwierig war. Die Ergebnisse sind in Tabelle V
zusammengestellt.
Eine wäßrige Polyurethan-Dispersionszusammensetzung wurde im
wesentlichen auf die gleiche Weise wie in Beispiel 8
hergestellt, mit der Abänderung, daß PGMCHE nicht verwendet
wurde und 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
dispergierten festen Phase, an Hexylcellosolve verwendet
wurden. Die erhaltene Zusammensetzung wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 8 schichtförmig auf eine Glasplatte
aufgebracht. Es kam jedoch in nachteilhafter Weise zu einer
erheblichen Verlängerung der Trocknungszeit. Die Ergebnisse
sind in Tabelle V zusammengestellt.
100 g einer wäßrigen Polyacrylatdispersion
(Polyacrylatemulsion) (Polytron E-400, Produkt der Firma
Asahi Kasei Kogyo K.K., Japan; Feststoffgehalt 50 Gew.-%)
wurden bei Raumtemperatur unter Rühren mit 5 g (10 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der dispergierten festen Phase)
PGMCHE versetzt, wodurch man eine wäßrige Polyacrylat-
Dispersionszusammensetzung erhielt. Die Viskosität der
erhaltenen Zusammensetzung wurde gemessen. Ferner wurde die
Mindesttemperatur für die Filmbildung gemessen, wobei eine
Vorrichtung zur Bestimmung der Mindesttemperatur für die
Filmbildung der Firma Takabayashi Rika Co., Ltd., Japan,
verwendet wurde. Anschließend wurde die Zusammensetzung im
Hinblick auf die Filmbildungseigenschaften bei niedrigen
Temperaturen und die Trocknungsrate gemäß folgenden
Verfahren untersucht.
Die wäßrige Dispersionszusammensetzung wurde schichtförmig
auf eine Glasplatte unter Bildung eines Films von 250 µm
Dicke in feuchtem Zustand aufgebracht. Der Film wurde sofort
zur Trocknung in eine auf 3°C gehaltene
Trocknungsvorrichtung gebracht. Anschließend wurde das
Erscheinungsbild des Films auffolgende Weise bewertet:
O : Gleichmäßiger Film ohne Defektstellen
Δ: Ein Teil der Oberfläche zeigt Risse.
X : Die gesamte Oberfläche zeigt Risse.
Δ: Ein Teil der Oberfläche zeigt Risse.
X : Die gesamte Oberfläche zeigt Risse.
Die wäßrige Dispersionszusammensetzung wurde schichtförmig
auf eine Glasplatte unter Bildung eines Films von 250 µm
Dicke in feuchtem Zustand aufgebracht und sodann sofort in
eine Kammer mit konstanter Temperatur von 20°C und relativer
Luftfeuchtigkeit von 65% gebracht und dort stehengelassen.
Die Trocknungszeit wurde bewertet, indem man 0,1 ml Wasser
nach 30 Minuten, 1 Stunde, 2 Stunden, 4 Stunden, 8 Stunden,
1 Tag, 2 Tage, 4 Tage und 8 Tage nach der Beschichtung auf
die Filmoberfläche auftropfte. Ergab sich auf dem Film 5
Minuten nach dem Auftropfen des Wassers keine weiße Trübung,
so wurde die Zeitspanne zwischen dem Beginn der Trocknung
und dem Auftropfen des Wassers als Trocknungszeit
herangezogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI
zusammengestellt.
Eine wäßrige Polyacrylat-Dispersionszusammensetzung wurde im
wesentlichen auf die gleiche Weise wie in Beispiel 18
erhalten, mit der Abänderung, daß der Typ und die Menge des
Propylenglykolcyclohexyletherderivats und der Typ der
wäßrigen Polyacrylatdispersion gemäß den Angaben in Tabelle
VI verändert wurden. [In den Beispielen 22 bis 24 wurde eine
Poly-(acrylat-styrol)-Emulsion (Polytron F-2200, Produkt der
Firma Asahi Kasei Kogyo K.K., Japan) verwendet]. Die
erhaltene Zusammensetzung wurde schichtförmig auf die
gleiche Weise wie in Beispiel 18 auf eine Glasplatte
aufgebracht. Am erhaltenen Film wurden die Viskosität, die
Mindesttemperatur zur Filmbildung, die
Filmbildungseigenschaften bei niedriger Temperatur und die
Trocknungszeit gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI
zusammengestellt.
100 g einer wäßrigen Polyacrylatdispersion (Polytron E-400,
Produkt der Firma Asahi Kasei Kogyo K.K., Japan;
Feststoffgehalt 50 Gew.-%) wurden mit 5 g (10 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der dispergierten festen Phase)
2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol-isobutyrat (CS-12, Produkt
der Firma Chisso Co., Ltd., Japan) als Filmbildungsmittel
bei Raumtemperatur unter Rühren versetzt. Man erhielt eine
wäßrige Polyacrylat-Dispersionszusammensetzung. Die
erhaltene Zusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in
Beispiel 18 schichtförmig auf eine Glasplatte aufgebracht.
Am erhaltenen Film wurden die Viskosität, die
Mindesttemperatur zur Filmbildung, die
Filmbildungseigenschaften bei niedriger Temperatur und die
Trocknungszeit gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI
zusammengestellt.
Das Verfahren von Vergleichsbeispiel 15 wurde im
wesentlichen wiederholt, mit der Abänderung, daß 12,5 g (25
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der dispergierten festen
Phase) 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandion-isobutyrat (CS-12)
verwendet wurden. Die Eigenschaften des erhaltenen Films
wurden auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 15
gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI
zusammengestellt.
Das Verfahren von Vergleichsbeispiel 15 wurde im
wesentlichen wiederholt, mit der Abänderung, daß in den
Vergleichsbeispielen 17 und 18 Butylcellosolve bzw.
Polypropylenglykol (Ratemuru-1040, Produkt der Firma Kao
Co., Ltd., Japan) als Filmbildungsmittel verwendet wurden.
Die Eigenschaften der erhaltenen Filme wurden auf die
gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 15 gemessen. Die
Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengestellt.
Claims (8)
1. Propylenglykolcyclohexylether-Derivat der allgemeinen
Formel (I)
in der R¹ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest
mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen Cycloalkylrest
mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet; R² ein
Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet; und n
eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3 ist.
2. Propylenglykolcyclohexylether-Derivat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich um
Propylenglykolmethylcyclohexylether,
Propylenglykolmethylmonohydroxycyclohexylether oder
Dipropylenglykolmethylcyclohexylether handelt.
3. Verfahren zur Herstellung eines
Propylenglykolcyclohexylether-Derivats der allgemeinen
Formel (I) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man einen Propylenglykolether der allgemeinen Formel
(II)
in der R¹ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest
mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen Cycloalkylrest
mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet; und n eine ganze
Zahl mit einem Wert von 1 bis 3 ist, mit Cyclohexen,
Cyclohexanol oder Cyclohexenoxid in Gegenwart eines
Katalysators umsetzt.
4. Detergens, enthaltend mindestens ein
Propylenglykolcyclohexylether-Derivat nach Anspruch 1.
5. Detergens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem mindestens einen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivat um einen
Bestandteil aus der Gruppe
Propylenglykolmethylcyclohexylether,
Propylenglykolmethylmonohydroxycyclohexylether und
Dipropylenglykolmethylcyclohexylether handelt.
6. Wäßrige Dispersionszusammensetzung, enthaltend:
- (a) eine kontinuierliche Phase eines wäßrigen Dispersionsmediums;
- (b) eine in der kontinuierlichen Phase (a) dispergierte Phase; und
- (c) 0,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der dispergierten Phase (b) mindestens eines Propylenglykolcyclohexylether-Derivats nach Anspruch 1.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die dispergierte Phase im wesentlichen aus einem
Polyurethan oder einem Polyacrylat besteht.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem mindestens einen
Propylenglykolcyclohexylether-Derivat um einen
Bestandteil aus der Gruppe
Propylenglykolmethylcyclohexylether,
Propylenglykolmethylmonohydroxycyclohexylether oder
Dipropylenglykolmethylcyclohexylether handelt.
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