FR2474511A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF LATEX BY AQUEOUS EMULSION POLYMERIZATION, EMULSION COMPOSITION, EMULSION POLYMERIZATION PROCESS, AND EMULSIFIER FOR USE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PRODUCTION DE LATEX PAR POLYMERISATION EN EMULSION AQUEUSE D'UN OU PLUSIEURS MONOMERES POLYMERISABLES. SELON L'INVENTION, LA POLYMERISATION EST EFFECTUEE EN PRESENCE D'UN SEL D'AMINE DE PREPOLYMERE DE POLYURETHANE COMME EMULSIFIANT, CET EMULSIFIANT ETANT PREPARE EN FAISANT REAGIR UN PREMIER COMPOSANT COMPRENANT UN POLYOL HYDROPHILE COIFFE D'ISOCYANATE AYANT UNE FONCTIONNALITE DE REACTION DE DEUX OU PLUS AVEC UN SECOND COMPOSANT COMPRENANT UNE CETOXIME POUR FORMER UN PREPOLYMERE BLOQUE A L'OXIME, EN FAISANT REAGIR UN TROISIEME COMPOSANT COMPRENANT UNE AMINE POLYFONCTIONNELLE AYANT UNE FONCTIONNALITE DE DEUX OU PLUS AVEC LE PREPOLYMERE BLOQUE A L'OXIME POUR FORMER UN PRODUIT REACTIONNEL D'AMINE, EN FAISANT REAGIR UN QUATRIEME COMPOSANT COMPRENANT UN ACIDE AVEC LE PRODUIT REACTIONNEL D'AMINE AFIN D'OBTENIR AINSI UN SEL D'AMINE DE PREPOLYMERE DE POLYURETHANE INFINIMENT DILUABLE DANS L'EAU, ET EN DILUANT LE SEL D'AMINE DE PREPOLYMERE DE POLYURETHANE AVEC DE L'EAU. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX ADDITIFS POUR LE PAPIER.THE INVENTION RELATES TO A PROCESS FOR THE PRODUCTION OF LATEX BY POLYMERIZATION IN AQUEOUS EMULSION OF ONE OR MORE POLYMERISABLE MONOMERS. ACCORDING TO THE INVENTION, THE POLYMERIZATION IS CARRIED OUT IN THE PRESENCE OF AN AMINE SALT OF POLYURETHANE PREPOLYMER AS AN EMULSIFIER, THIS EMULSIFIER BEING PREPARED BY REACTING A FIRST COMPONENT COMPRISING A HYDROPHILIC POLYOL WITH A REPAIR OF ISOCYACANATE DEYALOYALITE HAIR COFFEE DEYOYALITE OR MORE WITH A SECOND COMPONENT INCLUDING A CETOXIME TO FORM A PREPOLYMER BLOCKED WITH OXIME, BY REACTING A THIRD COMPONENT INCLUDING A POLYFUNCTIONAL AMINE HAVING A FUNCTIONALITY OF TWO OR MORE WITH THE PREPOLYMER BLOCKED WITH OXIME A REACTION TO FORM 'AMINE, BY REACTING A FOURTH COMPONENT INCLUDING AN ACID WITH THE AMINE REACTION PRODUCT SO AS TO OBTAIN AN AMINE SALT OF INFINITELY DILUABLE POLYURETHANE PREPOLYMER IN WATER, AND THINNING THE AMINE SALT OF PREPOLYMER OF POLYURETHANE WITH WATER. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO ADDITIVES FOR PAPER.
Description
La polymérisation en émulsion a probablement son origine dans lesThe emulsion polymerization probably originated in
observations par les premiers savants des latex ou des sèves naturelles exsudées par de nombreuses plantes. Sans aucun doute, le plus importants d'entre eux est le latex de caoutchouc naturel. Le caoutchouc naturel est une dispersion colloïdale ressemblant au lait, dans l'eau, de particules de polyisoprène protégées de la observations by early scientists of latex or natural sap exuded by many plants. Without a doubt, the most important of them is the natural rubber latex. Natural rubber is a colloidal dispersion resembling milk, in water, of polyisoprene particles protected from
coagulation par des protéines naturelles et des émulsifiants. coagulation by natural proteins and emulsifiers.
La première référence à une polymérisation en émulsion est The first reference to emulsion polymerization is
donnée dans le brevet germanique NO DRP 250690 de 1909. given in German Patent No. 250690 of 1909.
Les travaux sur la polymérisation en émulsion ont continué en Allemagne pendant la Première Guerre Mondiale avec relativement peu de progression dans le développement technique. Le développement industriel de la polymérisation Work on emulsion polymerization continued in Germany during the First World War with relatively little progress in technical development. Industrial development of polymerization
1_5 en émulsion semble avoir débuté vers la fin des années 1920. 1_5 in emulsion seems to have started in the late 1920s.
Dans le brevet germanique DRP 558890 (1927) est décrite la polymérisation du butadiène en un latex synthétique en utilisant des savons comme émulsifiants et du peroxyde In German Patent No. 558890 (1927), the polymerization of butadiene is described in a synthetic latex using soaps as emulsifiers and peroxide.
d'hydrogène comme initiateur.of hydrogen as initiator.
La première percée importante dans le développe- The first major breakthrough in the development
ment industriel de la polymérisation en émulsion s'est produite en 1938 quand on a montré que la polymérisation se produisait dans la phase aqueuse et non pas dans les gouttelettes du monomère. La compréhension du mécanisme de la polymérisation en émulsion a élargi la connaissance, ainsi, des prédictions et des améliorations des techniques The industrialization of the emulsion polymerization occurred in 1938 when it was shown that the polymerization occurred in the aqueous phase and not in the monomer droplets. Understanding the mechanism of emulsion polymerization has broadened the knowledge, thus, of predictions and improvements in techniques
ont pu être effectuées.could be done.
La polymérisation en émulsion présente, par rapport aux autres procédés tels qu'une polymérisation en masse ou une polymérisation en solution, les avantages qui suivent: (1) Un produit polymérisé en émulsion, comme le latex lui-même, est sous une forme idéale pour utilisation dans les peintures, les revêtements de surface, adhésifs, revêtement et imprégnation du papier, traitement du cuir, traitement des textiles, immersion et caoutchouc mousse The emulsion polymerization has the following advantages over other processes such as bulk polymerization or solution polymerization: (1) An emulsion polymerized product, such as the latex itself, is in an ideal form for use in paints, coatings, adhesives, coating and impregnation of paper, leather treatment, textile treatment, immersion and foam rubber
de latex.of latex.
(2) Le contrôle de l'initiateur, de la propaga- (2) The control of the initiator, the propaga-
tion, du transfert de chaine et de la réaction de terminai- tion, chain transfer and terminal reaction.
son est facile et, dans la plupart des cas, à une sound is easy and, in most cases, at a
température relativement faible de la polymérisation. relatively low temperature of the polymerization.
(3) La polymérisation en émulsion se prête à une (3) The emulsion polymerization is suitable for
opération facile en continu.easy operation continuously.
(4) Des allures élevées de polymérisation peuvent être obtenues en même temps que des degrés élevés de polymérisation. (5) Contraitement aux solutions des polymères, (4) High polymerization rates can be achieved at the same time as high degrees of polymerization. (5) Contrary to solutions of polymers,
la viscosité d'un latex est indépendante du poids moléculai- the viscosity of a latex is independent of the molecular weight
re du polymère qu'il contient. Ainsi, on peut obtenir de re of the polymer it contains. Thus, we can get
fortes concentration en polymère à une faible viscosité. high concentration of polymer at a low viscosity.
(6) La polymérisation en émulsion utilise l'eau comme solvant peu coûteux, éliminant les problèmes de (6) Emulsion polymerization uses water as an inexpensive solvent, eliminating the problems of
récupération du solvant et les facteurs de risque d'incendie. solvent recovery and fire risk factors.
(7) Quand il faut un produit solide, le travail du polymère ne présente pas de problèmes car le latex est simplement coagulé d'une façon appropriée et les miettes coagulées sont lavées avec de l'eau ou autre solution (7) When a solid product is required, the work of the polymer is not problematic because the latex is simply coagulated appropriately and the coagulated crumbs are washed with water or other solution.
aqueuse, pressées et séchées.aqueous, pressed and dried.
On a dit que le choix d'un émulsifiant était probablement le seul facteur très important pour une polymérisation en émulsion. D'abord, l'émulsifiant doit produire une émulsion stable entre les phases du monomère et de l'eau et ultérieurement un latex stable. Deuxièmement, il ne doit pas interférer de façon néfaste avec le système It has been said that the choice of an emulsifier was probably the single most important factor for emulsion polymerization. First, the emulsifier must produce a stable emulsion between the monomer and water phases and subsequently a stable latex. Second, it must not interfere adversely with the system
d' amorce ou la - propagation de la réaction. initiation or propagation of the reaction.
Troisièmement, comme des résidus émulsifiants resteront dans le produit récupéré après polymérisation, il ne doit Thirdly, since emulsifying residues will remain in the recovered product after polymerization, it must not
pas impartir de propriétés néfastes au produit. not imparting harmful properties to the product.
De nombreux émulsifiants synthétiques ont été étudiés pour leur efficacité dans la polymérisation en émulsion. Selon la nature des groupes hydrophiles, les agents tensio-actifs peuvent être divisés en quatre classes: (a) anionique, (b) cationique, (c) amphotère et (d) non ionique. Chacun de ces groupes principaux peut de plus Many synthetic emulsifiers have been studied for their effectiveness in emulsion polymerization. Depending on the nature of the hydrophilic groups, the surfactants can be divided into four classes: (a) anionic, (b) cationic, (c) amphoteric and (d) nonionic. Each of these main groups can
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être subdivisé chimiquement selon le groupe hydrophile (c'est-à-dire acides carboxyliques, sulfates, sulfonates) et selon le groupe hydrophobe (commrne alcoyle, alcoylaryle, alcoylamide, alcoylester). Ainsi, le choix parmi les nombreuses permutations et combinaisons possibles est be chemically subdivided according to the hydrophilic group (ie carboxylic acids, sulphates, sulphonates) and the hydrophobic group (such as alkyl, alkylaryl, alkylamide, alkyl ester). So the choice among the many possible permutations and combinations is
très important.Very important.
On peut citer, comme agents tensio-actifs appropriés couramment utilisés dans des procédés de polymérisation en émulsion selon l'art antérieur, les agents tensio-actifs anioniques comme le caprylate de potassium, le myristate de potassium, le palmitate de potassium, le stéarate de potassium, l'oléate de potassium, le décyl sulfonate de sodium, le dodécyl sulfonate de sodium, le tétradécyl sulfonate de sodium, le décyl sulfate de sodium,lelauryl sulfate de sodium, le déhydroabiétate Suitable surfactants commonly used in emulsion polymerization processes according to the prior art include anionic surfactants such as potassium caprylate, potassium myristate, potassium palmitate, sodium stearate and the like. potassium, potassium oleate, sodium decyl sulphonate, sodium dodecyl sulphonate, sodium tetradecyl sulphonate, sodium decyl sulphate, sodium lauryl sulphate, dehydroabietate
de potassium, le rosinate de sodium, des esters de sulfo- potassium, sodium rosinate, sulphate esters,
succinate d'alkyl-sodium et analogues; des agents tensio- alkyl sodium succinate and the like; surfactants
actifs cationiques comme des sels d'amines quaternaires à chaîne longue; et des agents tensio-actifs non-ioniques comme des condensats dans l'oxyde d'éthylène de l'alcool oleylique, de l'alcool cétylique, de l'alcool laurylique et autres, des condensats dssl 'oxyde d'éthylène de 1 'acide linoléique, de l'acide laurique, de l'acide ricinoléique, de l'acide caproIque et autres, un copolymère séquencé d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène et les condensats cationic active agents such as long chain quaternary amine salts; and nonionic surfactants such as ethylene oxide condensates of oleyl alcohol, cetyl alcohol, lauryl alcohol, and the like, ethylene oxide condensates of the type described in US Pat. linoleic acid, lauric acid, ricinoleic acid, caproic acid and the like, a block copolymer of ethylene oxide and propylene oxide and condensates
das l'oxYde d'éthylène d ' oc tyl phénol ou nonyl phénol. ethylene oxide of octyl phenol or nonyl phenol.
Le rôle de 1 'émulsifiant dans la polymérisation en émulsion est triple: (a) une quantité accrue du monomère est prise dans la phase d'eau du fait de la solubilisation dans les micelles; (b) le monomère non solubilisé est émulsifié en gouttelettes fines et stables; et (c) les particules de latex créées sont protégées contre The role of the emulsifier in the emulsion polymerization is threefold: (a) an increased amount of the monomer is taken into the water phase due to solubilization in the micelles; (b) the unsolubilized monomer is emulsified into fine and stable droplets; and (c) the latex particles created are protected against
une coagulation pendant et après la polymérisation. coagulation during and after the polymerization.
On sait que différents émulsifiants ont des concentrations molaires endessous desquelles il ne se produit pas de formation de micelles. C'est la concentration It is known that different emulsifiers have molar concentrations below which micelle formation does not occur. It's the concentration
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critique en micelles, c'est-à-dire cmc. Dans la plupart des cas, aucune polymérisation d'importance ne se produit critical in micelles, that is to say cmc. In most cases, no significant polymerization occurs
en-dessous de la concentration critique en micelles (cmc). below the critical micelle concentration (cmc).
Tandis que l'on abaisse la concentration en émulsifiant, le nombre de particules formées de latex diminue. On sait que le résidu de l'émulsifiant laissé dans le système du As the concentration of emulsifier is lowered, the number of formed latex particles decreases. It is known that the residue of the emulsifier left in the system of
latex peut laisser, à celui-ci, des propriétés non- latex may leave to it, properties not
souhaitables, en effet le latex peut perdre une partie de desirable, indeed the latex may lose some of
sa stabilité.its stability.
On a reconnu qu'un émulsifiant devait amener trois propriétés de base à un système de latex. Ces propriétés sont les suivantes: (a) bonne solubilité à la température de polymérisation, (b) bon pouvoir de solubilisation, et (c) impartir une bonne stabilité au latex. Par ailleurs, l'émulsifiant ne doit pas interférer avec l'amorce ou la propagation des réactions de polymérisation. La varitté des systèmes initiateurs dans des procédés de polymérisation en émulsion n'est pas moindre que la variété des émulsifiants décrits. Tous les systèmes utilisés commercialement sont basés sur la libération d'un radical actif libre. Ces radicaux actifs libres sont produits par 1 'un de deux moyens: (a) décomposition It has been recognized that an emulsifier must bring three basic properties to a latex system. These properties are as follows: (a) good solubility at the polymerization temperature, (b) good solubilization, and (c) impart good latex stability. Moreover, the emulsifier must not interfere with the initiation or propagation of the polymerization reactions. The variety of initiator systems in emulsion polymerization processes is not less than the variety of emulsifiers described. All systems used commercially are based on the release of a free active radical. These free active radicals are produced by one of two means: (a) decomposition
thermique d'un composé en radicaux libres ou (b) inter- of a compound in free radicals or (b)
action d'agents chimiques pour produire des radicaux libres. Les initiateurs les plus couramment utilisés action of chemical agents to produce free radicals. The most commonly used initiators
sont les composés contenant une liaison peroxyde, c'est- are the compounds containing a peroxide bond, that is,
à-dire -0-0-. Les peroxydes organiques peuvent être considérés comme étant dérivés de peroxyde d'hydrogène to say -0-0-. Organic peroxides can be considered as derived from hydrogen peroxide
par remplacement de 1 'hydrogène par des groupes organiques. by replacing hydrogen with organic groups.
On peut citer, comme initiateurs spécifiques au peroxyde d'hydrogène, le p6roxycarbonate de diisopropyle, le péroxyde de caprylyle, le pe'roxyde de lauroyle, le p6roxyde de benzoyle, le peroxyde de dicumyle, l'hydropéroxyde de tert-butyle, le peroxyde de méthyl éthyl cétone, le peroxyde de di-tert-butyle, le peroxyde de cumène et le pEroxybenzoate de tert-butyle. Des composés qui libèrent des ions peroxydisulfates peuvent être également être Specific initiators for hydrogen peroxide include diisopropyl peroxycarbonate, caprylyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, peroxide, and the like. methyl ethyl ketone, di-tert-butyl peroxide, cumene peroxide and tert-butyl peroxybenzoate. Compounds that release peroxydisulfate ions can also be
utilisés comme initiateurs.used as initiators.
Des systèmes peroxyde d'hydrogène-fer peuvent être utilisés comme initiateurs pour la polymérisation de certains monomères, comme du méthacrylate de méthyle et de l'acrylonitrile tandis que les hydropéroxydes organiques sont préférés pour les monomères moins polaires comme le styrène et le butadiène. Pour la fabrication de SBR (caoutchouc de styrène-butadiène) "froid", on rencontre Hydrogen peroxide-iron systems can be used as initiators for the polymerization of certain monomers, such as methyl methacrylate and acrylonitrile, while organic hydroperoxides are preferred for less polar monomers such as styrene and butadiene. For the manufacture of SBR (styrene-butadiene rubber) "cold", we meet
le plus fréquemment des formules contenant de l'hydro- most frequently formulas containing hydro-
peroxyde de p-méthane, de l'hydropéroxyde de pinone ou p-methane peroxide, pinon hydroperoxide or
de l'hydropéroxyde de diisopropylbenzène. diisopropylbenzene hydroperoxide.
En plus des émulsifiants et initiateurs, certains matériaux peuvent être ajoutés au mélange réactionnel pour polymérisation en émulsion pour retarder ou inhiber la réaction de propagation. Toute substance piégeant les radicaux libres et soit les détruisant, les empêchant d'atteindre le lieu de polymérisation ou produisant, par transfert, un autre radical libre qui n'est pas actif comme initiateur ou inhibiteur de polymérisation, peut être utilisée. Certaines substances peuvent agir à la fois pour retarder et inhiber. Certaines substances couramment utilisées sont la diéthylhydroxylamine, l'hydroquinone, le méthyléther d'hydroquinone, le p-aminophénol, des In addition to emulsifiers and initiators, certain materials may be added to the emulsion polymerization reaction mixture to retard or inhibit the propagation reaction. Any substance trapping free radicals and either destroying them, preventing them from reaching the polymerization site or producing, by transfer, another free radical that is not active as a polymerization initiator or inhibitor, can be used. Some substances can act both to delay and inhibit. Some commonly used substances are diethylhydroxylamine, hydroquinone, hydroquinone methyl ether, p-aminophenol,
dithiocarbamates solubles dans l'eau et autres. soluble dithiocarbamates in water and others.
La présente invention se rapporte à un procédé et aux réseaux ainsi produits o les agents tensio-actifs et/ou émulsifiants traditionnels sont remplacés par un sel d'amine de prépolymère de polyuréthane. Ce sel d'amine de prépolymère de polyuréthane élimine les effets des résidus dans le produit fini, dés à l'émulsifiant qui y reste, car le sel, lors du durcissement du latex, devient une The present invention relates to a method and networks thus produced where traditional surfactants and / or emulsifiers are replaced by an amine salt of polyurethane prepolymer. This amine salt of polyurethane prepolymer eliminates the effects of residues in the finished product, due to the emulsifier remaining therein, since the salt, during the curing of the latex, becomes a
partie du latex durci.part of the cured latex.
Le nouveau sel d'amine de prépolymère de poly- The new amine salt of polyethylene prepolymer
uréthane, quand on l'utilise dans des systèmes de polymérisation en émulsion, s'est révélé agir comme un urethane, when used in emulsion polymerization systems, has been shown to act as a
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initiateur de particuleset ainsi, il peut remplacer le latex utilisé pour préparer des compositions de latex dans le cas o il faut un degré élevé d'uniformité de dimension granulométrique (par exemple voir le brevet U.S. No 3 397 165). On a trouvé que le nouveau sel d'amine de prépolymère de polyuréthane, quand il est utilisé dans un système de polymérisation en émulsion, agissait comme As a particle initiator, it can replace the latex used to prepare latex compositions where a high degree of grain size uniformity is required (for example, see U.S. Patent No. 3,397,165). It has been found that the new polyurethane prepolymer amine salt, when used in an emulsion polymerization system, acts as
un milieu de stabilisation pour le système de latex. a stabilizing medium for the latex system.
Dans le procédé selon l'invention, l'initiUiseatn du latex est accomplie selon des processus connus. Le milieu réactionnel aqueux est introduit dans la zone réactionnelle et le ou les monomères à polymériser sont ensuite amenés continuellement au milieu aqueux dans la zone réactionnelle en même temps qu'un catalyseur et, si on le souhaite, des agents tensio-actifs, un tampon et autres. Le terme "milieu réactionnel aqueux" signifie de l'eau plus tout autre constituant, comme un catalyseur, des agents tensio-actifs, un tampon et autres, présents In the process according to the invention, the initiation of the latex is accomplished according to known processes. The aqueous reaction medium is introduced into the reaction zone and the monomer (s) to be polymerized are then continuously fed to the aqueous medium in the reaction zone together with a catalyst and, if desired, surfactants, a buffer and others. The term "aqueous reaction medium" means water plus any other constituent, such as a catalyst, surfactants, buffer and the like, present
dans la zone réactionnelle o est effectuée la polymérisa- in the reaction zone o is carried out the polymerization
tion selon ce procédé. La température de l'initialisation varie selon le type des monomères utilisés et la quantité et le type du catalyseur utilisé, et ceux qui sont compétents en la matière connaîtront la température correcte pour tout système donné. Typiquement, pour la polymérisation de monomères d'acrylatesou de méthacrylates d'alcoyles inférieurs, comme du méthacrylate de méthyle, de l'acrylate de N-butyle et autres, il est préférable d'amorcer la polymérisation à une température de l'ordre according to this method. The temperature of the initialization varies according to the type of the monomers used and the quantity and type of the catalyst used, and those who are competent in the matter will know the correct temperature for any given system. Typically, for the polymerization of acrylate monomers or lower alkyl methacrylates, such as methyl methacrylate, N-butyl acrylate and the like, it is preferable to initiate the polymerization at a temperature of the order
de 40 à environ 840C selon le catalyseur employé. from 40 to about 840C depending on the catalyst employed.
Tout réacteur, bien équipé, peut être utilisé pour la mise en oeuvre des réactions de polymérisation en Any reactor, well equipped, can be used for the implementation of the polymerization reactions in
émulsion. Les différents types de réacteurs et leur adapta- emulsion. The different types of reactors and their adaptation
bilité pour une polymérisation en émulsion sont bien connus de ceux qui sont compétents en la matière. Typiquement, un réservoir sous agitation avec un moyen pour contrôler la température et la pression, un moyen pour produire une alimentation continue en monomère, catalyseur, agent The properties of emulsion polymerization are well known to those skilled in the art. Typically, a stirred tank with a means for controlling temperature and pressure, a means for producing a continuous supply of monomer, catalyst, agent
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tensio-actif, tampon et autres, un moyen pour retirer continuellement une partie du contenu du réservoir et, si on le souhaite, un moyen pour produire une atmosphère surfactant, buffer and the like, a means for continuously withdrawing a portion of the contents of the reservoir and, if desired, means for producing an atmosphere
inerte (comme N2) au-dessus des réactifs, est avantageuse- inert (like N2) above the reagents, is advantageous
ment utilsé comme réacteur. Les monomères polymérisables en émulsion qui sont utiles dans le procédé selon l'invention sont tous les monomères ayant au moins un groupe A insaturation oléfinique ayant pour formule c = C qui sont connus de ceux qui sont compétents en la matière pour subir une polymérisation par addition dans des conditions de polymérisation en émulsion dans un milieu aqueux.Ces monomères sont si bien connus de ceux qui sont compétents en la matière qu'ils ne nécessitent pas ici une plus ample élaboration. Néanmoins, on peut mentionner des composés insaturés comme l'éthylène, le propylène, le 1-butane, le 2-butène, l'isobutylène, le 1-pentène, le 2-méthyl-2-butène, le 1-hexène, le 4-méthyl-1-pentène, le 3,3-diméthyl-1-buténe, le 2,4,4-triméthyl-1-pentène, le 6-éthyl-1- hexène, le 1-heptène, le 1-octène, le 1-décène, le 1-dodécène, l'allène, le butadiène, l'isoprène, le chloroprène, le 1,5-hexadiène, le 1,3,5hexatriène, le divinylacétylène, le cyclopentadiène, le dicyclopentadiène, le norbornène, le norbornadiène, le méthylnorbornène, le used as a reactor. The emulsion polymerizable monomers which are useful in the process according to the invention are all monomers having at least one olefinic unsaturated group having the formula c = C which are known to those skilled in the art for addition polymerization. under conditions of emulsion polymerization in an aqueous medium. These monomers are so well known to those skilled in the art that they do not require further elaboration here. However, there may be mentioned unsaturated compounds such as ethylene, propylene, 1-butane, 2-butene, isobutylene, 1-pentene, 2-methyl-2-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3,3-dimethyl-1-butene, 2,4,4-trimethyl-1-pentene, 6-ethyl-1-hexene, 1-heptene, 1-octene , 1-decene, 1-dodecene, allene, butadiene, isoprene, chloroprene, 1,5-hexadiene, 1,3,5hexatriene, divinylacetylene, cyclopentadiene, dicyclopentadiene, norbornene , norbornadiene, methylnorbornene,
cyclohexène, le styrène, l'alpha-chlorostyrène, 1 'alphamé- cyclohexene, styrene, alpha-chlorostyrene, alpham-
thylstyrène l'allylbenzène, le phénylacétylène, le thylstyrene, allylbenzene, phenylacetylene,
i-phényl-1,3-butadiène, le vinylnaphtalène, le 4-méthyl- 1-phenyl-1,3-butadiene, vinyl naphthalene, 4-methyl
styrène, le 2,4-diméthylstyrène, le 3-éthylstyrène, le styrene, 2,4-dimethylstyrene, 3-ethylstyrene,
2,4-diéthylstyrène, le 2-méthoxystyrène, le 4-méthoxy-3- 2,4-diethylstyrene, 2-methoxystyrene, 4-methoxy-3-
méthylstyrène, le 4-chlorostyrène, le 3,4-diméthyl-alpha- methylstyrene, 4-chlorostyrene, 3,4-dimethyl-alpha-
méthylstyrène, le 3-bromo-4-méthyl-alpha-méthylstyrène, le 2,5dichlorostyrène, le 4-fluorostyrène, le 3-iodostyrène, l'acide 4cyanostyrène 4-vinylbenzolque, le 4-acétoxystyrène, l'alcool 4-vinyl benzylique, le 3-hydroxystyrène, le 2474511 i methylstyrene, 3-bromo-4-methyl-alpha-methylstyrene, 2,5dichlorostyrene, 4-fluorostyrene, 3-iodostyrene, 4cyanostyrene 4-vinylbenzoic acid, 4-acetoxystyrene, 4-vinyl benzyl alcohol , 3-hydroxystyrene, 2474511 i
1, 4-dihydroxystyrène, le 3-hydroxystyrène-1, 4-dihydroxy- 1,4-dihydroxystyrene, 3-hydroxystyrene-1,4-dihydroxy-
styrène, le 3-nitrostyrène, le 2-aminostyrène, le 4-N,N- styrene, 3-nitrostyrene, 2-aminostyrene, 4-N, N-
diméthylaminostyrène, le 4-phénylstyrène, le 4-chloro-1- dimethylaminostyrene, 4-phenylstyrene, 4-chloro-1-
vinylnaphtalène, l 'acide acrylique, 1 'acide méthacrylique, l'acroléine, la méthacroléine, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, l'acrylate, le méthacrylamide, l'acrylate de méthyle, le méthacrylate de méthyle, l'acrylate de norbornényle, le diacrylate de norbornyle, l'acrylate de 2hydroxyéthyl 1 'acrylate de 2-phénoxy6thyle, 1 'acrylate vinylnaphthalene, acrylic acid, methacrylic acid, acrolein, methacrolein, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylate, methacrylamide, methyl acrylate, methyl methacrylate, norbornenyl acrylate, norbornyl diacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, acrylate
de triméthoxysilyloxypropyle, l'acrylate de dicyclopenté- of trimethoxysilyloxypropyl, dicyclopentyl acrylate
nyle, l'acrylate de cyclohexyle, l'acrylate de 2-tolyl- nyl, cyclohexyl acrylate, 2-tolyl acrylate and
hexyléthyle, le N,N-diméthylacrylamide, le méthacrylate d'isopropyle, 1 'acrylate d' éthyle, 1 'alpha-chloroacrylate de méthyle, le méthacrylate de bétadiméthylaminoéthyle, le N-méthyl méthacrylamide, le méthacrylate d'éthyle, l'acrylate de 2-éthylhexyle, le diacrylate de néopentyl glycol, le méthacrylate de cyclohexyle, le méthacrylate de hexylethyl, N, N-dimethylacrylamide, isopropyl methacrylate, ethyl acrylate, methyl alpha-chloroacrylate, betadimethylaminoethyl methacrylate, N-methyl methacrylamide, ethyl methacrylate, acrylate of 2-ethylhexyl, neopentyl glycol diacrylate, cyclohexyl methacrylate, methacrylate
béta-bromoéthyle, le méthacrylate de benzyle, le métha- beta-bromoethyl, benzyl methacrylate, methacrylate
crylate de phényle, le méthacrylate de néopentyle, le méthacrylate de butyle, l'acide chloroacrylique, l'acide méthyl chloroacrylique, l'acrylate d'hexyle, l'acrylate de dodécyle, le 3-méthyl-1-butyl acrylate, l'acrylate de 2-éthoxyéthyle, l'acrylate de phényle, l'acrylate de butoxyéthoxyéthyle, 1 'acrylate de 2-méthoxyéthyle, l'acrylate d. 'isodécyle, le triacrylate de pentaérythritol, le méthoxy poly(éthyièneoxy)acrylate, le tridécoxy poly (éthylèneoxy) acrylate, le chloroacrylonitrile, l'acrylate de dichloroisopropyle, l'éthacrylonitrile, le N-phényl_ phenyl crylate, neopentyl methacrylate, butyl methacrylate, chloroacrylic acid, methyl chloroacrylic acid, hexyl acrylate, dodecyl acrylate, 3-methyl-1-butyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, phenyl acrylate, butoxyethoxyethyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, acrylate d. isodecyl, pentaerythritol triacrylate, methoxy poly (ethyleneoxy) acrylate, tridecoxy poly (ethyleneoxy) acrylate, chloroacrylonitrile, dichloroisopropyl acrylate, ethacrylonitrile, N-phenyl
acrylamide, le N,N-diéthylacrylamide, le N-cyclohexyl- acrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-cyclohexyl-
acrylamide, le chlorure de vinyle, le chlorure de vinyli- acrylamide, vinyl chloride, vinyl chloride
dène, le cyanure de vinylidène, le fluorure de vinyle, le fluorure de vinylidène, le trichloroéthène, l'acétate de vinyle, le propionate de vinyle, le butyrate de vinyle, le benzoate de vinyle, le vinyl butyral, le propionate de vinyle, le chloroaotate de vinyle, l'acétate d'isopro, p6nyle,le formiate de vinyle, le méthoxyacétate de vinyle, le caproate de vinyle, l'oléate de vinyle, l'adipate de vinyle, la méthyl vinyl cétone, la méthyl isopropényl deene, vinylidene cyanide, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, trichloroethene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, vinyl butyral, vinyl propionate, vinyl chloroacrylate, isopro acetate, pentyl, vinyl formate, vinyl methoxyacetate, vinyl caproate, vinyl oleate, vinyl adipate, methyl vinyl ketone, methyl isopropenyl
cétone, la vinyl phényl cétone, la méthyl alpha-chlorovinyl- ketone, vinyl phenyl ketone, methyl alpha-chlorovinyl-
cétone, l'éthyl vinyl cétone, la divinyl cétone, le diactéate d'allylidène, le méthyl vinyl éther, le 2-méthoxy éthylvinyl éther, le 2chloroéthyl vinyl éther, le méthoxyéthoxy èthyl vinyl éther, l'hydroxyéthyl vinyl éther, 1 'aminoéthyl vinyl éther, 1 'alphaméthylvinyl méthyl éther, le divinyl éther, le divinyl éther de ketone, ethyl vinyl ketone, divinyl ketone, allylidene diacteate, methyl vinyl ether, 2-methoxy ethyl vinyl ether, 2 chloroethyl vinyl ether, methoxyethoxy ethyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, 1 aminoethyl vinyl ether, alphamethylvinyl methyl ether, divinyl ether, divinyl ether,
l'éthylène glycol cu du diéthylène glycol ou de triéthanol- ethylene glycol or diethylene glycol or triethanol-
amine, le cyclohexyl vinyl éther, le benzyl vinyl éther, le phénéthyl vinyl éther, le crésyl vinyl éther, l'hydroxyphényl vinyl éther, le chlorophényl vinyl éther, le naphtyl vinyl éther, le maléate de diméthyle, le maléate de diéthyle, le maléate de di(2-éthylhexyle) l'anhydride maléique, le fumarate de diméthyle, le fumarate de dipropyle, le fumarate de diamyle, le sulfure de vinyl éthyle,le sulfure de divinyle, le sulfure de vinyl-p-tolyle, la divinyl sulfone, la vinyl éthyl sulfone, le vinyl éthyl sulfoxyde, l'acide vinyl sulfonique, le sulfonate de vinyl-sodium, le vinyl sulfonamide, le vinyl benzamide, la vinyl pyridine, la N-vinyl pyrrolidone, le N-vinyl carbazole, la N-(vinyl benzyl)-pyrrolidone, la N(vinyl-benzyl)pipéridine, le 1-vinyl pyrène, le 2-isopropényl furane, le 2-vinyl dibenzofurane, la 2-méthyl-5-vinyl-pyridine, la 3-isopropénylpyridine, la amine, cyclohexyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, phenethyl vinyl ether, cresyl vinyl ether, hydroxy phenyl vinyl ether, chlorophenyl vinyl ether, naphthyl vinyl ether, dimethyl maleate, diethyl maleate, maleate of di (2-ethylhexyl) maleic anhydride, dimethyl fumarate, dipropyl fumarate, diammonium fumarate, vinyl ethyl sulfide, divinyl sulfide, vinyl-p-tolyl sulfide, divinyl sulfone vinyl ethyl sulfone, vinyl ethyl sulfoxide, vinyl sulfonic acid, vinyl sodium sulfonate, vinyl sulfonamide, vinyl benzamide, vinyl pyridine, N-vinyl pyrrolidone, N-vinyl carbazole, N (vinyl benzyl) -pyrrolidone, N (vinyl-benzyl) piperidine, 1-vinyl pyrene, 2-isopropenyl furane, 2-vinyl dibenzofuran, 2-methyl-5-vinyl-pyridine, 3-isopropenylpyridine , the
vinyl.pipéridine, la 2-vinyl-quinoline, le 2-vinyl- vinylpiperidine, 2-vinyl-quinoline, 2-vinyl-
benzoxazole, le 4-méthyl-5-vinyl-thiazole, le vinyl thio- benzoxazole, 4-methyl-5-vinyl-thiazole, vinyl thio-
phène, le 2-isopropényl thiophène, l'indène, la coumarone, phene, 2-isopropenyl thiophene, indene, coumarone,
le 1-chloroéthyl vinyl sulfure, le vinyl-2-éthoxyéthyl- 1-chloroethyl vinyl sulfide, vinyl-2-ethoxyethyl-
sulfure, le vinyl phényl sulfure, le vinyl-2-naphtyl- sulphide, vinyl phenyl sulphide, vinyl-2-naphthyl-
sulfure, les allyl mercaptans, du divinyl sulfoxyde, du vinyl phényl sulfoxide, du vinyl chlorophényl sulfoxyde, du méthyl vinyl sulfonate, du vinyl sulfoanilide et analogues. sulfide, allyl mercaptans, divinyl sulfoxide, vinyl phenyl sulfoxide, vinyl chlorophenyl sulfoxide, methyl vinyl sulfonate, vinyl sulfoanilide, and the like.
Les catalyseurs, tampons et tout autre consti- Catalysts, buffers and other constituents
tuant que l'on peut employer dans le mélange réactionnel de polymérisation en émulsion dans le procédé selon l'invention sont les mêmes que ceux que l'on peut employer dans les procédés connus selon l'art antérieur de polymérisation en émulsion. Le choix particulier des matériaux, autres que l'émulsifiant, à employerne constituent pas 1 'invention et est une question de routine In the method according to the invention, it is possible to use the same emulsion polymerization mixture as those which can be employed in the known processes according to the prior art emulsion polymerization. The particular choice of materials, other than emulsifier, to use is not the invention and is a routine matter
dans la technique de la polymérisation en émulsion. in the technique of emulsion polymerization.
Le catalyseur employé est typiquement un initiateur de radicaux libres ou un catalyseur rédox. On peut mentionner, simplement à titre d'illustration de catalyseurs appropriés que l'on peut employer, des The catalyst employed is typically a free radical initiator or a redox catalyst. As an illustration of suitable catalysts we can mention that we can use
initiateurs de radicaux libres comme le peroxyde d'hydro- initiators of free radicals such as hydrogen peroxide
gène, l'acide péracétique, le t-butyl hydropéroxyde, le gene, peracetic acid, t-butyl hydroperoxide,
di-t-butyl peroxyde, le peroxyde de dibenzoyle, l'hydro- di-t-butyl peroxide, dibenzoyl peroxide, hydro-
p6roxyde de benzoyle, le peroxyde de 2,4-dichlorobenzoyle, le 2,5diméthyl-2,5-bis(hydrop6roxy)hexane, l'acide Benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (hydroproxy) hexane, the acid
perbenzoique, le péroxy-pivalate de t-butyle, le per- perbenzoic acid, t-butyl peroxy-pivalate,
acétate de t-butyle, l'azo-bis-isobutyronitrile, le persulfate d'ammonium, le persulfate de sodium, le persulfate de potassium, le perphosphate de sodium, le perphosphate de potassium, le pdroxycarbonate d'isopropyle) et autres et des systèmes de catalyseurs rédox comme sodium persulfatesodium formaldéhyde sulfoxylate, hydropEroxyde de cumène-métabisulfite de sodium, t-butyl acetate, azobis-isobutyronitrile, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, sodium perphosphate, potassium perphosphate, isopropyl p-hydroxycarbonate) and the like. redox catalyst systems such as sodium persulfatesodium formaldehyde sulfoxylate, hydroperoxide cumene-sodium metabisulfite,
peroxyde d'hydrogène-acide ascorbique, bioxyde de soufre- hydrogen peroxide-ascorbic acid, sulfur dioxide
persulfate d'ammonium et autres.ammonium persulfate and others.
Les catalyseurs sont employés à la concentration catalytiquement efficace habituelle connue de ceux qui sont compétents en la technique de la polymérisation en émulsion. The catalysts are employed at the usual catalytically effective concentration known to those skilled in the art of emulsion polymerization.
Le nouveau sel d'amine de polymère de poly- The new polyamine polymer amine salt
uréthane comme émulsifiant fait l'objet de la demande de urethane as an emulsifier is the subject of the application for
brevet U.S. NO 034 375 déposée le 30 Avril 1979. U.S. Patent No. 034,375 filed April 30, 1979.
Le seld'amine de polymère de polyuréthane se The polyurethane polymer amine salt is
compose essentiellement du produit réactionnel d'un pré- essentially consists of the reaction product of a pre-
polymère terminé par NCO bloqué au moyen d'une oxime en réaction avec une amine et réagissant de plus avec un acide pour obtenir ainsi des sels d'amine de polymère de NCO-terminated polymer blocked with an oxime in reaction with an amine and further reacting with an acid to thereby obtain amine salts of
2474511.12474511.1
polyuréthane flottantset infiniment diluablesdans l'eau. floating polyurethane and infinitely dilutable in water.
Dans toute la présente description, le terme Throughout this description, the term
"flottant" indiquera l'état ou la condition des sels d'amine du produit réactionnel d'amine avec les prépolymères d'isocyanate bloqu4sà l'oxime dans un milieu aqueux. Il n'est pas toujours apparent si lespolymères de polyuréthane dans l'eau sDnt un mélange microscopiquement hétérogène "Float" will indicate the condition or condition of the amine salts of the amine reaction product with the oxime-blocked isocyanate prepolymers in an aqueous medium. It is not always apparent if the polyurethane polymers in water are a microscopically heterogeneous mixture
de deux ou plusieurs phases finement divisées, c'est-à- two or more finely divided phases, that is,
dire liquide dans liquide, et ainsi une dispersion ou si lespolymèresde polyuréthane sont partiellement ou totalement dissous dans la phase aqueuse et ainsi une solution. On a observé les polymères de polyuréthane dans l'eau o le produit résultant semble être optiquement clair ou limpide, indiquant une solution homogène. Dans cette situation, l'on pense que les molécules individuelles say liquid in liquid, and thus a dispersion or if the polyurethane polymers are partially or totally dissolved in the aqueous phase and thus a solution. The polyurethane polymers have been observed in water where the resulting product appears to be optically clear or limpid, indicating a homogeneous solution. In this situation, it is thought that the individual molecules
des polymères de polyuréthane ne sont pas liées ensemble. polyurethane polymers are not bonded together.
Par ailleurs, l'on a également observé des polymères de polyuréthane dans l'eau o le produit résultant est trouble, indiquant une dispersion. Ainsi, dans la présente On the other hand, polyurethane polymers have also been observed in water where the resulting product is cloudy, indicating dispersion. So, in this
description, le terme flottantu signifiera les nouveaux description, the term floating will mean the new
sels d'amine dans un système aqueux et peut être soit une amine salts in an aqueous system and can be either a
solution homogène, une dispersion ou toute combinaison. homogeneous solution, dispersion or any combination.
Afin d'obtenir un produit final satisfaisant ayant des caractéristiques appropriées de formation de pellicules, on a reconnu que des réactifs ramifiés devaient être incorporés dans la préparation du polyuréthane flottant afin d'obtenir la réticulation nécessaire pour produire une structure polymérique tridimensionnelle lors du durcissement. Par conséquent, on comprendra, dans toute In order to obtain a satisfactory end product having suitable film-forming characteristics, it has been recognized that branched reactants should be incorporated in the preparation of the floating polyurethane in order to obtain the crosslinking necessary to produce a three-dimensional polymeric structure upon curing. Therefore, we will understand, in any
la description qui suit, que soit le polyol, l'amine the following description, which is the polyol, the amine
polyfonctionnelle, le prépolymère, une partie de chacun polyfunctional, the prepolymer, part of each
ou toute combinaison d'entre eux devra avoir une fonction- or any combination of them shall have a function
nalité réactive supérieure à deux. reactive quality greater than two.
Le nouveau sel d'amine de polymère de polyuréthane'% est formé en quatre étapes de base. D'abord, on fait réagir un polyol avec un polyisocyanate pour préparer un prépolymère The new polyurethane polymer amine salt is formed in four basic steps. First, a polyol is reacted with a polyisocyanate to prepare a prepolymer
2474511, -2474511, -
terminé par NCO. Le prépolymère est bloqué au moyen d'une oxime à la seconde étape. Troisièmement, on fait réagir le prépolymère terminé par NCO et bloqué au moyen d'une oxime avec une ou plusieurs amines polyfonctionnelles choisies comme on le décrira ci-après. On fait réagir le produit réaction d'amine avec un acide. On a trouvé qu'afin d'obtenir un produit ayant des propriétés utiles, il falait utiliser un réactif ayant une fonctionnalité finished by NCO. The prepolymer is blocked with an oxime in the second step. Third, the NCO-terminated and oxime-blocked prepolymer is reacted with one or more selected polyfunctional amines as will be described hereinafter. The reaction product of amine is reacted with an acid. It has been found that in order to obtain a product having useful properties it is necessary to use a reagent having a functionality
supérieure à 2 dans la première et/ou la troisième étapes. greater than 2 in the first and / or third steps.
Ainsi, la fonctionnalité du prépolymère terminé par NCO plus la fonctionnalité de l'amine polyfonctionnelle sera Thus, the functionality of the NCO terminated prepolymer plus the functionality of the polyfunctional amine will be
d'au moins 4 ou plus.at least 4 or more.
On a trouvé que le produit réactionnel des amines polyfonctionnellesavec le prépolymère terminé par NCO et bloqué à 1'oxime avait tendance à augmenter en viscosité avec le temps Jusqu'à ce qu'il se produise une gélification/ It has been found that the reaction product of the polyfunctional amines with the oxime-blocked NCO-terminated prepolymer has a tendency to increase in viscosity with time until gelling occurs.
çrce onpLèteduproduit.Ainsi,selon un autre aspect de l'inven- Thus, according to another aspect of the invention,
tion on a découvert de façon inattendue que le temps de gélification et la viscosité de la dispersion du polymère de polyuréthane flottant pouvaient être contrôlés et/ou ajustés par addition d'une amine secondaire au produit réactionnel. Le prépolymère de polyoxyalcoylène polyol coiffé d'isocyanate etterminé par NCO ou le prépolymbre d'uréthane utile sdans l'invention sont préparés par réaction de polyoxyalcoylène polyol avec un excès de polyisocyanate, par exemple du diisocyanate de toluène. Le polyol doit avoir un poids moléculaire de l'ordre de 200 à environ It has been unexpectedly found that the gel time and the viscosity of the dispersion of the floating polyurethane polymer can be controlled and / or adjusted by adding a secondary amine to the reaction product. The isocyanate-capped polyoxyalkylene polyol prepolymer determined by NCO or the urethane prepolymer useful in the invention are prepared by reacting polyoxyalkylene polyol with an excess of polyisocyanate, for example toluene diisocyanate. The polyol must have a molecular weight of about 200 to about
200.000 et de préférence de l'ordre de 600 à environ 6.000. 200,000 and preferably of the order of 600 to about 6,000.
La fonctionnalité hydroxyle suivant la réaction est de 2 à environ 8. Quand la fonctionnalité d 'isocyanate du polyol et la fonctionnalité correspondante de l'isocyanate du prépolymère est de 2, la fonctionnalité du réactif amine de l'étape 3 doit être supérieure à 2. Quand la fonctionnalité d'isocyanate du prépolymère est supérieure à 2, la fonctionnalité de l'amine réactive à l'étape 3 The hydroxyl functionality following the reaction is from 2 to about 8. When the isocyanate functionality of the polyol and the corresponding functionality of the isocyanate of the prepolymer is 2, the functionality of the amine reactant of step 3 must be greater than 2. When the isocyanate functionality of the prepolymer is greater than 2, the functionality of the reactive amine in step 3
peut n'atteindre que 2.can only reach 2.
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Le prépolymère terminé par NCO ou coiffé d'isocyanate préféré se compose d'un mélange de: (1) Un polyoxyéthylène diol hydrophile coiffé d'isocyanate, ce diol ayant une teneur en oxyde d'éthylène d'au moins 40% en moles; et (2) Un polyol coiffé d'isocyanate ayant une fonctionnalité hydroxy comprise entre 3 et 8 avant d'être coiffé; ce polyol coiffé d'isocyanate étant présent en une quantité comprise entre 2,9 et 50% en poids de (1) The preferred NCO or isocyanate capped prepolymer consists of a mixture of: (1) an isocyanate capped hydrophilic polyoxyethylene diol, this diol having an ethylene oxide content of at least 40 mol%; and (2) an isocyanate capped polyol having a hydroxy functionality of between 3 and 8 before being capped; this isocyanate-capped polyol being present in an amount of between 2.9 and 50% by weight of (1)
et (2).and (2).
Le polyoxyéthylène diol est le produit réactionnel d'oxydes d'alcoylène dont au moins 40% en moles se composent d'oxyde d'éthylène avec un initiateur tel que de l'éthylène glycol, du propylène glycol, du tétraméthylène glycol, de l'hexaméthylène glycol ou leurs mélanges. De préférence, le poids moléculaire du diol est compris entre environ The polyoxyethylene diol is the reaction product of alkylene oxides of which at least 40 mol% are composed of ethylene oxide with an initiator such as ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol or mixtures thereof. Preferably, the molecular weight of the diol is between about
400 et environ 6.000.400 and about 6,000.
On peut citer, comme exemples de polyols appro- Examples of suitable polyols are
priés (à coiffer de polyisocyanates): (A) des polyols essentiellement linéaires formés par exemple par réaction d'oxyde d'éthylène avec de l'éthylène glycol comme initiateur. Des mélanges d'oxyde d'éthylène avec un autre oxyde d'alcoylène peuvent être employés tant que le Preferred (polyisocyanate-capped): (A) substantially linear polyols formed, for example, by reaction of ethylene oxide with ethylene glycol as the initiator. Mixtures of ethylene oxide with another alkylene oxide may be employed as long as the
pourcentage molaire d'oxyde d'éthylène est d'au moins 40%. molar percentage of ethylene oxide is at least 40%.
Si les polyéthers linéaires sont des mélanges d'oxyde d'éthylène avec par exemple de l'oxyde de propylène, le polymère peut être soit un copolymère statistique ou séquencé. Une seconde classe de polyols(B) contient ceux ayant une fonctionnalité hydroxy de 3 ou plus. Ces polyols sont couramment formés par réaction d'oxydes d'alcoylène If the linear polyethers are mixtures of ethylene oxide with, for example, propylene oxide, the polymer may be either a random or block copolymer. A second class of polyols (B) contains those having a hydroxyl functionality of 3 or more. These polyols are commonly formed by the reaction of alkylene oxides
avec un initiateur polyfonctionnel comme du triméthylol- with a polyfunctional initiator such as trimethylol
propane, du pentaérythritol, et autres. Pour former le polyol B, l'oxyde d'alcoylène utilisé peut être de l'oxyde d'éthylène ou des mélanges d'oxyde d'éthylène avec d'autres oxydes d'alcoylène comme on l'a décrit ci-dessus. Les polyols utiles peuvent de plus être représentés par (C) des polyols polyfonctionnels ramifiés ou linéaires propane, pentaerythritol, and others. To form the polyol B, the alkylene oxide used may be ethylene oxide or mixtures of ethylene oxide with other alkylene oxides as described above. Useful polyols may further be represented by (C) branched or linear polyfunctional polyols
2474511.2474511.
représentés en A et B ci-dessus avec un initiateur ou un represented in A and B above with an initiator or
agent de réticulation. On peut citer comme exemple spéci- crosslinking agent. We can cite as a specific example
fique de C, un mélange de polyéthylène glycol (poids C, a mixture of polyethylene glycol (weight
moléculaire de l'ordre de 1.000) avec du triméthylol- molecular weight of the order of 1,000) with trimethylol-
propane, du triméthyloléthane ou du glycérol. On peut propane, trimethylolethane or glycerol. We can
faire subséquemment réagir ce mélange avec du polyiso- subsequently react this mixture with polyiso-
cyanate en excès pour obtenir un prépolymère utile dans l'invention. Alternativement, on peut faire réagir les polyols linéaires ou ramifiés (comme du polyéthylène glycol) cyanate in excess to obtain a prepolymer useful in the invention. Alternatively, the linear or branched polyols (such as polyethylene glycol) can be reacted
séparément avec un polyisocyanate en excès. On peut égale- separately with an excess polyisocyanate. We can also
ment faire réagir séparément 1 'initiateur tel que le triméthylolpropane, avec le polyisocyanate. Subséquemment, les deux matériaux coiffés peuvent être combinés pour The initiator, such as trimethylolpropane, should be separately reacted with the polyisocyanate. Subsequently, both capped materials can be combined to
former le prépolymère.form the prepolymer.
Le polyoxyalcoylène polyol est terminé ou coiffé par réaction avec unpolyisocyanate. La réaction peut être effectuée dans une atmosphère inerte et dépourvue d'humidité par exempb sous une couverture d'azote, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre O et environ 120 C pendant environ 20 heures selon la température et le degré d'agitation. Cette réaction peut également être effectuée dans des conditions atmosphériques à condition que le produit ne soit pas exposé à un excès d'humidité. Le coiffage du polyoxyalcoylène polyol peut être effectué en utilisant des quantités stoechiométriques des réactifs. Cependant, avantageusement, on utilise un excès The polyoxyalkylene polyol is terminated or capped by reaction with a polyisocyanate. The reaction can be carried out in an inert and moisture-free atmosphere, for example under a blanket of nitrogen, at atmospheric pressure and at a temperature of between 0 and about 120 ° C. for about 20 hours depending on the temperature and the degree of agitation. This reaction can also be carried out under atmospheric conditions provided the product is not exposed to excess moisture. Capping of the polyoxyalkylene polyol can be carried out using stoichiometric amounts of the reactants. However, advantageously, an excess is used
d'isocyanate pour assurer un coiffage complet du polyol. isocyanate to ensure complete capping of the polyol.
Ainsi, le rapport des groupes isocyanates auxgroupes hydroxyles utilisés est compris entre environ 2 et environ 4 isocyanates pour 1 hydroxyle, et de préférence entre environ 2 et environ 2,5 isocyanates pour 1 hydroxyle Thus, the ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups used is between about 2 and about 4 isocyanates for 1 hydroxyl, and preferably between about 2 and about 2.5 isocyanates for 1 hydroxyl
en rapport molaire.in molar ratio.
Pour obtenir la résistance maximum, la résistance au solvant, la résistance à la chaleur et analogues, les produits réactionnels de polyoxyalcoylène polyol coiffé d'isocyanate sont formulés de façon à donner un réseau de 2474511 l For maximum strength, solvent resistance, heat resistance, and the like, isocyanate capped polyoxyalkylene polyol reaction products are formulated to provide a network of 2474511.
polymère réticulé.crosslinked polymer.
Toute cétoxime est efficace et parmi celles-ci, on peut citer l'acétone oxime, la butanone oxime, la cyclohexanone oxime et analogues. On pense qu'une oxime basée sur une cétone relativement volatile est préférable. L'oxime tout-à-fait préférée est la butanone oxime, Any ketoxime is effective and among these, there may be mentioned acetone oxime, butanone oxime, cyclohexanone oxime and the like. It is believed that an oxime based on a relatively volatile ketone is preferable. The most preferred oxime is butanone oxime,
également connue sous le nom de méthyl éthyl cétoxime. also known as methyl ethyl ketoxime.
Des mélanges d'oxime peuvent être utilisés, mais il n'y a pas de mérite connu à le faire. Les proportions de l'oxime utilisée peuvent être comprises entre environ 0,7 et Oxime mixtures can be used, but there is no known merit to doing so. The proportions of the oxime used can be between about 0.7 and
environ 1,2 équivalents des groupes isocyanates présents. about 1.2 equivalents of the isocyanate groups present.
On préfère de 1,05 à 1,15 équivalents. 1.05 to 1.15 equivalents are preferred.
Pour préparer le prépolymère bloqué, on mélange simplement 1 'oxime et le prépolymère à des températures comprises entre 50 et 70'C pendant environ une demi-heure à une heure et demie. Un solvant n'est généralement pas nécessaire bien que des matériaux tels que du butyl cellosolve acétate puissent être employés. D'autres solvants appropriez cómprennent des matériaux qui ne sont réactifs ni avec le groupe oxime ni avec le groupe uréthane. En se basant sur les moles des groupes réactifs oxime et NCO mis en cause, le rapport molaire NOH/NCO doit être compris entre environ 0,7 et environ 1,2 et de préférence entre environ 1,05 et environ 1,15. Généralement, il est très efficace d'utiliser suffisamment d'oxime pour une réaction To prepare the blocked prepolymer, the oxime and prepolymer are simply mixed at temperatures between 50 and 70 ° C for about one-half to one-and-a-half hours. Solvent is not generally necessary although materials such as butyl cellosolve acetate may be employed. Other suitable solvents include materials that are neither reactive with the oxime group nor with the urethane group. Based on the moles of the oxime and NCO reactive groups involved, the NOH / NCO molar ratio should range from about 0.7 to about 1.2 and preferably from about 1.05 to about 1.15. Generally, it is very effective to use enough oxime for a reaction
complète avec les groupes NCO.complete with NCO groups.
Pour préparer le prpolymère bloqué, 1 ' oxime est choisie pour donner un produit subissant les réactions de durcissement en un temps raisonnable à une température raisonnable. La température de durcissement est influencée par des matériaux tels que les substrats et les catalyseurs, ainsi pour durcir la dispersion de polyuréthane flottant on peut employer des températures en dehors de la gamme de 140 à 180 C. Des températures de durcissement d'au moins 120 C se sont révélées adaptées en considérant les temps de durcissement qui doivent être employés. Des températures inférieures ont pour résultat de plus longs temps de To prepare the blocked prepolymer, the oxime is selected to give a product undergoing curing reactions in a reasonable time at a reasonable temperature. The curing temperature is influenced by materials such as substrates and catalysts, so to cure the floating polyurethane dispersion temperatures outside the range of 140 to 180 ° C can be employed. Curing temperatures of at least 120 ° C. C have been adapted considering the curing times to be employed. Lower temperatures result in longer dwell times
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durcissement à moins que l'on emploie un catalyseur. De nombreux oximes et catalyseurs que l 'on peut employer sont décrits dans: Petersen, Liebigs Ann. Chem., 562 (1949) page 215; Wicks, Progress in Organic Coatings, a (1975), pages 73-99; et Hill et autres, Journal of Paint Tech. , 43 (1971) page 55. Les oximes ayant les températures de déblocage ci- dessus sont des matériaux liquides à des températures de l'ordre de 80 C, et les produits de condensation avec des prépolymères d'uréthane sont miscibles avec l'eau ou peuvent être dispersés dans l'eau à l'aide d'agents tensio-actifs. En général, les oximes sont des matériaux à chalne droite ou ramifiée, cycliques aliphatiques, contenant de 2 à 8 (de préférence de 3 à 6) curing unless a catalyst is employed. Many oximes and catalysts that can be employed are described in: Petersen, Liebigs Ann. Chem., 562 (1949) page 215; Wicks, Progress in Organic Coatings, a (1975), pp. 73-99; and Hill et al., Journal of Paint Tech. , 43 (1971) page 55. The oximes having the above release temperatures are liquid materials at temperatures of the order of 80 C, and the condensation products with urethane prepolymers are miscible with water. or may be dispersed in water using surfactants. In general, oximes are straight or branched, cyclic aliphatic materials containing from 2 to 8 (preferably from 3 to 6)
atomes de carbone.carbon atoms.
On fait réagir le prépolymère terminé par NCO et bloqué à l'oxime avec une amine capable de forcer le polymère à durcir à une basse température. De nombreuses amines utilisables dans le cadre de la présente invention sont bien connues et sont appelées amines polyfonctionnelles On peut citer comme exemples spécifiques d'amines, sans limitation, 1 'éthylènediamine, la 1,3-propane diamine, The oxime-blocked NCO-terminated prepolymer is reacted with an amine capable of forcing the polymer to cure at a low temperature. Many amines that can be used in the context of the present invention are well known and are known as polyfunctional amines. Specific examples of amines, without limitation, are ethylenediamine and 1,3-propane diamine.
la diéthylènetriamine, la triéthylènetétramine, l'iminobis- diethylenetriamine, triethylenetetramine, iminobis-
propylamine, la tétraéthylènepentamine, la méthyliminobis- propylamine, tetraethylenepentamine, methyliminobis-
propylamine, le 2(2-aminoéthylamine)-éthanol et les polyoxypropylineamines fabriquée par Jefferson Chemical Company, Inc., et vendues sous les dénominations commerciales JEFFAMINE D-400, D-2000 et T- 403. Les polyoxypropylèneamines sont des amines primaires di- et trifonctionnelles de polyéthersaliphatiquesdérivésde produits d'addition d'oxyde propylamine, 2 (2-aminoethylamine) ethanol and the polyoxypropyl amines manufactured by Jefferson Chemical Company, Inc., and sold under the trade names JEFFAMINE D-400, D-2000 and T-403. The polyoxypropylene amines are primary amines di- and trifunctional polyethersaliphatics derived from oxide adducts
de propylène de diols et triols.of propylene of diols and triols.
Comme on-peut l'observer par les amines indiquées, certaines d'entre elles peuvent être représentées par les formules générales NH2R'-NH2' et HO-R'N2 ou R' est un As can be observed by the indicated amines, some of them may be represented by the general formulas NH 2 R'-NH 2 'and HO-R'N 2 or R' is a
groupe de 2 à 6 atomes de carbone.group of 2 to 6 carbon atoms.
On a trouvé, dans nos travaux expérimentaux, que les amines polyfonctionnelles ayant une fonctionnalité d'au moins deux groupes terminaux d'amine primaire étaient les amines préférées pour obtenir un durcissement approprié It has been found in our experimental work that the polyfunctional amines having a functionality of at least two primary amine end groups are the preferred amines to achieve proper cure.
du polymère de polyuréthane subséquemment produit. polyurethane polymer subsequently produced.
Certaines des amines polyfonctionnelles peuvent être représentées par la formule H2 (CnH2n-) z-CnH2nàNH2 R o z est un nombre entier de 1 à 4, n est un nombre entier supérieur à 1 et R est de l'hydrogène, un groupe alcoyle de I à 4 atomes de carbone, ou un groupe hydroxyalcoyle Some of the polyfunctional amines may be represented by the formula H 2 (C n H 2 n-) z-C n H 2 n -NH 2 R 2 O is an integer from 1 to 4, n is an integer greater than 1 and R is hydrogen, an alkyl group of I at 4 carbon atoms, or a hydroxyalkyl group
de 1 à 4 atomes de carbone.from 1 to 4 carbon atoms.
Les polyoxypropylèneamines peuvent être représentées par la formule NH2CH(CH3)CHr0a"(CH)j- NH2 o x est supérieur à 2 et par la formule CH2 {0CH2-CH(CH3t N 2 CH3CH2- C-CH2--[OCH2-CH-(CH3 t NH2 CH2 [0OCH2-CH-(CH3 q2 o x + y+ z est de l'ordre de 5,3. Les poids moléculaires de ces polyoxypropylèneamines sont compris entre environ et environ 2.000 ou plus, les polyoxypropylèneamines préférées ayant des poids moléculaires de l'ordre de 400 The polyoxypropyleneamines may be represented by the formula NH2CH (CH3) CHr0a "(CH) n2-NH2 ox is greater than 2 and by the formula CH2 {OCH2-CH (CH3tN2CH3CH2-C-CH2 - [OCH2-CH- The molecular weight of these polyoxypropyleneamines is between about and about 2,000 or more, with the preferred polyoxypropyleneamines having molecular weights of about 5 to 10% by weight. around 400
à 2.000. -to 2,000. -
La quantité de l'amine polyfonctionnelle ajoutée au prépolymère terminé par NC0 et bloqué à 1 'oxime doit être comprise entre 0,6 et 1,5 équivalents en préférant The amount of polyfunctional amine added to the NC0-terminated and oxime-terminated prepolymer should be 0.6 to 1.5 equivalents, preferably
entre 0,9 et 1,1 équivalents en se basant sur les équi- between 0.9 and 1.1 equivalents based on the equi-
valents totaux de tous les groupes isocyanates présents dans le prépolymère terminé par NCO. Si la fonctionnalité d'isocyanate du prépolymère terminé par NC0 est de 2, total values of all isocyanate groups present in the NCO-terminated prepolymer. If the isocyanate functionality of the NC0-terminated prepolymer is 2,
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il faut une amine polyfonctionnelle ayant une fonctionna- a polyfunctional amine having a functional
lité supérieure à 2 afin d'obtenir un produit réticulé satifaisant. Si la fonctionnalité d'isocyanate du prépolymère terminé par NCO est supérieure à 2, la fonctionnalité de l'amine polySimaineUe peut n'être que de 2. On comprendra que dans le même système réactif, la fonctionnalité du prépolymère terminé par NC0 et de l'amine ou despolyoxypropylèneaminessera au total supérieure à 4. La réaction entre le prépolymère bloqué à l'oxime et l'amine polyfonctionnelle est contrôlée en ajoutant un acide ou un mélange d'un acide et d'eau avant la fin de greater than 2 in order to obtain a satifying crosslinked product. If the isocyanate functionality of the NCO-terminated prepolymer is greater than 2, the functionality of the polyimine amine may be only 2. It will be understood that in the same reagent system the functionality of the NC0-terminated prepolymer and the The reaction between the oxime-blocked prepolymer and the polyfunctional amine is controlled by adding an acid or a mixture of an acid and water before the end of the reaction.
la réaction. Si l'on ne contrôle pas la réaction du pré- the reaction. If one does not control the reaction of the pre-
polymère bloqué à l'oxime-amine au bon moment, on peut obtenir un produit réactionnel d'amine trop visqueux pour le cadre de l'invention. Ainsi, les portions appropriées du prépolymère bloqué et de l'amine polyfonctionnelle sont placées dans un récipient réactionnel et on les fait réagir dans des conditions contrôlées de chauffage et d'agitation. Avec l'expérience, on a pu déterminerl'état polymer blocked with oxime-amine at the right time, one can obtain an amine reaction product too viscous for the scope of the invention. Thus, the appropriate portions of the blocked prepolymer and the polyfunctional amine are placed in a reaction vessel and reacted under controlled conditions of heating and stirring. With experience, we have been able to determine the state
de la réaction en observant l'augmentation de viscosité. of the reaction by observing the increase in viscosity.
Avec un bon équipement tel que des dispositifs à tête de mélange réglés en température, les durées de réaction peuvent êtreraidesàdes températures élevées. Par exemple, les durées de réaction peuvent n'atteindre qu'environ 3 minutes With good equipment such as temperature controlled mixing head devices, the reaction times can be controlled at high temperatures. For example, reaction times can be as low as 3 minutes
à environ 95 C, 4 minutes à environ 80 C et ainsi de suite. at about 95 C, 4 minutes at about 80 C and so on.
Les durées préférées de réaction sont comprises entre environ une demiheure et environ une heure avec des températures comprises entre environ 40 et 60 C. On agite suffisamment d'acide ou du mélange acide-eau dans le produit réactionnel d'amine pour abaisser la valeur du pH Preferred reaction times range from about one-half hour to about one hour with temperatures between about 40 and 60 ° C.. Acid or acid-water mixture is stirred sufficiently into the amine reaction product to lower the value of the reaction. pH
à environ 5 ou moins.about 5 or less.
Les polymères de polyuréthane flottant stabilisés de façon cationique sont préparés en dispersant le produit réactionnel d'amine dans l'eau en présence de suffisamment d'acide pour obtenir un pH de l'ordre de 5 ou moins. en préparant les polymères flottants, l'acide peut être 2474511 i aJouté directement au produit réactionnel d'amine et y être mélangé en diluant ensuite avec de l'eau. C'est le procédé préféré. Cependant, il est également possible d'ajouter d'abord l'acide à l'eau puis de disperser le produit réactionnel d'amine dans l'eau. D'autres additifs comme des agents tensio-actifs, des agents absorbant les ultraviolets, des agents stabilisants, des pigments, et autres peuvent être formulés dans les polymères de The cationically stabilized floating polyurethane polymers are prepared by dispersing the amine reaction product in water in the presence of sufficient acid to obtain a pH of about 5 or less. In preparing the floating polymers, the acid can be added directly to the amine reaction product and mixed therein by further diluting with water. This is the preferred method. However, it is also possible to first add the acid to the water and then disperse the reaction product of amine in water. Other additives such as surfactants, ultraviolet absorbers, stabilizers, pigments, and the like can be formulated into
polyuréthane flottantsselon ce qui est requis. floating polyurethane according to what is required.
On a trouvé que st le pH n'était pas contrôlé dans la large gamme cidessus indiquée, on rencontrait des problèmes de décantation ou de dépôt et/ou que des parties du produit réactionnel d'amine réagissaient avec 1 'eau pour former une croûte. Tandis que la gamme moyenne de valeur du pH doit être considérée, on a trouvé que l'on pouvait utiliser de l'ordre de 1 A 10 parties ou plus de It was found that the pH was not controlled within the broad range indicated above, there were problems with settling or deposition and / or parts of the reaction product of amine reacted with water to form a crust. While the average range of pH value has to be considered, it has been found that one can use from 1 to 10 parts or more of
l'acide pour 100 parties du produit réactionnel d'amine. the acid per 100 parts of the amine reaction product.
La gamme préférée est comprise entre environ 4 et 8 parties The preferred range is between about 4 and 8 parts
d'acide pour 100 parties du produit réactionnel d'amine. of acid per 100 parts of the amine reaction product.
Ces polymères flottants se sont révélés être stables pendant des durées de plusieurs mois aux températures ambiantes, comme 20 C, et présenter également une excellente These floating polymers have been found to be stable for periods of several months at ambient temperatures, such as C, and also exhibit excellent
résistance aux cycles congélatLcn-dégel. resistance to freeze-thaw cycles.
Tandis que tout acide organique ou inorganique formera le sel d'amine et accomplira la fonction de contrôler la valeur du pH, les acides que l'on a utilisés comprennent l'acide acétique glacial, l'acide acrylique, l'acide citrique, l'acide éthylènediaminetétraacétique, l'acide formique, la glycine (acide aminoacétique), While any organic or inorganic acid will form the amine salt and will perform the function of controlling the pH value, the acids that have been used include glacial acetic acid, acrylic acid, citric acid, and the like. ethylenediaminetetraacetic acid, formic acid, glycine (aminoacetic acid),
l'acide chlorhydrique, l'acide lactique ( acide alpha- hydrochloric acid, lactic acid (alpha-
hydroxypropionique), 1 'acide orthophosphorique (H3P04), l'acide phosphoreux (H3P03), l'acide sulfamique, l'acide sulfurique, 1 'acide tartrique (acide dihydroxysuccinique), hydroxypropionic acid), orthophosphoric acid (H3PO4), phosphorous acid (H3PO3), sulphamic acid, sulfuric acid, tartaric acid (dihydroxysuccinic acid),
l'acide paratoluènesulfonique et leurs mélanges. paratoluenesulfonic acid and mixtures thereof.
Les exemples spécifiques qui suivent illustreront la présente invention sans en aucun cas en limiter le cadre, et on comprendra que des résultats améliorés semblables peuvent être obtenus avec d'autres combinaisons de The following specific examples will illustrate the present invention without in any way limiting its scope, and it will be understood that similar improved results can be obtained with other combinations of
compositionsdifférentesci-dessus spécifiées. different compositions specified above.
Préparation du sel d'amine de prépolymère de polyuréthane Un prépolymère de polyol terminé par un isocyanate préféré est préparé en mélangeant un polyoxyéthylène diol hydrophile ayant une teneur en oxyde d'éthylène d'au moins % en moles avec un polyol ayant une fonctionnalité hydroxyle comprise entre 3 et 8, ce polyol étant présent dans le mélange en une quantité de 1 'ordre de 10 à 20% en poids, en faisant réagir avec le mélange à une température entre O et 120eC, une quantité d'un diisocyanate égale à 1,8-1,9 équivalents NCO par rapport à OH pendant un temps suffisant pour coiffer sensiblement tous les groupes hydroxyles du mélange, en ajoutant du diisocyanate supplémentaire pour obtenir 0,1-0,3 équivalents de NCO par équivalent initial de OH en excès de la quantité théorique nécessaire pour réagir avec les groupes hydroxyles. A 100 g du prépolymère de polyol terminé par NCO à 24eC dans un récipient en acier inoxydable, on aJoute 22 g de butanone oxime tout en agitant. La réaction de Preparation of the polyurethane prepolymer amine salt A preferred isocyanate-terminated polyol prepolymer is prepared by mixing a hydrophilic polyoxyethylene diol having an ethylene oxide content of at least 10 mole% with a polyol having hydroxyl functionality included between 3 and 8, this polyol being present in the mixture in an amount of the order of 10 to 20% by weight, by reacting with the mixture at a temperature between 0 and 120 ° C, an amount of a diisocyanate equal to 1 8-1.9 NCO equivalents relative to OH for a time sufficient to cap substantially all the hydroxyl groups of the mixture, adding additional diisocyanate to obtain 0.1-0.3 equivalents of NCO per initial equivalent of excess OH the theoretical amount necessary to react with the hydroxyl groups. To 100 g of the NCO-terminated polyol prepolymer at 24 ° C. in a stainless steel vessel, 22 g of butanone oxime are added with stirring. The reaction of
l'oxime avec l'isocyanate est exothermique et la tempéra- the oxime with isocyanate is exothermic and the temperature
ture passe à 60 C. On utilise un bain d'eau chaude pour The temperature changes to 60 C. A hot water bath is used to
contrôler la température entre 80-90eC pendant 20 minutes. check the temperature between 80-90 ° C for 20 minutes.
- Au bout de 20 minutes et avec une température - After 20 minutes and with a temperature
* à 90eC, on ajoute, tout en agitant, 12 g de diéthylène-at 90 ° C., 12 g of diethylene-
triamine. La réaction avec l'amine est également exo- triamine. The reaction with the amine is also exo-
thermique, ce qui accélère l'extension de chaîne. thermal, which speeds up the chain extension.
La viscosité continue à augmenter et au bout de minutes à 90-95 C, on ajoute lentement 7,1 g d'acide acétique glacial et 7,1 g d'acide ophosphorique dissous The viscosity continues to increase and after 90-95 ° C., 7.1 g of glacial acetic acid and 7.1 g of dissolved ophosphoric acid are slowly added.
dans 100 g d'eau désionisée, pour contrbler la viscosité. in 100 g of deionized water to control the viscosity.
Quand tout le mélange acide/eau est introduit, le matériau est refroidiet conditonné. De 1 'eau peut être ajoutée pour obtenir le pourcentage souhaité de matières non volatiles When all the acid / water mixture is introduced, the material is cooled and packaged. Water may be added to obtain the desired percentage of non-volatile materials
(% N.V.) et la viscosité souhaités. (% N.V.) and the desired viscosity.
Les propriétés physiques typiques de l'émulsifiant préparé sont les suivantes: The typical physical properties of the prepared emulsifier are as follows:
% N.V. 52,0% N.V. 52.0
pH 4,5-6,9 Viscosité (Brookfield LVF) 600-1000 cps Aspect solution limpide de couleur paille pH 4.5-6.9 Viscosity (Brookfield LVF) 600-1000 cps Appearance clear solution of straw color
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Dans un chaudron en résine de 2 litres équipé d'un condenseur, d'un thermomètre, d'un entonnoir gradué d'addition, d'un agitateur et d'une source d'azote, on introduisit 327,5 g d'eau déminéralisée, 2,0 g d'acide isoascorbique et 687,5 g (196,6 g de produits non-volatils) de sel d'amine de prépolymère de polyuréthane cationique à 24% de matières nonvolatiles. Ce mélange a été agité In a 2-liter resin kettle equipped with a condenser, a thermometer, a graduated addition funnel, an agitator and a nitrogen source, 327.5 g of water were introduced. demineralized, 2.0 g of isoascorbic acid and 687.5 g (196.6 g of non-volatile products) of 24% nonvolatile cationic polyurethane prepolymer amine salt. This mixture was stirred
et chauffé à 40 C sous couverture d'azote. and heated to 40 C under nitrogen blanket.
A 400C, on a ajouté, au chaudron tout en agitant, g d'un mélange de monomèresde 240,0 g de méthacrylate At 400 ° C., 240.0 g of methacrylate were added to the kettle while stirring.
de méthyle, 120,0 g d'acrylate de butyle, 40,0 g d'acrylo- of methyl, 120.0 g of butyl acrylate, 40.0 g of acrylate,
nitrile et 8,0 g d'acide acrylique. Au matériau dans le chaudron en résine, on aJouta 4 cc de peroxyde d'hydrogène à 30%. La chaleur de la réaction força la température à passer de 41 à 470C en 3 minutes. Le mélange de monomères restant fut introduit à une allure pour maintenir une température de 55-60 C dans le chaudron en résine sans chauffage auxiliaire. Des doses distinctes à 30% de H202 ont été ajoutées à des niveaux de 2 cc pendant l'addition du mélange de monomères.La durée totale d'addition du mélange de monomèresétait de 39 minutes. Quand le dernier mélange de monomèresfut introduit, la température était nitrile and 8.0 g of acrylic acid. To the material in the resin cauldron, 4 cc of 30% hydrogen peroxide was added. The heat of the reaction forced the temperature to go from 41 to 470C in 3 minutes. The remaining monomer mixture was introduced at a rate to maintain a temperature of 55-60 C in the resin kettle without auxiliary heating. Separate 30% H 2 O 2 doses were added at 2 cc levels during addition of the monomer mixture. The total monomer mixture addition time was 39 minutes. When the last monomer mixture was introduced, the temperature was
de 57 C.from 57 C.
Huit minutes après addition du mélange de monomères final et à une température de 54 C, on a ajouté, pour réduire le monomère libre, 0,lg d'acide isoascorbique Eight minutes after addition of the final monomer mixture and at a temperature of 54.degree. C., 0.1 g of isoascorbic acid was added to reduce the free monomer.
dissous dans 10 cc d'eau déminéralisée et 1,0 g d'hydro- dissolved in 10 cc of demineralized water and 1.0 g of hydro-
péroxyde de butyle tertiaire.Tertiary butyl peroxide.
Le chaudron en résine de 2 litres (après The 2 liter resin cauldron (after
2474511-.2474511-.
conditionnement du latex) n'avait aucune accumulation de solide et ne nécessita qu'un rinçage à l'eau. Le latex résultant avait 36,9% de solides totaux, un pH de 4,3, une tension de surface de 43,2 dynes/cm et une viscosité Brookfield LVF N 1 à 60 degrés de 53,4 centipoises. conditioning of the latex) had no accumulation of solid and only required rinsing with water. The resulting latex had 36.9% total solids, a pH of 4.3, a surface tension of 43.2 dynes / cm and a Brookfield LVF N 1 viscosity at 60 degrees of 53.4 centipoise.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
REACTIF % HUMIDEREACTIF% WET
Chlorure de vinylidène 67 640 Acrylate de butyle 15,0 144 Acide acétique glacial 2 16 Sel d'amine de prépolymère de polyuréthane à 40% de 17 400 solides Acide ascorbique 0,2 2 Peroxyde d'hydrogène 1,0 10 Eau déminéralisée - 800 Dans un chaudron en résine de 2 litres pourvu d'un thermomètre, d'un agitateur et d'un entonnoir d'addition, on introduisit 800 g d'eau, 400 g de sel d'amine de prépolymère de polyuréthane à 40% de solides et 2 g d'acide ascorbique. Ce mélange fut chauffé à 36 C Vinylidene chloride 67 640 Butyl acrylate 15.0 144 Glacial acetic acid 2 16 40% polyurethane prepolymer amine salt of 17 400 solids Ascorbic acid 0.2 2 Hydrogen peroxide 1.0 10 Demineralized water - 800 In a 2-liter resin kettle equipped with a thermometer, a stirrer and an addition funnel, 800 g of water, 400 g of 40% strength polyurethane prepolymer amine salt were introduced. solids and 2 g of ascorbic acid. This mixture was heated to 36 C
avec purge d'azote.with nitrogen purge.
On y ajouta 200 cc d'un mélange consistant en 640 g de chlorure de vinylidène, 144 g d'acrylate de butyle et 16 g d'acide acétique glacial puis on ajouta 2 cc de peroxyde d'hydrogène à 20%. La chaleur de réaction éleva la température à 46 C. Le restant du monomère fut ajouté par incrémentsde 100 cc en même temps que des portions de 1-2 cc de peroxyde d'hydrogène pour maintenir une gamme de température de 45-50 C. Après avoir aJouté le dernier monomère, on ajouta une portion de 2 cc de peroxyde d'hydrogène et on laissa le lot cuire pour atteindre la conversion maximum. Le latex avait les propriétés qui suivent: Solides totaux 39,0% Conversion 81,6% Tension de surface 52,8 dynes/cm pH 4,0 ez çç Ol 6 spToa ua % úú 8Z 9l 200 cc of a mixture consisting of 640 g of vinylidene chloride, 144 g of butyl acrylate and 16 g of glacial acetic acid were added and then 2 cc of 20% hydrogen peroxide was added. The heat of reaction raised the temperature to 46 C. The remainder of the monomer was added in increments of 100 cc together with 1-2 cc portions of hydrogen peroxide to maintain a temperature range of 45-50 C. After To add the last monomer, a portion of 2 cc of hydrogen peroxide was added and the batch was allowed to cook to reach maximum conversion. The latex had the following properties: Total solids 39.0% Conversion 81.6% Surface tension 52.8 dynes / cm pH 4.0 ez çç Ol 6 spToa ua% u 8z 9l
Z Z ZZ Z Z
9 L 89 L 8
OZ [Z SZOZ [Z SZ
6ú Z'7 616'Z'7 61
spTod ue % euqpTI.&UT Bp ean.zo-MD :01,6 s8d enbTlao apTovy eITTTuol:xoY *I4&nq ap outL.zoy oa&%u op opBLzouq%.H 8ú Lú spToa ue X M spTod ue % poa u Zú SPToaT us W, :9'' SYd enbTILzou apToy IAPL u ap oBI.lUov I'i4nq op. uittaoy 9tLl.%u op op uiou,%g SMadMmX SVd onbTlou apToV olÀnl.% ap %lautLoVy euqpTlLuT B op auLoJ gya enbTIliou epTov BuPTILTr e aup enozIqS eaqpTl,úT. ap 0a1nuorq 01O *I.zpuod eSriaueoanod ua sgnubpuT %uos s. UeTp9gauT sa1 sMOI z 61duexe8tl e!VoaP TTLnIo 1;T8, Zl- saldwexe seI suup 99sTITn suss9oood sQ seasmouom ep suoseuTqmoo ssJzoATp OeAD %. UUTTstE9 ammoo ouBl 9eu liod Bp eaqi&lodpd ap auu'ap les el 1.'uesTITln ue uoTs1TImn ue uoTusTapm6lod eun lueSJinTlT snossep-To Zk q ú soldwaxe sel E L LSzLz spTod ue% uqpTI. & UT Bp ean.zo-MD: 01,6 s8d enbTlao apTovy eITTTuol: xoY * I4 & nq apoutL.zoy oa &% u op opBLzouq% .H 8u OUR SPIRIT XM spTod ue% poa u Z u SPToaT us W ,: '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' uittaoy 9tLl.% u op op uiou,% g SMadMmX SVd onbTlou apToV olAnl.% ap% lautLoVy euqpTlLuT B op auLoJ gya enbTIliou epTov BuPTILTr e aup enozIqS eaqpTl, úT. ap 0a1nuorq 01O * I.zpuod eSriaueoanod ua sgnubpuT% uos s. As a result, it is necessary to use the same method as that of the method described in US Pat. UUTTstE9 ammoo ouBl 9eu liod Bp eaqi & lodpd ap auu'ap les el 1.'STITUTE uoTs1TImn uoTusTapm6lod eun lueSJinTlT snossep-To Zk q ú soldwaxe salt E L LSzLz
S'"NA'S ' "NA'
OúOr
IIIIIII IIIIIIII I
247451 1, 3247451 1, 3
EXEMPLES 9. 10:EXAMPLES 9. 10:
Styrène Acrylate de butyle Acide acrylique PAS Styrene Butyl Acrylate Acrylic Acid PAS
EXEMPLE 11:EXAMPLE 11
Méthacrylate de méthyle PASPAS methyl methacrylate
EXEMPLE 12:EXAMPLE 12
Méthacrylate de méthyle Acrylate de butyle Acrylonitrile Acide acrylique PAS en poids Methyl methacrylate Acrylonitrile Butyl acrylate Acrylic acid PAS by weight
92 192 1
33 2833 28
16 1416 14
2 22 2
16 1116 11
en Poids % en poidsWeight% by weight
12-1 12-212-1 12-2
42 3742 37
21 1821 18
7 67 6
PAS: sel d'amine de prépolymère de polyuréthane. PAS: amine salt of polyurethane prepolymer.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le Of course, the invention is not limited to the embodiments described which have been given by way of example. In particular, it includes all the means constituting technical equivalents of the means described and their combinations if they are executed according to its spirit and implemented in the
cadre de la protection comme revendiquée. framework of protection as claimed.
2474511.2474511.
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Patent Citations (1)
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