JP2008535935A - ナノ粒子/ポリウレタンコンボジットの水性分散物 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2005年1月24日に出願された米国仮出願番号第60/646,363号からの優先権を主張する。
本発明は、ナノ粒子/ポリウレタンコンボジットの水性分散物に関する。
ナノ粒子およびポリウレタンの「冷ブレンド」水性分散物、すなわち、別個に調製されたナノ粒子の水性分散物およびポリウレタンの水性分散物を混合することにより形成される水性分散物を作製する特定の示唆が存在している。
ここで、ナノ粒子/ポリウレタンコンポジットの水性分散物、すなわち、ナノ粒子および少なくとも1つのポリウレタンの両方を含むコンポジット粒子が記載される。それらは、(1)水の実質的に不在下でポリウレタンプレポリマーとナノ粒子の混合物を形成する工程、そして次に(2)この混合物を水性媒体中に分散する工程によって作製される。必要に応じて、(3)上記プレポリマーは、中和され得るか、そして/または鎖伸長される。
本発明によれば、ポリウレタンプレポリマーとナノ粒子とのブレンドが水の実質的に不在下で調製され、そして次に水性媒体中に分散され、ポリウレタンプレポリマーとナノ粒子とからなるコンポジット粒子の分散物を形成する。
この書類では、「ポリウレタン」は、ウレタン基、すなわち、−O−C(=O)−NH−を、それらがどのように作製されるのかにかかわらず含むオリゴマー(例えば、プレポリマー)を含むポリマーを記載するために用いられる包括的用語である。周知のように、これらポリウレタンは、ウレタン基に加え、ウレア、アロファネート、ビウレット、カルボジイミド、オキサゾリジニル、イソシナウレート、ウレトジオンなどのようなさらなる基を含み得る。
本発明のポリウレタンプレポリマーは、少なくとも1つのポリイソシアネート、少なくとも1つの活性水素含有化合物、そして必要に応じて、少なくとも1つの水分散性増大化合物から形成される。
適切なポリイソシアネートは、分子あたり、平均約2以上のイソシアネート基を、好ましくは平均約2〜約4のイソシアネート基を有し、そして脂肪族、脂環式、アラリファティク、および芳香族ポリイソシアネート、ならびに単独または2つ以上の混合物で用いたそれらのオリゴマー化の産物を含む。ジイソシアネートがより好ましい。
以下の反応:−NCO+H−X −NH−C(=O)−X、を経由してイソシアネートと反応するための活性水素の供給源を提供する任意の化合物が、本発明における活性水素含有化合物として用いられ得る。例は、制限されないで、ポリオール、ポリチオールおよびポリアミンを含む。
ポリウレタンは、一般に、疎水性であり、そして水分散性ではない。本発明の1つの実施形態によれば、それ故、少なくとも1つの親水性のイオン性または潜在的にイオン性の基を有する、少なくとも1つの水分散性増大化合物(すなわち、モノマー)が必要に応じて上記ポリウレタンプレポリマー中に含まれ、このポリウレタンプレポリマーおよび水中でそれから作製された鎖伸長されたポリウレタンの分散を支援し、それによって、そのように作製された分散物の安定性を増大する。代表的には、これは、少なくとも1つの親水性基またはポリマー鎖中に(例えば、中和のような化学的改変によって)親水性にされ得る基を担う化合物を取り込むことによってなされる。これらの化合物は、非イオン性、アニオン性、カチオン性または双生イオン性質またはそれらの組み合わせであり得る。例えば、カルボン酸基のようなアニオン性基が、不活性形態でプレポリマー中に取り込まれ得、そして次いで、約1〜約60、代表的には1〜約40、または10〜35もしくは12〜30もしくは14〜25さえの酸化指数を有するプレポリマーを生成するために、本明細書で以後より詳細に規定される三級アミンのような塩形成性化合物によって活性化される。その他の水分散性増大化合物がまた、側方または末端親水性エチレンオキシドまたはウレイド単位を含むウレタン結合または尿素結合を通じてプレポリマー背骨中に反応され得る。
少なくとも1つの架橋可能な官能基を有する化合物がまた、所望であれば、本発明のポリウレタンプレポリマー中に取り込まれ得る。このような化合物の例は、カルボン酸基、カルボニル基、アミン基、ヒドロキシル基、エポシキ基、アセトアセトキシ基、オレフィン酸基およびヒドラジド基、ブロックされたイソシアネートなど、およびこのような基の混合物、ならびにそれらが派生した当初の基に戻り得る保護された形態にある同基を有するものを含む。
上記プレポリマーは、所望であれば触媒の使用なくして形成され得るが、いくつかの例では好適であり得る。適切な触媒の例は、第一錫オクトアート、ジブチル錫ジラウレート、およびトリエチルアミンおよびビス−(ジメチルアミノエチル)エーテルのような三級アミン化合物、β,β−ジモルホリノジエチルエーテルのようなモルホリン化合物、ビスマスカルボキシレート、亜鉛ビスマスカルボキシレート、塩化鉄(III)、カリウムオクタアート、カリウムアセテート、およびAir ProductsからのDABCO(登録商標)(ジアザビシクロ[2.2.2.]オクタン)を含む。好ましい触媒は、2−エチルヘキサノン酸と錫オクトアートとの混合物、例えば、Elf Atochem North AmericaからのFASCAT(登録商標).2003である。
通常、本発明で生成されるプレポリマーは、末端がイソシアネートである。この目的には、上記プレポリマー中の活性水素に対するイソシアネートの比は、代表的には、約1.3/1〜約2.5/1、好ましくは約1.5/1〜約2.1/1、そしてより好ましくは約1.7/1〜約2/1の範囲である。
任意のタイプのナノ粒子が、本発明の分散物を調製することで用いられ得る。例えば、金属酸化物、金属塩、ナノ金属のようなナノ元素、ポリマー、ワックスなどが用いられ得る。詳細な例は、シリカ、アルミナ、酸化セリウム、銅酸化物、鉄酸化物、ニッケル酸化物、マンガン酸化物、亜鉛酸化物、シリコンカーバイド、シリコンニトリド、錫酸化物、チタニア、タングステン酸化物、イットリア、ジルコニア、亜鉛フェライト、マグネシウムフェライト、アルミニウムシリケートおよびバリウムカーボネートのような複合酸化物、チタンカーバイドのような種々の金属カーバイド、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化マンガンおよび水酸化セリウムのような金属水酸化物、粘土およびタルクのような天然に存在する材料、ならびにポリスチレン、尿素−ホルムアルデヒドおよびラテックス粒子のような有機砥粒を含む。これらナノ粒子の混合物がまた用いられ得る。シリカ、アルミナ、粘土、タルク、酸化セリウムおよびそれらの混合物が最もしばしば用いられる。
ナノ粒子/ポリウレタンコンポジット粒子の水性分散物は、本発明に従って、水の実質的に不在下でナノ粒子とポリウレタンプレポリマーとのブレンドを形成する工程、そして次にこのブレンドを水性媒体中に分散する工程によって作製される。これは、(上記プレポリマーの別個の粒子とは反対に)上記プレポリマーの連続塊が、水の実質的に不在下で形成され、そしてナノ粒子が、このプレポリマーが水と合わさる前にこのプレポリマー塊と組み合わせられる限り任意の様式でなされ得る。
一旦、このナノ粒子/ポリウレタンプレポリマーブレンドが形成されると、それは、水性媒体中に分散され、このブレンドの分散物を形成する。これらナノ粒子は、別個の粒子または小滴よりむしろ連続塊の形態のプレポリマーと合わされるので、形成される個々の粒子が分散したナノ粒子/プレポリマーは、ナノ粒子およびプレポリマーの緊密な混合物からなる。別個に分散されたナノ粒子は通常避けられる。結果は、得られる水性分散物が、別個に分散されたナノ粒子、すなわち、ポリマーと組み合わされないナノ粒子が実質的になく、好ましくは本質的に完全にないことである。
プレポリマーがペンダントカルボキシル基を生成する水分散性増大化合物を含むような例では、これらのカルボキシル基は、このプレポリマーの水分散性を増大するためにカルボキシレートアニオンに転換され得る。
上記に記載のように生成された水生ナノ粒子/プレポリマーコンポジット粒子分散物は、所望であれば、そのまま用いられ得る。あいるは、それらは、鎖伸長され得、コンポジット粒子中のプレポリマーをより複雑なポリウレタンに転換するために鎖伸長され得る。
上記に記載のような、ポリウレタンプレポリマー、それから生成される産物ポリウレタン、および本発明の水性ナノ粒子/プレポリマーコンポジット粒子水性分散物は、公知のポリウレタン技術に従って種々のさらなる成分および特徴とともに作製され得る。例は、以下を含む:
(i)ポリマー分岐
最終的なポリマー産物およびプレポリマーの分岐は、引張り強度を支援すること、およびクリープに対する抵抗性−すなわち、伸張後にその当初の長さまたはその近傍への回復、を改善するために達成され得る。この点について、その開示がこの参照によって本明細書中に援用される米国特許第6,897,281号を参照のこと。
本発明のプレポリマーはまた、一官能性活性水素含有化合物とともに作製され得、水性媒体中のプレポリマーの分散性を増大し、そしてその他の有用な性質、例えば架橋可能能力を与え、そしてまた上記に記載した米国特許第6,897,281号に記載されるように、基体上に被覆されるときポリマーの形態およびレオロジーを調節する。
本発明のポリウレタンプレポリマーおよび最終的なポリウレタン産物は、可塑剤の存在下で調製され得る。この可塑剤は、プレポリマー調製または分散の間の任意の時間に、またはポリウレタンにその製造の間またはその製造後に添加され得る。当該技術分野で周知の可塑剤が、特定のポリウレタンとの適合性、および最終組成物の所望の性質のようなパラメーターに従って、本発明における使用のために選択され得る。例えば、WO02/8327A1、および上記に記載した米国特許第6,897,281号を参照のこと。
当業者に周知のその他の添加物が、本発明の分散物の調製を支援するために用いられ得る。このような添加物は、安定化剤、消泡剤、抗酸化剤(例えば、Irganox 1010)、UV吸収剤、カルボジイミド、アクティベーター、硬化剤、カルボジイミドのような安定化剤、着色剤、色素、中和剤、シックナー、非反応性および反応性可塑剤、ジ(プロピレングリコール)メチルエーテル(DPM)のような融合剤、ワックス、スリップおよび離型剤、抗微生物剤、PluronicTMF68−LFおよびIGEPALTMCO630およびシリコーン界面活性剤のような界面活性剤、金属、合体剤、塩、難燃剤添加物、抗オゾン剤などを含む。これらは、当業者に周知であるように、本発明の分散物の処理の前および/またはその間に必要に応じて適切に添加され得る。添加物はまた、物品を作製するため、またはその他の産物を処理するために適切に用いられ得る(例えば、含浸、飽和、噴霧、被覆などによる)。本発明の分散物は、代表的には、少なくとも約20重量%、好ましくは少なくとも約25重量%そしてより好ましくは少なくとも約30重量%の総固形分を有する。
本発明の分散物は、当業者に周知の方法によって市販のポリマーおよびポリマー分散物と組み合わされ得る。このようなポリマーおよび分散物は、WIPO公報WO02/02657A2、米国特許第4,920,176号、米国特許第4,292,420号、米国特許第6,020,438号、米国特許第6,017,997号およびD.P.TateおよびT.W.Betheaによる総説論文、Encyclopedia of Polymer Science and Engineering、第2巻、537頁に記載されているものを含み、これらの開示は、参考として本明細書中に援用される。
本発明の水性分散物はまた、その他のポリマーとのポリウレタンのハイブリッドを形成するためのシードポリマーとして用いられ得る。これは、上記に記載の様式でナノ粒子/ポリウレタンコンポジットの水性分散物を形成すること、そして次に、これらの分散物の存在下でエマルジョンまたは懸濁重合によってさらなるモノマーを重合することによって行われ得、すなわち、本発明の分散物は、重合が終了する前にさらなるモノマーと混合される。ポリウレタンおよびアクリルのハイブリッドは、このアプローチによって有利に作製され得る。
エネルギー(UVおよびIR照射および/または電子ビーム)の付与によって硬化され得る水に担われるポリウレタンおよびハイブリッド組成物が、ポリウレタンを(メタ)アクリル酸エステルおよびその他のエチレン性不飽和モノマーで末端キャップすることによって作製され得ることは既に公知である。この技法は、本発明に適用され得、エネルギーで硬化可能な水に担われるナノ粒子/ポリウレタン被覆を提供する。
上記に記載されるのは、本発明の分散物が作製され得る代表的な様式であり、すなわち、水の実質的に不在下でナノ粒子/プレポリマーブレンドを形成する工程、そして次にこのブレンドを混合して分散する工程による。水性ポリウレタン分散物を作製するその他の公知の様式はまた、ナノ粒子およびプレポリマーの連続塊が、それらが水性媒体中に分散される前に水の不在下で合わされるという条件で、本発明の分散物を作製するために用いられ得る。例は以下に示す。
プレポリマーを、乳化剤(界面活性剤のような外部乳化剤、またはポリウレタン背骨の一部またはそれへのペンダントとして、および/またはポリウレタン背骨上の末端基として、非イオン性基、アニオン性基、カチオン性基および/または双生基を有する内部乳化剤)とともにせん断力によって分散する。
プレポリマーは、アセトン、MEK、および/または非反応性でかつ容易に希釈されるその他の極性溶媒の存在とともに、またはそれなしで形成される。このプレポリマーは、必要に応じて上記溶媒中でさらに希釈され、そして活性水素含有化合物で鎖伸長される。水が、鎖伸長されたポリウレタンに添加され、そしてこれら溶媒は蒸留で除去される。このプロセスの改変例は、プレポリマーを水中へのその分散の後に鎖伸長することであり得る。
イソシアネート末端プレポリマーが形成され、そして次に過剰のアンモニアまたは尿素と反応され、末端尿素またはビウレット基を有する低分子量オリゴマーを形成する。このオリゴマーは水中に分散され、そしてビウレット基のホルムアルデヒドとのメチロール化によって鎖伸長される。
ヒドラジンまたはジアミンがケトンと反応され、ケタジンまたはケチミンを形成する。これらは、プレポリマーに添加され、そしてイソシアネートには不活性なままである。このプレポリマーが水中に分散されるとき、ヒドラジンまたはジアミンが遊離され、そして分散が起こるとき鎖伸長が起こる。
イソシアネート末端プレポリマーが形成される。このプレポリマーは、高せん断混合へッド(単数または複数)を通じてポンプ輸送され、そして水中に分散され、そして次に上記混合ヘッドで鎖伸長されるか、またはこの混合ヘッドで同時に分散および鎖伸長される。これは、プレポリマー(または中和されたプレポリマー)、随意の中和剤、および随意の鎖伸長剤および/または界面活性剤からなる複数流れによって達成される。
水および随意の中和剤(単数または複数)および/または伸長剤アミン(単数または複数)が撹拌下でプレポリマーに添加される。このプレポリマーは、水および/またはジアミン鎖伸長剤が添加される前に中和され得る。
ナノ粒子は、ポリマーにいくつかの有用な性質を与え得、これには、摩耗耐性、傷耐性、引っ掻き耐性、バリア性質、難燃性、化学および汚れ耐性、より高い引張り強度、触媒性質、抗生物性質、磁性性質および電気的性質、光学的性質および効果、UVおよび照射ブロッキング、UV安定性、自己アセンブリなどが含まれる。
ナノ粒子/ポリウレタンプレポリマーコンポジット粒子の水性分散物を作製するための別のアプローチは、水の実質的に不在下でポリウレタンプレポリマーを形成すること、そして次に、このプレポリマーを、水性ナノ粒子分散物、または先に作製された本発明のナノ粒子/ポリウレタン分散物に分散するか、またはナノ粒子分散物および任意のその他のポリマーの分散物を「冷ブレンド」ことである。
(プレポリマーステップ)
500〜2000の分子量を有するヒドロキシ末端ポリエステルポリオールを、アルカンジオール、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸ポリオールを反応することによって形成した。このポリエステルポリオール、少量の三官能性低分子量ポリオール、および過剰の1,1’−メチレンビス−(4−イソシアナトシクロヘキサン)を、210〜240゜F(99〜116C)で乾燥窒素のブランケット下で約30分間反応させた。この系の約440グラムに、約23グラムのジメチロルプロパノン酸(水分散性増大化合物)、50〜150グラムのNMP(溶媒/合着補助)、および少量の錫触媒を添加し、そしてこの反応を、210〜240゜Fでさらに1時間、またはプレポリマー鎖中に反応されたジメチロルプロパノン酸を含むNCO−末端プレポリマーを生成するように継続した。この系を、135〜150゜F(57〜66℃)の間に冷却し、そして十分なトリエチルアミンを添加して、このジメチロルプロパノン酸のカルボン酸基を中和した。この系を、5分間撹拌し、そして次に58グラムのNanoTek(登録商標)酸化アルミニウム(Nanophase Technologiesから入手可能なナノ粒子サイズ範囲にある酸化アルミニウム粒子のNMP中40重量%の分散物)を添加した。
このコンポジットプレポリマーの一部(558グラム)を、消泡剤および約60グラムの合着剤を含めた595gの水中に室温で混合して、約15分の経過に亘って入れ、ナノ粒子およびNCO−末端ポリウレタンプレポリマーからなるコンポジット粒子の水性分散物を形成した。ヒドラジンおよびエチレンジアミンの水性混合物を次いで添加し、ポリウレタンプレポリマーを鎖伸長し、それによって、38.2%の総固形物含量、pH9.0、および200cPのBrookfield粘度を有するナノ粒子/ポリウレタンコンポジット粒子の水性分散物を生成した。
実施例1の手順に、ナノ粒子を添加しなかったことを除いて従った。
実施例2の手順に、プレポリマーを分散する前に種々の量のNanoBYK3600が添加したことを除いて従った。これらの結果を、表1に要約する。
表1.Taber摩耗試験(ASTM D4060−90)の結果
実験番号 Al 2 O 3 、重量% 重量損失、mg/1000サイクル
2(比較例) 0 109
3 1 63
4 3 65
5 5 61
6 7.5 53
7 10 73
(実施例8(比較例))
実施例5の手順に、NanoBYK3600を実施例2からの水性ポリマー分散物に添加したことを除いて従った。
(プレポリマーステップ)
Desmophen S−1015−120(131グラム)およびDesmodur W(144グラム)を、混合して230〜240゜F(110〜116℃)で乾燥窒素のブランケット下で30分間反応させた。次いで、2.5グラムのTMPを添加した。1時間後、この混合物を200゜F(93℃)まで冷却し、そして以下をリアクターに逐次的に添加した:16グラムのDMPA、77グラムのNMP、および2滴のFASCAT(登録商標)2003触媒。200〜210゜F(93〜99℃)で1.5時間後、残存イソシアネート(NCO)は、DBAおよび1M HClでの滴定によって5.9%であることが見出された。この混合物を、160F(71℃)まで冷却し、そして以下をリアクターに添加した:52グラムのNanoArc R1130PMAおよび14グラムのTEA。15分間の混合の後、そして130゜F(54℃)まで冷却し、この混合物は分散された。
このコンポジットプレポリマーの一部(300グラム)を、混合して、350グラムの水中に室温で約10分の経過に亘って入れ、ナノ粒子およびNCO−末端ポリウレタンプレポリマーからなるコンポジット粒子の水性分散物を形成した。混合の20分後、5グラムの35%ヒドラジン、2.5グラムのエチレンジアミン、および2.5グラムの水の水性混合物を、鎖伸長ポリウレタンプレポリマーに添加し、それによって総固形分含量=42.6%、pH=7.5、粒子サイズ=105nm、およびBrookfield粘度=320cPを有するナノ粒子/ポリウレタンコンポジット粒子の水性分散物を生成した。
(プレポリマーステップ)
以下の材料をリアクターに入れた:240グラムのポリテトラヒドロフラン(Mn=2,900)、110グラムのTegomer D−3403.次いで混合して、137グラムのDesmodur Wを入れた。リアクターを、220〜230゜F(104〜110℃)まで加熱し、そして30分後、2滴のFASCAT(登録商標)2003触媒を添加した。この混合物を窒素ブランケットの下2時間撹拌した。次いで、14グラムのDMPAを添加し、そして195〜205℃(91〜96℃)で1時間反応した。残存イソシアネート(NCO)は、DBAと1M HClでの滴定により4.0%であることが見出された。
プレポリマー(375グラム)を、約10分の経過に亘り、混合して、440グラムの水および88グラムのRhodigard W200を含むリアクター中に入れた。この混合物を1時間撹拌し、均一な分散物を形成し、そして8グラムの35%ヒドラジン溶液を、約10分に亘って添加した。
分散物性質:総固形分=43.6重量%、pH=6.0、粒子サイズ分布強度平均121nm、Brookfield粘度=820cP。
(実施例で用いた化学薬品)
DBA=ジブチルアミン
Desmodur W=Bayer Corporationからの1,1’−メチレンビス−(4−イソシアナトシクロヘキサン)
Desmophen S−1015−120=Bayer Corporationからのヘキサンネオペンチルアジペートポリエステルポリオール(数平均分子量Mnは約1000g/モル)
DMPA=ジメチロルプロパノン酸
EDA=エチレンジアミン
FASCAT(登録商標)2003=2−エチルヘキサノン酸および錫オクタアート
HCl=1M塩化水素酸
ヒドラジン溶液=水中の35重量%溶液
NanoArc 113PMA−Nanophaseからの2−メトキシ−1−メチルエチルアセテート中のナノアルミナの30重量%分散物。
NanoBYK3600−BYK Chemieからの水中のナノアルミナの55重量%分散物。
NanoTek(登録商標)酸化アルミニウム−Nanophase TechnologiesからのAl2O3粒子のNMP中の40重量%分散物。
NMP− 1−メチル2−2−ピロリドン
Rhodigard W200−Rhodiaからの水中20重量%のnano−CeO2分散物;
Togomer D−3403=Degussa−Goldschmidtからのトリメチロルプロパンモノエトキシレートメチルエーテル(Mn=1,220g/モル)
Terahane 2900=Invistaからのポリテトラヒドロフラン(Mn=2,900g/モル)
(試験方法)
1.Bookfield粘度。Bookfield粘度試験は、Bookfield RV粘度計およびスピンドル#3〜#6(粘度に依存して)を用い、20rpmおよび約77゜Fで行った。
2.粒子サイズ測定。分散物の粒子サイズおよびサイズ分布は、Submicron Particle Sizer AutodilutePAT Model 370(NICOMP Particle Sizing Systems)によって、ガウス分布をもつ強度平均を用いて得られた。
3.固形分含量。総固形分は、Moisture/Solids Analyzer LabWare9000TM(CEM Corporation)によって測定された。
4.pH測定。pH読み取り、Acumet Basic pH Meter(Fisher Scientific)を用いて行った。
5.光学顕微鏡。サンプルを、Leica立体顕微鏡上で(反射された)入射光を用いて調べた。1.25×の対物レンズを用いた。
6.NCO滴定。プレポリマーのサンプル(約3グラム)を、250mlのErlenmeyerフラスコ中に秤量した。トルエン(50ml)およびトルエン(20ml)中の2Mのジブチルアミンを添加し、そしてこの混合物をホットプレート上で、プレポリマーが完全に溶解するまで加熱する。このフラスコを200mlまでイソプロパノールでフィルアップする。ブロモフェノールブルー指示薬(6〜7滴)を添加し、そして溶液を、色が青色から薄い黄色まで変化するまで1N HClで滴定する。
7.Taber摩耗。摩耗耐性は、ASTM法D4060−90に従って重量損失によって測定した。
Claims (22)
- ナノ粒子/ポリウレタンコンポジットの水性分散物。
- 前記ポリウレタンが、プレポリマーである、請求項1に記載の分散物。
- 前記ポリウレタンが、鎖伸長される、請求項1に記載の分散物。
- 前記ポリウレタンが、該ポリウレタンが界面活性剤の実質的に不在下で水中に安定な分散物を形成するように十分な水分散性増大化合物を含む、請求項1に記載の分散物。
- 前記分散物が、本質的に残存界面活性剤を含まない、請求項4に記載の分散物。
- ナノ粒子/ポリウレタンコンボジットの水性分散物を作製するプロセスであって:
水の実質的に不在下でナノ粒子とポリウレタンプレポリマーの連続塊との混合物を形成する工程、および
該混合物を水性媒体中に分散する工程、を包含するプロセス。 - 前記ナノ粒子とポリウレタンプレポリマーの連続塊との混合物が、該プレポリマーが作製される前に、該ナノ粒子を該プレポリマーを形成する成分に添加することによって作製される、請求項6に記載のプロセス。
- 前記ナノ粒子とポリウレタンプレポリマーの連続塊との混合物が、該プレポリマーが作製されている間に該ナノ粒子を該プレポリマーを形成する反応塊に添加することによって作製される、請求項6に記載のプロセス。
- 前記ナノ粒子とポリウレタンプレポリマーの連続塊との混合物が、該ナノ粒子をそれが作製された後に該プレポリマーに添加することによって作製される、請求項6に記載のプロセス。
- 前記プレポリマーが、バルク重合または溶液重合によって形成される、請求項6に記載のプロセス。
- 前記プレポリマーを鎖伸長する工程をさらに包含する、請求項6に記載のプロセス。
- 前記プレポリマーが、水性媒体中で鎖伸長される、請求項11に記載のプロセス。
- 前記ポリウレタンが、該ポリウレタンが界面活性剤の実質的に不在下で水中に安定な分散物を形成するように十分な水分散性増大化合物を含む、請求項6に記載のプロセス。
- 前記水分散性増大化合物がカルボキシル基を含み、該カルボキシル基を中和する工程をさらに包含する、請求項13に記載のプロセス。
- 前記混合物を水性媒体中で分散することによって形成された分散物が、残存界面活性剤を本質的に含まない、請求項14に記載のプロセス。
- 水の実質的に不在下で、(1)少なくとも1つのポリイソシアネート;(2)少なくとも1つの活性水素含有化合物、および(3)必要に応じて、少なくとも1つの水分散性増大化合物を反応する工程であって、イソシアネート末端のプレポリマーを形成する工程、そして次に
必要に応じて、該プレポリマーを少なくとも1つの中和剤で中和する工程、
該プレポリマーを水性媒体中に分散する工程、そして次に
必要に応じて、該プレポリマーを、水、平均約2以上の一級または二級アミン基を有する無機および有機ポリアミンの少なくとも1つ、またはそれらの組み合わせとの反応によって鎖伸長する工程、を包含する、請求項6に記載のプロセス。 - 前記ナノ粒子/プレポリマー混合物が分散される水性媒体が、先に形成された別のポリマーおよび/またはナノ粒子の水性分散物である、請求項6に記載のプロセス。
- 前記プレポリマーにナノ粒子前駆体が添加され、そして次に該プレポリマー中、前記分散物中、または両方の中のナノ粒子に変換される、請求項6に記載のプロセス。
- 前記ナノ粒子が、250nmより小さい光散乱強度測定による平均粒子サイズを有する、請求項6に記載のプロセス。
- 前記ナノ粒子が、シリカ、アルミナ、酸化セリウム、酸化亜鉛、粘土、またはそれらの混合物を含む、請求項6に記載のプロセス。
- 前記ナノ粒子が、該ナノ粒子および前記ポリウレタンプレポリマーの合わせた重量を基に、約0.05〜約30重量%で存在する、請求項6に記載のプロセス。
- ナノ粒子/ポリウレタンプレポリマーコンボジット粒子の水性分散形成するプロセスであって、水の実質的に不在下でポリウレタンプレポリマーを形成する工程、そして次に水性ナノ粒子分散物中に該プレポリマーを分散する工程を包含する、プロセス。
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