JP2010511084A - ポリオキシアルキレン−ポリシロキサンブロックポリマー、それらの調製方法、および水分散液中での消泡剤としてのそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
R’[(R2SiO)y]a[(CnH2nO)x]bR”
式中、
R’およびR”は、一価の炭化水素基または炭化水素オキシ基であり、
yは、少なくとも2の整数であり、
nは、2〜4の整数であり、
xは、少なくとも5であり、
aおよびbの合計は、2または3である、
の水溶性ブロックコポリマーの可能な用途の1つが消泡剤として存在することが特定されている。独国特許発明第1012602号に記載のポリオキシアルキレン−ポリシロキサンブロックコポリマーは、A’B’A’の構造を有することができ、その際、A’はポリオキシアルキレンブロックを示し、B’はポリシロキサンブロックを示す。
RO−A(BA)n−R
式中、
Aは、ポリオキシアルキレン単位であり、
Bは、ポリシロキサン基[−(CH3)2SiO−]であり、
Rは、ポリマーを締めくくる末端基である。提示された出現率では、これらの基は好ましくは水素または短いアルキル基(C1〜4)であり、幾つかの場合では、C2〜C12のアシル基も記載されている。
A)10重量%〜60重量%、好ましくは15重量%〜40重量%のメチルシロキサン単位、および90重量%〜40重量%、好ましくは85重量%〜60重量%のオキシアルキレン単位からなり、前記オキシアルキレン単位が75%〜100%程度のオキシプロピレン単位および0%〜25%程度のオキシエチレン単位からなる、少なくとも1つのポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレンブロックポリマー1重量%〜20重量%;ならびに
B)4〜12個の炭素原子を有する飽和または不飽和の直鎖または分岐のモノカルボン酸またはジカルボン酸と、4〜12個の炭素原子を有する分岐モノアルコールとの、少なくとも1つの中性カルボン酸エステル99重量%〜80重量%、
である鉱物酸化物を含まない混合物が、水性合成樹脂分散液中の消泡剤として使用されている。
C−B−(AB)a−C1
(I)
のポリオキシアルキレン−ポリシロキサンブロックポリマーを用いて実現することができる。
C−B−(AB)a−C1
(I)
式中、
Aは、一般式 −(CnH2nO)b− のポリオキシアルキレンブロックであり、
Bは、一般式 −(SiR2−O)c− のポリシロキサンブロックであり、
CおよびC1は、一般式Z−O−[CH2−CH(R1)O]d− の同じかまたは異なるアルコキシポリオキシアルキレン基であり、
Rは、同じかまたは異なるC1〜4のアルキル基またはフェニル基であり、但し、基Rの少なくとも90%はメチル基であり、
R1は、同じかまたは異なる水素、C1〜12のアルキル基、またはフェニル基であり、
Zは、アルキル、アルキレン、アリール、またはアルキルアリール基であり、
aは、1〜20、好ましくは2〜10であり、
bは、平均値10〜130、好ましくは20〜100であり、
cは、3〜100、好ましくは10〜80であり、
dは、各CまたはC1(C/C1)ごとに独立して、2〜20、好ましくは2〜12の値であり、但し、前記平均値は2以上15未満(<15)、好ましくは2〜12、より具体的には5〜10の範囲に位置し、dは好ましくはbと異なり、
nは、2〜12であり、平均数値は2.7〜4.0である、
のポリオキシアルキレン−ポリシロキサンブロックポリマーを提供する。
A:C、C1が3〜40、好ましくは3〜10、
(A+C、C1):クロロポリシロキサンが1.3〜1.05、好ましくは1.3〜1.1
のモル比の範囲で、50℃〜150℃の温度で反応させ、その後アンモニアで中和することによって調製される。
R2−[O−H]e
式中、
R2は、e価の炭化水素基であり得、
Eは、2〜6、好ましくは2〜3であり得る、
の多価出発アルコールとのさらなる反応によって、従来技術で知られているアルコキシ化プロセスによって調製される。出発アルコールとして、少なくとも2価の全ての直鎖または分岐のアルコールを使用することが原則として可能である。本発明で好ましいのは、より具体的にはエタンジオール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、およびトリメチロールプロパンなどの二価および/または三価のアルコールであり、これらは単独でまたは混合物として使用することができる。
ポリエーテルジオールの調製
ポリエーテルジオールは、従来の方法で調製され、出発アルコールは、触媒、より具体的にはカリウムメトキシドの存在下、80℃〜180℃の温度で、様々なアルキレンオキシドと、様々な割合でさらに反応する。重付加反応後、ポリエーテルを希釈リン酸で中和し、生成したリン酸塩が水の除去によって塩として沈殿し、濾過によって除去される。OH数の決定により、化学的特性評価が行われる。
ポリエーテルジオールについて記載したのと同じ方法で、ポリエーテルモノオールを調製するが、排他的に出発アルコールとしてモノオールを使用するという差異を伴う(表2)。
直鎖および分岐クロロポリシロキサンは、従来の方法で調製され、環式化合物D4およびD5の混合物は、規定された割合でそれぞれジメチルジクロロシランまたはメチルトリクロロシランと混合され、その際、適当に、鎖長および分岐度を制御するために水を添加し、この反応混合物は、例えば、硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、または塩化鉄(III)などのいわゆる平衡触媒を添加することによってさらに平衡化する。この反応では、環式化合物と塩素官能性のジメチルポリシロキサンとの間で平衡が形成される。この反応混合物は、さらなる反応ですぐに用いられ得る。しかし、塩化鉄(III)が使用される触媒である場合、鉄触媒の存在に起因した望ましくない脱色を排除するために、活性炭素を用いて事前に前記触媒を除去することが望ましい。直鎖クロロポリシロキサンが使用される場合、塩化鉄(III)を用いる方法が好ましい。酸価の決定により、化学的特性評価が行われる。その単位(dimensional unit)は、クロロジメチルポリシロキサン1kg当たりの酸当量として報告される(表3)。
調製説明書
撹拌器、温度計、蒸留システム、およびガス注入チューブを備えた1リットルの4つ口フラスコに、250gのポリエーテルジオールP1と共に21.3gのポリエーテルK1を充填する。次いで、ポリオキシアルキレンオキシドの混合物を、乾燥窒素を導入しながら110℃まで加熱する。前記所望の温度に達したら、油回転真空ポンプを使用して装置を真空にし、窒素導入によって約10mmの真空を設定する。1時間後、混合物の含水量は0.02%未満(<0.02%)になり、このようにして、混合物はクロロポリシロキサンとの反応用に調製された。バッチを50℃まで冷却する。
試験したエマルション(実施例E1〜E4)は、表5のポリエーテルシロキサンを用いて調製した。
20℃において、0.2%消泡剤を添加しておいた、ドイツ、71522 BacknangにあるSICPA S.A.製の100gの着色ペーパーコーティングスリップUnilabel Tを、250mlのガラスビーカー(6cm径)に導入し、タービン撹拌機(4cm径)を使用して2500rpmで1分間撹拌する。次いで、撹拌コーティングスリップをすぐに風袋付き(tared)容量フラスコに導入し、較正マーカーの位置まで入れ、その重量を秤量することによって確認する。重量は、撹拌によって導入された空気の割合に依存し、したがって、試験した消泡剤の有効性の測定値となる。空気含量は、以下の式を使用して計算することができる。
空気の体積%=100−(g*2)/D
g=撹拌コーティングスリップ50mlの重量
D=空気を含まないコーティングスリップの密度
従来技術の生成物と比較した本発明の生成物の消泡作用を試験するために、開孔発泡ローラー試験(open-pored foam roller test)および撹拌試験を実施する。
直鎖アクリレートをベースとする高光沢エマルション塗料(Acronal DS 6250)
撹拌しながら成分の全てを組み合わせる。
Claims (3)
- A)一般式 R2−[O−(CnH2nO)b−H]e(式中、R2は、e価の炭化水素基であってよく、eは、2〜6であってよい)のポリオキシアルキレンアルコールを、
B)一般式 Cl−(R)2−Si−(SiR2−O)c−Si(R)2−Clのポリシロキサン、
と反応させることによって、
一般式(I)
C−B−(AB)a−C1
(I)
式中、
Aは、一般式 −(CnH2nO)b− のポリオキシアルキレンブロックであり、
Bは、一般式 −(SiR2−O)c− のポリシロキサンブロックであり、
CおよびC1は、一般式 Z−O−[CH2−CH(R1)O]d− の同じかまたは異なるアルコキシポリオキシアルキレン基であり、
Rは、同じかまたは異なるC1〜4のアルキル基またはフェニル基であり、但し、基Rの少なくとも90%はメチル基であり、
R1は、同じかまたは異なる水素、C1〜12のアルキル基、またはフェニル基であり、
Zは、アルキル、アルキレン、アリール、またはアルキルアリール基であり、
aは、1〜20であり、
bは、平均値が10〜130であり、
cは、3〜100であり、
dは、各CまたはC1(C/C1)ごとに独立して、2〜20の値であり、但し、前記平均値は2以上15未満(<15)の範囲に位置し、
nは、2〜12であり、平均数値は2.7〜4.0である、
で表されるポリオキシアルキレン−ポリシロキサンブロックポリマーを調製する方法であって、
さらに、C)一般式 Z−O−[CH2−CH(R1)O]d−Hのポリオキシアルキレンアルコールを使用してモル重量を調節することを含む、ポリオキシアルキレン−ポリシロキサンブロックポリマーを調製する方法。 - 一般式(I)
C−B−(AB)a−C1
(I)
式中、
Aは、一般式 −(CnH2nO)b− のポリオキシアルキレンブロックであり、
Bは、一般式 −(SiR2−O)c− のポリシロキサンブロックであり、
CおよびC1は、一般式 Z−O−[CH2−CH(R1)O]d− の同じかまたは異なるアルコキシポリオキシアルキレン基であり、
Rは、同じかまたは異なるC1〜4のアルキル基またはフェニル基であり、但し、基Rの少なくとも90%はメチル基であり、
R1は、同じかまたは異なる水素、C1〜12のアルキル基、またはフェニル基であり、
Zは、アルキル、アルキレン、アリール、またはアルキルアリール基であり、
aは、1〜20であり、
bは、平均値が10〜130であり、
cは、3〜100であり、
dは、各CまたはC1(C/C1)ごとに独立して、2〜20の値であり、但し、前記平均値は2以上15未満(<15)の範囲に位置し、
nは、2〜12であり、平均数値は2.7〜4.0である、
で表される、ポリオキシアルキレン−ポリシロキサンブロックポリマー。 - 水分散液を消泡するための、一般式(I)
C−B−(AB)a−C1
(I)
式中、
Aは、一般式 −(CnH2nO)b− のポリオキシアルキレンブロックであり、
Bは、一般式 −(SiR2−O)c− のポリシロキサンブロックであり、
CおよびC1は、一般式 Z−O−[CH2−CH(R1)O]d− の同じかまたは異なるアルコキシポリオキシアルキレン基であり、
Rは、同じかまたは異なるC1〜4のアルキル基またはフェニル基であり、但し、基Rの少なくとも90%はメチル基であり、
R1は、同じかまたは異なる水素、C1〜12のアルキル基、またはフェニル基であり、
Zは、アルキル、アルキレン、アリール、またはアルキルアリール基であり、
aは、1〜20であり、
bは、平均値が10〜130であり、
cは、3〜100であり、
dは、各CまたはC1(C/C1)ごとに独立して、2〜20の値であり、但し、前記平均値は2以上15未満(<15)の範囲に位置し、
nは、2〜12であり、平均数値は2.7〜4.0である、
で表される、ポリオキシアルキレン−ポリシロキサンブロックポリマーの使用。
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