JP2013526631A - ポリイソブテンのエマルション、物質及び方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、ポリオレフィン、特にポリイソブテンを含む、安定なエマルション、前記エマルションを得る方法及び前記エマルションの使用を対象とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリオレフィン、特にポリイソブテンを含む、安定なエマルション、前記エマルションを得る方法、及び前記エマルションの使用を対象とする。
ポリオレフィン、特にポリイソブテンは、多くの技術的用途において有用な原料である。しかしながら、それにもかかわらず、このようなポリオレフィン及び水を含む安定なエマルションを得ることは困難である。よって、界面活性剤又は大量の追加のポリマーを常に添加する必要がある。例えば、(特許文献1)、(特許文献2)(水性分散液及びその使用)及び(特許文献3)(水性エマルション及び水性分散液の製造方法)を参照のこと。
独国特許第19505100号明細書 国際公開第2007/014915号 国際公開第2007/042454号
したがって、ポリオレフィンと水を含む安定なエマルションを提供することは、本発明の目的の一つである。
この目的は、驚くべきことに、請求項1〜10に記載されるエマルションによって達成される。請求項11及び12に記載される、安定なエマルションの製造方法並びにこのようなエマルションの使用は、それぞれ、本発明の追加の態様を形成する。
よって、本発明は、エマルションの全質量に対して
a)2〜75質量%の量のポリオレフィン、
b)0.05〜40質量%の量のポリマーP
c)0〜25質量%の量の油O
d)0〜25質量%の量の界面活性剤S
e)0〜20質量%の量の添加剤A、及び
f)10〜97.95質量%の量の水
を含む、エマルションを対象とする。
本エマルションは、成分a)、b)及びf)で構成されて差し支えなく、その量が合計で100質量%になる場合に、これらのエマルションは本発明の好ましい実施形態を形成する。本エマルションはまた、成分a)、b)及びf)の他に追加の成分を含んでいてもよい。成分a)、b)及びf)に加えて、成分c)及び/又はd)及び/又はe)も含むエマルションは、本発明の一つの好ましい実施形態を形成する。本発明のエマルションはまた、その他の成分も含みうる。
量に関しては、それぞれの化合物がエマルション中に存在する場合、好ましい範囲が存在する。よって、エマルションの全質量に対して成分が、互いに独立して、
a)5〜50質量%の量のポリオレフィン、
b)0.5〜30質量%の量のポリマーP
c)0.1〜25質量%の量の油O
d)0.1〜20質量%の量の界面活性剤S
e)0.1〜15質量%の量の添加剤A、及び
f)30〜90質量%の量の水、
の量で存在する本発明に従ったエマルションは、本発明の好ましい実施形態を形成する。
さらに好ましいのは、成分が、互いに独立して、次の量で存在するエマルションである:
エマルションの全質量に対して
a)10〜40質量%の量のポリオレフィン、
b)0.5〜15質量%の量のポリマーP
c)5〜20質量%の量の油O
d)0.1〜15質量%の量の界面活性剤S
e)1〜10質量%の量の添加剤A、及び
f)40〜85質量%の量の水。
最も好ましいのは、成分が、互いに独立して、次の量で存在するエマルションである:
エマルションの全質量に対して
a)15〜30質量%の量のポリオレフィン、
b)0.5〜5質量%の量のポリマーP
c)10〜20質量%の量の油O
d)0.5〜10質量%の量の界面活性剤S
e)2〜8質量%の量の添加剤A、及び
f)50〜80質量%の量の水。
ポリオレフィンの含量を最大化するためには、エマルション中の他の成分の量を低減することが有利である。したがって、さらに好ましいエマルションは、次の成分を含むものである:
エマルションの全質量に対して
a)15〜35質量%の量のポリオレフィン、
b)0.5〜10質量%の量のポリマーP
c)0質量%の量の油O
d)4〜12質量%の量の界面活性剤S
e)0〜10質量%の量の添加剤A、及び
f)33〜80.5質量%の量の水。
エマルションの全質量に対して
a)15〜35質量%の量のポリオレフィン、
b)0.5〜10質量%の量のポリマーP
c)10〜20質量%の量の油O
d)4〜12質量%の量の界面活性剤S
e)0質量%の量の添加剤A、及び
f)33〜80.5質量%の量の水。
エマルションの全質量に対して
a)15〜35質量%の量のポリオレフィン、
b)0.5〜10質量%の量のポリマーP
c)0質量%の量の油O
d)4〜12質量%の量の界面活性剤S
e)0質量%の量の添加剤A、及び
f)33〜80.5質量%の量の水。
エマルションの全質量に対して
a)15〜30質量%の量のポリオレフィン、
b)0.5〜30質量%の量のポリマーP
c)10〜20質量%の量の油O
d)0質量%の量の界面活性剤S
e)2〜8質量%の量の添加剤A、及び
f)50〜80質量%の量の水。
又はエマルションの全質量に対して
a)15〜30質量%の量のポリオレフィン、
b)0.5〜5質量%の量のポリマーP
c)0質量%の量の油O
d)0質量%の量の界面活性剤S
e)0質量%の量の添加剤A、及び
f)50〜80質量%の量の水。
量のみならず、本発明のエマルションの成分の性質も有利に選択することができる:
一般に、本発明に用いられるポリオレフィンは、炭素及び水素原子からなる化合物である。ポリオレフィンは、例えばポリエチレン等、直鎖状であって差し支えなく、あるいは、例えばメチル側鎖を有するポリプロピレン等、側鎖を有していてもよい。この側鎖は、くし型構造が見られる長鎖であってもよく、又は、例えばエテン/プロペンコポリマー又はエタン/プロペン/ヘキサンターポリマー等のコポリマー又はターポリマーであってもよい。ポリオレフィンが実質的にホモポリマーである場合、すなわち、コモノマー又はターモノマーの程度が、ポリマーの質量に対して10質量%未満、好ましくは5質量%未満であることが特に好ましい。ポリマーがホモポリマーである場合、すなわちポリマーが一種類のモノマーからなることが特に好ましい。
特に、ポリオレフィンが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン及びポリイソブチレンからなる群より選択されるエマルションが好ましい。エマルションは、一種又は複数のポリオレフィンを含みうる。一種類のポリオレフィンa)を含むエマルションが好ましい。ポリオレフィンa)としてポリイソブチレンのみを含むエマルションが特に好ましい。ポリオレフィンa)は、通常の手順によって調製することができる(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Polyolefins, Whiteley, Heggs, Koch, Mawer, Immel, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2005)。ポリイソブチレンの製造は、例えば国際公開第02/06359号及び同第96/40808号にさらに詳細に記載されている。ポリオレフィンa)は、少なくとも250g/モル、好ましくは少なくとも350g/モル、さらに好ましくは少なくとも500g/モルのモル質量(M)を有することが好ましい。ポリオレフィンa)は、10,000g/モル、好ましくは5,000g/モル、さらに好ましくは2,500g/モルの最大モル質量Mを有する。ポリオレフィンa)のモル質量Mの最も好ましい範囲は、550〜2,000g/モルである。
また、ポリマーPが、下記b1)、b2)、b3)及びb4)の化合物群からなる群より選択される、エマルションが好ましい:
b1)式1の化合物:
Figure 2013526631
[式中、
R=H、メチル、
R’=H、メチル、
n=1〜200、
A=H、アルキル、アリール、アルキルアミノ、
X=OH、OR、NH、NHR、NR 及びそれらの塩、
Y=OH、OR、NH、NHR、NR 及びそれらの塩、
Z=OH、NH、NHR、NR
=アルキル、アリール、
NR =アルキル、アリール]
b2)式2の化合物:
Figure 2013526631
[式中、
R=H、メチル、
R’=H、メチル、
R’’=H、メチル、エチル、
R’’’=H、アルキル、
n=1〜200、
X=O、OH、OR、NH、NHR、NR 及びそれらの塩、
E=アルキル、アリール、アルキルアミノ、C〜C10−アルキル単位を介して架橋され、必要に応じてアルコキシル化アミノ官能基を有する、少なくとも二つのN原子を有するオリゴアミン、
Z=OH、NH、NHR、NR
W=NH、N、O、
m=1〜2、
=アルキル、アリール、
NR =アルキル、アリール]
b3)式3のポリアルキレンのコポリマー:
Figure 2013526631
[式中、
=H、CH
R=H、メチル、
R’=H、メチル、
n=1〜200、
モノエチレン性不飽和モノマーを有する]
及び、
b4)エチレンと、アニオン性モノマー、非イオン性モノマー及び擬カチオン性モノマーからなる群より選択されるモノマーとのコポリマー。
エマルションは、一つ又は複数の群b1)、b2)、b3)及びb4)に由来する一種又は複数のポリマーを含みうる。一つの群及び/又は異なる群に由来する二種以上のポリマーが存在する場合、それらは、等量又は異なる量で存在しうる。
各群内に好ましい化合物が存在する。
式1のポリマー:
Figure 2013526631
[式中、
R=H、
R’=H、
n=1〜200、
A=H、
X=OH又はその塩、
Y=OH又はその塩、
Z=OH]
を含むエマルションは、本発明の好ましい実施形態を形成する。
nは、2〜100の範囲であることが好ましく、3〜50の範囲であることがさらに好ましく、4〜30の範囲であることが最も好ましい。
式1のポリマー:
[式中、
R=メチル、
R’=メチル、
n=1〜200、
A=アルキル、
X=OR、
Y=OR、
Z=OH]
を含むエマルションは、本発明の別の好ましい実施形態を形成する。
式1のポリマー:
[式中、
R=H、
R’=メチル、
n=1〜200、
A=H、
X=OH及びその塩、
Y=OH及びその塩、
Z=NH
を含むエマルションは、本発明の別の好ましい実施形態を形成する。
式1のポリマー:
[式中、
R=メチル、
R’=メチル、
n=1〜200、
A=H、
X=OH及びそれらの塩、
Y=OH及びそれらの塩、
Z=NH、]
を含むエマルションは、本発明の別の好ましい実施形態を形成する。
式1のポリマー:
[式中、
R=メチル、
R’=メチル、
n=1〜200、
A=H、
X=NH、NHR、NR 及びそれらの塩、
Y=O、OH、OR及びそれらの塩、
Z=NHR、NR
=アルキル、アリール、
NR =アルキル、アリール]
を含むエマルションは、本発明の別の好ましい実施形態を形成する。
式2のポリマー:
Figure 2013526631
Figure 2013526631
[式中、
R=メチル、
R’=メチル、
R’’=メチル、
R’’’=メチル、
n=1〜200、
X=OH及びその塩、
E=アルキル
Z=OH
W=NH
m=1]
を含むエマルションは、本発明の好ましい実施形態を形成する。
式2のポリマー:
[式中、
R=H、
R’=H、
R’’=H、
R’’’=H、
n=1〜200、
X=OH及びその塩、
E=アルキル、
Z=OH
W=NH
m=1]
を含むエマルションは、本発明の別の好ましい実施形態を形成する。
式2のポリマー:
[式中、
R=メチル、
R’=メチル、
R’’=H、
R’’’=メチル、
n=1〜200、
X=OH及びそれらの塩、
E=アルキル]
を含むエマルション。
式2のポリマー:
[式中、
R=メチル、
R’=メチル、
R’’=H、
R’’’=メチル、
n=1〜200、
X=OH及びそれらの塩、
E=アルキル
W=N
m=1]
を含むエマルション。
式2のポリマー:
[式中、
R=メチル、
R’=メチル、
R’’=H、
R’’’=メチル、
n=1〜200、
X=OH及びそれらの塩、
E=アルキル
W=N
m=2]
を含むエマルション。
式2のポリマー:
[式中、
R=メチル、
R’=メチル、
R’’=H、
R’’’=メチル、
n=1〜200、
X=OH及びそれらの塩、
E=C〜C10−のアルキル単位を介して架橋され、必要に応じてアルコキシル化アミノ官能基を有する、少なくとも二つのN原子を有するオリゴアミン]
を含むエマルション。
式3のポリアルキレン:
Figure 2013526631
[式中、
=H、
R=H、
R’=H、
n=1〜200、
モノエチレン性不飽和モノマーを有する]
のコポリマーを含むエマルションは、本発明の好ましい実施形態を形成する。
式3のポリアルキレン:
[式中、
=CH
R=メチル、
R’=メチル、
n=1〜200、
モノエチレン性不飽和モノマーを有する]
のコポリマーを含むエマルションも、本発明の好ましい実施形態を形成する。
これらの事例では、nが1〜100であることが好ましく、1〜50であることがさらに好ましく、nが10〜30であることが最も好ましい。
エチレンと、アニオン性モノマー、非イオン性モノマー及び擬カチオン性モノマーからなる群より選択されるモノマーとのコポリマーであるポリマーb4)を含むエマルションは、本発明の好ましい実施形態を形成する。
アニオン性モノマーの非限定的な例は、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルリン酸、ビニルスルホン酸、マレイン酸及びイタコン酸である。
非イオン性モノマーの非限定的な例は、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルシラン、ビニルエーテル誘導体、ビニルリン酸ジエチルエステル、ビニルカプロラクタム、ビニルピロリドン、ビニルホルムアミド、すべてのアクリレート及びメタクリレートであり、これらはイオン性ではない、例えば:メチル、エチル、プロピル、プロピルヘプチル及びエチルヘキシルのメタクリレート及びアクリレートである。
擬カチオン性モノマーの非限定的な例は、少なくとも一つの四級化可能な窒素原子を含むエチレン性不飽和モノマーであり、特に、例えばアクリル酸又はメタクリル酸又はマレイン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸又はジカルボン酸の、炭酸エステル、炭酸アミド又は炭酸イミド等のカルボキシル誘導体が挙げられる。
好ましくは、ポリマーb4)は、式(4):
C=C(R)−CO−X−(CH−NR (4)
[式中、
=H又はメチル、
X=O、NH又はNR
、R及びRは、互いに独立して、C〜C20−アルキル基である]
によって特徴づけられる化合物の群から選択される。
式(4)に従った化合物の好ましい例としては、2−(N,N−ジメチル−アミノ)エチルアクリレート、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、N−[2−(N’,N’−ジメチル−アミノ)エチル]アクリル酸アミド、N−[2−(N’,N’−ジメチルアミノ)エチル]メタクリル酸アミド、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルアクリレート、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート、N−[3−(N’,N’−ジ−メチルアミノ)プロピル]アクリル酸アミド、及びN−[3−(N’,N’−ジメチル−アミノ)プロピル]メタクリル酸アミドが挙げられる。
5員環及び6員環を有する、飽和、部分的に不飽和、及び不飽和の複素環もモノマーとして有用であり、これらの複素環は、環内部に、アルケニル置換基、特にビニル基、及び、少なくとも一つの四級化可能な三級の窒素原子を有し、例えば、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルベンゾイミダゾール、N−ビニルピラゾール、N−ビニル−3−イミダゾリン、N−(C〜C20−アルキル)−N’−ビニルピペラジン又は2、3もしくは4−ビニルピリジン等が挙げられる。
前述のモノマーにおける置換基でありうるC〜C20−アルキル基は、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、sec−ペンチル、tert−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、イソノニル、2−プロピルヘプチル、n−デシル、n−ドデシル、n−トリデシル、イソトリデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル、n−オクタデシル及びエイコシルでありうる。
好ましい実施形態では、四級化コポリマーは、2−(N,N−ジアルキルアミノ)エチルアクリレート、2−(N,N−ジアルキルアミノ)エチルメタクリレート、N−[3−(N’,N’−ジアルキルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N−[3−(N’,N’−ジアルキルアミノ)プロピル]メタクリルアミド、N−アルキル−N’−ビニルピペラジン、N−ビニルイミダゾール、及び/又は、ビニルピリジンを含む。
特に好ましいのは、アミノ基で官能化したモノマーを有するコポリマーb4)を含むエマルションであり、前記アミノ基で官能化したモノマーは、ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)、ジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA)、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド(DMAPMAM)、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド(DMAPAM)、ヒドロキシエチルイミダゾールメタクリレート(HEIMA)、ヒドロキシエチルイミダゾールアクリレート(HEIA)、n−ビニルイミダゾール、N−ビニルピリジン及びN−ビニルピペラジンからなる群より選択される。
油Oが、
c1)大気圧において150℃以上の沸点を有する鉱油
c2)C10〜C26−カルボン酸とC〜C24−アルコールのエステル、及び
c3)シリコーン油
からなる群より選択されるエマルションは、本発明の好ましい実施形態を形成する。
好ましい油は、室温で液体である、軽油、重油、流動パラフィン又はNujolという名で市販される鉱油である。一例は、Sigma−Aldrich Chemie GmbH社(ミュンヘン)から、注文番号69808として市販される鉱油である。
界面活性剤Sが、
d1)非イオン性界面活性剤、
d2)アニオン性界面活性剤、及び
d3)カチオン性界面活性剤
からなる群より選択されるエマルションが好ましい。
界面活性剤は、通常、疎水性部分及び親水性部分からなり、疎水性部分は、通常、4〜20、好ましくは6〜19、特に好ましくは8〜18の鎖長のC原子を有する。疎水性基の官能単位は、通常OH基であり、アルコールは直鎖であっても分岐鎖であってもよい。親水性部分は、通常、アルコキシル化単位(例えばエチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)及び/又はブチレンオキシド(BO))からなり、一般にはこれらのアルコキシル化単位の2〜30個、好ましくは5〜20個が、アニールされた及び/又は荷電された単位であり、例えば硫酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、炭酸、アンモニウム及び酸化アンモニウムである。
アニオン性界面活性剤の例は、カルボン酸塩、スルホン酸塩、スルホ脂肪酸メチルエステル、硫酸塩、リン酸塩である。カチオン性界面活性剤の例は、第四級アンモニウム化合物である。ベタイン界面活性剤の例は、アルキルベタインである。非イオン性化合物の例は、アルコールアルコキシレートである。
「カルボン酸塩」とは、分子中に少なくとも一つのカルボン酸塩基を含む化合物である。本発明に従って使用することができるカルボン酸塩の例としては、以下のものがある:
・石鹸、例えば、ステアリン酸、オレイン酸、ヤシ脂肪酸(cocoates)のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;
・エーテルカルボン酸塩、例えば、Akypo(登録商標)RO20、Akypo(登録商標)RO50、Akypo(登録商標)RO90。
「スルホン酸塩」とは、分子中に少なくとも一つのスルホン酸塩基を含む化合物である。本発明に従って使用することができるスルホン酸塩の例としては、以下のものがある:
・アルキルベンゼンスルホン酸塩、例えば、Lutensit(登録商標)A−LBS、Lutensit(登録商標)A−LBN、Lutensit(登録商標)A−LBA、Marlon(登録商標)AS3、Maranil(登録商標)DBS;
・アルキルスルホン酸塩、例えばAlscoap OS−14P、BIO−TERGE(登録商標)AS−40、BIO−TERGE(登録商標)AS−40 CG、BIO−TERGE(登録商標)AS−90ビーズ、Calimulse(登録商標)AOS−20、Calimulse(登録商標)AOS−40、Calsoft(登録商標)AOS−40、Colonial(登録商標)AOS−40、Elfan(登録商標)OS46、Ifrapon(登録商標)AOS38、Ifrapon(登録商標)AOS38 P、Jeenate(登録商標)AOS−40、Nikkol(登録商標)OS−14、Norfox(登録商標)ALPHA XL、POLYSTEP(登録商標)A−18、Rhodacal(登録商標)A−246L、Rhodacal(登録商標)LSS−40/A;
・スルホン化油、例えばトルコ赤油等;
・オレフィンスルホン酸塩;
・芳香族スルホン酸塩、例えばNekal(登録商標)BX、Dowfax(登録商標)2A1等。
ここで「スルホ脂肪酸メチルエステル」とは、次の一般式(I):
Figure 2013526631
を有する化合物であり、式中、Rは10〜20個、好ましくは12〜18個、特に好ましくは14〜16個のC原子を有する。
「硫酸塩」とは、分子中に少なくとも一つのSO基を含む化合物である。本発明に従って使用することができる硫酸塩の例としては、以下のものがある:
・ヤシ油脂肪アルコール硫酸塩(CAS97375−27−4)等の脂肪アルコール硫酸塩、例えば、EMAL(登録商標)10G、Dispersogen(登録商標)SI、Elfan(登録商標)280、Mackol(登録商標)100N、
・他のアルコール硫酸塩、例えばEMAL(登録商標)71、Lanette(登録商標)E、
・ヤシ油脂肪アルコールエーテル硫酸塩、例えばEMAL(登録商標)20C、Latemul(登録商標)E150、Sulfochem(登録商標)ES−7、Texapon(登録商標)ASV−70 Spec.Agnique SLES−229−F、Octosol828、POLYSTEP(登録商標)B−23、Unipol(登録商標)125−E、130−E、Unipol(登録商標)ES−40、
・他のアルコールエーテル硫酸塩、例えば、Avanel(登録商標)S−150、Avane(登録商標)S150 CG、Avanel(登録商標)S150 CG N、Witcolate(登録商標)D51−51、Witcolate(登録商標)D51−53。
「リン酸塩」とは、分子中に少なくとも一つのPO基を有する化合物である。本発明に従って使用することができるリン酸塩の例としては、以下のものがある:
・アルキルエーテルリン酸塩、例えばMaphos(登録商標)37P、Maphos(登録商標)54P、Maphos(登録商標)37T、Maphos(登録商標)210T及びMaphos(登録商標)210P;
・リン酸塩、例えばLutensitA−EP;
・アルキルリン酸塩。
本発明の化学組成物の製造の際に、アニオン性界面活性剤は、塩として添加することが好ましい。例えば、許容される塩は、例えばナトリウム、カリウム及びリチウム塩等のアルカリ金属塩、及び、例えばヒドロキシエチルアンモニウム塩、ジ(ヒドロキシエチル)アンモニウム塩、及びトリ(ヒドロキシエチル)アンモニウム塩等のアンモニウム塩である。
カチオン性界面活性剤の一つの群は、第四級アンモニウム化合物である。
「第四級アンモニウム化合物」とは、一分子あたり少なくとも一つのR基を含む化合物である。第四級アンモニウム化合物に有用な対イオンの例としては、以下のものがある:
・ヤシ油脂肪アンモニウム、皮脂性脂肪(sebaceous fat)アンモニウム又はセチル/オレイルトリメチルアンモニウムのハロゲン、メト硫酸塩、硫酸塩、及びカーボネート。
特に好ましいカチオン性界面活性剤としては、以下のものがある:
・N,N−ジメチル−N−(ヒドロキシ−C−C25−アルキル)アンモニウム塩;
・アルキル化剤で四級化された、モノ−及びジ−(C−C25−アルキル)ジメチルアンモニウム化合物;
・エステルクウォット(esterquats)、特に、C〜C22−炭酸によって第四級エステル化された、モノ−、ジ−、及びトリ−アルカノールアミン;
・イミダゾリンクウォット(imidazolinquats)、特に、式II又はIIIの1−アルキルイミダゾリウム塩:
Figure 2013526631
[式中、変数は、次の意味を有する:
=C〜C25−アルキル又はC〜C25−アルケニル;
10=C〜C−アルキル又はヒドロキシ−C〜C−アルキル;
11=C〜C−アルキル、ヒドロキシ−C〜C−アルキル又は残基R−(CO)−X−(CH−(X:−O−又は−NH−;m:2又は3)]、
ここで、少なくとも一つの残基Rは、C〜C22−アルキルである。
「ベタイン界面活性剤」とは、使用条件下、すなわち、標準圧力及び室温から95℃までの温度の下で、布地を洗浄する場合に、少なくとも一つの正電荷及び少なくとも一つの負荷電を有する化合物である。「アルキルベタイン」とは、分子あたり少なくとも一つのアルキル単位を含むベタイン界面活性剤である。本発明に従って使用することができるベタイン界面活性剤の例としては、以下のものがある:
コカミドプロピルベタイン、例えば、MAFO(登録商標)CAB、Amonyl(登録商標)380BA、AMPHOSOL(登録商標)CA、AMPHOSOL(登録商標)CG、AMPHOSOL(登録商標)CR、AMPHOSOL(登録商標)HCG;AMPHOSOL(登録商標)HCG−50、Chembetaine(登録商標)C、Chembetaine(登録商標)CGF、Chembetaine(登録商標)CL、Dehyton(登録商標)PK、Dehyton(登録商標)PK45、Emery(登録商標)6744、Empigen(登録商標)BS/F、Empigen(登録商標)BS/FA、Empigen(登録商標)BS/P、Genagen(登録商標)CAB、Lonzaine(登録商標)C、Lonzaine(登録商標)CO、Mirataine(登録商標)BET−C−30、Mirataine(登録商標)CB、Monateric(登録商標)CAB、Naxaine(登録商標)C、Naxaine(登録商標)CO、Norfox(登録商標)CAPB、Norfox(登録商標)Coco Betaine、Ralufon(登録商標)414、TEGO(登録商標)−ベタインCKD、TEGO(登録商標)ベタインE KE1、TEGO(登録商標)ベタインF、TEGO(登録商標)ベタインF50、及び、アルキルジメチルアミンオキシド等のアミノキシド、すなわち一般式(IV)の化合物:
Figure 2013526631
式中、R1、R2及びR3は、互いに独立して、脂肪族、環状又は第三級のアルキル部分又はアミドアルキル部分から選択され、例えば、Mazox(登録商標)LDA、Genaminox(登録商標)、Aromox(登録商標)14 DW970である。
非イオン性界面活性剤は、中性pHにおいてイオン電荷を有しない、荷電されていない極性のある親水性基である頭部基を有する界面活性な物質であり、この頭部基が非イオン性界面活性剤を水溶性にする。このような界面活性剤は、界面で吸着し、臨界ミセル濃度(cmc)より上でミセルへと一体化する。親水性の頭部基の種類によって、(オリゴ)オキシアルキレン基、特に、脂肪アルコールポリグリコールエーテル(脂肪アルコールアルコキシレート)、アルキルフェノールポリグリコールエーテル及び脂肪酸エトキシレートを含む(オリゴ)オキシエチレン基、(ポリエチレングリコール基)、アルコキシル化トリグリセリド及び混合エーテル(両側をアルコキシル化されたポリエチレングリコールエーテル)と、例えばアルキルポリグルコシド及び脂肪酸−N−メチルグルカミドを含む炭水化物基とを区別することができる。
アルコールアルコキシレートは、4〜20、好ましくは6〜19、特に好ましくは8〜18の鎖長のC原子を有する疎水性部分であって、アルコールが直鎖又は分岐鎖であってよい疎水性部分、及び、2〜30の繰り返し単位を有するアルコキシル化単位、例えばエチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)及び/又はブチレンオキシド(BuO)でありうる、親水性部分に基づいている。例として、他のものに加えて、Lutensol(登録商標)XP、Lutensol(登録商標)XL、Lutensol(登録商標)ON、Lutensol(登録商標)AT、Lutensol(登録商標)A、Lutensol(登録商標)AO、Lutensol(登録商標)TOが挙げられる。
アルコールフェノールアルコキシレートは、一般式(V):
Figure 2013526631
に従った化合物であり、アルキルフェノールへのアルキレンオキシド、好ましくはエチレンオキシドの付加によって製造することができる。好ましくはR4=Hである。R5=H、すなわちEOである場合も好ましく;同様に、R5=CH、すなわちPOである場合、又は、R5=CHCH、すなわちBuOである場合も好ましい。オクチル−[(R1=R3=H、R2=1,1,3,3−テトラメチルブチル(ジイソブチレン)]、ノニル−[(R1=R3=H、R2=1,3,5−トリメチルヘキシル(トリプロピレン)]、ドデシル−、ジノニル−又はトリブチルフェノールポリグリコールエーテル(例えばEO、PO、BuO)、R−C−O−(EO/PO/BuO)n[式中、R=C8〜C12及びn=5〜10]が存在する化合物が、特に好ましい。このような化合物の非限定的な例は、Norfox(登録商標)OP−102、Surfonic(登録商標)OP−120、T−Det(登録商標)O−12である。
脂肪酸エトキシレートは、さまざまな量のエチレンオキシド(EO)で処理した脂肪酸エステルである。
トリグリセリドは、三つのヒドロキシ基のすべてが脂肪酸を用いてエステル化されているグリセロールのエステル(グリセリド)である。これらは、アルキレンオキシドを用いて改質することができる。
脂肪酸アルカノールアミドは、一般式(VI)の化合物:
Figure 2013526631
であり、一つのアルキル部分R及び一つ又は二つのアルコキシル部分を有する少なくとも一つのアミド基を含み、ここで、Rは11〜17のC原子を含み、1≦m+n≦5である。
アルキルポリグリコシドは、アルキルモノグルコシド(アルキル−α−D及びβ−D−グルコ−ピラノシドと、少量の対応グルコフラノシド)、アルキルジグルコシド(イソマルトシド、マルトシド及び他のもの)及びアルキルオリゴグルコシド(マルトトリオシド、テトラオシド及び他のもの)の混合物である。アルキルポリグリコシドは、とりわけすぐれたルートとして、グルコース(又はデンプン)又はn−ブチルグルコシドの脂肪アルコールとの酸触媒反応(フィッシャー反応)によって得ることが可能である。アルキルポリグリコシドは、一般式(VII)に一致し:
Figure 2013526631
式中、
m=0〜3、及び
n=4〜20である。
一つの例は、Lutensol(登録商標)GD70である。
非イオン性のN−アルキル化、好ましくはN−メチル化された、一般式(VIII)の脂肪酸アミド:
Figure 2013526631
式中、R1は、n−C12−アルキル部分であり、R2は、1〜8個のC原子を有するアルキル部分である。R2は、好ましくはメチルである。
添加剤Aが、消毒剤、染料、酸、塩基、錯化剤、殺生物剤、ヒドロトープ、増粘剤、ビルダー、コビルダー、酵素、漂白剤、漂白活性化剤、漂泊触媒、腐食抑制剤、染料保護添加剤、染料移行抑止剤、抗灰色化剤、防汚ポリマー、ファイバー保護剤、シリコン、殺菌剤、保存剤、有機溶媒、溶解性調整剤、溶解性増強剤及び香料からなる群より選択されるエマルションが好ましい。
消毒剤は、酸化剤、塩素及びヨウ素等のハロゲン、及びそれらを放出する物質、エタノール、1−プロパノール及び2−プロパノール等のアルコール、アルデヒド、フェノール、エチレンオキシド、クロロヘキシジン及びメチル硫酸メセトロニウムでありうる。
消毒剤を使用することの利点は、病原菌がほとんど成長できないことである。病原菌は、細菌、胞子、菌類及びウイルスでありうる。
染料は、他のものに加えて、アシッドブルー9、アシッドイエロー3、アシッドイエロー23、アシッドイエロー73、ピグメントイエロー101、アシッドグリーン1、アシッドグリーン25でありうる。
酸は、剥れを解決する、又は回避するために有利に用いることができる化合物である。酸の非限定的な例は、ギ酸、酢酸、クエン酸、塩酸、硫酸及びスルホン酸である。
塩基は、錯化剤の好ましいpH範囲を調製するのに有用な化合物である。本発明に従って用いることができる塩基の例は、NaOH、KOH及びアミンエタノールである。
無機ビルダーとしては、次のものが特に有用である:
・ゼオライト等のイオン交換特性を有する、結晶質及び非晶質のアルミノケイ酸塩:さまざまなタイプのゼオライトが有用であり、特に、Na改質、又はNaが、Li、K、Ca、Mgもしくはアンモニウム等の他のカチオンによって部分的に置換される改質における、A、X、B、P、MAP及びHSタイプのものが有用である;
・二ケイ酸塩及び層状ケイ酸塩等の結晶質のケイ酸塩、例えばδ−及びβ−NaSi。ケイ酸塩は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩又はアンモニウム塩として用いることができ、ケイ酸Na、Li及びMgが好ましい;
・非晶質のケイ酸塩、例えば、メタケイ酸ナトリウム及び非晶質の二ケイ酸塩等;
・炭酸塩及び炭酸水素塩:これらは、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩又はアンモニウム塩として使用することができる。炭酸及び炭酸水素Na、Li及びMg、特に炭酸ナトリウム及び/又は炭酸水素ナトリウムが好ましい;
・ポリリン酸塩、例えば、トリポリリン酸ナトリウム。
オリゴマーの及びポリマー性のコビルダーとして有用なものは、オリゴマー及びポリマーの炭酸であり、例えば、アクリル酸及びアスパラギン酸のホモポリマー、オリゴマレイン酸、マレイン酸とアクリル酸、メタクリル酸又はC〜C22−オレフィンのコポリマー、例えばイソブテン又は長鎖α−オレフィン、ビニル−C〜C−アルキルエーテル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、C〜C−アルコール及びスチレンの(メタ)アクリル酸エステルである。アクリル酸のホモポリマー及びアクリル酸とマレイン酸のコポリマーが好ましい。オリゴマー及びポリマーの炭酸は、好ましくは、酸又はナトリウム塩として用いられる。
キレート剤は、カチオンと結合することができる化合物である。それらは、水の硬度を低下させ、及び重金属を沈殿させるのに用いることができる。錯化剤の例は、NTA、EDTA、MGDA、DTPA、DTPMP、IDS、HEDP、β−ADA、GLDA、クエン酸、オキソジコハク酸及びブタンテトラ炭酸(butanetetracarbonic acid)である。これらの化合物を使用する利点は、洗浄剤としての働きをする多くの化合物が、軟水においてより活性であるという点にある。それに加えて、剥れを低減又は回避することができる。これらの化合物を使用することにより、洗浄表面を乾燥させる必要がなくなる。これは、作業フローにおける利点である。
有用な抗灰色化剤は、例えばカルボキシメチルセルロース及び、ポリエチレングリコール上の酢酸ビニルのグラフトポリマーである。
有用な漂白剤は、例えば、過ホウ酸ナトリウム一水和物、過ホウ酸ナトリウム四水和物及び炭酸ナトリウム過酸化水素和物等、無機塩における過酸化水素の付加物、及び、過炭酸、例えばフタルイミド過炭酸等である。
漂白活性化剤としては、N,N,N’,N’−テトラアセチルエチレンジアミン(TAED)、p−ノナノイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、及びN−メチルモルホリニウムアセトニトリルメチル硫酸塩等の化合物が有用である。
有用な酵素は、例えばプロテアーゼ、リパーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ、マンナナーゼ、オキシダーゼ及びペルオキシダーゼである。
染料移行抑止剤として有用なものは、例えば、1−ビニルピロリドン、1−ビニルイミダゾール又は4−ビニルピリジン−N−オキシドのホモポリマー、コポリマー及びグラフトポリマーである。クロロ酢酸で処理した4−ビニルピリジンのホモポリマー及びコポリマーもまた、有用な染料移行抑止剤である。
殺生物剤は、細菌を死滅させる化合物である。殺生物剤の例はグルタルアルデヒドである。殺生物剤を使用することの利点は、病原菌の蔓延を妨げることである。
ヒドロトロープは、化学組成物における界面活性剤の溶解性を高める化合物である。一例は、クモールスルホネート(Cumolsulfonate)である。
増粘剤は、化学組成物の粘度を増大させる化合物である。増粘剤の非限定的な例は、ポリアクリレート及び疎水的に改質されたポリアクリレートである。増粘剤を使用することの利点は、処理すべき表面が傾斜しているか、又は垂直である場合に、高い粘度を有する液体が、この処理表面上に、より長い時間滞留することができることである。これは、相互作用する時間の増大につながる。
エマルションは、該エマルションの有機溶媒含量が50mg/kg未満であるものが特に好ましい。
上述のエマルションは、相安定性試験に従って2日間よりも長い期間安定であり、本発明の好ましい実施形態を形成する。
相安定性試験:
エマルションの安定性は、相安定性試験を通じた目視検査によって試験される。調製後、エマルションは、室温で撹拌せずに、閉じたメスシリンダー(Hirschmann社のDuran100ml容積、NS24/29)内で保管される。1時間後、4時間後、24時間後及び48時間後に、エマルションは相分離について検査される。
・マルションは、48時間後に相分離が生じていることが視認されない場合に、安定であると定義される。
・エマルションは、48時間後に相分離が生じたが、少し振るか、又は、例えばマグネチックスターラーバーを用いた低せん断で撹拌したときにエマルションがすぐに再形成され、再形成されたエマルションが、再び少なくとも4時間は安定である場合、再乳化可能であると定義される。
・エマルションは、調製後、間もなく相分離が生じ、少し振るか、又は、例えばマグネチックスターラーバーを用いた低せん断で撹拌したときにエマルションが再形成されない場合、安定ではないと定義される。
ポリオレフィン、ポリマーP、水、並びに場合により油O、界面活性剤S及び添加剤Aを混合し、溶媒を使用せずに前記成分をメカニカルミキサーで均質化する、各工程を含む、上述のエマルションの製造方法は、本発明の別の態様を形成する。
本方法の詳細に関しては、さまざまなバージョンが可能である。
エマルションは、参考文献、例えば、Heusch、R., "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", Chapter "Emulsions", 1-47, Wiley-VCH, 2000 (DOI: 10.1002/ 14356007. a09_297)又は、Kostansek, E., "Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology", Vol. 10, 113-133, Chapter "Emulsions", John Wiley & Sons 2003 (DOI: 10.1002/ 0471238961.-0513211206180902.a01.pub2)において知られる方法によって調製することができる。
適切な乳化装置は、例えば、高速スターラー、撹拌機又は衝撃機械、乳化剤遠心分離機、コロイドミル、流量調節ポンプ(噴霧器)、振動器、超音波発生器及びホモジナイザーである。
本発明の一つの好ましい実施形態では、エマルションの調製はポリイソブテン、ポリマーP、水、場合により界面活性剤、場合により油及び場合によりさらなる添加剤、例えば消泡剤等を含む成分を混合し、例えば高せん断ミキサー又は例えば高圧ホモジナイザー等の適切なデバイスを使用して、場合により高温で、均質化することによって、無溶媒ルートを経て達成される(溶媒は、ポリイソブテン、例えばo−キシレンを溶解することができる、沸点が150℃未満の物質である)。
成分を混合する工程は変化しうる。一つの好ましい実施形態では、ポリマーPは、場合により油及び/又は追加の成分を含むポリイソブテン中に溶解し、次に、水、場合により界面活性剤及び追加の成分を含む水相と混合する。
別の好ましい実施形態では、ポリマーPは、水、場合により界面活性剤及び/又は追加の成分を含む水相に溶解し、次に、ポリイソブテン、並びに場合により油及び/又は追加の成分を含むポリイソブテン相と混合する。
本発明の別の好ましい実施形態では、エマルションの調製は、溶媒ルートを経て達成される。溶媒ルートは、アニオン性のポリマーPを含むエマルションの調製に特に適している。ポリイソブテン及びポリマーPを含むエマルションの成分は、撹拌反応器内で、場合により高温で、溶媒、例えばo−キシレンに溶解される。完全に溶解した後、溶液に水が加えられ、混合物は、場合により、水蒸気を加えた条件下、高温(80℃を超える)で、溶媒が除去されるまで蒸留される。
化学技術的用途、化粧品、植物の保護、紙、布地及び革の調製及び処理、接着剤、染料及び顔料配合物、コーティング、医薬用途、建築、木材処理における上述のエマルションの使用は、本発明の別の態様を形成する。
本発明は、次の非限定的な例によってさらに開示されよう。
実施例1〜14:成分の調製:
実施例1:
ターポリマー(A1)の調製:
550g/モルの分子量Mを有する206gのポリイソブテン、及び185gのジイソブテンを4Lの撹拌容器に入れ、低流量の窒素下で110℃まで加熱した。温度が110℃に達した後、184gの液体の無水マレイン酸(約70℃の融液)を、5時間にわたり、反応物中に供給し、25gのジイソブテン(2,4,4−トリメチル−1−ペンテンと2,4,4−トリメチル−2−ペンテンの混合物)に溶解させた5.5gのtert−ブチルパーオクトエートを、5.5時間にわたり、反応物中に供給した。得られたターポリマーはA1である。
実施例2:
ターポリマー(A2)の調製:
実施例1の反応混合物を90℃まで冷却し、2400gの水及び140gのNaOH水溶液(50重量%)を同時に加えた。続いて混合物を90℃で4時間撹拌し、その後、室温まで冷却した。得られたターポリマー(A2)を、80重量%の含水量及び14.7のK値を有する、pH6.5の水分散液の形態で得た。
実施例3:
ターポリマー(A3)の調製:
撹拌容器に、2350gのo−キシレン、1450gの無水マレイン酸、64gのポリビニルエチルエーテル(o−キシレン中30.00%溶液、BASF SE社製(ドイツ国ルートウィヒスハーフェン所在))及び1470gのポリイソブテン(分子量1000g/モル)をプリチャージした。容器を窒素雰囲気下に設置し、圧力を約300mbarに設定した。続いて、温度を110℃に設定し、圧力を300mbarに保った。5.5時間以内に、625gのo−キシレン中、62.5gのtert−ブチルパーオクトエートを反応混合物に加えた。供給開始5分後に、649gのイソブテンの第二の供給を開始し、5時間以内に投入完了した。反応の圧力は、1.5barを超えなかった。供給の終了後、反応混合物を110℃で1時間撹拌した。得られたポリマーA3は、51.3%の固形成分含量及び19.5のK値(シクロヘキサノン中、1%)を有していた。
実施例4:
ターポリマーA1の改質(A4):
o−キシレン中、(A1の)ポリマー溶液を得るため、o−キシレン(250ml)中、5.2gのジメチルアミノプロピルアミンを、撹拌下、90℃で30分間にわたり加えた。さらに30分間撹拌後、得られたポリマー溶液を150℃まで加熱し、その温度で4時間保持した。その後、温度を30℃まで下げ、十分な量のo−キシレンを加えて、許容される粘度を維持した。次に、ジメチル硫酸(15mlのo−キシレン中、3g)を、30分間にわたって撹拌ポリマー溶液に加えた。20℃で30分間の後、温度を90℃まで上げ、1時間保持した。500mlの熱水を加え、o−キシレンがすべて除去されるまで水蒸気蒸留を行った。この結果として、ターポリマーA4が得られた。
実施例5(仮想的):
ターポリマーA3の改質(Ax):
実施例4に記載されるポリマーA1と同様の方法でポリマーA3を改質することができる。
実施例6:
無水マレイン酸/C 12 コポリマーの調製:
2Lの撹拌容器に、1120gのC12オレフィンを加えた。これを窒素下で150℃まで加熱した。736gの無水マレイン酸及び、139gのC12オレフィン中、20.4gのジ−tert−ブチルパーオキシドの溶液を、6時間にわたって加えた。添加の完了後、さらにもう1時間、温度を150℃に保った。その後、熱溶融ポリマーを磁器プレートに移した。数時間の冷却後、硬質ポリマーを砕いて粒状にし、さらに粉末化した。
実施例7:
ターポリマーA5の調製:
2Lの撹拌容器に、560gのo−キシレン及び399gの無水マレイン酸/C12コポリマーを加えた。この混合物を90℃まで加熱し、50gのo−キシレンに溶解した7.7gのジメチルアミノプロピルアミンを、90℃で2時間以内に加えた。その後、温度を100℃まで上昇させ、この温度で1時間保持した。その後、温度を150℃まで上げ、形成した水を、ディーンスターク(Dean Stark)凝縮器を使用して、4時間、蒸留除去した。この結果、ターポリマーA5が得られた。
実施例8:
ターポリマーA5の改質(A6):
500gのターポリマーA5を2Lの撹拌容器に入れ、10℃まで冷却した。4.3gのジメチル硫酸を30分間かけて加えた。温度を30℃未満に保った。添加完了後、温度が80℃まで上昇する前に、ポリマー溶液を室温で30分間撹拌した。減圧下でo−キシレンを除去し、得られたポリマーを砕いて粉末にした。この得られた粉末を862gの脱イオン水、及び48.6gの50%ic水酸化ナトリウム溶液に溶解し、ターポリマーA6を得た。
実施例9:
ターポリマーA7の調製:
2Lの撹拌容器に、663gのo−キシレン及び240gの粉末化MSA/C12−ポリマーを入れ、90℃まで加熱した。87gのジメチルアミノプロピルアミンを100gのo−キシレンに溶解し、90℃で2時間かけて加えた。次に、温度を100℃まで上げ、そこで1時間保持した。次いで、温度を150℃まで上げ、ディーンスターク凝縮器を使用して水を蒸留した。これにより、ターポリマーA7の28.5%ic溶液が得られた。
実施例10(仮想的):
ジメチルアミノプロピルアミンの代わりに、アミノプロピルイミダゾール等の他のアミンを使用することもできる。
実施例11:
ターポリマーA7の改質(A8):
650gのターポリマーA7を2Lの撹拌容器に入れ、10℃まで冷却した。30分間にわたり、58gのジメチル硫酸を加え、温度を30℃未満に保った。添加完了後、溶液を室温で15分間撹拌し、次に、80℃まで加熱した。この温度を撹拌しつつ2時間保持した。減圧によって溶媒を除去し、得られたポリマーを973gの脱イオン水に溶解し、ポリマーA8を得た。
実施例12:
四級化PIB−DMAPAイミド(スチレンオキシドで四級化したPIBSA/DMAPA)の調製
ポリイソブテン無水コハク酸(PIBSA)(141g、0.1モル)を、室温でテトラヒドロフラン(50g)に溶解した。冷却の間、ジメチルアミノプロピルアミン(DMAPA)(11g、0.1モル)を15分以内で加えた。反応混合物を3時間撹拌した。続いて、スチレンオキシド(13g、0.1モル)を加え、温度を50℃に上昇させた。15時間後、溶媒を50℃/1mbarで除去した。95%の収率で生成物を得た。
反応は、ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテル、ジクロロメタン等の他の非極性溶媒中でも同様に行うことができる。ジメチル硫酸、エチレンオキシド、プロピレンオキシド又は塩化メチル等の他の四級化剤も使用することができる。
実施例13:
アルコキシル化PIB−TEPAイミド(PIBSA/TEPA)/EO5
13a)(ポリイソブテン無水コハク酸及びテトラエチレンペンタミンからのイミド)+1モルのEO/NH
2.5Lのオートクレーブに、ポリイソブテン無水コハク酸及びテトラエチレンペンタミン(TEPA、405g)からの反応生成物、及び水(20g)を80℃まで加熱し、最大で1barの圧力で、窒素で3回パージした。温度が120℃まで上昇した後、エチレンオキシド(65.2g)を20分以内で加えた。反応を完了させるため、混合物を120℃で10時間、後反応(post-react)させた。反応混合物を窒素でストリッピングし、揮発性化合物を減圧下、70℃で除去した。485gの茶色い粘着性の油を得た。
13b)(ポリイソブテン無水コハク酸及びテトラエチレンペンタミンからのイミド)+5モルのEO/NH
実施例13のa)から得られた生成物(158g)及びカリウム−t−ブチラート(2.1g)を80℃まで加熱し、最大で1barの圧力で、窒素で3回パージした。混合物を、120℃及び10mbarの減圧下で2時間、脱水した。窒素を用いて減圧を解消した後、温度を130℃まで上昇させ、エチレンオキシド(64.2g)を加えた。反応を完了させるため、混合物を130℃で10時間、後反応(post-react)させた。減圧後、反応混合物を窒素でストリッピングし、揮発性化合物を、減圧下、70℃で除去した。
5モルのEO/NHを有する、215gのポリイソブテン無水コハク酸−テトラエチレンペンタミン付加物を、黄褐色の高粘着性の油として得た。
実施例14
四級化したアルコキシル化PIB−TEPAイミド
14a)(ポリイソブテン無水コハク酸及びテトラエチレンペンタミンからのイミド)+15モルのEO/NH
実施例14の1a)から得られた生成物(173g)及びカリウム−t−ブチラート(4.0g)を80℃まで加熱し、最大で1barの圧力で、窒素で3回パージした。混合物を、120℃及び10mbarの減圧下で2時間、脱水した。窒素を用いて減圧を解消した後、温度を130℃まで上昇させ、エチレンオキシド(247.4g)を5時間以内で加えた。反応を完了させるため、混合物を130℃で10時間、後反応(post-react)させた。減圧後、反応混合物を窒素でストリッピングし、揮発性化合物を、減圧下、70℃で除去した。
15.2モルのEO/NHを有する、446gのポリイソブテン無水コハク酸−テトラエチレンペンタミン付加物を、黄褐色の高粘着性の油として得た(アミン価0.89ミリモル/g)。
14b)(ポリイソブテン無水コハク酸及びテトラエチレンペンタミンからのイミド)+ジメチル硫酸で四級化した、15モルのEO/NH
実施例14a)から得られた生成物(100.0g)を、70℃で反応容器に入れ、その物質の中に窒素流をバブリングした。ジメチル硫酸(12.06g)を70〜75℃で滴下して加えた。反応を完了させるため、混合物を75℃で2時間撹拌した。揮発性化合物の減圧除去後、96gの茶色い固形物(アミン価0.08ミリモル/g、四級化度91.0%)が単離された。
実施例15〜26:エマルションの調製:
実施例15:
非イオン性界面活性剤を低レベルで用いた、20%のPIB−油相を有するエマルション:
ポリイソブテン(PIB)(分子量1000g/モル)(8.8重量部)、PIBSA(1.2重量部)及び鉱油(10.0重量部)を容器内に量り取り、80℃で30分間、撹拌せずに加熱した。独立して、非イオン性界面活性剤C13−オキソアルコール+3EO(HLB9、1.0重量部)及び非イオン性界面活性剤C13−オキソアルコール+8EO(HLB13、1.0重量部)を脱イオン水(78.0重量部)に加え、80℃で30分間加熱し、その後、水性混合物をPIB混合物に加え、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを用いて、合計2分間混合した。混合速度は、最初に5000rpmに設定し、2分後に10000rpmに達するように徐々に増大させた。その直後、混合物を、80℃及び800barで高圧ホモジナイザーに6回かけた。
実施例16:
非イオン性界面活性剤を低レベルで用いた、35%のPIB−油相を有するエマルション:
ポリイソブテン(PIB)(分子量1000g/モル)(15.4重量部)、PIBSA(2.1重量部)及び鉱油(17.5重量部)を容器内に量り取り、80℃で30分間、撹拌せずに加熱した。独立して、非イオン性界面活性剤C13−オキソアルコール+3EO(HLB9、1.75重量部)及び非イオン性界面活性剤C13−オキソアルコール+8EO(HLB13、1.75重量部)を脱イオン水(61.5重量部)に加え、80℃で30分間加熱し、その後、水性混合物をPIB混合物に加え、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを用いて、合計2分間混合した。混合速度は、最初に5000rpmに設定し、2分後に1000rpmに達するように徐々に増大させた。高圧ホモジナイザーを使用する必要はない。
実施例17:
鉱油を用いず、非イオン性界面活性剤を用いたエマルション:
ポリイソブテン(分子量1000g/モル)(28.8重量部)、非イオン性界面活性剤C10−ゲルベアルコール(Guerbet alcohol)+4EO(HLB10.5、2.6重量部)、非イオン性界面活性剤C10−ゲルベアルコール+14EO(HLB16、2.6重量部)、及びPIBSA(2.6重量部)を容器に入れ、80℃で30分間、撹拌せずに加熱した。その後、サンプルを、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを用いて、最初に500〜1000rpmで混合した。80℃に予熱した脱イオン水を、含水量が最終的に63.4重量部になるまで滴下して加えた。水をさらに加えるときに、ミキサーの速度を5000rpmまで徐々に増大させた。
実施例18:
非イオン性界面活性剤を高レベルで用いたエマルション:
ポリイソブテン(PIB)(分子量1000g/モル)(16.4重量部)とPIBSA(1.8重量部)を、約50℃で混合した。パラフィン油(18.2重量部)を加え、混合物を80℃まで加熱した。
非イオン性界面活性剤C10−ゲルベアルコールアルコキシレート(HLB12.5、9.1重量部)を、脱イオン水(54.5重量部)と共に混合し、これも同様に80℃まで加熱した。
PIB/パラフィン油の混合物を加熱したビーカーに入れ、せん断ヘッドT25を装着したultraturraxを取り付け、速度を15000rpmに設定した。80℃において、水と非イオン性界面活性剤の混合物を加え、さらなる加熱なしに、このせん断速度で120秒間処理した。
実施例19:
非イオン性界面活性剤を低レベルで用いたエマルション:
ポリイソブテン(PIB)(分子量1000g/モル)(8.8重量部)とPIBSA(1.2重量部)を、約50℃で混合した。パラフィン油(10.0重量部)を加え、混合物を80℃まで加熱した。
C13−オキソアルコール+3EO(HLB9、1.0重量部)と、非イオン性界面活性剤C13−オキソアルコール+8EO(HLB13、1.0重量部)とを、脱イオン水(78重量部)と共に混合し、これも同様に80℃まで加熱した。
PIB/パラフィン油の混合物を加熱したビーカーに入れ、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを取り付け、速度を5000〜6000rpmに設定した。80℃において、水と非イオン性界面活性剤の混合物を加え、さらなる加熱なしに、このせん断速度で120秒間処理した。
実施例20:
パラフィン油を用いずに、非イオン性界面活性剤を低レベルで用いたエマルション:
ポリイソブテン(PIB)(分子量1000g/モル)(20重量部)とPIBSA(2.2重量部)を、約50℃で混合し、80℃まで加熱した。
非イオン性界面活性剤C10−ゲルベアルコールアルコキシレート(HLB12.5、11.2重量部)を、脱イオン水(66.6重量部)と共に混合し、これも同様に80℃まで加熱した。PIB混合物を加熱したビーカーに入れ、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを取り付け、速度を5000〜6000rpmに設定した。80℃において、水と非イオン性界面活性剤の混合物を加え、さらなる加熱なしに、このせん断速度で120秒間処理した。
実施例21:
PIBA(ポリイソブテンアミン)をエマルション助剤として用い、非イオン性界面活性剤を高レベルで用いたエマルション:
ポリイソブテン(PIB)(分子量1000g/モル)(16.4重量部)とPIBA(1.8重量部)を、約50℃で混合した。パラフィン油(18.2重量部)を加え、混合物を80℃まで加熱した。
非イオン性界面活性剤C10−ゲルベアルコールアルコキシレート(HLB12.5、9.1重量部)を、脱イオン水(54.5重量部)と共に混合し、これも同様に80℃まで加熱した。PIB/パラフィン油の混合物を加熱したビーカーに入れ、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを取り付け、速度を5000〜6000rpmに設定した。80℃において、水と非イオン性界面活性剤の混合物を加え、さらなる加熱なしに、このせん断速度で120秒間処理した。
実施例22:
PIBAをエマルション助剤として用い、非イオン性界面活性剤を低レベルで用いたエマルション:
ポリイソブテン(PIB)(分子量1000g/モル)(17.3重量部)とPIBA(1.9重量部)を、約50℃で混合した。パラフィン油(19.2重量部)を加え、混合物を80℃まで加熱した。
非イオン性界面活性剤C13−オキソアルコール+3EO(HLB9、1.9重量部)と、非イオン性界面活性剤C13−オキソアルコール+8EO(HLB13、1.9重量部)とを、脱イオン水(57.8重量部)と共に混合し、これも同様に80℃まで加熱した。PIB/パラフィン油の混合物を加熱したビーカーに入れ、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを取り付け、速度を5000〜6000rpmに設定した。80℃において、水と非イオン性界面活性剤の混合物を加え、さらなる加熱なしに、このせん断速度で120秒間処理した。
実施例23:
エチレン/DMAEMA−ワックスをエマルション助剤として用いたエマルション:
ポリイソブテン(分子量1000g/モル)(16.4重量部)とエチレン/DMAEMA−ワックス(1.8重量部)を、約50℃で混合した。パラフィン油(18.2重量部)を加え、混合物を80℃まで加熱した。
非イオン性界面活性剤C10−ゲルベアルコールアルコキシレート(HLB12.5、9重量部)を、脱イオン水(54.6重量部)と共に混合し、これも同様に80℃まで加熱した。PIB/パラフィン油の混合物を加熱したビーカーに入れ、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを取り付け、速度を5000〜6000rpmに設定した。80℃において、水と非イオン性界面活性剤の混合物を加え、さらなる加熱なしに、このせん断速度で120秒間処理した。
実施例24:
アルコキシル化PIB−TEPAイミド(PIBSA/TEPA)/EO5をエマルション助剤として用いたエマルション:
ポリイソブテン(PIB)(分子量1000g/モル)(16.4重量部)とアルコキシル化PIB−TEPAイミド(PIBSA/TEPA)/EO5(1.9重量部)を、約50℃で混合した。パラフィン油(18.2重量部)を加え、混合物を80℃まで加熱した。
非イオン性界面活性剤C10−ゲルベアルコールアルコキシレート(HLB12.5、9.1重量部)を、脱イオン水(54.5重量部)と共に混合し、これも同様に80℃まで加熱した。PIB/パラフィン油の混合物を加熱したビーカーに入れ、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを取り付け、速度を5000〜6000rpmに設定した。80℃において、水と非イオン性界面活性剤の混合物を加え、さらなる加熱なしに、このせん断速度で120秒間処理した。
実施例25:
四級化したアルコキシル化PIB−TEPAイミド(PIBSA/TEPA)/EO15(DMSを用いて91%四級化)をエマルション助剤として用いたエマルション:
ポリイソブテン(PIB)(分子量1000g/モル)(16.4重量部)と四級化したアルコキシル化PIB−TEPAイミド(PIBSA/TEPA)/EO15(DMSを用いて91%四級化)(1.8重量部)を、約50℃で混合した。パラフィン油(18.2重量部)を加え、混合物を80℃まで加熱した。
非イオン性界面活性剤C10−ゲルベアルコールアルコキシレート(HLB12.5、9.1重量部)を、脱イオン水(54.5重量部)と共に混合し、これも同様に80℃まで加熱した。PIB/パラフィン油の混合物を加熱したビーカーに入れ、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを取り付け、速度を5000〜6000rpmに設定した。80℃において、水と非イオン性界面活性剤の混合物を加え、さらなる加熱なしに、このせん断速度で120秒間処理した。
実施例26:
四級化PIB−DMAPAイミド(スチレンオキシドを用いて四級化したPIBSA/DMAPA)をエマルション助剤として用いたエマルション:
ポリイソブテン(PIB)(分子量1000g/モル)(16.4重量部)と四級化PIB−DMAPAイミド(スチレンオキシドを用いて四級化したPIBSA/DMAPA)(1.8重量部)を、約50℃で混合した。パラフィン油(18.2重量部)を加え、混合物を80℃まで加熱した。
非イオン性界面活性剤C10−ゲルベアルコールアルコキシレート(HLB12.5、9.1重量部)を、脱イオン水(54.5重量部)と共に混合し、これも同様に80℃まで加熱した。PIB/パラフィン油の混合物を加熱したビーカーに入れ、せん断ヘッドT50を装着したultraturraxを取り付け、速度を5000〜6000rpmに設定した。80℃において、水と非イオン性界面活性剤の混合物を加え、さらなる加熱なしに、このせん断速度で120秒間処理した。

Claims (12)

  1. エマルションの全質量に対して
    a)2〜75質量%の量のポリオレフィン、
    b)0.05〜40質量%の量のポリマーP
    c)0〜25質量%の量の油O
    d)0〜25質量%の量の界面活性剤S
    e)0〜20質量%の量の添加剤A、及び
    f)10〜97.95質量%の量の水
    を含む、エマルション。
  2. 各成分が、互いに独立して、エマルションの全質量に対して
    a)5〜50質量%の量のポリオレフィン、
    b)0.5〜30質量%の量のポリマーP
    c)0.1〜25質量%の量の油O
    d)0.1〜20質量%の量の界面活性剤S
    e)0.1〜15質量%の量の添加剤A、及び
    f)30〜90質量%の量の水
    の量で存在する、請求項1に記載のエマルション。
  3. 各成分が、互いに独立して、エマルションの全質量に対して
    a)10〜40質量%の量のポリオレフィン、
    b)0.5〜15質量%の量のポリマーP
    c)5〜20質量%の量の油O
    d)0.1〜15質量%の量の界面活性剤S
    e)1〜10質量%の量の添加剤A、及び
    f)40〜85質量%の量の水
    の量で存在する、請求項1又は2に記載のエマルション。
  4. 各成分が、互いに独立して、エマルションの全質量に対して
    a)15〜30質量%の量のポリオレフィン、
    b)0.5〜5質量%の量のポリマーP
    c)10〜20質量%の量の油O
    d)0.5〜10質量%の量の界面活性剤S
    e)2〜8質量%の量の添加剤A、及び
    f)50〜80質量%の量の水
    の量で存在する、請求項1〜3のいずれかに記載のエマルション。
  5. ポリオレフィンが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン及びポリイソブチレンからなる群より選択される、請求項1〜4のいずれかに記載のエマルション。
  6. ポリマーPが、下記b1)群、b2)群、b3)群及びb4)群の化合物からなる群より選択される、請求項1〜5のいずれかに記載のエマルションであって、
    b1)が式1の化合物であり、
    Figure 2013526631
    [式中、
    R=H、メチル、
    R’=H、メチル、
    n=1〜200、
    A=H、アルキル、アリール、アルキルアミノ、
    X=O、OH、OR、NH、NHR、NR 及びそれらの塩、
    Y=O、OH、OR、NH、NHR、NR 及びそれらの塩、
    Z=OH、NH、NHR、NR
    =アルキル、アリール、
    NR =アルキル、アリール]
    b2)が式2の化合物であり、
    Figure 2013526631
    [式中、
    R=H、メチル、
    R’=H、メチル、
    R’’=H、メチル、エチル、
    R’’’=H、アルキル、
    n=1〜200、
    X=O、OH、OR、NH、NHR、NR 及びそれらの塩、
    E=H、アルキル、アリール、アルキルアミノ、C〜C10−アルキル単位を介して架橋され、必要に応じてアルコキシル化アミノ官能基を有する、少なくとも二つのN原子を有するオリゴアミン、
    Z=OH、NH、NHR、NR
    W=NH、N、O、
    m=1〜2、
    =アルキル、アリール、
    NR =アルキル、アリール]
    b3)が式3のポリアルキレンの、モノエチレン性不飽和モノマーとのコポリマーであり、
    Figure 2013526631
    [式中、
    =H、CH
    R=H、メチル、
    R’=H、メチル、
    n=1〜200]
    b4)が、エチレンと、アニオン性モノマー、非イオン性モノマー及び擬カチオン性モノマーからなる群より選択されるモノマーとのコポリマーである、
    前記エマルション。
  7. 油Oが、
    c1)大気圧において150℃以上の沸点を有する鉱油、
    c2)C10〜C26−カルボン酸とC〜C24−アルコールのエステル、及び
    c3)シリコーン油
    からなる群より選択される、請求項1〜6のいずれかに記載のエマルション。
  8. 界面活性剤Sが、
    d1)非イオン性界面活性剤、
    d2)アニオン性界面活性剤、及び
    d3)カチオン性界面活性剤
    からなる群より選択される、請求項1〜7のいずれかに記載のエマルション。
  9. エマルションの有機溶媒含量が50mg/kg未満である、請求項1〜8のいずれかに記載のエマルション。
  10. 相安定性試験によれば2日間を超えて安定である、請求項1〜7のいずれかに記載のエマルション。
  11. ポリオレフィン、ポリマーP、水、及び場合により油O、界面活性剤S及び添加剤Aを合わせる工程と、溶媒を使用せずにメカニカルミキサー内で前記成分を均質化する工程とを含む、請求項1〜10のいずれかに記載のエマルションの製造方法。
  12. 化学技術的用途、化粧品、植物の保護、紙、布地及び革の調製及び処理、接着剤、染料及び顔料配合物、コーティング、医薬用途、建築、木材処理における、請求項1〜10のいずれかに記載のエマルションの使用。
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