JP2015511641A - 天然油系ゲル、適用および調製法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、任意の所望の粘度の天然油およびその誘導体のゲルを得るための単純で好適な方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、インク適用において、ゲル化ビヒクルまたはキャリアーとして有用な、天然油およびその誘導体のゲルを提供することである。
本発明のさらなる目的は、コーティングおよびインク適用において、顔料および充填剤のための分散剤として有用な天然油およびその誘導体のゲルを提供することである。
本発明のさらなる目的は、油田適用における添加剤、ポリマーおよびプロパント(propant)のためのビヒクルまたはキャリアーとして有用な天然油およびその誘導体のゲルを提供することである。
本発明のさらなる目的は、油系および水系の掘削流体における添加剤として有用な天然油およびその誘導体のゲルを提供することである。
本発明のさらなる目的は、潤滑剤として有用な天然油およびその誘導体のゲルを提供することである。
本発明のさらなる目的は、パーソナルケアおよび化粧品適用において有用な天然油およびその誘導体のゲルを提供することである。
本発明はまた、式(iii)および(iv)の、天然油系熱可逆性ゲルも提供し;
以下の一般的な方法を用いて、表1に列挙する天然油ゲルを調製した。第一の工程において、天然油2000gおよび無水マレイン酸の望ましい量を、3L 四つ口丸底フラスコに投入した。フラスコの内容物を、窒素スパージ下、攪拌しながら、徐々に210℃まで加熱した。GC分析によって、反応混合物中に遊離無水マレイン酸がまったく検出されなくなるまで、反応混合物をこの温度に維持した。反応混合物を50℃に冷却し、そして炭酸ナトリウムのある量(無水マレイン酸当量あたり、0.25当量)をゆっくりと添加した。炭酸ナトリウムは固体としてまたは水スラリーとして添加し得た。すべての炭酸ナトリウムが反応し、そして反応混合物が清澄になるまで、反応混合物を60℃で維持した。過剰な水を真空下で揮散させ、そして得たゲルを放出させた。得たゲルは、例示的な特性を有し、清澄で、そして透明であり、そして油にじみをまったく示さない。
図4は、無水マレイン酸部分の中和量を変化させることによって、任意の所望の粘度の天然油ゲルを製造するための本発明の方法の有用性を示す。こうした正確な粘度制御は、先行技術の方法によっては、不可能でないとしても困難である。
以下の方法を用いて、表2中の天然油ゲルを調製した。第一の工程において、天然油2000gおよび無水マレイン酸の望ましい量を、3L 四つ口丸底フラスコに投入した。フラスコの内容物を、窒素スパージ下、攪拌しながら、徐々に210℃まで加熱した。GC分析によって、反応混合物中に遊離無水マレイン酸がまったく検出されなくなるまで、反応混合物をこの温度に維持した。反応混合物を50℃に冷却し、そして望ましい量の固形水酸化リチウムを添加した。反応混合物が清澄になるまで、反応混合物を125〜140℃で加熱した。真空を適用して、過剰な水を除去してもよいが、必要なわけではない。得たゲルは、清澄で透明である模範的な特性を有し、そして油にじみまたは溶解されない鹸化トリグリセリドをまったく示さない。
以下の一般的な方法を用いて、表3に列挙する天然油ゲルを調製した。第一の工程において、天然油2000gおよび無水マレイン酸の望ましい量を、3L 四つ口丸底フラスコに投入した。フラスコの内容物を、窒素スパージ下、攪拌しながら、徐々に210℃まで加熱した。GC分析によって、反応混合物中に遊離無水マレイン酸がまったく検出されなくなるまで、反応混合物をこの温度に維持した。反応混合物を90℃に冷却し、そしてトリエタノールアミンまたはアルコキシル化トリエタノールアミン(無水マレイン酸1.0当量あたり、0.67当量)をゆっくりと添加した。反応混合物を、1時間、または反応混合物の赤外スペクトルにおいて未反応無水マレイン酸が観察されなくなるまで、80℃で維持し、得たゲルを放出させた。
表3中のゲルの特性はまた、先行技術に勝る、本発明の方法のこの態様の多用途性および利点を例示する。
図5は、天然油の所定のレベルのマレイン酸化で、トリエタノールアミンを用いた無水マレイン酸部分のエステル化/中和の量を変化させることによって、任意の所望の粘度の天然油ゲルを製造するための本発明の方法の有用性を示す。
表5の実施例は、天然油誘導体のゲル調製における本発明の方法の有用性を例示する。これらの実施例は、本発明の方法の適用可能性の例示であり、そしていかなる点でも方法の範囲および適用可能性を限定すると見なしてはならないことを理解するべきである。
以下の実施例は、多様な適用における本発明の新規ゲルの特定の有用性を例示するよう意図され、そしていかなる点でも適用可能性または有用性の範囲を限定すると見なしてはならない。
実施例1〜13および実施例23〜25において調製するような異なる粘度の大豆油ゲルを、安定なポリテトラフルオロエチレン分散物の調製のためのキャリアーとして利用した。こうした分散物は、非水性インク配合物における添加剤として有用であり、最終印刷物に摩擦減少および耐摩耗性を提供することが知られている。微粉末化PTFEを、ゲル化大豆油内で、80℃で1時間混合して、混合物を冷却させ、次いで放出させることによって、分散物を調製した。分散物を25%および75%PTFE負荷で調製した。標準的な大豆系アルキド樹脂を用いて、対照分散物を作製した。次いで、分散物安定性を評価するため、分散物を50℃でエイジングさせた。次いで、大豆油ゲルおよび対照アルキド系添加剤を色素性インクに配合し、印刷物を調製した。印刷物を乾燥させ、次いで耐摩耗性試験に供した。結果を表6に示す。
クレイ分散物
6000cPの粘度を有する、実施例23中で調製されるような大豆油ゲルを、ヒートセットインクにおける充填剤として利用される、大豆油中のベントナイトクレイの安定な分散物の調製のためのキャリアーまたは分散剤として利用した。産業において一般的に用いられる、大豆系アルキド樹脂を対照または比較例として用いた。図6に示すように、実施例23の大豆油ゲルでは、最大75パーセントのクレイ負荷が達成されたが、標準的な大豆系アルキド樹脂では、わずか50パーセントの負荷しか達成されなかった。
二酸化チタン分散物
実施例24において調製されるような大豆油ゲルを、80/20イソプロパノール/酢酸イソプロピル溶媒混合物中の高固体二酸化チタン分散物の調製に利用した。当該技術分野において例示的分散物として知られる標準的ポリエチレンイミン(polyethylenime)分散物および標準的ポリカルボン酸分散物を比較例として用いた。図7に示すように、比較分散剤では、50〜60パーセントの二酸化チタン負荷を含有する安定で注げる分散物が達成されたのみだったが、実施例24の大豆油ゲルでは、最大80パーセントの負荷を含む、安定で注げる分散物が達成された。
顔料分散物
実施例23において調製されるような大豆油ゲルを、不飽和ポリエステル樹脂中の多様な顔料の分散物の調製に利用した。当該技術分野において例示的な分散剤として知られる、カルボン酸アルキルアンモニウム塩系の分散剤を比較目的のために用いた。表8に示すように、いくつかの顔料に関して、30パーセント顔料負荷の対照分散剤と比較した際、同じ分散剤レベルで、実施例23の大豆油ゲルは、分散粘度の50%の減少を生じた。同じ顔料負荷での分散物粘度の実質的な減少は、先行技術に勝る実質的な改善に相当し、さらに、本発明の天然油系ゲルの有用性を示す。
安定なグアー懸濁物
実施例2および24で調製されたような大豆油ゲルを、油井およびガス井の水圧破砕法で用いられる安定グアー懸濁物の調製のためのキャリアーとして用いた。グアーの懸濁物は、40%固体で作製され、キャリアーおよび粘性化(viscosifying)剤としての疎水性クレイとしてミネラルオイルを用いた40%固形懸濁物と比較された。ゲル化大豆油系懸濁物は、時間とともに沈殿したグアーの量によって測定されたように、同一の、そしてある場合には優れた、安定性を示した。大豆油ゲル懸濁物は、環境的に許容されうるという追加的な利点を有し、また、クレイ粘性化添加物を必要としない。
油系掘削流体
実施例2および24で調製されたような大豆油ゲルを、油系掘削流体の調製のためのキャリアーとして用いた。クレイ増粘剤の使用を伴わず、バライトおよびゲル化大豆油を混合することによって、40〜50重量%のバライトを含有する掘削流体を作製した。クレイ粘性化剤とともに、ケロセンなどの慣用的なキャリアーを用いて、対照掘削流体を作製した。ゲル化大豆油系掘削流体は、対照に比較して、同一の、そしてある場合には改善された、安定性および流動特性を示した。大豆油系掘削流体は、環境に優しいという追加的な利点を有し、また、クレイ粘性化添加物を必要としない。
Claims (18)
- 式(i)および(ii)の、天然油系熱可逆性ゲル;
- 前記基質がマレイン酸無水物である、請求項1の天然油系熱可逆性ゲル。
- 式(iii)および(iv)の、天然油系熱可逆性ゲル;
- 前記基質がマレイン酸無水物である、請求項3の天然油系熱可逆性ゲル。
- 前記アルカノールアミンがトリエタノールアミン、またはアルコキシル化トリエタノールアミンである、請求項3の天然油系熱可逆性ゲル。
- 天然油、脂肪酸およびその誘導体の熱可逆性ゲルを提供するための方法であって:
(a)前記天然油、脂肪酸または誘導体との「エン」反応またはディールス・アルダー反応を経て付加物を形成することが可能な適切な基質と、天然油、脂肪酸または誘導体を反応させること;および
(b)適切な無機塩基を用いた、制御された非水性中和に、前記付加物を供し、ここで前記中和は、完全な中和に必要な塩基の理論化学量論量未満の量で行われることを含む、方法。 - 前記基質がマレイン酸無水物である、請求項6の方法。
- 前記塩基がアルカリ水酸化物もしくは炭酸塩またはアルカリ土類金属水酸化物もしくは炭酸塩である請求項6の方法。
- 天然油、脂肪酸およびその誘導体の熱可逆性ゲルを提供するための方法であって:
(a)前記天然油、脂肪酸または誘導体との「エン」反応またはディールス・アルダー反応を経て付加物を形成することが可能な適切な基質と、天然油、脂肪酸または誘導体を反応させること;および
(b)アルカノールアミンを用いた、制御されたエステル化/中和反応に、前記付加物を供し、ここで反応させるアルカノールアミンの量は、完全な反応に必要な理論化学量論量未満であることを含む、方法 - 前記アルカノールアミンがトリエタノールアミンまたはアルコキシル化トリエタノールアミンである、請求項9の方法。
- 請求項1の熱可逆性ゲルを含むインクビヒクル。
- 請求項3の熱可逆性ゲルを含むインクビヒクル。
- 請求項1の熱可逆性ゲルを含む分散剤。
- 請求項3の熱可逆性ゲルを含む分散剤。
- 油田適用におけるキャリアーおよび添加剤としての請求項1の熱可逆性ゲル。
- 油田適用におけるキャリアーおよび添加剤としての請求項3の熱可逆性ゲル。
- 掘削流体の増粘剤および添加剤としての請求項1の熱可逆性ゲル。
- 掘削流体の増粘剤および添加剤としての請求項3の熱可逆性ゲル。
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