JP2019536830A - ブレンドを含むポリフェノールアルコキシレート及びコーティング - Google Patents

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Abstract

本発明は、ポリオールと、ポリフェノールアルコキシレート、すなわちアルコキシル化ポリフェノールとを含むポリオールブレンド、及びこれらのブレンドから調製されるコーティングに関する。ポリオールブレンドは、低残留ポリフェノール含有量の利点を有し、望ましくないVOC排出につながり得る希釈剤又は溶媒を必要とせずに望ましい粘度特性を有する。本発明の別の態様において、ポリエステルポリオールは、ポリフェノールアルコキシレートを使用して調製される。これらのポリオール組成物を使用して調製されたコーティングは、改善された塩水噴霧耐食性と共に、様々な他の優れたコーティング性能特性を有する。また、本明細書において使用されるポリオールは、かなりのリサイクル及びバイオ再生可能含有量を含むことができて、これらのブレンド及びコーティングは、石油系ポリオール製品の持続可能な代替となる。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリオールと、ポリフェノールアルコキシレート、すなわちアルコキシル化ポリフェノールとを含むポリオールブレンド、及びこれらのブレンドから調製されるコーティングに関する。ポリオールブレンドは、低残留ポリフェノール含有量の利点を有し、望ましくないVOC(揮発性有機化合物)排出につながり得る希釈剤又は溶媒を必要とせずに望ましい粘度特性を有する。本発明の別の態様において、ポリエステルポリオールは、ポリフェノールアルコキシレートを使用して調製される。これらのポリオール組成物を使用して調製されたコーティングは、改善された塩水噴霧耐食性と共に、様々な他の優れたコーティング性能特性を有する。また、本明細書において使用されるポリオールは、かなりのリサイクル及びバイオ再生可能含有量を含むことができ、これらのブレンド及びコーティングは、石油系ポリオール製品の持続可能な代替となる。
ポリエステルポリオールは、ポリウレタン製品、例えば軟質及び硬質フォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、コーティング、粉末コーティング、シーラント、接着剤並びにエラストマーなどの多種多様な製品の製造に一般に使用される中間体である。商業的にかなり重要な領域は、高性能コーティングの生産である。本発明から明らかになるであろう通り、アルコキシル化ポリフェノール、特にプロポキシル化ビスフェノール−Aを使用して、そのような高性能コーティングの調製に特に有用であるポリオールブレンドを提供することができることが認められた。
コーティングとは、基材の表面に塗布される被覆である。コーティングは、装飾的、機能的、又はその両方であり得る。装飾的コーティングの一例は絵の具であろう。機能的コーティングの一例は接着剤であろう。装飾的目的と機能的目的の両方を持つコーティングの一例は、家屋の外面を保護し、且つ美的魅力がある屋外用塗料であろう。
コーティングは、紙、パッケージング、膜、印刷、建造物、自動車、航空機、海洋製品及びあらゆる種類の他の製造品を含む多くの用途において使用される。さらに、機能的コーティングは、接着性、濡れ性、耐食性又は耐摩耗性などの基材の表面特性を変えるために塗布することができる。装飾的側面とは別に、コーティングの重要な機能は、使用条件下で環境及び摩耗及び引裂から基材を保護することである。
ポリエチレンテレフタレート(PET)コーティングなどのコーティングを含むポリエステルは商業的に重要である。これらのコーティングは、保護及び遮蔽コーティング並びに他のタイプのパッケージングだけでなく、基材自体の作製のために様々な形態で使用されてきた。しかし、これらのポリオールに基づいてコーティングを開発しながら、塩水噴霧腐食などの腐食及び摩耗に対する耐性などの堅牢な性能特性も実現するという課題がある。また、持続可能性が改善された製品の提供を企業がますます目指すにつれて、バイオ再生可能な材料及び/又はリサイクル材料から生成された中間体の利用可能性が考慮すべき重要事項になる。したがって、それらの従来の石油系代替と比べて同等か、又はより良い性能を発揮し、しかも同等の統一小売価格のこれらの環境に優しい製品、すなわち「グリーン」製品がまだ必要とされている。
ポリ(ビスフェノール−Aカーボネート)などのポリフェノール由来のポリマーには多種多様な用途があり、ボトル、透明パネル及びコーティングの製造に使用されてきた。しかし、ポリ(ビスフェノール−Aカーボネート)の潜在的に不利な点は、残留ポリフェノール、ビスフェノール−A(BPA)の存在又は製造されたポリマー若しくは製品からのビスフェノール−Aの遊離である。食品と接触する製品中又はヒト及び動物との接触が意図されている製品中のビスフェノール−Aなどのいくつかのポリフェノールの存在に関する安全上の懸念がいくつか存在する。したがって、ビスフェノール−Aなどの残留ポリフェノール、又はポリフェノールを遊離する可能性のある源を多くの消費者製品から排除することが必要とされている。
本発明のブレンド及びコーティングにおいて、ポリ(ビスフェノール−Aカーボネート)をプロポキシル化ビスフェノール−Aなどのアルコキシル化ポリフェノールに置き換えることができることが明らかになった。アルコキシル化ポリフェノールを含むそのようなコーティングは、ポリフェノールを遊離しにくいことが明らかであり、潜在的な安全上の利点をもたらすであろう。驚くべきことに、これらのアルコキシル化ポリフェノールは、金属コーティングに改善された耐食性を与える。さらに、アルコキシル化ポリフェノールの添加は、驚くべきことに、低粘度ポリオールブレンドを与えることが明らかになった。この低粘度は重要な利点であり、その理由は、望ましくないVOC排出につながる不利な点を持ち得る、粘度を低下させる溶媒を必要とせずに、そのようなブレンドを実現することができるからである。
したがって、アルコキシル化ポリフェノールを使用して、望ましい性能特性を有するブレンド及びコーティングを調製することができることが本発明において明らかになった。
本発明は、ポリオールと、ポリフェノールアルコキシレート、すなわちアルコキシル化ポリフェノールとを含むポリオールブレンド、及びこれらのブレンドから調製されるコーティングに関する。ポリオールブレンドは、低残留ポリフェノール含有量の利点を有し、望ましくないVOC排出につながり得る希釈剤又は溶媒を必要とせずに望ましい粘度特性を有する。本発明の別の態様において、ポリエステルポリオールは、ポリフェノールアルコキシレートを使用して調製される。
これらのポリオール組成物を使用して調製されたコーティングは、改善された塩水噴霧耐食性と共に、様々な他の優れたコーティング性能特性を有する。また、本明細書において使用されるポリオールは、かなりのリサイクル及びバイオ再生可能含有量を含むことができ、これらのブレンド及びコーティングは、石油系ポリオール製品の持続可能な代替となる。
本発明は、
(a)ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリエステルポリオール、ポリ(ヒドロキシルアルキルカルボン酸)ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、アクリルポリオール、ポリ(1,3−プロパンジオール)、ポリ(1,4−ブタンジオール)、オレオケミカルポリオール、ポリアスパラギン酸エステル、ポリテトラヒドロフラン(すなわちポリテトラヒドロフランポリオール)及びそれらの組み合わせから選択されるポリオールと、
(b)ポリフェノールアルコキシレートと
を含むポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、
(a)ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリエステルポリオール、ポリ(ヒドロキシルアルキルカルボン酸)ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、アクリルポリオール、ポリ(1,3−プロパンジオール)、ポリ(1,4−ブタンジオール)、オレオケミカルポリオール、ポリアスパラギン酸エステル、ポリテトラヒドロフラン(すなわちポリテトラヒドロフランポリオール)及びそれらの組み合わせから選択されるポリオールと、
(b)ポリフェノールアルコキシレート又は開環したポリグリシジルエーテルと
を含むポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、
(a)ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリエステルポリオール、ポリ(ヒドロキシルアルキルカルボン酸)ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、アクリルポリオール、オレオケミカルポリオール、ポリアスパラギン酸エステル及びそれらの組み合わせから選択されるポリオールと、
(b)ポリフェノールアルコキシレートと
を含むポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、
(a)ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリエステルポリオール、ポリ(ヒドロキシルアルキルカルボン酸)ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、アクリルポリオール、オレオケミカルポリオール、ポリアスパラギン酸エステル及びそれらの組み合わせから選択されるポリオールと、
(b)ポリフェノールアルコキシレート又は開環したポリグリシジルエーテルと
を含むポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、約5重量%〜約95重量%のポリオールと、約95重量%〜約5重量%のポリフェノールアルコキシレート又は開環したポリグリシジルエーテルとを含むポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、約10重量%〜約90重量%のポリオールと、約90重量%〜約10重量%のポリフェノールアルコキシレート又は開環したポリグリシジルエーテルとを含むポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリエーテルポリオールが、ポリ(1,2−ブチレンオキシド)ポリオール;1,2−ブチレンオキシドと、1,2−プロピレンオキシド、エチレンオキシド若しくは1,2−プロピレンオキシドとエチレンオキシドの混合物とのコポリマーを含むポリエーテルポリオール;又はそれらの混合物を含む、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリエーテルポリオールが、約7.5重量%未満の23℃での水溶解度を有する、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリエーテルポリオールが、約5.0重量%未満の23℃での水溶解度を有する、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリエーテルポリオールが、約2.5重量%未満の23℃での水溶解度を有する、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリエーテルポリオールが、約2.0重量%未満の23℃での水溶解度を有する、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリエーテルポリオールが、約1.5重量%未満の23℃での水溶解度を有する、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールが、ポリエステルポリオール、ポリテトラヒドロフランポリオール、ポリ−(1,3,−プロパンジオール)ポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、オレオケミカルポリオール及びそれらの組み合わせから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリフェノールアルコキシレートが、ビスフェノールアルコキシレート、トリフェノールアルコキシレート及びそれらの組み合わせから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリフェノールアルコキシレートがビスフェノールアルコキシレートから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリフェノールアルコキシレートがトリフェノールアルコキシレートから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリフェノールアルコキシレートが、非ハロゲン化ビスフェノールアルコキシレート又は非ハロゲン化トリフェノールアルコキシレートから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ハロゲン化ビスフェノールアルコキシレート又はハロゲン化トリフェノールアルコキシレートを実質的に含まないポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールが、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、オレオケミカルポリオール及びそれらの組み合わせから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールがポリエステルポリオールである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリエステルポリオールが、芳香族ポリエステルポリオール、脂肪族ポリエステルポリオール及びそれらの組み合わせから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリエステルポリオールが芳香族ポリエステルポリオールである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリエステルポリオールが脂肪族ポリエステルポリオールである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、脂肪族ポリエステルポリオールブレンド成分を実質的に含まないポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、芳香族ポリエステルポリオールが芳香族熱可塑性ポリエステルから誘導される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、非ハロゲン化ポリフェノールアルコキシレートが非ハロゲン化ビスフェノールアルコキシレートである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ビスフェノール−Aアルコキシレートが、ビスフェノール−Aエトキシレート、ビスフェノール−Aプロポキシレート及びビスフェノール−A混合エトキシレート/プロポキシレートから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ビスフェノール−Aアルコキシレートがビスフェノール−Aプロポキシレートである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ビスフェノール−Aアルコキシレートが、フェノール性ヒドロキシル基1個あたり1〜4個の間のプロピレンオキシド基を含むビスフェノール−Aのプロポキシル化付加物である、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、約15,000cP未満の25℃での粘度を有するポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、約12,500cP未満の25℃での粘度を有するポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、約10,000cP未満の25℃での粘度を有するポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、酢酸ブチル、酢酸メトキシプロピル、酢酸t−ブチル、炭酸ジメチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチル、酢酸アミル、酢酸イソブチル、酢酸エチル、シクロペンチルメチルエーテル、2−メチルテトラヒドロフラン及びそれらの混合物から選択される30重量%未満のグリーン溶媒をさらに含むポリオールブレンドに関する。グリーン溶媒は、再生可能資源又はリサイクル材料から誘導することができる。
別の態様において、本発明は、ビスフェノール−Aを実質的に含まないポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールブレンドの約1000重量ppm未満の遊離ビスフェノール−A含有量を有するポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールブレンドの約250重量ppm未満の遊離ビスフェノール−A含有量を有するポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、VOC含有量が約250g/L未満であるような低VOC排出量を有する、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、VOC含有量が約100g/L未満である、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、VOC含有量が約50g/L未満である、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、非ハロゲン化ポリフェノールアルコキシレートが非ハロゲン化トリフェノールアルコキシレートである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、熱可塑性ポリエステルが、芳香族ポリ酸とグリコールとのコポリマーであり、
(a)芳香族ポリ酸が、フタル酸、テレフタル酸、2,5−フランジカルボン酸、イソフタル酸、ジヒドロフェルラ酸、それらの塩、それらのC1〜C6モノエステル、それらのC1〜C6ジエステル及びそれらの組み合わせから選択され、
(b)グリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、イソフタル酸及びイソフタル酸ジメチルを実質的に含まないポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、熱可塑性ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート(PETG)、テレフタル酸と1,4−シクロヘキサンジメタノールとのコポリマー、テレフタル酸と1,4−シクロヘキサンジメタノールとのイソフタル酸変性コポリマー、2,5−フランジカルボン酸又はC1〜C6−ジアルキル2,5−フランジカルボキシレートのコポリマー、テレフタル酸と2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールとのコポリマー及びそれらの組み合わせから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、熱可塑性ポリエステルが、PET、PETG及びPBT並びにそれらの混合物から選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、熱可塑性ポリエステルが、PET、リサイクルPET又はそれらの組み合わせである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、PETがリサイクルPETである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールブレンドのポリエステルポリオール成分が、約10〜約500mg KOH/gの範囲内のヒドロキシル価を有する、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールブレンドのポリエステルポリオール成分が、約20〜約400mg KOH/gの範囲内のヒドロキシル価を有する、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールブレンドのポリエステルポリオール成分が、約30〜約300mg KOH/gの範囲内のヒドロキシル価を有する、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ジアルキルナフタレンジカルボキシレート及びナフタレンジカルボン酸を実質的に含まないポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、2,2−ジアルキル−1,3−プロパンジオールを実質的に含まないポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールがオレオケミカルポリオールである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、オレオケミカルポリオールが、ヒマシ油、エトキシル化ヒマシ油、エポキシ化植物油の加水分解若しくはアルコール分解により作製されるポリオール、グリコールとエポキシ化脂肪植物油メチルエステルとの間の反応により作製されるポリオール及びそれらの組み合わせから選択される、又はオレオケミカルポリオールが、ヒマシ油、エトキシル化ヒマシ油、植物油若しくは脂肪酸メチルエステルから誘導されるポリオール及びそれらの組み合わせから選択される、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、オレオケミカルポリオールがヒマシ油である、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、
(a)30〜70重量%のプロポキシル化ビスフェノールAと、
(b)ヒマシ油、エトキシル化ヒマシ油及びそれらの混合物から選択される70〜30重量%のポリオールと
を含む、又はそれらから実質的になる、又はそれらからなるポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、本発明のポリオールブレンドを含むポリウレタンに関する。
別の態様において、本発明は、本発明のポリオールブレンドを含む水性ポリウレタン分散物に関する。
別の態様において、本発明は、メラミンを実質的に含まない水性ポリウレタン分散物に関する。
別の態様において、本発明は、水素化メチレンジフェニルイソシアネート又はジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを実質的に含まない水性ポリウレタン分散物に関する。
別の態様において、本発明は、本発明のポリオールブレンドから調製される水性ポリウレタン分散物に関する。
別の態様において、本発明は、本発明のポリオールブレンドを含むコーティングに関する。
別の態様において、本発明は、本発明の水性ポリウレタン分散物を含むコーティングに関する。
別の態様において、本発明は、メラミンを実質的に含まない本発明の水性ポリウレタン分散物を含むコーティングに関する。
別の態様において、本発明は、水素化メチレンジフェニルイソシアネート又はジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを実質的に含まない本発明の水性ポリウレタン分散物を含むコーティングに関する。
別の態様において、本発明は、本発明のポリオールブレンドを含むフローリング表面用の床コーティングに関する。
別の態様において、本発明は、本発明の水性ポリウレタン分散物を含むフローリング表面用の床コーティングに関する。
別の態様において、本発明は、約1mil〜約100milの平均乾燥膜厚を有する本発明によるフローリング表面用の床コーティングであって、単層又は多層コーティング塗布のいずれかにより得られる床コーティングに関する。
別の態様において、本発明は、約1mil〜約10milの平均乾燥膜厚を有する本発明によるフローリング表面用の床コーティングであって、単層又は多層コーティング塗布のいずれかにより得られる床コーティングに関する。
別の態様において、本発明は、約5mil〜約7milの平均乾燥膜厚を有する本発明によるフローリング表面用の床コーティングであって、単層又は多層コーティング塗布のいずれかにより得られる床コーティングに関する。
別の態様において、本発明は、フローリングが、コンクリート又は木材から選択される、フローリング表面用の床コーティングに関する。
別の態様において、本発明は、本発明によるフローリング表面用のコーティング(すなわち床コーティング)を含むコーティングされた床表面に関する。
別の態様において、本発明は、コンクリート又は木材から選択されるコーティングされた床表面に関する。
別の態様において、本発明は、コーティングされた床表面であって、得られたコーティングが、放出表面ではない表面をもたらす、コーティングされた床表面に関する。
別の態様において、本発明は、コーティングされた床表面であって、得られたコーティングが、ASTM C1028により測定される0.5以上の静摩擦係数、又はANSI規格B101.3により測定した場合に0.43以上の動摩擦係数(DCOF)を示す、コーティングされた床表面に関する。
別の態様において、本発明は、
(a)本発明によるポリオールブレンドと、
(b)架橋剤と
の反応生成物を含む金属コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、金属直接コーティング組成物である金属コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、架橋剤が、メラミン架橋剤、ジイソシアネート三量体、ジイソシアネート又はポリイソシアネートから選択される、金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、コーティングがNCO/OH比0.5〜2.0で配合されている、金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、コーティングがNCO/OH比0.5〜1.5で配合されている、金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、コーティングがNCO/OH比0.75〜1.3で配合されている、金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、コーティングがNCO/OH比約1.05で配合されている、金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、ポリウレタンコーティングである金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、プライマーコーティングである金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、二酸化チタンをさらに含む金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、腐食抑制剤を実質的に含まない、すなわち腐食抑制剤フリーである金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、腐食抑制剤をさらに含む金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、腐食抑制剤が、リン酸亜鉛、クロム酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、カルシウムシリカゲル、アミノカルボキシレート、リンケイ酸バリウム、三リン酸アルミニウム及びそれらの組み合わせから選択される、金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、腐食抑制剤がリン酸亜鉛である、金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、粉末コーティングである金属直接コーティング組成物に関する。
別の態様において、本発明は、
(a)本発明によるポリオールブレンドと、
(b)架橋剤と
の反応生成物を含む金属コーティング組成物を含むコーティングを含むコーティングされた金属基材に関する。
別の態様において、本発明は、金属コーティング組成物が金属直接コーティング組成物である、コーティングされた金属基材に関する。
別の態様において、本発明は、金属基材が、アルミニウム、リン酸化鋼(冷間圧延リン酸化鋼又は熱間圧延リン酸化鋼など)、酸化性金属、亜鉛めっき金属及びめっき金属から選択される、コーティングされた金属基材に関する。
別の態様において、本発明は、亜鉛めっき金属が、亜鉛めっき鋼、溶融亜鉛めっき鋼及び電気亜鉛めっき鋼から選択され、めっき金属がクロメート処理アルミニウムから選択される、コーティングされた金属基材に関する。
別の態様において、本発明は、ポリフェノールアルコキシレートなしで生成されたポリオールブレンドから調製される同様のコーティングされた基材の耐塩水噴霧性と比較した場合、本明細書に記載の改善された500時間の耐塩水噴霧性を有するコーティングされた金属基材に関する。言い換えれば、耐塩水噴霧性の比較は、本発明のポリオールブレンドからコーティングが調製されたコーティングされた基材と、ポリフェノールアルコキシレート成分を含まないが、その他は本発明のポリオールブレンドと同一であるポリオールブレンドから「対照コーティング」が調製されたコーティングされた基材、すなわち「対照コーティングされた基材」との間で行われる。さらなる実施形態において、この「対照コーティング」は、ポリビスフェノール−Aカーボネート(PBAC)なしで調製されている。
別の態様において、本発明は、ポリフェノールアルコキシレートなしで生成されたポリエステルポリオールから調製される同様のコーティングされた基材の性能と比較した場合、ASTM B117、ASTM D714、ASTM D610又はASTM D1654から選択される少なくとも1つの試験規格による改善された性能を有するコーティングされた金属基材に関する。言い換えれば、ポリフェノールアルコキシレート成分を含まないこと以外は本発明のポリオールブレンドと同一であるポリオールブレンドから「対照コーティング」が調製された、コーティングされた基材、すなわち「対照コーティングされた基材」に対する、本発明のポリオールブレンドから調製されたコーティングの比較が、選択されたASTM試験規格を使用して行われる。さらなる実施形態において、この「対照コーティング」は、ポリビスフェノール−Aカーボネート(PBAC)なしで調製されている。
別の態様において、本発明は、
(a)熱可塑性ポリエステル、
(b)非ハロゲン化熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)及び非ハロゲン化ビスフェノールから選択されるビスフェノール源と、
(c)グリコールと、
(d)炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド及びエチレンオキシドから選択される変性剤と
から誘導される反復単位を含むポリオールに関する。
別の態様において、本発明は、熱可塑性ポリエステルが、芳香族ポリ酸とグリコールとのコポリマーであり、
(a)芳香族ポリ酸が、フタル酸、テレフタル酸、2,5−フランジカルボン酸、イソフタル酸、ジヒドロフェルラ酸、それらの塩、それらのC1〜C6モノエステル、それらのC1〜C6ジエステル及びそれらの組み合わせから選択され、
(b)グリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、ポリオールに関する。
別の態様において、本発明は、ビスフェノール源がビスフェノール−Aである、ポリオールに関する。
別の態様において、本発明は、ビスフェノール源がポリ(ビスフェノールAカーボネート)である、ポリオールに関する。
別の態様において、本発明は、グリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、ポリオールに関する。
別の態様において、本発明は、ポリ(ビスフェノールカーボネート)のオリゴマーを含むポリオールに関する。
別の態様において、本発明は、チタン系触媒、スズ系触媒、無機金属炭酸塩又は重炭酸塩、水酸化ナトリウム、三級アミン、水酸化カリウム及びそれらの混合物から選択される触媒をさらに含むポリオールに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールブレンドを作製するプロセスであって、
(a)熱可塑性ポリエステルを解糖して、ポリエステルポリオール中間体を生成するステップと、
(b)ステップ(a)からの中間体を使用して熱可塑性ポリ(ビスフェノール−A)カーボネートを解糖して、共解糖された中間体を形成するステップと、
(c)ステップ(b)からの共解糖された中間体を、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される変性剤との反応により変性して、ブレンドを生成するステップと
を含むプロセスに関する。
別の態様において、本発明は、ステップ(c)が、触媒をさらに含む、プロセスに関する。
別の態様において、本発明は、触媒が、無機炭酸塩又は重炭酸塩、アルカリ金属水酸化物塩、三級アミン及びそれらの混合物から選択される、プロセスに関する。
別の態様において、本発明は、熱可塑性ポリエステルが、芳香族ポリ酸とグリコールとのコポリマーであり、
(a)芳香族ポリ酸が、フタル酸、テレフタル酸、2,5−フランジカルボン酸、イソフタル酸、ジヒドロフェルラ酸、それらの塩、それらのC1〜C6モノエステル、それらのC1〜C6ジエステル及びそれらの組み合わせから選択され、
(b)グリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、プロセスに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールブレンドを作製するプロセスであって、
(a)熱可塑性ポリエステル及び熱可塑性ポリ(ビスフェノール−A)カーボネートを解糖して、共解糖された中間体を形成するステップと、
(b)ステップ(a)からの共解糖された中間体を、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される変性剤との反応により変性して、ポリオールブレンドを生成するステップと
を含むプロセスに関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールブレンドを作製するプロセスであって、
(a)熱可塑性ポリ(ビスフェノール−A)カーボネートを解糖して、解糖された中間体を生成するステップと、
(b)ステップ(a)からの中間体を使用して熱可塑性ポリエステルを解糖して、共解糖された中間体を形成するステップと、
(c)ステップ(b)からの共解糖された中間体を、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される変性剤との反応により変性して、ポリオールブレンドを生成するステップと
を含むプロセスに関する。
別の態様において、本発明は、
(a)ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、アクリルポリオール、オレオケミカルポリオール及びそれらの組み合わせから選択されるポリオールと、
(b)トリスチリルフェノールアルコキシレートと
を含むポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、トリスチリルフェノールアルコキシレートがトリスチリルフェノールエトキシレートである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、トリスチリルフェノールアルコキシレートが、約16単位のエチレンオキシドを有するトリスチリルフェノールエトキシレートである、ポリオールブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、本発明によるポリオールブレンドから調製される実質的にイソシアネートフリーのポリウレタンに関する。
別の態様において、本発明は、実質的にイソシアネートフリーのポリウレタンを調製する方法であって、
(a)本発明によるポリオールブレンドをアルキルカルバメート又は尿素と反応させて、ポリカルバメートを形成するステップと、
(b)ステップ(a)からのポリカルバメートを誘発剤の存在下でポリアルデヒド又はそのアセタール若しくはヘミアセタールと反応させて、ポリウレタンを形成するステップと
を含む方法に関する。
別の態様において、本発明は、ポリアルデヒドが、cis−1,3−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、trans−1,3−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、cis−1,4−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、trans−1,4−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、それらのアセタール又はヘミアセタール及びそれらの混合物から選択される点に関する。
別の態様において、本発明は、誘発剤が、6.0未満のpKaを有する酸、又はルイス酸である、方法に関する。
別の態様において、本発明は、アルキルカルバメートが、メチルカルバメート、エチルカルバメート及びそれらの混合物から選択される、方法に関する。
別の態様において、本発明は、アルキルカルバメートがメチルカルバメートである、方法に関する。
別の態様において、本発明は、ポリウレタンを調製する方法であって、
(a)本発明によるポリオールブレンドをジ又はポリイソシアネートと反応させて、ポリマー性ジ又はポリイソシアネート中間体を形成するステップと、
(b)ステップ(a)からのポリマー性ジ又はポリイソシアネート中間体をヒドロキシアルキルカルバメートと反応させて、ポリカルバメートを形成するステップと、
(c)ステップ(b)からのポリカルバメートを誘発剤の存在下でポリアルデヒド又はそのアセタール若しくはヘミアセタールと反応させて、ポリウレタンを形成するステップと
を含む方法に関する。
別の態様において、本発明は、ジ又はポリイソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)、ポリマー性メチレンビス(フェニルイソシアネート)、トルエンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、メチレンビス−シクロヘキシルイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、前述の誘導体及びそれらの組み合わせから選択される、方法に関する。
別の態様において、本発明は、ジ又はポリイソシアネートがトルエンジイソシアネートを実質的に含まない、ポリウレタンを調製する方法に関する。
別の態様において、本発明は、ヒドロキシアルキルカルバメートがヒドロキシエチルカルバメートである、方法に関する。
別の態様において、本発明は、ポリアルデヒドが、cis−1,3−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、trans−1,3−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、cis−1,4−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、trans−1,4−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、それらのアセタール又はヘミアセタール及びそれらの混合物から選択される、方法に関する。
別の態様において、本発明は、解糖された中間体ブレンドを調製する方法であって、
(a)第1の反応器内でグリコールにより熱可塑性ポリエステルを解糖するステップと、
(b)第2の反応器内でグリコールにより熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)を解糖し、続いてスカベンジャーと反応させて、生成された遊離ビスフェノールの量を最小にするステップと、
(c)ステップ(a)及びステップ(b)からの解糖された生成物を合わせて、解糖された中間体ブレンドを形成するステップと
を含む方法に関する。
別の態様において、第1の反応器内又は第2の反応器内で使用されるグリコールは、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される。
別の態様において、本発明は、スカベンジャーが、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される、方法に関する。
別の態様において、本発明は、ポリオールブレンド用の添加剤を作製する方法であって、
(a)単一のグリコールを使用して熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)を解糖し、それによって、グリコールのモル数に対する繰り返しポリカーボネート単位のモル数の比を調整することにより解糖生成物の目標分子量が達成されるステップと、
(b)任意選択で、ステップ(a)からの解糖生成物をスカベンジャーと反応させて、ステップ(a)から生成された遊離ビスフェノールの量を最小にするステップと
を含む方法に関する。
別の態様において、本発明は、単一のグリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、請求項88に記載の方法に関する。
別の態様において、本発明は、スカベンジャーが、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される、請求項88に記載の方法に関する。
別の態様において、本発明は、本発明のプロセスにより作製される添加剤に関する。
別の態様において、本発明は、本発明の添加剤とポリオールとを含むブレンドに関する。
別の態様において、本発明は、ポリマー性コーティングを作製するプロセスであって、
(I)ポリオールブレンドを作製するステップであり、
(a)熱可塑性ポリエステルを解糖して、ポリエステルポリオール中間体を生成することと、
(b)ステップ(a)からの中間体を使用して熱可塑性ポリ(ビスフェノール−A)カーボネートを解糖して、共解糖された中間体を形成することと、
(c)ステップ(b)からの共解糖された中間体を、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される変性剤との反応により変性して、ポリオールブレンドを生成することと
を含むステップと、
(II)ステップ(I)からのポリオールブレンドをC〜C18脂肪族又は芳香族二酸と反応させるステップと
を含むプロセスに関する。
本発明のこれら及び他の態様は本明細書の開示から明らかになるであろう。
定義
本明細書において使用されるとき、以下の用語は、そうではないことが明記されていない限り、示した意味を有する:
本明細書において使用される「ブレンド」という用語は、2つ以上の物質の、後に又は明らかに分離しないような、均質な状態の物理的混合物に関する。
本明細書において使用される「コーティングされた基材」という用語は、コーティング材料により被覆された、又は「コーティングされた」基材又はベース材料を意味する。
本明細書において使用され、以下でより詳しく説明される「コーティング」という用語は、材料、すなわち、基材の表面に塗布されたコーティング材料の被覆又は層を指す。
「金属直接」(「DTM」と略記)という用語は、接着剤又は他の中間体材料なしで金属基材に直接塗布されたコーティング組成物を指す。
本明細書において使用される「解糖」という用語は、高分子化学の分野からの用語であり、より低分子量の断片、例えば、オリゴマー及びモノマーなどを与える化学反応によるグリコールによるポリマーの分解を指す。
本明細書において使用される「改善された性能」という用語は、アルコキシル化ポリフェノールを含まないポリエステルポリオールから調製されるコーティングを使用して調製された同様のコーティングされた基材の性能と比較した場合、コーティングされた基材が、ASTM B117、ASTM D714、ASTM D610又はASTM D1654から選択される少なくとも1つの試験規格による改善された性能を有するコーティングされた基材の性能を指す。ポリフェノールアルコキシレート成分を含まないが、その他は本発明のポリオールブレンドと同一であるポリオールブレンドから「対照コーティング」が調製されたコーティングされた基材、すなわち「対照コーティングされた基材」に対して、本発明のポリオールブレンドからコーティングが調製された性能比較が、ASTM試験規格を使用して行われる。さらなる実施形態において、この「対照コーティング」は、ポリビスフェノール−Aカーボネート(PBAC)なしで調製されている。
本明細書において使用される「改善された塩水噴霧性能」という用語は、アルコキシル化ポリフェノールを含まないポリエステルポリオールから調製されるコーティングによる同様のコーティングされた基材の耐塩水噴霧性と比較した場合、コーティングされた基材が、改善された500時間の耐塩水噴霧性を有する、コーティングされた基材の性能を指す。これは、スクラッチからのクリープのミリメートル数、膨れの大きさ及び数に関する領域内の等級、並びに領域内の腐食(すなわち、パネル内のスクラッチに隣接していない)により測定される性能を改善した。言い換えれば、耐塩水噴霧性の比較は、本発明のポリオールブレンドからコーティングが調製されたコーティングされた基材と、ポリフェノールアルコキシレート成分を含まないが、その他は本発明のポリオールブレンドと同一であるポリオールブレンドから「対照コーティング」が調製されたコーティングされた基材、すなわち「対照コーティングされた基材」との間で行われる。さらなる実施形態において、この「対照コーティング」は、ポリビスフェノール−Aカーボネート(PBAC)なしで調製されている。1000時間、1500時間、2000時間及び3000時間などの他の時点を選択することができることに留意されたい。
改善された性能を定量化することができる場合、特定の実施形態において、改善された性能は、比較対照に対して少なくとも1パーセントの増分差、他の実施形態において少なくとも2パーセントの増分差、他の実施形態において少なくとも5パーセントの増分差、他の実施形態において少なくとも10パーセントの増分差、他の実施形態において少なくとも25パーセントの増分差と定義することができる。
「NCO/OH比」又は「NCO/OH指数」という用語は、ヒドロキシル価に対するイソシアネートの比を指す。
「非イソシアネートポリウレタン」又は「NIPU」という用語は、イソシアネートを使用せずに調製されたポリウレタンを指す。一般には、ポリウレタンは、ジイソシアネートと、ポリエステル又はポリエーテルなどのポリオールとの反応により商業的に生産される。NIPUは、ジイソシアネートなしで調製されるため、安全上及び環境上の利点を有することができるが、その理由は、残留イソシアネートがほとんどないか、又は全くないように、これらの材料がイソシアネート汚染物質を実質的に含まないであろうからである。一般には、残留レベルは、ポリオールブレンドの約1000重量ppm未満であるべきであり、又は、さらなる実施形態において、ポリオールブレンドの約250重量ppm未満であるべきである。
本明細書において使用される「リサイクルポリマー」という用語は、その当初の寿命が尽きた後はほとんど価値がなく、他の用途における使用のために当初の使用用途から経済的に実現可能に回収されたポリマーを指す。
「遊離ポリフェノール汚染物質を実質的に含まない」及び「実質的に遊離ポリフェノール汚染物質のない」という用語は、組成物が残留ポリフェノールをほとんど又は全く含まないようなポリフェノール汚染物質のレベルであることを意味する。一般には、残留レベルは、ブレンドの約1000重量ppm未満であるべきであり、又は、さらなる実施形態において、ブレンドの約250重量ppm未満であるべきである。より詳細には、遊離PBAを実質的に含まず、一般にはブレンドの約1000重量ppm未満、又はさらにブレンドの約250重量ppm未満のようなレベルを有するという点で、組成物はポリビスフェノール−A(PBA)を「実質的に含まない」。
「低VOC排出量を有する」という用語は、現行の米国連邦政府及び州の規格に適合するようなVOCレベルであることを意味する。
「コーティングの生成に適した」という用語は、コーティング、特に、例えば金属などの基材用コーティングにおいて望ましい特性を与える本発明の組成物を意味する。これらのコーティングは、本明細書に記載の耐塩水噴霧性、耐摩擦性、耐溶剤性などを示すべきである。
本明細書において使用される「廃棄物流」という用語は、例えば、埋立、焼却、動物飼料、コンクリート、エネルギー源としての燃焼、肥沃化、造園用マルチ又は比較的価値が低い他の用途以外に最終目的又は用途がほとんどない、産業、農業又は消費者の源からの廃棄物又は捨てられた製品を指す。
本明細書において使用される「基材」という用語は、コーティングにより被覆することができる固体材料を一般に指す。一般に、本明細書における基材は、好ましくは金属基材である。
ポリオールブレンド
本発明のポリオールブレンドは、ポリオールとポリフェノールアルコキシレートとを含む。ポリオールは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、アクリルポリオール、ポリ(1,3−プロパンジオール)、オレオケミカルポリオール、ポリアスパラギン酸エステル、ポリテトラヒドロフラン及びそれらの組み合わせから選択される。
ブレンドを含むポリフェノールアルコキシレート及びコーティング
本発明者らは、工業用高性能コーティング樹脂を生成するために非石油資源及び非バイオ資源を活用した。本発明者らは、ベース樹脂又はブレンド添加剤としての多機能材料を提供し、これは、ポリカーボネート流に基づく。いくつかの実施形態において、本発明者らは、高いレベルのリサイクル材料を含むポリオールを提供する。これらのポリオールは、重金属腐食顔料のグリーンケミストリーのオプションを提供し、非毒性であり、コーティング生成のレットダウン段階で添加することができて、他のコーティング性能特性を向上させることができる。
ポリフェノールアルコキシレート
本明細書におけるコーティング及びブレンドは、ポリフェノールアルコキシレート(或いはアルコキシル化ポリフェノールと呼ばれ得る)を含む。
これらのアルコキシレートは、エトキシレート、プロポキシレート又は混合エトキシレート/プロポキシレートであり得る。「ポリフェノール」は、少なくとも2個のフェノール性ヒドロキシル基を有し、これらは、同じか、又は異なるフェニレン(ベンゼン)環にあり得るが、好ましくは異なるフェニレン環にある。フェニレン環のうちの少なくとも2つには「共通の分子軸」がない。そのような化合物では、フェニレン環の間の結合基が、環による共通の分子軸の共有を妨げる。結合基は、炭素又は硫黄含有結合基であることが多い。ビスフェノールAでは、例えば、2つのフェノール単位が−C(CH−基により分離されている。対照的に、フェニレン環が一緒に直接結合されており、共通の分子軸を共有している4,4’−ジヒドロキシビフェニルを考慮されたい。
適したポリフェノールには、例えば、ビスフェノールA(アセトン及びフェノールから)、ビスフェノールAP(アセトフェノン及びフェノールから)、ビスフェノールAF(ヘキサフルオロアセトン及びフェノールから)、ビスフェノールB(メチルエチルケトン及びフェノールから)、ビスフェノールBP(ベンゾフェノン及びフェノールから)、ビスフェノールC(アセトン及びクレゾールから)、ビスフェノールE(アセトアルデヒド及びフェノールから)、ビスフェノールF(ホルムアルデヒド及びフェノールから)、ビスフェノールG(アセトン及び2−イソプロピルフェノールから)、ビスフェノールPH(アセトン及び2−フェニルフェノールから)、ビスフェノールZ(シクロヘキサノン及びフェノールから)などのビスフェノール、及びこれらから作製されるアルコキシレート又はポリカーボネートが含まれる。適したスルホニルジフェノールには、例えば、ビスフェノールS(三酸化硫黄及びフェノールから、4,4’−スルホニルジフェノールとしても既知)、4,4’−スルホニルジクレゾール(三酸化硫黄及びクレゾールから)など、及びこれらから作製されるアルコキシレート又はポリカーボネートが含まれる。
特定の実施形態において、アルコキシル化ポリフェノールは、脂肪族カルボン酸を含むケトンとフェノールとの反応のアルコキシル化生成物であってもよい。このタイプのアルコキシル化ビスフェノールの一例は、ジフェノール酸としても一般に既知のアルコキシル化4,4−ビスペンタン酸である。ビスフェノール前駆体は、酸触媒、例えば、塩酸などの存在下のフェノールとレブリン酸との縮合反応の結果である。ジフェノール酸は、プロピレンオキシド、エチレンオキシド又はそれらの混合物を使用してアルコキシル化されてもよい。ジフェノール酸に見られるようなカルボン酸のアルコキシル化の例は、the Journal of the American Oil Chemists Society 1956;33(11)、571〜574ページ及びthe Journal of the American Oil Chemists’Society、1967;44(1)、40〜42ページに記載されている場合がある。アルキレンカーボネートを使用するフェノールのアルコキシル化の例は、米国特許第4,261,922号及び米国特許第5,679,871号に記載されている。米国特許第4,846,996号は、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとを使用するビスフェノールのアルコキシル化を教示している。
特定の実施形態において、ポリフェノールアルコキシレートは、モノ−カルボン酸とポリフェノールポリグリシジルエーテルとの反応生成物であってもよい。例えば、下に示す化学反応スキームにしたがって、ビスフェノールAジグリシジルエーテルを、任意選択で触媒の存在下、様々なモノ−カルボン酸と反応させて、本発明の実施における使用に適したジオールを形成することができることが周知である:
Figure 2019536830
同様に、他のポリフェノールポリグリシジルエーテルを、任意選択で触媒の存在下、様々な脂肪族、ベンジル型、芳香族及び環状脂肪族モノ−カルボン酸と反応させて、本発明の実施にしたがってポリフェノールアルコキシレートとして分類することができるジオール及びポリオールを形成することができる。本発明の実施に適したポリフェノールアルコキシレートを形成するモノ−カルボン酸との反応に適したポリフェノールポリグリシジルエーテルの例には、ビスフェノールFジグリシジルエーテル;ノボラックエポキシ樹脂;レゾールエポキシ樹脂;及びビスフェノールS、AP、AF、B、BP、C、C2、E、G、M、P、PH、TMC及びZジグリシジルエーテル;並びにそれらの混合物が含まれる。
特定の実施形態において、ポリフェノールアルコキシレートは、本発明の実施に適したポリフェノールアルコキシレートを形成する、好ましくは塩基触媒の存在下の、モノ−フェノールとポリフェノールポリグリシジルエーテルとの反応生成物であってもよい。本発明の実施に適したポリフェノールアルコキシレートを形成するモノ−フェノールとの反応に適したポリフェノールポリグリシジルエーテルの例には、ビスフェノールFジグリシジルエーテル;ノボラックエポキシ樹脂;レゾールエポキシ樹脂;及びビスフェノールA、S、AP、AF、B、BP、C、C2、E、G、M、P、PH、TMC及びZジグリシジルエーテル;並びにそれらの混合物が含まれる。
特定の実施形態において、ポリフェノールアルコキシレートは、本発明の実施に適したポリフェノールアルコキシレートを形成する、好ましくは触媒の存在下の、モノアルコールとポリフェノールポリグリシジルエーテルとの反応生成物であってもよい。本発明の実施に適したポリフェノールアルコキシレートを形成するモノアルコールとの反応に適したポリフェノールポリグリシジルエーテルの例には、ビスフェノールFジグリシジルエーテル;ノボラックエポキシ樹脂;レゾールエポキシ樹脂;及びビスフェノールA、S、AP、AF、B、BP、C、C2、E、G、M、P、PH、TMC及びZジグリシジルエーテル;並びにそれらの混合物が含まれる。
開環したポリグリシジルエーテルという用語は、任意選択で触媒の存在下の、ポリグリシジルエーテルと、脂肪族、ベンジル型、芳香族及び環状脂肪族モノ−カルボン酸、モノアルコール又はモノ−フェノールとの反応生成物を示すために本明細書において使用される。
特定の実施形態において、アルコキシル化ポリフェノールは、エトキシル化ビスフェノール−A、プロポキシル化ビスフェノール−A又はビスフェノール−Aの混合エトキシレート/プロポキシレートなどのアルコキシル化ビスフェノール−Aである。ビスフェノール−Aは、IUPAC名4,4’−(プロパン−2,2−ジイル)ジフェノールでも既知であり、CAS番号80−05−07を有し、以下の化学構造により表すことができる:
Figure 2019536830
プロポキシル化ビスフェノール−Aは、本明細書において有用であることが明らかになっており、一例は、フェノール性ヒドロキシル基あたり1〜4個の間のプロピレンオキシド基を含むビスフェノール−Aプロポキシレートである。
他の態様において、ポリフェノール成分がトリフェノールであるようなトリフェノールアルコキシレートが有用である。
他の態様において、フェノールアルコキシレートはトリスチリルフェノールアルコキシレートであり、そのような化合物の一例はトリスチリルフェノールエトキシレートである。
いくつかの態様において、ポリフェノールアルコキシレートは非ハロゲン化化合物であり得る。言い換えれば、アルコキシレートのポリフェノール成分は非ハロゲン化ポリフェノールである。より詳細には、ビスフェノールアルコキシレートが非ハロゲン化ビスフェノールアルコキシレートであるか、又はトリフェノールアルコキシレートが非ハロゲン化トリフェノールアルコキシレートであろう。
本発明者らは、驚くべきことに、ポリフェノールアルコキシレートなどの特定の化合物を、分解された熱可塑性ポリエステル、特にリサイクルPETから生成されたポリエステルポリオールに取り込むと、又は、分解された熱可塑性ポリエステル、特にリサイクルPETから生成されたポリエステルポリオールへとポリフェノールアルコキシレートなどの特定の化合物と反応させると、望ましい粘度及び低VOC特性を有し、且つ高性能コーティングの調製に有用であるブレンドが得られることを見出した。
ポリフェノールアルコキシレートは、ポリエステルポリオールの量に基づいて、0.1〜50wt.%の範囲内の量で使用される。他の態様において、0.5〜40wt.%又は1.0〜30wt.%又は2.0〜15wt.%のビス−又はポリフェノールアルコキシレートが使用され得る。
他の態様において、フェノールアルコキシレートはモノフェノールアルコキシレートであり得る。そのような例は、トリスチリルフェノールアルコキシレート、すなわち3個のスチリル基を有するフェノールであろう。そのような化合物の一例は、StepanからPolystep TSP16(ポリステップTSP16)として入手できるエチレンオキシド16モルでエトキシル化されたトリスチリルフェノールなどのトリスチリルフェノールエトキシレート(ポリエチレングリコールモノ(トリスチリルフェニル)エーテル)である。CAS登録番号99734−09−5を参照されたい。
ポリオール
本発明の組成物はポリオールを含む。ポリオールは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、アクリルポリオール、オレオケミカルポリオール及びそれらの組み合わせから選択される。他の実施形態において、ポリオールは、ポリエステルポリオール、ポリ−THFエーテル、ポリ−(1,3,−プロパンジオール)エーテル、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、オレオケミカルポリオール及びそれらの組み合わせから選択される。
ポリオールは、Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes、Mihail Ionescu著、Rapra Technology Limited、Shrewsbury、U.K.(2005)(これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている)に詳しく記載されている。
ポリエステルポリオール
ポリエステルポリオールは、芳香族又は脂肪族ポリ酸源などのポリ酸源とグリコールとの反応生成物として記載することもできる。
芳香族ポリ酸源
ポリエステルポリオールは、芳香族ポリ酸源から誘導される反復単位を含むことができる。「芳香族ポリ酸源」という用語は、材料又は源が、1つ若しくは複数の芳香族酸部分又は基を含むことを示すために使用される。
「芳香族ポリ酸源」という用語は、材料又は源が、1つ若しくは複数の芳香族酸部分又は基を含むことを示すために使用される。以下の化学構造1は、芳香族ポリ酸源の例示である。
Figure 2019536830
式中、R及びRはカルボキシレート基であり、R及びRは、カルボキシレート基又は水素から選択される。
以下の化学構造2は、芳香族ポリ酸源の別の例示である。
Figure 2019536830
式中、R基はいずれもカルボン酸基又はアルキルエステル基である。
以下の化学構造3は、芳香族ポリ酸源の別の例示である。
Figure 2019536830
式中、R及びRは、アルキル基又は水素から独立して選択される。
芳香族ポリ酸源は、熱可塑性ポリエステルなどのポリエステルを含む。これらには、1つ若しくは複数の二官能性及び/又は多官能性芳香族カルボン酸、すなわちポリカルボン酸と、1つ若しくは複数の二官能性ヒドロキシル化合物及び/又は多官能性ヒドロキシル化合物との反応により調製されたポリエステルポリマーが含まれる二官能性ヒドロキシル化合物又はグリコール。
本発明の実施に適した芳香族ポリ酸基を含む材料の例には、フタル酸、無水フタル酸、フタル酸ジメチル、フタル酸ジアルキル、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジアルキル、イソフタル酸、イソフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジアルキル、DMT残渣(例えば、米国特許第5,075,417号、米国特許第4,897,429号、米国特許第3,647,759号、米国特許第4,411,949号、米国特許第4,714,717号及び米国特許第4,897,429号(これらは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている)に記載されている)、トリメリット酸、無水トリメリット酸、トリメリット酸トリメチル、無水ピロメリト酸、2,5−フランジカルボン酸、ジアルキル2,5−フランジカルボキシレート、ピロメリト酸、ジアルキルナフタレンジカルボキシレート及びそれらの混合物が含まれる。
また、「テレフタル酸」という用語は、ポリエステルを作製するジオールとの反応プロセスにおいて有用なテレフタル酸自体及びその残基並びにその関連する酸ハロゲン化物、エステル、半エステル、塩、半塩、無水物、混合無水物、又はそれらの混合物若しくはそれらの残基を含むテレフタル酸のあらゆる誘導体を含むことが意図される。
芳香族ポリ酸源が熱可塑性ポリエステルから得られてもよい。使用に適した熱可塑性ポリエステルは当技術分野において周知である。この熱可塑性ポリエステルは、グリコールと、ジカルボン酸又はジカルボン酸誘導体などの芳香族ポリカルボン酸又はポリカルボン酸誘導体との反応から生成された縮合ポリマーである。例には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート(PETG)、テレフタル酸と1,4−シクロヘキサンジメタノール(PCT)とのコポリマー、2,5−フランジカルボン酸又はジアルキル2,5−フランジカルボキシレートと少なくとも1つのグリコールとのコポリマー、PCTA(イソフタル酸変性PCT)、ナフタレンジカルボン酸又はジアルキルナフタレンジカルボキシレートのコポリマーなど、及びそれらの混合物が含まれる。
熱可塑性ポリエステルのいくつかの例は、本明細書において定義された芳香族ポリ酸とグリコールとのコポリマーであって、芳香族ポリ酸が、フタル酸、テレフタル酸、2,5−フランジカルボン酸、イソフタル酸、ジヒドロフェルラ酸、それらの塩、それらのC1〜C6モノエステル、それらのC1〜C6ジエステル及びそれらの組み合わせから選択され、グリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、芳香族ポリ酸とグリコールとのコポリマーである。
適した熱可塑性ポリエステルには、バージンポリエステル、リサイクルポリエステル又はそれらの混合物が含まれる。ポリエチレンテレフタレート(PET)、特にリサイクルポリエチレンテレフタレート(rPET)、バージンPET及びそれらの混合物が特に好ましい。適した熱可塑性ポリエステルのさらなる例については、米国特許仮出願第2009/0131625号(その全体が参照により本明細書に組み込まれている)を参照されたい。
本発明のポリエステルポリオールの作製における使用に適したリサイクルポリエチレンテレフタレートは、様々な源に由来し得る。最も一般的な源は、プラスチックボトル又は他の容器からのPETの消費後廃棄物流である。rPETは、無色であるか、又は染料(例えば、緑色、青色、茶色又は他の色)を含むか、又はこれらの混合物であり得る。割合が少ない有機物又は無機物の異物(例えば、紙、他のプラスチック、ガラス、金属など)が存在し得る。rPETの望ましい源は「フレーク」rPETであり、スクラップペットボトルに存在する一般的な不純物の多くがあらかじめ除去されている。rPETの別の望ましい源はペレット化したrPETであり、rPETを溶融し、金属製濾過メッシュから押し出すことにより粒子状不純物をさらに除去して調製される。いかなるリサイクルの取り組みが対応できる量よりもはるかに多くのPETプラスチックボトルが現在製造されているため、スクラップPETは大量に利用可能であり続ける。PETの他の源には、リサイクルPETテキスタイル及びリサイクルPETカーペットなどのPETテキスタイル及びPETカーペットが含まれる。例えば、カーペットの90%のおおよそのPET成分を仮定して、ポリオレフィンバッキング材、炭酸カルシウム充填材及びラテックス接着剤を含むリサイクルPETポリエステルカーペットは、分解された中間体を調製するための有用な原材料である。
ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)は、別の有用な多環芳香族源であり、PETのように、リサイクルPTTテキスタイル及びリサイクルPTTカーペットなどのPTTテキスタイル及びPTTカーペットから得ることができる。例えば、カーペットの90%のおおよそのPTT成分を仮定して、ポリオレフィンバッキング材、炭酸カルシウム充填材及びラテックス接着剤を含むリサイクルPTTポリエステルカーペットは、分解された中間体を調製するための有用な原材料である。
他の有用な多環芳香族源は、多環芳香族、及びシクロアルカンジオールなど剛直なジオールから作製されるポリエステルであり、そのような剛直なジオールの例には、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール及び1,4−シクロヘキサンジメタノールが含まれる。そのような例には、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールのテレフタレートコポリエステル、並びに直鎖又は分岐鎖のC2〜C6脂肪族ジオールなどの柔軟なジオールも含むポリエステルが含まれる。これらのポリエステルの例には、例えば、水用ボトルの消費後リサイクルによるEastman Tritan材が含まれる。また、2013年3月21日に公開されたCrawfordらによる米国特許出願公開第2013/0072628(A1)号及びD.R.Kelseyら、High Impact,Amorphous Terephthalate Copolyesters of Rigid 2,2,4,4−Tetramethyl−1,3−cyclobutanediol with Flexible Diols、Macromolecules、2000、33、5810〜5818(これらは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている)を参照されたい。
脂肪族ポリ酸源
ポリエステルポリオールは、脂肪族ポリ酸源から誘導される反復単位を含むことができる。「脂肪族ポリ酸源」という用語は、材料又は源が、1つ若しくは複数の脂肪酸部分又は基を含むことを示すために使用される。
脂肪族ポリ酸源の例には、無水マレイン酸又は無水コハク酸のモノ−若しくはジアルキルエステル、コハク酸、マレイン酸、乳酸、フマル酸、スベリン酸、セバシン酸、アゼライン酸、アジピン酸、マロン酸、グルタル酸、ノナン二酸、ノネン二酸、セバシン酸、デセン二酸、ドデカン二酸、ドデセン二酸、テトラデカン二酸、テトラデセン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸のモノ−若しくはジアルキルエステル、デセン二酸又はそのモノ−若しくはジアルキルエステル及びそれらの混合物が含まれる。脂肪族ポリ酸源が、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、コハク酸、ノナン二酸、オクタデカン二酸、デセン二酸、ヘキサデカン二酸又はそのモノ−若しくはジアルキルエステル及びそれらの混合物から選択されるのが好ましい。
さらに、ポリエステルポリオールは、脂肪族ポリエステルポリオールであるとき、脂肪族ポリ酸源から誘導することができて、脂肪族ポリ酸源は、グリコール流と、好ましくは疎水性物質とも反応させる。
不飽和ポリエステル樹脂は、飽和及び不飽和ジカルボン酸とアルコールとの化学反応により生成する。不飽和ポリエステル樹脂は、ビニル反応性モノマーとの、最も一般にはスチレンとの混合物として通常供給される。本発明の実施の1つの態様において、本明細書において定義されたポリエステルポリオールがスチレンを実質的に含まないことが好ましい。本発明の実施の別の態様において、本明細書において定義されたポリエステルポリオールがアクリレートモノマーを実質的に含まないことがさらに好ましい。
触媒
分解された中間体の調製に適した触媒は周知である(例えば、K.Troevら、J.Appl.Polym.Sci.90(2003)、1148を参照されたい)。特に、適した触媒は、チタン、亜鉛、アンチモン、ゲルマニウム、ジルコニウム、マンガン又は他の金属を含む。具体例には、チタンアルコキシド(例えば、チタン酸テトラブチル)、リン酸チタン(IV)、ジルコニウムアルコキシド、酢酸亜鉛、酢酸鉛、酢酸コバルト、酢酸マンガン(II)、三酸化アンチモン、酸化ゲルマニウムなど、及びそれらの混合物が含まれる。イソシアネート反応化学を著しく促進しない触媒が好ましい。使用される触媒の量は、通常、調製されるポリオールの総量に基づいて、0.005〜5wt.%、好ましくは0.01〜1wt.%、より好ましくは0.02〜0.7wt.%の範囲内である。
分解性ポリマーの加水分解及び化学分解は、プロテアーゼ、リパーゼ、アミラーゼ、マルターゼ、スクラーゼ、ラクターゼ、エステラーゼ、ヒドロラーゼ、アミダーゼ、グリコシダーゼ、グリコシドヒドロラーゼ、ペプチダーゼなど、及びそれらの混合物などの酵素の使用により触媒され得る。次いで、得られた加水分解又は化学分解生成物と、分解された中間体とのその後の反応が、リパーゼ、アミダーゼ及びエステラーゼなどの酵素により促進されてもよい。
分解性ポリマーと、分解された中間体との反応も、カルボン酸を含む酸又は塩基の使用により触媒され得る。
グリコール
使用に適したグリコールは周知である。「グリコール」により、本発明者らは、直鎖若しくは分岐鎖の脂肪族若しくは環状脂肪族化合物又は2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物の混合物を意味する。他の官能基、特にエーテル又はエステル基がグリコール中に存在してもよい。好ましいグリコールにおいて、ヒドロキシル基のうちの2つは、約2〜約20個の炭素、好ましくは約2〜約14個の炭素原子、より好ましくは約2〜約8個の炭素だけ離れている。ヒドロキシル基間の炭素の仕切りにエーテル結合が含まれてもよいが、酸素原子は炭素の数に含まれないことに留意されたい。適したグリコールには、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコールなど、並びにそれらの混合物が含まれる。グリコールが、エチレングリコール、プロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ジエチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、及び分子量約600未満のポリエチレングリコール(例えば、PEG 200及びPEG 400)、並びにそれらの混合物から選択されるのが好ましい。プロピレングリコールが特に好ましい。好ましい態様において、グリコールは、リサイクルグリコール、特にプロピレングリコール及びリサイクルジエチレングリコールである。使用済み防氷液から回収されたプロピレングリコールが一例である。別の好ましい態様において、グリコールはリサイクルエチレングリコールであり、これは、使用済みエンジン不凍液又は冷却液から回収されてもよい。
ポリカプロラクトンポリエステルポリオール
ポリカプロラクトンポリエステルポリオールも本発明の実施に有用であり、ポリフェノールアルコキシレートとブレンドして本発明の組成物を得てもよい。ポリカプロラクトンポリオールはポリエステルポリオールとして分類される。ポリエステルポリオールのこのカテゴリーの総説はChem.Soc.Rev.、2009、38、3484〜3504に記載されている。
ポリ(ヒドロキシルアルキルカルボン酸)ポリエステルポリオール
ポリ(ヒドロキシルアルキルカルボン酸)ポリエステルポリオールは、6−ヒドロキシヘキサン酸又はリシノール酸などのヒドロキシルアルキルカルボン酸をグリコールの存在下で、又は反応から水が除去されるような温度まで撹拌しながら、単に加熱することにより形成することができる。
ポリエーテルポリオール
ポリエーテルポリオールには、例えばポリアルキレンオキシドが含まれる。例えば、ポリエーテルポリオールは、本明細書において、プロピレンオキシド若しくはエチレンオキシド又はそれらの混合物と、2個以上の活性水素原子を含む開始剤化合物との反応生成物と定義される。塩基触媒の存在下の活性水素化合物は開環及びオキシド付加を開始し、これは所望の分子量が得られるまで継続される。活性水素化合物の例には、グリセリン、水、グリコール(エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール及びブチレングリコールなど)、トリメチロールプロパン、エチレンジアミン、ペンタエリトリトール、スクロース、ラクトース、フルクトース、ソルビトール、グルコース、トルエンジアミン、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン及びトリエタノールアミンが含まれる。
本発明の実施の特定の態様において、プロピレンオキシド又はプロピレンオキシドとエチレンオキシドとのランダム若しくはブロックコポリマーに基づくポリエーテルポリオールが、75mg KOH/gサンプルを超える、より好ましくは150mg KOH/gサンプルを超える、最も好ましくは250mg KOH/gを超えるOHVを有することが好ましい。
本発明の実施の特定の態様において、本発明の実施によるポリエーテルポリオールが、ポリ(プロピレンオキシド)、ポリ(テトラヒドロフラン)、ポリ(ブチレンオキシド)及びポリ(1,3−プロパンジオール)を含むことが好ましく、本発明の実施によるポリエーテルポリオールが、ポリ(テトラヒドロフラン)、ポリ(ブチレンオキシド)及びポリ(1,3−プロパンジオール)を含むことがさらに好ましく、本発明の実施によるポリエーテルポリオールがポリ(ブチレンオキシド)を含むことが最も好ましい。
金属表面を腐食から保護するコーティングの能力は、低水分吸収を実現するそのコーティングの能力に部分的に依存する。コーティングの水分吸収は、元のポリオールが水を吸収又は溶解する能力に依存するため、本発明の実施の特定の態様において、本発明の実施において使用されるポリエーテルポリオールが、7.5%未満、より好ましくは5.0%未満、最も好ましくは3重量%未満の水の溶解度を有することが好ましい。
ポリ(1,3−プロパンジオール)は、触媒の存在下、任意選択でコモノマーを伴う、1,3−プロパンジオールのポリエーテル化により生成する。そのようなポリエーテルポリオールの調製の一例は、DuPontによる米国特許出願公開第20110152498号に記載されている。Ceranol(セラノール)(商標)は、バイオ再生可能な1,3−プロパンジオール(PDO、CAS 504−63−2)を基本原料として使用してDuPontが2008年から製造及び販売しているポリエーテルポリオール液体グリコールの商標ファミリーである。Cerenol(セレノール)グレードは、PDOのホモポリマーと、他の従来のポリオール原料を使用したコポリマーの両方を含む。
ポリテトラヒドロフランは、テトラヒドロフラン(THF)のカチオン開環重合により調製されたポリエーテルポリオールである。THFは、フランの接触水素化により合成することができる。ある種の糖類はTHFに変換することができるが、この方法は広くは実施されていない。したがって、フランを再生可能資源から誘導することができる。THFの重合に適した触媒には、トリアルキルオキソニウム塩、オキソカルベニウム塩、トリフリン酸エステル、無水トリフリン酸及びフルオロスルホン酸が含まれる。
ポリカーボネートポリオール
ポリカーボネートポリオールは、下に示す脂肪族炭酸エステル基の繰り返し単位を含むものである。
Figure 2019536830
そのようなポリオールは、商品名Converge(コンヴァージ)(商標)でNovomerにより製造されたもの(国際公開第2010028362号)のように、触媒の存在下、二酸化炭素と、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドとを反応させることにより調製することができる。これらのポリオールは、約2〜6個の間のヒドロキシル官能基を有し得る。Econic Technologiesもポリカーボネートポリオールを製造している(国際公開第2017037441号)。
ポリカーボネートポリオールは、ジフェニルカーボネート、ホスゲン、炭酸エチレン又はジアルキルカーボネートとグリコールとの反応により調製することもできる。Perstorpは、そのようなポリカーボネートポリオールを商品名Oxymer(オキシマー)(商標)で製造しており、Covestroは、そのようなポリカーボネートポリオールを商品名Desmophen C(デスモフェンC)(商標)で製造している。宇部興産は、ポリカーボネートポリオールを商品名Eternacoll(エタナコール)(商標)で製造している。他のポリカーボネートポリオールが、国際公開第2011129940号、国際公開第2017058504号、米国特許第9,181,392号及び米国特許第9,018,334号)に記載されている。
ポリエステル/カーボネートポリオール
ポリエステル/カーボネートポリオールは、ポリカーボネートエステルポリオールとも呼ばれ、ポリカーボネートポリオールとポリエステルポリオールとの間の交換反応により通常生成される。ポリカーボネートエステルポリオールの例が、国際公開第2012135625(A1)号及び米国特許出願公開第20160053058号に記載されている。
ポリエーテル/エステルポリオール
ポリエーテル/エステルポリオールは、それらの製造時、グリコール及び他の反応物の代わりにポリエーテルポリオールが使用されて、ポリオール内にオリゴマーのポリエーテルセグメントが形成されたポリエステルポリオールである。
適したポリエーテル/エステルポリオールは周知であり、芳香族及び脂肪族ポリエステルポリオールが含まれる。これらのポリオールは、末端がヒドロキシル基であり、一般には低酸価である(すなわち、5mg KOH/g未満)。適したポリオールは、ジカルボン酸、エステル又は無水物と、低分子量ジオール、ポリオール又はそれらの混合物との縮合重合により容易に合成される。適したジカルボン酸、エステル又は無水物には、例えば、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル、無水トリメリット酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、コハク酸、コハク酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、スベリン酸など、及びそれらの組み合わせが含まれる。ポリエステルポリオールの作製に有用な適したジオール及びポリオールには、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトールなど、及びそれらの組み合わせが含まれる。
アクリルポリオール
アクリルポリオールは、アクリル酸又はメタクリル酸及びエステルなどのアクリルモノマーのラジカル共重合により得られた約500〜10,000ダルトンの範囲内の分子量の非晶質ポリオールの群である。他の分子量範囲には、750〜8000及び1000〜5000が含まれる。これらのポリオールのヒドロキシル基の源は、ヒドロキシアルキルアクリレート又はヒドロキシアルキルメタクリレートをコモノマー又はターモノマーとして取り込んだ結果生じる。これらのポリオールと架橋剤との反応の結果生じるポリマーの特性は、コモノマー又はターモノマーの選択及び含有量により制御される。これらのポリオールは、アクリル酸又はメタクリル酸のコモノマーを塩基で中和することにより、水に分散させることができる。このクラスのポリオールは、「Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes」Mihail Ionescu著、Rapra Technology Limited、2005にさらに記載されている。
ポリ(1,3−プロパンジオール)及びポリ(1,4−ブタンジオール)。
ポリ(1,3−プロパンジオール)は、触媒の存在下、任意選択でコモノマーを伴う、1,3−プロパンジオールのポリエーテル化により生成される。そのようなポリエーテルポリオールの調製の一例は、DuPontによる米国特許出願公開第20110152498号に記載されている。セラノール(商標)は、バイオ再生可能な1,3−プロパンジオール(PDO、CAS 504−63−2)を基本原料として使用してDuPontが2008年から製造及び販売しているポリエーテルポリオール液体グリコールの商標ファミリーである。PDOは、Tate&Lyleと共同でDuPontにより開発された遺伝子組み換え大腸菌(E.coli bacteria)を使用したトウモロコシ糖の発酵によりすべてDuPontにより製造されている。セレノールグレードは、PDOのホモポリマーと、他の従来のポリオール原料を使用したコポリマーの両方を含む。セレノールには、自動車用コーティング、パーソナルケア製品、熱可塑性エラストマーにおいて、機能性熱伝達流体として、及び耐衝撃性エンジニアリングプラスチックとして商業的な用途がある。
また、本明細書において有用であるのはポリ(1,4−ブタンジオール)である。
オレオケミカルポリオール
オレオケミカルポリオールは、「天然油ポリオール」、「種子油ポリオール」、「植物油ポリオール」及び/又は「バイオ再生可能なポリオール」としても記載されている。オレオケミカルポリオールは、大豆油、ヒマワリ油、パーム油、菜種油、オリーブ油及びカノーラ油を含むが、これらに限定されない様々なタイプの種子油に基づいている。これらの種子油は、分子あたり2つ以上のヒドロキシル基を与えるいくつかの手法により化学的に変性され、それによって、架橋剤による重合に適したポリオールを生じる。さらに、種子油の脂肪酸又は脂肪酸エステルを化学的に変性して、適したオレオケミカルポリオールを与えることができる。種子油、種子油脂肪酸又はエステルから適したオレオケミカルポリオールを与えるのに適した化学的変性の例には、オゾン分解、水素化、エステル化、アミド化、エステル交換、エポキシ化、アルコール分解、加水分解、水素化分解、無機酸又は有機酸との反応、ヒドロホルミル化、メタセシス、二量体化、ディールス−アルダー反応、酸化及び酸素吹込みが含まれる。
化学的変性を必要としない種子油の一例はヒマシ油であり、これは、本発明において、オレオケミカルポリオールとして分類される。ヒマシ油は、より少ない量の他の脂肪酸と組み合わせた主にリシノール酸のトリグリセリドの混合物であり、分子あたり約2.7個のヒドロキシルのヒドロキシル官能基及びサンプル1gあたり約160mg KOHのOH価を有するポリオールを与える。ヒマシ油をエステル交換、アミド化、ハロゲン化及び様々な他の化学的変性により化学的に変性して、他のタイプのオレオケミカルポリオールを調製することができる。さらに、ヒマシ油の脂肪酸又は脂肪酸エステルを化学的に変性して、適したオレオケミカルポリオールを与えることができる。ヒマシ油及びその脂肪酸又は脂肪酸エステルから調製することができるオレオケミカルポリオールの例には、エトキシル化又はプロポキシル化ヒマシ油、水素化ヒマシ油、ハロゲン化ヒマシ油及びエステル交換ヒマシ油が含まれる。
「バイオポリオール」又は「天然油ポリオール」としても一般に既知のエポキシ化、オゾン処理又はヒドロホルミル化脂肪エステルから誘導されるヒドロキシ官能性材料は、適したオレオケミカルポリオールの別の例である。これらの生成物は、天然油から数回のステップで通常作製される。一部の生成物は、天然油の炭素−炭素二重結合をエポキシ化するステップを含み、その後、開環ステップが続く。他の生成物では、脂肪エステルの不飽和がヒドロホルミル化され、次いで水素化されて、ヒドロキシル官能基が導入される(例えば、D.Babbら、Polym.Preprints 48(2007)855、PCT国際出願国際公開第2006/012344号及び米国特許第8,598,297号(これらの教示は参照により本明細書に組み込まれている)を参照されたい)。エポキシ化大豆油の加水分解又はアルコール分解により作製されるポリオールは、適したバイオポリオールの1つである。Cargillから供給されているBiOH(登録商標)ポリオール(例えば、BiOH(登録商標)X−0002)及びBioBased Technologies製Agrol(アグロール)(登録商標)ポリオールも適している。バイオポリオールは、グリコールとエポキシ化脂肪エステル(エポキシ化大豆油、エポキシ化オレイン酸メチル又はエポキシ化メチルソイエートなど)との間の反応により「in situで」生成することもできる。適したバイオポリオールには、P.Tranら、J.Am.Oil Chem.Soc. 82(2005)653に記載されているグリコールの存在下の天然油のオゾン分解により得られた混合物など、オゾン処理脂肪エステルから誘導されるポリオールが含まれる。適したオレオケミカルポリオールのさらなる例については、米国特許第6,433,121号;第8,664,352号、米国特許出願公開第2012/0136169号、第2011/0313124号及び第2009/0287007号並びにPCT出願国際公開番号第2009/058367号、国際公開第2009/140354号及び国際公開第2006/116456号(これらの教示は参照により本明細書に組み込まれている)を参照されたい。
ポリアスパラギン酸エステル
アミン置換基と、マレイン酸ジアルキル又はフマル酸ジアルキルとの反応により、ポリアスパラギン酸エステルを多種多様なポリアミンから調製することができる。アミンの構造の変化が、粘度、及びポリイソシアネートに対する反応性の制御を実現する(米国特許第4,560,708号、米国特許第5,580,945号、米国特許第5,126,170号、米国特許第6,458,293号、米国特許第6,013,755号、米国特許第5,243,012号、米国特許出願公開第20120225991号、米国特許第4,874,837号及び米国特許第6,005,062号)。ポリアスパラギン酸エステルとイソシアネートとの間の反応はポリ尿素を生成する。Covestroは、商品名Desmophen NH(デスモフェンNH)(商標)でポリアスパラギン酸エステルを製造している。
ポリテトラヒドロフランポリオール(ポリテトラヒドロフラン(PolyTHF)
ポリテトラヒドロフランは、テトラヒドロフラン(THF)のカチオン開環重合により調製されたポリエーテルポリオールである。THFは、フランの接触水素化により合成することができる。ある種の糖類はTHFに変換することができるが、この方法は広くは実施されていない。したがって、フランを再生可能資源から誘導することができる。THFの重合に適した触媒には、トリアルキルオキソニウム塩、オキソカルベニウム塩、トリフリン酸エステル、無水トリフリン酸及びフルオロスルホン酸が含まれる。ポリ(THF)は、本発明の実施に適した特別な高性能ポリエーテルポリオールである。ポリテトラヒドロフランは、アルキル鎖に様々な置換基を有するものを含むこともでき、置換テトラヒドロフランから誘導することができる。
架橋剤
本発明のコーティングは、架橋剤単位からさらに作製される。架橋剤は、ポリマー鎖を互いに結合する化学的部分である。
本明細書において有用な架橋剤は、メラミン架橋剤、ジイソシアネート架橋剤、ジイソシアネート三量体架橋剤及びポリイソシアネート架橋剤から選択される。
メラミン架橋剤
メラミン架橋剤も本明細書において有用である。メラミンは、1,3,5−トリアジン骨格を持つシアナミドの三量体であり、以下の構造に対応する。
Figure 2019536830
化合物ヘキサキス(メトキシメチル)メラミン(HMMM)及びヘキサキス(ヒドロキシメチル)メラミンも有用な架橋剤である。
ジイソシアネート架橋剤
ジイソシアネート架橋剤は本明細書において有用である。ジイソシアネートは、2つの反応性イソシアネート部分を有する化合物である。1つの態様において、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのジイソシアネートを本明細書において使用することができる。ジイソシアネートの他の例には、メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)、ポリマー性メチレンビス(フェニルイソシアネート)、トルエンジイソシアネート(TDI)、及びヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、メチレンビス−シクロヘキシルイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート及びペンタメチレン1,5−ジイソシアネートが含まれる。そのようなジイソシアネートの誘導体、例えばビウレット、プレポリマー、カルボジイミド及びアロフォネートも使用してもよい。ブロック化イソシアネート誘導体も本発明の実施において利用してもよい。そのようなブロック化イソシアネート誘導体の例には、ジ又はポリイソシアネートと、フェノール、カプロラクタム、ベンゾトリアゾール、オキシム、ジイソプロピルアミン、t−ブチルベンジルアミン及びある種のマロネートなどの熱に不安定なブロッキング剤との反応生成物が含まれる。本発明の別の態様において、ジイソシアネートは、三量体又はイソシアヌレートの形態であってもよい。三量体のそのような例には、ヘキサメチレンジイソシアネート三量体、4,4’−メチレンジフェニルジイソシアネート三量体、イソホロンジイソシアネート三量体及びそれらの組み合わせが含まれる。そのような三量体の特定の例はHDIイソシアヌレート三量体CAS番号3779−63−3である。これらのジイソシアネート、それらの誘導体及びそれらの三量体のブレンドを使用してもよい。ジイソシアネート架橋組成物は、約0.75〜約1.5のNCO/OH価比又は指数を有するべきである。別の比は1.0〜1.5である。別の比は約1.05である。NCO/OH価比又は指数は、材料のヒドロキシル価に対するイソシアネートを指す。
防食添加剤
特定の実施形態において、組成物は防食添加剤を含むことができる。防食添加剤の例には、リン酸亜鉛(Heucophos ZPZ(ヒューコフォスZPZ)変性リン酸亜鉛などの変性リン酸亜鉛を含む)、クロム酸亜鉛、Butrol 23(ブトロール23)、メタホウ酸バリウム、カルシウムシリカゲル(例えば、Shieldex(シールデックス)カルシウムシリカゲルなど)、Cotrol 18−8(コトロール18−8)アミノカルボキシレート)、リンケイ酸バリウム(例えば、HALOX BW−111(ハロックスBW−111)リンケイ酸バリウムなど)、三リン酸アルミニウム(例えば、K−White 105(K−ホワイト105)三リン酸アルミニウムなど)及びそれらの組み合わせが含まれる。
フェノールスカベンジャー
さらなる実施形態において、本発明の組成物は、フェノールスカベンジャーを任意選択で含み、残留ビスフェノール及び関連化合物のレベルを低下させるのを助ける。フェノールスカベンジャーは、カルボン酸、ジカルボン酸、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドなどのアルキレンオキシド、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン及びイソシアネート、並びにそれらの組み合わせから選択される。
さらに、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを使用して、残留ビスフェノール−Aをキャッピング又はスカベンジすることができる。そのような実施形態において、酸触媒又は塩基触媒を使用して、スカベンジングを促進することができる。
疎水性物質及び非イオン性界面活性剤
本発明の組成物は、疎水性物質、非イオン性界面活性剤及びそれらの混合物を含むこともできる。疎水性物質には、トリグリセリド及び変性トリグリセリド、脂肪酸、脂肪酸エステル、二量体脂肪酸、脂肪二酸、植物油及び変性植物油(例えば、米国特許第5,922,779号、米国特許第6,359,022号、米国特許第6,664,363号及び国際公開第2013/154874(A1)号に記載されている);ヒマシ油(例えば、国際公開第2013/154874(A1)号に記載されている);変性又は誘導体化ポリテルペン;変性カシューナッツ殻油;カルダノール;カルダノールの誘導体;ディールスアルダー又はエン反応変性ポリオール(例えば、国際公開第2013/109834号に記載されている);並びにトール油脂肪酸(例えば、米国特許第5,075,417号及び米国特許第4,897,429号に記載されている)が含まれる。芳香族ポリエステルポリオールは、非イオン性界面活性剤又は反応物(例えば、米国特許第4,529,744号、国際公開第9919377号及び国際公開第2009045926号に記載されている)をさらに含んでもよい。この段落に引用されたものはすべて、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。
本発明の実施に適したトリグリセリドの例には、大豆油、獣脂、魚油、カノーラ油、ヒマシ油、桐油、亜麻仁油、トウモロコシ油、リサイクル料理油、ヒマワリ油、パーム油、ピーナッツ油、パーム核油、綿実油、ココナッツ油及びサフラワー油が含まれる。
本発明の実施に適した脂肪酸の例には、リノール酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、2−エチルヘキサン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノレン酸、リシノール酸、トール油及びそれらの混合物が含まれる。これらの脂肪酸のアルキルエステル及びそれらのアルキルエステルの混合物も本発明の実施に適している例である。
本発明の実施に適した脂肪二酸の例には、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、ノネン二酸、デセン二酸、ドデセン二酸、テトラデセン二酸、ヘキサデセン二酸、オクタデセン二酸、エイコセン二酸、エイコサン二酸、ドコサン二酸、テトラコサン二酸、テトラコセン二酸など、及びそれらの混合物が含まれる。
非イオン性界面活性剤の例には、エチレンオキシドと、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド又はプロピレンオキシドとブチレンオキシドの混合物のいずれかとのブロックコポリマーが含まれる。「nonionic Surfactants:Polyoxyalkylene Block Copolymers」、(Surfactant Science Series、Book 60、CRC Press)、1996、Vaughn Nace編、及び「Nonionic Surfactants:Organic Chemistry」(Surfactant Science Series Book 72)、1997、Nico M.van Os.編(これらは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている)を参照されたい。開始剤を使用してそのようなブロックコポリマーを開始することは周知である。適した開始剤には、グリコール、モノール類、脂肪族アルコール、アルキルフェノール、フェノール、スチレン化フェノール、ビスフェノール、トリオール及びテトラオールが含まれる。反応物又は添加剤として使用に適した別の非イオン性界面活性剤には、エトキシル化又はアルコキシル化ヒマシ油が含まれる。
ブレンド
上述の通り、本明細書において使用される「ブレンド」という用語は、2つ以上の物質の、後に又は明らかに分離しないような均質な状態の物理的混合物に関する。
ブレンドは、特に室温で容易に取り扱われるような約500cP〜約50,000cPの約25℃での粘度を有するべきである。別の有用な粘度範囲は、約25℃で約35,000cP未満、又は約25℃で約15,000cP未満、又は約25℃で約10,000cP未満である。
ブレンドはポリフェノール汚染物質を実質的に含まないべきである。ビスフェノールアルコキシレートがビスフェノール−Aアルコキシレートである場合、ブレンドはビスフェノール−A汚染物質を実質的に含まないべきであり、したがって、ブレンドは、約1000重量ppm未満、他の例では約250重量ppm未満の含有量を有するべきである。
ブレンドは、比較的低い望ましい粘度を有するため、希釈溶媒を必要としながらこの低粘度を実現する利点を有し、低VOC含有量を有する可能性がある。いくつかの実施形態における本発明のブレンドは、VOC含有量が約250g/L未満であるような低VOC排出量を有する。他の実施形態において、VOC含有量は約100g/L未満である。他の実施形態において、VOC含有量は約50g/L未満である。
反応プロセスによるポリエステルポリオールとBPAアルコキシレートとのブレンド:
本発明の実施によるブレンド組成物を提供する1つの手法は、あらかじめ調製されたポリエステルポリオールと、あらかじめ調製されたビスフェノールアルコキシレートとを取り、それらを単に一緒に混合して、相溶性ブレンドを得るものである。しかし、この手法の不利な点は、リサイクル分又はバイオ再生可能分に基づくビスフェノールアルコキシレートが市販されていないことである。したがって、持続可能な高含有量ポリオールブレンドが得られるようにこれらのブレンドを得る手法を有することが望ましい。この問題は、ある反応プロセスを使用することにより解決される。このブレンド形成プロセスでは、熱可塑性ポリエステルを解糖して、ポリエステルポリオール中間体を生じ、続いてポリエステルポリオール中間体を使用してポリ(ビスフェノールAカーボネート)などの熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)を解糖して、共解糖された中間体を形成する。残念ながら、この手法は、環境上、安全上及び健康上の観点から、特にビスフェノール−Aが関係する場合に、望ましくない副生成物である遊離ビスフェノールを形成する。この手法の利益は、リサイクル熱可塑性ポリエステル及びリサイクル熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)を使用して、得られるポリオールの持続可能な含有量を改善することができることである。
共解糖された中間体は、以下により形成することができる。
(a)熱可塑性ポリエステルをまず解糖し、続いて熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)を解糖するステップ;又は
(b)熱可塑性ポリエステルと熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)の両方を同時に並行して解糖するステップ;又は
(c)熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)をまず解糖し、続いて熱可塑性ポリエステルを解糖するステップ;又は
(d)グリコールとビスフェノールの両方の存在下で熱可塑性ポリエステルを解糖して、遊離ビスフェノール分を含む解糖された熱可塑性ポリエステルポリオールを生じるステップ;又は
(e)第1の反応器内で熱可塑性ポリエステルを解糖するステップ。第2の反応器内で別個に熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)を解糖し、その後、スカベンジング反応が続いて、生成する遊離ビスフェノールの量を最小にするステップ。この代替の2つの反応器の手順は、組み合わせた反応におけるスカベンジングステップの実施と対比して、スカベンジされる材料の量が減少する利点を有する。第1及び第2の反応器からの反応生成物を合わせて、さらに加工するためのブレンドを生じることができる;又は
(f)ジエチレングリコールなどの単一のグリコールを使用して熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)を解糖し、それによって、グリコールのモル数に対する繰り返しポリカーボネート単位のモル数の比を調整することにより解糖生成物の目標分子量が達成されるステップ。内容物が均質になり、分解されていないポリカーボネートが存在しなくなるまで解糖反応は実施される。任意選択で、解糖生成物にスカベンジング反応を引き続き実施して、ビスフェノールアルコキシレートを直接形成することにより、生成した遊離ビスフェノールの量を最小にすることができる。最終的な遊離ビスフェノールレベルは、ポリカーボネートオリゴマー生成物を含む混合物中、重量で好ましくは5%未満、より好ましくは3%未満、最も好ましくは1%以下の濃度である。ポリカーボネートオリゴマー生成物は、好ましくは、350〜700ダルトンの分子量範囲を有する。アルコキシル化ビスフェノールと低分子量ポリカーボネート−グリコールオリゴマーの両方を含むこれらの混合物、或いは、アルコキシル化されていない低遊離ビスフェノールレベルと低分子量ポリカーボネート−グリコールオリゴマーとを含むこれらの混合物は、既存のポリオールにブレンドして、ポリオールの腐食性能を向上させることができる「独立した」添加剤として使用することができる。
手法(a)は(b)又は(c)のいずれよりも解糖が速くなることが多いことを本発明者らは見出しており、したがって、この手法は、反応器全体の効率の改善に関して一般には好ましい。オプション(d)では、グリコール及びビスフェノールが同時に添加される。これらのオプション(a)〜(d)のいずれかにおける問題は、望ましくないビスフェノールが副生成物として形成されることである。したがって、手法(e)は、望まれないビスフェノールを最小にする利点を有し、例えば、二酸とさらに反応させたとき、最終生成物のより良い分子量制御も実現する。手法(f)も、望まれないビスフェノールを最小にし、ポリオールにブレンドして、その性能を向上させることができる「添加剤」を与える。
生成した望ましくない副生成物又は遊離ビスフェノールをスカベンジングする手段として、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される変性剤で、共解糖された中間体を処理してもよい。これらの変性剤は、反応混合物へとさらに反応させたとき、望ましくないビスフェノールA副生成物の低減を可能にする一方、望ましいビスフェノールアルコキシレート及びエステルを同時に形成し、本発明の実施に有用なポリエステルポリオールブレンドが生じる。
ある参考文献(Lin,C−H、Lin,H−Y、Liao,W−Z、Dai,S.、Green Chem.、2007、9、38〜43)によれば、ポリ(ビスフェノールAカーボネート)を完全に解糖し、精製して、比較的高レベルのビスフェノールAを形成することができる。次いで、それらの得られたビスフェノールA生成物は、プロピレングリコール/尿素混合物を使用してアルコキシル化された。利用可能なオリゴマーのポリカーボネートポリオールを混合物中に残して、改善された物理特性を与えることがより望ましいため、コーティング特性の観点からポリ(ビスフェノールAカーボネート)の完全な解糖は望ましくないことを本発明者らは見出した。さらに、炭酸プロピレンとビスフェノールとの間の反応から二酸化炭素が失われる間に低下する反応器の効率を最大にすることが望まれているため、ポリ(ビスフェノールカーボネート)を完全に解糖することは望ましくない。したがって、(プロピレングリコールと尿素又はエチレングリコールと尿素からのLinのプロセスの間に中間体として形成される)アルキレンカーボネートの使用を最小にすることが望ましい。
反応プロセスによりブレンドを生成するプロセスの間、チタン系触媒、スズ系触媒、無機金属炭酸塩又は重炭酸塩、水酸化ナトリウム、三級アミン、水酸化カリウム及びそれらの混合物から選択される触媒などの触媒を、ポリオール全体の約0.25重量%未満のレベルで使用することが望ましい場合がある。
コーティング
本発明のポリオールブレンドは、コーティングの作製に有用である。コーティングとは、基材と通常呼ばれる物体の表面に塗布される被覆である。コーティングは、約1重量%〜約95重量%のポリエステルポリオール、好ましくは約2重量%〜約90重量%のポリエステルポリオール、より好ましくは約5重量%〜約80重量%のポリエステルポリオールを通常含む。ポリエステルポリオールの最適な重量パーセントを当業者が決定して、基材への塗布の前後両方でコーティングの所望の特性を得ることができる。液体コーティング及び粉末コーティングのいずれも本発明のポリオールを使用して作製することができる。液体コーティングの例にはポリウレタンコーティングが含まれる。これらの液体コーティングは、触媒、流動及びレベリング剤、表面改質添加剤、湿潤剤、分散剤、発泡抑制剤、溶媒、架橋添加剤、特性を改変するための共ブレンド樹脂、顔料及び着色剤並びに脱気剤などの別の成分を含むことができる。
粉末コーティングは、液体コーティングの重要な代替となる。これらのコーティングは、樹脂、顔料及び添加剤から調製することができる。粉末は、基材、通常は金属に塗布され、コーティングされた金属を焼付けすることにより、又は加熱された基材に粉末コーティングを塗布することにより溶融されて、連続膜を形成する。粉末コーティングは、45℃以上、好ましくは50℃以上、より好ましくは55℃以上のガラス転移温度Tgを通常有する。粉末コーティングは、45℃以上、好ましくは50℃以上、より好ましくは55℃以上の融点も通常有する。粉末コーティングのガラス転移温度及び融点は、コーティング中の取り込まれる1つ又は複数のポリエステルポリオール並びに1つ又は複数のポリエステルポリオールの重量パーセントを選択することにより調整することができる。粉末コーティングが、室温、及び例えば高温の倉庫内などの高温の保管条件で自由流動性粉末として残り、さらに、粉末コーティングの塗布前に予熱された基材、又は粉末コーティングの塗布後に引き続き焼付けされる基材の上で容易に溶融して、均一なコーティングを形成するように、ガラス転移温度及び融点を調整することが非常に望ましい。十分高いガラス転移温度及び溶融温度を維持して焼結を防ぐことが重要である一方、最適な溶融流れ及び架橋温度ができるだけ低くなり、膜のプロセスウィンドウがより低温に、より狭くなるように粉末コーティングを同時に調整することが望ましい。このより低い温度は、アプリケータに対して省エネルギーの観点から有利である。添加剤は、粉末コーティングの配合において重要な成分である。概ね添加剤は、粉末コーティング中で、液体コーティング中と同じ機能を果たす。湿潤剤、分散剤及び発泡抑制剤を除いて、液体コーティングにおいて使用される同じ添加剤の多くが粉末においても使用される。粉末コーティングは、架橋剤、流動調整剤、脱気剤、触媒及び顔料着色剤などの別の成分を含むことができる。粉末コーティングは、静電塗装など、当技術分野において既知の従来の技術を使用して金属基材に塗布することができる。金属基材を粉末コーティングの塗布前に予熱して、又は粉末コーティングの塗布後に焼付けして、コーティングを熱硬化することができる。
本発明の液体コーティングは、1K又は2Kコーティングのいずれかであり得る。液体コーティングの例にはポリウレタンコーティングが含まれる。
液体コーティングは、触媒、流動及びレベリング剤、表面改質添加剤、湿潤剤、分散剤、発泡抑制剤、溶媒、架橋添加剤、特性を改変するための共ブレンド樹脂、顔料及び着色剤並びに脱気剤などの別の成分を含むことができる。
1Kコーティングという用語は、硬化剤、触媒又は活性化剤を必要としないコーティングを表すために使用される。この用語は、空気中で乾燥する単一成分の塗料を表すためにも使用され、その例には、家屋用ラテックス塗料、従来のラッカー及びエアゾールスプレー缶塗料が含まれる。
2Kコーティングという用語は、硬化剤、触媒又は活性化剤と混合されるコーティングを表すために使用される。一般には、そのようなコーティングは、1Kコーティングよりも耐久性があり、損傷しにくい。2Kコーティングでは、活性化剤が別の区画又は容器に保管され、塗布前又は塗布時にコーティングと混合される。
1997年6月10日に発行されたPanandikerらによる米国特許第5,637,654号、1980年4月8日に発行されたTobiasらによる米国特許第4,197,353号、2011年11月10日に公開されたDSM IP Assets,B.V.によるPCT特許出願番号国際公開第2011/138432(A1)号、及び「Organic Coatings Science and Technology」、第3版、Wiley、2007、Z.Wicks,Jr.、F.Jones、S.P.Pappas、D.A.Wicks、第28章(これらは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている)を参照されたい。
床コーティング
ポリオールブレンドの用途には、体育館及び他の運動競技用の木製床用のポリウレタン床コーティング、事前に製造されたリノリウム、ビニル床及び木製床並びにガレージ、倉庫、製造施設及び他の屋内施設に見られるような下地コンクリート床用のポリウレタンコーティングも含まれる。本発明者らは、例えば、ヒマシ油と、ビスフェノール−Aのアルコキシレートとのブレンドが、これらのタイプの用途における持続可能な床コーティングとしての使用に特に適していることを見出した。
床コーティングは、他のタイプのコーティングに対して異なる最終製品の物理的特性も必要とする。例えば、得られた表面が滑りにくいように、又は使用時に滑る危険がないように、床コーティングは、適切なレベルの摩擦を実現すべきであり、したがって、十分に高い摩擦係数を有するべきである。本発明の実施形態は、フタレート系可塑剤を含むべきではないが、その理由は、これらの可塑剤が、可塑剤材料の放出又は浸出のために床コーティングを滑りやすくする可能性があるからである。床滑り抵抗試験は、摩擦係数、すなわち、スリップ事故の起こりにくさを測定するものである。例えば、米国規格協会(ANSI)の安全基準は、B101.3動的試験法を使用して「高い滑り抵抗」に対応する最小動摩擦係数(DCOF)0.43を有するフローリングを平らな床と規定している。他の最小動摩擦係数は、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60及び0.65である。
別の態様において、本発明は、コーティングされた床表面であって、得られたコーティングが、ASTM C1028により測定される0.5以上の静摩擦係数を示す、コーティングされた床表面に関する。
ポリブレンドから調製される非イソシアネートポリウレタン(NIPU)
従来のポリウレタンは、ポリイソシアネート(例えば、ジイソシアネート)、ポリオール(例えば、ポリエステル又はポリエーテル)並びに鎖延長剤から通常得られる。従来のプロセスにおいて使用されるイソシアネート出発材料は、健康上及び環境上の懸念をもたらし得る。したがって、ポリウレタンの調製におけるイソシアネートの使用を止めることが必要である可能性がある。Rokicki,G.ら、「Non−isocyante polyurethanes:synthesis,properties,and applications」、Polym Adv.Technol、26、707〜761(2015)(これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている)を参照されたい。
本発明のポリオールブレンドを使用して、実質的にイソシアネートフリーのポリウレタン、すなわち非イソシアネートポリウレタン(NIPU)を調製することができる。
非イソシアネートポリウレタン(NIPU)は、ジアルキルカルバメートと、ジオール又はポリオールとの重縮合により調製することができる(スキーム1)。ジオール及びポリオールを使用するNIPUへのこれら及び他の経路は、Janusz Datta及びMarcin Wlochにより、Polymer Bulletin(2016)73:1459〜1496(その全体が参照により本明細書に組み込まれている)に総説されている。
以下のスキームは、ジアルキルカルバメートとジオールとの重縮合によるNIPUの一例である。
Figure 2019536830

米国特許第9,006,379号、米国特許第8,653,174号、及びDow Chemical Company文書番号884−00828−0715−NAR−EN−BDCとして公開されたPARALOID(パラロイド)(商標)EDGE 2121 Resin Solvent Borne Alkyd Carbamate製品パンフレット(すべて、その全体が参照により本明細書に組み込まれている)に記載されているように、別の経路がDow Chemical Companyにより商業化されている。この経路は、以下のスキームに示すジ又はポリカルバメートと、ジ又はポリアルデヒドとの反応を含み、それによって、ジオール又はポリオールと、尿素又はアルキルカルバメートとの反応により、ジ又はポリカルバメートを調製することができる。
Figure 2019536830

或いは、ジ又はポリオールを、ポリイソシアネートとの反応によりイソシアネートプレポリマーに変換し、次いで、ヒドロキシエチルカルバメートとさらに反応させて、ジ又はポリカルバメートを形成することができる。この得られたポリカルバメートをポリアルデヒドと反応させて、NIPUを得ることができる。この後者の経路はポリイソシアネートを使用するが、ポリウレタン製造者はポリイソシアネートを購入する必要がなくなり、その代わり、エンドユーザーはポリカルバメート樹脂及びポリアルデヒドのみ購入するであろう。それによって、この経路は、エンドユーザーが比較的有毒なポリイソシアネートに曝露されるのを回避する。この経路によって、エンドユーザーはポリイソシアネートが必要なくなるため、本発明者らは、ポリウレタン生成へのこの経路を「実質的にイソシアネートフリーのポリウレタン」の定義に含める。
他の考慮すべき事項
ポリウレタン分散物の本発明の他の実施形態において、組成物は、メラミン及びジイソシアネートを実質的に含まないべきである。
本発明の他の実施形態において、2,2−ジアルキル−1,3−プロパンジオールなどのグリコールの場合、組成物はナフタレンジカルボン酸を実質的に含まないべきである。
本発明の他の実施形態において、組成物はハロゲン化アルコキシル化ポリフェノールを実質的に含まないべきである。
本発明の他の実施形態において、組成物は、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケートなどのピリジン系アミンを実質的に含まないべきである。
プロセス、特性及び組成物
本発明は、リサイクル材料、特にポリ酸源を取り込んで、高いリサイクル含有量を有するポリオールブレンドを提供するための手段を提供する。そのようなブレンドの得られたポリエステルポリオールのリサイクル含有量は、広範囲のリサイクル含有量を有し得るが、約50重量%以上のリサイクル含有量を有するものが特に魅力的であろう。
例えば、熱可塑性ポリエステル及びグリコールが、任意選択で触媒の存在下で加熱されて、分解された中間体を生じる。分解された中間体は、一般に、グリコール反応物と、熱可塑性ポリエステルから生成された(1つ又は複数の)グリコールと、テレフタレートオリゴマーと、他の解糖生成物との混合物になる。例えば、PET又はrPETが熱可塑性ポリエステルである場合、分解された中間体は、グリコール反応物と、(PET又はrPETから生成された)エチレングリコールと、ビス(2−ヒドロキシアルキル)テレフタレート(「BHAT」)と、より高度なPETオリゴマーと、他の解糖生成物との混合物を含む。様々な形態の同様の分解された混合物がこれまでに作製され、特徴付けられている(例えば、D.Paszunら、Ind.Eng.Chem.Res.36(1997)、1373及びN.Ikladious、J.Elast.Plast.32(2000)、140(これらは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている)を参照されたい)。加熱は、80℃〜260℃、好ましくは130℃〜240℃、より好ましくは150℃〜230℃、最も好ましくは160℃〜220℃の範囲内の温度で有利に実施される。
より詳細には、本発明の文脈において、解糖は、分解性ポリマーの分子量を低下させ、それによって、20℃〜120℃の間の温度で液体であるポリオールを与えるような、分解された芳香族ポリ酸源、例えば、熱可塑性ポリエステル中間体のヒドロキシル基と、分解性ポリマーとの反応を指す。
1つの態様において、熱可塑性ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであるとき、分解された中間体は、グリコール又はグリコールの混合物と、テレフタレート成分とを含む。グリコール及びテレフタレート成分は、エステル交換反応により分解されなければならず、この分解反応は、少なくとも反応温度で混合物が液化して、熱可塑性ポリエステルの粒子がもはや見えなくなるまで、熱可塑性ポリエステルと、(1つ又は複数の)グリコールと、任意の触媒とを加熱することによって実施される。反応時間は、約30分〜約16時間、より典型的には1〜10時間、さらにより典型的には3〜8時間の範囲であり、反応温度、熱可塑性ポリエステルの源、使用される特定のグリコール反応物、混合速度、所望の解重合度、及び当業者の裁量の範囲内の他の因子に依存する。
芳香族ポリ酸源に対するグリコールのモル比は、少なくとも0.8、好ましくは2.0〜6.0、より好ましくは2.5〜4.5である。グリコール/芳香族ポリエステル源のモル比が約2.0未満であるとき、生成物は室温で固体であるか、又は粘性が高すぎてポリウレタン用途向けの従来のポリオールとしての使用には実用的でないことが多いが、高温での分解性ポリマーの分解において、熱可塑性ポリエステルに対するグリコールの比は、0.8〜2.0の間が許容される。一方、グリコール/芳香族ポリエステル源のモル比が約6を超えるとき、得られる分解された分解性ポリマー系ポリオールのヒドロキシル価は、実用的な上限約800mg KOH/gを超える傾向がある。
第2の反応ステップにおいて、上述の分解された中間体を分解性ポリマーと反応させて、本発明のポリエステルポリオールを与える。
分解された中間体と分解性ポリマーとの間の反応は、分解性ポリマーの1つ又は複数の官能基と、分解された中間体に存在するヒドロキシル基との間の反応の促進に効果的な条件下で実施される。
分解後に得られたポリエステル生成物中の分解性ポリマーの重量パーセントは、1%〜75%、好ましくは3%〜60%、最も好ましくは約5%〜約45%である。
何らかの分解性ポリマーを使用してポリオールを作製する限り、1つ又は複数の他の分解性ポリマーも含まれ得る。分解性ポリマーの混合物が使用され得る。
別の態様において、ポリエステルポリオールは、ポリオールの生成に効果的な条件下で芳香族ポリ酸源と、グリコールと、分解性ポリマーとを反応させることにより、単一のステップ、すなわちワンポット反応で調製される。2ステッププロセスを使用して作製されるポリオールと同じく、分解後に得られたポリエステル生成物中の分解性ポリマーの重量パーセントは、1%〜75%、好ましくは3%〜60%、最も好ましくは5%〜45%であり、芳香族ポリエステル源に対するグリコールのモル比は少なくとも0.8であり、得られたポリオールは、10〜800mg KOH/gの範囲内のヒドロキシル価を有する。単一のステップのプロセスが使用されるとき、あまりにも多くのグリコールを除去すると、曇った又は不透明なポリオールが生じる可能性があるため、水を除去しながらグリコールを反応容器に戻す凝縮システムの使用が好ましい。
本発明のポリエステルポリオールは、10〜800mg KOH/g、好ましくは25〜500mg KOH/g、より好ましくは35〜400mg KOH/g、さらにより好ましくは50〜400mg KOH/gの範囲内のヒドロキシル価を有する。ヒドロキシル価は、例えば、ASTM E−222(「Standard Test Methods for Hydroxyl Groups Using Acetic Anhydride Acetylation」)を含むそのような決定のための受け入れられている任意の方法により測定することができる。
本発明のポリオールは、好ましくは、1.5〜5.0個、より好ましくは1.8〜4.5個、最も好ましくは2.0〜4.0個の範囲内の平均ヒドロキシル官能基(すなわち、分子あたりの−OH基の平均数)を有する。
本発明のポリオールは、20℃〜125℃の間の温度で流動可能な液体である。ポリオールが、25℃〜125℃の間で測定された約20,000cP未満の粘度を有することが好ましい。いくつかの実施形態において、ポリオールは、25℃で約20,000cP未満の粘度を有する。他の実施形態において、ポリオールは、25℃で約10,000cP未満の粘度を有する。さらに別の実施形態において、ポリオールは、125℃で約5000cP未満の粘度を有する。しかし、これらの粘度範囲外のポリオールも有用であり得る。
粘度は、業界に受け入れられている任意の方法により決定することができる。例えば、適切なスピンドルを備えたBrookfield粘度計(Brookfield DV−III Ultra rheometerなど)を使用し、いくつかの異なるトルク設定でサンプルを測定して、測定値の十分な信頼水準を確保することが好都合である。
ポリオールは好ましくは低酸価である。ポリオールが特定の仕様を下回る酸価を有することをウレタン製造者が必要とすることが多い。低酸価は、(分解性ポリマーとの)縮合ステップを促進して所望のレベルまで完了させることにより、又は縮合ステップの最後に酸スカベンジャー(例えば、Momentiveにより製造されたCardura(カーデュラ)(商標)E10Pグリシジルエステル)を添加することにより確保することができる。ポリオールが、30mg KOH/g未満、より好ましくは10mg KOH/g未満、最も好ましくは5mg KOH/g未満の酸価を有することが好ましい。上で示唆されたように、酸スカベンジャー、例えば、エポキシド誘導体などを使用して、特定の用途向けに必要に応じて酸価の調整を実施することが許容され、この処理は、製造者、販売業者又はエンドユーザーが実施することができる。
PU又はPIR分解性ポリマーを使用して調製されたポリエステルポリオールの場合、少量のトルエンジアミン(TDA)、メチレンジフェニルアミン(MDA)又はポリマー性メチレンジフェニルアミン(PMDA)が生成され得る。これらの物質は危険物であるため、得られるポリエステルポリオールに存在するそれらを低減又は排除することが望ましい。これは、例えば、アルキレンオキシド、グリシジルエーテル、エポキシ化大豆油などのエポキシ誘導体、イソシアネート又はポリイソシアネート誘導体などの少量のアミンスカベンジャーを、加熱及び撹拌しながら、得られたポリエステルポリオールに導入して、TDA、PMDA又はMDAとアミンスカベンジャーとの間の反応を達成し、それによって、PU及びPIR分解性ポリマーから誘導されるポリエステルポリオール中のこれらの危険物質の含有量を減少させることによって達成することができると考えられる。
ポリオールブレンドの利点は、原料としてのバイオ源又は石油化学源へのそれらの依存度が低下していることである。ポリオールが、10wt.%を超える、より好ましくは25wt.%を超える、最も好ましくは50wt.%を超えるリサイクル含有量を含むことが好ましい。リサイクル含有量の好ましい範囲は25〜99.9wt.%である。「リサイクル含有量」により、本発明者らは、リサイクル熱可塑性ポリエステルと、すべてのリサイクルグリコール又は分解性ポリマーとを合わせた量を意味する。プロピレングリコール又はエチレングリコールなどの一部のグリコールが回収材料又はリサイクル材料として利用できる。例えば、プロピレングリコールは防氷液に使用されており、使用後に回収、精製及び再使用することができる。さらに、リサイクルエチレングリコールを回収されたエンジン不凍液又はエンジン冷却液から得ることができる。分解性ポリマーが、再生可能資源又は消費後若しくは製造後リサイクル源から調製又は調達されることが好ましい。リサイクル含有量は、例えば、リサイクル熱可塑性ポリエステルと、すべてのリサイクルグリコール又はリサイクル分解性ポリマーとの質量を合わせて、この合計を反応物(グリコール、熱可塑性ポリエステル及び分解性ポリマー)の全質量で割り、次いで、その結果に100を掛けることにより計算することができる。
望ましいポリオール属性は、特に長期保管時に沈降しないことである。沈降が著しいとき、ポリオールを濾過したり、撹拌したり、加熱しながら撹拌したり、或いは処理したりして、固形分を除去又は再溶解しなければならない場合があり、これは、好ましくは回避される。好ましい本発明のポリオールは、沈降が見られず、又はわずかな沈降度を示すのみであり、さらに好ましいポリオールは、沈降の証拠を示さない。
特定の態様において、本発明は、(a)亜鉛又はチタン触媒の存在下、バージンPET、リサイクルPET又はそれらの混合物をプロピレングリコールと共に加熱して、分解された中間体を与えるステップと、(b)中間体を分解性ポリマーと縮合させて、ポリエステルポリオールを与えるステップとを含むプロセスであって、分解後に得られたポリエステル生成物中の分解性ポリマーの重量パーセントが、1%〜75%、好ましくは3%〜60%、最も好ましくは約5%〜約45%であり、PETに対するグリコールのモル比が2.5〜4.5の範囲内であり、ポリオールが、25〜500mg KOH/gの範囲内のヒドロキシル価、25℃〜90℃の間で約20,000cPの粘度、及び本明細書において定義された25wt.%を超えるリサイクル含有量を有するプロセスに関する。
以下の実施例は、本発明の範囲内の実施形態をさらに説明し、示す。実施例は単に例示を目的として記載されており、それらの多くの変形が本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく可能であるため、本発明の限定と解釈されるべきではない。
本明細書において使用される「リサイクル含有量」(wt.%)は、リサイクルグリコールと、リサイクル芳香族ポリ酸源と、リサイクル疎水性物質と、リサイクル分解性ポリマーとの質量を合わせて、この合計を反応物の全質量で割り、次いで、その結果に100を掛けることにより求められる。
ヒドロキシル価及び酸価は標準的な方法(それぞれASTM E−222及びASTM D3339)により決定される。粘度は、Brookfield DV−III Ultra rheometerを使用して、スピンドル#31を使用し、トルク25%、50%及び75%で25℃で測定され、トルク50%が通常のトルク設定である。或いは、サンプルの粘度に応じて、最高約50℃以上を含む他の温度で粘度を測定することもできる。また、希釈サンプルで粘度を決定することができる。色、透明度及び沈降度が目視で評価される。
コーティングの耐久性は、本明細書に記載のコーティングされた基材の500時間の耐塩水噴霧性により評価される。コーティングの耐久性は、以下のASTM試験規格のうちの1つ又は複数によっても評価される:ASTM B117、ASTM D714、ASTM D610又はASTM D1654。本発明のコーティングは、ポリ(ビスフェノール−Aカーボネート)又はリサイクルポリ(ビスフェノール−Aカーボネート)なしで調製された対照コーティングに対して評価することができる。
実施例1.ポリオールの調製及びポリフェノールアルコキシレートへのさらなる変換
以下は、ポリビスフェノールアルコキシレートブレンドのポリオール成分を調製する一般的な手順である。
オーバーヘッドミキサー、冷却器(10℃に設定)、マントルヒーター、熱電対及び窒素注入口を備えた四つ口の反応器に、rPET、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセロール及びモノブチルスズオキシド(MBTO)を入れる。反応温度を200℃に設定し、窒素を約0.2SCFHに設定し、低速(約55RPM)混合する。混合物の粘度が低下し、混合物が温度上昇と共に均質化するにつれて混合を速め、通常160℃になるまでに混合を約200RPMまで速める。懸濁したrPET片がなくなるまで反応物を200℃で保持する。rPETが反応器の側面に付着した場合は、混合を速めて、これらの粒子を洗い落とす。溶液中にrPET片の視覚的証拠が肉眼で見えないことにより判断される解糖の完了まで反応を200℃で継続させる。この時点でエステル交換は完了しており、反応プロセスの第2のステップのために温度を100℃に低下させる。
反応器の内容物が100℃未満に低下したら、冷却器を5段真空分離塔、オーバーヘッド温度プローブを備えたその上のショートパス蒸留ヘッド及び受けフラスコと交換する。コハク酸、イソフタル酸及びSyn Fac(シンファック)8009を添加し、温度を150℃に設定し、窒素を約0.6〜1.0SCFHに増やす(シンファック8031及び8385も添加して、異なるBPAアルコキシレートをそれぞれ含む合計で3つの異なるバッチとして、バッチを8009と等モル量に分離する)。混合を約225RPMに速め、分離塔上方のヘッド温度を監視することによりバッチの温度を上げる。ヘッド温度が90℃未満に下がったら、反応温度をさらに10℃高く設定する。バッチが200℃に達するまで、この段階的な温度上昇を継続する。200℃に達したら、バッチを4時間保持し、次いで、終夜の反応のために180℃に下げる。翌日、酸性度のサンプルを採取し、値が10未満、5超である場合、バッチは完成していると判断し、温度を120℃に設定する。酸価が10超である場合、反応を継続させ、酸価が10未満になるまで酸価のサンプルを2時間毎に採取する。反応内容物が120℃に達したら、溶媒を冷却するために分離塔を冷却器(10℃に設定)と再び交換する。酢酸n−ブチルを添加して80%の固形分を得て、反応物を120℃で1時間保持し、冷却を完了する。これが完了したらポリオールを100℃未満に冷却し、注ぎ出す。
実施例2.コーティング用ポリオール
本発明者らは、実施例2の手順を使用して以下のポリエステルポリオール(IMP1000−6.5 G)を設計及び作製した。
Figure 2019536830
実施例3.ビスフェノール−Aアルコキシレートを含むコーティング
実施例2によるポリエステルポリオール(IMP1000−6.5 G)と、Milliken&Company、Milliken Chemical(Spartanburg、SC 29303)から入手できる示した市販のポリフェノールアルコキシレートとから以下のコーティング組成物(サンプル1〜6)を調製した。これらのポリフェノールアルコキシレートは以下を含んでいた:
シンファック8009−エトキシル化ビスフェノール−A
MW492、ヒドロキシル価228(mg KOH/g)及び未希釈粘度2320cpsを有すると報告されている。
シンファック8031−エトキシル化/プロポキシル化ビスフェノール−A
MW548、ヒドロキシル価204(mg KOH/g)及び未希釈粘度4315cpsを有すると報告されている。
シンファック8385−プロポキシル化ビスフェノール−A
MW402、ヒドロキシル価279(mg KOH/g)及び未希釈粘度40,000cpsを有すると報告されている。
金属基材への2K高温焼付けを使用して、工業的な金属直接(DTM)塗布を意図したコーティングを硬化した。コーティング性能データを表1〜3に記載した。組成物がコーティングとして有用であることが分かる。
コーティング組成物の組成
サンプル1:IMP1000−6.5 G対シンファック8009 70:30、エトキシル化ビスフェノール−A。
サンプル2:IMP1000−6.5 G対シンファック8009 80:20、エトキシル化ビスフェノール−A。
サンプル3:IMP1000−6.5 G対シンファック8031 70:30、エトキシル化/プロポキシル化ビスフェノール−A。
サンプル4:IMP1000−6.5 G対シンファック8031 80:20、エトキシル化/プロポキシル化ビスフェノール−A。
サンプル5:IMP1000−6.5 G対シンファック8385 70:30、プロポキシル化ビスフェノール−A。
サンプル6:IMP1000−6.5 G対シンファック8385 80:20、プロポキシル化ビスフェノール−A。
サンプル7:IMP1000−6.5、添加剤なし(対照)
Figure 2019536830
Figure 2019536830

Figure 2019536830
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Figure 2019536830
実施例4A〜4E
ヒマシ油及びビスフェノール−Aアルコキシレート(シンファック、Milliken&Companyの製品)の全重量800グラムを有するブレンドを、オーバーヘッドミキサー、マントルヒーター、熱電対プローブ及び窒素注入口を備えた四つ口の1L反応器に入れた。混合を約200RPMに設定し、窒素流を約0.2SCFHに設定した。混合物を80℃に加熱し、80℃で1時間保持した。この時点で、ブレンドは完成していると判断し、混合物を注ぎ出した。シンファック8027は、分子あたり4個のプロピレンオキシド基でアルコキシル化されたビスフェノールAであると理解される。シンファック8385は、分子あたり3個のプロピレンオキシド基でアルコキシル化されたビスフェノールAであると理解される。ヒマシ油はAlnor Oil Companyから入手し、サンプル1gあたりの酸価は最大2mg/KOH、ヨウ素価は83〜88、サンプル1gあたりのヒドロキシル価は160〜168mg/KOHと報告されていた。表4A及び表4Bを参照されたい。
Figure 2019536830
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実施例5
解糖:ステップ1及び2
オーバーヘッドミキサー、冷却器(15℃に設定)、マントルヒーター、熱電対及び窒素注入口を備えた四つ口の2L反応器に、リサイクルポリエチレンテレフタレート(rPET)378.17g(25.42%)、ネオペンチルグリコール159.03g(10.69%)、プロピレングリコール94.51g(6.53%)、グリセロール17.80g(1.20%)及びモノブチルスズオキシド(MBTO)0.49g(0.03%)を入れた。反応温度を200℃に設定し、窒素流を約0.2SCFHに設定し、低速(約65RPM)混合する。反応器の内容物が均質化するにつれて(通常約140℃)、混合を約150RPMまで速める。懸濁したrPET片がなくなるまで混合物を200℃で保持する。rPETが反応器の側面に付着した場合は、混合を速めてrPET粒子を洗い落とす。すべてのrPET粒子が洗い落とされ、溶液中にrPET粒子の視覚的証拠がなくなると、解糖は完了している。エステル交換は完了しており、第2の解糖ステップのためにバッチ温度を180℃に下げる。バッチ温度が180℃で安定したら、リサイクルポリ(ビスフェノールAカーボネート)(rPBAC)290.39g(19.52%)を添加漏斗から添加し、温度を200℃に設定する。反応器の内容物が200℃に達したら、rPBACの解糖が始まっている。バッチを200℃で4時間保持して、第2の解糖ステップを完了させる。やはり、rPBACの視覚的証拠がなければ、完全な解糖を示していると判断される。
エステル化:ステップ3
解糖が完了したら、イソフタル酸及びコハク酸を添加するためにバッチを100℃未満に冷却する。ジカルボン酸を添加する前に、冷却器を取り外し、5段分離塔、オーバーヘッド温度計を備えたその上のショートパス蒸留ヘッド及び回収フラスコと交換する。添加漏斗からイソフタル酸80.89g(5.44%)及びコハク酸229.97g(15.46%)を添加する。バッチ温度を150℃に設定し、混合を約250RPMに速めると共に、窒素流を約0.6SCFHに増やす。ここで、ショートパス蒸留ヘッド上方のオーバーヘッド温度によりバッチを監視する。オーバーヘッド温度が90℃未満に下がったら、バッチ温度をさらに10℃高く設定する、150℃〜160℃〜170℃〜180℃〜190℃〜200℃。バッチが200℃になったら、反応内容物を4時間放置する。4時間保持し終えたら、終夜の反応のためにバッチ温度を180℃に設定する。終夜の反応中、混合を約300RPMに速め、窒素を約1.0SCFHに増やす。終夜の反応が完了したら、ポリエステルポリオールの酸性度を測定する。酸性度が10mg KOH/g未満、5mg KOH/g超である場合、ポリオールは完成していると判断される。酸価が10超である場合、酸価が10未満、5超になるまでバッチを継続させる。
変性:ステップ4
ビスフェノールA(BPA)変性ステップのために、ここで完成したバッチを160℃に冷却する。バッチが160℃で安定したら、炭酸ナトリウム2.98g(0.2wt.%)及び炭酸プロピレン233.43g(15.69wt.%)を添加漏斗から添加する。次いで、バッチを160℃で4時間放置し、BPA減少の経過をゲル浸透クロマトグラフィーにより監視する。
実施例6
ポリウレタン分散物
本発明のポリオールブレンドは、ポリウレタン分散物の作製に有用である。標準的な配合及び混合手順を使用して、水性ポリウレタン分散物を本発明のポリオールブレンドから調製した。手順は、表5に示した分散物のための以下のステップを含んでいた。
1.ポリオール、ジメチロールプロピオン酸(DMPA)、Ymer(商標)N120(これは、Perstorpの製品であり、直鎖状二官能性グリコールモノメチルエーテルと記載されている)、N−メチルピロリジノン(NMP)及び触媒(K−Kat 348、King Industriesの製品)を反応容器に入れる。
2.加熱して均質化する。
3.イソシアネートを添加して、発熱を監視する。
4.目標NCO%が達成されるまで85℃で保持する。
5.混合を約1200RPMに速め、水で10%に希釈した中和剤及び消泡剤をゆっくり添加する。
6.混合を1800RPMに速め、水をゆっくり添加して、プレポリマーを転化させる。
7.水で10%に希釈した鎖延長剤を添加する。
8.混合を1200RPMに遅らせ、分散物を30〜35℃まで冷却する。
9.得られた分散物を塗料フィルターに通して濾過する。
Figure 2019536830
実施例7
床コーティング
本発明のポリオールブレンドは、床コーティングの作製に有用である。標準的な配合及び混合手順を使用して、示した組成物のBiOH 5300/シンファックブレンドを使用した検討である以下の表6A、6B及び6Cにしたがって、以下の3つの床コーティングを作製した。コーティングを焼付けして硬化を速め、床コーティング用の目標厚さは5〜7milであった。
3つの床コーティングの性能データを表7に記載した。
Figure 2019536830
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Figure 2019536830

Figure 2019536830
参照による取り込み
特許文献(訂正の証明を含む)、特許出願文書、科学論文、政府報告書、ウェブサイト、及び本明細書において言及された他の参考文献それぞれの開示全体は、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれている。用語に矛盾がある場合は本明細書が優先する。
均等物
本発明は、その趣旨又は本質的な特徴から逸脱することなく他の特定の形態で具体化することができる。前述の実施形態は、すべての点において、本明細書に記載の発明を限定するものではなく、例示と考えるべきである。本発明の様々な実施形態において、「を含む(comprises)」又は「を含む(comprising)」という用語が成分などに関して使用される場合、代替の「実質的に〜からなる(consists essentially of)」若しくは「実質的に〜からなる(consisting essentially of)」又は「からなる(consists of)」若しくは「からなる(consisting of)」を適宜文脈に応じて代替的に記載することができることも意図されている。さらに、ステップの順序又は特定の動作を実施する順序は、本発明が操作可能なままである限り重要ではないものと理解されるべきである。さらに、2つ以上のステップ又は動作を同時に実施することができる。
本明細書において、単数形は、文脈により特に明確に定められていない限り、複数形も含む。他に定義されていない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者に一般に理解されるような同じ意味を有する。矛盾がある場合は本明細書が優先する。
さらに、特定の例において、混合されると特定の成分がさらに反応したり、又は別の材料に変換されたりする可能性があるため、組成物は、混合する前の成分から構成されているように記載することができることが認識されるべきである。
本明細書において使用されるすべてのパーセント及び比は、特に記載のない限り重量による。

Claims (111)

  1. (a)ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリエステルポリオール、ポリ(ヒドロキシルアルキルカルボン酸)ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、アクリルポリオール、オレオケミカルポリオール、ポリアスパラギン酸エステル及びそれらの組み合わせから選択されるポリオールと、
    (b)ポリフェノールアルコキシレート又は開環したポリグリシジルエーテルと
    を含むポリオールブレンド。
  2. 約5重量%〜約95重量%の前記ポリオールと、約95重量%〜約5重量%の前記ポリフェノールアルコキシレート又は前記開環したポリグリシジルエーテルとを含む、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  3. 約10重量%〜約90重量%の前記ポリオールと、約90重量%〜約10重量%の前記ポリフェノールアルコキシレート又は前記開環したポリグリシジルエーテルとを含む、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  4. 前記ポリエーテルポリオールが、ポリ(1,2−ブチレンオキシド)ポリオール;1,2−ブチレンオキシドと、1,2−プロピレンオキシド、エチレンオキシド若しくは1,2−プロピレンオキシドとエチレンオキシドの混合物とのコポリマーを含むポリエーテルポリオール;又はそれらの混合物を含む、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  5. 前記ポリエーテルポリオールが、7.5重量%未満の23℃での水溶解度を有する、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  6. 前記ポリエーテルポリオールが、2.0重量%未満の23℃での水溶解度を有する、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  7. 前記ポリエーテルポリオールが、1.5重量%未満の23℃での水溶解度を有する、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  8. 前記ポリオールが、ポリエステルポリオール、ポリテトラヒドロフランポリオール、ポリ−(1,3,−プロパンジオール)ポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、オレオケミカルポリオール及びそれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  9. 前記ポリフェノールアルコキシレートが、ビスフェノールアルコキシレート、トリフェノールアルコキシレート及びそれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  10. 前記ポリフェノールアルコキシレートが、非ハロゲン化ビスフェノールアルコキシレート又は非ハロゲン化トリフェノールアルコキシレートから選択される、請求項9に記載のポリオールブレンド。
  11. 前記ポリオールが、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、オレオケミカルポリオール及びそれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  12. 前記ポリオールがポリエステルポリオールである、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  13. 前記ポリエステルポリオールが、芳香族ポリエステルポリオール又は脂肪族ポリエステルポリオールから選択される、請求項12に記載のポリオールブレンド。
  14. 前記ポリエステルポリオールが芳香族ポリエステルポリオールである、請求項13に記載のポリオールブレンド。
  15. 前記ポリエステルポリオールが脂肪族ポリエステルポリオールである、請求項13に記載のポリオールブレンド。
  16. 前記芳香族ポリエステルポリオールが芳香族熱可塑性ポリエステルから誘導される、請求項14に記載のポリオールブレンド。
  17. 前記非ハロゲン化ポリフェノールアルコキシレートが非ハロゲン化ビスフェノールアルコキシレートである、請求項10に記載のポリオールブレンド。
  18. 前記ポリフェノールアルコキシレートがビスフェノールアルコキシレートから選択される、請求項9に記載のポリオールブレンド。
  19. 前記ポリフェノールアルコキシレートがトリフェノールアルコキシレートから選択される、請求項9に記載のポリオールブレンド。
  20. ビスフェノール−Aアルコキシレートが、ビスフェノール−Aエトキシレート、ビスフェノール−Aプロポキシレート及びビスフェノール−A混合エトキシレート/プロポキシレートから選択される、請求項18に記載のポリオールブレンド。
  21. 前記ビスフェノール−Aアルコキシレートがビスフェノール−Aプロポキシレートである、請求項20に記載のポリオールブレンド。
  22. 前記ビスフェノール−Aアルコキシレートが、フェノール性ヒドロキシル基1個あたり1〜4個の間のプロピレンオキシド基を含むビスフェノール−Aのプロポキシル化付加物である、請求項20に記載のポリオールブレンド。
  23. 約15,000cP未満の25℃での粘度を有する、請求項22に記載のポリオールブレンド。
  24. 約12,500cP未満の25℃での粘度を有する、請求項22に記載のポリオールブレンド。
  25. 約10,000cP未満の25℃での粘度を有する、請求項22に記載のポリオールブレンド。
  26. 酢酸ブチル、酢酸メトキシプロピル、酢酸t−ブチル、炭酸ジメチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチル、酢酸アミル、酢酸イソブチル、酢酸エチル、シクロペンチルメチルエーテル、2−メチルテトラヒドロフラン及びそれらの混合物から選択される30重量%未満のグリーン溶媒をさらに含む、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  27. ビスフェノール−Aを実質的に含まない、請求項19に記載のポリオールブレンド。
  28. 前記ポリオールブレンドの約1000重量ppm未満の遊離ビスフェノール−A含有量を有する、請求項19に記載のポリオールブレンド。
  29. 前記ポリオールブレンドの約250重量ppm未満の遊離ビスフェノール−A含有量を有する、請求項19に記載のポリオールブレンド。
  30. VOC含有量が約250g/L未満であるような低VOC排出量を有する、請求項19に記載のポリオールブレンド。
  31. VOC含有量が約100g/L未満であるような、請求項30に記載のポリオールブレンド。
  32. VOC含有量が約50g/L未満であるような、請求項30に記載のポリオールブレンド。
  33. 前記非ハロゲン化ポリフェノールアルコキシレートが非ハロゲン化トリフェノールアルコキシレートである、請求項11に記載のポリオールブレンド。
  34. 前記熱可塑性ポリエステルが、芳香族ポリ酸とグリコールとのコポリマーであって、
    (a)前記芳香族ポリ酸が、フタル酸、テレフタル酸、2,5−フランジカルボン酸、イソフタル酸、ジヒドロフェルラ酸、それらの塩、それらのC1〜C6モノエステル、それらのC1〜C6ジエステル及びそれらの組み合わせから選択され、
    (b)前記グリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、請求項16に記載のポリオールブレンド。
  35. 前記熱可塑性ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート(PETG)、テレフタル酸と1,4−シクロヘキサンジメタノールとのコポリマー、テレフタル酸と1,4−シクロヘキサンジメタノールとのイソフタル酸変性コポリマー、2,5−フランジカルボン酸又はC1〜C6−ジアルキル2,5−フランジカルボキシレートのコポリマー、テレフタル酸と2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールとのコポリマー及びそれらの組み合わせから選択される、請求項34に記載のポリオールブレンド。
  36. 前記熱可塑性ポリエステルが、PET、PETG及びPBT並びにそれらの混合物から選択される、請求項35に記載のポリオールブレンド。
  37. 前記熱可塑性ポリエステルが、PET、リサイクルPET又はそれらの混合物である、請求項36に記載のポリオールブレンド。
  38. 前記PETがリサイクルPETである、請求項37に記載のポリオールブレンド。
  39. 前記ポリオールブレンドのポリエステルポリオール成分が、約10〜約500mg KOH/gの範囲内のヒドロキシル価を有する、請求項34に記載のポリオールブレンド。
  40. 前記ポリオールブレンドのポリエステルポリオール成分が、約20〜約400mg KOH/gの範囲内のヒドロキシル価を有する、請求項34に記載のポリオールブレンド。
  41. 前記ポリオールブレンドのポリエステルポリオール成分が、約30〜約300mg KOH/gの範囲内のヒドロキシル価を有する、請求項34に記載のポリオールブレンド。
  42. 前記ポリオールがオレオケミカルポリオールである、請求項1に記載のポリオールブレンド。
  43. 前記オレオケミカルポリオールが、ヒマシ油、エトキシル化ヒマシ油、エポキシ化植物油の加水分解若しくはアルコール分解により作製されるポリオール、グリコールとエポキシ化脂肪植物油メチルエステルとの間の反応により作製されるポリオール及びそれらの組み合わせから選択される、又は前記オレオケミカルポリオールが、ヒマシ油、エトキシル化ヒマシ油、植物油若しくは脂肪酸メチルエステルから誘導されるポリオール及びそれらの組み合わせから選択される、請求項42に記載のポリオールブレンド。
  44. 前記オレオケミカルポリオールがヒマシ油である、請求項42に記載のポリオールブレンド。
  45. (a)30〜70重量%のプロポキシル化ビスフェノールAと、
    (b)ヒマシ油、エトキシル化ヒマシ油及びそれらの混合物から選択される70〜30重量%のポリオールと
    を含む、又はそれらから実質的になる、又はそれらからなるポリオールブレンド。
  46. 請求項1に記載のポリオールブレンドを含むポリウレタン。
  47. 請求項1に記載のポリオールブレンドを含む水性ポリウレタン分散物。
  48. 請求項1に記載のポリオールブレンドから作製される水性ポリウレタン分散物。
  49. 請求項1に記載のポリオールブレンドを含むコーティング。
  50. 請求項47に記載の水性ポリウレタン分散物を含むコーティング。
  51. 請求項49に記載の床コーティング。
  52. 請求項50に記載の床コーティング。
  53. フローリングが、コンクリート又は木材から選択される、請求項51に記載の床コーティング。
  54. 請求項51に記載の床コーティングを含むコーティングされた床表面であって、任意選択で、得られた前記コーティングが、ASTM C1028により測定される0.5以上の静摩擦係数、又はANSI規格B101.3により測定した場合に0.43以上の動摩擦係数(DCOF)を有するコーティングされた表面をもたらす、コーティングされた床表面。
  55. コンクリート又は木材から選択される、請求項51に記載のコーティングされた床表面。
  56. (a)請求項1〜38のいずれか一項に記載のポリオールブレンドと、
    (b)架橋剤と
    の反応生成物を含む金属コーティング組成物。
  57. 金属直接コーティング組成物である、請求項56に記載の金属コーティング組成物。
  58. 前記架橋剤が、メラミン架橋剤、ジイソシアネート三量体、ジイソシアネート又はポリイソシアネートから選択される、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  59. NCO/OH比0.5〜2.0で配合されている、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  60. NCO/OH比0.5〜1.5で配合されている、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  61. NCO/OH比0.75〜1.3で配合されている、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  62. NCO/OH比約1.05で配合されている、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  63. 前記コーティングがポリウレタンコーティングである、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  64. プライマーコーティングである、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  65. 二酸化チタンをさらに含む、請求項64に記載の金属直接コーティング組成物。
  66. 前記コーティングが腐食抑制剤フリーコーティングである、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  67. 腐食抑制剤をさらに含む、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  68. 前記腐食抑制剤が、リン酸亜鉛、クロム酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、カルシウムシリカゲル、アミノカルボキシレート、リンケイ酸バリウム、三リン酸アルミニウム及びそれらの組み合わせから選択される、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  69. 前記腐食抑制剤がリン酸亜鉛である、請求項68に記載の金属直接コーティング組成物。
  70. 粉末コーティングである、請求項57に記載の金属直接コーティング組成物。
  71. (a)請求項1〜38のいずれか一項に記載のポリオールブレンドと、
    (b)架橋剤と
    の反応生成物を含む金属コーティング組成物を含むコーティングを含むコーティングされた金属基材。
  72. 前記金属コーティング組成物が金属直接コーティング組成物である、請求項71に記載のコーティングされた金属基材。
  73. アルミニウム、リン酸化鋼、酸化性金属、亜鉛めっき金属及びめっき金属から選択される、請求項72に記載のコーティングされた金属基材。
  74. 前記亜鉛めっき金属が、亜鉛めっき鋼、溶融亜鉛めっき鋼及び電気亜鉛めっき鋼から選択され、前記めっき金属がクロメート処理アルミニウムである、請求項73に記載のコーティングされた金属基材。
  75. ポリフェノールアルコキシレートなしで生成されたポリオールブレンドから調製される同様のコーティングされた基材の耐塩水噴霧性と比較した場合、本明細書に記載の改善された500時間の耐塩水噴霧性を有する、請求項72に記載のコーティングされた金属基材。
  76. ポリフェノールアルコキシレートなしで生成されたポリエステルポリオールから調製される同様のコーティングされた基材の性能と比較した場合、ASTM B117、ASTM D714、ASTM D610又はASTM D1654から選択される少なくとも1つの試験規格による改善された性能を有する、請求項72に記載のコーティングされた金属基材。
  77. (a)熱可塑性ポリエステルと、
    (b)非ハロゲン化熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)及び非ハロゲン化ビスフェノールから選択されるビスフェノール源と、
    (c)グリコールと、
    (d)炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド及びエチレンオキシドから選択される変性剤と
    から誘導される反復単位を含むポリオール。
  78. 前記熱可塑性ポリエステルが、芳香族ポリ酸とグリコールとのコポリマーであり、
    (a)前記芳香族ポリ酸が、フタル酸、テレフタル酸、2,5−フランジカルボン酸、イソフタル酸、ジヒドロフェルラ酸、それらの塩、それらのC1〜C6モノエステル、それらのC1〜C6ジエステル及びそれらの組み合わせから選択され、
    (b)前記グリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、請求項77に記載のポリオール。
  79. 前記ビスフェノール源がビスフェノール−Aである、請求項77に記載のポリオール。
  80. 前記ビスフェノール源がポリ(ビスフェノールAカーボネート)である、請求項77に記載のポリオール。
  81. 前記グリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、請求項77に記載のポリオール。
  82. ポリ(ビスフェノールカーボネート)のオリゴマーを含む、請求項77に記載のポリオール。
  83. チタン系触媒、スズ系触媒、無機金属炭酸塩又は重炭酸塩、水酸化ナトリウム、三級アミン、水酸化カリウム及びそれらの混合物から選択される触媒をさらに含む、請求項77に記載のポリオール。
  84. ポリオールブレンドを作製するプロセスであって、
    (a)熱可塑性ポリエステルを解糖して、ポリエステルポリオール中間体を生成するステップと、
    (b)ステップ(a)からの前記ポリエステルポリオール中間体を使用して熱可塑性ポリ(ビスフェノール−A)カーボネートを解糖して、共解糖された中間体を形成するステップと、
    (c)ステップ(b)からの前記共解糖された中間体を、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される変性剤との反応により変性して、前記ポリオールブレンドを生成するステップと
    を含むプロセス。
  85. ステップ(c)が、触媒をさらに含む、請求項84に記載のプロセス。
  86. 前記触媒が、無機炭酸塩又は重炭酸塩、アルカリ金属水酸化物塩、三級アミン及びそれらの混合物から選択される、請求項85に記載のプロセス。
  87. 前記熱可塑性ポリエステルが、芳香族ポリ酸とグリコールとのコポリマーであり、
    (a)前記芳香族ポリ酸が、フタル酸、テレフタル酸、2,5−フランジカルボン酸、イソフタル酸、ジヒドロフェルラ酸、それらの塩、それらのC1〜C6モノエステル、それらのC1〜C6ジエステル及びそれらの組み合わせから選択され、
    (b)前記グリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、請求項84に記載のプロセス。
  88. ポリオールブレンドを作製するプロセスであって、
    (a)熱可塑性ポリエステル及び熱可塑性ポリ(ビスフェノール−A)カーボネートを解糖して、共解糖された中間体を形成するステップと、
    (b)ステップ(a)からの前記共解糖された中間体を、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される変性剤との反応により変性して、前記ポリオールブレンドを生成するステップと
    を含むプロセス。
  89. ポリオールブレンドを作製するプロセスであって、
    (a)熱可塑性ポリ(ビスフェノール−A)カーボネートを解糖して、解糖された中間体を生成するステップと、
    (b)ステップ(a)からの中間体を使用して熱可塑性ポリエステルを解糖して、共解糖された中間体を形成するステップと、
    (c)ステップ(b)からの前記共解糖された中間体を、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される変性剤との反応により変性して、前記ブレンドを生成するステップと
    を含むプロセス。
  90. (a)ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステル/カーボネートポリオール、ポリエーテル/エステルポリオール、アクリルポリオール、オレオケミカルポリオール及びそれらの組み合わせから選択されるポリオールと、
    (b)トリスチリルフェノールアルコキシレートと
    を含むポリオールブレンド。
  91. 前記トリスチリルフェノールアルコキシレートがトリスチリルフェノールエトキシレートである、請求項90に記載のポリオールブレンド。
  92. 前記トリスチリルフェノールアルコキシレートが、約16単位のエチレンオキシドを有するトリスチリルフェノールエトキシレートである、請求項91に記載のポリオールブレンド。
  93. 請求項1〜38のいずれか一項に記載のポリオールブレンドから調製される実質的にイソシアネートフリーのポリウレタン。
  94. 実質的にイソシアネートフリーのポリウレタンを調製する方法であって、
    (a)請求項1〜38のいずれか一項に記載のポリオールブレンドをアルキルカルバメート又は尿素と反応させて、ポリカルバメートを形成するステップと、
    (b)ステップ(a)からの前記ポリカルバメートを誘発剤の存在下でポリアルデヒド又はそのアセタール若しくはヘミアセタールと反応させて、前記ポリウレタンを形成するステップと
    を含む方法。
  95. 前記ポリアルデヒドが、cis−1,3−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、trans−1,3−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、cis−1,4−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、trans−1,4−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、それらのアセタール又はヘミアセタール及びそれらの混合物から選択される、請求項94に記載の方法。
  96. 前記誘発剤が、6.0未満のpKaを有する酸、又はルイス酸である、請求項94に記載の方法。
  97. 前記アルキルカルバメートが、メチルカルバメート、エチルカルバメート及びそれらの混合物から選択される、請求項94に記載の方法。
  98. 前記アルキルカルバメートがメチルカルバメートである、請求項97に記載の方法。
  99. ポリウレタンを調製する方法であって、
    (a)請求項1〜38のいずれか一項に記載のポリオールブレンドをジ又はポリイソシアネートと反応させて、ポリマー性ジ又はポリイソシアネート中間体を形成するステップと、
    (b)ステップ(a)からの前記ポリマー性ジ又はポリイソシアネート中間体をヒドロキシアルキルカルバメートと反応させて、ポリカルバメートを形成するステップと、
    (c)ステップ(b)からの前記ポリカルバメートを誘発剤の存在下でポリアルデヒド又はそのアセタール若しくはヘミアセタールと反応させて、前記ポリウレタンを形成するステップと
    を含む方法。
  100. 前記ジ又はポリイソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)、ポリマー性メチレンビス(フェニルイソシアネート)、トルエンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、メチレンビス−シクロヘキシルイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレン1,5−ジイソシアネート、前述の誘導体及びそれらの組み合わせから選択される、請求項99に記載の方法。
  101. 前記ヒドロキシアルキルカルバメートがヒドロキシエチルカルバメートである、請求項99に記載の方法。
  102. 前記ポリアルデヒドが、cis−1,3−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、trans−1,3−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、cis−1,4−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、trans−1,4−シクロヘキサンジカルボキシアルデヒド、それらのアセタール又はヘミアセタール及びそれらの混合物から選択される、請求項99に記載の方法。
  103. 解糖された中間体ブレンドを調製する方法であって、
    (a)第1の反応器内でグリコールにより熱可塑性ポリエステルを解糖するステップと、
    (b)第2の反応器内でグリコールにより熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)を解糖し、続いてスカベンジャーと反応させて、生成された遊離ビスフェノールの量を最小にするステップと、
    (c)ステップ(a)及びステップ(b)からの解糖された生成物を合わせて、解糖された中間体ブレンドを形成するステップと
    を含む方法。
  104. 前記第1の反応器内又は前記第2の反応器内で使用される前記グリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、請求項103に記載の方法。
  105. 前記スカベンジャーが、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される、請求項103に記載の方法。
  106. ポリオールブレンド用の添加剤を作製する方法であって、
    (a)単一のグリコールを使用して熱可塑性ポリ(ビスフェノールカーボネート)を解糖し、それによって、グリコールのモル数に対する繰り返しポリカーボネート単位のモル数の比を調整することにより解糖生成物の目標分子量が達成されるステップと、
    (b)任意選択で、ステップ(a)からの前記解糖生成物をスカベンジャーと反応させて、ステップ(a)から生成された遊離ビスフェノールの量を最小にするステップと
    を含む方法。
  107. 前記単一のグリコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロック又はランダムコポリマーグリコール、並びにそれらの組み合わせから選択される、請求項106に記載の方法。
  108. 前記スカベンジャーが、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される、請求項106に記載の方法。
  109. 請求項106に記載のプロセスにより作製される添加剤。
  110. 請求項106に記載の添加剤とポリオールとを含むブレンド。
  111. ポリマー性コーティングを作製するプロセスであって、
    (I)ポリオールブレンドを作製するステップであり、
    (a)熱可塑性ポリエステルを解糖して、ポリエステルポリオール中間体を生成することと、
    (b)ステップ(a)からの前記ポリエステルポリオール中間体を使用して熱可塑性ポリ(ビスフェノール−A)カーボネートを解糖して、共解糖された中間体を形成することと、
    (c)ステップ(b)からの前記共解糖された中間体を、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、脂肪族C2〜C12カルボン酸、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、脂肪族若しくは環状脂肪族C4〜C36ジカルボン酸又はそれらの混合物から選択される変性剤との反応により変性して、前記ポリオールブレンドを生成することと
    を含むステップと、
    (II)ステップ(I)からの前記ポリオールブレンドをC2〜C18脂肪族又は芳香族二酸と反応させるステップと
    を含むプロセス。
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