JP2023524662A - 強酸および安定剤を含有する、1,1-ジエステル-1-アルケンから調製されたポリエステル - Google Patents
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Abstract
Description
強酸および安定剤を含有する、1,1-ジエステル-1-アルケンから調製されたポリエステルを含有する組成物が開示される。ポリマ組成物を調製するのに有用な組成物、およびそのような組成物を調製する方法が開示される。
ポリエステルは、その特性、および合成の容易さのためにいくつかの用途で利用されている。例示的な用途には、コーティング、フィルム、繊維および様々な樹脂が含まれる。ポリエステルはまた、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスチレンおよびスチレンコポリマ、ポリオレフィンなどを含む他のポリマの特定の特性限界を改善するために、他のポリマとのブレンドに利用される。ポリエステルは、エステル交換によって、例えば、ジエステルをポリオールと反応させることによって調製され得、多くは構造が直鎖状であるが、一部は分岐構造を有する。
鎖に沿ったジオールおよびジエステルの残基の1つ以上の鎖を含むポリエステルであって、ジエステルの少なくとも一部が1,1-ジエステル-1-アルケンであり、鎖が、鎖に組み込まれたアルケン基を有するポリエステルを含む組成物であって、ヒドロキシル含有化合物、例えば、アルケン基へのマイケル付加により得られるアルコール、ジオール、ポリオールまたはそれらの組合せから誘導されるエーテルおよびマイケル付加後に残存するアルケン残基;未反応の1,1-ジエステル-1-アルケンを1重量%以下含有する、形成されたポリエステル;1つ以上のフリーラジカル阻害剤;ならびにリンのオキソ酸、もしくはそのエステル、硫酸アルミニウム、ピロリン酸第一スズ、硫酸第一スズ、リン酸二水素アルミニウム、リン酸エステルまたはそれらの分解生成物のうちの1つ以上を含む安定剤のうちの1つ以上を含む組成物が開示される。安定剤は、ポリエステルの反応性を低下させることなく、ポリエステルの安定性を高めるのに十分な量で存在する。安定剤は、ピロリン酸、次リン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、トリメタリン酸、無水リン酸、リン酸、ポリリン酸、硫酸アルミニウム、ピロリン酸第一スズ、硫酸第一スズ、リン酸二水素アルミニウム、リン酸エステルまたはそれらの分解生成物のうちの1つ以上であり得る。組成物は、リン酸、ピロリン酸、リン酸エステルまたはそれらの分解生成物を含有し得る。安定剤は、組成物の重量に基づいて、約1ppm~約100ppmの量で組成物中に存在し得る。1つ以上の1,1-ジエステル-1-アルケンは、1つ以上の1,1-ジ-C1~6アルキルエステル-1-アルケンまたは1,1-ジ-C5~6シクロアルキルエステル-1-アルケンであり得る。組成物は、1つ以上の強酸を含む。1つ以上の強酸は、約300ppm以下または100ppm以下の量で存在し得る。1つ以上の強酸は、約20ppm以下の濃度で存在し得る。1つ以上の安定剤は、組成物の重量に基づいて、約1ppm以上の量で存在し得る。組成物は、2つ以上のフリーラジカル阻害剤を含み得る。2つ以上のフリーラジカル阻害剤は、1つ以上のアルキル化ヒドロキシアニソールおよび1つ以上のアルキル化ヒドロキシトルエンであり得る。組成物は、ラジカル重合を防止するのに十分な量のフリーラジカル安定剤を含み得る。アルキル化ヒドロキシアニソールおよびアルキル化ヒドロキシトルエンは、約1:2~約2:1の比で存在し得る。組成物は、ラジカル重合を防止するのに十分な量のフリーラジカル安定剤を含む。組成物は、その調製中に形成されたポリエステルのマイケル付加物を含み得る。マイケル付加物に変換されなかった、ポリエステル中に存在するアルケン基のパーセント(割合)は、約55以上、約65以上、約70以上または約75以上であり得る。ポリエステル中に存在する未反応1,1-ジエステル-1-アルケンの量は、約0.1重量%以下または約0.05%以下であり得る。
本明細書に提示される説明および例示は、本開示、その原理、およびその実際の適用を当業者に知らせることを意図している。記載された本開示の具体的な実施形態は、網羅的であること、またはその限定を意図するものではない。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲とともに決定されるべきである。特許出願および刊行物を含むすべての論文および参考文献の開示は、あらゆる目的のために参照により組み込まれる。以下の特許請求の範囲から得られる他の組合せも可能であり、これらも参照により本明細書に組み込まれる。他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有する。
式中、R2は、ジオール残基またはポリオール残基であり、R1は、各出現時、別個に、ヒドロカルビル基またはR2(OH)c-1(ポリオール残基)であり得、R4は、各出現時、別個に、ヒドロカルビル残基、ポリオール残基、またはポリオール残基を介して結合された別のポリエステル鎖のうちの1つにさらに結合された酸素であり得、R3は、各出現時、別個に、1-アルケン基を有しないが、他の不飽和基を有し得るヒドロカルビレンであり得る。XとYとの比は、アルケン基の数とマイケル付加物基の数との比であり、Zは、ポリエステルの残りの分子量から計算することができる。xと指定された括弧内の単位は、鎖中に1-アルケン基を有する単位を含む。yと指定された括弧内の単位は、マイケル供与体と反応した1-アルケン基を鎖中に有する単位を含む。zと指定された括弧内の単位は、ヒドロカルビレンジカルボキシレートの残基を有する単位を含む。化学構造1では、x、yおよびzの各々に先行する括弧内の単位はランダムな順序であってもよく、すなわち、鎖に沿って、各基の単位は任意の順序であってもよい。X、Y、Zは、形成されたポリエステルのGPCおよびNMR分析によって決定することができる。特定の成分、成分の比、および一連のプロセスステップの選択は、ポリエステルの最終構造および含有量に影響を及ぼす。開示されたポリエステルは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第9,617,377号明細書に開示されているように調製され得、プロセスは、本明細書に具体的に記載されているように改変される。
に対応し得る;
ジオールは、化学構造6:
に対応し得る。
式中、R2は、各出現時、別個に、ポリオールのヒドロキシル基に対する2つ以上の結合を有するヒドロカルビレン基である。R2は、各出現時、別個に、アルキレン、アルケニレン、シクロアルキレン、ヘテロシクリレン、アルキルヘテロシクレン、アリーレン、アラルキレン、アルカリーレン、ヘテロアリーレン、アルクヘテロアリーレンまたはポリオキシアルキレンであり得る。R2は、各出現時、別個に、C1~C15アルキレン、C2~C15アルケニレン、C3~C9シクロアルキレン、C2~20ヘテロシクリレン、C3~20アルクヘテロシクリレン、C6~18アリーレン、C7~25アルカリーレン、C7~25アラルキレン、C5~18ヘテロアリーレン、C6~25アルキルヘテロアリーレンまたはポリオキシアルキレンであり得る。変数cは、1以上であり得る。列挙された基は、本明細書に開示されるこれらの化合物の使用を妨げない1つ以上の置換基によって置換されてもよい。例示的な置換基には、ハロ、アルキルチオ、アルコキシ、ヒドロキシル、ニトロ、アジド、シアノ、アシルオキシ、カルボキシまたはエステルが含まれる。R2は、各出現時、別個に、C2~8アルキレン基、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、2-エチルヘキシレン、ヘプチレン、2-メチル-1,3-プロピレンまたはオクチレンであり得る。例示的なC3~C9シクロアルキレンには、シクロヘキシレンが含まれる。アルキレン基は、分岐状または直鎖状であり得、2個の炭素上にメチル基を有し得る。好ましいアルカリーレンポリオールの中には、-アリール-アルキル-アリール-(-フェニル-メチル-フェニル-または-フェニル-プロピル-フェニル-など)の構造を有するポリオールなどがある。好ましいアルキルシクロアルキレンポリ-イルの中には、-シクロアルキル-アルキル-シクロアルキル-(-シクロヘキシル-メチル-シクロヘキシル-または-シクロヘキシル-プロピル-シクロヘキシル-など)の構造を有するものなどがある。変数cは、8以下、6以下、4以下または3以下の整数であってもよく、cは、1以上、2以上または3以上の整数であってもよい。
R1は、各出現時、別個に、本明細書に開示される方法の条件下で置換またはエステル交換を受け得る基である。R1は、各出現時、別個に、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アルキルヘテロシクリル、アリール、アラルキル、アルカリール、ヘテロアリールもしくはアルキルヘテロアリール、もしくはポリオキシアルキレンであり得るか、または両R1は、5~7員の環もしくは複素環を形成する。R1は、各出現時、別個に、C1~C15アルキル、C2~C15アルケニル、C3~C9シクロアルキル、C2~20ヘテロシクリル、C3~20アルキルヘテロシクリル、C6~18アリール、C7~25アルカリール、C7~25アラルキル、C5~18ヘテロアリールもしくはC6~25アルキルヘテロアリール、もしくはポリオキシアルキレンであり得るか、または両R1基は、5~7員の環もしくは複素環を形成する。列挙された基は、本明細書に開示されるこれらの化合物の使用を妨げない1つ以上の置換基によって置換されてもよい。例示的な置換基には、ハロアルキルチオ基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アジド基、シアノ基、アシルオキシ基、カルボキシ基、エステル基または不飽和基が含まれる。R1は、各出現時、別個に、C1~C15アルキル、C3~C6シクロアルキル、C4~18ヘテロシクリル、C4~18アルクヘテロシクリル、C6~18アリール、C7~25アルカリール、C7~25アラルキル、C5~18ヘテロアリールもしくはC6~25アルキルヘテロアリール、またはポリオキシアルキレンであり得る。R1は、各出現時、別個に、C1~6アルキルまたはC5~6シクロアルキルであり得る。R1は、各出現時、別個に、メチル、エチル、ヘキシルまたはシクロヘキシルであり得る。R1は、1,1-二置換アルケン化合物の各ヒドロカルビル基について同じであっても異なっていてもよい。
式中、R1は、前述の通りであり、
R3は、各出現時、別個に、ジエステルのカルボニル基への2つの結合を有するヒドロカルビレン基であり、ヒドロカルビレン基は、1つ以上のヘテロ原子を含み得る。R3は、各出現時、別個に、アリーレン、シクロアルキレン、アルキレンまたはアルケニレンであり得る。R3は、各出現時、別個に、C8~14アリーレン、C8~12シクロアルキレン、C1~12アルキレンまたはC2~12アルケニレンであり得る。R3はメチレンであり得る。
1.a.鎖に沿ったジオールおよびジエステルの残基の鎖を含むポリエステルであって、ジエステルの少なくとも一部が1,1-ジエステル-1-アルケンであり、鎖が、鎖に組み込まれたアルケン基を有するポリエステル
を含む組成物であって、
b.i.アルケン基へのマイケル付加により得られるアルコール、ジオール、ポリオールまたはそれらの組合せから誘導されるエーテルおよびマイケル付加後に残存するアルケン残基、
ii.未反応の残留1,1-ジエステル-1-アルケンを1%以下含有する、形成されたポリエステル、
iii.1つ以上のフリーラジカル阻害剤、ならびに
iv.リンのオキソ酸、もしくはそのエステル、硫酸アルミニウム、ピロリン酸第一スズ、硫酸第一スズ、リン酸二水素アルミニウムまたはそれらの分解生成物のうちの1つ以上を含む安定剤
のうちの1つ以上を含む組成物。
b.接触させた化合物を、先行する実施形態のいずれかによる1つ以上のポリエステルを含む組成物が形成される条件に曝露するステップと、
を含む方法。
1つ以上の1,1-ジエステル-1-アルケンを含む1つ以上のジエステルと、
リンのオキソ酸、もしくはそのエステル、硫酸アルミニウム、ピロリン酸第一スズ、硫酸第一スズ、リン酸二水素アルミニウム、リン酸エステルまたはそれらの分解生成物のうちの1つ以上を含む1つ以上の安定剤と、
を含む組成物であって、
組成物が、ジオールおよびジエステルの残基の鎖を含む1つ以上のポリエステルを形成し、鎖が、鎖に組み込まれたアルケン基を有する組成物。
以下の実施例は、本明細書の教示を説明するために提供され、その範囲を限定することを意図しない。すべての部および割合は、特に指示しない限り重量によるものである。ジエチルメチレンマロネート(DEMM)は、3500ppmのブチル化ヒドロキシトルエンを含有する。特に記載のない限り、実施例では追加のBHTは加えられない。実施例中の分子量は、特に明記しない限り、ポリメチルメタクリレート標準を使用してGPCを使用して決定された重量平均分子量である。
循環加熱浴に接続されたジャケット内に加熱油を有する2Lの2部ジャケット付き反応器(IKA社から入手可能)に、アンカブレードスターラ、熱電対、凝縮器、蒸留アダプタ、真空アダプタ、蒸留物受け器および真空ポンプを装備する。ジエチルメチレンマロネート(DEMM、1000g)、1,4-ブタンジオール(275g)、98%硫酸(1gまたはDEMMに対して1000ppm)およびブチル化ヒドロキシアニソール(BHA、2.5g)を反応器に周囲温度で投入し、固体がいずれも溶解するまで撹拌する。反応混合物を135℃に加熱する。反応のT0時間は、反応混合物が135℃に達した時点に基づく。次いで、還流を制御しながら真空を徐々に適用して、蒸留物へのDEMMの過剰な損失を防止し、圧力を周囲から最初の230Torr、最終的に80Torrまで低下させる。反応温度も、135℃から150℃まで徐々に上昇させる。T0の各時間後に反応混合物から試料を採取し、以下のパラメータ、すなわち、GPCによる重量平均分子量(Mw、Da)、GPCにおける高分子量面積のパーセント(HMW、%)を測定および記録し、標準としてヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を使用してCDCl3中の定量的NMRによってアルケン数を測定し、硫酸レベルをイオンクロマトグラフィーによって測定し、反応混合物についてppm単位で報告する。反応試料の測定値は、表1に見出され得る。反応混合物が14時間(T14)に達すると、その粘度は著しく増加し、温度が急速に低下したにもかかわらず、反応物はゲル化する。
本実施例では、実施例1に記載の反応器を使用する。ジエチルメチレンマロネート(DEMM、1000g)、1,4-ブタンジオール(275g)、98%硫酸(1gまたはDEMMに対して1000ppm)、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA、2.5g)およびピロリン酸(0.1gまたはDEMMに対して100ppm)を反応器に周囲温度で投入し、固体がいずれも溶解するまで撹拌する。実施例1と同じ反応プロファイルに従い、1時間ごとに試料を採取する(表1)。
実施例1からの反応設定を使用する。反応器に、DEMM(1000g)、1,4-ブタンジオール(275g)、パラトルエンスルホン酸(PTSA、8.3g)、BHA(2.5g)およびピロリン酸(0.1g)を投入する。反応試料を実施例1と同様に採取し、データを表2に示す。
実施例1からの反応設定を使用する。反応器に、DEMM(1000g)、1,4-ブタンジオール(275g)、メタンスルホン酸(MSA、4.2g)、BHA(2.5g)およびピロリン酸(0.1g)を投入する。反応試料を実施例1と同様に採取し、データを表2に示す。
実施例1と同じ反応器設定を使用する。反応器に、DEMM(1000g)、1,4-ブタンジオール(275g)、硫酸(1g)、BHA(2.5g)およびピロリン酸(0.1g)を投入する。反応を実施例1と同様に実行する。反応の完了時に、薄膜蒸発装置(WFE)を使用して、残留DEMMを10,000ppm未満まで除去する。WFEは、コールドフィンガおよび蠕動供給ポンプを装備した直径2インチのガラス装置である。WFE本体の油温を110℃に設定し、圧力を0.6~1.0Torrに設定する。供給速度は400ml/時間である。次いで、GPCによって重量平均分子量および高分子量ポリマ画分について生成物を分析し、定量的NMRを使用してアルケン数を決定し、イオンクロマトグラフィーを使用して硫酸レベルを測定し、25℃でレオメータを用いて粘度を測定する。
実施例1と同じ反応器設定を使用する。
反応器に、DEMM(1000g)、1,4-ブタンジオール(403g)、硫酸(1g)、BHA(2.5g)およびピロリン酸(0.1g)を投入する。反応を実施例1と同様に実行する。反応の完了時に、薄膜蒸発装置(WFE)を使用して残留DEMMを10,000ppm未満まで除去し、実施例5と同じ方法を使用して生成物を分析する。
実施例1と同じ反応器設定を使用する。
反応器に、DEMM(1000g)、1,4-ブタンジオール(476g)、硫酸(1g)、BHA(2.5g)およびピロリン酸(0.1g)を投入する。反応を実施例1と同様に実行する。反応の完了時に、薄膜蒸発装置(WFE)を使用して残留DEMMを10,000ppm未満まで除去し、実施例5と同じ方法を使用して生成物を分析する。
2区分10リットルジャケット付き反応器(オイルサーキュレータバスに接続され、スターラ、蒸留凝縮器およびアダプタ、熱電対ならびに溶媒ポンプを装備する)に、DEMM(7kg)、1,4-ブタンジオール(1.925kg)、MSA(29.4g)およびピロリン酸(0.7g)を投入する。トルエン(1.2L)を溶媒ポンプに充填し、0.5L/時間の速度で14時間にわたり連続的に供給する。反応物を135℃に加熱し、続いて、温度を150℃まで徐々に上昇させる。真空処理せずに周囲圧力下で反応を実行し、表4の実施例9と比較する。
オイルサーキュレータバスに接続され、スターラ、蒸留凝縮器およびアダプタ、熱電対を装備した2区分10リットルジャケット付き反応器に、DEMM(7kg)、1,4-ブタンジオール(1.925kg)、MSA(29.4g)およびピロリン酸(0.7g)を投入する。この反応は、溶媒を使用せずに行い、反応物を135℃に加熱し、続いて、温度を150℃まで徐々に上昇させる。真空処理し、圧力を反応の終了時まで80Torrまで徐々に低下させる。結果を表4に報告し、実施例8の結果と比較する。
1Lのガラス反応器に、アンカブレードスターラ、油浴、熱電対、蒸留アダプタ、凝縮器および蒸留物受け器を装備する。反応器に、DEMM(300g)、1,4-ブタンジオール(82g)、MSA(1.6g)、エチルホスフェートとジエチルホスフェートとの混合物0.07gを投入する。反応物を150℃に加熱し、エントレーナ溶媒としてトルエン(140g)を使用して周囲圧力で運転する。トルエンを10g/時間ずつ10時間かけて加える。
1Lのガラス反応器に、アンカブレードスターラ、油浴、熱電対、蒸留アダプタ、凝縮器および蒸留物受け器を装備する。反応器に、DEMM(300g)、1,4-ブタンジオール(82g)、MSA(1.6g)、0.038gのリン酸を投入する。反応混合物を150℃に加熱し、エントレーナ溶媒としてトルエン(265g)を使用して周囲圧力で運転する。トルエンを10g/時間ずつ13時間かけて加える。
丸底300mLフラスコに、撹拌棒、凝縮器、蒸留アダプタおよび熱電対を装備する。油浴を使用してフラスコを加熱する。フラスコに、DEMM(160g)、1,6-ヘキサンジオール(66g)、MSA(0.7g)およびピロリン酸(0.016g)を投入する。トルエンをエントレーナ溶媒として使用し、反応の開始(16g)から終了まで12時間にわたって10g/時間ずつ連続的に供給する。反応混合物を150℃に加熱し、その終了までこの温度に維持する。次いで、反応生成物を2回の通過(第1の通過圧力は2Torrであり、第2の通過圧力は0.6~1Torrである)でWFE(140℃)に通して、残留DEMMを第1の通過後に10,000ppm未満および第2の通過後に1000ppm未満まで除去する。次いで、分子量および高分子量画分についてはGPCによって、アルケン数については定量的NMRによって、ならびにMSAレベルについてはキャピラリー電気泳動によって、ポリエステルを分析する。
実施例12と同じ反応設定を使用する。フラスコに、DEMM(160g)、トリエチレングリコール(84.7g)、MSA(1.44g)およびピロリン酸(0.016g)を投入する。トルエンをエントレーナ溶媒として使用し、反応の開始(16g)から終了まで17時間にわたって10g/時間ずつ連続的に供給する。反応混合物を150℃に加熱し、反応が終了するまでこの温度に維持する。反応生成物を実施例12と同様に精製する。
実施例10と同じ反応設定を使用する。フラスコに、DEMM(300g)、1,9-ノナンジオール(167g)、MSA(2.4g)、およびエチルホスフェートとジエチルホスフェートとの混合物(0.07g)を投入する。トルエンをエントレーナ溶媒として使用し、反応の開始(16g)から終了まで10時間にわたって15g/時間ずつ連続的に供給する。反応混合物を150℃に加熱し、その終了までこの温度に維持する。反応生成物を実施例12と同様に精製する。
丸底500mLフラスコに、撹拌棒、凝縮器、蒸留アダプタおよび熱電対を装備する。油浴を使用してフラスコを加熱する。フラスコに、DEMM(300g)、シクロヘキサンジメタノール(100.54g)、MSA(3.58g)およびピロリン酸(0.045g)を投入する。ヘプタンをエントレーナ溶媒として使用し、反応の開始(10.0g)から終了まで11時間にわたって15.2g/時間ずつ連続的に供給する。反応混合物を150℃に加熱し、反応が終了するまでこの温度に維持する。反応生成物を実施例12と同様に精製する。
実施例15と同じ反応設定を使用する。フラスコに、DEMM(300g)、3-メチル-1,5-ペンタンジオール(123.54g)、MSA(2.21g)およびピロリン酸(0.053g)を投入する。トルエンをエントレーナ溶媒として使用し、反応の開始(30g)から終了まで11時間にわたって15.6g/時間ずつ連続的に供給する。反応混合物を150℃に加熱し、反応が終了するまでこの温度に維持する。反応生成物を実施例12と同様に精製する。
実施例12と同じ反応設定を使用する。フラスコに、DEMM(160g)、2,2-ジメチル-1,3-ペンタンジオール(58g)、MSA(2.65g)およびピロリン酸(0.07g)を投入する。トルエンをエントレーナ溶媒として使用し、反応の開始(16g)から終了まで12時間にわたって15g/時間ずつ連続的に供給する。反応混合物を150℃に加熱し、反応が終了するまでこの温度に維持する。反応生成物を実施例12と同様に精製する。
実施例12と同じ反応設定を使用する。フラスコに、DEMM(160g)、ネオペンチルグリコールモノ(ヒドロキシピバレート)(62g)、MSA(2.65g)およびピロリン酸(0.14g)を投入する。トルエンをエントレーナ溶媒として使用し、反応の開始(16g)から終了まで18時間にわたって15g/時間ずつ連続的に供給する。反応混合物を150℃に加熱し、反応が終了するまでこの温度に維持する。反応生成物を実施例12と同様に精製する。
実施例12と同じ反応設定を使用する。フラスコに、DEMM(160g)、シクロヘキサンジメタノール(39.8g)、1,6-ヘキサンジオール(3.6g)、MSA(1.5g)およびピロリン酸(0.14g)を投入する。トルエンをエントレーナ溶媒として使用し、反応の開始(16g)から終了まで10時間にわたって15g/時間ずつ連続的に供給する。反応混合物を150℃に加熱し、反応が終了するまでこの温度に維持する。反応生成物を実施例12と同様に精製する。
実施例12と同じ反応設定を使用する。フラスコに、DEMM(180g)、シクロヘキサンジメタノール(54.3g)、1,9-ノナンジオール(6.7g)、MSA(1.7g)およびピロリン酸(0.04g)を投入する。トルエンをエントレーナ溶媒として使用し、反応の開始(18g)から終了まで10時間にわたって15g/時間ずつ連続的に供給する。反応混合物を150℃に加熱し、反応が終了するまでこの温度に維持する。反応生成物を実施例12と同様に精製する。
丸底1Lフラスコに、撹拌棒、凝縮器、蒸留アダプタ、熱電対、真空ポンプ、およびコールドトラップを備えた真空ラインを装備する。油浴を使用してフラスコを加熱し、反応温度を150℃とする。フラスコに、DEMM(300g)、1,4-ブタンジオール(82g)、硫酸(0.15g)およびピロリン酸(0.03g)を投入する。BHTを2000ppmレベルで使用する。圧力を350Torrまで徐々に低下させる。反応混合物をサンプリングし、2.3~2.7ppmの形成されたポリマC-C結合についてメチレンシグナルを使用する1H NMRによって、ポリマレベルを測定する。
丸底300gフラスコに、撹拌棒、凝縮器、蒸留アダプタ、熱電対、真空ポンプ、およびコールドトラップを備えた真空ラインを装備する。油浴を使用してフラスコを加熱し、反応温度を150℃とする。フラスコに、DEMM(300g)、1,4-ブタンジオール(82g)、硫酸(0.15g)およびピロリン酸(0.03g)を投入する。BHTおよびBHAの両方を1000ppmレベルで使用する。圧力を350Torrまで徐々に低下させる。反応混合物をサンプリングし、2.3~2.7ppmの形成されたポリマC-C結合についてメチレンシグナルを使用する1H NMRによって、ポリマレベルを測定する。
実施例8のトルエンとの反応混合物をこの実施例で使用する。(表4)エステル交換後、70℃および10Torrの反応器を用いた最初の蒸留によってトルエンを除去する。使用した装置は、コールドフィンガおよび蠕動ポンプ供給ポンプを備えた2インチガラスPope WFE装置である。使用した条件は、WFE温度設定:110℃、圧力:0.5Torr以下、供給速度:400ml/時間である。WFEを用いてDEMMを除去した後、得られたポリエステルを分析し、貯蔵寿命性能の促進について試験する。結果を表8に示す。
上記の強酸安定剤の組合せを使用して調製されたポリエステルの主な利点は、貯蔵寿命の改善であり、これは、加速老化後の粘度増加が最小限であり、アルケン数の変化が小さいことによって実証される。改善された安定化は、非常に少量の塩基開始剤を滴定することによるポリエステルのポットライフおよび反応性の調整を可能にする。図1は、3つの異なる濃度のエチルメチルピペリジンカルボキシレート(EMPC)について、平行プレートレオメータアセンブリを用いて測定した際に粘度が1000cPに達するのにかかる時間によって測定した場合の、この触媒作用によって調製されたポリエステルについて得られたポットライフを示している。この性能は、作業時間および反応性バランスが調整可能な様々なアミン開始2K接着剤/コーティング系の配合を可能にする。
実施例24は、溶媒エントレーナプロセス、ピロリン酸安定剤およびメタンスルホン酸触媒を使用して調製した1,4-ブタンジオールおよびDEMM系ポリエステルである。実施例25は、真空プロセス、ピロリン酸安定剤、硫酸触媒を使用して調製した1,4-ブタンジオールおよびDEMM系ポリエステルである。配合物を調製し、反応性ベースコート基材上に1K系として噴霧する。
Claims (51)
- a.鎖に沿ったジオールおよびジエステルの残基の鎖を含むポリエステルであって、
ジエステルの少なくとも一部が1,1-ジエステル-1-アルケンであり、鎖が、鎖に組み込まれたアルケン基を有するポリエステル
を含む組成物であって、
b.i.アルケン基へのマイケル付加により得られるアルコール、ジオール、ポリオールまたはそれらの組合せから誘導されるエーテルおよびマイケル付加後に残存するアルケン残基、
ii.未反応の残留1,1-ジエステル-1-アルケンを1%以下含有する、形成されたポリエステル、
iii.1つ以上のフリーラジカル阻害剤、ならびに
iv.リンのオキソ酸、もしくはそのエステル、硫酸アルミニウム、ピロリン酸第一スズ、硫酸第一スズ、リン酸二水素アルミニウムまたはそれらの分解生成物のうちの1つ以上を含む安定剤
のうちの1つ以上を含む組成物。 - 1つ以上の1,1-ジエステル-1-アルケンが、1つ以上の1,1-ジ-C1~6ジアルキルエステル-1-アルケンまたは1,1-ジ-C5~6シクロアルキルジエステル-1-アルケンである、請求項1に記載の組成物。
- 安定剤が、ポリエステルの反応性を低下させることなく、ポリエステルの安定性を高めるのに十分な量で加えられる、請求項1または2に記載の組成物。
- 安定剤が、リン酸、ピロリン酸、次リン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、トリメタリン酸、無水リン酸、硫酸アルミニウム、ピロリン酸第一スズ、硫酸第一スズ、リン酸二水素アルミニウム、リン酸エステルおよびそれらの分解生成物のうちの1つ以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物。
- 1つ以上の強酸を含有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
- 約300ppm以下の量で1つ以上の強酸を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の組成物。
- 2つ以上のフリーラジカル阻害剤を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
- 安定剤が、ピロリン酸、リン酸、リン酸エステルまたはそれらの分解生成物である、請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物。
- 安定剤が、組成物の重量に基づいて、約1ppm~約100ppmの量で存在する、請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物。
- 強酸が、組成物の重量に基づいて、約200ppm~約1ppbの濃度で存在する、請求項5~9のいずれか一項に記載の組成物。
- フリーラジカル安定剤がラジカル重合を防止するように、十分な量のフリーラジカル安定剤を含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の組成物。
- マイケル付加後に存在するアルケン基のパーセントが約55以上である、請求項1~11のいずれか一項に記載の組成物。
- ポリエステル中に存在する未反応1,1-ジエステル-1-アルケンの量が、組成物の重量に基づいて、約0.1%以下である、請求項1~12のいずれか一項に記載の組成物。
- a.リンのオキソ酸、もしくはそのエステル、硫酸アルミニウム、ピロリン酸第一スズ、硫酸第一スズ、リン酸二水素アルミニウム、リン酸エステルまたはそれらの分解生成物のうちの1つ以上を含む安定剤の存在下で、1つ以上のポリオールを1つ以上の1,1-ジエステル1-アルケンと接触させるステップと、
b.接触させた化合物を、請求項1~13のいずれか一項に記載の1つ以上のポリエステルを含む組成物が形成される条件に曝露するステップと、
を含む方法。 - 安定剤が、リン酸、ピロリン酸、次リン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、トリメタリン酸、無水リン酸、硫酸アルミニウム、ピロリン酸第一スズ、硫酸第一スズ、リン酸二水素アルミニウム、リン酸エステルおよびそれらの分解生成物のうちの1つ以上である、請求項14に記載の方法。
- 1つ以上のポリオールおよび1つ以上の1,1-ジエステル1-アルケンが、強酸と接触させられる、請求項14または15に記載の方法。
- 安定剤が、リン酸、リン酸エステル、ピロリン酸またはそれらの分解生成物である、請求項14~16のいずれか一項に記載の方法。
- 強酸が、ほぼ完全にエステルに変換される、請求項14~17のいずれか一項に記載の方法。
- ステップaの後に残存する未反応1,1-ジエステル1-アルケンを除去するステップを含む、請求項14~18のいずれか一項に記載の方法。
- ステップaの後に残存する未反応1,1-ジエステル1-アルケンを除去した後、ポリエステル中の未反応1,1-ジエステル1-アルケンが、組成物の重量に基づいて、約1.0%以下の量で存在する、請求項14~19のいずれか一項に記載の方法。
- 蒸留によって、未反応1,1-ジエステル1-アルケンの一部を除去するステップを含む、請求項14~21のいずれか一項に記載の方法。
- 組成物を薄膜蒸発装置に通している間に、形成されたポリエステルに、1つ以上のフリーラジカル重合阻害剤を加えるステップを含む、請求項14~21のいずれか一項に記載の方法。
- 薄膜蒸発装置に通しながら、形成されたポリエステルを真空処理するステップを含む、請求項14~22のいずれか一項に記載の方法。
- 反応生成物に1つ以上のフリーラジカル阻害剤を加えるステップを含む、請求項14~23のいずれか一項に記載の方法。
- ステップaの後に、生成物の温度を上昇させることによって、揮発性副生成物、未反応1,1-ジエステル1-アルケンまたはその両方を除去するステップを含む、請求項14~24のいずれか一項に記載の方法。
- 生成物の温度を上昇させながら、真空処理するステップを含む、請求項14~25のいずれか一項に記載の方法。
- 1つ以上の強酸が、最終組成物中に約300ppm以下の量で存在する、請求項14~26のいずれか一項に記載の方法。
- 安定剤が、ピロリン酸、リン酸、リン酸エステルまたはそれらの分解生成物であり、接触した成分の重量に基づいて、約1ppm以上の濃度でステップaに存在する、請求項14~27のいずれか一項に記載の方法。
- 安定剤が、ピロリン酸、リン酸、リン酸エステルまたはそれらの分解生成物であり、接触した成分の重量に基づいて、約20ppm以上の濃度でステップaに存在する、請求項14~28のいずれか一項に記載の方法。
- 安定化ステップbでは、ピロリン酸、リン酸またはリン酸エステルの第2の部分を加えるステップを含む、請求項14~29のいずれか一項に記載の方法。
- 安定剤が、ピロリン酸、リン酸またはリン酸エステルであり、安定剤が、1つ以上のポリエステルの反応性を低下させることなく、1つ以上のポリエステルを安定化するのに十分な量で加えられる、30に記載の方法。
- 安定剤が、ピロリン酸、リン酸またはリン酸エステルであり、安定剤が、最終組成物が重合を防止する遊離ピロリン酸を含むように十分な量で加えられる、請求項30に記載の方法。
- 最終組成物が、約55以上の、マイケル付加後に存在するアルケン基のパーセントを有する、請求項14~32のいずれか一項に記載の方法。
- 未反応1,1-ジエステル1-アルケンの一部または実質的に全部が組成物から除去された後に存在する不飽和結合の割合を決定するステップを含む、請求項14~33のいずれか一項に記載の方法。
- 安定剤が、出発材料の重量に基づいて、約1ppm~約100ppmで最終組成物中に存在する、請求項14~34のいずれか一項に記載の方法。
- 強酸が、約200ppm~約1ppbの濃度で存在する、請求項14~35のいずれか一項に記載の方法。
- 強酸が、約100ppm以下の濃度で存在し、安定剤が、組成物の重量に基づく出発材料の重量に基づいて、約1ppm以上の量で存在する、請求項14~36のいずれか一項に記載の組成物。
- 蒸留前、蒸留中に連続的に、またはその両方でエントレーナ溶媒を加えるステップを含む、請求項14~36のいずれか一項に記載の方法。
- 反応生成物が蒸留される前に、反応生成物を真空処理するステップを含む、請求項14~37のいずれか一項に記載の方法。
- 1つ以上のジオールと、
1つ以上の1,1-ジエステル-1-アルケンを含む1つ以上のジエステルと、
リンのオキソ酸、もしくはそのエステル、硫酸アルミニウム、ピロリン酸第一スズ、硫酸第一スズ、リン酸二水素アルミニウム、リン酸エステルまたはそれらの分解生成物のうちの1つ以上を含む1つ以上の安定剤と、
を含む組成物であって、
組成物が、ジオールおよびジエステルの残基の鎖を含む1つ以上のポリエステルを形成し、鎖が、鎖に組み込まれたアルケン基を有する組成物。 - 安定剤が、リン酸、ピロリン酸、次リン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、トリメタリン酸、無水リン酸、硫酸アルミニウム、ピロリン酸第一スズ、硫酸第一スズ、リン酸二水素アルミニウム、リン酸エステルおよびそれらの分解生成物のうちの1つ以上である、請求項66に記載の組成物。
- 1,1-ジエステル-1-アルケンが、1つ以上の1,1-ジ-C1~6ジアルキルエステル-1-アルケンおよび1,1-ジ-C5~6シクロアルキルエステル-1-アルケンを含む、請求項39または40に記載の組成物。
- 安定剤が、ポリエステルの反応性を低下させることなく、ポリエステルの安定性を高めるのに十分な量で加えられる、請求項39~41のいずれか一項に記載の組成物。
- 1つ以上の強酸を含有する、請求項39~42のいずれか一項に記載の組成物。
- 強酸を約300ppm~約1ppbの量で含む、請求項39~43のいずれか一項に記載の組成物。
- 1つ以上のフリーラジカル阻害剤を含む、請求項39~44のいずれか一項に記載の組成物。
- 2つ以上のフリーラジカル阻害剤を含む、請求項39~45のいずれか一項に記載の組成物。
- 安定剤が、ピロリン酸、リン酸、リン酸エステルまたはそれらの分解生成物である、請求項39~46のいずれか一項に記載の組成物。
- 安定剤が、組成物の重量に基づいて、約1ppm~約100ppmの量で存在する、請求項39~47のいずれか一項に記載の組成物。
- 強酸が、組成物の重量に基づいて、約200ppm~約1ppbの濃度で存在する、請求項39~48のいずれか一項に記載の組成物。
- フリーラジカル安定剤がフリーラジカル重合を防止するように、十分な量のフリーラジカル安定剤を含む、請求項39~49のいずれか一項に記載の組成物。
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