JP5271495B2 - 分散液及びその使用 - Google Patents
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Description
(A) 水;
(B)(a) フェニル部分;
(b) カルボニル部分及び/又はスルホン部分;及び
(c) エーテル部分及び/又はチオエーテル部分;
を含む型のポリマー系材料;ならびに
(C) カルボニル又はスルホン部分及び親水性基を含む表面活性剤
を含有して成る水性分散液が提供される。
式中、単位I、II及びIIIにおけるフェニル部分は独立して任意に置換及び任意に架橋される。ここで、m,r,s,t,v,w及びzは独立して0又は正の整数を表し、E,E' は独立して酸素原子又は硫黄原子又は直接結合を表し、Gは酸素原子もしくは硫黄原子、直接結合又はO−Ph−O−部分を表し、Phはフェニル基を表し、Arは、1つ以上のフェニル部分を介して隣接する部分に結合する以下の部分(i)*、(i)**、(i)〜(x)
本明細書において特に記載のない限り、フェニル部分は、それが結合している部分への1,4−又は1,3−結合、特に1,4−結合を有し得る。
上記のポリマー系材料は、1つ以上の異なる種類の式Iの反復単位、1つ以上の異なる種類の式IIの反復単位、及び1つ以上の異なる種類の式IIIの反復単位を含み得る。しかしながら、好ましくは式I、II及び/又はIIIの1つの反復単位のみが提供される。
I、単位II、及び単位IIIの間には他の原子又は基は結合されていない。
上記のポリマー系材料が架橋処理される場合、ポリマー系材料は、特性を改良するため、好適に架橋処理(cross-linked)される。架橋を行うためには、任意の適当な手段が用いられ得る。例えば、Eが硫黄原子を表す場合は、ポリマー鎖間の架橋は、それぞれの鎖上の硫黄原子を介して行われ得る。好ましくは、上記のポリマー系材料は記載されるように任意に架橋処理されない。
好ましくは、「a」は、上記のポリマー系材料における式Iのモル%を表し、好ましくは、各単位Iは同一である。「b」は上記のポリマー系材料における式IIのモル%を表し、好ましくは、各単位IIは同一である。「c」はポリマー系材料における式IIIのモル%を表し、好ましくは、各単位IIIは同一である。好ましくは、aは、45〜100の範囲、より好ましくは45〜55の範囲、特に48〜52の範囲にある。好ましくは、b及びcの合計は0〜55の範囲、より好ましくは45〜55の範囲、特に48〜52の範囲にある。好適には、a対b及びcの合計の比率は0.9〜1.1の範囲にあり、より好ましくは約1である。好ましくは、a、b及びcの合計は、少なくとも90であり、好ましくは、少なくとも95であり、より好ましくは少なくとも99、特に約100である。好ましくは、上記の第1材料は本質的に部分I、部分II及び/又は部分IIIから成る。
式中、A、B、C及びDは独立して0又は1を表し、E,E' ,G,Ar,m,r,s,t,v,w及びzは本明細書中のいずれかの文に記載されているのと同様である。
好ましくは、Arは以下の部分(xi)*,(xi)**、(xi)〜(xxi)から選択される。
好ましくは、(xv)は1,2−の部分、1,3−の部分、又は1,5−の部分から選択され、(xvi)は1,6−の部分、2,3−の部分、2,6の−部分、又は2,7−
の部分から選択され、(xvii)は1,2−の部分、1,4−の部分、1,5−の部分、1,8−の部分、又は2,6−の部分から選択される。
(a) Arが部分(iv)を表し、E及びE' が酸素原子を表し、mが0を表し、wが1を表し、Gが直接結合を表し、sが0を表し、A及びBが1を表す式IVの単位を含有するポリマー(すなわち、ポリエーテルエーテルケトン);
(b) Eが酸素原子を表し、E' が直接結合を表し、Arが構造(i)である部分を表し、mが0を表し、Aが1を表し、Bが0を表す式IVの単位を含有するポリマー(すなわち、ポリエーテルケトン);
(c) Eが酸素原子を表し、Arが部分(i)*を表し、mが0を表し、E' が直接結合を表し、Aが1を表し、Bが0を表す式IVの単位を含有するポリマー(すなわち、ポリエーテルケトンケトン);
(d) Arが部分(i)を表し、E及びE' が酸素原子を表し、Gが直接結合を表し、mが0を表し、wが1を表し、rが0を表し、sが1表し、A及びBが1を表す式IVの単位を含有するポリマー(すなわち、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン);
(e) Arが部分(iv)を表し、E及びE' が酸素原子を表し、Gが直接結合を表し、mが0を表し、wが0を表し、s、r、A及びBが1を表す式IVの単位を含有するポリマー(すなわち、ポリエーテルエーテルケトンケトン);
(f) Eが酸素原子を表し、E' が直接結合を表し、Arが構造(ii)である部分を表し、mが0を表し、Aが1を表し、Bが0を表す式IVの単位を含有するポリマー(すなわち、ポリエーテルスルホン);
(g) E及びE' が酸素原子を表し、Arが部分(xi)**を表し、mが0を表し、zが1を表し、Gが直接結合を表し、Vが0を表し、C及びDが1を表す式Vの単位を含有するポリマー(すなわち、ポリスルホン);
(h) Arが部分(iv)を表し、E及びE' が酸素原子を表し、mが1を表し、wが1を表し、Aが1を表し、Bが1を表し、r及びsが0を表し、Gが直接結合を表す式IVの単位を含有するポリマー(すなわち、ポリエーテルジフェニルエーテルフェニルケトンフェニル−)
が挙げられる。
上記ポリマー系材料(結晶性の場合)の融解吸熱(Tm)の主要ピークは、少なくとも300℃であり得る。
カルボニル部分又はスルホン部分を含み得る。
上記表面活性剤は、好ましくは疎水性部分を含む。該疎水性部分は、好ましくは、少なくとも4個、好ましくは少なくとも6個、より好ましくは少なくとも7個、特に少なくとも8個の炭素原子を有する炭素原子含有鎖を含む。該鎖は、環式部分の一部であり得る。しかしながら、好ましくは、上記炭素原子含有鎖は、直鎖又は分枝鎖である。上記鎖内の炭素原子は、任意選択で置換されていてもよい。該鎖内の炭素原子は、任意選択で置換された(好ましくは非置換の)アルキル基を規定し得る。好ましくは、上記鎖内の炭素原子のみが飽和している。
上記親水性基がイオン性部分を含む場合、該親水性基は、好ましくはカチオン性部分及びアニオン性部分を含む。上記親水性基としては、好ましくは、−COO−、−SO− 3−又はPO3 2−部分が挙げられる。−SO− 3−部分は、スルホネートの一部(例えば、−SO− 3−が炭素原子に結合している場合)又はスルフェートの一部(すなわち、−O−SO3 −)であり得る。−PO3 2−部分は、好ましくはホスフェートの一部(すなわち、−OPO3 2−)である。
親水性基は、好適には、第I族及び第II族金属イオンから選択され得る適切なカチオン性部分を含む。ナトリウム及びカリウム、特にナトリウムは好ましいカチオン性部分である。
上記親水性基は、芳香族部分、例えばフェニル部分からペンダントしたものであり得る。しかしながら、好ましくは、脂肪族部分からペンダントしたものである。
A−L1−X−L2−B
(式中、
Aは上記疎水性部分を表す;
L1は連結原子もしくは連結基又は直接結合を表す;
Xは上記カルボニル部分又はスルホン部分を表す;
L2は連結原子もしくは連結基又は直接結合を表す;及び
Bは上記親水性部分を表す)
を有し得る。
L1は、直接結合(その場合、上記疎水性部分がX部分に直接結合される)であり得るか、又はO−部分を含み得る。
一つの実施の形態において、L1は、式
−[O(CH2)n1]m1−O−
(式中:
n1は1〜4の範囲である;及び
m1は0〜5の範囲である)
の部分を含有し得る。
より好ましくは、m1は0である。
Xは、好ましくはカルボニル部分を表す。
A−L1−X−
(式中、A、L1及びXは上記のとおりである)
と一体化していてもよい。
A−L1−X−L3−
(式中、L3は連結原子もしくは連結基又は直接結合である)
と一体化していてもよい。
好ましくは、上記表面活性剤は、式
上記表面活性剤は、ジオクチルスルホコハク酸塩、ジトリデシルスルホコハク酸塩、ジイソブチルスルホコハク酸塩、ジヘキシルスルホコハク酸塩、ジメチルアミルスルホコハク酸塩、ジアミルスルホコハク酸塩及びイソデシルスルホコハク酸塩から選択され得る。前述のものうちナトリウム塩が好ましい。
上記水性分散液は、少なくとも35wt%、好ましくは少なくとも40wt%、より好ましくは少なくとも45wt%、特に少なくとも50wt%の水を含み得る。
上記水性分散液は、少なくとも1wt%、好適には少なくとも2wt%、好ましくは少なくとも2.5wt%、より好ましくは少なくとも3wt%、特に少なくとも3.5wt%の上記表面活性剤を含み得る。
上記水性分散液は、少なくとも10wt%、好適には少なくとも15wt%、好ましくは少なくとも20wt%、より好ましくは少なくとも25wt%、特に少なくとも30wt%の上記第1の態様の(B)に記載のポリマー系材料(1種類又は複数)を含み得る。
み得る。該第2のポリマー系材料のwt%の(B)に記載の型のポリマー系材料(1種類又は複数)のwt%に対する比は、好ましくは1以下である。該分散液は、上記第2のポリマー系材料を0〜20wt%、好ましくは0〜10wt%含み得る。
好ましくは、上記分散液中のポリマー系材料(1種類又は複数)は単独で、上記第1の態様の(B)に記載の型のものである。
(A) 水50〜70wt%;
(B) ポリエーテルエーテルケトン又はポリエーテルケトン30〜50wt%;
(C) カルボキシレート部分、アルキル部分及びスルホネート部分を含む表面活性剤2〜6wt%
を含有して成る。
(A)水;
(B)上記第1の態様による(B)に記載のポリマー系材料(特にポリエーテルエーテルケトン又はポリエーテルケトン)、ここで、該ポリマー系材料は100μm未満(特に50μm未満)のD50を有する;及び
(C)上記第1の態様による(C)に記載の表面活性剤
を含有して成る水性分散液が提供される。
本発明の第3の態様により、水、上記第1の態様に記載のポリマー系材料及び表面活性
剤を接触させる工程を含む、水性分散液を調製する方法が提供される。
本発明の第4の態様により、基材を、第1又は第2の態様による水性分散液、又は上記第3の態様により調製した場合の水性分散液と接触させることを含む、基材をコーティングする方法が提供される。
上記分散液は、好ましくは、上記基材との接触直前で10〜40℃、好ましくは15〜30℃の範囲の温度、より好ましくは周囲温度である。
上記基材と水性分散液との接触後、該方法は、好ましくは、水を基材上の分散液から除去させる工程を含む。水を、好ましくは、蒸散(flash off) させる。これは、基材を、温度が少なくとも100℃であり、好ましくは100℃〜150℃の範囲である環境に供することを伴う。
μmの範囲の平均厚さを有するコーティングを作製し得る。
該方法を使用して、使用時に(in use)液体中に浸漬され得る基材をコーティングし得る。この場合、好ましくは、基材の浸漬され得る部分を上記コーティング内に包被(encapsulate) し、その結果、該部分は、使用時に液体と接触し得るコーティング周縁部を含まない。
本発明の第6の態様により、上記第1の態様の(B)に記載のポリマー系材料及び上記第1の態様の(C)に記載の表面活性剤の残基を含有するコーティングが提供される。
下記のものは、以下のとおりのものを指す。
PEEK D150UF10(商標)−ビクトレックス株式会社(英国)から入手した9.6μmのD50を有するポリエーテルエーテルケトン粉末。
PEEK D450UF10(商標)−ビクトレックス株式会社(英国)から入手した10μmのD50を有するポリエーテルエーテルケトン粉末。
Aerosol(登録商標) OT75%E−ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム(73〜75wt%)、エタノール(6〜7wt%)及び水の混合物を含有するサイテックインダストリーズUKリミテッド( Cytec Industries UK Ltd) 製の界面活性剤。
外は、実施例1の手順を繰り返した。
様々な量のPFAを添加した以外は、実施例1に記載の手順を繰り返した。詳細は以下の表2に示す。
実施例7にコーティング試験の結果を記載する。
使用したコーティングガンは、先端サイズが0.06のBinks Bullows 630型であった。ガンへの空気圧は、どのようなタイプのコーティングが必要とされるか(例えば、薄い、又は厚い)に応じて30〜40psiとした。コーティング用の基材は、2mm厚×75mm×75mm四方の軟鋼製プラークであった。プラークを、トリクロロエチレン蒸気を用いて脱脂し、次いで、酸化アルミニウムを用いたグリットブラストを行なった。
プラークを、空気を抜いた噴霧用キャビネット内に入れ、液状コーティングを塗布した。次いで、コーティングされたプラークを、100℃に設定した炉内に5分間入れ、水を蒸散させた。プラークを、390℃に設定した炉内に10分間放置し、コーティングを溶融及び流動化させた。
実施例7b及び7fのコーティングされた基材の耐摩耗性及び摩擦係数を、他のポリマー(すなわちECTFE、PTFE及びPPS)でコーティングした基材と比較した。その詳細を以下に示す。結果は以下の表4に示す。
(1) ECTFEコーティング
製造業者: ソルベイ/ソレキス(Solvay/Solexis)(以前はオーシモント(米国)
製品名/番号:
Halar 6614下塗り剤(静電粉末コーティング):
エチレン、クロロトリフルオロエチレン及びヘキサフルオロイソブチレンのコポリマー:およその重量% 71〜73%
第二コバルト/第一コバルト酸化物 1〜4%
ウォラストナイト 7〜15%
酸化クロム 1〜3%
二酸化チタン 0.25〜1.25%
エポキシ樹脂 5〜20%
Halar 6014トップコーティング(静電粉末コーティング):
エチレン、クロロトリフルオロエチレン及びヘキサフルオロイソブチレンのコポリマー:およその重量% 100%
(2) PTFEコーティング(液状分散体コーティング):
製造業者:ウィットフォードコーポレーション
製品名/番号: Xylan 1052/880
組成: ポリアミド−イミドバインダー中5.4% PTFE w/3.25% MOS2
(3) PPSコーティング(静電粉末コーティング):
製造業者: ウィットフォードコーポレーション
製品名/番号: Dykor 860/PPS粉末状ブレンド
組成: PPS(ポリフェニレンスルフィド)及び充填剤としての二酸化チタン。
部周囲において、他の可能な手法と比べ、より優れた被覆率がもたらされることがわかっている。
加えて、記載の型のコーティングは、優れた結合強度及び接着特性を有する。
Claims (30)
- (A) 水と、
(B)(a) フェニル部分、
(b) カルボニル部分、及び
(c) エーテル部分
を含み、かつポリエーテルエーテルケトン及びポリエーテルケトンから選択されるポリマー系材料であって少なくとも0.6の固有粘度を有するとともに半結晶性であるポリマー系材料と、前記固有粘度は密度1.84gcm3の濃硫酸中のポリマー溶液にて25℃で測定され、前記溶液は、溶液100cm3あたり0.1gのポリマーを含有するものであり、
(C)A−L1−X−L2−B
の化学式を有する界面活性剤とを含有する水性分散液において、
上記式中、Aは疎水性部分を表し、L1は連結原子もしくは連結基又は直接結合を表し、Xはカルボニル部分、又はスルホン部分を表し、L2は連結原子もしくは連結基又は直接結合を表し、Bはカチオン性部分及びアニオン性部分を含む親水性部分を表す、水性分散液。 - 前記ポリマー系材料はポリエーテルエーテルケトンである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記界面活性剤の前記カルボニル基の残りの2つの原子の手(bond)の一方が炭素原子に結合している、請求項1又は2に記載の分散液。
- 前記残りの2つの原子の手の他方が、炭素、窒素又は酸素原子に結合している、請求項3に記載の分散液。
- 前記界面活性剤の前記カルボニル基が、ケトン基又はカルボキシレート部分もしくはイミド部分の一部である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記界面活性剤の前記カルボニル基がカルボキシレート部分の一部である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記界面活性剤が残りの2つの原子の手を有しているスルホン部分を含み、前記残りの2つの原子の手の一方が炭素原子に結合しており、該残りの2つの原子の手の他方が、炭素原子又は窒素原子に結合している、請求項1〜6のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記界面活性剤がカルボニル部分及び親水性基を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記界面活性剤が、少なくとも4 個の炭素原子を有する炭素原子含有鎖を含む疎水性部分を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記炭素原子含有鎖が直鎖又は分枝鎖である、請求項9に記載の分散液。
- 前記炭素原子含有鎖が飽和結合である、請求項9又は10に記載の分散液。
- 前記界面活性剤がC4〜C16疎水性部分を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記界面活性剤が1個より多い疎水性部分を含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記親水性基はイオン性部分である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記親水性基が−COO−、−SO3 −又はPO3 2−部分を含む、請求項1〜14のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記親水性基が−O−SO3 −部分を含む、請求項1〜15のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記親水性基が、エーテル官能基又はヒドロキシル官能基から選択される非イオン性部分を含む、請求項1〜16のいずれか1項に記載の分散液。
- 式中、AがC4〜C16の疎水性部分であり、L1が酸素原子であり、Xがカルボニル基であり、L3が−(CH2)n−部分(式中、nは1〜5である)、及びBは−SO3−部分を含む、請求項18に記載の分散液。
- 前記界面活性剤がスルホコハク酸アルキルである、請求項1〜19のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記界面活性剤がジオクチルスルホサクシネートである、請求項1〜20のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記分散液が、少なくとも35wt%の水であって80wt%未満である水を含む、請求項1〜21のいずれか1項に記載の分散液。
- 少なくとも10wt%の(B)に記載のポリマー系材料であって、60wt%未満である前記(B)に記載のポリマー系材料を含む、請求項1〜22のいずれか1項に記載の分散液。
- 前記ポリマー系材料が100μm未満であって1μmより大きいD50を有する、請求項1〜23のいずれか1項に記載の分散液。
- (A) 水50〜70wt%と、
(B) ポリエーテルエーテルケトン又はポリエーテルケトン30〜50wt%と、
(C) カルボキシレート部分、アルキル部分及びスルホネート部分を含む界面活性剤2〜6wt%と
を含有して成る、請求項1〜24のいずれか1項に記載の分散液。 - 前記界面活性剤はジオクチルスルホコハク酸塩である、請求項25に記載の分散液。
- 水、ポリマー系材料及び界面活性剤を接触させる工程を含む、請求項1〜26のいずれか1項に記載の水性分散液の調製方法。
- 基材をコーティングする方法であって、基材を請求項1〜26のいずれか1項に記載の水性分散液、又は請求項27に従って調製した場合の水性分散液と接触させることを含む、基材をコーティングする方法。
- 請求項28に記載の方法においてコーティングされた基材。
- 請求項1〜25のいずれか1項に記載されるポリマー系材料;及び請求項1〜25のいずれか1項に記載される界面活性剤の残基を含んでなるコーティング材料。
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