JP5642543B2 - 水分散性ポリイソシアネート組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、以下のもの:I)1つのアルコキシ末端ポリオキシエチレンおよび/またはポリオキシプロピレン鎖を含む1,3−または1,2−非イオン性ジオールとの反応により親水性となったポリイソシアネート、ならびにII)少なくとも1つのリン酸基を有する1種または2種以上の酸型エトキシル化アルコールホスフェートを含む非水性水分散性組成物に関する。
革、接着剤、塗料およびニス分野における親水性ポリイソシアネート架橋剤の使用は、長期間にわたり知られている。
一般的に、乳化可能なまたは水分散性ポリイソシアネート組成物は、他の生成物と共に、主に水性ポリウレタンもしくはポリアクリレート水性分散体および/またはエマルジョン類と共に、用いる直前に同時配合され(co-formulate)、処理するべき品目に対して適用される。
多くの特許明細書には、架橋剤として有用な水分散性ポリイソシアネートの調製および使用が記載されている。
本発明者らの特許出願EP 1 567 574において、ポリイソシアネート、ブロッキング剤(blocking agent)および1,3−または1,2−非イオン性ジオールの反応から得られた、ブロックポリイソシアネートの安定な水性分散体、これと共に織物仕上げ剤の調製におけるこれらの使用が記載されている。
本発明の他の目的は、水中で容易に分散可能であり、工業的使用に適する程度に安定である、非ブロック非イオン性親水性ポリイソシアネートを含む組成物を提供することにある。
[RO−(CH2CH2O)s]tP(=O)−(OH)3−t
式中、Rは、4〜20個の炭素原子を有する飽和または不飽和の直鎖状または分枝状アルキル基であり、sは2〜20の数であり、tは1または2である。
nは、0〜40の数であり;
mは、0〜40の数であり;
合計n+mは、20〜80、好ましくは20〜40の数である。
で表される1,3−ジオールは、本発明を実現するために好ましい;そのようなジオールの例は、Tegomer(登録商標)D-3403およびTegomer(登録商標)D-3123であり、これは、Th. Goldschmidt AGにより市販されている。
好ましい態様において、本発明の組成物はi)、ii)およびiii)からなる。
したがって、下記のように、ポリイソシアネートの合成の間または調製の終了時の両方において、エトキシル化アルコールホスフェートを、酸型、無水型、または1%より少量の水と共に加えることが可能である。
本発明の組成物から得られる水分散体は、高い安定性により、これらが産業的用途において用いるのに特に好適になる。
本発明の手順から得られる組成物を、革、紙、ボール紙、プラスチックおよび金属のためのコーティングを調製するために、織物および繊維のための接着剤、捺染糊および含浸剤を調製するために有利に用いることができる。
ポリエーテル1=Tegomer(登録商標)D-3403、1220g/molの分子量および、R1が(III)であり、R2がメチルであり、R3がエチルであり、m=0である一般式Iを有する、本発明のエトキシル化ジオール;Th. Goldschmidt AGにより市販されている。
ポリエーテル2=メタノールのエトキシル化から得られるモノヒドロキシポリエーテル(分子量500g/mol)。
ポリイソシアネート2=Tolonate(登録商標)HDB LV、ヘキサメチレンジイソシアネートビウレット化からの生成物、23,0±1%のイソシアネート基の含量を有する、乾燥含量100%;Rhodiaにより市販されている。
ポリイソシアネート3=Desmodur(登録商標)XP2410、ヘキサメチレンジイソシアネートイソシアヌル化からの生成物、24,0±1%のイソシアネート基の含量を有する、乾燥含量100%; Bayerにより市販されている。
Rolflex(登録商標)D148=ポリエーテルをベースとする脂肪族ポリウレタン分散体、乾燥含量35%、Cesalpinia Chemicals, Italyにより市販されている。
Basonat(登録商標)HW/PC=ポリイソシアネート架橋剤、BASF, Germanyにより市販されている。
82.458g(135ミリ当量)のポリエーテル1および100gの界面活性剤1を、機械的攪拌機、温度計およびコンデンサーを備えた反応器中に、窒素雰囲気下で室温にて充填する。Karl Fisher滴定により測定される残留含水量を0.05%より低い値に減少させるために、混合物を真空下で蒸留する。
次に、混合物を90℃に加熱し、(すべての例において方法ASTM D2572により決定して)18%のイソシアネート基百分率値を達成するまで85〜90℃にて約1時間維持する。
25℃にて3,200mPa*sのBrookfield(登録商標)粘度を有する黄色の透明な液体組成物が得られる(架橋剤1)。
80gの架橋剤1を、Dow ChemicalsによりProglyde(登録商標)DMMとして市販されている20gのジプロピレングリコールジメチルエーテルと混合する。
25℃にて550mPa*sのBrookfield(登録商標)粘度を有する組成物が得られる。
80gの架橋剤1を、BASFにより市販されている20gのプロピレンカーボネートと混合する。
例4
80gの架橋剤1を、DuPontによりDBE-IBとして市販されている20gの二塩基性エステルと混合する。
例5
80gの架橋剤1を、20gのグリオキサールテトラメチルアセタールと混合する。
80gの架橋剤1を、CognisによりAgnique(登録商標)KE 3308として市販されている20gの脂肪酸ジメチルアミドと混合する。
例7
80gの架橋剤1を、BASFにより市販されている20gのエチルピロリドンと混合する。
例8
80gの架橋剤1を、Dow ChemicalsによりDowanol(登録商標)PGDAとして市販されている20gのプロピレングリコールジアセテートと混合する。
エトキシル化アルコールホスフェート(界面活性剤1)を完全に中和するために、80gの架橋剤1を、Dow ChemicalsによりProglyde(登録商標)DMMとして市販されている20gのジプロピレングリコールジメチルエーテルと、および3.4gのトリエチルアミンと混合する。。
US 5,852,111に従って塩型イオン性界面活性剤の存在下で行う親水性ポリイソシアネート架橋剤を含む組成物の合成。
ポリエーテル2を、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム(70%の乾燥含量を有するイオン性界面活性剤、Cesalpinia ChemicalsによりIMBIROL OT/NA/7として市販されている)と、乾燥含量で表して2:1の重量比において混合する。
1000gのポリイソシアネート2を、蒸留から得られた300gの混合物に加え、混合物を90℃にて2時間維持する。
16.68%の残留イソシアネート基百分率を有する架橋組成物が得られる。
42.186g(69ミリ当量)のポリエーテル1および50gの界面活性剤1を、機械的攪拌機、温度計およびコンデンサーを備えた反応器中に、室温にて窒素雰囲気下で充填する。Karl Fisher滴定により測定される残留含水量を0.05%より低い値に減少させるために、混合物を真空下で蒸留する。40℃の温度にて窒素雰囲気下で、407.814gのポリイソシアネート2(2255ミリ当量)を、撹拌しながら加える。次に、混合物を90℃に加熱し、イソシアネート基の百分率値が18,3%となるまで85〜90℃にて約1時間維持する。樹脂を冷却し、125gのProglyde(登録商標)DMMを加える。
25℃にて530mPas*sの粘度を有する透明な黄色の液体組成物が得られる。
窒素雰囲気下でおよび周囲温度にて、34.366g(563ミリ当量)のポリエーテル1、60gの界面活性剤1および180gのProglyde(登録商標)DMMを、機械的攪拌機、温度計およびコンデンサーを備えた反応器中に充填する。Karl Fisher滴定により測定される残留含水量を0.05%より低い値に減少させるために、混合物を真空下で蒸留する。325.634g(1840ミリ当量)のポリイソシアネート3を、撹拌しながら40℃の温度にて窒素雰囲気下で充填する。次に、混合物を90℃にて加熱し、12,5%のイソシアネート基の百分率値を達成するまで85〜90℃の温度にて約1時間維持する。
25℃にて440mPa*sの粘度を有する黄色を呈する室温にて透明な液体の組成物が得られる。
56,00g(112ミリ当量)のポリエーテル2および100gのBASFにより市販されているプロピレンカーボネートを、窒素雰囲気下で室温にて機械的攪拌機、温度計およびコンデンサーを備えた反応器中に充填する。Karl Fisher滴定により測定される残留含水量を0.05%より低い値に減少させるために、混合物を真空下で蒸留する。40℃の温度にて窒素雰囲気中で、344,00g(1860ミリ当量)のポリイソシアネート1を、撹拌しながら加える。次に、混合物を90℃に加熱し、16%のイソシアネート基の百分率値を達成するまで85〜90℃にて約1時間維持する。
25℃にて370mPa*sの粘度を有する透明な液体樹脂が得られる。
100グラムの例13から得られた生成物を、10gの界面活性剤1および2.5gのプロピレンカーボネートと混合する。
上記の例から得られる架橋組成物を、撹拌しながら室温にて、ポリイソシアネート乾燥含量で表して3%の濃度にて水中に分散させた。
24時間後、分散体の平均粒子直径(D)および標準偏差(DS)を、Coulter N4 Plusにより測定した。
結果を表1に報告する。
上記の例から得られる架橋組成物および市場で入手できる架橋剤を、Cesalpinia Chemicalsにより市販されているポリウレタン水性分散体Rolflex(登録商標)D148に、3%(乾燥含量)の架橋剤濃度にて加え、混合物を室温にて撹拌する。
UNICHEM SpA, Nova 2090/03により市販されている光沢がある固定剤のためのポリウレタン分散体を、例2からもしくは例13から得られる生成物3%、または市場で入手できる架橋剤3%と、フルグレインをベースとする革上で架橋させる。
Nova 2090/03および架橋剤混合物を、その調製から2時間後に噴霧により適用し、革の表面を24時間後に分析する。
10gの架橋組成物を、機械的に撹拌しながら90gの水中に室温にて分散させる。
−NCO基の初期%(%t0)を決定する。
分散体を室温にて6時間放置し、−NCO基の%を再び決定する(%t6h)。
%t0、%t6hおよびそれらの差異(D%)を表4に報告する。
Claims (10)
- i)a)分子あたり3〜10個のイソシアネート基を含む脂肪族または脂環式ポリイソシアネート;b)1つのアルコキシ末端ポリオキシエチレンおよび/またはポリオキシプロピレン鎖を含む少なくとも1種の1,3−または1,2−非イオン性ジオールの反応から得られる、30〜99重量%の1種または2種以上の非ブロック非イオン性親水性ポリイソシアネート;
ii)1〜20重量%の、式
[RO−(CH2CH2O)s]tP(=O)−(OH)3−t
式中、Rは4〜20個の炭素原子を有する飽和の、直鎖状または分枝状アルキル基であり、sは2〜20の数であり、tは1または2である、
を有する1種または2種以上の酸型エトキシル化アルコールホスフェート;
iii)水と混和可能な0〜50重量%の有機溶媒
を含む、非水性組成物。 - 5〜15重量%の酸型エトキシル化アルコールホスフェートを含む、請求項1に記載の非水性組成物。
- Rが、12〜15個の炭素原子を有する飽和の直鎖状または分枝状アルキル基であり、sが4〜10の数である、請求項1に記載の非水性組成物。
- 1つのアルコキシ末端ポリオキシエチレンおよび/またはポリオキシプロピレン鎖を含む1,3−または1,2−非イオン性ジオールが、一般式:
nは、0〜40の数であり;
mは、0〜40の数であり;
合計n+mは、20〜80の数である、
を有する、請求項1に記載の非水性組成物。 - ジオールが、式(I)
を有する1,3−ジオールである、請求項4に記載の非水性組成物。 - 非ブロック非イオン性親水性ポリイソシアネートが、1,3−および/または1,2−非イオン性ジオールから誘導されるポリオキシエチレンおよび/またはポリオキシプロピレン鎖1〜25重量%、ならびに、ポリイソシアネートと、メタノール、n−ブタノール、シクロヘキサノール、3−メチル−3−ヒドロキシメチルオキシエタン、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロールおよびトリメチロールプロパンならびにそれらの混合物のエトキシル化および/またはプロポキシル化誘導体から選択されるエトキシル化および/またはプロポキシル化アルコールとの反応から誘導されるポリオキシエチレンおよび/またはポリオキシプロピレン鎖0〜10重量%を含む、請求項1に記載の非水性組成物。
- 非ブロック非イオン性親水性ポリイソシアネートが、1,3−および/または1,2−非イオン性ジオールから誘導されるポリオキシエチレンおよび/またはポリオキシプロピレン鎖を3〜15重量%含む、請求項6に記載の非水性組成物。
- 非ブロック非イオン性親水性ポリイソシアネートが、ポリイソシアネートの三量化、ビウレット化、ウレタン化またはアロファネート化から得られる化合物である、請求項5に記載の非水性組成物。
- 非ブロック非イオン性親水性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からのイソシアヌラートである、請求項8に記載の非水性組成物。
- 有機溶媒が、アセトン、エチルメチルケトン、シクロヘキサノン、1,3−ジオキソラン、ジブチルエーテル、ジメチル、ジエチルまたはジブチルセロソルブ、ジメチル、ジエチルまたはジブチルカルビトール、プロピレングリコールジメチル、ジエチルまたはジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメトキシメタン、アジピン酸またはコハク酸のメチルエステル、エチルアセテート、ブチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、グリオキサールテトラメチルアセタール、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルピロリドン、メチルピロリドンおよびそれらの混合物から選択される、請求項1に記載の非水性組成物。
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