JP6794543B2 - 変性反応性樹脂組成物、およびプロップ剤をコーティングするためのそれらの使用 - Google Patents
変性反応性樹脂組成物、およびプロップ剤をコーティングするためのそれらの使用 Download PDFInfo
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Description
(A)92重量%〜99.5重量%の、少なくとも1種の反応性樹脂と、
(B)0.5重量%〜8重量%の、式(Ia)、(Ib)、(VII)および(Id):
の単位からなる少なくとも1種のシリコーン樹脂と、
を含んでなり、
但し、
(B)において、少なくとも20mol%の前記式(Ia)もしくは(Ib)の単位、または前記2種の単位の混合物が存在すること、
(B)において、最大50mol%の前記式(Ib)の単位が存在すること、
(B)において、R17として、アルコキシ基が少なくとも5重量%の範囲で存在すること
を条件とする。
本発明の反応性樹脂組成物は、反応性樹脂(A)を1種のみ含んでなることが好ましい。
本発明の反応性樹脂組成物は、少なくとも1種のシリコーン樹脂(B)を、少なくとも0.5重量%および最大8重量%の量、好ましくは1重量%〜最大7重量%の量、特に好ましくは少なくとも2〜6重量%の量で含んでなる。
−CH2CH2(CH2)uO(C2H4O)v(C3H6O)w(C4H8O)xR9
(XIX)
で表されるポリエーテル基であり、
式中、
R9は1〜6個の炭素原子を有するドロカルビル基またはHであり、好ましくはMeまたはHであり;
Uは0または1〜16、好ましくは1〜4の整数であり;
vは0または1〜35、好ましくは1〜25の整数であり;
wは0または1〜35、好ましくは1〜25の整数であり;および
Xは0または1〜35、好ましくは1〜25の整数であるが、
但し、v+w+xの合計は、1〜70、好ましくは1〜50である。
Y1−COOH (VIII)
により表される。
式中、Y1は好ましくは、最大30個の炭素原子を有する二価の直鎖または分岐ヒドロカルビル基であり、ここでY1はまた、オレフィン性不飽和基またはヘテロ原子を含んでいてもよく、Y1基から、ケイ素原子に直接結合している原子は炭素原子である。前記Y1基中に典型的に存在し得るヘテロ原子を含む断片は:
−N(R5)−C(=O)−、−C−O−C−、−N(R5)−、−C(=O)−、−O−C(=O)−、−C−S−C−、−O−C(=O)−O−、−N(R5)−C(=O)−N(R5)−であり、ここで非対称の基は、いずれかの可能な方向から、前記Y1基に導入されていてもよく、R5はヒドロカルビル基または水素である。
Y1−C(=O)O−Y2 (IXa)
で表されるカルボン酸エステル基であり、式中、Y1は、上述の定義の通りであるか、または、さらなる実施形態において、Y1は前記式(IXa)中に全く存在しない。Y2基は、極めて一般的には、有機基である。Y2はまた、さらにヘテロ原子および有機官能基、例えば二重結合または酸素原子などを含んでいてもよいが、好ましくはない。Y2として好ましいものは、ヒドロカルビル基であり、例えば:メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基などのヘキシル基、n−ヘプチル基などのヘプチル基、n−オクチル基およびイソオクチル基(例えば2,2,4−トリメチルペンチル基)などのオクチル基、n−ノニル基などのノニル基、n−デシル基などのデシル基、n−ドデシル基などのドデシル基、ならびにn−オクタデシル基などのオクタデシル基、などのアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基およびメチルシクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基、アントリル基およびフェナントリル基などのアリール基;トリル基、キシリル基およびエチルフェニル基などのアルカリール基;ならびにベンジル基およびβ−フェニルエチル基などのアラルキル基である。特に好ましいヒドロカルビル基Y2は、メチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、フェニル基、n−オクチル基およびイソオクチル基である。
Y1−OC(=O)Y2 (IXb)
で表される形態の基を有していてもよく、式中、Y1およびY2は、式(IXa)における定義の通りである。
Y1−C−C(=O)−O−C(=O) (X)
Y1−R14C−C(=O)−O−C(=O)R15 (XI)
で表されるカルボン酸無水物基であってもよく、式中、Y1は、上述の定義の通りであり、R14およびR15はそれぞれ独立して、炭素数1〜8のヒドロカルビル基であり、このヒドロカルビル基は、所望によりヘテロ原子を含んでいてもよいが、好ましくはない。
Y1−P(=O)(OR16)2 (XII)
で表される、ホスホン酸基およびホスホン酸エステル基であり、式中、Y1は上述の定義の通りであり、R16基は好ましくは、独立して、水素、または最大18個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である。好ましいホスホン酸基は、R16が水素、メチル基またはエチル基であるものであるが、この列挙は、非限定的なものと解釈されるべきである。
Y1−CR7=CR8R9 (XIII)
Y1−C≡CR10 (XIV)
で表される、好ましいオレフィン性不飽和ヒドロカルビル基R17であり、式中、Y1は上述の定義の通りであるか、またはさらなる実施形態において、前記式(XIII)および(XIV)中に全く存在せず、R7、R8、R9およびR10基は独立して水素原子、または所望によりヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1〜8のヒドロカルビル基であり、ここで水素原子が最も好ましい基である。特に好ましい式(XIII)の基は、ビニル基、プロペニル基およびブテニル基であり、特に好ましくはビニル基である。式(XIII)の基はまた、スペーサーを介して結合したジエニル基であってもよく、例えば1,3−ブタジエニル、またはスペーサーを介して結合したイソプレニル基であってもよい。
式中、
R12は、基あたり1〜10個の炭素原子を有し、かつエーテル酸素原子により中断されていてもよい、二価のヒドロカルビル基であり;
R13は、水素原子、または、基あたり1〜10個の炭素原子を有し、かつエーテル酸素原子により中断されていてもよい、一価のヒドロカルビル基であり;
R11は、基あたり3〜12個の炭素原子を有する、三価のヒドロカルビル基であり;および
Zは0または1である。
3−グリシドキシプロピル基、
3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基、
2−(3,4−エポキシ−4−メチルシクロヘキシル)−2−メチルエチル基
3,4−エポキシブチル基、
5,6−エポキシヘキシル基、
7,8−エポキシデシル基、
11,12−エポキシドデシル基、および
13,14−エポキシテトラデシル基
である。
−R20−[NR21−R22−]nNR21 2 (XVIII)
で表されるアミノ基を有するものであり、
式中、
R20は、3〜18個の炭素原子を有する二価の直鎖または分岐ヒドロカルビル基であり、好ましくは3〜10個の炭素原子を有するアルキレン基であり;
R21は水素原子、1〜8個の炭素原子を有するアルキル基、またはアセチル基などのアシル基であり、好ましくは水素原子であり;
R22は1〜6個の炭素原子を有する二価のヒドロカルビル基であり、好ましくは1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基であり;
nは0、1、2、3または4であり、好ましくは0または1である。
i)反応性樹脂組成物のその場製造(in situ production)が、少なくとも1種の(B)と、少なくとも1種の20℃で自由流動性である(A)、250℃まで予備加熱することよって自由流動性になっている(A)、または好適な溶媒に溶かされている(A)および少なくとも1種のプロパントを、少なくとも1種の硬化剤(C)とともにまたはそれ無しで、かつ少なくとも1種の添加物(D)とともにまたはそれ無しで混合することによって行われ、
ii)その後、初めて硬化が行われる
ことを特徴とする。
好適なプロパントは、従来技術から長く当業者に公知であり、本発明のコーティングのために使用することができる。プロパントは典型的に、高強度の硬質粒子、例えば、石灰岩、大理石、ドロマイト、花崗岩などの岩石からなる砂または砂利であるが、ガラスビーズ、セラミック粒子、セラミック球等も挙げられる。このリストは、例示的かつ非限定的なものである。プロパント粒子は、本質的に球形、すなわち、ボール型の形状を示すことが好ましい。なぜなら、この形状の粒子は、未精製の油またはガスが流動できるように、充分な粒子間の空間を残せるからである。したがって、粗粒砂、ガラスビーズ、および中空のガラス球(マイクロバルーンと呼ばれる)が、プロパントとして好ましい。特に好ましいのは、プロパントとして、砂を用いることである。
好適な硬化剤は、従来技術から長く当業者に公知であり、使用される反応性樹脂に応じて選択される。ノボラック用の好ましい硬化剤(C)はウロトロピンである。(C)は、したがってウロトロピンも同様に、本発明の反応性樹脂組成物の量に基づいて、典型的に8%〜20重量%の範囲の量で使用される。ウロトロピンは、前記反応性樹脂の溶融物に、水溶液として添加することが好ましい。この種の方法も同様に当業者に公知であり、例えば、米国特許第4732920号に記載されている。
好適な添加剤(D)も同様に、従来技術から長く当業者に公知である。非排他的な例としては、帯電防止剤、分離剤、接着プロモーターなどである。
本発明の反応性樹脂組成物は、コーティングプロセスにおける、改善されたレベリング性を有する。その結果、表面はより均一にコーティングされ、より滑らかでより光沢のある表面を得ることができる。
先に使用される略語の意味は、実施例においても適用される。
PTFE=ポリテトラフルオロエチレン
rpm=毎分回転数
分子量分布は、重量平均Mwおよび数平均Mnとして、ポリスチレン標準および屈折率検出器(RI検出器)を用いて、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPCまたはサイズ排除クロマトグラフィー(SEC))法により測定される。特に断りがない限り、THFを溶出剤として使用し、DIN 55672−1に従って測定する。多分散性は、Mw/Mnの比率である。
ガラスフラスコを窒素でパージし、475gのノボラック「Resin 14772」(プラスチックエンジニアリング社、米国、シボイガン)を充填し、もう一度窒素でパージした。材料を120℃で溶融させた。次いで、420rpmにて、攪拌機を作動させた。以下の組成を有するシリコーン樹脂1:[PhSiO3/2]7.35[(3−グリシドキシプロピル)SiO3/2]4.20[Me2SiO2/2]3.45[MeO1/2]6.68[BuO1/2]0.64(SECによる分子量(溶出剤:THF):Mw=2,100g/mol;Mn=1,300g/mol;粘度:90〜135cSt;エポキシ当量:660〜680g/mol;エポキシ価:1.85mmol/g)を、25g添加し、混合物を420rpmで10分間撹拌した。液体材料を、熱い状態でPTFEフィルムの上に注ぎ、機械的に粉砕し、それにより、粒状材料を製造する。
実施例1の方法により、シリコーン樹脂1の代わりに、以下の組成を有するシリコーン樹脂2:[PhSiO3/2]7.30[(2−アミノ−エチル)−3−アミノプロピル−SiO3/2]2.62[Me2SiO2/2]3.86[MeO1/2]5.88[BuO1/2]0.57(SECによる分子量(溶出剤:THF/無水酢酸):Mw=1,800g/mol;Mn=1,200g/mol;粘度(動粘度、25℃):120mm2/s;アミン価:2.6〜2.9mmol/g)を、25g配合して、粒状材料を製造した。
実施例1の方法により、シリコーン樹脂1の代わりに、以下の組成を有するシリコーン樹脂3:[PhSiO3/2]9.44[MeSiO3/2]5.67[Me2SiO2/2]0.63[MeO1/2]6.77(SECによる分子量(溶出剤:THF):Mw=1,800g/mol;Mn=900g/mol;粘度(動粘度、25℃):280mm2/s)を、25g配合して、粒状材料を製造した。
実施例1の方法により、シリコーン樹脂1の代わりに、以下の組成を有するシリコーン樹脂4:[MeSiO3/2]23.14[EtO1/2]27.28(SECによる分子量(溶出剤:トルエン):Mw=2,560g/mol;Mn=900g/mol;粘度(絶対粘度、25℃):25mPa.s)を、25g配合して、粒状材料を製造した。
実施例1の方法により、シリコーン樹脂1の代わりに、以下の組成を有するシリコーン樹脂5:[Me3SiO1/2]26.65[ViMe2SiO1/2]3.72[SiO4/2]42.78[HO1/2]1.02[EtO1/2]5.93(SECによる分子量(溶出剤:トルエン):Mw=5,300g/mol;Mn=2,560g/mol)を、25g配合して、粒状材料を製造した。
ガラスフラスコを窒素でパージし、475gのノボラック「Resin 14772」(プラスチックエンジニアリング社、米国、シボイガン)を充填し、もう一度窒素でパージした。材料を120℃で溶融させた。次いで、420rpmにて、攪拌機を作動させた。以下の組成を有するシリコーン樹脂3:[PhSiO3/2]9.44[MeSiO3/2]5.67[Me2SiO2/2]0.63[MeO1/2]6.77(SECによる分子量(溶出剤:THF):Mw=1,800g/mol;Mn=900g/mol;粘度(動粘度、25℃):280mm2/s)を25g、およびシュウ酸を5g添加し、混合物を最初に、還流下、130℃で1時間、420rpmにて撹拌した。次いで、前記混合物を180℃まで2時間以内で加熱し、生じた凝縮物を取り除いた。その後、180℃でさらに30分間蒸留した。流動塊をPTFEフィルムの上に注ぎ、機械的に粉砕し、それにより粒状材料を製造した。
比較例V3は、未変性のノボラック「Resin 14772」(プラスチックエンジニアリング社、米国、シボイガン)であった。
試験片の作成およびQ−パネル試験シートのコーティングのための反応性樹脂溶液の調製
実施例3で得た本発明の変性フェノール樹脂を、それぞれの場合において10部、または比較例V2で得た本発明に係らない変性フェノール樹脂を10部、または純粋な変性フェノール樹脂、Resin 14772(プラスチックエンジニアリング社、米国、シボイガン)10部を、それぞれの場合において、1部のウロトロピンおよび10.0部の酢酸エチル(ベルントクラフト社(Bernd Kraft)製;>=99%)とともに、一晩撹拌することにより溶解した。
フェノール樹脂でコーティングされたQ−パネル試験シートの作成
脆さ測定実験のために、Q−パネル試験シートの、ブラシをかけた側をアセトンで3回清浄し、ヒュームフード内で1時間フラッシュオフ(flashed off)した。その後、3mLの、実施例6で得た適切なフェノール樹脂の溶液を各シートに塗布し、100μmのコーティングバーで広げた後、溶液をヒュームフード内で一晩蒸発させた。
耐久性の試験
ボール衝撃試験機により、独立した形態で、コーティングの安定性を調べることができる。この試験により、コーティングの弾性、耐衝撃性および破壊抵抗に関する結果が得られる。
コーティングされたプロパントの製造
20〜40メッシュのフラッキング砂を、3.5%の実施例1および2で得た本発明の樹脂、または、比較例として、3.5%の未変性のResin 14772(プラスチックエンジニアリング社、米国、シボイガン)および比較例V1で得た本発明に係らない樹脂で、溶融法によりコーティングし、樹脂の量に基づいて、10重量%のウロトロピンを用いて硬化した。
コーティングされたプロパントの圧力安定性の調査
実施例8に係るコーティングされたプロパントの圧力安定性を、DIN EN ISO 13503−2に従い、圧力14,000PSIおよび18,000PSIにて、調べた。結果を表2に示す。
Claims (11)
- (A)92重量%〜99.5重量%の、少なくとも1種の反応性樹脂と、
(B)0.5重量%〜8重量%の、式(Ia)、(Ib)、(VII)および(Id):
の単位からなる少なくとも1種のシリコーン樹脂と、
を含んでなり、
但し、
(B)において、少なくとも20mol%の前記式(Ia)もしくは(Ib)の単位、または前記2種の単位の混合物が存在すること、
(B)において、最大50mol%の前記式(Ib)の単位が存在すること、
(B)において、R 17 として、アルコキシ基が少なくとも5重量%の範囲で存在すること
を条件とする反応性樹脂組成物の、プロパントをコーティングするための使用。 - (B)が、少なくとも8.5重量%のアルコキシ基を含んでなることを特徴とする、請求項1に記載の使用。
- すべてのR17基のうちの少なくとも10mol%が、独立して、同一のまたは異なる、少なくとも3個の炭素原子を有する一価の置換または非置換有機基であることを特徴とする、請求項1または2に記載の使用。
- すべてのR17基のうちの少なくとも1mol%が、独立して、有機官能性基およびケイ素結合水素から選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載の使用。
- 同時に、さらなるR17基として、別の少なくとも1mol%が、独立して、有機官能性基およびケイ素結合水素から選択されることを特徴とする、請求項3に記載の使用。
- コーティングされたプロパントの製造方法であって、
(A)92重量%〜99.5重量%の、少なくとも1種の反応性樹脂と、
(B)0.5重量%〜8重量%の、式(Ia)、(Ib)、(VII)および(Id):
の単位からなる少なくとも1種のシリコーン樹脂と、
を含んでなり、
但し、
(B)において、少なくとも20mol%の前記式(Ia)もしくは(Ib)の単位、または前記2種の単位の混合物が存在すること、
(B)において、最大50mol%の前記式(Ib)の単位が存在すること、
(B)において、R 17 として、アルコキシ基が少なくとも5重量%の範囲で存在すること
を条件とする反応性樹脂組成物を、自由流動形態(すなわち、20℃で既に自由流動性であるか、または250℃までの加熱により溶融し、それゆえ自由流動性であるか、または好適な溶媒に溶解され、それゆえ自由流動性である形態)で、少なくとも1つの硬化剤(C)と一緒にまたは無しで、および少なくとも1つの添加剤(D)と一緒にまたは無しで、前記プロパントに塗布し、次いで硬化させることを特徴とする、方法。 - (B)が、少なくとも8.5重量%のアルコキシ基を含んでなることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- すべてのR 17 基のうちの少なくとも10mol%が、独立して、同一のまたは異なる、少なくとも3個の炭素原子を有する一価の置換または非置換有機基であることを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。
- すべてのR 17 基のうちの少なくとも1mol%が、独立して、有機官能性基およびケイ素結合水素から選択されることを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。
- 同時に、さらなるR 17 基として、別の少なくとも1mol%が、独立して、有機官能性基およびケイ素結合水素から選択されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- コーティングされたプロパントの製造方法であって、
i)(A)92重量%〜99.5重量%の、少なくとも1種の反応性樹脂と、
(B)0.5重量%〜8重量%の、式(Ia)、(Ib)、(VII)および(Id):
(式中、R 17 は、同一であるかまたは独立して異なる、官能基を有するかもしくは有さない一価の置換もしくは非置換の有機基、−OH基、または水素基である)
の単位からなる少なくとも1種のシリコーン樹脂と、
を含んでなり、
但し、
(B)において、少なくとも20mol%の前記式(Ia)もしくは(Ib)の単位、または前記2種の単位の混合物が存在すること、
(B)において、最大50mol%の前記式(Ib)の単位が存在すること、
(B)において、R 17 として、アルコキシ基が少なくとも5重量%の範囲で存在すること
を条件とする反応性樹脂組成物の製造が、
少なくとも1種の(B)と、
少なくとも1種の20℃で自由流動性である(A)、250℃まで予備加熱することによって自由流動性になっている(A)、または好適な溶媒に溶かされている(A)と、
少なくとも1種のプロパントとを、
少なくとも1種の硬化剤(C)とともにまたはそれ無しで、
少なくとも1種の添加物(D)とともにまたはそれ無しで
混合することによって、前記プロパントの存在下において現場プロセスで行われ、
ii)その後、初めて硬化が行われる
ことを特徴とする、方法。
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