KR20030022319A - 알콜-물 계 중의 폴리우레탄 분산액 - Google Patents

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Abstract

폴리우레탄 분산액 및 그의 제조방법이 제공된다. 폴리우레탄 분산액은 알콜 및 물의 혼합물 중에서 안정하다. 분산액은 (a)(i) N, O 및 S에 의해 임의 치환된 알킬, 아릴 또는 아랄킬 구조를 갖는 알콜불용성의 하나 이상의 다작용성 올리고머 수소화합물; (ii) 하나 이상의 폴리이소시아네이트; 및 (iii) 알콜 및 물의 혼합물에 용해될 수 있는 하나 이상의 다작용성 수소 화합물의 반응생성물을 포함하는 이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프레폴리머; b) 다관능성 사슬연장제; 및 (c) 일관능성 사슬종결제의 반응생성물을 포함하고, 여기서, 프레폴리머 이소시아네이트에 대한 이관능성 사슬연장제의 당량비는 0.60 내지 1.20이다.

Description

알콜-물 계 중의 폴리우레탄 분산액 {Polyurethane Dispersion in Alcohol-Water System}
폴리우레탄은 다관능성 이소시아네이트와 다관능성 알콜이 반응하여 우레탄 결합을 형성함으로써 제조된 폴리머를 기술하는 데 사용되는 포괄적 용어이다. 또, "폴리우레탄"이라는 용어는 보다 더 포괄적으로는 폴리이소시아네이트와 다관능성 알콜, 아민 및 메르캅탄을 포함하는 다작용성 수소화합물과의 반응생성물을 의미하는 데도 사용되어 왔다. 폴리우레탄은 엘라스토머, 접착제, 코팅 및 함침제로서의 응용을 포함하는 다양한 응용에 사용된다.
코팅으로 응용하기 위해, 폴리우레탄 폴리머는 그의 골격에 안정화기를 혼입시킴으로써 물 중에 분산시킬 수 있다. 음이온성, 양이온성 및 비이온성 분산 안정화기가 사용되었다. 다양한 폴리우레탄 수분산액이 당업계 숙련자에 의해 제조되었다. 예를들면, US-A 3,479,310(디터리치(Dieterich) 등)에는 방수 코팅으로 사용하기 위한 물에 분산된 폴리우레탄 폴리머가 기재되어 있다. 이 폴리머는 폴리히드록시 화합물, 폴리이소시아네이트, 임의의 사슬확장제(chain lengtheningagent) 및 충분량의 이온염형기를 갖는 성분으로부터 제조된다. US-A 4,307,219(라슨(Larson))에는 친수성 디올, 소수성 디올, 디이소시아네이트, 및 임의로, 사슬연장제의 반응에 의해 제조된 수분산성 폴리우레탄 수지가 기재되어 있다. 이러한 우레탄 수지는 보호 코팅, 프라이머 및 결합제로서 사용될 수 있다.
폴리우레탄의 수분산액이 널리 알려져 있긴 하지만, 본 발명자들은 알콜-물 용매계 중의 안정한 폴리우레탄 분산액, 특히 친수성 안정화 부분이 존재하지 않는 물-알콜 용매계 중의 안정한 폴리우레탄 분산액에 대해 언급하는 어떠한 참조문헌도 알지 못한다. 히드로-알콜(즉, 알콜-물)계 중의 안정한 폴리우레탄 분산액은 적어도 두가지 이유에서 특히 어렵다.
첫째, 물에 저급 알콜(예: C1내지 C4)의 첨가는 용매계의 표면장력을 감소시킨다. 예를들면, 순수한 물 계가 약 20 ℃에서 약 72 dyne/㎝의 표면장력을 가짐에 비해 물 중의 40 중량% 에탄올 계는 약 31 dyne/㎝의 표면장력을 갖는다. 물 중의 60 중량% 에탄올 계는 약 20 ℃에서 27 dyne/㎝의 표면장력을 갖는다. 표면장력 감소는 분산액을 제조하는 동안 친수성 및 소수성 영역을 자기회합할 수 있는 능력에 영향을 줄 수 있다. 둘째, 폴리우레탄 성분들(즉, 출발 반응물질) 중에는 히드로-알콜 용매계에 용해될 수 있는 것이 많으며, 이는 분산액을 생성하는 것이 아니라 용액을 생성하게 된다. 폴리머 용액은 폴리머 분산액보다 실질적으로 더 높은 점도를 가지고, 이 때문에 용액은 코팅 및 분무 작업과 같은 일부 작업에서는 가공이 더 어렵다. 또, 폴리머 용액은 폴리머 분산액에 비해 더 낮은 퍼센트 고형물을 달성하는 경향이 있고, 이 때문에 폴리머 용액은 코팅 작업 및 운반(shipping)시에는 별로 매력을 끌지 못한다. 또, 낮은 고형물 용액은 존재하는 용매의 양이 더 많고 그 용매에 대한 폴리머의 친화성이 더 높기 때문에 분산액보다 더 긴 건조시간을 필요로 한다. 게다가, 용해될 수 있는 폴리머의 분자량은 분산액의 분자량보다 훨씬 더 낮다.
US-A 4,507,430(쉬마다(Shimada) 등)에는 수소화 폴리알카디엔 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 포함하는 폴리우레탄 수에멀젼이 기재되어 있다. 쉬마다 등의 문헌에는 그 물질이 폴리올레핀 수지를 위한 접착제 또는 코팅 물질로서 유용하고, 습식도포해서 건조시키거나 또는 열 및 압력을 필요로 하는 건식 라미네이션에 의해 결합시킬 수 있다고 기재되어 있다. 히드로-알콜 용매계 중의 폴리우레탄 분산액에 대한 기재는 없다.
US-A Re. 34,730(살라틴(Salatin) 등)에는 (a) (i) 50 중량% 이상의 C18-60장쇄 산으로 이루어진 카르복실산 성분과 폴리올의 반응에 의해 생성된 폴리에스테르 수지 성분 및 (ii) 아민으로 중화된 하나 이상의 카르복실산 관능기 및 하나 이상의 활성수소 관능기를 갖는 하나 이상의 다관능성 화합물의 혼합물로 이루어진 음이온성 폴리우레탄 수지; (b) 가교제와 조합된 폴리이소시아네이트; 및 (c) 레올로지 조절제를 포함하는 수성 베이스코트 조성물이 기재되어 있다. US-A 5,326,815(서듀크(Serdiuk) 등)에는 (a) 수성 매질; (b) (i) 둘 이상의 카르복실산을 포함하는 카르복실산 성분, C36이량체 지방알콜 및 단쇄 폴리올의 반응생성물인 히드록시관능성 폴리에스테르 수지 성분, (ii) 하나 이상의 활성수소기 및 하나 이상의 물 안정화기를 갖는 다관능성 화합물, (iii) 활성수소 함유 캡핑제 또는 사슬연장제, 및 (iv) 폴리이소시아네이트의 반응생성물인 수분산성 폴리우레탄 수지; 및 (c) 아미노플라스트 가교제를 포함하는 코팅 조성물이 기재되어 있다. 활성수소 함유 캡핑제는 과량으로 사용되어 이소시아네이트 관능성 프레폴리머를 종결시키고, 가교제와의 반응을 위한 말단 히드록실기를 제공한다. 베이스코트 조성물을 위한 폴리우레탄 수분산액에 이량체 산으로부터 유래된 폴리에스테르 또는 이량체 지방 알콜을 사용하는 것을 기재하고 있는 다른 특허로는 US-A 4,423,179(Guagliardo), US-A 5,334,650(Serdiuk 등), 및 US-A 5,370,910(Hille 등)가 있다. 상기 참조문헌 중 어느 것에도 알콜-물 계 중의 폴리우레탄 분산액이 기재되어 있지 않다.
US-A 5,672,653(Frisch 등)에는 (a) 히드록시 말단 폴리부타디엔 수지, 지방족 이소시아네이트, 및 산기 함유 디올로부터 프레폴리머를 형성하고; (b) 그 산을 중화시키고, 물 중에 분산시키고; (c) 디아민으로 프레폴리머를 사슬연장시킴으로써 제조된 음이온성 폴리우레탄 수분산액이 기재되어 있다.
접착제의 콜드시일 성질은 당업계 숙련자들에 의해 논의되어 왔다. 예를들면, US-A 5,616,400(장(Zhang))에는 폴리에스테르 폴리올 50 내지 80%, 지방족 디이소시아네이트 15 내지 25%, 및 염기로 중화된 디메틸올 프로피온산 3 내지 6%의 반응생성물(Tg는 약 -20℃ 내지 5℃임)을 주성분으로 하는 건조 콜드시일 접착제로 코팅된 시트 물질이 기재되어 있다. US-A 5,981,650(Zhao 등)에는 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올 블렌드, 지방족 디이소시아네이트 및 디메틸올 프로피온산의 반응생성물인 -50℃ 내지 10℃의 Tg를 갖는 폴리우레탄 아이오노머(ionomer) 30 내지 55%를 함유하고 유기 NCO 함유 부분과 계내에서 반응하는 콜로이드성 무정형 실리카 0.05% 내지 4%를 갖는 콜드시일 접착제 수분산액이 기재되어 있다. 이 특허에는 알콜불용성 올리고머 디올을 사용하는 것이 기재되어 있지 않고, 또 콜드시일 접착제 성질을 주기 위해서는 사슬종결제 사용을 통한 분자량 조절이 중요하다는 것도 기재되어 있지 않다.
화장품 제제에 사용하기 위한 수용성 또는 수분산성 폴리우레탄이 기재되어 있다. EP 656,021 B1(Son 등), WO 96/14049(Emmerling 등), US-A 5,643,581 (Mougin 등), US-A 5,874,072(Alwattari 등), US-A 5,972,354(de la Poterie 등), WO 99/43289 (Ohta 등), EP 938,889 A2(Son 등) 및 US-A 5,968,494(Kukkala 등)가 대표적인 것이다. 어느 것에서도 폴리우레탄 제조에 올리고머 알콜불용성 디올과 같은 올리고머 알콜불용성 다작용성 수소화합물을 사용하고 있지 않다.
위에서 논의한 기술들은 어느 것도 콜드시일 접착제 성질을 주기 위해서는 사슬종결제 사용을 통한 분자량 조절이 중요함을 인식하지 못하고 있고, 또 화장품 또는 의약품 제제에 이러한 물질을 사용할 것을 제안하지도 않고 있다.
당업계에서는 다음 성질 중 하나 이상을 갖는 물-알콜 용매계 중의 안정한 폴리우레탄 분산액을 필요로 하고 있다: 히드로-알콜 계 중에서 안정한 분산액을 형성할 수 있는 성질, 간단한 주변 증발에 의해 피부 또는 모발에 필름을 신속하게 형성할 수 있는 성질, 및 높은 고형물 수준을 달성할 수 있는 성질. 게다가, 분산액을 건조시킴으로써 형성된 필름은 다음 성질들 중 하나 이상을 나타낸다: 자기접착성은 높지만 점착성이 낮음, 낮은 습기민감도 및 높은 인장강도.
본 발명은 알콜-물 계 중의 안정한 폴리우레탄 분산액 형택의 콜드시일(cold seal) 접착제 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 히드로-알콜계 존재 하에서 제조될 수 있고 거기에 분산되는 신규 폴리우레탄-우레아 분산액을 제공한다. 본원에서 사용된 "히드로-알콜"이라는 용어는 물과 혼합된 C1내지 C4저급 알콜에 기초한 용매를 의미하고, 여기서, 저급 알콜 대 물의 중량비는 바람직하게는 20:80 이상, 더 바람직하게는 40:60 이상, 훨씬 더 바람직하게는 60:40 이상, 가장 바람직하게는 70:30 이상이다. 바람직한 저급 알콜은 에탄올, 2-프로판올 및 n-프로판올을 포함한다. "히드로-알콜"이라는 용어는 "알콜-물"이라는 용어와 동의어이다.
본원에서 사용된 "분산액"이라는 용어는 일반적으로 하나의 상이 벌크 물질 전체에 분포된 분리된 입자들을 함유하는 2상계를 의미하고, 여기서 입자들은 분산상 또는 내부상이고, 벌크 물질은 연속상 또는 외부상이다. 본 발명에서, 연속상은 알콜-물 혼합물이고, 폴리우레탄 중의 적어도 일부가 분리된 입자로서 존재한다. 또, "분산액"이라는 용어는 반드시 전체 폴리우레탄 폴리머가 알콜-물 불용성이어야 할 필요는 없으며, 폴리머 중 일부는 알콜-물 혼합물 중에 용해될 수 있음을 의미한다. 분산액은 용매계에 불용성인 일부 성분들을 사용함으로써 가능하다. 분산액은 주위 조건 하에서 안정한 것이 바람직하다. 바람직한 분산액은 실온에서 30일 초과, 바람직하게는 90일 초과, 더 바람직하게는 180일 초과, 가장 바람직하게는 360일 초과 동안 안정하다.
본 발명의 한 면에서는, 기판에 코팅되었을 때 높은 응집강도를 갖는 필름, 즉 자기자신에 대한 접착성이 높은 필름을 형성하는 물질을 생성하도록 폴리우레탄 폴리머의 분자량을 계획적으로 제한한다. 게다가, 이들 신규 제제 중에는 유리와 같은 다른 표면에 대한 접착성이 매우 낮은 것이 많다.
간략하게 요약하면, 일면으로서, 본 발명은
(a) (i) N, O, S 및 그의 조합에 의해 임의 치환된 알킬, 아릴 또는 아랄킬 구조를 갖는 알콜불용성의 하나 이상의 다작용성 수소 화합물(편의상, 성분 "A"라고 부름); (ii) 하나 이상의 폴리이소시아네이트; 및 (iii) 알콜 및 물의 혼합물에 용해될 수 있는 하나 이상의 다작용성 수소화합물(편의상, 성분 "B"라고 부름)의 반응생성물을 포함하는 이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프레폴리머;
(b) 다관능성 사슬연장제; 및
(c) 사슬종결제
의 반응생성물을 포함하는 알콜 및 물의 혼합물 중에서 안정한 폴리우레탄 분산액을 제공한다. 한 실시태양에서, 사슬연장제 상의 활성수소 대 프레폴리머 이소시아네이트의 당량비는 0.6:1 내지 1.20:1이다. 또다른 실시태양에서, 사슬종결제는 일관능성 히드록시 또는 아민이다.
바람직한 실시태양에서, 본 발명의 폴리우레탄 분산액은 알콜 및 물의 혼합물 중에서 안정하고, 이 분산액은 (a) (i) 수소화 폴리부타디엔 디올 약 20 내지 30 중량부, (ii) 이소포론 디이소시아네이트 약 15 내지 30 중량부, (iii) 술폰화 폴리에스테르 디올 약 0 내지 10 중량부, 및 (iv) 폴리테트라메틸렌 옥사이드 디올약 25 내지 75 중량부의 반응생성물을 포함하는 이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프레폴리머; (b) 에틸렌 디아민 약 0.05 내지 5 중량부; 및 (c) 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 약 0 내지 5 중량부의 반응생성물을 포함한다.
또다른 실시태양에서, 본 발명의 폴리우레탄 분산액은 콜드시일 접착제로서 유용하다. 본원에서 사용되는 "콜드시일 접착제"(흔히 "접촉형 접착제"라고 불림)라는 용어는 접착제가 우수한 자기접착성을 보이고, 대표적으로 약 15 내지 50 ℃의 온도에서 화학적으로 상이한 표면에는 비접착하거나 또는 아주 약하게만 접착하는 것을 의미한다. 콜드시일 접착제가 서로 마주 대하여 놓였을 때, 그것은 대표적으로 결합을 달성하는 데 중간 압력(예: 손가락으로 누름으로써 발휘되는 압력)을 필요로 하고, 상당히 높은 온도의 사용을 필요로 하지 않는다. 즉, 결합이 약 50 ℃ 이하의 온도에서 뿐만 아니라 실온(즉, 약 20 내지 30 ℃) 및 훨씬 더 낮은 온도(예: 약 15 ℃)에서도 형성될 수 있다. 콜드시일 접착제가 결합을 형성하는 데는 대표적으로 열경화제 또는 열가교제가 필요하지 않다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 어떤 물질이 상당히 높은 온도를 필요로 함이 없이 (예: 약 50 ℃보다 높은 온도를 필요로 함이 없이) 압력 또는 힘 작용 하에서 자기자신 또는 화학적으로 유사한 물질과 우선적으로 접착할 때 그 물질은 "자기접착성"을 갖는다고 말한다. 본 발명의 바람직한 조성물은 실온(약 20 내지 30 ℃)에서 자기자신과 접촉하는 즉시 자기접착성을 보인다. 앞문장에서 사용된 "즉시"라는 용어는 응용에 따라 수분 미만(예를들면 약 5분), 바람직하게는 1분 미만, 더 바람직하게는 30초 미만을 의미한다.
콜드시일 접착제는 감압접착제(pressure sensitive adhesive,PSA)와는 구별되어야 한다. PSA는 대표적으로 실온에서 점착성을 가지고, 결합을 달성하는 데 중간압력(손가락으로 누름으로써 발휘되는 압력)을 필요로 하고, 폭넓고 다양한 상이한 기판에 접착한다. PSA는 중간압력 적용 후 폭넓고 다양한 기판에 영구적이고 적극적인 점착성을 보이는 접착제를 의미하는 것으로 통상적으로 이해된다. PSA의 승인된 정량적 설명은 달퀴스트(Dahlquist) 기준선에 의해 주어지고, 달퀴스트 기준선은 약 3 x 105파스칼 미만의 저장탄성계수(G')(약 20 내지 22 ℃의 온도에서 10 라디안/초로 측정함)를 갖는 물질은 PSA 성질을 갖지만, 이 값을 초과하는 G'를 갖는 물질은 PSA 성질을 갖지 않는다는 것을 가리킨다.
본 발명의 폴리우레탄 분산액은 콜드시일 성질이 요망되는 다양한 응용에 유용하다. 이러한 응용은 셀프시일(self-seal)형 봉투 제조; 가열을 피해야 하는 식품 포장 응용(특히, 아이스크림, 각설탕, 티백, 구운 제품, 스낵, 우유 및 유제픔. 건조 및 냉동 식품, 쵸콜릿 및 기타 사탕, 육류, 음료, 양념류/스파이스, 소스 및 애완동물용 음식); 카톤(carton), 백(bag) 및 다른 용기의 시일링(sealing); 번들링(bundling) 테이프; 제본; 담배 및 세정제 포장; 액체 포장; 및 트위스트 랩(twist wrap), 의료용 포장용품, 기저귀 클로저(diaper closure) 및 피부 접착형 의료용품을 포함한다.
본 발명의 조성물의 이점은 올리고머 알콜불용성 다작용성 수소화합물을 사용한다는 점이다. 그의 소수성 성질 때문에, 이 화합물은 종래기술의 합성 콜드시일 접착제에 비해 더 신속한 건조 및 개선된 가수분해안정성을 제공한다. 본 발명의 조성물의 추가의 이점은 그것이 저에너지 기판에 대해 천연고무계 콜드시일 접착제에 의해 제공되는 것과 유사한 접착성을 갖지만 이러한 접착제와 연관된 불리한 점은 갖지 않는다는 점이다. 그러한 불리한 점은 변색, 불쾌한 악취, 습윤형태에서의 바람직하지 않은 기포형성, 과민반응, 및 천연 라텍스 단백질의 존재로 인한 아나필락틱 쇽 가능성을 포함한다.
본 발명의 조성물의 또다른 이점은 그것이 자기접착성 성질을 나타내는 것 이외에 낮은 점도 및 신속건조 성질도 갖는다는 점이다. 따라서, 이 조성물은 US-A 4,699,133(Schafer 등), US-A 5,230,701(Meyer 등), US-A 5,692,937(Zhang) 및 US-A 5,843,523(Mazza 등)에 기재된 것과 같은 탄성점착붕대 제조방법에서 포화제로서 사용하기에 적당하다.
본 발명의 조성물의 추가의 이점은 그것이 소수성 필름을 형성할 수 있는 능력을 갖는다는 점이고, 이 능력 때문에 화장품 응용에 유용하다. 이러한 응용은 어느 정도의 내수성, 이동 저항성, 또는 피부, 손톱 또는 모발에 대한 향료의 지속성을 필요로 한다. 그 응용은 예를들면 메이크업 화장품 또는 보호 화장품 응용, 예를들면 마스카라, 파운데이션, 루즈, 페이스파우더, 아이라이너, 아이섀도우, 곤충기피제, 네일폴리쉬, 스킨모이스춰라이저, 스킨크림 및 바디로션, 립스틱 및 썬스크린을 포함한다.
본 발명의 분산액이 샴푸, 콘디셔너 등과 같은 모발관리제품에 사용될 때, 분산액은 더 신속한 건조를 제공할 수 있다. 또, 다른 헤어스타일링 수지와 함께낮은 수준으로 사용될 때 헤어스타일링제의 내습성을 개선할 수 있다. 본원에서 사용된 모발관리제품은 "재형성가능한" 헤어스타일링 조성물이 아니다. "재형성가능한" 헤어스타일링 조성물은 새로운 물질 또는 열의 적용 없이 복원 또는 변형될 수 있는 조성물을 의미한다. 예를들면, 셋팅의 "늘어짐" 또는 상실(모발 흩뜨려짐)이 있는 경우 헤어스타일을 복원 또는 변형하기 위해, 물 또는 어떠한 형태의 고정제와 같은 새로운 물질 또는 열을 필요로 하지 않는다. 이 조성물은 장기간 지속형(예: 10 내지 24 시간)이어서, 영구적인 스타일링 효과를 일으킨다.
의료용품 응용에서는, 피부를 본 발명의 폴리우레탄 분산액으로 코팅하고, 건조시켜서 필름을 형성할 수 있다. 이 필름에 역시 본 발명의 분산액으로 미리코팅된 의료용품을 부착시킬 수 있다. 본 발명의 조성물이 피부에 부착될 수 있고, 장루제품 또는 상처 드레싱 제품과 같은 응용에서 반복적으로 제거되어야 할 필요가 없어서 피부 벗겨짐을 방지한다는 점은 중요한 이점이다. 또, 본 발명의 폴리우레탄 분산액으로부터 제조된 접착제는 주위온도 셀프실링(self-sealing)이 필요한 어떠한 응용에도 사용될 수 있다.
발명의 상세한 설명
간략하게 요약하면, 본 발명의 분산액은 이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프레폴리머를 형성하고, 프레폴리머를 사슬연장하고, 프레폴리머를 사슬종결시켜서 알콜-물 용매계에 분산된 안정한 폴리우레탄 폴리머를 얻음으로써 제조된다. 이 단계들을 순차적으로 수행하는 것이 바람직하긴 하지만, 반드시 이렇게 할 필요는 없다. 단계들의 순서는 변할 수 있고, 사슬연장과 사슬종결 또는 프레폴리머 형성과 사슬종결 등과 같이 몇몇 단계들을 합칠 수도 있다. 단계들 및 이를 수행하는 데 필요한 성분들을 아래에 상세히 설명한다. 사용시, 대표적으로 분산액은 라이너와 같은 기판에 코팅해서, 건조시키고, 경화시켜서 필름을 형성한다.
본원에서 사용되는 "이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프레폴리머"(이 밖에 "이소시아네이트 관능성 폴리우레탄 프레폴리머"라고도 부름)라는 용어는 하나 이상의 폴리이소시아네이트 및 하나 이상의 다작용성 수소화합물(즉, 폴리올)의 반응생성물을 의미한다. 일반적으로, 이 반응은 과량의 몰량의 이소시아네이트기를 사용해서 일어나서 우레탄, 우레아, 티오우레탄 관능기 및 그의 조합을 가질 수 있는 올리고머를 생성한다. 프레폴리머는 활성수소 반응성기에 대한 이소시아네이트기의 당량비를 1.6 초과, 바람직하게는 1.8 초과, 가장 바람직하게는 약 2.0 이상으로 하여 제조할 수 있다.
본원에서 사용되는 "폴리올"이라는 용어는 문헌[C.R. Noller, Chemistry of Organic Compounds, Chapter 6, pages 121-122(1957)]에 설명된 제레비타노브(Zerevitanov) 시험에 따르는 활성수소를 함유하는 화합물을 포함한다. 게다가, "폴리올" 이라는 용어는 평균관능도가 1 초과, 바람직하게는 1.8 초과, 가장 바람직하게는 약 2.0 이상이고, 하지만 약 6 미만, 바람직하게는 약 4 미만, 가장 바람직하게는 약 3 이하인 화합물을 의미한다. (i) 일차, 이차 및 삼차 탄소원자 상의 알콜기, (ii) 일차 및 이차 아민, (iii) 메르캅탄, 및 (iv) 이들 관능기의 혼합을 갖는 화합물을 포함하는 것으로 이해한다. 따라서, 본 발명의 폴리우레탄 분산액은 우레아 결합, 예를들면 이소시아네이트 관능성 폴리우레탄과아민의 반응으로부터 유래되는 우레아 결합을 포함할 수 있고, 이러한 폴리머는 더 적절하게는 "폴리우레탄-우레아"라고 명칭을 붙인다. 프레폴리머 제조에 유용한 폴리올의 분자량은 62 내지 10,000, 바람직하게는 200 내지 5,000, 가장 바람직하게는 400 내지 3,000이다.
성분 "A"는 바람직하게는 성분 "A", 폴리이소시아네이트 및 성분 "B"의 총중량을 기준으로 5 중량% 이상, 바람직하게는 10 중량% 이상, 가장 바람직하게는 20 중량% 이상의 농도로 존재한다. 폴리이소시아네이트 및 성분 "B"에 대해서는 아래에서 상세히 논의한다. 성분 "A"는 분산액을 형성하는 데 사용되는 알콜-물 혼합물 중의 알콜에 불용성이다. "불용성"이라는 용어는 일반적으로 약 25 ℃에서 알콜 약 4g 중에서 화합물이 1g 이상 용해될 수 없는 것을 의미한다. 몇몇 폴리올은 이러한 특성화 방법을 이용하여 그것이 불용성인지 아닌지를 결정하는 데 가열 용융을 필요로 할 수 있다.
성분 "A"로 사용하기에 적당한 폴리올은 사슬 내에서 및(또는) 상에서 N, O, S 및 그의 조합으로 임의 치환된 알킬, 아릴 또는 아랄킬 구조를 갖는다. 성분 "A"는 약 300 초과, 더 바람직하게는 약 400 초과, 가장 바람직하게는 약 500 초과이되, 바람직하게는 약 10000 미만, 더 바람직하게는 약 5000 미만, 가장 바람직하게는 약 3000 미만인 수평균분자량을 갖는다.
유니크마 노쓰 어메리카(Uniqema North America)(미국 일리노이주 시카고)로부터 프리폴(PRIPOL) 2033으로 입수가능한 C26이량체 지방알콜과 같은 모노머 폴리올이 사용될 수 있다. 평균 약 1.6 내지 약 4개의 히드록실 또는 아미노기를 갖는 올리고머 폴리올이 바람직하다. 성분 "A"로서 유용한 바람직한 올리고머 폴리올의 한 종류는 10개 초과의 탄소원자, 바람직하게는 20개 초과의 탄소원자를 갖는 디산 및(또는) 디올에 기초한 지방족 폴리에스테르 폴리올이다. 상업적으로 바람직한 폴리에스테르 폴리올은 유니크마 노쓰 어메리카(미국 일리노이주 시카고)로부터 입수가능한 프리플라스트(PRIPLAST) 3191, 3192, 3196, 3197, 1906 및 1907이고, 이들은 탄소원자수 36의 디산 및(또는) 디올을 기재로 한 것으로 믿어진다. 이러한 디올의 제조에 사용된 특정 성분은 프리플라스트 3192의 경우 - 이량체 산, 아디프산 및 1,6-헥산 디올; 프리플라스트 3193의 경우 - 이량체 산 및 에틸렌 글리콜; 프리플라스트 3194의 경우 - 이량체 산, 아디프산 및 에틸렌 글리콜; 프리플라스트 3196의 경우 - 이량체 산 및 1,6-헥산 디올; 프리플라스트 3197의 경우 - 이량체 산 및 이량체 디올; 프리플라스트 1906의 경우 - 이소프탈산 및 이량체 디올; 프리플라스트 1907의 경우 - 테레프탈산 및 이량체 디올인 것으로 믿어진다. "이량체 산"이라는 용어는 불포화 C18지방산의 이량체화에 의해 형성된 C36디산인 것으로 이해된다. "이량체 디올"이라는 용어는 C36이량체 산의 수소화에 의해 형성된 C36이관능성 폴리올인 것으로 이해된다. 또다른 바람직한 올리고머 폴리올은 히드록시 말단 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌을 포함하는 히드록시 말단 폴리알카디엔이다. 상업적으로 바람직한 히드록시 말단 폴리부타디엔은 엘프 아토켐 노쓰 어메리카(Elf Atochem North America)(미국 펜실바니아주 필라델피아)로부터의 POLY bd수지이다.
또다른 바람직한 올리고머 폴리올은 수소화 폴리이소프렌 및 수소화 폴리부타디엔을 포함하는 수소화 폴리알카디엔 폴리올이고, 상기 수소화된 폴리부타디엔은 19 중량% 이상의 1,2-부타디엔 첨가를 갖는다. 상업적으로 바람직한 수소화된 폴리부타디엔 디올은 쉘 케미칼(Shell Chemical)(미국 텍사스주 휴스턴)로부터의 크라톤(KRATON) L2203 및 미쯔비시 케미칼(Mitsubishi Chemical)(일본 도쿄)로부터의 폴리테일(POLYTAIL) 수지를 포함한다. 올리고머 폴리아민의 바람직한 종류는 아민 말단 부타디엔 폴리머 및 부타디엔-아크릴로니트릴 코폴리머이다. 상업적으로 바람직한 아민은 비.에프. 굿리치(B.F. Goodrich)(미국 오하이오주 클리블랜드)로부터의 하이카 에티비엔(HYCAR ATBN)이다.
실리콘 폴리올 및 퍼플루오로알킬 관능성 폴리올이 사용될 때, 그들은 바람직하게는 전체 조성물의 약 5 중량%를 초과하는 양으로 존재하지 않아야 하는데, 왜냐하면 US-A 5,679,754(Larson 등)에 개시된 내용을 토대로 할 때 그들의 낮은 표면에너지 성질은 원하는 접착 성질을 감소시킬 것이라고 예상되기 때문이다.
알콜불용성 폴리올 이외에, 저분자량 "모노머" 폴리올이 프레폴리머 형성에 사용될 수 있다. 모노머 폴리올의 예는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 헥사메틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,1,1-트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 아미노에탄올 등을 포함한다. 모노머 폴리올이 사용될 때, 그의 양은 바람직하게는 프레폴리머의 점도를 최소화하도록 낮게 유지되어야 한다.
프레폴리머를 형성하는 데 사용되는 폴리올 및 이소시아네이트의 양은 최종폴리머의 물리적 및 화학적 성질에 영향을 준다. 변화시킬 수 있는 성질들은 연성(ductility), 물흡수성, 인장강도, 탄성계수, 내마모성, 최소 필름형성 온도, 유리전이온도, 자외선 저항성, 가수분해 저항성 및 색상 안정성을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일반적으로, 더 긴 사슬의 폴리올이 보다 더 연성이고, 더 낮은 Tg, 더 높은 신장률 및 더 낮은 인장강도를 갖는 필름을 분산액으로부터 제공하는 경향이 있다. 대조적으로, 더 짧은 사슬의 폴리올은 높은 탄성계수, 더 큰 인장강도 및 더 높은 Tg를 갖는 필름을 제공하는 경향이 있다. 지방족 폴리올은 감소된 물흡수성을 갖는 물질을 제공하는 반면, 골격에 헤테로원자를 함유하는 디올(예: 폴리에테르 폴리올)은 증가된 물흡수성을 갖는 경향이 있다. 필름에 남아있는 물의 양은 그의 인장 및 신장률 성질에 영향을 줄 수 있다. 가수분해 저항성이 중요할 때는, 폴리에테르 및 폴리실록산 폴리올, 및 폴리올레핀 골격에 기초한 폴리올과 같은 가수분해적으로 안정한 폴리올이 선택되어야 한다. 소수성 서브유닛에 기초한 것(유니크마로부터 입수가능한 프리플라스트 폴리올), 이소프탈산에 기초한 것 뿐만 아니라 폴리카프로락톤 폴리올과 같은 가수분해 저항성이 있는 폴리에스테르 폴리올이 사용될 수도 있다.
이소시아네이트 관능성 폴리우레탄을 형성하는 데 사용될 수 있는 대표적인 폴리이소시아네이트는 지방족 및 방향족 폴리이소시아네이트를 포함한다. 적당한 폴리이소시아네이트는 바람직하게는 지방족 또는 지환족 이소시아네이트이다. 방향족 이소시아네이트는 자외선에 의해 변색되는 경향이 있고 이 때문에 옥외용으로 바람직하지 않기 때문에 방향족 이소시아네이트는 덜 바람직하다. 특히 바람직한디이소시아네이트는 디시클로헥실메탄 4,4'-디이소시아네이트(흔히, H12MDI라고 부름) 및 3,5,5-트리메틸-1-이소시아네이토-3-이소시아네이토메틸시클로헥산(흔히, 이소포론 디이소시아네이트 또는 IPDI라고 부름)를 포함하고, 둘 모두 바이엘 코포레이션(Bayer Corp.)(미국 펜실바니아주 피츠버그)으로부터 각각 데스모더(DESMODUR) W 및 데스모더 I라는 상표명으로 입수가능하다. 다른 바람직한 디이소시아네이트는 (i) 테트라메틸렌 디이소시아네이트, (ii) 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산, (iii) 1,3-비스(1-이소시아네이토-1-메틸에틸)벤젠, (iv) 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트(흔히, MDI라고 부름), (v) 4,4',4"-트리이소시아네이토트리페닐메탄, (vi) 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트(흔히, 폴리머 MDI라고 부름), (vii) 톨루엔 디이소시아네이트(흔히, TDI라고 부름), (viii) 헥사메틸렌 디이소시아네이트(흔히, HDI라고 부름), (ix) 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 및 (x) m- 및 p-크실렌 디이소시아네이트를 포함한다.
다른 유용한 폴리이소시아네이트는 US-A 3,700,643(Smith 등) 및 US-A 3,600,359(Miranda)에 기재된 것들을 포함한다. 또, 다우 케미칼 코.(Dow Chemical Co.)(미국 미시간주 미들랜드)로부터 입수가능한 이소네이트(ISONATE) 2143L과 같은 폴리이소시아네이트의 혼합물도 사용될 수 있다.
폴리우레탄 프레폴리머는 하나 이상의 알콜-물 가용성 다작용성 수소 화합물을 갖는 성분 "B"를 사용함으로써 알콜-물 분산성이 된다. 즉, 성분 "B"는 주로 물 또는 알콜-물 용매계 중의 폴리우레탄 분산액을 안정화시키는 작용을 한다. "알콜-물 가용성"이라는 용어는 일반적으로 약 25 ℃에서 알콜-물 혼합물 약 4 g 중에 화합물 1g 이상이 용해될 수 있음을 의미한다. 몇몇 화합물은 그것이 이 특성화 방법을 이용해서 가용성인지 아닌지를 결정하는 데 가열용융을 필요로 할 수 있다. 이 특성화 방법에 사용된 알콜-물 혼합물은 히드로-알콜 분산매를 제조하는 데 사용되는 알콜-물 혼합물과 동일하여야 한다. 이온기, 이온기를 형성할 수 있는 부분, 또는 각 산소원자에 대해 탄소원자 5개 이하, 바람직하게는 4개 이하의 비를 갖는 폴리에스테르, 폴리에테르 또는 폴리카르보네이트기, 및 그의 혼합의 존재로 인해 이 화합물에 알콜-물 가용성이 부여된다.
성분 "B"에 이온기가 존재할 때, 성분 "B"의 이온기는 음이온, 양이온 또는 쯔비터이온일 수 있다. 양이온기는 이소시아네이트 또는 폴리올 성분으로부터 기원할 수 있지만, 가장 알맞게는 폴리올 성분으로서 첨가된다. 양이온기는 프레폴리머 내에 직접 혼입될 수 있다. 예를들면, 배리쿼트(VARIQUAT) 1215와 같은 사차 디올을 직접 프레폴리머 내로 반응시킬 수 있다. 별법으로, 전구체기를 프레폴리머 내로 반응시킨 후, 후속 반응으로 양이온으로 만들 수 있다. 예를들면, 메틸디에탄올아민 및 그의 폴리에톡실화 부가생성물과 같은 활성수소 관능성 삼차아민을 프레폴리머 골격 내에 혼입시키고, 이어서 무기산 또는 유기산으로 양성자화시켜서 이온염을 형성하거나 또는 알킬화시켜서 사차암모늄기를 형성할 수 있다. 혼입된 삼차아민과 과산화수소, 프로판 술톤 또는 락톤의 반응은 쯔비터이온 부분을 형성한다. 바람직한 안정화 양이온 성분은 물에 매우 잘 용해되고, 일반적으로 물 중에서의 용해도가 1 중량% 이상, 바람직하게는 10 중량% 초과이다. 바람직한 안정화 양이온 화합물은 다음 화학식을 갖는다:
R-N+(R2)[(CH2CH2O)nH]2X-1
(여기서, R은 사슬 내에서 및(또는) 상에서 N,O,S 및 그의 조합에 의해 임의 치환된 C1-C18알킬 또는 C6-C18아릴 또는 아랄킬이고; R2는 수소 또는 C1-C18알킬이고; n은 약 1 내지 200, 바람직하게는 1 내지 50, 가장 바람직하게는 1 내지 20의 정수이고; X는 할로겐, 술페이트, 메토술페이트, 에토술페이트, 아세테이트, 카르보네이트 또는 포스페이트임)
바람직한 안정화 양이온 화합물은 양성자화되고 알킬화된 메틸 디에탄올 아민 뿐만 아니라, 씨케이 위트코(CK Witco)(미국 코넥티컷주 그린위치)로부터 각각 배리쿼트 638 및 배리쿼트 K1215로 입수가능한 PEG 2 코코모늄 클로라이드 및 PEG-15 코코모늄 클로라이드를 포함한다.
단 하나의 반응성 수소기를 갖는 양이온 화합물을 혼입하는 것이 가능하다. 그러나, 이것은 덜 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 음이온 안정화제는 이소시아네이트 성분 또는 폴리올 성분에 존재할 수 있다. 대표적으로 그리고 가장 알맞게는, 음이온 안정화제는 폴리올 성분으로서 존재한다. 음이온기는 술포네이트, 포스포네이트, 포스페이트 및 카르복실레이트일 수 있지만, 바람직하게는 술포네이트 또는 카르복실레이트이고, 가장 바람직하게는 술포네이트이다. 가장 바람직한 술포네이트는 US-A 4,738,992(Larson 등)에 기재된 술폰화 폴리올이다. 특히 바람직한 술포네이트는하기 화학식을 갖는 폴리에스테르디올이다:
(여기서, 각 R1은 독립적으로 폴리(C2-C4알킬렌옥사이드), 바람직하게는 -CH2-CH2-(OCH2-CH2-)n-, -C(CH3)H-CH2-(OC(CH3)H-CH2-)n-, -(CH2)4-(O(CH2)4)n-, -(CH2)m-CO-[-O-(CH2)m-CO-]n- 기 및 그의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 에테르 또는 에스테르 관능기를 포함하는 평균분자량이 200 내지 600인 2가 지방족기이고; m은 약 2 내지 5의 정수이고; n은 약 2 내지 15의 정수이고; M은 양이온이고, 바람직하게는 M은 Na이지만, M은 H, K, Li, 또는 암모늄, 메틸암모늄, 부틸암모늄, 디에틸암모늄, 트리에틸암모늄, 테트라에틸암모늄 및 벤질트리메틸암모늄 양이온과 같은 일차, 이차, 삼차 또는 사차 암모늄 양이온일 수 있음)
적당한 카르복실레이트 및 카르복실산 관능성 폴리올은 디메틸올프로피온산 및 그의 폴리에톡실화 유도체 뿐만 아니라 유니온 카바이드 스페셜티 케미칼즈 디비젼(Union Carbide Specialty Chemicals Div.,)(미국 코넥티컷주 댄버리)으로부터 입수가능한 우카모드(UCARMOD) 폴리올과 같은 산 그래프트된 폴리에테르를 포함한다. 이들은 프레폴리머 제조 전 또는 후에 유기 또는 무기 염기로 중화될 수 있다.
알콜-물 또는 물 분산성을 얻기 위해서는, 프레폴리머의 이온 1 당량의 양(이온 관능기 1 당량 당 프레폴리머 양(g))은 1000 내지 15000, 바람직하게는 1500 내지 12500, 더 바람직하게는 2000 내지 10000, 가장 바람직하게는 2500 내지 7500의 범위이어야 한다.
알콜-물 가용성을 주기 위해 각 산소원자에 대해 탄소원자 5개 이하의 비를 제공하는 에테르 또는 에스테르 관능기와 같은 충분한 극성 비이온성 기를 갖는 올리고머 폴리올의 예는 (i) 폴리옥시알킬렌 디올, 트리올 및 테트롤, (ii) 폴리옥시알킬렌 디아민 및 트리아민, (iii) 유기 폴리카르복실산 및 다가 알콜의 폴리에스테르 디올, 트리올 및 테트롤, 및 (iv) 분자량 106 내지 약 2000의 폴리락톤 디올, 트리올 및 테트롤을 포함한다. 바람직한 올리고머 폴리올 및 폴리아민은 (i) 폴리에틸렌 옥사이드 호모폴리머(예: 유니온 카바이드(미국 코넥티컷주 댄버리)로부터 입수가능한 카르보왁스(CARBOWAX) 계열), 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드의 블록 코폴리머(예: 바스프 코포레이션(BASF Corporation)(미국 뉴저지주 마운트 올리브)으로부터 입수가능한 플루로닉(PLURONIC) 계면활성제), 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드의 랜덤 코폴리머(예: 유니온 카바이드(미국 코넥티컷주 댄버리)로부터 입수가능한 우콘 플루이즈(UCON FLUIDS)), 실리콘 코폴리머, 뿐만 아니라 US-A 4,667,661(Scholz 등)에 기재된 폴리에틸렌 옥사이드에 기초한 계면활성제, (ii) 아르코 케미칼(Arco Chemical)(미국 펜실바니아주 뉴타운 스퀘어)로부터 입수가능한 폴리올의 어클레임(ACCLAIM) 계열과 같은 폴리옥시프로필렌 디올 및 트리올, (iii) 헌츠만 코포레이션(Huntsman Corporation)(미국 유타주 솔트 레이크 시티)로부터 입수가능한 제파민(JEFFAMINE) 계열과 같은 폴리에테르 디아민 및 트리아민, (iv) 이.아이, 듀퐁 코.(E.I, Du Pont Co.)(미국 델라웨어주 윌밍톤)로부터 입수가능한 테라탄(TERATHANE) 계열 및 퀘이커 오츠 코.(Quaker Oats Co.)(미국 일리노이주 시카코)로부터 입수가능한 폴리메그(POLYMEG) 계열과 같은 폴리에테르 폴리올, (v) 바이엘 코포레이션(미국 펜실바니아주 피츠버그)으로부터 입수가능한 폴리(에틸렌아디페이트)폴리올인 물트론(MULTRON)과 같은 폴리에스테르 폴리올, (vi) 스탈 유에스에이 코.(Stahl USA Co.)(미국 매사츄세츠주 피보디)로부터 입수가능한 것들과 같은 폴리카르보네이트 디올, 및 (vii) 유니온 카바이드(미국 코넥티컷주 댄버리)로부터 입수가능한 톤(TONE) 계열과 같은 폴리카프로락톤 폴리올을 포함한다. 폴리티오에테르 폴리올도 유용하다.
프레폴리머를 형성하는 상기 성분들(즉, 성분 "A", 폴리이소시아네이트 및 성분 "B")의 반응은 그들의 선택에 좌우될 것이다. 방향족 이소시아네이트는 일반적으로 지방족 이소시아네이트보다 훨씬 더 반응성이고, 그 반응이 발열반응일 것이기 때문에 열을 가할 필요 없이 폴리올과 반응할 수 있다. 반응은 100% 고형물로(즉, 용매가 거의 없거나 전혀 없음) 수행될 수 있거나 또는 이소시아네이트와 반응하지 않는 임의의 극성 유기용매에서 수행될 수 있다. 이러한 용매는 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 메톡시프로판올 아세테이트(PM 아세테이트), 디메틸 아세트아미드, 테트라히드로푸란, N-메틸-피롤리디논 및 그의 혼합을 포함한다. 바람직하게는, 사용되는 용매는 최종 조성물에서 제거를 요하지 않을 것이다. 또, 최종 분산액의 일부가 되는 프레폴리머 중에 남게 되는 용매 및(또는) 가소화제를혼입하는 것도 가능하다.
바람직한 지방족 이소시아네이트를 다관능성 알콜과 함께 사용할 때, 합리적인 시간, 예를들면 8시간 미만, 바람직하게는 3 시간 미만 이내에 높은 전환율로 모노머가 폴리머로 전환하도록 하기 위해서는 높은 고형물 농도 및 약 50 내지 80℃의 높은 반응온도가 바람직하다. 이소포론 디이소시아네이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 지방족 일차 또는 이차 알콜을 혼입하는 바람직한 실시태양은 대표적으로 소량의 촉매 존재 하에 약 2시간 동안 약 80 ℃로 가열된다.
유용한 촉매는 약 0.01 내지 1.0 몰%(이소시아네이트 시약을 기준으로 함)의 유용한 농도의 금속염, 예를들면 디부틸틴 디라우레이트 및 디부틸틴 디아세테이트, 및 아민, 예를들면 트리에틸아민, DBU(1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데크-7-엔) 및 DABCO(1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄)을 포함한다. 바람직한 촉매는 피부에 비자극적이고 비감작성인 것이다. 가장 바람직한 촉매는 폴리머 골격에 결합될 수 있고 따라서 비침출성인 것이며, 예를들면 엘프 아토켐 노쓰 어메리가(미국 펜실바니아주 필라델피아)로부터 입수가능한 패스트캐트(FASTCAT)4224, 및 메틸디에탄올아민 및 테트라메틸구아니딘과 같은 몇몇 알콜 및 아민 관능성 삼차아민 촉매이다. 약 100 내지 1000g의 배치 제조에서, 본 발명자들은 대표적으로 전체 수지 100g 당 약 0.1g의 패스트캐트 4224를 사용한다.
폴리이소시아네이트 대 폴리올의 비는 프레폴리머가 약 1000 내지 25000의 분자량을 갖도록 조정한다. 폴리이소시아네이트의 당량은 바람직하게는 폴리올의 총 당량(즉, 활성수소의 총 당량)을 초과하고, 당량 초과는 약 1.1:1 내지 6:1, 더바람직하게는 약 1.5:1 내지 3:1, 가장 바람직하게는 약 1.8:1 내지 2.2:1이다.
프레폴리머가 일단 형성되면, 원하는 성질을 갖는 조성물을 얻기 위해 분자량을 증가시켜야 한다. 이 단계는 프레폴리머를 "사슬연장제"와 반응시킴으로써 달성된다. 본원에서 사용된 "사슬연장제"라는 용어는 약 2 내지 4, 더 바람직하게는 2 내지 3, 가장 바람직하게는 약 2의 관능도를 가지고 일반적으로 약 30 내지 2000, 바람직하게는 30 내지 1000의 분자량을 갖는 다작용성 수소화합물을 의미한다. 바람직한 사슬연장제는 다관능성 알콜, 아민, 카르복실산 히드라지드이다. 가장 바람직한 사슬연장제는 다관능성 아민 및 카르복실산 히드라지드이다.
유용한 폴리아민은 에틸렌디아민; 1,6-디아미노헥산; 피페라진; 트리스(2-아미노에틸)아민; 및 헌츠만 코포레이션(미국 유타주 솔트 레이크 시티)으로부터 입수가능한 제파민 D230 및 제파민 D400과 같은 아민 말단 폴리에테르를 포함한다.
유용한 카르복실산 히드라지드는 아디프산 디히드라지드 및 옥살산 디히드라지드를 포함한다. 특히 유용한 다관능성 알콜은 탄소원자수 2 내지 24의 알킬렌 디올, 예를 들면 에틸렌 글리콜; 1,4-부탄 디올; 및 1,8-옥탄 디올을 포함한다. 유용한 폴리티올은 1,2-에탄디티올; 1,4-부탄디티올; 2,2'-옥시트리스(에탄 티올), 및 폴리(옥시에틸렌) 디올 및 트리올의 디- 및 트리-메르캅토프로피오네이트 에스테르를 포함한다. 또, 물은 이소시아네이트와 반응해서 불안정한 카르밤산을 형성하고, 이것이 이산화탄소를 잃어 아민이 유리되기 때문에 물도 유용한 사슬연장제이다. 그 다음, 이 아민은 다른 이소시아네이트와의 반응에 이용될 수 있다.
프레폴리머의 관능도가 2 이하이고 사슬연장제가 이관능성일 때, 사슬연장단계에서 이소시아네이트 대 활성수소의 비는 바람직하게는 약 0.6:1 내지 1.2:1, 더 바람직하게는 0.75:1 내지 1:1, 가장 바람직하게는 0.80:1 내지 1:1이다(단, 물이 단독 사슬연장제로 사용되는 경우는 제외됨; 이 경우, 물은 많은 몰 과량으로 존재할 수 있음). 관능도가 2보다 큰 폴리올 또는 폴리이소시아네이트의 사용으로 인해 프레폴리머의 관능도가 2보다 높을 때, 사슬연장제에 존재하는 활성수소에 대한 이소시아네이트의 비는 겔화를 방지하고 형성된 폴리우레탄 폴리머의 분자량을 콜드시일 성능을 제공하는 적당한 범위로 유지하도록 비례적으로 하향 조정되어야 한다. 또, 프레폴리머의 관능도가 2 이하일 때는, 약간의 더 높은 관능도의 사슬연장제, 예를들면 미량의 삼관능성 아민이 사용될 수 있다.
본 발명의 분산액은 물 중에 또는 상대적으로 높은 농도의 저급알콜을 갖는 알콜-물(대표적으로 20:80 w/w 알콜 대 물) 중에 존재한다. 이러한 환경에서, 이소시아네이트 관능성 프레폴리머의 말단기 폐쇄는 이소시아네이트가 알콜 용매와 반응할 때 일어날 수 있다. 따라서, 아민이 저급알콜보다 이소시아네이트에 대해 훨씬 더 반응성이고 더 나은 분자량 제어를 제공하기 때문에 사슬연장제로서 다관능성 아민을 사용하는 것이 바람직하다. 자극 및(또는) 감작성이 중요한 관심대상인 피부 또는 모발과 접촉하는 응용에 사용하는 경우, 최종 조성물에 잔류 유리아민이 거의 또는 전혀 남아있지 않도록 하기 위한 가장 바람직한 이소시아네이트 당량 대 아민 당량의 비는 약 1:0.60 내지 1:0.99이다.
분산매로 사용되는 용매는 저급 알콜(C1-C4분지쇄 또는 직쇄 지방족 알콜),물 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직한 저급알콜은 에탄올, n-프로판올 및 2-프로판올(IPA)이다. 가장 바람직한 용매는 물, IPA, 에탄올 및 그의 혼합물이다. 바람직하게는, 알콜 대 물의 비는 20:80 내지 90:10 w/w이고, 더 바람직하게는 그 비는 70:30 내지 85:15이다. 일반적으로, 알콜의 양이 많아질수록 더 신속한 건조시간을 보이는 분산액이 얻어질 것이다.
또, 용매계는 추가 용매를 포함할 수 있다. 예를들면, 헥사메틸디실록산(HMDS); 시클릭 실리콘(D4및 D5); 퍼메틸(Permethyl) 97A 및 이소파르(Isopar) C와 같은 이소파라핀을 포함하는 C4-C10알칸; 아세톤; 히드로플루오로에테르(HFEs) 등과 같은 다른 신속증발형 용매가 사용될 수 있다. 몇몇 응용에서는 HFE 7100과 같은 몇몇 HFEs가 추가 이점을 가진다. 그것이 약 15 내지 25 중량% 초과 수준으로 히드로-알콜 혼합물에 첨가될 때, 그 조성물은 비인화성이 된다.
한 실시태양에서, 폴리우레탄 폴리머를 형성하는 반응은 사슬종결종의 사용에 의해 정지될 수 있다. 이 종은 성장하는 폴리머 사슬을 정지시킴으로써 폴리머의 분자량 및 물리적 성질을 조절한다. 한 실시태양에서는, 디아민 사슬연장제가 과량으로 사용된다. 과량의 디아민은 사슬종결제 기능을 한다. 또다른 유용한 사슬종결제는 폴리우레탄 폴리머 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 2.0부의 양으로 사용되는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(AMP)이다. 일관능성 아민 또는 알콜이 사슬종결제로서 유용하다. 바람직한 일관능성 알콜의 예는 에탄올이고, 이것은 또한 분산매의 일부로서의 기능을 할 수 있다. 사슬종결은 프레폴리머 형성 중에, 사슬연장 전 또는 후에, 또는 용매 혼합물에 분산시키기 전 또는 후에 일어날 수 있다. 본 발명의 바람직한 방법에서는, 아민 사슬종결제를 사슬연장제와 혼합해서 프레폴리머 첨가 전에 용매에 첨가한다.
분산액 제조
본 발명의 분산액은 여러 방법으로 제조될 수 있다. 제1 방법에서는, 프레폴리머가 100% 고형물로서 용매에 첨가되거나 또는 먼저 다른 용매(이것은 나중에 제거되거나 또는 제거되지 않을 수 있음)로 희석될 수 있다. 용매를 제거해야 하는 경우에는, 그것이 바람직하게는 물 또는 저급알콜보다 더 휘발성이다. 또다른 방법에서는, 프레폴리머가 용매 혼합물 일부 또는 전부에 분산되거나 또는 용매 혼합물 일부에 분산된 후 추가 용매가 첨가될 수 있다. 분산 후 첨가되는 추가 용매는 바람직하게는 분산액이 안정성을 유지하도록 느리게 첨가한다. 또다른 방법에서는, 프레폴리머 및(또는) 분산 용매가 가열 또는 냉각될 수 있다. 또다른 방법에서는, 프레폴리머가 사슬연장 및 사슬종결제가 용매 혼합물에 첨가되기 전에, 그와 동시에 또는 그 후에 용매에 분산될 수 있다.
바람직한 분산 방법은 프레폴리머를 그의 점도를 낮추기 위해 약 45 내지 80 ℃의 온도로 가열하는 것을 포함한다. 가열된 프레폴리머는 용매를 함유하는 균질화기와 같은 신속하게 교반 중인 고전단 혼합장치에 첨가된다. 그 후, 사슬연장제인 아민이 예정된 속도로 첨가된다. 별법으로, 몇몇 제제의 경우, 아민이 먼저 용매 혼합물에 첨가되고, 가열된 프레폴리머가 신속하게 혼합 중인 용매 혼합물에 첨가된다.
알콜-물 계의 경우, 저급알콜의 수준은 바람직하게는 20 중량% 이상, 더 바람직하게는 40 중량% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 60 중량% 이상, 가장 바람직하게는 70 중량% 이상이다. 저급알콜의 수준은 90% 이하, 더 바람직하게는 85% 이하이다. 본원에서 사용되는 "% 고형물"은 분산액 중에 존재하는 비휘발성 성분의 백분율로 정의된다. 균일하고 연속적인 10 내지 50 마이크론 코팅이 요망되는 콜드시일 응용의 경우, % 고형물은 약 15 중량% 초과, 바람직하게는 25 중량% 초과, 가장 바람직하게는 약 40 중량% 초과이어야 한다. 더 가볍거나 또는 불연속적인 코팅이 요망되는 다른 응용의 경우, 2% 이하로 낮춰진 % 고형물 수준이 유리하게 사용될 수 있다.
본 발명의 일면으로서, 분산액으로부터 피부, 모발 및 유리와 같은 대부분의 표면에 대해서는 접착성 또는 점착성을 거의 갖지 않지만 자기자신에 대해서는 비교적 높은 접착성을 갖는 필름이 제조될 수 있다. 본원에 설명된 시험방법에 따라 시험될 때, 자기자신에 대한 접착성 대 유리에 대한 접착성의 비는 약 2:1보다 크고, 바람직하게는 약 3:1보다 크고, 더 바람직하게는 약 5:1보다 크고, 가장 바람직하게는 약 10:1보다 크다. 몇몇 실시태양에서는, 그 비가 20:1을 초과하고, 심지어 30:1도 초과하지만, 이처럼 높은 비가 모든 응용에 필요로 되는 것은 아니다. 콜드시일 응용(점착성은 거의 필요하지 않고 높은 자기접착성을 필요로 함)에 사용될 때, 유리에 대한 접착성은 바람직하게는 약 10 N/dm(Newton per decimeter) 미만, 더 바람직하게는 약 8 N/dm 미만, 가장 바람직하게는 약 5N/dm 미만인 반면,자기자신에 대한 접착성은 약 10 N/dm 초과, 바람직하게는 약 20N/dm 초과, 더 바람직하게는 약 25 N/dm 초과, 가장 바람직하게는 약 30 N/dm 초과이다.
본 발명자들은 높은 자기접착성 코팅을 제조하는 데 필요한 한가지 요건이 최종 분산액 중의 폴리우레탄의 분자량이라는 것을 알아냈다. 바람직한 중량평균분자량은 약 5000 내지 50000, 더 바람직하게는 약 15000 내지 35000, 가장 바람직하게는 약 20000 내지 30000이다. 분자량이 너무 높으면, 접착제가 자기접착성을 거의 갖지 않는다. 분자량이 너무 낮으면, 접착제가 다른 기판에 대한 점착성 또는 접착성이 더 높은 경향이 있다.
최종 분산액 중의 폴리머의 분자량은 여러가지 방법으로 조절될 수 있다. 제1 방법은 분산매로 사용되는 알콜 대 물 비와 관련있다. 본 발명자들은 몇몇 폴리머의 경우 알콜 대 물 비(중량/중량)가 약 75:25 초과, 바람직하게는 80:20 초과, 더 바람직하게는 약 85:15 이상일 때 자기접착성을 얻을 수 있다는 것을 알아냈다. 어떤 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 알콜 대 물 비가 더 높으면 더 많은 이소시아네이트가 일관능성 알콜 용매와 반응하고, 이로써 분자량을 제한하는 것이라고 믿어진다. 또, 더 높은 알콜 비는 프레폴리머의 용매화 및 용해를 더 좋아지게 하고, 이로써 이소시아네이트기가 일관능성 저급알콜 용매와 반응할 수 있는 가능성도 증가하는 것이라고 믿어진다.
또, 프레폴리머의 분자량은 용매로서 사용되는 알콜의 종류에 의해 조절될 수 있다. 일차알콜은 이소프로판올과 같은 이차알콜보다 더 높은 자기접착성을 가지게 할 수 있다.
프레폴리머의 분자량은 또한 분산방법 및 사슬연장제 첨가방법에 의해서도 조절될 수 있다. 현재, 본 발명자들은 프레폴리머를 먼저 용매에 분산시킨 후에 아민(사슬연장제)을 더 느린 속도로 첨가하는 것도 자기접착성 수준을 개선할 수 있다고 믿는다. 그러나, 느린 아민 첨가속도는 점착성 수준을 증가시킬 수 있다.
자기접착성 수준을 조절하기 위한 본 발명의 바람직한 방법은 사슬연장 단계 전에 또는 그 동안에 첨가되는 일관능성 아민을 사용하는 것이다. 이 방법은 일부 이소시아네이트기의 말단기 폐쇄를 일으키고, 이렇게 함으로써 분자량을 제한하는 것이다. 일관능성 아민은 일반적으로 다음 화학식을 갖는다:
R1R2NH
(여기서, R1및 R2은 독립적으로 H, 또는 알콜, 삼차아민, 사차아민, 케톤 및 카르복실산 치환체를 포함하는 N, O 및 S에 의해 가능한 위치에서 임의 치환된 C1-C22알킬, C6-C28아릴 또는 C6-C28아랄킬임). 바람직한 일관능성 아민은 2-아미노-2-메틸프로판올 또는 고급 알킬 일차 및 이차 아민 뿐만 아니아 일차 및 이차 알칸올아민과 같이 제제 중에 반응하지 않은 채로 남아 있는 경우에 낮은 피부자극을 갖는 것들이다.
이온성 안정화제의 수준도 자기접착성에 영향을 줄 수 있다. 현재로서는, 안정화제의 수준이 높을수록 자기접착성이 낮아질 수 있다고 믿어진다.
또, 본 발명의 제제는 프레폴리머에 직접 첨가될 수 있거나 또는 용매 혼합물에 첨가될 수 있는 가소제를 포함할 수도 있다. 가소제의 사용은 더 적은 용매의 사용을 가능케 할 수 있고, 따라서 더 신속하게 건조하는 필름을 생성할 수 있다. 가소제가 사용되는 경우, 베이스 프레폴리머는 가소화된 접착제가 충분한 인장강도를 갖도록 제제화되어야 한다. 이것은 더 낮은 분자량의 폴리올(더 낮은 NCO 당량의 프레폴리머)의 사용을 필요로 할 수 있다. 바람직한 가소제는 US-A 5,951,993(칼럼17, 라인 35에서부터 칼럼21, 라인6까지)에 기재된 것들과 같은 화장품학적으로 허용되는 피부연화제이다.
특별한 성질을 향상시키거나 얻기 위해 코팅 및 필름 형성 성질에 지장을 주지 않는다는 조건 하에서 다른 화합물들이 첨가될 수 있다. 분산액은 소포제를 함유할 수 있다. 특히 유용한 소포제는 예를들면 서피놀(Surfynol)(등록상표) DF 110L (에어프러덕츠 앤드 케미칼즈, 인크.(Air Products & Chemicals, Inc.)로부터 입수가능한 고분자량 아세틸렌성 글리콜 비이온 계면활성제), SWS-211(와커 실리콘 코포레이션(Wacker Silicone Corp)으로부터 입수가능한 실리콘 첨가제), 데히드란(Dehydran)(등록상표) 1620 (헨켈 코포레이션(Henkel Corp.)으로부터 입수가능한 변형된 폴리올/폴리실록산 부가생성물), 애더티브(Additive) 65(다우 코팅으로부터 입수가능한 실리콘 첨가제)를 포함한다.
또, 분산액은 이게팔(Igepal)(등록상표) CO-630(롱쁠랑 서팩턴트 앤드 스페셜티 디비젼(Rhone-Poulenc Surfactant & Specialty Div.)으로부터 입수가능한 에톡실화된 노닐페놀 비이온 계면활성제), 플루오래드(FLUORAD) FC-171 (3M 컴파니로부터 입수가능한 비이온 계면활성제), 플루오래드 FC-430 (3M 컴파니로부터 입수가능한 비이온 계면활성제), 및 렉솔(Rexol)(등록상표) 25/9(하트 케미칼 엘티디(Hart Chemical Ltd)로부터 입수가능한 알킬 페놀 에톡실레이트 비이온 계면활성제)와 같은 유동 레벨링제도 함유할 수 있다. 임의로, 분산액은 회합성 증점제 아크리졸(Acrysol)(등록상표) RM-825, 아크리졸 TT-935 (모두 롬 앤드 하스 컴파니(Rhom and Haas Company)로부터 입수가능함)와 같은 레올로지 조절제를 함유할 수 있다.
이 분산액으로부터 생성된 코팅의 유효수명, 특히 옥외용으로 사용되는 경우의 유효수명을 증가시키기 위해, 광안정화제가 첨가될 수 있다. 유용한 광안정화제는 티누빈(Tinuvin)(등록상표) 400 (힌더드 아민 광안정화제), 티누빈(등록상표) 292(힌더드 아민 광안정화제) (둘 모두 시바-가이기 엘티디(Ciba-Geigy Ltd)로부터 상업적으로 입수가능함)을 포함한다. 또, 시바-가이기 엘티디로부터 입수가능한 이가녹스(IRGANOX) 245 및 유니로일 케미칼즈(Uniroyl Chemicals)로부터 입수가능한 나우가드(Naugard) 445 (4,4'-비스(α,α-디메틸벤질)디페닐아민)와 같은 산화방지제가 첨가될 수 있다. 자외선(UV) 분해를 받을 수 있는 응용의 경우에는, 황변 및 광분해를 저해 및 지연시키기 위해 폴리우레탄 분산액 100 중량부 당 UV 광안정화제 약 0.1 중량부 이상이 사용될 수 있다. 대표적으로, 폴리우레탄 분산액 100부 당 약 0.1 내지 10부, 바람직하게는 약 1 내지 약 10부가 사용된다.
다음 실시예는 본 발명의 다양한 특수한 특징, 이점 및 다른 세부사항들을 더 예시한다. 이 실시예에서 인용된 특정 물질 및 양 뿐만 아니라 다른 조건 및 세부사항은 본 발명의 범위를 부당하게 제한하는 방식으로 해석되지 않아야 한다.퍼센트(%)는 달리 명시되지 않는 한, 중량 기준이다.
시험방법
본 발명의 접착제의 점착성은 가볍게 누르기 및 짧은 접촉시간을 포함하는 "핑거 어필(finger appeal)"에 의해 정량적으로 평가해서 1 내지 5의 값을 지정하였다: 1 = 점착성 없음, 1.25 = 극히 매우 낮은 점착성, 1.5 = 매우 낮은 점착성, 2 = 낮은 점착성, 2.5 = 낮은 내지 중간 점착성, 3 = 중간 점착성, 3.5 = 중간 내지 높은 점착성, 4 = 높은 점착성, 5 = 매우 높은 점착성. 이 스케일로, 스카치 매직(SCOTCH MAGIC) 투명 테이프(Minnesota Mining and Manufacturing CO.(3M), 미국 미네소타주 세인트 폴)의 등급은 5이다.
180 ° 박리 접착성은 특정 드웰시간(dwell time) 후 특정 각도 및 제거 속도로 기판으로부터 접착제 코팅된 유연성 원단(facestock)을 제거하는 데 필요한 힘을 측정하는 것이다. 그것은 감압 테이프 카운실 (Pressure-Sensitive Tape Council) 시험(PSTC #1)에 따라 측정하였다. 우리의 시험에서, 원단은 38 마이크론(0.0015 인치) 폴리에스테르 필름이고, 드웰 타임(dwell time)은 1분이고(다르게 지시되지 않은 경우), 당김 속도는 분당 30.5 ㎝(12 인치)이었다. 유리에 대한 접착성을 알아보기 위해, 메틸 에틸 케톤으로 금방 세정한 유리판 위에 1.3 ㎝ x 15 ㎝(1/2 인치 x 6 인치) 테이프 스트립을 놓았다. 유리판을 I-매쓰 박리 시험기(I-Mass Peel Tester)(인스트루멘터즈, 인크.(Instrumentors, Inc.; 미국 오하이오주 스트롱스빌)로부터 입수가능함)의 플랫폼 위에 고정하였다. 2 ㎏(4.5 lb) 고무 롤러를 2회 굴림으로써(반대방향으로 1회씩) 스트립을 기판 위에 압착시켰다. 1분간의 드웰 후, 테이프가 자신과 거의 닿을 때까지 테이프의 한쪽 끝을 접어 젖혀서, 유리판과 180°각을 만들고, I-매쓰 시험기의 죠오에 클램프로 죄었다. 유리판으로부터 접착제 코팅 테이프를 분리시키는 데 필요한 평균 힘을 유리에 대한 접착성으로 기록하였다. 이 힘 측정치는 온스/½인치 단위로 얻어지고, 여기에 전환계수 2.189를 곱함으로써 N/dm으로 전환된다.
어떤 샘플의 자기접착성은 1.3 ㎝(1/2 인치) x 15 ㎝(6 인치) 테이프를 동일 테이프의 1.9 ㎝(3/4 인치) x 20 ㎝(8 인치) 스트립의 접착제 코팅면에 2 ㎏ 고무롤러를 2회 통과시켜 적층시킴으로써 표준 PSTC #1 시험을 변경시켜 측정하였다. 1분간의 드웰 후, 1.9 ㎝(3/4 인치) 테이프를 3M 스카치 양면테이프가 있는 I-매쓰 박리 시험기의 플랫폼에 부착하고, 1.3 ㎝(1/2 인치) 테이프를 그것으로부터 180°로 박리하였다.
술포폴리에스테르 디올 전구체의 제조
술포폴리에스테르 디올 A
디메틸 5-소디오술포이소프탈레이트(DMSSIP)(이. 아이. 듀폰 드 네모아, 미국 델라웨어주 윌밍톤) 337.3g(1.14 mol), 디에틸렌 글리콜(DEG)(알드리치 케미칼 코.(Aldrich Chemical Co.; 미국 위스콘신주 밀워키) 424g(3.99 mol) 및 아세트산아연(알드리치) 0.82g의 혼합물을 약 180 ℃로 가열하고, 메탄올 부산물을 반응혼합물로부터 증류시켰다. 4.5 시간 후, 반응생성물의 NMR 분석은 약 1% 미만의 잔류 메틸 에스테르가 반응생성물 중에 존재함을 보여주었다.
디부틸틴 디라우레이트 촉매(알파 케미칼 코.(Alfa Chemical Co.); 미국 매사츄세츠주 워드 힐) 1.51 g(2.4 mmol)을 상기 반응생성물에 첨가하고, 온도를 약 180 ℃로 유지시키고, 엡실론-카프로락톤(알드리치) 650 g(5.7 mol)을 약 30분에 걸쳐 조금씩 첨가하였다. 첨가가 완료되었을 때, 반응혼합물을 약 180℃에서 4시간 동안 유지시켰다. 생성물을 술포폴리에스테르 디올 A라로 명명하였다.
반응생성물의 히드록실 1 당량의 양을 다음과 같이 측정하였다. 생성물 혼합물 5.12 g 샘플을 메틸에틸케톤(MEK) 20 ㎖ 중에 용해하였다. 이소포론 디이소시아네이트(알드리치) 3.13g(14.1 mol) 및 디부틸틴 디라우레이트 0.02g을 첨가하였다. 용액을 약 80 ℃에서 약 4 시간동안 가열하였다. 용액을 실온으로 냉각시켰다. 디부틸 아민의 용액(MEK 중의 1.72M 용액) 4 ㎖를 첨가하고, 용액을 15분 동안 교반하였다. 이어서, 메탄올 20 ㎖ 및 브롬페놀 블루 지시약 4 내지 5 방울을 첨가하고, 용액을 1.0 M 염산 수용액 2.17 ㎖로 황색 종말점까지 적정하였다. 이것은 약 218의 히드록실 1 당량의 양에 대응하였다(술포폴리에스테르 디올 A의 이론적 히드록실 1 당량의 양은 235임).
술포폴리에스테르 디올 B
기계적 교반기, 질소 퍼지 및 증류장치가 구비된 반응기에 디메틸-5-소디오술포이소프탈레이트(듀폰, 미국 델라웨어주 윌밍톤) 700 g(4.73 당량), 분자량 400의 폴리에틸렌 글리콜(유니온 카바이드 코포레이션; 미국 코넥티컷주 댄버리) 1947 g(9.735 당량) 및 분자량 425의 폴리프로필렌 글리콜(아르코 케미칼 코.; 미국 펜실바니아주 뉴톤 스퀘어) 1947 g(9.184 당량)을 채웠다. 반응기를 174 ℃(345℉)로 가열하고, 반응기에 진공을 가해서 약 1.5 시간 동안 유지시켰다. 질소로 진공을 깨뜨렸다. 티타늄 부톡시드 3.6g을 첨가하고, 혼합물을 220℃(430℉)로 가열하고, 메탄올을 수집하면서 3시간 동안 유지시켰다. 이어서, 온도를 174 ℃(345 ℉)로 감소시키고, 반응혼합물에 1시간 동안 진공을 가하였다. 이어서, 내용물을 질소 하에서 93℃(200 ℉)로 냉각시키고, 배수시켜서 맑은 무색 액체 폴리올을 얻었다. 이 폴리올의 측정된 OH 1 당량의 양은 313 g/mole OH(이론적 OH 1 당량의 양은 305임)이었다. 폴리올 혼합물의 이론적 술포네이트 1 당량의 양은 1879 g 폴리머/mole 술포네이트이다.
술포폴리에스테르 디올 C
5L 반응용기에 폴리에틸렌 글리콜-600 4100 g(13.67 당량) 및 디메틸-5-소디오술포이소프탈레이트 505.67g(3.42 당량)을 채웠다. 물질들을 완전 진공 하에서 100 ℃에서 1 시간 동안 건조시켰다. 이어서, 테트라부틸 티타네이트 0.08 중량%를 첨가하고, 반응물을 이론적 메탄올의 약 85%가 제거될 때까지 220 ℃에서 가열하였다. 반응온도를 170 ℃로 감소시키고, 진공 하에서 1 시간 동안 유지시켜서 맑은 연황색 물질을 얻었다. 계산된 히드록실 1 당량의 양은 428이었고, 계산된 술포네이트 1 당량의 양은 양은 2632이었다.
실시예 1 내지 3
실시예 1 내지 3은 에탄올-물 비의 변화가 폴리우레탄 분산액의 분자량 및 따라서 박리 접착성을 어떻게 변화시킬 수 있는지를 보여주었다.
1L 반응기에 다음 성분들을 채워서 600g 배치(batch)를 만들었다: 120.6 g (1.09 NCO 당량)의 이소포론 디이소시아네이트; 147.6g(0.089 OH 당량)의 크라톤L-2203 수소화 폴리부타디엔 디올(OH 1 당량의 양 1660)(쉘 케미칼 코.(Shell Chemical Co.), 미국 텍사스주 휴스턴); 296.4g(0.291 OH 당량)의 테라탄 2000 폴리테트라메틸렌 옥사이드 디올(OH 1 당량의 양 1020)(이.아이. 듀폰 코., 미국 델라웨어주 윌밍톤); 6g(0.05 OH 당량)의 서피놀 104 계면활성제(디올, 에어프러덕츠(미국 펜실바니아주 레이 밸리))(OH 1 당량의 양 113.2); 및 24g(0.110 당량)의 술포폴리에스테르 디올 A(위에서 제조된 것). 이 흐린 혼합물을 질소하에서 교반하면서 약 80℃로 가열하고, 디부틸 틴 디라우레이트 촉매 0.5g을 첨가하였다. 약 90.5 ℃까지 발열반응이 일어났고, 약 80 ± 5℃에서 약 2.5 시간 동안 교반하면서 반응을 계속 수행하였다.
그 다음, 얻어진 생성물의 60g 분취량(이론적으로 58.5 밀리당량의 잔류 NCO를 함유함)을 에탄올 용매 85.5g 및 물 용매 4.5g(95:5 비율, 실시예 1), 또는 에탄올 76.5g 및 물 13.5g(85:15 비율, 실시예 2) 또는 에탄올 67.5g 및 물 22.5g(75:25 비율, 실시예 3) 중에 에틸렌 디아민 사슬연장제 1.48g(49 밀리당량의 아민)을 함유하는 200 mL 유리병에 첨가하였다. 모든 경우에 있어서, 중간 속도로 교반하여 유백색의 40 중량% 고형물 분산액을 얻었다. 얻은 분산액을 약 127 마이크론(0.005 인치)의 습윤 코팅 두께로 약 38 마이크론(0.0015 인치) 두께의 폴리에스테르 필름 위에 코팅하고, 70 ℃ 강제공기오븐에서 10분 동안 건조시켜 투명한 필름을 얻고, 그 다음, 일정 온도(약 22 ℃) 및 습도(약 50% 상대습도) 하에서 하룻밤동안 콘디셔닝하였다. 샘플을 상기 시험방법을 이용하여 시험하였다. 결과를 하기 표 I에 나타내었다.
실시예 1 내지 3의 시험 데이터
실시예 EtOH:물 비율 점착성 유리로부터 박리(N/dm) 자기자신으로부터 박리(N/dm)
1 95:5 2 121 108
2 85:15 1.5 2 88
3 75:25 1.5 0.1 71
실시예 1의 박리 시험 동안, 샘플은 응집성 실패를 보여준다는 것을 알았다. 언급한 바와 같이, 응집강도는 필름의 자기자신에 대한 접착성을 측정한 것이다. 따라서, 실시예 1은 콜드시일 접착제 응용에서 그다지 유용한 실시태양이 아니다. 그러나, 실시예 2 및 3은 유리에 대해서는 낮은 접착성을 보이지만 자기자신에 대해서는 다소 좋은 접착성을 보이므로, 이들이 콜드시일 접착제로서 더 유용하다.
실시예 4 내지 8
실시예 4 내지 8은 사슬연장제 대 사슬종결제의 중량비 변화가 폴리우레탄 분산액의 분자량에 어떻게 영향을 미칠 수 있는가를 보여주었다.
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 78.8(47.5 밀리당량 OH)의 크라톤 L-2203 디올, 157.6g(154.4 밀리당량 OH)의 테라탄 2000 디올, 12.0g(40 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B(위에서 제조한 것), 및 51.5g(464.3 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 500 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 80 ℃로 가열하였다. 약 2 방울의 디옥틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 약 87 ℃까지 발열반응이 일어나는 것을 관찰하였다. 약 2½ 시간 동안의 반응 후, 혼합물을 약간 냉각시키고, 30g 분취량(22.2 밀리당량의 이론적 미반응 NCO를 가짐)을 다양한 비율의 에틸렌 디아민(EDA, 사슬연장제) 및 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(AMP, 사슬종결제)를 함유하는 85:15 에탄올 대 물 용액 45g을 함유하는 100 mL 병에 채웠다. 이 혼합물들을 옴니 마크로 호모게나이저(Omni Macro Homogenizer)(옴니 인터내셔날(Omni International), 미국 조오지아주 마리에타)로 균질화시켰다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 코팅 및 시험을 행하고, 결과를 하기 표 II에 나타내었다.
실시예 4 내지 8의 제제 및 시험 데이타
실시예 EDA양,g(밀리당량) AMP양,g(밀리당량) 점착성 유리로부터 박리 (N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
4 0.70(23.2) 0(0) 1.25 5 70
5 0.63(21.0) 0.21(2.3) 1.25 19 46
6 0.56(1.87) 0.41(4.6) 1.5 24 21
7 0.49(16.3) 0.62(7.0) 2 34 35
8 0.35(11.7) 1.03(11.6) 3 89 86
시험 동안, 실시예 8은 응집성 실패를 나타냈다.
실시예 9 및 10
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 46.7g(28.1 밀리당량 OH)의 크라톤 L-2203 디올, 93.3g(91.5 밀리당량 OH)의 테라탄 2000 디올, 20.0g(66.7 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B(위에서 제조한 것), 및 40g(360.4 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 500 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 80 ℃로 가열하였다. 1 방울의 디옥틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 약 82 ℃까지 발열반응이 일어나는 것을 관찰하였다. 약 2시간 동안의 반응 후, 혼합물을 약간 냉각시키고, 30g 분취량(26.1 밀리당량의 이론적 미반응 NCO를 가짐)을 0.81g 또는 0.65g(27 밀리당량)의 EDA 및 0.48g(5.4 밀리당량)의 AMP를 함유하는 85:15 에탄올:물 용액 45g을 함유하는 100 mL 병에 채웠다. 이 혼합물들을 옴니 마크로 호모게나이저로 균질화시켰다.
비교예 A 및 B
비교예 A 및 B는 얻어진 폴리우레탄 분산액을 100% 물 중에 분산시키는 것을 제외하고는 실시예 9 및 10에 따라 각각 제조하였다. 비교예 A 및 B는 치즈질의 침전물을 형성하였고, 코팅할 수가 없었다. ND는 "측정하지 못함"을 의미한다.
제제 및 시험 데이타
실시예 EtOH:물 비율 EDA(g) AMP(g) 점착성 유리로부터 박리(N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
비교예A 0:100 0.81 0 ND ND ND
비교예B 0:100 0.65 0.48 ND ND ND
9 85:15 0.81 0 1.25 19 100
10 85:15 0.65 0.48 1.25 13 33
실시예 11 내지 13
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 36.8g(22.2 밀리당량 OH)의 크라톤 L-2203 디올, 73.6g(72.2 밀리당량 OH)의 테라탄 2000 디올, 40.0g(133.3 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B, 및 49.6g(446.8 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 500 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 80 ℃로 가열하였다. 1 방울의 디옥틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 약 85 ℃까지 발열반응이 일어나는 것을 관찰하였다. 약 2시간 동안의 반응 후, 혼합물을 약간 냉각시키고, 30g 분취량(32.9 밀리당량의 이론적 미반응 NCO를 가짐)을 1.00g(33 밀리당량)의 EDA 또는 0.80g(26.7 밀리당량)의 EDA 및 0.60g(6.7 밀리당량) AMP를 함유하는 물또는 85:15 에탄올-물 용액 45g을 함유하는 100 mL 병에 채웠다. 이 혼합물들을 옴니 마크로 호모게나이저로 균질화시켰다. EDA/AMP/100% 물 용액(실시예 11)은 제법 잘 분산되었고, 거친/흐린 코팅을 형성하였다. 나머지들에 대해서도 실시예 1에 기재된 바와 같이 코팅 및 시험을 행하였다. 결과를 하기 표 IV에 나타내었고, ND는 "측정하지 못함"을 의미한다.
비교예 C
비교예 C는 실시예 12와 유사하게 제조하였고, 100% 물 용매계에 분산시켰다. 비교예 C는 EDA 사슬연장제는 함유하지만 사슬종결제는 함유하지 않았다. 그것은 치즈질의 침전물을 형성하였고, 코팅할 수 없었다.
제제 및 시험 데이타
실시예 EtOH:물 비율 EDA(g) AMP(g) 점착성 유리로부터 박리(N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
비교예C 0:100 1.00 0 ND ND ND
11 0:100 0.80 0.60 1.5 0.2 2
12 85:15 1.00 0 1.25 8 0.6
13 85:15 0.80 0.60 1.5 23 2
실시예 14 내지 17
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 157.84 g(95.1 밀리당량 OH)의 크라톤 L-2203 디올, 315.45g(309.3 밀리당량 OH)의 테라탄 2000 디올, 24.39g(81.3 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B, 및 103.4g(931.5 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 500 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 55 ℃로 가열하였다. 3 방울의 디옥틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 약한 발열반응이 일어나는 것을 관찰하였다. 온도를 약 80 ℃로 올리고, 거기서 약 2시간 동안 유지시켰다. 혼합물을 약간 냉각시키고, 90g 분취량(67.2 밀리당량의 이론적 미반응 NCO를 가짐)을 EDA 및 AMP를 다양한 비율로 함유하는 85:15 에탄올 대 물 용매계 135g을 함유하는 500 mL 병에 채웠다. 이 혼합물들을 옴니 마크로 호모게나이저로 균질화시켰다. 실시예 1에 기재된 바와 같이 코팅 및 시험을 수행하고, 결과를 하기 표 V에 나타내었다.
실시예 14 내지 17의 제제 및 시험 데이타
실시예 EDAg(밀리당량) AMPg(밀리당량) 점착성 유리로부터 박리 (N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
14 1.99(66.3) 0(0) 1.25 5 39
15 1.88(62.7) 0.31(3.5) 1.25 10.5 층간분리
16 1.78(59.3) 0.62(7.0) 1.5 16 52
17 1.57(52.3) 1.24(13.9) 2 31 19
실시예 18 내지 21
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 52.55 g(31.7 밀리당량 OH)의 크라톤 L-2203 디올, 105.09g(105.1 밀리당량 OH)의 폴리에틸렌 글리콜 2000 디올(알드리치 케미칼 코.), 8g(36.7 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B, 및 34.34g(30.9 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 500 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 80℃로 가열하였다. 2 방울의 디옥틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 86 ℃까지 발열반응이 일어나는 것을 관찰하였다. 반응을 약 2 시간 동안 계속 수행한 후, 혼합물을 약간 냉각시키고, 30g 분취량(20.4 밀리당량의 이론적 미반응 NCO를 가짐)을 EDA 및 AMP를 다양한 비율로 함유하는 물 또는 85:15 에탄올대 물 용매계 45g을 함유하는 200 mL 병에 채웠다. 이 혼합물들을 옴니 마크로 호모게나이저로 균질화시켰고, 모든 경우에서 좋은 분산액을 얻었다. 코팅은 오븐에서 꺼낼 때는 투명하고 점착성이었지만, 하룻밤 콘디셔닝한 후에는 약간 흐렸고 점착성이 없었고 유리 또는 자기자신에 대한 접착성이 없었다.
실시예 22 내지 24
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 78.85 g(47.5 밀리당량 OH)의 크라톤 L-2203 디올, 157.6g(157.6 밀리당량 OH)의 폴리프로필렌 글리콜 2000 디올(이엠 사이언스(EM Science), 미국 뉴저지주 깁스타운), 12.2g(40.7 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B, 및 52.25g(470.7 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 500 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 80℃로 가열하였다. 2 방울의 디옥틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 81℃까지 발열반응이 일어나는 것을 관찰하였다. 2 시간 동안의 반응 후, 혼합물을 약간 냉각시키고, 30g 분취량(22.4 밀리당량의 이론적 미반응 NCO를 가짐)을 EDA 및 AMP를 다양한 비율로 함유하는 85:15 에탄올-물 용매 혼합물 45g을 함유하는 100 mL 병에 채웠다. 이 혼합물들을 옴니 마크로 호모게나이저로 균질화시켰다. 코팅 및 시험은 실시예 1에 기재된 바와 같이 행하였고, 그 결과를 하기 표 VI에 나타내었다.
실시예 22 내지 24의 제제 및 시험 데이타
실시예 EDAg(밀리당량) AMPg(밀리당량) 점착성 유리로부터 박리 (N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
22 0.66(22.0) 0(0) 1.25 18 165
23 0.63(21.0) 0.10(1.1) 1.5 23 층간분리
24 0.59(1.97) 0.21(2.4) 1.5 40 층간분리
실시예 25 내지 28
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 25 g(15.1 밀리당량 OH)의 크라톤 L-2203 디올, 50g(40.5 밀리당량 OH)의 텍속스(TEXOX) 5WL-1400 (분자량 2470, 75/25 에틸렌 글리콜/폴리프로필렌 글리콜 랜덤 코폴리머 디올(텍사코 케미칼(Texaco Chemical), 미국 텍사스주 휴스턴), 4g(13.3 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B, 및 15.3g(137.8 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 500 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 80℃로 가열하였다. 1 방울의 디옥틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 반응을 약 2 시간 동안 계속 수행하였다. 혼합물을 약간 냉각시키고, 20g 분취량(14.7 밀리당량의 이론적 미반응 NCO를 가짐)을 0.42g(14 밀리당량)의 EDA 또는 0.37 g(12.3 밀리당량)의 EDA 및 0.13g(1.5 밀리당량)의 AMP를 함유하는 물 또는 85:15 에탄올-물 용매 혼합물 30g을 함유하는 100 mL 병에 채웠다. 이 혼합물들을 옴니 마크로 호모게나이저로 균질화시켰다. 100% 물 분산액(실시예 25 및 26)은 매우 점성이었다. 코팅 및 시험은 실시예 1에 기재된 바와 같이 행하였고, 그 결과를 하기 표 VII에 나타내었다.
실시예 25 내지 28의 제제 및 시험 데이타
실시예 EtOH:물 비율 EDA(g) AMP(g) 점착성 유리로부터 박리(N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
25 0:100 0.42 0 2 4 64
26 0:100 0.37 0.13 1.5 9 130
27 85:15 0.42 0 3 27 55
28 85:15 0.37 0.13 4 37, 응집성 27
실시예 26은 자기자신으로부터의 박리 시험에서 응집성 실패를 나타내었다.실시예 27은 자기자신으로부터의 박리 시험에서 부분적 층간분리를 나타내었다. 실시예 28은 두 박리 시험에서 응집성 실패를 나타내었다.
실시예 29 내지 31
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 26.4 g(15.9 밀리당량 OH)의 크라톤 L-2203 디올, 36.5g(182.5 밀리당량 OH)의 분자량 400의 폴리에틸렌 글리콜 디올(알드리치 케미칼), 4.8g(16.0 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B, 및 31.1g(280.2 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 500 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 80℃로 가열하였다. 1 방울의 디옥틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 약 97℃까지 발열반응이 일어나는 것을 관찰하였다. 반응을 약 1 시간 동안 계속 수행하였고, 그 동안 점도가 증가하였다.
혼합물을 약간 냉각시키고, 걸쭉한 페이스트의 20g 분취량(13.3 밀리당량의 이론적 미반응 NCO를 가짐)을 1.86g(62.0 밀리당량)의 EDA 또는 1.66 g(55.3 밀리당량)의 EDA 및 0.58g(6.5 밀리당량)의 AMP를 함유하는 물 또는 85:15 에탄올-물 용액 30g을 함유하는 100 mL 병에 채웠다. 이 혼합물들을 옴니 마크로 호모게나이저로 균질화시켰다. 걸쭉한 페이스트는 물에는 분산시킬 수 없었지만, 에탄올-물에는 어렵게 분산시킬 수 있었고, 입자가 거친 코팅을 얻었다. 코팅 및 시험을 실시예 1에 기재된 바와 같이 행하였고, 결과를 하기 표 VIII에 나타내었다.
실시예 29 내지 31의 제제 및 시험 데이타
실시예 EtOH:물 비율 EDA(g) AMP(g) 점착성 유리로부터 박리(N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
29 0:100 1.86 0 ND ND ND
30 85:15 1.86 0 3 4 9
31 85:15 1.66 0.58 4 20 33
실시예 32 내지 37
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 40.4 g(24.3 밀리당량 OH)의 크라톤 L-2203 디올, 80.7g(65.3 밀리당량 OH)의 텍속스 WL-1400 (분자량 2470의 75/25 에틸렌 글리콜/프로필렌 글리콜 랜덤 코폴리머 디올)(텍사코 케미칼), 6g(13.3 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 C, 및 23.1g(208.1 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 500 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 80℃로 가열하였다. 1 방울의 디옥틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 약 82℃까지 발열반응이 일어났다.
반응을 약 2 시간 동안 계속 수행한 후, 혼합물을 약간 냉각시키고, 20g 분취량(14.0 밀리당량의 이론적 미반응 NCO)을 0.40 또는 0.41g(13.3 또는 13.7 밀리당량)의 EDA 또는 13.9 g(13.9 밀리당량)의 제파민 ED2001(분자량 2000의 폴리에틸렌 옥사이드 디아민)(헌츠만 코포레이션, 미국 유타주 솔트레이크 시티)를 함유하는 물 또는 85:15 에탄올-물 용액 30g을 함유하는 100 mL 병에 채웠다. 트윈(TWEEN) 40 및 스탠다폴(STANDAPOL) ES2 계면활성제를 선택된 분산액에 2 중량% 활성물질의 양으로 첨가하였다. 이 혼합물들을 옴니 마크로 호모게나이저로 균질화시켰다. 모든 샘플이 좋은 분산액을 가졌다. 코팅 및 시험을 실시예 1에 기재된 바와 같이 행하였고, 결과를 하기 표 IX에 나타내었다.
실시예 32 내지 37의 제제 및 시험 데이타
실시예 EtOH:물비율 디아민(g) 계면활성제 점착성 유리로부터 박리(N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
32 0:100 0.40 EDA 없음 2 16 56
33 0:100 0.40 EDA 트윈 40 2.5 15 50
34 0:100 0.40 EDA 스탠다폴 ES2 2 10 43
35 0:100 13.9 제파민 없음 3.5 30 25
36 85:15 0.40 EDA 없음 4 28 18
37 85:15 0.41 EDA 없음 4 5 3
실시예 38 내지 41
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 78.8 g(47.5 밀리당량 OH)의 크라톤 L-2203 디올, 157.5g(154 밀리당량 OH)의 테라탄 2000 디올(T-2000), 12.2g(40.7 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B, 및 51.6g(464 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 500 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 60℃로 가열하였다. 3 방울의 디부틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 약 77℃까지
발열반응이 일어나는 것을 관찰하였다. 반응 온도를 80℃로 증가시키고, 거기서 약 2 시간 동안 유지시켰다.
혼합물을 약간 냉각시키고, 프레폴리머의 50g 분취량(40.0 밀리당량의 이론적 미반응 NCO를 가짐)을 85/15 에탄올/물 혼합물 60g을 함유하는 200mL 병에 교반하면서 채웠다. 프레폴리머가 잘 분산된 후, 85:15 에탄올-물 15g 중의 1.04g(34.7 밀리당량)의 EDA 및 1.9 밀리당량의 다양한 아민 종결제의 혼합물을 한번에 채웠다. 사용된 특정 아민 종결제는 0.17g의 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(실시예 38), 0.36g의 도데실 아민(실시예 39), 0.52g의 옥타데실 아민(실시예 40), 및 0.77g의 디도데실 아민(실시예 41)이었다. 코팅 및 시험을 실시예 1에 기재된바와 같이 행하였고, 결과를 하기 표 X에 나타내었다.
실시예 38 내지 41의 제제 및 시험 데이타
실시예 종결제 점착성 유리로부터 박리 (N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
38 AMP 1.5 1.3 22.5
39 C12 아민 1.5 0.9 18.2
40 C18 아민 1.5 1.8 32.8
41 디-C12아민 1.5 4.7 41.2
실시예 42 내지 45
실시예 38 내지 41에 사용된 절차를 따라서, 77.0g(76.9 밀리당량 OH)의 프리플라스트 3197(이량체 디산 및 이량체 디올의 분자량 2000의 폴리에스테르 디올(유니크마)), 154.0g(151 밀리당량 OH) 테라탄 2000 디올, 12.2g(40.7 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B, 및 56.8g(511 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 동일 방식으로 반응시키고, 분산시켰다.
실시예 42 내지 45의 제제 및 시험 데이타
실시예 종결제 점착성 유리로부터 박리 (N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
42 AMP 1.5 3.7 62.6
43 C12 아민 2 3.9 67.2
44 C18 아민 1.5 3.9 69.2
45 디-C12아민 1.5 5.0 47.1
실시예 46 내지 49
실시예 38 내지 41에 사용된 절차를 따라서, 78.8g(47.5 밀리당량 OH)의 크라톤 L2203 디올, 154.0g(152 밀리당량 OH)의 분자량 2200의 폴리프로필렌 글리콜(PPG 2200), 12.2g(40.7 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B, 및51.6g(464 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 동일 방식으로 반응시키고, 분산시켰다.
실시예 46 내지 49의 제제 및 시험 데이타
실시예 종결제 점착성 유리로부터 박리 (N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
46 AMP 2 21.7 117.3
47 C12 아민 3 19.7 80.8
48 C18 아민 3 20.4 107.3
49 디-C12아민 3 28.9 121.9
실시예 50 내지 55
실시예 38 내지 41 및 46 내지 49에서 제조한(각각 테라탄 2000 또는 PPG 2200 사용) 프레폴리머를 하기 표 XIII에 나타낸 바와 같이 다양한 양의 에틸렌 디아민 및 아미노메틸프로판올과 반응시켰다.
실시예 50 내지 55의 제제 및 시험 데이타
실시예 디올 EDA(g) AMP(g) 점착성 유리로부터 박리(N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
50 T2000 0.98 0.36 1.5 6.8 60.2
51 T2000 1.02 0.30 1 3.3 63.9
52 T2000 1.00 0.23 1.25 4.4 44.4
53 PPG2200 0.97 0.36 4 45.8 108.8
54 PPG2200 0.99 0.23 3 25.4 102.7
55 PPG2200 1.02 0.16 2.5 4.2 72.5
실시예 56 내지 59
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 25.6g(20.5 밀리당량 OH)의 폴리부타디엔 폴리올(OH 당량 1250 및 평균 관능도 2 초과)(엘프 아토켐(미국 펜실바니아주 필라델피아)에서 POLY라는 상표명으로 판매), 51.4g(51.4 밀리당량 OH)의 테라탄 2000디올, 4.2g(13.4 밀리당량 OH)의 술포폴리에스테르 디올 B, 및 18.9g(170 밀리당량 NCO)의 이소포론 디이소시아네이트를 250 mL 반응기에 채우고, 질소 하에서 교반하면서 약 60℃로 가열하였다. 2 방울의 디옥틸 틴 디라우레이트를 첨가하고, 약 71℃까지 발열반응이 일어나는 것을 관찰하였다. 반응 온도를 80℃로 증가시키고, 거기서 약 2 시간 동안 유지시켰다.
혼합물을 약간 냉각시키고, 프레폴리머의 20g 분취량(16.9 밀리당량의 이론적 미반응 NCO를 가짐)을 다양한 양의 EDA 및 AMP를 함유하는 85/15 에탄올/물 혼합물 30g을 함유하는 100mL 병에 교반하면서 채웠다. 코팅 및 시험을 실시예 1에 기재된 바와 같이 행하였고, 결과를 하기 표 XIV에 나타내었다.
실시예 56 내지 59의 제제 및 시험 데이타
실시예 EDA(g) AMP(g) 점착성 유리로부터 박리 (N/dm) 자기자신으로부터 박리 (N/dm)
56 0.3 0.45 겔화됨 ND ND
57 0.3 0.6 겔화됨 ND ND
58 0.25 0.75 2 98.3 174.7
59 0.2 0.9 2 143.0, 응집성 124.3
실시예 60 내지 79
실시예 1에 사용된 절차를 따라서, 크라톤 L-2200 디올 및 테라탄 2000 디올을 다양한 비율로 배리쿼트 K1215 양이온성 디올(위트코), 분자량 600의 폴리에틸렌 글리콜, 디메틸올 프로판산(DMPA), 술포폴리에스테르 디올 B를 포함하는 다양한 안정화제와 함께 또는 추가로 첨가된 안정화제 없이 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)와 반응시켰다. 프레폴리머를 아래에 상세히 나타낸 바와같이 EDA 사슬연장제 및 AMP 사슬종결제를 함유하는 에탄올-물에 분산시켰다. 코팅 및 시험을 실시예 1에 기재된 바와 같이 행하였고, 그 결과를 하기 표 XV에 나타내었다.
[표 XV]
실시예 60 내지 79의 제제 및 시험 데이타
화장품 제제 실시예 1: 활성성분들을 첨가하여 방수 썬스크린 또는 곤충기피제로서 사용하기에 적합한 바디로션을 제조하였다. 하기 표 XVI에 나타낸 상 A및 상 B의 특정 성분들 및 양(중량%)을 사용해서 수중유 에멀젼을 제조하였다. 상 A 및 상 B를 별도의 용기에서 연속 교반하면서 70℃로 가열하였다. 상 B를 상 A에 첨가하고, 고전단 혼합기로 균질화시켰다. 약하게 저으면서 실온으로 냉각시켜 중간 점도의 크림을 얻었다.
바디로션용 수중유 에멀젼
성분 양(중량%)
상 A
미네랄 오일 10.0
이소프로필 미리스테이트 2.0
스테아르산 4.0
글리세롤 스테아레이트 3.0
세테쓰-20(Ceteth-20) 1.0
라놀린 오일 0.6
실시예 16의 분산액 2.4
상 B
탈이온수 76.8
히드록시에틸 셀룰로스 0.2
트리에탄올 아민 1.2
화장품 제제 실시예 2
하기 표 XVII에 나타낸 상 A 및 상 B의 특정 성분 및 양(중량%)을 사용해서 마스카라용 수중유 에멀젼을 제조하였다. 상 A 및 상 B를 별도의 용기에서 연속 교반하면서 90℃로 가열하였다. 상 B를 상 A에 첨가하고, 고전단 혼합기로 균질화시켰다. 냉각시킨 후, 얻어진 페이스트는 박편으로 벗겨지지 않고(flake-resistant) 지워지지 않는(smudge-resistant) 내수성 마스카라를 제공하였다.
마스카라용 수중유 에멀젼
성분 양(중량%)
상 A
카르누바 왁스 10.0
이소프로필 미리스테이트 6.0
스테아르산 5.0
글리세롤 스테아레이트 3.0
실시예 16의 분산액 6.0
블랙 산화철 안료 10.0
상 B
탈이온수 57.5
폴리비닐피롤리돈 1.0
히드록시에틸 셀룰로스 0.2
트리에탄올 아민 1.3
화장품 제제 실시예 3
35.7 중량%의 암모늄 라우릴 술페이트(28% 고형물), 24 중량%의 암모늄 라우레쓰-2-술페이트(25% 고형물), 3 중량%의 에틸렌 글리콜 디스테아레이트, 1 중량%의 코카미드 MEA 및 31.2 중량%의 탈이온수를 용기에 채워서 콘디셔닝 샴푸를 제조하였다. 얻어진 혼합물을 교반하면서 80℃로 가열하고, 5 중량%의 C12내지 C15알킬 벤조에이트 중의 5 중량%의 실시예 16의 분산액을 함유하는 혼합물을 첨가하였다. 냉각시킨 후, 얻어진 진주빛 액체는 헹궈서 신속하게 건조시킨 후의 습윤상태에서의 빗질하기가 좋은 샴푸를 제공하였다.
화장품 제제 실시예 4
투명 네일라커를 다음과 같이 제조하였다: 3M 코포레이션(미국 미네소타주 세인트 폴)으로부터 VS 80 실리콘 플러스(Silicones Plus) 코폴리머라는 상표로 입수가능한 아크릴레이트 그래프트된 실리콘 코폴리머의 20% 고형물 에탄올 용액 약 20부를 실시예 16의 분산액 1부와 합쳤다. 이것은 쪼개짐 저항성 및 광택이 좋은 신속하게 건조하는 투명 네일라커를 제공하였다.
화장품 제제 실시예 5
36 중량%의 암모늄 라우릴 술페이트(28% 고형물), 24 중량%의 암모늄 라우레쓰-2-술페이트(25% 고형물), 3 중량%의 에틸렌 글리콜 디스테아레이트, 1 중량%의 코카미드 MEA 및 6 중량%의 탈이온수를 용기에 채워서 샴푸를 제조하였다. 얻어진 혼합물을 교반하면서 80℃로 가열하여 진주빛 액체를 얻었다. 냉각시킨 후, 30 중량%의 실시예 36의 40% 고형물 분산액을 첨가함으로써, 2g의 모발 견본에 0.5 ㎖ 사용했을 때 거품이 일고 미끌거리는 촉감을 가지고 헹궈서 신속하게 건조시킨 후의 습윤상태에서의 빗질하기가 좋은 샴푸를 제공하였다.
화장품 제제 실시예 6
50 중량%의 암모늄 라우릴 술페이트(28% 고형물), 11 중량%의 디소듐 코코암포디아세테이트(50% 고형물), 및 9 중량%의 탈이온수를 용기에 채워서 샴푸를 제조하였다. 얻어진 혼합물을 교반하면서 80℃로 가열하여 맑은 액체를 얻었다. 냉각시킨 후, 30 중량%의 실시예 36의 40% 고형물 분산액을 첨가함으로써, 2g의 모발 견본에 0.5 ㎖ 사용했을 때 거품이 일고 미끌거리는 촉감을 가지고 헹궈서 신속하게 건조시킨 후의 습윤상태에서의 빗질하기가 좋은 유백색 샴푸를 제공하였다.
화장품 제제 실시예 7
39 중량%의 암모늄 라우릴 술페이트(28% 고형물), 11 중량%의 코카미도프로필 베타인(35% 고형물) 및 20 중량%의 탈이온수를 용기에 채워서 샴푸를 제조하였다. 얻어진 혼합물을 교반하면서 80℃로 가열하여 맑은 액체를 얻었다. 냉각시킨 후, 30 중량%의 실시예 36의 40% 고형물 분산액을 첨가함으로써, 2g의 모발 견본에 0.5 ㎖ 사용했을 때 거품이 일고 미끌거리는 촉감을 가지고 헹궈서 신속하게 건조시킨 후의 습윤상태에서의 빗질하기가 좋은 샴푸를 제공하였다.
화장품 제제 실시예 8 내지 19
화장품 제제 실시예 7과 동일한 성분 및 절차를 이용하고, 폴리머 분산액 및 물의 양을 변화시켜서 하기 표에 나타낸 바와 같이 0.5 내지 11 중량%의 폴리머 함량을 제공하였다.
실시예 실시예 36의 분산액(중량%) 물 (중량%) 폴리머 (%)
8 1.2 48.8 0.5
9 2 48 1
10 5 45 2
11 8 42 3
12 10 40 4
13 12 38 5
14 15 35 6
15 18 32 7
16 20 30 8
17 22 28 9
18 25 25 10
19 28 22 11
본원에 인용된 모든 참고문헌은 각 참고문헌의 전내용을 참고로 본원에 포함시킨다.

Claims (26)

  1. (a) (i) 사슬 내에서 또는 사슬 상에서 N, O 또는 S, 또는 그의 조합에 의해 임의 치환된 알킬, 아릴 또는 아랄킬 구조를 갖는 알콜불용성의 하나 이상의 다작용성 수소 화합물; (ii) 하나 이상의 폴리이소시아네이트; 및 (iii) 알콜 및 물의 혼합물에 용해될 수 있는 하나 이상의 다작용성 수소 화합물의 반응생성물을 포함하는 하나 이상의 이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프레폴리머;
    (b) 하나 이상의 다관능성 사슬연장제; 및
    (c) 하나 이상의 사슬종결제
    의 반응생성물을 포함하는 알콜 및 물의 혼합물에 안정한 폴리우레탄 분산액.
  2. 제1항에 있어서, 사슬연장제 대 프레폴리머 이소시아네이트의 당량비가 0.60:1 내지 1:1.2인 폴리우레탄 분산액.
  3. 제1항에 있어서, 사슬종결제가 일관능성인 폴리우레탄 분산액.
  4. 제1항에 있어서, 성분 (a)(i)가 평균적으로 약 1.6 내지 4개의 히드록실 및(또는) 아미노기를 갖는 올리고머 폴리올 및 올리고머 폴리아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 분산액.
  5. 제1항에 있어서, 성분 (a)(i)가 폴리부타디엔 폴리올, 폴리이소프렌 폴리올, 수소화 폴리부타디엔 폴리올, 수소화 폴리이소프렌 폴리올, 이량체 디산으로부터의 폴리에스테르 폴리올, 이량체 디올로부터의 폴리에스테르 폴리올, 이량체 디올 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 분산액.
  6. 제1항에 있어서, 성분 (a)(i), (a)(ii) 및 (a)(iii)의 총중량을 기준으로 5 중량% 이상의 성분 (a)(i)를 포함하는 분산액.
  7. 제1항에 있어서, 폴리이소시아네이트가 디시클로헥실메탄 4,4'-디이소시아네이트; 3,5,5-트리메틸-1-이소시아네이토-3-이소시아네이토메틸시클로헥산; 테트라메틸렌 디이소시아네이트; 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산; 1,3-비스(1-이소시아네이토-1-메틸에틸)벤젠; 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트; 4,4',4"-트리이소시아네이토트리페닐메탄; 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트; 톨루엔 디이소시아네이트; 헥사메틸렌 디이소시아네이트; 도데카메틸렌 디이소시아네이트; 및 m- 및 p-크실렌 디이소시아네이트 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 분산액.
  8. 제1항에 있어서, 성분 (a)(iii)가 (i) 이온기 함유 화합물, (ii) 이온기를 형성할 수 있는 부분을 함유하는 화합물, (iii) 각 산소원자에 대해 탄소원자 5개이하의 비를 갖는 폴리에스테르, 폴리에테르 또는 폴리카르보네이트 기를 함유하는 화합물; 및 (iv) 그의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 분산액.
  9. 제8항에 있어서, 성분 (a)(iii)이 하기 화학식을 갖는 양이온 화합물인 분산액.
    R-N+(R2)[(CH2CH2O)nH]2X-1
    여기서, R은 사슬 내에서 및(또는) 상에서 N,O 또는 S, 또는 그의 조합에 의해 임의 치환된 C1-C18알킬 또는 C6-C18아릴 또는 아랄킬이고; R2는 수소 또는 C1-C18알킬이고; n은 약 1 내지 200의 정수이고; X는 할로겐, 술페이트, 메토술페이트, 에토술페이트, 아세테이트, 카르보네이트 또는 포스페이트이다.
  10. 제8항에 있어서, 성분 (a)(iii)이 하기 화학식을 갖는 화합물인 분산액.
    여기서, 각 R1은 독립적으로 -CH2-CH2-(OCH2-CH2-)n-, -C(CH3)H-CH2-(OC(CH3)H-CH2-)n-, -(CH2)4-(O(CH2)4)n-, -(CH2)m-CO-[-O-(CH2)m-CO-]n- 기 및 그의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 에테르 또는 에스테르 관능기를 포함하는 평균분자량이 200 내지 600인 2가 지방족기이고; m은 2 내지 5의 정수이고; n은 2내지 15의 정수이고; M은 Na, H, K, Li, 암모늄, 메틸암모늄, 부틸암모늄, 디에틸암모늄, 트리에틸암모늄, 테트라에틸암모늄 및 벤질트리메틸암모늄 양이온으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  11. 제1항에 있어서, 사슬연장제가 물; 에틸렌디아민; 1,6-디아미노헥산; 피페라진; 트리스(2-아미노에틸)아민; 아민 말단 폴리에테르; 아디프산 디히드라지드; 옥살산 디히드라지드; 에틸렌 글리콜; 1,4-부탄 디올; 1,8-옥탄 디올; 1,2-에탄디티올; 1,4-부탄디티올; 2,2'-옥시트리스(에탄 티올); 폴리(옥시에틸렌) 디올 및 트리올의 디- 및 트리-메르캅토프로피오네이트 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 분산액.
  12. 제1항에 있어서, 이온기 1 당량 당 프레폴리머 약 1000 내지 15000 g의 이온함량을 갖는 폴리우레탄 분산액.
  13. 제1항에 있어서, 반응생성물이 약 5000 내지 50000의 중량평균분자량을 갖는 분산액.
  14. 제1항에 있어서, 저급알콜을 더 포함하는 분산액.
  15. 제14항에 있어서, 저급알콜이 에탄올, n-프로판올, 2-프로판올 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 분산액.
  16. 제14항에 있어서, 조성물 총 중량을 기준으로 20 중량% 이상의 저급알콜을 포함하는 분산액.
  17. 제1항의 분산액을 포함하는 콜드시일(cold seal) 접착제.
  18. 제17항에 있어서, 약 0.025 ㎜ 두께의 필름으로 코팅해서 건조했을 때 자기접착성을 나타내는 접착제.
  19. 제17항에 있어서, 5 N/dm 초과의 자기접착성 값을 갖는 접착제.
  20. 제17항에 있어서, 10 N/dm 미만의 유리에 대한 접착성 값을 갖는 접착제.
  21. 제1항의 분산액을 포함하는, 셀프시일형 봉투, 번들링 테이프, 열 민감성 제품, 컨테이너, 제본용 바인더, 의료용품, 의료용품용 포장재료 및 기저귀 클로저로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제품.
  22. 제1항의 분산액을 포함하는 탄성점착붕대 중의 포화제.
  23. 제1항의 분산액을 포함하는, 마스카라, 파운데이션, 루즈, 페이스파우더, 아이라이너, 아이섀도우, 립스틱, 곤충기피제, 네일폴리쉬, 스킨모이스춰라이저, 스킨크림, 바디로션 및 썬스크린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화장품용 제제.
  24. 제1항의 분산액을 포함하는, 샴푸, 콘디셔너, 헤어스프레이, 무스 및 젤로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재형성가능한 헤어스타일링 조성물이 아닌 모발관리용 조성물.
  25. 제1항에 있어서, 소포제, 유동 레벨링제, 레올로지 조절제, 광안정화제 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 더 포함하는 분산액.
  26. (a) (i) 약 20 내지 30 중량부의 수소화 폴리부타디엔 디올; (ii) 약 15 내지 30 중량부의 이소포론 디이소시아네이트; 및 (iii) 약 0 내지 10 중량부의 술폰화 폴리에스테르 디올 및 약 25 내지 75 중량부의 폴리테트라메틸렌 옥사이드 디올의 반응생성물을 포함하는 이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프레폴리머;
    (b) 약 0.05 내지 5 중량부의 에틸렌 디아민; 및
    (c) 약 0 내지 5 중량부의 2-아미노-2-메틸-1-프로판올
    의 반응생성물을 포함하는 알콜 및 물의 혼합물에 안정한 폴리우레탄 분산액.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100794678B1 (ko) * 2006-12-28 2008-01-14 (주)디피아이 홀딩스 비이온성 폴리우레탄 분산 수지를 포함하는 전기강판 절연피막 형성용 피복 조성물
KR20190129852A (ko) * 2017-03-31 2019-11-20 가부시키가이샤 코세 폴리우레탄 겔 조성물 및 그 이용

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6613314B1 (en) * 2000-07-27 2003-09-02 L'oreal Reshapable hair styling composition comprising polyurethane dispersions
US6605666B1 (en) * 2000-07-27 2003-08-12 3M Innovative Properties Company Polyurethane film-forming dispersions in alcohol-water system
FR2814365B1 (fr) * 2000-09-28 2002-12-27 Oreal Composition cosmetique comprenant au moins une phase grasse liquide structuree par des polyurethanes et/ou polyurees
JP5754068B2 (ja) * 2000-10-25 2015-07-22 Dic株式会社 ポリウレタン樹脂水性分散体
JP5376190B2 (ja) * 2000-11-15 2013-12-25 Ｄｉｃ株式会社 ポリウレタン水性分散体
DE10063130A1 (de) * 2000-12-18 2002-06-20 Beiersdorf Ag Verwendung von Polyurethanen zur Verbesserung der Wasserfestigkeit kosmetischer oder dermatalogischer Formulierungen
US7700082B2 (en) * 2001-01-26 2010-04-20 3M Innovative Properties Company Silylated polyurethane-urea compositions for use in cosmetic applications
JP2003012440A (ja) * 2001-06-27 2003-01-15 Shiseido Co Ltd 化粧料
ES2342594T3 (es) * 2002-05-02 2010-07-09 Basf Se Productos estabilizados para el cuidado personal y productos para el hogar.
FR2841775B1 (fr) * 2002-07-08 2005-12-23 Oreal Vernis a ongles
KR20040005448A (ko) * 2002-07-10 2004-01-16 한국신발피혁연구소 에틸알코올형 폴리우레탄 접착제의 제조방법
US20040157944A1 (en) * 2003-02-07 2004-08-12 China Textile Institute Preparation method for foaming waterborne PU
US20040191194A1 (en) * 2003-03-28 2004-09-30 Carol Collins Nail composition
ES2393980T3 (es) 2003-09-30 2013-01-03 Adc Advanced Dental Care Gmbh & Co Kg Método para producir un material de sustitución ósea
BRPI0415684B1 (pt) * 2003-11-03 2015-12-08 Ciba Sc Holding Ag composição estabilizada e processo para estabilizar um produto para tratamento do corpo ou produto para o lar
US7342068B2 (en) * 2003-11-18 2008-03-11 Air Products And Chemicals, Inc. Aqueous polyurethane dispersion and method for making and using same
FR2875503B1 (fr) 2004-09-21 2006-12-22 Oreal Polyurethane cationique ou cationisable a caractere elastique.
US20070185003A1 (en) * 2006-01-18 2007-08-09 Invista North America S.A.R.L. Non-textile polymer compositions and methods
US20060229409A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Ilmenev Pavel E Method for preparing polyurethane dispersions
EP1743911A1 (en) 2005-07-14 2007-01-17 DSM IP Assets B.V. Polyurethane composition
US9328190B2 (en) * 2006-01-18 2016-05-03 Invista North America S.A.R.L. Non-textile polymer compositions and methods
WO2007084596A2 (en) * 2006-01-18 2007-07-26 Invista Technologies S.A R.L. Non-textile polymer compositions and methods
JP5140271B2 (ja) * 2006-12-28 2013-02-06 花王株式会社 毛髪化粧料
JP5154815B2 (ja) * 2007-03-30 2013-02-27 株式会社コーセー 溶剤系美爪料
US7452525B1 (en) * 2007-08-08 2008-11-18 Yuliya Berezkin Polyurethane dispersions based on polycarbonate polyols and suitable for use in personal care products
US20090175810A1 (en) 2008-01-03 2009-07-09 Gareth Winckle Compositions and methods for treating diseases of the nail
US20110027211A1 (en) * 2008-03-26 2011-02-03 Bayer Materialscience Ag Hair styling composition
EP2105125A1 (de) 2008-03-26 2009-09-30 Bayer MaterialScience AG Hautpflege-Zusammensetzung
WO2011045004A2 (en) 2009-10-13 2011-04-21 Bayer Material Science Ag Fuzzy cotton seeds comprising an aqueous polyurethane coating
US9617453B2 (en) 2009-12-14 2017-04-11 Air Products And Chemicals, Inc. Solvent free aqueous polyurethane dispersions and methods of making and using the same
WO2011075241A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Avon Products, Inc. Self-leveling cosmetic
EP2365011A1 (de) * 2010-03-02 2011-09-14 Sika Technology AG Aminogruppen - terminierter Schlagzähigkeitsmodifikator und dessen Verwendungen in Epoxidharzzusammensetzungen
US8039494B1 (en) 2010-07-08 2011-10-18 Dow Pharmaceutical Sciences, Inc. Compositions and methods for treating diseases of the nail
WO2012037438A2 (en) * 2010-09-16 2012-03-22 O'Neill LLC Thin-wall polymer coated articles and gloves and a method therefor
CN103409101B (zh) * 2013-08-16 2014-09-10 长春市三化实业有限责任公司 聚丁二烯橡胶改性水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法
KR102320051B1 (ko) 2013-10-03 2021-10-29 다우 파마슈티컬 사이언시즈, 인코포레이티드 안정화된 에피나코나졸 조성물
EP3071295A4 (en) 2013-11-22 2017-05-31 Dow Pharmaceutical Sciences, Inc. Anti-infective methods, compositions, and devices
EP2910612A1 (de) 2014-02-20 2015-08-26 BASF Coatings GmbH Beschichtungsmittelzusammensetzungen und daraus hergestellte Beschichtungen und sowie deren Verwendung
CN106572964B (zh) * 2014-08-05 2020-05-19 科思创德国股份有限公司 用于化妆品组合物的聚氨酯脲溶液
CN108137774B (zh) * 2015-08-07 2020-12-11 亨茨曼国际有限公司 改进包含聚异氰脲酸酯的反应产物的断裂韧性的方法
EP3141569A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-15 Henkel AG & Co. KGaA Cold seal adhesives based on aqueous polyurethane dispersions
US10632060B2 (en) 2016-01-14 2020-04-28 Revlon Consumer Products Corporation Nail composition with capped oligomers
ES2903549T3 (es) * 2016-01-14 2022-04-04 Revlon Consumer Prod Corp Composición de uñas con oligómeros cubiertos
CA3016464A1 (en) 2016-03-08 2017-09-14 Soo-Young Kang Long lasting cosmetic compositions
CN105778039B (zh) * 2016-05-20 2018-05-29 武汉科技大学 点击化学后扩链的水性聚氨酯分散液及其制备方法
ES2894346T3 (es) * 2016-09-12 2022-02-14 Covestro Netherlands Bv Dispersión
US11254836B2 (en) 2016-11-11 2022-02-22 Illinois Tool Works Inc. One-step headlight restoration kit and formulation
CA3074843A1 (en) 2017-09-13 2019-03-21 Living Proof, Inc. Long lasting cosmetic compositions
CN111065665B (zh) 2017-09-13 2023-03-17 生活实验公司 颜色保护剂组合物
WO2019182862A1 (en) * 2018-03-22 2019-09-26 Aleo Bme, Inc. Compositions and methods of making a thin film applications thereof
JP7078438B2 (ja) * 2018-03-30 2022-05-31 株式会社コーセー 固形粉末化粧料
JP7208067B2 (ja) * 2018-03-30 2023-01-18 株式会社コーセー 油中水型メイクアップ化粧料
JP7291034B2 (ja) * 2018-08-24 2023-06-14 株式会社コーセー 二次付着防止用油性化粧料
CN110964168B (zh) * 2018-09-30 2021-09-07 万华化学集团股份有限公司 非离子型含硅水性聚氨酯分散体及其制备和在毛发清洁中的应用
CN112142947A (zh) * 2020-09-29 2020-12-29 广州恩沣新材料科技有限公司 多功能吸湿速干型水性抗菌聚氨酯整理剂制备方法及应用
CN112225872A (zh) * 2020-10-30 2021-01-15 联固新材料科技(广州)有限公司 水性聚氨酯及其制备方法

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1495745C3 (de) 1963-09-19 1978-06-01 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung wäßriger, emulgatorfreier Polyurethan-Latices
US3600359A (en) 1968-11-21 1971-08-17 Brien Corp O Novel thiourethane-urethane acrylates
US3700643A (en) 1970-09-02 1972-10-24 Union Carbide Corp Radiation-curable acrylate-capped polycaprolactone compositions
DE2912129C2 (de) 1979-03-28 1986-06-12 Karl Otto Braun Kg, 6759 Wolfstein Verfahren zur Herstellung einer kohäsiven, starren oder elastischen Binde für Fixierverbände, Kompressions- und Stützverbände und dauerelastische Kompressions- und Stützverbände für medizinische Zwecke
US4307219A (en) 1980-04-30 1981-12-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Aqueous solvent dispersible linear polyurethane resins
US4423179A (en) 1981-09-29 1983-12-27 Inmont Dimer acid based polyurethane coating compositions
JPS59113016A (ja) 1982-12-20 1984-06-29 Hodogaya Chem Co Ltd 水性ポリウレタン樹脂
JPS61183311A (ja) * 1985-02-08 1986-08-16 Dainippon Ink & Chem Inc ポリウレタン分散液
US4667661A (en) 1985-10-04 1987-05-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Curable resin coated sheet having reduced tack
US4738992A (en) 1985-12-09 1988-04-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Hydrophilic polyurethane/polyurea sponge
USRE34730E (en) 1987-04-15 1994-09-13 Basf Corporation, Inmont Division Polyurethane resins in water-dilutable basecoats having low flash and quick-drying characteristics
US5230701A (en) 1988-05-13 1993-07-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Elastomeric adhesive and cohesive materials
DE3825278A1 (de) 1988-07-26 1990-02-01 Basf Lacke & Farben Verfahren zur herstellung von mehrschichtigen, schuetzenden und/oder dekorativen ueberzuegen auf substratoberflaechen
US5045601A (en) * 1989-06-13 1991-09-03 Biointerface Technologies, Inc. Pressure-sensitive adhesive compositions suitable for medical uses
US5041467A (en) 1989-09-08 1991-08-20 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Method for production of particulate polymers
US5397298A (en) 1992-09-09 1995-03-14 Sherwood Medical Company Elastic bandaging material
DE4225045A1 (de) 1992-07-29 1994-02-03 Basf Ag Verwendung von wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Polyurethanen als Hilfsmittel in kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen und Polyurethane, die Polymilchsäurepolyole einpolymerisiert enthalten
US5334650A (en) 1992-09-29 1994-08-02 Basf Corporation Polyurethane coating composition derived from long-chain aliphatic polyol
US5326815A (en) 1992-09-29 1994-07-05 Basf Corporation Polyurethane coating composition derived from polyester polyol containing long-chain aliphatic polyol
US5626840A (en) 1993-04-06 1997-05-06 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Use of polyurethanes with carboxylate functionality for hair fixative applications
FR2708199B1 (fr) 1993-07-28 1995-09-01 Oreal Nouvelles compositions cosmétiques et utilisations.
DE4438846A1 (de) 1994-11-02 1996-05-09 Henkel Kgaa Haarbehandlungsmittel
CA2163611A1 (en) 1994-12-15 1996-06-16 Wayne K. Larson Low surface energy sulfo-polyurethane or sulfo-polyurea compositions
ES2159023T5 (es) 1995-04-28 2005-07-16 THE PROCTER & GAMBLE COMPANY Composiciones de mascara que comprenden un material polimero insoluble en agua y polimeros formadores de pelicula solubles en agua.
US5692973A (en) 1995-06-07 1997-12-02 Acushnet Company Golf ball
EP0833605A1 (en) 1995-06-22 1998-04-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Stable hydroalcoholic compositions
FR2740330B1 (fr) 1995-10-27 1997-12-05 Oreal Composition comprenant un systeme polymerique et utilisation dudit systeme
US5616400A (en) 1995-11-20 1997-04-01 Century International Adhesives & Coating Corporation Cold seal adhesives, cold sealable films and packages formed therewith
US5672653A (en) 1996-05-13 1997-09-30 Elf Atochem North America, Inc. Anionic waterborne polyurethane dispersions
JP3557858B2 (ja) * 1997-06-19 2004-08-25 荒川化学工業株式会社 ポリウレタン樹脂水分散液の製造方法
US5981650A (en) 1997-08-26 1999-11-09 Ashland Inc. Cold seal adhesives, cold sealable films and packages formed therewith
US5968494A (en) 1998-02-24 1999-10-19 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Polyurethanes with carboxylate functionality for hair fixative applications
JP2000256141A (ja) 1998-02-24 2000-09-19 Sanyo Chem Ind Ltd 毛髪処理剤及び毛髪処理方法
DE19807908A1 (de) 1998-02-25 1999-08-26 Basf Ag Kosmetisches Mittel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100794678B1 (ko) * 2006-12-28 2008-01-14 (주)디피아이 홀딩스 비이온성 폴리우레탄 분산 수지를 포함하는 전기강판 절연피막 형성용 피복 조성물
KR20190129852A (ko) * 2017-03-31 2019-11-20 가부시키가이샤 코세 폴리우레탄 겔 조성물 및 그 이용

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004505137A (ja) 2004-02-19
US6433073B1 (en) 2002-08-13
ATE302802T1 (de) 2005-09-15
EP1305351A1 (en) 2003-05-02
DE60112948T2 (de) 2006-06-01
AU7294601A (en) 2002-02-13
CN1444612A (zh) 2003-09-24
DE60112948D1 (en) 2005-09-29
WO2002010243A1 (en) 2002-02-07
CA2415854A1 (en) 2002-02-07
ES2245370T3 (es) 2006-01-01
EP1305351B1 (en) 2005-08-24
MXPA03000453A (es) 2004-04-05
AU2001272946B2 (en) 2005-09-08
KR100738125B1 (ko) 2007-07-10
CN1211410C (zh) 2005-07-20
BR0112733A (pt) 2003-06-24

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