KR20150004869A - 경화성 에폭사이드 함유 포름알데히드­무함유 조성물，이를 포함하는 물품，및 이의 사용 방법 - Google Patents

경화성 에폭사이드 함유 포름알데히드­무함유 조성물，이를 포함하는 물품，및 이의 사용 방법 Download PDF

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에이치. 비. 풀러, 컴퍼니
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Abstract

수불용성 중합체, 폴리카르복시 작용성 중합체, 및 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 조성물로서, 수불용성 중합체는 폴리비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌 공중합체, 아크릴레이트 공중합체, 및 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함하는, 조성물이 개시된다.

Description

경화성 에폭사이드 함유 포름알데히드­무함유 조성물，이를 포함하는 물품，및 이의 사용 방법{CURABLE EPOXIDE CONTAINING FORMALDEHYDE-FREE COMPOSITIONS, ARTICLES INCLUDING THE SAME, AND METHODS OF USING THE SAME}
본 발명은 중합체 및 에폭시 수지를 포함하는 포름알데히드-무함유 조성물을 제조하는 것에 관한 것이다.
에폭시-반응성 중합체 및 수용성 에폭시-작용성 중합체를 포함하는 결합제 조성물이 섬유질 웨브 상의 적용에 대해 개시되어 있다 (예를 들어, 미국 특허 제7,189,307호 참조). 이러한 결합제 조성물에 사용되는 특정 유형의 수용성 에폭사이드 작용성 중합체는 4개 이상의 펜던트 에폭시 모이어티(moiety)를 포함하는 4차 암모늄 에폭사이드 중합체이다. Tg가 0℃인 소정 비닐 아세테이트 에틸렌 공중합체가 에폭시-작용성 중합체로서 사용된다.
예를 들어, 오일 필터, 연료 필터, 공기 필터 및 패널 필터를 포함하는, 운송 및 여과 응용에 사용되는 필터 매체에 우수한 습윤 파열 강도(wet burst strength) 및 물 위킹이 없는(non-water wicking) 특성을 부여하며 포름알데히드가 없는 조성물이 필요하다.
일 태양에서, 본 발명은, 폴리비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌 공중합체, 아크릴레이트 공중합체, 및 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함하는 수불용성 중합체, 폴리카르복시 작용성 중합체, 및 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 조성물을 그 특징으로 한다. 일 실시 형태에서, 본 조성물은 전체 고형물 기준으로 약 35 중량% 내지 약 95 중량%의 수불용성 중합체, 고형물 기준으로 약 3 중량% 내지 약 50 중량%의 폴리카르복시 작용성 중합체, 및 고형물 기준으로 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 본 조성물은 고형물 기준으로 약 35 중량% 내지 약 90 중량%의 수불용성 중합체, 고형물 기준으로 약 5 중량% 내지 약 70 중량%의 폴리카르복시 작용성 중합체, 및 전체 고형물 기준으로 약 4 중량% 내지 약 40 중량%의 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 수불용성 중합체는 작용기를 추가로 포함한다.
일부 실시 형태에서, 본 조성물은, 폴리비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌 공중합체, 및 아크릴레이트 공중합체 중 적어도 하나를 포함하는 수불용성 중합체를 포함하는 에멀젼과 폴리카르복시 작용성 중합체를 포함하는 제1 파트, 및 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 제2 파트를 포함하는 다중-파트 조성물이다.
다른 실시 형태에서, 본 조성물은 수불용성 중합체를 포함하는 에멀젼, 폴리카르복시 작용성 중합체, 및 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 본 조성물은, 전체 고형물 기준으로 약 35 중량% 내지 약 95 중량%의 수불용성 중합체, 전체 고형물 기준으로 약 3 중량% 내지 약 50 중량%의 폴리카르복시 작용성 중합체, 및 전체 고형물 기준으로 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함한다. 일 실시 형태에서, 본 조성물은, 고형물 기준으로 약 35 중량% 내지 약 90 중량%의 수불용성 중합체, 전체 고형물 기준으로 약 5 중량% 내지 약 70 중량%의 폴리카르복시 작용성 중합체, 및 전체 고형물 기준으로 약 4 중량% 내지 약 40 중량%의 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함한다.
일 실시 형태에서, 본 조성물은 촉매를 추가로 포함한다. 본 조성물이 에멀젼을 포함하는 일부 실시 형태에서, 촉매는 에멀젼 중에 존재한다.
일 실시 형태에서, 수불용성 중합체는 작용기를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 작용기는 에폭사이드, 카르복실, 하이드록실, 아미노, 아미도, 및 실록시 중 적어도 하나를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 작용기는 카르복실 기를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 수불용성 중합체는 카르복시 작용성 폴리비닐 아세테이트 공중합체를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 수불용성 중합체는 폴리비닐 아세테이트 및 폴리비닐 아세테이트 공중합체 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 수불용성 중합체는 Tg가 약 15℃ 이상이다. 일 실시 형태에서, 수불용성 중합체는 Tg가 약 25℃ 이상이다.
일부 실시 형태에서, 조성물은 유기 용매에 용해성이거나 분산성이다.
다른 실시 형태에서, 폴리카르복시 작용성 중합체는 수용성이다. 일부 실시 형태에서, 폴리카르복시 작용성 중합체는 아크릴산, 메타크릴산, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시메틸 아크릴레이트, 푸마르산, 말레산, 말레산 무수물, 이타콘산, 이타콘산 무수물, 아이소옥틸 아크릴산, 아이소크로톤산, 신남산, 2-메틸 말레산, 2-메틸 이타콘산, 및 메틸렌글루타르산 중 적어도 하나로부터 유래된다.
다른 실시 형태에서, 촉매는 상이동 촉매를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 촉매는 테트라-알킬 암모늄 할라이드를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 촉매는 메틸트라이옥틸-암모늄 클로라이드 및 테트라-n-부틸암모늄 브로마이드 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시 형태에서, 본 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 처리된 기재는 약 27 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타낸다. 다른 실시 형태에서, 본 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 처리된 기재는 약 30 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타낸다. 다른 실시 형태에서, 본 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 처리된 기재는 약 38 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 본 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 처리된 기재는 40 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타낸다. 다른 실시 형태에서, 본 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 처리된 시험 기재를 위킹 시험 방법에 따라 시험할 때, 처리된 기재는 위킹이 없다.
다른 태양에서, 본 발명은 처리된 기재로서, 섬유를 포함하는 기재, 및 기재 상에 배치된, 본 명세서에 개시된 건조 및 경화된 조성물을 포함하는, 처리된 기재를 그 특징으로 한다. 일 실시 형태에서, 기재는 조성물로 포화된다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 처리된 기재 상에 15 중량% 이상의 건조 애드 온(dry add on)의 양으로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 처리된 기재는, 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 약 30 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타낸다. 다른 실시 형태에서, 처리된 기재는, 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 약 34 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 처리된 기재는, 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 약 40 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타낸다.
다른 실시 형태에서, 필터 매체는 처리된 기재를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 필터 매체는 공기 필터, 오일 필터, 연료 필터, 및 패널 필터 중 적어도 하나이다.
다른 태양에서, 본 발명은, 처리된 기재를 제조하는 방법으로서, 폴리비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌 공중합체, 및 아크릴레이트 공중합체 중 적어도 하나를 포함하는 수불용성 중합체를 포함하는 에멀젼, 폴리카르복시 작용성 중합체, 및 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 액체 조성물과 기재를 접촉시키는 단계, 및 조성물을 건조시키는 단계를 포함하는, 방법을 그 특징으로 한다. 일 실시 형태에서, 접촉시키는 단계는 기재를 액체 조성물로 포화시키는 것을 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은, 본 명세서에 개시된 액체 조성물을 제조하는 방법으로서, 수불용성 중합체를 포함하는 에멀젼 및 폴리카르복시 작용성 중합체 중 적어도 하나와 에폭사이드 작용성 화합물을 배합하는 단계를 포함하는, 방법을 그 특징으로 한다.
본 발명은, 포름알데히드가 없으며, 경화 시에 포름알데히드를 생성하지 않고, 섬유질 기재에 우수한 습윤 강도를 부여하는 조성물을 그 특징으로 한다.
다른 특징 및 이점이 바람직한 실시 형태의 하기 설명 및 특허청구범위로부터 명백할 것이다.
용어 해설
본 발명과 관련하여, 이들 용어는 하기에 설명한 의미를 갖는다:
용어 "공중합체"는 둘 이상의 상이한 단량체로부터 유래되는 중합체를 의미한다.
용어 "에멀젼"은 에멀젼, 라텍스, 분산액, 또는 이들의 조합을 의미한다.
본 조성물은 수불용성 중합체, 폴리카르복시 작용성 중합체, 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물, 및 선택적으로 촉매를 포함한다. 본 조성물은 바람직하게는 포름알데히드가 없으며 경화 동안 포름알데히드를 방출하지 않는다.
본 조성물은, 예를 들어, 1 파트 시스템, 2 파트 시스템, 분말 (예를 들어, 분말 혼합물로서), 액체 조성물 (예를 들어, 수성 조성물, 유기 용매 조성물, 및 이들의 조합), 및 형태들의 조합 (예를 들어, 적어도 하나의 파트는 분말로서 제공될 수 있고 적어도 하나의 다른 파트는 액체 조성물의 형태로 제공됨)을 포함하는 다양한 형태로 제공될 수 있다. 유용한 다중-파트 시스템은 수불용성 중합체 (예를 들어, 에멀젼 중합체) 및 폴리카르복시 작용성 중합체를 포함하는 제1 파트와, 및 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 제2 파트를 포함한다.
조성물이 액체 조성물의 형태인 경우, 액체 조성물은, 예를 들어, 약 3 중량% 내지 약 85 중량%, 약 10 중량% 내지 약 80 중량%, 약 20 중량% 내지 약 75 중량%, 약 20 중량% 내지 약 70 중량%, 약 20 중량% 내지 약 65 중량%, 또는 심지어 약 20 중량% 내지 약 30 중량%의 고형물을 포함하는, 임의의 양의 고형물 (즉, 1 그램의 조성물을 130℃에서 2시간 동안 건조시킨 후에 남아있는 성분)을 포함할 수 있다. 액체 조성물은 상대적으로 더 높은 고형물 함량을 갖도록 제형화될 수 있으며, 이는 후속적으로 최종 사용자에 의해 상대적으로 더 낮은 고형물 함량을 갖도록 희석될 수 있다. 액체 조성물은 바람직하게는 실온에서 6개월 이상 동안 안정하다 (즉, 실온에서 유지되는 경우, 기재에 적용하기에 적합한 점도를 6개월 이상 동안 유지한다).
수성 조성물의 형태인 경우, 수성 조성물은 바람직하게는 약 7 이하, 약 6 이하, 약 5 이하, 2 이상, 2.5 이상, 약 2 내지 약 6, 약 3 내지 약 5, 또는 심지어 약 4의 pH를 나타낸다. 수성 조성물, 또는 수성 조성물의 적어도 하나의 성분은, 선택적으로 유기 용매 (예를 들어, 아세톤, 메틸에틸 케톤, 및 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 및 아이소프로판올을 포함하는 1차 알코올)에 용해성이다.
조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하는 경우, 처리된 시험 기재는, 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 바람직하게는 27 파운드/제곱인치 (psi) 이상, 약 30 psi 이상, 약 34 psi 이상, 약 38 psi 이상, 약 39 psi 이상, 약 40 psi 이상 또는 심지어 약 41 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내거나, 건조 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 약 50 psi 이상, 약 70 psi 이상 또는 심지어 약 80 psi 이상의 건조 파열 강도를 나타내거나, 위킹 시험 방법에 따라 시험할 때, 0.2 인치 이하의 위킹을 나타내거나 심지어 위킹이 없거나, 또는 그러한 특성들의 조합을 나타낸다.
제1 파트
제1 파트는 수불용성 중합체와, 선택적으로 액체 담체 (예를 들어, 물, 유기 용매, 및 이들의 조합) 및 안정제 중 적어도 하나를 포함한다. 수불용성 중합체는 바람직하게는 에멀젼의 형태이지만, 예를 들어, 고체 (예를 들어, 분말) 및 용액 중합체 (예를 들어, 물, 유기 용매, 및 이들의 조합 중에 제조된 용액 중합체)를 포함하는 다양한 다른 형태일 수 있다. 유용한 구매 가능한 에멀젼의 예에는 에이치.비. 풀러 컴퍼니(H.B. Fuller Company; 미국 미네소타주 배네이스 하이츠 소재)로부터 상표명 PD8258, PD0330, PD1062AF, PN3133M, PD0128, PD0025, PD2210, PN3610K, 및 PN3178Z로 입수 가능한 에멀젼이 포함된다.
수불용성 중합체
수불용성 중합체는 바람직하게는 유리 전이 온도(Tg)가 10℃ 이상, 약 15℃ 이상, 약 25℃ 이상, 약 30℃ 이상, 약 35℃ 이상, 약 40℃ 이상, 약 70℃ 이하, 약 60℃ 이하, 약 25℃ 내지 약 60℃, 또는 심지어 약 30℃ 내지 약 55℃이다. 수불용성 중합체는 선택적으로 입자의 형태이며, 본 명세서에서 때때로 에멀젼 중합체로 지칭된다. 유용한 부류의 수불용성 중합체에는, 예를 들어, 에틸렌계 불포화 단량체의, 단일중합체, 공중합체, 및 이들의 조합이 포함된다. 수불용성 중합체의 유용한 예에는 폴리비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌 공중합체, 아크릴레이트 공중합체, 비닐 아크릴 공중합체, 폴리우레탄, 및 이들의 조합이 포함된다.
유용한 비닐 아세테이트 공중합체에는, 예를 들어, 비닐 아세테이트와 알킬 (메트)아크릴레이트로부터 유래되는 비닐 아세테이트 공중합체, 비닐 아세테이트와 불포화 다이알킬다이카르복실산으로부터 유래되는 비닐 아세테이트 공중합체 (예를 들어, 비닐 아세테이트 다이옥틸 말레에이트 공중합체 및 비닐 아세테이트 다이부틸 말레에이트 공중합체), 및 비닐 아세테이트와 에틸렌으로부터 유래되는 비닐 아세테이트 공중합체 (예를 들어, 비닐 아세테이트 비닐 네오노나노에이트 공중합체, 비닐 아세테이트 비닐 네오데카노에이트 공중합체, 및 비닐 아세테이트 비닐 네오운데카노에이트 공중합체), 및 이들의 조합이 포함된다. 유용한 비닐 아세테이트 공중합체는, 예를 들어, 쉘 케미칼 컴퍼니(Shell Chemical Co.; 미국 텍사스주 휴스턴 소재)로부터 베오바(VEOVA) 9 비닐 네오노나노에이트, 베오바 10 비닐 네오데카노에이트, 및 베오바 11 비닐 네오-운데카노에이트를 포함하는 상표명 베오바 시리즈로 입수 가능한 비닐 에스테르 단량체로부터 제조될 수 있다.
유용한 스티렌 공중합체에는, 예를 들어, 스티렌과, 예를 들어, C1-C8 알킬 아크릴레이트를 포함하는 알킬아크릴레이트로부터 전형적으로 유래되는 스티렌 공중합체 (예를 들어, 스티렌 부틸 아크릴레이트, 스티렌-아크릴산, 스티렌-2-에틸헥실 아크릴레이트, 스티렌-메틸 아크릴레이트, 스티렌-에틸 아크릴레이트, 및 스티렌-부틸 아크릴레이트), 및 이들의 조합이 포함된다.
유용한 아크릴레이트 중합체 및 공중합체에는, 예를 들어, 부틸 아크릴레이트-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 메틸 아크릴레이트 중합체, 에틸 아크릴레이트 중합체, 부틸 아크릴레이트 중합체, 카르복실화 알킬 아크릴레이트 중합체 및 공중합체, 및 이들의 조합이 포함된다. 유용한 구매 가능한 아크릴레이트 중합체는 에이치.비. 풀러 컴퍼니로부터 상표명 PD 0400N으로 입수 가능하다.
유용한 수불용성 중합체는, 예를 들어, 비닐 에스테르 (예를 들어, 비닐 아세테이트, 비닐 베르사테이트, 비닐 포르메이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 아이소부티레이트, 비닐 발레레이트, 비닐 피발레이트, 비닐 2-에틸헥사노에이트, 포화 분지형 모노카르복실산의 비닐 에스테르 (예를 들어, 비닐 노노에이트 및 비닐 데카노에이트), 장쇄 (예를 들어, 탄소 원자수 10 내지 20) 포화 및 불포화, 분지형 및 비분지형 지방산의 비닐 에스테르 (예를 들어, 비닐 라우레이트 또는 비닐 스테아레이트), 벤조산의 비닐 에스테르, 및 이들의 조합), 비닐 에테르, 비닐 할라이드 (예를 들어, 비닐 클로라이드), 비닐리덴 할라이드 (예를 들어, 비닐리덴 클로라이드), 알킬 비닐 케톤, N-비닐 카르바졸, N-비닐 피롤리돈, 비닐 피리딘 (예를 들어, 2-비닐피리딘 및 4-비닐피리딘), 에틸렌계 불포화 방향족 화합물 (예를 들어, 스티렌, 알킬 스티렌, 및 클로로스티렌), 에틸렌계 불포화 산, 에틸렌계 불포화 무수물, 아크릴레이트 (예를 들어, 알킬 (메트)아크릴레이트, 알릴 (메트)아크릴레이트, 및 하이드록실화 알킬 (메트)아크릴레이트), 아크릴아미드, 치환된 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 올레핀, 다이비닐 벤젠, 비닐 알콕시 실란 (예를 들어, 비닐 트라이에톡시 실란), 비닐 다이에틸메틸 실란, 비닐 메틸 다이클로로실란, 트라이페닐 비닐 실란, 1-비닐-1-메틸-실라-14-크라운-5, Cl-C8 알킬 크로토네이트, 다이-n-부틸 말레에이트, 다이옥틸말레에이트, 다이-알릴 말레에이트, 다이-알릴말로네이트, a-비닐 나프탈렌, p-비닐 나프탈렌, 비닐 에틸렌 카르보네이트, 에폭시 부텐, 3,4-다이하이드록시부텐, 부타다이엔, 에틸포름아미드, N-비닐포름아미드, N-비닐-N-메틸포름아미드, N-비닐이미다졸, 1-비닐-2-메틸이미다졸, 1-비닐-2-메틸이미다졸린, N-비닐카프로락탐, 알릴 알코올, 다이알릴다이메틸암모늄 클로라이드, 아크롤레인, 메타크롤레인, 비닐카르바졸, 4-비닐-1,3-다이옥솔란-2-온, 2,2-다이메틸-4-비닐-1,3-다이옥솔란, 3,4-다이-아세톡시-l-부탄, 및 이들의 조합을 포함하는 다양한 에틸렌계 불포화 단량체로부터 유래된다.
유용한 비닐 에테르 단량체에는, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 아이소부틸, 2-에틸헥실, 사이클로헥실, 4-하이드록시부틸, 데실, 도데실, 옥타데실, 2-(다이에틸아미노)에틸, 2-(다이-n-부틸아미노)에틸 및 메틸다이글리콜 비닐 에테르, 상응하는 알릴 알킬 에테르, 및 이들의 조합이 포함된다.
유용한 에틸렌계 불포화 산 및 에틸렌계 불포화 무수물 단량체에는, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 푸마르산, 및 말레산, 및 이들의 무수물, 모노비닐 아디페이트, 및 이들의 조합이 포함된다.
유용한 아크릴레이트 단량체에는, 예를 들어, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 아이소부틸 아크릴레이트, 아이소부틸 메타크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 아이소-옥틸 아크릴레이트, 아이소-옥틸 메타크릴레이트, 트라이메티올프로필 트라이아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 하이드록시프로필 아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 하이드록시부틸 아크릴레이트, 하이드록시부틸 메타크릴레이트, 하이드록시부테닐 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 아세토아세톡시 에틸 메타크릴레이트, 아세토아세톡시 에틸 아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 메티옥시부테닐 메타크릴레이트, 아이소보르닐 메타크릴레이트, 비닐(메트)아크릴레이트, 아이소프로페닐(메트)아크릴레이트, 지환족 에폭시(메트)아크릴레이트, 카르보다이이미드 메타크릴레이트, 및 이들의 조합이 포함된다.
유용한 아크릴아미드 단량체에는, 예를 들어, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 부틸 아크릴아미드, 에틸 아크릴아미드, N-tert-부틸아크릴아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드, 및 이들의 조합이 포함된다.
유용한 올레핀 단량체에는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 아이소부틸렌, 펜텐, 사이클로펜텐, 헥산, 사이클로헥센, 옥탄, 1,3-부타다이엔, 클로로프렌, 사이클로부타다이엔, 아이소프렌, 및 이들의 조합이 포함된다.
선택적으로 수불용성 중합체는 경화 동안 에폭사이드 작용성 화합물 또는 폴리카르복시 중합체 상에 존재하는 에폭사이드 기와 반응할 수 있는 작용기를 포함한다. 유용한 작용기에는, 예를 들어, 에폭사이드 기, 카르복실, 하이드록실, 아미노, 아미도, 실록시, 및 이들의 조합이 포함된다. 작용기를 포함하는 적합한 수불용성 중합체에는 카르복실화 스티렌 아크릴 공중합체, 스티렌-아크릴-실란 공중합체, 비닐 아세테이트-아크릴산 공중합체, 비닐 아세테이트-실란 공중합체, 비닐 아세테이트-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체, 카르복실화 아크릴레이트 공중합체, 카르복실화 스티렌-부타다이엔 공중합체, 및 이들의 조합이 포함된다.
작용기는 공단량체, 올리고머, 다른 중합체, 또는 이들의 조합을 사용하는 베이스 중합체 (또는 중합체를 형성하는 데 사용되는 단량체)의 공중합, 그래프팅 또는 이들의 조합에 의해 수불용성 중합체 내에 포함될 수 있다. 공중합을 통해 에멀젼 중합체 내에 작용기를 포함시키는 한 가지 유용한 방법은, 작용기를 갖는 단량체의 존재 하에 에멀젼 중합체를 중합하는 것을 포함한다. 그러한 단량체의 예에는 글리시딜 메타크릴레이트, 아세토아세톡시 에틸 메타크릴레이트, 글리세롤 카르보네이트 아크릴레이트, 비닐 에틸렌 카르보네이트, 하이드록실 에틸 메타크릴레이트, t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 다이메틸아미노 메타크릴레이트, m-아이소프로페닐-알파, 알파-다이메틸벤질 아이소시아네이트, 아크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드, N-아이소부톡시 메틸아크릴아미드, 및 이들의 조합이 포함된다.
수불용성 중합체를 형성하는 데 사용되는 혼합물은 선택적으로 다작용성 에틸렌계 불포화 단량체를 포함하며, 그의 적합한 예에는, 예를 들어, 부탄다이올 다이비닐 에테르, 트라이메틸올프로판 트라이비닐 에테르, 다이알릴 프탈레이트, 다이알릴 말레에이트, 트라이알릴 시아누레이트, 에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 1,2-프로필렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄다이올 다이(메트)아크릴레이트, 헥산다이올다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 3-메틸펜탄다이올 다이(메트)아크릴레이트, 트라이메톨올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 분자량이 200 내지 9000인 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜의 다이아크릴레이트 또는 다이메타크릴레이트, 및 이들의 조합이 포함된다.
수불용성 중합체가 에멀젼 중에 존재하는 경우, 에멀젼은, 에멀젼 중 고형물의 중량을 기준으로, 바람직하게는 약 98 중량% 이하, 약 70 중량% 이상, 약 80 중량% 이상, 또는 심지어 약 85 중량% 내지 약 98 중량%의 수불용성 중합체를 포함한다.
본 조성물은, 조성물 중 고형물의 중량을 기준으로, 바람직하게는 약 95 중량% 이하, 약 35 중량% 이상, 약 50 중량% 이상, 약 55 중량% 이상, 약 55 중량% 이상, 약 35 중량% 내지 약 90 중량%, 또는 심지어 약 60 중량% 내지 약 90 중량%의 수불용성 중합체를 포함한다.
안정제
안정제는 에멀젼 중의 수불용성 중합체를 안정화시킨다. 유용한 안정제에는, 예를 들어, 보호 콜로이드, 계면활성제, 및 이들의 조합이 포함된다. 에멀젼은, 에멀젼 중 고형물의 중량을 기준으로, 바람직하게는 약 10 중량% 이하, 약 1 중량% 이상, 약 3 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 2 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 심지어 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 안정제를 포함한다.
보호 콜로이드
유용한 부류의 보호 콜로이드 안정제에는, 예를 들어, 다당류 (예를 들어, 전분 및 전분 유도체), 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 알코올 공중합체, 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체 (예를 들어, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 카르복시에틸 셀룰로오스, 및 이들의 조합), 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜의 공중합체, 폴리비닐 에테르, 덱스트란, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 피리딘, 폴리비닐 이미다졸, 폴리비닐 석신이미드, 폴리비닐-2-메틸석신이미드, 및 폴리비닐-1,3-옥사졸리드-2-온, 폴리비닐-2-메틸이미다졸린, 소르비톨 아크릴레이트, 소르비톨 메타크릴레이트, 및 이들의 조합이 포함된다.
유용한 다당류에는, 예를 들어, 옥수수 전분, 감자 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 타피오카 전분, 사고(sago) 전분, 수수(sorghum) 전분, 카사바(cassava) 전분, 완두콩 전분, 및 이들의 조합을 포함하는 천연 전분이 포함된다. 가수분해적으로 및 효소적으로 분해된 전분이 또한 적합하며, 그의 예에는 덱스트린 (예를 들어, 백색 및 황색 덱스트린 및 말토덱스트린), 산화 전분 (예를 들어, 다이알데히드 전분), 화학 변성 전분 (예를 들어, 유기산 및 무기산에 의해 에스테르화된 전분 (예를 들어, 인산화 및 아세틸화 전분), 유기 할로겐 화합물, 에폭사이드, 설페이트 및 이들의 조합에 의해 에테르화된 전분 및 이들의 조합이 포함된다.
보호 콜로이드는 선택적으로 중합 가능하며, 즉, 다른 단량체 또는 중합체와 반응할 수 있는 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 작용기를 포함한다. 보호 콜로이드는 선택적으로 에멀젼의 수불용성 중합체, 수불용성 중합체가 유래된 단량체, 또는 이들의 조합과 중합된다. 수불용성 중합체와 중합되는 중합성 보호 콜로이드는 본 명세서에서 중합성 콜로이드 및 중합된 콜로이드 둘 모두로 지칭된다. 수불용성 단량체와 중합 가능한 적합한 보호 콜로이드의 예에는 소르비톨 아크릴레이트, 소르비톨 메타크릴레이트, 셀룰로오스 아크릴아미드 부가물, 하이드록시에틸셀룰로오스 아크릴레이트, 하이드록시에틸셀룰로오스 메타크릴레이트, 메틸셀룰로오스 아크릴레이트, 메틸셀룰로오스 메타크릴레이트, 메틸셀룰로오스 크로토네이트, 및 이들의 조합이 포함된다.
보호 콜로이드가 에멀젼 중에 존재하는 경우, 에멀젼은, 에멀젼 중 고형물을 기준으로, 바람직하게는 약 0.5 중량% 이상, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 심지어 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 보호 콜로이드를 포함한다.
계면활성제
유용한 부류의 계면활성제에는, 예를 들어, 비이온성, 음이온성, 양이온성 및 양쪽성 계면활성제, 및 이들의 조합이 포함된다. 적합한 비이온성 계면활성제에는, 예를 들어, 알킬 및 알킬아릴 폴리다이올 에테르 (예를 들어, 라우릴, 올레일 및 스테아릴 알코올의 에톡실화 생성물), 알킬 페놀 글리콜 에테르 (예를 들어, 옥틸 또는 노닐페놀의 에톡실화 생성물), 및 이들의 조합이 포함된다.
적합한 양이온성 계면활성제에는, 예를 들어, 4차 아미노 알콕실레이트, 알킬 베타인, 알킬아미도베타인, 알킬아미도설포베타인, 및 이들의 조합이 포함된다.
계면활성제는 선택적으로 중합 가능하며, 즉, 다른 단량체 또는 중합체와 반응할 수 있는 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 작용기를 포함한다. 계면활성제는 선택적으로 에멀젼의 수불용성 중합체, 수불용성 중합체를 제조하는 단량체, 또는 이들의 조합과 중합된다. 수불용성 중합체와 중합되는 중합성 계면활성제는 본 명세서에서 중합성 계면활성제 및 중합된 계면활성제 둘 모두로 지칭된다.
계면활성제는 선택적으로 반응성이며, 즉, 경화 동안 용액 중합체와 반응할 수 있는 작용기를 포함한다. 적합한 반응성 계면활성제의 예에는 노닐 페놀 및 알킬 알코올 에톡실레이트의 설페이트 및 설포네이트 염, 소듐 비닐 설포네이트, 소듐-1-알릴옥시-2-하이드록시 프로판 설포네이트, 알킬 에톡실레이트 설페이트, 알킬 페놀 에톡실레이트 설페이트, 알킬 에톡실레이트, 알킬 페놀 에톡실레이트, 메톡시 (메트)아크릴레이트, 에톡시(메트)아크릴레이트, 및 이들의 조합이 포함된다.
계면활성제가 에멀젼 중에 존재하는 경우, 에멀젼은, 에멀젼 중 고형물을 기준으로, 바람직하게는 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량% 이하 또는 심지어 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 이하의 계면활성제를 포함한다.
액체 담체
제1 파트는, 제1 파트의 총 중량을 기준으로, 약 25 중량% 내지 약 80 중량%, 약 30 중량% 내지 약 70 중량%, 또는 심지어 약 45 중량% 내지 약 55 중량%의 액체 담체를 포함하는, 임의의 양의 액체 담체를 포함할 수 있다.
선택적인 성분
제1 파트는 선택적으로, 예를 들어, 추가적인 중합체, 에폭시-기 함유 화합물, 추가적인 계면활성제, 가교결합제, 다작용성 에틸렌계 불포화 단량체, 소포제, 착색제, 염료, 안료, 방부제, pH 조절제 (예를 들어, 중탄산나트륨), 리올로지 조절제, 살진균제, 살균제, 항미생물제, 접착 촉진제, 왁스 분산액, 수지 분산액, 오일, 난연제, 산화방지제, 잠재성 산 촉매, 산 촉매, 및 이들의 조합을 포함하는 추가적인 성분을 포함할 수 있다. 선택적인 성분은 반응 혼합물, 또는 에멀젼에 첨가될 수 있거나, 또는 수성 조성물에 후-첨가될 수 있다.
중합 공정
수불용성 중합체는 바람직하게는 에멀젼 중합에 의해 제조되며, 선택적으로 자유 라디칼 벌크, 용액, 현탁, 및 분산 중합에 의해 제조될 수 있다. 수성 에멀젼 중합이 또한, 단량체, 또는 단량체들의 혼합물이 보호 콜로이드 및 계면활성제 중 적어도 하나의 존재 하에 중합되는, 자유 라디칼 개시되는 사슬 중합으로서 공지되어 있다. 예를 들어, 사슬 전달제, 자유 라디칼 개시제, 소포제, 유착제(coalescent), 습윤제, 환원제(reducer), 완충제, 및 동결 해동 첨가제를 포함하는 다른 성분이 선택적으로 에멀젼 중합 공정 동안 존재한다. 유용한 에멀젼 중합 공정에는, 예를 들어, 연속 공정 및 배치(batch) 공정이 포함된다.
중합은 바람직하게는 자유 라디칼 개시제의 존재 하에 수행된다. 적합한 부류의 자유 라디칼 개시제는, 예를 들어, 퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드, 퍼설페이트, 퍼카르보네이트, 퍼옥소 에스테르, 과산화수소, 아조 화합물, 및 이들의 조합을 포함하는 산화제를 포함한다. 적합한 자유 라디칼 개시제에는, 예를 들어, 과산화수소, 다이벤조일 퍼옥사이드, 다이사이클로헥실 퍼옥소다이카르보네이트, 다이벤조일 퍼옥소다이카르보네이트, 다이라우로일 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 다이-tert-부틸 퍼옥사이드, 아세틸아세톤 퍼옥사이드, tert-부틸 하이드로퍼옥사이드, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, tert-부틸 퍼네오데카노에이트, t-부틸 피발레이트, tert-아밀 퍼피발레이트, tert-부틸 퍼피발레이트, tert-부틸 퍼네오헥사노에이트, tert-부틸 퍼-2-에틸헥사노에이트, tert-부틸 퍼벤조에이트, 리튬, 나트륨, 칼륨 및 암모늄의 퍼옥소다이설페이트, 아조다이아이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)다이하이드로클로라이드, 2-(카르바모일아조)아이소부티로니트릴, 4,4-아조비스(4-시아노발레르산), 및 이들의 조합이 포함된다.
자유 라디칼 개시제는 대안적으로, 산화제 (그의 적합한 예가 상기에 기재됨) 및 환원제를 포함하는 개시제 시스템의 일부이다. 적합한 환원제에는, 예를 들어, 나트륨 포름알데히드-설폭실레이트, 제1철 염, 나트륨 다이티오나이트, 나트륨 하이드로겐 설파이트, 나트륨 설파이트, 나트륨 티오설페이트, 나트륨 바이설파이트, 아스코르브산, 에리소르브산, 아스코르브산 및 에리소르브산의 염, 및 이들의 조합이 포함된다. 선택적으로 개시제 시스템은, 예를 들어, 철, 코발트, 니켈, 구리, 바나듐, 및 망간의 염을 포함하는 전이 금속 촉매를 포함한다. 적합한 촉매에는, 예를 들어, 철 (II) 설페이트, 코발트 (II) 클로라이드, 니켈 (II) 설페이트, 구리 (I) 클로라이드, 및 이들의 조합이 포함된다.
개시제는 단독으로, 또는 서로의 혼합물로 이용될 수 있으며, 한 가지 유용한 혼합물은 과산화수소 및 암모늄 퍼설페이트를 포함한다. 수성 매질에서의 중합의 경우, 수용성 개시제를 이용하는 것이 바람직하다.
자유 라디칼 개시제는 고체로서 중합체 에멀젼에 첨가될 수 있거나, 또는 용매에 용해되어 용액으로서 첨가될 수 있다. 용액 상태의 자유 라디칼 개시제의 첨가는 혼합에 도움을 줄 수 있으며, 중합체 에멀젼 중 자유 라디칼 개시제의 더욱 균일한 분포를 제공할 수 있다. 자유 라디칼 개시제는 단일 첨가 단계 동안 중합체 에멀젼에 첨가될 수 있거나, 또는 단계식 첨가의 경우, 1회 초과로 중합체 에멀젼에 첨가될 수 있다. 단계식 첨가는, 중합체 에멀젼이 둘 이상의 상이한 자유 라디칼 개시제를 포함하는 경우에 유용하다.
자유 라디칼 개시제는, 에멀젼 반응 혼합물 중 단량체의 중량을 기준으로, 바람직하게는 약 0.01 중량% 내지 2 중량% 이하, 5 중량% 이하, 약 0.01 중량% 내지 약 0.5 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%, 약 0.15 중량% 내지 약 0.75 중량%, 또는 심지어 약 0.5 중량% 내지 약 0.7 중량%의 양으로 에멀젼 반응 혼합물 중에 존재한다.
중합체 에멀젼을 형성하는 데 사용되는 조성물은 선택적으로 사슬 전달제를 포함한다. 적합한 사슬 전달제에는, 예를 들어, 하이포아인산나트륨, 티오글리콜산, 예를 들어, 일차 옥틸 메르캅탄, 2-메르캅토에탄올, n-도데실메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, t-도데실 메르캅탄, 아이소-옥틸 티오글리콜우레이트, 탄소 원자수 2 내지 8의 메르캅토 카르복실산, 및 이들의 에스테르 (이의 예에는 3-메르캅토 프로피온산 및 2-메르캅토 프로피온산이 포함됨)를 포함하는 메르캅탄, 예를 들어, 카본브로모 화합물 (예를 들어, 사브롬화탄소 및 브로모트라이클로로메탄)을 포함하는 할로겐화 탄화수소, 유기 용매 (예를 들어, 메탄올, 에탄올, 및 아이소프로판올) 및 이들의 조합이 포함된다. 중합체 에멀젼을 형성하는 데 사용되는 조성물 중에 사슬 전달제는 단량체 중량을 기준으로 5 중량% 이하, 약 0.1 중량% 내지 약 4 중량%, 또는 심지어 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
폴리카르복시 작용성 중합체
본 조성물의 폴리카르복실 작용성 중합체는 바람직하게는 수용성이다. 폴리카르복시 작용성 중합체는 수용성 단량체, 및 선택적으로 부분 수용성 단량체, 수분산성 단량체, 수불용성 단량체 및 이들의 조합으로부터 유래된다.
유용한 폴리카르복시 작용성 중합체에는, 예를 들어, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, (메트)아크릴산-하이드록시알킬 아크릴레이트 공중합체 (예를 들어, 아크릴산-하이드록시에틸 아크릴레이트 공중합체, 메타크릴산-하이드록시에틸 아크릴레이트 공중합체, 메타크릴산 하이드록시메틸 아크릴레이트, 및 아크릴산 하이드록시메틸 아크릴레이트), 말레산 무수물 공중합체, 아크릴산 말레산 공중합체, 아크릴산 말레산 하이드록시에틸아크릴레이트 공중합체, 및 이들의 조합을 포함하는, 중합되거나 공중합된 형태의 α,β-에틸렌계 불포화 모노- 및 다이-카르복실산이 포함된다.
폴리카르복시 작용성 중합체는, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 불포화 다이카르복실산 (예를 들어, 푸마르산, 말레산, 및 이타콘산), 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 및 이들의 조합을 포함하는, 예를 들어, 모노카르복실산, 다이카르복실산, 및 폴리카르복실산 단량체를 포함하는 다양한 부류의 카르복시 작용성 단량체로부터 유래될 수 있다. 적합한 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르에는, 예를 들어, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아이소보르닐 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트, 2-클로로에틸 아크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 아이소보르닐 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트, 2-클로로에틸 메타크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 비닐 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 데실 메타크릴레이트, 아이소데실 메타크릴레이트, 및 이들의 조합이 포함된다.
폴리카르복시 작용성 중합체는, 폴리카르복시 작용성 중합체의 중량을 기준으로, 바람직하게는 100 중량%, 98 중량% 이하, 약 90 중량% 이하, 약 80 중량% 이하, 약 75 중량% 이하, 30 중량% 이상, 약 40 중량% 이상, 약 50 중량% 이상, 약 60 중량% 이상, 또는 심지어 약 65 중량% 이상의 에틸렌계 불포화 카르복실산 단량체로부터 유래된다.
폴리카르복시 작용성 중합체는 선택적으로 α,β-에틸렌계 불포화 하이드록시 작용성 단량체로부터 또한 유래된다. 유용한 α,β-에틸렌계 불포화 하이드록시 작용성 단량체에는, 예를 들어, α,β-에틸렌계 불포화 모노하이드록시 작용성 단량체 (예를 들어, 하이드록시 알킬 아크릴레이트 단량체 (예를 들어, 하이드록시메틸 아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시프로필 아크릴레이트, 및 하이드록시부틸 아크릴레이트를 포함함), 하이드록시 알킬 메타크릴레이트 (예를 들어, 하이드록시메틸 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 및 하이드록시프로필 메타크릴레이트를 포함함), 및 이들의 조합), 및 이들의 조합이 포함된다.
폴리카르복시 작용성 중합체는 선택적으로, 혼합물 중 단량체의 총 중량을 기준으로 0 중량% 내지 35% 이하, 25 중량% 이하, 또는 심지어 10 중량% 이하의 양의 수불용성 단량체 (예를 들어, 메틸 메타크릴레이트, 스티렌, 및 이들의 조합), 기타 단량체 (예를 들어, 비닐 아세테이트, 부틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 및 이들의 조합), 및 이들의 조합으로부터 또한 유래된다.
선택적으로 폴리카르복시 중합체는 수불용성 중합체 (예를 들어, 에멀젼)를 갖는 제1 파트 중에 존재한다. 제1 파트 중에 존재하는 경우, 제1 파트는, 제1 파트 중 고형물의 중량을 기준으로, 바람직하게는 약 70 중량% 이하, 약 3 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 3 중량% 내지 약 50 중량%, 약 4 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 심지어 약 6 중량% 내지 약 20 중량%의 폴리카르복시 작용성 중합체를 포함한다.
본 조성물은, 조성물 중 고형물의 중량을 기준으로, 바람직하게는 약 70 중량% 이하, 약 3 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 3 중량% 내지 약 50 중량%, 약 4 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 심지어 약 6 중량% 내지 약 20 중량%의 폴리카르복시 작용성 중합체를 포함한다.
수불용성 에폭사이드 작용성 화합물
에폭사이드 작용성 화합물은 수불용성이다. 유용한 에폭사이드 작용성 화합물에는 다가 알코올, 다가 티올, 및 다가 페놀의 폴리글리시딜 에테르가 포함된다. 적합한 에폭사이드 작용성 화합물에는, 예를 들어, 비스페놀-A/에피클로로하이드린계 에폭사이드 작용성 화합물이 포함된다.
적합한 구매 가능한 에폭사이드 작용성 화합물에는, 예를 들어, 모멘티브 퍼포먼스 머티어리얼스 인크.(Momentive Performance Materials Inc.; 미국 텍사스주 휴스턴 소재)로부터 에폰(EPON) 826 및 에폰 828 비스페놀 A의 에폭사이드 작용성 폴리글리시딜 에테르를 포함하는, 상표명 에폰 시리즈로, 그리고 더 다우 케미칼 컴퍼니(The Dow Chemical Company; 미국 미시간주 미들랜드 소재)로부터 상표명 DER 331로 입수 가능한 에폭시 수지가 포함된다.
본 조성물은, 조성물 중 고형물의 중량을 기준으로, 바람직하게는 약 1 중량% 이상, 약 2 중량% 이상, 약 4 중량% 이상, 약 40 중량% 이하, 약 50 중량% 이하, 약 2.5 중량% 내지 약 50 중량%, 약 5 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 심지어 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함한다.
촉매
본 조성물은 바람직하게는 촉매를 포함한다. 조성물이 다중 파트로 제공되는 경우, 촉매는, 예를 들어, 수불용성 중합체 (예를 들어, 에멀젼), 폴리카르복시 작용성 중합체, 에폭사이드 작용성 화합물, 및 이들의 조합을 포함하는 파트들 중 임의의 하나 이상에 제공될 수 있다. 유용한 부류의 촉매에는, 예를 들어, 산 촉매, 상이동 촉매, 잠재성 산 촉매, 및 이들의 조합이 포함된다. 적합한 촉매에는, 예를 들어, 포스포늄 염 (예를 들어, 에틸트라이페닐 포스포늄 아세테이트, 에틸트라이페닐 포스포늄 포스페이트, 에틸트라이페닐 포스포늄 산 아세테이트, 및 이들의 조합), 4차 암모늄 염 (예를 들어, 알킬벤질 다이메틸 암모늄 클로라이드, 벤질트라이메틸 암모늄 클로라이드, 메틸트라이옥틸 암모늄 클로라이드, 테트라에틸 암모늄 브로마이드, N-도데실 피리디늄 클로라이드, 테트라에틸 암모늄 요오다이드, 및 이들의 조합), 다이시안아미드, 파라톨루엔 설폰산, 및 이들의 조합이 포함된다.
선택적인 촉매가 본 조성물 중에 존재하는 경우, 선택적인 촉매는, 에폭사이드 작용성 화합물의 중량을 기준으로, 바람직하게는 0 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량%, 또는 심지어 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량%의 양으로 존재한다.
조성물 중의 선택적인 성분
축합 촉진제
선택적으로 본 조성물은 조성물이 경화될 때 일어나는 축합 반응 (예를 들어, 가교결합 및 열경화)을 가속하는 축합 촉진제를 포함한다. 예를 들어, 적합한 축합 촉진제에는, 예를 들어, 하이포아인산 (예를 들어, 하이포아인산나트륨 및 하이포아인산칼륨) 및 인산을 포함하는 인계 촉매, 파라 톨루엔 설폰산, 임의의 강산 (예를 들어, 염산, 황산, 질산, 아질산, 과염소산, 염소산, 및 트라이클로로아세트산), 및 전술한 산의 모든 상응하는 암모늄 염 (예를 들어, 염화암모늄, 인산이암모늄, 질산암모늄, 과염소산암모늄, 염소산암모늄, 브롬화암모늄, 요오드화암모늄 및 황산암모늄), 및 산성 금속 염 (예를 들어, 염화알루미늄, 염화철, 옥시염화지르코늄, 질산크롬, 과염소산크롬, 질산알루미늄, 질산철, 및 질산아연), 및 이들의 조합이 포함된다.
축합 촉진제는, 고형물의 중량을 기준으로, 0 중량% 내지 약 5 중량% 이하, 또는 심지어 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량%의 양으로 조성물 중에 존재할 수 있다.
본 조성물의 pH는, 예를 들어, 아민 (예를 들어, 알킬 아민 (예를 들어, 에틸렌 다이아민, 트라이에틸아민, 및 다이에틸렌 트라이아민을 포함함), 모르폴린, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 및 알칸올아민 (예를 들어, 모노에탄올아민을 포함하는, 예를 들어, 모노-, 다이- 및 트라이에탄올아민), 환형 아민 (예를 들어, 피롤리딘, 피페리딘, 피페라진 및 모르폴린)), 암모니아, 수산화암모늄 (예를 들어, 수산화 t-부틸암모늄), 알칼리 금속 수산화물 (예를 들어, 수산화나트륨 및 수산화칼륨), 금속 탄산염 (예를 들어, 탄산나트륨), 및 이들의 조합을 포함하는 임의의 적합한 알칼리 성분을 사용하여 조정될 수 있다.
다중작용성(polyfunctional) 성분
본 조성물은 선택적으로, 예를 들어, 폴리산 성분, 용액 중합체의 카르복실 기와 반응할 수 있는 다중작용성 성분, 및 이들의 조합을 포함하는 다중 작용성 성분을 포함한다.
유용한 폴리산 성분에는 수성 조성물과 상용성인 폴리산 성분이 포함된다. 적합한 폴리산 성분에는, 예를 들어, 이산 (예를 들어, 말레산, 말레산무수물, 푸마르산, 석신산, 석신산무수물, 시트르산, 아디프산, 글루타르산, 타르타르산, 이타콘산, 글루타콘산, 뮤콘산, 트라우마트산, 및 트라이멜리트산), 삼산 (예를 들어, 헤미멜리트산, 트라이메스산, 트라이카르발릴산), 예를 들어, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산, 피로멜리트산, 카르복실산 올리고머, 아크릴산-비닐 아세테이트 화합물을 포함하는 더 고차의 폴리산, 및 이들의 조합이 포함된다.
폴리산 성분은 부분적으로 중화된 폴리산 성분 또는 중화되지 않은 폴리산 성분의 형태일 수 있다. 폴리산 성분은, 예를 들어, 아민 (예를 들어, 알킬아민 (예를 들어, 에틸렌 다이아민, 트라이에틸아민, 및 다이에틸렌 트라이아민을 포함함), 모르폴린, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 및 알칸올아민 (예를 들어, 모노에탄올아민을 포함하는, 예를 들어, 모노알칸올아민)), 수산화암모늄 (예를 들어, 수산화 t-부틸암모늄), 금속 수산화물 (예를 들어, 수산화나트륨 및 수산화칼륨), 금속 탄산염 (예를 들어, 탄산나트륨), 및 이들의 조합을 포함하는 염기를 포함하는 다양한 pH 중화제 중 임의의 것을 사용하여 중화될 수 있다. 폴리산 성분은 6 이하, 5 이하, 2 이상, 2.5 이상, 약 2 내지 약 6, 약 3 내지 약 5, 또는 심지어 약 4의 pH로 중화될 수 있다.
존재하는 경우, 본 조성물은, 조성물 중 고형물의 중량을 기준으로, 1 중량% 이상, 5 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 20 중량% 이상, 25 중량% 이상, 약 65 중량% 이하, 약 60 중량% 이하, 약 55 중량% 이하, 약 20 중량% 내지 약 65 중량%, 또는 심지어 약 25 중량% 내지 약 55 중량%의 폴리산 성분을 포함한다.
용액 중합체의 카르복실 기와 반응할 수 있는 다중작용성 성분의 예에는 폴리올, 즉, 2개 이상의 하이드록실 기를 갖는 화합물이 포함된다. 유용한 폴리올에는, 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 트라이메틸올 프로판, 소르비톨, 수크로스, 글루코스, 레조르시놀, 카테콜, 피로갈롤, 글리콜화 우레아, 1,4-사이클로헥산 다이올, 알칸올아민 (예를 들어, 다이에탄올아민, 트라이에탄올아민, 다이프로판올아민, 및 다이-아이소프로판올아민), 예를 들어, β-하이드록시알킬아미드 (예를 들어, 비스-[N,N-다이(β-하이드록시에틸)]아디프아미드)를 포함하는 반응성 폴리올, 및 이들의 조합이 포함된다. 수성 조성물은, 고형물 기준으로, 바람직하게는 0 중량% 내지 20 중량%의 폴리올을 포함한다.
기타 성분
본 조성물은 선택적으로, 예를 들어, 추가적인 중합체, 잠재성 산 촉매, 수-혼화성 유기 용매, 왁스 분산액, 접착 촉진제 (예를 들어, 실란 및 보란), 충전제, 살생제(biocide), 예를 들어, 살진균제 및 곰팡이 억제제를 포함하는 항진균제(anti-mycotic), 가소제, 소포제, 착색제, 안료, 산화방지제, 냄새 차폐제(odor masking agent), 및 이들의 조합을 포함하는 다양한 추가적인 성분을 포함한다.
적합한 추가적인 중합체에는, 예를 들어, 추가적인 수용성 중합체, 부분 수용성 중합체, 및 이들의 조합이 포함된다. 적합한 추가적인 중합체의 예에는 상기에 기재된 용액 중합체, 전분, 셀룰로오스 유도체 (예를 들어, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 카르복시에틸 셀룰로오스, 및 이들의 조합), 폴리비닐 알코올, 계면활성제, 및 이들의 조합이 포함된다.
유용한 잠재성 산 촉매의 예에는 암모늄 염, 예를 들어, 염화암모늄, 염소산암모늄, 브롬화암모늄, 요오드화암모늄, 플루오르화암모늄, 질산암모늄, 과염소산암모늄, 파라-톨루엔 설폰산암모늄, 황산암모늄, 메탄설폰산암모늄, 페닐설폰산암모늄, 및 이들의 조합, 트라이에틸아민 설페이트, 및 이들의 조합이 포함된다.
본 조성물은 임의의 적합한 혼합 기술을 사용하여, 예를 들어, 에멀젼 중합체, 카르복시 작용성 중합체, 및 임의의 선택적인 성분 (예를 들어, 물, 유기 용매, 선택적인 폴리산 단량체, 선택적인 다중작용성 성분, 축합 촉진제, 잠재성 산 촉매, 및 pH 중화제)을 포함하는 다양한 성분을 혼합함으로써 제조될 수 있다.
용도
사용 전에 본 조성물은 바람직하게는 액체의 형태이다. 하나 이상의 성분이 분말의 형태인 경우, 성분은 적합한 액체 담체에 의해 재구성되고 다른 성분과 배합되어 액체 조성물을 형성할 수 있다. 액체 조성물은 다양한 기재에 적용될 수 있으며, 이어서, 예를 들어, 에너지의 적용 (예를 들어, 가열) 및 물의 증발을 통한, 축합 반응에 의해 가교결합되어, 축합된 (즉, 가교결합된), 건조된 중합체를 형성할 수 있다. 바람직하게는 액체 조성물은 중합체를 축합하기에 충분한 온도 및 기간으로, 또는 심지어 약 130℃ 내지 약 270℃에서 1분 미만 내지 약 30분, 약 1분 내지 약 20분, 또는 심지어 10분 이하 동안 오븐에서 가열된다. 건조 및 경화 기능은 단일 단계로 또는 2 단계 이상으로 수행될 수 있다. B-스테이징(B-staging)으로 공지된 한 가지 유용한 방법은 조성물을 실질적으로 건조시키기엔 충분하지만 실질적으로 경화시키기엔 충분하지 않은 온도 및 시간으로 조성물을 가열하고, 이어서, 나중의 시점에, 조성물을 제2 기간 동안 가열하여 경화를 달성하는 것을 포함한다.
액체 조성물은 섬유질 기재 (예를 들어, 필터 (예를 들어, 오일 필터, 연료 필터, 패널 필터, 자동차 필터, 및 공기 필터 (예를 들어, 노(furnace), 에어컨, 공기청정기, 및 가습기에 사용되는 필터))를 처리하기 위한 조성물로서, 그리고 섬유질 기재를 제조하는 방법에 특히 유용하다. 본 조성물은 유동하는 유체 (예를 들어, 액체 (예를 들어, 오일 및 연료) 및 가스 (예를 들어, 공기))로부터 압력 또는 힘이 가해지는 필터 매체에서의 사용을 위해 특히 적합하다. 경화된 조성물은 결합제로서 사용되어, 섬유들을 서로 고정된 관계로 유지하고, x, y 및 z 방향에서 섬유들을 굳건히 하고, 이들의 조합을 수행할 수 있다. 경화된 조성물은 또한 섬유질 필터 매체에 완전성(integrity) 및 강도를 부여할 수 있다. 경화된 조성물은, 섬유질 기재의 중량을 기준으로, 예를 들어, 약 1 중량% 이상, 약 15 중량% 이상, 약 1 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 심지어 약 15 중량% 내지 약 25 중량%를 포함하는 임의의 양으로 섬유질 기재 상에 존재할 수 있다.
조성물은, 예를 들어, 섬유 (예를 들어, 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드, 폴리아크릴아미드, 레이온, 셀룰로오스 (예를 들어, 목재 펄프 및 면), 유리, 및 이들의 조합을 포함하는, 예를 들어, 중합체 섬유), 예를 들어, 실리카, 모래, 시멘트, 포타쉬(potash), 석재, 화강암, 대리석, 유리 (예를 들어, 미소구체, 미세입자, 입자, 미세관(microtube), 및 이들의 조합)를 포함하는 다양한 재료의 미립자 물질 (예를 들어, 입자, 분말, 및 과립), 및 이들의 조합을 포함하는, 직조 및 부직 기재를 포함하는 다양한 기재를 처리하는 데 유용하다.
섬유는, 예를 들어, 개별적인 섬유, 부직 및 직조 섬유질 웨브, 시트, 로프티(lofty) 섬유질 제품, 필라멘트, 스트랜드, 로프, 롤, 배트(batt), 지붕재 응용을 위한 강화 매트(mat), 바닥재 응용을 위한 매트, 강화 스크림(reinforcement scrim), 및 이들의 조합을 포함하는 다양한 형태일 수 있다.
본 조성물은, 예를 들어, 주방용 조리대(countertop), 개수대(sink), 화장실 구조물 (예를 들어, 세면대 및 탱크), 포장재(paver) (예를 들어, 벽돌), 도어, 도어 코어(door core), 판재(plank), 보드(board), 및 이들의 조합을 포함하는 다양한 응용에 사용될 수 있는, 예를 들어, 무기 충전제 (예를 들어, 모래, 실리카, 시멘트, 포타쉬, 석재, 화강암, 대리석, 유리 (예를 들어, 미소구체, 미세입자, 입자, 미세관, 및 이들의 조합)), 셀룰로오스 (예를 들어, 목재 복합재), 및 이들의 조합을 포함하는 복합재를 포함하는 복합재에 또한 유용하다. 본 조성물은 열 및 압력을 가하는 것을 포함하는 복합재 형성 공정에 사용될 수 있다.
조성물은, 예를 들어, 분무, 포화 (예를 들어, 침지(immersing)), 코팅, 예를 들어, 그라비어, 롤 코팅, 커튼 코팅, 브러시 코팅, 비터 침착(beater deposition), 및 이들의 조합을 포함하는 다양한 적용 기술을 사용하여 적용될 수 있다.
본 발명을 이제 하기 실시예에 의해 설명할 것이다. 실시예에서 언급된 모든 부, 비율, 백분율, 및 양은 달리 명시되지 않는다면 중량 기준이다.
실시예
시험 절차
실시예에 사용된 시험 절차는 하기를 포함한다. 절차는 달리 명시되지 않는다면 실온 (즉, 약 20℃ 내지 약 25℃의 주위 온도)에서 수행된다.
시험 기재
시험 기재는, 셀룰로오스 섬유를 주로 포함하며 평량이 약 100 그램/제곱미터이고 기공 크기가 대략 12 마이크로미터이고 두께가 대략 0.34 밀리미터인 베이스 여과지 스톡이다. 기재의 구매 가능한 예는 알스트롬 필터 컴퍼니(Ahlstrom Filter Co.; 미국 일리노이주 테일러빌 소재)로부터의 시트(Sheet) 19N 베이스 여과지 스톡이다.
처리된 시험 기재 제조
시험할 샘플 조성물을, 약 20 중량%의 목표 건조 애드 온을 포함하는 처리된 기재를 달성하기에 충분한 양으로 액체 형태로 시험 기재에 적용한다. 이어서 샘플 조성물을 건조하고 경화시켜 가교결합을 달성한다. 생성된 샘플을, 하기에 기재된 시험 방법에서, 처리된 기재로서 지칭한다.
습윤 파열 강도 시험 방법
샘플을 시험 전에 10분 동안 3 중량% 아이보리(Ivory) 식기용 세제 용액에 담그는 것을 제외하고는, ASTM D 774-92a '종이의 파열 강도에 대한 표준 시험 방법'에 따라 습윤 파열 강도를 측정한다. 5 와이어 및 5 펠트 샘플(5 wire and five felt sample)의 평균을 측정하고 이를 파운드/제곱인치 (psi) 단위로 기록한다.
건조 파열 강도 시험 방법
ASTM D 774-92a '종이의 파열 강도에 대한 표준 시험 방법'에 따라 건조 파열 강도를 측정한다. 5 와이어 및 5 펠트 샘플의 평균을 측정하고 이를 psi 단위로 기록한다.
위킹 시험 방법
처리된 시험 기재를 제조한다. 생성된 처리된 기재로부터 1 인치 x 10 인치 스트립을 잘라내고, 1 인치의 증류수 내에 넣고, 10분 동안 정치한다. 10분 후에, 물의 표면으로부터 물이 이동한 거리를 인치 단위로 측정하고 이를 기록한다. 이동한 거리가 0.06 인치 미만인 경우에, 처리된 기재는 위킹이 없는 것으로 기록한다.
중량% 건조 애드 온 계산
하기 식을 사용하여 중량 퍼센트 건조 애드 온을 계산한다:
중량% 건조 애드 온 = [(Tw-Uw)/Uw] x 100,
여기서, Tw는 처리된 (즉, 건조 및 경화된) 기재의 중량이고 Uw는 처리되지 않은 기재의 중량이다.
% 유지율(retention) 계산
하기 식에 따라 유지율을 계산한다:
% 유지율 = (습윤 파열 강도/건조 파열 강도) *100.
대조군 1
혼합하면서, 표 1에 기재된 양으로 에멀젼 중합체, 파라톨루엔 설폰산, 및 메탄올을 배합하여, 대조군 1의 조성물을 제조하였다.
대조군 2 및 대조군 3
혼합하면서, 표 1에 기재된 양으로 에멀젼 중합체, 파라톨루엔 설폰산, 및 증류수를 배합하여, 대조군 2 및 대조군 3의 조성물을 제조하였다.
실시예 1
혼합하면서, 표 1에 기재된 양으로 98:2 폴리아크릴산 하이드록시 에틸 아크릴레이트 공중합체, 에멀젼 중합체, 에폭시 수지, 파라톨루엔 설폰산, 및 증류수를 배합하여, 실시예 1의 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 4
혼합하면서, 표 1에 기재된 양으로 98:2 폴리아크릴산 하이드록시 에틸 아크릴레이트 공중합체, 에멀젼 중합체, 에폭시 수지, 메틸트라이옥틸 암모늄 클로라이드, 및 메탄올을 배합하여, 실시예 2 내지 실시예 4의 조성물을 제조하였다.
대조군 1 내지 대조군 3 및 실시예 1 내지 실시예 4의 조성물을 시험 기재에 적용하고, 177℃에서 5분 동안 건조 및 경화시키고, 이어서, 생성된, 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도 시험 방법 및 건조 파열 강도 시험 방법에 따라 시험하였다. 결과가 하기 표 1에 보고되어 있다. 처리된 기재 상에 존재하는 조성물의 실제 중량% (즉, 중량% 애드 온)가 하기 표 1에 명시되어 있다.
Figure pct00001
본 명세서에서 인용된 참고 문헌은, 본 명세서에서의 언급과 상충되지 않는 한 본 명세서에 포함된다.
1. 폴리비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌 공중합체, 아크릴레이트 공중합체, 및 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함하는 수불용성 중합체;
폴리카르복시 작용성 중합체; 및
수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는, 조성물.
2. 제1 항목(paragraph)에 있어서,
상기 수불용성 중합체를 포함하는 에멀젼과,
상기 폴리카르복시 작용성 중합체를 포함하는 제1 파트; 및
상기 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 제2 파트를 포함하는, 조성물.
3. 제1 항목 및 제2 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 수불용성 중합체를 포함하는 에멀젼을 포함하는, 조성물.
4. 제1 항목 내지 제3 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 촉매를 추가로 포함하는, 조성물.
5. 제1 항목 내지 제4 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 촉매는 상기 에멀젼 중에 존재하는, 조성물.
6. 제1 항목 내지 제5 항목 중 어느 한 항목에 있어서,
고형물 기준으로 약 35 중량% 내지 약 95 중량%의 상기 수불용성 중합체,
고형물 기준으로 약 3 중량% 내지 약 50 중량%의 상기 폴리카르복시 작용성 중합체, 및
고형물 기준으로 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 상기 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는, 조성물.
7. 제1 항목 내지 제6 항목 중 어느 한 항목에 있어서,
고형물 기준으로 약 35 중량% 내지 약 90 중량%의 상기 수불용성 중합체,
고형물 기준으로 약 5 중량% 내지 약 70 중량%의 상기 폴리카르복시 작용성 중합체, 및
고형물 기준으로 약 4 중량% 내지 약 40 중량%의 상기 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는, 조성물.
8. 제1 항목 내지 제7 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 수불용성 중합체는 작용기를 추가로 포함하는, 조성물.
9. 제1 항목 내지 제8 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 작용기는 에폭사이드, 카르복실, 하이드록실, 아미노, 아미도, 및 실록시 중 적어도 하나를 포함하는, 조성물.
10. 제1 항목 내지 제8 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 작용기는 카르복실 기를 포함하는, 조성물.
11. 제1 항목 내지 제10 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 수불용성 중합체는 카르복시 작용성 폴리비닐 아세테이트 공중합체를 포함하는, 조성물.
12. 제1 항목 내지 제10 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 수불용성 중합체는 폴리비닐 아세테이트 및 폴리비닐 아세테이트 공중합체 중 적어도 하나를 포함하는, 조성물.
13. 제1 항목 내지 제12 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 수불용성 중합체는 Tg가 약 15℃ 이상인, 조성물.
14. 제1 항목 내지 제12 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 수불용성 중합체는 Tg가 약 25℃ 이상인, 조성물.
15. 제1 항목 내지 제14 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 조성물은 유기 용매에 용해성이거나 또는 유기 용매에 분산성인, 조성물.
16. 제1 항목 내지 제15 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 조성물은 물 및 유기 용매 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 조성물.
17. 제1 항목 내지 제16 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 수불용성 중합체, 상기 폴리카르복시 작용성 중합체 및 상기 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물 중 적어도 하나는 유기 용매에 용해성인, 조성물.
18. 제1 항목 내지 제17 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 폴리카르복시 작용성 중합체는 수용성인, 조성물.
19. 제1 항목 내지 제18 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 폴리카르복시 작용성 중합체는 아크릴산, 메타크릴산, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시메틸 아크릴레이트, 푸마르산, 말레산, 말레산 무수물, 이타콘산, 이타콘산 무수물, 아이소옥틸 아크릴산, 아이소크로톤산, 신남산, 2-메틸 말레산, 2-메틸 이타콘산, 및 메틸렌글루타르산 중 적어도 하나로부터 유래되는, 조성물.
20. 제4 항목 및 제5 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 촉매는 상이동 촉매를 포함하는, 조성물.
21. 제4 항목 및 제5 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 촉매는 테트라-알킬 암모늄 할라이드를 포함하는, 조성물.
22. 제4 항목 및 제5 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 촉매는 메틸트라이옥틸-암모늄 클로라이드 및 테트라-n-부틸암모늄 브로마이드 중 적어도 하나를 포함하는, 조성물.
23. 제1 항목 내지 제22 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 상기 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 상기 처리된 기재는 약 27 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내는, 조성물.
24. 제1 항목 내지 제22 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 상기 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 상기 처리된 기재는 약 30 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내는, 조성물.
25. 제1 항목 내지 제22 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 상기 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 상기 처리된 기재는 약 38 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내는, 조성물.
26. 제1 항목 내지 제22 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 상기 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 상기 처리된 기재는 약 40 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내는, 조성물.
27. 제1 항목 내지 제26 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 상기 처리된 시험 기재를 위킹 시험 방법에 따라 시험할 때, 상기 처리된 기재는 위킹이 없는, 조성물.
28. 처리된 기재로서,
섬유를 포함하는 기재, 및
상기 기재 상에 배치된 제1 항목 내지 제22 항목 중 어느 한 항목의 경화된 조성물을 포함하는, 처리된 기재.
29. 제28 항목에 있어서, 상기 기재는 상기 조성물로 포화되는, 처리된 기재.
30. 제28 항목 및 제29 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 조성물은 약 15 중량% 이상의 건조 애드 온의 양으로 상기 기재 상에 존재하는, 처리된 기재.
31. 제28 항목 내지 제30 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 처리된 기재는, 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 약 30 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내는, 처리된 기재.
32. 제28 항목 내지 제30 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 처리된 기재는, 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 약 34 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내는, 처리된 기재.
33. 제28 항목 내지 제30 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 처리된 기재는, 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 약 40 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내는, 처리된 기재.
34. 제28 항목 내지 제33 항목 중 어느 한 항목의 처리된 기재를 포함하는, 필터 매체.
35. 제34 항목에 있어서, 상기 필터 매체는 공기 필터, 오일 필터, 연료 필터, 및 패널 필터 중 적어도 하나를 포함하는, 필터 매체.
36. 처리된 기재를 제조하는 방법으로서,
폴리비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌 공중합체, 및 아크릴레이트 공중합체 중 적어도 하나를 포함하는 수불용성 중합체,
폴리카르복시 작용성 중합체, 및
수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 조성물과 기재를 접촉시키는 단계; 및
상기 조성물을 건조시키는 단계를 포함하는, 방법.
37. 제36 항목에 있어서, 상기 접촉시키는 단계는 상기 기재를 상기 조성물로 포화시키는 것을 포함하는, 방법.
38. 제1 항목 내지 제27 항목 중 어느 한 항목의 조성물을 제조하는 방법으로서, 상기 에멀젼 및 상기 폴리카르복시 작용성 중합체 중 적어도 하나와 상기 에폭사이드 작용성 화합물을 배합하는 단계를 포함하는, 방법.
39. 제3 항목 내지 제27 항목 중 어느 한 항목에 있어서,
고형물 기준으로 약 35 중량% 내지 약 95 중량%의 상기 수불용성 중합체,
고형물 기준으로 약 3 중량% 내지 약 50 중량%의 상기 폴리카르복시 작용성 중합체, 및
고형물 기준으로 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 상기 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는, 조성물.
40. 제3 항목 내지 제27 항목 중 어느 한 항목에 있어서,
고형물 기준으로 약 35 중량% 내지 약 90 중량%의 상기 수불용성 중합체,
고형물 기준으로 약 5 중량% 내지 약 70 중량%의 상기 폴리카르복시 작용성 중합체, 및
고형물 기준으로 약 4 중량% 내지 약 40 중량%의 상기 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는, 조성물.
41. 제3 항목 내지 제27 항목, 제39 항목, 및 제40 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 상기 수불용성 중합체는 작용기를 추가로 포함하는, 조성물.

Claims (24)

  1. 폴리비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌 공중합체, 아크릴레이트 공중합체, 및 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함하는 수불용성 중합체;
    폴리카르복시 작용성 중합체; 및
    수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수불용성 중합체를 포함하는 에멀젼과,
    상기 폴리카르복시 작용성 중합체를 포함하는 제1 파트; 및
    상기 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 제2 파트를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수불용성 중합체를 포함하는 에멀젼을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    촉매를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    고형물 기준으로 약 35 중량% 내지 약 90 중량%의 상기 수불용성 중합체,
    고형물 기준으로 약 5 중량% 내지 약 70 중량%의 상기 폴리카르복시 작용성 중합체, 및
    고형물 기준으로 약 4 중량% 내지 약 40 중량%의 상기 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수불용성 중합체는 에폭사이드, 카르복실, 하이드록실, 아미노, 아미도, 및 실록시 중 적어도 하나를 포함하는 작용기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수불용성 중합체는 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 아세테이트 공중합체, 및 카르복시 작용성 폴리비닐 아세테이트 공중합체 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수불용성 중합체는 Tg가 약 15℃ 이상인 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 유기 용매에 용해성이거나 또는 유기 용매에 분산성인 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수불용성 중합체는 유기 용매에 용해성이거나 또는 분산성인 것을 특징으로 하는 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카르복시 작용성 중합체는 수용성인 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카르복시 작용성 중합체는 아크릴산, 메타크릴산, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시메틸 아크릴레이트, 푸마르산, 말레산, 말레산 무수물, 이타콘산, 이타콘산 무수물, 아이소옥틸 아크릴산, 아이소크로톤산, 신남산, 2-메틸 말레산, 2-메틸 이타콘산, 및 메틸렌글루타르산 중 적어도 하나로부터 유래되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 촉매는 상이동 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 상기 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도(Wet Burst Strength) 시험 방법에 따라 시험할 때, 상기 처리된 기재는 약 27 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 상기 처리된 시험 기재를 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 상기 처리된 기재는 약 38 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 조성물을 사용하여, 처리된 시험 기재를 제조하고, 상기 처리된 시험 기재를 위킹(Wicking) 시험 방법에 따라 시험할 때, 상기 처리된 시험 기재는 위킹이 없는 것을 특징으로 하는 조성물.
  17. 섬유를 포함하는 기재; 및
    상기 기재 상에 배치된 제1항의 건조된 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리된 기재.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 처리된 기재는, 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 약 30 psi 이상의 습윤 파열 강도를 나타내는 것을 특징으로 하는 처리된 기재.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 처리된 기재는, 습윤 파열 강도 시험 방법에 따라 시험할 때, 약 34 psi이상의 습윤 파열 강도를 나타내는 것을 특징으로 하는 처리된 기재.
  20. 청구항 제17항의 처리된 기재를 포함하는 필터 매체.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 필터 매체는 공기 필터, 오일 필터, 연료 필터, 및 패널 필터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 매체.
  22. 에멀젼 및 폴리카르복시 작용성 중합체 중 적어도 하나와 에폭사이드 작용성 화합물을 배합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 제1항의 조성물을 제조하는 방법.
  23. 제3항에 있어서,
    고형물 기준으로 약 35 중량% 내지 약 90 중량%의 상기 수불용성 중합체,
    고형물 기준으로 약 5 중량% 내지 약 70 중량%의 상기 폴리카르복시 작용성 중합체, 및
    고형물 기준으로 약 4 중량% 내지 약 40 중량%의 상기 수불용성 에폭사이드 작용성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  24. 제3항에 있어서,
    상기 수불용성 중합체는 작용기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
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