JP2010508427A - キャップしたポリイミドまたはポリアミドイミドの溶液 - Google Patents
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Abstract
Description
また所望により、得られたポリアミドイミドを、ブロック化または未ブロック化ポリイソシアネートと反応させることもできる。その実施例は、未ブロック化イソシアネートまたはブロック化イソシアネートのどちらとの反応も詳しく記載していない。この特許文献明細書からは、ポリアミドイミドまたはその溶液の加工特性に関する言及を推定することができない。
(a)少なくとも1つのポリイソシアネート、
(b)少なくとも1つのトリカルボン酸一無水物および/または少なくとも1つのテトラカルボン酸無水物、さらに
(b1)適切な場合には、トリカルボン酸および/またはテトラカルボン酸、および
(b2)適切な場合には、ジカルボン酸、
(c)少なくとも1つのNH-官能性ラクタムおよび/または3,5-ジメチルピラゾールおよび/またはブタノンオキシム、
からポリマーを製造し;
これに、適切な場合には、さらなる量の
(d)少なくとも1つのトリカルボン酸一無水物および/または少なくとも1つのテトラカルボン酸無水物、さらに
(d1)適切な場合には、トリカルボン酸および/またはテトラカルボン酸、および
(d2)適切な場合には、ジカルボン酸、
を添加し;
・成分(a)のイソシアネート基の量を、成分(b)、(b1)、(b2)、(d)、(d1)および(d2)のイソシアネート反応性基の量の総合計に対して、0.90:1〜1.3:1のモル比で使用し;そして
・成分(a)のイソシアネート基の量を、成分(c)のイソシアネート反応性基の量に対して、1:0.05〜1:0.35のモル比で使用し;
次いで、この反応混合物を、
(e)塩基、
と反応させ;
・成分(b)、(b1)、(b2)、(d)、(d1)および(d2)の酸および/または無水物基の量を、成分(e)の塩基性基の量に対して、1:0.5〜1:4のモル比で使用し;
最後に、得られた樹脂を水に溶解する(水を樹脂に添加することができ、また、樹脂を水に添加することもできる);
ことを特徴とする方法を提供する。
さらに、本発明は、この方法によって得られる水溶液それ自体をも提供する。
使用するのが特に好ましいジイソシアネートは、4,4'-、2,4'-および2,2'-ジイソシアナトジフェニルメタンまたはこれら異性体の任意の所望の混合物である。
水の温度は、20〜100℃、好ましくは40〜80℃、より好ましくは50〜80℃である。この混合物を、均一溶液または微細分割された分散液が得られるまで、十分にエネルギー投入して撹拌する。この後に、水性供給形態の樹脂を冷却する。
別の態様において、水を樹脂にではなく、樹脂を水に供給する(第1の態様と比較して他の条件は変えずに)。
本被覆組成物は、既知の方法で、例えば、塗布、流込み、ナイフ被覆、注入、噴霧、スピン被覆、ロール塗りまたは浸漬などによって適用することができる。
IR分光法は、MBシリーズ FTIR分光器(Bomemから)により行った。
固体含量の測定方法:強制空気オーブン中、200℃で3時間にわたり水溶液を乾燥。
GPC:使用した溶離液は、流速0.6ml/分のN,N-ジメチルアセトアミドであった。使用した固定相は、4つのカラム、HEMA 3000、HEMA 300、HEMA 40、HEMA 40 (Polymer Standards Service、Mainz、独国)からなっていた。各カラムは、長さ300mmおよび直径8mmを有する。充填物質の粒子サイズは10μmである。
(a)ポリアミドイミド樹脂1の製造
ε-カプロラクタム(282.5g)および無水トリメリト酸(1920g)を、KPG撹拌機を装着した三口フラスコに量って入れた。反応中に生成したCO2の量を測定するために、ガス取出し管により、フラスコをガスメーターに接続した。N-エチルピロリドン(3932.5g)を原料混合物に添加した。5分間にわたり、4,4'-ジイソシアナトジフェニルメタン(2500g)を均一混合物に室温で添加し、次いで温度を30分間で80℃まで上昇させた。約65℃から、発熱反応およびガス放出が観察された。温度が83℃に到達したときに、最終温度133℃まで、温度を半時間間隔で10℃ずつ上昇させた。理論的に示されるCO2量の100%(17.5モル)がガスメーターで検出されるまで、該反応混合物を該温度に維持した。反応終了時に、典型的なクムレン領域に約2100cm-1において有意量のNCO基は、もはやIR分光法によって検出されなかった。
粘度(樹脂1重量部とN-エチルピロリドン3重量部の混合物):23℃で1000mPa(D=100s-1)
Mn=3900g/モル;Mw=9112g/モル
樹脂溶液(850.4g)を、80℃に加熱し、撹拌しながらジメチルエタノールアミン(254.5g)と混合した。混合物の完全均一化の後、この中和した樹脂を、80℃において、70℃に加熱しておいた水(1000g)と、10分間にわたって混合した。これに続いて、90℃で2時間撹拌した。赤味を帯びた茶色の透明溶液が得られた。
固体含量:21%
粘度:23℃で1900mPa(D=1000s-1)
Mn=3770g/モル;Mw=8098g/モル
(a)ポリアミドイミド樹脂2の製造
3,5-ジメチルピラゾール(240g)および無水トリメリト酸(1920g)を、KPG撹拌機を装着した三口フラスコに量って入れた。反応中に生成したCO2の量を測定するために、ガス取出し管により、フラスコをガスメーターに接続した。N-エチルピロリドン(3800g)を原料混合物に添加した。5分間にわたり、4,4'-ジイソシアナトジフェニルメタン(2500g)を均一混合物に室温で添加し、次いで温度を30分間で80℃まで上昇させた。約65℃から、発熱反応およびガス放出が観察された。温度が83℃に到達したときに、最終温度133℃まで、温度を半時間間隔で10℃ずつ上昇させた。理論的に示されるCO2量の104%がガスメーターで検出されるまで、該反応混合物を該温度に維持した。反応終了時に、有意量のNCO基は、もはやIR分光法によって検出されなかった。
粘度(樹脂1重量部とN-エチルピロリドン3重量部の混合物):23℃で4380mPa(D=100s-1)
Mn=4980g/モル;Mw=16740g/モル
樹脂溶液(850.4g)を、80℃に加熱し、撹拌しながらジメチルエタノールアミン(254.5g)と混合した。混合物の完全均一化の後、この中和した樹脂を、80℃において、70℃に加熱しておいた水(1000g)と、10分間にわたって混合した。これに続いて、90℃で2時間撹拌した。赤味を帯びた茶色の透明溶液が得られた。
固体含量:22%
粘度:23℃で2510mPa(D=1000s-1)
Mn=4490g/モル;Mw=12990g/モル
(a)ブロック化剤不含のポリアミドイミド樹脂3の製造
無水トリメリト酸(1920g)を、KPG撹拌機を装着した三口フラスコに量って入れた。反応中に生成したCO2の量を測定するために、ガス取出し管により、フラスコをガスメーターに接続した。N-エチルピロリドン(5508g)を原料混合物に添加した。5分間にわたり、4,4'-ジイソシアナトジフェニルメタン(2500g)を均一混合物に室温で添加し、次いで温度を30分間で80℃まで上昇させた。80℃に到達したときに、最終温度130℃まで、温度を半時間間隔で10℃ずつ上昇させた。理論的に示されるCO2量の約90%がガスメーターで検出されるまで、該反応混合物を該温度に維持した。
粘度(100%樹脂):23℃で89900mPa(D=100s-1)
Mn=9770g/モル;Mw=40580g/モル
ポリアミドイミド溶液3(135g)を、50℃に加熱し、トリエチルアミン(22.4g)と混合し、20分間撹拌した。次いで、水(67g;水温90℃)を、樹脂溶液に30分間にわたって添加し、混合物を2時間撹拌した。これにより透明溶液が得られた。
固体含量:23%
粘度:23℃で1200mPa(D=1000s-1)
水溶液4の製造
実施例1-(a)からの樹脂(146.3g)を、N-メチルピロリドン中の、完全にε-カプロラクタムでブロックした4,4'-ジイソシアナトジフェニルメタン(1モル:1モル)の50%濃度溶液(7.7g)と混合し、これらの成分を、80℃で30分間混合した。次いで、同じ温度でジメチルエタノールアミン(59.7g)を添加した。この混合物をさらに30分間撹拌した。次いで、70℃に予備加熱した水(136.3g)を添加し、これらの成分を85℃で2時間撹拌した。これにより透明溶液が得られたが、この溶液は、室温で24時間の貯蔵後に、まず濁り、次いで沈殿し始めた。反応中の温度処方の変更および撹拌条件の変更は、改善をもたらさず、従って、得られた生成物を性能試験に供することは不可能であった。
(a1)NCO含有ポリアミドイミド樹脂の製造
無水トリメリト酸(1920g)を、KPG撹拌機を装着した三口フラスコに量って入れた。反応中に生成したCO2の量を測定するために、ガス取出し管により、フラスコをガスメーターに接続した。N-エチルピロリドン(3025g)を添加した。5分間にわたり、均一混合物を4,4'-ジイソシアナトジフェニルメタン(1875g)と室温で混合し、次いで、温度を30分間で80℃まで上昇させた。約65℃から、発熱反応およびそれに付随してガス放出が観察された。83℃に到達したときに、最終温度135℃まで、温度を半時間間隔で10℃ずつ上昇させた。理論的に可能なCO2量の91%がガスカウンターで検出されるまで、該反応混合物を該温度に維持した。さらなる加熱にもかかわらず、100%のCO2は得られなかった。
粘度(樹脂1重量部とN-エチルピロリドン3重量部の混合物):23℃で855mPa(D=100s-1)
4,4'-ジイソシアナトジフェニルメタン(625g)をN-エチルピロリドン(907.5g)に溶解し、ε-カプロラクタム(282.5g)を添加した。この混合物を、NCO含量が6.0%(理論NCO含量5.8%)に到達するまで、85℃で5時間撹拌した。
(a1)で得られた樹脂溶液(6160g)を、(a2)で得られた溶液(1815g)と50℃で混合し、この温度でトリエチルアミン(70.2g)と混合した。この2相の系がNCO基を含まなくなるまで、混合物を50℃で2時間撹拌した。10分間にわたり、70℃に加熱した水(132.8g)を、十分に撹拌しながら樹脂溶液に添加した。5分後に、濁った低粘度の溶液が得られ、これは、さらに撹拌しても透明にならなかった。室温でちょうど24時間の貯蔵後に、生成物は沈殿を含み、これは、振盪しても再分散することができなかった。
(a)ブロック化剤不含のポリアミドイミド樹脂の製造[比較例3-(a)を参照]
(b)水溶液6の製造[比較例3-(b)を参照]
比較例3-(b)で得られた透明溶液(500g)を、20分間にわたり、40℃において撹拌しながら、ε-カプロラクタムでブロックした2,4-トリレンジイソシアネートに基づくトリマー(11.5g)と、N-エチルピロリドン(20g)中の溶液において混合した。このトリマーは、14.0重量%のブロック化NCO含量を有していた。3時間にわたる十分な撹拌の後に、濁った溶液が得られた。
固体含量:24%
粘度:23℃で1500mPa(D=1000s-1)
本発明のアミドイミド含有の水性ポリマーと、表1に挙げた成分とを混合することによって、透明なワニスが得られた。
BykR 346:基材湿潤剤(Byk、Wesel、独国から)
EntschaeumerR T:消泡剤(Borchers GmbH、Langenfeld、独国から)
比較例3および6の生成物を用いては、密着フィルムを得ることができなかった。
DMF耐性(室温で1時間):小さい綿パッドまたは正方形のセルロースを、試験物質で含浸させ、ワニス表面に置いた。時計ガラスで覆うことにより試験物質の蒸発を妨げた。綿パッドまたはセルロースを完全乾燥させなかった。予め決めた暴露時間の後に、試験物質を除去し、暴露した部位を乾燥させ、直ちに検査して、ワニス表面の再生を未然に防止した。
MEK拭き試験(圧力:1kg):金属試験パネルを、フィルムクリップおよび滑り防止フィルムを用いて、秤の重量測定プレートに固定した。100g重量を用いて秤を調整した。MEKで含浸させた綿パッドを、選択した試験圧力に対して、ワニスフィルム上を前後に動かし、これをワニスフィルムが破壊されるまで行った。
Claims (12)
- ポリイミド構造を含み、適切な場合にはポリアミド構造をも含む、数平均分子量(Mn)が1000〜7000g/モルであるNCO基ブロック化樹脂の水溶液の製造方法であって、初めに、
(a)少なくとも1つのポリイソシアネート、
(b)少なくとも1つのトリカルボン酸一無水物および/または少なくとも1つのテトラカルボン酸無水物、さらに
(b1)適切な場合には、トリカルボン酸および/またはテトラカルボン酸、および
(b2)適切な場合には、ジカルボン酸、
(c)少なくとも1つのNH-官能性ラクタムおよび/または3,5-ジメチルピラゾールおよび/またはブタノンオキシム、
からポリマーを製造し;
これに、適切な場合には、さらなる量の
(d)少なくとも1つのトリカルボン酸一無水物および/または少なくとも1つのテトラカルボン酸無水物、さらに
(d1)適切な場合には、トリカルボン酸および/またはテトラカルボン酸、および
(d2)適切な場合には、ジカルボン酸、
を添加し;
・成分(a)のイソシアネート基の量を、成分(b)、(b1)、(b2)、(d)、(d1)および(d2)のイソシアネート反応性基の量の総合計に対して、0.90:1〜1.3:1のモル比で使用し;そして
・成分(a)のイソシアネート基の量を、成分(c)のイソシアネート反応性基の量に対して、1:0.05〜1:0.35のモル比で使用し;
次いで、この反応混合物を、
(e)塩基、
と反応させ;
・成分(b)、(b1)、(b2)、(d)、(d1)および(d2)の酸および/または無水物基の量を、成分(e)の塩基性基の量に対して、1:0.5〜1:4のモル比で使用し;
最後に、得られた樹脂を水に溶解する;
ことを特徴とする方法。 - 樹脂が数平均分子量(Mn)1200〜5000g/モルを有することを特徴とする請求項1に記載のNCO基ブロック化樹脂の水溶液の製造方法。
- 成分(a)のイソシアネート基の量を、成分(b)、(b1)、(b2)、(d)、(d1)および(d2)のイソシアネート反応性基の量の総合計に対して、0.95:1〜1.15:1のモル比で使用し;成分(a)のイソシアネート基の量を、成分(c)のイソシアネート反応性基の量に対して、1:0.05〜1:0.35のモル比で使用し;成分(e)の塩基性基の量を、成分(b)、(b1)、(b2)、(d)、(d1)および(d2)の酸および/または無水物基の量に対して、1:1〜2:1のモル比で使用する;ことを特徴とする請求項1または2に記載のNCO基ブロック化樹脂の水溶液の製造方法。
- ε-カプロラクタムを成分(c)において使用することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のNCO基ブロック化樹脂の水溶液の製造方法。
- 3,5-ジメチルピラゾールとε-カプロラクタムの混合物を、成分(c)において0.1:0.9〜0.9:0.1のモル比で使用することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のNCO基ブロック化樹脂の水溶液の製造方法。
- 初めにポリマーを製造するために、ブロック化剤(c)ならびに成分(b)、(b1)および(b2)を、全部または部分的にのみ、最初の導入物として導入して溶解し、次いで、成分(a)ならびに適切な場合には留保した量の(b)、(b1)、(b2)および/または(c)の全部または段階的な添加を、20〜80℃の温度で行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のNCO基ブロック化樹脂の水溶液の製造方法。
- 初めにポリマーを製造するために、成分(a)を最初の導入物として導入し、次いで、成分(b)、(b1)、(b2)および(c)を、個々にまたは混合物として、全部または段階的に、20〜80℃の温度で計量導入することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のNCO基ブロック化樹脂の水溶液の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の方法によって得られるNCO基ブロック化樹脂の水溶液。
- 被覆組成物における請求項8に記載のNCO基ブロック化樹脂の水溶液の使用。
- 請求項8に記載のNCO基ブロック化樹脂の水溶液を用いて得られる被覆が供された基材。
- 金属製であることを特徴とする請求項10に記載の基材。
- 金属包装形態であることを特徴とする請求項11に記載の基材。
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