JP5520066B2 - 生物ベースのポリオール - Google Patents

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Description

本発明は概して生物学的物質から生産されるポリオールに関する。
アルキド樹脂の製造におけるトリグリセリドの使用は周知である。典型的には、これらの樹脂は脂肪酸鎖を修飾することなく、酸とグリコールとを反応させてポリエステルを形成するのにトリグリセリドエステル基を利用することにより製造される。このような樹脂は、通常、高分子量を有し、コーティング用途において樹脂を送達するのに溶媒を必要とする。
トリグリセリドと無水マレイン酸との反応、それに続くエチレングリコールとの反応からの、塗料に有用な縮合生成物の製造が説明されてきた。例えば、Clockerへの米国特許第2,188,882号は、250℃での亜麻仁油と10重量%の無水マレイン酸との反応、その後の、約180℃での生成物と少量のエチレングリコールとの反応を開示する。しかし、この方法で製造された物質は極度に粘稠であり、使用されるには溶媒中に分散されなければならない。
米国特許第2,188,882号明細書
比較的低い粘度を有し溶媒を含まない組成物中で使用可能である生物学的物質に由来するヒドロキシ官能性物質が望ましい生成物である。
本発明は、脂肪酸ヒドロカルビル基における飽和炭素原子に炭素−炭素単結合(式Iにおいて「CH」基に結合して示される)を介して結合した式(I)の置換基を含むポリオールに関する:
Figure 0005520066
式中、RおよびRは脂肪族もしくは脂環式ジオールのエステル化残基であり;当該ポリオールは(i)脂肪酸ヒドロカルビル基あたり0.36〜0.48単位の式(I)を含み、かつ当該ポリオールは(ii)脂肪酸ヒドロカルビル基に結合した式(I)の単位を除いて、C−C12酸無水物、C−C12二塩基酸またはC−C12ラクトンの少なくとも1種のエステル化残基を0〜10重量%含み;並びに当該ポリオールは100〜225mgKOH/gのヒドロキシル価を有する。
本発明は、さらに、ポリオールを製造する方法に関する。この方法は、次の工程を含む:(a)29重量%以下の飽和脂肪含有量を有するトリグリセリドを、トリグリセリドのグラムあたり0.12〜0.16gの無水マレイン酸と、150℃〜250℃の温度で反応させて、マレエート化トリグリセリドを形成する工程;並びに(b)マレエート化トリグリセリドを、少なくとも1種のC−C40脂肪族もしくは脂環式ジオール、および両工程からの成分の全重量を基準にして15重量%以下の、C−C12酸無水物、C−C12二塩基酸もしくはC−C12ラクトンの少なくとも1種と、170℃〜260℃の温度で反応させる工程。
他に示されない限りは、全てのパーセンテージは重量パーセンテージであり、全ての温度は℃単位である。本発明において使用される「トリグリセリド」は、脂肪酸のグリセリントリエステルを含む天然油脂である。好ましくは、トリグリセリドは植物油の形態であるが、動物脂肪も、それらが充分に低い飽和脂肪酸含有量を有する場合には、出発物質として使用されうる。脂肪酸は、8〜22の炭素原子を含有する非環式脂肪族カルボン酸であり、典型的には脂肪酸は12〜22の炭素原子を含有する。ほとんどの天然のトリグリセリドにおいては、脂肪酸残基の少なくとも95%は16〜18の炭素原子を有する。炭素−炭素結合に関しては、脂肪酸は飽和、1不飽和または多不飽和(典型的には2もしくは3つの炭素−炭素二重結合)であることができる。「脂肪酸ヒドロカルビル基」はカルボン酸基に結合したアルキルもしくはアルケニル鎖である。天然の脂肪は少量の他のエステル化脂肪酸もしくは遊離脂肪酸、および少量(1〜4%)のリン脂質、例えば、レシチン、および非常に少量(1%未満)の他の化合物、例えば、トコフェロールも含むことができる。好ましくは、トリグリセリドの遊離脂肪酸含有量は10%以下、あるいは5%以下、あるいは3%以下である。本発明において使用するのに好適なトリグリセリドは29%以下、あるいは27%以下、あるいは25%以下、あるいは23%以下、あるいは20%以下、あるいは17%以下、あるいは16%以下の飽和脂肪含有量を有する。トリグリセリドの飽和脂肪含有量は、トリグリセリド中の飽和した脂肪酸鎖の重量%であり、100%に正規化される。好ましいトリグリセリドには、大豆油、トウモロコシ油、ヒマワリ油、キャノーラ油、麻実油、亜麻仁油、オリーブ油、ピーナッツ油、紅花油、および綿実油が挙げられる。より好ましいトリグリセリドには、大豆油、トウモロコシ油、ヒマワリ油、キャノーラ油、麻実油、亜麻仁油、オリーブ油、ピーナッツ油、および紅花油が挙げられる。特に好ましいトリグリセリドには、大豆油、トウモロコシ油、ヒマワリ油、キャノーラ油、麻実油、亜麻仁油、オリーブ油および紅花油が挙げられる。トリグリセリドは天然に生じる種子ソースから、または向上した量の特定の脂肪酸、例えば、一不飽和脂肪酸もしくは共役多不飽和脂肪酸を有しうる遺伝的に改変された種子ソースから単離されうる。
本発明のポリオールは、脂肪酸ヒドロカルビル基に結合した、式(I)に示されるような無水マレイン酸の重合かつエステル化された残基を含む。脂肪酸ヒドロカルビル基は、次式の脂肪酸エステルにおいて「R」として示されうる:
RCO;式中、Rはジオールのエステル化残基であり、Rは15から17の炭素原子を有する脂肪酸ヒドロカルビル基である。以下に示される構造は、エステル化された無水マレイン酸残基の、炭素−炭素二重結合に隣接するCH基における、脂肪酸ヒドロカルビル基への結合を示す。
Figure 0005520066
エステル化された無水マレイン酸残基は、脂肪酸ヒドロカルビル基あたり少なくとも0.36、あるいは少なくとも0.37、あるいは少なくとも0.38、あるいは少なくとも0.39の量で;あるいは0.47以下、あるいは0.46以下、あるいは0.45以下、あるいは0.44以下、あるいは0.43以下、あるいは0.42以下の量で存在する。脂肪酸ヒドロカルビル基あたりの無水マレイン酸残基の単位の数は、無水マレイン酸のモル数を、トリグリセリド中の不飽和脂肪酸鎖のモル数で割ることにより計算されうる。この数は構造決定のために使用される方法、例えば、Hまたは13CNMRによって実験的にも決定されうる。ポリオールはヒドロキシ末端ポリエステルであり、好ましくは100〜225、あるいは125〜200、あるいは150〜195mgKOH/gのヒドロキシル価を有する。好ましくは、25℃でのポリオールの粘度は100〜5000cps(100〜5000mPa・s)、あるいは500〜3500cps(500〜3500mPa・s)である。本発明のある実施形態においては、ポリオールは、少なくとも1種のC−C40脂肪族もしくは脂環式ジオールの重合残基を10%〜40%、あるいは少なくとも17%、あるいは少なくとも20%、あるいは少なくとも22%、あるいは少なくとも24%;あるいは35%以下、あるいは33%以下、あるいは31%以下、あるいは29%以下、あるいは27%以下、あるいは25%以下含む。本発明のある実施形態においては、ポリオールは、ポリオールのモルあたり1.0〜1.8モル、あるいは少なくとも1.1モル、あるいは少なくとも1.2モル;あるいは1.6モル以下、あるいは1.55モル以下のジオール残基を含有する。好ましくは、C−C40ジオールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール(最大Mn=400)、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール(最大Mn=400)、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ジメタノール−シクロヘキサンおよび1,6−ヘキサンジオールからなる群から選択される。分岐を増大させるために、3つより多いヒドロキシ基を有する化合物、例えば、ペンタエリスリトール、の残基の少量が存在してよい。好ましくは、3つより多いヒドロキシ基を有する化合物の残基の量は、ジオールの全量の0.5%以下、あるいは0.3%以下、あるいは0.2%以下、あるいは0.1%以下である。本発明のある実施形態においては、C−C40ジオールは脂肪族C−Cジオール、あるいはC−Cジオール、あるいはC−Cジオールである。本発明のある実施形態においては、トリグリセリドからのグリセロールのせいで過剰量で存在するトリオール残基の量は、トリグリセリドからのグリセロールのせいで過剰量のトリオールおよびジオール残基の全量の2%以下、あるいは1%以下、あるいは0.5%以下、あるいは0.3%以下、あるいは0.1%以下である。好適なトリオールには、例えば、グリセロール、トリメチロールエタンおよびトリメチロールプロパンが挙げられる。
無水マレイン酸は不飽和トリグリセリド鎖と反応して、炭素−炭素結合を形成する。理論に拘束されるものではないが、無水マレイン酸は不飽和脂肪酸ヒドロカルビル基とアルダーエン(Alder Ene)反応で反応すると考えられ、トリグリセリドのオレアート鎖について以下に示される。
Figure 0005520066
2種の可能な異性体生成物のうちの一方のみが示される。「X」はオレアート鎖を含むトリグリセリドの残っている部分を表す。同じ反応が同じトリグリセリド分子内の他の不飽和脂肪酸鎖で起こりうる。この生成物とC−C40ジオールとのその後の反応は酸無水物を開きエステル化し、さらにトリグリセリドをエステル交換することもでき、脂肪酸ヒドロカルビル基のCH基と結合した式(I)の基を有する脂肪酸エステルを形成することもでき、C−C40ジオールがエチレングリコールである場合について以下に示される。
Figure 0005520066
トリグリセリドのエステル交換によって遊離したグリセロールは、無論、酸基をエステル化して、上述したのよりも分岐した化合物種を形成する場合があり、および複雑な混合物中にエステル化された飽和脂肪酸および他の化合物種が存在する場合もある。エステル化された無水マレイン酸部分を有する脂肪酸ヒドロカルビル基は、依然として、不完全にエステル交換されたトリグリセリドに結合されることができ、このことは以下に示される:
Figure 0005520066
式中、Rはエステル化された無水マレイン酸で置換されうる脂肪酸ヒドロカルビル基を表す。様々な化合物種に存在するフリーのヒドロキシル基は、他の鎖上の酸無水物官能基、または存在する場合には追加の酸無水物および二塩基酸と反応することができ、次いでさらなるジオール/トリオール、例えば、トリグリセリドからのグリセロールと反応して、ヒドロキシ末端ポリエステル置換基を生じさせうる。好ましくは、ポリオールの製造において、C−C40ジオールもしくはトリオールが、全ての酸無水物またはカルボン酸官能基と反応するのに充分な量で添加され、それにより、低い酸価、好ましくは、15mgKOH/g未満、より好ましくは10mgKOH/g未満、最も好ましくは5mgKOH/g未満の酸価を有するヒドロキシ末端ポリエステルであるポリオールを生じさせる。
多不飽和脂肪酸鎖における二重結合が異性化して共役1,4−ジエンになっている独特の場合には、無水マレイン酸がジエンとディールスアルダー(Diels−Alder)環化付加反応を受けて、シクロヘキセン構造を形成することができる。この異性化は化学的に誘起された異性化からもたらされうるか、または遺伝的に改変された生物において生産されることができる。しかし、このような場合であってさえ、無水マレイン酸付加の主生成物は上述したようなものである。
ポリオールはさらに、C−C12酸無水物、C−C12二塩基酸またはC−C12ラクトンの重合残基を0〜15%の量で含み(無水マレイン酸残基について上述した量(約8〜15%である)を含まない);あるいは酸無水物、二塩基酸またはラクトンの量は少なくとも1%、あるいは少なくとも2%、あるいは少なくとも3%、あるいは少なくとも4%;あるいは12%以下、あるいは10%以下、あるいは9%以下、あるいは8%以下、あるいは7%以下、あるいは6%以下である。本発明のある実施形態においては、C−C12酸無水物、二塩基酸またはラクトンはC−C10酸無水物または二塩基酸である。本発明のある実施形態においては、それはアジピン酸、アゼライン酸、コハク酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸およびカプロラクトンからなる群から選択される。本発明のある実施形態においては、C−C12酸無水物、二塩基酸またはラクトンはC−C12芳香族酸無水物または二塩基酸、あるいはC−C10芳香族酸無水物または二塩基酸である。無水マレイン酸修飾オレイン酸およびエチレングリコールに由来する上述の生成物は、利用可能なヒドロキシル基の一部分または全部とさらに反応して、無水フタル酸との反応について以下に示されるもののような構造を生じさせることが予想される。
Figure 0005520066
(a)トリグリセリドを、トリグリセリドのグラムあたり0.12〜0.16gの無水マレイン酸と、150℃〜250℃の温度で反応させてマレエート化トリグリセリドを形成する工程;並びに(b)マレエート化トリグリセリドを、少なくとも1種のC−C40ジオール、および両工程(a)および(b)からの成分の全重量を基準にして0〜15重量%のC−C12酸無水物、C−C12二塩基酸もしくはC−C12ラクトンの少なくとも1種(この量は、マレエート化トリグリセリドの部分となっている工程(a)からの無水マレイン酸を含まない)と、170℃〜260℃の温度で反応させる工程:によって、ポリオールが製造される。本発明のある実施形態においては、工程(a)における反応温度は180℃〜235℃、あるいは190℃〜230℃である。本発明のある実施形態においては、反応圧力はほぼ大気圧(約100kPa)〜1750kPa、あるいは少なくとも200kPa、あるいは少なくとも300kPa、あるいは700kPa以下である。本発明のある実施形態においては、工程(b)における反応温度は180℃〜250℃、あるいは190℃〜240℃である。本発明のある実施形態においては、反応混合物は工程(a)の後で、100℃未満に冷却されて、工程(b)における発熱初期反応を制御し、次いで意図される反応温度に再加熱される。反応時間は他の条件によって変動することができ、当業者によって容易に決定されうるが、典型的には1時間〜10時間、あるいは2〜8時間の範囲である。好ましくは、工程(b)中に、0.1重量%以下、あるいは0.01重量%以下の量のエステル化/エステル交換触媒が存在する。これら触媒は当該技術分野において周知であり、スズ、チタン、ビスマスおよびジルコニウム触媒が挙げられる。スズ触媒が好ましく、特にアルキルスズトリスアルカノアート、ヒドロキシブチルスズ酸化物、テトラアルコキシチタナートおよびビスマスアルカノアートである。本発明のある実施形態においては、1重量%〜15重量%、あるいは1重量%〜9重量%のC−C12酸無水物、二塩基酸またはラクトンが工程(b)において添加される。好ましくは、酸無水物、二塩基酸またはラクトンは、C−C40ジオール(およびトリオール、ただし使用される場合)とほぼ同じ時点でマレエート化トリグリセリドに添加される。本発明のある実施形態において、酸無水物、二塩基酸またはラクトンがジオールのわずかに前に、すなわち、酸無水物/二塩基酸添加前60分以内、あるいは30分以内、あるいは20分以内、あるいは10分以内に添加されて、ジオールおよびトリオールでのエステル化/エステル交換反応前にマレエート化トリグリセリドとの良好な混合を可能にする。
本発明のある実施形態においては、トリグリセリドは、トリグリセリドのグラムあたり少なくとも0.125g、あるいは少なくとも0.13g;あるいは0.155g以下、あるいは0.15g以下、あるいは0.145g以下、あるいは0.14g以下の無水マレイン酸と反応させられる。
本発明のある実施形態においては、C−C40ジオールの量は、反応混合物中の全成分を基準にして10%〜40%;あるいは少なくとも17%、あるいは少なくとも20%、あるいは少なくとも22%、あるいは少なくとも24%;あるいは35%以下、あるいは33%以下、あるいは31%以下、あるいは29%以下である。本発明のある実施形態においては、反応混合物は全成分のモルあたり1.0〜1.8モル;あるいは少なくとも1.1モル、あるいは少なくとも1.2モル;あるいは1.6モル以下、あるいは1.55モル以下のジオールを含む。本発明のある実施形態においては、少なくとも1種のトリオールも、ジオールおよびトリオールの合計量の2%以下、あるいは1%以下、あるいは0.5%以下、あるいは0.3%以下、あるいは0.2%以下の量で存在する。3つより多いヒドロキシ基を有する化合物、例えば、ペンタエリスリトール、の少量が、分岐を増やすために添加されうる。好ましくは、3つより多いヒドロキシ基を有する化合物の量は、ジオールおよびトリオールの合計量の0.5%以下、あるいは0.3%以下、あるいは0.2%以下、あるいは0.1%以下である。本発明のある実施形態においては、工程(b)において反応混合物に添加される反応物質は実質的にトリオールおよびより高官能性のヒドロキシ化合物を含まず、すなわち、ジオールだけが添加される。好ましくは、添加されるジオール、トリオールおよびテトラオールの量は、カルボキシル官能基の全てと反応し、結果的に100〜225、あるいは125〜200、あるいは150〜195のヒドロキシル価を有するポリオールを生じさせるのに充分な量である。この量は他の成分の量から容易に計算されうる。
本発明のある実施形態においては、C−C12酸無水物、二塩基酸またはラクトンの量は、両方の工程における成分の全重量を基準にして、少なくとも1%、あるいは少なくとも2%、あるいは少なくとも3%、あるいは少なくとも4%;あるいは10%以下、あるいは9%以下、あるいは8%以下、あるいは7%以下である。
本発明のある実施形態においては、少量の、一官能性ヒドロキシ反応性化合物が、ジオール/酸無水物/ラクトンと共に反応に添加され、ヒドロキシル官能基を減少させ、場合によって分子量および粘度を制限する。カルボン酸、例えば、C−C22カルボン酸、あるいはC−C14カルボン酸、あるいはC−C10カルボン酸はこの目的に好適である。芳香族カルボン酸が好ましい。好ましくは、これらの化合物はヒドロキシルまたはアミノ官能基を有しない。添加されうるこのような化合物の量は、全成分の3%〜10%、あるいは少なくとも4%、あるいは少なくとも5%;あるいは8%以下、あるいは6%以下である。特に好ましい化合物には、例えば、安息香酸およびオクタン酸が挙げられる。
本発明のある実施形態においては、ポリオールは、一方の成分がポリオールを含み、他方がイソシアナート末端プレポリマーを含む、溶媒不使用2成分接着剤システムの部分として使用される。イソシアナート末端プレポリマーは、少なくとも1種の二官能性芳香族イソシアナートの重合残基を有する。イソシアナート末端プレポリマーを作るために、ポリイソシアナートまたは他のイソシアナート末端プレポリマーが使用されうる。ポリイソシアナートが使用される場合には、それは芳香族ジイソシアナート、例えば、トルエンジイソシアナート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)、その異性体もしくはその混合物;または脂肪族ジイソシアナート、例えば、ヘキサメチレンジイソシアナート、もしくはその混合物であることができる。芳香族ジイソシアナートのなかでは、MDIが好ましく、特に、4,4’および2,4’異性体の混合物が好ましい。ポリイソシアナートおよびポリオールのイソシアナート末端ポリウレタンプレポリマーも使用されうる。二官能性芳香族イソシアナートもしくは二官能性イソシアナート末端プレポリマーがポリオールと混合され、イソシアナート末端プレポリマーを形成する。本発明のある実施形態においては、イソシアナート成分に混合されるポリオールは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、もしくはこの組み合わせの少なくとも1種の二官能性ポリマーである。好ましくは二官能性ポリオールの平均分子量(Mn)は300〜650、あるいは350〜550、あるいは350〜500である。好ましくは、イソシアナート末端プレポリマーは7%〜21%、より好ましくは11%〜19%のイソシアナート含有量を有する。好ましくは、2成分接着剤システムは2%以下、あるいは1%以下、あるいは0.5%以下の溶媒を含む。この用語が本明細書において使用される場合には、溶媒は、25℃で液体であって、かつ大気圧で100℃以下の沸点を有する物質である。
本発明の2成分システムにおいては、イソシアナート基のイソシアナート反応性基に対する相対的比率は、要望通りに変化することができ、好ましくはNCO基/OH基のモル比で0.9:1〜2:1の範囲内で変化しうる。本発明のある実施形態においては、NCO基/OH基のモル比は1:1〜1.8:1、あるいは1.1:1〜1.6:1、あるいは1.2:1〜1.5:1である。
本発明のシステムは2成分の使用を意図し、この2成分は、好ましくは、基体へ適用する前にもしくは適用中に、好適なミキサー(例えば、電気、空気圧もしくは他の動力の機械式ミキサー、または静的ミキサー)を用いて混合され、接着剤を形成する。よって、イソシアナート成分は典型的にはポリオール成分とは別に包装される。混合は、積層プロセスの前のあらゆる好適な時点で行われうる。工程の全ては室温または周囲環境を超える条件で行われうる。例えば、2成分は混合の直前に加熱されることができ、コーティングおよび積層プロセス中に高温で適用されうる。好ましくは、その温度は65℃を超えない。要望通りに、加熱もしくは冷却が得られる積層物に適用されうる。
本発明の接着剤は2〜5つの基体を一緒に接着するのに有用である。基体は類似の材料もしくは似ていない材料であり得る。好ましい実施形態においては、接着剤の層が第1の基体層に適用され、得られる接着剤層が第2の基体層で覆われ、2つの基体が接着剤の乾燥層で一緒に接着されている積層物品を形成する。膜の第3および第4の層が積層物に追加されることができ、3層もしくは4層の積層物を形成することができる。好ましい実施形態においては、基体層は基体物質のロールの形態で提供される。このシートは厚さ0.5〜10ミル(mils)のオーダーでありうる。より厚いのも可能であり、より薄いのも可能である(例えば、5ミクロン以上のオーダー)。
本発明の組成物は、溶媒不使用ラミネーター、輪転グラビア印刷、フレキソグラフィック印刷、従来のもしくはエアレススプレー、ロールコーティング、ブラシコーティング、巻線ロッドコーティング、ナイフコーティングのような従来の適用技術、またはカーテンコーティングプロセス、流体コーティングプロセス、ベルコーティングプロセス、ディスクコーティングプロセスおよびディップコーティングプロセスのようなコーティングプロセスを用いて所望の基体に適用されうる。接着剤でのコーティングは表面全体上または表面上の一部分のみ、例えば、端に沿ってもしくは断続的な部分になされうる。接着剤は、積層プラスチック膜、金属膜または金属化プラスチック膜の包装および密封用途に特に魅力的である。特に好ましい膜には、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン(キャスト、吹き込み配向、二軸延伸)、ナイロン、ポリスチレン、共押出膜、ポリエステル膜、セラミック(SiOx、AlOx)被覆膜(ポリエステル、ナイロンなど)、ポリアクリル酸被覆膜(ポリエステル、ナイロンなど)、ポリ塩化ビニリデン被覆膜、金属化膜(ポリエステル、ポリプロピレンなど)が挙げられる。
粘度は、約25℃の温度で操作するブルックフィールド粘度計を使用し、測定された。測定される粘度範囲に好適なスピンドル番号2および5が使用された。次の手順に記載されるようにポリオールが製造された。
実施例1:生物ベースのポリエステル樹脂(ポリオール)の製造(比較)
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(約25℃)で反応器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間間隔で粘度を測定する。
4.樹脂を約50℃に冷却する。
5.10分の間隔にわたって成分3、4および5を樹脂に添加し、50℃で30分間維持する。
6.樹脂を100℃に加熱し、100℃で30分間維持する。
7.樹脂を225℃に加熱し、AV≦5になるまで(1時間間隔でAVと粘度とを測定する)225℃で保持する。
8.AV≦5になったときに、樹脂を約150℃に冷却し、次いでろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)2.58、ヒドロキシル価(OHN)202.4、Mn1900、Mw66850、25℃での粘度14425cps(mPa・s)。
実施例2:生物ベースのポリエステル樹脂の製造(比較)
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で反応器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約50℃に冷却する。
5.成分5を反応器に添加する。
6.10分の間隔にわたって成分3および4を樹脂に添加し、50℃で30分間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を210℃に加熱し、210℃で1時間保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<20になるまで樹脂を維持する。
10.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)16.4、ヒドロキシル価(OHN)184.8、Mn1800、Mw36300、25℃での粘度8412cps。
実施例3:生物ベースのポリエステル樹脂の製造(比較)
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で反応器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約60℃に冷却する。
5.成分5を反応器に添加する。
6.10分の間隔にわたって成分3および4を樹脂に添加し、50〜60℃で30分間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を210℃に加熱し、210℃で0.5時間保持し、AVおよび粘度を測定する。
9.AV<25.0になったときに、減圧(約300)を適用し、樹脂を210℃で0.5時間保持する。
10.AVおよび粘度のために樹脂をサンプリングし、AV<12.0になったときに、冷却を開始する。
11.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)11.4、ヒドロキシル価(OHN)172.7、Mn2050、Mw182100、25℃での粘度24000cps。
実施例4:生物ベースのポリエステル樹脂の製造(比較)
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が80℃未満であるときに、成分5および6を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が60℃になったときに、成分3および4を添加し、60〜65℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<5になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)7.1、ヒドロキシル価(OHN)154、Mn1500、Mw34500、25℃での粘度8875cps。
実施例5:生物ベースのポリエステル樹脂の製造(比較)
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃未満であるときに、成分5および6を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3および4を添加し、65〜70℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<5になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)4.1、ヒドロキシル価(OHN)186、Mn1400、Mw12150、25℃での粘度6888cps。
実施例6:生物ベースのポリエステル樹脂の製造
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに製造中の粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃未満であるときに、成分5および6を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3および4を添加し、65〜70℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<5になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)2.2、ヒドロキシル価(OHN)189、Mn1150、Mw5450、25℃での粘度1600cps。
実施例7:生物ベースのポリエステル樹脂の製造
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに製造中の粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃未満であるときに、成分5および6を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3および4を添加し、65〜70℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<5になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)4.2、ヒドロキシル価(OHN)167、Mn1200、Mw6600、25℃での粘度2192cps。
実施例8:生物ベースのポリエステル樹脂の製造(比較)
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃になったときに、成分5および6を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3および4を添加し、65〜70℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<15になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.AV<15になったときに、減圧を適用し;AV<5になるまで、225℃かつ約300mmで維持する。
11.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)3.2、ヒドロキシル価(OHN)187、Mn1600、Mw21450、25℃での粘度2261.67cps。
実施例9:生物ベースのポリエステル樹脂の製造(比較)
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃になったときに、成分4、5および6を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3を添加し、65〜75℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<15になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.AV<15になったときに、減圧を適用し;AV<5になるまで、225℃かつ約240mmで維持する。
11.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)3.8、ヒドロキシル価(OHN)185、Mn1800、Mw24600、25℃での粘度3341.33cps。
実施例10:生物ベースのポリエステル樹脂の製造(比較)
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃になったときに、成分5、6および7を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3および4を添加し、65〜75℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<15になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.AV<15になったときに、減圧を適用し;AV<5になるまで、225℃かつ約200mmで維持する。
11.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)1.4、ヒドロキシル価(OHN)181、Mn1500、Mw18250、25℃での粘度2680cps。
実施例11:生物ベースのポリエステル樹脂の製造(比較)
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃になったときに、成分4、5および6を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3を添加し、65〜75℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<15になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.AV<15になったときに、減圧を適用し;AV<5になるまで、225℃かつ約200mmで維持する。
11.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)3.6、ヒドロキシル価(OHN)182、Mn1500、Mw8700、25℃での粘度1938cps。
実施例12:生物ベースのポリエステル樹脂の製造(比較)
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃になったときに、成分4を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3を添加し、65〜75℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<15になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.AV<15になったときに、減圧を適用し;AV<5になるまで、225℃かつ約330mmで維持する。
11.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)0.91、ヒドロキシル価(OHN)161、Mn1100、Mw8750、25℃での粘度1190.67cps。
実施例13:生物ベースのポリエステル樹脂の製造
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃になったときに、成分5、6および7を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3および4を添加し、65〜75℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<15になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.AV<15になったときに、減圧を適用し;AV<5になるまで、225℃かつ約325mmで維持する。
11.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)2.8、ヒドロキシル価(OHN)181、Mn1700、Mw12950、25℃での粘度1364cps。
実施例14:生物ベースのポリエステル樹脂の製造
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃になったときに、成分4、5および6を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3を添加し、65〜75℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<15になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.AV<15になったときに、減圧を適用し;AV<5になるまで、225℃かつ約360mmで維持する。
11.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)1.4、ヒドロキシル価(OHN)189、Mn1200、Mw6400、25℃での粘度860cps。
実施例15:生物ベースのポリエステル樹脂の製造
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃になったときに、成分4、5および6を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3を添加し、65〜75℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<15になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.AV<15になったときに、減圧を適用し;AV<5になるまで、225℃かつ約200mmで維持する。
11.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)2.1、ヒドロキシル価(OHN)171、Mn1100、Mw9400、25℃での粘度1310cps。
実施例16:生物ベースのポリエステル樹脂の製造
Figure 0005520066
1.成分1および2を周囲温度(25〜30℃)で容器に入れる。
2.窒素下で攪拌しつつ樹脂を200℃に加熱する。
3.樹脂を200℃で2時間維持し、1時間ごとに粘度を測定する。
4.樹脂を約65℃に冷却する。
5.樹脂が85℃になったときに、成分4、5および6を添加し、65℃への冷却を続ける。
6.樹脂が65℃になったときに、成分3を添加し、65〜75℃で0.50時間維持する。
7.ゆっくりと100に加熱し、30分間維持する。
8.樹脂を225℃に加熱し、225℃で保持し、1時間ごとにAVおよび粘度を測定する。
9.AV<15になるまで、樹脂を225℃に維持する。
10.AV<15になったときに、減圧を適用し;AV<5になるまで、225℃かつ約325mmで維持する。
11.樹脂を約150℃に冷却し、ろ過し、包装する。
最終的な樹脂は次の特性を有していた:酸価(AV)1.4、ヒドロキシル価(OHN)174、Mn1150、Mw9550、25℃での粘度1373cps。
生物ベースのポリエステルの接着特性は、イソシアナートプレポリマー樹脂を用いて、一連の積層構造物を用いて評価された。この2成分接着剤システムは最初に溶媒ハンドキャスティング法でスクリーニングされ、次いでポリタイプ溶媒不使用コーター/ラミネーターでの限定システムのための溶媒不使用コーティング法を用いた。積層構造物の組成について次の略語が使用される:PP=ポリプロピレン;PE=ポリエチレン;PET=ポリエステル;N=ナイロン;MPET=金属化ポリエステル;MPP=金属化ポリプロピレン;BF=裏当てホイル;3milPP=3milキャストポリプロピレン。試験結果を記載するために次の略語が使用される:as=接着剤割れ;ftr=膜引き裂き;sec=第2の膜上の接着剤;zip=ジッパー状接着(zippery bond)。接着剤の接着強度は、トゥイングアルバート引張試験機(Thwing−Albert Tensile Tester)(モデルQC−3A)において、50ニュートンロードセルを用い、10.0cm/分の速度で、積層物の25.4mm(1インチ)幅のストリップについて決定された。
実施例17
実施例1のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーI(50〜55%のイソシアナート末端ポリウレタン樹脂、18〜20%の4,4’−MDIおよび30〜32%の2,4’−MDIからなり、かつ17.9%のイソシアナート基を有する、MDI−ベースのポリウレタンプレポリマー)を用いて、100:89のイソシアナートプレポリマーI:ポリエステル1の混合比(NCO:OHモル比=1.33:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例18
実施例2のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーI(17.9%イソシアナート)を用いて、100:93のイソシアナートプレポリマーI:ポリエステル2の混合比(NCO:OHモル比=1.39:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例19
実施例3のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーI(17.9%イソシアナート)を用いて、100:91のイソシアナートプレポリマーI:ポリエステル3の混合比(NCO:OHモル比=1.52:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例20
実施例5のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーI(17.9%イソシアナート)を用いて、100:93のイソシアナートプレポリマーI:ポリエステル5の混合比(NCO:OHモル比=1.38:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例21
実施例6のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーI(17.9%イソシアナート)を用いて、100:93のイソシアナートプレポリマーI:ポリエステル6の混合比(NCO:OHモル比=1.36:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例22
実施例7のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーI(17.9%イソシアナート)を用いて、100:104のイソシアナートプレポリマーI:ポリエステル7の混合比(NCO:OHモル比=1.38:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例23
実施例4のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(69〜71%のイソシアナート末端ポリウレタン樹脂、および29〜31%の4,4’−MDIと2,4’−MDIとの混合物からなり、かつ13%のイソシアナート基を有する、MDI−ベースのポリウレタンプレポリマー)を用いて、100:75のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル4の混合比(NCO:OHモル比=1.50:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例24
実施例5のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル5の混合比(NCO:OHモル比=1.73:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例25
実施例6のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル6の混合比(NCO:OHモル比=1.41:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例6のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル6の混合比(NCO:OHモル比=1.41:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例26
実施例6のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル6の混合比(NCO:OHモル比=1.31:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例27
実施例7のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:73のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル7の混合比(NCO:OHモル比=1.60:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例7のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:73のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル7の混合比(NCO:OHモル比=1.60:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例28
実施例8のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル8の混合比(NCO:OHモル比=1.43:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例8のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル8の混合比(NCO:OHモル比=1.43:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例29
実施例9のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル9の混合比(NCO:OHモル比=1.44:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例9のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル9の混合比(NCO:OHモル比=1.44:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例30
実施例10のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル10の混合比(NCO:OHモル比=1.48:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例10のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル10の混合比(NCO:OHモル比=1.48:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例31
実施例10のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:75のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル10の混合比(NCO:OHモル比=1.28:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例32
実施例11のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル11の混合比(NCO:OHモル比=1.47:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例11のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル11の混合比(NCO:OHモル比=1.47:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例33
実施例11のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル11の混合比(NCO:OHモル比=1.36:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例34
実施例12のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:75のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル12の混合比(NCO:OHモル比=1.44:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例12のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル12の混合比(NCO:OHモル比=1.44:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例35
実施例12のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル12の混合比(NCO:OHモル比=1.54:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例36
実施例13のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル13の混合比(NCO:OHモル比=1.48:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例13のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル13の混合比(NCO:OHモル比=1.48:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例37
実施例13のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル13の混合比(NCO:OHモル比=1.37:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例38
実施例14のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル14の混合比(NCO:OHモル比=1.41:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例14のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル14の混合比(NCO:OHモル比=1.41:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例39
実施例14のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル14の混合比(NCO:OHモル比=1.31:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例40
実施例15のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル15の混合比(NCO:OHモル比=1.45:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例15のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル15の混合比(NCO:OHモル比=1.45:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例41
実施例15のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:75のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル15の混合比(NCO:OHモル比=1.35:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例42
実施例16のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル16の混合比(NCO:OHモル比=1.54:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例43
実施例16のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル16の混合比(NCO:OHモル比=1.43:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例16のポリエステルのポットライフ安定性が、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル16の混合比(NCO:OHモル比=1.43:1)で、40℃および50℃で評価され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例44
実施例16のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:75のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル16の混合比(NCO:OHモル比=1.33:1)で、50%酢酸エチル溶液から、1.0 lbs/rm(1.6276g/m)のコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例45
実施例6のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル6の混合比(NCO:OHモル比=1.41:1)で、溶媒不使用システムとして、ポリタイプコーターで、40℃の適用温度で、表に示されるコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例46
実施例6のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル6の混合比(NCO:OHモル比=1.31:1)で、溶媒不使用システムとして、ポリタイプコーターで、40℃の適用温度で、表に示されるコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例47
実施例8のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル8の混合比(NCO:OHモル比=1.43:1)で、溶媒不使用システムとして、ポリタイプコーターで、40℃の適用温度で、表に示されるコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例48
実施例8のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:75のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル8の混合比(NCO:OHモル比=1.24:1)で、溶媒不使用システムとして、ポリタイプコーターで、40℃の適用温度で、表に示されるコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例49
実施例10のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:75のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル10の混合比(NCO:OHモル比=1.28:1)で、溶媒不使用システムとして、ポリタイプコーターで、40℃の適用温度で、表に示されるコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例50
実施例11のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:65のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル11の混合比(NCO:OHモル比=1.47:1)で、溶媒不使用システムとして、ポリタイプコーターで、40℃の適用温度で、表に示されるコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例51
実施例11のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル11の混合比(NCO:OHモル比=1.36:1)で、溶媒不使用システムとして、ポリタイプコーターで、40℃の適用温度で、表に示されるコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例52
実施例13のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル13の混合比(NCO:OHモル比=1.48:1)で、溶媒不使用システムとして、ポリタイプコーターで、40℃の適用温度で、表に示されるコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
実施例53
実施例15のポリエステルが、イソシアナートプレポリマーII(13.0%イソシアナート)を用いて、100:70のイソシアナートプレポリマーII:ポリエステル15の混合比(NCO:OHモル比=1.45:1)で、溶媒不使用システムとして、ポリタイプコーターで、40℃の適用温度で、表に示されるコーティング重量を生じさせて評価された。接着強度は硬化時間の関数として検討され、以下に報告される。
Figure 0005520066
Figure 0005520066
(a):無水マレイン酸(MA)の重量分率=(gMA/gトリグリセリド)
(b):886の理論的なトリグリセリド分子量に基づく
(c):ポリエステル/ポリエチレン−溶媒ドローダウン/積層について
(d)イソシアナートプレポリマーIを使用
(e)イソシアナートプレポリマーIIを使用。
本発明の範囲内の実施例は太線で囲まれる。以下にまとめられる要件を満たさない値には下線が付けられる。例12はClocker、米国特許第2,188,882号の実施例9の方法に従って製造されたが、より多量のエチレングリコール(15%対6%)を使用した。より多量のジオールを使用したとしても、得られる物質は依然として、接着強度およびポットライフについての要件を満たさなかった。
本発明のポリエステル樹脂(ポリオール)の成功する商業的使用のために、25℃でのその粘度は2500cps以下でなければならない。上記まとめの表のデータは、ポリオール1〜5および9〜10が許容できないことを明示する。さらに、ポリオールが2成分接着剤で処方され、ポリエステル膜をポリエチレン膜に接着するために使用される場合には、7日間の接着強度が少なくとも3.75N/15mmでなければならない。この要件は、上記高粘度で除外されるポリオール1、5および9に加えて、ポリオール12も除外した。2成分接着剤は好適なポットライフを有する必要もあり、すなわち、ブレンドされた成分の40℃での初期粘度は1650cps以下でなければならず、かつ30分後の粘度が5500cps以下でなければならない。ポリオール1〜5のポットライフは試験されなかった。ポリオール8〜12のそれぞれはこのポットライフ基準の少なくとも一方を満たすことができなかった。まとめの表に示された結果は、本発明の範囲内のポリオール(6、7、13、14、15および16)のみがこれらの要件の全てを満足したことを明示する。その範囲内でポリオールが2成分接着剤配合物に好適であるような無水マレイン酸の臨界的範囲が存在することは当業者は予想しなかった。

Claims (10)

  1. (a)トリグリセリドを無水マレイン酸と反応させてマレエート化トリグリセリドを形成する工程;並びに(b)マレエート化トリグリセリドを、少なくとも1種のC −C 40 脂肪族もしくは脂環式ジオール、およびC −C 12 酸無水物、C −C 12 二塩基酸もしくはC −C 12 ラクトンの少なくとも1種と反応させる工程を含む方法により製造される、脂肪酸ヒドロカルビル基における飽和炭素原子に炭素−炭素単結合を介して結合した式(I)の置換基を含むポリオール:
    Figure 0005520066
    式中、RおよびRはC−C40脂肪族もしくは脂環式ジオールの重合かつエステル化された残基であり;
    当該ポリオールは(i)脂肪酸ヒドロカルビル基あたり0.36〜0.48単位の式(I)を含み、かつ当該ポリオールは(ii)脂肪酸ヒドロカルビル基に結合した式(I)の単位を除いて、C−C12酸無水物、C−C12二塩基酸またはC−C12ラクトンの少なくとも1種の重合かつエステル化された残基を1〜15重量%含み;並びに
    当該ポリオールは100〜225mgKOH/gのヒドロキシル価を有する。
  2. −C12酸無水物、C−C12二塩基酸またはC−C12ラクトンの少なくとも1種の重合かつエステル化された残基を3重量%〜9重量%含む、請求項1に記載のポリオール。
  3. 脂肪酸ヒドロカルビル基あたり0.37〜0.44単位の式(I)を含む、請求項2に記載のポリオール。
  4. 少なくとも1種のC−C脂肪族ジオールの重合残基を15重量%〜31重量%含み、かつ150〜195mgKOH/gのヒドロキシル価を有する、請求項3に記載のポリオール。
  5. (a)29重量%以下の飽和脂肪含有量を有するトリグリセリドを、トリグリセリドのグラムあたり0.12〜0.16gの無水マレイン酸と、150℃〜250℃の温度で反応させて、マレエート化トリグリセリドを形成する工程;並びに
    (b)マレエート化トリグリセリドを、少なくとも1種のC−C40脂肪族もしくは脂環式ジオール、および両工程からの成分の全重量を基準にして15重量%以下の、C−C12酸無水物、C−C12二塩基酸もしくはC−C12ラクトンの少なくとも1種と、170℃〜260℃の温度で反応させる工程;
    を含む、ポリオールを製造する方法。
  6. 工程(b)において、3重量%〜9重量%の、C−C12酸無水物、C−C12二塩基酸もしくはC−C12ラクトンの少なくとも1種を含む、請求項5に記載の方法。
  7. 工程(a)において無水マレイン酸が、トリグリセリドのグラムあたり0.125〜0.15gの無水マレイン酸量で存在し、かつトリグリセリドが17重量%以下の飽和脂肪含有量を有する、請求項6に記載の方法。
  8. 少なくとも1種のC−C脂肪族ジオールが工程(b)において両工程からの成分の全重量を基準にして15重量%〜31重量%の量で存在し、前記量が125〜200mgKOH/gのヒドロキシル価を有するポリオールを生じさせるのに充分である、請求項7に記載の方法。
  9. −C12酸無水物、C−C12二塩基酸もしくはC−C12ラクトンがC−C12芳香族酸無水物である、請求項8に記載の方法。
  10. (a)請求項1のポリオールを含むポリオール成分;および
    (b)イソシアナート末端ポリウレタンプレポリマーを含むイソシアナート成分;を含む2成分接着剤組成物であって、
    当該組成物が2重量%以下の溶媒を含み、かつポリオール成分およびイソシアナート成分が0.9:1〜2:1のイソシアナート基:ヒドロキシル基のモル比を生じさせる量で存在する;
    2成分接着剤組成物。
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