JP2002506111A - ホスフェート基を有する乳化剤を含有する水性ポリマー分散液 - Google Patents
ホスフェート基を有する乳化剤を含有する水性ポリマー分散液Info
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Abstract
Description
レンオキシド基からなり、かつエチレンオキシド基及びプロピレンオキシドの割
合がそれぞれ、エチレンオキシド基及びプロピレンオキシド基の全量に対して少
なくとも10質量%であることを特徴とする、ホスフェート基を有する乳化剤A
)をポリマー100質量部に対して0.1〜10質量部含有する水性ポリマー分
散液に関する。
使用に関する。
−A2743764、EP−A421909及びEP−A221498から公知
である。DE−A2743764は塗料中で使用されるポリマー分散液に関する
。乳化剤には、アルカンリン酸又はそのエステルが該当する。EP−A4219
09中には特に、ホスフェート基及びエチレンオキシド基を有する乳化剤も記載
されている。これらのポリマー分散液は被覆剤用のバインダとして使用される。
EP−A221498に記載の錆止め塗料は共重合された乳化剤を有するポリマ
ーを含有している。この乳化剤はホスフェート基、プロピレンオキシド基及びエ
チレン系不飽和基からなる。
ド基及びプロピレンオキシド基を有する乳化剤とからなる混合物が公知である。
中で安定化されるということである。勿論、可能な限り少量の乳化剤を用いて十
分な安定化を達成することが望ましい。凝塊の形成は回避すべきである。
の決定要因となる。往々にして乳化剤は、被覆表面中のふくれの形成及び不均一
性の原因である。
能な限り高い顔料濃度を可能にし、かつポリマーの顔料結合性を可能な限り高く
保持することが望ましい。ポリマーの低い顔料結合性は被覆の劣悪な機械的安定
性を、例えば湿潤時耐摩耗性の不足をもたらす。
表面特性に対する前記の要求を可能な限り高いレベルで満たす乳化剤であった。
塗料中で使用する場合には更に、高い顔料結合性及び錆止め塗料ではより強い錆
止め効果が望ましい。
中のバインダとしての、この水性ポリマー分散液の使用も発見した。
%までエチレンオキシド基及びプロピレンオキシド基からなる化合物がこれに該
当する。
することである。
は最低40質量%である。
に最低20質量%である。
g/モルである。
、特に有利には10〜14である。有利にはy+zの合計は2〜10、特に有利
には3〜7である。wもzも同じく0であるのが有利である。
〜5質量部、特に有利に0.2〜3質量部の量で含有する。
、特に有利に80〜100質量%及び b)他の共重合可能なモノマー 0〜40質量%、有利に0〜25質量%、特
に有利には0〜15質量%。
ビニル芳香族化合物、エチレン系不飽和ニトリル、ビニルハロゲン化物、1〜1
0個のC原子を含有するアルコールのビニルエーテル及び2〜8個のC原子及び
1又は2つの二重結合を有する脂肪族炭化水素又はこれらのモノマーの混合物か
ら選択する。
、エチルアクリレート及び2−エチルヘキシルアクリレートを挙げることができ
る。
レート、−ステアレート、ビニルプロピオネート、ヴェルサティック酸(Versati
c acid)ビニルエステル及びビニルアセテートである。
、α−ブチルスチレン、4−n−ブチルスチレン、4−n−デシルスチレン及び
有利にはスチレンが該当する。ニトリルの例はアクリルニトリル及びメタクリル
ニトリルである。
合物、有利にはビニルクロリド及びビニリデンクロリドである。
ーテルを挙げることができる。1〜4個のC原子を含有するアルコールのビニル
エーテルが有利である。
タジエン、イソプレン及びクロロプレンを挙げることができる。
(C2〜C10−アルキル)アクリレート及び−メタクリレート及びビニル芳香族 物質並びにこれらの化合物の混合物が該当する。
、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート及びスチレン並びに
これらのモノマーの混合物がモノマー(a)として極めて有利である。
系不飽和酸又は酸無水物、ことにカルボン酸、例えば(メタ)アクリル酸又はイ
タコン酸、ジカルボン酸、例えばマレイン酸又はフマル酸である。更なるモノマ
ーb)は例えば架橋作用性モノマー、例えばブタンジオールジアクリレート又は
ジビニルベンゼンである。
組成において異なる。1工程のモノマーを有利には、それぞれの工程のモノマー
の合計に対して最低80質量%、特に有利には最低90質量%まで重合させ、そ
の後、次の工程のモノマーの添加を開始する。
、良好な耐ブロッキング性(相互に堆積させた被覆基材の接着を伴わない)と同
時により低い最低塗膜形成温度をもたらすことが観察された。
を含有する: I:5〜80質量%、特に有利に10〜60質量%、 II:20〜95質量%、特に有利に90〜40質量%。
1工程のモノマーのTGはFOXにより算出する(FOX、Bull. Physics Soc.
1,3(1956,p.123))。
るが;この差は一般に40℃を上回る。
れが初めに、又は2番目に重合されるかどうかに関わらず、調製されたポリマー
中で外側に、即ち殻として存在する。より疎水性な工程は一般に核を形成する。
おいて工程IIのモノマーよりも親水性であるモノマーから形成される。
剤の使用下にモノマーからエマルジョン重合の一般的に公知の方法により製造す
ることができる。
対して0.1〜5質量%、ことに0.2〜3質量%の量の通常使用される乳化剤
又は保護コロイドがこれに該当する。分散剤として有利には冒頭に記載の乳化剤
A)を単独で、又は最低50質量%まで、殊に最低75質量%まで乳化剤A)か
らなる乳化剤の混合物を使用する。
属塩、例えばNa−n−ラウリルスルフェート、3〜30のエトキシ化度を有す
るエトキシ化C8〜C10−アルキルフェノール、5〜50のエトキシ化度を有す るエトキシ化C8〜C25−脂肪族アルコールである。他の好適な乳化剤はHouben-
Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV, Makromolekulare Stoffe,
Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1961, p.192〜209に記載されている。
ス、ペクチン及びゼラチン、合成物質、例えばポリビニルアルコール及びポリビ
ニルピロリドンである。更なる保護コロイドはHouben-Weyl, l.C., p.411-420に
記載されている。
ができる全てのものが該当する。これを一般にモノマーに対して、0.1〜10
質量%、有利に0.2〜4質量%の量で使用する。通常の化合物は無機ペルオキ
シド、例えばナトリウム−及びアンモニウムペルオキシジスルフェート及び過酸
化水素、有機ペルオキシド、例えばジベンゾイルペルオキシド又はt−ブチルヒ
ドロペルオキシド並びにアゾ化合物、例えばアゾイソ酪酸ジニトリルである。こ
れらの開始剤は、ラジカルエマルジョン重合で一般的な反応温度50〜100℃
で好適である。約40〜60℃のより低い反応温度が望ましい場合には、レドッ
クスシステム、例えばペル化合物と還元性Co開始剤からなる組み合わせが、ヒ
ドロキシメタンスルフィン酸のナトリウム塩、アスコルビン酸又は鉄−II塩よ
りも有利である。
る(Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV, makromolekul
are Stoffe, l.c., p.133ff)。
予め装入された物質から開始する供給法を特に挙げることができる。モノマーの
残り及び場合により調節剤を乳化された形で、並びに付加的に更なる重合開始剤
の水溶液を重合の程度に応じて添加する。
かった場合、乳化剤A)の所望量を得られた水性ポリマー分散液に後からでも添
加することができる。
用する。他の分散剤の併用は不必要である。
量%の固体含有率を有する。
〜70℃の範囲である(Fox, Bull. Physics Soc. 1,3(1956), p.123により参照
)。
とんどない。
飾用被覆、塗料、接着剤、テキスタイル用被覆のためのバインダとして、及び比
接着繊維不織布用バインダとして使用することができる。
、顔料、顔料用分散助剤等を添加することができる。
タイルの上に施与し、かつ場合により高い温度で乾燥させることにより得ること
ができる。
のバインダとして好適である。
液を使用する。
活性な錆止め顔料、例えばリン酸亜鉛を含有してよい。
を有する。
て有利には0〜60℃のTgを有する本発明のポリマー分散液を使用する。
つである(Ullmanns Enzyklopaedie der technischen Chemie, 4.Aufl., Band 15
, Verlag Chemi, Weinheim 1978, p.665)。エマルジョン塗料は通常、バインダ
として塗膜形成ポリマーを、かつ呈色成分として少なくとも1種の無機顔料、更
に無機充填剤及び助剤、例えば消泡剤、粘稠化剤、湿潤剤及び場合により塗膜形
成助剤を含有する。
び向き充填剤を均一に結合する能力に決定的に依存している。バインダの顔料結
合能は、顔料体積率p.v.c>40%により同定される無機顔料及び充填剤の高い 含有率を有するエマルジョン塗料で重要である。顔料体積率は通常、固体無機成
分(顔料及び充填剤)及び水性バインダポリマー分散液のポリマー粒子との全体
積で割った固体無機成分(顔料+充填剤)の全体積からの商と定義される;Ullm
anns Encyclopedia der technischen Chemie, 4.Auflage, Band 15, p.668参照 )。より低い顔料形成能は、例えばより低い湿潤時耐摩耗性に表れる被覆の劣悪
な機械的安定性をもたらす。しかし高い湿潤時耐摩耗性は殊に洗い流し可能なエ
マルジョン塗料で望ましい。更に、低い温度でも被覆剤の処理が保障されるよう
に、バインダが十分に低い塗膜形成温度を有することが保障されていなければな
らない。同時に、十分な強度が保障されるように柔らかすぎては、又は汚れを防
ぐために粘着性すぎてもいけない。
れは、圧力負荷及び比較的高い温度の下でのそれ自体との塗膜の低い粘着性のこ
とである。
ム、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、塩基性炭酸鉛、三酸化アンチモン、リトポン(硫化亜
鉛+硫酸バリウム)が使用される。しかしながらエマルジョン塗料は着色顔料、
例えば、酸化鉄、カーボンブラック、グラファイト、蛍光顔料、亜鉛黄、亜鉛緑
(zinc green)、ウルトラマリン、二酸化マンガン、三硫化アンチモン、マンガ ンヴァイオレット、パリスブルー又はシュヴァインフルトグリーン(Schweinfurt
green)を含有してもよい。無機顔料の他に、本発明のエマルジョン塗料は有機
着色顔料、例えばセピア、ガンボージ、カッセルブラウン、トルイジンレッド、
パラレッド、ハンザイエロー、インジゴ、アゾ染料、アントラキノイド及びイン
ジゴイド染料、更にジオキサジン、キナクリドン、フタロシアニン、イソインド
リノン及び金属錯体顔料を含有してもよい。
塩、例えばカオリン、タルク、マイカ、マグネサイト、アルカリ土類金属炭酸塩
、例えば炭酸カルシウム(方解石又はチョークの形)、例えば炭酸マグネシウム
、ドロマイト、アルカリ土類金属硫酸塩、例えば硫酸カルシウム、シリカ等が包
含される。充填剤は個々の成分としても使用することができるが、実際には、充
填剤混合物、例えば炭酸カルシウム/カオリン又は炭酸カルシウム/タルクが特
に好適であることが判明している。
填剤、例えば微粒子炭酸カルシウム又は種々の粒度を有する様々な炭酸カルシウ
ムの混合物を使用する。色調及び色深度の隠蔽力を調節するために好適には着色
顔料及び充填剤からなる混合物を使用する。
体系である。好適な基材は例えば木材、コンクリート、金属、ガラス、セラミッ
ク、プラスチック、壁材、被覆された、下塗りされた又は風化した基材である。
及び湿潤状態での良好な付着において優れている。更に、この被覆は粘着性では
なく、かつこのような被覆は高い耐ブロッキング性において優れている。
入物を、アンカー型攪拌機、還流冷却器及び供給容器2つを備えた重合容器に入
れ、窒素雰囲気中で85℃の温度に加熱し、かつ15分間、重合させた。次いで
、供給1を2時間で、かつ、供給2を2・1/4時間で配量導入した。引き続き
更に1時間、後重合させた。例V2及び2の場合には引き続き、供給3を10分
間で配量供給した。次いで、メッシュ幅500μmの篩いを介して濾過し、凝塊
の割合を湿った状態で量った。
モノ−及びジエステルからなる混合物(比較のために、EO単位のみを含有する
)。
板の上に施与したが、その際、塗料の乾燥膜厚は80μmであった。被覆された
板を室温で7日間、引き続き温度50℃で1日乾燥させた。基板として、鉄板(
St1405)(酢酸エステルで洗浄)を使用した。乾燥した塗料を、Zeiss社の立 体拡大鏡を用いてその品質に関して評価した。塩水噴霧試験をDIN53167
により行った。結果を次の表にまとめた:
際に凝塊を示さない)及び塩水噴霧試験で低いふくれ形成及び低いサブフィルム
腐食を示した。
w Chemicalsの商標)、 E2=Disponil FES 77、アルキル(C10〜C16)エトキシ(EO)スルホネ ート、ナトリウム塩(Henkel KGaAの商標)、 乳化剤B(本発明の前記参照)。
、供給物2の分量を添加した。供給物1をその後、連続的に3時間に亘り、かつ
残りの開始剤溶液を4時間に亘り配量導入し、引き続き更に1時間、後重合させ
た。その後、60℃に冷却し、かつ残留モノマー含分を低下させるためにtBH
P6.35g(水中15%)及びABS7.25g(水中13.1%)を添加し
、1時間、60℃で保持した。その後、冷却し、かつpH7.4に調節した。
nheim 1980, p.17により重合分散液の最低塗膜形成温度(MFT)を決定する。
測定装置として、いわゆる塗膜ベンチを使用する(金属プレート、これに温度勾
配を設け、かつ温度補正のために様々な位置に温度センサを備え、その際、塗膜
ベンチの一端が、予想されるMFTを上回る温度であり、かつ他方の一端が、予
想されるMFT未満である温度を有するように温度勾配を選択する。次いで塗膜
形成バンクの上に、水性ポリマー分散液を施与する。MFTを上回る温度の塗膜
形成ベンチの範囲には、乾燥の際に透明な塗膜が生じ、これに対して、より低い
範囲では、白い粉末が生じる。プレートの公知の温度プロファイルにより、MF
Tを視覚的に決定する。
加した: 3もしくはV3のポリマー分散液(60.1質量%濃度) 266.01g 市販の消泡剤4) 2.50g 市販の粘稠化剤8) 11.80g 水 159.00g。
HR。
afen)のPigmentverteiler A。
hland GmbH(Frankfurt)のAcrysol RM 202。
耗剤(摩耗タイプSC−2)を用いて行った。
netaシート上に施与した。引き続きシートを気候制御キャビネット中で14日間
、標準気候条件下に乾燥させた(23℃、相対大気湿度50%)。乾燥塗膜厚は
約50μmであった。
に、シートの中央下に250μm厚の金属テープをおいた。次いで、摩耗ペース
トを施与し、かつ被覆が、金属の上にあるポイントを通過して摩耗するまで、摩
耗をナイロンブラシを用いて行った。示されているパラメーターは、1点でこの
完全な摩耗をもたらすために必要な往復工程の数である。相互に25%未満しか
離れていない2つの値の平均値としてこれは記載されている。
、エマルジョン塗料を箱形被覆棒で(3MIL、ギャップ高75μm)、Leneta
シートに施与した。次いでシートを24時間、標準気候条件下に乾燥させた。乾
燥させ、かつ被覆させたシートを次いで、3.8cmの正方形に切った。この正
方形を、被覆面を向き合わせて別の1枚の上に置き、かつ2枚のガラスプレート
の間に挿入した。2kgの重りをこれらのガラスプレートの上に置いた。この装
置を50℃で24時間貯蔵した。次いでシートをその分離特性に関して調べた。
結果は0〜10までの評価に基づく。
キド樹脂ラッカーで(Glasurit EA、強光沢塗料、BASF deco GmbH, Cologne, Ger
many)で箱形バー(ギャップ高180μm)を用いて被覆した。シートを標準気
候キャビネット中で24時間乾燥させ、次いで、オーブン中、50℃で14日間
乾燥させた。エマルジョン塗料を次いで、アルキド樹脂被覆されたLenetaシート
に第2の被覆として、アプリケーター(ギャップ高250μm、10MIL)を用い て塗布した。生じたシートを標準気候条件下に3日間乾燥させた。これらの3つ
の試験片をそれぞれシートから切った。それぞれの試験片を水平に、かみそりの
刃を使って切り込み、次いで、凍結/融解試験を行った。この試験のために、試
験片を水で湿らせ、かつ−20℃の低温凍結で16時間貯蔵した。この工程を2
回繰り返した。次いで試験片を室温に戻し、次いで、再び水で10分間湿らせた
。切断5−被覆の付着を爪でひっかいて評価したが、その際、これは、0〜5の
評価に基づき、0は最大の付着であり、かつ5は付着がないことを示している(
完全な剥離)。1〜4の評価はその間の値を示している。
Claims (9)
- 【請求項1】 ホスフェート基を有する乳化剤A)をポリマー100質量部
に対して0.1〜10質量部含有する水性ポリマー分散液において、乳化剤が少
なくとも50質量%までエチレンオキシド基及びプロピレンオキシド基からなり
、かつエチレンオキシド基及びプロピレンオキシド基の割合がそれぞれ、エチレ
ンオキシド基及びプロピレンオキシド基の全量に対して少なくとも10質量%で
あることを特徴とする、水性ポリマー分散液。 - 【請求項2】 乳化剤の分子量が400〜2000g/モルである、請求項
1に記載の水性ポリマー分散液。 - 【請求項3】 乳化剤が少なくとも10質量%までエチレンオキシド基から
、かつ少なくとも10質量%までプロピレンオキシド基からなる、請求項1又は
2に記載の水性ポリマー分散液。 - 【請求項4】 ポリマーが40〜100質量%まで、C1〜C20−アルキル (メタ)アクリレート、20個までのC原子を含有するカルボン酸のビニルエス
テル、20個までのC原子を有するビニル芳香族化合物、エチレン系不飽和ニト
リル、ビニルハロゲン化物、1〜10個のC原子を含有するアルコールのビニル
エーテル及び2〜8個のC原子及び1つ又は2つの二重結合を有する脂肪族炭化
水素から選択されるいわゆる主モノマーからなる、請求項1から3までのいずれ
か1項に記載の水性ポリマー分散液。 - 【請求項5】 被覆剤用のバインダとしての、請求項1から4までのいずれ
か1項に記載の水性ポリマー分散液の使用。 - 【請求項6】 塗料用のバインダとしての、請求項1から4までのいずれか
1項に記載の水性ポリマー分散液の使用。 - 【請求項7】 請求項1から4までのいずれか1項に記載のポリマー分散液
を含有する塗料。 - 【請求項8】 錆止め塗料中のバインダとしての、請求項1から4までのい
ずれか1項に記載の水性ポリマー分散液の使用。 - 【請求項9】 請求項1から4までのいずれか1項に記載のポリマー分散液
を含有する、錆止め塗料。
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