JP2001151807A - エマルジョンポリマー - Google Patents

エマルジョンポリマー

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JP2001151807A JP2000340906A JP2000340906A JP2001151807A JP 2001151807 A JP2001151807 A JP 2001151807A JP 2000340906 A JP2000340906 A JP 2000340906A JP 2000340906 A JP2000340906 A JP 2000340906A JP 2001151807 A JP2001151807 A JP 2001151807A
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Ralph Graig Even
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Loretta Ann Wieckowski
ロレッタ・アン・ウィコフスキー
Alexander Kowalski
アレクサンダー・コワルスキー
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】重合反応中反応混合物がゲル化する問題がなく
なる新規なエマルジョンポリマーの調製方法の提供。 【解決手段】 エマルジョンポリマーならびに少なくと
も１種のエチレン性不飽和モノマーをフリーラジカル重
合させて第一のエマルジョンポリマーを形成し、つづい
て第一のエマルジョンポリマーをコロイド状安定剤、少
なくとも１種の第二のエチレン性不飽和モノマー、およ
びレドックス系で２０〜８５℃で処理することによるエ
マルジョンポリマーを調製する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、エマルジョンポリマーおよびエ
マルジョンポリマーの調製法に関する。より詳細には、
本発明はエマルジョンポリマーを含有する水性コーティ
ング組成物に対する有用なレオロジー特性を付与するこ
とができるエマルジョンポリマーに関する。エマルジョ
ンポリマーは第一のエマルジョンポリマーをコロイド状
安定剤、モノマー、およびレドックス系で２０〜８５℃
で後重合処理することにより調製される。
【０００２】米国特許第５６６５８１６号は、ビニルア
セテート、エチレン、および種々のエチレン性不飽和コ
モノマーを不飽和カルボン酸および１．５〜２０重量％
のセルロースエーテルの存在下で重合させ、−４０℃か
ら０℃のガラス転移温度を有し、少なくとも部分的にグ
ラフト化された形態においてセルロースエーテルを含む
コポリマーを形成することにより調製される水性分散液
を開示する。不飽和カルボン酸およびセルロースエーテ
ルが重合反応中存在する。
【０００３】本発明者らが直面する問題は、改良された
エマルジョンポリマーを提供することである。本発明者
らは、第一のエマルジョンポリマーをコロイド状安定
剤、モノマー、およびレドックス系で２０〜８５℃で、
第一のエマルジョンポリマーが形成された後に処理する
ことがエマルジョンポリマーの改良に有用であり、重合
反応中反応混合物がゲル化する問題がなくなることを見
いだした。さらに、後重合プロセスはもとの重合反応と
異なる時間および場所およびより低い温度で行うことが
でき、例えば、その後の重合反応のために反応がまを有
効にあけておくことができるという利点を提供する。
【０００４】本発明の第一の態様において、少なくとも
１種の第一のエチレン性不飽和モノマーを少なくとも９
５重量％の第一のモノマーが第一のエマルジョンポリマ
ーに変換されるまでフリーラジカル重合し、続いて第一
のエマルジョンポリマーを第一のエマルジョンポリマー
の重量に基づいて０．０１〜６重量％のコロイド状安定
剤、第一のエマルジョンポリマーの重量に基づいて０．
０１〜１０重量％の少なくとも１種の第二のエチレン性
不飽和モノマー、および第一のエマルジョンポリマーの
重量に基づいて０．０５〜０．３５重量％のレドックス
系で２０〜８５℃で、第一のエマルジョンポリマーの残
存するモノマーと第二のモノマーの合計の少なくとも９
０％がポリマーに変換されるまで処理することにより形
成されるエマルジョンポリマーが提供される。
【０００５】本発明の第二の態様において、少なくとも
１種の第一のエチレン性不飽和モノマーを少なくとも９
５重量％の第一のモノマーが第一のエマルジョンポリマ
ーに変換されるまでフリーラジカル重合して第一のエマ
ルジョンポリマーを形成し；続いて第一のエマルジョン
ポリマーを、第一のエマルジョンポリマーの重量に基づ
いて０．０１〜６重量％のコロイド状安定剤、第一のエ
マルジョンポリマーの重量に基づいて０．０１〜１０重
量％の少なくとも１種の第二のエチレン性不飽和モノマ
ー、および第一のエマルジョンポリマーの重量に基づい
て０．０５〜０．３５重量％のレドックス系で２０〜８
５℃で、第一のエマルジョンポリマーの残存するモノマ
ーと第二のモノマーの合計の少なくとも９０％がポリマ
ーに変換されるまで処理することを含む、エマルジョン
ポリマーの調製法が提供される。
【０００６】本発明は、少なくとも１種の第一のエチレ
ン性不飽和モノマーを少なくとも９５重量％の第一のモ
ノマーが第一のエマルジョンポリマーに変換されるまで
フリーラジカル重合し、続いて本発明の方法にしたがっ
て処理することにより形成されるエマルジョンポリマー
に関する。第一のエマルジョンポリマーは少なくとも１
種の共重合したエチレン性不飽和モノマーを含有する。
エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、メチルア
クリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、２−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレ
ート、ラウリルアクリレート、メチルメタクリレート、
ブチルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラ
ウリルメタクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アク
リレートおよびヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
トをはじめとする（メタ）アクリルエステルモノマー；
（メタ）アクリルアミド；（メタ）アクリロニトリル；
スチレンおよび置換スチレン；ブタジエン；ビニルアセ
テート、ビニルブチレートおよび他のビニルエステル；
ならびにエチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの
ビニルモノマーがあげられる。本開示中で用いるような
「（メタ）」の後にアクリレートまたはアクリルアミド
などのさらなる用語が続く用法は、それぞれアクリレー
トまたはアクリルアミドならびにメタクリレートおよび
メタクリルアミドのいずれも意味する。
【０００７】第一のエマルジョンポリマーはポリマーの
重量に基づいて０〜５重量％、好ましくは０．５〜２重
量％の共重合したモノエチレン性不飽和酸基含有モノマ
ー、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イ
タコン酸、フマル酸、マレイン酸、モノメチルイタコネ
ート、モノメチルフマレート、モノブチルフマレート、
無水マレイン酸、スルホエチルメタクリレート、および
ホスホエチルメタクリレートを含む。第一のエマルジョ
ンポリマーはポリマー重量に基づいて０〜５重量％、好
ましくは０〜２重量％の共重合したモノエチレン性不飽
和アミノ基含有モノマー、たとえばジエチルアミノエチ
ル（メタ）アクリレートおよびｔ−ブチルアミノエチル
（メタ）アクリレートを含むことができる。第一のエマ
ルジョンポリマーはポリマー重量に基づいて０重量％か
ら１重量％の共重合した多エチレン性不飽和モノマー、
例えば、アリルメタクリレート、ジアリルフタレート、
１，４−ブチレングリコールジメタクリレート、１，２
−エチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキ
サンジオールジアクリレートおよびジビニルベンゼンを
含むことができる。好ましい第一のエマルジョンポリマ
ーは過半量の共重合したアクリル、スチレン＋アクリ
ル、またはビニルアセテート＋アクリルモノマーを含
む。より好ましい第一のエマルジョンポリマーは共重合
したエチルアクリレートまたはブチルアクリレートを含
有する。最も好ましい第一のエマルジョンポリマーは過
半量のメチルメタクリレートおよびエチルアクリレート
またはメチルメタクリレートおよびブチルアクリレート
を含む。
【０００８】第一のエマルジョンポリマーのガラス転移
温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定し、
温度転移に対するヒートフローの中点をＴｇ値とした場
合に、−４０℃〜８５℃、より好ましくは−１０℃〜４
０℃である。モノマーおよびモノマーの量を当業者に周
知の所望のポリマーＴｇ範囲が達成されるように選択す
ることは公知である。
【０００９】第一のエマルジョンポリマーを調製するた
めに用いられる重合技術は当業界で周知である。乳化重
合プロセスにおいて、公知の界面活性剤、例えば、アニ
オン性および／または非イオン性乳化剤、たとえばアル
キル、アリール、またはアルキルアリール硫酸、スルホ
ン酸またはリン酸のアルカリ金属またはアンモニウム
塩；アルキルスルホン酸；スルホコハク酸塩；脂肪酸；
エチレン性不飽和界面活性剤モノマー；およびエトキシ
ル化アルコールまたはフェノールなどを用いることがで
きる。用いられる界面活性剤の量は典型的にはモノマー
の重量に基づいて０．１重量％から６重量％である。モ
ノマーは純粋な形態または水中エマルジョンとして添加
することができる。モノマーを反応期間中１回以上にわ
けて添加するか、あるいは連続して、直線的または非直
線的に、またはその組み合わせにおいて添加することが
できる。
【００１０】熱またはレドックス開始プロセスのいずれ
かを第一のエマルジョンポリマーの調製において用いる
ことができる。公知の熱フリーラジカル開始剤、例えば
過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、ｔ−
ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシ
ド、過硫酸アンモニウムおよび／またはアルカリ金属
塩、過ホウ酸ナトリウム、過リン酸およびその塩、過マ
ンガン酸カリウム、およびペルオキシ二硫酸のアンモニ
ウムまたはアルカリ金属塩を、典型的には全モノマー重
量に基づいて０．０１重量％から３．０重量％の量で用
いることができる。本発明において「レドックス系」と
はオキシダントとして前記のフリーラジカル開始剤およ
び、例えばナトリウムスルホキシレートホルムアルデヒ
ド、アスコルビン酸、イソアスコルビン酸、硫黄含有酸
のアルカリ金属およびアンモニウム塩、たとえばナトリ
ウムサルファイト、ビサルファイト、チオスルフェー
ト、ハイドロサルファイト、スルフィド、ヒドロスルフ
ィドまたはジチオナイト、ホルマジンスルフィン酸、ヒ
ドロキシメタンスルホン酸、アセトンビサルファイト、
アミン、例えばエタノールアミン、グリコール酸、グリ
オキシル酸水和物、乳酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒
石酸および前記酸の塩などの適当なリダクタントを含む
オキシダント＋還元剤の組み合わせを意味する。鉄、
銅、マンガン、銀、白金、バナジウム、ニッケル、クロ
ム、パラジウム、またはコバルトのレドックス反応を触
媒する金属塩を用いることができる。開始剤または開始
剤系は全反応期間すべてにわたって１回以上または連続
して、直線的または非直線的に、あるいはその組み合わ
せで添加することができる。
【００１１】例えば、テトラブロモメタンなどのハロゲ
ン化合物；アリル化合物；またはメルカプタン、たとえ
ばアルキルチオグリコレート、アルキルメルカプトアル
カノエート、およびＣ４−Ｃ２２直鎖または分枝アルキ
ルメルカプタンなどの連鎖移動剤を、形成されるポリマ
ーの分子量を低減するためおよび／または任意のフリー
ラジカル生成開始剤を用いて他の方法で得られるのと異
なる分子量分布を提供するために用いることができる。
直線状または分枝状Ｃ４−Ｃ２２アルキルメルカプタ
ン、たとえばｎ−ドデシルメルカプタンおよびｔ−ドデ
シルメルカプタンが好ましい。連鎖移動剤は、１回以上
または連続して、直線的または非直線的に、モノマーの
添加合わせてまたは添加にかかわらず、全反応期間のほ
とんどまたは全部にわたって、あるいは反応の限定され
た期間中に添加することができる。
【００１２】重合反応温度は典型的には第一のエマルジ
ョンポリマーを形成するための反応中１００℃より低い
温度に維持される。反応温度が３０℃と９５℃の間であ
るのが好ましく、より好ましくは４０℃と９０℃の間で
ある。第一のエマルジョンポリマーを提供するための第
一のモノマーの乳化重合は、第一のモノマーの第一のエ
マルジョンポリマーへの変換が、たとえば重量分析法ま
たはガスクロマトグラフィーにより第一のエマルジョン
ポリマーのその後の処理を行う前に測定して、少なくと
も９５重量％になるように行う。第一のエマルジョンポ
リマーに変換されなかった第一のモノマーの量を本発明
においては「第一のエマルジョンポリマーの残存するモ
ノマー」と記載する。
【００１３】第一のエマルジョンポリマー粒子の平均粒
子直径はＢＩ−９０粒子サイズ測定器で測定して、１０
〜５０００ナノメーターであるのが好ましく、より好ま
しくは５０〜１０００ナノメーターである。
【００１４】第一のエマルジョンポリマーを続いて第一
のエマルジョンポリマーの重量に基づいて０．０１〜６
重量％、好ましくは０．１〜５重量％、より好ましくは
０．２５〜３重量％のコロイド状安定剤、第一のエマル
ジョンポリマーの重量に基づいて０．０１から１０重量
％、好ましくは１〜１０重量％、より好ましくは２．４
〜６重量％の少なくとも１種の第二のエチレン性不飽和
モノマー、および第一のエマルジョンポリマーの重量に
基づいて０．０５〜０．３５重量％のレドックス系で、
２０〜８５℃、好ましくは５５〜７５℃で、たとえば重
量分析法またはガスクロマトグラフィーにより測定し
て、第一のエマルジョンポリマーの残存するモノマーと
第二のモノマーの合計の少なくとも９０％がポリマーに
変換されるまで処理する。理論に拘束されるものではな
いが、第一のエマルジョンポリマーの処理の効果はコロ
イド状安定剤の一部または全部を第一のエマルジョンポ
リマー粒子の表面上に付着またはグラフトさせ、それに
より形成されたエマルジョンポリマーを有効に改質し、
該エマルジョンポリマーを含有する水性コーティング組
成物の粘度およびレオロジー特性を向上させることであ
ると考えられている。本発明のエマルジョンポリマーの
形成は本発明においては該エマルジョンポリマーを含有
する水性コーティング組成物の１２０００ｓｅｃ−１で
測定された粘度、たとえばＩＣＩ粘度が、未処理の第一
のエマルジョンポリマーおよび同量の同じコロイド状安
定剤のブレンドの粘度より高いことにより示される。
【００１５】本発明において「コロイド状安定剤」と
は、水性メディア中荷電したコロイド粒子をフロキュレ
ーションから保護するのに有効な非イオン性分子を意味
する。当業界においては保護コロイドとも称し、コロイ
ド状安定剤は重量平均分子量が１０００から３００００
０の間であり、重量平均溶解パラメータにより測定した
場合に、典型的には第一のエマルジョンポリマーの組成
物よりも親水性である。当業界で公知のコロイド状安定
剤としては、例えば、好ましくは重量平均分子量が５０
０００から１５００００の間のヒドロキシエチルセルロ
ース；Ｎ−ビニルピロリドン；好ましくは重量平均分子
量が１００００から２０００００の間のポリビニルアル
コール；部分的にアセチル化されたポリビニルアルコー
ル；カルボキシメチルセルロース；アラビアゴムなどの
ゴム；デンプン；タンパク質；およびその混合物があげ
られる。コロイド状安定剤として好ましいのはヒドロキ
シエチルセルロースまたはポリビニルアルコールであ
る。
【００１６】第二のエチレン性不飽和モノマーはモノエ
チレン性不飽和モノマー、たとえば第一のエチレン性不
飽和モノマーとしてすでに記載したようなモノエチレン
性不飽和モノマーである。好ましい第二のエチレン性不
飽和モノマーは、エチルアクリレートおよびブチルアク
リレート、その混合物、および３０重量％以上のエチル
アクリレートまたはブチルアクリレートを含有するモノ
マーの混合物である。
【００１７】第一のエマルジョンポリマーの処理におい
て用いられるレドック系は、例えば、第一のエマルジョ
ンポリマーの重合に適しているとすでに記載したものな
どのオキシダントおよびリダクタントを含む。
【００１８】第一のエマルジョンポリマーの処理は、２
０〜８５℃で、第一のエマルジョンポリマーの残存する
モノマーと第二のモノマーの合計の少なくとも９０％が
ポリマーに変換されるまで行われる。コロイド状安定
剤、第二のエチレン性不飽和モノマー、およびレドック
ス系を種々の組みあわせおよび種々の方法で添加するこ
とができる。レドックス系を、一方がオキシダントを含
有し、他方がリダクタントを含有する２つの別の水溶液
として添加し、コロイド状安定剤と乳化した第二のモノ
マーは第二の水中混合物として添加するのが好ましい。
１回で添加しても、徐々に供給しても、同時または連続
して添加しても良い。例えば５〜２０分の期間にわたり
両者を同時に添加するのが好ましい。
【００１９】第一のエマルジョンポリマーの処理はバッ
チ、半連続的、もしくは連続的な、これに限定されない
が、第一のエマルジョンポリマーが形成された反応器ま
たは容器をはじめとする反応器または容器中で行うこと
ができる。第一のエマルジョンポリマーの処理を第二の
反応器、ドレインタンク、貯蔵タンクなどで行い、第一
の重合反応器または容器をさらなる製造用にあけておく
のが好ましい。レドックス系を含む処理に必要な温度は
一般にモノマーの大部分の重合に最も望ましい温度より
も低く、処理工程で生じる熱量はモノマーの大部分の重
合中に生じるよりもずっと低いので、本発明の第一のエ
マルジョンポリマーの処理の場所は第一のエマルジョン
ポリマーの反応器の選択ほど限定されない。
【００２０】本発明の水性組成物は、コーティング業界
で周知の技術により調製される。まず、コーティング組
成物が着色される場合、たとえばＣＯＷＬＥＳミキサー
により得られるような高剪断下で少なくとも１種の顔料
を水性メディア中によく分散させるか、あるいは別法と
して少なくとも１種のあらかじめ分散させた顔料を用い
ることができる。次にエマルジョンポリマーを所望によ
り他のコーティングアジュバントとともに低剪断撹拌下
で添加する。別法として、エマルジョンポリマーは顔料
分散工程において組み込むことができる。水性組成物は
公知のコーティングアジュバント、例えば粘着付与剤、
顔料、乳化剤、造膜助剤、緩衝剤、中和剤、増粘剤また
はレオロジー改良剤、保湿剤、湿潤剤、殺生物剤、可塑
剤、消泡剤、着色剤、ワックス、および酸化防止剤を含
むことができる。
【００２１】水性コーティング組成物の固体含量は、約
１０体積％から約７０体積％である。水性組成物の粘度
は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌ粘度計で測定して０．０５から
１０Ｐａ．ｓ（５０ｃｐｓから１００００ｃｐｓ）であ
り；異なる施用法に適した粘度は相当異なる。
【００２２】水性コーティング組成物は、公知の施用
法、例えばブラシまたはペイントローラーでの施用、ロ
ール塗法、ドクターブレード施用、プリンティング法、
エアアトマイズドスプレー、エアアシストスプレー、エ
アレススプレー、高体積低圧スプレー、およびエアアシ
ストエアレススプレーにより施用することができる。
【００２３】水性コーティング組成物は、例えばプラス
チック、木材、金属、あらかじめ塗装された表面、屋外
暴露された表面、ポリマーフィルム、再生木材製品、セ
メント基質、アスファルト基質などの基体に装飾、保
護、接着などの効果を与えるために、酸エッチング、コ
ロナ放電、またはプライマーなどの基体前処理を施した
後または施さずに基体に施用することができる。
【００２４】基体上にコートされる水性組成物は典型的
には２０℃から９５℃の温度で乾燥するか、または乾燥
させる。
【００２５】以下の実施例において本発明および試験法
により得られた結果を説明する。 略号 ＡＡ＝アクリル酸 ＢＡ＝ブチルアクリレート ＭＭＡ＝メチルメタクリレート ＡＮ＝アクリロニトリル ＨＥＣ＝ヒドロキシエチルセルロース ＡＰＳ＝過硫酸アンモニウム ｔ−ＢＨＰ＝ｔ−ブチルヒドロペルオキシド ＳＳＦ＝ナトリウムスルホキシレートホルムアルデヒド
【００２６】 実施例１ エマルジョンポリマー１の調製 ３リットルのフラスコに、３４０ｇの脱イオン（「Ｄ
Ｉ」）水を供給し、８５℃に加熱した。次に、１１．０
ｇの４５％固形分１００ｎｍアクリルエマルジョンを加
え、５ｇのＤＩ水でリンスし、１０ｇのＤＩ水中に溶解
させた３．６ｇの過硫酸アンモニウムおよび１０ｇのＤ
Ｉ水中に溶解させた０．５ｇ（２９％）の水性水酸化ア
ンモニウムを添加した。３１０ｇの脱イオン水、２．４
ｇ（２３％活性）ナトリウムドデシルベンゼンスルホネ
ート、４１６ｇのブチルアクリレート、５２３．８ｇの
メチルメタクリレート、および１２．３ｇのメタクリル
酸からなるモノマーエマルジョンを調製した。モノマー
エマルジョンの９４重量％を２時間かけてタンクに供給
した。第一のエマルジョンポリマーを調製するための反
応を８５℃で行った。フラスコの内容物をゆっくり６０
℃に１時間かけて冷却した（「ＥＯＦホールド」）。６
５℃で、１５ｇの０．１％硫酸鉄五水和物溶液を１．５
ｇの１．０％ベルセン（Ｖｅｒｓｅｎｅ）溶液と混合
し、フラスコに添加した。この後、３つの別の混合物の
供給を同時に始めた。第一の混合物は６．０％のモノマ
ーエマルジョン（前記）と混合された第一のエマルジョ
ンポリマーの重量に基づいて１．９重量％のヒドロキシ
エチルセルロース（Ｃｅｌｌｏｓｉｚｅヒドロキシエチ
ルセルロースＱＰ３Ｌ（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ）
の７．４％溶液として）であり、１７分かけて供給した
（「安定剤供給（Ｓｔａｂｆｅｅｄ）」）。第二の混合
物は、２５ｇの脱イオン水中に溶解させた１．４ｇの過
硫酸アンモニウムの溶液であった。第三の混合物は、２
５の脱イオン水中に溶解させた０．３ｇのナトリウムス
ルホキシレートホルムアルデヒドの混合物であり、２０
分かけて供給した（「オキシダントリダクタント供給
（Ｏｘｉｄ Ｒｅｄ ｆｅｅｄ）」）。反応混合物を６
０℃（「処理温度（Ｔｒｅａｔ Ｔｅｍｐ）」）で２０
分間維持し（「処理ホールドの最後（Ｅｎｄ ｏｆ Ｔ
ｒｅａｔＨｏｌｄ）」）、次に１０ｇの脱イオン水中に
溶解させた９．７ｇ（２９％）の水性水酸化アンモニウ
ムを添加した。５ｇの脱イオン水中に溶解させた０．３
５ｇ（７０％）のｔ−ブチルヒドロペルオキシドの溶液
と７．５ｇの脱イオン水中に溶解させた０．１７ｇのイ
ソアスコルビン酸の溶液を添加した。エマルジョンポリ
マー１は粒子サイズが５５０ｎｍであり、全固体含量が
４９．３％であり、ブルックフィールド粘度（Ｂｒｏｏ
ｋｆｉｅｌｄ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）が１７１０ｍＰｓ
（１７１０ｃｐｓ）であった。
【００２７】実施例２ エマルジョンポリマー２〜１７と比較エマルジョンポリ
マーＡの調製 エマルジョンポリマー２〜１７を実施例１の方法にした
がって、表４．１に示した変更を加えて調製した。比較
エマルジョンポリマーＡは第一のエマルジョンポリマー
であり、これに第一のエマルジョンポリマーの重量に基
づいて１．９重量％のＨＥＣを室温で添加した。
【００２８】実施例３ 水性コーティング組成物の調製 ＣＯＷＬＥＳ分散機を用いて７２ｇのプロピレングリコ
ール、１３．６ｇのＴＡＭＯＬ７３１（２５．０％）顔
料分散剤、１．４８ｇのＦＯＡＭＡＳＴＥＲＶＬ（消泡
剤）、および２６７．６４ｇの二酸化チタン（Ｔｉ−Ｐ
ｕｒｅ Ｒ−９００）を含有する分散液を形成させ、続
いて表４．１に記載したエマルジョンポリマー、ＴＥＸ
ＡＮＯＬ造膜助剤、およびＮＡＴＲＯＳＯＬ２５０ＭＲ
増粘剤溶液および水を添加することにより白色塗料を調
製して、ＰＶＣ（顔料体積濃度）＝２３．６５、ＶＳ
（体積固形分）＝３４である水性コーティングを得た。
【００２９】実施例４ エマルジョンポリマーを含有する水性コーティング組成
物の性能の評価 エマルジョンポリマーを含有する水性コーティング組成
物のＩＣＩ（高剪断）粘度を表４．１に示す。ＩＣＩ粘
度はＩＣＩコーンアンドプレート粘度計を用いてＡＳＴ
Ｍ試験法Ｄ４２８７−９４にしたがって１２０００ｓｅ
ｃ−１の剪断速度で測定した。
【００３０】表４．１ エマルジョンポリマーとコーテ
ィング評価
【表１】
【００３１】注： ＰＳ ｎｍ＝ナノメーターで表したポリマーエマルジョ
ンの粒子サイズ ＥＯＦホールド＝第一のエマルジョンポリマーの調製に
おいてモノマー供給の最後と第一のエマルジョンポリマ
ーの処理の始まりの間の時間（分） Ｓｅｃ Ｍｏｎ（％）、Ｓｅｃ Ｍｏｎ＝第二のモノマ
ーおよび第一のエマルジョンポリマーの処理において添
加される第一のエマルジョンポリマーの重量に基づく第
二のモノマーの重量パーセント ＭＥ＝モノマーエマルジョン、すなわち、第一のエマル
ジョンポリマーのモノマー組成物と同じ組成物を用い
た。 ％Ｓｔａｂ、Ｓｔａｂ＝コロイド状安定剤および第一の
エマルジョンポリマーの処理において添加される第一の
エマルジョンポリマーの重量に基づいたコロイド状安定
剤の重量パーセント Ｓｅｃ Ｍｏｎ＋Ｓｔａｂフィード＝第二のモノマーお
よびコロイド状安定剤フィードの第一のエマルジョンポ
リマーの処理における添加に要する時間（分） ｐｐｍ Ｏｘｉｄ、Ｏｘｉｄ、ｐｐｍ Ｒｅｄ、Ｒｅ
ｄ、Ｏｘｉｄ＋Ｒｅｄフィード＝第一のエマルジョンポ
リマーの処理において添加されるオキシダント（Ｏｘｉ
ｄ）とリダクタント（Ｒｅｄ）の組成および量、ならび
にこれらが添加されるのに要する時間（分） ショット＝１回の添加 処理温度＝第一のエマルジョンポリマーの処理中および
その後の保持期間の温度処理ホールド＝第一のエマルジ
ョンポリマーの処理において、すべての供給物が添加さ
れた後、アンモニア／水が加えられるまでの時間（分）
【００３２】本発明の実施例１〜７のエマルジョンポリ
マーを含有するコーティング組成物は、比較例Ａのエマ
ルジョンポリマーを含有するものよりも高い高剪断（Ｉ
ＣＩ）粘度を示した（すべて、同量のコロイド状安定剤
を含有し、本発明のエマルジョンポリマーが形成された
ことおよびこれらを含有する水性コーティング組成物の
向上したレオロジー特性を示す）。実施例８〜１７のエ
マルジョンポリマーを含有する本発明のコーティング組
成物は、含有しているコロイド状安定剤が少ない場合で
も、比較例Ａのエマルジョンポリマーを含有するものよ
りも高い高剪断（ＩＣＩ）粘度を示し、本発明のエマル
ジョンポリマーが形成されたことおよびこれらを含有す
る水性コーティング組成物のレオロジー特性が向上され
たことを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ・クレイグ・イーブン アメリカ合衆国ペンシルバニア州19422, ブルー・ベル，モーク・ロード・1424 (72)発明者 ロレッタ・アン・ウィコフスキー アメリカ合衆国ペンシルバニア州19440, ハットフィールド，ホーソン・レーン・ 1945 (72)発明者 アレクサンダー・コワルスキー アメリカ合衆国ペンシルバニア州19462, プリマス・ミーティング，バトラー・パイ ク・2519

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１種の第一のエチレン性不飽
    和モノマーを前記第一のモノマーの少なくとも９５重量
    ％が第一のエマルジョンポリマーに変換されるまでフリ
    ーラジカル重合し、続いて前記第一のエマルジョンポリ
    マーを前記第一のエマルジョンポリマーの重量に基づい
    て０．０１〜６重量％のコロイド状安定剤、前記第一の
    エマルジョンポリマーの重量に基づいて１〜１０重量％
    の少なくとも１種の第二のエチレン性不飽和モノマー、
    および前記第一のエマルジョンポリマーの重量に基づい
    て０．０５〜０．３５重量％のレドックス系で、２０〜
    ８５℃で、前記第一のエマルジョンポリマーの残存する
    モノマーと前記第二のモノマーの合計の少なくとも９０
    ％がポリマーに変換されるまで処理することにより形成
    される、エマルジョンポリマー。
  2. 【請求項２】 前記コロイド状安定剤が、ヒドロキシエ
    チルセルロース、Ｎ−ビニルピロリドン、ポリビニルア
    ルコール、部分的にアセチル化されたポリビニルアルコ
    ール、カルボキシメチルセルロース、アラビアゴム、お
    よびその混合物からなる群から選択され、前記コロイド
    状安定剤の重量平均分子量が１０００から３０００００
    の間である請求項１記載のエマルジョンポリマー。
  3. 【請求項３】 少なくとも１種の第一のエチレン性不飽
    和モノマーを前記第一のモノマーの少なくとも９５重量
    ％が第一のエマルジョンポリマーに変換されるまでフリ
    ーラジカル重合することにより第一のエマルジョンポリ
    マーを形成し；続いて前記第一のエマルジョンポリマー
    を前記第一のエマルジョンポリマーの重量に基づいて
    ０．０１〜６重量％のコロイド状安定剤、前記第一のエ
    マルジョンポリマーの重量に基づいて１〜１０重量％の
    少なくとも１種の第二のエチレン性不飽和モノマー、お
    よび前記第一のエマルジョンポリマーの重量に基づいて
    ０．０５〜０．３５重量％のレドックス系で、２０〜８
    ５℃で、前記第一のエマルジョンポリマーの残存するモ
    ノマーと前記第二のモノマーの合計の少なくとも９０％
    がポリマーに変換されるまで処理することを含む、エマ
    ルジョンポリマーの調製法。
  4. 【請求項４】 前記の第一のエマルジョンポリマーの形
    成および前記の第一のエマルジョンポリマーの処理が異
    なる反応器中で行われる請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記コロイド状安定剤が、ヒドロキシエ
    チルセルロース、Ｎ−ビニルピロリドン、ポリビニルア
    ルコール、部分的にアセチル化されたポリビニルアルコ
    ール、カルボキシメチルセルロース、アラビアゴム、お
    よびその混合物からなる群から選択され、前記コロイド
    状安定剤の重量平均分子量が１０００から３０００００
    の間である請求項３記載の方法。
  6. 【請求項６】 請求項１記載のエマルジョンポリマーを
    含む水性コーティング組成物。
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