【発明の詳細な説明】
金属性かつ酸化された下地への接着を促進する安定化非高分子アセトアセテート
エステル
発明の分野
本発明は水性ポリマー分散液及び金属下地への接着を促進する非高分子物質を
含む水性(waterborne)被覆組成物に関する。
発明の背景
水性被覆は水性媒体中に分散された又は溶解されたポリマー物質を含んでなる
。水性被覆を下地に適用して乾燥した場合に、高分子物質は下地を保護する皮膜
を形成する。融合助剤(coalescing agent)又は可塑剤のようなある種の添加剤
は皮膜の形成中に被覆中のラテックス粒子の融合を促進するのにしばしば使用さ
れ、得られる皮膜が滑らかな光沢のある外観を有し、そして下地を完全に被覆し
て下地を保護する。他の添加剤は被覆皮膜の特に金属下地への接着性を改良する
のに用いられる。
米国特許第4,296,226号及び同第4,421,889号はアセトアセチル側鎖基を提供す
るポリマーは滑らかな非吸収性表面に対する改良された接着性を有することを教
えている。更に米国特許第5,055,511号及び同第5,120,607号はマスチックコーキ
ング(mastic caulking)組成物中におけるアセトアセチル化アクリルポリマーの
使用を記載している。他の特許、例えば米国特許第5,002,998号、同第4,292,661
号、EP第390,370号、EP第262,720号及びEP第326,723号並びに特開平4−154893
号(1992)はポリマー構造中に結合したアセトアセトキシ基を含むポリマーの使
用を記載している。米国特許第
5,349,026号は被覆又は含浸組成物中にアセトアセテート基を含むポリマーを使
用することを教えている。このポリマーはエマルジョンポリマーを融合及び架橋
する作用をする。米国特許第5,494,975号は官能性アセトアセテート基を含むポ
リマーの製造について記載しており、このポリマーは次に官能性アミンと反応し
てエナミンを形成する。
EP出願第262,720号は側鎖アセトアセトキシ基を接着促進剤として含むポリマ
ーの使用に関し、そしてこれらのポリマーが、アセトアセトキシ部分を対応する
エナミンに転化するのに十分な量のアンモニア又はアミンを添加することによっ
て水素化からアセトアセトキシ部分を保護することを更に開示している。
前述のすべての文献において、アセトアセトキシ基はポリマーに化学的に結合
して被覆を形成するものである。これは、ポリマー被覆の化学的性質を厳しく制
限する。何故なら、このポリマーはアセトアセチル化共重合性モノマーに基づく
ものか、又はアセトアセチル化剤と反応することができる、ヒドロキシもしくは
アミンのような側鎖基を含むものでなければならないからである。
日本特許第3,290,486号はスズ−鉛合金メッキ鋼板への接着性を促進する方法
を記載しており、この方法はメッキ鋼板を塗装に先立って水性アセト酢酸エステ
ル中に浸漬することを含んでいる。
発明の要約
本発明は種々の下地、特に錆びた、腐蝕された又は亜鉛メッキされた金属に対
する水性被覆組成物の接着を改良する方法を提供する。また、本発明は、水性ポ
リマー分散液、エナミン成分及び任意的な汎用の添加剤を含んでなる、水性被覆
組成物を提供する。この水性組成物は、下地、特に腐蝕された、酸化された及び
亜鉛メッキさ
れた金属表面に対する改良された接着性を有する。
本発明の別の面は、これも下地への水性被覆の接着を改良する、2つの新規化
合物、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールビス(3−アミノ−
2−ブテノエート)及びトリメチルプロパントリス(3−アミノ−2−ブテノエ
ート)の発見である。
好ましい態様の説明
本発明者らは意外にも、非高分子エナミンを、他の汎用の塗料添加剤、例えば
融合助剤の存在下に、純粋な化合物又は溶液若しくは分散液として水性被覆組成
物に添加した場合に、下地への水性被覆組成物の接着が高められる。更に本発明
のエナミンは、水性ポリマー組成物の配合の間に水性組成物に加えることができ
、また配合物を下地に適用する直前に加えることもできる。得られる水性組成物
はベースポリマー組成物の好ましい性質を有するが、加えて、特に腐蝕された金
属及び酸化された下地に対して、著るしく改良された接着性を示す。
即ち、本発明は、(A)水性分散ポリマー及び(B)式(I):
(式中、R1及びR2は独立にC1〜C5アルキル基又はポリオールの残基であり、
R3及びR4のいずれか又は両方は水素又はC1〜C5アルキル基であり、そしてx
は1〜3の整数である)のような多くの互変異性形態及び構造異性形態によって
表わされる化合物を含んでなる水性組成物を提供する。成分(A)−水性分散ポリマー
本発明の実施における有用な水性分散ポリマーはアクリルラテックス、ビニル
ポリマー及び水性アルキドから選択される。好ましくは、本発明の水性分散ポリ
マーは公知のモノエチレン系不飽和モノ
マーの共重合によって生成されたアクリルラテックスポリマー又はビニルラテッ
クスポリマーである。ここで用語「ラテックス」は水系に樹脂粒子が安定に分散
したものを指称する一般的な意味で使用する。更に用語「ポリマー」はホモポリ
マー又はコポリマーを指称する。
ラテックスポリマーの製造用に適当な重合性又は共重合性モノエチレン系不飽
和モノマーは、これに制限するものではないが、一般式(II)で表すことができ
るモノエチレン系不飽和モノマーをあげることができる。
CH2=C(R3)COOR4 (II)
(式中、R3は水素又はC1〜C3アルキル基であり、R4はC1〜C20アルキル基
、フェニル、ベンジル、ヒドロキシ−(C1〜C4)−アルキル、アルコキシ−(C1
〜C4)−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、C1〜C4−アルキルフリ
ル、テトラヒドロフリル、C1〜C4アルキルテトラヒドロフリル及びこれらのモ
ノマーの組み合せを示す。)
R3が水素のモノマーとR3がアルキル基のモノマーの組み合せはラテックスポ
リマーのガラス転移温度を変性するのに使用される。
コモノマーの好ましい例は、これらの例に制限するものではないが、メチル(
メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレ
ート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソ
ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(
メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アク
リレート、ステアリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリ
レート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ベン
ジル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エチル
ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート及びイソ
ボルニル(メタ)アクリレート並びにこれらのモノマーの組み合せである。ここ
で用語「(メタ)アクリレート」はアクリレート又はメタアクリレートを指称す
るのに使用する。用語「アルキル」は直鎖又は分岐鎖アルキル基を指称するのに
使用する。
追加の適当なモノエチレン系不飽和モノマーはスチレン系モノマーである。ス
チレン系モノマーはスチレン又は置換スチレン、例えばC1−C6アルキル環置換
スチレン、C1〜C3アルキルα−置換スチレン又は環及びα−アルキル置換スチ
レンの組み合せを指称する。好ましいスチレン系共重合性モノマーはスチレン、
p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、α−メチルスチレン及びこれらの組
み合せである。
更に、ビニルエステルモノマーをモノエチレン系不飽和モノマーとして用いる
ことができる。そのようなビニルエステルとしては、酢酸ビニル、ジ−n−ブチ
ルマレエート及び一般式(III):
CH2=CH−OC(=O)−(C−(R5)2)n (III)
(式中、R5は水素又はC1〜C12アルキル基であり、nは1〜20であり、好まし
くは少なくとも一つのR5はメチルである)
の化合物である。
本明細書でいうラテックスポリマーは公知のポリマーである。ラテックスポリ
マーは業界公知の一般的なフリーラジカル乳化重合プロセスによって製造するこ
とができる。乳化重合に使用される一般的な触媒は過酸化水素、ペルオキシジ硫
酸カリウムもしくはアンモニウム、ジベンゾイルペルオキシド、ラウリルペルオ
キシド、ジtert−ブチルペルオキシド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル
、t−ブチルペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、ベンゾイルペルオ
キシド、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートなどである。
ラテックスポリマー製造用の適当な界面活性剤は、アニオンもしくはノニオン
界面活性剤、例えばラウリル、オレイル及びステアリルアルコールのエトキシル
化物などのアルキルポリグリコール;オクチル−もしくはノニルフェノール、ジ
イソプロピルフェノール、トリイソプロピルフェノールのエトキシル化物などの
アルキルフェノール−ポリグリコールエーテル;ラウリル硫酸ナトリウム、オク
チルフェノールナトリウム、グリコールエーテルサルフェート、ドデシルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム、ラウリルジクリコール硫酸ナトリウム、トリ−tert−
ブチルフェノールスルホン酸ナトリウム、並びにペンタ−及びオクタ−グリコー
ルスルホネートを含むスルホン酸、硫酸、リン酸などのアルカリ金属アンモニウ
ム塩又はアルキル、アリールもしくはアルキルアリールスルホネート、サルフェ
ート、ホスフェートなど;ジナトリウムエトキシル化ノニルフェノール、半エス
テル、もしくはスルホコハク酸、n−オクチルデシルスルホコハク酸ジナトリウ
ム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのスルホコハク酸塩その他をあげ
ることができる。本明細書において、用語「アリール」は芳香族環ラジカル又は
置換芳香族ラジカル、例えばフェニル、ナフチルもしくはアントラセニルラジカ
ルを指称するのに使用される。
更に、スチレン又はアリル基を有する反応性アニオン又はノニオン界面活性剤
をラテックスポリマーの製造に使用することができる。具体例は、PPGインダス
トリーズ社から市販のSAM181,183,184,211のようなアニオン性サルフェート
又はスルホネートである界面活性モノマーであり、そしてノニオン性反応性界面
活性剤である
SAM185〜187である。その他の反応性界面活性剤は第一工業製薬(株)より市販
の商品名AQUARON界面活性剤などである。AQUARON界面活性剤の例は以下の式の化
合物である。
及び
(式中、R6はC1〜C12アルキル基であり、そしてmは1〜5の整数である)。
追加の反応性界面活性剤はHenkelより市販の商品名TREM LF-40界面活性剤のア
ルキルアリルスルホコハク酸ナトリウムである。このような界面活性剤の更なる
例は米国特許第5,185,212号、同第2,600,831号、同第2,271,622号、同第2,271,6
23号、同第2,275,727号、同第2,787,604号、同第2,816,920号及び同第2,739,891
号に認められ、これらを引用により本明細書に組み入れる。
或いは、水性分散ポリマーは、水性アルキド(waterborne alkyd)とすること
ができる。本明細書において使用する用語「アルキド」は多塩基酸(poly basic
acid)、多価アルコール及び油脂肪酸(oil fatty acid)の縮合生成物である合
成樹脂を指す。このようなアルキドは種々の多塩基酸、多価アルコール及び脂肪
酸の重縮合によって一般に製造される。ここに用いる用語「油脂肪酸」は、例え
ば、トール油脂肪酸(TOFA)、アマニ油、大豆油、ヤシ油、ヒマシ油、ヒマワリ
油、サフラワー油、桐油、オイチシア油などを意味する。これらの油は飽和及び
不飽和脂肪酸の両方を含む。油の種類及
び組成に依って飽和脂肪酸含量は約2.0〜95.0重量%の範囲で変動し、これに対
し不飽和脂肪酸含量は約10.0〜98.0重量%で変動する。
これらの油中の飽和脂肪酸含量は主としてステアリン酸(C18)及びパルミチ
ン酸(C16)の混合物からであるが、C8,C10,C14炭素鎖を有する飽和脂肪
酸を含む種々の油も使用することができる。これらの油の不飽和脂肪酸含量は主
としてオレイン酸、リノール酸及びリノレン酸からである。
水性アルキドの製造に用いられる多価アルコールは、グリセロール、ネオペン
チルグリコール(NPG)、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ネオノニルグリコール(N
NG)、ジエチレングリコール(DEG)、ジプロピレングリコール(DPG)、トリメチル
ペンタンジオール(TMPD)、トリエチレングリコール(TEG)、トリメチロールプ
ロパン(TMP)、ジペンタエリスリトール(DPE)、トリペンタエリスリトール(TPE)
などである。
水性アルキドの製造に使用される多塩基酸は、これらに限定するものではない
が、シクロヘキサンジカルボン酸(CHDA)、イソフタル酸(IPA)、テレフタル酸(
TPA)、無水フタル酸(PA)、アジピン酸(AD)、シュウ酸、マロン酸、ジメチル
マロン酸、コハク酸、グルタル酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2
−ジメチルグルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマール酸、マレイン酸、
イタコン酸、2,5−ノルボルナンジカルボン酸、1,4−ナフタリン酸、ジフ
ェン酸、4,4’−オキシジ安息香酸、ジクリコール酸、チオジプロピオン酸、
4,4’−オキシジ安息香酸、ジクリコール酸、チオジプロピオン酸、4,4’
−スルホニルジ安息香酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸及び2,6−ナフ
タレンジカ
ルボン酸を含む。
水性アルキドに使用される適当なジカルボン酸は、脂肪族ジカルボン酸、芳香
族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸又はこれらの酸の2又はそれ以上の混合物
を含む。市販の水性アルキドの例はReichholdからのAROLON樹脂を含む。更なる
例はC.R.Martensの論文「Alkyd Resins」,Reinhold Publishing Corp.,New Yor
k,1961に認められる。
本発明の実施に有用なアセトアセテート化合物は、例えば米国特許第5,051,52
9号(この特許を引用によって本明細書に組み入れる)に記載の方法によって製
造することができる。
前述の水性組成物において、水性分散ポリマーは、好ましくは電子顕微鏡で測
定して、約0.01〜3ミクロンの粒子サイズを有する。このポリマー粒子は一般に
球状である。好ましい態様において、球状ポリマー粒子はコア部分とシェル部分
又は勾配(又は傾斜)構造を有する。一般にコア/シェル粒子においては、コア
のポリマー組成物のTgはシェルのポリマー組成物のTgとは異なっている。コア/
シェルポリマー粒子は多葉(multi-lobe)形状、ピーナッツ殻状、どんぐり形状
、きいちご形状又はその他の形状とすることもできる。
本発明に従った水性分散ポリマーのガラス転移温度(Tg)は約100℃以下とす
ることができる。周囲温度での皮膜形成が好ましい本発明の好ましい態様におい
ては、ガラス転移温度は60℃より低い温度が好ましい。
水性分散ポリマーについての唯一の限定は、ポリマーが成分(B)、即ちエナ
ミンと反応性の官能基を含まないことであることを理解されたい。ポリマー成分
(A)は側鎖官能基又はエナミンの式を、この官能基を含むモノマーと共重合さ
せるか、又は式(IV):
−(R1C(=O)CH2COO)xR2 (IV)
(式中、R1,R2及びxは式(I)で定義した通りであり、反応してエナミンを
生成する)
の側鎖アセトアセテート官能基を後反応で導入するかによって、含ませないのが
好ましい。成分(B)−エナミン化合物
成分(B)は水性分散ポリマー(A)に化学的に結合していないエナミンであ
る。成分(B)は以下の式(I)で表すことができる化合物である。
(R1C(NR3R4)=CHCOO)xR2 (I)
更に式(I)は以下の形態で存在することができることを理解されたい。
(R1C(=NR3)CHR4COO)xR2
このように、式(I)はエナミンの互変異性体及び構造異性体の形態の両方を
表す。用語「エナミン」は以下の反応式:
R1C(=NR3)CHR4COOR2
(式中、R1及びR2は前記の通りのC1〜C5アルキル基であり、R3及びR4のい
ずれか又は両方は水素又は同じであるか若しくは異なるC1〜C5アルキル基であ
る)
による第1級又は第2級アミンとアセト酢酸との反応生成物を表すのに用いる。
更に、アミンが第1級である場合、R4は水素であり、反応生成物は前記式に示
される互変異性の形態のいずれかで存在することができる。他方、第2級アミン
の反応生成物はエナミンの形態でのみ存在する。
式(I)の好ましい化合物は、これらに限定するものではないが、アセトアセ
テートエステルのエナミン、例えばエチレングリコー
ルビス(アセトアセテート)のエナミン、ジエチレングリコールビス(アセトア
セテート)のエナミン、プロピレングリコールビス(アセトアセテート)のエナ
ミン、2,2,4−トリメチレングリコールビス(アセトアセテート)のエナミ
ン、シクロヘキサンジオールビス(アセトアセテート)のエナミン、トリメチル
プロパントリス(アセトアセテート)のエナミン並びにグリセロールトリス(ア
セトアセテート)のエナミンを含む。R1及びR2の限定は、主として、生成エス
テルの融点、揮発性、溶解性などの物理的特性によるものである。このような化
合物の例には、これらに限定するものではないが、R1がメチルであり、R2がt
−ブチルであり、そしてxが1であるもの;R1がメチルであり、R2がエチルで
あり、そしてxが1のもの;並びにR1がエチルであり、R2がブチルであり、そ
してxが1のものが含まれる。更に成分(B)が、それを添加する成分(A)と
反応性の置換基を含まず、そして、それを適用する下地に悪影響を及ぼさない限
り、R1及びR2のいずれか又は両方は他の置換基を含むことができる。
所望の接着促進効果を生ずるのに必要な成分(B)の量は、例えば金属下地の
腐蝕度又は下地に施された他の前処理のような多くの因子に依存する。一般に好
ましい範囲は、水性分散ポリマー成分(A)100部当り(phr)成分(B)の1〜25重
量%であり、更に好ましくは10〜25phr、最も好ましくは15〜20phrである。成分
(B)の上方濃度は経済的考察及び約25phrを超える成分(B)の濃度では増分
改良効果が僅かであることの両方によって制限される。
本発明の更なる側面において、アセトアセテートエステルが2−ブチル−2−
エチル−1,3−プロパンジオール又はトリエチルプロパンから誘導され、そし
てアミンがアンモニアである場合、生成物、すなわち2−ブチル−2−エチル−
1,3−プロパンジオール
ビス(3−アミノ−2−ブテノエート)及びトリメチルプロパントリス(3−ア
ミノ−2−ブテノエート)はそれぞれ、種々の下地への水性組成物の接着を促進
する本発明に有用である物質の新規生成物である。成分(C)−添加剤
本発明の成分(A)及び(B)は他の任意的な汎用の塗料添加剤、例えば融合
助剤、乾燥剤、界面活性剤などと組み合せて使用することができる。
そのような添加剤として含まれるものは、シリコーン、フルオロカーボン、又
はセルロース系物質のようなレベリング剤、レオロジー剤及び流動コントロール
剤、艶消剤、顔料湿潤及び分散剤並びに界面活性剤;紫外線(UV)吸収剤;UV光
安定剤;着色顔料;脱泡及び消泡剤;沈降防止剤、流れ防止及び増粘剤(bodying
agent);皮張り防止剤;浮き色防止剤(anti-flooding and anti-floating agen
t);殺カビ剤(fungicide);殺菌剤(mildewcide);腐蝕防止剤;増粘剤(thick
ening agent);または融合助剤である。
このような添加剤の具体例は、National Paint & Coatings Association(150
0 Rhode Island Avenue,N.W.,Washington,D.C.20005)によって刊行された“
Raw Materials Index”に見出すことができる。
艶消剤(flatting agent)の例は、W.R.Grace & CompanyのDav
分散剤及び界面活性剤の例は、ビス(トリデシル)スルホコハク酸ナトリウム
、スルホコハク酸ジ(2−エチルヘキシル)ナトリウム、ジヘキシルスルホコハ
ク酸ナトリウム、ジシクロヘキシルスル
ホコハク酸ナトリウム、スルホコハク酸ジアミルナトリウム、スルホコハク酸ジ
イソブチルナトリウム、イソデシルスルホコハク酸ジナトリウム、スルホコハク
酸のエトキシル化アルコールハーフエステルのジナトリウム塩、アルキルアミド
ポリエトキシスルホコハク酸ジナトリウム、N−(1,2−ジカルボキシエチル
)−N−オクタデシルスルホスクシナメートスクシンアミド酸テトラナトリウム
、N−オクタスルホスクシンアミド酸ジナトリウム、硫酸化エトキシル化ノニル
フェノール(sulfated ethoxylated nonylphenol)、2−アミノ−2−メチル−
1−プロパノールなどである。
粘度、分散及び流動コントロール剤の例は、ポリアミノアミドホスフェート、
ポリアミンアミドの高分子量カルボン酸塩及び不飽和脂肪酸のアルキレンアミン
塩であり、これらはすべてBYK Chemie U
ポリシロキサンコポリマー、水性ポリアクリレート溶液、セルロースエステル、
ヒドロキシエチルセルロース、疎水変性したヒドロキシエチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルセルロース、ポリアミドワックス、ポリオレフィンワックス、カ
ルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリアクリル酸ナト
リウム、及びポリエチレンオキシドである。増粘剤の例は水溶性カルボキシル化
増粘剤、例えばUnion Carbideより市販のUCAR 45水溶性カルボキシル化増粘剤及
びメタンエチレンオキシド合合性(associative)増粘剤である。
いくつかの専有の消泡剤は、例えばBuckman Laboratories Inc.
ている。
殺真菌剤、殺カビ剤及び殺菌剤の例は、4,4−ジメチルオキサゾリジン、3
,4,4−トリメチル−オキサゾリジン、変性メタホウ酸バリウム、カリウムN
−ヒドロキシ−メチル−N−メチルジチオカルバメート、2−(テオシアノメチ
ルチオ)ベンゾチアゾール、カリウムジメチルジチオカルバメート、アダマンタ
ン、N−(トリクロロメチルチオ)フタルイミド、2,4,5,6−テトラクロ
ロ−イソフタロニトリル、オルトフェニルフェノール、2,4,5−トリクロロ
フェノール、デヒドロ酢酸、銅ナフテネート、銅オクトエート、有機ヒ素、トリ
ブチルチンオキサイド、亜鉛ナフテネート及び銅8−キノリネートを含む。
更に有用な汎用の添加剤(C)の例は、National Paint & Coatings Associat
ion(1500 Rhode Island Avenue,N.W.,Washington,D.C.20005)によって刊行
された“Raw Materials Index”に見出すことができる。
UV吸収剤及びUV光安定剤の例は、置換ベンゾフェノン、置換ベンゾトリアゾー
ル、ヒンダードアミン及びヒンダードベンゾエートなどを含み、American Cyana
mide Companyから商品名CYASORB UVで市販されており、そしてジエチル−3−ア
セチル−4−ヒドロキシベンジル−ホスホネート、4−ドデシルオキシ−2−ヒ
ドロキシベンゾフェノン及びレゾルシノールモノベンゾエートを含む。
上述の塗料又は被覆用添加剤は本発明の水性組成物の比較的少ない比率を構成
する。添加剤成分(C)は水性組成物の成分(A)及び(B)の合計量に基づい
て、約0.05〜5.00重量%の量で存在することができる。しかし、添加剤の量は臨
界的ではなく、所望の性質を得るためにより多く、又はより少なく調整すること
ができる。
前述の水性組成物は水性組成物中の成分(A)及び(B)の合計量に基づき約
1〜70重量%、好ましくは約30〜60重量%の濃度で1種又はそれ以上の顔料を更
に含むことができる。
本発明によって意図される被覆組成物に使用するのに適当な顔料は典型的には
表面被覆分野の普通の技術を有するものに公知の有機及び無機の顔料である。そ
のような例としては、これらに限定するつもりはないが、CIピグメントホワイト
(Pigment White)6二酸化チタン;CIピグメントレッド(Pigment Red)101赤色
酸化鉄;CIピグメントイエロー(Pigment Yellow)42;CIピグメントブルー(Pi
gment Blue)15,15:1,15:2,15:3,15:4(全て銅フタロシアニン);
CIピグメントレッド(Pigment Red)49:1;CIピグメントレッド(Pigment Red)57
:1が挙げられる。
配合後、本発明の水性組成物は次に所望の下地又は物品、例えばスチール、ア
ルミニウム又は亜鉛メッキシート(下塗されたもの又はされていないもの)に適
用し、空気乾燥させる。本発明に従った水性組成物は、更に、工業的被覆、繊維
被覆、インクコーティング、接着剤又はプラスチック用被覆用として設計するこ
とができる。本発明の組成物は錆びた又は腐蝕した金属下地に適用される被覆が
優先するが、水性被覆化合物は接着促進剤であり、そして他の下地にも広く適用
できることはいうまでもない。即ち、本発明の更なる態様として造形又は成形さ
れた物品を本発明の水性組成物で被覆する方法も提供される。
以下の実施例において、本発明を錆びた又はボンデライシングした(Bonderize
d)(商標)スチールに関して特に記述したが、清浄化した及び処理した金属に対し
ても、また亜鉛メッキや他の表面被覆処理などのような処理を施した金属にも適
用できることはいうまでもない。スチールに加えて種々の鉄合金に対して本発明
の組成物を
使用することも本発明の範囲内である。
以上、本発明を一般的に説明して来たが、単に例示の目的で、そして特にこと
わらない限り、限定する意図なく、以下に示す特定の実施例によって本発明の更
なる理解が得られるであろう。
実施例試験方法 金属の前処理
冷圧延鋼板をすべての例において下地として用いた。特に断らない限り、この
スチールはボンデライト(BONDERITE)(商標)TM1000リン酸鉄洗浄処理を施した。
「錆びた」スチールについての評価に対しては、冷圧延鋼板は塩水噴霧(saltfog
)チャンバーにおいて96時間処理することによって錆びつかせ、そしてトレース
の塩を除くために洗浄した。下地への接着
接着性は、ガードナークロスハッチ接着性テスター(Gardner Cross Hatch Adh
esion Tester)を用いてASTM 3359-87(Standard Test Methods for Measuring Ad
hesion by Tape Test)に記載の「クロスカットテープテスト(Cross-Cut Tape Te
st)によって評価した。グリッドは感圧テープで覆い、良好な接触が得られるよ
うに手で平滑にし、次に迅速な動きでテープを剥がした。被覆の接着度はグリッ
ドの損傷具合で評点し、以下の表に完全な状態の残存塗料正方形(square)のパ
ーセントとして報告した。ソルトフォグ試験
この試験はASTM B117-90法に従って実施し、塩水噴霧を密閉チャンバー内の試
験パネル上に付着させて行なった。パネルを肉眼で試験した後、他の試験に付し
た。成分(A)−水性分散ポリマー
以下の樹脂を実施例において使用した。
例1
この例は「エナミン」、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール
ビス(3−アミノ−2−ブテノエート)の製造を例示する。
水酸化アンモニウム水溶液(28%溶液9.54g)を撹拌下に2−ブチル−2−エ
チル−1,3−プロパンジオール3gに滴加し、そして得られた混合物を約2分
間激しく撹拌し、次いで48時間放置した。この生成物は油頂部層、下部水性層及
び乳渇状沈澱からなっていた。この生成物を塩化メチレンで抽出し、そして有機
層を飽和塩化ナトリウムで洗浄した。ロータリーエバポレータ上で100mm、50℃
で2時間乾燥することによって塩化メチレンを除去した。H1NMRによる生成物の
分析は、この生成物が2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールビス
(3−アミノ−2−ブテノエート)のモノ−及びジ−エナミンを含むことを示し
た。例2
上記反応をトリメチロールプロパントリス(アセトアセテート)を用いて実施
し、同様にトリメチロールプロパントリス(3−アミノ−2−ブテノエート)を
製造した。この同定はH1NMRによって行なった。例3
この例はエチル3−アミノ−2−ブテノエートの製造及びその接着促進剤とし
ての使用を示す。
エチルアセトアセテート60g及び水酸化アンモニウム222gの混
合物を分離ロート内で激しく振とうし、そして生成したエチル3−アミノ−2−
ブタノエートの下部油層を除いた。この物質(5g)
。pHは水酸化アンモニウムを添加することによって約9.8に調整した。この混合
物をロール上で8時間完全に混合し、次にBonderiteTM1000冷間圧延鋼材パネル
に被覆し、約3ミル(mil)厚の皮膜を得た。硬化させた後、被覆を前述のクロス
ハッチ接着試験によって評価した。この皮膜は被覆の100%保持率を示した。こ
れに反し、前
ィルムは、被覆保持率0%であった。例4
例3と同じ実験をt−ブチル−3−アミノ−2−ブテノエートを用いて実施し
た。この皮膜は被覆の100%保持を示した。例5
この例は、通常スチールに対する早期接着性が不良の水性エポキシエナメルの
接着性の改良のためのエチル−3−アミノ−2−ブタノエートの使用を例示する
。
TRU-GLAZETMエポキシ♯12949-01及び♯12902-01を含む製造業者から得たエポ
キシエナメルを使用した。この材料のサンプルを少量のエチル−3−アミノ−2
−ブタノエートと混合し、そし生成物をBonderiteTM1000処理した冷間圧延鋼上
に被覆し、50℃で3時間硬化した。得られた被覆は前述のクロスハッチ接着試験
で被覆の100%保持率を示した。これに対し、添加エナミンを含まないエナメル
から得た同様の被覆は被覆の保持率が50%より少なかった。例6
この例は、接着性促進のために、アセトアセテートの加水分解安定形態として
のアセトアセテートエナミンを用いた被覆の調製を示
す。
以下の表1に従って被覆組成物を調製した。この水性ラテックスを含む被覆組
成物をロール上で8時間混合し、BonderiteTM1000冷間圧延鋼上に被覆し、約3
ミル(mil)湿時厚皮膜を得た。硬化後、被覆を前述のクロスハッチ接着試験によ
って評価した。結果を表2に示す。本発明の皮膜はすべて下地に対する100%の
初期保持率を示した。次に被覆サンプルを50℃のオーブン中で4週間放置し、そ
の後、接着性を再評価した。これらの結果も表2に示す。 BEPD=2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール
EAA=エチルアセトアセテート
t−BAA=t−ブチルアセトアセテート
*NEOCRYL A650はpH約6.5である。エナミンアセトアセテートを
エナミンの形態に維持するために水酸化アンモニウムを用いてpH9.8に調整した
。
全てのアセトアセテート(エナミン又は他のもの)を樹脂固形分100部当り25
重量部添加した。 *フィルムを融合させるのにEKTASOLVE EB 25phrを使用した。
BEPD=2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール
EAA=エチルアセトアセテート
t−BAA=t−ブチルアセトアセテート
上記結果はアセトアセテート並びにエナミン形態のt−ブチルアセトアセテー
ト及び2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールの両者に対し、100
%保持率で保持された下地への接着を示す。その他のアセトアセテートは接着力
がなくなった。例7
例6のラテックス被覆配合物の安定性を50℃のオーブン中で4週間貯蔵した後
に評価した。観察結果を以下の表3に示す。 *フィルムを融合させるのにEKTASOLVE EB 25phrを使用した。
BEPD=2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール
EAA=エチルアセトアセテート
t−BAA=t−ブチルアセトアセテート
4週間の老化後、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールビスア
セトアセテート及びエナミン形態の2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパン
ジオールビスアセトアセテートを、t−ブチルアセトアセテートエナミンと共に
含むラテックス組成物は、開放したときに、「ぽん及びしゅっ(pop and fizz)
」の特性を示さず、ケトン臭もなかった。これに対し、他の非エナミンアセトア
セテートを同一の条件下に貯蔵した場合には、開放したときに、「ぽん及びしゅ
っ」という特性音を発し、ケトン臭を呈し、加水分解が起ったことを示した。こ
の試験において、エチルアセトアセテートエナミンはエマルジョンを不安定化し
た。
上記教示に基づいて多くの改良や変形をなし得ることは明白である。従って、
本発明を本件特許請求の範囲の範囲内で、ここに具体的に記載した以外の形態で
、実施することができることはいうまでもない。
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(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C09D 5/00 C09D 5/00
201/00 201/00
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),BR,CN,JP,M
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