JP2001523751A - 顔料およびホスホネート含有樹脂からなる配合物 - Google Patents

顔料およびホスホネート含有樹脂からなる配合物

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JP2001523751A JP2000521155A JP2000521155A JP2001523751A JP 2001523751 A JP2001523751 A JP 2001523751A JP 2000521155 A JP2000521155 A JP 2000521155A JP 2000521155 A JP2000521155 A JP 2000521155A JP 2001523751 A JP2001523751 A JP 2001523751A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、結合剤として、ホスホネート基を有する少なくとも1種の重合体Pを含有する、支持体をコーティングするための顔料含有配合物に関する。また、本発明は顔料含有配合物の湿式磨耗抵抗を改善するためのこのような結合剤の使用にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、結合剤として、その重合体がホスホネート基で官能化されている少
なくとも1種の水性重合体分散液を含有する顔料含有配合物に関する。
【0002】 顔料含有配合物は、エマルションペイント、プラスチック結合プラスター(分
散液プラスター)、封止剤としてまたは建造物保護の目的のためまたは装飾目的
のためのプライマーとして広く使用される。顔料含有配合物は、通例結合剤とし
て塗膜形成ポリマー、少なくとも1種の無機顔料および場合により1種以上の無
機充填剤ならびに通常の助剤を含有する。着色配合物の塗装の品質は決定的に、
非塗膜形成成分、顔料および無機充填剤を均一に結合する塗膜形成ポリマーの能
力に依存する。
【0003】 低い顔料結合能力は、たとえば低い湿式磨耗抵抗に現れるコーティングの不十
分な機械的安定性を生じる。しかし高い湿式磨耗抵抗は、殊に可洗のエマルショ
ンペイントにおいて望ましい。
【0004】 結合剤の顔料結合能力は、高い無機顔料および充填剤含量を有する配合物にお
いて特に重要である。このような配合物は、通例>40%の含量体積濃度(Pi
gmentvolumenkonzentration)PVKにより特性表示
されている。顔料体積濃度は、通例水性結合剤重合体分散液の固体無機成分およ
び重合体粒子の全体積により割った、固体無機成分(顔料+充填剤)の全体積か
らなる商として定義される;Ullmanns Enzyklopaedie
der technischen Chemie、第4版、15巻、668ペー
ジ参照。
【0005】 塗料は、殊に屋外での使用の場合には日光、水分および温度変動のような環境
の影響に対して安定であるべきである。さらに、塗料は異なる支持体に対して良
好に付着しなければならず、これは同様に選択された結合剤ポリマーに依存する
【0006】 結合剤ポリマーに依存する他の性質は、塗装の耐ブロッキング性である。
【0007】 EP−A184091号は、低い塗膜形成温度を有しおよび高い耐ブロッキン
グ性を有する塗膜を形成する水性重合体分散液を基礎とする塗料を記載する。こ
こに開示された重合体分散液は、架橋作用モノマーを重合導入して含有していて
もよい。記載の塗料は無機物質および顔料を少量含有するにすぎない。
【0008】 EP−A327006号およびEP−A327376号は、シロキサン基を含
有するモノマーを重合導入して含有する水性重合体分散液を記載する。しかし、
このようなモノマーは高価であり、従って既に少量で結合剤の製造費用を可成り
高める。さらに、シロキサン基の加水分解により貯蔵の際に結合剤の性質が変化
することを考慮しなければならない。
【0009】 US−4219454号は、湿り状態における塗装の付着力を改善するために
尿素基含有モノマーを重合導入して含有する水性重合体分散液を基礎とする塗料
用結合剤を記載する。しかし、ここに記載された塗料は少量の顔料含量を有する
にすぎない。塗料の湿式磨耗抵抗の問題は、そこに記載された重合体によっては
不十分にしか解決されない。
【0010】 GB1189560号からは、無機顔料の分散性を改善するために低分子のア
ルキルホスフェートまたはアルキルホスホネートが添加されるラテックスペイン
ト(=エマルションペイント)が公知である。
【0011】 EP−A625541号ならびにWO93/11181号からは、結合剤とし
て、その重合体がリン酸基を有する水性重合体分散液を含有する、二酸化チタン
含有配合物が公知である。リン酸基は、顔料粒子の表面に対するラテックス粒子
の改善された吸着を生じる。しかし、そこに開示された配合物の貯蔵性は、その
粘度が時間の経過するうちに増加するので、所望には程遠い。
【0012】 US4110285号は、高光沢エマルションペイント用結合剤としてリン酸
基含有重合体を提案する。ここでも貯蔵安定性の問題がある。
【0013】 技術水準の結合剤は、塗料に課せられる要求を部分的にしか満足することがで
きない。従って、本発明の課題は高い顔料結合力、つまり高い湿式磨耗抵抗、種
々の支持体に対する高い湿式付着および良好な耐ブロッキング性を有する顔料含
有配合物を提供することである。これらの性質は、より高い顔料体積濃度、つま
りPVK>40%の場合でも保持されていなければならない。また、配合物は貯
蔵安定であるべきである、つまりその粘度が長期の貯蔵においても全く増加しな
いかまたは僅かしか増加してはならない。
【0014】 この課題は意外にも、配合物に対して、その重合体がホスホン酸基で変性され
ている水性重合体分散液を基礎とする結合剤を使用する場合に解決することがで
きた。
【0015】 従って、本発明は i)結合剤としてホスホン酸基を有する少なくとも1種の重合体P、 ii)少なくとも1種の無機顔料、 iii)場合により1種以上の無機充填剤および iv)通常の助剤 を含有する支持体をコーティングするための配合物に関する。
【0016】 本発明による配合物中に使用すべきホスホン酸基含有重合体Pは、原則的に種
々の手段で得られる。第一に、ホスホン酸基をポリマー類似反応により普通のポ
リマー中に形成することができる。これはたんに、ポリマーがポリマー類似反応
を行い得る反応性官能基を有することを前提とする。たとえば、ポリマーの反応
性官能基をポリマー類似反応に従って、それ自体ポリマーにおける反応性基に対
し相補的である反応性官能基を有するホスホン酸基含有化合物と反応させるよう
に行うことができる。こうして、たとえばグリシジル基を有するポリマーと、付
加的にアミノ基を有するホスホン酸基含有化合物との反応およびその逆が提供さ
れる。ホスホン酸基の反応は、たとえばメドリツアー反応(Moedritze
r等、J.Org.Chem.31巻、1966年、1603ページ)に従って、 ホルムアルデヒドの存在でアミノ基含有ポリマーと亜リン酸との反応により行う
ことができる。
【0017】 ホスホン酸基含有ポリマーPの製造ならびに後で初めてポリマー類似反応によ
りホスホン酸基含有ポリマーPに変える適当なプレポリマーの製造は、原則的に
塊状重合、溶液重合、沈殿重合、懸濁重合または乳化重合のようなエチレン性不
飽和モノマーに対するすべての公知重合法によって行うことができる。好ましく
は、製造は乳化重合により行われる。乳化重合は殊に、ホスホン酸基が適当なホ
スホン酸基含有モノマーを重合導入することにより重合体P中へ導入する場合に
適当である。
【0018】 通例、重合体Pは水性分散液の形で本発明による顔料含有配合物中に使用され
る。結局この理由から、ポリマーPの製造にはラジカル水性乳化重合が推奨され
る。他の手段で得られる重合体Pは、技術水準から公知の適当な手段により水性
分散液に変えることができる(いわゆる二次分散液)。
【0019】 とくに、本発明による配合物中で使用される水性重合体分散液は、エチレン性
不飽和モノマーのラジカル水性乳化重合によって得られ、その際少なくとも1種
のモノマーaおよびそれとは異なる、一般式I
【0020】
【化2】
【0021】 [式中 R1は水素、C1〜C4アルキル、COOH、−CO2−Alk−OHまたは−CO 2 −Alk−P(O)(OH)2を表しおよび R2は水素、アルキル、−CH2−CO2−Alk−OHまたはCH2−CO2−A lk−P(O)(OH)2(ここでAlkはC1〜C4アルキレンを意味する)を 表し、 Xは単結合、アルキレン、アリーレン、−R3−Z−O−R4−または−R3−Z −NH−R4−(ここでR3は二重結合の炭素原子に結合していて、単結合、アル
キレンまたはアリーレンを表し、R4はアルキレンまたはアリーレンを意味しお よびZはCOまたはSO2を表す)を意味する]の少なくとも1種のモノマーb またはその塩を互いに反応させる。
【0022】 以下に、アルキルはとくに線状または枝分れC1〜C12アルキル基、殊にC1
8アルキル基、たとえばメチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、1− ブチル、2−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、1−ペンチル、2−ペンチル、
3−ペンチル、1−ヘキシルまたは2−エチルヘキシルを表す。シクロアルキル
は、とくにシクロペンチルまたはシクロヘキシルを表す。アリールは、とくにフ
ェニルまたはナフチルを表し、これらは場合により、C1〜C4アルキル、殊にメ
チルまたはエチル、C1〜C4アルコキシ、たとえばメトキシまたはエトキシ、場
合によりエトキシル化されていてもよいヒドロキシ、またはハロゲンから互いに
独立に選択された1〜4個の置換基を有することもできる。アルキレンは2価の
アルキル基、とくにC1〜C12アルキル基、たとえばメチレン、1,1−エチレ ンまたは1,2−エチレン、1,1−プロピレン、1,2−プロピレン、1,3
−プロピレン、2,2−プロピレン、1,4−ブチレン、2−メチル−1,2−
プロピレン、1,6−ヘキシレンおよび1,8−オクチレンを表す。アリーレン
は、2価のアリール基、とくに1,2−フェニレンまたは1,4−フェニレンを
表す。アラルキルは、アルキレン基を介してその都度中心に結合しているアリー
ル基を表す。オキシアルキレンは、酸素原子を介してポリマーに結合しているア
ルキレン単位を表し、相応にポリオキシアルキレンは、その都度酸素原子によっ
て互いに結合しているアルキレン単位を表す。
【0023】 好ましくは、一般式I中のR1は水素を表す。R2は好ましくは水素またはメチ
ルを表す。Xは好ましくは単結合、C1〜C4アルキレン、殊にメチレン、または
アリーレン、殊に1,2−フェニレン、1,3−フェニレンまたは1,4−フェ
ニレンを表す。好ましくは、Xは基−R3−Z−NH−R4−(ここでR3は単結 合であり、Zはカルボニル官能基を表す)をも表す。この場合R4は好ましくは C1〜C4アルキレン、殊に1,2−エチレンおよび2−メチル−1,2−プロピ
レンを表す。一般式Iの適当なホスホン酸基含有モノマーの例は、ビニルホスホ
ン酸、アリルホスホン酸、α−ホスホノスチレン、2−アクリルアミド−2−メ
チルプロパンホスホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンホスホン
酸およびその塩、たとえばそのアルカリ金属塩を包含する。
【0024】 とくに好ましいモノマーbは、ビニルホスホネートおよびアリルホスホネート
ないしはその塩、殊にそのナトリウム塩である。ホスホン酸基含有モノマーbは
、とくに全モノマー量の0.1〜10質量%、殊に0.2〜5質量%およびとくに
好ましくは0.5〜3質量%である。
【0025】 適当なモノマーaは、スチレン、α−メチルスチレン、オルト−クロロスチレ
ンまたはビニルトルエン、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブ
チレート、ビニルバレレート、ビニルヘキサノエート、ビニル−2−エチルヘキ
サノエート、ビニル−デカノエート、ビニルラウレート、ビニルステアレートの
ようなC1〜C18モノカルボン酸、とくにC1〜C12モノカルボン酸のビニルエス
テルのようなビニル芳香族モノマーおよびビニルフェルサテート(R)(Sell のVersatic(R)X酸として市場に存在する、6〜11個のC原子を有す る枝分れ脂肪族カルボン酸のビニルエステル)から選択されている。さらに、α
,β−エチレン性不飽和C3〜C8モノカルボン酸またはC4〜C8ジカルボン酸の
、とくにC1〜C12アルカノールおよび殊にC1〜C8アルカノールまたはC5〜C 8 シクロアルカノールとのエステルが問題になる。適当なC1〜C12アルカノール
は、たとえばメタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、
1−ブタノール、2−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n
−ヘキサノールおよび2−エチルヘキサノールである。適当なシクロアルカノー
ルは、たとえばシクロペンタノールまたはシクロヘキサノールである。殊に、ア
クリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸
またはフマル酸のエステルが適当である。とくに、(メタ)アクリル酸メチルエ
ステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル
エステル、(メタ)アクリル酸イソブチルエステル、(メタ)アクリル酸−1−
ヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシルエステル、マレイ
ン酸ジメチルエステルまたはマレイン酸ジ−n−ブチルエステルが重要である。
さらに、アクリルニトリルまたはメタクリルニトリルのようなα,β−モノエチ
レン性不飽和C3〜C8カルボン酸のニトリルも考慮される。さらに、1,3−ブ
タジエン、イソプレンまたはクロロプレンのようなC4〜C8共役ジエンもモノマ
ーaとして使用することができる。記述されたモノマーは、使用されるモノマー
の全重量に対してとくに80〜99.9質量%、殊に90〜99.9質量%および
とくに95〜99.7質量%である。とくに、モノマーaは少なくとも2つの互 いに異なるモノマーa1およびa2を包含する。好ましいモノマーa1、a2は
、アクリル酸およびメタクリル酸のC1〜C12アルキルエステル、ビニル芳香族 モノマー、殊にスチレンおよびαースチレンおよび脂肪族C1〜C12カルボン酸 のビニルエステル、とくにビニルアセテートおよびビニルプロピオネートであり
、これらは場合により塩化ビニルおよび/またはエチレン、ビニルフェルサテー
トまたはC1〜C8アルキルアクリレートと組合せてモノマーaとして使用される
【0026】 結合剤重合体Pはとくに、本発明による配合物の湿式付着( Nasshaf tung)を改善するモノマーcを重合導入して含有する。これには、尿素基を
有するエチレン性不飽和化合物(モノマーc)、たとえばN−ビニル尿素および
N−アリル尿素およびイミダゾリジン−2−オンの誘導体、たとえばN−ビニル
イミダゾリジン−2−オンおよびN−アリルイミダゾリジン−2−オン、N−ビ
ニルオキシエチルイミダゾリジン−2−オン、N−(2−(メタ)アクリルアミ
ドエチル)イミダゾリジン−2−オン、N−(2−(メタ)アクリルオキシエチ
ル)イミダゾリジン−2−オン、N−[2−(メタ)アクリルオキシアセトアミ
ド)エチル]イミダゾリジンー2−オン等が数えられる。モノマーcは、全モノ
マー量に対して、とくに0.1〜10質量%、殊に0.5〜5質量%の量で使用さ
れる。
【0027】 さらに、重合体Pは、そのホモ重合体が増加した水溶性または水膨潤性を有す
るモノマーdも重合導入した形で含有しうる。これらのモノマーは、全モノマー
量に対して、とくに<5質量%、とくに<2質量%の量で一緒に重合導入される
。このようなモノマーは、重合体分散液の安定性を改善する。これには就中、3
〜10個のC原子を有するα,β−モノエチレン性不飽和モノカルボン酸および
ジカルボン酸ならびにエチレン性不飽和スルホン酸およびその水溶性塩のような
酸基を含有するモノマー(モノマーd1)が数えられる。酸基を有するモノマー
d1の例は、上述したエチレン性不飽和カルボン酸またはジカルボン酸、殊にア
クリル酸およびメタクリル酸、さらにビニルスルホン酸およびアリルスルホン酸
、(メタ)アクリルアミドエタンスルホン酸、メタクリルアミド−2−メチル−
プロパンスルホン酸およびスルホン酸のアルカリ金属塩、殊にそのナトリウム塩
である。しかしここで、結合剤重合体中の酸基の高含量は塗装の耐水性を低下す
ることに注意すべきである。好ましくは、重合体Pは本発明によるホスホン酸基
含有モノマーbの他に、酸基を有する他のモノマーを含有しない。モノマーdは
、中性ないしは非イオン性の変性モノマーd2、たとえばアクリルアミド、メタ
クリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミ
ド、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド、2−ヒドロキシエチルメタクリルア
ミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒド
ロキシプロピルアクリレートおよびヒドロキシプロピルメタクリレートのような
、記述したカルボン酸のアミド、N−アルキロールアミドまたはヒドロキシアル
キルエステルをも包含する。
【0028】 さらに、重合体Pの製造の際に二官能性モノマーeを使用することができる。
これらモノマーは、望ましい限り、全モノマーに対して、通例0.1〜5質量% 、殊に1質量%までの二次的量で一緒に重合導入される。これはとくに、2個の
非共役のエチレン性不飽和結合を有するモノマー、たとえばα,β−モノエチレ
ン性不飽和C3〜C8カルボン酸との二価アルコールのジエステル、たとえばグリ
コールビスアクリレートまたはα,β−不飽和カルボン酸のアルコールとのエス
テル、たとえばビシクロデセニル(メタ)アクリレートである。好ましい重合体
Pは、モノマーeを重合導入して含有しない。
【0029】 結合剤重合体はもちろん、顔料結合力を公知のように改善するモノマーも含有
することができる。ここではたとえば、ビニルトリアルコキシシラン、たとえば
ビニルトリメトキシシラン、アルキルビニルジアルコキシシランまたは(メタ)
アクリルオキシアルキルトリアルコキシシラン、たとえば(メタ)アクリルオキ
シエチルトリメトキシシラン、(メト)アクリルオキシプロピルトリメトキシシ
ランのようなシロキサン基含有モノマーが挙げられる。記述したモノマーは、全
モノマー量に対して、1質量%まで、とくに0.05〜0.5質量%の量で使用す
ることができる。
【0030】 さらに、本発明による配合物の性質は結合剤重合体Pのガラス転移温度(DS
C、中点値温度、ASTM D3418−82)に依存する。これが低すぎると
、塗装は僅かな強度を有するにすぎず、機械的負荷に際し裂ける。これが高すぎ
ると、重合体はもはや塗装を形成しない。結果として、塗装は減少した湿式磨耗
抵抗を有する。従って、問題となる結合剤重合体Pのガラス転移温度は、通例8
0℃以下、とくに好ましくは40℃以下である。しかし一般に、該温度は−60
℃以上、とくに−10℃以上および殊に0℃以上である。この場合、分散した重
合体のガラス転移温度Tgを評価するのが有用であることが判明する。フォック ス(Fox)(T.G.Fox、Bull.Am.Phys.Soc.(Ser、II
)1巻、123ページ[1956年]およびUllmanns Enzyklo
paedie der technischen Chemie、ワインハイム
(1980年)、17、18ページ)によれば、高いモル質量の共重合体のガラ
ス転移温度については、良好な近似で
【0031】
【数1】
【0032】 が適用され、その際X1、X2、・・・・、Xnはモノマー1、2、・・・・、n の質量分数を意味し、Tg 1、Tg 2、・・・・、Tg nはその都度モノマー1、2、
・・・・、nからのみ構成されたポリマーのガラス転移温度゜kを意味する。こ
れらの温度は、たとえばUllmann′s Encyclopedia of
Industrial Chemistry、VCH、ワインハイム、A21
巻(1992年)169ページまたはブランドラップ(J.Brandrup) 、インメルグート(E.H.Immergut)、Polymer Handbo
ok 第3版、J.Willey、ニューヨーク 1989年から公知である。
【0033】 上述したことから、重合体のガラス転移温度は所望の範囲内のガラス転移温度
を有する適当な主モノマーaの選択によりならびに高いガラス転移温度を有する
少なくとも1種のモノマーa1および低いガラス転移温度を有する少なくとも1
種のモノマーa2の組合せにより調節することができ、その際後者の手段が好ま
しい。
【0034】 本発明の好ましい1実施形においては、ポリマーPを構成するモノマーaは、
そのホモ重合体が非常に高い(無限の)モル質量の極限の場合に>30℃のガラ
ス転移温度Tgを有する少なくとも1種のモノマーa1、およびそのホモ重合体 が<20℃のガラス転移温度Tgを有する少なくとも1種のモノマーa2を包含 する。この目的のために適当なモノマーa1は、たとえばスチレン、α−メチル
スチレン、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタク
リレートおよびイソ−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イ
ソ−ブチルメタクリレートおよびtert−ブチルメタクリレート、tert−
ブチルアクリレートおよびビニルアクリレート、さらにアクリルニトリルおよび
メタクリルニトリルであり、その際両ニトリルはとくにモノマーa1の30質量
%より多くない。この目的のために適当なモノマーa2は、たとえばC1〜C12 アルキルアクリレート、ブタジエン、ビニルフェルザテート、殊にエチルアクリ
レート、n−ブチルアクリレートおよび2−エチルヘキシルアクリレートである
。スチレンおよび/またはメチルメタクリレートならびにn−ブチルアクリレー
トおよび場合により2−エチルヘキシルアクリレートを包含するモノマーの組合
せa1/a2がとくに好ましい。
【0035】 本発明のとくに好ましい実施形においては、結合剤重合体Pは: i) モノマーa1、殊にスチレンおよび/またはメチルメタクリレート 20〜80質量%、とくに35〜70質量%、 ii) モノマーa2、殊にn−ブチルアクリレートおよび/またはエチルヘキ
シルアクリレート 20〜80質量%、とくに30〜65質量%、 iii) 少なくとも1種のモノマーb、殊にビニルホスホネート、アリルホス
ホネートおよび/または2−メチルアクリルアミド−2−メチルプロパンホスホ
ン酸またはそのナトリウム塩 0.2〜5質量%、とくに0.5〜3質量%、 iv) 少なくとも1個の尿素基を有するモノマーc、殊にイミダゾリジン−2
−オンのエチレン性不飽和誘導体 0.5〜5質量%、とくに1〜3質量% から構成されていて、その際モノマーa1、a2、bおよびcの重量部は合計1
00質量%である。
【0036】 さらに、結合剤重合体分散液中の重合体粒子は50〜1000nmの範囲内の
重量平均重合体粒径(超遠心機または光子相関分光分析法により測定;超遠心機
を用いる粒度決定に関してはたとえばメヒトル(W.Maechtle)、Ma kromolekulare Chemie、1984年、185巻、1025
〜1039ページ、メヒトル(W.Maechtle)、Angew.Makro
mokekulare Chemie、1988年、162巻、35〜42ペー
ジ参照)を有する場合に有利であることが判明した。たとえば結合剤分散液の全
重量に対して>50質量%の高い固体含量を有する結合剤分散液の場合、分散液
中の重合体粒子の重量平均粒径が≧250nmであるのが粘度の理由から有利で
ある。平均粒径は、通例1000nm、とくに600nmを上回らない。
【0037】 本発明により使用される水性重合体分散液の製造は、とくに少なくとも1種の
ラジカル重合開始剤および場合により界面活性剤の存在における記述したモノマ
ーのラジカル水性乳化重合により行われる。
【0038】 ラジカル重合開始剤としては、ラジカル水性乳化重合を開始できるすべての開
始剤が考慮される。これは、過酸化物、たとえばペルオキソ二硫酸アルカリ金属
塩ならびにアゾ化合物であってもよい。重合開始剤としては屡々、少なくとも1
種の有機還元剤および少なくとも1種の過酸化物および/またはヒドロペルオキ
シドから構成されているいわゆるレドックス開始剤、たとえばtert−ブチル
ヒドロペルオキシドと硫黄化合物、たとえばヒドロキシメタンスルフィン酸のナ
トリウム塩、二亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウムまたはアセトンビススル
フィットまたは過酸化水素とアスコルビン酸も使用される。また、重合媒体中に
可溶の、金属成分が幾つかの原子価段階で出現しうる金属化合物を少量含有する
組合せ系、たとえばアスコルビン酸/硫酸鉄(II)/過酸化水素も使用され、
その際アスコルビン酸の代わりに屡々ヒドロキシメタンスルフィン酸のナトリウ
ム塩、アセトンビススルフィット、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムま
たは二亜硫酸ナトリウムが使用され、過酸化水素の代わりにtert−ブチルヒ
ドロペルオキシドまたはペルオキソ二硫酸アルカリ塩および/またはペルオキソ
二硫酸アンモニウムのような有機過酸化物が使用される。同様に好ましい開始剤
は、ペルオキソ二硫酸ナトリウムのようなペルオキソ二硫酸塩である。とくに、
使用されるラジカル開始剤系の量は、重合すべきモノマーの全量に対して、0. 1〜2質量%である。
【0039】 乳化重合の実施のために適当な界面活性物質は、通常この目的に使用される保
護コロイドおよび乳化剤である。界面活性物質は、通常重合すべきモノマーに対
して、10質量%まで、とくに0.5〜5質量%および殊に1.0〜4質量%の量
で使用される。
【0040】 適当な保護コロイドは、たとえばポリビニルアルコール、デンプン誘導体およ
びセルロース誘導体またはビニルピロリドン含有共重合体である。他の適当な保
護コロイドの詳細な記載は、Houben−weyl、Methoden de
r organischen chemie、XIV/1巻、Makromol
ekulare Stoffe、Georg−Thieme出版、シュトットガ
ルト1961年、411〜420ページに存在する。乳化剤および/または保護
コロイドからなる混合物も使用することができる。とくに、界面活性物質として
は専ら、その相対分子量が保護コロイドとは異なり通常2000以下である乳化
剤が使用される。乳化剤は、アニオン、カチオンならびに非イオン性であっても
よい。アニオン乳化剤には、アルキルスルフェート(アルキル基:C8〜C12) 、エトキシル化アルカノール(EO単位:2〜50、アルキル基:C12〜C18
およびエトキシル化アルキルフェノール(EO単位:3〜50、アルキル基:C 4 〜C9)の硫酸半エステル、アルキルスルホン酸(アルキル基:C12〜C18)お
よびアルキルアリールスルホン酸(アルキル基:C9〜C18)のアルカリ塩およ びアンモニウム塩が数えられる。他の適当な乳化剤は、Houben−weyl
、Methoden der organischen chemie、XIV
/1巻、Makromolekulare Stoffe、Georg−Thi
eme出版、シュトットガルト、1961年、192〜208ページに見出され
る。
【0041】 無機界面活性物質には、一般式II
【0042】
【化3】
【0043】 [式中R1およびR2は水素またはC4〜C24アルキルを意味しおよび同時に水素 ではなく、XおよびYはアルカリ金属イオンおよび/またはアンモニウムイオン
であってもよい]の化合物も数えられる。式II中、R1およびR2は、好ましく
は6〜18個のC原子を有する線状または枝分れアルキル基または水素、殊に6
個、12個および16個のC原子を有するアルキル基を意味し、その際R1およ びR2は双方同時に水素ではない。XおよびYは、好ましくはナトリウム、カリ ウムまたはアンモニウムであり、その際ナトリウムがとくに好ましい。化合物I
I(XおよびYはナトリウムであり、R1は12個のC原子を有する枝分れアル キル基であり、R2は水素であるかまたはR1に等しい)がとくに有利である。屡
々、モノアルキル化生成物50〜90質量%の分量を有する工業的混合物、たと
えばダウファクス(Dowfax(R)2A1)(Dow Chemical C ompanyの商標)が使用される。化合物IIは、たとえばUS−a4269
749号から一般に公知であり、市場で入手できる。
【0044】 記述した無機乳化剤のほかに、非イオン乳化剤を使用することもできる。適当
な非イオン乳化剤は、芳香脂肪族または脂肪族非イオン乳化剤、たとえばエトキ
シル化モノアルキルフェノール、ジアルキルフェノールおよびトリアルキルフェ
ノール(EO単位:3〜50、アルキル基:C4〜C9)、エトキシレート長鎖ア
ルコール(EO単位:3〜50、アルキル基:C8〜C36)、ならびにポリエチ レンオキシド/ポリプロピレンオキシドのブロックコポリマーである。エトキシ
レート長鎖アルカノール(アルキル基:C10〜C22、平均エトキシル化度:3〜
50)が好ましく、そのうち天然産アルコールまたは線状または枝分れC12〜C 18 アルキル基および8〜50のエトキシル化度を有するオキソアルコールを基礎
とするものがとくに好ましい。好ましくは、アニオン乳化剤または少なくとも1
種のアニオン乳化剤および非イオン乳化剤からなる組合せが使用される。
【0045】 重合体の分子量は、少量、通例重合すべきモノマーに対して、2質量%までの
1種以上の分子量調節物質、たとえば有機チオ化合物、シラン、アリルアルコー
ルまたはアルデヒドの添加により調節することができる。
【0046】 乳化重合は、連続的ならびにバッチ式に、とくに半連続的方法により行うこと
ができる。その際、重合すべきモノマーは段階式または勾配式の方法を含め連続
的に重合バッチに供給することができる。
【0047】 種なし製造方法(saatfreien Herstellungsweis
e)のほかに、定義されたポリマー粒度の調節のために、乳化重合を種ラテック
ス法(Saatlatex−verfahren)によるかまたは現場で製造さ
れた種ラテックスの存在で行うことができる。このための方法は公知であり、技
術水準から推定することができる(EP−B40419号、EP−A61492
2号およびそこに引用された文献ならびに‘Encyclopedia of
polymer Science and Technology’、5巻、J
ohn Wiley&Sons Inc.、ニューヨーク1966年、847ペ ージ参照)。
【0048】 とくに、重合は0.01〜3質量%、殊に0.05〜1.5質量%の種ラテック ス(種ラテックスの固体含量、全モノマー量に対して)の存在において、とくに
装入された種ラテックス(Vorlagensaat)を用いて実施される。ラ
テックスは、通例10〜100nm、殊に20〜50nmの重量平均粒度を有す
る。その構成モノマーは、たとえばスチレン、メチルメタクリレート、n−ブチ
ルアクリレートおよびその混合物であり、その際種ラテックスは二次的程度にモ
ノマーdを、種ラテックス中の重合体粒子の全重量に対して、とくに10質量%
以下重合導入して含有することもできる。
【0049】 重合圧力および重合温度は、あまり重要でない。一般に、室温および120℃
の間の温度、とくに40〜95℃の温度およびとくに好ましくは50℃および9
0℃の間の温度で作業される。
【0050】 本来の重合反応に引き続いて、場合により本発明による水性重合体分散液から
、残留モノマーおよび他の有機揮発性成分のような臭気物質を十分に除去するこ
とが必要である。これは、自体公知の方法で物理的に蒸留除去による(殊に水蒸
気蒸留により)かまたは不活性ガスを用いるストリッピングにより達成すること
ができる。さらに、残留モノマーの低下は、化学的にたとえばDE−A4435
423号、DE−A4419518号ならびにDE−A4435422号に詳述
されているように、殊にレドックス開始剤系の作用下にラジカル後重合により行
うことができる。好ましくは、後重合は少なくとも1種の有機過酸化物および有
機スルフィットからなるレドックス開始剤系を用いて実施される。
【0051】 乳化重合の方法で、原則的に約80質量%までの固体含量(ポリマー含量、分
散液の全重量に対して)を有する分散液が得られる。実際的な考慮から、通例本
発明による配合物には40〜70質量%の範囲内の固体含量を有する重合体分散
液が好まれる。>50質量%のポリマー含量を有する分散液がとくに好まれる。
もちろん、原則的には本発明による配合物にはより少ない固体含量を有する分散
液も使用できる。
【0052】 本発明により、ホスホン酸基を含有する重合体Pは、その水性重合体分散液の
形で、支持体をコーティングするために使用されるかかる顔料含有配合物中で結
合剤として使用される。かかる配合物は、たとえばプラスチック分散液プラスタ
ー、タイル接着剤、塗料、殊に多孔性建築部品用シーラントまたは封止剤と解さ
れる。
【0053】 本発明の好ましい1実施形は、エマルションペイントの形の配合物に関する。
【0054】 本発明による配合物、とくにエマルションペイントは、通例不揮発性成分30
〜75質量%、とくに40〜65質量%を含有する。これは、水を除く配合物の
すべての成分、少なくとも結合剤、充填剤、顔料、難揮発性溶剤、たとえば可塑
剤およびポリマー助剤の全量と解される。各成分の占める量は i 固体結合剤成分(=重合体P)5〜90質量%、とくに10〜60質量%、
ii 少なくとも1種の無機顔料 5〜85質量%、とくに10〜60質量%、
iii 無機充填剤 0〜85質量%、とくに20〜70質量%および iv 通常の助剤 0.1〜40質量%、とくに0.5〜15質量% である。
【0055】 配合物のPVKは、通例10%以上、たとえば15〜75%である。本発明の
好ましい1実施形においては、これは15〜25%の範囲内にある。本発明の他
の好ましい実施形においては、PVKは>40%〜60質量%の範囲内、たとえ
ば約45重量である。本発明の別の好ましい実施形においては、PVKは>60
%、とくに>70%であり、85%までであってもよい。
【0056】 本発明による配合物、殊にエマルションペイントに対する典型的顔料は、たと
えばとくにルチル形の二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、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)である。し
かし、配合物は有色顔料、たとえば酸化鉄、カーボンブラック、黒鉛、発光顔料
、亜鉛黄、亜鉛緑、ウルトラマリン、マンガン黒、アンチモン黒、マンガン紫、
パリス青またはシュワインフルト緑も含有しうる。無機顔料の他に、本発明によ
る配合物は有機有色顔料、たとえばセピア、ガンボージ、キャッセルブラウン、
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
ラキノイドおよびインジゴ染料ならびにジオキサジン、キナクリドン顔料、フタ
ロシアニン顔料、イソインドリノン顔料および金属錯体顔料も含有しうる。
【0057】 適当な充填剤は、原則的に長石のようなアルミノケイ酸塩、カオリン、タルク
のようなケイ酸塩、雲母、マグネサイト、方解石または白亜の形の炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、ドロマイトのような炭酸アルカリ土類金属塩、硫酸カル
シウムのような硫酸アルカリ土類金属塩、二酸化ケイ素等を包含する。充填剤波
単独成分として使用することができる。しかし、実地においては充填剤混合物、
たとえば炭酸カルシウム/カオリン、炭酸カルシウム/タルクが実証されている
。分散プラスターは、砂または砂岩細粒のような比較的粗大な骨材も含有しうる
。エマルションペイント中には、もちろん微細な充填剤が好まれる。
【0058】 隠蔽力を高めるためおよび白色顔料の節約のために、好ましいエマルションペ
イント中に屡々微細な充填剤、たとえば微細な炭酸カルシウムまたは異なる粒度
を有する種々の炭酸カルシウムの混合物が使用される。色調および色の深みを調
節するために、とくに有色顔料および充填剤からなる混和物が使用される。
【0059】 通常の助剤ivには、ポリリン酸ナトリウムまたはポリリン酸カリウム、ポリ
アクリル酸のアルカリ金属塩、ポリマレイン酸のアルカリ金属塩、1−ヒドロキ
シエタン−1,1−ジホスホン酸ナトリウムのようなポリホスホン酸塩ならびに
ナフタリンスルホン酸塩、殊にそのナトリウム塩のような湿潤剤なたは分散剤が
数えられる。分散剤ないしは湿潤剤は、通例エマルションペイントの全重量に対
して、0.1〜0.6質量%の量で使用される。
【0060】 さらに、助剤ivは場合により増粘剤、たとえばメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースのようなセルロース誘導
体、さらにカゼイン、アラビアゴム、トラガカントゴム、デンプン、アルギン酸
ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナ
トリウム、アクリル酸/アクリルアミド共重合体およびメタクリル酸/アクリル
エステル共重合体のようなアクリル酸およびメタクリル酸を基礎とする水溶性コ
ポリマーおよびいわゆる会合性増粘剤、たとえばスチレン−無水マレイン酸の重
合体またはとくに、たとえばチエン(N.Chen)等によりJ.Coating
s Techn.69巻、867号、1997年、73ページにおよびヘスター (R.D.Hester)等によりJ.Coatings Technology 、69巻、864号、1997年、109ページに記載されているような疎水性
に変性されたポリエーテルウレタンを包含する。これにより、その開示は全範囲
が参照される。
【0061】 疎水性に変性されたポリエーテルウレタンの例は、一般式III
【0062】
【化4】
【0063】 [式中Rfは疎水性基、とくに10〜20個の炭素原子を有する線状または枝分 れアルキル基を表し、Etは1,2−エチレンを表し、SpはC2〜C10アルキレ
ン、シクロアルキレンまたはアリーレンを表し、kは50〜1000の範囲内の
数を表し、lは1〜10の範囲内の数を表し、その際とくに積k×lは300〜
1000の範囲内にある]のポリマーである。
【0064】 無機増粘剤、たとえばベントナイトまたはヘクトライトも使用することができ
る。増粘剤は、一般に水性配合物の全重量に対して、0.1〜3質量%、とくに 0.1〜1質量%の量で使用される。さらに、助剤ivは通例泡消し剤、防腐剤 または疎水性化剤、殺生物剤、繊維または他の成分を包含する。
【0065】 また、塗料は結合剤重合体の塗膜形成性質を調節するために、いわゆる塗膜形
成強化剤(filmbildekonsolidierungsmittel)
(可塑剤)、たとえばエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレング
リコール、ヘキシレングリコール、グリコールおよびポリグリコールのアルキル
エーテルおよびアルキルエーテルエステル、たとえばジエチレングリコールモノ
エチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチ
レングリコールモノブチルエーテル、ヘキシレングリコールジアセテート、プロ
ピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエー
テル、プロピレングリコールモノブチルエーテルおよびプロピレングリコールモ
ノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、じプロピレ
ングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−n−
ブチルエーテル、、および上記のモノアルキルエーテルのアセテート、たとえば
ブトキシブチルアセテート、さらに脂肪族モノカルボン酸およびジカルボン酸の
アルキルエステル、たとえばEastmanのテキサノール(Texanol(R ) 、またはコハク酸、グルタル酸およびアジピン酸のジブチルエステルの混合物 、さらに芳香族成分を有するかまたは有しない炭化水素ないしはその混合物、た
とえば沸点範囲140〜210℃のテストベンジンを含有しうる。塗膜形成助剤
は、通常配合物中に含有されている重合体Pに対して、0.1〜20質量%の量 で使用され、従って配合物は<50℃、とくに0〜10℃の範囲内の最低塗膜形
成温度を有する。
【0066】 さらに、本発明により使用される配合物は架橋添加物も含有しうる。このよう
な添加物は:芳香族ケトン、たとえば場合によりフェニル環に1個以上の置換基
を有するアルキルフェニルケトン、または光開始剤としてはベンゾフェノンおよ
び置換ベンゾフェノンであってもよい。この目的のために適当な光開始剤は、た
とえばDE−A3827975号およびEP−A417568号から公知である
。適当な架橋作用化合物は、少なくとも2個のアミノ基を有する水溶性化合物、
たとえばコポリマーPがカルボニル基を含有するモノマーを重合導入して含有す
る場合、DE−A3901073号による脂肪族ジカルボン酸のジヒドラジドも
存在する。
【0067】 本発明による配合物は、多数の支持体のコーティングのために使用することの
できる安定な流体系である。それに応じて、本発明は支持体をコーティングする
方法にも関する。適当な支持体は、たとえば木材、コンクリート、金属、ガラス
、セラミック、プラスチック、プラスター、壁紙、塗布、下塗りまたは耐候加工
した支持体である。配合物をコーティングすべき支持体に適用するのは、配合物
の構成に依存する方法で行われる。適用は、配合物の粘度および顔料含量ならび
に支持体に依存して、ロール掛け、刷毛塗り、ナイフ塗布によるかまたは噴霧と
して行うことができる。
【0068】 本発明による配合物を使用して製造された塗装は、高い湿式磨耗抵抗および湿
り状態における良好な付着により優れている。改善された湿式磨耗抵抗、つまり
湿り状態における磨耗影響に対する塗装の改善された機械的安定性は、塗装の耐
候安定度にとり有利であり、塗装が可洗でであることをも惹起する。さらに、塗
装は粘着性でなくおよび高い耐ブロッキング性により優れている。
【0069】 技術水準からの結合剤重合体に比べて結合剤としての重合体Pの有利な性質、
殊に改善された湿式磨耗抵抗は、<40%のPVKを有する顔料含有配合物なら
びに>40%のPVKまたは>60%のPVKを有する配合物において生じる。
配合物が>40%および85%までのPVKを、たとえば約45%のPVKまた
は70〜80%のPVKを有する場合に、本発明による利点はとくに明瞭になる
。それ故、本発明は顔料含有配合物は湿式磨耗抵抗を改善するための重合体Pの
使用にも関する。
【0070】 下記に詳述した例は本発明を明瞭にするが、本発明を制限するものではない。
【0071】 I.重合体分散液(成分A)の製造および特性決定 重合体粒子の平均粒度(z平均)は、Malvern Instrument
s社(英国)のオートサイザー(Autosizers )IIcを用い23℃
で、水中0.01質量%分散液につき、動的光散乱(光子相関分光分析法)によ り確かめた。測定した自動相関関数のキュムラント評価の平均直径(cumul
ant−z−average)が記載される。
【0072】 重合体分散液の最低塗膜形成温度(MFT)の決定は、Ullmanns E
nzyklopaedie der technischen Chemie、
第4版、19巻、VCH ワインハイム 1980年、17ページに倣って行っ
た。測定装置としては、いわゆる塗膜形成バンク(Filmbildebank
)を使用した(金属板に温度勾配が設定されおよび種々の個所における温度検定
のために温度センサーが設置されていて、その際温度勾配は、塗膜バンクの一端
が期待されるMFT以上の温度を有し、他端が期待されるMFT以下の温度を有
するように選択される)。今や、塗膜形成バンクに、重合体分散液を塗布する。
その温度がMFT以上にある塗膜形成バンクの範囲内に、乾燥する際に透明な塗
膜が形成し、これに対して冷たい範囲内には白色の粉末が生じる。金属板の公知
温度分布につき、MFTを視覚により決定する。
【0073】 比較分散液VD1 反応器中へ、脱イオン水234g、ピロリン酸ナトリウム水溶液(5質量%)
38gおよびポリスチレン種ラテックス(粒度約30nm、固体含量約33質量
%)を装入した。窒素雰囲気下に、85℃に加熱した。引き続き、開始剤水溶液
7.24gを添加した。その後、モノマーエマルションを3時間に添加し、残り の開始剤溶液を4時間に添加した。開始剤添加の終了後、この温度を1時間維持
し、次に60℃に冷却した。その後、tert−ブチルヒドロペルオキシドの1
5質量%水溶液6.36gおよびアセトンビススルフィットの13.1質量%水溶
液7.25gを別個の供給路により反応器に加えた。60℃を1時間維持した。 引き続き、室温に冷却し、pH値を10質量%のカセイソーダ溶液で7.4に調 節した。得られた分散液は凝塊不含であり、60.1質量%の固体含量を有して いた。重合体の重量平均粒径は270nmであった。MFTは6℃であった。
【0074】 開始剤溶液: ペルオキソ二硫酸ナトリウム 2.38g 脱イオン水 70.00g モノマーエマルション: 脱イオン水 227.73g 乳化剤溶液1 21.11g 乳化剤溶液2 47.50g メチルメタクリレート 356.25g n−ブチルアクリレート 502.55g メタクリル酸 19.00g メチルメタクリレート中のN−(メタクリルオキシエチル)イミダゾリジン−2
−オンの25質量%溶液 72.20g 乳化剤溶液1: 水中の(ドデシルスルホニルフェノキシ)ベンゼンスルホン酸ナトリウム(Do
w ChemicalsのDowfax(R) 2A1)の45質量%溶液 乳化剤溶液2: 水中のC10〜C16アルキル−エトキシレートの硫酸半エステル混合物(平均EO
度30)のナトリウム塩の30質量%溶液(Henkel KGaAのDisp
onil(R)FES77) 分散液D1 VD1につき記載された方法で、モノマー組成を変えて本発明による分散液D
1を製造した。重合反応に続き、pH値を10質量%カセイソーダ溶液で7.3 の値に調節した。得られた分散液は凝塊不含であり、58.2質量%の固体含量 を有していた。重合体粒子の平均粒径は345nmであった。MFTは5℃であ
った。
【0075】 モノマーエマルション: 水 193.71g 乳化剤溶液1 21.11g 乳化剤溶液2 47.50g メチルメタクリレート 356.25g n−ブチルアクリレート 502.55g ビニルホスホン酸 10.22g メチルメタクリレート中のN−(メタクリルオキシエチル)イミダゾリジン−2
−オンの25質量%溶液 72.20g 分散液D2 分散液D2の製造は、VD1の製造と類似に行った。重合に続き、pH値を1
0重量5のカセイソーダ溶液で9.1に調節した。得られた分散液は凝塊不含で あり、59.9質量%の固体含量を有していた。重合体粒子の平均粒径は267 nmであった。MFTは5℃であった。
【0076】 モノマーエマルション: 脱イオン水 196.27g 乳化剤溶液1 21.11g 乳化剤溶液2 47.50g メチルメタクリレート 356.25g n−ブチルアクリレート 502.55g ビニルホスホン酸 15.32g メチルメタクリレート中のN−(メタクリルオキシエチル)イミダゾリジン−2
−オンの25質量%溶液 72.20g II.本発明による配合物の製造 1.46.9%のPVKを有するエマルションペイント;配合物(I)(例V 1,1および2) 容器中に次の成分を装入した: 水 105.60g 増粘剤1) 2.00g 水5%を有する2−アミノ−2−メチルプロパノール 0.80g 分散剤2) 1.00g ピロリン酸4カリウムの10質量%水溶液 3.40g 商習慣上の殺生物剤3) 1.70g 商習慣上の泡消し剤4) 3.40g プロピレングリコール 10.10g ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル 10.10g 二酸化チタン顔料5) 190.10g 長石6) 181.60g か焼カオリン7) 50.70g 成分を高速分散機中で20分間混合した。引き続き、次の成分を撹拌しながら
添加した: Iからのポリマー分散液(60.1質量%) 266.01g 商習慣上の泡消し剤4) 2.50g 商習慣上の増粘剤8) 11.80g 水 159.00g エマルションペイントの適用技術的性質は、第1表に纏められている。
【0077】 2.72%のPVKを有するrエマルションペイント(組成物II)(例V2, 3および4) 水 253.00g 20質量%の水性KOH 1.00g 商習慣上の増粘剤1) 6.00g 分散剤9) 3.00g ピロリン酸4カリウムの50質量%水溶液 3.00g 防腐剤10) 2.00g 泡消し剤11) 2.00g 二酸化チタン顔料12) 95.00g 炭酸カルシウム、2μm13) 215.00g 炭酸カルシウム、5μm14) 180.00g 石灰/ドロマイト、6μm15) 65.00g を、高速分散機中で互いに混合した。これに、撹拌しながら 泡消し剤11) 2.00g Iからの水性重合体分散液(60.1質量%) 129.00g 水 17.00g を加えた。
【0078】 エマルションペイントの適用技術的性質は、第2表に纏められている。
【0079】 1) 30Pasの粘度(25℃で水中2%溶液として測定)を有するヒドロキ シエチルセルロース;Herculus GmbH(デュッセルドルフ)のナト
ロゾル(Natrosol(R))250HR 2) ポリアクリル酸アンモニウムの30質量%水溶液;BASF AG(ルー トヴィヒスハーフェン)のピグメントフェルタイラー(Pigmentvert
eiler)A 3) Zeneca GmbH(フランクフルト)のプロクセル(Proxel( R) GXL 4) Henkel KGaA(フランクフルト)のフォームマスター(Foa
mmaster(R)5) Kronos(ヒューストン/テキサス)のクロノス(Kronos(R) 2101 6) Unimin Speciality Minerals Inc.(エ ルコ/イリノイ)のミネックス(Minex(R))4、平均粒度7.5μm 7) Burgess pigment Co.(サンダースビル、ジョージア )のイセキャップ(Icecap(R)8) 会合増粘性ポリウレタンの20質量%溶液、Rohm and Haas Deutschland GmbHのアクリゾル(Acrysol)RM 20
9) ポリアクリル酸ナトリウムの45質量%水溶液;BASF AG(ルート
ヴィッヒスハーフェン)のピグメントフェルタイラー(Pigmentvert
eiler)S 10) Schulke & Mayer GmbH(ノルデルシュテット)の パルメトール(Parmetol(R))A26 11) Muenzing−chemie GnbH(ハイルブロン)のアジタ ン(Agitan)255 12) Kronos Titan GmbH(レーフェルクーゼン)のクロノ ス(Kronos(R))2300 13) 方解石、平均粒度 2μm;Omya GmbH(ケルン)のオムヤカ ルブ(Omyacarb) 2GU 14) 方解石、平均粒度 5μm;Omya GmbH(ケルン)のオムヤカ ルブ(Omyacarb) 5GU 15) タルク/ドロマイト、平均粒度 6μm;Luzenac Deuts chland GmbH(ジュッセルドルフ)のナイアチュ(Naiatsch
)SE−ミクロ。
【0080】 III.適用技術的性質の決定 1. 磨耗抵抗 磨耗抵抗の決定は、配合物IにつきASTM D 2486により“ガードナ
ー”の磨耗試験機および標準化研磨媒体(研磨剤タイプSC−2)を用いて行っ
た。
【0081】 配合物Iのエマルションペイントを、箱形ドクターブレード(ギャップ高さ1
75μm、7MIL)を用いルネタ(Leneta)シート上に適用した。引き
続き、シートを気候制御室中で14日間標準気候条件(23℃、相対湿度50%
)下で乾燥した。乾燥層厚さは約50μmであった。
【0082】 各エマルションペイントにつき、3つのシートで磨耗試験を実施した。このた
めに、シートの中央の下に厚さ250μmの金属ストリップを置いた。引き続き
、研磨ペーストを適用し、ナイロンブラシで、金属板が下に存在する個所で塗装
が磨滅するまで擦った。塗装を1個所で完全に磨滅するために必要な往復行程数
を記載する。互いに25%以下変異する2つの数値の平均を記載した。
【0083】 配合物IIのエマルションペイントを、DIN53778に倣って耐磨耗性を
テストした:幅60mmのドクターブレードを用い、約430×80mmのルネ
タシート上に塗膜を適用した。ギャップ高さは、100μmの乾燥層厚さが生じ
るように選択した。塗膜を室温で7日乾燥した。それから、磨耗試験機中でn−
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩の0.25%水溶液を不断に滴加しな がら研磨ブラシを塗膜上に案内した。塗膜が磨滅するまでの往復行程数を、磨耗
抵抗の尺度として使用した。
【0084】 2. 耐ブロッキング性 耐ブロッキング性はASTM D 4946により決定した。このために、I
Iからのエマルションペイントを箱形ドクターブレード(3MIL、ギャップ高
さ75μm)を用いルネタシート上に適用した。引き続き、シートを標準気候条
件下に24時間乾燥した。乾燥した塗装シートを、引き続き3.8×3.8cmの
大きさの正方形に切断した。正方形を塗装した側で積み重ね、2枚のガラス板の
間に挿入した。このガラス板上に2kgの重りを置いた。この配置を50℃で2
4時間保存した。引き続き、シートがどのように互いに分離できるかを調べた。
このために、0〜10の評価目盛りを基礎にした: 0=塗装の75〜100%剥離 1=50〜75%剥離 2=25〜50%剥離 3=5〜25%剥離 4=非常に粘着:0〜5%剥離 5=適度の粘着 6=軽度の粘着 7=軽度ないし非常に軽度の粘着 8=非常に軽度の粘着 9=殆ど粘着なし 10=粘着なし 3.湿式付着 湿式付着は次のように決定した:第一工程において、ルネタシートを箱形ドク
ターブレード(ギャップ高さ180μm)を用い溶剤含有アルキド樹脂ラッカー
(Glasurit EA,BASF deco GmbH(ケルン)の高光沢
ラッカー)で塗布した。シートを耐候試験機中で24時間、引き続き50℃のオ
ーブン中で14日間乾燥した。引き続き、IIからのエマルションペイントをア
プリケータ(ギャップ高さ250μm、10MIL)で、アルキド樹脂を塗布し
たルネタシート上に第二塗装として適用した。こうして得たシートを、標準気候
条件下で3日間乾燥した。各シートから、3つの試験体を切抜いた。各試験体を
レーザーブレードを用い水平にけがきした。引き続き、凍結融解試験を実施した
。このために、試験体を水で濡らし、これを引き続き−20℃のディープフリー
ザー中で16時間保存した。この工程をなお2回繰り返した。引き続き、試験体
を室温に昇温させ、それから改めて10分間水で濡らした。その後、けがき個所
における塗装の付着を、指の爪で引掻くことにより評価した。この場合、0〜5
の評価目盛りを基礎にした。その際0は最適付着を表し、5は付着なし(無傷の
剥離)を表す。数値1〜4は中間値を表す。
【0085】 第1表:PVK46.9%を有する配合物(配合物I)
【0086】
【表1】
【0087】 1) 比較例 2) ビニルホスホネート 3) ASTM D2486による 第2表:PVK46.9%を有する配合物(配合物I)の粘度安定性
【0088】
【表2】
【0089】 1) 低い剪断、クレプス単位(Krebs−Einheiten)で記載、A
STM D−562−81に倣って決定 第3表:PVK72%を有する配合物(配合物II)
【0090】
【表3】
【0091】 1) ビニルホスホネート 2) DIN53778による
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年1月10日(2000.1.10)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【化1】 [式中 R1は水素、C1〜C4アルキル、COOH、−CO2−Alk−OHまたは−CO 2 −Alk−P(O)(OH)2を表しおよび R2は水素、C1〜C4アルキル、−CH2−CO2H、−CH2−CO2−Alk− OHまたはCH2−CO2−Alk−P(O)(OH)2(ここでAlkはC1〜C 4 アルキレンを意味する)を表し、 Xは単結合、アルキレン、アリーレン、−R3−Z−O−R4または−R3−Z− NH−R4−(ここでR3は二重結合の炭素原子に結合していて、単結合、アルキ
レンまたはアリーレンを表し、R4はアルキレンまたはアリーレンを意味しおよ びZはCOまたはSO2を表す)を意味する]の少なくとも1種のモノマーbま たはその塩 0.1〜10質量%を包含するエチレン性不飽和モノマーのラジカ ル水性乳化重合によって得られる、顔料含有塗料。
【請求項7】 ポリマー結合塗料、殊にエマルジョンペイントのの湿式磨耗
抵抗を改善するための請求項1から6までのいずれか1項記載の重合体分散液な
いしは重合体Pの使用。
【手続補正書】
【提出日】平成12年5月16日(2000.5.16)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【化1】 [式中 R1は水素、C1〜C4アルキル、COOH、−CO2−Alk−OHまたは−CO 2 −Alk−P(O)(OH)2を表しおよび R2は水素、C1〜C4アルキル、−CH2−CO2H、−CH2−CO2−Alk− OHまたはCH2−CO2−Alk−P(O)(OH)2(ここでAlkはC1〜C 4 アルキレンを意味する)を表し、 Xは単結合、アルキレン、アリーレン、−R3−Z−O−R4または−R3−Z− NH−R4−(ここでR3は二重結合の炭素原子に結合していて、単結合、アルキ
レンまたはアリーレンを表し、R4はアルキレンまたはアリーレンを意味しおよ びZはCOまたはSO2を表す)を意味する]の少なくとも1種のモノマーbま たはその塩 0.1〜10質量%を包含するエチレン性不飽和モノマーのラジカ ル水性乳化重合によって得られる、顔料含有塗料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルンハルト シュラープ ドイツ連邦共和国 ルードヴィッヒスハー フェン ダウナー シュトラーセ 15アー (72)発明者 チェン−リ ツァオ ドイツ連邦共和国 シュヴェッツィンゲン シェルツィヒヴェーク 39 Fターム(参考) 4J038 CA021 CB021 CC011 CC071 CC081 CC101 CD041 CF021 CF031 CG061 CG141 CG161 CH031 CH041 GA06 GA08 GA13 GA14 HA026 HA216 HA226 HA246 HA376 HA436 KA08 KA09 MA08 MA10 MA13 NA03 NA10 PB05 4J100 AA02P AB02P AB03P AB04P AB08P AC03P AG02P AG04P AG05P AG06P AL03P AL04P AL05P AL08P AL08Q AL08R AL14P AL16P AL16Q AL34P AL39P AL44P AL46P AM02P AM14Q AM21Q AM21R AN04R AN05R AP01Q AP07Q AQ19R AS02P AS03P AS09P BA02Q BA03Q BA03R BA05Q BA06Q BA11R BA12Q BA15Q BA16Q BA35Q BA35R BA55Q BA66Q BC03P BC03Q BC04P BC04Q BC43Q BC49Q BC73R CA04 CA05 DA25 EA07 FA20 JA01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 i)結合剤としてホスホネート基を有する少なくとも1種の
    重合体P、 ii)少なくとも1種の無機顔料、 iii)場合により1種以上の無機充填剤および iv)通常の助剤 を含有する、支持体をコーティングするための顔料含有配合物。
  2. 【請求項2】 重合体Pが、少なくとも1種のモノマーaおよびそれとは異
    なる少なくとも1種の一般式(I) 【化1】 [式中 R1は水素、C1〜C4アルキル、COOH、−CO2−Alk−OHまたは−CO 2 −Alk−P(O)(OH)2および R2は水素、C1〜C4アルキル、−CH2−CO2H、−CH2−CO2−Alk− OHまたはCH2−CO2−Alk−P(O)(OH)2(ここでAlkはC1〜C 4 アルキレンを意味する)を表し、、 Xは単結合、アルキレン、アリーレン、−R3−Z−O−R4または−R3−Z− NH−R4−(ここでR3は二重結合の炭素原子に結合していて、単結合、アルキ
    レンまたはアリーレンを表し、R4はアルキレンまたはアリーレンを意味しおよ びZはCOまたはSO2を表す)を意味する]のモノマーbまたはその塩を包含 するエチレン性不飽和モノマーのラジカル水性乳化重合により得られる、請求項
    1記載の配合物。
  3. 【請求項3】 モノマーbは、ビニルホスホン酸、アリルホスホン酸、α−
    ホスホノスチレン、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンホスホン酸、2−
    メタクリルアミド−2−メチルプロパンホスホン酸およびその塩から選択されて
    いる、請求項2記載の配合物。
  4. 【請求項4】 モノマーbは全モノマー量の0.1〜10質量%である、請 求項2または3記載の配合物。
  5. 【請求項5】 モノマーaは、ビニル芳香族モノマー、C1〜C12アルカノ ールとのアクリル酸のエステル、C1〜C12アルカノールとのメタクリル酸のエ ステル、脂肪族C1〜C12モノカルボン酸のエステル、エチレンおよび塩化ビニ ルから選択された少なくとも2種の互いに異なるモノマーa1およびa2を包含
    する、請求項2から4までのいずれか1項記載の配合物。
  6. 【請求項6】 重合すべきモノマーが付加的に尿素基含有モノマーc0.1 〜10質量%を包含する、請求項2から5までのいずれか1項記載の配合物。
  7. 【請求項7】 モノマーaは、そのホモ重合体が>30℃のガラス転移温度
    を有する少なくとも1種のモノマーa1およびそのホモ重合体が<20℃のガラ
    ス転移温度を有する少なくとも1種のモノマーa2を包含する、請求項2から6
    までのいずれか1項記載の配合物。
  8. 【請求項8】 配合物の固体含量に対して −請求項1から7までのいずれか1項記載の重合体P 5〜90質量%、 −少なくとも1種の無機顔料 5〜85質量%、 −無機充填剤 0〜85質量%および −通常の助剤 0.1〜40質量% を含有する、請求項1から7までのいずれか1項記載の配合物。
  9. 【請求項9】 無機成分対重合体Pの比は、>10%の顔料体積濃度PVK
    により特性表示されている、請求項1から8までのいずれか1項記載の配合物。
  10. 【請求項10】 ポリマー結合塗料、殊にエマルションペイントの湿式磨耗
    抵抗を改善するための請求項1から7までのいずれか1項記載の重合体分散液な
    いしは重合体Pの使用。
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