JP2002542344A

JP2002542344A - 安定性を強化した水性ポリマー分散物

Info

Publication number: JP2002542344A
Application number: JP2000612343A
Authority: JP
Inventors: ベルント、パペンフース
Original assignee: クラリアント・ゲーエムベーハー
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2002-12-10
Also published as: EP1177223B1; DE19917285A1; ES2218151T3; PT1177223E; ATE263194T1; MXPA01010429A; US6635708B1; DE50005906D1; WO2000063258A1; EP1177223A1; BR0009729A; DK1177223T3

Abstract

(57)【要約】本発明は、陰イオン系基を有するラテックス粒子を含む水性ポリマー分散物であって、陰イオン系基の少なくとも一部が、対イオンとして、プロトン化された形態にあるアミノ化された糖アルコールを有することを特徴とする分散物、それらの製造法、並びにそれらの使用に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、陰イオン系基により静電気的に安定化させた、例えば乳化重合によ
り形成できる水性ポリマー分散物、その製造法およびその使用に関するものであ
る。

【０００２】熱力学的な観点から不安定な系からなるラテックスは、適切な処理により、で
きるだけ効果的に安定化させる必要があることが分かっている。せん断負荷、電
解質添加または極端に高い固体含有量により引き起こされる凝析または点形成に
対して安定化させる方法の一つは、モノマーを酸基と共重合させることにより達
成できる。一般的に、これらの酸基を中和するには、無機塩基、例えばアルカリ
金属水酸化物またはアンモニアを使用する。ＤＥ−Ａ−１９５６５０９明細書か
らは、対イオンとして特定のアルカノールアミン（すなわちモノヒドロキシアル
キル置換されたアンモニア誘導体）で中和された分散物が公知である。

【０００３】ここで驚くべきことに、ラテックス粒子の表面に存在する酸基を、アミノ化さ
れた糖アルコールで中和することにより、先行技術と比較して明らかに安定化さ
れたポリマー分散物が得られることが分かった。

【０００４】そこで本発明の目的は、陰イオン系基を有するラテックス粒子を含む水性ポリ
マー分散物であって、陰イオン系基の少なくとも一部が、対イオンとして、プロ
トン化された形態にあるアミノ化された糖アルコールを有することを特徴とする
分散物である。

【０００５】好ましくは、アミノ化された糖アルコールとして、Ｎ−アルキルグルカミンま
たはＤ−グルカミン、特に好ましくはアルキル基が１〜４個の炭素原子を有する
Ｎ−アルキルグルカミン、特にＮ−メチルグルカミン、を使用する。さらに、ジ
グルカミンも使用することができる。

【０００６】十分に負荷解離させ、それによって安定化させる必要がある酸性ポリマー分散
物の中和は、その際に生じる局所的な高いイオン濃度のために、通常は非常に危
険な処理工程であり、多かれ少なかれ点が形成されるか、あるいは最悪の場合に
は完全な凝析を引き起こすこともある。

【０００７】これに対して、ポリマー分散物の部分的または完全な中和に、塩基としてアミ
ノ化された糖アルコール、好ましくはＮ−アルキルグルカミン、特にＮ−メチル
グルカミン（ＮＭＧ）を使用するか、またはこれらのアミノ化された糖アルコー
ルを少なくとも部分的に使用することにより、これまで一般的な中和剤で得られ
た生成物と比較して、安定性が著しく向上する。すなわち、各種の塩基で中和さ
れたラテックスを濾過して凝析物の量を測定すると、重合に使用したモノマー系
に関係なく、アミノ化された糖アルコールで処理した生成物は篩残分の値が常に
最小である。

【０００８】還元性アミノ化により対応する炭水化物から直接得られるこれらの化合物の、
後から生じる原料塩基も有用である。

【０００９】例えばＷＯ９３／０３００４明細書に記載されている、通常は界面活性剤用の
原料として工業的に使用される（ＤＥ−Ａ−３５３８４５１明細書）、グルコー
スから得られる該アミノ化された糖アルコールは、水に僅かに可溶であり、この
形態で市販されてもいる。

【００１０】本発明のポリマー分散物の長所は、従来の製品より安定性が明らかに高いこと
であり、これは、塗料、漆喰、ラッカーまたは接着剤の様な最終製品を製造する
際に有利である。

【００１１】これによって、顔料、電解質、増粘剤、等を後添加する際、および平行して生
じるせん断負荷の際に観察されることが多い凝析物または点形成が大幅に低下す
る、ないしほとんど生じない。これらの長所は、製品の応用技術的特性に悪影響
を全く及ぼさない。

【００１２】本発明の分散物は、好ましくは、該アミノ化された糖アルコールの水溶液（５
〜７０％）を、酸性の、ないし他の塩基ですでに部分的に中和したラテックス中
に単純に攪拌しながら混合することにより製造される。その際、温度は一般的に
０℃〜１００℃、好ましくは２０℃〜８０℃、である。無論、酸性の、ないし他
の塩基ですでに部分的に中和したラテックスを、該アミノ化された糖アルコール
の水溶液に攪拌しながら混合することもできる。

【００１３】ポリマー分散物の基礎となるモノマー系およびモノマー比は、あまり重要では
なく、従来のラテックス製造法（分散物粉末の再乳化、乳化重合、懸濁重合、等
）と同様である。

【００１４】本発明の水性ポリマー分散物は、塗料、漆喰、ラッカーおよび接着剤に応用す
るのが好ましい。

【００１５】本発明を以下に実施例により説明するが、これらの例に限定するものではない
。

【００１６】例および比較例篩残分の測定対イオンに依存するラテックスの様々な安定性の尺度として、モデル分散物を
各種の塩基で中和した後に、いわゆる篩残分を測定する。より詳しくは、ｐＨ調
節の直後、乾燥庫中、５０℃で１４日間保存した後、ないし中和の直後に、強い
せん断負荷を２分間試料に加える。

【００１７】篩残分は、重合体分散物中の粗い点および凝析物の量に対応し、下記の様に測
定する。均質化した供試分散物試料１００．０ｇを蒸留水５００．０ｇで、泡が
生じない様に注意深く希釈する。続いてこの混合物を、予め風袋を計量した、脱
脂した鋼製網（高級鋼細線網番号３７５ＶＡ１４０Ｋ、「マルチ」型、製品番号
００１００５４０−１５、製造業者Fa. Haver & Boecker, 47400 Oelde/Westfal
en）を適切に張った、メッシュサイズ０．０４ｍｍの篩を通し、残留物を、試料
容器の洗浄（定量処理）に使用する蒸留水で泡が生じなくなるまで「後洗浄」す
る。濡れている篩を清浄なペトリ皿の上に載せ、１０５℃〜１３５℃で少なくと
も１時間乾燥させる。続いて、冷却した篩を再度計量し、正味から重量％を計算
する。表に示す値は、その様に行った二重測定の平均値に相当する。

【００１８】せん断安定性の測定せん断安定性を測定するために、各分散物試料を、分散ディスク（直径５ｃｍ
）および金属容器（直径８．５ｃｍ、容積約８００ｍｌ）を備えたCowles-Disso
lver中で、５０００回転／分で１２０秒間せん断する。ラテックスが凝析した時
（粘度が極度に高くなる）、直ちにせん断を停止し、その時までに経過した時間
を記録する。せん断負荷をかけている際に分散物の凝析が起こらなかった場合、
分散物をねじ蓋の付いた５００ｍｌのガラスビンに移し、気泡が消えた後、上記
の様に篩残分を測定する。

【００１９】モデル分散物として、Clariant GmbHの下記の２種類の製品を選択した。 ^RMowilith LDM 7250、約５０％は、アクリル酸およびメタクリル酸エステルを
基剤とする、可塑剤を含まない水性分散物であり、例えば光沢ホイルの内張りや
外張り用の接着剤として使用する。 ^RMowilith VDM 7830、約５０％は、主要モノマーとしてアクリル酸エステルお
よびスチレンを基剤とする、やはり可塑剤を含まない水性分散物であり、家具工
業で装飾および仕上げホイルまたは垂直面の含浸に使用する。

【００２０】両ラテックス共、安定化コモノマーとしてアクリル酸およびメタクリル酸を含
み、これらの酸は、重合の後、通常は苛性ソーダ（^RMowilith LDM 7250）ないし
水性アンモニア（^RMowilith VDM 7830）で中和する。これらの両塩基に加えて、
試験では、表に示す化合物、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンおよび
本発明のＮ−メチルグルカミンを使用する。中和剤はすべて、ｐＨ値を約６．５
に調節するために、１０％水溶液としてゆっくり攪拌しながら３０℃で供試分散
物試料に滴下して加える。続いて、蒸留水を加えて固体含有量を一律の約４８％
に調節する。

【００２１】例１： ^RMowilith LDM 7250 ａ）製造後中和剤 NaOH NH₃ H₂N(CH₂CH₂OH) HN(CH₂CH₂OH)₂ HN(CH₃)R^*) 固体含有量 48.2% 48.1% 47.8% 48.3% 48.0% ｐＨ値 6.5 6.7 6.4 6.7 6.3 篩残分 0.002% 0.002% 0.002% 0.001% <0.001% ^＊）Ｒ＝２，３，４，５，６−ペンタヒドロキシヘキシル残基ｂ）保存後中和剤 NaOH NH₃ H₂N(CH₂CH₂OH) HN(CH₂CH₂OH)₂ HN(CH₃)R^*) 篩残分 0.002% 0.005% 0.003% 0.004% <0.001% ｃ）せん断負荷後中和剤 NaOH NH₃ H₂N(CH₂CH₂OH) HN(CH₂CH₂OH)₂ HN(CH₃)R^*) 篩残分 0.004% 0.006% 0.004% 0.004% 0.001%

【００２２】例２： ^RMowilith VDM 7830 ａ）製造後中和剤 NaOH NH₃ H₂N(CH₂CH₂OH) HN(CH₂CH₂OH)₂ HN(CH₃)R^*) 固体含有量 48.3% 48.0% 47.8% 48.1% 48.1% ｐＨ値 6.3 6.6 6.5 6.6 6.4 篩残分 0.004% 0.004% 0.003% 0.003% 0.001% ^＊）Ｒ＝２，３，４，５，６−ペンタヒドロキシヘキシル残基ｂ）保存後中和剤 NaOH NH₃ H₂N(CH₂CH₂OH) HN(CH₂CH₂OH)₂ HN(CH₃)R^*) 篩残分 0.005% 0.007% 0.004% 0.005% 0.001% ｃ）せん断負荷後中和剤 NaOH NH₃ H₂N(CH₂CH₂OH) HN(CH₂CH₂OH)₂ HN(CH₃)R^*) 篩残分 0.007% 0.008% 0.005% 0.006% 0.001%

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｄ 201/00 Ｃ０９Ｊ 201/00 Ｃ０９Ｊ 105/00 Ｃ０８Ｊ 3/03 201/00 Ｆターム(参考） 4F070 AA01 AA18 AA29 AA32 CA02 CB01 CB02 CB12 4J002 AB052 BG011 4J038 BA012 CC021 CG011 CG141 GA09 MA08 MA10 NA26 4J040 BA142 DB021 DF011 DF041 GA14 JA03 KA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陰イオン系基を有するラテックス粒子を含んでなる水性ポリマー分散物であっ
て、陰イオン系基の少なくとも一部が、対イオンとして、プロトン化された形態
にあるアミノ化された糖アルコールを有することを特徴とする水性ポリマー分散
物。
【請求項２】アミノ化された糖アルコールとしてＮ−アルキルグルカミンまたはＤ−グルカ
ミンを使用する、請求項１に記載の水性ポリマー分散物。
【請求項３】アミノ化された糖アルコールとしてＮ−メチルグルカミンを使用する、請求項
２に記載の水性ポリマー分散物。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項に記載の水性ポリマー分散物の製造法であって
、アミノ化された糖アルコールの水溶液を、酸性の、ないし他の塩基ですでに部
分的に中和したラテックス中に攪拌しながら混合することを特徴とする方法。
【請求項５】請求項１〜３のいずれか一項に記載の水性ポリマー分散物の、塗料、漆喰、ラ
ッカーおよび接着剤における使用。