JP2009179796A - ナノ粒子を含有するバインダー - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、シラン修飾ポリマーバインダーおよび無機ナノ粒子に基づく水性バインダー、その製造方法および高品質の被覆物、特に透明なラッカーの製造のためのその使用に関する。
【解決手段】特定の種類のシランで修飾された水性コポリマーは、無機ナノ粒子との組み合わせで、優れた光沢および非常に低い曇り(曇り度)での著しく向上した耐引掻性を有する被覆物の製造に適していることを見出した。
【選択図】なし

Description

本発明は、シラン修飾ポリマーバインダーおよび無機ナノ粒子に基づくバインダー水性分散体、その製造方法および高品質の被覆物、特に透明なラッカーの製造のためのその使用に関する。
ポリマー被覆物中のナノ粒子は、耐引掻性、紫外線防護または伝導性のような特性を目標とする形で向上させ得る。ナノ粒子の表面修飾および分散の制御は、被覆物の要求される透明な外観およびその特性を決定する。
被覆組成処方物へのナノ粒子の導入について種々の取り組みが過去に行われてきた。これに関して、樹脂または硬化剤成分中にまたはすぐに塗布できる被覆組成物中に直接、粒子を混合させることができる。水性系においては、水性相中に粒子を分散させる可能性がある。バインダー成分の1つにおける粒子のその場製造、および樹脂または硬化剤成分のいずれかへの表面の適合がさらに記載されている。
実際的な観点からは、長期間の貯蔵安定性およびラッカーの処方における扱いやすさを確保するため、成分の1つにおいて安定したマスターバッチとしてナノ粒子を分散させることは有利である。最終用途においては、透明性、耐引掻性または伝導性のような有利な特性を生じさせるため、ナノ粒子は同様に、微細に分配された形での容易な分散性でなければならない。
実際には、ナノ粒子は、樹脂成分中に、水性相中にまたは硬化する直前の硬化剤および樹脂の完成混合物中に従来的に分散される。通常、このために、被覆組成物または接着剤の特定の母材にナノ粒子の表面を適合させる必要がある。単に修飾ナノ粒子を混合することの欠点は、完成処方物、すなわち全ての処方成分についての安定性の依存性である。この場合、1つのパラメーターの変更は分離を引き起こし得る(Pilotek,Steffen;Tabellion,Frank(2005年)、European Coatings Journal、4、第170頁以下参照)。
シラン修飾ナノ粒子を用いて被覆組成物を製造し得ることは先行技術から既知である。例えば、WO−A02/24756には、懸濁ポリマーおよびシラン修飾ナノ粒子に基づく被覆組成物が開示されている。しかしながら、そこに記載されているポリマーは、懸濁およびエマルションのポリマーである。懸濁重合は、乳化重合のように水性相中で行われる。水性相から濾過される固体のビーズは、懸濁液の最終生成物を形成する。
WO−A2006/008120には、ポリマーおよび/またはオリゴマーの有機バインダーおよび無機ナノ粒子の水性分散体が記載されている。ナノ粒子はシラン官能性化合物の添加によって表面修飾されている。しかしながら、この場合、得られる被覆物の光沢および曇りが自動車用の透明なラッカーの高い要件を充足しないことが欠点である。
WO−A03/095532には、表面修飾された無機ナノ粒子および少なくとも1つの両親媒性物質を含有する親水性化されたポリマーまたはオリゴマーの水性分散体が開示されている。可能な親水性ポリマーは、水性相中で製造されるエマルションポリマーである。この教示に従って必要とされる両親媒性物質の使用は、これらの低分子量アルコールがVOCバランス(揮発性有機化合物)中に溶媒として含まれなければならないので不利である。さらに、これらは、例えば、バインダーの架橋中にポリイソシアネートと共反応し、連鎖停止するまで官能価の減少を生じさせる高い反応性のモノオール乃至ポリオールの化合物である。得られるラッカーのこのように低下した網状構造は、耐性における減少を生じさせる。
国際公開第02/24756号パンフレット 国際公開第2006/008120号パンフレット 国際公開第03/095532号パンフレット
Pilotek,Steffen、Tabellion,Frank著、「European Coatings Journal」、4、2005年、第170頁以下
驚くべきことに、特定の種類のシランで修飾された水性コポリマーは、無機ナノ粒子との組み合わせで、優れた光沢および非常に低い曇り(曇り度)での著しく向上した耐引掻性を有する被覆物の製造に適していることを見出した。
従って、本発明の目的は、最適な光沢と曇りを有し、向上した耐引掻性を示す、特に自動車用透明ラッカーとしての高品質の被覆組成物を提供することであった。さらに、分散体は十分な貯蔵安定性となる。
本発明の実施態様は、
A)シラン修飾コポリマー
B)分散体中での動的光散乱を用いて決定された、200nm未満の平均粒度(Z平均値)を有する、必要に応じて表面修飾された無機粒子、および
C)水
を含んでなる水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記シラン修飾コポリマーA)が一般式(1):
−Si(RO) (1)
〔式中、
はC〜Cアルキル基であり、および
は(RO)またはC〜Cアルキル基である〕
で示される基を含んでなる、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記シラン修飾コポリマーA)が
I)Ia)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
Ib)ヒドロキシ官能性モノマー、および
IS1)重合可能なシラン官能性モノマー
をビルダーモノマーとして含有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマー、および
II)IIa)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
IIb)ヒドロキシ官能性モノマー、および
IIc)酸官能性モノマー
をビルダー成分として含有するヒドロキシ官能性親水性ポリマー
から製造されるコポリマーである、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記シラン修飾コポリマーA)が
I)Ia)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
Ib)ヒドロキシ官能性モノマー
をビルダーモノマーとして含有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマー、および
II)IIa)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
IIb)ヒドロキシ官能性モノマー、
IIc)酸官能性モノマー、および
IIS1)重合可能なシラン官能性モノマー
をビルダー成分として含有するヒドロキシ官能性親水性ポリマー
から製造されるコポリマーである、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記重合可能なシラン官能性モノマーIS1)が一般式(2):
(RO)Si−(CH=CH) (2)
〔式中、
はC〜Cアルキル基であり、および
は(RO)またはC〜Cアルキル基である〕
で示される化合物、および/または一般式(3):
(RO)Si(CH−O(CO)−(CR=CH) (3)
〔式中、
はC〜Cアルキル基であり、
は(RO)またはC〜Cアルキル基であり、
はHまたはCHであり、および
mは1〜4である〕
で示される化合物である、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記重合可能なシラン官能性モノマーIIS1)が一般式(2):
(RO)Si−(CH=CH) (2)
〔式中、
はC〜Cアルキル基であり、および
は(RO)またはC〜Cアルキル基である〕
で示される化合物、および/または一般式(3):
(RO)Si(CH−O(CO)−(CR=CH) (3)
〔式中、
はC〜Cアルキル基であり、
は(RO)またはC〜Cアルキル基であり、
はHまたはCHであり、および
mは1〜4である〕
で示される化合物である、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記重合可能なシラン官能性モノマーIS1)がビニルトリエトキシシラン、ビニルトリスイソプロポキシシラン、ビニル−トリス−(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジイソプロポキシシラン、ビニルエチルジエトキシシラン、3−(トリエトキシシリル)−プロピルメタクリレートまたは3−(トリス−イソプロポキシシリル)−プロピルメタクリレート、ビニルフェニルジエトキシシラン、ビニルフェニルメチルエトキシシランおよびビニルトリ−t−ブトキシシランからなる群から選択される、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記重合可能なシラン官能性モノマーIS1)がビニルトリエトキシシラン、ビニルトリスイソプロポキシシラン、ビニル−トリス−(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジイソプロポキシシラン、ビニルエチルジエトキシシラン、3−(トリエトキシシリル)−プロピルメタクリレートまたは3−(トリス−イソプロポキシシリル)−プロピルメタクリレート、ビニルフェニルジエトキシシラン、ビニルフェニルメチルエトキシシランおよびビニルトリ−t−ブトキシシランからなる群から選択される、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記シラン官能性コポリマーA)が
I)Ia)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
Ib)ヒドロキシ官能性モノマー
をビルダーモノマーとして含有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマー、および
II)IIa)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
IIb)ヒドロキシ官能性モノマー、
IIc)酸官能性モノマー、および
IIS2)シラン基に加えて少なくとも1つのエポキシド官能基を含有するモノマー
をビルダー成分として含有するヒドロキシ官能性親水性ポリマー
から製造されるコポリマーである、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記モノマーIIS2)がγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル−トリス−イソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピル−ジエトキシ−メチルシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−トリエトキシシラン、およびβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−トリス−イソプロポキシシランからなる群から選択される、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記無機粒子B)が周期表の第II主族〜第IV主族の元素および/または第I亜属〜第VIII亜属の元素(ランタニドを含む)の無機酸化物、混合酸化物、カーバイド、ホウ化物および窒化物からなる群から選択される、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記無機粒子B)が有機溶媒中または水中のコロイド的分散形態での無機ナノ粒子である、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記無機粒子B)が水性処方物の形態での無機粒子である、上記水性処方物である。
本発明の他の実施態様は、前記無機粒子B)が表面修飾無機ナノ粒子である、上記水性処方物である。
本発明のさらに他の実施態様は、上記水性処方物および少なくとも1つの架橋剤D)を含んでなる水性被覆組成物である。
本発明のさらに他の実施態様は、上記水性処方物およびポリイソシアネートを含んでなる二成分水性被覆組成物である。
本発明のさらに他の実施態様は、上記水性処方物を含んでなる透明ラッカーである。
従って、本発明は、
A)シラン修飾コポリマー
B)分散体中での動的光散乱を用いて決定された、200nm未満の平均粒度(Z平均値)を有し、必要に応じて表面修飾されている無機粒子、および
C)c)水
を含んでなる水性処方物を提供する。
シラン修飾コポリマーA)は、一般式(1):
−Si(RO) (1)
〔式中、
はC〜Cアルキル基、好ましくはC〜Cアルキル基であり、および
は(RO)またはC〜Cアルキル基であり、好ましくは(RO)またはC〜Cアルキル基である〕
で示される基を含有する。
本発明による水性処方物は、20〜59重量部、好ましくは25〜48重量部、特に好ましくは27.5〜40重量部のコポリマーA)、1〜40重量部、好ましくは2〜25重量部、特に好ましくは2.5〜15重量部の無機ナノ粒子B)、5〜44重量部、好ましくは 10〜33重量部、特に好ましくは12.5〜25重量部の架橋剤Cおよび35〜74重量部、好ましくは40〜63重量部、特に好ましくは45〜57.5重量部の水D)を含んでなる。
第1の実施態様(α)において、成分A)は、
I)Ia)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
Ib)ヒドロキシ官能性モノマー、および
IS1)重合可能なシラン官能性モノマー
をビルダーモノマーとして含有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマー、および
II)IIa)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
IIb)ヒドロキシ官能性モノマー、および
IIc)酸官能性モノマー
をビルダー成分として含有するヒドロキシ官能性親水性ポリマー
から製造されるコポリマーである。
前記実施態様(α)は好適である。
さらなる実施態様(β)において、成分A)は、
I)Ia)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
Ib)ヒドロキシ官能性モノマー
をビルダーモノマーとして含有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマー、および
II)IIa)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
IIb)ヒドロキシ官能性モノマー、
IIc)酸官能性モノマー、および
IIS1)重合可能なシラン官能性モノマー
をビルダー成分として含有するヒドロキシ官能性親水性ポリマー
から製造されるコポリマーである。
実施態様(α)および(β)におけるコポリマーA)中でのモノマーIa)/IIa)の含有量は34.3〜89.3重量部、好ましくは51.8〜84.8重量部、特に好ましくは58〜81重量部であり、コポリマーA)中でのモノマーIb)/IIb)の含有量は10〜65重量部、好ましくは13.5〜46.5重量部、特に好ましくは17〜40重量部であり、コポリマーA)中でのモノマーIIc)の含有量は0.6〜12 重量部、好ましくは1.2〜5.5重量部、特に好ましくは1.25〜3.5重量部であり、コポリマーA)中でのモノマーIS1)/IIS1)の含有量は0.1〜12重量部、好ましくは0.5〜5重量部、特に好ましくは0.75〜3.5重量部である。
適当な重合可能なシラン官能性モノマーIS1)およびIIS1)は、例えば一般式(2):
(RO)Si−(CH=CH) (2)
〔式中、
はC〜Cアルキル基、好ましくはC〜Cアルキル基であり、
は(RO)またはC〜Cアルキル基であり、好ましくは(RO)またはC〜Cアルキル基である〕
で示される化合物、および/または一般式(3):
(RO)Si(CH−O(CO)−(CR=CH) (3)
〔式中、
はC〜Cアルキル基であり、好ましくはC〜Cアルキル基であり、
は(RO)またはC〜Cアルキル基であり、好ましくは(RO)またはC〜Cアルキル基であり
はHまたはCHであり、および
mは1〜4、好ましくは3である〕
で示される化合物である。
適当な重合可能なシラン官能性モノマーIS1)およびIIS1)の例は、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリスイソプロポキシシラン、ビニル−トリス−(2−メトキシ)シラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジイソプロポキシシラン、ビニルエチルジエトキシシラン、3−(トリエトキシシリル)−プロピルメタクリレートまたは3−(トリス−イソプロポキシシリル)−プロピルメタクリレート、ビニルフェニルジエトキシシラン、ビニルフェニルメチルエトキシシランまたはビニルトリ−t−ブトキシシランである。ビニルトリスイソプロポキシシランは好適である。
成分A)(実施態様(γ))が
I)Ia)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
Ib)ヒドロキシ官能性モノマー
をビルダーモノマーとして含有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマー、および
II)IIa)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
IIb)ヒドロキシ官能性モノマー、
IIc)酸官能性モノマー、および
IIS2)シラン基に加えて少なくとも1つのエポキシド官能基を含有するモノマー
をビルダー成分として含有するヒドロキシ官能性親水性ポリマー
から製造されるコポリマーであることも可能である。
実施態様(γ)におけるコポリマーA)中でのモノマーIa)/IIa)の含有量は33.8〜88.8重量部、好ましくは49.1〜83.9重量部、特に好ましくは56〜79.5重量部であり、コポリマーA)中でのモノマーIb)/IIb)の含有量は10〜65重量部、好ましくは13.5〜48.3重量部、特に好ましくは17〜40.5重量部であり、コポリマーA)中でのモノマーIIc)の含有量は1〜15重量部、好ましくは1.85〜8重量部、特に好ましくは2.5〜6.5重量部であり、コポリマーA)中でのモノマーIIS2)の含有量は0.2〜12重量部、好ましくは0.75〜5.5重量部、特に好ましくは1〜4.5重量部である。
シラン基に加えて少なくとも1つのエポキシド官能基を含有する適当なモノマーIIS2)の例は、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル−トリス−イソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピル−ジエトキシ−メチルシラン、グリシドキシプロピル−ジ−イソプロポキシ−メチルシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−トリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−トリス−イソプロポキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−ジエトキシ−メチルシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−ジ−イソプロポキシ−メチルシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−ジエトキシ−エチルシランまたはβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−ジ−イソプロポキシ−エチルシランである。γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル−トリス−イソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピル−ジエトキシ−メチルシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−トリエトキシシランまたはβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−トリス−イソプロポキシシランは好適であり、γ−グリシドキシプロピル−トリス−イソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピル−ジエトキシ−メチルシランおよびβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−トリス−イソプロポキシシランは特に好適である。
適当なモノマーIa)/IIa)は、単純アルコールによるアクリル酸またはメタクリル酸のエステル化生成物、例えばエチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、イソ−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、メチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソ−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレートまたはシクロヘキシルメタクリレート、およびビニルフェニル、例えばスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンまたはこれらと他のモノマーとの混合物である。
モノマーIa)/IIa)として適当な(メタ)アクリル酸エステル型のさらなる化合物は、アクリル酸またはメタクリル酸と、8個の炭素原子を有する直鎖脂肪族モノオール、例えばいわゆる脂肪アルコール(モノオール)など、または天然由来脂肪酸から誘導される直鎖脂肪族飽和アルコール、例えばラウリル(C12)アルコール、ミリスチル(C14)アルコール、パルミチル(C16)アルコールまたはステアリル(C18)アルコールなどとのエステルである。
同様に適当な脂肪族飽和アルコールは、例えばn−オクタノール、ノナノールまたはn−デカノールである。少なくとも8個の炭素原子を有する脂肪族基を含有する(メタ)アクリル酸エステル型の適当なモノマーは、例えばn−オクチルアクリレート、ノニルアクリレート、n−デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ミリスチルアクリレート、パルミチルアクリレート、ステアリルアクリレートおよび相当するメタクリル酸誘導体である。
さらに適当な上記の型のモノマーは、アクリル酸またはメタクリル酸と、少なくとも10個の炭素原子を有する脂環式アルコール(モノオール)とのエステル、例えばi−ボルニルアクリレート、n−ボルニルメタクリレート、ジヒドロキシジシクロペンタジエニルアクリレートまたは3,3,5−トリメチルシクロヘキシルメタクリレートなどである。
さらに、適当なモノマーIa)/IIa)は、直鎖または分枝状脂肪族カルボン酸によるビニルアルコールのエステル化生成物、例えばビニルアセテート、ビニルプロピオネートまたはビニルブチレートなどである。好適なビニルエステルは、一般式(4):
Figure 2009179796
〔式中、
およびRは、化合物VeoVa(商標)(Hexion Specialty Chemicals、米国)9、10および11に相当する、合計で6、7または8個の炭素原子を含有する飽和アルキル基である〕
で示される分枝状脂肪族カルボン酸のものである。
上記のモノマーはそのホモポリマーのガラス転移温度に関して異なる。
Figure 2009179796
好適なモノマーIa)/IIa)は、n−ブチルアクリレート、イソ−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソ−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、i−ボルニルアクリレート、i−ボルニルメタクリレートおよびスチレンであり、およびn−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、i−ボルニルアクリレート、i−ボルニルメタクリレートおよびスチレンは特に好適である。
ラジカル共重合可能なさらなるモノマーは、コポリマーA)の製造において成分Ia)/IIa)の化合物として必要に応じて用いてもよい。これらは、例えばアクリル酸またはメタクリル酸の誘導体、例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルなどであってよい。ビニルエステルまたはビニルアセテートは、さらに必要に応じて可能である。必要に応じて、少量で用いられるべき可能なさらなる成分Ia/IIa)は、二官能性以上である(メタ)アクリレートモノマーおよび/またはビニルモノマー、例えばヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートまたはジビニルベンゼンなどである。
適当なヒドロキシ官能性モノマーIb)/IIb)は、例えば2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートまたは4−ヒドロキシブチルメタクリレートである。好適なモノマーIb)/IIb)は、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートまたは4−ヒドロキシブチルアクリレートおよびこれらの化合物の混合物である。
適当なオレフィン性不飽和酸官能性モノマーIIc)は、スルホン酸官能性モノマーまたはカルボン酸官能性モノマー、好ましくはカルボン酸官能性モノマー、例えばアクリル酸、メタクリル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、クロトン酸、フマル酸、無水マレイン酸、イタコン酸または二塩基酸もしくは無水物のモノアルキルエステル、例えばマレイン酸モノアルキルエステルなどであり、アクリル酸またはメタクリル酸は好適である。
さらに、例えばWO−A 00/39181(第8頁第13行〜第9頁第19行)に記載されているような、ホスフェートまたはホスホネート、またはスルホン酸またはスルホネート基を有するラジカル重合可能な不飽和化合物も、成分IIc)の化合物として適当である。
重合反応用の適当な開始剤は、有機ペルオキシド、例えばジ−tert−ブチルペルオキシドまたはtert−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエートなど、およびアゾ化合物、例えばアゾジイソ酪酸ニトリル(AIBN)などである。用いる開始剤の量は所望の分子量に依存する。また、プロセス信頼性およびより容易な取扱性のため、ペルオキシド開始剤を下記の型の適当な有機溶媒中の溶液として用いてもよい。
コポリマーA)の製造は、ラジカルによって開始される、有機溶媒(混合物)中のモノマー混合物I)およびII)の共重合によって行われる。有機溶媒の量は、得られるコポリマーA)の溶液が95〜60重量%、好ましくは92.5〜80重量%の固形分を有するように選択される。
不飽和モノマーの重合のための手順は、当業者にそれ自体よく知られている。典型的には、このために、適当な溶媒は最初に反応容器中に導入され、不飽和モノマーはラジカル開始剤を用いて供給工程において重合される。
可能な適当な有機溶媒は、ラッカー技術において既知の任意の所望の溶媒であって、好ましくは水性分散体中の共溶媒として従来的に用いられるもの、例えばアルコール、エーテル、エーテル基を含有するアルコール、エステル、ケトンまたは無極性炭化水素、例えば脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素またはこれらの溶媒の混合物である。
実施態様(α)または(β)における成分A)の製造を、上記の順序においてモノマー混合物I)およびII)の二段階添加および重合によって実施する。これに関して、第一工程(i)において、12〜250mgKOH/g固体、好適には50〜200mgKOH/g固体のOH価を有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマーI)をモノマーIa)およびIb)から製造する。引き続く工程(ii)において、ヒドロキシ官能性親水性ポリマーII)は工程(i)から得られたポリマーI)の溶液中においてモノマーIIa)〜IIc)から製造され、該ヒドロキシ官能性親水性ポリマーII)は20〜250mgKOH/g固体、好適には120〜220mgKOH/g固体のOH価および50〜250mgKOH/g固体、好ましくは110〜200mgKOH/g固体の酸価を有する。従って、シラン官能性モノマーIS1)をモノマー混合物Ia)およびIb)と共重合させ、またはIIS2)をモノマー混合物IIa)、IIb)およびIIc)と共重合させる。
実施態様(γ)における成分A)の製造を、上記の順序においてモノマー混合物I)およびII)の二段階添加および重合によって行う。これに関して、第一工程(i)において、12〜250mgKOH/g固体、好適には50〜200mgKOH/g固体のOH価を有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマーI)をモノマーIa)およびIb)から製造する。引き続く工程(ii)において、ヒドロキシ官能性親水性ポリマーII)を工程(i)から得られたポリマーI)の溶液中においてモノマーIIa)〜IIc)およびIIS2)から製造する。該工程において、成分IIa)〜IIc)のラジカル重合に従って、IIS2)のエポキシド基と遊離カルボン酸基との反応を同時に行う。該反応を適当なエステル化触媒、例えばジブチル錫ジラウレートまたは錫ジオクトエートなどによって必要に応じて触媒してよい。ヒドロキシ官能性親水性ポリマーII)は、20〜250mgKOH/g固体、好適には120〜220mgKOH/g固体のOH価および50〜250mgKOH/g固体、好ましくは110〜200mgKOH/g固体の酸価を有する。
有機アミンまたは水溶性無機塩基をコポリマーA)中に重合されたカルボキシル基の中和のために用いてよい。N−メチルモルホリン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジメチルイソプロパノールアミン、メチル−ジエタノールアミン、トリエタノールアミンまたはエチルジイソプロピルアミンは好適である。ジエチルエタノールアミン、ブタノールアミン、モルホリン、2−アミノメチル−2−メチルプロパノールまたはイソホロンジアミンは同様に適当である。
中和剤を、中和度がカルボキシル基の70〜130%、好適には90%〜105%となるような量で添加し、全てのカルボキシル基の塩形態への変換後に遊離中和剤がなお存在するような中和剤の量を特に好ましく添加する。これは100%を越える中和度に相当する。
次いで、得られる親水性ポリマーA)を水の添加によってまたは水中への移動によって分散させる。水性分散体のpHは6.0〜11.0、好ましくは7.5〜10.0であり、固形文は35〜65重量%、好ましくは40〜55重量%である。
可能な粒子B)は、周期表の第II主族〜第IV主族の元素および/または第I亜属〜第VIII亜属の元素(ランタニドを含む)の無機酸化物、混合酸化物、水酸化物、スルフェート、カーボネート、カーバイド、ホウ化物および窒化物である。好適な粒子B)は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブおよび酸化チタンであり、酸化ケイ素ナノ粒子は特に好適である。
用いる粒子は、分散体中で動的光散乱によってZ平均値として決定された、好ましくは5〜100nm、特に好ましくは5〜50nmの平均粒度を有する。
用いる全粒子の、好ましくは少なくとも75%、特に好ましくは少なくとも90%、非常に特に好ましくは少なくとも95%は、上記の大きさを有する。
必要に応じて表面修飾されたナノ粒子B)は修飾されたコポリマーA)の製造中または製造後に導入される。これは粒子を単に導入して撹拌することによって行ってよい。しかしながら、例えば超音波、ジェット分散またはローター−ステーター原理による高速攪拌器によるような増加した分散エネルギーの使用も考えられる。単に機械的に攪拌することによって導入することは好ましい。
粒子B)は、原則的には、粉末の形態で使用することも、適当な溶媒中のコロイド懸濁液または分散液の形態で使用することもできる。無機ナノ粒子B)は、有機溶媒(オルガノゾル)中または水中でのコロイド的分散形態で好ましく用いる。
オルガノゾル用の適当な溶媒は、メタノール、エタノール、i−プロパノール、アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、ブチルアセテート、エチルアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、トルエン、キシレン、1,4−ジオキサン、ジアセトンアルコール、エチレングリコールn−プロピルエーテルまたはこうした溶媒の任意の所望の混合物である。適当なオルガノゾルは、固形分10〜60重量%、好ましくは15〜50重量%を有する。適当なオルガノゾルは、例えば、例えば商品名Organosilicasol(登録商標)およびSuncolloid(登録商標)(Nissan Chemical Am. Corp.)として、または商品名Highlink(登録商標)NanO G(Clariant GmbH)として得られるようなシリコンジオキシドオルガノゾルである。
ナノ粒子を有機溶媒(オルガノゾル)中に用いる場合には、これらを、その水との分散前にコポリマーA)と共に混合する。次いで、得られる混合物を、水の添加によって、または水への移動によって水中で分散させる。オルガノゾルとコポリマーA)との混合は、コポリマーA)に重合されるカルボキシル基の中和前または中和後のいずれかに行ってよい。必要に応じて、オルガノゾルの有機溶媒を水での分散前または分散後、好ましくは水での分散後に蒸留によって除去してよい。
本発明において、無機粒子B)を水性処方物の形態でさらに好ましく用いる。表面修飾された無機ナノ粒子の水性処方物の形態での無機粒子B)の使用は特に好適である。これらは、例えばシラン修飾ポリマー有機バインダーまたはシラン修飾ポリマー有機バインダーの水性分散体への組み込み前または組み込みと同時にシラン化によって修飾してよい。この方法は、文献から原理上既知であり、例えばDE−A 19846660やWO03/44099に記載されている。
無機ナノ粒子の表面は、例えばWO2006/008120およびFoerster,S.およびAntonietti,M.、Advanced Materials、10、no.3、(1998年)、第195頁に記載のように、界面活性剤またはブロックコポリマーによって吸着的/会合的にさらに修飾してよい。
好適な表面修飾は、アルコキシシランおよび/またはクロロシランによるシラン化である。WO2004/035474に相当するγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランによる部分修飾は特に好適である。
好適な市販されているナノ粒子水性分散体は、 Levasils(登録商標)(H.C.Starck GmbH、Goslar、独国)およびBindzils(登録商標)(EKA Chemical AB、Bohus、スウェーデン)である。EKA(EKA Chemical AB、Bohus、スウェーデン)製のBindzil(登録商標)CC 30およびBindzil(登録商標)CC 40の水性分散体は特に好ましく用いられる。
ナノ粒子を水性形態で用いる場合、これらをコポリマーA)の水性分散体に添加する。さらなる実施態様においては、水性ナノ粒子コロイドをコポリマーA)中に重合されたカルボキシル基の中和後にコポリマーA)に添加し、次いで該混合物を必要に応じてさらに水で希釈する。
本発明による水性処方物を水性被覆組成物に加工してよい。これに関して、架橋剤D)との組み合わせによって、架橋剤の反応性または適切な場合にはブロッキングに応じて、一成分ラッカーおよび二成分ラッカーを製造してよい。本発明における一成分ラッカーはこの場合、顕著な程度までまたは後の用途に害を及ぼす程度まで架橋反応を生じさせずにバインダー成分と架橋成分を一緒に貯蔵することができる被覆組成物と理解される。架橋反応を架橋剤の活性化後の適用についてのみ実施する。該活性化は、例えば温度を上昇させることによって達成させてよい。本発明における二成分ラッカーはバインダー成分と架橋剤成分とが、それらの高い反応性のため、別々の容器に貯蔵されなければならない被覆組成物を意味すると理解される。二成分は、適用する直前にのみ混合され、次いで、通常はさらなる活性化なしに反応させる。しかしながら、架橋反応を促進させるために、触媒を用いるか、またはより高い温度を適用してもよい。
従って、本発明はまた、本発明による水性処方物および少なくとも1つの架橋剤D)を含んでなる水性被覆組成物を提供する。
適当な架橋剤D)は、例えば、「Lackkunstharze」、H.Wagner、H.F.Sarx、Carl Hanser Verlag、ミュンヘン、1971年に記載されるような、ポリイソシアネート架橋剤、アミド−およびアミン−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂およびアルデヒドおよびケトンの樹脂、例えばフェノール−ホルムアルデヒド樹脂など、レゾール、フラン樹脂、ウレア樹脂、カルバミン酸エステル樹脂、トリアジン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シアナミド樹脂、およびアニリン樹脂である。
好適な架橋剤D)は、必要に応じて親水性的に修飾されていてよい遊離ポリイソアネートまたはブロックトポリイソアネート、および/または少なくとも部分的に親水性的に修飾されている非ブロックトポリイソアネートである。
本発明はさらに、本発明による水性処方物およびポリイソシアネートを含んでなる水性二成分(2C)被覆組成物を提供する。好ましくは、少なくとも一部のポリイソシアネートが親水性的に修飾されている。
適当なポリイソシアネートは二官能性イソシアネート、例えばイソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレン−ジイソシアネート、2,4−または2,6−ジイソシアナトトルエン、4,4’−ジフェニルメタン−ジイソシアネートおよび/またはその高分子量トリマー、ビウレット、ウレタン、イミノオキサジアジンジオンおよび/またはアロファネートである。脂肪族イソシアネートまたは脂環式イソシアネートに基づく上記の型の、必要に応じて親水性化された低粘性のポリイソシアネートの使用は特に好適である。
ブロッキングのために、上記のポリイソシアネートをブロッキング剤、例えばメタノール、エタノール、ブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、アセトキシム、ブタノンオキシム、カプロラクタム、フェノール、マロン酸ジエチル、マロン酸ジメチル、ジメチルピラゾール、トリアゾール、ジメチルトリアゾール、酢酸エチル、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、tert−ブチルベンジルアミン、シクロペンタノンカルボキシルエチルエステル、ジシクロヘキシルアミンおよび/またはtert−ブチルイソプロピルアミンなどと反応させる。
非ブロックトポリイソアネートおよびブロックトポリイソアネートを、親水性基、例えばカルボキシレート、スルホネートおよび/またはポリエチレンオキシド構造などの組み入れによって水分散性形態に変換し、こうして本発明による処方物と組み合わせて用いてもよい。上記のブロックトポリイソアネートは、ヒドロキシ官能性またはアミノ官能性で、さらに高分子量の成分、例えばジオール、トリオール、アミノアルコール、ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネートおよび上記の原料の混合物および/または他の原料を併用して製造してもよい。
架橋剤D)として用いるポリイソシアネートは通常、23℃で10〜5000mPasの粘度を有し、必要に応じて粘度を調節しながら、少量の不活性溶媒との混合物として用いてもよい。
種々の架橋剤D)の混合物の使用も当然、原則として可能である。
ラッカー技術の従来の補助物質および添加剤、例えば消泡剤、増粘剤、顔料、分散助剤、触媒、皮張り防止剤(skin prevention agent)、沈降防止剤または乳化剤などは、本発明による水性処方物の製造前、製造中、製造後に添加してよい。
本発明による処方物を含んでなる水性被覆組成物は、フィルムの耐性に関して厳しい要件を有する水性塗料および被覆系が使用される全ての分野、例えば鉱物建築材料表面の被覆、木材および木質材料の被覆およびシーリング、金属表面の被覆(金属被覆)、アスファルト含有被覆物またはビチューメン含有被覆物の被覆およびラッカー塗、種々のプラスチックの表面のラッカー塗およびシーリング(プラスチック被覆)および高光沢ラッカーに適している。
本発明による処方物を含んでなる水性被覆組成物は、プライマー、充填剤、着色または透明のトップラッカー、透明ラッカーおよび高光沢ラッカーならびに個々の用途または一連の用途、例えば工業ラッカー塗の分野および自動車用の最初のラッカー塗および補修のラッカー塗に用いることができる、一塗りラッカーのために用いられる。
本発明による処方物を含んでなる水性被覆組成物の硬化はこの場合、典型的には0〜60℃、好ましくは18〜130℃の温度にて行われる。
これらの被覆物は、フィルムの非常に良好な光学特性と共に、高水準の耐引掻性、耐溶媒性および耐化学薬品性、良好な耐水性、高い硬度および迅速な乾燥性を有する。
被覆物は、一成分噴霧装置、または必要に応じて二成分噴霧装置を用いる種々の噴霧法、例えば、空気圧による噴霧法、または無気噴霧法または静電噴霧法などにより製造することができる。しかしながら、本発明による水性被覆組成物を含んでなるラッカーおよび被覆組成物を他の方法、例えば刷毛塗り法、ローリング法またはナイフ被覆法によって塗布してもよい。
上記の全ての参照は、全ての有用な目的のためにその全体を参照することによって組み込まれる。
本発明を具体的に表現するある特定の構造が示され、および記載されているが、根本的な本発明の概念の精神および範囲から逸脱することなく種々の変形および一部を再構成することができることは当業者には明らかであり、本明細書に示され、および記載された特定の形態に制限されないことも同様である。
特記のない限り、百分率データは重量パーセントと理解される。
ヒドロキシル価(OH価)はDIN 53240−2に従って決定した。
粘度は、DIN EN ISO 3219に従って回転式粘度計「Paar Physica MC R51」を用いて決定した。酸価はDIN EN ISO 2114に従って決定した。
粒度の決定
粒度はHPPS粒度分析器(Malvern、Worcestershire、英国)を用いて動的光散乱により決定した。評価はDispersion Technology software 4.10によって行った。多重散乱を防止するために、非常に希薄なナノ粒子の分散体を調製した。希薄ナノ粒子分散体の1滴(約0.1〜10%)を分散体と同じ溶媒約2mlを含有するセルに導入し、該セルを振とうし、HPPS粒度分析器中において20〜25℃で測定を実施した。当業者に通常既知であるように、分散媒の関連するパラメーター(温度、粘度および屈折率)を事前にソフトウェアに入力した。有機溶媒の場合、ガラス製セルを用いた。強度−粒径および体積−粒径の曲線および粒径についてのZ平均値を結果として得た。多分散指数が確実に0.5未満となるようにした。
〔Bayhydur(登録商標) XP 2655〕
ヘキサメチレンジイソシアネートに基づく親水性脂肪族ポリイソシアネート、イソシアネート含有量:21.2±0.5%(Bayer MaterialScience AG/レーフェルクーゼン、独国)
〔Bindzil(登録商標) CC40〕
製造業者(EKA Chemical AB、ブーフス、スウェーデン)による、平均粒度12nmの、水中での40%濃度コロイド的分散表面修飾二酸化ケイ素;約29nmのZ平均粒度は動的光散乱により得た。
〔Byk(登録商標) 325〕
流れ助剤(Byk−Chemie GmbH、ヴェーゼル、独国)
〔Byk(登録商標) 345〕
湿潤添加剤(Byk−Chemie GmbH、ヴェーゼル、独国)
〔CoatOSil(登録商標) 1706〕
ビニル−トリス−i−プロポキシシラン(Momentive/レーフェルクーゼン、独国)
〔Desmodur(登録商標) XP 2410〕
脂肪族ポリイソシアネート、イソシアネート含有量:23.5±0.5%(Bayer MaterialScience AG/レーフェルクーゼン、独国)
〔Dowanol(登録商標) PnB〕
溶媒(Dow Chem. Corp.、ホルゲン、スイス)
〔Organosilicasol(登録商標) MEK−ST〕
製造業者(Nissan Chem. Am. Corp.、ヒューストン/テキサス州、米国)による、平均粒度10〜15nmの、2−ブタノン中の36重量%濃度コロイド的分散二酸化ケイ素;Z平均粒度約15〜40nmを動的光散乱により得た。
〔Rhodiasolv(登録商標) RPDE〕
溶媒(Rhodia Syntech GmbH、フランクフルトアムマイン、独国)
比較例1
まず、Dowanol(登録商標) PnB220gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器に導入し、138℃まで加熱した。Dowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物1)を該温度で30分間にわたって滴下した。その直後、i−ボルニルメタクリレート298.3g、ヒドロキシエチルアクリレート292.0g、ブチルメタクリレート169.8g、スチレン139gおよび2−エチルヘキシルアクリレート90.4gの混合物2)を3.5時間にわたって計量し、その直後、スチレン63.8g、ヒドロキシエチルアクリレート90g、ブチルアクリレート50gおよびメタクリル酸28.7gの混合物3)を1.5時間にわたって計量した。混合物2)および3)と並行して、Dowanol(登録商標) PnB14.5g中のジ−tert−ブチルペルオキシド14.5gの混合物4)を5時間にわたって計量した。次いでDowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物5)を1時間にわたって計量した。次いで該混合物を100℃に冷却し、N,N−ジメチルエタノールアミン31.2gを添加した。30分間の均質化後、1595gの水を用いて80℃で2時間にわたって分散を実施した。以下のデータを有するコポリマー分散体を得た:
OH含有量(固体について計算) 4.5%
酸価(固体) 15.5mgKOH/g
固形分 40.1%
粘度 580mPas23℃
pH(水中での10%濃度) 8.4
中和度 105%
平均粒度 105nm
共溶媒 7.8重量%
比較例2
まず、Dowanol(登録商標) PnB220gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器に導入し、138℃まで加熱した。Dowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物1)を該温度で30分間にわたって滴下した。その直後、i−ボルニルメタクリレート298.3g、ヒドロキシエチルアクリレート292.0g、ブチルメタクリレート169.8g、スチレン139gおよび2−エチルヘキシルアクリレート90.4gの混合物2)を3.5時間にわたって計量し、その直後、スチレン63.8g、ヒドロキシエチルアクリレート90g、ブチルアクリレート50gおよびメタクリル酸28.7gの混合物3)を1.5時間にわたって計量した。混合物2)および3)と並行して、Dowanol(登録商標) PnB14.5g中のジ−tert−ブチルペルオキシド14.5gの混合物4)を5時間にわたって計量した。次いでDowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物5)を1時間にわたって計量した。次いで該混合物を70℃に冷却した。メチルエチルケトン中の二酸化ケイ素の36重量%濃度コロイド分散体(Organosilicasol(登録商標) MEK−ST、Nissan Chem. Am. Corp.)218gを該溶融物中に導入した。次いでN,N−ジメチルエタノールアミン31.2gを添加し、該混合物を30分間均質化し、1690gの水を用いて約60℃で2時間にわたって分散を実施した。次いでメチルエチルケトンを真空で蒸留した。以下のデータを有するコポリマー分散体を得た:
OH含有量(固体に対して計算) 4.2%
酸価(固体) 14.5mgKOH/g
固形分 40.7%
粘度 430mPas23℃
pH(水中での10%濃度) 8.2
中和度 105%
平均粒度 96nm
共溶媒 7.4重量%
比較例3
まず、Dowanol(登録商標) PnB220gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器に導入し、138℃まで加熱した。Dowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物1)を該温度で30分間にわたって滴下した。その直後、i−ボルニルメタクリレート298.3g、ヒドロキシエチルアクリレート292.0g、ブチルメタクリレート169.8g、スチレン139gおよび2−エチルヘキシルアクリレート90.4gの混合物2)を3.5時間にわたって計量し、その直後、スチレン63.8g、ヒドロキシエチルアクリレート90g、ブチルアクリレート50gおよびメタクリル酸28.7gの混合物3)を1.5時間にわたって計量した。混合物2)および3)と並行して、Dowanol(登録商標) PnB14.5g中のジ−tert−ブチルペルオキシド14.5gの混合物4)を5時間にわたって計量した。次いでDowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物5)を1時間にわたって計量した。次いで該混合物を70℃に冷却した。メチルエチルケトン中の二酸化ケイ素の36重量%濃度コロイド分散体(Organosilicasol(登録商標) MEK−ST、Nissan Chem. Am. Corp.)436gを該溶融物中に導入した。次いでN,N−ジメチルエタノールアミン31.2gを添加し、該混合物を30分間均質化し、1790gの水を用いて約60℃で2時間にわたって分散を実施した。次いでメチルエチルケトンを真空で蒸留した。以下のデータを有するコポリマー分散体を得た:
OH含有量(固体に対して計算) 4.0%
酸価(固体) 13.5mgKOH/g
固形分 40.3%
粘度 440mPas23℃
pH(水中での10%濃度) 8.4
中和度 105%
平均粒度 135nm
共溶媒 7.0重量%
比較例4
まず、Dowanol(登録商標) PnB220gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器に導入し、138℃まで加熱した。Dowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物1)を該温度で30分間にわたって滴下した。その直後、i−ボルニルメタクリレート298.3g、ヒドロキシエチルアクリレート292.0g、ブチルメタクリレート169.8g、スチレン139gおよび2−エチルヘキシルアクリレート90.4gの混合物2)を3.5時間にわたって計量し、その直後、スチレン63.8g、ヒドロキシエチルアクリレート90g、ブチルアクリレート50gおよびメタクリル酸28.7gの混合物3)を1.5時間にわたって計量した。混合物2)および3)と並行して、Dowanol(登録商標) PnB14.5g中のジ−tert−ブチルペルオキシド14.5gの混合物4)を5時間にわたって計量した。次いでDowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物5)を1時間にわたって計量した。次いで該混合物を70℃に冷却した。メチルエチルケトン中の二酸化ケイ素の36重量%濃度コロイド分散体(Organosilicasol(登録商標) MEK−ST、Nissan Chem. Am. Corp.)680gを該溶融物中に導入した。次いでN,N−ジメチルエタノールアミン31.2gを添加し、該混合物を30分間均質化し、1595gの水を用いて約60℃で2時間にわたって分散を実施した。次いでメチルエチルケトンを真空で蒸留した。以下のデータを有するコポリマー分散体を得た:
OH含有量(固体に対して計算) 3.8%
酸価(固体) 12.7mgKOH/g
固形分 44.3%
粘度 840mPas23℃
pH(水中での10%濃度) 8.6
中和度 105%
平均粒度 153nm
共溶媒 7.2重量%
比較例5
まず、Dowanol(登録商標) PnB220gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器に導入し、138℃まで加熱した。Dowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物1)を該温度で30分間にわたって滴下した。その直後、i−ボルニルメタクリレート298.3g、ヒドロキシエチルアクリレート292.0g、ブチルメタクリレート169.8g、スチレン126.5g、2−エチルヘキシルアクリレート90.4gおよび12.5gのCoatOSil(登録商標) 1706の混合物2)を3.5時間にわたって計量し、その直後、スチレン63.8g、ヒドロキシエチルアクリレート90g、ブチルアクリレート50gおよびメタクリル酸28.7gの混合物3)を1.5時間にわたって計量した。混合物2)および3)と並行して、Dowanol(登録商標) PnB14.5g中のジ−tert−ブチルペルオキシド14.5gの混合物4)を5時間にわたって計量した。次いでDowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物5)を1時間にわたって計量した。次いで該混合物を100℃に冷却し、N,N−ジメチルエタノールアミン31.2gを添加した。30分間均質化した後、1595gの水を用いて80℃で2時間にわたって分散を実施した。以下のデータを有するコポリマー分散体を得た:
OH含有量(固体に対して計算) 4.5%
酸価(固体) 15.5mgKOH/g
固形分 40.2%
粘度 500mPas23℃
pH(水中での10%濃度) 8.4
中和度 105%
平均粒度 100nm
共溶媒 7.8重量%
実施例6
まず、Dowanol(登録商標) PnB220gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器に導入し、138℃まで加熱した。Dowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物1)を該温度で30分間にわたって滴下した。その直後、i−ボルニルメタクリレート298.3g、ヒドロキシエチルアクリレート292.0g、ブチルメタクリレート169.8g、スチレン126.5g、2−エチルヘキシルアクリレート90.4gおよび12.5gのCoatOSil(登録商標) 1706の混合物2)を3.5時間にわたって計量し、その直後、スチレン63.8g、ヒドロキシエチルアクリレート90g、ブチルアクリレート50gおよびメタクリル酸28.7gの混合物3)を1.5時間にわたって計量した。混合物2)および3)と並行して、Dowanol(登録商標) PnB14.5g中のジ−tert−ブチルペルオキシド14.5gの混合物4)を5時間にわたって計量した。次いでDowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物5)を1時間にわたって計量した。次いで該混合物を70℃に冷却した。メチルエチルケトン中の二酸化ケイ素の36重量%濃度コロイド分散体(Organosilicasol(登録商標) MEK−ST、Nissan Chem. Am. Corp.)436gを該溶融物中に導入した。次いでN,N−ジメチルエタノールアミン31.2gを添加し、該混合物を30分間均質化し、1790gの水を用いて約60℃で2時間にわたって分散を実施した。次いでメチルエチルケトンを真空で蒸留した。以下のデータを有するコポリマー分散体を得た:
OH含有量(固体に対して計算) 4.0%
酸価(固体) 13.5mgKOH/g
固形分 40.3%
粘度 370mPas23℃
pH(水中での10%濃度) 8.4
中和度 105%
平均粒度 125nm
共溶媒 7.0重量%
実施例7
まず、Dowanol(登録商標) PnB220gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器に導入し、138℃まで加熱した。Dowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物1)を該温度で30分間にわたって滴下した。その直後、i−ボルニルメタクリレート298.3g、ヒドロキシエチルアクリレート292.0g、ブチルメタクリレート169.8g、スチレン126.5g、2−エチルヘキシルアクリレート90.4gおよび12.5gのCoatOSil(登録商標) 1706の混合物2)を3.5時間にわたって計量し、その直後、スチレン63.8g、ヒドロキシエチルアクリレート90g、ブチルアクリレート50gおよびメタクリル酸28.7gの混合物3)を1.5時間にわたって計量した。混合物2)および3)と並行して、Dowanol(登録商標) PnB14.5g中のジ−tert−ブチルペルオキシド14.5gの混合物4)を5時間にわたって計量した。次いでDowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物5)を1時間にわたって計量した。次いで該混合物を70℃に冷却した。メチルエチルケトン中の二酸化ケイ素の36重量%濃度コロイド分散体(Organosilicasol(登録商標) MEK−ST、Nissan Chem. Am. Corp.)680gを該溶融物中に導入した。次いでN,N−ジメチルエタノールアミン31.2gを添加し、該混合物を30分間均質化し、1595gの水を用いて約60℃で2時間にわたって分散を実施した。次いでメチルエチルケトンを真空で蒸留した。以下のデータを有するコポリマー分散体を得た:
OH含有量(固体に対して計算) 3.7%
酸価(固体) 12.5mgKOH/g
固形分 44.5%
粘度 560mPas23℃
pH(水中での10%濃度) 8.4
中和度 105%
平均粒度 150nm
共溶媒 7.2重量%
実施例8
まず、Dowanol(登録商標) PnB220gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器に導入し、138℃まで加熱した。Dowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物1)を該温度で30分間にわたって滴下した。その直後、i−ボルニルメタクリレート298.3g、ヒドロキシエチルアクリレート292.0g、ブチルメタクリレート169.8g、スチレン126.5g、2−エチルヘキシルアクリレート90.4gおよび12.5gのCoatOSil(登録商標) 1706の混合物2)を3.5時間にわたって計量し、その直後、スチレン63.8g、ヒドロキシエチルアクリレート90g、ブチルアクリレート50gおよびメタクリル酸28.7gの混合物3)を1.5時間にわたって計量した。混合物2)および3)と並行して、Dowanol(登録商標) PnB14.5g中のジ−tert−ブチルペルオキシド14.5gの混合物4)を5時間にわたって計量した。次いでDowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物5)を1時間にわたって計量した。次いで該混合物を70℃に冷却した。メチルエチルケトン中の二酸化ケイ素の36重量%濃度コロイド分散体(Organosilicasol(登録商標) MEK−ST、Nissan Chem. Am. Corp.)872gを該溶融物中に導入した。次いでN,N−ジメチルエタノールアミン31.2gを添加し、該混合物を30分間均質化し、1985gの水を用いて約60℃で2時間にわたって分散を実施した。次いでメチルエチルケトンを真空で蒸留した。以下のデータを有するコポリマー分散体を得た:
OH含有量(固体に対して計算) 3.6%
酸価(固体) 12.5mgKOH/g
固形分 41.5%
粘度 560mPas23℃
pH(水中での10%濃度) 8.4
中和度 105%
平均粒度 150nm
共溶媒 6.3重量%
実施例9
まず、Dowanol(登録商標) PnB220gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器に導入し、138℃まで加熱した。Dowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物1)を該温度で30分間にわたって滴下した。その直後、i−ボルニルメタクリレート298.3g、ヒドロキシエチルアクリレート292.0g、ブチルメタクリレート169.8g、スチレン76.5g、2−エチルヘキシルアクリレート90.4gおよび62.5gのCoatOSil(登録商標) 1706の混合物2)を3.5時間にわたって計量し、その直後、スチレン63.8g、ヒドロキシエチルアクリレート90g、ブチルアクリレート50gおよびメタクリル酸28.7gの混合物3)を1.5時間にわたって計量した。混合物2)および3)と並行して、Dowanol(登録商標) PnB14.5g中のジ−tert−ブチルペルオキシド14.5gの混合物4)を5時間にわたって計量した。次いでDowanol(登録商標) PnB4g中のジ−tert−ブチルペルオキシド4gの混合物5)を1時間にわたって計量した。次いで該混合物を70℃に冷却した。メチルエチルケトン中の二酸化ケイ素の36重量%濃度コロイド分散体(Organosilicasol(登録商標) MEK−ST、Nissan Chem. Am. Corp.)1308gを該溶融物中に導入した。次いでN,N−ジメチルエタノールアミン31.2gを添加し、該混合物を30分間均質化し、2180gの水を用いて約60℃で2時間にわたって分散を実施した。次いでメチルエチルケトンを真空で蒸留した。以下のデータを有するコポリマー分散体を得た:
OH含有量(固体に対して計算) 3.2%
酸価(固体) 11.5mgKOH/g
固形分 41.5%
粘度 430mPas23℃
pH(水中での10%濃度) 8.4
中和度 105%
平均粒度 155nm
共溶媒 5.8重量%
実施例10(SiOナノ粒子15重量%、水性SiOゾル)
比較例5による水性分散体4000gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器中において705gのBindzil(登録商標) CC40と混合した。均質な水性分散体を得た。
OH含有量(固体に対して計算) 3.6%
酸価(固体) 12.5mgKOH/g
固形分 40.2%
粘度 430mPas23℃
pH(水中での10%濃度) 8.4
中和度 105%
平均粒度 155nm
共溶媒 6.3重量%
実施例11(架橋剤)
まず、Rhodiasolv(登録商標) RPDE750gを攪拌、冷却および加熱装置を備えた5Lの反応容器中に導入した。2975gのDesmodur(登録商標) XP 2410と1275gのBayhydur(登録商標) XP 2655を添加し、該成分を均質に混合した。得られる架橋剤はイソシアネート含有量19.3%を有した。
使用実施例12
成分Aおよび成分Bの個々の成分を上記の量の比で混合した。
混合2C水系透明ラッカーを、市販されているスプレーガンを用いて、自動車の最初のラッカー塗用の従来の水性充填剤層および水性ブラックベースラッカー層で予備コートしたアルミニウムシートに塗布した。
塗布後、該シートを空気中において5分間室温でおよび10分間80℃で乾燥させ、その後、130℃で30分間乾燥させた。透明ラッカーの乾燥層の厚みは約40μmであった。
Figure 2009179796
光沢および曇り
光沢はDIN EN ISO 2813に従って測定した。光沢測定値が高いほど、良好な光沢である。曇りはDIN EN ISO 13803に従って測定した。曇り値が低いほど、透明なラッカーである。
耐引掻性
製造された透明ラッカーの耐引掻性の試験をDIN 55668に従って行った。
パーセントでの相対残留光沢は、引掻き前の光沢度と比較した、DIN 5668による引掻き後の光沢度[20°]の高さを再現する。この数値が高いほど、良好な耐引掻性である。
実施例12A〜Kが明確に示すように、本発明による処方物12F〜Kは、良好な光学特性、特に低い曇りを維持しながら、向上した耐引掻性によって区別される。

Claims (17)

  1. A)シラン修飾コポリマー
    B)分散体中での動的光散乱を用いて決定された、200nm未満の平均粒度(Z平均値)を有する、必要に応じて表面修飾された無機粒子、および
    C)水
    を含んでなる水性処方物。
  2. 前記シラン修飾コポリマーA)は、一般式(1):
    −Si(RO) (1)
    〔式中、
    はC〜Cアルキル基であり、および
    は(RO)またはC〜Cアルキル基である〕
    で示される基を含んでなる、請求項1に記載の水性処方物。
  3. 前記シラン修飾コポリマーA)は、
    I)Ia)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
    Ib)ヒドロキシ官能性モノマー、および
    IS1)重合可能なシラン官能性モノマー
    をビルダーモノマーとして含有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマー、および
    II)IIa)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
    IIb)ヒドロキシ官能性モノマー、および
    IIc)酸官能性モノマー
    をビルダー成分として含有するヒドロキシ官能性親水性ポリマー
    から製造されるコポリマーである、請求項1に記載の水性処方物。
  4. 前記シラン修飾コポリマーA)は、
    I)Ia)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、および
    Ib)ヒドロキシ官能性モノマー
    をビルダーモノマーとして含有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマー、および
    II)IIa)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
    IIb)ヒドロキシ官能性モノマー、
    IIc)酸官能性モノマー、および
    IIS1)重合可能なシラン官能性モノマー
    をビルダー成分として含有するヒドロキシ官能性親水性ポリマー
    から製造されるコポリマーである、請求項1に記載の水性処方物。
  5. 前記重合可能なシラン官能性モノマーIS1)は、一般式(2):
    (RO)Si−(CH=CH) (2)
    〔式中、
    はC〜Cアルキル基であり、および
    は(RO)またはC〜Cアルキル基である〕
    で示される化合物、および/または一般式(3):
    (RO)Si(CH−O(CO)−(CR=CH) (3)
    〔式中、
    はC〜Cアルキル基であり、
    は(RO)またはC〜Cアルキル基であり、
    はHまたはCHであり、および
    mは1〜4である〕
    で示される化合物である、請求項3に記載の水性処方物。
  6. 前記重合可能なシラン官能性モノマーIIS1)は、一般式(2):
    (RO)Si−(CH=CH) (2)
    〔式中、
    はC〜Cアルキル基であり、および
    は(RO)またはC〜Cアルキル基である〕
    で示される化合物、および/または一般式(3):
    (RO)Si(CH−O(CO)−(CR=CH) (3)
    〔式中、
    はC〜Cアルキル基であり、
    は(RO)またはC〜Cアルキル基であり、
    はHまたはCHであり、および
    mは1〜4である〕
    で示される化合物である、請求項4に記載の水性処方物。
  7. 前記重合可能なシラン官能性モノマーIS1)は、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリスイソプロポキシシラン、ビニル−トリス−(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジイソプロポキシシラン、ビニルエチルジエトキシシラン、3−(トリエトキシシリル)−プロピルメタクリレートまたは3−(トリス−イソプロポキシシリル)−プロピルメタクリレート、ビニルフェニルジエトキシシラン、ビニルフェニルメチルエトキシシランおよびビニルトリ−t−ブトキシシランからなる群から選択される、請求項3に記載の水性処方物。
  8. 前記重合可能なシラン官能性モノマーIIS1)は、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリスイソプロポキシシラン、ビニル−トリス−(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジイソプロポキシシラン、ビニルエチルジエトキシシラン、3−(トリエトキシシリル)−プロピルメタクリレートまたは3−(トリス−イソプロポキシシリル)−プロピルメタクリレート、ビニルフェニルジエトキシシラン、ビニルフェニルメチルエトキシシランおよびビニルトリ−t−ブトキシシランからなる群から選択される、請求項4に記載の水性処方物。
  9. 前記シラン官能性コポリマーA)は、
    I)Ia)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
    Ib)ヒドロキシ官能性モノマー
    をビルダーモノマーとして含有するヒドロキシ官能性疎水性ポリマー、および
    II)IIa)アルコール部分中にC〜C18炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび/またはビニル芳香族化合物および/またはビニルエステル、
    IIb)ヒドロキシ官能性モノマー、
    IIc)酸官能性モノマー、および
    IIS2)シラン基に加えて少なくとも1つのエポキシド官能基を含有するモノマー
    をビルダー成分として含有するヒドロキシ官能性親水性ポリマー
    から製造されるコポリマーである、請求項1に記載の水性処方物。
  10. 前記モノマーIIS2)は、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル−トリス−イソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピル−ジエトキシ−メチルシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−トリエトキシシラン、およびβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−トリス−イソプロポキシシランからなる群から選択される、請求項9に記載の水性処方物。
  11. 前記無機粒子B)は、周期表の第II主族〜第IV主族の元素および/または第I亜属〜第VIII亜属の元素(ランタニドを含む)の無機酸化物、混合酸化物、カーバイド、ホウ化物および窒化物からなる群から選択される、請求項1に記載の水性処方物。
  12. 前記無機粒子B)は、有機溶媒中または水中でのコロイド的分散形態での無機ナノ粒子である、請求項1に記載の水性処方物。
  13. 前記無機粒子B)は水性処方物の形態での無機粒子である、請求項1に記載の水性処方物。
  14. 前記無機粒子B)は表面修飾された無機ナノ粒子である、請求項1に記載の水性処方物。
  15. 請求項1に記載の水性処方物および少なくとも1つの架橋剤D)を含んでなる水性被覆組成物。
  16. 請求項1に記載の水性処方物およびポリイソシアネートを含んでなる水性二成分被覆組成物。
  17. 請求項1に記載の水性処方物を含んでなる透明ラッカー。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009040868A1 (de) 2009-09-09 2011-03-10 Bayer Materialscience Ag Mit Nanopartikeln modifizierte Bindemitteldispersionen zur Herstellung funktioneller transparenter Lacke
AT12285U1 (de) 2010-08-31 2012-03-15 Senoplast Klepsch & Co Gmbh Mehrlagige körper, umfassend eine substratlage und eine kunststofflage
AU2011379400B2 (en) 2011-10-21 2016-04-14 Rohm And Haas Company New and stable aqueous hybrid binder
CN103805029B (zh) * 2014-02-21 2017-03-22 深圳市宝骏环保涂料有限公司 集装箱内面水性防腐涂料及生产方法
CN104387960A (zh) * 2014-11-28 2015-03-04 苏州伊埃夫化学材料科技有限公司 一种高性能纳米复合结构涂料及其制备方法
WO2016161586A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 Rhodia Operations Water based composition comprising light diffusion particles and a siloxane-modified acrylic resin
TW201741766A (zh) * 2015-12-17 2017-12-01 陶氏全球科技責任有限公司 具有高介電常數之光可成像薄膜
ES2956844T3 (es) * 2019-07-17 2023-12-29 Evonik Operations Gmbh Uso de composiciones de nanopartículas como fluidos de transferencia de calor en baterías u otros sistemas de equipos eléctricos

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60219265A (ja) * 1984-04-16 1985-11-01 Dainippon Ink & Chem Inc 金属表面処理方法
JPH10182978A (ja) * 1996-12-26 1998-07-07 Jsr Corp 水系分散体
JPH11181210A (ja) * 1997-12-17 1999-07-06 Toagosei Co Ltd 安定化された水性硬化性組成物
JP2007031648A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Mitsubishi Rayon Co Ltd 塗膜および塗装物

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE789223A (fr) * 1971-09-28 1973-03-26 Wacker Chemie Gmbh Dispersions de polymeres vinyliques
DE69615304T2 (de) * 1995-04-28 2002-05-02 Basf Nof Coatings Co. Ltd., Yokohama Überzugszusammensetzung, verfahren zu ihrer herstellung und verfahren zur herstellung einer anorganischen oxidsoldispersion
US6180175B1 (en) * 1997-10-24 2001-01-30 Kansai Paint Co., Ltd. Coating composition
DE19814061A1 (de) * 1998-03-30 1999-10-07 Bayer Ag Copolymerisatdispersionen, Bindemittelkombinationen auf Basis der Copolymerisatdispersionen, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
AU3784699A (en) * 1998-05-12 1999-11-29 Ppg Industries Ohio, Inc. Water-based 2k coating compositions
US6245428B1 (en) * 1998-06-10 2001-06-12 Cpfilms Inc. Low reflective films
DE19846660A1 (de) 1998-10-09 2000-04-13 Inst Oberflaechenmodifizierung Hochtemperaturbeständige polymerisierbare Metalloxidpartikel
AU2286700A (en) 1998-12-24 2000-07-31 Akzo Nobel N.V. Aqueous coating composition and a polyol for such a composition
WO2002024756A2 (en) 2000-09-21 2002-03-28 Rohm And Haas Company Hydrophobically modified clay polymer nanocomposites
EP1448724B1 (de) 2001-11-23 2007-01-31 DEUTSCHE AMPHIBOLIN-WERKE VON ROBERT MURJAHN GmbH + Co. KG Beschichtungsmasse enthaltend nanopartikel, verwendung der beschichtungsmasse und verfahren zur herstellung von beschichtungen
DE10221010A1 (de) 2002-05-11 2003-11-27 Basf Coatings Ag Wässrige Dispersion von anorganischen Nanopartikeln, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
CN100337913C (zh) 2002-10-14 2007-09-19 阿克佐诺贝尔公司 胶态二氧化硅分散体
ES2317278T3 (es) 2004-07-16 2009-04-16 Alberdingk Boley Gmbh Dispersion acuosa de aglutinante con nanoparticulas, procedimiento para su preparacion y su uso.
DE102005010694A1 (de) * 2005-03-09 2006-09-14 Bayer Materialscience Ag Wässrige Copolymerisatdispersionen mit Reaktivverdünner
DE102005041951A1 (de) * 2005-09-03 2007-03-08 Bayer Materialscience Ag Wässrige 2K-PUR Systeme enthaltend hydroxy-funktionelle Polydimethylsiloxane

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60219265A (ja) * 1984-04-16 1985-11-01 Dainippon Ink & Chem Inc 金属表面処理方法
JPH10182978A (ja) * 1996-12-26 1998-07-07 Jsr Corp 水系分散体
JPH11181210A (ja) * 1997-12-17 1999-07-06 Toagosei Co Ltd 安定化された水性硬化性組成物
JP2007031648A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Mitsubishi Rayon Co Ltd 塗膜および塗装物

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