JP2012502126A - (メタ)アクリレートモノマー、ポリマー並びに被覆剤 - Google Patents

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Abstract

本発明は、一般式(I)で示され、その式中、R1は、水素又はメチル基であり、Xは、酸素又は式NR′の基であり、式中、R′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基であり、R2は、1〜22個の炭素原子を有するアルキレン基であり、Yは、酸素、硫黄又は式NR′′の基を意味し、式中、R′′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基を表し、かつR3は、8個の炭素原子と少なくとも2個の二重結合とを有する不飽和基である(メタ)アクリレートモノマーに関する。更に、本発明は、上述のモノマーの製造方法、該モノマー混合物から得られるポリマー並びに上述のポリマーを含有する被覆剤に関する。

Description

本発明は、(メタ)アクリレートモノマー並びに(メタ)アクリレートモノマーを含むモノマー混合物に関する。更に、本発明は、前記モノマーもしくは前記モノマー混合物を使用して得られるポリマーに関する。更に、本発明は、被覆剤に関する。
被覆剤、特に塗料は、長期に亘り合成により製造されている。前記被覆剤の多くは、いわゆるアルキド樹脂を基礎とし、該樹脂は、多価の酸、アルコール及び脂肪酸及び/又は脂肪酸誘導体を使用して製造される。このアルキド樹脂の特定のグループは、酸素の影響下で架橋された皮膜を形成し、その際、その架橋は、不飽和基に関与する酸化によって起こる。このアルキド樹脂の多くは、該樹脂を薄層で被覆体に塗布しうるためには、有機溶剤又は分散剤を含む。しかしながら、この溶剤の使用は、環境保護と作業安全性の理由から省かれることが望ましい。従って、相応の樹脂は、水性分散液を基礎として開発されるが、その貯蔵安定性は限られたものである。更に、多くのアルキド樹脂の吸水性は高すぎるか、又はその耐溶剤性並びにその硬度は低すぎる。従って、上述の古典的なアルキド系塗料を改質又は代替する試みが講じられている。
例えば、US4,010,126号から、(メタ)アクリレート−ポリマーで改質されたアルキド樹脂を含む組成物が知られており、それは引き続き乳化重合で使用される。記載される組成物の製造は、多くの段階を介して行われるので、記載される樹脂は非常に製造が面倒である。
溶液ポリマーを基礎とするビニルモノマーを基礎とする塗料組成物は、例えばDE−A−10106561号に記載されている。しかしながら、前記の組成物は、高い割合の有機溶剤を含む。
更に、(メタ)アクリレート−ポリマーを基礎とする水性分散液も公知である。例えば、刊行物DE−A−4105134号は、バインダーとして塗料中で使用できる水性分散液を記載している。しかしながら、このバインダーの製造は、複数の段階を介して行われ、その際、まず溶液重合体が作製され、それを中和後に乳化重合に使用する。
更に、DE−A−2513516号では、(メタ)アクリレートを基礎とするポリマーを含み、その(メタ)アクリレートの一部が不飽和アルコール基から誘導されているものである水性分散液が記載されている。記載される分散液で不利なことは、特に(メタ)アクリレートを基礎とするポリマーを溶液重合によって得るその面倒な製造である。この場合、これらのポリマーは、溶液ポリマーに対して5〜20質量%の範囲の高い割合の酸基を有する。
刊行物DE−A−2638544号は、酸化乾燥性の水性分散液であって、(メタ)アクリレートを基礎とするエマルジョンポリマーを含み、その際、使用される(メタ)アクリレートの一部は不飽和アルコール基から誘導されているものを記載している。しかしながら、エマルジョンポリマーの製造のためには連鎖移動剤が使用されたので、エマルジョンポリマーは高い溶解性を示す。
更に、酸化乾燥性のポリマーを含む水性分散液は、F.−B.Chen, G.Bufkin,"Crosslinkable Emulsion Polymers by Autooxidation II",Journal of Applied Polymer Science,Vol.30,4551−4570(1985)で述べられている。該ポリマーは、不飽和の長鎖アルコール基を有する(メタ)アクリレートから誘導される単位2〜8質量%を含む。この分散液の耐久性並びに塗料の硬度は、多くの用途に十分ではない。
更に、刊行物US5,750,751号は、室温で硬化しうるビニルモノマーを基礎とするポリマーを記載している。該ポリマーは、溶液重合によっても、乳化重合によっても得ることができる。重合されるべきモノマー混合物は、とりわけ(メタ)アクリレートであって、そのアルコール基が不飽和脂肪酸によって改質されているものを含んでよい。改質された(メタ)アクリレートの溶液重合及び乳化重合によって得られるポリマーは、連鎖移動剤が使用されたので、高い溶解性を示す。しかし、US5,750,751号に記載される被覆剤で不利なことは、環境保護の理由から回避されるべき軟質にする溶剤を添加せねばならないことである。
この点に関しての改善は、刊行物EP−A−1044993号の教示によって達成される。この文献は、(メタ)アクリレートを基礎とする水性分散液を記載している。重合されるべき混合物は、(メタ)アクリレートであって、不飽和脂肪酸によって改質されたものを含む。この解決策の必須の側面は、特に広い分子量分布を有するポリマーの使用にあり、その際、数平均分子量は、300〜3000g/モルの範囲にある。しかしながら、この系で不利なことは、得られる被膜が多くの用途のためには軟質すぎることである。
更に、文献WO2006/013061号は、(メタ)アクリレートを基礎とする粒子を含む分散液を記載している。粒子の製造のために使用されるモノマー混合物は、(メタ)アクリレートであって、不飽和脂肪酸によって改質されたものを含む。しかし、実施例では、酸基を含むモノマーは重合されていない。更に、不飽和脂肪酸で改質された(メタ)アクリレートの割合は非常に高い。WO2006/013061号に記載される分散液で不利なことは、特に、その複雑な製造並びに高い割合の残留モノマーである。更に、該分散液から得られる被覆は、幾つかの溶剤に対して低い安定性を示す。
更に、先行技術から、(メタ)アクリレートを基礎とするポリマーの他に、アルキド樹脂を含んでよい分散液も知られている。例えば、文献WO98/22545号は、不飽和アルコール基を有する(メタ)アクリレートから誘導される単位を有するポリマーを記載している。これらのポリマーは、アルキド樹脂と一緒に使用することができる。しかし、記載したポリマーから塗料を製造するためには、溶剤が使用される。水性分散液は、WO98/22545号には記載されていない。従って、これらの組成物は、上述の欠点を伴っている。
更に、日本の刊行物JP56011376号は、(メタ)アクリレートを基礎とするエマルジョンポリマーを記載している。該分散液は、約40%の固体含有率で、少なくとも200mPasの動的粘度を有する。粒度は、この刊行物には挙げられていない。しかしながら、その分散液の高い粘度に基づいて、エマルジョンポリマーは40nm未満の粒度を有すると想定できる。この文献に記載される分散液で不利なことは、その低い貯蔵性である。更に、得られた被覆剤があらゆる溶剤に対して、高い要求に十分な安定性を有さないことは明らかである。
更に、US6,599,972号から、(メタ)アクリレートであってそのアルコール基が不飽和脂肪酸誘導体から誘導されているものを基礎とするポリマーを基礎とした被覆組成物が知られている。そこに詳細に述べられる被覆組成物で不利なことは、記載される組成物から得られる被覆のその貯蔵性並びに安定性である。
1,3−ブタジエン及び(メタ)アクリル酸の反応によって得ることができる(メタ)アクリレートモノマーは、とりわけ、DE−A−1943453号、US3,562,314号及びBaibulatova他のZhurnal Organicheskoi Khimii(1982)、18(1)、46−52で述べられている。しかし、前記モノマーを用いて得られる被覆剤は記載されていない。むしろ、単に、潤滑剤で使用することが述べられているだけである。更に、得られた(メタ)アクリレートモノマーは、エポキシ化できることが述べられている。
先行技術に鑑みて、ここで、本発明の課題は、優れた特性を有するポリマーへと加工できるモノマーを提供することである。これらの特性には、特に、被覆剤と該被覆剤から得られる被覆によって明らかな特徴が該当する。
特に、モノマーは、非常に低い残留モノマー含量を有する、分散液もしくはポリマー、例えば乳化ポリマーへと加工できることが望ましい。
従って更に、本発明の課題は、特に長い貯蔵性と耐久性を有する被覆剤を提供することであった。更に、該被覆剤から得られる被覆の硬度は、広い範囲に亘って変動させられることが望ましい。特に、特に硬質の引掻に強い被覆を得られることが望ましい。
更なる一つの課題は、使用することによって揮発性有機溶剤を含まない被覆剤が得られるポリマーを提供することにある。その被覆剤から得られる被覆は、高い耐候性、特に高い耐紫外線性を有することが望ましい。更に、その被覆剤から得られるシートは、短時間の後にも低い粘着性を示すことが望ましい。
更に、前記ポリマーもしくはモノマー混合物から得られる被覆は、特に高い耐溶剤性を有することが望ましい。この場合に、その耐溶剤性は、多くの種々の溶剤に対して高いことが望ましい。
従って更に、本発明の課題は、特に高い経済性で得られるモノマー、ポリマー及び被覆剤を挙げることであった。ポリマーに関しては、これらが、同じ効率で、費用をかけて製造されるモノマーを低い割合で有するべきと説明されるべきである。
前記課題並びに他の明示的に挙げていないが、本願の導入部で議論した関連から容易に導くことができるか又は理解することができる課題は、請求項1の全ての特徴を有するモノマーによって解決される。本発明によるモノマーの適切な別形を、下位請求項で保護の対象とする。モノマー混合物、ポリマー、被覆剤並びにモノマー混合物の製造方法に関しては、請求項9、14、18及び22が、基礎となる課題の解決策を提供している。
従って、本発明の対象は、一般式(I)
Figure 2012502126
[式中、R1は、水素又はメチル基であり、Xは、酸素又は式NR′の基であり、式中、R′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基であり、R2は、1〜22個の炭素原子を有するアルキレン基であり、Yは、酸素、硫黄又は式NR′′の基を意味し、式中、R′′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基を表し、かつR3は、8個の炭素原子と少なくとも2個の二重結合とを有する不飽和基である]の(メタ)アクリレートモノマーである。
本発明による措置によって、更に、とりわけ以下の利点が達成できる:
本発明によるモノマー混合物は、加工することで、非常に低いモノマー含量を有するポリマー、被覆剤及び被覆とすることができる。
本発明による被覆剤から得られ、それが更に前記ポリマーもしくはモノマー混合物を基礎とする被覆の硬度は、広い範囲に亘って変化させることができる。好ましい一別形によれば、本発明により殊に硬質の引掻に強い被覆を得ることができる。本発明の被覆剤から得られる被覆は、意想外に高い耐溶剤性を示す。その耐溶剤性は、特にメチルイソブチルケトン(MIBK)、アンモニア溶液又はエタノールを用いた試験で示される。ここで、得られた被覆は、特に家具試験(Moebeltest)DIN 68861−1による試験に際して、優れた格付けを示す。
本発明によるモノマー混合物を使用して得られる被覆剤は、一般に揮発性有機溶剤を必要としない。更に、本発明による被覆剤は、高い貯蔵安定性、高い耐久性及び非常に良好な貯蔵性を示す。特に、凝集物形成を生ずることはめったにない。
本発明による被覆剤から得られる被覆は、高い耐候性、特に高い耐紫外線性を示す。更に、その被覆剤から得られるシートは、短時間の後にも低い粘着性を示す。
本発明によるモノマー、モノマー混合物、ポリマー及び被覆剤は、高い経済性で大規模に製造することができる。ポリマーに関しては、これらが、同じ効率で、費用をかけて製造されるモノマーをより低い割合で有しうると説明されるべきである。ポリマーの性能は、とりわけ、該ポリマーから得られる被覆剤及び被覆の特性からもたらされる。
本発明による被覆剤は、環境に優しく、かつ安全にかつ多大な費用をかけることなく加工及び製造することができる。この場合、本発明による被覆剤は、非常に高い剪断安定性を示す。
本発明による(メタ)アクリレートモノマーは、一般式(I)
Figure 2012502126
[式中、R1は、水素又はメチル基であり、Xは、酸素又は式NR′の基であり、式中、R′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基であり、R2は、1〜22個の炭素原子を有するアルキレン基であり、Yは、酸素、硫黄又は式NR′′の基を意味し、式中、R′′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基を表し、かつR3は、8個の炭素原子と少なくとも2個の二重結合とを有する不飽和基である]に相当する。
表現"1〜6個の炭素原子を有する基"もしくは"8個の炭素原子を有する基"は、1〜6個の炭素原子もしくは8個の炭素原子を有する基を表す。前記基は、芳香族の及び複素芳香族の基並びにアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルケニル基、アルカノイル基、アルコキシカルボニル基並びに複素脂肪族基を含む。その際、上述の基は、分枝鎖状であっても又は非分枝鎖状であってもよい。更に、前記基は、置換基、特にハロゲン原子又はヒドロキシ基を有してよい。
好ましくは、基R′、R′′は、アルキル基を表す。好ましいアルキル基には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、2−メチルプロピル基、t−ブチル基が該当する。
式(I)において、基R2は、1〜22個の炭素原子を、好ましくは1〜10個の炭素原子を、特に有利には2〜6個の炭素原子を有するアルキレン基を意味する。基R2は、本発明の特定の一実施態様によれば、2〜4個の、特に有利には2個の炭素原子を有するアルキレン基を表す。1〜22個の炭素原子を有するアルキレン基には、特にメチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソ−プロピレン基、n−ブチレン基、イソ−ブチレン基、t−ブチレン基又はシクロヘキシレン基が該当し、その際、エチレン基が特に好ましい。
基R3は、少なくとも2個のC−C二重結合を含み、芳香族系の一部ではない。好ましくは、基R3は、正確に8個の炭素原子を有し、正確に2個の二重結合を有する基を表す。該基R3は、好ましくは、ヘテロ原子を有さない直鎖状の炭化水素基を表す。本発明の特定の一実施態様によれば、式(I)中の基R3は、末端位の二重結合を含んでよい。本発明の更なる一実施態様においては、式(I)中の基R3は、末端位の二重結合を含まなくてよい。基R3中に含まれる二重結合は、好ましくは共役二重結合であってよい。本発明の更なる好ましい一実施態様によれば、基R3中に含まれる二重結合は共役二重結合ではない。少なくとも二重結合を有する好ましい基R3には、とりわけ、オクタ−2,7−ジエニル基、オクタ−3,7−ジエニル基、オクタ−4,7−ジエニル基、オクタ−5,7−ジエニル基、オクタ−2,4−ジエニル基、オクタ−2,5−ジエニル基、オクタ−2,6−ジエニル基、オクタ−3,5−ジエニル基、オクタ−3,6−ジエニル基及びオクタ−4,6−ジエニル基が該当する。
式(I)による好ましいモノマーには、とりわけ、
2−[((2−E)オクタ−2,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[((2−Z)オクタ−2,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[((3−E)オクタ−3,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[((4−Z)オクタ−4,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[(オクタ−2,6−ジエニル)メチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[(オクタ−2,4−ジエニル)メチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[(オクタ−3,5−ジエニル)メチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[((2−E)オクタ−2,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−(メタ)アクリル酸アミド;
2−[((2−Z)オクタ−2,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−(メタ)アクリル酸アミド;
2−[((3−E)オクタ−3,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−(メタ)アクリル酸アミド;
2−[((4−Z)オクタ−4,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−(メタ)アクリル酸アミド;
2−[(オクタ−2,6−ジエニル)メチルアミノ]エチル−(メタ)アクリル酸アミド;
2−[(オクタ−2,4−ジエニル)メチルアミノ]エチル−(メタ)アクリル酸アミド;
2−[(オクタ−3,5−ジエニル)メチルアミノ]エチル−(メタ)アクリル酸アミド;
2−[((2−E)オクタ−2,7−ジエニル)エチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[((2−Z)オクタ−2,7−ジエニル)エチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[((3−E)オクタ−3,7−ジエニル)エチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[((4−Z)オクタ−4,7−ジエニル)エチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[(オクタ−2,6−ジエニル)エチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[(オクタ−2,4−ジエニル)エチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[(オクタ−3,5−ジエニル)エチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−[((2−E)オクタ−2,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−プロピ−2−エノエート;
2−[((2−Z)オクタ−2,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−プロピ−2−エノエート;
2−[((3−E)オクタ−3,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−プロピ−2−エノエート;
2−[((4−Z)オクタ−4,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−プロピ−2−エノエート;
2−[(オクタ−2,6−ジエニル)メチルアミノ]エチル−プロピ−2−エノエート;
2−[(オクタ−2,4−ジエニル)メチルアミノ]エチル−プロピ−2−エノエート;
2−[(オクタ−3,5−ジエニル)メチルアミノ]エチル−プロピ−2−エノエート;
2−((2−E)オクタ−2,7−ジエニルオキシ)エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−((2−Z)オクタ−2,7−ジエニルオキシ)エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−((3−E)オクタ−3,7−ジエニルオキシ)エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−((4−Z)オクタ−4,7−ジエニルオキシ)エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−(オクタ−2,6−ジエニルオキシ)エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−(オクタ−2,4−ジエニルオキシ)エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−(オクタ−3,5−ジエニルオキシ)エチル−2−メチルプロピ−2−エノエート;
2−((2−E)オクタ−2,7−ジエニルオキシ)エチル−プロピ−2−エノエート;
2−((2−Z)オクタ−2,7−ジエニルオキシ)エチル−プロピ−2−エノエート;
2−((3−E)オクタ−3,7−ジエニルオキシ)エチル−プロピ−2−エノエート;
2−((4−Z)オクタ−4,7−ジエニルオキシ)エチル−プロピ−2−エノエート;
2−(オクタ−2,6−ジエニルオキシ)エチル−プロピ−2−エノエート;
2−(オクタ−2,4−ジエニルオキシ)エチル−プロピ−2−エノエート及び
2−(オクタ−3,5−ジエニルオキシ)エチル−プロピ−2−エノエート
が該当する。
式(I)による(メタ)アクリレートモノマーは、個別にも又は混合物としても使用することができる。
本発明の特定の一実施態様によれば、式(I)によるモノマーは、100〜400g(ヨウ素)/100gの範囲、特に有利には250〜350g(ヨウ素)/100gの範囲のヨウ素価を有してよい。
式(I)による(メタ)アクリレートモノマーは、特に、メタクリル酸、アクリル酸もしくはその混合物(以下、(メタクリル酸とも略記する)又は(メタ)アクリレート、特にメチル(メタ)アクリレートもしくはエチル(メタ)アクリレートと、アルコール及び/又はアミンとを反応させる方法によって得ることができる。アルコールと(メタ)アクリレートとのエステル交換反応又は(メタ)アクリル酸アミドの製造は、CN1355161号、DE2129425号(1971年6月14日にドイツ国特許庁に出願番号P2129425.7で提出)、DE3423443号(1984年6月26日にドイツ国特許庁に出願番号P3423443.8で提出)、EP−A−0534666号(1992年9月16日に欧州特許庁で出願番号EP92308426.3で提出)又はDE3430446号(1984年8月18日にドイツ国特許庁に出願番号P3430446.0で提出)で述べられている。その際、これらの文献に記載される反応条件並びにそこで述べられる触媒などは開示の目的のために本願に組み込まれる。更に、前記反応は、"Synthesis of Acrylic Esters by Transesterification",J.Haken,1967に記載されている。
(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリレートと反応されるべき出発物質は、好ましくは、式(II)
H−X−R2−Y−R3 (II)
[式中、Xは、酸素又は式NR′の基であり、その際、R′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基であり、R2は、1〜22個の炭素原子を有するアルキレン基であり、Yは、酸素、硫黄又は式NR′′の基を意味し、その際、R′′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基を表し、かつR3は、8個の炭素原子を有する少なくとも二重不飽和の基である]に相応しうる。
好ましい基R′、R′′、R2、Y及びR3の意味に関しては、式(I)の説明が参照される。
式(II)による好ましい出発物質には、(メチル(オクタ−2,7−ジエニル)アミノ)エタノール、(エチル(オクタ−2,7−ジエニル)アミノ)エタノール、2−オクタ−2,7−ジエニルオキシエタノール、(メチル(オクタ−2,7−ジエニル)アミノ)エチルアミン、(メチル(オクタ−3,7−ジエニル)アミノ)エタノール、(エチル(オクタ−3,7−ジエニル)アミノ)エタノール、2−オクタ−3,7−ジエニルオキシエタノール、(メチル(オクタ−3,7−ジエニル)アミノ)エチルアミン、(メチル(オクタ−4,7−ジエニル)アミノ)エタノール、(エチル(オクタ−4,7−ジエニル)アミノ)エタノール、2−オクタ−4,7−ジエニルオキシエタノール、(メチル(オクタ−4,7−ジエニル)アミノ)エチルアミン、(メチル(オクタ−5,7−ジエニル)アミノ)エタノール、(エチル(オクタ−5,7−ジエニル)アミノ)エタノール、2−オクタ−5,7−ジエニルオキシエタノール、(メチル(オクタ−5,7−ジエニル)アミノ)エチルアミン、(メチル(オクタ−2,6−ジエニル)アミノ)エタノール、(エチル(オクタ−2,6−ジエニル)アミノ)エタノール、2−オクタ−2,6−ジエニルオキシエタノール、(メチル(オクタ−2,6−ジエニル)アミノ)エチルアミン、(メチル(オクタ−2,5−ジエニル)アミノ)エタノール、(エチル(オクタ−2,5−ジエニル)アミノ)エタノール、2−オクタ−2,5−ジエニルオキシエタノール、(メチル(オクタ−2,5−ジエニル)アミノ)エチルアミン、(メチル(オクタ−2,4−ジエニル)アミノ)エタノール、(エチル(オクタ−2,4−ジエニル)アミノ)エタノール、2−オクタ−2,4−ジエニルオキシエタノール、(メチル(オクタ−2,4−ジエニル)アミノ)エチルアミン、(メチル(オクタ−3,6−ジエニル)アミノ)エタノール、(エチル(オクタ−3,6−ジエニル)アミノ)エタノール、2−オクタ−3,6−ジエニルオキシエタノール、(メチル(オクタ−3,6−ジエニル)アミノ)エチルアミン、(メチル(オクタ−3,5−ジエニル)アミノ)エタノール、(エチル(オクタ−3,5−ジエニル)アミノ)エタノール、2−オクタ−3,5−ジエニルオキシエタノール、(メチル(オクタ−3,5−ジエニル)アミノ)エチルアミン、(メチル(オクタ−4,6−ジエニル)アミノ)エタノール、(エチル(オクタ−4,6−ジエニル)アミノ)エタノール、2−オクタ−4,6−ジエニルオキシエタノール及び(メチル(オクタ−4,6−ジエニル)アミノ)エチルアミンが該当する。式(II)による出発物質は、個別にも又は混合物としても使用することができる。
式(II)による出発物質は、とりわけ、1,3−ブタジエンのテロメリゼーションの公知の方法によって得ることができる。この場合に、概念"テロメリゼーション"は、求核試薬の存在下での共役二重結合を有する化合物の反応を意味する。刊行物WO2004/002931号(2003年6月17日に欧州特許庁で出願番号PCT/EP2003/006356で提出)、WO03/031379号(2002年10月1日に出願番号PCT/EP2002/10971で提出及びWO02/100803号(2002年5月4日に出願番号PCT/EP2002/04909で提出)において述べられる方法、特に反応のために使用される触媒及び反応条件、例えば圧力及び温度は、開示の目的のために本願に組み込まれる。
好ましくは、1,3−ブタジエンのテロメリゼーションは、元素の周期律表の第8族ないし第10族の金属を含む金属化合物を触媒として使用して行うことができる。その際、上述の刊行物に詳細に述べられているパラジウム化合物、特にパラジウムカルベン錯体を、特に好ましくは使用することができる。
求核試薬としては、特にジアルコール、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール;ジアミン、例えばエチレンジアミン、N−メチル−エチレンジアミン、N,N′−ジメチルエチレンジアミンもしくはヘキサメチレンジアミン;又はアミノアルカノール、例えばアミノエタノール、N−メチルアミノエタノール、N−エチルアミノエタノール、アミノプロパノール、N−メチルアミノプロパノールもしくはN−エチルアミノプロパノールを使用することができる。
テロメリゼーション反応が実施される温度は、10〜180℃、好ましくは30〜120℃、特に好ましくは40〜100℃である。反応圧力は、1〜300バール、好ましくは1〜120バール、特に好ましくは1〜64バール、殊に好ましくは1〜20バールである。
オクタ−2,7−ジエニル基を有する化合物からの異性体の製造は、オクタ−2,7−ジエニル基を有する化合物中に含まれている二重結合の異性体化によって行うことができる。
上述の式(I)のモノマーは、好ましくは、式(I)によるモノマーと共重合可能な1種以上のモノマーを有するモノマー混合物で使用することができる。
当業者にも促されない利点は、モノマー混合物の全質量に対して、少なくとも2質量%の、好ましくは少なくとも5質量%の、特に有利には10質量%の式(I)のモノマーを有するモノマー混合物によって達成することができる。
式(I)による少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーの他に、該モノマー混合物は、共重合可能な少なくとも1種の他のモノマーを含む。前記の共重合可能なモノマーには、酸基を有するモノマー、エステル基を含むモノマーAであって、式Iのモノマーとは異なるもの、及びスチレンモノマーが該当する。
酸基含有のモノマーは、好ましくは、上述の式(I)による(メタ)アクリレートモノマーとラジカル共重合可能な化合物である。これには、例えばスルホン酸基を有するモノマー、例えばビニルスルホン酸などのモノマー、ホスホン酸基を有するモノマー、例えばビニルホスホン酸などのモノマー及び不飽和カルボン酸、例えばメタクリル酸、アクリル酸、フマル酸及びマレイン酸などのカルボン酸が該当する。特に、メタクリル酸及びアクリル酸が好ましい。酸基含有のモノマーは、個別にも又は2、3もしくはそれより多くの酸基含有のモノマーの混合物としても使用することができる。
好ましいエステル基を含むモノマーAには、特に式(I)によるモノマーとは異なる(メタ)アクリレート、フマレート、マレエート及び/又はビニルアセテートが該当する。(メタ)アクリレートという表現は、メタクリレート及びアクリレート並びにその混合物を含む。これらのモノマーは、広く知られている。
これには、特に(メタ)アクリレートであって、アルキル基中に1〜6個の炭素原子を有し、不飽和アルコールから誘導されるもの、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−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、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート及びペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート及びシクロアルキル(メタ)アクリレート、例えばシクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート;並びに不飽和アルコールから誘導される(メタ)アクリレート、例えば2−プロピニル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート及びビニル(メタ)アクリレートが該当する。
特に好ましくは、メタクリレート及びアクリレートを含むポリマーの製造のための混合物が使用される。ここで、特に、メチルメタクリレート及びアクリレートの混合物であって、2〜6個の炭素原子を有するもの、例えばエチルアクリレート、ブチルアクリレート及びヘキシルアクリレートを使用することができる。
更に、コモノマーには、例えば(メタ)アクリレートであって、アルキル基中に少なくとも7個の炭素原子を有し、飽和アルコールから誘導されるもの、例えば2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2−t−ブチルヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、3−イソ−プロピルヘプチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、5−メチルウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、2−メチルドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、5−メチルトリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、2−メチルヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、5−イソ−プロピルヘプタデシル(メタ)アクリレート、4−t−ブチルオクタデシル(メタ)アクリレート、5−エチルオクタデシル(メタ)アクリレート、3−イソ−プロピルオクタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、セチルエイコシル(メタ)アクリレート、ステアリルエイコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート及び/又はエイコシルテトラトリアコンチル(メタ)アクリレート;シクロアルキル(メタ)アクリレート、例えば3−ビニルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、シクロアルキル(メタ)アクリレート、例えば2,4,5−トリ−t−ブチル−3−ビニルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2,3,4,5−テトラ−t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート;複素環式(メタ)アクリレート、例えば2−(1−インダゾリル)エチル(メタ)アクリレート、2−(4−モルホリニル)エチル(メタ)アクリレート及び1−(2−メタクリロイルオキシエチル)−2−ピロリドン;(メタ)アクリル酸のニトリル及び別の窒素含有のメタアクリレート、例えばN−(メタクリロイルオキシエチル)ジイソブチルケチミン、N−(メタクリロイルオキシエチル)ジヘキサデシルケチミン、メタクリロイルアミドアセトニトリル、2−メタクリロイルオキシエチルメチルシアナミド、シアノメチルメタクリレート;アリール(メタ)アクリレート、例えばベンジル(メタ)アクリレートもしくはフェニル(メタ)アクリレートであって、そのアリール基がそれぞれ非置換であるかもしくは四置換までされていてよいもの;(メタ)アクリレートであって、2個以上の(メタ)アクリル基を有するもの、グリコールジ(メタ)アクリレート、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラ−及びポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオール(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオール(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート;エトキシ化ビスフェノールAのジメタクリレート;3個以上の二重結合を有する(メタ)アクリレート、例えばグリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリットテトラ(メタ)アクリレート及びジペンタエリトリットペンタ(メタ)アクリレート;不飽和脂肪酸、脂肪アルコール及び脂肪酸アミドから誘導される(メタ)アクリレート、例えばヘプタデセニロイルオキシ−2−エチル−(メタ)アクリル酸アミド、ヘプタデカン−ジエン−イロイルオキシ−2−エチル−(メタ)アクリル酸アミド、ヘプタデカン−トリエン−イロイルオキシ−2−エチル−(メタ)アクリル酸アミド、ヘプタデセニロイルオキシ−2−エチル−(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−パルミトレイン酸の酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−オレイン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−イコセン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−セトレイン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−エルカ酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−リノール酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−リノレン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−パルミトレイン酸の酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−オレイン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−イコセン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−セトレイン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−エルカ酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−リノール酸アミド及び(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−リノレン酸アミド;(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル−リノール酸エステル、(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル−リノレン酸エステル及び(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル−オレイン酸エステル;オクタデカン−ジエン−イル−(メタ)アクリレート、オクタデカン−トリエン−イル−(メタ)アクリレート、ヘキサデセニル(メタ)アクリレート、オクタデセニル(メタ)アクリレート及びヘキサデカン−ジエン−イル−(メタ)アクリレート;並びに飽和脂肪酸アミドから誘導される(メタ)アクリレート、例えばペンタデシロイルオキシ−2−エチル−(メタ)アクリル酸アミド、ヘプタデシロイルオキシ−2−エチル−(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−ラウリン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−ミリスチン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−パルミチン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチル−ステアリン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−ラウリン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−ミリスチン酸アミド、(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−パルミチン酸アミド及び(メタ)アクリロイルオキシ−2−プロピル−ステアリン酸アミドなどが該当する。
更に、エステル基を含むモノマーAには、ビニルエステル、例えばビニルアセテート;マレイン酸誘導体、例えばマレイン酸無水物、マレイン酸のエステル、例えばマレイン酸ジメチルエステル、メチルマレイン酸無水物;並びにフマル酸誘導体、例えばフマル酸ジメチルエステルが該当する。
更なる好ましいコモノマーの群は、スチレンモノマー、例えばスチレン、置換スチレンであって、その側鎖中にアルキル置換基を有するもの、例えばα−メチルスチレン及びα−エチルスチレン、置換スチレンであって、環にアルキル置換基を有するもの、例えばビニルトルエン及びp−メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、例えばモノクロロスチレン、ジクロロスチレン、トリブロモスチレン及びテトラブロモスチレンである。
上述のモノマーの他に、モノマー混合物の重合によって得られる本発明によるポリマーは、他のモノマーを有してよい。それには、例えば複素環式ビニル化合物、例えば2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピリジン、3−エチル−4−ビニルピリジン、2,3−ジメチル−5−ビニルピリジン、ビニルピリミジン、ビニルピペリジン、9−ビニルカルバゾール、3−ビニルカルバゾール、4−ビニルカルバゾール、1−ビニルイミダゾール、2−メチル−1−ビニルイミダゾール、N−ビニルピロリドン、2−ビニルピロリドン、N−ビニルピロリジン、3−ビニルピロリジン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルブチロラクタム、ビニルオキソラン、ビニルフラン、ビニルチオフェン、ビニルチオラン、ビニルチアゾール及び水素化ビニルチアゾール、ビニルオキサゾール及び水素化ビニルオキサゾール;マレインイミド、メチルマレインイミド;ビニル−及びイソプレニルエーテル;並びにビニルハロゲン化物、例えば塩化ビニル、フッ化ビニル、塩化ビニリデン及びフッ化ビニリデンが該当する。
本発明の好ましいモノマー混合物は、
0.1〜90質量%の、好ましくは0.5〜30質量%の式(I)による(メタ)アクリレートモノマー;
10〜95質量%の、好ましくは40〜90質量%のエステル基を有するモノマーA;
0〜20質量%の、好ましくは1〜8質量%の、特に1〜3質量%の酸基を有するモノマー;
0〜70質量%の、好ましくは0〜50質量%の、特に0〜30質量%のスチレンモノマー;及び
0〜50質量%の、好ましくは0〜30質量%の更なるコモノマー
を含み、その際、それらの表示は、それぞれモノマーの全質量に対するものである。
式(I)による(メタ)アクリレートモノマーの高い割合を有する混合物は、一般に、高い耐候性、耐溶剤性及び硬質の被覆が得られるポリマーもしくは被覆剤をもたらす。これらの混合物は、好ましくは、
10〜90質量%の、好ましくは15〜40質量%の式(I)による(メタ)アクリレートモノマー;
10〜90質量%の、好ましくは40〜85質量%のエステル基を有するモノマーA;
0〜10質量%の、好ましくは1〜8質量%の酸基を有するモノマー;
0〜50質量%の、好ましくは0〜30質量%のスチレンモノマー;及び
0〜50質量%の、好ましくは0〜30質量%の更なるコモノマー
を含み、その際、それらの表示は、それぞれモノマーの全質量に対するものである。
更に、本発明は、特に高い経済性で製造できる被覆剤を提供する。それというのも、この被覆剤は、高価なモノマーを比較的低い割合で有してよく、それにより該ポリマーもしくは被覆剤から得られる被覆の特性には悪影響が及ぼされないからである。これらの混合物は、好ましくは、
0.1〜20質量%の、好ましくは5〜10質量%の式(I)による(メタ)アクリレートモノマー;
30〜95質量%の、好ましくは40〜90質量%のエステル基を有するモノマーA;
0〜10質量%の、好ましくは1〜8質量%の、特に1〜3質量%の酸基を有するモノマー;
0〜50質量%の、好ましくは0〜30質量%のスチレンモノマー;及び
0〜50質量%の、好ましくは0〜30質量%の更なるコモノマー
を含み、その際、それらの表示は、それぞれモノマーの全質量に対するものである。
本発明による式(I)による(メタ)アクリレートモノマー及びモノマー混合物は、特にポリマーの製造のために又はポリマーの改変のために使用される。重合は、あらゆる公知の方式によって実施してよい。これには、特にラジカル重合、カチオン重合又はアニオン重合が該当し、その際、前記の重合法の変法、例えばATRP(=原子移動ラジカル重合)、NMP−法(ニトロキシド媒介重合)又はRAFT(=可逆的付加開裂連鎖移動)も使用することができる。
これによって得られるポリマーは、新規であり、従って同様に本発明の対象である。本発明によるポリマーは、一般式(I)の(メタ)アクリレートモノマーから誘導される少なくとも1つの単位を含む。既に説明したように、本発明によるモノマーは、ラジカル重合によって反応させることができる。従って、概念"単位"は、二重結合の反応から生じるものである。その際、2つの共有結合が形成される。通常は、前記の単位は、この単位の2つ以上が1つのポリマー中に含まれている場合には、繰返単位とも呼ばれる。
上述のモノマーもしくはモノマー混合物は、例えば溶液重合、塊状重合又は乳化重合によって反応させることができ、意想外の利点は、ラジカル乳化重合によって達成することができる。
乳化重合の方法は、とりわけウールマンの工業化学事典第5版(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Fifth Edition)で述べられている。一般に、このためには、水の他に通常の添加剤、特に乳化剤及び保護コロイドをエマルジョンの安定化のために含んでよい水相が製造される。
この水相へと、引き続きモノマーを添加し、そして水相中で重合させる。均一なポリマー粒子の製造に際して、この場合に、モノマー混合物は、ある時間間隔で連続的にもしくは回分的に添加してよい。
乳化重合は、例えばミニエマルジョン又はマイクロエマルジョンとして行うことができる。それらは、詳細に、Chemistry and Technology of Emulsion Polymerisation,A.M.van Herk(編集者),Blackwell Publishing,Oxford 2005及びJ.O′Donnell,E.W.Kaier,Macromolecular Rapid Communications 2007,28(14),1445−1454で述べられている。ミニエマルジョンは、通常は、共安定化剤もしくは安定剤(Quellmittel)を特徴とし、その際、多岐に亘る長鎖のアルカン又はアルカノールが使用される。ミニエマルジョンでの小滴サイズは、好ましくは0.05〜20μmの範囲である。マイクロエマルジョンでの小滴サイズは、好ましくは1μm未満の範囲であり、その際、それにより50nmのサイズ未満の粒子が得られる。マイクロエマルジョンの場合には、多岐に亘る追加の界面活性剤、例えばヘキサノール又は類似の化合物が使用される。
水相中でのモノマー含有相の分散は、公知の手段によって行ってよい。これには、特に機械的方法並びに超音波の使用も該当する。
均質な乳化重合物の製造に際して、好ましくは、5〜50質量%の、特に好ましくは10〜40質量%の式(I)の(メタ)アクリレートモノマーを含むモノマー混合物を使用することができる。
コア・シェルポリマーの製造に際して、モノマー混合物の組成を段階的に変化させることができる。その際、組成の変化前に、重合は、好ましくは、使用されるモノマー混合物の全質量に対してそれぞれ、少なくとも80質量%、特に好ましくは少なくとも95質量%の転化率まで重合される。コア・シェルポリマーは、ここでは、コア・シェル構造を例えば電子顕微鏡により示さなくても、2段階以上の乳化重合によって製造された重合体を表す。各段階での重合の反応進展の追跡は、公知のようにして、例えば重量分析又はガスクロマトグラフィーによって行うことができる。
前記のコアの製造のためのモノマー組成物は、好ましくは50〜100質量%の(メタ)アクリレートを含み、その際、特に好ましくは、アクリレート及びメタクリレートの混合物が使用される。前記のコアの製造の後に、該コア上に好ましくはモノマー混合物をグラフトさせるか又は該コア上に重合させることができる、前記モノマー混合物は、10〜50質量%の、特に有利には15〜40質量%の式(I)による(メタ)アクリレートモノマーを含む。
乳化重合は、好ましくは0〜120℃の範囲、特に好ましくは30〜100℃の範囲の温度で実施される。その際、60℃より高く90℃未満の範囲の、適宜、70℃より高く85℃未満の範囲の、好ましくは、75より高く85℃未満の範囲の重合温度が、殊に好ましいと見なされている。
重合の開始は、乳化重合に一般に用いられる開始剤で行われる。好適な有機開始剤は、例えばヒドロペルオキシド、例えばt−ブチル−ヒドロペルオキシド又はクメンヒドロペルオキシドである。好適な無機開始剤は、過酸化水素並びにペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩及びアンモニウム塩、特にアンモニウム、ナトリウム及びカリウムのペルオキソ二硫酸塩である。好適なレドックス開始剤系は、例えば第三級アミンと、ペルオキシド又は二亜硫酸ナトリウム及びペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩及びアンモニウム塩、特にペルオキソ二硫酸ナトリウム及びカリウムとの組み合わせである。更なる詳細は、専門書、特にH.Rauch−Puntigam,Th.Voelker,"Acryl− und Methacrylverbindungen",Springer,Heidelberg,1967又はKirk−Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,Vol.1,第386頁以降,J.Wiley,New York,1978 から引き出すことができる。本発明の範囲では、有機及び/又は無機の開始剤の使用が特に好ましい。
上述の開始剤は、個別にも混合物でも使用することができる。開始剤は、その都度の段階のモノマーの全質量に対して、0.05〜3.0質量%の量で使用される。また好ましくは、重合は、ラジカル流を重合の過程において並びに種々のポリマー温度に際して一定に保つために、種々の半値時間の種々の重合開始剤の混合物を用いて実施することもできる。
バッチの安定化は、好ましくは乳化剤及び/又は保護コロイドによって行われる。好ましくは、エマルジョンは、低い分散粘度を得るために乳化剤によって安定化される。乳化剤の全量は、使用されるモノマーの全質量に対して、好ましくは0.1〜15質量%、特に1〜10質量%、特に有利には2〜5質量%である。本発明の特定の一態様によれば、乳化剤の一部を重合の間に添加してよい。
特に適した乳化剤は、アニオン系もしくは非イオン系の乳化剤又はその混合物、特に
− アルキル硫酸塩、好ましくは8〜18個の炭素原子をアルキル基中に有するもの、アルキル−及びアルキルアリールエーテル硫酸塩であって、アルキル基中に8〜18個の炭素原子を有し、かつ1〜50個のエチレンオキシド単位を有するもの;
− スルホン酸塩、好ましくはアルキルスルホン酸塩であって、8〜18個の炭素原子をアルキル基中に有するもの、アルキルアリールスルホン酸塩であって、8〜18個の炭素原子をアルキル基中に有するもの、スルホコハク酸と一価のアルコールもしくはアルキル基中に4〜15個の炭素原子を有するアルキルフェノールとのエステル及び半エステル;場合により、前記アルコール又はアルキルフェノールは、1〜40個のエチレンオキシド単位でエトキシ化されていてもよい;
− リン酸部分エステル並びにそのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩、好ましくはアルキル−及びアルキルアリールリン酸塩であって、アルキル−もしくはアルキルアリール基中に8〜20個の炭素原子を有し、かつ1〜5個のエチレンオキシド単位を有するもの;
− アルキルポリグリコールエーテル、好ましくはアルキル基中に8〜20個の炭素原子を有し、かつ8〜40個のエチレンオキシド単位を有するもの;
− アルキルアリールポリグリコールエーテル、好ましくはアルキル−もしくはアルキルアリール基中に8〜20個の炭素原子を有し、かつ8〜40個のエチレンオキシド単位を有するもの;
− エチレンオキシド/プロピレンオキシド−コポリマー、好ましくはブロックコポリマー、有利には8〜40個のエチレンオキシド−もしくはプロピレンオキシド単位を有するもの
である。
特に好ましいアニオン系乳化剤には、特に脂肪アルコールエーテル硫酸塩、ジイソオクチルスルホコハク酸塩、ラウリル硫酸塩、C15−パラフィンスルホン酸塩が該当し、その際、これらの化合物は、一般に、アルカリ金属塩として、特にナトリウム塩として使用することができる。これらの化合物は、特に商品名Disponil(登録商標)FES 32、Aerosol(登録商標)OT 75、Texapon(登録商標)K1296及びStatexan(登録商標)K1として、Cognis GmbH社、Cytec Industries,Inc.社及びBayer AG社から商業的に入手することができる。
適切な非イオン系乳化剤は、とりわけ、30個のエチレンオキシド単位を有するt−オクチルフェノールエトキシレート及び脂肪アルコールポリエチレングリコールエーテル、好ましくは8〜20個の炭素原子をアルキル基中に有し、かつ8〜40個のエチレンオキシド単位を有するものである。これらの乳化剤は、商品名Triton(登録商標)X 305(Fluka)、Tergitol(登録商標)15−S−7(Sigma−Aldrich Co.)、Marlipal(登録商標)1618/25(Sasol Germany)及びMarlipal(登録商標)O 13/400(Sasol Germany)として市販されている。
好ましくは、アニオン系乳化剤と非イオン系乳化剤とからなる混合物を使用してよい。適宜、アニオン系乳化剤と非イオン系乳化剤との質量比は、20:1〜1:20の範囲、好ましくは2:1〜1:10の範囲、特に有利には1:1〜1:5の範囲にあってよい。その際、硫酸塩、特に脂肪アルコールエーテル硫酸塩、ラウリル硫酸塩又はスルホン酸塩、特にジイソオクチルスルホコハク酸塩もしくはパラフィンスルホン酸塩をアニオン系乳化剤として、かつアルキルフェノールエトキシレートもしくは脂肪アルコールポリエチレングリコールエーテルであって、それぞれ好ましくは8〜20個の炭素原子をアルキル基中に有し、かつ8〜40個のエチレンオキシド単位を有するものを非イオン系乳化剤として有する混合物が、殊に有効であることが実証された。
場合により、乳化剤は、保護コロイドとの混合物においても使用することができる。好適な保護コロイドは、とりわけ、部分鹸化されたポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチル−、メチル−、ヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロピル−セルロース、デンプン、タンパク質、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリビニルスルホン酸、メラミンホルムアルデヒドスルホン酸塩、ナフタリンホルムアルデヒドスルホン酸塩、スチレン−マレイン酸−コポリマー及びビニルエーテルマレイン酸−コポリマーを含む。保護コロイドを使用する場合に、それは、好ましくは、モノマーの全量に対して、0.01〜1.0質量%の量で行われる。保護コロイドは、重合の開始前に装入されるか又は計量供給されてよい。開始剤は、装入されるか又は計量供給されてよい。更に、開始剤の一部を装入し、残りを計量供給することも可能である。
好ましくは、重合は、バッチを重合温度にまで加熱することと、開始剤を、好ましくは水溶液で装入及び/又は計量供給することによって開始される。その際、モノマーの一部を反応器に装入し、そして残りを所定の時間にわたり計量供給してよい。一般に、反応器中に装入されたモノマーの一部を重合させて、次に初めて供給を始めることが好ましい。定義されたモノマー量の装入に代わって、供給を、例えばモノマーの1〜5%を計量供給した後に数分間にわたり中断してよい。乳化剤及びモノマーの計量供給は、別個に行われるか又は好ましくは混合物として、特に水中のエマルジョンとして行うことができる。
THF中に不溶性のポリマーを高い割合で有する好ましいエマルジョンポリマーは、上述のように得ることができ、その際、高い分子量を得るための反応パラメータが知られている。ここで、この場合に特に、分子量調節剤の使用を省くことができる。高い分子量を有するポリマー、特にエマルジョンポリマーは、特に硬質でかつ耐溶剤性の塗料をもたらす。
特に良好かつ容易に加工できる塗料は、より低い分子量を有するポリマーを有してもよく、その際、その被覆の耐溶剤性及び硬度は、比較的高い水準に達する。好ましくは、特に良好な加工性を有する前記のポリマーは、250000g/モル未満の分子量、好ましくは150000g/モル未満、特に好ましくは100000g/モル未満の分子量を有してよい。分子量は、PMMA標準に対して、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)によって測定することができる。
低い分子量を有するポリマー、特にエマルジョンポリマーは、分子量調節剤を、反応混合物中に、重合の前又は間に添加することによって得ることができる。このためには、硫黄不含の分子量調節剤及び/又は硫黄含有の分子量調節剤を使用することができる。
硫黄不含の分子量調節剤には、例えばこれにより制限されるものではないが、二量体α−メチルスチレン(2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン)、脂肪族及び/又は脂環式のアルデヒドのエノールエーテル、テルペン、β−テルピン、テルピノール、1,4−シクロヘキサジエン、1,4−ジヒドロナフタリン、1,4,5,8−テトラヒドロナフタリン、2,5−ジヒドロフラン、2,5−ジメチルフラン及び/又は3,6−ジヒドロ−2H−ピランが該当し、二量体α−メチルスチレンが好ましい。
硫黄含有の分子量調節剤としては、好ましくはメルカプト化合物、ジアルキルスルフィド、ジアルキルジスルフィド及び/又はジアリールスルフィドを使用することができる。以下の重合調節剤、例えばジ−n−ブチルスルフィド、ジ−n−オクチルスルフィド、ジフェニルスルフィド、チオジグリコール、エチルチオエタノール、ジイソプロピルジスルフィド、ジ−n−ブチルジスルフィド、ジ−n−ヘキシルジスルフィド、ジアセチルジスルフィド、ジエタノールスルフィド、ジ−t−ブチルトリスルフィド及びジメチルスルホキシドが挙げられる。分子量調節剤として有利に使用される化合物は、メルカプト化合物、ジアルキルスルフィド、ジアルキルジスルフィド及び/又はジアリールスルフィドである。これらの化合物のための例は、エチルチオグリコレート、2−エチルヘキシルチオグリコレート、システイン、2−メルカプトエタノール、1−メルカプトプロパン−3−オール、3−メルカプトプロパン−1,2−ジオール、1−メルカプトブタン−4−オール、メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、チオグリセリン、チオ酢酸、チオ尿素及びアルキルメルカプタン、例えばn−ブチルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン又はn−ドデシルメルカプタンである。特に有利に使用される重合調節剤は、メルカプトアルコール及びメルカプトカルボン酸である。
分子量調節剤は、重合に際して使用されるモノマーに対して、好ましくは0.05〜10質量%、特に有利には0.1〜5質量%の量で使用される。重合に際して、当然のように、重合調節剤の混合物も使用することができる。
粒径の調整は、とりわけ乳化剤の割合によって影響を及ぼすことができる。この割合が高いほど、特に重合開始時に高いほど、より小さい粒子が得られる。
上記の方法により得られるポリマー、特に好ましくは得られるエマルジョンポリマーは、本発明の更なる一つの対象である。
好ましくは、エマルジョンポリマーは、エマルジョンポリマーの質量に対して、2〜60質量%、特に有利には10〜50質量%、殊に有利には20〜40質量%のテトラヒドロフラン(THF)中に20℃で可溶性の割合を有してよい。可溶性の割合の測定のためには、酸素排除下で乾燥された重合体のサンプルを、そのサンプルの質量に対して200倍量の溶剤中で20℃で4時間にわたり貯蔵する。酸素の排除のためには、サンプルを、例えば窒素下又は真空下で乾燥させてよい。引き続き、その溶液から、不溶性の割合を、例えば濾過によって分離する。溶剤の蒸発後に、残留物の質量を測定する。例えば、真空下で乾燥されたエマルジョンポリマーの0.5gのサンプルを、150mlのTHF中で4時間にわたり貯蔵してよい。
本発明の好ましい一実施態様によれば、エマルジョンポリマーは、テトラヒドロフラン(THF)中で20℃において、少なくとも800%の、特に有利には1200%の、殊に有利には少なくとも1300%の膨潤を示すことがある。膨潤の上限値は、それ自体重要ではない。その際、膨潤は、好ましくは高くても5000%、特に有利には高くても3000%、殊に有利には高くても2500%である。膨潤の測定のためには、酸素排除下で乾燥されたエマルジョンポリマーのサンプルを、20℃で4時間にわたり、200倍量のTHF中で貯蔵する。これによって、そのサンプルは膨潤する。このように膨潤したサンプルを、上澄み溶剤から分離する。引き続き、溶剤をサンプルから除去する。例えば、大部分の溶剤を室温(20℃)で蒸発させることができる。溶剤の残りは、乾燥棚(140℃)中で除去することができ、その際、そのことは一般に1時間以内でうまくいく。サンプルによって取り込まれた溶剤の質量と乾燥サンプルの質量とから、膨潤が導き出される。更に、膨潤実験前のサンプルの質量と、膨潤実験後の乾燥サンプルの質量との差によって、エマルジョンポリマーの可溶性割合がもたらされる。
エマルジョンポリマーの粒径は、広い範囲にあってよい。ここで、特に、10〜500nmの範囲、有利には10〜100nmの範囲、特に有利には20〜60nmの範囲の粒径を有するエマルジョンポリマーを使用することができる。特に、50nm未満の粒径は、好ましくは皮膜形成のためと被覆特性のために好ましいことがある。粒子径は、PCS(光子相関分光学)によって測定でき、その際、示されるデータは、d50値に対するものである(粒子の50%がより小さく、50%がより大きい)。このために、Beckman社のCoulter N5 サブミクロン粒径アナライザ(Submicron Particle Size Analyzer)を使用することができる。
本発明によるポリマーのガラス転移温度は、好ましくは−30℃〜70℃の範囲、特に有利には−20℃〜40℃の範囲、殊に有利には0〜25℃の範囲にある。ガラス転移温度は、ポリマーの製造のために使用されるモノマーの種類と割合によって影響されうる。その際に、重合体のガラス転移温度Tgは、公知のように示差走査熱量測定(DSC)によって測定することができる。更に、ガラス転移温度Tgは、Fox式を用いて、近似的に事前に計算することができる。Fox T.G.,Bull.Am.Physics Soc.1,3,第123頁(1956)によれば:
Figure 2012502126
[式中、xnは、モノマーnの質量分率(質量%/100)を表し、かつTgnは、モノマーnのホモポリマーのガラス転移温度(ケルビン)を表す]に相当する。他の役に立つ示唆を、当業者は、非常によく知られた単独重合体についてのTg値を示しているPolymer Handbook 2nd Edition,J.Wiley&Sons,New York(1975)から引き出す。その際、該ポリマーは、1つ以上の異なるガラス転移温度を有してよい。これらの記載は、従って、式(I)による少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマー、好ましくは本発明によるモノマー混合物の重合によって得られるセグメントにも言える。
ポリマーの構造様式は、多くの用途と特性のためには重要ではない。従って、該ポリマー、特にエマルジョンポリマーは、ランダムコポリマー、勾配コポリマー、ブロックコポリマー及び/又はグラフトコポリマーであってよい。ブロックコポリマーもしくは勾配コポリマーは、例えばモノマー組成を鎖成長の間に断続的に変化させることによって得ることができる。本発明の好ましい一態様によれば、該エマルジョンポリマーは、モノマー組成が重合にわたって実質的に一定のランダムコポリマーである。しかし、それらのモノマーが種々の共重合パラメータを有してよいので、ポリマーのポリマー鎖にわたる厳密な組成は変動してよい。
該ポリマーは、例えば水性分散液中に同じに留まる組成を有する粒子を形成する均質なポリマーであってよい。この場合に、好ましくはエマルジョンポリマーであるポリマーは、式(I)による少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマー、好ましくは本発明によるモノマー混合物の重合によって得られる1つ以上のセグメントから成ってよい。
更なる一実施態様によれば、該エマルジョンポリマーは、1、2、3又はそれより多くのシェルを有してよいコア・シェルポリマーであってよい。この場合、本発明によるモノマー混合物の又は式(I)による(メタ)アクリレートモノマーの重合によって得られるセグメントは、好ましくはコア・シェルポリマーの最外シェルを形成する。該シェルは、共有結合を介して前記コア又はより内側のシェルと結合されていてよい。更に、該シェルは、コア上にも、又はより内側のシェル上にも重合されてよい。この実施態様においては、とりわけ本発明によるモノマー混合物の重合によって得られるセグメントは、しばしば好適な溶剤によってコアから分離し、かつ単離することができる。
好ましくは、本発明によるモノマー混合物又は式(I)による(メタ)アクリレートモノマーの重合によって得られるセグメントと、コアとの質量比は、6:1〜1:6の範囲にあってよい。コアのガラス温度がシェルのそれより高い場合について、6:1〜2:1の比率が特に好ましく、逆の場合には、1:1〜1:5の比率が特に好ましい。
コアは、好ましくは(メタ)アクリレートから誘導される単位50〜100質量%、好ましくは60〜90質量%を含むポリマーから形成されてよい。好ましくは、この場合に、(メタ)アクリル酸のエステルであって、そのアルコール基が好ましくは1〜30個の炭素原子を、特に好ましくは1〜20個の炭素原子を、殊に有利には1〜10個の炭素原子を含むものである。これには、特に(メタ)アクリレートであって、不飽和アルコールから誘導されるもの、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−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、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート及びペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレートが該当する。
本発明の特定の一実施態様によれば、コアの製造のために、メタクリレート及びアクリレートを含む混合物を使用することができる。ここで、特に、メチルメタクリレート及びアクリレートの混合物であって、2〜6個の炭素原子を有するもの、例えばエチルアクリレート、ブチルアクリレート及びヘキシルアクリレートを使用することができる。
更に、コアのポリマーは、上述のコモノマーを含んでよい。好ましい一実施態様によれば、コアは架橋されていてよい。前記架橋は、2、3又はそれより多くのラジカル重合可能な二重結合を有するモノマーの使用によって達成することができる。
本発明によるモノマー混合物の重合によって得られる、本発明のエマルジョンポリマーのシェルは、有利には、式(I)による(メタ)アクリレートモノマーから誘導される15〜50質量%の単位を含んでよい。
特定の一態様によれば、該コアは、好ましくは−30℃〜200℃の範囲の、特に−20℃〜150℃の範囲のガラス転移温度を有してよい。特に有利には50℃より高いガラス転移温度、特に100℃より高いガラス転移温度である。本発明によるモノマー混合物の重合によって好ましくは得られる本発明によるエマルジョンポリマーのシェルは、−30℃〜70℃の範囲、特に有利には−20℃〜40℃の範囲、殊に有利には0〜25℃の範囲のガラス転移温度を有してよい。本発明の特定の一態様によれば、コアのガラス転移温度は、シェルのガラス転移温度よりも高くてよい。適宜、コアのガラス転移温度は、シェルのガラス転移温度より少なくとも10℃より高く、好ましくは少なくとも20℃より高くてよい。
本発明によるポリマーのヨウ素価は、DIN53241−1により測定されて、好ましくは1〜300g(ヨウ素)/100g(ポリマー)の範囲、特に有利には2〜270g(ヨウ素)/100g(ポリマー)の範囲、殊に有利には5〜250g(ヨウ素)/100g(ポリマー)にある。ヨウ素価は、特に本発明による分散液をもとに測定することもできる。
適宜、該ポリマーは、酸価を、0〜50mg KOH/g、好ましくは0.1〜40mg KOH/g、有利には1〜20mg KOH/g、殊に有利には2〜10mg KOH/gの範囲で有してよい。酸価は、DIN EN ISO 2114によれば、分散液をもとに測定することもできる。
ポリマーのヒドロキシル価は、好ましくは0〜200mg KOH/g、特に有利には1〜100mg KOH/g、殊に有利には3〜50mg KOH/gの範囲にあってよい。ヒドロキシル価は、DIN EN ISO 4629によれば、分散液をもとに測定することもできる。
式(I)による(メタ)アクリレートモノマー又は本発明によるモノマー混合物の重合によって得られるポリマーは、単離することができる。本発明の特定の一実施態様によれば、乳化重合によって得られた分散液は、そのままで被覆剤として使用することができる。
上述の(メタ)アクリレートモノマーとの反応によって得られる上述のポリマー又は化合物を含む被覆剤は、同様に、本発明の対象である。被覆剤は、基材の被覆に適した組成物である。本発明による被覆剤は、酸化的に架橋させることができるので、酸素の作用下で被覆剤から架橋された皮膜を生じ、それらはしばしば高い耐溶剤性を有する。
上述のポリマーを含む被覆剤の他に、アルキド樹脂であって、本発明による(メタ)アクリレートモノマー又は本発明によるモノマー混合物で改質されたものを基礎とする被覆剤を効果的に使用することもできる。この場合に、概念"改質"は、包括的な意味を有するので、前記のものは、式(I)による(メタ)アクリレートモノマーから誘導される1つ以上の単位又は繰返単位を有するアルキド樹脂を表す。更に、概念"改質"とは、上述のポリマーを含むアルキド樹脂又はアルキド樹脂分散液も表すべきである。
アルキド樹脂は長い間知られており、それは、一般に、多価カルボン酸と多価アルコールの縮合によって得られる樹脂を表し、この化合物は、一般に、長鎖アルコール(脂肪アルコール)、脂肪酸もしくは脂肪酸含有化合物、例えば脂肪もしくは油脂で改質されている(DIN55945;1968)。アルキド樹脂は、例えばウールマンの工業化学事典の第5版CD−ROM版で述べられている。この古典的なアルキド樹脂の他に、類似の特性を有する樹脂を使用してもよい。これらの樹脂は、同様に、長鎖アルコール(脂肪アルコール)、脂肪酸もしくは脂肪酸含有化合物、例えば脂肪もしくは油脂から誘導される基の高い含有率の点で優れている。しかしながら、これらの誘導体は必ずしも多価カルボン酸を有するわけではなく、例えばポリオールとイソシアネートとの反応によって得ることができる。使用可能なアルキド樹脂は、好ましくは水と混合又は希釈されてよい。
本発明による分散液中で使用されるべきアルキド樹脂の製造のために好ましい多価カルボン酸は、とりわけジカルボン酸及びトリカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸、5−(ナトリウムスルホ)イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ブタン二酸、マレイン酸、フマル酸、セバシン酸、アジピン酸及びアゼライン酸である。これらの酸は、製造のために無水物としても使用できる。特に好ましくは、芳香族ジカルボン酸は、アルキド樹脂の製造のために使用される。多価カルボン酸の割合は、反応混合物中で使用される樹脂の製造のための出発物質の質量に対して、好ましくは2〜50質量%、特に有利には5〜40質量%の範囲である。
更に、アルキド樹脂の製造のために、多価アルコールが使用される。これらのアルコールには、とりわけ、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット、ジペンタエリトリット、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、エチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキシルジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラヒドロフラン、ポリカプロラクトンジオール、ポリカプロラクトントリオール、トリメチロールモノアリルエーテル、トリメチロールジアリルエーテル、ペンタエリトリットトリアリルエーテル、ペンタエリトリットジアリルエーテル、ペンタエリトリットモノアリルエーテル、2−エチル−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチルペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2,2′−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン(水素化ビスフェノールA)、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン及びソルビットが該当する。そのうち、特にトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット及びソルビットが好ましい。特定の一態様によれば、特に3個以上のヒドロキシ基を有するアルコールが好ましい。多価アルコールの割合は、反応混合物中で使用される樹脂の製造のための出発物質の質量に対して、好ましくは2〜50質量%、特に有利には5〜40質量%の範囲である。
更に、特に脂肪酸は、上述のアルキド樹脂の製造のために使用することができる。この場合に、特に飽和の及び不飽和の脂肪酸を使用することができ、その際、特に不飽和脂肪酸を含有する混合物が好ましい。好ましい脂肪酸は、6〜30個の、特に有利には10〜26個の、殊に有利には12〜22個の炭素原子を有する。脂肪酸の割合は、反応混合物中で使用される樹脂の製造のための出発物質の質量に対して、好ましくは2〜90質量%、特に有利には10〜70質量%の範囲である。
好適な飽和脂肪酸には、とりわけカプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、パルミトール酸(Palmitolsaeure)及びステアリン酸が該当する。
好ましい不飽和脂肪酸には、とりわけウンデシレン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、イコセン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、チムノドン酸、クルパノドン酸及び/又はセルボン酸が該当する。
更に、上述の脂肪酸は、そのエステルの形でも、例えばトリグリセライドの形でも使用することができる。
更に、上述のアルキド樹脂は、他の成分を有してよい。これには、例えば一価のカルボン酸、一価のアルコール又は乳化性の基を樹脂中にもたらす化合物、例えばポリエチレンオキシドなどの化合物が該当する。更に、アルキド樹脂は、ヒドロキシカルボン酸、例えば2−、3−、4−ヒドロキシ安息香酸、リシノール酸、ジヒドロキシプロピオン酸、ジヒドロキシコハク酸、ジヒドロキシ安息香酸、2,2−ジメチロール酢酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール酪酸及び2,2−ジメチロールペンタン酸などのヒドロキシカルボン酸を有してよい。
更に、また、樹脂、特にコロホニウム、スチレンポリマー、アクリルポリマー、エポキシ、ウレタン、ポリアミド及び/又はシリコーンで改質されている改質アルキド樹脂を使用してもよい。これらの改質は、とりわけ、上述の特許文献及びウールマンの工業化学事典の第5版CD−ROM版で説明されている。これらの実施態様によって、特に初期乾燥(Antrocknung)、付着強度、耐候性、貯蔵性、耐化学薬品性、硬化性、湿式皮膜の安定性及び摩耗強度を変更することができる。
例えば、有利には、ラジカル重合によって得られるポリマーで改質されているアルキド樹脂を使用することができる。かかる樹脂は、とりわけ刊行物US5,538,760号、US6,369,135号及びDE−A−19957161号から公知である。刊行物US5,538,760号(1995年5月22日にアメリカ合衆国特許商標庁(USPTO)で出願番号446,130で提出)で述べられる樹脂は、開示の目的で本願に組み込まれる。刊行物US6,369,135号B1(1996年8月13日にアメリカ合衆国特許庁(USPTO)で出願番号08/696,361で提出)で述べられる樹脂は、開示の目的で本願に組み込まれる。刊行物DE−A−19957161号(1999年11月27日にドイツ国特許商標庁で出願番号DE19957161.9で提出)で述べられる樹脂は、開示の目的で本願に組み込まれる。
刊行物US5,538,760号及びUS6,369,135号によれば、改質アルキド樹脂は、とりわけ、モノマー混合物をアルキド樹脂の存在下で重合させることによって得ることができる。モノマー混合物とアルキド樹脂との質量比は、この場合、好ましくは、100:1〜1:4の範囲、好ましくは5:1〜1:1の範囲にある。
特に、とりわけDE−A−19957161号に記載されるアクリレート改質アルキド樹脂が適切である。これらのアルキド樹脂は、アルキドコアの他に、(メタ)アクリレートの重合によって得られる基を有する。
これらのアクリレート改質アルキド樹脂は、少なくとも1種の水混和性のジオールの存在下で、
(1)少なくとも1種のアルキド樹脂であって、その全量に対して0.1〜10質量%の側鎖及び/又は末端位のアリルオキシ基を含むアルキド樹脂を水中に分散させ、それによって分散液1を得て、
(2)メタクリル酸と少なくとも1種の更なるカルボン酸基不含のオレフィン性不飽和モノマーとからなる混合物を分散液1中でグラフト混合重合させ、それによって分散液2を得て、そして
(3)1回又はn回にわたり、
(3.1)少なくとも1種の酸基含有のオレフィン性不飽和のモノマー及び/又は
(3.2)少なくとも1種の酸基含有のオレフィン性不飽和のモノマーと少なくとも1種の酸基不含のオレフィン性不飽和のモノマーとからなる少なくとも1種の混合物を、その都度存在する方法工程(2)又は(2)ないし(n−1)から得られる分散液2又は2ないしn−1中でグラフト混合重合させるが、但し、
方法工程(3)又はその繰り返し(3)ないし(n)において、酸基を、方法工程(2)で導入される酸基の量の全体で多くとも90モル%に相当する量で導入する
ことにより製造できる。
上述の側鎖及び/又は末端位のアリルオキシ基は、アルキド樹脂において、それぞれ該アルキド樹脂に対して、0.1〜10質量%の、好ましくは0.2〜9質量%の、好ましくは0.3〜8質量%の、特に有利には0.4〜7質量%の、殊に好ましくは0.5〜6質量%の、特に0.6〜5質量%の量で含まれていてよい。アリルオキシ基の酸素原子は、アルキド樹脂の主鎖とアリル基を結合するウレタン基、エステル基又はエーテル基の成分であってよい。
側鎖及び/又は末端位のアリルオキシ基の導入に適した化合物の例は、アリルアルコール、2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、3−ヒドロキシプロピルアリルエーテル、トリメチロールプロパンモノ−又は−ジアリルエーテル、グリセリンモノ−又は−ジアリルエーテル、ペンタエリトリットモノ−、−ジ−又は−トリアリルエーテル、マンニットモノ−、−ジ−、−トリ−又はテトラアリルエーテル、ジヒドロキシプロピオン酸−、ジヒドロキシコハク酸−、ジヒドロキシ安息香酸−、2,2−ジメチロール酢酸−、2,2−ジメチロールプロピオン酸−、2,2−ジメチロール酪酸−又は2,2−ジメンチロールペンタン酸アリルエステル又はアリルウレタンであり、そのうちトリメチロールプロパンモノアリルエーテルが好ましい。アクリレートでの改質のためには、分散液1は、工程(2)において、メタクリル酸及び少なくとも1種の更なるオレフィン性不飽和モノマーとグラフト混合重合されてよい。更なるオレフィン性不飽和モノマーは、オレフィン性不飽和二重結合の他に、なおも反応性官能基(カルボキシル基を除く)、例えばイソシアネート反応性基、カルバメート反応性基、N−メチロール反応性基もしくはN−メチロールエーテル反応性基又はアルコキシカルボニルアミノ反応性基を含んでよい。この場合に必須のことは、前記の反応性官能基が、本発明による分散液の所定の反応条件下及び後続の貯蔵下で、メタクリル酸のカルボキシル基と、又は他の場合により存在する反応性官能基と反応しないことである。前記の要求を満たす反応性官能基のための一例は、ヒドロキシル基である。これらのモノマーは、自体公知であり、その際、それらの例は、DE19957161号で述べられている。これには、特にアクリル酸の、メタクリル酸の又は他のα,β−オレフィン性不飽和のカルボン酸のヒドロキシルアルキルエステル、アクリル酸の、メタクリル酸の、クロトン酸の又はエタクリル酸のエステルであってアルキル基中に20個までの炭素原子を有するものが該当する。
更に、刊行物US5,096,959号により得られるアルキド樹脂が好ましい。刊行物US5,096,959号B1(1990年10月30日にアメリカ合衆国特許庁(USPTO)で出願番号609,024で提出)で述べられる樹脂は、開示の目的で本願に組み込まれる。これらのアルキド樹脂は、脂環式のポリカルボン酸によって改質されている;その際、その改質のためには、特にシクロヘキサンジカルボン酸及びシクロペンタンジカルボン酸が適している。
更に、ポリエチレングリコールで改質されているアルキド樹脂を使用することができる。多数の特許文献において、ポリエチレングリコール(PEG)での改質による水乳化性のアルキド樹脂の製造は記載されている。大部分の方法では、約10〜30%のPEGが、エステル交換反応又はエステル化によって、直接的にアルキル樹脂中に組み込まれる(とりわけアメリカ合衆国特許文献第2,634,245号;第2,853,459号;第3,133,032号;第3,223,659号;第3,379,548号;第3,437,615号;第3,437,618号;第103,442,835号;第3,457,206号;第3,639,315号;ドイツ国公開公報第1495032号又は英国特許文献第1,038,696号及び第1,044,821号を参照)。
ポリエチレングリコールで改質されている好ましいアルキド樹脂は、とりわけ刊行物EP−A−0029145号から公知である。刊行物EP−A−0029145号(1980年10月30日に欧州特許庁で出願番号EP80106672.1で提出)で述べられる樹脂は、開示の目的で本願に組み込まれる。前記刊行物によれば、まずポリエチレングリコールは、エポキシ基含有のカルボン酸と反応させてよい。こうして得られる反応生成物は、引き続き反応混合物中でアルキド樹脂の製造のために使用することができる。アルキド樹脂の改質のために好ましいポリエチレングリコールは、例えば数平均分子量500〜5000g/モルを有する。
ポリエチレングリコールで改質された特に好ましいアルキド樹脂は、更に、共重合で改質されてよく、それらは、メタクリル酸、不飽和脂肪酸及びビニル−及び/又はビニリデン化合物の重合によって得られる。
更に、ウレタン基で改質されているアルキド樹脂が適切である。かかるアルキド樹脂は、とりわけWO2006/092211号及びEP−A−1533342号で述べられている。
適切な一実施態様によれば、EP−A−1533342号に記載されるウレタンアルキド樹脂を使用することができ、前記樹脂は、不飽和脂肪酸A1、オレフィン性不飽和二重結合を含まない脂肪族もしくは芳香族もしくは芳香脂肪族のモノカルボン酸A2、脂環式ジカルボン酸A3又はその無水物、少なくとも三価の、好ましくは少なくとも四価のアルコールA4並びに芳香族もしくは脂肪族の多官能性の、特に二官能性のイソシアネートA5から誘導される成分を含む。ウレタンアルキド樹脂は、好ましくは二段階の反応で製造される。その際、第一段階で、成分A1〜A4がエステル化され、その際、第一段階の生成物の酸価は、好ましくは最大10mg/g、特に有利には最大5mg/gである。第二段階において、第一段階のヒドロキシル基を有する生成物を少量(第一段階の生成物の質量の1質量%まで、好ましくはその質量の0.5質量%まで)の第三級アミンを添加してイソシアネートA5と反応させt、分子量を増大させる。好ましいウレタンアルキド樹脂は、クロロホルム中23℃で測定されたシュタウディンガー指数少なくとも9cm3/g、好ましくは少なくとも11cm3/gを有する。
刊行物EP−A−1533342号(2004年11月9日に欧州特許庁で出願番号EP04026511.8で提出)で述べられる樹脂は、開示の目的で本願に組み込まれる。
好ましくは、多価アルコールA′、改質脂肪酸B′、脂肪酸C′及び多価イソシアネートD′の反応によって得られるウレタンアルキド樹脂を使用することができる。改質脂肪酸B′は、不飽和脂肪酸B1′と不飽和カルボン酸B2′との反応によって製造することができる。これらのウレタンアルキドは、とりわけWO2006/092211号から公知である。刊行物WO2006/092211号(2006年2月20日に欧州特許庁で出願番号PCT/EP2006/001503で提出)で述べられる樹脂は、開示の目的で本願に組み込まれる。改質脂肪酸B′は、好ましくは少なくとも80mg/gの酸価を有する。特に好ましくは、グラフトによる酸価の増大は、80mg/gから250mg/gの範囲、特に好ましくは100mg/gから150mg/gの範囲であり、その際、酸価は、DIN EN ISO 2114により測定できる。ウレタンアルキド樹脂の製造のために使用される脂肪酸C′のヨウ素価は、好ましくは少なくとも80g/100g、好ましくは少なくとも120g/100gである。WO2006/092211号に記載されるウレタンアルキド樹脂の製造のためには、一般に、まず、成分A′、B′及びC′が反応され、その際、縮合物は、好ましくは少なくとも1.9、特に有利には少なくとも2のヒドロキシ官能性を有する。更に、該縮合物は、多価カルボン酸、特に上述のジカルボン酸及びトリカルボン酸から誘導される基を有してよい。この縮合物は、引き続き多価イソシアネートと反応される。好ましい多価のイソシアネートには、とりわけ、2,4−及び2,6−トルイレンジイソシアネート並びにそれらの工業用混合物、ビス(4−イソシアナトフェニル)メタン、イソホロンジイソシアネート、ビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン)及び1,6−ジイソシアナトヘキサン並びにこれらから誘導されるイソシアヌレート、アロファネート及びビウレットが該当する。
上述の典型的なアルキド樹脂であって、その製造のために一般にポリカルボン酸が使用されるものの他に、また、既に上述の更なるアルキド樹脂を使用することもできる。これには、特にウレタンを基礎とするアルキド樹脂が該当する。これらのウレタンアルキド樹脂は、例えば多価アルコールと、多価イソシアネートとの反応によって得ることができる。好ましいウレタン樹脂は、例えばEP−A−1129147号から公知である。これらは、例えばアミドエステルジオールとポリオール及び多価イソシアネートとの反応によって得ることができる。EP−A−1129147号により使用されるべきアミドエステルジオールは、植物油とN,N−ジアルカノールアミンとの反応によって得ることができる。
本発明による好ましい一態様によれば、該アルキド樹脂は、少なくとも1g(ヨウ素)/100g、好ましくは少なくとも10g(ヨウ素)/100g、特に有利には少なくとも15g(ヨウ素)/100gのDIN53241によるヨウ素価を有してよい。本発明の特定の一態様によれば、アルキド樹脂のヨウ素価は、2〜100g(ヨウ素)/100g(アルキド樹脂)、特に有利には15〜50g(ヨウ素)/100g(アルキド樹脂)の範囲にあってよい。ヨウ素価は、分散液をもとに測定することができ、その際、その値は固体含量に対するものである。
適切には、アルキド樹脂は、0.1〜100mg KOH/gの、好ましくは1〜40mg KOH/gの、殊に有利には2〜10mg KOH/gの範囲の酸価を有してよい。酸価は、DIN EN ISO 2114に従って、分散液をもとに測定することができ、その際、その値は固体含量に対するものである。
アルキド樹脂のヒドロキシル価は、好ましくは0〜400mg KOH/g、特に有利には1〜200mg KOH/g、殊に有利には3〜150mg KOH/gの範囲にあってよい。ヒドロキシル価は、DIN EN ISO 4629に従って、分散液をもとに測定することができ、その際、その値は固体含量に対するものである。
アルキド樹脂の製造は、長い間知られており、上述のアルコールと酸の縮合によって行われ、その際、改質は、この縮合の間にも、この縮合の後にも行うことができる。この関連において、特に上述の文献が指摘される。
本発明による被覆剤において、上述のアルキド樹脂は、改質せずに、しかし本発明によるポリマーと一緒に使用することができる。改質に関して、これが、好ましくは式(I)による(メタ)アクリレートモノマー又は本発明によるモノマー混合物の重合によって達成できることを確認すべきであり、その際、反応実施に関する十分な示唆は、とりわけ刊行物EP−A−0083137号に見出すことができ、その際、公開公報EP−A−0083137号(1987年12月21日に欧州特許庁で出願番号82201642.4で提出)で述べられる反応条件とアルキド樹脂は、本願に開示の目的で組み込まれる。
好ましくは、該被覆剤は、環境を脅かす溶剤を少量しか含まず、その際、水性分散液は、特に好ましい被覆剤である。好ましくは、該水性分散液は、10〜70質量%の、特に有利には20〜60質量%の範囲で固体含有率を有する。分散液の動的粘度は、固体含有率と粒度に依存し、広い範囲を包含しうる。ここで、該粘度は、高いポリマー含量を有する微細な分散液の場合には、幾つかの場合には、10000mPas超であってよい。適切には、大抵は、動的粘度は、25℃でDIN EN ISO 2555により測定して(ブルックフィールド)、10〜4000mPas、好ましくは10〜1000mPas、殊に有利には10〜500mPasの範囲にある。
更に、本発明による水性分散液は、被覆剤の特性を特定の要求に適合するために、公知のように添加剤又は更なる成分が施されてよい。この添加剤には、特に乾燥助剤、いわゆる乾燥剤、流動改善剤、顔料及び着色剤が該当する。
好ましくは、本発明による被覆剤は、DIN ISO 2115により測定できる、高くても50℃の、特に有利には高くても35℃の、殊に有利には高くても25℃の最低皮膜形成温度を有する。
本発明の好ましい一態様によれば、本発明による被覆剤、特に水性分散液は、少なくとも1g(ヨウ素)/100g、好ましくは少なくとも10g(ヨウ素)/100g、特に有利には少なくとも15g(ヨウ素)/100gのDIN53241によるヨウ素価を有してよい。本発明の特定の一態様によれば、水性分散液のヨウ素価は、2〜100g(ヨウ素)/100g(水性分散液)、特に有利には15〜50g(ヨウ素)/100g(水性分散液)の範囲にあってよい。ヨウ素価は、分散液をもとに測定することができ、その際、その値は固体含量に対するものである。
適切には、該被覆剤、好ましくは水性分散液は、0.1〜100mg KOH/gの、好ましくは1〜40mg KOH/gの、殊に有利には2〜10mg KOH/gの範囲の酸価を有してよい。酸価は、DIN EN ISO 2114に従って、分散液をもとに測定することができ、その際、その値は固体含量に対するものである。
本発明による被覆剤、特に水性分散液のヒドロキシル価は、好ましくは0〜400mg KOH/g、特に有利には1〜200mg KOH/g、殊に有利には3〜150mg KOH/gの範囲にあってよい。ヒドロキシル価は、DIN EN ISO 4629に従って、分散液をもとに測定することができ、その際、その値は固体含量に対するものである。
本発明による被覆剤は、乾燥剤を必要としないが、その際、これらは、任意成分として該組成物中に含まれていてよい。特に有利には、乾燥剤を水性分散液に添加してよい。これには、特に有機金属化合物、例えば遷移金属、例えばコバルト、マンガン、鉛、ジルコニウム;アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属、例えばリチウム、カリウム及びカルシウムの金属セッケンが該当する。例としては、例えばコバルトナフタレート及びコバルトアセテートが挙げられる。乾燥剤は、個別にも又は混合物としても使用することができる。その際、特に、コバルト塩、ジルコニウム塩及びリチウム塩を含有する混合物が特に好ましい。
本発明のポリマーは、特に被覆剤中で又は添加剤として使用することができる。これには、特に塗料、含浸剤、接着剤及び/又はプライマーが該当する。特に好ましくは、被覆剤、特に水性分散液は、木材及び/又は金属への使用のための塗料又は含浸剤の製造のために用いることができる。
本発明による被覆剤から得られる被覆は、高い耐溶剤性を示す。その際、特に、溶剤によって被覆から僅かな分量しか溶解されない。好ましい被覆は、特にメチルイソブチルケトン(MIBK)に対して高い安定性を示す。ここで、MIBKでの処理後の質量損失は、好ましくは高くても50質量%、好ましくは高くても35質量%である。MIBKの取り込みは、使用される被覆の質量に対して、好ましくは高くても400質量%、特に好ましくは高くても250質量%である。これらの値は、約25℃の温度と少なくとも4時間の作用時間で測定され、その際、完全に乾燥された被覆が測定される。この場合に、乾燥は、架橋を可能にするために、酸素の存在下で、例えば空気の存在下で行われる。
本発明による被覆剤から得られる被覆は、高い機械的安定性を示す。好ましくは、振り子硬さは、DIN ISO 1522により測定されて、少なくとも15s、好ましくは少なくとも25sである。
本発明による分散液は、エマルジョンポリマーの他に、更なる成分を含有してもよい。
以下、本発明を実施例及び比較例をもとに詳細に説明するが、本発明は、これによって制限されるものではない。
実施例1(2−[((2−E)オクタ−2,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエートの製造)
まず、(メチル(オクタ−2,7−ジエニル)アミノ)エタノールを製造した。このために、48mgのPddvdslMes(1,3−ジメシチルイミダゾール−2−イリデン−パラジウム(0)−η2,η2,1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニル−ジシロキサン 8.1×10-5モル)及び351mgの1,3−ジメシチル−1H−イミダゾール−3−イウム−メタンスルホネート(8.7×10-4モル)を1Lのシュレンクフラスコ中でアルゴン下で100mlのMeOH及び185mlのN−メチルアミノエタノール(173g、2.3モル)と混合した。その溶液を、30分間撹拌し、そしてアルゴン下で2−ステンレス鋼製オートクレーブ(Parr社の機器)中に移送した。そのオートクレーブをドライアイスで冷却した。その際、220gのブタジエン(4.1モル)が凝縮された。そのオートクレーブを室温に温めた。その際、窒素を用いて20バールの圧力を生成した。引き続き、80℃で20時間撹拌した。反応の完了後に、そのオートクレーブを冷却し、圧力を解放し、そして反応溶液を再び1Lのシュレンクフラスコ中に移送した。得られた生成物を、真空蒸留によって精製した。その際、沸点は、約60℃であった。349g(93%)の生成物が得られる。該生成物を、NMR分光学によって分析した。
得られた(メチル(オクタ−2,7−ジエニル)アミノ)エタノールを、引き続きメチルメタクリレートと反応させて、2−[((2−E)オクタ−2,7−ジエニル)メチルアミノ]エチル−2−メチルプロピ−2−エノエートとした。
このために、140.0g(0.76モル)の(E)−2−(メチル(オクタ−2,7−ジエニル)アミノ)エタノール、760.8g(7.60モル)のメチルメタクリレート、0.191g(1000ppm)のヒドロキノンモノメチルエーテル(HMQE)及び0.191g(1000ppm)のフェノチアジンを装入した。引き続き、そのバッチをメチルメタクリレートとの共沸により脱水した。次いで、触媒(2.80gのテトライソプロピルチタネートを2.80gのメチルメタクリレート中に溶かしたもの)を添加した。
反応混合物を沸騰するまで加熱した。メチルメタクリレート/メタノール−共沸混合物を分離した。その際、頂部温度を段階的に100℃に高めた。反応の完了後にかるく冷却し、触媒を20mlの水の添加によって沈殿させ、そして撹拌しながら室温に冷却した。濾過後に、過剰のメチルメタクリレートを回転蒸発器で留去した。
実施例2(2−((2−E)オクタ−2,7−ジエニルオキシ)エチル−2−メチルプロピ−2−エノエートの製造)
まず、2−オクタ−2,7−ジエニルオキシエタノールを製造した。このために、33mgのPddvdslMes(1,3−ジメシチルイミダゾール−2−イリデン−パラジウム(0)−η2,η2,1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニル−ジシロキサン 5.5×10-5モル)及び230mgの1,3−ジメシチル−1H−イミダゾール−3−イウム−メタンスルホネート(5.7×10-4モル)を1Lのシュレンクフラスコ中でアルゴン下で140mlのTHF及び120mlのエチレングリコール(152g、2.45モル)と混合した。その溶液を、30分間撹拌し、そしてアルゴン下で2−ステンレス鋼製オートクレーブ(Parr社の機器)中に移送した。そのオートクレーブをドライアイスで冷却した。その際、300gのブタジエン(5.5モル)が凝縮された。そのオートクレーブを室温に温めた。その際、窒素を用いて20バールの圧力を生成した。引き続き、80℃で20時間撹拌した。反応の完了後に、そのオートクレーブを冷却し、圧力を解放し、そして反応溶液を再び1Lのシュレンクフラスコ中に移送した。得られた生成物を、真空蒸留によって精製した。その際、沸点は、約70℃であった。248g(60%)の生成物が得られる。該生成物を、NMR分光学によって分析した。
得られた2−オクタ−2,7−ジエニルオキシエタノールを、引き続きメチルメタクリレートと反応させて、2−((2−E)オクタ−2,7−ジエニルオキシ)エチル−2−メチルプロピ−2−エノエートとした。
このために、100.0g(0.59モル)の2−オクタ−2,7−ジエニルオキシエタノール、590.6g(5.90モル)のメチルメタクリレート、0.141g(1000ppm)のヒドロキノンモノメチルエーテル(HMQE)及び0.141g(1000ppm)のフェノチアジンを装入した。引き続き、そのバッチをメチルメタクリレートとの共沸により脱水した。次いで、触媒(1.0gのテトライソプロピルチタネートを1.0gのメチルメタクリレート中に溶かしたもの)を添加した。
反応混合物を沸騰するまで加熱した。メチルメタクリレート/メタノール−共沸混合物を分離した。その際、頂部温度を段階的に100℃に高めた。反応が完了した後に、反応混合物を約80℃に冷却した。反応の完了後にかるく冷却し、触媒を20mlの水の添加によって沈殿させ、そして撹拌しながら室温に冷却した。濾過後に、過剰のメチルメタクリレートを回転蒸発器で留去した。
実施例3(適用例)
まず、1LのPE製ビーカーにおいて、90gのブチルアクリレート(BA)、78gのメチルメタクリレート(MMA)、実施例2により製造された30gのオクタジエニルオキシエチルメタクリレート、2gのメタクリル酸(MAS)、1.6gのアンモニウムペルオキソ二硫酸塩(APS)、6.0gのDisponil FES 32(30%)、9.0gのTriton X305及び186.3gの水を、Ultra−Turraxを用いて4000回転毎分で3分間にわたり乳化させた。
水浴で温度調節が可能でブレード型撹拌機を備えた1Lのガラス反応器中で、110gの水及び0.15gのDisponil FES 32(30%)を装入し、80℃に加熱し、そして10gの水中に溶かした0.15gのアンモニウムペルオキソ二硫酸塩(APS)と混合した。APSを添加した5分後に、そこに予め製造されたエマルジョンを、240分以内(間隔:3分の供給、4分の停止、237分の残余供給)で計量供給した。
供給が完了した後に、80℃で1時間にわたり後撹拌した。次いで、室温に冷却し、そして分散液を0.09mmのメッシュ幅を有するVA−スクリーンクロスを介して濾別した。
製造されたエマルジョンは、固体含有率40±1%、pH値2.3、粘度12mPas及びrN5値96nmを有していた。こうして得られた被覆剤の特性を、種々の方法をもとに調査した。このために、乾燥させた皮膜で、耐溶剤性についての試験を行い、分散液で残留モノマー含量を測定した。
耐溶剤性の測定は、メチルイソブチルケトン(MIBK)を使用して行った。その際、サンプルをMIBKで室温において4時間かけて膨潤させた。引き続き、そのサンプルを溶剤から取り出し、そして過剰の溶剤を除去した。引き続き、そのサンプルを約140℃で1時間乾燥させた。MIBK中での膨潤は、膨潤試験後に得られたサンプルの質量に対して、203%であった。
実施例4(適用例)
まず、1lのPE製ビーカーにおいて、95gのブチルアクリレート(BA)、83.6gのメチルメタクリレート(MMA)、19.4gのオクタジエニルオキシエチルメタクリレート、2gのメタクリル酸(MAS)、0.6gのアンモニウムペルオキソ二硫酸塩(APS)、6.0gのDisponil FES 32(30%)、9.0gのTriton X305及び186.3gの水を、Ultra−Turraxを用いて4000回転毎分で3分間にわたり乳化させた。
水浴で温度調節が可能でブレード型撹拌機を備えた1lのガラス反応器中で、110gの水及び0.15gのDisponil FES 32(30%)を装入し、80℃に加熱し、そして10gの水中に溶かした0.15gのアンモニウムペルオキソ二硫酸塩(APS)と混合した。APSを添加した5分後に、そこに予め製造されたエマルジョンを、240分以内(間隔:3分の供給、4分の停止、237分の残余供給)で計量供給した。
供給が完了した後に、80℃で1時間にわたり後撹拌した。次いで、室温に冷却し、そして分散液を0.09mmのメッシュ幅を有するVA−スクリーンクロスを介して濾別した。
製造されたエマルジョンは、固体含有率40±1%、pH値2.3、粘度12mPas及びrN5値93nmを有していた。
こうして得られた被覆剤の特性を、種々の方法をもとに調査した。このために、乾燥させた皮膜で、耐溶剤性についての試験を行い、分散液で残留モノマー含量を測定した。
耐溶剤性の測定は、メチルイソブチルケトン(MIBK)を使用して行った。その際、サンプルをMIBKで室温において4時間かけて膨潤させた。引き続き、そのサンプルを溶剤から取り出し、そして過剰の溶剤を除去した。引き続き、そのサンプルを約140℃で1時間乾燥させた。MIBK中での膨潤は、質量損失を考慮して、286%であった。
実施例5(適用例)
まず、1lのPE製ビーカーにおいて、96.6gのブチルアクリレート(BA)、88.7gのメチルメタクリレート(MMA)、12.7gのオクタジエニルオキシエチルメタクリレート、2gのメタクリル酸(MAS)、0.6gのアンモニウムペルオキソ二硫酸塩(APS)、6.0gのDisponil FES 32(30%)、9.0gのTriton X305及び186.3gの水を、Ultra−Turraxを用いて4000回転毎分で3分間にわたり乳化させた。
水浴で温度調節が可能でブレード型撹拌機を備えた1lのガラス反応器中で、110gの水及び0.15gのDisponil FES 32(30%)を装入し、80℃に加熱し、そして10gの水中に溶かした0.15gのアンモニウムペルオキソ二硫酸塩(APS)と混合した。APSを添加した5分後に、そこに予め製造されたエマルジョンを、240分以内(間隔:3分の供給、4分の停止、237分の残余供給)で計量供給した。
供給が完了した後に、80℃で1時間にわたり後撹拌した。次いで、室温に冷却し、そして分散液を0.09mmのメッシュ幅を有するVA−スクリーンクロスを介して濾別した。
製造されたエマルジョンは、固体含有率40±1%、pH値2.3、粘度13mPas及びrN5値92nmを有していた。
こうして得られた被覆剤の特性を、種々の方法をもとに調査した。このために、乾燥させた皮膜で、耐溶剤性についての試験を行い、分散液で残留モノマー含量を測定した。
耐溶剤性の測定は、メチルイソブチルケトン(MIBK)を使用して行った。その際、サンプルをMIBKで室温において4時間かけて膨潤させた。引き続き、そのサンプルを溶剤から取り出し、そして過剰の溶剤を除去した。引き続き、そのサンプルを約140℃で1時間乾燥させた。MIBK中での膨潤は、質量損失を考慮して、304%であった。
比較例1
まず、2lのPE製ビーカーにおいて、216gのブチルアクリレート(BA)、180gのメチルメタクリレート(MMA)、4gのメタクリル酸(MAS)、1.2gのアンモニウムペルオキソ二硫酸塩(APS)、12.0gのDisponil FES 32(30%)及び359.18gの水を、Ultra−Turraxを用いて4000回転毎分で3分間にわたり乳化させた。
水浴で温度調節が可能でブレード型撹拌機を備えた2lのガラス反応器中で、230gの水及び0.3gのDisponil FES 32(30%)を装入し、80℃に加熱し、そして10gの水中に溶かした0.3gのアンモニウムペルオキソ二硫酸塩(APS)と混合した。APSを添加した5分後に、そこに予め製造されたエマルジョンを、240分以内(間隔:3分の供給、4分の停止、237分の残余供給)で計量供給した。
供給が完了した後に、80℃で1時間にわたり後撹拌した。次いで、室温に冷却し、そして分散液を0.09mmのメッシュ幅を有するVA−スクリーンクロスを介して濾別した。
こうして得られた被覆剤の特性を、種々の方法をもとに調査した。このために、乾燥させた皮膜で、耐溶剤性についての試験を行い、分散液で残留モノマー含量を測定した。
乾燥された皮膜は、完全にMIBK中に可溶であった。従って、溶剤の取り込みは測定できなかった。

Claims (22)

  1. 一般式(I)
    Figure 2012502126
    [式中、R1は、水素又はメチル基であり、Xは、酸素又は式NR′の基であり、式中、R′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基であり、R2は、1〜22個の炭素原子を有するアルキレン基であり、Yは、酸素、硫黄又は式NR′′の基を意味し、式中、R′′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基を表し、かつR3は、8個の炭素原子と少なくとも2個の二重結合とを有する不飽和基である]の(メタ)アクリレートモノマー。
  2. 基R2は、エチレン基であることを特徴とする、請求項1に記載の(メタ)アクリレートモノマー。
  3. 基R3は、末端位の二重結合を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の(メタ)アクリレートモノマー。
  4. 基R3は、末端位の二重結合を含まないことを特徴とする、請求項1又は2に記載の(メタ)アクリレートモノマー。
  5. 基R3は、正確に2個の二重結合を含むことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の(メタ)アクリレートモノマー。
  6. 基R3に含まれる二重結合は、共役二重結合であることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の(メタ)アクリレートモノマー。
  7. 基R3に含まれる二重結合は、共役二重結合ではないことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の(メタ)アクリレートモノマー。
  8. 100〜400g(ヨウ素)/100gの範囲のヨウ素価を有することを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項に記載の(メタ)アクリレートモノマー。
  9. 請求項1から8までのいずれか1項に記載の少なくとも1種の(メタ)アクリレートモノマーを含むモノマー混合物。
  10. 式(I)のモノマーとは異なる、エステル基を含むモノマーAを有することを特徴とする、請求項9に記載のモノマー混合物。
  11. (メタ)アクリレート、フマレート、マレエート及び/又はビニルアセテートを含むことを特徴とする、請求項10に記載のモノマー混合物。
  12. 少なくとも1種の酸基を有するモノマーを有することを特徴とする、請求項9から11までのいずれか1項に記載のモノマー混合物。
  13. 0.1〜90質量%の式(I)による(メタ)アクリレートモノマーと、
    10〜95質量%のエステル基を有するモノマーAと、
    0〜10質量%の酸基を有するモノマーと、
    0〜50質量%のスチレンモノマーと、
    0〜50質量%の他のコモノマーと、
    を含むことを特徴とする、請求項9から12までのいずれか1項に記載のモノマー混合物。
  14. 請求項1から8までのいずれか1項に記載のモノマーから誘導される少なくとも1つの単位を含むポリマー。
  15. 請求項9から13までのいずれか1項に記載のモノマー混合物の重合によって得られることを特徴とする、請求項14に記載のポリマー。
  16. ガラス転移温度を−20℃〜40℃の範囲で有することを特徴とする、請求項14又は15に記載のポリマー。
  17. エマルジョンポリマーであることを特徴とする、請求項14から16までのいずれか1項に記載のポリマー。
  18. 請求項14から17までのいずれか1項に記載のポリマーを含む組成物であることを特徴とする被覆剤。
  19. 請求項1から8までのいずれか1項に記載のモノマーで改質されているアルキド樹脂を含む組成物であることを特徴とする被覆剤。
  20. アルキド樹脂と、請求項14から17までのいずれか1項に記載のポリマーとを含む組成物であることを特徴とする、請求項18又は19に記載の被覆剤。
  21. 水性分散液であることを特徴とする、請求項18から20までのいずれか1項に記載の被覆剤。
  22. 請求項1から8までのいずれか1項に記載のモノマーの製造方法において、式(II)
    H−X−R2−Y−R3 (II)
    [式中、Xは、酸素又は式NR′の基であり、その際、R′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基であり、R2は、1〜22個の炭素原子を有するアルキレン基であり、Yは、酸素、硫黄又は式NR′′の基を意味し、その際、R′′は、水素又は1〜6個の炭素原子を有する基を表し、かつR3は、8個の炭素原子を有する少なくとも二重不飽和の基である]の出発物質を、(メタ)アクリレート及び/又は(メタ)アクリル酸と反応させることを特徴とする前記方法。
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