JP2012533667A5 - - Google Patents

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被膜形成性ポリマーと有機中空粒子のコーティング剤のための使用
本発明は、被膜形成性ポリマーと有機中空粒子とからなる混合物をコーティング剤に使用すること、特には塗料に、そしてこれら混合物を含むコーティング剤に使用することに関する。
有機中空粒子は、特別な種類のコアシェル粒子であって、この粒子は、乾燥した形態では硬い被覆に包まれて空気を充てんされている空孔を持つ。この構造のために、この粒子は光を散乱するという特別な特性を持ち、このことが、塗料、紙コーティング材、化粧品、たとえば日焼け止めクリームに、白色顔料としてこの粒子が用いられる理由となっている。そのような場合、この粒子は、無機白色顔料の二酸化チタンの一部に取って代わり、さらには残っているTiO2の作用を強化する。
C.J.McDonaldとM.J.Devonは、"Advances in Colloid and Interface Science"2002,99,181〜213に、この中空粒子を製造する一連の可能性、たとえば特に、有機溶剤または発泡剤による膨潤、炭化水素のカプセル封入、W/O/Wエマルジョンに基づく試みを記載する。しかし、エコロジーならびに経済的理由から好ましい方法は、特殊なコアシェル粒子の浸透性の膨潤である。
EP1904544は、有機中空粒子の製造を開示する。
被膜形成性ポリマーは従来の技術から公知であり、たとえばEP939774に開示されている。
WO94/04603は、バインダーと組み合わせて有機中空粒子を使用することを開示する。この場合、酸を含まないコアを持つ中空粒子を製造し、エコロジーおよび経済上あまり好ましくない方法ではあるが、明らかに高い温度で最終分散を行う。得られた中空粒子は、平均粒径が800nm以上である。このような中空粒子は、紙コーティングに使用されるのが好ましく、この用途では、コーティングの乳白度だけでなく、カレンダー加工後の光沢もまた重要な役割を演じる。
JP60223873もまた同様に、微細空孔を持ち水をベースとするコーティング組成物の混合物を開示し、この混合物は、被膜形成性ポリマー分散液と多層性粒子からなる非被膜形成性ポリマー分散液の混合により製造される。微細空孔を持つポリマー粒子のこの製造プロセスは、本発明が開示するプロセスと根本的に異なる。
従来の技術によるこれら組成物は、1つには、エコロジー的にも経済的にも不利だという欠点があり、もう1つには、隠蔽力や湿潤時摩耗耐性の点で望まれる要求事項を満足しない。
したがって本発明の課題は、屋外用ペイントおよび屋内用ペイントの塗り坪と湿潤時摩耗耐性を向上させるため、従来の技術による方法の欠点を回避する方法により得られる有機中空粒子を、被膜形成性ポリマーの少なくとも1つの水性分散液(PD)と混合することによって、コーティング剤としての水をベースとする分散液を開発することであった。
本発明によれば、有機中空粒子の水性分散液と、被膜形成性ポリマーの少なくとも1つの水性分散液(PD)との混合物をコーティング剤として用い、前記有機中空粒子が、以下の逐次重合による多段階エマルジョンポリマーを製造することによるエマルジョンポリマー粒子を製造する方法によって得られ、前記逐次重合とは
i)シードを重合させて、続いて
ii)膨潤シードとを反応させ、前記膨潤シードは、シードのみならず膨潤シードをも含むコア段階ポリマー全質量に対してそれぞれ、0〜100質量%の少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーと、0〜40質量%の少なくとも1つのモノエチレン性不飽和の親水性のモノマーとを含有し、続いて
iii)第1のシェルを重合させ、前記第1のシェルは、85〜99.9質量%の少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーと、0.1〜15質量%の少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーとを含有し、続いて
iv)第2のシェルを重合させ、前記第2のシェルは、85〜99.9質量%の少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーと、0.1〜15質量%の少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーとを含有し、続いて
v)天井温度が181℃未満、好ましくは95℃未満である少なくとも1つの可塑剤モノマーを添加し、
vi)こうして形成された粒子を塩基で、pH値が少なくとも7.5以上となるまで、好ましくは8超となるまで中和し、続いて
vii)第3のシェルを重合させ、前記第3のシェルは、90〜99.9質量%の少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーと、0.1〜10質量%の少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーとを含有し、
viii)ならびに場合により、さらなるシェルを重合させ、前記さらなるシェルは、少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーと、少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーとを含有する
という逐次重合であることを特徴とする前記の使用が、この課題を解決する。
本発明のもう1つの対象は、水性の組成物の形を取るコーティング剤である。これは下記のものを含む
・ 有機中空粒子の、下記に定義する少なくとも1つの水性分散液と、被膜形成性ポリマーの、下記に定義する少なくとも1つの水性分散液(PD)の混合物
・ 場合によっては少なくとも1つの無機充てん剤、および/または無機顔料
・ 一般に用いられる助剤、および
・ 水(100質量%となるまで)。
本発明のもう1つの対象は、本発明による有機中空粒子の水性分散液と、被膜形成性ポリマーの少なくとも1つの水性分散液(PD)の混合物を、隠蔽力および/または湿潤時摩耗耐性を向上させるための水性コーティング剤の添加剤として用いることである。
本発明のもう1つの対象は、本発明の有機中空粒子の水性分散液と、被膜形成性ポリマーの水性分散液(PD)の混合物を、塗料の添加剤として用いることである。
本発明のもう1つの対象は、有機中空粒子の本発明による水性分散液と、被膜形成性ポリマーの水性分散液(PD)の混合物を、屋内用ペイントまたは屋外用ペイントの添加剤として用いることである。
被膜形成性ポリマーを含む水性分散液と、有機中空粒子を含む水性分散液の混合比は30:70、好ましくは20:80または5:95、特に好ましくは10:90である。
本発明の1つの利点は、有機中空粒子を製造するとき、段階(iv)で、その天井温度(Frieder Vieweg & Sohn出版有限会社、ブラウンシュヴァイク/ヴィースバーデン、1997年)が膨潤温度未満であるモノマー、または、極端な場合として、熱力学的理由からホモポリマーを形成できないモノマーを使用するならば、従来の技術の欠点を回避することができること、そして、重合防止剤または還元剤を添加しなくても、開始剤の残量が存在しさえすれば、膨潤が可能であり、しかも好ましい膨潤温度が100℃未満であることである。
本発明の場合、アルキルという表現は、直鎖型および分岐型アルキル基を含む。適切な短鎖型アルキル基は、たとえば、直鎖型または分岐型のC1〜C7−アルキル基、好ましくはC1〜C6−アルキル基、特に好ましくはC1〜C4−アルキル基である。これはさらに特に、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、2−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、1,2−ジメチルプロピル、1,1−ジメチルプロピル、2,2−ジメチルプロピル、1−エチルプロピル、n−ヘキシル、2−ヘキシル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、4−メチルペンチル、1,2−ジメチルブチル、1,3−ジメチルブチル、2,3−ジメチルブチル、1,1−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル、1,1,2−トリメチルプロピル、1,2,2−トリメチルプロピル、1−エチルブチル、2−エチルブチル、1−エチル−2−メチルプロピル、n−ヘプチル、2−ヘプチル、3−ヘプチル、2−エチルペンチル、1−プロピルブチルなどを含む。
適切な長鎖型C8〜C30−アルキル基は、直鎖型および分岐型アルキル基である。好ましくは、これは、主に線状であるアルキル残基であって、かつ天然または合成による脂肪酸と脂肪アルコールや、オキソアルコールの形で存在するものである。これらは、たとえば、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−ノナデシルなどを含む。アルキルという表現は、置換されないアルキル残基および置換されたアルキル残基を含む。
アルキルに関して前記に挙げた事項は、アリールアルキルのアルキル部分にも当てはまる。好ましいアリールアルキル残基は、ベンジルとフェニルエチルである。
8〜C32−アルケニル基とは、本発明の場合、直鎖型および分岐型のアルケニル基であって、これは、一価、二価、または多価不飽和であり得る。これは好ましくはC10〜C20−アルケニルである。アルケニルという表現は、置換されないおよび置換されたアルケニル残基を含む。これは特には、主に線状であるアルケニル残基であって、かつ天然または合成による脂肪酸と脂肪アルコールや、オキソアルコールの形で存在するものである。これらには、さらに特に、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、トリデセニル、テトラデセニル、ペンタデセニル、ヘキサデセニル、ヘプタデセニル、オクタデセニル、ノナデセニル、リノニル、リノレニル、エレオステアリル、オレイル(9−オクタデセニル)が含まれる。
本発明におけるアルキレンという表現は、炭素原子1〜7個を持つ直鎖型または分岐型アルカンジル基を表す。たとえばメチレン、1,2−エチレン、1,3−プロピレンなどである。
シクロアルキルは、好ましくはC4〜C8−シクロアルキル、たとえばシクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルを表す。
アリールという表現は、本発明の場合、単環型または多環型の芳香族炭化水素残基であって、かつ置換されないものまたは置換されたものであり得る。アリールという表現は、好ましくは、フェニル、トリル、キシリル、メシチル、ジュリル、ナフチル、フルオレニル、アントラセニル、フェナントレニル、またはナフチル、特に好ましくは、フェニルまたはナフチルを表し、この場合、これらのアリール基は、置換の場合、一般に置換基を1つ、2つ、3つ、4つまたは5つ、好ましくは1つ、2つまたは3つ持つことができる。
有機中空粒子を製造する本発明の方法は、多段階型の逐次エマルジョン重合である。"逐次"とは、段階を個別に実行することに関するが、この場合、いずれの個別の段階も、複数の逐次ステップからなるものとすることができる。
"シード"という概念は、多段階重合の開始時に用いられ、かつエマルジョン重合の生成物である水性ポリマー分散液に関するものであるか、またはこの概念は、最後の段階を除き、中空粒子分散液を製造する重合段階の終了時に存在する水性ポリマー分散液に関するものとすることができる。
第1段階の重合開始時に用いられるシードは、その場でも製造することができ、そして好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸およびメタクリル酸のエステル、またはこれらの混合物からなる。特に好ましいのは、n−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、メタクリル酸の混合物である。
膨潤しない状態のシードポリマーの平均粒径は40〜100nm、好ましくは60〜90nmである。
膨潤シードは、非イオン性エチレン性不飽和のモノマーを0〜100質量%、好ましくは55〜80質量%、そしてモノエチレン性不飽和の親水性のモノマーを0〜45質量%、好ましくは20〜35質量%含む。
膨潤シード(ii)とシードポリマー(i)との質量比は、2:1〜50:1、好ましくは2:1〜30:1である。コア段階ポリマーは、シード(i)と膨潤シード(ii)からなり、その非膨潤状態における平均粒径は、100〜400nm、好ましくは100〜250nmである。
Foxの公式(John Wiley & Sons Ltd.,Baffins Lane,Chichester,イギリス、1997年)によって特定されたコア段階ポリマーのガラス転移温度は、−20℃〜150℃である。
非イオン性エチレン性不飽和のモノマーは、スチレン、ビニルトルエン、エチレン、ブタジエン、ビニルアセテート、ビニルクロリド、ビニリデンクロリド、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸またはメタクリル酸の(C1〜C20)アルキルエステルまたは(C3〜C20)アルケニルエステル、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、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、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、オレイルアクリレート、オレイルメタクリレート、パルミチルアクリレート、パルミチルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、ヒドロキシ基を含むモノマー、特に、C1〜C10−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、すなわち、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、リシノール酸、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、クルパノドン酸を含む。
モノエチレン性不飽和の親水性のモノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルオキシプロピオン酸、メタクリルオキシプロピオン酸、アクリルオキシ酢酸、メタクリルオキシ酢酸、クロトン酸、アコニット酸、イタコン酸、モノメチルマレエート、マレイン酸、モノメチルイタコネート、マレイン酸無水物、フマル酸、モノメチルフマレート、イタコン酸無水物、イタコン酸モノメチルエステルを含む。
第1のシェル(iii)は、少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーを85〜99.9質量%、好ましくは90〜99.9質量%、そして、少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーを0.1〜15質量%、好ましくは0.1〜10質量%含む。
非イオン性エチレン性不飽和のモノマーは、スチレン、ビニルトルエン、エチレン、ブタジエン、ビニルアセテート、ビニルクロリド、ビニリデンクロリド、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸またはメタクリル酸の(C1〜C20)アルキルエステルまたは(C3〜C20)アルケニルエステル、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、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、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、オレイルアクリレート、オレイルメタクリレート、パルミチルアクリレート、パルミチルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、ヒドロキシ基を含むモノマー、特に、C1〜C10−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、すなわち、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、リシノール酸、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、好ましくは、スチレン、アクリロニトリル、メタクリルアミド、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、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を含む。
モノエチレン性不飽和の親水性のモノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルオキシプロピオン酸、メタクリルオキシプロピオン酸、アクリルオキシ酢酸、メタクリルオキシ酢酸、クロトン酸、アコニット酸、イタコン酸、モノメチルマレエート、マレイン酸、モノメチルイタコネート、マレイン酸無水物、フマル酸、モノメチルフマレート、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、イタコン酸無水物、イタコン酸モノメチルエステルを含む。
第1のシェル(iii)はコア段階ポリマーを包む。コア段階ポリマーと第1のシェル(iii)との質量比は20:1〜1:1、好ましくは10:1〜1:1である。シェルポリマーは、Foxの公式で特定されたガラス転移温度が−60℃〜120℃である。
非膨潤状態にあるこの段階の粒径は、120nm〜500nm、好ましくは150nm〜270nmである。
第2のシェル(iv)は、少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーを85〜99.9質量%、好ましくは90〜99.9質量%、そして、少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーを0.1〜15質量%、好ましくは0.1〜10質量%含む。
非イオン性エチレン性不飽和のモノマーは、スチレン、ビニルトルエン、エチレン、ブタジエン、ビニルアセテート、ビニルクロリド、ビニリデンクロリド、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸またはメタクリル酸の(C1〜C20)アルキルエステルまたは(C3〜C20)アルケニルエステル、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、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、ベンジルアクリレート、ベンジルメチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、オレイルアクリレート、オレイルメタクリレート、パルミチルアクリレート、パルミチルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、ヒドロキシ基を含むモノマー、特に、C1〜C10−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、すなわち、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、リシノール酸、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、好ましくは、スチレン、アクリロニトリル、メタクリルアミド、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、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を含む。
モノエチレン性不飽和の親水性のモノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルオキシプロピオン酸、メタクリルオキシプロピオン酸、アクリルオキシ酢酸、メタクリルオキシ酢酸、クロトン酸、アコニット酸、イタコン酸、モノメチルマレエート、マレイン酸、モノメチルイタコネート、マレイン酸無水物、フマル酸、モノメチルフマレート、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、イタコン酸無水物、イタコン酸モノメチルエステルを含む。
第1のシェルは、第2のシェルに包まれる。第1のシェル(iii)と第2のシェル(iv)との質量比は、1:30〜1:1、好ましくは1:20〜1:1であって、このシェルポリマーは、Foxによるガラス転移温度が50〜120℃である。この段階の平均粒径は200nm〜1500nm、好ましくは250nm〜600nmである。
(v)に挙げた可塑剤モノマーは、たとえば、α−メチルスチレン、2−フェニルアクリル酸/アトロパ酸のエステル(たとえばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル)、2−メチル−2−ブテン、2,3−ジメチル−2−ブテン、1,1−ジフェニルエテンまたはメチル−2−tert−ブチルアクリレート、ならびにそのほかJ.Brandrup,E.H. Immergut,"Polymer Handbook"3rd Edition,II/316ffに挙げられているモノマーをいう。好ましくは、可塑剤モノマーとしてα−メチルスチレンを使用する。
(vi)に挙げた中和は、コアの膨潤と中空粒子の形成のために、塩基を用いて行う。塩基としては、次のようなアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物、すなわち、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、アンモニア、第1級、第2級および第3級アミン、すなわちエチルアミン、プロピルアミン、モノイソプロピルアミン、モノブチルアミン、ヘキシルアミン、エタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、ジメトキシエチルアミン、2−エトキシエチルアミン、3−エトキシプロピルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、モルホリン、エチレンジアミン、2−ジエチルアミンエチルアミン、2,3−ジアミノプロパン、1,2−プロピレンジアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ネオペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,9−ジオキサドデカン−1,12−ジアミン、ポリエチレンイミン、またはポリビニルアミンを使用できる。
第3のシェル(vii)は、少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーを90〜99.9質量%、好ましくは95〜99.9質量%、そして、少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーを0.1〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%含む。
非イオン性エチレン性不飽和のモノマーは、スチレン、ビニルトルエン、エチレン、ブタジエン、ビニルアセテート、ビニルクロリド、ビニリデンクロリド、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸またはメタクリル酸の(C1〜C20)アルキルエステルまたは(C3〜C20)アルケニルエステル、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、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、ベンジルアクリレート、ベンジルメチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、オレイルアクリレート、オレイルメタクリレート、パルミチルアクリレート、パルミチルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、ヒドロキシ基を含むモノマー、特に、C1〜C10−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、すなわち、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、リシノール酸、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、好ましくは、スチレン、アクリロニトリル、メタクリルアミド、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、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である。
モノエチレン性不飽和の親水性のモノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルオキシプロピオン酸、メタクリルオキシプロピオン酸、アクリルオキシ酢酸、メタクリルオキシ酢酸、クロトン酸、アコニット酸、イタコン酸、モノメチルマレエート、マレイン酸、モノメチルイタコネート、マレイン酸無水物、フマル酸、モノメチルフマレート、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、イタコン酸無水物、イタコン酸モノメチルエステルを含む。
第3のシェルもまた、第2のシェルを包む。第3のシェルと第2のシェルとの質量比は、5:1〜1:2、好ましくは3:1〜1:1であって、このシェルポリマーは、Foxによるガラス転移温度が50〜120℃である。
平均的な最終粒径は、300nm〜800nmである。
塗料で使用される顔料、特にTiO2は、そのすべてまたは一部が、ここに説明するポリマー分散液で代えることができる。一般的にこのような塗料は、特に水、増粘剤、水酸化ナトリウム溶液、顔料拡散剤、会合性増粘剤、消泡剤、殺生物剤、バインダー、ならびに塗膜形成助剤を含む。
重合生成物は、エマルジョン重合の一般的な重合方法に従って製造できる。好ましくは酸素を排除の下に、好ましくは窒素流の中で作業する。この重合方法のために、一般的な機器、たとえば撹拌槽、撹拌槽カスケード、オートクレーブ、管型反応器、混練器を用いる。この重合は、次のような溶媒または希釈剤、すなわちトルエン、o−キシレン、p−キシレン、クメン、クロロベンゼン、エチルベンゼン、アルキル芳香族化合物の工業混合物、シクロヘキサン、脂肪族化合物の工業混合物、アセトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、グリコールとグリコール誘導体、ポリアルキレングリコールとその誘導体、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、酢酸メチルエステル、イソプロパノール、エタノール、水、またはたとえばイソ−プロパノール/水混合物のような混合物の中で行うことができる。
この重合は、温度20〜300℃、好ましくは50〜200℃で行うことができる。
この重合は、好ましくは、ラジカルを形成する化合物の存在下で行う。これらの化合物は、重合時に用いられるモノマーに対して30質量%まで、好ましくは0.05〜15質量%、特に好ましくは0.2〜8質量%が必要である。多成分開始剤システム(たとえばレドックス開始剤システム)の場合、前記の質量表示は、各成分の合計に関するものとする。
適切な重合開始剤は、たとえば過酸化物、ヒドロペルオキシド、ペルオキシジスルフェート、ペルカーボネート、ペルオキシエステル、過酸化水素、アゾ化合物である。水溶性、または水に不溶性でもあり得る開始剤の例は、過酸化水素、ジベンゾイルペルオキシド、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、ジラウロイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、アセチルアセトンペルオキシド、tert−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、tert−ブチルペルネオデカノエート、tert−アミルペルピバレート、tert−ブチルペルピバレート、tert−ブチルペルネオヘキサノエート、tert−ブチルペル−2−エチルヘキサノエート、tert−ブチル−ペルベンゾエート、リチウムペルオキシジスルフェート、ナトリウムペルオキシジスルフェート、カリウムペルオキシジスルフェート、およびアンモニウムペルオキシジスルフェート、アゾジイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、2−(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、および4,4−アゾビス(4−シアノ吉草酸)である。
開始剤は、単独で、または相互間の混合物として、たとえば過酸化水素とナトリウムペルオキシジスルフェートの混合物として用いることができる。水性媒体中の重合には、水溶性開始剤を用いるのが好ましい。
公知のレドックス開始剤システムもまた、重合開始剤として用いることができる。このようなレドックス開始剤システムには、ペルオキシドを含む少なくとも1つの化合物と、レドックス共開始剤、たとえば還元作用のある硫黄化合物とを組み合わせたものがある。この硫黄化合物の例には、アルカリ金属およびアンモニウム化合物のビスルフィット、スルフィット、チオスルフェート、ジチオニットおよびテトラチオニットがある。したがって、ペルオキソジスルフェートを、アルカリ金属水素スルフィットまたはアンモニウム水素スルフィットと、たとえばアンモニウムペルオキシジスルフェートやアンモニウムジスルフィットと組み合わせて用いることができる。ペルオキシドを含む化合物とレドックス共開始剤との量比は、30:1〜0.05:1である。
開始剤またはレドックス開始剤システムと組み合わせて、さらに遷移金属触媒、たとえば鉄、コバルト、ニッケル、銅、バナジウム、およびマンガンの塩を用いることができる。適切な塩は、たとえば、鉄−II−スルフェート、コバルト−II−クロリド、ニッケル−II−スルフェート、銅−I−クロリドである。還元作用のある遷移金属塩を、モノマーに対する濃度0.1ppm〜1000ppmで使用する。このようにして、過酸化水素と鉄−II−塩の組み合わせを用いることができる。たとえば過酸化水素を0.5〜30%、モール塩を0.1〜500ppm用いる。
有機溶媒中の重合の際にも、前記の開始剤と組み合わせて、レドックス共開始剤、および/または遷移金属触媒、たとえばベンゾイン、ジメチルアニリン、アスコルビン酸、ならびに有機物に溶解する重金属の錯体をいっしょに用いることができる。この重金属は、たとえば銅、コバルト、鉄、マンガン、ニッケル、クロムである。レドックス共開始剤または遷移金属触媒の一般に用いられる量は、この場合は通常、モノマー使用量に対して約0.1〜1000ppmである。
反応混合物が、重合のため考慮される温度領域の下限で初期重合し、続いてより高い温度で完全に重合する場合、少なくとも2つの異なる開始剤、すなわち異なる温度で分解する開始剤を用いるのが合目的である。そうすれば、いずれの温度インターバルでも、十分な濃度のラジカルを利用できる。
開始剤は、段階的に添加することができる。または開始剤添加の速度を、時間経過の中で変化させることができる。
平均分子量の小さい重合生成物を得るためには、調節剤の存在下で共重合を行うのがしばしば合目的である。そのため一般に用いられる調節剤の例は、有機SH基を含む次のような化合物、すなわち、2−メルカプトエタノール、2−メルカプトプロパノール、メルカプト酢酸、tert−ブチルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、次のようなC1〜C4−アルデヒド、すなわち、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、次のようなヒドロキシルアンモニウム塩、すなわち、ヒドロキシルアンモニウムスルフェート、ギ酸、ナトリウムビスルフィット、次亜リン酸またはその塩、またはイソプロパノールである。重合調節剤は、一般にモノマーに対して0.1〜20質量%の量が用いられる。適切な溶媒の選択によっても、平均分子量に影響を及ぼすことができる。このようにして、ベンジルのH原子を持つ希釈剤の存在下で、またはイソプロパノールといった第2級アルコールの存在下で重合を行って、連鎖移動による平均分子量の削減を得る。
分子量の小さい、または比較的小さい重合生成物は、温度、および/または開始剤濃度、および/またはモノマーの供給速度をそれぞれ変化させることによって得られる。
より高分子の共重合体を得るには、重合を架橋剤の存在下で行うのがしばしば合目的である。このような架橋剤は、2つ以上のエチレン性不飽和基を持つ次のような化合物、すなわち、少なくとも2価の飽和アルコールのジアクリレートまたはジメタクリレート、たとえば、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,2−プロピレングリコールジアクリレート、1,2−プロピレングリコールジメタクリレート、ブタンジオール−1,4−ジアクリレート、ブタンジオール−1,4−ジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、3−メチルペンタンジオールジアクリレート、3−メチルペンタンジオールジメタクリレートである。OH基を2つより多く持つアルコールのアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルもまた、架橋剤として用いることができる。たとえば、トリメチロールプロパントリアクリレートまたはトリメチロールプロパントリメタクリレートである。もう1つの種類の架橋剤は、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレートであって、分子量がそれぞれ200〜9000のものである。ジアクリレートまたはジメタクリレートを製造するのに用いられるポリエチレングリコールまたはポリプロピレングリコールは、好ましくは分子量がそれぞれ400〜2000とする。エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドの単独重合生成物だけでなく、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのブロック重合生成物、またはエチレンオキシド単位およびプロピレンオキシド単位のランダム分布を含むエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドの共重合体もまた使用できる。エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのオリゴマーもまた、架橋剤を製造するのに適している。たとえば、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、および/またはテトラエチレングリコールジメタクリレートである。
さらに架橋剤には次のものが適する。すなわち、ビニルアクリレート、ビニルメタクリレート、ビニルイタコネート、アジピン酸ジビニルエステル、ブタンジオールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ペンタエリトリトールトリアリルエーテル、トリアリルサッカロース、ペンタアリルサッカロース、ペンタアリルスクロース、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ジビニルエチレン尿素、ジビニルプロピレン尿素、ジビニルベンゼン、ジビニルジオキサン、トリアリルシアヌレート、テトラアリルシラン、テトラビニルシラン、およびビスアクリルシロキサンまたはポリアクリルシロキサン(たとえばTh.Goldschmidt株式会社のTegomere(登録商標))。
架橋剤の量は、好ましくは、重合されるモノマーに対して、または1つの段階で重合されるモノマーに対して0.1〜30質量%を使用する。架橋剤はいずれの段階でも添加できる。
さらには、ポリマー滴またはポリマー粒子を界面活性助剤で安定させれば、有利な場合がある。通例としてこのために乳化剤または保護コロイドを使用する。アニオン性、非イオン性、カチオン性、および両性の乳化剤が考慮される。アニオン性乳化剤は、たとえば、アルキルベンゼンスルホン酸、スルホン化脂肪酸、スルホスクシネート、脂肪アルコールスルフェート、アルキルフェノールスルフェート、脂肪アルコールエーテルスルフェートである。非イオン性乳化剤としては、たとえば、アルキルフェノールエトキシレート、第1級アルコールエトキシレート、脂肪酸エトキシレート、アルカノールアミドエトキシレート、脂肪アミンエトキシレート、EO/PO−ブロックコポリマー、およびアルキルポリグルコシドを用いることができる。カチオン性または両性乳化剤としては、たとえば、4級化アミンアルコキシレート、アルキルベタイン、アルキルアミドベタイン、スルホベタインが用いられる。
一般的な保護コロイドは、たとえば、セルロース誘導体、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールおよびプロピレングリコールから得た共重合体、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、澱粉と澱粉誘導体、デキストラン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリエチレンイミン、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルスクシンイミド、ポリビニル−2−メチルスクシンイミド、ポリビニル−1,3−オキサゾリドン−2−オン、ポリビニル−2−メチルイミダゾリン、およびマレイン酸またはマレイン酸無水物を含む共重合体である。たとえばDE2501123に記載されているものである。
乳化剤または保護コロイドは通常、モノマーに対して0.05〜20質量%の濃度で用いられる。
水性の溶液または希釈物中で重合させる場合、モノマーは、重合の前または重合の間、その全体または一部を塩基で中和することができる。塩基として考慮されるのはたとえば、次のようなアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物、すなわち、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、アンモニア、次のような第1級、第2級および第3級アミン、すなわち、エチルアミン、プロピルアミン、モノイソプロピルアミン、モノブチルアミン、ヘキシルアミン、エタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、ジメトキシエチルアミン、2−エトキシエチルアミン、3−エトキシプロピルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジイソプロパノールアミンまたはモルホリンである。
さらには、次のような多塩基性アミンを中和に用いることができる。すなわち、エチレンジアミン、2−ジエチルアミンエチルアミン、2,3−ジアミノプロパン、1,2−プロピレンジアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ネオペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,9−ジオキサドデカン−1,12−ジアミン、ポリエチレンイミン、またはポリビニルアミンである。
好ましくは、エチレン性不飽和のカルボン酸の一部中和または完全中和のため、重合の前または重合の間、アンモニア、トリエタノールアミン、およびジエタノールアミンを用いる。
特に好ましくは、エチレン性不飽和のカルボン酸の中和を、重合の前または重合の間には行わない。重合の実行は、多数のバリエーションに従って、連続的または不連続的に行うことができる。通例としては、モノマーの一部を、場合により、それに適した希釈剤または溶媒中に、そして場合により、乳化剤、保護コロイド、またはそのほかの助剤の存在下に入れ、不活性化し、そして希望の重合温度に達するまで温度を上げる。しかし、適切な希釈剤を1種類だけ入れてもよい。決められた時間内に、ラジカル開始剤、さらなるモノマー、そのほかの助剤、たとえば調節剤または架橋剤を、それぞれ場合により1つの希釈剤中に追加配量する。供給時間はさまざまな長さを選択することができる。たとえば、開始剤供給には、モノマー供給よりも長い供給時間を選択することができる。
重合生成物が水蒸気揮発性の溶媒または溶媒混合物中で得られる場合、水蒸気を導入することによって溶媒を分離し、水性の溶液または分散液を得ることができる。重合生成物は、有機希釈剤から、乾燥プロセスによっても分離できる。
ポリマー分散液(PD)を製造するには、少なくとも1つのα,β−エチレン性不飽和のモノマー(M)を用いる。このモノマーは、好ましくは次のものから選択する。すなわち、α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸およびジカルボン酸とC1〜C20−アルカノールとのエステル、芳香族ビニル化合物、ビニルアルコールとC1〜C30−モノカルボン酸とのエステル、エチレン性不飽和のニトリル、ビニルハロゲン化物、ビニリデンハロゲン化物、モノエチレン性不飽和のカルボン酸およびスルホン酸、リンを含むモノマー、α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸およびジカルボン酸とC2〜C30−アルカンジオールとのエステル、α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸およびジカルボン酸と第1級または第2級アミノ基を持つC2〜C30−アミノアルコールとのアミド、α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸の第1級アミドおよびそのN−アルキル誘導体およびN,N−ジアルキル誘導体、N−ビニルラクタム、開鎖型N−ビニルアミド化合物、アリルアルコールとC1〜C30−モノカルボン酸とのエステル、α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸およびジカルボン酸とアミノアルコールとのエステル、α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸およびジカルボン酸と少なくとも1つの第1級または第2級アミノ基を持つジアミンとのアミド、N,N−ジアリルアミン、N,N−ジアリル−N−アルキルアミン、ビニル置換されたおよびアリル置換された窒素含有ヘテロ環式化合物、ビニルエーテル、C2〜C8−モノオレフィン、少なくとも2つの共役二重結合を持つ非芳香族炭化水素、ポリエーテル(メタ)アクリレート、尿素基を持つモノマー、およびこれらの混合物。
α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸およびジカルボン酸とC1〜C20−アルカノールとの適切なエステルは、メチル(メタ)アクリレート、メチルエタクリレート、エチル(メタ)アクリレート、エチルエタクリレート、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、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチルエタクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、1,1,3,3−テトラメチルブチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、n−ウンデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、パルミチル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、アラキニル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、リグノセリル(メタ)アクリレート、セロチニル(メタ)アクリレート、メリシニル(メタ)アクリレート、パルミトレニル(メタ)アクリレート、オレイル(メタ)アクリレート、リノリル(メタ)アクリレート、リノレニル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、およびこれらの混合物である。
芳香族ビニル化合物として好ましいのは、スチレン、2−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−(n−ブチル)スチレン、4−(n−ブチル)スチレン、4−(n−デシル)スチレン、特に好ましいのはスチレンである。
ビニルアルコールとC1〜C30−モノカルボン酸の適切なエステルは、たとえば、ビニルホルミエート、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、ビニルラウレート、ビニルステアレート、ビニルプロピオネート、Versatic酸ビニルエステル、およびこれらの混合物である。
適切なエチレン性不飽和のニトリルは、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、およびこれらの混合物である。
適切なビニルハロゲン化物とビニリデンハロゲン化物は、ビニルクロリド、ビニリデンクロリド、ビニルフルオリド、ビニリデンフルオリド、およびこれらの混合物である。
適切なエチレン性不飽和のカルボン酸、スルホン酸およびホスホン酸、またはこれらの誘導体は、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、α−クロロアクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、アコニット酸、フマル酸、C原子を4〜10個、好ましくは4〜6個持つモノエチレン性不飽和のジカルボン酸のハーフエステル、たとえばマレイン酸モノメチルエステル、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スルホエチルアクリレート、スルホエチルメタクリレート、スルホプロピルアクリレート、スルホプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリルオキシプロピルスルホン酸、2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピルスルホン酸、スチレンスルホン酸、および2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸である。適切なスチレンスルホン酸とその誘導体は、スチレン−4−スルホン酸、スチレン−3−スルホン酸、およびこれらのアルカリ土類金属塩またはアルカリ金属塩、たとえば、ナトリウム−スチレン−3−スルホネート、ナトリウム−スチレン−4−スルホネートである。特に好ましいのは、アクリル酸、メタクリル酸、およびこれらの混合物である。
リンを含むモノマーの例は、たとえば、ビニルホスホン酸とアリルホスホン酸である。そのほか適切なものに、ホスホン酸およびリン酸とヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとのモノエステルおよびジエステル、特にはモノエステルがある。そのほかにも適切なものに、1回はヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートによって、そしてさらにまた1回は別なアルコール、たとえばアルカノールによってエステル化されたホスホン酸およびリン酸のジエステルがある。このエステルに適切なヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートは、下記に別々のモノマーとして挙げるが、特には、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどである。対応するジ水素ホスフェートエステルモノマーには、次のようなホスホアルキル(メタ)アクリレート、すなわち、2−ホスホエチル(メタ)アクリレート、2−ホスホプロピル(メタ)アクリレート、3−ホスホプロピル(メタ)アクリレート、ホスホブチル(メタ)アクリレート、3−ホスホ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートがある。適切なものとしてはさらに、ホスホン酸およびリン酸と、アルコキシル化されたヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとのエステル、たとえば(メタ)アクリレートのエチレンオキシド縮合物、すなわち、H2C=C(CH3)COO(CH2CH2O)nP(OH)2およびH2C=C(CH3)COO(CH2CH2O)nP(=O)(OH)2があり、ここでnは1〜50を表す。そのほか適切なものに、ホスホアルキルクロトネート、ホスホアルキルマレエート、ホスホアルキルフマレート、ホスホジアルキル(メタ)アクリレート、ホスホジアルキルクロトネート、アリルホスフェートがある。そのほかリン基を含む適切なモノマーは、WO99/25780およびUS4,733,005に記載され、ここではそれらを引用する。
α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸およびジカルボン酸とC2〜C30−アルカンジオールとの適切なエステルは、たとえば、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−ヒドロキシエチルエタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシブチルアクリレート、3−ヒドロキシブチルメタクリレート、4−ヒドロキブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、6−ヒドロキヘキシルアクリレート、6−ヒドロキヘキシルメタクリレート、3−ヒドロキシ−2−エチルヘキシルアクリレート、3−ヒドロキシ−2−エチルヘキシルメタクリレートなどである。
α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸の第1級アミドとそのN−アルキル誘導体およびN,N−ジアルキル誘導体として適切なものは、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(tert−ブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−オクチル)(メタ)アクリルアミド、N−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)(メタ)アクリルアミド、N−エチルヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−(n−ノニル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−デシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ウンデシル)(メタ)アクリルアミド、N−トリデシル(メタ)アクリルアミド、N−ミリスチル(メタ)アクリルアミド、N−ペンタデシル(メタ)アクリルアミド、N−パルミチル(メタ)アクリルアミド、N−ヘプタデシル(メタ)アクリルアミド、N−ノナデシル(メタ)アクリルアミド、N−アラキニル(メタ)アクリルアミド、N−ベヘニル(メタ)アクリルアミド、N−リグノセリル(メタ)アクリルアミド、N−セロチニル(メタ)アクリルアミド、N−メリシニル(メタ)アクリルアミド、N−パルミトレイニル(メタ)アクリルアミド、N−オレイル(メタ)アクリルアミド、N−リノリル(メタ)アクリルアミド、N−リノレニル(メタ)アクリルアミド、N−ステアリル(メタ)アクリルアミド、N−ラウリル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、モルホリニル(メタ)アクリルアミドである。
N−ビニルラクタムとその誘導体で適切なものは、たとえば、N−ビニルピロリドン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニル−5−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−5−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−6−メチル−2−ピペリドン、N−ビニル−6−エチル−2−ピペリドン、N−ビニル−7−メチル−2−カプロラクタム、N−ビニル−7−メチル−2−カプロラクタムなどである。
適切な開鎖型N−ビニルアミド化合物は、たとえば、N−ビニルホルムアミド、N−ビニル−N−メチルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−メチルアセトアミド、N−ビニル−N−エチルアセトアミド、N−ビニルプロピオンアミド、N−ビニル−N−メチルプロピオンアミド、N−ビニルブチルアミドである。
α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸およびジカルボン酸とアミノアルコールとの適切なエステルは、N,N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノシクロヘキシル(メタ)アクリレートである。
α,β−エチレン性不飽和のモノカルボン酸およびジカルボン酸と、少なくとも1つの第1級または第2級アミノ基を持つジアミンとの適切なアミドは、N−[2−(ジメチルアミノ)エチル]アクリルアミド、N−[2−(ジメチルアミノ)エチル]メタクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミド、N−[4−(ジメチルアミノ)ブチル]アクリルアミド、N−[4−(ジメチルアミノ)ブチル]メタクリルアミド、N−[2−(ジエチルアミノ)エチル]アクリルアミド、N−[4−(ジメチルアミノ)シクロヘキシル]アクリルアミド、N−[4−(ジメチルアミノ)シクロヘキシル]メタクリルアミドなどである。
適切なモノマーM)はさらに、N,N−ジアリルアミンおよびN,N−ジアリル−N−アルキルアミンとそれらの酸付加塩および4級化生成物である。アルキルはこの場合、好ましくはC1〜C24−アルキルを表す。好ましいのは、N,N−ジアリル−N−メチルアミン、N,N−ジアリル−N,N−ジメチルアンモニウム化合物、たとえば塩化物と臭化物である。
適切なモノマーM)はそのほか、次のようなビニル置換されたおよびアリル置換された窒素含有ヘテロ環式化合物、すなわち、N−ビニルイミダゾール、N−ビニル−2−メチルイミダゾール、次のようなビニル置換されたおよびアリル置換されたヘテロ芳香族化合物、すなわち、2−および4−ビニルピリジン、2−および4−アリルピリジン、およびこれらの塩である。
2〜C8−モノオレフィンおよび少なくとも2つの共役二重結合を持つ非芳香族炭化水素で適切なものは、たとえば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、イソプレン、ブタジエンなどである。
尿素基を持つモノマーで適切なものは、たとえばN−ビニル尿素またはN−アリル尿素、あるいはイミダゾリジン−2−オンの誘導体である。これは、N−ビニルイミダソリジン−2−オンおよびN−アリルイミダソリジン−2−オン、N−ビニルオキシエチルイミダソリジン−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(= 2−ウレイド(メタ)アクリレート)、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−2−オンなどがある。
尿素基を持つモノマーで好ましいものは、N−(2−アクリルオキシエチル)イミダゾリジン−2−オンおよびN−(2−メタクリルオキシエチル)イミダゾリジン−2−オンである。特に好ましいのは、N−(2−メタクリルオキシエチル)イミダゾリジン−2−オンである(2−ウレイドメタクリレート、UMA)。
そのほかの適切なモノマーM)は、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、またはポリビニルクロリドである。
前記のモノマーM)は、個別に、または1つのモノマー分類中の混合物として、または異なるモノマー分類の混合物として使用できる。
被膜形成性ポリマーの水性分散液(PD)に特に適するモノマー組み合わせは、たとえば、ビニルアセテートと一緒のn−ブチルアクリレート、スチレンと一緒のn−ブチルアクリレート、エチルヘキシルアクリレートと一緒のn−ブチルアクリレート、スチレンと一緒のブタジエン、アクリロニトリルおよび/またはメタクリロニトリルと一緒のブタジエン、アクリロニトリルおよび/またはメタクリロニトリルと一緒のブタジエンおよびイソプレン、アクリル酸エステルと一緒のブタジエン、メタクリル酸エステルと一緒のブタジエンである。ここに挙げたすべてのモノマー組み合わせはさらに、そのほかのモノマー、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、および/またはメタクリルアミドを少量含むことができる。
被膜形成性ポリマーの本発明分散液(PD)の1つの好ましい製造法は、EP939774に記載され、その内容すべてを本出願に引用する。
本発明による混合物は、好ましくは、水性塗料の形で用いられる。これらの塗料は、たとえば、着色されていないシステム(透明塗料)、または着色されたシステムの形で存在する。顔料の割合は、顔料体積濃度(PVK)によって記述できる。PVKは、顔料(VP)および充てん剤(VF)の体積の、総体積に対する比を記述する。この総体積は、乾燥した被覆被膜のバインダー(VB)、顔料、および充てん剤の体積からなっていて、単位はパーセントである。PVK=(VP+VF)×100/(VP+VF+VB)。塗料は、PVKを用いて、たとえば次のように分類できる。
高充てんの屋内用ペイント、耐洗浄性、白/艶消し 約85
屋内用ペイント、耐摩耗性、白/艶消し 約80
半光沢ペイント、絹様艶消し 約35
半光沢ペイント、絹様光沢 約25
高光沢ペイント 約15〜25
建物外装用ペイント、白 約45〜55
透明塗料 0。
本発明のもう1つの対象は、水性組成物としてのコーティング剤である。これは、
− 有機中空粒子の本発明による少なくとも1つの水性分散液と、被膜形成性ポリマーの本発明による少なくとも1つの分散液(PD)との混合物、
− 必要であれば、少なくとも1つの無機充てん剤および/または無機顔料、
− 一般に用いられる助剤、および
− 水(100質量%となるまで)とを、含む。
好ましいコーティング剤は、下記を含む
− 前記に定義した有機中空粒子の本発明による少なくとも1つの水性分散液と、被膜形成性ポリマーの本発明による少なくとも1つの水性分散液(PD)との混合物を、固形含有物に対して3〜60質量%、
− 無機充てん剤および/または無機顔料を10〜70質量%、
− 一般に用いられる助剤を0.1〜20質量%、および
− 水(100質量%となるまで)。
前記コーティング剤中の(PD)の割合は、固形物、すなわち水なしのエマルジョン重合生成物に対するものである。
水性組成物の形を取る本発明のコーティング剤は、好ましくは塗料として用いられる。1つの実施形態は、透明塗料の形を取る塗料である。もう1つの実施形態は、分散液ペイントの形を取る塗料である。
下記では、一般に用いられる分散液ペイントの構成を説明する。分散液ペイントは、通常30〜75質量%、好ましくは40〜65質量%の非揮発性構成部分を持つ。これは、調製物の次のようなすべての構成部分をいう。すなわち、水ではなく、少なくともバインダー、充てん剤、顔料、難揮発性溶剤(沸点220℃超)たとえば可塑剤、およびポリマー助剤の全量をいう。これらに該当するのは、たとえば下記の通り
a)前記に定義した有機中空粒子の本発明による少なくとも1つの水性分散液と、被膜形成性ポリマーの本発明による少なくとも1つの水性分散液(PD)との混合物を3〜90質量%、特には10〜60質量%
b)少なくとも1つの無機顔料を0〜85質量%、好ましくは5〜60質量%、特には10〜50質量%
c)無機充てん剤を0〜85質量%、特には5〜60質量%、および
d)一般に用いられる助剤を0.1〜40質量%、特には0.5〜20質量%。
特に好ましくは、本発明によるポリマー分散液は、屋内用ペイントおよび屋外用ペイントの製造に適する。これら分散液は通常、顔料体積濃度(PVK)が、屋外用ペイントに対しては30〜65の範囲、屋内用ペイントに対しては65〜80の範囲のPVKを特徴とする。
顔料体積濃度PVKとは、ここでは、顔料と充てん剤の合計体積を、顔料、充てん剤、バインダーポリマーの合計体積で割った商を100倍したものである。Ullmann工業化学辞典、第4版、第15巻、667ページを参照されたい。
顔料とは、本発明の場合要約すると、すべての顔料と充てん剤、たとえば、有色顔料、白色顔料、無機充てん剤をいう。これは、無機白色顔料、すなわち二酸化チタン、好ましくはルチルの形態を取る二酸化チタン、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)または有色の顔料、たとえば、酸化鉄、カーボンブラック、グラファイト、亜鉛黄、亜鉛緑、群青、マンガン黒、アンチモンブラック、マンガンバイオレット、パリブルーまたはシュバインフルトグリーンがある。本発明の分散液ペイントは、無機顔料だけでなく、有機有色顔料、たとえば、セピア、ガンボージ、バンダイクブラウン、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、インジゴイド染料、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を含む。適切なものに、光散乱を高めるため空気封入された合成白色顔料、たとえばRhopaque(登録商標)分散液もある。
適切な充てん剤には、たとえば、長石といったアルミノケイ酸塩、次のようなシリケート、すなわちカオリン、タルク、雲母、マグネサイト、次のようなアルカリ土類金属炭酸塩、すなわち炭酸カルシウム、たとえば方解石または白亜の形を取る炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、硫酸カルシウムといったアルカリ土類金属硫酸塩、二酸化ケイ素などがある。塗料では、当然のことながら、粒子の細かい充てん剤が好ましい。充てん剤は、個別の成分として使用できる。しかし実際の場では、充てん剤混合物が特に真価を発揮している。たとえば、炭酸カルシウム/カオリン、炭酸カルシウム/タルクである。光沢のある塗料は、通常、非常に粒子の細かい充てん剤をきわめて少量含むだけであるか、または充てん剤を含まない。
粒子の細かい充てん剤は、隠蔽力を向上させるため、および/または白色顔料を節約するために用いることができる。色調の隠蔽力と色深度を調整するため、好ましくは、有色顔料と充てん剤の混合物を用いる。
一般的な助剤に数えられるものには、重合に用いられる乳化剤だけでなく、湿潤剤または分散剤、たとえば、ナトリウムポリホスフェート、カリウムポリホスフェート、またはアンモニウムポリホスフェート、アクリル酸コポリマーまたはマレイン酸無水物コポリマーのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩、ポリホスホネート、たとえば、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸のナトリウム塩、ならびにナフタリンスルホン酸塩、特にはそのナトリウム塩がある。
そのほか適切な助剤には、流れ調整剤、消泡剤、殺生物剤、増粘剤がある。適切な増粘剤には、たとえば会合性増粘剤、たとえばポリウレタン増粘剤がある。増粘剤の量は、好ましくは、塗料の固形含有物に対して1質量%未満、より好ましくは、0.6質量%未満とする。
本発明の塗料の製造は、公知の方法により、そのため一般に用いられる混合装置で各成分を混合して行う。顔料、水、場合により助剤から、水性のペーストまたは分散液を製造し、続いてポリマーバインダー、すなわち通常はポリマーの水性分散液を、顔料ペーストまたは顔料分散液と混合するという方法は実績がある。
本発明による塗料は、非揮発性の構成部分を通常30〜75質量%、好ましくは40〜65質量%含む。これは、水を含まない調製物のすべての構成部分、すなわち、塗料の固形含有物に対して少なくともバインダー、顔料、助剤の総量であると理解できる。揮発性の構成部分は、主として水である。
本発明による塗料は、一般的な方法で、たとえば塗布、噴霧、浸漬、ローラ塗り、ヘラ付けなどによって、下地上に塗ることができる。
好ましくは建築物塗料として、すなわち、建築物または建築部材にコーティングするために用いられる。コーティングされるものは、少なくとも鉱物質の下地、たとえば漆喰、石膏または石膏ボード、石積みまたはコンクリート、そして木材、木質材料、金属または紙、たとえば壁紙またはプラスチック、たとえばPVCであり得る。
好ましくは、塗料は建築物内部または外側正面のために用いられる。
本発明の塗料は、取り扱いが簡単な上、高い湿潤時耐摩耗性と高い隠蔽力といった良好な加工特性の点で優れている。この塗料は有害物質が少ない。この塗料は、応用技術上の特性が良好で、たとえば耐水性と湿潤接着性、特にアルキドペイント上の湿潤接着性、ブロッキング耐性、重ね塗り性が良好である。この塗料は、塗布の際に良好な流展を示す。使用される作業機器は、水で容易に洗うことができる。
下記では実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
実験の方法
ガラス転移温度の特定
ガラス転移温度を、Foxの公式(John Wiley & Sons Ltd. Baffins Lane,Chichester,England,1997)による理論的計算によって特定した。
1/Tg=Wa/Tga+Wb/Tgb,式中
gaおよびTgb=ポリマー"a"および"b"のガラス転移温度
aおよびWb=ポリマー"a"および"b"の質量割合。
粒径の測定
粒径の特定は、Coulter M4+(Particle Analyzer)を用いるか、またはMalvern社のHPPS(High Performance Particle Sizer)を用いて準弾性光散乱または動的光散乱として公知の光子相関分光法(ISO 13321−規格)によるか、またはPolymer Labs社のPSDA(Particle Size Distribution Analyzer)による流体力学的分別(Hydro−dynamischen Fraktionierung)を用いるか、またはAUZ(分析用超遠心機)を用いて行った。
湿潤時摩耗耐性
湿潤時摩耗耐性を試験するため、試験される塗料を、フィルムアプリケーターによって決められた厚さでシートに塗布した。7日間室温で、そして2日間50℃で乾燥した後、コーティングされたシートに摩耗試験機で200摩耗サイクルを行い、薄膜損失をマイクロメーター単位で計算した。この試験は、DIN EN ISO 11998に準拠して行った。
塗り坪
黒いフィールドと白いフィールドとを含む規格表面を持つシートを秤量した。ペイントを、秤量されたシート上に、フィルムアプリケーターを用いて、濡れ層厚さ150、200、および240μmで塗布した。コーティングしたばかりのシートをふたたび秤量し、続いて23℃、湿度50%で、24時間乾燥した。その後すべての塗布物のコントラスト比を、いわゆる光沢トラップを備えたByk Gardner分光光度計で測定した。そのために、3つの黒いフィールド(Ys値)と3つの白いフィールド(Yw値)それぞれで、5つの測定点を測定した。平均値YwおよびYsからYs/Yw×100[%]の商計算によって、コントラスト比を求めた。続いて塗り坪を、単位m2/Lとし、コントラスト比98%のとき、ペイントの比密度とそれぞれ塗布されたペイント量を考慮の下に求めた。
白色度測定の実施
下記に説明するペイントペースト6gと、約30%の中空粒子分散液1gとを、容器に入れて秤量する。この混合物を、空気をまぜ入れないようにして、均質化する。200μmのへらを用いて、0.9cm/secの速度で、この混合物の被膜を黒いプラスチックシート(艶消し仕様、アイテム番号13.41EG870934001,Bernd Schwegmann有限合資会社)上に引き伸ばす。このサンプルを、23℃、相対湿度40〜50%で、24時間乾燥する。つづいて商標"Minolta CM−508i"の分光光度計を用いて、それぞれ異なる3か所で白色度を測定する。これらの測定点にマーキングし、続いてマイクロメーターネジを用い、塗膜の対応する層厚さを、差分測定によって、コーティングされていないプラスチックシートに対して相対的に特定する。3つの個別測定から平均的層厚さと平均的白色度を計算した後、最後に、そのとき得られた白色度を、50μmの乾燥層厚さに対し、直線外挿法によって標準化する。そのため必要なキャリブレーションは、乾燥層厚さ約30〜60μmの範囲で、標準中空粒子分散液の白色度測定によって行う。
ペイントペーストの製造
A)1つの容器に水240gを入れ、次に下記の投入物質を、下記の順序で、約1000rpmでの溶解機のもとに添加し、合計約15分間で均質になるまで攪拌させる:
Natrosol(登録商標)250HR(Hercules有限会社のヒドロキシエチルセルロース増粘剤)2.5g、10%の苛性ソーダ溶液1g、Pigmentverteiler(登録商標)MD20(BASF株式会社のマレイン酸およびジイソブチレンのコポリマー)6g、Collacral(登録商標)LR8990(BASF株式会社のポリウレタン会合性増粘剤)10g、Agitan(登録商標)E255(Muenzing Chemie有限会社のシロキサン消泡剤)3g、Proxel(登録商標)BD20(Avecia Inc.の殺生物剤)2g、Acronal(登録商標)A684(BASF株式会社のバインダー、50%分散液)370g、Texanol(登録商標)(Eastman Chemical Companyの塗膜形成助剤)20g、Agitan(登録商標)E255(Muenzing Chemie有限会社のシロキサン消泡剤)2g、5%のCollacral LR8989(BASF株式会社のポリウレタン会合性増粘剤)10g。
B)1つの容器に水250gを入れ、次に下記の投入物質を、下記の順序で、約1000rpmでの溶解機のもとに添加し、合計約15分間で均質化させる:
Natrosol(登録商標)250HR(Hercules有限会社のヒドロキシエチルセルロース増粘剤)2.5g、10%の苛性ソーダ溶液1g、Pigmentverteiler(登録商標)MD20(BASF株式会社のマレイン酸およびジイソブチレンのコポリマー)6g、Collacral(登録商標)LR8990(BASF株式会社のポリウレタン会合性増粘剤)10g、Agitan(登録商標)E255(Muenzing Chemie有限会社のシロキサン消泡剤)3g、Proxel(登録商標)BD20(Avecia Inc.の殺生物剤)2g、Kronos2300 203g、Acronal(登録商標)A684(BASF株式会社のバインダー、50%分散液)370g、Texanol(登録商標)(Eastman Chemical Companyの塗膜形成助剤)20g、Agitan(登録商標)E255(Muenzing Chemie有限会社のシロキサン消泡剤)2g、5%のCollacral LR8989(BASF株式会社のポリウレタン会合性増粘剤)10g、中空粒子分散液116g。
実施例
有機中空粒子の分散液の製造
有機中空粒子の水性分散液の本発明による製造方法は、複数の個別ステップの逐次順により開示される。まず最初に分散液Aを製造し、次に分散液Aを反応してその際に分散液Bが得られ、つづいてこの分散液Bを反応して、それにより分散液Cを生じる。
分散液A(シード):
水230g、アリールスルホネート(15%)2.17g、n−ブチルアクリレート338g、メチルメタクリレート303.6g、およびメタクリル酸8.45gから、プレエマルジョンを製造した。出発物は、水2356g、アリールスルホネート(15%)32.0g、プレエマルジョン41.2gからなるもので、これを、重合容器中で窒素雰囲気下で温度80℃に加熱し、22.4%のアンモニウムペルスルフェート溶液を14g添加した後、15分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、1つの還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次にプレエマルジョンの残余を、60分間以内に、80℃で配量した。つづいてさらに15分間、後重合させ、そして20分間以内に、55℃に冷却した。残余モノマーを使い切るため、10%のtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液6.5gと、5%のRongalit C溶液8.1gを反応混合物に添加した。30℃に冷却後、25%のアンモニア溶液8.1gの添加によって、分散液のpH値を調整した。
固形物含有量:19.7%
pH値:2.6
粒径(AUZ,D50):47nm
分散液B1(膨潤コア):
出発物は、水1455gと、分散液A 63.2gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度79℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液10gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水262g、アリールスルホネート(15%)3.33g、Lutensit A−EP(酸の形のもの、20%)20.75g、メチルメタクリレート186.6g、およびメタクリル酸124.4gからなるプレエマルジョン1を、113分間以内に79℃で配量した。それに続いて、水254g、アリールスルホネート(15%)2.67g、メチルメタクリレート187g、およびメタクリル酸2.05gからなるプレエマルジョン2を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液22gとともに、67分間以内に79℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合させた。
固形物含有量:19.9%
pH値:2.5
粒径(Autosizer):195nm
分散液B2(膨潤コア):
出発物は、水1455gと、分散液A 42.0gとからなるもので、これを、重合容器中で窒素雰囲気下で温度79℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液10gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水262g、アリールスルホネート(15%)3.33g、Lutensit A−EP(酸の形のもの、20%)20.75g、メチルメタクリレート211.8g、およびメタクリル酸104.3gからなるプレエマルジョン1を、113分間以内に79℃で配量した。それに続いて、水254g、アリールスルホネート(15%)2.67g、メチルメタクリレート186g、およびメタクリル酸2.05gからなるプレエマルジョン2を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液22gとともに、67分間以内に79℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合させた。
固形物含有量:19.7%
pH値:2.9
粒径(Autosizer):211nm
分散液B3(膨潤コア):
出発物は、水1009gと、Acronal A 508 28.7gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液20.2gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水163g、アリールスルホネート(15%)2.24g、Lutensit A−EPA(一部中和されたもの、20%)13.95g、メチルメタクリレート124.9g、メタクリル酸83.6g、およびアリルメタクリレート0.50gからなるプレエマルジョン1を、70分間以内に82℃で配量した。供給終了後、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液3.0gを添加し、5分間撹拌した。それに続いて、水171g、アリールスルホネート(15%)1.79g、メチルメタクリレート112g、n−ブチルアクリレート13.8g、およびメタクリル酸1.38gからなるプレエマルジョン2を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液12gとともに、70分間以内に82℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合させた。
固形物含有量:19.8%
pH値:4.4
粒径(Autosizer):207nm
分散液B4(膨潤コア):
出発物は、水1542gと、分散液A 44.2gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液10.6gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水277g、アリールスルホネート(15%)3.53g、Lutensit A−EP(酸の形のもの、20%)22.00g、メチルメタクリレート222.6g、およびメタクリル酸109.7gからなるプレエマルジョン1を、113分間以内に配量した。このとき重合温度が、82℃から80℃に連続的に降下した。それに続いて、水269g、アリールスルホネート(15%)2.83g、メチルメタクリレート196g、およびメタクリル酸2.17gからなるプレエマルジョン2を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液23gとともに、67分間以内に80℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合させた。
固形物含有量:19.7%
pH値:2.7
粒径(Autosizer):215nm
分散液B5(膨潤コア):
出発物は、水1009gと、Acronal A 508 28.7gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液20.2gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水163g、アリールスルホネート(15%)2.24g、Lutensit A−EPA(一部中和されたもの、20%)13.95g、メチルメタクリレート125.0g、メタクリル酸83.6g、およびアリルメタクリレート0.34gからなるプレエマルジョン1を、70分間以内に82℃で配量した。供給終了後、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液3.0gを添加し、5分間撹拌した。それに続いて、水171g、アリールスルホネート(15%)1.79g、メチルメタクリレート112g、n−ブチルアクリレート13.8g、およびメタクリル酸1.38gからなるプレエマルジョン2を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液12gとともに、70分間以内に82℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合させた。
固形物含有量:19.8%
pH値:4.4
粒径(Autosizer):220nm
分散液B6(膨潤コア):
出発物は、水1613gと、Acronal A 508 45.2gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液10.6gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水127g、アリールスルホネート(15%)1.77g、Lutensit A−EPA(一部中和されたもの、20%)11.13g、メチルメタクリレート99.1g、メタクリル酸65.7gからなるプレエマルジョン1を、70分間以内に82℃で配量した。同時に、水127g、アリールスルホネート(15%)1.77g、Lutensit A−EPA(一部中和されたもの、20%)11.13g、メチルメタクリレート110.1g、メタクリル酸54.2gおよびアリルメタクリレート0.53gからなるプレエマルジョン2を、70分間以内にプレエマルジョン1に加えた(Power−Feedモード)。供給終了後、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液4.7gを添加し、5分間撹拌した。それに続いて、水269g、アリールスルホネート(15%)2.83g、メチルメタクリレート176g、n−ブチルアクリレート21.7g、およびメタクリル酸2.17gからなるプレエマルジョン3を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液19gとともに、70分間以内に82℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合させた。
固形物含有量:19.8%
pH値:4.3
粒径(Autosizer):210nm
分散液B7(膨潤コア):
出発物は、水1589gと、Acronal A 508 45.2gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液10.6gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水277g、アリールスルホネート(15%)3.53g、Lutensit A−EPA(一部中和されたもの、20%)22.00g、メチルメタクリレート222.1g、アリルメタクリレート0.53g、およびメタクリル酸109.7gからなるプレエマルジョン1を、70分間以内に82℃で配量した。供給終了後、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液4.7gを添加し、5分間撹拌した。それに続いて、水269g、アリールスルホネート(15%)2.83g、メチルメタクリレート196g、およびメタクリル酸2.17gからなるプレエマルジョン2を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液23gとともに、70分間以内に82℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合させた。
固形物含有量:19.7%
pH値:4.8
粒径(Autosizer):209nm
分散液B8(膨潤コア):
出発物は、水986gと、Acronal A 508 28.2gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液20.9gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水161g、アリールスルホネート(15%)2.20g、Lutensit A−EPA(一部中和されたもの、20%)13.70g、tert−ドデシルメルカプタン0.07g、メチルメタクリレート136.3g、アリルメタクリレート0.66g、およびメタクリル酸68.3gからなるプレエマルジョン1を、70分間以内に82℃で配量した。供給終了後、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液2.9gを添加し、5分間撹拌した。それに続いて、水167g、アリールスルホネート(15%)1.76g、メチルメタクリレート110g、n−ブチルアクリレート13.5g、およびメタクリル酸1.35gからなるプレエマルジョン2を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液12gとともに、70分間以内に82℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合させた。
固形物含有量:19.7%
pH値:4.3
粒径(Autosizer):213nm
分散液C1:
出発物は、水513gと、分散液B1 158.3gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度80℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液14.4gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水158g、アリールスルホネート(15%)6.6g、メタクリル酸11.3g、およびスチレン180gからなるプレエマルジョン1を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液18.3gとともに、80℃から始めて80分間以内で配量した。供給の終わりころ、内部温度は92℃にまで上昇し、ナトリウムペルスルフェートの供給をストップした。このエマルジョン供給の終了後、水16g、アリールスルホネート(15%)0.6g、およびα−メチルスチレン15.8gからなるプレエマルジョン2を添加し、5分間撹拌した。次に、10%アンモニア水30gの添加を行い、反応混合物をさらに15分間、92℃で撹拌した。それに続いて、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液4.0gを、3分間以内で配量した。プレエマルジョン3は、水210g、アリールスルホネート(15%)7.5g、メチルメタクリレート22.5gおよびスチレン221gからなるもので、これを2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液27.4gとともに、100分間以内に92℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合させた。残留モノマーを削減するため、最後にさらに化学的脱臭を行った。そのため10%のtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液13.5gと、10%のアスコルビン酸溶液13.5gを平行して、60分間以内に92℃で、反応混合物に配量した。
固形物含有量:29.9%
pH値:7.6
そのほかの本発明による中空粒子分散液:
分散液C2a:
出発物は、水501gと、分散液B2 152.0gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度80℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液14.4gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水158g、アリールスルホネート(15%)6.6g、メタクリル酸9.7g、およびスチレン155gからなるプレエマルジョン1を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液16.7gとともに、80℃から始めて80分間以内で配量した。供給の終わりころ、内部温度は92℃にまで上昇し、ナトリウムペルスルフェートの供給をストップした。このエマルジョン供給の終了後、水16g、アリールスルホネート(15%)0.6g、およびα−メチルスチレン13.5gからなるプレエマルジョン2を添加し、5分間撹拌した。次に、10%アンモニア水26gの添加を行い、反応混合物をさらに15分間、92℃で撹拌した。それに続いて、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液4.0gを、3分間以内で配量した。プレエマルジョン3は、水229g、アリールスルホネート(15%)7.5g、メチルメタクリレート25.2gおよびスチレン247gからなるもので、これを2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液29.0gとともに、100分間以内に92℃で加えた。最後にさらに30分間、後重合させた。残留モノマーを削減するため、最後にさらに化学的脱臭を行った。そのため、10%のtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液13.5gと、10%のアスコルビン酸溶液13.5gを平行して、60分間以内に92℃で、反応混合物に配量した。
固形物含有量:28.5%
pH値:8.7
粒径(Autosizer):731nm(多分散度0.13)
白色度:74
分散液C2b:
出発物は、水486gと、分散液B2 174.7gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度80℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液14.4gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水179g、アリールスルホネート(15%)7.5g、メタクリル酸11.0g、およびスチレン176gからなるプレエマルジョン1を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液18.9gとともに、80℃から始めて90分間以内で配量した。供給の終わりころ、内部温度は92℃にまで上昇し、ナトリウムペルスルフェートの供給をストップした。このエマルジョン供給の終了後、水16g、アリールスルホネート(15%)0.6g、およびα−メチルスチレン15.3gからなるプレエマルジョン2を添加し、5分間撹拌した。次に、10%アンモニア水29gの添加を行い、反応混合物をさらに15分間、92℃で撹拌した。それに続いて、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液4.0gを、3分間以内で配量した。プレエマルジョン3は、水207g、アリールスルホネート(15%)6.6g、メチルメタクリレート22.7gおよびスチレン225gからなるもので、これを2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液26.7gとともに、90分間以内に92℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合させた。残留モノマーを削減するため、最後にさらに化学的脱臭を行った。そのためには、10%のtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液13.5gと、10%のアスコルビン酸溶液13.5gを平行して、60分間以内に92℃で、反応混合物に配量した。
固形物含有量:29.3%
pH値:8.7
粒径(Autosizer):719nm(多分散度0.18)
白色度:70
分散液C3:
出発物は、水486gと、分散液B3 181.2gとからなるもので、これを重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液14.4gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水179g、アリールスルホネート(15%)7.5g、メタクリル酸11.0g、およびスチレン176gからなるプレエマルジョン1を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液18.9gとともに、90分間以内に82℃で配量した。両者供給の終了後、内部温度は30分以内で92℃にまで上昇し、そこで、水16g、アリールスルホネート(15%)0.6g、およびα−メチルスチレン15.3gからなるプレエマルジョン2を添加し、5分間撹拌した。次に、10%アンモニア水29gの添加を行い、反応混合物をさらに15分間、92℃で撹拌した。それに続いて、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液4.0gを、3分間以内で配量した。プレエマルジョン3は、水177g、アリールスルホネート(15%)6.6g、メチルメタクリレート22.7gおよびスチレン223gからなるもので、これを、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液26.7gとともに、115分間以内に92℃で配量した。供給時間55分後に、7%のイタコン酸32.1gを、プレエマルジョン3に添加した。最後にさらに30分間、後重合させた。残留モノマーを削減するため、最後にさらに化学的脱臭を行った。そのため、10%のtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液13.5gと、10%のアスコルビン酸溶液13.5gを平行して、60分間以内に92℃で、反応混合物に配量した。
固形物含有量:29.1%
pH値:7.0
粒径(Autosizer):519nm(多分散度0.09)
白色度:73
分散液C4:
出発物は、水431gと、分散液B4 155.3gとからなるもので、これを、重合容器中で窒素雰囲気下で温度80℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液12.8gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水159g、アリールスルホネート(15%)6.7g、メタクリル酸9.8g、およびスチレン156gからなるプレエマルジョン1を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液16.8gとともに、80℃から始めて90分間以内で配量した。この供給が終わるころ、内部温度は92℃にまで上昇し、ナトリウムペルスルフェートの供給を停止した。このエマルジョン供給の終了後、水14g、アリールスルホネート(15%)0.5g、およびα−メチルスチレン13.6gからなるプレエマルジョン2を添加し、5分間撹拌した。次に、10%アンモニア水26gの添加を行い、反応混合物をさらに15分間、92℃で撹拌した。それに続いて、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液3.6gを、3分間以内で配量した。プレエマルジョン3は、水158g、アリールスルホネート(15%)5.9g、メチルメタクリレート20.2gおよびスチレン198gからなるもので、これを2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液23.7gとともに、90分間以内に92℃で配量した。供給時間45分後に、7%のイタコン酸28.6gを、プレエマルジョン3に添加した。最後にさらに30分間、後重合を行った。残留モノマーを削減するため、最後にさらに化学的脱臭を行った。そのため、10%のtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液12.0gと、10%のアスコルビン酸溶液12.0gを平行して、60分間以内に92℃で、反応混合物に配量した。
固形物含有量:28.8%
pH値:8.0
粒径(Autosizer):測定不可能
白色度:72
分散液C5:
出発物は、水458gと、分散液B5 154.5gとからなるもので、これを、重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液12.8gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水159g、アリールスルホネート(15%)6.7g、メタクリル酸9.8g、およびスチレン156gからなるプレエマルジョン1を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液16.8gとともに、90分間以内に82℃で配量した。両者の供給の終了後、内部温度は30分間以内で92℃にまで上昇した。次に水14g、アリールスルホネート(15%)0.5g、およびα−メチルスチレン13.6gからなるプレエマルジョン2を添加し、5分間撹拌した。次に10%アンモニア水26gの添加を行い、反応混合物をさらに15分間、92℃で撹拌した。それに続いて、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液3.6gを、3分間以内で配量した。プレエマルジョン3は、水157g、アリールスルホネート(15%)5.9g、メチルメタクリレート20.2gおよびスチレン198gからなるもので、これを2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液23.7gとともに、100分間以内に92℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合を行った。残留モノマーを削減するため、最後にさらに化学的脱臭を行った。そのため、10%のtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液12.0gと、10%のアスコルビン酸溶液12.0gを平行して、60分間以内に92℃で、反応混合物に配量した。
固形物含有量:28.9%
pH値:8.3
粒径(Autosizer):571nm(多分散度0.06)
白色度:78
分散液C6:
出発物は、水458gと、分散液B6 154.5gとからなるもので、これを、重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液12.8gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水159g、アリールスルホネート(15%)6.7g、メタクリル酸9.8g、およびスチレン156gからなるプレエマルジョン1を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液16.8gとともに、90分間以内に82℃で配量した。両者の供給の終了後、内部温度は30分間以内で92℃にまで上昇した。次に水14g、アリールスルホネート(15%)0.5g、およびα−メチルスチレン13.6gからなるプレエマルジョン2を添加し、5分間撹拌した。次に10%アンモニア水26gの添加を行い、反応混合物をさらに15分間、92℃で撹拌した。それに続いて、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液3.6gを、3分間以内で配量した。プレエマルジョン3は、水157g、アリールスルホネート(15%)5.9g、メチルメタクリレート20.2gおよびスチレン198gからなるもので、これを、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液23.7gとともに、100分間以内に92℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合を行った。残留モノマーを削減するため、最後にさらに化学的脱臭を行った。そのため、10%のtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液12.0gと、10%のアスコルビン酸溶液12.0gを平行して、60分間以内に92℃で、反応混合物に配量した。
固形物含有量:29.4%
pH値:8.8
粒径(Autosizer):560nm(多分散度0.11)
白色度:77
分散液C7:
出発物は、水458gと、分散液B7 155.3gとからなるもので、これを、重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液12.8gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水159g、アリールスルホネート(15%)6.7g、メタクリル酸9.8g、およびスチレン156gからなるプレエマルジョン1を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液16.8gとともに、90分間以内に82℃で配量した。両者の供給の終了後、内部温度は30分間以内で92℃にまで上昇した。次に水14g、アリールスルホネート(15%)0.5g、およびα−メチルスチレン13.6gからなるプレエマルジョン2を添加し、5分間撹拌した。次に10%アンモニア水26gの添加を行い、反応混合物をさらに15分間、92℃で撹拌した。それに続いて、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液3.6gを、3分間以内で配量した。プレエマルジョン3は、水157g、アリールスルホネート(15%)5.9g、メチルメタクリレート20.2gおよびスチレン198gからなるもので、これを、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液23.7gとともに、100分間以内に92℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合を行った。残留モノマーを削減するため、最後にさらに化学的脱臭を行った。そのため、10%のtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液12.0gと、10%のアスコルビン酸溶液12.0gを平行して、60分間以内に92℃で、反応混合物に配量した。
固形物含有量:29.4%
pH値:8.8
粒径(Autosizer):578nm(多分散度0.08)
白色度:77
分散液C8:
出発物は、水458gと、分散液B8 154.5gとからなるもので、これを、重合容器中で窒素雰囲気下で温度82℃に加熱し、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液12.8gを添加した後、5分間初期重合させた。この重合容器は、1つのアンカー撹拌機、還流冷却器、2つの供給容器を備えるものであった。次に、水159g、アリールスルホネート(15%)6.7g、メタクリル酸9.8g、およびスチレン156gからなるプレエマルジョン1を、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液16.8gとともに、90分間以内に82℃で配量した。両者の供給の終了後、内部温度は30分間以内で92℃にまで上昇した。次に水14g、アリールスルホネート(15%)0.5g、およびα−メチルスチレン13.6gからなるプレエマルジョン2を添加し、5分間撹拌した。次に10%アンモニア水26gの添加を行い、反応混合物をさらに15分間、92℃で撹拌した。それに続いて、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液3.6gを、3分間以内で配量した。プレエマルジョン3は、水157g、アリールスルホネート(15%)5.9g、メチルメタクリレート20.2gおよびスチレン198gからなるもので、これを、2.5%のナトリウムペルスルフェート溶液23.7gとともに、100分間以内に92℃で配量した。最後にさらに30分間、後重合を行った。残留モノマーを削減するため、最後にさらに化学的脱臭を行った。そのため、10%のtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液12.0gと、10%のアスコルビン酸溶液12.0gを平行して、60分間以内に92℃で、反応混合物に配量した。
固形物含有量:29.3%
pH値:8.6
粒径(Autosizer):544nm(多分散度0.13)
白色度:76
被膜形成性ポリマーの水性分散液(PD)の製造
供給1Aおよび2を1つの管路部分で合流させた。供給1Aおよび2から得たこの混合物に、ここで供給1Bを加えた。供給1A、1B、2から得た混合物は、ここで、供給管において撹拌槽の直前に取り付けられたインライン混合エレメント(下記のaまたはb)によって乳化され、つづいて撹拌槽に到達した。
インライン混合エレメントとして用いられたのは、
a)Sulzer Chemtech社のスタティックミキサー、タイプSMX−S,DN 3.2。10個の混合エレメントからなる。
b)Kinematica社の歯車型分散機、Megatron MT5000。
分散液1:
撹拌槽に水13kgを入れ、90℃まで加熱した。つづいて供給1の5%と供給2の9%を添加し、5分間初期重合させた。その後、供給1AおよびBの残量、ならびに供給2の残量を、重合温度を維持しながら、3時間以内に、それぞれ前記の配量法の1つに従って加えた。それにつづいて、反応を完全なものとするために、1時間、後重合させた。
Figure 2012533667
分散液2:
撹拌槽に水15kgを入れ、85℃まで加熱した。つづいて供給1の6%と供給2の10%を添加し、10分間初期重合させた。その後、供給1AおよびBの残量、ならびに供給2の残量を、重合温度を維持しながら、3.5時間以内に、それぞれ前記の配量法の1つに従って加えた。それにつづいて、反応を完全なものとするために、1時間、後重合させた。
Figure 2012533667
分散液3:
撹拌槽に水4.33kgを入れ、85℃まで加熱した。つづいて供給1の5%と供給2の8%を添加し、5分間初期重合させた。その後、供給1AおよびBの残量、ならびに供給2の残量を、重合温度を維持しながら、3.5時間以内に、それぞれ前記の配量法の1つに従って加えた。それにつづいて、反応を完全なものとするために、1時間、後重合させた。
Figure 2012533667
分散液4:
耐圧性撹拌槽に水16.7kgとイタコン酸0.3kgの混合物を入れ、85℃まで加熱した。つづいて供給1の4.8%と供給2の9%を添加し、10分間初期重合させた。その後、供給1AおよびBの残量、ならびに供給2の残量を、重合温度を維持しながら、4.5時間以内に、それぞれ前記の配量法の1つに従って加えた。それにつづいて、反応を完全なものとするために、1.5時間、後重合させた。
Figure 2012533667
乳化剤として、この場合下記を使用した:
乳化剤I:エトキシル化イソノニルフェノールの硫酸ハーフエステルの30質量%水溶液、エトキシル化度:25
乳化剤II:ナトリウムラウリルスルフェートの15質量%水溶液
乳化剤III:エトキシル化イソオクチルフェノールの20質量%水溶液、エトキシル化度:25
実施例の配合物と試験
下記のものからなる屋内用ペイント用のペイント配合物を製造した。
Figure 2012533667
Figure 2012533667
水性の重合物分散液として、分散液3を選択した。実施例2では、分散液3の9質量部が、分散液C7の9質量部に代わられている。固形物体積は統一されていない。実施例3では、分散液3の9質量部が、分散液C7の9質量部に代わられている。Tronox CR−828は、6質量部減らされた。Omyacarb 2 GUは、5質量部増やされた。実施例3は、実施例1と同じ含有固形物体積を持つ。実施例4では、分散液3の9質量部が、分散液C7の9質量部に代わられている。Tronox CR−828は、11質量部減らされた。Omyacarb 2 GUは、10質量部増やされた。実施例4の含有固形物体積は、実施例1と同じである。実施例3では、実施例1と比較して、コントラスト比98%時の隠蔽力を0.1相当、そして湿潤時摩耗耐性を3μm相当増加させることができた。実施例4では、実施例1と比較して、コントラスト比98%時の隠蔽力を0.9相当、湿潤時摩耗耐性を6μm相当増加させることができた。

Claims (17)

  1. 有機中空粒子の水性分散液と、被膜形成性ポリマーの少なくとも1つの水性分散液(PD)との混合物をコーティング剤として用いる使用であって、
    前記有機中空粒子は、以下の逐次重合による多段階エマルジョンポリマーを製造することによるエマルジョンポリマー粒子の製造方法によって得られ、前記の逐次重合とは、
    i)シードを重合させ、続いて
    ii)膨潤シードとを反応させ、前記膨潤シードは、シードのみならず膨潤シードをも含むコア段階ポリマーの全質量に対してそれぞれ、0〜100質量%の少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーと、0〜40質量%の少なくとも1つのモノエチレン性不飽和の親水性のモノマーとを含有し、続いて
    iii)第1のシェルと重合させ、前記第1のシェルは、85〜99.9質量%の少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーと、0.1〜15質量%の少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーとを含有し、続いて
    iv)第2のシェルを重合させ、前記第2のシェルは、85〜99.9質量%の少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーと、0.1〜15質量%の少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーとを含有し、続いて
    v)天井温度が181℃未満、好ましくは95℃未満を有する少なくとも1つの可塑剤モノマーを添加し、
    vi)こうして形成された粒子を塩基で、pH値が少なくとも7.5以上となるまで、好ましくは8超となるまで中和し、続いて
    vii)第3のシェルを重合させ、前記第3のシェルは、90〜99.9質量%の少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーと、0.1〜10質量%の少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーとを含有し、
    viii)ならびに場合により、さらなるシェルを重合させ、前記さらなるシェルは、少なくとも1つの非イオン性エチレン性不飽和のモノマーと、少なくとも1つの親水性のモノエチレン性不飽和のモノマーとを含有する、
    という逐次重合であることを特徴とする前記の使用。
  2. 膨潤シード(ii)とシードポリマー(i)との質量比が2:1〜50:1であることを特徴とする、請求項1に記載の使用。
  3. シード(i)および膨潤シード(ii)からなる前記コア段階ポリマーの非膨潤状態における平均粒径が100〜400nmであることを特徴とする、請求項1または2に記載の使用。
  4. コア段階ポリマーと第1のシェル(iii)との質量比が20:1〜1:1であることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか一項に記載の使用。
  5. 第1のシェル(iii)と第2のシェル(iv)との質量比が1:30〜1:1であることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか一項に記載の使用。
  6. 前記(v)に挙げた可塑剤モノマーが、α−メチルスチレン、2−フェニルアクリル酸/アトロパ酸のエステル(たとえばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル)、2−メチル−2−ブテン、2,3−ジメチル−2−ブテン、1,1−ジフェニルエテン、またはメチル−2−tert−ブチルアクリレートの群から選択されたものであることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか一項に記載の使用。
  7. 前記隠蔽力および/または湿潤時耐摩耗性を向上させるための、水性コーティング剤への添加剤としての、請求項1から6までのいずれか一項に記載の使用。
  8. 前記コーティング剤が塗料であることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか一項に記載の使用。
  9. 前記塗料が屋内用または屋外用ペイントであることを特徴とする、請求項8に記載の使用。
  10. 前記被膜形成性ポリマーの水性分散液(PD)のためのモノマーが、n−ブチルアクリレートと一緒のビニルアセテート、n−ブチルアクリレートと一緒のスチレン、n-ブチルアクリレートと一緒のエチルヘキシルアクリレート、ブタジエンと一緒のスチレン、ブタジエンと一緒のアクリロニトリルおよび/またはメタクリロニトリル、ブタジエンとイソプレンと一緒のアクリロニトリルおよび/またはメタクリロニトリル、ブタジエンと一緒のアクリル酸エステル、ブタジエンと一緒のメタクリル酸エステルの群から選択されたものであることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか一項に記載の使用。
  11. 被膜形成性ポリマーの水性分散液(PD)のためのモノマーが、少量のさらなるモノマー、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、および/またはメタクリルアミドを含有することを特徴とする、請求項1から10までのいずれか一項に記載の使用。
  12. 被膜形成性ポリマーを含有する水性分散液と有機中空粒子を含有する水性分散液との混合比が30:70であることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一項に記載の使用。
  13. 被膜形成性ポリマーを含有する水性分散液と有機中空粒子を含有する水性分散液との混合比が20:80であることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一項に記載の使用。
  14. 被膜形成性ポリマーを含有する水性分散液と有機中空粒子を含有する水性分散液との混合比が5:95であることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一項に記載の使用。
  15. 被膜形成性ポリマーを含有する水性分散液と有機中空粒子を含有する水性分散液との混合比が10:90であることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一項に記載の使用。
  16. − 請求項1から15までのいずれか一項に記載の有機中空粒子の少なくとも1つの水性分散液と、請求項1から15までのいずれか一項に記載の被膜形成性ポリマーの少なくとも1つの水性分散液(PD)との混合物と、
    − 場合により、少なくとも1つの無機充てん剤および/または無機顔料と、
    − 一般に用いられる助剤と、
    − 水(100質量%となるまで)と、
    を含有する、水性組成物の形態のコーティング剤。
  17. − 請求項1から15までのいずれか一項に定義される本発明による有機中空粒子の少なくとも1つの水性分散液と、本発明による被膜形成性ポリマーの少なくとも1つの水性分散液(PD)との混合物を、固形物含有量に対して3〜60質量%と、
    − 無機充てん剤および/または無機顔料を、10〜70質量%と、
    − 一般に用いられる助剤を、0.1〜20質量%と、
    − 水(100質量%となるまで)と、
    を含有する、コーティング剤。
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