JP2014083466A - 消泡剤 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、ハジキの発生抑制及び消泡性に優れ、かつ塗膜のグロス値低下の抑制に優れる消泡剤を提供することである。
【解決手段】
炭化水素油(A)、水(B)、疎水シリカ粒子(C)、ポリオキシアルキレン化合物(D)及び(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(E)を含有してなる消泡剤を用いる。(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)の重量に基づいて、(A)の含有量は5〜50重量%、(B)の含有量は40〜90重量%、(C)の含有量は0.1〜10重量%、(D)の含有量は0.5〜10重量%、(E)の含有量は0.05〜3重量%が好ましい。(C)のM値は30〜80が好ましい。
【選択図】なし
Description
動植物油としては、魚油、菜種油、大豆油、ヒマワリ種子油、綿実油、落花生油、米糠油、トウモロコシ油、サフラワー油、オリーブ油、ゴマ油、月見草油、パーム油、シア脂、サル脂、カカオ脂、ヤシ油及びパーム核油等が挙げられる。
合成潤滑油としては、ポリオレフィン油(α―オレフィン油)、ポリグリコール油、ポリブテン油、アルキルベンゼン油(アルキレート油)及びイソパラフィン油等が挙げられる。
この炭化水素油(A1)の動粘度(mm2/s;40℃)は、0.5〜30が好ましく、さらに好ましくは0.8〜27、特に好ましくは1〜25、最も好ましくは2〜20である。この範囲であると、消泡性及びグロス値低下の抑制がさらに良好となる。
この炭化水素油のアニリン点(℃)は、50〜100が好ましく、さらに好ましくは52〜95、特に好ましくは55〜90、最も好ましくは60〜85である。この範囲であると、消泡性及びグロス値低下の抑制がさらに良好となる。
(2)沈降法シリカ:アルカリ性環境下にて珪酸ソーダを酸で中和し、生じた析出物をろ過、乾燥することによって得られ、細孔容積が大きく、比表面積が大きい。
(3)熱分解法シリカ:四塩化珪素等の珪素化合物を酸水素炎中で燃焼させて得られ、一次粒子として存在し易い。
(4)溶融法シリカ:天然のシリカ粉末等を火炎中で溶融して得られ、一次粒子として存在し易い。
<熱分解法シリカ>
Aerosilシリーズ{日本アエロジル株式会社及びエボニック デグサ社、「Aerosil」はエボニック デグサ ゲーエムベーハーの登録商標である。}、Reolosilシリーズ{株式会社トクヤマ、「Reorosil」は株式会社トクヤマの登録商標である。}、Cab−O−Silシリーズ{キャボット社、「Cab−O−Sil」はキャボットコーポレーションの登録商標である。}等。
Admafineシリーズ{株式会社アドマテックス社、「Admafine」は株式会社アドマテックスの登録商標である。}、Fuselexシリーズ{株式会社龍森}、デンカ溶融シリカシリーズ{電気化学工業株式会社}等。
Nipsilシリーズ{東ソー・シリカ株式会社、「Nipsil」は東ソー・シリカ株式会社の登録商標である。}、Sipernatシリーズ{エボニック デグサ ジャパン株式会社、「Sipernat」はエボニック デグサ ゲーエムベーハーの登録商標である。}、Carplexシリーズ{DSL.ジャパン株式会社、「Carplex」はDSL.ジャパン株式会社の登録商標である。}、FINESILシリーズ{株式会社トクヤマ、「FINESIL」は株式会社トクヤマの登録商標である。}、TOKUSIL{株式会社トクヤマ、「TOKUSIL」は株式会社トクヤマの登録商標である。}、Zeosil{ローディア社、「Zeosil」はロディア シミ の登録商標である。}、MIZUKASILシリーズ{水澤化学工業株式会社、「MIZUKASIL」は水沢化学工業株式会社の登録商標である。}等。
Carplexシリーズ、SYLYSIAシリーズ{富士シリシア株式会社、「SYLYSIA」は有限会社ワイ・ケイ・エフ の登録商標である。}、Nipgelシリーズ{東ソー・シリカ株式会社、「Nipgel」は東ソー・シリカ株式会社の登録商標である。}、MIZUKASILシリーズ{水澤化学工業株式会社、「MIZUKASIL」は水沢化学工業株式会社の登録商標である。}等。
ハロシランとしては、炭素数1〜12のアルキル基及び/又はアリール基を有するアルキルハロシラン及びアリールハロシランが含まれ、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルブロモシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、メチルフェニルジクロロシラン及びt−ブチルジメチルクロロシラン等が挙げられる。
なお、M値は、疎水性の程度を表す概念であり、M値が高いほど親水性が低いことを示し、水・メタノール混合溶液に疎水性微粒子を均一分散させる際、必要最低量のメタノールの容量割合で表され、次の方法で求めることができる。
測定試料(シリカ粒子)0.2gを容量250mLのビーカー中の50mLの水に添加し、続いてメタノールをビュレットからシリカ粒子の全量が懸濁するまで滴下する。この際ビーカー内の溶液をマグネティックスターラーで常時攪拌し、測定試料(シリカ粒子)の全量が溶液中に均一懸濁された時点を終点とし、終点におけるビーカーの液体混合物のメタノールの容量百分率がM値となる。すなわち、(滴下したメタノールの容量)×100÷{(滴下したメタノールの容量)+50}がM値として算出される。
Nipsil SSシリーズ(SS−10、SS−40、SS−50及びSS−115等){東ソー・シリカ株式会社、「Nipsil」は東ソー・シリカ株式会社 の登録商標である。)}、Sipernat D及びCシリーズ(D10、D17、C600及びC630等){デグサジャパン株式会社}、並びにSYLOPHOBICシリーズ(100、702、505及び603等){富士シリシア化学株式会社、「SYLOPHOBIC」は富士シリシア化学株式会社の登録商標である。}等。
Aerosil シリーズ(R972、RX200、RY200、R202、R805及びR812等){日本アエロジル株式会社及びエボニック デグサ社}、Reolosil MT及びDMシリーズ(MT−10、DM−10及びDM−20等){株式会社トクヤマ}、(TS−530TS−610TS−720等){キャボットカーボン社}等。
塩基性物質としては、アルカノールアミン(トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン及び2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール等)、塩基性アミノ酸(アルギニン、リシン及びヒスチジン等)、アルカリ金属水酸化物(水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等)及びアンモニア等が挙げられる。
使 用 装 置;東ソー(株)製形式HLC−8120GPC
カ ラ ム;東ソー(株)製形式Tskgelα6000と
東ソー(株)製形式Tskgelα3000とを
直列につないだカラム
検 出 器;RI検出器
データ処理機 ;東ソー(株)製形式SC−8020
カ ラ ム 温 度;40℃
溶 離 液;60mM酢酸ナトリウム溶液
{溶媒:蒸留水/メタノール=70/30(体積比)}
溶 離 液 流 速;1.0ml/分
試 料 濃 度;0.25%溶離液溶液
試料溶液注入量;200μl
(1)(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)(E)及び水(B)、並びに必要により塩基性物質(アンモニア等)を均一攪拌混合して、水乳化分散液を得る。
(2)炭化水素油(A)、疎水シリカ粒(C)及びポリオキシアルキレン化合物(D)を均一に攪拌混合して、炭化水素油分散液を調製する。
(3)次いで、(2)で得た炭化水素分散液を攪拌しながら、これに(1)で得た水乳化分散液を10回程度に分けて添加して均一攪拌混合し消泡剤を得る。
これらのうち、塗料用消泡剤として適しており、さらに水性塗料用消泡剤として好適であり、水性塗料(水性建築外装用塗料、建築内装用塗料、水性インキ及び紙塗工用塗料等)のうち、エマルション塗料用消泡剤として最適である。 なお、エマルション塗料に含まれるバインダーとしては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂又はフッ素原子含有シリコーン樹脂等が挙げられ、いずれに対しても効果的である。
アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e1){カーボポール1342、BF Goodrich社製}0.05部、水(b1){水道水}89.83部及び28%アンモニア水溶液0.02部をステンレス製容器に投入した後、ホモジナイザー(ハイフレックスディスパーサーHG−92G、タイテック株式会社製、以下同じ。)にて2000rpmで攪拌しつつ、40℃まで昇温し、この温度にてさらに1時間攪拌をし、(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)乳化分散液(be1)を得た。
「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e1)0.05部」、「水(b1)89.83部」及び「28%アンモニア水溶液0.02部」を、「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e2){PEMULEN TR−1、BF Goodrich社製、}2.8部」、「水(b1)40部」及び「20%水酸化ナトリウム水溶液1部」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)乳化分散液(be2)を得た。
「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e1)0.05部」、「水(b1)89.83部」及び「28%アンモニア水溶液0.02部」を、「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e2)0.2部」、「水(b1)81.7部」及び「20%水酸化ナトリウム水溶液0.1部」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)乳化分散液(be3)を得た。
「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e1)0.05部」、「水(b1)89.83部」及び「28%アンモニア水溶液0.02部」を、「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e1)0.1」、「水(b1)64.85部」及び「20%水酸化ナトリウム水溶液0.05部」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)乳化分散液(be4)を得た。
「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e1)0.05部」、「水(b1)89.83部」及び「28%アンモニア水溶液0.02部」を、「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e2)0.2部」、「水(b1)40部」及び「20%水酸化ナトリウム水溶液0.1部」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)乳化分散液(be5)を得た。
「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e1)0.05部」、「水(b1)89.83部」及び「28%アンモニア水溶液0.02部」を、「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e2)0.2部」、「水(b1)57.3部」及び「20%水酸化ナトリウム水溶液0.1部」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)乳化分散液(be6)を得た。
アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e1)0.05部、水(b1)94.85部及び28%アンモニア水溶液0.02部をステンレス製容器に投入した後、ホモジナイザーにて2000rpmで攪拌しつつ、40℃まで昇温し、この温度にてさらに1時間攪拌をし、(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)乳化分散液(hbe1)を得た。
「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e1)0.05部」、「水(b1)94.85部」及び「28%アンモニア水溶液0.02部」を、「アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e2)3部」、「水(b1)40部」及び「20%水酸化ナトリウム水溶液1部」に変更したこと以外、比較例1と同様にして、(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)乳化分散液(hbe2)を得た。
アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体(e2)0.2部、水(b1)34.7部及び28%アンモニア水溶液0.1部をステンレス製容器に投入した後、ホモジナイザーにて2000rpmで攪拌しつつ、40℃まで昇温し、この温度にてさらに1時間攪拌をし、(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)乳化分散液(hbe3)を得た。
ステンレス製容器内に、炭化水素油(a1)90部、疎水シリカ粒子(c1)5部を投入した後、ホモジナイザーにて2000rpmで攪拌しつつ180℃まで昇温し、この温度にてさらに3時間攪拌した。その後、得られた混合物を攪拌しながら、30℃まで冷却した後、ポリオキシアルキレン化合物(d1)5部を投入し、1時間撹拌して、比較用の消泡剤(H4)を得た。
市販品シリコーンエマルション型消泡剤(SNデフォーマー385、サンノプコ株式会社製)を比較用の消泡剤(H5)とした。
以下の原料組成にて、インペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザー(日本精器株式会社製、モデルED)を用いて、グラインディング及びレットダウンして塗料を得た。この塗料を、ストマー粘度計(JIS K5600−2−2:1999「5.ストーマー粘度計法」)で80KU(25℃)になるように水で希釈して、つや有りベース塗料を得た。
*2:サンノプコ株式会社製増粘剤
*3:石原産業株式会社製二酸化チタン(「タイペーク」は同社の登録商標である。)
*4:ダウケミカルカンパニー製バインダー樹脂(「プライマル」はロ−ム エンド ハ−スコムパニ−の登録商標である。)
*5:イーストマンケミカル社製造膜調整剤、「テキサノール」は吉村化学株式会社の登録商標である。
つや有りベース塗料に、評価試料(消泡剤)を0.3重量%(対つや有りベース塗料)となるように加えて、コーレス型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザーにて25℃、3000rpm、3分間攪拌混合してつや有り塗料(1)〜(11)を得た。また、ブランク用として評価試料(消泡剤)を加えないこと以外、上記と同様にして、つや有り塗料(12)を得た。
つや有り塗料(1)〜(12)を攪拌混合して作成した直後から15秒後に(15秒間は静置した。)、つや有り塗料(1)〜(12)の比重を50mlの比重カップにて測定した。比重が大きいほど(数字が大きいほど)巻き込んだ泡が破壊されており破泡・抑泡効果が優れているといえる。
破泡・抑泡効果の評価を終えたつや有り塗料(1)〜(12)をそれぞれ密閉サンプル容器に入れて、50℃の雰囲気下に2週間静置保管した後、改めてコーレス型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザーにて、25℃、4000rpm、3分間攪拌混合して、エイジング評価用のエマルション塗料を得た。そして、作成直後から15秒後(15秒間は静置した。)、破泡・抑泡効果の評価と同様にして比重を測定した。比重が大きいほど(数字が大きいほど)巻き込んだ泡が破壊されており、長期間に渡って破泡・抑泡効果が持続しており、消泡持続性が優れているといえる。
エイジング後(消泡持続性)の評価を終えたつや有り塗料を、アセトンにて脱脂したポリエステルフィルム(縦:150mm、横:150mm、厚み:0.10mm、東レルミラーL−100T60、東レ株式会社製、「ルミラー」は同社の登録商標である。)上にアプリケーターを用いてウェット膜厚0.3mmにて塗布し、温度:25℃、湿度:40%RHにて1日間乾燥して、評価用塗膜を得た。
評価用塗膜を、光沢計(日本電色工業株式会社製、VGS−300A)にて入射角60゜でのグロスをそれぞれ6個所測定し、平均値を算出し、これをグロス値とした。
ガラス板{厚さ5mm、20×30cmにカット}をアセトン/布にて脱脂した後、ウェット膜厚100μmとなるように、破泡・抑泡効果の評価を終えたつや有り塗料(1)〜(12)をアプリケーターにて塗装した後、塗膜表面を観察し、目視にて、ハジキ痕の個数を数えた。なお、数値の小さい方がハジキが少ないことを意味し好ましい。
Claims (7)
- 炭化水素油(A)、水(B)、疎水シリカ粒子(C)、ポリオキシアルキレン化合物(D)及び(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)(E)を含有してなることを特徴とする消泡剤。
- 炭化水素油(A)、水(B)、疎水シリカ粒子(C)、ポリオキシアルキレン化合物(D)及び(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)(E)の重量に基づいて、炭化水素油(A)の含有量が5〜50重量%、水(B)の含有量が40〜90重量%、疎水シリカ粒子(C)の含有量が0.1〜10重量%、ポリオキシアルキレン化合物(D)の含有量が0.5〜10重量%、(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸アルキル共重合体(塩)(E)の含有量が0.05〜3重量%である請求項1に記載の消泡剤。
- 疎水シリカ粒子(C)のM値が30〜80である請求項1又は2に記載の消泡剤。
- ポリオキシアルキレン化合物(D)のHLB値が1〜8である請求項1〜3のいずれかに記載の消泡剤。
- 疎水シリカ粒子(C)が気相法により製造されたシリカである請求項1〜4のいずれかに記載の消泡剤。
- 炭化水素油(A)が、動粘度(mm2/s;40℃)が0.5〜30で、アニリン点が50〜100℃である炭化水素油(A1)を必須構成成分として含み、
炭化水素油(A1)の含有量が、炭化水素油(A)の重量に基づいて、15〜100重量%である請求項1〜5のいずれかに記載の消泡剤。 - さらにポリオキシアルキレン化合物(D)以外の乳化剤(F)を含有する請求項1〜6に記載の消泡剤。
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