JP2020514517A - ポリマーを含む水性効果顔料ペースト、およびそれから製造されるベースコート - Google Patents
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Abstract
Description
(a)少なくとも1種の効果顔料と、
(b)平均粒径が100〜500nmの範囲であり、水中のオレフィン性不飽和モノマーの3種のモノマー混合物(A)、(B)および(C)の逐次ラジカル乳化重合によって製造可能な、逐次少なくとも1種のポリマーであり、
混合物(A)が、25℃での水中の溶解度が0.5g/l未満の少なくとも50質量%のモノマーを含み、混合物(A)から製造されたポリマーのガラス転移温度が10〜65℃であり、
混合物(B)が、少なくとも1種のポリ不飽和モノマーを含み、混合物(B)から製造されたポリマーのガラス転移温度が−35〜15℃であり、
混合物(C)から製造されたポリマーのガラス転移温度が−50〜15であり、
i. まず、混合物(A)が重合され、
ii. 次いで、i.で製造されたポリマーの存在下で混合物(B)が重合され、
iii. その後、ii.で製造されたポリマーの存在下で混合物(C)が重合される
少なくとも1種のポリマーと
を含む、水性効果顔料ペーストである。
(1a)水性ベースコート材料を基材に施与し、
(2a)段階(1a)で施与した塗料からポリマー膜を形成し、
(1b)任意に、さらなる水性ベースコート材料を、こうして形成されたポリマー膜に施与し、
(2b)任意に、段階(1b)で施与した塗料からポリマー膜を形成し、
(3)上記により得られた1以上のベースコート膜に、クリアコート材料を施与し、続いて、
(4)(各)ベースコート膜を、クリアコート膜とともに一緒に硬化させることによって、
マルチコート塗装系を製造する方法であって、
本発明のベースコート材料が、段階(1a)で使用されるか、または、この方法が、段階(1b)および(2b)をさらに含む場合、段階(1a)および/もしくは(1b)で使用される、方法である。段階(1a)で使用される基材は、好ましくは電着膜(EC)、より好ましくは電着材料の陰極析出によって適用される電着膜を有し、段階(1a)で使用されるベースコート材料は、EC塗装基材に直接適用され、基材に適用された電着膜(EC)は、好ましくは、段階(1a)の実行中に硬化される。
混合物(A)が、25℃での水中の溶解度が0.5g/l未満の少なくとも50質量%のモノマーを含み、混合物(A)から製造されたポリマーのガラス転移温度が10〜65℃であり、
混合物(B)が、少なくとも1種のポリ不飽和モノマーを含み、混合物(B)から製造されたポリマーのガラス転移温度が−35〜15℃であり、
混合物(C)から製造されたポリマーのガラス転移温度が−50〜15であり、
i. まず、混合物(A)が重合され、
ii. 次いで、i.で製造されたポリマーの存在下で混合物(B)が重合され、
iii. その後、ii.で製造されたポリマーの存在下で混合物(C)が重合される、
水性効果顔料ペースト中に効果顔料を分散させるための、使用である。この分散は、水中でポリマー(b)を使用して効果顔料を予混合することを表す。
本発明の顔料ペーストは、効果顔料ペーストである。顔料ペーストの概念は、当業者に知られており、例えば、Roempp Lexikon、Lacke und Druckfarben、Georg Thieme Verlag、1998、第10編、452頁に定義されている。顔料ペーストは、ポリマーなどのキャリア材料中の顔料混合物の調合物であり、後続の用途より高い濃度で顔料が含まれる。これに応じて、効果顔料ペーストは、顔料として少なくとも1種の効果顔料、すなわち少なくとも1種の効果顔料(a)を含む顔料ペーストである。顔料ペーストの後続の用途は、一般に、ベースコート材料などの塗料組成物の製造において存在する。したがって顔料ペーストは、このような塗料組成物の製造のための前駆体のみを表すという点でベースコート材料などの塗料組成物とは区別される。したがって顔料ペーストそれ自体は、ベースコート材料として使用することができない。顔料ペースト中、通常、顔料とポリマーとの相対的質量比は、製造するために最終的にペーストが使用される塗料組成物においてより大きい。ポリマー(ペースト結合剤とも呼ばれる)および顔料などのキャリア材料以外の顔料ペーストは、通常、水および/または有機溶媒も含む。湿潤剤および/または増粘剤などの様々な添加剤も、顔料ペースト中に使用してよい。本発明の効果顔料ペースト中に存在するポリマー(b)は、顔料ペースト結合剤(ペースト結合剤)として使用される。本発明の効果顔料ペーストは、成分(a)および(b)を含む水性組成物を表す。
本発明の効果顔料ペーストは、成分(a)として少なくとも1種の効果顔料を、好ましくは、効果顔料ペーストの総質量に対して、少なくとも10質量%の量で含む。
本発明の効果顔料ペーストは、平均粒径が100〜500nmであり、水中のオレフィン性不飽和モノマーの3種のモノマー混合物(A)、(B)および(C)の逐次ラジカル乳化重合によって製造可能な、少なくとも1種のポリマー(b)であって、
混合物(A)が、25℃での水中の溶解度が0.5g/l未満の少なくとも50質量%のモノマーを含み、混合物(A)から製造されたポリマーのガラス転移温度が10〜65℃であり、
混合物(B)が、少なくとも1種のポリ不飽和モノマーを含み、混合物(B)から製造されたポリマーのガラス転移温度が−35〜15℃であり、
混合物(C)から製造されたポリマーのガラス転移温度が−50〜15であり、
i. まず、混合物(A)が重合され、
ii. 次いで、i.で製造されたポリマーの存在下で混合物(B)が重合され、
iii. その後、ii.で製造されたポリマーの存在下で混合物(C)が重合される、
少なくとも1種のポリマー(b)を含む。
混合物(A)は、25℃での水溶性が0.5g/l未満である、少なくとも50質量%、好ましくは少なくとも55質量%のオレフィン性不飽和モノマーを含む。このような好ましいモノマーはスチレンである。水中のモノマーの溶解度は、以下に記載の方法によって決定される。
混合物(B)は、少なくとも1種のポリオレフィン性不飽和モノマー、より好ましくは少なくとも1種のジオレフィン性不飽和モノマーを含む。このような好ましい一モノマーは、ヘキサンジオールジアクリレートである。モノマー混合物(B)は、好ましくは、ヒドロキシ官能性モノマーを含有しない。同様に好ましくは、モノマー混合物(B)は、酸官能性モノマーを含有しない。非常に好ましくは、モノマー混合物(B)は、ヘテロ原子を含む官能基を有するモノマーを一切含有しない。これは、ヘテロ原子が、存在する場合、架橋基の形態でのみ存在することを意味する。これは、例えば、(メタ)アクリレートベースであり、基Rとしてアルキル基を持つ上記のモノオレフィン性不飽和モノマーにおける場合である。
混合物(C)中に存在するモノマーは、それらから製造されるポリマーが、−50から15℃、好ましくは−20から+12℃のガラス転移温度を持つように選択される。ここでのガラス転移温度は、以下に記載の方法によって決定することができる。
本発明の効果顔料ペーストは、さらに、任意の構成要素および任意の成分を含んでもよい。
本発明の効果顔料ペーストは、水性ベースコート材料の製造に適している。したがって本発明のさらなる主題は、水性ベースコート材料であり、このベースコート材料は、成分(1)として本発明の少なくとも1種の効果顔料ペーストを、ベースコート材料の製造に適した、結合剤として使用できる少なくとも1種のポリマーを含む少なくとも1種の水性成分(2)と混合させることによって製造可能であり、該ポリマーは、同様に効果顔料ペースト中に存在するポリマー(b)を含む、かつ/またはそれとは異なる少なくとも1種のポリマーを含む結合剤として使用できる。
本発明のベースコート材料は、さらなる任意の構成要素または任意の成分を含んでもよい。これらは、着色顔料、充填剤、増粘剤、有機溶媒、および上記のさらなる添加剤などの、本発明の効果顔料ペーストに関連する、上で確認されたものと同じさらなる構成要素である。
ポリマー(b)は、水性効果顔料ペースト中に効果顔料を分散させるのに適している。本発明のさらなる主題は、水性効果顔料ペースト中、好ましくは効果顔料を、効果顔料ペーストの総質量に対して少なくとも10質量%の量で含むペースト中に前記顔料を分散させるための、本発明の第1の主題と関連して識別されるポリマー(b)の使用である。
本発明のさらなる主題は、
(1a)水性ベースコート材料を基材に施与し、
(2a)段階(1a)で施与した塗料からポリマー膜を形成し、
(1b)任意に、さらなる水性ベースコート材料を、こうして形成されたポリマー膜に施与し、
(2b)任意に、段階(1b)で施与した塗料からポリマー膜を形成し、
(3)上記により得られた1以上のベースコート膜に、クリアコート材料を施与し、、続いて、
(4)(各)ベースコート膜を、クリアコート膜とともに一緒に硬化させることによって、
マルチコート塗装系を製造する方法であって、
本発明のベースコート材料が、段階(1a)で使用されるか、または、本方法が、段階(1b)および(2b)をさらに含む場合、段階(1a)および/もしくは(1b)で、好ましくは段階(1b)で使用される、方法である。本発明の効果顔料ペーストおよび本発明の水性ベースコート材料の上記全ての(好ましい)型も、本発明の方法に適用可能である。この方法は、効果付与ならびに色および効果付与のマルチコート塗装系の製造に用いられる。
1.不揮発性物質の分率の決定
不揮発性物質の分率(固形分)は、DIN EN ISO 3251(日付:2008年6月)に従って決定される。1gの試料を量り分け、あらかじめ乾燥しておいたアルミニウム皿に移し、試料を乗せた皿を125℃の乾燥キャビネット中で60分間乾燥させ、デシケーター中で冷却し、次いで重さを再び量る。使用した試料の総量に対する残留分は、不揮発性物質の分率に対応する。
水中のモノマーの溶解度は、水性相の上のガス空間との平衡を確立することによって決定される(参考文献X.−S.Chai、Q.X.Hou、F.J.Schork、Journal of Applied Polymer Science 99巻、1296〜1301頁(2006年)と同様)。この目的のために、20mlのガス空間を有する試料管中、2mlなどの所定の容量の水を、溶解できないほど多めの質量の各モノマーと混合する、またはいずれにしても選択した水量の中で完全に溶解させる。さらに乳化剤(試料混合物の総質量に対して10ppm)を添加する。平衡濃度を得るために、混合物を連続的に振る。上澄み気相を不活性ガスで置き換えて、平衡を再確立させる。除去した気相中、検出される物質の分率をそれぞれ(例えば、ガスクロマトグラフィーによって)測定する。水中の平衡濃度は、気相中のモノマーの分率をグラフとしてプロットすることによって決定することができる。曲線の傾きは、過度のモノマー分率が混合物から除去されるとすぐに、実質的に一定の値(S1)から大きな負の傾き(S2)に変化する。ここでの平衡濃度は、傾きS1の直線と傾きS2の直線の交点で達成する。記載される判定は、25℃で行われる。
ガラス転移温度Tgは、DIN 51005(日付:2005年8月)「Thermal Analysis(TA)−terms」およびDIN 53765「Thermal Analysis−Dynamic Scanning Calorimetry(DSC)」(日付:1994年3月)に基づく方法で実験により決定される。これは、15mgの試料を試料ボートに量り分け、ボートをDSC機器に導入することを要する。開始温度まで冷却した後、50ml/minの不活性ガス(N2)のパージング下、10K/minの加熱速度で1回目と2回目の測定を行い、各測定の間で冷却して開始温度に戻す。測定は、推定されるガラス転移温度より約50℃低い温度から推定されるガラス転移温度より約50℃高い温度までの温度範囲で行われる。DIN53765のセクション8.1に従って記録されたガラス転移温度は、比熱容量における変化の半分(0.5デルタcp)に到達する第2の測定の温度である。これは、DSC線図(温度に対する熱流のプロット)から決定される。これは、ガラス転移の前後の外挿基線間の中心線と、測定プロットとの交点に対応する温度である。測定において推定されるガラス転移温度の有用な判定のために、公知のFox式を用いてもよい。Fox式は、分子量を含まずに、ホモポリマーのガラス転移温度およびその質量分率に基づき、優れた近似を示すため、合成段階において当業者にとって有用なツールとして使用することができ、目標に向かう試験を介して所望のガラス転移温度を設計することを可能にする。
平均粒径は、DIN ISO13321(日付:2004年10月)に基づく方法における動的光散乱(光子相関分光法:PCS)によって決定される。測定は、25±1℃でMalvern Nano S90(Malvern Instruments製)を使用して行われる。この機器は、3〜3000nmのサイズ範囲に対応し、633nmで4mWのHe−Neレーザーを備えている。各試料を、分散媒体とした粒子を含まない脱イオン水で希釈し、次いで1mlのポリスチレンキュベット中で好適な散乱強度にて測定する。デジタル相関器を使用し、Zetasizer ソフトウェア、バージョン7.11、(Malvern Instruments製)を補助として用いて評価を行った。測定を5回実施し、第2の新しく製造した試料に対して測定を繰り返す。ポリマー(b)に関し、平均粒径は、測定した平均粒径の算術数値平均(Z平均、数値平均)を指す。この場合の5回判定の標準偏差は、4%以下である。任意に用いることができるポリウレタン−ポリ尿素粒子に関しては、平均粒径は、個々の調合物の平均粒径の算術体積平均(V平均、体積平均)を指す。5つの個々の測定値の体積平均の最大偏差は、±15%である。50〜3000nmの認定された粒径を有するポリスチレン標準で検証を行う。
数平均分子量(Mn)は、別段の指定がない限り、E.Schroder、G.Muller、K.−F.Arndt、「Leitfaden der Polymercharakterisierung」[Principles of polymer characterization]、Akademie−Verlag、Berlin、47〜54頁、1982年に従って、50℃でトルエン中の濃度系列に対し、使用する機器の実験較正定数を決定するために較正物質としてベンゾフェノンを用いた、モデル10.00の蒸気圧浸透圧計(Knauer製)を使用して決定される。
膜厚は、DIN EN ISO 2808(日付:2007年5月)、方法12Aに従い、ElektroPhysik製のMiniTest(登録商標)3100−4100機器を使用して決定する。
明度およびフロップ指数を決定するために、二重静電塗装の手段によるやり方で、塗料組成物など、より特定すると水性ベースコート材料などの分析中の試料を、寸法32×60cmで既にサーフェーサー系で塗装された鋼製パネルに適用し、結果として全体の膜厚(乾燥膜厚)を12〜17μmにする。ここでの第1の適用工程の後、室温(23℃)での3分間のフラッシュオフ相が続く。次いで、別の静電塗装工程を実施し、結果として得られる水性ベースコート膜を室温で10分間フラッシュオフし、その後、80℃の強制空気オーブン中でさらに10分乾燥させる。乾燥した水性ベースコート膜に、乾燥膜厚40〜45μmで市販の二成分クリアコート材料(BASF Coatings GmbH製のProGloss(登録商標))を塗布する。結果として得られるクリアコート膜を室温で10分間フラッシュオフする。この後、140℃の強制空気オーブン中でさらに20分間硬化させる。このようにして塗装された基材を、X−Rite製の分光光度計(X−Rite MA68 Multi−Angle Spectrophotometer)を使用して測定する。測定中、表面を光源で照射する。可視範囲内のスペクトル検出を様々な角度で実施する。この方法で得られたスペクトル測定値を、標準スペクトル値および使用した光源の反射スペクトルを導入して用いて、CIEL*a*b*色空間内の色度を計算することができ、ここで、L*は明るさを特徴付け、a*は赤色−緑色の値、b*は黄色−青色の値を特徴付ける。この方法は、例えば、特に少なくとも1種の効果顔料をその顔料として含む塗装についてASTM E2194−12に記載されている。いわゆる金属効果を定量化するために用いられることが多い導出値は、いわゆるフロップ指数であり、明度と観測角との間の関係を説明する(A.B.J.Rodriguez、JOCCA、1992(4)、150〜153頁参照)。フロップ指数(FL)は、次式に従い、15°、45°および110°の視角で見られる明度から計算することができる。
FL=2.69(L*15°−L*110°)1.11/(L*45°)0.86
式中、L*は、各角度(15°、45°および110°)で測定した明度を表す。
塗料組成物など、より特定すると水性ベースコート材料などの検討中の試料の付着性を判定するために、以下の一般的な手順に従ってマルチコート塗装系を製造する。
寸法10cm×20cmの硬化電着系(BASF Coatings GmbH製のCathoGuard(登録商標)800)で塗装された金属基材の上に、水性ベースコート材料などの検討中の試料を、2回の空圧式塗布によって適用し、全体の膜厚(乾燥膜厚)を22〜26μmに製造する。空圧式塗布1回目と2回目の間に、3分間の室温(23℃)におけるフラッシュオフがある。室温でさらに5分のフラッシュオフを行った後、結果として得られた水性ベースコート膜を70℃の強制空気オーブン中で10分間乾燥させる。乾燥した水性ベースコート膜に、標的膜厚40〜45μmで、市販の二成分クリアコート材料(BASF Coatings GmbH製のProGloss(登録商標))を適用する。結果として得られたクリアコート膜を室温で10分間フラッシュする。この後、140℃の強制空気オーブン中でさらに20分間硬化させる。この方法で得られる系は、以下、最初の仕上げ(系a)と呼ぶ。あるいは、ベースコートおよびクリアコート膜の硬化を20分/125℃(以下、焼成不足の最初の仕上げ、系b)または30分/160℃(以下、過焼成された最初の仕上げ、系c)で実施する。
最初の仕上げの上に、あるいは焼成不足の最初の仕上げの上に、第2のベースコート/クリアコート系を、最初の仕上げについて記載したものと同じ方法で適用し、最初の仕上げと同様に第2のベースコート膜およびクリアコート膜の硬化を実施する。これにより2つの異なるマルチコート系が得られ、以下、再仕上げと呼び、異なる乾燥条件によって区別される。系Aは、系a上の再仕上げであり、第2のベースコート膜およびクリアコート膜が140℃で20分間硬化され、系Bは、系b上の再仕上げを示し、第2のベースコート膜およびクリアコート膜の対応する硬化が20分/125℃で実施される。
KW1=存在する損傷の若干の除去
KW2=塗膜中に存在する損傷の明確に見える除去
KW3=噴流の領域内での塗膜の完全な剥離
KW4=噴流の領域を越えた塗膜の完全な剥離
KW5=基材に至る完全な塗膜の分離
塗装基材のレベリングまたはうねりを、Byk/Gardner製のWave Scan機器を使用して評価する。マルチコート塗装系で塗装された基材を、セクション4(付着性の判定)に記載する通りに製造する。
−ブリスターの数を、1〜5の量の数値によって評価する(m1は非常に少なく、m5は非常に多いブリスターを示す)。
−ブリスターのサイズを、ここでも1〜5のサイズの数値によって評価する(g1は非常に小さく、g5は非常に大きいブリスターを示す)。
の組合せにより評価する。
試料のポッピングの傾向を判定するために、以下の一般的な手順に従い、DIN EN ISO 28199−1(日付:2010年1月)およびDIN EN ISO 28199−3(日付:2010年1月)に基づく方法においてマルチコート塗装系を製造する。
貯蔵安定性の判定のために、100mlの分析中の試料、例えば効果顔料を含有するペーストを計量ビーカーに入れる。室温(23℃)で2週間貯蔵した後、問題とする試料を、顔料の予想沈下および上澄みセラムの潜在的な形成について検査する。セラムが存在する場合、セラムの体積を読み取り、試料の総体積に対する比率を記録する。上記の貯蔵後、メッシュサイズが270μmの標準プラスチックふるいを使用して試料を濾過し、沈降について濾過ケーキを調べる。
OH数および酸価は、それぞれ、計算によって決定される。
以下の実施例および比較例は、本発明を例示するために役立つが、限定するものと解釈すべきではない。
1.1 以下に指定した、水性分散体AD1の製造に使用される成分の意味は、以下の通りである。
DI水 脱イオン水
EF800 Aerosol(登録商標)EF−800、Cytecから市販されている乳化剤
APS ペルオキソ二硫酸アンモニウム
1,6−HDDA 1,6−ヘキサンジオールジアクリレート
2−HEA 2−ヒドロキシエチルアクリレート
MMA メタクリル酸メチル
モノマー混合物(A)、段階i
以下の表1.1による項目1および2の80質量%を、還流冷却器を備えた鋼製反応容器(5L容量)中に入れ、80℃に加熱する。表1.1の「初期投入」で列挙した残りの分率の成分を別の容器中で予混合する。この混合物と、これとは別の「開始剤溶液」(表1.1、項目5および6)を20分にわたって同時に反応容器に滴下で加え、反応液中のモノマーの分率を、反応時間全体を通して、段階iで使用したモノマーの総量に対して6.0質量%を超えないようにする。続けて30分間、攪拌する。
表1.1の「Mono 1」で示す成分を、別の容器中で予混合する。この混合物を、2時間にわたって反応容器に滴下で加え、反応液中のモノマーの分率を、反応時間全体を通して、段階iiで使用したモノマーの総量に対して6.0質量%を超えないようにする。続けて1時間、攪拌する。
表1.1の「Mono 2」で示す成分を、別の容器中で予混合する。この混合物を、1時間にわたって反応容器に滴下で加え、反応液中のモノマーの分率を、反応時間全体を通して、段階iiiで使用したモノマーの総量に対して6.0質量%を超えないようにする。続けて2時間、攪拌する。
部分的に中和されたプレポリマー溶液の製造
スターラー、内部温度計、還流冷却器および電気加熱を備えた反応容器中、559.7質量部の直鎖ポリエステルポリオールおよび27.2質量部のジメチロールプロピオン酸(GEO Speciality Chemicals製)を窒素下で、344.5質量部のメチルエチルケトン中に溶解した。直鎖ポリエステルジオールは、あらかじめ、二量化脂肪酸(Pripol(登録商標)1012、Croda)、イソフタル酸(BP Chemicals製)およびヘキサン−1,6−ジオール(BASF SE製)(開始材料の質量比: 二量化脂肪酸:イソフタル酸:ヘキサン−1,6−ジオール=54.00:30.02:15.98)から製造され、73mg KOH/g固形分のヒドロキシル数、3.5mg KOH/g固形分の酸価、1379g/molの計算した数平均分子量、および1350g/molの蒸気圧浸透圧法により決定された数平均分子量を有していた。結果として得られた溶液に、30℃で連続的に、213.2質量部のジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート(Desmodur(登録商標)W、Covestro AG)(イソシアネート含有率32.0質量%)、および3.8質量部のジブチルスズジラウレート(Merck製)を添加する。この後、攪拌しながら80℃に加熱した。溶液のイソシアネート含有率が1.49質量%で一定になるまで、この温度で攪拌を継続した。その後、626.2質量部のメチルエチルケトンをプレポリマーに添加し、反応混合物を40℃に冷却した。40℃に到達したら、11.8質量部のトリエチルアミン(BASF SE製)を2分間にわたって滴下で加え、バッチをさらに5分間攪拌した。
30.2質量部のメチルイソブチルケトン中のジエチレントリアミンジケチミンの71.9質量%希釈液(プレポリマーイソシアネート基とジエチレントリアミンジケチミン(1つの2級アミノ基を有する)との比: 5:1mol/mol、ブロックされた1級アミノ基当たり2つのNCO基に対応する)を、続いて、1分間にわたって、反応温度を1℃少しだけ上げて混合し、次いでプレポリマー溶液を添加した。メチルイソブチルケトン中のジエチレントリアミンジケチミンの希釈した調合物を、あらかじめ、110〜140℃のメチルイソブチルケトン中でのジエチレントリアミン(BASF SE製)とメチルイソブチルケトンとの反応中、反応の水の共沸除去によって製造した。メチルイソブチルケトンによる希釈を用いて、124.0g/eq.のアミン等価質量(溶液)を設定した。3310cm−1での残留吸着に基づく赤外分光法は、98.5%の1級アミノ基のブロッキングを見出した。イソシアネート基を含むポリマー溶液の固形分は、45.3%であることを見出した。
40℃で30分攪拌した後、反応容器の内容物を7分にわたって1206質量部の脱イオン水(23℃)中に分散させた。メチルエチルケトンを減圧下で、45℃にて、結果として得られた分散体から蒸留により取り出し、溶媒および水の任意の損失は脱イオン水で補い、40質量%の固形分を得た。結果として得られた分散体は、白色で安定性、高固形分かつ低粘性であり、架橋粒子を含有し、3カ月後でも一切の沈殿が見られなかった。
結果として得られたミクロゲル分散体(PD1)の特性は、以下の通りであった。
メチルエチルケトン含有率(GC): 0.2質量%
メチルイソブチルケトン含有率(GC): 0.1質量%
粘性(23℃、回転式粘度計、剪断速度=1000/s): 15mPa・s
酸価: 17.1mg KOH/g固形分
中和度(計算値): 49%
pH(23℃): 7.4
粒径(光子相関分光法、容積平均): 167nm
ゲル分率(凍結乾燥): 85.1質量%
ゲル分率(130℃): 87.3質量%
これらの前駆体は、効果顔料をペーストするための混合ワニスを表す。
47.0質量部の独国特許出願公開第19948004(A1)号明細書、実施例2、20頁10〜21行によるグラフトコポリマーの主分散体、29.2質量部の脱イオン水、6質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、2.5質量部のDispex Ultra FA 4437(BASF SE製)、15質量部の1−プロポキシ−2−プロパノールおよび0.3質量部の水中10%ジメチルエタノールアミンを互いに混合させる。結果として得られた混合物を続いて、均一化する。欧州特許第1799783(B1)号明細書(段落[0072]の「混合ワニス1」)を基準にしてML1を製造した。ML1は、予混合物AS2、AS7、AS12およびAS17の製造に使用する。
81.9質量部の脱イオン水、2.7質量部のRheovis(登録商標)AS1130(BASF SE製)、8.9質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、3.2質量部のDispex Ultra FA 4437(BASF SE製)、および3.3質量部の水中10%ジメチルエタノールアミンを互いに混合させる。結果として得られた混合物を続いて、均一化する。欧州特許第1534792(B1)号明細書、11段1〜13行([0056]の段落)を基準にしてML2を製造した。ML2は、予混合物AS3、AS8、AS13およびAS18の製造に使用する。
47.0質量部の水性分散体AD1、29.2質量部の脱イオン水、6質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、2.5質量部のDispex Ultra FA 4437(BASF SE製)、15質量部の1−プロポキシ−2−プロパノールおよび0.3質量部の水中10%ジメチルエタノールアミンを互いに混合させ、結果として得られた混合物を続いて均一化する。
47.0質量部の水性分散体AD1、29.2質量部の脱イオン水、6質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、2.5質量部のDispex Ultra FA 4437(BASF SE製)、15質量部のブチルグリコールおよび0.3質量部の水中10%ジメチルエタノールアミンを互いに混合させ、結果として得られた混合物を続いて均一化する。
47.0質量部の水性分散体AD1、41.2質量部の脱イオン水、6質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、2.5質量部のDispex Ultra FA 4437(BASF SE製)、1.5質量部のRheovis(登録商標)AS1130(BASF SE製)および1.8質量部の水中10%ジメチルエタノールアミンを互いに混合させ、結果として得られた混合物を続いて均一化する。
47.38質量部の水性分散体AD1、41.29質量部の脱イオン水、6.05質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、2.52質量部のDispex Ultra FA 4437(BASF SE製)、0.76質量部のRheovis(登録商標)AS1130(BASF SE製)および1.0質量部の水中10%ジメチルエタノールアミンを互いに混合させ、結果として得られた混合物を続いて均一化する。
47.0質量部の水性分散体AD1、41.2質量部の脱イオン水、6.0質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、2.5質量部のDispex Ultra FA 4437(BASF SE製)、および1.5質量部のRheovis(登録商標)AS1130(BASF SE製)を互いに混合させ、結果として得られた混合物を続いて均一化する。
47.86質量部の水性分散体AD1、43.45質量部の脱イオン水、6.11質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、および2.54質量部のDispex Ultra FA 4437(BASF SE製)を互いに混合させ、結果として得られた混合物を続いて均一化する。
16.30質量部の国際公開第2014/033135(A2)号の28頁13〜33行(実施例BE1)に従って製造したポリエステル、73.37質量部の脱イオン水、6.05質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、2.52質量部のDispex Ultra FA 4437(BASF SE製)、0.76質量部のRheovis(登録商標)AS1130(BASF SE製)および1.0質量部の水中10%ジメチルエタノールアミンを互いに混合させ、結果として得られた混合物を続いて均一化する。
89.67質量部の脱イオン水、6.05質量部の2,4,7,9−テトラメチル−5−デシンジオール(ブチルグリコール中52%)(BASF SE製)、2.52質量部のDispex Ultra FA 4437(BASF SE製)、0.76質量部のRheovis(登録商標)AS1130(BASF SE製)および1.0質量部の水中10%ジメチルエタノールアミンを互いに混合させ、結果として得られた混合物を続いて均一化する。
4.1 白色ペーストwP1の製造
白色ペーストを、33.4質量部のTayca MT500 HD Titanium Rutile(Tayca Corporation)、52.6質量部の国際公開第91/15528(A1)号、23頁26行〜24頁24行に従って製造した水性結合剤分散体、2.5質量部のDisperbyk(登録商標)−184(BYK−Chemie GmbH)、2.7質量部の1−プロポキシ−2−プロパノールおよび8.8質量部の脱イオン水によって製造する。
赤色ペーストを、12質量部のSicotrans RedL2818(BASF SE製)、49.7質量部の国際公開第91/15528(A1)号、23頁26行〜24頁24行に従って製造した水性結合剤分散体、2質量部のブチルグリコール、1質量部の水中10%ジメチルエタノールアミン、2質量部のDisperbyk(登録商標)−184(BYK−Chemie GmbH)、3質量部の市販のポリエーテル(BASF SE製のPluriol(登録商標)P900)および30.3質量部の脱イオン水から製造する。
バイオレットペーストを、18.4質量部の顔料Quindo(登録商標)Violet 19 228−6902(Sun Chemical製)、61.4質量部の国際公開第92/15405(A1)号、15頁23〜28行と14頁13行〜15頁13行に従って製造したポリウレタン分散体、5.6質量部の脱イオン水、2.6質量部の水中10%ジメチルエタノールアミンおよび2質量部の市販のポリエーテル(BASF SE製のPluriol(登録商標)P900)から製造する。
黒色ペーストを、58.9質量部の国際公開第92/15405号、14頁13行〜15頁13行に従って製造したポリウレタン分散体、10.1質量部のカーボンブラック(Orion Engineered Carbons製のColor Black FW2)、5質量部の独国特許出願公開第4009858(A1)号明細書の実施例D、16段37〜59行に従って製造したポリエステル、7.8質量部の10%ジメチルエタノールアミン水溶液、2.2質量部の市販のポリエーテル(BASF SE製のPluriol(登録商標)P900)、7.6質量部のブチルジグリコールおよび8.4質量部の脱イオン水から製造する。
5.1 効果顔料ペーストAS1〜AS30の製造
表5.1〜5.6に列挙した成分を指定の順序で合わせ、混合物が均一化されるまで少なくとも20分間攪拌する。攪拌は、好ましくは、トロイダル流パターンを確立するように、言い換えれば、ドーナツ効果が観察されるように実施する。効果顔料ペーストは、以下、効果顔料予混合物とも呼ばれる。
6.1 非発明の水性ベースコート材料WBL1、WBL2、WBL4およびWBL5ならびに本発明の水性ベースコート材料WBL3およびWBL6の製造
表6.1の「水性相」に列挙した成分を指定の順序で共に攪拌して水性混合物を形成する。次の工程において、予混合物を、「効果顔料予混合物」に列挙した成分から製造する。この予混合物を水性混合物に添加する。次いで10分間攪拌し、脱イオン水およびジメチルエタノールアミンを使用して、pH8および回転式粘度計(Anton Paar製のC−LTD80/QC加熱システムを有するRheolab QC)を使用して23℃で測定した剪断荷重1000s−1下の粘度85〜90mPa・s(WBL1〜WBL3)または110mPa・s(WBL4〜WBL6)を設定する。
表6.2の「水性相」に列挙した成分を指定の順序で共に攪拌して水性混合物を形成する。次の工程において、予混合物を、「効果顔料予混合物」に列挙した成分から製造する。この予混合物を水性混合物に添加する。次いで10分間攪拌し、脱イオン水およびジメチルエタノールアミンを使用して、pH8および回転式粘度計(Anton Paar製のC−LTD80/QC加熱システムを有するRheolab QC)を使用して23℃で測定した剪断荷重1000s−1下のスプレー粘度85±5mPa・s(WBL7〜WBL9)または115±5mPa・s(WBL10〜WBL12)を設定する。
表6.3〜6.6の「水性相」に列挙した成分を、いずれの場合も指定の順序で共に攪拌して水性混合物を形成する。次の工程において、予混合物を、いずれの場合も「効果顔料予混合物」に列挙した成分から製造する。対応する予混合物を各水性混合物に添加する。次いで10分間攪拌し、脱イオン水およびジメチルエタノールアミンを使用して、pH8および回転式粘度計(Anton Paar製のC−LTD80/QC加熱システムを有するRheolab QC)を使用して23℃で測定した剪断荷重1000s−1下のスプレー粘度75±5mPa・sを設定する。
表6.7の「水性相」に列挙した成分を指定の順序で共に攪拌して水性混合物を形成する。次の工程において、一予混合物をそれぞれ、「効果顔料予混合物I」および「効果顔料予混合物II」にそれぞれ列挙した成分から製造する。次いでこれらの予混合物をそれぞれ水性混合物に添加する。次いで10分間攪拌し、脱イオン水およびジメチルエタノールアミンを使用して、pH8および回転式粘度計(Anton Paar製のC−LTD80/QC加熱システムを有するRheolab QC)を使用して23℃で測定した剪断荷重1000s−1下のスプレー粘度80±5mPa・sを設定する。
本発明の水性ベースコート材料WBL34(製造法はセクション6.4を参照)との直接的な比較として、WBL34と同じ全体組成を有するが、製造法において、すなわち、効果顔料予混合物Iの使用において異なる、2種の非発明の代替的な水性ベースコート材料を製造した。WBL34aおよびWBL34bの配合は、以下の表6.8のWBL34の配合と対比される。
7.1 効果顔料予混合物AS1〜AS20のいくつかの貯蔵安定性についての研究を、上記の方法に従って行う。表7.1は結果をまとめたものである。
8.1 フロップおよびポッピングの発生に関しての、WBL1、WBL2、WBL4およびWBL4(全て非発明のもの)ならびに水性ベースコート材料WBL3およびWBL6(両方とも本発明のもので、それぞれ、本発明の混合ワニスML3を含む)間の比較
フロップおよびポッピングの発生に関してのWBL1〜WBL6の研究を、上記の方法に従って行った。表8.1および8.2は結果をまとめたものである。
フロップに関してのWBL7〜WBL12の研究を、上記の方法に従って行う。表8.3は結果をまとめたものである。
フロップおよび色相それぞれに関してのWBL13〜WBL32の検討を、上記の方法に従って行った。表8.4は結果をまとめたものである。
WBL33およびWBL34に対する研究を、上記の方法に従って行った。表8.5および8.6は結果をまとめたものである。
Claims (15)
- (a)少なくとも1種の効果顔料と、
(b)少なくとも1種のポリマーと、を含む水性効果顔料ペーストであって、
前記(b)少なくとも1種のポリマーは平均粒径が100〜500nmの範囲であり、水中のオレフィン性不飽和モノマーの3種のモノマー混合物(A)、(B)および(C)の逐次ラジカル乳化重合によって製造可能であり、
混合物(A)が、25℃での水中の溶解度が0.5g/l未満の少なくとも50質量%のモノマーを含み、前記混合物(A)から製造されたポリマーのガラス転移温度が10〜65℃であり、
混合物(B)が、少なくとも1種のポリ不飽和モノマーを含み、前記混合物(B)から製造されたポリマーのガラス転移温度が−35〜15℃であり、
混合物(C)から製造されたポリマーのガラス転移温度が−50〜15であり、
i. まず、前記混合物(A)が重合され、
ii. 次いで、i.で製造されたポリマーの存在下で前記混合物(B)が重合され、
iii. その後、ii.で製造されたポリマーの存在下で前記混合物(C)が重合されることを特徴とする水性効果顔料ペースト。 - 前記効果顔料(a)を、前記効果顔料ペーストの総質量に対して少なくとも10質量%の量で含む、請求項1に記載の効果顔料ペースト。
- 少なくとも1種の効果顔料(a)として、金属効果顔料および/またはマイカ顔料担持金属酸化物を含む、請求項1または2に記載の効果顔料ペースト。
- 少なくとも1種の効果顔料(a)として、アルミニウム顔料を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の効果顔料ペースト。
- 前記効果顔料ペースト中の前記少なくとも1種の効果顔料(a)と前記ポリマー(b)との相対質量比が、10:1から1:1の範囲である、請求項1から4のいずれか一項に記載の効果顔料ペースト。
- 前記ポリマー(b)を、前記効果顔料ペーストの総質量に対して1.5〜20質量%の範囲の量で含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の効果顔料ペースト。
- それぞれの場合において、前記混合物(A)、(B)および(C)の個々の量の合計に対して、前記ポリマー(b)を製造するために使用した前記混合物(A)の分率が0.1〜10質量%であり、前記ポリマー(b)を製造するために使用した前記混合物(B)の分率が60〜80質量%であり、前記ポリマー(b)を製造するために使用した前記混合物(C)の分率が10〜30質量%である、請求項1から6のいずれか一項に記載の効果顔料ペースト。
- 前記混合物(A)が、アルキル基を有する、少なくとも1種の(メタ)アクリル酸の単不飽和エステルと、ビニル基を含み、前記ビニル基上に配置された、芳香族であるか、または混合された飽和脂肪族−芳香族である基を有し、後者の場合に、前記基の脂肪族部分がアルキル基である、少なくとも1種のモノオレフィン性不飽和モノマーと、を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の効果顔料ペースト。
- 少なくとも1種のポリオレフィン性不飽和モノマー以外の前記混合物(B)が、アルキル基を有する、少なくとも1種の(メタ)アクリル酸の単不飽和エステルと、ビニル基を含み、前記ビニル基上に配置された、芳香族であるか、または混合された飽和脂肪族−芳香族である基を有し、後者の場合に、前記基の脂肪族部分がアルキル基である、少なくとも1種のモノオレフィン性不飽和モノマーと、をさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の効果顔料ペースト。
- 前記混合物(A)および(B)が、ヒドロキシ官能性モノマーおよび酸官能性モノマーのいずれも含有しない、請求項1から9のいずれか一項に記載の効果顔料ペースト。
- 前記混合物(C)が、少なくとも1種のα−β不飽和カルボン酸と、ヒドロキシル基によって置換されたアルキル基を有する、少なくとも1種のメタ(アクリル)酸の単不飽和エステルと、アルキル基を有する、少なくとも1種の(メタ)アクリル酸の単不飽和エステルと、を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の効果顔料ペースト。
- 前記ポリマー(b)を製造するための段階iからiiiにおける、オレフィン性不飽和モノマーの計量添加が、反応液中の遊離モノマーの分率が、全反応時間にわたって、各重合段階において使用したモノマーの総量に対して6.0質量%以下になるような方法で行われる、請求項1から11のいずれか一項に記載の効果顔料ペースト。
- 水性ベースコート材料であって、請求項1から12のいずれか一項に記載の少なくとも1種の効果顔料ペーストを成分(1)として、ベースコート材料の製造に好適であり、結合剤として使用できる少なくとも1種のポリマーを含む、少なくとも1種の水性成分(2)と混合することによって製造可能であり、結合剤として使用できるこのポリマーが、同様に前記効果顔料ペースト中に存在するポリマー(b)を含み、かつ/またはそれとは異なる少なくとも1種のポリマーを含む、水性ベースコート材料。
- (1a)水性ベースコート材料を基材に施与し、
(2a)段階(1a)で施与した塗料からポリマー膜を形成し、
(1b)任意に、さらなる水性ベースコート材料を、前記形成されたポリマー膜に施与し、
(2b)任意に、段階(1b)で施与した塗料からポリマー膜を形成し、
(3)これにより得られた1以上のベースコート膜に、クリアコート材料を施与し、、続いて、
(4)(各)ベースコート膜を、クリアコート膜とともに一緒に硬化させることによって、
マルチコート塗装系を製造する方法であって、
請求項13に記載のベースコート材料が、段階(1a)で使用されるか、または、前記方法が、段階(1b)および(2b)をさらに含む場合、段階(1a)および/もしくは(1b)で使用される、方法。 - 水中のオレフィン性不飽和モノマーの3種のモノマー混合物(A)、(B)および(C)の逐次ラジカル乳化重合によって製造可能な、粒径100〜500nmのポリマーを使用する方法であって、
前記混合物(A)が、25℃での水中の溶解度が0.5g/l未満の少なくとも50質量%のモノマーを含み、前記混合物(A)から製造されたポリマーのガラス転移温度が10〜65℃であり、
混合物(B)が、少なくとも1種のポリ不飽和モノマーを含み、前記混合物(B)から製造されたポリマーのガラス転移温度が−35〜15℃であり、
混合物(C)から製造されたポリマーのガラス転移温度が−50〜15であり、
i. まず、前記混合物(A)が重合され、
ii. 次いで、i.で製造されたポリマーの存在下で前記混合物(B)が重合され、
iii. その後、ii.で製造されたポリマーの存在下で前記混合物(C)が重合される、
水性効果顔料ペースト中に効果顔料を分散させるための、使用方法。
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