JP2021517185A

JP2021517185A - 中和剤組成物

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Publication number: JP2021517185A
Application number: JP2020547074A
Authority: JP
Inventors: ジャイン、アブヒサル; ヴイ．サリナス、ヘイジ; ゴーサル、シッドハルタ
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2021-07-15
Anticipated expiration: 2039-02-14
Also published as: JP7280279B2; CN111819251A; EP3768783B1; EP3768783A1; WO2019182696A1; US20210017406A1

Abstract

コーティング組成物を中和するための方法であって、中和剤をコーティング組成物に添加することを含み、中和剤が、アミノエチルエタノールアミン（ＡＥＥＡ）と、少なくとも１種の追加のアミンとを含む、方法。【選択図】なし

Description

塗料、コーティング、封止材、接着剤、および関連製品は、典型的には、未硬化のおよび／または流体の混合物として製造され、使用前に一定期間封止および保管される。そのようなコーティング配合物には、多くのアミン系化合物が中和剤として使用されてきた。中和剤は、ｐＨを８〜１０の最適値、典型的には約８．５〜９．３にするために、多くの水性コーティング中に存在する。アンモニアおよび様々な低分子量脂肪族アミンが使用されてきたが、これらの材料は、望ましくない不快な臭いを塗料に与え、配合物全体に揮発性有機化合物（ＶＯＣ）をもたらし得る。さらに、そのようなアミンを含有するコーティング組成物は、ブリスターまたは風解などの望ましくない特徴を呈してきた。したがって、コーティング組成物におけるブリスターまたは風解を最小限に抑えながら、ｐＨ制御を提供する、改善された中和剤が望ましい。

中和剤をコーティング組成物に添加することを含む、コーティング組成物を中和するための方法であって、中和剤が、アミノエチルエタノールアミン（ＡＥＥＡ）と、少なくとも１種の追加のアミンとを含む、中和するための方法。

本明細書に記載の中和剤は、コーティング組成物のｐＨを中和するのに好適である。本明細書で使用される「コーティング組成物」は、木材ステイン、ワニス、顔料濃縮物、塗料などの任意のタイプのコーティング配合物、および一般に、１回以上の製造ステップ中にｐＨ中和を必要とするコーティングの製造に好適な任意のタイプの配合物を含む。

中和剤は、アミノエチルエタノールアミン（ＡＥＥＡ）と、少なくとも１種の追加のアミンとを含む、アミン系配合物である。少なくとも１種の追加のアミンは、ＡＥＥＡ以外のアミンである。少なくとも１種の追加のアミンは、好ましくは、一級アミン、または一級アミン類の混合物である。少なくとも１種の追加のアミンは、好ましくは、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、モノイソプロパノールアミン（ＭＩＰＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、Ｎ−メチルエタノールアミン、およびジメチルエタノールアミンのうちの１つ以上から選択される。好ましくは、少なくとも１種の追加のアミンは、ＭＥＡである。追加のアミンは、コーティング組成物を中和することができる任意のアミンから選択してもよい。追加のアミンは、先行技術で既知の任意のアミンから選択してもよい。

ｐＨを「中和する」とは、コーティング組成物中の化合物と反応して、ｐＨを８以上の値に調節する中和剤を指す。好ましくは、ｐＨは８〜１０、より好ましくは８．５〜９．５の値に調節される。

コーティング組成物に添加される中和剤の量は、ｐＨと相関する。コーティング組成物が比較的大幅なｐＨ調節を必要とする場合、比較的より多くの中和剤がコーティング組成物に添加されるであろう。ほとんどの用途の中和剤は、重量パーセントに基づいて、コーティング組成物の総重量の０．０５〜２重量パーセントを構成するであろう。

中和剤（複数可）は、コーティング組成物に１種ずつ、または１種以上のアミンの配合物として添加され得る。中和剤が１種以上のアミンの配合物として添加されるとき、中和剤は、１７〜２２重量パーセントのＡＥＥＡを含有する。中和剤は、４０〜５５重量パーセントの少なくとも１種の追加のアミンを含有する。中和剤は、さらに溶剤を含む。コーティング組成物が水性組成物である場合、水が溶剤であることが好ましい。中和剤は、２３〜４３重量パーセントの溶剤を含有する。配合物中のアミンの濃度は、アミン（複数可）および／または溶剤（複数可）の選択に基づいて変動し得る。当業者は、アミンの濃度を変動させて、所望のｐＨおよび／またはブリスター耐性および風解耐性のような所望のコーティング特性を得ることができる。

本明細書に記載のコーティング組成物を中和する方法は、驚くべきことに、他の中和剤を使用して製造された他のコーティング組成物と比較して、風解またはブリスターの量を低減することが見出されている。

中和剤は、コーティング組成物の１種の構成成分である。コーティング組成物は、あるいは当技術分野で既知のように配合されている。例えば、コーティング組成物はまた、顔料、結合剤、担体、レベリング剤、界面活性剤、増粘剤、レオロジー調整剤、共溶剤、腐食防止剤、消泡剤、分散剤、または殺生物剤を含有し得る。

コーティング組成物は、従来のコーティング製造技術に従って製造される。典型的には、コーティング組成物は、２ステッププロセスによって製造される。まず、通常粉砕フェーズと称される分散フェーズは、一定の高剪断撹拌下で、乾燥顔料を他のほとんどの固体粉末配合物材料を含む他の粉砕フェーズ構成成分と混合して、高粘度かつ高固体混合物を提供することによって調製される。プロセスのこの部分は、乾燥顔料を効果的に湿らせ解凝集させ、水性分散液中でそれらを安定させるように設計されている。コーティング組成物製造プロセスの第２のステップは、通常レットダウンまたはシンダウン（ｔｈｉｎｄｏｗｎ）フェーズと称され、これは、粘性の粉砕物が、粉砕ミックスよりも一般に粘性の低い残りの配合物構成成分で希釈されるためである。典型的には、結合剤、任意の事前に分散された顔料、ならびに混合およびおそらく中程度の剪断のみを必要とする任意の他の塗料材料が、レットダウンフェーズ中に組み込まれる。レットダウンフェーズは、粉砕ミックスを収容する容器にレットダウン構成成分を順次添加することによって、または粉砕ミックスをラテックス樹脂および他のレットダウン構成成分のプレミックスを収容する容器に添加し、続いて最後のレットダウン構成成分を順次添加することによって、のいずれかで行われ得る。いずれの場合も、高剪断を適用する必要はないが、一定の撹拌が必要である。中和剤は、コーティング組成物を改善するために、粉砕段階またはレットダウン段階のうちのいずれかまたは両方の間に添加される。中和剤を粉砕段階に添加すると、コーティング組成物中の顔料および他の充填剤の分散を改善することもできる。中和剤をレットダウン段階中に添加すると、コーティング組成物のｐＨをアルカリ寄りに調節するのに役立ち得る。

驚くべきことに、中和剤としてＡＥＥＡおよび追加のアミンを使用することによって、改善されたブリスター耐性および／または風解耐性を提供することが見出された。

次の実施例は、本発明の範囲を限定することなく、例示するものである。

評価手順
本明細書に列挙されているすべての試験方法は、参照ＡＳＴＭ規格（特に明記されていない限り）に記載のプロトコルに従って実施され、この規格は、参照により本明細書に組み込まれる。これらの実施例に従って調製したコーティング組成物を、次のＡＳＴＭ試験方法を使用して評価した：
白色度および黄色度、Ｅ３１３；
粘度Ｓｔｏｒｍｅｒ粘度計Ｄ５６２；
ｐＨＥ７０；
光沢／ツヤＤ５２３；
不透明度、３ミルドローダウン、Ｄ２８０５；
洗浄性、Ｄ２４８６；
ブリスター耐性能、Ｄ７１４；ならびに
風解耐性能、Ｄ７０７２。

顔料容積濃度（ＰＶＣ）を、次のように計算した：
ＰＶＣ＝（Ｖ_Ｐ＋Ｖ_Ｆ）／（Ｖ_Ｐ＋Ｖ_Ｆ＋Ｖ_Ｂ）、
Ｖ_Ｐ：顔料の体積、
Ｖ_Ｆ：充填剤（エクステンダー）の体積、および
Ｖ_Ｂ：すべての結合剤の乾燥フィルムの体積（フィルム形成剤、樹脂、可塑剤、および追加の樹脂の合計）
体積（Ｖ）は、質量（ｍ）と密度（ρ）との商として計算した。
Ｖ＝ｍ／ρ

実施例１
この実施例は、純粋なアクリル結合剤系ラテックス塗料組成物を中和するために使用される、本明細書に記載の中和剤の利点を実証する。

まず、表１に列挙されている材料をＤｉｓｐｅｒｍａｔブランドの分散ユニットで混合することによる、粉砕段階を調製することによって、ラテックス塗料組成物を調製した。水を容器に添加し、分散容器内でＲＰＭ１００〜２００で撹拌した。５００〜８００ＲＰＭで連続撹拌しながら、トリポリリン酸カリウム（ＫＴＰＰ）（０．１０重量％）を容器にゆっくりと添加した。消泡剤（ＴｅｇｏＦｏａｍｅｘ３０６２−０．０３重量％）、分散剤（Ｔａｍｏｌ６８１−０．７１重量％）、および界面活性剤（Ｔｒｉｔｏｎ（商標）ＣＦ−１０−０．２０重量％）を、連続的に撹拌しながら添加した。１０分後、凍結融解で事前に湿らせた増粘剤（Ｎａｔｒｏｓｏｌ（商標）２５０ＨＢＲ−０．１８重量％）、およびオープンタイム添加剤（プロピレングリコール−０．６９重量％）を、８００〜１０００ＲＰＭでゆっくりと添加し、塊のない均一なペーストが形成されるまで混合した。次いで、殺生物剤（Ｋａｔｈｏｎ（商標）ＬＸ１．５％−０．１５重量％）、および殺生物剤（ＲＯＺＯＮＥ（商標）２０００−０．２３重量％）を容器に添加した。３分間混合した後、二酸化チタン顔料（ＴｒｏｎｏｘＣＲ８２８−２０．３１重量％）を容器にゆっくりと添加し、次いで撹拌速度を９００ＲＰＭに調節した。５分後、充填剤（Ｍｉｎｅｘ４−１９．３６重量％）および珪藻土（Ｃｅｌｉｔｅ２８１−１．２６重量％）を容器にゆっくりと添加し、ＲＰＭを４５分間１２００〜１４００ＲＰＭに増加させた。

１つのミルベースからレットダウン段階の８つのバッチを作製することができるように、バッチの倍率を８３．７２にした。

次いで、上の混合物を水（２．００重量％）でレットダウンした。損失を調節した後、新しい係数を計算し、次いで以下の表２に記載の手順に従って、表２に列挙されている成分を用いて配合した。次いで、粉砕段階からの混合物を、８つの小さなバッチに分割し、次いで８種の異なる中和剤で中和した。固有の各試料に対して、表３の中和剤のうちの１種から表２の「中和剤」を選択する。

８つのバッチの各々を次のように同様に処理した−２重量％の水をレットダウン段階に添加し、７００〜８００ＲＰＭで撹拌しながら純粋なアクリル結合剤（ＲｈｏｐｌｅｘＡＣ２６１ＬＦ−３１．５６重量％）と混合した。消泡剤（Ｆｏａｍｓｔａｒ１１１−０．１０重量％）および癒合剤（ＵｃａｒＦｉｌｍｅｒＩＢＴ−０．９５重量％およびＢｕｔｙｌＣａｒｂｉｔｏｌ−０．９５重量％）を添加し、ＲＰＭ７００〜８００で１０分間混合した。増粘剤（Ａｃｒｙｓｏｌ（商標）ＲＭ２０２０ＮＰＲ−０．６８重量％）をゆっくりと添加し、１０分間混合した。Ａｃｒｙｓｏｌ（商標）ＤＲ−１１００．３４重量％を水（２．３３重量％）と共に添加した。各試料に、表３に列挙されている１種の中和剤（０．０３重量％）を添加して、ｐＨを８．５±０．５に調節した。残りの水（２．００重量％）を用いて、塗料配合物を所望の粘度（９８±３ＫＵ）に調節した。

得られた各塗料組成物の顔料容積濃度（ＰＶＣ）は約４８．１％であり、粘度は約９８±３ＫＵであった。本明細書に記載のように調製した各塗料組成物を、ＡＳＴＭプロトコルに記載のように、１５０μアプリケータを用いて、ｌｅｎｅｔａシートおよびスクラブシート上に１５０μで、標準塗料試験パネル（Ｌｅｎｅｔａから供給）上に塗布した。

表３は、上述の手順に従って調製した試料の各々について測定された特性を列挙しており、各々が、表に列挙されている中和剤、および上に列挙されているＡＳＴＭ手順に従って測定された特性を有する。

実施例２
この実施例は、ビニルアクリル結合剤系ラテックス塗料組成物を中和するための、本明細書に記載の中和剤の利点を実証する。
まず、表４に列挙されている材料をＤｉｓｐｅｒｍａｔブランドの分散ユニットで混合することによる、粉砕段階を調製することによって、ラテックス塗料組成物を調製した。水を容器に添加し、ＲＰＭ１００〜２００で容器の内容物を撹拌器で撹拌した。５００〜８００ＲＰＭで連続撹拌しながら、トリポリリン酸カリウム（ＫＴＰＰ）（０．１０重量％）を容器にゆっくりと添加した。消泡剤（Ｆｏａｍｓｔａｒ１１１−０．１５重量％）、分散剤（Ｔａｍｏｌ１６５Ａ−１．３１重量％、ＧｌｏｍａｘＬＬ−７．８６重量％）、および界面活性剤（Ｔｒｉｔｏｎ（商標）ＣＦ−１０−０．２０重量％）を、１０分間連続的に撹拌しながら添加した。エチレングリコール（０．７４重量％）で事前に湿らせた増粘剤（Ｎａｔｒｏｓｏｌ（商標）２５０ＨＢＲ−０．４５重量％）を、８００〜１０００ＲＰＭでゆっくりと添加し、塊のない均一なペーストが形成されるまで混合した。３分間混合した後、二酸化チタン顔料（Ｔｉ−ＰｕｒｅＲ９０２−１１．２６重量％）を容器にゆっくりと添加し、撹拌速度を９００ＲＰＭに調節した。５分後、充填剤（Ｏｍｙａｃａｒｂ１−８．７３重量％およびＯｍｙｃａｒｂ５−９．００重量％）を容器にゆっくりと添加し、ＲＰＭを４５分間１２００〜１４００ＲＰＭに増加させた。

次いで、上の混合物を水（９．８５重量％）でレットダウンした。損失を調節した後、新しい係数を計算し、表の下に記載の手順に従って、表５に列挙されている成分を用いて配合した。次いで、粉砕段階からの混合物を、８つの小さなバッチに分割し、次いで異なる中和剤で中和した。固有の各試料に対して、表６の中和剤のうちの１種から表５の「中和剤」を選択する。

８つのバッチの各々を次のように同様に処理した−３．５５％の水をレットダウン段階に添加し、４００〜５００ＲＰＭで撹拌しながら不透明ポリマー（ＲｏｐａｑｕｅＵｌｔｒａＥ−４．９７重量％）と混合した。ビニルアクリルポリマー（ＲｏｖａｃｅＮｕｅＶＡ４８２３−１６．８０重量％）を添加し、速度を７００〜８００ＲＰＭに調節し、１０分間混合した。癒合剤（ＵｃａｒＦｉｌｍｅｒＩＢＴ−０．３２重量％）を添加し、ＲＰＭ７００〜８００で１０分間混合した。消泡剤（Ｆｏａｍｓｔａｒ１１１−０．０４重量％）を添加し、続いて増粘剤（Ａｃｒｙｓｏｌ（商標）ＲＭ２０２０ＮＰＲ−０．３７重量％）をゆっくりと添加し、１０分間混合した。Ａｃｒｙｓｏｌ（商標）ＤＲ−１１００．１５重量％）を水（３．００重量％）と共に添加した。表６に列挙されている１種の中和剤（０．１０重量％）を各試料に添加して、ｐＨを８．５±０．５に調節した。残りの水（６．１７重量％）を用いて、塗料配合物を所望の粘度（９８±３ＫＵ）に調節した。

得られた各塗料組成物の顔料容積濃度（ＰＶＣ）は約６４．９％であり、粘度は約９８±３ＫＵであった。本明細書に記載のように調製した塗料組成物の各々を、ＡＳＴＭプロトコルに記載のように、１５０μアプリケータを用いて、ｌｅｎｅｔａシートおよびスクラブシート上に１５０μで、標準塗料試験パネル（Ｌｅｎｅｔａから供給）上に塗布した。

表６は、上述の手順に従って調製した様々な試料の各々について測定された特性を列挙しており、各々が、表に列挙されている中和剤、上に列挙されているＡＳＴＭ手順に従って測定された特性を有する。

Claims

コーティング組成物を中和するための方法であって、
中和剤をコーティング組成物に添加することを含み、
前記中和剤が、アミノエチルエタノールアミン（ＡＥＥＡ）と、少なくとも１種の追加のアミンとを含む、方法。
前記少なくとも１種の追加のアミンが、一級アミンである、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１種の追加のアミンが、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、モノイソプロパノールアミン（ＭＩＰＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、Ｎ−メチルエタノールアミン、およびジメチルエタノールアミンのうちの１つ以上から選択される、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１種の追加のアミンが、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）である、請求項１に記載の方法。
前記中和剤を添加することによって、前記コーティング組成物のｐＨを８以上の値に調節する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
前記中和剤が、水をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
前記中和剤が、１７〜２２重量パーセントのアミノエチルエタノールアミン（ＡＥＥＡ）を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
前記中和剤が、４０〜５５重量パーセントの前記少なくとも１種の追加のアミンを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
前記中和剤が、１７〜２２重量パーセントのＡＥＥＡ、４０〜５５重量パーセントの前記少なくとも１種の追加のアミン、および２３〜４３重量パーセントの水を含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法に従って調製された、コーティング組成物。
前記コーティング組成物が、塗料である、請求項１０に記載のコーティング組成物。
顔料、水、および中和剤で構成されているコーティング組成物であって、前記中和剤が、アミノエチルエタノールアミン（ＡＥＥＡ）と、少なくとも１種の追加のアミンとを含む、コーティング組成物。
前記少なくとも１種の追加のアミンが、一級アミンである、請求項１２に記載のコーティング組成物。
前記少なくとも１種の追加のアミンが、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、モノイソプロパノールアミン（ＭＩＰＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、Ｎ−メチルエタノールアミン、およびジメチルエタノールアミンのうちの１つ以上から選択される、請求項１３に記載のコーティング組成物。
前記少なくとも１種の追加のアミンが、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）である、請求項１４に記載のコーティング組成物。