JP2858895B2 - アクリロイル基を含有するポリエステル類 - Google Patents

アクリロイル基を含有するポリエステル類

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、放射硬化によつて架橋生成分に変換され得
るアクリロイル基を有するポリエステル類に関する。
従来技術の記述 少なくとも2個のアクリロイル基を有するポリエステ
ル類は、放射硬化(電子ビームまたはUV硬化)によつて
架橋されることは知られている。アクリル酸とジオール
類、ポリオール類およびジカルボン酸類の反応生成物の
形で得られる(例えばDE−OS2 261 612またはDE−OS2
838 691に記載されているように)このようなアクリ
ル酸ポリエステル類は、一般に高粘度、即ち部分的に樹
脂様の堅さを有している。このような組成物を加工する
には、多量のビニルモノマー類、即ち所謂反応希釈剤、
を加えなければならない。
しかしながら、多くの場合、適用される調合において
反応希釈剤を用いた結果は、結合剤が非常に希釈される
為、アクリル酸ポリエステルによつて作り出される塗料
の特性が、重合によつてフイルム中に組み入れられる反
応剤によつて相殺されることである。このような結果
は、結合剤が高い粘性の堅さを有している時、特に明ら
かに観察される。その上、多くのビニルモノマー類は、
それ自身の有する強い臭いと皮膚への刺激を有してい
る。
低粘度のアクリル酸ポリエステル類は、低分子量のポ
リエステルをエステル化して得られることが知られてお
り(例えばDE−OS3 704 098を参照)さもなくばポリ
エーテル類をエステル化する。しかしながら、このよう
な出発原料を基とする塗料組成物は、特に、放射下での
硬化が相対的に遅いという欠点を有している。
従つて、本発明の目的は、それ自身が低い粘度を有す
る為、適用粘度を得る為に必要な溶媒量が非常に少なく
てすみそして、放射硬化後、アクリル酸エステル類の有
するよく知られた好ましい特性を有する、新規アクリル
酸ポリエステル類を提供することにある。
驚くべきことに、以下に詳しく述べる本発明に従うア
クリル酸ポリエステル類を用いれば、本目的が達成する
ことを見い出した。
発明の要約 本発明は、 1もしくはそれ以上のアクリロイル基を有し、23℃の
粘度が2000〜20000mPa.sであり、0〜25の酸価を有し、
そして I)A) テレフタル酸20〜70モル%、 B) アジピン酸30〜80モル%、および C) テレフタル酸もしくはアジピン酸以外の100
〜202の分子量を有する少なくとも1種の芳香族系、飽
和脂肪族系または飽和脂環式ジカルボン酸、もしくはこ
のカルボン酸の無水物0〜30モル%、 から成るジカルボン酸成分、 II)D) 少なくとも1個の二価の飽和C2-6アルコール
0.4〜1.5モル、および E) エーテル基を有し、92〜134の分子量を有す
る三価の飽和アルコール1モルに対してエチレンオキサ
イド3〜6モルを加えることによつて得られる、エーテ
ル基を有し、少なくとも1個の三価の飽和アルコール0.
4〜1.1モル、 からなるポリオール成分、ジカルボン酸成分1モルに対
して、少なくとも1.5モル、そして III) ジカルボン酸成分1モルに対して F) 1.0〜2.0モルのアクリル酸 からなる不飽和酸成分、 [ここで成分D)およびE)の水酸基当量の合計は成分
A)、B)、C)、およびF)のカルボキシル基当量の
合計と同等かそれ以上である] のエステル化生成物を基とするポリエステル類に関す
る。
本発明のポリエステル類は、 I)A) テレフタル酸20〜70モル%、 B) アジピン酸30〜80モル%、および C) テレフタル酸もしくはアジピン酸以外の100
〜202の分子量を有する少なくとも1種の芳香族系、飽
和脂肪族系または飽和脂環式ジカルボン酸、もしくはこ
のカルボン酸の無水物0〜30モル%、 から成るジカルボン酸成分と、 II)D) 少なくとも1個の二価の飽和C2-6アルコール
0.4〜1.5モル、および E) エーテル基を有し、92〜134の分子量を有す
る三価の飽和アルコール1モルに対してエチレンオキサ
イド3〜6モルを加えることによつて得られる、エーテ
ル基を有し、少なくとも1個の三価の飽和アルコール0.
4〜1.1モル、 からなるポリオール成分、ジカルボン酸成分1モルに対
して、少なくとも1.5モルとを、 溶融縮合条件下180〜250℃の温度で、酸価が3未満に達
するまで反応した後、結果として得られる生成物と、 III) ジカルボン酸成分1モルに対して F) 1.0〜2.0モルのアクリル酸 からなる不飽和酸成分、 [ここで成分D)およびE)の水酸基当量の合計は成分
A)、B)、C)、およびF)のカルボキシル基当量の
合計と同等かそれ以上である] とを、反応させることによる、1もしくはそれ以上のア
クリロイル基を有しそして23℃の粘度が2000〜20000mP
a.sであり、そして0〜25の酸価を有するポリエステル
類の製造方法によって得ることができる。
発明の詳細な記述 成分A)はテレフタール酸。成分B)はアジピン酸。
成分F)はアクリル酸。
成分C)としての使用に適するカルボン酸類には、フ
タル酸、ヘキサヒドロフタル酸、イソフタル酸、無水フ
タル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸およびこれらの混合
物類が含まれる。
成分D)は、少なくとも1個の二価の飽和C2-6のアル
コールを基とするジオール成分。適切な例として、エチ
レングリコール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン
−1,3−ジオール、ブタン−1,2−ジオール、ブタン−1,
3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ペンタン−1,3
−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、およびジエチ
レングリコールがある。好適にはエチレングリコールお
よびプロパン−1,2−ジオールである。
成分E)は、例えばエーテル基のない92〜134の分子
量を有する三価の飽和アルコールに対して3〜6モルの
エチレンオキサイドを加える公知の方法で得られるエー
テル基を有し少なくとも1個の三価の飽和アルコールを
基とするトリオール成分である。エーテル基を有するト
リオール類は、好適にはグリセロール、トリメチロール
エタンまたはトリメチロールプロパンのエトキシ化生成
物であり、そのエトキシ化度(エトキシ化度=1モルの
トリオールに対して付加したエチレンオキサイドの平均
分子数)が3〜6であるエトキシ化生成物である。1モ
ルのトリメチロールプロパン[1,1,1−トリス−(ヒド
ロキシメチル)プロパン]への3〜4モルのエチレンオ
キサイド付加物が、成分E)として特に好適である。
上記方法は、アクリル酸ポリエステル類の製造に好適
な方法である。本方法は、二段階反応を基にしており、
第一段階で出発成分A)〜E)が、酸価(mgKOH/g固
体)が3未満に達するまで溶融縮合条件下に互いに反応
させる。第二段階では、水酸基を有するポリエステルを
アクリル酸でエステル化する。この第二段階では、反応
体は、反応体の重量を基準にして0.5〜3.0重量%のエス
テル化触媒(例えば硫酸またはp−トルエンスルホン
酸)そして重合抑制剤(例えばヒドロキノンモノメチル
エーテル、p−メトキシフエノールまたは2,4−ジ−第
三ブチルヒドロキノン)の存在下、混合物の沸騰温度で
加熱する。この反応は、大気酸素下不活性溶媒(例えば
シクロヘキサン、イソオクタンまたはトルエン)中、反
応水が流出しなくなるまで行なわれる。反応水は同時に
共沸蒸留によつて除去する。一般に、第二段階の反応
は、約70〜130℃、好適には約100〜120℃、の温度で行
なう。反応後、使用した溶媒を、好適には減圧下、蒸留
で除去する。結果として得られる生成物には、より低い
酸価を得る為の追加処理、例えばDE−OS 3 514402に従
うカルボジイミド類またはDE−OS3 316 593に従うエポ
キシ類との反応、を任意に行なってもよい。
本発明に従うアクリル酸ポリエステル類を塗料用結合
剤として用いる場合、本発明に従う生成物は比較的低い
粘度を有している為、共重合可能なモノマー類(反応希
釈剤類)の添加なしおよび溶剤類の添加なしで使用され
得る。
しかしながら、共重合可能なモノマー類を添加しても
構わない。本発明に従うアクリル酸ポリエステル類との
混合に適する適当な共重合可能なモノマー類には、アク
リル酸もしくはメタアクリル酸のC1-4アルキルエステル
類およびスチレンが含まれ、これらは、本発明に従うポ
リエステルと反応希釈剤の総重量を基準にして0〜約70
重量%の量で、反応希釈剤として用いてもよい。
本発明に従う反応生成物類は、酢酸ブチル、シクロヘ
キサン、アセトンおよびトルエンのような不活性溶剤と
任意に混合されていてもよい。この不活性溶剤類は、本
発明に従うアクリル酸ポリエステル類および添加する溶
剤類の混合物を基準にして0〜約70重量%の量で加えて
もよい。添加するモノマー類および溶剤類の混合物は示
される重量比で使用される。
本発明に従う生成物を用いて製造される塗料類は、充
填剤類、顔料類、染料類、チクソトロピー剤類、均染剤
類、つや消し剤類および流量制御剤類のような塗料技術
で知られた助剤類および添加剤類を含有していてもよ
い。
この塗料は塗工機の備わっている通常のペイントライ
ン上の塗布に特に適している。これらはまた、ロールに
よる被覆または噴霧による塗布を行なってもよい。好ま
しい基質には、木および木の混合物、紙、コルクおよび
プラスチックが含まれる。
該塗料類は、イオン化放射、例えば高エネルギー電子
ビームまたは光開始剤の存在下でのUV照射、によつて硬
化される。必要ならば塗布する前に塗料中に組み入れら
れる適切な光開始剤には、放射硬化の為の公知のいかな
る化合物、例えばベンゾフエノンおよび芳香族系ケトン
化合物類、が含まれる。好適な光開始剤には、例えばDE
−OS1 769 168、1 769 853、1 769 854、1 807 297、1
807 301、1 919 678およびDE−AS 1 694 143に記載され
ているベンゾインおよびそれらの誘導体類;ベンジルジ
メチルケタール類のようなベンジルケタール類、および
2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フエニルプロパン−
1−オンのようなヒドロキシアルキルフエノン類が含ま
れる。
下記の実施例および比較実施例において、部および%
は特に指示されていない限り重量である。
表1および2に要約してある本発明に従う実施例1〜
3および比較実施例4〜8においては、第1反応段階
で、出発成分A)、B)、C)、D)およびE)が最
初、酸価が3未満に達するまで他の添加剤なしで窒素下
200〜250℃で加熱される。
上記方法の第2段階は、成分A)〜F)の総重量を基
準にしたパーセントで、トルエン溶液70%中、触媒とし
てのp−トルエンスルホン酸1.5%および抑制剤として
の3,4−ジ−第三ブチルヒドロキノン0.1%の存在下で行
なわれる。成分F)、触媒、抑制剤およびトルエンを加
えた後、この混合物を空気を通しながら100〜120℃に加
熱し、生成する水を水が流出しなくなるまで絶え間なく
共沸蒸留で除去した。冷却後、減圧下50〜90℃で溶媒を
蒸留で除去した。
正確に選択した種類および量の出発原料の効果を示す
ために、下記の変換を行なって実施例2を繰り返した: テレフタール酸の代わりにフタル酸を含むところの比
較実施例4; アジピン酸の代わりにフタル酸を含む比較実施例5; エトキシ化トリメチロールプロパンの代わりにプロポ
キシル化トリメチロールプロパンを含むところの比較実
施例6; 必要とされる量以下のテレフタル酸を含む比較実施例
7;および 必要とされる量以上のテレフタル酸を含む比較実施例
8である。
出発原料は表1に載せ、得られるポリエステル類の特
性は表2に記述した。
使用実施例1〜3(本発明に従う)および比較実施例4
〜8 比較実施例5〜8は過度の粘性を有しており、従つて
使用しなかつた。
5%の1−フエニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプ
ロパン−1−オンを残りの実施例の生成物に加えた。化
粧チツプボードに塗料フイルムを塗布(12μmの厚さ
に)した後、このボードを10cmの距離の頭上に取り付け
たHanoviaランプ(80w/cm)の下を通過させた。
表2に示される活性値は、引っかき抵抗を有する膜が
得られるコンベアベルトの速さを示すものである。
本発明は説明の目的で以上に詳細に記述したが、この
ような詳細な説明は全くその目的の為であり、特許請求
の範囲で限定される本発明の精神および範囲を逸脱しな
い限り、この技術を収得する人によつて成し得る範囲内
の変更は行なうことができると理解すべきである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1もしくはそれ以上のアクリロイル基を有
    し、23℃の粘度が2000〜20000mPa.sであり、0〜25の酸
    価を有し、そして I)A) テレフタル酸20〜70モル%、 B) アジピン酸30〜80モル%、および C) テレフタル酸もしくはアジピン酸以外の100〜202
    の分子量を有する少なくとも1種の芳香族系、飽和脂肪
    族系または飽和脂環式ジカルボン酸、もしくはこのカル
    ボン酸の無水物0〜30モル%、 から成るジカルボン酸成分、 II)D) 少なくとも1個の二価の飽和C2-6アルコール
    0.4〜1.5モル、および E) エーテル基を有し、92〜134の分子量を有する三
    価の飽和アルコール1モルに対してエチレンオキサイド
    3〜6モルを加えることによつて得られる、エーテル基
    を有し、少なくとも1個の三価の飽和アルコール0.4〜
    1.1モル、 からなるポリオール成分、上記ジカルボン酸成分1モル
    に対して、少なくとも1.5モル、そして III) 上記ジカルボン酸成分1モルに対して F) 1.0〜2.0モルのアクリル酸 からなる不飽和酸成分、 [ここで成分D)およびE)の水酸基当量の合計は成分
    A)、B)、C)、およびF)のカルボキシル基当量の
    合計と同等かそれ以上である] のエステル化生成物を基とするポリエステル。
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