JPH0249080A - Oh―基含有共重合体を含む被覆剤 - Google Patents

Oh―基含有共重合体を含む被覆剤

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JPH0249080A
JPH0249080A JP1132951A JP13295189A JPH0249080A JP H0249080 A JPH0249080 A JP H0249080A JP 1132951 A JP1132951 A JP 1132951A JP 13295189 A JP13295189 A JP 13295189A JP H0249080 A JPH0249080 A JP H0249080A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、OH−基含有共重合体を被覆剤の製造に用い
る方法に関する。
溶液状態でラジカル重合することによって外的に架橋可
能な水酸基含有共重合体の製造は公知である。しかしな
がらこの方法は、溶剤の少ないまたは溶剤不含の低粘度
共重合体の製造に一般的にあまり適L7ていない。何故
ならば、この方法では、重合を実施する為に高圧を必要
とするか、重合の終了後に減圧蒸留によって除がなけれ
ばならない高沸騰性溶剤中で重合を実施しなければなら
ないか、重合体の性質を著しい量で使用された重合調整
剤および一開始剤の残留分によって害されるかあるいは
用いた重合調整剤が悪臭を放つかまたは有害であるがら
である。
他方、塊状重合も公知である。塊状重合の大きな長所は
、反応系に単量体、重合体および開始剤しか存在してお
らずそしてそれ故に溶剤不含の純粋な生成物が得られる
ことである。しがしながら実地に於てはかかる重合の実
例は、稀れである。何故ならば短い反応時間に非常に多
量の熱を放出することによって非常に大きな困難が生ず
るからである。この困難を回避する為に、公知の方法の
場合、重合を低い転化率のもとで終了しそして残留単量
体を留去するかあるいは二段階で重合している。最初の
段階に平均的転化率まで重合し、次で第二段階で重合を
適当な装置中で薄い層状態で完結させる。しかしながら
この方法は比較的に煩雑である。
ドイツ特許出願公開第2.840.251号明細書には
、ラジカル的に開始した塊状重合体の製造方法が開示さ
れている。しかしこの方法はアクリル系単量体と不飽和
単量体との共重合体、殊にフマル酸−およびマレイン酸
ジエステルより成る共重合体に限定されている。この場
合、殊に、単一重合体とした時に一40℃またはそれ以
下のガラス転移温度を示す如きアクリル系単量体が用い
られている。開示された共重合体は潤滑剤、湿潤剤また
はレベ・リング剤としてまたは軟化剤としてのみ適して
しる。
ドイツ特許出側公開第2,703,311号明細書には
、 (1)アクリル−および/またはメタクリル酸−ヒドロ
キシアルキルエステル、 (2)スチレンまたはその誘導体、 (3)アクリル−および/またはメタクリル酸−アルキ
ルエステル、 (4)オレフィン系不飽和モノ−または−ジーカルボン
酸、例えばアクリル−またはメタアクリル酸またはマレ
イン酸半エステルおよび(5)三価アルコールのモノア
リル−エーテルを塊状重合することによってアクリル樹
脂を製造することが開示されている。
この場合、(5)の所に記した成分は共重合の為の主要
な構成要素である。何故ならば、この方法の場合、塊状
での共重合は成分(1)〜(4)のみでは実施できない
からである。しかしながらこの刊行物の明細書から判る
様に、この方法は、目的生成物中に於て害的に作用する
未反応単量体が残つたままに成るという欠点を有する。
この残留成分は、用いた単量体(5)に関して約5〜6
4重量%となることができる。
ドイツ特許出願公開第2.422.043号明細書には
、 (A)ビニル−またはビニリデン−クロライドまたはモ
ノカルボン酸ビニルエステル、 (B)ヒニル系芳香族化合物、 (C)場合によっては1価−または2価アルコールのア
クリル酸エステルおよび他の共重合性単量体 の塊状共重合が開示されている。
ドイツ特許出願公告第2,626.990号明細書には
、特別な相互重量割合にあるスチレン、メチルメタクリ
レート、ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル酸
および、モノ−および/またはジアルキルアルカン−モ
ノカルボン酸のグリシジルエステルより成るOH基含有
共重合体の製法が開示されている。この場合、重合開始
剤および場合によっては連鎖停止剤の存在下での有機溶
剤中での重合が適しており、この場合少なくとも30重
量%の溶剤が使用され、その結果61〜70重景%の固
形分含有量の生成物が生ずる。
この場合にも溶剤および重合開始剤あるいは分子量調整
剤の大部分を生成物から除かなければならない。何故な
らば、そうしないと生成物の性質に不利な影響を受ける
からである。更にこの方法は低粘度の共重合体を製造す
るのに適していない。
しかしながらこの重合は、98%以上の収率を得る為に
は150〜180°Cの比較的に狭い温度範囲内でしか
実施できない、上記刊行物の実施例に示されている様に
、この方法によったのでは比較的高分子量の生成物しか
得られない。更に、成分(A)は、9個以上のC−原子
を有するモノ−カルボン酸のエステルを用いた場合にの
み常圧のもとて共重合することができる。
それ故に、溶剤不合で低粘度の純粋生成物をもたらしそ
して広い温度範囲に於て実施される塊状共重合方法が望
まれていた。
本発明者は、 (A)第3−または第4−α−C−原子を有する脂肪族
飽和モノ−カルボン酸の、12〜14個のC−原子含有
グリシジルエステル10〜30重量%および(B)少な
くとも2種類の不飽和共重合性単量体(但し、その内の
少なくとも1種類は少なくとも1個のCOOH基を有し
ている)90〜70重量%をラジカル的に反応させるこ
とによって低粘度のOH−基含有共重合体を製造するに
当って、成分(A)を反応域に最初に導入しそして14
0〜2゜O゛Cのもとで、少なくとも95χ、殊に少な
くとも98χの転化率が達成されるまで、成分(B)お
よびラジカル開始剤と塊状重合形態で反応させ、その際
成分(B)はCOOH基含有の単量体を少なくとも3.
3重量%含有していることを特徴とする、上記方法を見
出し、この方法が上述の課題を解決することが判った。
そしてこの方法によって製造された共重合体が優れた被
覆剤となることから、本発明の対象は上記共重合体を被
覆剤の製造に用いる方法に関する。
“塊状重合”なる概念は、一般に溶剤不合で実施する重
合を意味している。しかしながら多くの場合、僅かな割
合で溶剤が存在することも(即ち、出発全成分当り5重
量%まで、殊に3重量%まで存在することも)可能であ
る。しかしながら、溶剤なしに行なうのが好ましい。
適する溶剤は、例えば140〜185℃の沸点を有する
高沸点の脂肪族−および/または芳香族溶剤、例えば1
60〜180℃の沸点を有する鉱油、キシレン、トルエ
ン、エステル(例えばブチルアセテート、エチレングリ
コールアセテートモノエチル−−メチル−または−ブチ
ル−エーテル)、アルコール類またはこれらの類似物で
ある。
本発明で用いる重合体の製造方法は、OH基含有のアク
リレート共重合体を溶剤なしに簡単に製′造することを
許容し、その際に高純度で所望の低粘度の一要するに低
分子量の一生成物を得ることを許容する。
成分(A)を最初に仕込むことによって、重合すべき単
量体CB)の為の最初の溶解の効果だけでなく、同時に
反応熱の良好で且つ迅速な搬出そして反応過程に於ては
、未反応の妨害成分が最終生成物中にもはや存在しない
程完全な共重合体生成物中へのグリシジルエステルの組
入合体が達成される。
本発明に従う反応の長所は、調節剤なしに実施されるこ
とそしてそれ故に生成物が有害で且つ悪臭のある成分を
含んでいないことである。
本発明で用いる方法の別の長所は、プロセスが単純化さ
れている為に、溶液重合にも適しているいかなる反応器
でも実施することができることである。この場合、発生
する重合熱は完璧にコントロールされる。この重合方法
の特別な長所は現存する反応装置を用いての良好な共重
合体収率にある。
本発明で使用する共重合体は特に低い溶液粘度に特徴が
ある。一般にこのものは、30〜2.0001殊に70
〜700tsPa、s (50%キシレン溶液/20℃
)の範囲内にある。この粘度は2成分系被覆組成物に使
用するのに適しており、特にいわゆる“ハイ・ソリッド
”−系(要するに、高固形分合有量の溶剤不合混合物)
の為に良好に適している。
本発明で用いる共重合体の製造において、重合開始剤と
しては通例のラジカル形成化合物が適している。かかる
ものには、例えばアゾイソ酪酸ニトリルの如き脂肪族ア
ゾ化合物、ジ−ベンゾイルペルオキシドの如きジアシル
ペルオキシド、ジー第3−ブチルペルオキシドの如きジ
アルキル−ペルオキシドまたは第3−ブチル−ヒドロペ
ルオキシドの如きアルキルヒドロペルオキシドがある。
開始剤の割合は、出発成分の全重量に対して、例えば0
.5〜2.5重量%、殊に1.9重量%まであってもよ
い。
成分(B)は、オレフィン系不飽和単量体、特に酸性ア
クリル単量体類、とビニル芳香族炭化水素□例えばスチ
レン、アルキル−スチレン(例えばα−メチルスチレン
)、α−クロル−スチレン、種々のビニル−トルエンの
単独または相互の混合物□との混合物より成るのが合目
的である。適する酸性アクリル単量体には、例えばアク
リル酸および/またはメタクリル酸および/またはマレ
ンイ酸半エステル、マレイン酸がある。COOH基不含
の単量体には、例えば1〜8個のC−原子を有する一価
アルコールのアクリル−および/またはメタクリル酸エ
ステルおよびヒドロキシアルキル基中に2〜4個のC−
原子を有するこれら酸のヒドロキシアルキル−エステル
、更にはアクリル−ニトリルがある。適するアクリル−
エステルには、例えばアクリル−あるいはメタクリル酸
のメチル−、エチル−1第3−ブチル−12−エチルヘ
キシル、ヒドロキシエチル−およびヒドロキシ−プロピ
ル−エステルがある。
出発単量体混合物に於て、成分(B)は(a)3.3〜
20重量%、殊に3.3〜15重量%のα、β−不飽和
モノーカルボン酸、殊にアクリル−またはメタクリル酸
またはそれらの混合物、 (b)0〜43重量%、殊に17〜43重量%の、ヒド
ロキシ−アルキル基中に2〜4個のC−原子を有するア
クリル酸−またはメタ−アクリル酸−ヒドロキシアルキ
ルエステルまたはこれらの混合物、 (c)0〜57重量%、殊に5〜29重量%の、1〜8
個のC−原子を有する1価アルコールのアクリル酸−ま
たはメタクリル酸エステルまたはこれらの混合物、 (d)0〜72重量%、殊に22〜50重量%の少なく
とも1種類のビニル芳香族化合物 より成る混合物で組成されているのが合目的である(但
し、成分(B)の合計は常に100でありそして上記エ
ステルの合計は合目的には75重量%より多くない)。
重合反応の間に、酸性アクリル単量体と予め準備された
グリシジル−エステルとから、本発明に従って得られる
共重合体中に一般に13.3〜50重量%、殊に13.
3〜45重景%重量合で存在している反応生成物が形成
される。
得られる共重合体は、そのま−でもまたは溶液の状態で
も被覆剤を製造する為の結合剤として適している。この
共重合体は、適当な架橋剤の存在下に冷間で硬化し得る
しまたは高温のもとでも硬化し得る。得られる生成物に
とって適する溶剤は芳香族炭化水素、例えばベンゼン、
アルキル−ベンゼン(例えば、キシレン、トルエン)、
モノカルボン酸エステル(例えば、エチルアセテート、
ブチルアセテート、エチレングリコール−モノエチルエ
ーテル−アセテート、相応するメチルエーテル−アセテ
ート)またはこれらの類似物がある。
共重合体を架橋下に、特に室温で、硬化させる為には、
ポリイソシアネートが特に有利に適している。架橋は、
有機錫化合物、例えばジブチル錫−ジラウレート、ジブ
チル−錫ジアセテート、ジブチルーオクソ錫および場合
によっては第3−アミン類、例えばジエチルエタノール
アミンの添加によって接触的に行なうことができる。高
温のもとでの硬化の為には、追加的にマスクされたポリ
イソシアネート、ポリカルボン酸あるいはその酸無水物
が適している。
適するイソシアネートは、脂肪族−1脂環族−または芳
香族ポリイソシアネート、例えばヘキサメチレン−ジイ
ソシアネート、インホロンジイソシアネートまたはトル
イレン−2,4−ジイソシアネートまたはこれらの混合
物である。
殊に、ウレタン基および/またはビユレット基を含有す
るポリイソシアネートを用いるのが好ましい。例えば、
ジイソシアネート、例えば2.4−および2.6−)ル
イレンージイソシアネート、ヘキサメチレン−ジイソシ
アネート−1,6、ジフェニルメタン−4,4′−ジイ
ソシアネートおよび/または3−イソシアネートメチル
−3,5−)リメチルシクロヘキシルイソシアネートか
ら形成されるものである。
3モルのへキサメチレン−ジイソシアネートと1モルの
水とから得られるビユレット基含有ポリイソシアネート
が特に有利である。
更に適する架橋剤には、酸、例えばP−)ルエンースル
ホン酸の存在下に硬化するアミノブラスト樹脂またはフ
ェノール樹脂がある。加熱硬化は、常法で120〜20
0°Cの温度のもとて例えば10〜30分間で行なうこ
とができる。
製造された共重合体は、ポリカルボン酸無水物と組合せ
て粉末塗料を製造するのに非常に適している。このもの
は、ポリカルボン酸無水物との反応の為におよびそうし
て得られた生成物を種々の合成樹脂、特にエポキシド樹
脂、の為の硬化剤として後使用する為に用いられる。
製造された共重合体を、ポリエポキシドを硬化する為に
特別なポリカルボン酸部分エステルまたはポリカルボン
酸あるいはその酸無水物またはエステル−無水物の単位
、例えば下記の式%式% の酸無水物またはこれらの類似物と一緒に用いるのが特
に有利である: (III) 但し、上記式中の各記号は以下を意味する:R,R’お
よびR”は互に同じでも異なって61でもよく、場合に
よっては2個までのオレフィン系二重結合を有している
かあるいは3個までのエーテル橋によって中断されてい
る全部で1〜12個、殊に2〜6個のC−原子を有する
2〜6価、殊に2価の直鎖状または分岐状炭化水素残基
であり、 R1は、フェニル、ナフチル、フエナンドリルおよびア
ミノナフチルの群の芳香族基、ヘテロ環状テトラヒドロ
フリル残基であり、Xは2〜6の整数、 yは2〜6の整数、 2およびUは0または1〜5の整数そしてtは1〜5の
整数を意味し、 但し、こ−で線状とのみ表現される一要するにR,R’
およびR”が2価の残基である一上記式に於てRoおよ
びRoの場合だけでなく基Rの場合にも分岐が存在して
いてもよい。この種の分岐したポリカルボン酸は一つの
式で直接的に表現できない、2よりも大きいR,R’お
よびR”の原子価によって化合物(I)〜(1)が分岐
している場合には、種々の分岐中に於いて指数X。
2およびUは互に同一でもまたは異なってもよい。
特に有利なポリカルボン酸単位は、例えば少なくとも4
価のカルボン酸から誘導されるポリ−酸無水物であり、
本発明に従って製造された生成物と反応し得るものであ
る。この系はその高い反応性の為に特に冷間硬化に有利
である。
以下の実施例中、部は重量部でありそして%は重量%で
ある。
共重立生夏製盈貫 攪拌手段、不活性ガス導入管、加熱−および冷却系およ
び供給装置を備えている反応器中にα、α−ジアルキル
アルカンーモノカルボン酸(C9〜II)のグリシジル
エステルを導入しそして不活性ガス雰囲気下に所望の温
度に加熱する。
次で7時間の間に単量体混合物を開始剤と一緒に徐々に
配置供給する。続いて、少なくとも98%の転化率が達
成されるまで重合を続ける。
各成分の重量部、反応条件および生成物の性質は次の表
から明らかである。
グリシジルエステル  20,4 12.9 19.4
 9.4アクリル酸      6.1 4.1 6.
8 3.0スチレン 38.2 46.7 32,5 35.0酸価 ヒドロキシル価 固体樹脂B−Dから、2部のキシレンと1部のエチレン
グリコール−モノエチルエーテルアセテートとより成る
溶剤混合物にて60%溶液を製造する。これらの溶液に
て、以下の処方に相応して塗料を造る。
CD 共重合体溶液 ?1.16 75.62 73.85 ジエチルエタノールアミ ン 0.40  0,40  0.40 重合体溶液を、キシレン、芳香族炭化水素混合物(沸点
165〜175°CLブチルアセテート、エチレングリ
コール−モノエチルエーテルアセテートより成る溶剤混
合物(重量割合 40:25:20:15)にて50秒
の粘度 (DIN 53211/20°C)に調整しそ
して次にガラス製板および鋼製薄板上に100−のウェ
ット塗膜厚さで塗布する。
この塗膜を室温のもとて空気乾燥する。
塗料肢血煎跋駄 指触乾燥時間は、塗布した面上に手の端を置くごとによ
っ□て測定する。
ダスト・フリー乾燥を測定する為に、0.1〜0.4m
mの直径を有する反射ビーズを51の巾に亘って塗膜上
にピペットによって塗布する。次いで、塗料で被覆され
たガラス板を傾斜させて置きそして叩く。全部のビーズ
が落下した時に、塗膜はダスト・フリー乾燥したわけで
ある。これらの試験で以下の結果が得られた。
CD ダスト・フリー乾燥(分)  15  17  17指
触乾燥(分 )      130  92  172
実施例Aに従う生成物にて、 同じ様に良好な 性質を有する塗料が得られる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(A)第3−または第4−α−C−原子を有する
    脂肪族飽和モノ−カルボン酸の、12〜14個のC−原
    子含有グリシジルエステル10〜30重量%および (B)少なくとも2種類の不飽和共重合性単量体(但し
    、その内の少なくとも1種類は少なくとも1個のCOO
    H基を有している)90〜70重量をラジカル的に反応
    させることによって低粘度のOH−基含有共重合体を製
    造するに当って、成分(A)を反応域に最初に導入しそ
    して140〜200℃のもとで、少なくとも95%の転
    化率が達成されるまで、成分(B)およびラジカル開始
    剤と塊状重合させ、その際成分(B)はCOOH基含有
    の単量体を少なくとも3.3重量%含有していることを
    特徴とする、上記方法によって製造された上記OH−基
    含有共重合体を被覆剤の製造に用いる方法。
  2. (2)ポリイソシアネート単独との混合状態または有機
    錫化合物および場合によっては第3−アミンとポリイソ
    シアネートと一緒にして混合した状態で用いる特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)熱硬化性被覆剤を製造する為に、OH基含有共重
    合体を、場合によってはマスクされたポリイソシアネー
    ト、ポリカルボン酸および/またはその酸無水物、アミ
    ン樹脂またはフェノール樹脂のそれぞれ単独または相互
    の混合物から選んだ硬化剤と一緒に用いる、特許請求の
    範囲第1または第2項記載の方法。
  4. (4)OH−基含有共重合体を、ポリエポキシド化合物
    を硬化させる為にポリカルボン酸無水物との反応生成物
    の形で使用する特許請求の範囲第1〜3項のいずれか一
    つに記載の方法。
JP1132951A 1979-10-19 1989-05-29 Oh―基含有共重合体を含む被覆剤 Granted JPH0249080A (ja)

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