JPH0370763A - 酸官能性のアクリルシラノール重合体をベースにした水性組成物 - Google Patents
酸官能性のアクリルシラノール重合体をベースにした水性組成物Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D143/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D143/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F230/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
- C08F230/04—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal
- C08F230/08—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon
- C08F230/085—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon the monomer being a polymerisable silane, e.g. (meth)acryloyloxy trialkoxy silanes or vinyl trialkoxysilanes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、酸官能性および加水分解可能なシリル基を有
する溶液重合したビニルタイプの重合体を含有する水性
分散体または溶液に関し、さらに詳細には、低温で硬化
し得、そして良好な保存安定性を有する、そのような組
成物に関する。
する溶液重合したビニルタイプの重合体を含有する水性
分散体または溶液に関し、さらに詳細には、低温で硬化
し得、そして良好な保存安定性を有する、そのような組
成物に関する。
特に塗装工業では、低い硬化温度を有する組成物く好ま
しくは、室温で硬化する組成物を提供することが、継続
して必要とされている。全く低い濃度の揮発性有機成分
を含有する組成物を提供することも継続的に求められて
いる。さらに、硬化のための有機インシアネートに依存
しない組成物を提供することが望ましい。
しくは、室温で硬化する組成物を提供することが、継続
して必要とされている。全く低い濃度の揮発性有機成分
を含有する組成物を提供することも継続的に求められて
いる。さらに、硬化のための有機インシアネートに依存
しない組成物を提供することが望ましい。
しかしながら、これらの試みを満たすような従来のアプ
ローチは、一般に、望ましい塗装組成物特性(例えば、
主要なフィルム形成樹脂の分子量、組成物の塗布粘度、
低い硬化温度、塗装組成物の安定性)、および硬化フィ
ルムの望ましい特性(例えば、溶媒耐性、光沢、硬度、
耐水性、可とう性なと)について、不利な妥協を含んで
いる。
ローチは、一般に、望ましい塗装組成物特性(例えば、
主要なフィルム形成樹脂の分子量、組成物の塗布粘度、
低い硬化温度、塗装組成物の安定性)、および硬化フィ
ルムの望ましい特性(例えば、溶媒耐性、光沢、硬度、
耐水性、可とう性なと)について、不利な妥協を含んで
いる。
本発明の目的は、これらの試みを満たすことにある。本
発明の他の目的は、以下の記載により、本明細書を読む
者に明らかとなる。
発明の他の目的は、以下の記載により、本明細書を読む
者に明らかとなる。
(発明の要旨)
本発明は、加水分解可能なシリル基を有するビニルタイ
プの重合体生成物を含有する水性組成物を提供する。こ
の水性組成物は、驚くべき特性の組合せを有し、特に、
このような組成物が比較的高い固形分を有するときの高
温(例えば、120” F)での安定性と、水の蒸発に
よる比較的低温での硬化性能との組合せを有する。本発
明の水性組成物は、硬化の際に水感受性でないフィルム
を提供し得る硬化組成物中に、用いられ得る。
プの重合体生成物を含有する水性組成物を提供する。こ
の水性組成物は、驚くべき特性の組合せを有し、特に、
このような組成物が比較的高い固形分を有するときの高
温(例えば、120” F)での安定性と、水の蒸発に
よる比較的低温での硬化性能との組合せを有する。本発
明の水性組成物は、硬化の際に水感受性でないフィルム
を提供し得る硬化組成物中に、用いられ得る。
さらに詳細には、本発明は、溶液重合したビニルタイプ
の重合体を含有する、コロイド状シリカを含まない安定
な水性分散体または溶液に関し、該重合体は、5〜16
0の酸価を与えるのに充分な酸官能性を有し、かつ該ビ
ニルタイプの重合体の全重量を基準にして、0.40重
量%〜6.0重量%の範囲のSi含量を得るのに充分な
量の加水分解可能なシリル基を有する。このビニルタイ
プの重合体は、少なくとも25重量%の該重合体の水性
分散体または溶液でなる組成物が、閉じた容器内にて、
48.9℃の温度で少なくとも24時間安定な状態で存
在することにより、特徴づけられる。ここで用いられる
、「安定な」という用語は、得られた組成物が、保存期
間の最終段階でも、依然として流動性である(すなわち
、ゲル化していない)ことを意味する。
の重合体を含有する、コロイド状シリカを含まない安定
な水性分散体または溶液に関し、該重合体は、5〜16
0の酸価を与えるのに充分な酸官能性を有し、かつ該ビ
ニルタイプの重合体の全重量を基準にして、0.40重
量%〜6.0重量%の範囲のSi含量を得るのに充分な
量の加水分解可能なシリル基を有する。このビニルタイ
プの重合体は、少なくとも25重量%の該重合体の水性
分散体または溶液でなる組成物が、閉じた容器内にて、
48.9℃の温度で少なくとも24時間安定な状態で存
在することにより、特徴づけられる。ここで用いられる
、「安定な」という用語は、得られた組成物が、保存期
間の最終段階でも、依然として流動性である(すなわち
、ゲル化していない)ことを意味する。
本発明はまた、25重量%またはそれより高い総有機樹
脂固形分含量を有する、コロイド状シリカを含まない安
定な水性塗装組成物を提供し、この総有機樹脂固形分含
量の少なくとも50重量%は、上記の溶液重合したビニ
ルタイプの重合体からなる。
脂固形分含量を有する、コロイド状シリカを含まない安
定な水性塗装組成物を提供し、この総有機樹脂固形分含
量の少なくとも50重量%は、上記の溶液重合したビニ
ルタイプの重合体からなる。
(発明の構成)
本発明の水性分散体または溶液は、溶液重合したビニル
タイプの重合体を含有する。このビニルタイプの重合体
は、5〜160の酸価、好ましくは、IO〜120の酸
価を与えるのに充分な酸官能基を有する。上記酸官能基
により、酸基を適当な塩基で少なくとも一部中和すると
、このビニルタイプの重合体が、水に溶解するか分散で
きるようになる。
タイプの重合体を含有する。このビニルタイプの重合体
は、5〜160の酸価、好ましくは、IO〜120の酸
価を与えるのに充分な酸官能基を有する。上記酸官能基
により、酸基を適当な塩基で少なくとも一部中和すると
、このビニルタイプの重合体が、水に溶解するか分散で
きるようになる。
このビニルタイプの重合体はまた、この重合体の全重量
を基準にして、0.40重量%〜6.0重量%(好まし
くは、0.50重量%〜3.0重量%〉の範囲のシリコ
ン(すなわち、Si)含量を得るのに充分な量の加水分
解可能なシリル基をも有する。典型的には、ビニルタイ
プの重合体上の加水分解可能なシリル基のSi原子は、
この重合体の骨格から少なくとも2個の原子だけ離れて
いる。さらに、本発明の水性分散体または溶液用のビニ
ルタイプの重合体は、10またはそれより小さいヒドロ
キシル価を有する。
を基準にして、0.40重量%〜6.0重量%(好まし
くは、0.50重量%〜3.0重量%〉の範囲のシリコ
ン(すなわち、Si)含量を得るのに充分な量の加水分
解可能なシリル基をも有する。典型的には、ビニルタイ
プの重合体上の加水分解可能なシリル基のSi原子は、
この重合体の骨格から少なくとも2個の原子だけ離れて
いる。さらに、本発明の水性分散体または溶液用のビニ
ルタイプの重合体は、10またはそれより小さいヒドロ
キシル価を有する。
ビニルタイプの重合体の分子量は特に決められてはいな
いが、この溶液重合したビニルタイプの重合体は、水に
分散(または溶解)する前には、典型的には、ポリスチ
レン標準品を用いたゲルパーミェーションクロマトグラ
フィーにより決定される12.000またはそれより小
さい数平均分子量、好ましい実施態様では、10. G
ooまたはそれより小さい数平均分子量を有する。
いが、この溶液重合したビニルタイプの重合体は、水に
分散(または溶解)する前には、典型的には、ポリスチ
レン標準品を用いたゲルパーミェーションクロマトグラ
フィーにより決定される12.000またはそれより小
さい数平均分子量、好ましい実施態様では、10. G
ooまたはそれより小さい数平均分子量を有する。
本発明の水性分散体または溶液用に適当なビニルタイプ
の重合体の重要な補足的特性は、少なくとも25重量%
の該重合体の水性分散体または溶液でなる組成物が、閉
じた容器内にて、48.9℃の温度で少なくとも24時
間安定な状態で存在することである。さらに、本発明の
水性分散体または溶液は、コロイド状シリカを含まない
。すなわち、それは、約4〜約10Oナノメーターの粒
子サイズの分散したSiO□を実質的に含有しない。一
般に、本発明の水性分散体または溶液は、このビニルタ
イプの重合体の固形分100重量部あたり、このような
分散したコロイド状シリカの固形分を、1011ij!
部より少ない量で含有する。本発明の好ましい水性分散
体または溶液は、48.9℃の温度で、少なくとも1週
間安定な状態で存在する。
の重合体の重要な補足的特性は、少なくとも25重量%
の該重合体の水性分散体または溶液でなる組成物が、閉
じた容器内にて、48.9℃の温度で少なくとも24時
間安定な状態で存在することである。さらに、本発明の
水性分散体または溶液は、コロイド状シリカを含まない
。すなわち、それは、約4〜約10Oナノメーターの粒
子サイズの分散したSiO□を実質的に含有しない。一
般に、本発明の水性分散体または溶液は、このビニルタ
イプの重合体の固形分100重量部あたり、このような
分散したコロイド状シリカの固形分を、1011ij!
部より少ない量で含有する。本発明の好ましい水性分散
体または溶液は、48.9℃の温度で、少なくとも1週
間安定な状態で存在する。
これまで、加水分解可能なシリル基を含有する重合体は
、水中では、たとえあったとしても、非常に限られた安
定性しか有しないと思われ、これは、このような加水分
解可能なシリル基が、水分の存在下にて、加水分解し縮
合してシロキサン架橋を形成する傾向があるためである
と考えられている。さらに、安定性の問題は、加水分解
可能なシリル基を含有する重合体の水中での固形分濃度
が増すにつれて、ますます困難となる。それにもかかわ
らず、驚くべきことに、本発明の水性組成物は、加水分
解可能なシリル基を含有する重合体の濃度が比較的高い
状態であっても、加速試験の目的で高温にしたときでさ
え、充分に安定な状態で存在し、塗装用途に対し、効果
的に使用される。
、水中では、たとえあったとしても、非常に限られた安
定性しか有しないと思われ、これは、このような加水分
解可能なシリル基が、水分の存在下にて、加水分解し縮
合してシロキサン架橋を形成する傾向があるためである
と考えられている。さらに、安定性の問題は、加水分解
可能なシリル基を含有する重合体の水中での固形分濃度
が増すにつれて、ますます困難となる。それにもかかわ
らず、驚くべきことに、本発明の水性組成物は、加水分
解可能なシリル基を含有する重合体の濃度が比較的高い
状態であっても、加速試験の目的で高温にしたときでさ
え、充分に安定な状態で存在し、塗装用途に対し、効果
的に使用される。
さらに、本発明の水性組成物に由来の湿潤フィルム(塗
装)は、驚くべきことに、組成物からの水の蒸発により
、低温(好ましくは、室温)で硬化する。典型的には、
重合体の0.1〜3.0ミリ当N/グラム(通常、0.
4〜1.0ミリ当量/グラム)の量の塩基性触媒を含有
する本発明の水性分散体または溶液の3ミル厚の湿潤フ
ィルムは、80℃より低い温度(好ましくは、60℃ま
たはそれより低い温度、さらに好ましくは、室温、すな
わち、25℃またはそれより低い温度)で、空気中にて
、溶媒耐性のあるフィルムに硬化する。
装)は、驚くべきことに、組成物からの水の蒸発により
、低温(好ましくは、室温)で硬化する。典型的には、
重合体の0.1〜3.0ミリ当N/グラム(通常、0.
4〜1.0ミリ当量/グラム)の量の塩基性触媒を含有
する本発明の水性分散体または溶液の3ミル厚の湿潤フ
ィルムは、80℃より低い温度(好ましくは、60℃ま
たはそれより低い温度、さらに好ましくは、室温、すな
わち、25℃またはそれより低い温度)で、空気中にて
、溶媒耐性のあるフィルムに硬化する。
本発明の水性溶液または分散体のための溶液重合したビ
ニルタイプの重合体の選択は、特に限定されないが、但
し、この重合体は、上で記述のように、上記の酸官能基
、加水分解可能なシリル基を含有し、そして水性媒体中
での安定性を有する。
ニルタイプの重合体の選択は、特に限定されないが、但
し、この重合体は、上で記述のように、上記の酸官能基
、加水分解可能なシリル基を含有し、そして水性媒体中
での安定性を有する。
本発明の水性組成物用の適当な溶液重合したビニルタイ
プの重合体を、さらに特定して例示するために、以下に
例が記述されている。この例では、この溶液重合したビ
ニルタイプの重合体は、少なくとも1個の加水分解可能
なシリル基を含むエチレン性不飽和のシランモノマー、
エチレン性不飽和の酸および/またはその無水物、およ
び少なくともlfiの他の共重合可能なビニルタイプの
モノマーを含有する成分の付加共重合により調製される
。
プの重合体を、さらに特定して例示するために、以下に
例が記述されている。この例では、この溶液重合したビ
ニルタイプの重合体は、少なくとも1個の加水分解可能
なシリル基を含むエチレン性不飽和のシランモノマー、
エチレン性不飽和の酸および/またはその無水物、およ
び少なくともlfiの他の共重合可能なビニルタイプの
モノマーを含有する成分の付加共重合により調製される
。
エチレン性不飽和のシランモノマーの例には、エチレン
性不飽和のアルコ牛ジシランおよびエチレン性不飽和の
アシルオキシシランが包含される。
性不飽和のアルコ牛ジシランおよびエチレン性不飽和の
アシルオキシシランが包含される。
これらのうち、さらに特定の例には、アクリラドアルコ
牛ジシラン(例えば、γ−アクリルオキシプロピルトリ
メトキシシランおよびγ−アクリルオキシプロピルトリ
エトキシシラン)およびメタクリラドアルコキシシラン
(例えば、γ−メタクリルオ手ジプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシ
ランおよびγ−メタクリルオキシプロピルトリス−(2
−メトキシエトキシ)シラン)が包含される。アシルオ
キシシランには、例えば、アクリラドアセトキシシラン
、メタクリラドアセトキシシラン、およびエチレン性不
飽和のアセトキシシラン(例えば、アクリラドプロピル
トリアセトキシシランおよびメタクリラドプロピルトリ
アセトキシシラン)が含まれる。上記エチレン性不飽和
のシランモノマーのうち、ビニル付加共重合してビニル
タイプの重合体生成物(この生成物では、ビニルタイプ
の重合体上の加水分解可能なシリル基のSi原子は、こ
の重合体の骨格から少なくとも2個の原子だけ離れてい
る)が生じるモノマーを使用するのが、好ましい。
牛ジシラン(例えば、γ−アクリルオキシプロピルトリ
メトキシシランおよびγ−アクリルオキシプロピルトリ
エトキシシラン)およびメタクリラドアルコキシシラン
(例えば、γ−メタクリルオ手ジプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシ
ランおよびγ−メタクリルオキシプロピルトリス−(2
−メトキシエトキシ)シラン)が包含される。アシルオ
キシシランには、例えば、アクリラドアセトキシシラン
、メタクリラドアセトキシシラン、およびエチレン性不
飽和のアセトキシシラン(例えば、アクリラドプロピル
トリアセトキシシランおよびメタクリラドプロピルトリ
アセトキシシラン)が含まれる。上記エチレン性不飽和
のシランモノマーのうち、ビニル付加共重合してビニル
タイプの重合体生成物(この生成物では、ビニルタイプ
の重合体上の加水分解可能なシリル基のSi原子は、こ
の重合体の骨格から少なくとも2個の原子だけ離れてい
る)が生じるモノマーを使用するのが、好ましい。
本発明の水性溶液または分散体用のビニルタイプの重合
体を調製するのに用いられ得るエチレン性不飽和の酸お
よび/またはその無水物の例には、以下が包含されるニ
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、
マレイン酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水
イタコン酸、エチレン性不飽和のスルホン酸および/ま
たはその無水物(例えば、メタクリル酸スルホエチル〉
、およびマレイン酸およびフマル酸の半エステル(例え
ば、1個のカルボキシル基がアルコールでエステル化さ
れているマレイン酸モノブチルおよびフマル酸モノエチ
ル)。エチレン性不飽和のカルボン酸および/またはそ
の無水物が、好ましい。
体を調製するのに用いられ得るエチレン性不飽和の酸お
よび/またはその無水物の例には、以下が包含されるニ
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、
マレイン酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水
イタコン酸、エチレン性不飽和のスルホン酸および/ま
たはその無水物(例えば、メタクリル酸スルホエチル〉
、およびマレイン酸およびフマル酸の半エステル(例え
ば、1個のカルボキシル基がアルコールでエステル化さ
れているマレイン酸モノブチルおよびフマル酸モノエチ
ル)。エチレン性不飽和のカルボン酸および/またはそ
の無水物が、好ましい。
上記エチレン性不飽和のシランモノマーおよびエチレン
性不飽和の酸および/またはその無水物とビニル付加共
重合して、本発明の水性溶液または分散体を調製するた
めのビニルタイプの重合体を形成し得る、他の共重合可
能なビニルタイプのモノマーの例には、以下が包含され
るニアクリル酸アルキル(例えば、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸プロ
ピル、アクリル酸2−エチルヘキシルおよびアクリル酸
インボルニル):メタクリル酸アルキル(例えば、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2
−エチルヘキシル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸
ラウリルおよびメタクリル酸インボルニル);アクリル
酸ヒドロ手シアル牛ルおよびメタクリル酸ヒドロキシア
ルキル(例えば、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリ
ル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシエチ
ルおよびメタクリル酸ヒドロキシプロピル);N−アル
コキシメチルアクリルアミドおよびメタクリルアミド(
例えば、N−ブトキシメチルアクリルアミド、N−ブト
キシメチルメタクリルアミド、N−エトキシメチルアク
リルアミドおよびN−エト牛ジメチルメタクリルアミド
);エポキシ官能性のエチレン性不飽和モノマー(例え
ば、メタクリル酸グリシジルおよびアクリル酸グリシジ
ル);不飽和ニトリル(例えば、アクリロニトリル、メ
タクリロニトリルおよびエタクリロニトリル)。上記ビ
ニルタイプのモノマーに加えて、用いられ得る他のエチ
レン性不飽和モノマー(ビニルモノマー)には、以下が
包含される:ビニル芳香族炭化水素(これは、必要に応
じて、例えば、ハロゲン原子で置換されている;例えば
、スチレン、α−メチルスチレン、α−クロロメチルス
チレンおよびビニルトルエン);およびビニル脂肪族炭
化水素(これは、必要に応じて、例えば、ハロゲン原子
で置換されている;酢酸ビニルおよび塩化ビニル)。
性不飽和の酸および/またはその無水物とビニル付加共
重合して、本発明の水性溶液または分散体を調製するた
めのビニルタイプの重合体を形成し得る、他の共重合可
能なビニルタイプのモノマーの例には、以下が包含され
るニアクリル酸アルキル(例えば、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸プロ
ピル、アクリル酸2−エチルヘキシルおよびアクリル酸
インボルニル):メタクリル酸アルキル(例えば、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2
−エチルヘキシル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸
ラウリルおよびメタクリル酸インボルニル);アクリル
酸ヒドロ手シアル牛ルおよびメタクリル酸ヒドロキシア
ルキル(例えば、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリ
ル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシエチ
ルおよびメタクリル酸ヒドロキシプロピル);N−アル
コキシメチルアクリルアミドおよびメタクリルアミド(
例えば、N−ブトキシメチルアクリルアミド、N−ブト
キシメチルメタクリルアミド、N−エトキシメチルアク
リルアミドおよびN−エト牛ジメチルメタクリルアミド
);エポキシ官能性のエチレン性不飽和モノマー(例え
ば、メタクリル酸グリシジルおよびアクリル酸グリシジ
ル);不飽和ニトリル(例えば、アクリロニトリル、メ
タクリロニトリルおよびエタクリロニトリル)。上記ビ
ニルタイプのモノマーに加えて、用いられ得る他のエチ
レン性不飽和モノマー(ビニルモノマー)には、以下が
包含される:ビニル芳香族炭化水素(これは、必要に応
じて、例えば、ハロゲン原子で置換されている;例えば
、スチレン、α−メチルスチレン、α−クロロメチルス
チレンおよびビニルトルエン);およびビニル脂肪族炭
化水素(これは、必要に応じて、例えば、ハロゲン原子
で置換されている;酢酸ビニルおよび塩化ビニル)。
このビニルタイプの重合体を調製するための成分として
は、望ましい場合には、ヒドロキシル官能性でエチレン
性不飽和のモノマー(例えば、上記のアクリル酸ヒドロ
キシアルキルおよびメタクリル酸ヒドロキシアルキル〉
が包含され得るものの、本発明の安定な水性溶液または
分散体は、このビニルタイプの重合体用のこれらヒドロ
キシル官能性モノマーを利用することなく調製され得、
典型的には、本発明の水性組成物用のビニルタイプの重
合体は、このようなヒドロキシル官能性のエチレン性不
飽和モノマーを実質的にまたは完全に含まない成分から
調製されることが見いだされている。例えば、このビニ
ルタイプの重合体は、典型的には、10またはそれより
小さいヒドロキシル価を有する。
は、望ましい場合には、ヒドロキシル官能性でエチレン
性不飽和のモノマー(例えば、上記のアクリル酸ヒドロ
キシアルキルおよびメタクリル酸ヒドロキシアルキル〉
が包含され得るものの、本発明の安定な水性溶液または
分散体は、このビニルタイプの重合体用のこれらヒドロ
キシル官能性モノマーを利用することなく調製され得、
典型的には、本発明の水性組成物用のビニルタイプの重
合体は、このようなヒドロキシル官能性のエチレン性不
飽和モノマーを実質的にまたは完全に含まない成分から
調製されることが見いだされている。例えば、このビニ
ルタイプの重合体は、典型的には、10またはそれより
小さいヒドロキシル価を有する。
この溶液重合したビニルタイプの重合体が、上記のよう
な成分の付加共重合から調製されるとき、典型的には、
5重量%〜13重量%のエチレン性不飽和の酸および/
またはその酸無水物、および12重量%〜87重量%の
他の共重合可能なビニルタイプのモノマーが使用される
(このパーセントは、このビニルタイプの重合体を調製
する際に、使用される共重合可能なモノマーの全重量を
基準にしている)。このエチレン性不飽和のシランモノ
マーの量は、典型的には、ビニルタイプの重合体の全重
量を基準にして、この重合体の0.40重量%〜6.0
重量%く好ましくは、0.50重量%〜3.0重1%)
の範囲のシリコン含量が得られるように選択される。
な成分の付加共重合から調製されるとき、典型的には、
5重量%〜13重量%のエチレン性不飽和の酸および/
またはその酸無水物、および12重量%〜87重量%の
他の共重合可能なビニルタイプのモノマーが使用される
(このパーセントは、このビニルタイプの重合体を調製
する際に、使用される共重合可能なモノマーの全重量を
基準にしている)。このエチレン性不飽和のシランモノ
マーの量は、典型的には、ビニルタイプの重合体の全重
量を基準にして、この重合体の0.40重量%〜6.0
重量%く好ましくは、0.50重量%〜3.0重1%)
の範囲のシリコン含量が得られるように選択される。
典型的には、このビニルタイプの重合体は、ビニル重合
開始剤の存在下にて、エチレン性不飽和モノマーの溶液
重合によるインターポリマー化により形成される。ビニ
ル重合開始剤の例には、以下が包含される:アゾ化合物
(gAIえば、α、α′−アゾビス(イソブチロニトリ
ル)、2,2°−アゾビス(メチルブチロニトリル)お
よび2,2°−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニト
リル));過酸化物(例えば、過酸化ベンゾイル、クメ
ンヒドロパーオキシドおよびt−アミルパーオキシ−2
−エチルヘキサノエート):過酢酸第3級ブチル;過安
息香酸第3級ブチル;過炭酸インプロピル;ブチルイソ
プロピルパーオキシカーボネート;およびこれらの類似
化合物。使用される開始剤の量は、かなり変化させるこ
とが可能である。しかしながら、大ていの場合には、使
用される共重合可能なモノマーの全重量を基準にして、
約O11重量%〜約10重量%の開始剤を用いることが
望ましい。この重合混合物には、鎖交性剤または連鎖移
動剤を加えてもよい。メルカプタン類(例えば、ドデシ
ルメルカプタン、第3級ドデシルメルカプタン、オクチ
ルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、および3−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシランのようなメルカプ
トアルキルトリアルコ牛ジシラン)、および、他の連鎖
移動剤(例えば、シクロペンタジェン、酢酸アリル、ア
リルカーバメートおよびメルカプトエタノール)が、こ
の目的のために用いられ得る。
開始剤の存在下にて、エチレン性不飽和モノマーの溶液
重合によるインターポリマー化により形成される。ビニ
ル重合開始剤の例には、以下が包含される:アゾ化合物
(gAIえば、α、α′−アゾビス(イソブチロニトリ
ル)、2,2°−アゾビス(メチルブチロニトリル)お
よび2,2°−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニト
リル));過酸化物(例えば、過酸化ベンゾイル、クメ
ンヒドロパーオキシドおよびt−アミルパーオキシ−2
−エチルヘキサノエート):過酢酸第3級ブチル;過安
息香酸第3級ブチル;過炭酸インプロピル;ブチルイソ
プロピルパーオキシカーボネート;およびこれらの類似
化合物。使用される開始剤の量は、かなり変化させるこ
とが可能である。しかしながら、大ていの場合には、使
用される共重合可能なモノマーの全重量を基準にして、
約O11重量%〜約10重量%の開始剤を用いることが
望ましい。この重合混合物には、鎖交性剤または連鎖移
動剤を加えてもよい。メルカプタン類(例えば、ドデシ
ルメルカプタン、第3級ドデシルメルカプタン、オクチ
ルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、および3−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシランのようなメルカプ
トアルキルトリアルコ牛ジシラン)、および、他の連鎖
移動剤(例えば、シクロペンタジェン、酢酸アリル、ア
リルカーバメートおよびメルカプトエタノール)が、こ
の目的のために用いられ得る。
このビニルタイプの重合体を調製するためのモノマー混
合物の重合反応は、付加重合の分野で周知の従来の溶液
重合方法を用いて、有機溶媒媒体中で行われ得る。この
方法は、例えば、米国特許第2.978.437号;第
3.079.434号および第3.307.963号に
特に例示されている。このモノマーの重合で利用され得
る有機溶媒には、事実上、アクリル重合体またはビニル
重合体を調製する際に、これまで使用されていた有機溶
媒のいずれもが(例えば、アルコール類、ケトン類、芳
香族炭化水素またはそれらの混合物)が包含される。使
用され得る上のタイプの有機溶媒は、以下に例示される
:アルコール類(例えば、2個〜4個の炭素原子を含有
する低級アルカノール;これには、エタノール、プロパ
ノール、インプロパノールおよびブタノールが包含され
る):エーテルアルコール(例えば、エチレングリコー
ルモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチル
エーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
およびジプロピレングリコールモノエチルエーテル):
ケトン類(例えば、メチルエチルケトン、メチル−N−
ブチルケトン、およびメチルインブチルケトン);エス
テル類(例えば、酢酸ブチル);および芳香族炭化水素
(例えば、キシレン、トルエン、およびナフサ)。
合物の重合反応は、付加重合の分野で周知の従来の溶液
重合方法を用いて、有機溶媒媒体中で行われ得る。この
方法は、例えば、米国特許第2.978.437号;第
3.079.434号および第3.307.963号に
特に例示されている。このモノマーの重合で利用され得
る有機溶媒には、事実上、アクリル重合体またはビニル
重合体を調製する際に、これまで使用されていた有機溶
媒のいずれもが(例えば、アルコール類、ケトン類、芳
香族炭化水素またはそれらの混合物)が包含される。使
用され得る上のタイプの有機溶媒は、以下に例示される
:アルコール類(例えば、2個〜4個の炭素原子を含有
する低級アルカノール;これには、エタノール、プロパ
ノール、インプロパノールおよびブタノールが包含され
る):エーテルアルコール(例えば、エチレングリコー
ルモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチル
エーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
およびジプロピレングリコールモノエチルエーテル):
ケトン類(例えば、メチルエチルケトン、メチル−N−
ブチルケトン、およびメチルインブチルケトン);エス
テル類(例えば、酢酸ブチル);および芳香族炭化水素
(例えば、キシレン、トルエン、およびナフサ)。
このエチレン性不飽和の成分のビニル重合は、一般に、
O℃〜150℃で行われ得、典型的には、50″C〜1
50℃、通常、80℃〜120℃で行われる〇先に述べ
たように、本発明の水性溶液または分散体用の溶液重合
したビニルタイプの重合体の選択は、特に限定されない
。但し、この重合体は、上で記述のように、上記の酸官
能基と、加水分解可能なシリル基を含有し、そして水性
媒体中での安定性を有する。例えば、本発明の水性組成
物用の適当な溶液重合したビニルタイプの重合体を調製
する他の方法には、エチレン性不飽和の無水物および少
なくとも1種の他の共重合可能なビニルタイプのモノマ
ーを含有する成分を、ビニル付加共重合させることがあ
る。この場合、このビニルタイプの重合体の無水物基に
は、少なくとも1個の加水分解可能なシリル基を含有す
るアミノ官能性化合物のアミノ官能性基反応している。
O℃〜150℃で行われ得、典型的には、50″C〜1
50℃、通常、80℃〜120℃で行われる〇先に述べ
たように、本発明の水性溶液または分散体用の溶液重合
したビニルタイプの重合体の選択は、特に限定されない
。但し、この重合体は、上で記述のように、上記の酸官
能基と、加水分解可能なシリル基を含有し、そして水性
媒体中での安定性を有する。例えば、本発明の水性組成
物用の適当な溶液重合したビニルタイプの重合体を調製
する他の方法には、エチレン性不飽和の無水物および少
なくとも1種の他の共重合可能なビニルタイプのモノマ
ーを含有する成分を、ビニル付加共重合させることがあ
る。この場合、このビニルタイプの重合体の無水物基に
は、少なくとも1個の加水分解可能なシリル基を含有す
るアミノ官能性化合物のアミノ官能性基反応している。
さらに詳細には、例えば、エチレン性不飽和の無水物、
および少なくとも1種の他の共重合可能なビニルタイプ
のモノマー(これは、加水分解可能なシリル基を含有し
ない)は、上記の有機溶媒中で1.上記のビニル重合開
始剤を使用して、ビニル付加重合され得、ビニル重合体
生成物の中間体を形成する。その後、得られた中間体生
成物に由来の無水物官能基は、加水分解可能なシリル基
を含有するアミノ官能性化合物に由来のアミノ官能基と
反応して、本発明の水性溶液または分散体を調製するた
めのビニルタイプの重合体生成物が形成される。
および少なくとも1種の他の共重合可能なビニルタイプ
のモノマー(これは、加水分解可能なシリル基を含有し
ない)は、上記の有機溶媒中で1.上記のビニル重合開
始剤を使用して、ビニル付加重合され得、ビニル重合体
生成物の中間体を形成する。その後、得られた中間体生
成物に由来の無水物官能基は、加水分解可能なシリル基
を含有するアミノ官能性化合物に由来のアミノ官能基と
反応して、本発明の水性溶液または分散体を調製するた
めのビニルタイプの重合体生成物が形成される。
上記中間体ビニル重合体生成物に由来の無水物官能性と
の反応で利用され得る、加水分解可能なシリル基を含有
するアミノ官能性化合物の例には、以下が包含される:
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、β−アミノエチルトリエト
キシシラン、γ−アミノプロピルメチルジェトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルエチルジェトキシシラン、γ−
アミノプロピルフエニルジエトキシシラン、δ−アミノ
ブチルトリエトキシシラン、δ−アミノブチルエチルジ
ェトキシシラン、およd (CHsO)sSi−(CH
2)3 NH−(CH2)3 5t(OCHs)s。
の反応で利用され得る、加水分解可能なシリル基を含有
するアミノ官能性化合物の例には、以下が包含される:
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、β−アミノエチルトリエト
キシシラン、γ−アミノプロピルメチルジェトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルエチルジェトキシシラン、γ−
アミノプロピルフエニルジエトキシシラン、δ−アミノ
ブチルトリエトキシシラン、δ−アミノブチルエチルジ
ェトキシシラン、およd (CHsO)sSi−(CH
2)3 NH−(CH2)3 5t(OCHs)s。
このビニルタイプの重合体の水への分散または溶解は、
典型的には、この重合体の酸官能基を、塩基(例えば、
アンモニア、アミンまたはそれらの混合物)で少なくと
も一部中和することにより、行われる。使用され得るア
ミンの例には、以下が包含される:脂肪族アミン(例え
ば、モノエチルアミン、ジエチルアミンおよびトリエチ
ルアミン);アルカノールアミン(例えば、ジメチルエ
タノールアミン、モノエタノールアミン、ジエチルアミ
ンおよびトリエタノールアミン);環状アミン(例えば
、ピリジンおよびピペリジン)。多くの場合、低温硬化
にはアンモニアが好ましい。
典型的には、この重合体の酸官能基を、塩基(例えば、
アンモニア、アミンまたはそれらの混合物)で少なくと
も一部中和することにより、行われる。使用され得るア
ミンの例には、以下が包含される:脂肪族アミン(例え
ば、モノエチルアミン、ジエチルアミンおよびトリエチ
ルアミン);アルカノールアミン(例えば、ジメチルエ
タノールアミン、モノエタノールアミン、ジエチルアミ
ンおよびトリエタノールアミン);環状アミン(例えば
、ピリジンおよびピペリジン)。多くの場合、低温硬化
にはアンモニアが好ましい。
本発明の水性組成物の比較的高い固形分濃度は、例えば
、高固形分濃度となるように、水性媒体に溶解または分
散させると、直接、達成され得、またはこのビニルタイ
プの重合体の水性溶液または分散体から、溶媒および/
または水を(例えば、真空下にて)ストリッピングする
と、達成され得る。
、高固形分濃度となるように、水性媒体に溶解または分
散させると、直接、達成され得、またはこのビニルタイ
プの重合体の水性溶液または分散体から、溶媒および/
または水を(例えば、真空下にて)ストリッピングする
と、達成され得る。
本発明のコロイド状シリカを含まない安定な水性塗装組
成物は、25重量%またはそれより高い総有機樹脂の固
形分含量を有する。この総有機樹脂の固形分含量の少な
くとも50重量%は、(先に記述のような)溶液重合し
たビニルタイプの重合体からなり、この重合体は、5〜
160の酸価を与えるのに充分な酸官能基を有し、かつ
このビニルタイブの重合体の全重量を基準にして、0.
40重量%〜6.0重量%(好ましくは、0.50重量
%〜3.0重量%)の範囲のSI含量を得るのに充分な
量の加水分解可能なシリル基を有し、そしてこのビニル
タイプの重合体は、少なくとも25重量%の該重合体の
水性分散体または溶液でなる組成物が、閉じた容器内に
て、48,9℃の温度で少なくとも24時間安定な状態
で存在することにより、さらに特徴づけられる。
成物は、25重量%またはそれより高い総有機樹脂の固
形分含量を有する。この総有機樹脂の固形分含量の少な
くとも50重量%は、(先に記述のような)溶液重合し
たビニルタイプの重合体からなり、この重合体は、5〜
160の酸価を与えるのに充分な酸官能基を有し、かつ
このビニルタイブの重合体の全重量を基準にして、0.
40重量%〜6.0重量%(好ましくは、0.50重量
%〜3.0重量%)の範囲のSI含量を得るのに充分な
量の加水分解可能なシリル基を有し、そしてこのビニル
タイプの重合体は、少なくとも25重量%の該重合体の
水性分散体または溶液でなる組成物が、閉じた容器内に
て、48,9℃の温度で少なくとも24時間安定な状態
で存在することにより、さらに特徴づけられる。
本発明の水性塗装組成物は、先に記述のような溶液重合
したビニルタイプの重合体を、唯一のフィルム形成重合
体として含有し得る。または、この有機樹脂固形分の残
りには、相溶性の有機樹脂のいずれもが含有され得る。
したビニルタイプの重合体を、唯一のフィルム形成重合
体として含有し得る。または、この有機樹脂固形分の残
りには、相溶性の有機樹脂のいずれもが含有され得る。
先の文中の「相溶性の」との用語は、相溶性の有機樹脂
が、このビニルタイプの重合体と共に、水性分散体また
は溶液中に安定な状態で存在することを意味する。有機
樹脂の例には、有機フィルム形成性の熱可盟性および/
または熱硬化性(架橋)樹脂が包含され、そのいくつか
の例には、一般に周知のセルロース化合物、アクリル類
、アミノブラスト、ウレタン、ポリエステル、ポリエー
テル、ポリアミン、エボ牛シト、またはそれらの混合物
が含まれる。本発明の好ましい塗装組成物は、閉した容
器内にて、48.9℃で少なくとも1週間安定な状態で
存在する。
が、このビニルタイプの重合体と共に、水性分散体また
は溶液中に安定な状態で存在することを意味する。有機
樹脂の例には、有機フィルム形成性の熱可盟性および/
または熱硬化性(架橋)樹脂が包含され、そのいくつか
の例には、一般に周知のセルロース化合物、アクリル類
、アミノブラスト、ウレタン、ポリエステル、ポリエー
テル、ポリアミン、エボ牛シト、またはそれらの混合物
が含まれる。本発明の好ましい塗装組成物は、閉した容
器内にて、48.9℃で少なくとも1週間安定な状態で
存在する。
先の成分に加えて、本発明の水性塗装組成物は、塗装組
成物で用いることが一般に周知の以下のような任意の成
分を含有し得る:充填剤;可塑剤;酸化防止剤;かび止
め剤および殺菌剤:界面活性剤:FJ々の流動制御剤[
これには、例えば、チクソトロピー剤、および重合体微
粒子(時には、ミクロゲルと呼ばれる)をベースにした
、たわみ防止および/または顔料配向のための添加剤が
含まれる]、および他のこのような処方添加剤。これら
は、例えば、米国特許第4,025.474号:第4,
055.607号;第4.075.141号:第4.1
15.472号;第4,147.688号;第4.18
0.489号;第4.242.384号;第4,268
.547号;第4.220.679号:および第4.2
90.932号に記述されている。さらに、本発明の組
成物は、望ましい場合には、種々の溶媒および種々の顔
料を含有し得る。
成物で用いることが一般に周知の以下のような任意の成
分を含有し得る:充填剤;可塑剤;酸化防止剤;かび止
め剤および殺菌剤:界面活性剤:FJ々の流動制御剤[
これには、例えば、チクソトロピー剤、および重合体微
粒子(時には、ミクロゲルと呼ばれる)をベースにした
、たわみ防止および/または顔料配向のための添加剤が
含まれる]、および他のこのような処方添加剤。これら
は、例えば、米国特許第4,025.474号:第4,
055.607号;第4.075.141号:第4.1
15.472号;第4,147.688号;第4.18
0.489号;第4.242.384号;第4,268
.547号;第4.220.679号:および第4.2
90.932号に記述されている。さらに、本発明の組
成物は、望ましい場合には、種々の溶媒および種々の顔
料を含有し得る。
使用し得る顔料には、金属フレーク顔料および種々の白
色顔料および着色顔料の両方が包含される。金属フレー
ク顔料の例には、一般に周知の金属フレーク、例えば、
アルミニウムフレーク、ニッケルフレーク、スズフレー
ク、銀フレーク、クロムフレーク、ステンレス鋼フレー
ク、金フレーク、銅フレーク、およびそれらの組合せが
包含される。金属フレーク顔料のうち、薄片状でないア
ルミニウムフレークが好ましい。白色顔料および着色顔
料の例には、以下の物質をベースにした一般に周知の顔
料が包含される二金属酸化物;金属水酸化物;金属硫化
物;金属硫酸塩:金属炭酸塩;カーボンブラック;チャ
イナクレー;フタロブルーおよびグリーン、オルガルレ
ッドおよび他の有機染料。
色顔料および着色顔料の両方が包含される。金属フレー
ク顔料の例には、一般に周知の金属フレーク、例えば、
アルミニウムフレーク、ニッケルフレーク、スズフレー
ク、銀フレーク、クロムフレーク、ステンレス鋼フレー
ク、金フレーク、銅フレーク、およびそれらの組合せが
包含される。金属フレーク顔料のうち、薄片状でないア
ルミニウムフレークが好ましい。白色顔料および着色顔
料の例には、以下の物質をベースにした一般に周知の顔
料が包含される二金属酸化物;金属水酸化物;金属硫化
物;金属硫酸塩:金属炭酸塩;カーボンブラック;チャ
イナクレー;フタロブルーおよびグリーン、オルガルレ
ッドおよび他の有機染料。
本発明の水性塗装組成物は、広範囲の物質(例えば、木
材、金属、ガラス、布、プラスチック、発泡体など)上
に、そして、ブライマー上にも塗布され得る。それらは
、いずれの周知方法(これには、はけ塗り、浸漬、フロ
ーコーティング、ロールコーティング、カーテンコーテ
ィングなどが含まれる)によっても塗布され得るが、好
ましい塗布方法は、スプレーコーティングである。従来
のスプレ一方法および装置が用いられ得る。
材、金属、ガラス、布、プラスチック、発泡体など)上
に、そして、ブライマー上にも塗布され得る。それらは
、いずれの周知方法(これには、はけ塗り、浸漬、フロ
ーコーティング、ロールコーティング、カーテンコーテ
ィングなどが含まれる)によっても塗布され得るが、好
ましい塗布方法は、スプレーコーティングである。従来
のスプレ一方法および装置が用いられ得る。
望ましい場合には、基板に塗布を行う際に、本発明の水
性塗装組成物は、この水性組成物に由来の湿潤フィルム
を硬化するための塩基を、少なくとも触媒効果のある量
で含有し得る。
性塗装組成物は、この水性組成物に由来の湿潤フィルム
を硬化するための塩基を、少なくとも触媒効果のある量
で含有し得る。
本発明の好ましい水性塗装組成物は、この溶液重合した
ビニルタイプの重合体の0.1〜3.0ミリ当量/グラ
ム(通常、0.4〜X、Oミリ当量/グラム)の量の塩
基性触媒を含有する組成物の3ミル厚フィルムが、80
℃より低い温度(好ましくは、25℃またはそれより低
い温度)で、空気中にて、溶媒耐性のあるフィルムに硬
化することで特徴づけられる。
ビニルタイプの重合体の0.1〜3.0ミリ当量/グラ
ム(通常、0.4〜X、Oミリ当量/グラム)の量の塩
基性触媒を含有する組成物の3ミル厚フィルムが、80
℃より低い温度(好ましくは、25℃またはそれより低
い温度)で、空気中にて、溶媒耐性のあるフィルムに硬
化することで特徴づけられる。
以下の実施例は、本発明を例示するものであり、その範
囲の限定するものとして解釈されるべきではない。他に
特に指示がなければ、全てのパーセントおよび量は、重
量基準である。
囲の限定するものとして解釈されるべきではない。他に
特に指示がなければ、全てのパーセントおよび量は、重
量基準である。
(実施例)
表1
実施例1〜3
実施例1〜3では、本発明の水性組成物のための溶液重
合された、酸官能性の、ビニルタイプの重合体の調製を
説明する。
合された、酸官能性の、ビニルタイプの重合体の調製を
説明する。
撹拌器、温度計、窒素導入口、コンデンサーおよび添加
ロートを備えた反応容器に、最終的に固形分65重量パ
ーセントのポリマー濃度になるように充分な溶媒を充填
する。上記溶媒を、窒素雰囲気下で105〜tioOc
に加熱し、モノマー および溶媒中に溶解させた開始剤
を、2時間にわたって。
ロートを備えた反応容器に、最終的に固形分65重量パ
ーセントのポリマー濃度になるように充分な溶媒を充填
する。上記溶媒を、窒素雰囲気下で105〜tioOc
に加熱し、モノマー および溶媒中に溶解させた開始剤
を、2時間にわたって。
反応容器に別々に加える。溶媒中の10パーセントの上
記開始剤を、チェーサー(chaser)として1時間
半にわたって加え;そしてこの容器の内容物を上記の温
度に1時間保ち、冷却して排出する。
記開始剤を、チェーサー(chaser)として1時間
半にわたって加え;そしてこの容器の内容物を上記の温
度に1時間保ち、冷却して排出する。
以下の表1に示す成分は、後述する手順に従って、酸官
能性の、ビニルタイプの重合体を調製するために用いら
れる。
能性の、ビニルタイプの重合体を調製するために用いら
れる。
仕込み材料A
ブタノール
仕込み材料B
メチルメタクリレート
ブチルアクリレート
アクリル酸
A−174’
仕込み材料C
VAZO872
ブタノール
仕込み材料D
2.2°−アゾ ビス (メチルブチロニトリル)ブタ
ノール 50g 40g 00g 40g 20g 5g 80g 0g ユニオンカーバイド社(Union Carbide
Corp、 )製の(3−メタクリルオキシプロピル)
トリメトキシシラン。
ノール 50g 40g 00g 40g 20g 5g 80g 0g ユニオンカーバイド社(Union Carbide
Corp、 )製の(3−メタクリルオキシプロピル)
トリメトキシシラン。
2E、1.f’ユボンドヌムーアンドカンパニー(E、
IDupont da Nemours and Co
mpany)製の2.21−アゾビス(メチルブチロニ
トリル)。
IDupont da Nemours and Co
mpany)製の2.21−アゾビス(メチルブチロニ
トリル)。
仕込み材料Aを反応容器に加え、窒素下で、105〜1
100cに加熱する。仕込み材料BおよびCを同時に2
〜3時間にわたって加える。仕込み材料りを0.5時間
にわたって加え、105〜110’Cに1時間保つ。
100cに加熱する。仕込み材料BおよびCを同時に2
〜3時間にわたって加える。仕込み材料りを0.5時間
にわたって加え、105〜110’Cに1時間保つ。
その後、この容器の内容物を冷却し排出する。得られた
ポリマー生成物の溶液は酸価50.?、固形分含有割合
65.1重量パーセント(250″F、 1時間の条
件で測定された)、および、ポリスチレン標準品を用い
るゲル透過クロマトグラフィにより測定される重量平均
分子fi30,000、および数平均分子量8020を
有する。
ポリマー生成物の溶液は酸価50.?、固形分含有割合
65.1重量パーセント(250″F、 1時間の条
件で測定された)、および、ポリスチレン標準品を用い
るゲル透過クロマトグラフィにより測定される重量平均
分子fi30,000、および数平均分子量8020を
有する。
同様に、実施例2および3の以下の生成物は、以下の表
2に示される成分から調製される。
2に示される成分から調製される。
(以下余白)
表2
狡公
仕込み材料A
メチルイソブチルケトン
ブタノール
仕込み材料B
メチルメタクリレート
ブチルアクリレート
ブチルメタクリレート
アクリル酸
−1741
仕込み材料C
VAZO672
メチルイソブチルケトン
ブタノール
仕込み材料D
VAZO672
メチルインブチルケトン
ブタノール
丈駐犯LL
218.4g
358.4g
00 g
080g
g
60g
0g
5g
80g
g
g
0g
g
実11失
g
57g
60g
20 g
120g
0g
20g
5g
269.3g
10.7g
g
2
0g
ボ1マー の
生成溶液の酸価 33.4,18.9固形分
の重量パーセント 64,8 63.9重量
平均分子ff1328000 22000数平均
分子盟3 8711 7778ユニ
オン力−バイド社製の(3−メタクリルオキシプロピル
)トリメトキシシラン。
の重量パーセント 64,8 63.9重量
平均分子ff1328000 22000数平均
分子盟3 8711 7778ユニ
オン力−バイド社製の(3−メタクリルオキシプロピル
)トリメトキシシラン。
2E、[、デュポンドヌムーアンドカンパニー製の2.
2°−アゾビス(メチルブチロニトリル)。
2°−アゾビス(メチルブチロニトリル)。
3 ポリスチレン標準品を用いるゲル透過クロマトグラ
フィにより決定される。
フィにより決定される。
実施例4〜6
実施例4〜6では、前述の実施例1〜3のポリマー生成
物を用いる本発明の水性分散体もしくは溶液の調製のた
めの典型的な手順を説明する。
物を用いる本発明の水性分散体もしくは溶液の調製のた
めの典型的な手順を説明する。
適切な容器に撹拌器を備え、最終固形分含有割合が25
重量パーセントと32重量パーセントとの間となるため
に充分な量の水を充填する。塩基(例えば、 NH3も
しくはジメチルエタノールアミン)を加え、ポリマー中
の利用可能な酸を20パーセントと100パーセントと
の間の量だけ中和する。撹拌しながら、上記実施例に述
べたポリマー生成物を、アミン水溶液に加える。得られ
る水性(waterborne)分散体は、水を加えて
低粘度に、もしくはアミンを加えて高粘度に調整され得
る。
重量パーセントと32重量パーセントとの間となるため
に充分な量の水を充填する。塩基(例えば、 NH3も
しくはジメチルエタノールアミン)を加え、ポリマー中
の利用可能な酸を20パーセントと100パーセントと
の間の量だけ中和する。撹拌しながら、上記実施例に述
べたポリマー生成物を、アミン水溶液に加える。得られ
る水性(waterborne)分散体は、水を加えて
低粘度に、もしくはアミンを加えて高粘度に調整され得
る。
直前に述べられた手順に従って、本発明の以下の水性分
散体は、次の表3に示される成分から調製される。
散体は、次の表3に示される成分から調製される。
底光
実施例1の生成物
実施例2の生成物
実施例3の生成物
アンモニア1
シ゛メチルエタノールアミン
水
表3
夾北」目工丈見男」−
1242g Og
0 1415g
0
14、4 g 19.8 g
Og 0g
1257 g 1591 g
実1鎚LL
0g
0g
00g
0g
2.4g
97 g
調1日匁
水
アンモニア1
ポリマー中 の、
酸価
固形分重量パーセント
アミン価(meq/g)
中和率(%)
0g
59g
8.0g
0g
29.1 16.6
Si.0 2B、7
0.139 0.107
26.8% 36.3%
0g
0g
9.7
32.7
0.0?5
43.6%
28Iij!パーセントのアンモニア水溶液。
実施例7
本実施例では、本発明の高固形分水性ポリマーを溶媒の
減圧ストリッピングにより得る方法を説明する。
減圧ストリッピングにより得る方法を説明する。
2ガロンの容器に、3273 gの脱イオン水と、32
.4gの29重量パーセントアンモニア水溶液を充填す
る。容器の内容物を、約1分間にわたって撹拌し、26
80gの溶液重合されたポリマー生成物(メチルメタク
リレート、ブチルアクリレート、アクリル酸およびγ−
メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランを、それ
ぞれ以下の重量パーセント比、35:50:8:7で使
用し、上記実施例1に述べた手順に従って調製され、ポ
リマー中成物は固形分含有割合60.3ff量パーセン
トであり、酸価36.2を有する)を加えて、不透明で
中程度の粘度の分散体を形成する。撹拌機、蒸留受けお
よびコンデンサーを備えた12リツターのフラスコに、
5753gのこの不透明な分散体を加える。撹拌された
フラスコの内容物を減圧とし、加熱して蒸留を行う。揮
発性物質を、45’C〜65’Cで13時間蒸留する。
.4gの29重量パーセントアンモニア水溶液を充填す
る。容器の内容物を、約1分間にわたって撹拌し、26
80gの溶液重合されたポリマー生成物(メチルメタク
リレート、ブチルアクリレート、アクリル酸およびγ−
メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランを、それ
ぞれ以下の重量パーセント比、35:50:8:7で使
用し、上記実施例1に述べた手順に従って調製され、ポ
リマー中成物は固形分含有割合60.3ff量パーセン
トであり、酸価36.2を有する)を加えて、不透明で
中程度の粘度の分散体を形成する。撹拌機、蒸留受けお
よびコンデンサーを備えた12リツターのフラスコに、
5753gのこの不透明な分散体を加える。撹拌された
フラスコの内容物を減圧とし、加熱して蒸留を行う。揮
発性物質を、45’C〜65’Cで13時間蒸留する。
収集された蒸留物の全量は、2Si11gとなる。得ら
れる白色の不透明な分散体はガードナー−ホールド粘度
がE〜Fであり、固形分含有割合が46.6重量パーセ
ントである< iiooC,1時間で測定される)。
れる白色の不透明な分散体はガードナー−ホールド粘度
がE〜Fであり、固形分含有割合が46.6重量パーセ
ントである< iiooC,1時間で測定される)。
実施例8
本実施例では、溶液重合された、酸官能性の、ビニルタ
イプの重合体生成物を、3種の反応モノマーだ(すから
、rAtAすること、および上S己ポリマー生成物を本
発明の水性翅成物の調製に使用することを説明する。
イプの重合体生成物を、3種の反応モノマーだ(すから
、rAtAすること、および上S己ポリマー生成物を本
発明の水性翅成物の調製に使用することを説明する。
(a)撹拌機、還流コンデンサーおよび温度計を備えた
反応フラスコに、141gのメチルイソブチルケトンお
よび350g+7)n−ブタノールを充填し、フラスコ
の内容物を加熱還流する(113”C)。3時間にわた
って、以下の表4に示される次の2種の溶液をフラスコ
の内容物に加える。
反応フラスコに、141gのメチルイソブチルケトンお
よび350g+7)n−ブタノールを充填し、フラスコ
の内容物を加熱還流する(113”C)。3時間にわた
って、以下の表4に示される次の2種の溶液をフラスコ
の内容物に加える。
表4
慮光
溶液1
エチルアクリレート
−1741
アクリル酸
溶1夜2
メチルインブチルケトン
VAZO672
2二巳ムエ吐
62g
60g
8g
50g
32、4 g
ユニオンカーバイド社製の(3−メタクリルオ手ジプロ
ピル)トリメトキシシラン。
ピル)トリメトキシシラン。
2E、1.デュポンドヌムーアンドカンパニー製の2.
2゛−アゾビス(メチルブチロニトリル)。
2゛−アゾビス(メチルブチロニトリル)。
温度を、1130Cから1050Cまで3時間の反応時
間にわたって徐々に低減する。その温度を35分間維持
する。その後、20gのメチルインブチルケトン中に6
.6gの2,2°−アゾビス(メチルブチロニトリル)
を含有する溶液を15分にわたって徐々に加える。
間にわたって徐々に低減する。その温度を35分間維持
する。その後、20gのメチルインブチルケトン中に6
.6gの2,2°−アゾビス(メチルブチロニトリル)
を含有する溶液を15分にわたって徐々に加える。
温度を約102’Cに30分間保持し、その後、20g
のメチルインブチルケトン中に6.6gの2.2°−ア
ゾビス(メチルブチロニトリル)を含有する最後の溶液
が15分にわたって加えられる。その後、温度を約1(
11℃に1#間保持し、その後、生成物を室温に冷却す
る。得られるポリマー生成物は、ガードナー−ホールド
粘度U〜■、酸価27,2および固形分含有割合64.
4重量パーセントを有する溶液の状態である。
のメチルインブチルケトン中に6.6gの2.2°−ア
ゾビス(メチルブチロニトリル)を含有する最後の溶液
が15分にわたって加えられる。その後、温度を約1(
11℃に1#間保持し、その後、生成物を室温に冷却す
る。得られるポリマー生成物は、ガードナー−ホールド
粘度U〜■、酸価27,2および固形分含有割合64.
4重量パーセントを有する溶液の状態である。
(b)850gの水および9.59 gの29重量パー
セントのアンモニア水溶液に、撹拌しながら、750g
の本実施例の(a)項のポリマー生成物を速やかに加え
、総中和割合45パーセントおよび総固形分含有割合3
0重量パーセントとする。中程度の粘度(ガードナーホ
ールド粘度値がおよそMであると判定される)を有する
、白濁した分散体が生じる。
セントのアンモニア水溶液に、撹拌しながら、750g
の本実施例の(a)項のポリマー生成物を速やかに加え
、総中和割合45パーセントおよび総固形分含有割合3
0重量パーセントとする。中程度の粘度(ガードナーホ
ールド粘度値がおよそMであると判定される)を有する
、白濁した分散体が生じる。
1550gの上記分散体の試料を、撹拌しながら、その
溶媒を、減圧下で、366C〜65℃でストリフピング
し、ガードナー−ホールド粘度がAよりも低く、理論上
の固形分含有割合が41.8Mf1パーセントである分
散体を生じさせる。溶媒をストリッピングする際に、こ
のように水性分散体の粘度が低いということは、より固
形分の高い組成物を達成するのに有用な現象である。こ
れは、改善された安定性を有する本発明の水性分散体を
調製するために用いられることが可能な1つの方法であ
る。
溶媒を、減圧下で、366C〜65℃でストリフピング
し、ガードナー−ホールド粘度がAよりも低く、理論上
の固形分含有割合が41.8Mf1パーセントである分
散体を生じさせる。溶媒をストリッピングする際に、こ
のように水性分散体の粘度が低いということは、より固
形分の高い組成物を達成するのに有用な現象である。こ
れは、改善された安定性を有する本発明の水性分散体を
調製するために用いられることが可能な1つの方法であ
る。
実施例9
本実施例では、溶液重合された、酸官能性の、ビニルタ
イプの重合体生成物の、酸無水物を用いる、調製、およ
び本発明の水性組成物を調製するための上記ポリマー生
成物の使用を説明する。本実施例では、酸の代わりに無
水物を含有するビニルタイプの重合体生成物が、アンモ
ニアを含有する水中に入れられた場合、安定した分散体
を形威し得ることを説明する。 (それによって限定さ
れることは意図せず、アンモニアは、無水物と反応して
酸アミド部分を形成しゃすく、この酸アミド部分はより
多くのアンモニアによって中和し、本発明の安定した水
性ポリマー分散体を形成すると考えられている。) (a)上記実施例8の(a)項で述べられた手順に従っ
て(但し、メチルイソブチルケトンの代わりにブチルア
セテートが用いられる)、以下の表5に示される成分を
、溶液重合して、ビニルタイプの重合体生成物を形成す
る。
イプの重合体生成物の、酸無水物を用いる、調製、およ
び本発明の水性組成物を調製するための上記ポリマー生
成物の使用を説明する。本実施例では、酸の代わりに無
水物を含有するビニルタイプの重合体生成物が、アンモ
ニアを含有する水中に入れられた場合、安定した分散体
を形威し得ることを説明する。 (それによって限定さ
れることは意図せず、アンモニアは、無水物と反応して
酸アミド部分を形成しゃすく、この酸アミド部分はより
多くのアンモニアによって中和し、本発明の安定した水
性ポリマー分散体を形成すると考えられている。) (a)上記実施例8の(a)項で述べられた手順に従っ
て(但し、メチルイソブチルケトンの代わりにブチルア
セテートが用いられる)、以下の表5に示される成分を
、溶液重合して、ビニルタイプの重合体生成物を形成す
る。
(以下余白)
族5
腹公
ブチルアクリレート
メチルメタクリレート
スチレン
無水マレイン酸
−1741
1ユニオンカーバイド社製の(3−メタクリルオキシプ
ロピル)トリメトキシシラン。
ロピル)トリメトキシシラン。
(b) 637.5gの脱イオン水と、27.1gの2
.9重量パーセントのアンモニア水溶液との混合物に、
機械による撹拌をしながら、152.5 gの本実施例
の(a)項のポリマー生成物を加える。上記添加の1分
以内に、 127gのメチルエチルケトンを加える。
.9重量パーセントのアンモニア水溶液との混合物に、
機械による撹拌をしながら、152.5 gの本実施例
の(a)項のポリマー生成物を加える。上記添加の1分
以内に、 127gのメチルエチルケトンを加える。
次に、さらにSi3.5gの本実施例の(a)項のポリ
マー生成物を加え、全量を466gとする。次に、さら
に206gの水を、撹拌しながら加える。得られる分散
体(9sa、gg)を摂氏50〜55度で固形分28,
8重量パーセントにまで、溶媒を減圧下でストリッピン
グする。その後、水を加えて、固形分含有割合2a、0
重ffiパーセントとする。分散体のガードナ−ホール
ド粘度は、華氏120度で2日間保管された後、H−I
である。分散体は室温で22日間保管された後も安定し
ている。
マー生成物を加え、全量を466gとする。次に、さら
に206gの水を、撹拌しながら加える。得られる分散
体(9sa、gg)を摂氏50〜55度で固形分28,
8重量パーセントにまで、溶媒を減圧下でストリッピン
グする。その後、水を加えて、固形分含有割合2a、0
重ffiパーセントとする。分散体のガードナ−ホール
ド粘度は、華氏120度で2日間保管された後、H−I
である。分散体は室温で22日間保管された後も安定し
ている。
実施例IO
本実施例では、ポリマー生成物を安定化させる酸として
カルボン酸以外に酸を用いる、溶液重合された、酸官能
性の、ビニルタイプの重合体生成物の調製を説明する。
カルボン酸以外に酸を用いる、溶液重合された、酸官能
性の、ビニルタイプの重合体生成物の調製を説明する。
本実施例はまた、本発明の水性組成物を調製するための
、上記ポリマー生成物の使用を説明する。
、上記ポリマー生成物の使用を説明する。
(a)メカニカル撹拌機、窒素雰囲気、還流コンデンサ
ーおよび温度計を備えた3リツターの反応用フラスコに
、280.1 gのn−ブタノールおよび112gのメ
チルイソブチルケトンを仕込み、フラスコの内容物を、
850Cにまで加熱する。3時間にわたって、以下の表
6に示される次の2種の混合物を継続して、 同時にフラスコの内容物に加える。
ーおよび温度計を備えた3リツターの反応用フラスコに
、280.1 gのn−ブタノールおよび112gのメ
チルイソブチルケトンを仕込み、フラスコの内容物を、
850Cにまで加熱する。3時間にわたって、以下の表
6に示される次の2種の混合物を継続して、 同時にフラスコの内容物に加える。
表6
直立
混合物1
ブチルアクリレート
メチルメタクリレート
スルホエチルメタクリレート
A−174’
n−ブタノール
トリエチルアミン
混合物2
VAZO522
メチルイソブチルケトン 145゜8g25.2
g 424.2g 424.2g 40、4 g 12’1.2g 99.6g 21.1g 孟二巨ハ山江 ユニオンカーバイド社製の(3−メタクリルオキシプロ
ピル)トリメトキシシラン。
g 424.2g 424.2g 40、4 g 12’1.2g 99.6g 21.1g 孟二巨ハ山江 ユニオンカーバイド社製の(3−メタクリルオキシプロ
ピル)トリメトキシシラン。
2E、1.デュポンドヌムーアンドカンパニー製の2.
2°−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)。
2°−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)。
混合物1および2を完全に加え終えた後、温度を860
Cに30分間保ち、その後、22.2gのメチルイソブ
チルケトン中5.1gの2,2°−アゾビス(2,4−
ジメチルバレロニトリル)の混合物を、0.5時間にわ
たって加える。その後、温度をasOcに1.5時間保
ち、それから、フラスコの内容物を冷却する。得られる
ポリマー生成物は、ガードナー−ホールド粘度Z1およ
び酸価6.8を有する溶液の状態である。
Cに30分間保ち、その後、22.2gのメチルイソブ
チルケトン中5.1gの2,2°−アゾビス(2,4−
ジメチルバレロニトリル)の混合物を、0.5時間にわ
たって加える。その後、温度をasOcに1.5時間保
ち、それから、フラスコの内容物を冷却する。得られる
ポリマー生成物は、ガードナー−ホールド粘度Z1およ
び酸価6.8を有する溶液の状態である。
(b)ガラス容器中の29.2 gの水に、撹拌しなが
ら、25.0 gの本実施例の(a)項のポリマー生成
物を加え、総中和割合100パーセントおよび総固形分
含有割合30重量パーセントとする。ペースト状の不透
明な分散体は、室温で4日間放置した場合、粘度が非常
に低くなる。
ら、25.0 gの本実施例の(a)項のポリマー生成
物を加え、総中和割合100パーセントおよび総固形分
含有割合30重量パーセントとする。ペースト状の不透
明な分散体は、室温で4日間放置した場合、粘度が非常
に低くなる。
同様に、本実施例の(a)項のポリマー生成物の第2の
白濁した白い分散体を、固形分15重量パーセントで調
製する。
白濁した白い分散体を、固形分15重量パーセントで調
製する。
続いて、第3の分散体を、29.2gの水、7.4gの
エチレングリコールモノブチルエーテル、およびSi.
3gの本実施例の(a)項のポリマー生成物を混合する
ことにより調製し、総固形分含有割合を30重量パーセ
ントとする。
エチレングリコールモノブチルエーテル、およびSi.
3gの本実施例の(a)項のポリマー生成物を混合する
ことにより調製し、総固形分含有割合を30重量パーセ
ントとする。
10ミルの引っ張り棒を用いて金属基村上に形成され、
室温で3日間硬化させたフィルムは、柔らかく光沢があ
る。第1および第3の分散体からの硬化フィルム(エチ
レングリコールモノブチルエーテルを含有する)は、第
2の分散体からのフィルムよりも光沢がある。
室温で3日間硬化させたフィルムは、柔らかく光沢があ
る。第1および第3の分散体からの硬化フィルム(エチ
レングリコールモノブチルエーテルを含有する)は、第
2の分散体からのフィルムよりも光沢がある。
実施例11
本実施例では、溶液重合された、酸官能性の、ビニルタ
イプの重合体生成物の調製、および水性分散体を調製す
るための上記ポリマー生成物の使用を説明する。また、
ポリマー生成物中で安定化部分として酸の部分に置き換
えられる親水性モノマーの使用を説明する。
イプの重合体生成物の調製、および水性分散体を調製す
るための上記ポリマー生成物の使用を説明する。また、
ポリマー生成物中で安定化部分として酸の部分に置き換
えられる親水性モノマーの使用を説明する。
(a)以下の表7に示す成分を、実施例8の(a)項で
述べられた手順に従って、但しモノマーを加える間に十
分な過度のブタノールが理論上で固形分含有割合55f
[ffiパーセントとなるように用いて、溶液重合し、
ビニルタイプの重合体生成物を形成する。
述べられた手順に従って、但しモノマーを加える間に十
分な過度のブタノールが理論上で固形分含有割合55f
[ffiパーセントとなるように用いて、溶液重合し、
ビニルタイプの重合体生成物を形成する。
表7
直立 L」11ζ1杜ブチルア
クリレート40 メチルメタクリレート30 アクリル酸 3 A−174’ 111−IEM−1
0216 1ユニオンカーバイド社製の(3−メタクリルオキシプ
ロピル)トリメトキシシラン。
クリレート40 メチルメタクリレート30 アクリル酸 3 A−174’ 111−IEM−1
0216 1ユニオンカーバイド社製の(3−メタクリルオキシプ
ロピル)トリメトキシシラン。
2 報告された構造C112・C(CHs)CO2(C
H2CH20)+eHを有する、アルコラック(AIc
olac)から入手可能なエチレン性不飽和モノマー。
H2CH20)+eHを有する、アルコラック(AIc
olac)から入手可能なエチレン性不飽和モノマー。
得られるポリマー生成物は、ガードナー−ホールド粘度
x−y、酸化12,3、および固形分含有割合s3.9
tltパーセントを有する。
x−y、酸化12,3、および固形分含有割合s3.9
tltパーセントを有する。
(1))本実施例の(a)項のポリマー生成物の水性分
散体は、25gのポリマー生成物を19.9gの脱イオ
ン水に加えることにより調製される。非常に粘度のある
、白い不透明な分散体が得られる。
散体は、25gのポリマー生成物を19.9gの脱イオ
ン水に加えることにより調製される。非常に粘度のある
、白い不透明な分散体が得られる。
室温で1日後、分散体は粘度のあり白く不透明で多少「
繊維質」に見える。
繊維質」に見える。
10ミルの引っ張り棒を用いて、リン酸鉄前処理で処理
されたスチールパネル(BONDERITE−1000
)上で形成し、室温で一晩硬化したフィルムは、メチル
エチルケトンに浸した布で往復して摩擦しても30回ま
では破損しない。このように、硬化フィルムの耐溶媒性
が証明される。
されたスチールパネル(BONDERITE−1000
)上で形成し、室温で一晩硬化したフィルムは、メチル
エチルケトンに浸した布で往復して摩擦しても30回ま
では破損しない。このように、硬化フィルムの耐溶媒性
が証明される。
本実施例の(a)項のポリマー生成物の他の水性分散体
は、25gのポリマー生成物を、19.6gの水および
042gの29重量パーセントのアンモニア水溶液に加
えることにより調製され、固形分含有割合30重量パー
セントで、総中和割合100パーセントの分散体となる
。水性分散体は、多少「繊維質」で、とても粘性がある
。
は、25gのポリマー生成物を、19.6gの水および
042gの29重量パーセントのアンモニア水溶液に加
えることにより調製され、固形分含有割合30重量パー
セントで、総中和割合100パーセントの分散体となる
。水性分散体は、多少「繊維質」で、とても粘性がある
。
実施例12〜14
これらの実施例では、溶液重合された、酸官能性の、ビ
ニルタイプの重合体生成物の調製および本発明の水性組
成物を調製するための上記ポリマー生成物の使用を説明
する。また、ポリマー生成物の酸の部分に置き換える親
水性モノマーの使用を説明する。
ニルタイプの重合体生成物の調製および本発明の水性組
成物を調製するための上記ポリマー生成物の使用を説明
する。また、ポリマー生成物の酸の部分に置き換える親
水性モノマーの使用を説明する。
(a)以下の表8に示される成分を、実施例8の(a)
項に述べられる手順に従って、但し150gのメチルイ
ソブチルケトン/ブタノール溶媒の代わりにメタノール
を用いて、溶液重合してビニルタイプの重合体生成物を
形成する。表8において、以下の略語が用いられる:
「MMAJはメチルメタクリレート、rBAJはブチ
ルアクリレート、rACAMJはアクリルアミドおよび
「AA」はアクリル酸である。
項に述べられる手順に従って、但し150gのメチルイ
ソブチルケトン/ブタノール溶媒の代わりにメタノール
を用いて、溶液重合してビニルタイプの重合体生成物を
形成する。表8において、以下の略語が用いられる:
「MMAJはメチルメタクリレート、rBAJはブチ
ルアクリレート、rACAMJはアクリルアミドおよび
「AA」はアクリル酸である。
(以下余白)
表8
M M A 38
BA 19
A CA M 20
A−174115
AA 11
ポリマー生 の、
固形分% 52.7
酸価 26.5
粘度2−3
52.6
27.4
43.5
24.0
−R
ユニオンカーバイド社製の(3−メタクリルオ牛ジプロ
ピル)トリメトキシシラン。
ピル)トリメトキシシラン。
2 ガードナー−ホールド粘度。
3 測定していない。
(b)上記実施例13の(a)項のポリマー生成物の3
種の水性分散体く各々13A、 13B、および13C
)を、以下の表9に示される成分から調製する。表9に
おいて以下の略語が、用いられるC rDMEA」は
ジメチルエタノールアミン、rDWJは脱イオン水、「
%TNJは総中和パーセント、「NC」はほぼ透明、r
sHJはわずかな濁り、「ML」は白濁、および「)■
」は濁りを意味する。
種の水性分散体く各々13A、 13B、および13C
)を、以下の表9に示される成分から調製する。表9に
おいて以下の略語が、用いられるC rDMEA」は
ジメチルエタノールアミン、rDWJは脱イオン水、「
%TNJは総中和パーセント、「NC」はほぼ透明、r
sHJはわずかな濁り、「ML」は白濁、および「)■
」は濁りを意味する。
実施例13の生成物
MEA
DW
%TN
固形分%
外見
表9
0
0.8
57.6
0
5
NC,SH
0
0,33
57,6
5
5
ML
0
448
57.6
2
5
アクリルアミドを含有しない同様の樹脂は、総中和割合
が30パーセントで、つまり30%TNで、(13Aと
比較して)非常に不透明であり、アクリルアミドが、ポ
リマー生成物の水への溶解を助けていることを示す。は
とんど透明な分散体であるということは、分散体中に、
より溶解性が高く、より小さい粒子があることを示すと
考えられる。
が30パーセントで、つまり30%TNで、(13Aと
比較して)非常に不透明であり、アクリルアミドが、ポ
リマー生成物の水への溶解を助けていることを示す。は
とんど透明な分散体であるということは、分散体中に、
より溶解性が高く、より小さい粒子があることを示すと
考えられる。
(c)上記実施例14の(a)項のポリマー生成物の6
種の水性分散体(各々14A、 14B、 14c、
14D、 14E、および14F)は、以下の表10に
示される成分からアンモニアもしくはモノエタノールア
ミンを用いることにより固形分25重量パーセントで調
製される。この分散体は、ポリマー生成物の試料を撹拌
しながら、水と塩基との混合物にゆっくりと注ぐことに
より調製される。表10において、以下の略語が用いら
れる: rMEAJはモノエタノールアミン、 「N
H40HJはアンモニア水、 rDWJは脱イオン水、
「%TNJは総中和パーセント、および「%TSJは総
固形分パーセントを意味する。
種の水性分散体(各々14A、 14B、 14c、
14D、 14E、および14F)は、以下の表10に
示される成分からアンモニアもしくはモノエタノールア
ミンを用いることにより固形分25重量パーセントで調
製される。この分散体は、ポリマー生成物の試料を撹拌
しながら、水と塩基との混合物にゆっくりと注ぐことに
より調製される。表10において、以下の略語が用いら
れる: rMEAJはモノエタノールアミン、 「N
H40HJはアンモニア水、 rDWJは脱イオン水、
「%TNJは総中和パーセント、および「%TSJは総
固形分パーセントを意味する。
(以下余白)
度
久公
実施例13の
生成物 50
MEA 0.65
NH40HO
DW 39.0
%TN 50
%TS 25.0
表10
公」0主
月旦 む工 月旦
ヱニ乙り土
14E 口上
0
0.33
38.0
5
25.0
50 50
0.16
37.5
2
25.0
0.64
38.9
0
25.0
0
0.32
38.0
5
25.0
0
0.15
37.5
2
25.0
分散体14Aは、24時間以内にゲル化した。
分散体14B、 14C,14D、 14Eおよび14
Fのフィルムを、10ミルの引っ張り棒を用いて、リン
酸鉄前処理で処理されたスチールパネル(BONDER
ITE−1000)上に形威し、室温で3日間硬化させ
る。その後、フィルムの外見および硬さを観察する。全
てのフィルムは、その厚さ全体にわたって硬化したよう
に見え、爪で引っかくことによって傷つくほど柔らかい
。分散体14Bおよび140からなる硬化フィルムは、
外見がなめらかである(14Dには、いくつかのくぼみ
もある)。分散体14C,14E、および14Fからな
る硬化フィルムは、「粒状」にみえるほど外見が荒い。
Fのフィルムを、10ミルの引っ張り棒を用いて、リン
酸鉄前処理で処理されたスチールパネル(BONDER
ITE−1000)上に形威し、室温で3日間硬化させ
る。その後、フィルムの外見および硬さを観察する。全
てのフィルムは、その厚さ全体にわたって硬化したよう
に見え、爪で引っかくことによって傷つくほど柔らかい
。分散体14Bおよび140からなる硬化フィルムは、
外見がなめらかである(14Dには、いくつかのくぼみ
もある)。分散体14C,14E、および14Fからな
る硬化フィルムは、「粒状」にみえるほど外見が荒い。
分散体14B、 14C,14D、 14E、および1
4Fの調製5日後、その外見を観察する。分散体14B
および14Dは、分散体14C,14Eおよび14Fが
2つの層に分かれたように見えるのに対して均一に見え
る。1分間に60回転する第2スピンドルを備えたブル
ックフィールド粘度計を用いて測定した分散体14Bお
よび141)の粘度はそれぞれ、89.3および87.
5センチボイズである。
4Fの調製5日後、その外見を観察する。分散体14B
および14Dは、分散体14C,14Eおよび14Fが
2つの層に分かれたように見えるのに対して均一に見え
る。1分間に60回転する第2スピンドルを備えたブル
ックフィールド粘度計を用いて測定した分散体14Bお
よび141)の粘度はそれぞれ、89.3および87.
5センチボイズである。
実施例15
本実施例では、溶液重合された、酸官能性の、ビニルタ
イプの重合体生成物の調製、および本発明の水性組成物
を調製するための上記ポリマー生成物の使用を説明する
。エチレン性不飽fロ無水物を他のビニル系モノマーと
共重合させ、その後、得られる中間生成物由来の無水官
能基と、加水分解可能なシリル基を含有するアミノ官能
性化合物由来のアミノ官能基とを反応させることにより
、ビニルタイプの重合体を調製し、本発明の水性組成物
の調製のためのビニルタイプの重合体生成物とする。
イプの重合体生成物の調製、および本発明の水性組成物
を調製するための上記ポリマー生成物の使用を説明する
。エチレン性不飽fロ無水物を他のビニル系モノマーと
共重合させ、その後、得られる中間生成物由来の無水官
能基と、加水分解可能なシリル基を含有するアミノ官能
性化合物由来のアミノ官能基とを反応させることにより
、ビニルタイプの重合体を調製し、本発明の水性組成物
の調製のためのビニルタイプの重合体生成物とする。
(a)3リツターのフラスコ中、115℃で還流してい
る342.1 gのメチルイソブチルケトンに、以下の
表11に示される2種の溶液を同時に、そして、継続し
て3時間にわたって加える。
る342.1 gのメチルイソブチルケトンに、以下の
表11に示される2種の溶液を同時に、そして、継続し
て3時間にわたって加える。
表11
暖公
溶液1
スチレン
メチルメタクリレート
ブチルアクリレート
無水マレイン酸
瓜」二艮土吐
141、4 g
Si1.7g
393、Lg
101、 Og
溶液2
を−了ミルヘ゛ルtqノー2−エチルへりノエートt
2S、2gメチルインブチルケトン 14
5.0gベンウォルト社(Pennvalt Corp
、)よりLUPERSQL 575として入手可能。
2S、2gメチルインブチルケトン 14
5.0gベンウォルト社(Pennvalt Corp
、)よりLUPERSQL 575として入手可能。
フラスコの内容物を、118℃〜1196Cの温度に3
0分間保った後、22.2gのメチルインブチルケトン
中3.1gのt−アミルペルオキシ−2−エチルヘキサ
ノエートを含有する溶液を、118’Cで8分間にわた
って加える。フラスコの内容物を、118℃〜119’
cに1.5時間維持し、その後、室温に冷却し、ガード
ナー−ホ粘度ド粘度Z1〜z2、酸価37,1、固形分
含有割合63.6重量パーセント(110’C,1時間
の条件で測定された)およびポリスチレン標準品を用い
るゲル透過クロマトグラフィにより測定される数平均分
子117848を有する溶液状態の中間ポリマー生成物
を生じる。
0分間保った後、22.2gのメチルインブチルケトン
中3.1gのt−アミルペルオキシ−2−エチルヘキサ
ノエートを含有する溶液を、118’Cで8分間にわた
って加える。フラスコの内容物を、118℃〜119’
cに1.5時間維持し、その後、室温に冷却し、ガード
ナー−ホ粘度ド粘度Z1〜z2、酸価37,1、固形分
含有割合63.6重量パーセント(110’C,1時間
の条件で測定された)およびポリスチレン標準品を用い
るゲル透過クロマトグラフィにより測定される数平均分
子117848を有する溶液状態の中間ポリマー生成物
を生じる。
(b)64.7gの本実施例の(a)項の中間ポリマー
生成物に、12.4gのメチルイソブチルケトン、3.
79gのγ−アミノプロピルトリメトキシシランおよび
17.1 gのn−ブタノールを加え、得られる混合物
を室温で、窒素雰囲気下で24時間放置し、本発明の水
性組成物の調製に使用するビニルタイプの重合体生成物
が得られる。
生成物に、12.4gのメチルイソブチルケトン、3.
79gのγ−アミノプロピルトリメトキシシランおよび
17.1 gのn−ブタノールを加え、得られる混合物
を室温で、窒素雰囲気下で24時間放置し、本発明の水
性組成物の調製に使用するビニルタイプの重合体生成物
が得られる。
(c)23.6gの本実施例の(1))項のビニルタイ
プの重合体生成物に、撹拌しながら、4.1gの2.9
重量パーセントアンモニア水溶液および29.4 gの
脱イオン水でなる溶液を加える。次に、6.2gのエチ
レングリコールモノブチルエーテルを加える。
プの重合体生成物に、撹拌しながら、4.1gの2.9
重量パーセントアンモニア水溶液および29.4 gの
脱イオン水でなる溶液を加える。次に、6.2gのエチ
レングリコールモノブチルエーテルを加える。
得られる水分散体を、so’c〜60’Cで減圧ストリ
ッピングされ、固形分含有割合25重量パーセントの、
本発明の粘性のある水性分散体が生じる。密閉容器中の
粘性分散体は、120″Fで24時間保管しても粘度の
変化は見られない。
ッピングされ、固形分含有割合25重量パーセントの、
本発明の粘性のある水性分散体が生じる。密閉容器中の
粘性分散体は、120″Fで24時間保管しても粘度の
変化は見られない。
(以下余白)
(発明の要約)
加水分解可能なシリル基を有するビニルタイプの重合体
生成物を含有する水性組成物が開示され、この水性組成
物は、このような組成物にしては、比較的高い固形分で
安定であり、水の蒸発により比較的低温で硬化する。さ
らに詳細には、5〜160の酸価を与えるのに充分な酸
官能基を有し、かつビニルタイプ重合体の全重量を基準
にして、0.40重量%〜6.0重量%の範囲のSi含
量を得るのに充分な量の加水分解可能なシリル基を有す
る溶液重合したビニルタイプの重合体を含有する、コロ
イドシリカを含まない安定な水性分散体もしくは溶液が
開示されている。このビニルタイプの重合体は、少なく
とも25重量%の該重合体の水性分散体または溶液でな
る組成物が、閉じた容器内にて、48.9℃の温度で少
なくとも24時間安定な状態で存在することにより、特
徴づけられる。
生成物を含有する水性組成物が開示され、この水性組成
物は、このような組成物にしては、比較的高い固形分で
安定であり、水の蒸発により比較的低温で硬化する。さ
らに詳細には、5〜160の酸価を与えるのに充分な酸
官能基を有し、かつビニルタイプ重合体の全重量を基準
にして、0.40重量%〜6.0重量%の範囲のSi含
量を得るのに充分な量の加水分解可能なシリル基を有す
る溶液重合したビニルタイプの重合体を含有する、コロ
イドシリカを含まない安定な水性分散体もしくは溶液が
開示されている。このビニルタイプの重合体は、少なく
とも25重量%の該重合体の水性分散体または溶液でな
る組成物が、閉じた容器内にて、48.9℃の温度で少
なくとも24時間安定な状態で存在することにより、特
徴づけられる。
また、25重量%またはそれより高い総有機樹脂固形分
含量を有する、コロイドシリカを含まない安定な水性塗
装組成物が開示され、この総有機樹脂の固形分含量の少
なくとも50重皿%は、上記の溶液重合したビニルタイ
プの重合体からなる。
含量を有する、コロイドシリカを含まない安定な水性塗
装組成物が開示され、この総有機樹脂の固形分含量の少
なくとも50重皿%は、上記の溶液重合したビニルタイ
プの重合体からなる。
以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、溶液重合したビニルタイプの重合体を含有し、コロ
イド状シリカを含まない安定な水性分散体または溶液で
あって、該重合体は、5〜160の酸価を与えるのに充
分な酸官能性を有し、かつ該ビニルタイプの重合体の全
重量を基準にして、0.40重量%〜6.0重量%の範
囲のSi含量を得るのに充分な量の加水分解可能なシリ
ル基を有し、そして該ビニルタイプの重合体は、さらに
、少なくとも25重量%の該重合体の水性分散体または
溶液でなる組成物が、閉じた容器内にて、48.9℃の
温度で少なくとも24時間安定な状態で存在することに
より、特徴づけられる。 2、前記溶液重合したビニルタイプの重合体が、10ま
たはそれより小さいヒドロキシル価を有する特許請求の
範囲第1項に記載の水性分散体または溶液。 3、前記加水分解可能なシリル基のSi原子が、該ビニ
ルタイプの重合体の骨格から少なくとも2個の原子だけ
離れている特許請求の範囲第1項に記載の水性分散体ま
たは溶液。 4、前記溶液重合したビニルタイプの重合体が、水に分
散する前に、ポリスチレン標準品を用いたゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィーにより決定される12,0
00またはそれより小さい数平均分子量を有する特許請
求の範囲第1項に記載の水性分散体または溶液。 5、重合体の0.1〜3.0ミリ当量/グラムの量の塩
基性触媒を含有する前記水性分散体または溶液の3ミル
厚フィルムが、80℃より低い温度で、空気中にて、溶
媒耐性のあるフィルムに硬化する特許請求の範囲第1項
に記載の水性分散体または溶液。 6、前記フィルムが、25℃またはそれより低い温度で
、空気中にて、溶媒耐性のあるフィルムに硬化する特許
請求の範囲第5項に記載の水性分散体または溶液。 7、前記溶液重合したビニルタイプの重合体が、少なく
とも1個の加水分解可能なシリル基を含むエチレン性不
飽和のシランモノマー、エチレン性不飽和の酸および/
またはその無水物、および少なくとも1種の他の共重合
可能なビニルタイプのモノマーを含有する成分の共重合
から調製される特許請求の範囲第1項に記載の水性分散
体または溶液。 8、前記溶液重合したビニルタイプの重合体が、エチレ
ン性不飽和の無水物、および少なくとも1種の他の共重
合可能なビニルタイプのモノマーを含有する成分の共重
合から調製され、そして少なくとも1個の加水分解可能
なシリル基を含むアミノ官能性化合物のアミノ官能基が
、該ビニルタイプの重合体の無水物基と反応している特
許請求の範囲第1項に記載の水性分散体または溶液。 9、前記共重合のための前記成分が、実質的にまたは完
全に、ヒドロキシル官能性を有しないエチレン性不飽和
モノマーである特許請求の範囲第7項に記載の水性分散
体または溶液。 10、前記溶液重合したビニルタイプの重合体が、水に
分散する前に、ポリスチレン標準品を用いたゲルパーミ
エーションクロマトグラフィーにより決定される12,
000またはそれより小さい数平均分子量を有する特許
請求の範囲第7項に記載の水性分散体または溶液。 11、前記ビニルタイプの重合体が、5重量%〜13重
量%の前記エチレン性不飽和の酸および/またはその無
水物、12重量%〜87重量%の前記他の共重合可能な
ビニルタイプのモノマー(該パーセントは、該ビニルタ
イプの重合体を調製する際に用いられる共重合可能なモ
ノマーの全重量を基準にしている)、および前記Si含
量を与える量の前記エチレン性不飽和シランモノマーを
含有する成分から調製される特許請求の範囲第7項に記
載の水性分散体または溶液。 12、前記不飽和酸および/またはその無水物が、カル
ボン酸および/またはその酸無水物を包含する特許請求
の範囲第11項に記載の水性分散体または溶液。 13、前記水性分散体に由来の湿潤フィルムを硬化する
ための塩基を、少なくとも触媒効果のある量で含有する
特許請求の範囲第11項に記載の水性分散体または溶液
。 14、25重量%またはそれより高い総有機樹脂固形分
含量を有し、コロイド状シリカを含まない安定な水性塗
装組成物であぅて、該総有機樹脂固形分含量の少なくと
も50重量%は、溶液重合したビニルタイプの重合体か
らなり、該重合体は、5〜160の酸価を与えるのに充
分な酸官能基を有し、かつ該ビニルタイプの重合体の全
重量を基準にして、0.40重量%〜6.0重量%の範
囲のSi含量を得るのに充分な量の加水分解可能なシリ
ル基を有し、そして該ビニルタイプの重合体は、さらに
、少なくとも25重量%の該重合体の水性分散体または
溶液でなる組成物が、閉じた容器内にて、48.9℃の
温度で少なくとも24時間安定な状態で存在することに
より、特徴づけられる。 15、前記溶液重合したビニルタイプの重合体が、10
またはそれより小さいヒドロキシル価を有する特許請求
の範囲第14項に記載の塗装組成物。 16、前記加水分解可能なシリル基のSi原子が、該ビ
ニルタイプの重合体の骨格から少なくとも2個の原子だ
け離れている特許請求の範囲第14項に記載の塗装組成
物。 17、前記溶液重合したビニルタイプの重合体が、水に
分散する前に、ポリスチレン標準品を用いたゲルパーミ
エーションクロマトグラフィーにより決定される12,
000またはそれより小さい数平均分子量を有する特許
請求の範囲第14項に記載の塗装組成物。 18、前記ビニルタイプの重合体の0.1〜3.0ミリ
当量/グラムの量の塩基性触媒を含有する前記組成物の
3ミル厚フィルムが、80℃より低い温度で、空気中に
て、溶媒耐性のあるフィルムに硬化する特許請求の範囲
第14項に記載の塗装組成物。 19、前記フィルムが、25℃またはそれより低い温度
で、空気中にて、溶媒耐性のあるフィルムに硬化する特
許請求の範囲第14項に記載の塗装組成物。 20、前記溶液重合したビニルタイプの重合体が、少な
くとも1個の加水分解可能なシリル基を含むエチレン性
不飽和のシランモノマー、エチレン性不飽和の酸および
/またはその無水物、および少なくとも1種の他の共重
合可能なビニルタイプのモノマーを含有する成分の共重
合から調製される特許請求の範囲第14項に記載の塗装
組成物。 21、前記溶液重合したビニルタイプの重合体が、エチ
レン性不飽和の無水物、および少なくとも1種の他の共
重合可能なビニルタイプのモノマーを含有する成分の共
重合から調製され、そして少なくとも1個の加水分解可
能なシリル基を含むアミノ官能性化合物のアミノ官能基
が、該ビニルタイプの重合体の無水物基と反応している
特許請求の範囲第14項に記載の塗装組成物。 22、前記共重合のための前記成分が、実質的にまたは
完全に、ヒドロキシル官能基を有しないエチレン性不飽
和モノマーである特許請求の範囲第20項に記載の塗装
組成物。 23、前記溶液重合したビニルタイプの重合体が、水に
分散する前に、ポリスチレン標準品を用いたゲルパーミ
エーションクロマトグラフィーにより決定される12,
000またはそれより小さい数平均分子量を有する特許
請求の範囲第20項に記載の塗装組成物。 24、前記ビニルタイプの重合体が、5重量%〜13重
量%の前記エチレン性不飽和の酸および/またはその無
水物、12重量%〜87重量%の前記他の共重合可能な
ビニルタイプのモノマー(該パーセントは、該ビニルタ
イプの重合体を調製する際に用いられる共重合可能なモ
ノマーの全重量を基準にしている)、および前記Si含
量を与える量の前記エチレン性不飽和シランモノマーを
含有する成分から調製される特許請求の範囲第20項に
記載の塗装組成物。 25、前記不飽和酸および/またはその無水物が、カル
ボン酸および/またはその無水物を包含する特許請求の
範囲第24項に記載の塗装組成物26、前記水性分散体
に由来の湿潤フィルムを硬化するための塩基を、少なく
とも触媒効果のある量で含有する特許請求の範囲第24
項に記載の塗装組成物。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US38817389A | 1989-07-31 | 1989-07-31 | |
US388,173 | 1989-07-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0370763A true JPH0370763A (ja) | 1991-03-26 |
Family
ID=23532994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2204932A Pending JPH0370763A (ja) | 1989-07-31 | 1990-07-31 | 酸官能性のアクリルシラノール重合体をベースにした水性組成物 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0412385A1 (ja) |
JP (1) | JPH0370763A (ja) |
CA (1) | CA2022316A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0616993A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-25 | Kanebo Nsc Ltd | 水性コーティング組成物およびその製法 |
JP2002105374A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Dainippon Ink & Chem Inc | 塗装用水性インク組成物 |
KR101633420B1 (ko) * | 2016-02-05 | 2016-06-27 | 이석문 | 시계줄의 단부가 노출되지 않고 간편하게 체결되는 손목 시계줄 체결구조 |
KR101633418B1 (ko) * | 2015-05-14 | 2016-06-27 | 이석문 | 간편하게 이중 구조로 체결되는 손목 시계줄 체결구조 |
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---|---|---|---|---|
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GB9425436D0 (en) * | 1994-12-16 | 1995-02-15 | Ici Plc | Water-based coating composition |
US5922410A (en) * | 1995-01-18 | 1999-07-13 | Rohm And Haas Company | Wood coating composition |
CA2217847C (en) * | 1996-10-11 | 2002-04-09 | Keita Ono | Aqueous colored coating composition and method of pattern coating using the same |
EP0953001A1 (en) | 1997-01-10 | 1999-11-03 | Biocompatibles Limited | Polymers |
EP0952166B1 (de) | 1998-04-24 | 2003-06-25 | Infineon Technologies AG | Filmbildende Polymere |
CN113150684B (zh) * | 2021-04-22 | 2022-07-08 | 宁波甬安光科新材料科技有限公司 | 疏水减反射光学涂层涂膜液、涂层的制备方法及功能膜 |
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JPS61243847A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-30 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 架橋性塩化ビニル系組成物 |
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---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-07-25 CA CA002022316A patent/CA2022316A1/en not_active Abandoned
- 1990-07-29 EP EP90114551A patent/EP0412385A1/en not_active Withdrawn
- 1990-07-31 JP JP2204932A patent/JPH0370763A/ja active Pending
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JP4730573B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2011-07-20 | Dic株式会社 | 塗装用水性インク組成物 |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0412385A1 (en) | 1991-02-13 |
CA2022316A1 (en) | 1991-02-01 |
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