JPH07502550A - ポルフィリン系樹脂系とこれから誘導される重合体 - Google Patents
ポルフィリン系樹脂系とこれから誘導される重合体Info
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- JPH07502550A JPH07502550A JP5511314A JP51131493A JPH07502550A JP H07502550 A JPH07502550 A JP H07502550A JP 5511314 A JP5511314 A JP 5511314A JP 51131493 A JP51131493 A JP 51131493A JP H07502550 A JPH07502550 A JP H07502550A
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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】
ポルフィリン系樹脂系とこれから誘導される重合体本発明はポルフィリン系樹脂
系ならびに、これらの製造方法、ならびにかような樹脂に関する被覆組成物と方
法に関するものである。
本発明は、特に、このような樹脂から誘導される耐食被覆に関するものである。
国際特許出願、第PCT/AU 91100298号1ニオuV7、我々は、ベ
ータ不飽和アルデヒド、特に、クロトンアルデヒドとピロールの縮合により、ポ
ルフィリンを担持する不飽和置換基を含有する単量体生成物を発生させつる方法
を記述した。我々が「重合可能なポルフィリン」と称したこの単量体物質は、こ
の場合、容易に重合して、重合体生成物を生じる。
単量体物質から作られた重合体、または、重合可能な物質と、既知のタイプの少
なくとも1種の別の重合可能な単量体から形成された共重合体は、被膜や、被覆
や他の構造物の生産に使用することができる。
これらのものから得られる、例えば、改良された耐食性のような改良された特性
を有する重合可能な樹脂及び/または組成物を提供するのが本発明の一つの目的
である。
様々な各目的を、何れも1種または複数種の適当な置換基を含んでいてもよいピ
ロールまたはN−アルキルビロール、または2種またはそれ以上のかようなどロ
ールの混合物と、環状ケトンとを反応させて果たすことができることを我々は発
見した。
このように、本発明の1実施聾様によれば、下記の反応によって生産されるポル
フィリン系の環系からなる重合可能な樹脂が提供される。すなわち
(a)その何れも、1fIIまたは複数種の非劣化置換基で置換された環であっ
てよい、ビロールならびにN−(低級)アルキルビロールからなる群から選定し
た1f11または複数種の化合物と、(blビロール環の2または5の位置と反
応することができるC、−C。
飽和脂環式ケトンとの反応。
特選された試薬(a)及び(blに適するように選定される産生の触媒の存在が
、一般に該反応には必要である。該触媒は、無機酸または、酢酸またはプロピオ
ン酸のような有機酸または、無水フタール酸のような酸無水物であってもよい。
不飽和基を含有する有機酸も使用してよい。これらの酸は、合体して、樹脂生成
物に官能基を提供し、かつ、触媒機能をも提供する。アクリル酸のようなビニー
ル基、または、アセチレンジカルボン酸のような3重粘合を含む酸は、この点で
は特に有用である。
無機酸、特に、塩酸のようなハロゲン化水素酸も、単独に、あるいは、有機酸と
併用してもよいことは前述の通りである。例えば、1(Cfのような無機酸と、
アクロレインまたはクロトンアルデヒドのような不飽和脂肪族アルデヒドの混合
物も、有効な触媒である。
反応物t8)がN−アルキルピロールであるか、またはこれを含有する場合は、
酸性触媒はまた、アルキル基を除去して、ジアルキル化ピロール中間体と、ケト
ンとの反応を可能ならしめて、ポルフィリン系環系を与えるという重要な機能も
有している。塩酸は、この点では特に有用であり、(普通は混合不能の)水溶酸
及びN−アルキルピロールに対して共溶媒として働くシクロヘキサノンまたは他
の環状ケトンと併用する場合は特に有用である。
好ましい環状ケトンはシクロヘキサノンである。
反応の範囲は、効果的に重合を停止させる1種または複数種の適当な試薬を添加
して調節することができる。例えば、ブタノールのようなC+ Cs脂肪族アル
コールの添加によって有機酸触媒のカルボキシル基の「端末キャッピング」が行
われる。無機酸触媒を使用する場合は、テトラヒドロフラン(T)IF)のよう
な飽和環状単量体の添加によって、酸による環状エーテルの開環が行われること
になり、かつ、これにより、酸は反応系から除去される。例えば、触媒がHCl
の場合、THFとの反応の結果、ノークロロブタノールが形成されることになる
。ここに使用する[ポルフィリン系環状系Jという用語は、結合基により結合さ
れて大環状環状構造物になった5員のへテロ環からなるポルフィリン系または、
ポルフィリン茶様環状系を意味している。該結合基は、不飽和側鎖を有し、かつ
、π−共有結合が、大環状環と、側鎖の二重結合の間に形成されている。ポルフ
ィリン系環状系は、また、Mを金属とした場合、例えば>N−M−N<のように
、金属と共有結合または配位結合を形成するのに十分な電子を有する。
一般に、ポルフィリン系環状系は4個の5員へテロ環を含有している。ケトンが
シクロヘキサノンである場合も結合基を具備する4個の6員炭素環が存在するだ
ろう。
用語「非劣化置換基」は、ポルフィリン系環状系の形成または、以下に述べるよ
うな、樹脂生成物の、その後の、他の物質との反応を妨げない置換基を意味する
。
本発明の一つの好ましい実施態様では、ポルフィリン系樹脂はビロール、N−メ
チルビロールまたは両者の混合物の、酸性触媒の存在におけるシクロヘキサノン
との反応によって得られる。
樹脂生成物は、例えば、アクリル酸ブチルまたはアクリル酸のような1種または
数種のアクリル単量体との反応によって変成することができる。代案として、ビ
ロール(または他の試薬(a))を、試薬(blとの反応のniiまたは進行中
に変成剤と反応させて、所望の変成を実施することができる。
本発明の樹脂生成物は、被覆組成物としてまたは被覆系の一部として単独に使用
することができる。有利な方法としては、この目的のために、公知の被覆物質、
または組成物またはかかる物質の前駆体を含めて、他の物質と、該樹脂生成物を
組み合わせてもよい。このように、様々な種類の被覆系を、本発明の樹脂生成物
を用いて、有利に製剤することがてきる。このような被覆系に含まれるものとし
て、例えばポルフィリン系樹脂と、公知の種類のエポキシ系、フェノール系、ま
たはアルキド系樹脂との組み合わせがある。
本発明による被覆または被覆組成物には、多様な分野における用途がある。例え
ば、これらは一般的には塗装業において使用することができ、また、特に、自動
II(、船舶、ならびに一般機械二1−業における金属用の耐食被覆に使用する
ことができる。これらは、金属や、紙や、セラミックのような様々な基質に、装
飾または保護用の被覆として使用することができる。これらは、絶縁用被覆とし
てまたは、例えば、エツチングに関係がある過程において、基質を印刷またはマ
スキングするための被覆として使用することができる。
特に、本発明の樹脂生成物は、他の不飽和重合物質または重合可能な物質と反応
させることができる。この目的のために使用しうる試薬に含まれるものとして、
適当な反応基を有する重合可能な単量体、オリゴマーまたは他の重合体前駆体が
ある。このような反応基を含有するオリゴマーの種類に含まれるものとしては、
(i)メラミンに基づいたオリゴマー
(ii)エポキシオリゴマー
(伍)ポリウレタンオリゴマー、または(iv)アルキド樹脂前駆体
がある。
各オリゴマーは末端基のもの(「末端キャッピングのものj)でも反応性のもの
でもよい。
好ましいオリゴマーの種類は、アクリルメラミン、メラミン−アルキドまたは単
純アルキド質のようなアルキド樹脂前駆体である。
例として含まれるものに、ひまし油展のアルキド、大豆油アルキド、ロジンエス
テル、−0)1リツチなエステル及び、C0OHリッチなエステル(ロジン前駆
体)、−OH不足樹脂、ならびに−COOH不足樹脂がある。
このような反応には触媒の存在が必要な場合がある。HCI’のような無機酸、
または、特にアクリル酸のような有機酸を、触媒として使用してもよい。金属塩
類も、特に遷移金属塩(周期律表の第3ないし第12族)ならびに、第14族の
重金属塩は触媒として有用である。
触媒としての働きは別として、これらの金属はポルフィリン系の部分と配位錯塩
を形成して被覆配合物に有用な着色物質を造ることもできる。
好都合なことに、ハロゲン化金属を使用してもよいが、その例としては、銅、鉄
(■)、モリブデン、ニッケル、マンガン、水銀及び鉛の塩化物がある。本発明
の樹脂製品は金属表面と更に反応することができ、かつ、これによって、付着性
の強い被覆を形成し、これらは食塩溶液その他の腐食性物質に対して耐食性が高
いことも分かった。
本発明の樹脂生成物(及び、他の重合生成物/重合可能生成物とのそれらの反応
生成物)は有機または無機顔料、遷移金属酸化物または遷移金属錯塩と反応する
こともできる。このようにして形成された着色被覆は素晴らしい色彩堅牢度と、
耐食特性を有している。
幾つかの市販の被覆配合物に存在する顔料酸化第二鉄(FeJs)は本発明の被
覆系の硬化(架橋)に重要な役割を果たすことができる。
別の鉄酸化物(Pen 、 peso4)ならびに、他の遷移金属の酸化物も、
この点について有用である。
PezOmにかかわりあいのある2過程が、該硬化過程中に起こると考えられて
いる。すなわち、
(i)金属ポルフィリン系錯塩を形成するPezOmと、ポルフィリン系樹脂環
系の反応、及び ”
(ii)ポルフィリン系樹脂環系と、被覆系の別の重合可能成分との間の架橋形
成における役割。
我々は、ポルフィリン系被覆製剤中への顔料の混入によって、被覆の「1液式」
(すなわち、上部被覆もプライマーも)耐食性被覆としての使用が可能となる
だけでなく、かつ、被覆の耐食特性がかなり改善されることを発見した。
本発明の幾つかの特定の、例示的実施態様を以下に述べる。
A、ビロールとシクロヘキサノンを触媒(好ましくは、アセチレンジカルボン酸
)の存在のもとに相互反応させる。アクリル酸ブチルを、添加し、かつ、該混合
物を、更に反応させ、しかる値、ブタノールを添加して反応を停止させる。
B、触媒(好ましくは、HCIとクロトンアルデヒド)の存在のもとに、ビロー
ルと、シクロヘキサノンを相互反応させる。アクリル酸を添加し、そして、該混
合物を、更に反応させる。テトラヒドロフラン(THF)を添加して、反応を停
止させる。
C,メチルビロール、シクロヘキサノン及び、アクリル酸ブチルを触媒(好まし
くは、HCi’)の存在のもとに反応させる。アクリル酸を添加し、そして、該
混合物を更に反応させる。ブタノールを添加して、反応を停止させ、次に、TH
Pを添加する。
上記の各実施態様の夫々において、このようにして得られた樹脂は、次に、これ
を、少な(とも1種の別の不飽和樹脂と、例えば、塩酸及び適当なアルデヒドの
存在において反応せしめることにより、被覆配合物に転化してもよい。
本発明による被覆系は、通常は、液状または半固体状である。これらは、例えば
、部分的に重合した固体配合物をすりつぶして粉末状で生産することもできる。
使用に際しては、被覆面の温度を上げて、粉状粒子を溶融させかつ、次に迅速架
橋/硬化を起こさせる。
本発明は、更に、様々なポルフィリン系樹脂の調製ならびに、他の重合可能樹脂
または市販の被覆配合物によるそれらの被覆への配合を示す下記の非制限的実施
例を参考に説明し、かつ例示する。使用材料の特徴は下記の通りである。すなわ
ち樹脂4835は、ベルギーのUCB社製であり、かつ、アクリル化メタン樹脂
(90%)と、テトラエチレングリコール(10%)で構成されている。
Comma 5top Ru5tは英国、ゲント州、クレープセンドのComm
a社製で(製品コードGC311EH)かっ、従来の樹脂配合物における酸化第
二鉄(PeJt)で構成されている。
被覆は実施例に含まれる表に示す各成分を混合して処方されかつ、下記のように
耐食性をテストした。
軟鋼針(長さ100mm 、且つ直径4.8mm)または軟鋼線止め金(長さ6
3、5mmかつ、直径1.6mm)を供試配合物で浸漬被覆を実施し、かつ、5
日間、空気乾燥を行った。各試料は、表Aに開示のような様々なPHの食塩溶液
ならびにキシレンとブタノール中に懸垂した。テストは室温で実施し、場合によ
っては125℃で実施した。
(以下余白)
表A g食テスト溶液の組成
実施例1
ポルフィリン系樹脂(樹脂入)と被覆系(1)(a) 樹脂
表1 ポルフィリン樹脂への調製
物質 組成(%)
ADCA 0.24
アクリル酸ブチル 36
ブタノール 27.76
樹脂Aの製造手順は下記の通りである。
別途明示がない限り反応は室温、すなわち20−25℃で実施した。
ADCA (アセチレンジカルボン酸;触媒)をシクロヘキサノン畢こ溶解した
。ビロールをADCA−シクロヘキサノン溶液に添加して、反応は室温で3時間
(または60°−65℃で2時間)進行させtこ。実際(よ、本反応の終点は反
応系のこはく色から橙色への変色によって指示される。
アクリル酸ブチルを、次に、添加して、反応系を85°−90″′Cで、2−3
時間加熱した。本反応の終点は、反応系の粘度の所望値までの上昇によって確定
される。
この点て、ブタノールを添加するが、これによって、反応は、残留−COOH基
のエステル化(遮断)によって停止する。次に反応系の温度を上げて110°な
いし115℃とし、更に1時間、当該温度域に維持して生成物(樹脂A)を得る
。
(bl 配合
配合を表2に示す。樹脂Aを触媒(HCl及びクロトンアルデヒド)と、樹脂4
835及びキシレンと混合して、被覆系が得られる。
表2 ポルフィリン系被覆系1の配合
物質 組成(%)
樹脂 A 61.6
触媒(5%HCI! (36%)、1095%クロトンアルデヒド)
樹tlt? 4853 23.4
テストの結果を表3に示す。
表3 ポルフィリン被覆系1の耐食性
腐食性環境 観察
室温で
(1)2.7%食塩水、PH2金属表面上の錆も、被覆の損傷も、146日後に
は、観察されない。被覆は堅牢
性を維持している。
(2)2.7%食塩水、 PH4(1)に同じ(312,7%食塩水、PH79
4日後に、錆ついた1個のピンホールが観察され、これは、145日後には発達
して直径約1mmの錆ついた区域となった。被覆は堅牢性を維持している。
(4)2.7%食塩水、PH13101日後に、ピンホールが1個観察され、こ
れは発達して146日後には直径約1mmの錆ついた区域となった。また、被覆
は軟化した。
(5)キシレン 被覆に対する損傷は、146日後、全く観察されなかった。被
覆は堅牢性を維
持した。
(6)ブタノール 被覆に対する損傷は、 146日後、全く観察されなかった
が、ただし、2個の
ピンホールが観察された。
(712,7%食塩水、PH7被覆には、25日後(*)、浸漬部分において損
傷は全く観察されなかった。
0)サンプルは非浸漬部分の錆により廃棄した。これは多分、水が高温で、腐食
溶液から蒸発する際に非浸漬被覆面上にNaClが晶出したためてあろう。
実施例2
樹脂入を基質とするポルフィリン系被覆系(2)(a) 樹脂A(実施例1(a
))を使用した。
(bl 配合
表4 ポルフィリン被覆系2の配合
物質 組成(%)
樹脂 A 42
樹脂4835 54
Comma(市販縁)42
樹脂Bの調製は下記の様にした。
テストの結果を表5に示す。
(212,7%食塩水、 PH4(11に同じ(312,7%食塩水、 PH7
(11に同じ(4)2.7%食塩水、 PH13(1)に同じ(5)キシレン
60日後、数個のピンポール観察さる。
(*)サンプルは非浸漬部分の錆により廃棄した。これは多分、水が高温で、腐
食溶液から蒸発する際に非浸漬被覆面上にNaCIが晶出したためであろう。
実施例3
ポルフィリン系樹脂(樹脂B)と被覆系(3)(a) 樹脂
表6 ポルフィリン系樹脂(樹脂B)被覆系3の調製物質 組成(%)
アクリル酸 17.2
触媒(7,7%HCf (36%); 1.392.3%クロトンアルデヒド)
高温で、腐食溶液から蒸発する際に非浸漬被覆表面上にNaC1が晶シクロヘキ
サノンと触媒(クロトンアルデヒド及びH(J)を十分に混合した。撹拌しなか
らピロールを添加し、反応は15ないし30分間続行させた。次に、アクリル酸
を添加し、反応を244時間続させ、しかる後、THPを添加して、反応を1時
間続行させた。最後にキシレンを加えた。
テストの結果を表7に示す。
表7 ポルフィリン系被覆系酸の耐食性腐食性環境 観察
室温で
(112,7%食塩水、PH292日後、金属表面の錆も、被覆の損傷も全く観
察されなかった。被覆は、堅
牢性を維持した。
(212,7%食塩水、 PH4(1)に同じ(3)2.7%食塩水9円(7(
11に同じ(4)2.7%食塩水、 PH13(1)に同じ(5)キシレン 9
2日後、ピンホールが2個観察された。
被覆は堅牢性維持。
(6)ブタノール 92日後、被覆の損傷は全く観察されなかった。被覆は堅牢
性を維持している。
(7)シクロヘキサノン 5時間後、被覆が割れた。24時間後に、被覆は前部
金属表面から剥落してしま
った。
(812,7%食塩水、PH761日後、被覆は完全に維持された。(*)(ネ
)サンプルは非浸漬部分の錆のため廃棄した。これは多分、水が山しlこlこの
(のつ)。
実施例4
ポルフィリン系樹脂(樹脂C)と被覆系(4及び5)(a) 樹脂
表8 ポルフィリン系樹脂Cの調製
物質 組成(%)
メチルピロール 4.5
シクロへキサノン 46.2
アクリル酸ブチル 4.5
HCf (36%)0.4
アクリル酸 6.6
ブタノール 33.3
T)IP 4.5
樹脂Cは下記のように調製した。
シクロヘキサノンと、アクリル酸ブチルと触媒()lcf)とを十分に混合した
。撹拌しながらメチルピロールを加えて、反応を15ないし30分間続行させ、
この間に、メチル基をメチルピロールから効果的に除去した。次に、アクリル酸
を加えて、室温で、10時間(または50ないし60℃で2時間)反応を続行さ
せた。次に温度を80℃まで上げて、この温度で2時間、反応を続行させた。
次にブタノールを加え、温度を115℃に上げて、更に1時間反応を続行させた
。反応混合物は100°Cないし110℃に冷却し、THFを加えて、反応を更
に1時間続行させた。
(b) 配合
樹脂Cと他の樹脂と溶媒を混合することにより製造した2種の代表的被覆系につ
いて説明すれば下記の通りである。
(i)被覆系(4)、樹脂Cを量販のComma 5top Ru5tと混合し
た。
該被覆系の耐食調査の結果の詳細を表9に示す。
表9 ポルフィリン系被覆系4の耐食性腐食条件 観察
室温で
(1)2.7%食塩水、PH2金属表面の錆も、被覆の損傷も、110日後は、
全く観察されなかった。被覆
は堅牢性を維持した。
(2)2.7%食塩水、 P)14 (1)に同じ(3)2.7%食塩水、 P
H7(11に同じだが、ただし、1個のピンホールが観察された。
(4)2.7%食塩水、 P)113 (1)に同じ(5)キシレン 被覆上の
損傷は、110日後は全く観察されなかった。被覆は堅牢性を維持し
た。
(6)ブタノール 110日後は被覆の損傷は全(観察されなかったが、少数の
ピンホールが観察
(7)2.7%食塩水、PH7金属表面の錆は、37日後は全く観察されなかっ
たが、少数のピンホールが被
覆上に観察された。非浸漬部分が割れ
たので、実験は40日後に中止した。
(ii)被覆系(5)
被覆系(5)は、樹脂C39%と、市販のComma 5top Ru5t 4
9.7%と、樹脂4853.11.3%を混合して得られた。その耐食性は表1
0に示す。
表10 ポルフィリン系被覆系5の耐食性腐食条件 観察
室温で
目抜は、全く観察されなかった。被覆
は堅牢性を維持した。
(212,7%食塩水、 Pl(4(11に同じ(312,7%食塩水、 PH
7(1)に同じだが、ビンポールが1個観察された。
(412,7%食塩水、 pH+13 (1)に同じ(5)キシレン 被覆上の
損傷は、112日後は全く観察されなかった。被覆は堅牢性を維持し
た。
(6)ブタノール 112日後に、被覆の損傷は全(観察されなかったが、少数
のピンホールが観
察された。
(7)2.7%食塩水、PH742日後、被覆表面の損傷は、錆びたピンホール
1個以外は、全(観察されな
かった。非浸漬部分が割れたため、実
験は45日後に中止した。
実施例5
ポルフィリン系樹脂(樹脂D)及び被覆系(6)本実施例は、アクリル酸が、触
媒(ポルフィリン系樹脂形成用の)ならびに樹脂生成物を変成させる反応体の両
用に機能する樹脂形成を例示している。
(al 樹脂
ポルフィリン系樹脂りの調製
物質 組成(%)
シクロへキサノン 36.72
アクリル酸 20.00
クロトンアルデヒド 1.00
HCf (36%) 0.03
ビロール 7.91
ブタノール 19.40
THF 2.99
酢酸ブチル 11.95
樹脂りは下記のように調製した。
シクロヘキサノンと、アクリル酸と、クロトンアルデヒドと)ICfとを十分に
混合した。撹拌しながらピロールを加えて、室温で、4ないし5時間、反応を進
行させた。次に温度を65±2℃に上げ、当該温度で更にl−2時間反応を進行
させた。
次にブタノールを加え(アクリル酸のC0OH基の遮断のため)、温度を75±
2℃に上げ、そして、更に1−2時間反応を進行させた。
THFを滴下して加え(残存HCfの除去のため)、65−70℃で更に1時間
、反応を進行させた。
反応系を、50℃以下まで冷却させ、酢酸ブチル(溶媒として働く)を撹拌しつ
つ添加しかつ、混合物を十分に撹拌した。
(bl 配合
被覆系(6)。樹脂D (43,64%)を、樹脂4835(14,55%)
、CommaStop Ru5t (27,27%)及び酢酸ブチル(14,5
4%)と混合した。本被覆系の耐食性調査の結果の詳細を表1Oに示す。
(以下余白)
目抜は、全く観察されなかった。被覆
は堅牢性を維持した。
(212,7%食塩水1円(4(1)に同じ(3)2.7%食塩水、 PH7(
1)に同じ(412,7%食塩水、 pH+3 (11に同じ(5)キシレン
114日後に、ピンホールが2個観察された。被覆は堅牢性を維持した。
(6)ブタノール 114日後、被覆の損傷は全く観察されなかった。被覆は堅
牢性を維持した。
(7)シクロへキサノン 5時間後、被覆は割れた。24時間後、(被覆が焼付
けのため割れたので、サンプルは廃棄した。)
実施例6
被覆系(7)
本実施例は、酸化鉄と、二酸化ケイ素及び酸化亜鉛を着色系として使用する耐食
被覆配合物を例示するものである。これは市販製品rcomma 5top R
u5t Jを使用する実施例5に記述の系の一代替品である。
(al 配合
ポルフィリン系樹脂(Y)と、酸化鉄/二酸化ケイ素/酸化亜鉛の着色系を基質
とする耐食被覆系の配合を表11に示す。
表11 着色したポルフィリン系被覆系の配合物質 組成(%)
酸化鉄 12.14
二酸化ケイ素 1.70
酸化亜鉛 1.94
樹脂4835 16.72
樹脂AT−410010,50
ポルフイリン系40I脂(D) ” 42.00*米国パナマ州、フィラデルフ
ィア、ロームエンドハース社製のアクリル樹脂
■実施例5による。
上に論じたように、顔料酸化鉄(Fe*0珈)は本発明のポルフィリン系樹脂と
錯塩を形成することができる。
酸化亜鉛は、耐食性が良好で色安定性が良好で、温度限界に対する強さが良好で
かつ、耐候性が良好な非毒性白色顔料である。弱塩基性であるため、酸化亜鉛は
、樹脂中の残留カルボン酸と反応して、カルボキシル基/亜鉛の錯塩を形成する
ことができる。この反応により被覆系の粘度が高くなり、従って、着色被覆の貯
蔵時の顔料の凝集が抑止される。
二酸化ケイ素は技術的に周知でありかっ、被覆配合物において、粘度を修正し、
強度を増す充填材として使用される。二酸化ケイ素はまた、樹脂系全体に対して
、著しいずり増粘傾向を付与する。この特性は、組成物の貯蔵の際、二酸化ケイ
素の凝集を防止する一助となるが、切削操作に困難が生じるかも知れない。
テトラメチルシラン(TMS)は、顔料の浮遊を防止するために加え上記各成分
の各々はくWi化亜鉛、二酸化ケイ素及びTMS)は、同じ(bl 調製
表11から明らかなように、耐食被覆系は、混合物Xの58%と、ポルフィリン
果樹IIIf(Y)の42%とから構成されている。本系は下記のようにして調
製される。
次に、樹脂Xをポルフィリン系樹脂(Y)と、58 : 42の割合で混合して
、最終の耐食被覆を得た。
(C) 被覆特性
(i) 非揮発性の固形物
非揮発性の固形物性は、被覆製造における品質管理パラメータの一つを提供する
。これは、被覆サンプル全体の重量(W+)に対する非揮発性固形物の重M (
W2)の比として定義される。非揮発性固形物の重量は、被覆が、かまで、3時
間、 120℃で加熱された後、測定された被覆サンプルの重量である。非揮発
性固形物値は百分率項で示される。即ち
W2X ioo/wl (%)
(ii) 粒径(または顔料分散)
被覆中の顔料の粒径は、品質管理上重要なパラメータの一つである。物理的見地
から、個々の被覆系における顔料粒子の大きさは、被覆における顔料分布の均一
性や、被覆表面のつやや、耐食性や、貯蔵時の安定性に著しい影響を及ぼす。「
実際の被覆」における粒径の近似評価のために、普通は、粒ゲージが用いられる
。読みはμmの単位である。
(ii) 均展時間
被覆の均展時間は、はけ塗りまたはスプレーによってなめらかな面に塗布した後
、被覆の均展が達成されるに要する時間の尺度である。被覆の均展時間の普通の
測定のやり方は下記の通りである。即ち
(1)塗料はけて対象の表面上に第一被覆層を塗布する。
(2)第一被覆層の表面が乾いたら、第一被覆層の最上部に、塗料はけで、第二
被覆層を塗布する。塗料はけで、直ちに、第二層全面に亘り、正常のはけ塗り方
向に直角方向になでつける。
(3)はけ塗りの跡が消えるまでの時間、即ち、塗装面が滑らかな面に均展する
時間を記録する。
被覆の均展時間は普通等級として定義される。満足な均展時間は均展時間が10
分以下である塗装の場合である。容認できる均展時間は、均展時間が10ないし
15分である塗装の場合である。容認できない均展時間は、均展時間が15分を
越える塗装の場合である。
(iv) 乾燥隠ぺい力
我々の研究所で使用されているX−Yポルフィリン系被覆の乾燥隠ぺい力の測定
のやり方は下記の通りである。即ち(1)特定の既知量のX−Yポルフィリン系
被覆を、IQcm”のガラスサンプル瓶に入れる。
(2)白黒の四角面を有するガラス板に、サンプル瓶からのX−Yポルフィリン
系被覆を用いて均一に被覆する。被覆はできる限り薄く塗り、しかも、確実に、
白い面が全く見えないようにする。
(3)X−Yポルフィリン系被覆が残っている瓶の重量を計って、使用した被覆
サンプルの量を知る。
乾燥隠ぺい力PDI+は次式によって計算する。
ここに、Pl)Hは被覆サンプルの乾燥隠ぺい力を表わし、Gは使用した被覆サ
ンプルの重量であり、Aはガラス板の全表面積である。
(v) 硬化時間
被覆の硬化は3段階に区分することが出来る。これらは、表面硬化、通し硬化及
び完全硬化である。殆どの被覆塗装過程においては表面硬化と通し硬化にかかる
時間が短くて、一方、完全硬化にかかる時間が比較的長いことが望ましい。これ
は、迅速な表面硬化と通し硬化によって迅速被覆塗装法の存在が保証されかつ、
遅めの完全硬化によって高次の架橋と錯化が得られ、その結果、良好な被覆特性
が保証されることになるからである。
X−Yポルフィリン系被覆の表面硬化と通し硬化の時間を測定した。測定法は下
記の通りである(完全硬化時間は測定しなかった)。
表面硬化時間
直径約5mmの乾燥綿球を被覆パネルの表面に置く。被覆パネルは空気ジェット
から約10−15cmのところに置く。次に、綿球上に軽微な吹付けを行なう。
表面硬化は、綿球が、被覆表面から吹きとばされて、木綿繊維が被覆表面に全く
(つついていないとき完了したと見做される。表面硬化時間は、被覆塗装の終了
から表面硬化が確認されるまでに経過する時間である。
通し硬化時間
20 X20mm”の定限濾紙を被覆したパネル−■−に置く。丸底の(直径1
.13cm) 200gのおもりを、次に、濾紙の−Lに置く。30秒後、おも
りを除き、被覆したパネルをひっくり返す。通し硬化は、もし濾紙が、被覆面か
ら落ち、かつ繊維が被覆面にくっついていなければ実現されたと見做される。被
覆塗装の終rから、通し硬化達成時までに経過する時間が通し硬化時間である。
(d) 結果
我々の測定から得られたX−Yポルフィリン系被覆の基本的な被覆特性は表12
のように示されている。
比較のために、Comma 5top Ru5tを含む前記配合(実施例5)に
基づくポルフィリン系被覆の特性は表13のように示されている。
(以下余白)
表12 X−Yポルフィリン系被覆系の特性特性 値
非揮発性固形物 53.19%
分散 <2081
表面硬化時間 室温で15分
120℃で5分
通し硬化時間 室温で3時間
120℃で0.5時間
均展時間 10−15分
乾燥隠ぺい力 58 g/m2
特性 値
非揮発性固形物 53.05
分散 <2081
表面硬化時間 室温で20分
120℃で10分
通し硬化時間 室温で4.5時間
120℃で1時間
均展時間 10分
乾燥隠ぺい力 60 g/m’
X−Y系の耐食特性は表14に示しである。
表14 ポルフィリン系被覆系の耐食性腐食条件 観察
室温で
(1)2.7%食塩水、 P)12 150日後、被覆は硬さ維持(2)2.7
%食塩水、 PH4124日後、錆びた区域を観察(312,7%食塩水、 P
I−17124日後、錆びた区域を観察(412,7%食塩水、PH1324日
後、錆びた区域を観察(5)キンレン 70ロ後、被覆剥落
(6)ブタノール 65日後、被覆剥落(7)2.7%食塩水、PH720日後
、錆びた区域を観察実施例7
被覆系(8)
本実施例は、酸化鉄を使用する別の耐食被覆配合を例示する。これは、UCB樹
脂4835とロームエンドハース樹脂AT−410を、ポルフィリン系樹脂との
融和性が改善されている他の市販の樹脂で置換している実施例6に記載の系に対
する代案である。
(a) 配合
本系は、表15に列挙の物質て配合された。
表15 着色ポルフィリン系被覆系の配合物質 組成(%)
酸化鉄 10.5O
NaBO,2,31
)1eucophos ZPZ’ 2.10Pole 5tar 200P A
l−5i” 1.68ブタノール 4.00
UCB Ebecryl 600” 12.15Synolac 9110’
23.00Dow Corning 5ilicate Additive 2
9’ 1.26BYK Additive 307” 1.00ポルフイリン系
樹脂(D) ” 42.00’ Heucophos ZPZは、ドイツ、)!
euback 9m製造の変成リン酸塩水和物ベースの湿潤剤である。
” Po1e 5tar 200P Lf−3tは英国、Kalon Grou
pplc提供のAlx0*と5i−Osを含有する混合物である。
” UCB Bbecryl 600はベルギーのUCB製のアクリル酸エポキ
シ樹脂である。
’ 5ynolac 9110は、Tova1社(英国、Cray Valle
y ProductsJl)製のアルキド樹脂である。
’ Dow Corning 5ilicate Additive 29はC
−OH官能基を含有している。これは均展と、流出(flow out)を助け
るために設計された添加剤である。これは浮きまだら防止特性も有している。
@BYK Additive 307は表面すべり(Surfaceslip)
、基質の湿潤及び均展(leveling)を向」二させるべく設計されたポ
リエーテル変成ジメチルポリンオキサン共重合集合体である。
*本実施例5から引用
酸化鉄、NaBO2、(耐食剤) Heucophos ZPZ 、 Po1e
5tar 200PAl−3i、ブタノール及び指定量のUCB Elbec
ryl 600の半量をボール粉砕瓶に入れた。混合物を粒径が20μm未満に
なるまでボール粉砕した。
粉砕した各成分は、次に、Ebecryl 600の残量及び5ynolac
9110ならびに、Dow Corning 5ilicate Additi
ve 29とBYK Additive 307(最後の2品目はブタノールの
1%溶液として加える)と混合して着色樹脂を得た。
この混合物58重量%をポルフィリン系樹脂(D)42%と混合して、そのまま
塗布可能な樹脂被覆系を製造した。
(b) 被覆の硬化特性
そのまま塗布可能な、上記のように調製した被覆系は表16に詳細を示す硬化速
度を有している。
(以下余白)
表16 着色被覆の硬化特性
通し硬化 300分(5時間)
120℃ 表面硬化 10分
通し硬化 60分(1時間)
260°C表面硬化 15秒
(C1被覆の耐食性
表15に示したような配合によって調製した着色したポルフィリン系被覆の光沢
は勝れている。この光沢は、120℃で48時間以上維持される。そのまま塗布
可能な被覆系(すなわち、着色樹脂と、ポルフィリン系樹脂の混合物)は少なく
とも7日間、室温で安定である。
耐食性の調査の結果を表17に記載しである。
(以下余白)
表17
被覆系(9)
本実施例は、粉状のポルフィリン系樹脂の被覆系の調製を示す。
表18 粉状のポルフィリン系樹脂の調製物質 組成(%)
Pet’s 、 14.8
NaBO,3,2
Heucophas ZPZ 2.9
Pole 5tar 200P Ai −Si 2.4’ GY 260はチバ
ガイギー物製のエポキシ樹脂である。
該樹脂は下記のようにして調製した。
ピロール、ンクロヘキサノン、クロトンアルデヒド及びアクリル酸を混合し、か
つ室温で15時間、穏やかにかつ連続的に撹拌した。
GY 260樹脂を加え、この混合物を120°Cで更に1時間撹拌した。
残った物質を加え、該混合物を、120−130℃で更に10分間撹拌した。
エポキシ樹脂成分(GY 260)の存在のため、得られた固形生成物は、一部
分だけ硬化するか、または硬化を遅延させることができる。
固形生成物はすりつぶして粉末状樹脂生成物を作る。
補正書の翻訳文提出書
(特許法第184条の8)
1、特許出願の表示 PCT/AU 92100682Z 発明の名称 ポルフ
ィリン系樹脂系とこれから誘導される重合体3、特許出願人
所在地 オーストラリア、2601.オーストラリアン キャピタルテリトリ−
、アクトン(無番地)
名 称 ジ オーストラリアン ナショナル ユニバーシティ所在地 オースト
ラリア、2756.ニュー サウス ウェールズ。
住所@543
大阪市天王寺区四天王寺1丁目14番22号 日進ビル207号河野特許事務所
(N話06−779−3088)氏名(7886)弁理士 河野登夫i’ 。
ミ
5、補正書の提出年月日 1・(
1993年9月16日
6、添付書類の目録
(1)補正書の翻訳文 1通
請求の範囲
1. (補正したもの)
(al ピロール及びN−(低級)アルキルピロールからなる群から選定し、そ
の何れも1種または複数種の無欠失置換基で置換された環であってよい1種ある
いは複数種の化合物、ならびにら) ピロール環の2ないし5の位置と反応しう
るC、−C,飽和脂環式のケトン
の反応によって得たポルフィリン系環系を含むことを特徴とする重合可能な樹脂
。
λ 反応体(a)がピロール、N−メチルピロールまたは両者の混合物であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の樹脂。
3、 ケトン(b)がシクロヘキサノンであることを特徴とする請求項1または
2に記載の樹脂。
4、 少なくとも1種のアクリル単量体で変成することを特徴とする請求項lな
いし3の任意の項に記載の樹脂。
5、(a)ピロール及びN−(低級)アルキルビロールからなる群から選定し、
その何れも選択的に置換することができる1種または複数種の化合物ならびに、
(blビロール環の2または5の位置と反応することのできるc、−Cm飽和脂
環式ケトンが特別に選ばれた試薬(a)及び(b)に適するように選ばれる酸性
触媒の存在において相互に反応し合うことを特徴とするポルフィリン系環系から
なる重合可能樹脂を調製するための方法。
6、 酸性触媒が、無機酸、有機酸、または酸無水物またはか力へる酸または無
水物の任意の2種またはそれ以上の混合物を含むことを特徴とする請求項5に記
載の方法。
7、酸性触媒が、酢酸、プロピオン酸または無水フタル酸を含むことを特徴とす
る請求項6に記載の方法。
& 酸性触媒が少なくとも1種の不飽和基を含有する有機酸を含むことを特徴と
する請求項6に記載の方法。
9、酸性触媒がビニール基または三重結合基を含むことを特徴とする請求項8に
記載の方法。
10、酸性触媒が、無機酸及び不飽和脂肪族アルデヒドの混合物を含むことを特
徴とする請求項5に記載の方法。
11、反応体(a)が、N−アルキルビロールであるかまたはこれを含有し、か
つ酸性触媒がN−アルキル基を除去する機能も有していて、ピロール中間体をケ
トン(b)と反応せしめて、ポルフィリン系樹脂系を与えることを特徴とする請
求項6又は10に記載の方法。
12、酸性触媒が塩酸であるかこれを含むことを特徴とする請求項10または1
1に記載の方法。
13、ケトン(blがシクロヘキサノンであることを特徴とする請求項の前項の
任意の項に記載の方法。
14、ピロール試薬(a)が、試薬(b)との反応以前または反応中アクリル単
量体と反応させられることを特徴とする請求項5ないし13の任意の項に記載の
方法。
15、請求項1ないし4の任意の項の重合可能な樹脂を含んでいることを特徴と
する樹脂被覆系。
16、少な(とも1種の別の公知の被覆物質を含むことを特徴とする請求項15
に記載の樹脂被覆系。
17、重合可能な樹脂が、少なくとも1種の不飽和重合物質または重合可能な物
質と反応させられることを特徴とする請求項15または16に記載の樹脂被覆系
。
18、重合した物質または重合可能な物質が下記のもの;即ち(i)メラミンに
基づいたオリゴマー
(ii)エポキシオリゴマー
(迅)ポリウレタンオリゴマー または(iv)アルキド樹脂前駆体
のうちの1種又は複数種であることを特徴とする請求項17に記載の樹脂被覆系
。
19、無機酸、有機酸ならびに金属塩から選択された触媒の存在1こおいて反応
が実施されることを特徴とする請求項17または18に記載の樹脂被覆系。
20、触媒が、周期律表の3族または12族から選んだ金属の塩であることを特
徴とする請求項19に記載の樹脂被覆系。
21、金属塩が、銅、鉄(■)、モリブデン、二・ツケJし、マンガン、水銀ま
たは鉛の塩化物であることを特徴とする請求項20+こ記載の樹脂被覆系。
22、架橋樹脂生成物を更に有機顔料、無機顔料、遷移金属酸化物または遷移金
属錯塩と反応させることを特徴とする請求項17なり)シ21の任意の項に記載
の樹脂被覆系。
23、無機顔料が酸化第二鉄であることを特徴とする請求項22+こ記載の樹脂
被覆系。
24、(新請求項)被覆が、請求項15ないし23の任意の項に記載の樹脂被覆
系からなるか、またはこれから誘導されることを特徴とする被覆した基質。
国際調査報告 I1m#Mlappliea−N。
FormPCWnSkrl+O(eeetswalO轟ofrum*hm011
鋤1y19F11≠フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、PT、SE)
、0A(BF、BJ、CF、CG、 CI、 CM、 GA、 GN、 ML、
MR,SN、 TD。
TG)、 AT、 AU、 BB、 BG、 BR,CA、 CH。
C3,DE、DK、ES、FI、GB、HU、JP、KP、KR,LK、LU、
MG、MN、MW、NL、N。
、 NZ、PL、 RO,RU、 SD、 SE、 UA、 US(72)発明
者 ガスリー、ジェイムズ トーマスイギリス、エルニス257ジエイジー キ
ッバックス リーズ オックスフォードドライブ 16
(72)発明者 モリス、リチャード アランオーストラリア、 2753.ニ
ュー サウスウエールズ グロース ウォルド、グロース リバー ロード、ロ
ット 10
(72)発明者 へ、ウェイ トン
イギリス、エルニス71エヌビー リーズ ミーンウッド ロード 189
Claims (23)
- 1.(a)ピロール及びN−(低級)アルキルピロールからなる群から選定し、 そのいずれも任意に置換でき、(b)ピロール環の2ないし5の位置と反応しう るC4−C■飽和脂環式のケトンの反応によって得たポルフィリン系環系を含む ことを特徴とする重合可能な樹脂。
- 2.反応体(a)がピロール、N−メチルピロールまたは両者の混合物であるこ とを特徴とする請求項1に記載の樹脂。
- 3.ケトン(b)がシクロヘキサノンであることを特徴とする請求項1または2 に記載の樹脂。
- 4.少なくとも1種のアクリル単量体で変成することを特徴とする請求項1ない し3の任意の項に記載の樹脂。
- 5.(a)ピロール及びN−(低級)アルキルピロールからなる群から選定し、 そのいずれも選択的に置換できる1積または複数種の化合物ならびに、 (b)ピロール環の2または5の位置と反応しうるC4−C■飽和脂環式ケトン が、特別に選ばれた試薬(a)及び(b)に適するように選定された酸性触媒の 存在において、相互に反応し合うことを特徴とするポルフィリン系環系を含む重 合可能な樹脂を調製するための方法。
- 6.酸性触媒が、無機酸、有機酸、酸無水物または、かかる酸または無水物の任 意の2種またはそれ以上の種類の混合物を含むことを特徴とする請求項5に記載 の方法。
- 7.酸性触媒が、酢酸、プロピオン酸または無水フタル酸を含むことを特徴とす る請求項6に記載の方法。
- 8.酸性触媒が、少なくとも1種の不飽和基を含有する有機酸を含むことを特徴 とする請求項6に記載の方法。
- 9.酸性触媒が、ビニール基または三重結合基を含むことを特徴とする請求項8 に記載の方法。
- 10.酸性触媒が、無機酸と不飽和脂肪族アルデヒドの混合物を含むことを特徴 とする請求項5に記載の方法。
- 11.反応体(a)がN−アルキル基であるかまたはこれを含有し、かつ酸性触 媒がN−アルキル酸を除去する機能も有していて、ピロール中間体をケトン(b )と反応せしめて、ポルフィリン系樹脂を与えることを特徴とする請求項6また は10に記載の方法。
- 12.酸性触媒が、塩酸であるかまたはこれを含むことを特徴とする請求項10 または11に記載の方法。
- 13.ケトン(b)が、シクロヘキサノンであることを特徴とする請求項の前項 の任意の項に記載の方法。
- 14.ピロール試薬(a)が、試薬(b)との反応以前または反応中にアクリル 単量体と反応させられることを特徴とする請求項5ないし13の任意の項に記載 の方法。
- 15.樹脂系が、請求項1ないし4の任意の項の重合可能な樹脂を含んでいるこ とを特徴とする樹脂被覆系。
- 16.少なくとも1種の別の公知の被覆物質を含むことを特徴とする請求項15 に記載の樹脂被覆系。
- 17.重合可能な樹脂が少なくとも1種の不飽和重合体または重合可能な物質と 反応させられることを特徴とする請求項15又は16に記載の樹脂被覆系。
- 18.重合した物質または重合可能な物質が下記のもの、即ち、(i)メラミン に基づいたオリゴマー (ii)エポキシオリゴマー (iii)ポリウレタンオリゴマー、または(iv)アルキド樹脂前駆体 のうちの1種または複数種であることを特徴とする請求項17に記載の樹脂被覆 系。
- 19.無機酸、有機酸ならびに金属塩から選択された触媒の存在において反応が 実施されることを特徴とする請求項17または18に記載の樹脂被覆系。
- 20.触媒が周期律表の3族ないし12族から選択された金属の塩であることを 特徴とする請求項19に記載の樹脂被覆系。
- 21.金属塩が、銅、鉄(III)、モリブデン、ニッケル、マンガン、水銀ま たは鉛の塩化物であることを特徴とする請求項20に記載の樹脂被覆系。
- 22.架橋樹脂生成物をさらに有機顔料、無機顔料、遷移金属酸化物、遅移金属 錯塩と反応させることを特徴とする請求項17ないし21の任意の項に記載の樹 脂被覆系。
- 23.無機顔料が酸化第二鉄であることを特徴とする請求項22に記載の樹脂被 覆系。
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