JPH0859748A - ヒドロキシル化されたフッ素化共重合体とアクリル共重合体とからなる安定な水性懸濁液と、その製造方法と、その水性塗料としての利用 - Google Patents

ヒドロキシル化されたフッ素化共重合体とアクリル共重合体とからなる安定な水性懸濁液と、その製造方法と、その水性塗料としての利用

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JPH0859748A
JPH0859748A JP7158443A JP15844395A JPH0859748A JP H0859748 A JPH0859748 A JP H0859748A JP 7158443 A JP7158443 A JP 7158443A JP 15844395 A JP15844395 A JP 15844395A JP H0859748 A JPH0859748 A JP H0859748A
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fluorinated
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Patrick Kappler
カプラー パトリック
Jean-Luc Perillon
リュク ペリロン ジャン
Catherine Savary
サヴァリー カトリン
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 フッ素化ビニリデンおよび/またはトリフル
オロエチレンと、テトラフルオロエチレンと、水酸化ア
リルモノマーとからなるヒドロキシル化されたフッ素化
共重合体と、必要に応じて添加されるメチルメタクリレ
ートと官能化または置換基を有していてもよい他のアル
キル(メタ)アクリレートとからなるアクリル共重合体
とからなる安定な水性懸濁液。この懸濁液は共重合体の
有機溶媒溶液を水に分散させた後、有機溶媒を除去して
調製される。 【効果】 貯蔵安定性に優れ、化学的特性および機械的
強度を有する接着性に優れたフィルムを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はヒドロキシル化されたフ
ッ素化共重合体からなる(必要に応じてアクリル共重合
体をさらに含む)安定な水性懸濁液に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】この種の懸濁液は貯蔵安定性に優れ、各
種支持体上に優れた化学的特性および機械的強度を有す
る接着性に優れたフィルムを形成することができるとい
う利点があり、しかも、乾燥固体重量が大きい(30重量
%以上)という利点もある。これらの懸濁液は金属、繊
維の処理材料、特に電着法で塗布可能な塗料または被覆
材として利用され、紙およびボール紙の製造で利用さ
れ、床被覆材等でも使用される。
【0003】この種の水性懸濁液はダイキンの欧州特許
第 212,508号、第 224,870号、旭硝子の欧州特許第341,
716 号およびセントラルガラスの欧州特許第 508,229号
に記載されている。これらの懸濁液は全てアルコールと
第3級アミン、例えばトリエチルアミンとを含んでい
る。しかし、塗料成分中にアミンが存在するとフィルム
形成のための熱処理中に塗料が黄変し、塗膜表面に小さ
な孔が生じるという欠点がある。
【0004】JSRの欧州特許第 360,575号には溶媒お
よびアミンを含まないエマルションとして調製されたフ
ッ素化ビニリデン共重合体のラテックス状水性懸濁液が
記載されている。このエマルションはガラス転移温度の
低いアクリル共重合体を含んでいる。この懸濁液の最大
の欠点は硬度が不足し、塗料の用途には不都合な点であ
る。
【0005】フッ素化ポリマーは耐化学薬品性、特に耐
溶媒性に優れ、耐熱性、耐候性、耐放射線、例えば耐紫
外線性、耐ガス透過性および電気絶縁特性に優れている
ということは知られている。しかし、フィルム形成が困
難であり、しかも、ポリアミド等の他の熱可塑性ポリマ
ーに比べて接着性、透明性、耐衝撃性が低いという欠点
がある。
【0006】本発明の水性懸濁液で使用可能なヒドロキ
シル化されたフッ素化共重合体は本出願人の欧州特許第
396,445号、第 433,106号および第 481,849号に記載さ
れており、下記モノマーをベースとしたものである: 1) 45〜95(モル)%のフッ化ビニリデン(VF2)お
よび/またはトリフルオロエチレン(VF3) 2) 5〜55(モル)%のテトラフルオロエチレン(C2
4 ) 3) モノマー(1+2)100 モルに対して2〜25モルの
下記のアリルアルコールおよびヒドロキシル化されたア
リルエーテルよりなる群の中から選択される少なくとも
1種のヒドロキシル化されたアリルモノマー: CH2=CH-CH2-O-CH2-CHOH-CH2-OH CH2=CH-CH2-O-CH2-C(CH2OH)2-(CH2CH3)
【0007】
【化2】
【0008】 CH2=CH-CH2-O-(CH2)n -OH (3≦n ≦8) CH2=CH-CH2-O-(CH2-CH2-O)n -H (1≦n ≦14) CH2=CH-CH2-O-(CH2-CH(CH3)-O)n -H (1 ≦n ≦14)
【0009】4) モノマー(1+2)100 モルに対して
0〜10モルの水酸基を有しないビニルエーテル (例、ブ
チルビニルエーテル) 、他のフッ素化モノマー(VF
2、VF3、C2 4 以外のフッ素化モノマー、例えば
3 6 、C2 3 Cl),塩化されていないアリルエーテ
ルおよびエステル(カルボキシル化および/または-(C
2)n - CF3 (4≦n≦10) で置換されていてもよ
い)の中から選択される少なくとも1種のモノマー、例
えば下記モノマー:
【0010】CH2=CH-CH2-O-CO-C2H4-COOH CH2=CH-CH2-O-CO-C6H10-COOH CH2=CH-CH2-O-C2H4-(CF2) n CF3 CH2=CH-CH2-CO-O-C2H4-(CF2) n CF3 CH2=C(CH3)-CO-O-CH2-CF3
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ヒド
ロキシル化されたフッ素化共重合体からなる安定な水性
懸濁液を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも1
種の乳化剤を含む安定な水性懸濁液において、上記モノ
マーをベースとしたヒドロキシル化されたフッ素化共重
合体を含むことを特徴とする安定な水性懸濁液を提供す
る。この安定な水性懸濁液は乾燥重量でヒドロキシル化
されたフッ素化共重合体を少なくとも30重量%含むのが
好ましい。
【0013】本発明のアクリル共重合体は下記モノマー
をベースとしている: 1) 40〜70重量%のメチルメタクリレート(MMA)、 2) 30〜60重量%のアルキル(メタ)アクリレート、例
えばブチルアクリレート(BuA)またはエチル(メタ)
アクリレート、 3) 0〜15重量%の置換または官能基を有するアルキル
(メタ)アクリレート、例えば水酸基またはCF3-( C
2)n - 基(4≦n≦10)で置換または官能化されたも
の、例えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(H
EA)、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート(T
RIFEMA)、CH2=CR-COO-C2H4-(CF2) n -CF3(R =
H またはCH3)(CFnA)、(メタ)アクリル酸(AA
およびMAA)、2-アクリルアミノ-2- メチルプロパン
スルホン酸、特にCH2=CH-CO-NH-C(CH3)2-CH2-SO3 - N +
(C2H5)3 (AMPS/TEA)、ジメチルアクリルアミ
ド(DMA)またはジメチルアミノエチルメタクリレー
トCH2=C(CH3)-COO-CH2-CH2 -N(CH3)2 (MADAM
E)、ただし、ヒドロキシル化されたフッ素化共重合体
+アクリル共重合体に対するアクリル共重合体の重量比
は50%は以下。
【0014】
【作用】本発明出願人はアクリル共重合体中に上記のモ
ノマーが存在することによって本発明懸濁液の特定の機
械特性、物理的特性および/または化学的特性が向上す
ることを見出した。例えば、ヒドロキシ(メタ)アクリ
レートは架橋特性を向上させ、TRIFEMAおよび
(CFnA)は耐落書き性を与え、アクリル酸およびメ
タクリル酸は接着性を向上させ、AMPS/TEAおよ
びDMAは懸濁液に機械的安定性を与え、MADAME
によって電気泳動で支持体を被覆することが可能にな
る。
【0015】安定な水性懸濁液中でのヒドロキシル化さ
れたフッ素化共重合体+アクリル共重合体に対するアク
リル共重合体の比率は0〜50重量%、好ましくは20〜30
重量%である。懸濁液の安定性は懸濁液中に存在する乳
化剤によって与えられる。安定な懸濁液とは経時的に安
定すなわち数ヶ月の長期保存後も特性が損なわれること
なく使用可能である懸濁液を意味する。
【0016】乳化剤はカチオン性でも非イオンでもよい
が、アニオン性のものが好ましい。好ましいアニオン性
乳化剤はCF3-(CF2)n - 基(4≦n≦10)を有し、
例としては下記のものを挙げることができる: C n F (2n+1) -C2H4-SO3 -K + C n F (2n+1)- COO - K + C n F (2n+1)- COO - NH4 + 安定な水性懸濁液は一般に 0.5〜3%の乳化剤を含む。
【0017】本発明の他の対象は、ヒドロキシル化した
フッ素化共重合体の安定な水性懸濁液およびヒドロキシ
ル化したフッ素化共重合体とアクリル共重合体との安定
な水性懸濁液の製造方法にある。本発明の安定な水性懸
濁液は種々の方法で製造できる。ヒドロキシル化したフ
ッ素化共重合体の鎖にカルボキシル基を付けることは共
重合で直接行うか、水酸基の化学反応で間接的に行うこ
とができる。そして、カルボン酸基を塩化すると水性懸
濁液が得られる(例えば欧州特許第 212,508号、第 28
1,991号第 320,156号および第 508,229号参照)。欧州
特許第 341,716号に記載のように、エチレンオキシドま
たはプロピレンオキシドに由来する単位を有するマクロ
マーとフッ素化オレフィンとを共重合することもでき
る。本出願人はフッ素化共重合体を用いてこの方法を実
施することによって固体含有率が高く、凝集物を含まな
い安定で懸濁液が得られるということを見出した。
【0018】本発明の安定な水性懸濁液の調製方法は以
下の工程で構成される:有機溶媒中でアクリル共重合体
の存在下または不存在下にヒドロキシル化されたフッ素
化共重合体を作り、得られた溶液を乳化剤水溶液中に分
散させ、分散と同時または分散後に有機溶媒を蒸留で除
去する。
【0019】ヒドロキシル化されたフッ素化共重合体単
独の有機溶液は一般に有機溶媒の溶液中でこの共重合体
を直接共重合させてえることができる。例えば本出願人
の欧州特許第396,445 号、第433,106 号および第481,84
9 号を参照されたい。このフッ素化共重合体はtert- ブ
タノール、酢酸メチルあるいは酢酸イソプロピル中で溶
液重合できる。有機溶媒を重合反応器に導入した後、水
酸化アリルモノマー、次いでVF2 およびC2 4 を導
入する。温度を50〜70℃にした後、好ましくはイソプロ
ピルパーオキシジカルボネートまたはtert- ブチルパー
オキシピバレートから選択される重合開始剤を添加す
る。重合中、各モノマーの割合を一定の比に維持するよ
うに圧力を一定に保ちながらVF2 、V2 4 および水
酸化アリルモノマーを添加する。全てのモノマーを添加
した後、温度を下げて反応器を排気する。未反応のフッ
素化モノマーが排出する。フッ素化共重合体の重合で酢
酸を溶媒として使用して得られる共重合体有機溶液は本
発明の水性懸濁液として使用するのに適している。これ
に対して、溶媒としてtert- ブタノールを用いた場合に
はは溶媒を交換して所望溶媒が入ったフッ素化共重合体
にする必要がある。
【0020】アクリル共重合体をさらに含む水性懸濁液
の場合には、予め合成しておいたアクリル共重合体を、
ヒドロキシル化されたフッ素化共重合体溶液に混合する
か、アクリルモノマー(すなわちアクリル共重合体の原
料となるモノマー)を、有機溶媒中でヒドロキシル化さ
れたフッ素化共重合体の存在下で直接共重合する。この
ヒドロキシル化されたフッ素化共重合体溶液中でのアク
リル共重合体の共重合はアクリルモノマーの全量または
1部を添加しながら行うことができる。アクリルモノマ
ーは重合中に連続的に導入するか、次第に増量しながら
添加する。重合温度は通常40〜90℃である。また、分子
量を低下させるメルカプタン型の相間移動剤と、有機可
溶性のラジカル重合開始剤(一般に、アゾ化合物、パー
オキシジカルボネート、パーオキシピバレートおよびジ
アシルパーオキシド型の重合開始剤から選択する。例え
ば、アゾビスイソブチロニトリル、シクロヘキシルパー
オキシジカルボネートまたはtert- ブチルパーオキシピ
バレート)とを用いることができる。
【0021】アクリル共重合体を含む水性懸濁液の場合
には、欧州特許第320,126 号および第360,575 号に記載
のような「播種乳化重合法」を変形例として採用するこ
とができる。この方法はヒドロキシル化されたフッ素化
共重合体ラテックスまたはヒドロキシル化されたフッ素
化共重合体の人工的懸濁液の存在下で、アクリルモノマ
ーの混合物を乳化重合する方法である。本発明の有機溶
媒の沸点は一般に30〜90℃で、水への溶解度が通常0.5
〜500g/l(NTP条件下、温度20℃で測定)のも
の、例えば、アルコールまたはエステルを挙げることが
できる。後者の使用が好ましく、好ましい溶媒はアルキ
ルアセテート(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロ
ピル等)である。
【0022】有機溶媒中でのヒドロキシル化されたフッ
素化共重合体の濃度(重量)は一般に15〜40%である。
共重合体の分散は、非混和性液体の混合物に大量の機械
的エネルギーを消散させることの可能な分散器またはホ
モジナイザーを使用して行うことができる。これらの装
置は、適当な乳化剤の添加によって水中油形のエマルシ
ョンを作製することが可能で、この場合の「油」相はヒ
ドロキシル化されたフッ素化共重合体の有機溶媒であ
る。水性溶液/共重合体溶液混合物を、機械的攪拌装置
または加圧下にノズルを通過させることによって強度の
剪断作用にさらす。一般に、分散操作は温度範囲0〜10
0 ℃、好ましくは15〜50℃で行うことができる。
【0023】水/共重合体溶液比(重量)は一般に0.2
〜1である。有機溶媒を除去した後、水性懸濁液が得ら
れ、この懸濁液は、長期間保存しても安定で、製造後数
ヶ月経った後も特性が劣化することなく使用可能であ
る。この水性懸濁液の保存中の機械的安定性は沈降試験
および分散粒子の粒径の測定で評価することができる。
沈降試験では懸濁液を1ヵ月静置して、軽く攪拌してか
ら24時間静置後に形成される沈澱を評価する。存在して
いる乾燥共重合体の全量に対する沈澱した乾燥共重合体
重量の比を計算する。粒径は懸濁液の希釈サンプルを通
過する単光色ビームの分散を分析することによって測定
する。
【0024】本発明の他の対象は上記水性懸濁液をバイ
ンダとして用いた水性塗料にある。水性塗料は使用が容
易(溶媒除去装置を必要としないために装置が軽量にな
り、装置の掃除も容易)で、環境汚染問題もないため最
近発達したものである。フッ素化重合体、アクリル重合
体等の塗料の基本構成成分はエステルまたはケトンタイ
プの有機溶媒に大抵可溶であるが、水には一般に不溶ま
たはほとんど不溶である。従って、これら塗料の必須成
分を水相で使用可能にするための乳化または懸濁法の研
究が行われている。
【0025】水性塗料のバインダは本発明の懸濁液の他
に硬化剤(一般に分散された共重合体の水酸基と化学反
応可能な官能基を有する樹脂)を含む。本発明で使用可
能な硬化剤としては、ブロックされた(またはフリー
の)ポリイソシアネート樹脂(フリーの場合には水に乳
化させるための予備処理をする必要がある)またはメラ
ミンホルムアルデヒドまたはユリアホルムアルデヒド樹
脂を挙げることができる。
【0026】塗料はさらに無機または有機の顔料を含
む。一般には無機顔料を使用するのが好ましく、二酸化
チタン、酸化鉄または酸化クロム、コバルト・アルミニ
ウム混合酸化物、カーボンブラック、モリブデンオレン
ジ、リン酸亜鉛などの腐蝕抑制剤顔料、アルミニウムな
どの金属顔料が挙げられる。水性塗料はフィルム成形を
向上させるためにヒドロキシル化されたフッ素化共重合
体の溶媒、例えばアルコール、エーテルまたはグリコー
ルエーテルまたはプロピレングリコールエーテルをさら
に少量含むこともできる。塗料にはワニスおよび塗料用
として一般的な任意の添加剤を添加することができる。
例えば分散剤、結合型または非結合型の増粘剤、拡散促
進剤、流動性改良剤、熱安定剤および/またはUV安定
剤、抗酸化剤、消泡剤、顔料および/またはベヒクルの
湿潤剤、殺菌剤、不凍剤、塗料の硬化反応触媒などを添
加することができる。
【0027】塗料は周知方法で各種成分を混合して調製
する。一般には顔料を任意の分散剤を用いて水に分散さ
せた後、所望粒度の懸濁液が得られるまで高速混合す
る。この調製は混合すべき液体を強度に攪拌する強い剪
断作用を有する分散装置(例えば、Ultra-Turrax装置:
登録商標)で行うことができる。ポンプを用いてノズル
装置(例えば、Manton-Gaulin :登録商標)を通過させ
て液体混合物に剪断作用を与えることもできる。高周波
の超音波槽内で効果的に液体を分散させることもでき
る。例えば、分散させる1つの相を磁場内に置いた毛細
管を通過させ、磁場によって微粒子状に分散させる電気
分散器を挙げることができる。その後、上記添加物を攪
拌しながら導入し、次いで、安定な水性懸濁液を導入す
る。
【0028】硬化剤は、その種類に応じて混合終了時ま
たは塗料の使用直前に添加する。例えばポリイソシアネ
ートのような硬化剤を混合終了時に添加する場合は、予
めそれを水に分散させてから混合物に添加することによ
って、混合物内での分散を良くするのが好ましい。硬化
剤を溶媒で希釈して予備分散させ、予め粘度を低下させ
ることよって乳化はし易くなる。使用可能な溶媒として
はエステル、エーテルエステルまたは芳香族化合物を挙
げることができる。一般に、フッ素化共重合体のエマル
ションを不安定にする可能性の低い低溶解度の溶媒を用
いるのが好ましい。水に対する溶解度が低い溶媒とは、
水への溶解度が30%以下の溶媒を意味する。
【0029】本発明の塗料は、圧縮空気によるスプレー
ガン、静電気、ブラシ、ローラ、フローコーティング、
浸漬または電着等の周知・任意の方法で被覆される支持
体に塗布することができる。被覆すべき支持体は金属
(鋼、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム等)、プラスチッ
ク(PVC、ポリエステル、フェノール樹脂等)、ガラ
ス、セラミクス、木材またはコンクリート等にすること
ができ、支持体にプライマーを塗布および/または塗料
の付着を促進するための表面処理等を施すこともでき
る。以下の実施例では乾燥固体含有率(SC)は重量%
で表してある。
【0030】
【実施例】実施例1〜11 ヒドロキシル化したフッ素化共重合体を含む水性懸濁液
の製造 水溶液 :0.75gの乳化剤を含む脱イオン水 150g 共重合体溶液:23.8%の乾燥固体重量の共重合体Ai
(本発明)またはCj(比較例)を有機溶媒中に含む溶
液315 g(共重合体Ai、Cjの特性は下記) 水性乳化剤溶液を1リットル容のビーカーに入れた。分
散器(Ultra-Turrax、登録商標)を用いて溶液を数秒間
攪拌した。次いで、共重合体溶液を平均攪拌速度 6,000
回転/分で5分間かけて導入した。さらに1分間、10,0
00回転/分で攪拌を継続し、その後攪拌を停止した。懸
濁液を、1リットル容の攪拌反応器に移し、この反応器
内で温度50以下で減圧蒸留して溶媒を除去した。共重合
体Aiではこの操作中に沈澱物または析出物は形成され
ない。懸濁液を取り出し、水性懸濁液の乾燥固体含有率
(SC)と粒経(平均粒径)を計算した。1ヵ月保存
後、沈澱形成状態を測定した(静かに攪拌し、懸濁液を
再び静置)。
【0031】 共重合体Ai、Cjのモル組成 本発明のAi A1 VF2/C2F4/CH2=CH-CH2-O-CH2-CHOH-CH2OH 65 /35/10 A2 VF2/C2F4/CH2=CH-CH2-O-(CH2)4-OH 65 /35/10 A3 VF3/C2F4/CH2=CH-CH2-O-CH2-CHOH-CH2OH 50 /50/10 A4 VF2/C2F4/CH2=CH-CH2-O-CO-C6H10-COOH /CH2=CH-CH2-O-CH2-CHOH-CH2O 50 /50/2 /10 A5 VF2/C2F4/C3F6/CH2=CH-CH2-O-CH2-CHOH-CH2OH 65 /35/7 /10比較例Cj C1 VF2/C2F4/C3F6 78 /22/7.5 C2 VF2/C2F4/CH2=CH-O-C4H6 65 /35/10 C3 VF2/C2F4/CH2=CH-CH2-O-CO-C6H10-COOH 65 /35/10 (VF2 とC2F4以外のモノマーのモル比は(VF2 +C2F4)100 モルに対する値)
【0032】
【表1】
【0033】また、欧州特許第212,508 号、第281,991
号、第320,156 号、第 508,229号に従ってVF2/C2F4/CH2
=CH-CH2-O-CO-C6H10-COOH/CH2=CH-CH2-O-CH2-CHOH-CH2O
H 単位(モル比65/35/4/10)を含む共重合体A’(Mn
=9,000 、Mw=18,500)の50重量%アセトン溶液(ト
リエチルアミンで100 %まで中和)を調製した。固体含
有率が20%になるまで脱イオン水を添加した後、40℃で
減圧蒸留してアセトンを除去した。懸濁液が安定性を失
うのが観察される。水中に再分散されないポリマーの塊
が生成する。
【0034】ヒドロキシル化されたフッ素化共重合体と
アクリル共重合体とを含む水性懸濁液 出発材料のフッ素化共重合体:Ai アクリル共重合体ACRYL kの調製 アクリル1 MMA/BuA/HEA共重合体 フッ素化共重合体なしで酢酸メチル溶液中で調製 二重ジャケット、攪拌機および凝縮器を備えた2リット
ル容の丸底フラスコに350 gの酢酸メチルと、2.5 gの
シクロヘキシルパーオキシジカルボネートとを導入し
た。脱気後、温度を50℃とし、下記のアクリルモノマー
混合物を導入した: メチルメタクリレート 75 g ブチルアクリレート 75 g ヒドロキシエチルアクリレート 4.5 g 混合物を1時間かけて注入し、その後さらに3時間重合
を継続した。固体含有率が27%のアクリル共重合体の酢
酸ブチル溶液を回収した。MMA/BuA/HEA共重合
体の重量組成は48.5/48.5/3である。
【0035】アクリル2 MMA/BuA/AMPS
共重合体 酢酸メチル中で調製 二重ジャケット、攪拌機および凝縮器を備えた2リット
ル容の反応器中に300gの酢酸メチルと、65gのメチル
(メタ)アクリレートと、65gのブチルアクリレート
と、20gのAMPSを60gの酢酸メチルに加えた溶液
(9.76gのトリエチルアミンで中和)とを導入した。脱
気後、温度を50℃とし、2.5 gのシクロヘキシルパーオ
キシジカルボネートを添加した。50℃で4時間重合して
固体含有率が30.9%の溶液 503gを回収した。MMA/
BuA/AMPS共重合体の重量組成は43.3/43.3/13.4
である。
【0036】アクリル3 MMA/BuA/HEA/MA
DAME共重合体 67.5/67.5/5/10 酢酸メチル中で調製 二重ジャケット、攪拌機および凝縮器を備えた2リット
ル容の反応器に365 gの酢酸イソプロピルと、2.5 gの
アゾビスイソブチロニトリルとを導入した。脱気後、温
度を70℃として以下のモノマを導入した: メチルメタクリレート 67.5g ブチルアクリレート 67.5g ヒドロキシエチルアクリレート 5g MADAME 10g 混合物を1時間かけて注入した後、さらに3時間重合を
継続した。固体含有率が29.4%のアクリル共重合体溶液
を回収した。MMA/BuA/HEA/MADAMEアク
リル共重合体の重量組成は45/45/3.3 /6.7 である。
【0037】フッ素化共重合体とアクリル共重合体との
溶液 フッ素化共重合体の存在下でのアクリル共重合体の調製 攪拌機、二重ジャケットおよび凝縮器を備えた2リット
ル容の丸底フラスコに固体含有率が25%の共重合体A1
の酢酸メチル溶液 600gと、1.8 gのシクロヘキシルパ
ーオキシジカルボネートとを導入した。大気中の酸素を
除去した後、温度を50℃とし、この温度で下記のアクリ
ルモノマー混合物の添加を開始した: メチルメタクリレート 23.7 g ブチルアクリレート 23.7 g ヒドロキシエチルアクリレート 1.5 g ジメチルアクリルアミド 1 g 混合物は1時間かけて連続的に添加した。50℃で3時間
重合させた後、反応器を冷却する。排出した溶液F/A
1は直ちに分散可能な状態となる。固体含有率は30.7%
である。フッ素化共重合体/アクリル共重合体の比率は
25%である。MMA/BuA/HEA/DMAアクリル共
重合体の重量組成は47.5/47.5/3/2である。
【0038】混合によるアクリル共重合体とフッ素化共
重合体とを含む溶液の調製 (溶液F/A2〜F/A6) 固体含有率25%のフッ素化
共重合体とアクリル共重合体ACRYL k(k=1〜
3)とを単純に混合した。アクリル共重合体は30重量%
にした。詳細は〔表2〕の通り。
【0039】
【表2】
【0040】実施例12〜17 フッ素化共重合体とアクリル共重合体とを含む水性懸濁
実施例1〜11に記載の方法に従って、フッ素化共重合体
・アクリル共重合体の溶液315 gを、分散器を使用し、
0.75gの乳化剤(Cn 2n+12 4 SO3 k(n=4
〜10) )に分散させた。次いで、減圧蒸留によってアセ
テート溶媒を除去した。
【0041】
【表3】
【0042】実施例18〜26水性塗料実施例18 ワニスを調製した。1リットル容のビーカーに下記を導
入し、500 回転/分で1分間混合した: 1) パラフィン系媒体に入った変性アルキルポリアルコキシエーテル(1) (粘度200mPa・s) 2.4g 2) N,N'-ジヒドロキシメチルウレア、1,6-ジヒドロキシ-2,5- ジオキソヘキサ ンおよびイソチアゾリノン誘導体の溶液(2) 0.7g 3) ブチルジグリコールアセテート 10g 4) 実施例1のフッ素化共重合体エマルション 500g 500ミリリットル容のビーカーに下記のものを順次導入
してイソシアネトの予備懸濁液を調製した: 5) ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとした親水性の脂肪族ポリイソシ アネート(3) (フリーのNCO基含有率:17.2%、23℃での粘度:3,500 mPa ・s ) 100g 6) 水 122.2g 500 回転/分で1分間、激しく攪拌した。
【0043】次いで、上記エマルジョンにイソシアネー
トの予備懸濁液178.9 gを導入し、500 回転/分で1分
間攪拌して、ワニスを製造した。このワニスを予め脱脂
したクロム酸アルミニウムのプレートに100 μmの螺旋
ドクターブレートを用いて塗布し、80℃で30分間焼い
て、乾燥時の厚さが16μmのフィルムを形成した。NF
T規格30-016で測定したペルソーズ硬度は220 sであ
る。ASTM規格D523-85で測定した60°での鏡面光沢
は65%である。NFT規格30-038で評価した接着性はク
ラス1である。耐メチルエチルケトン性は前後運動 100
回以上である(フィルムの架橋度を評価するためにフィ
ルムをメチルエチルケトンを含ませた綿ウールの綿棒
で、支持体が見えるまで擦った。前後運動が50回以下で
あれば架橋度が低いことを示し、100 回以上であれば架
橋度が非常に高いことを示す)。
【0044】実施例19 白色塗料を調製した。1.1 リットル容のビーカーに90g
の水と 1.8gのソジウムポリアクリレート(4) とを入
れ、混合した後、171.9 gのチタニウムジオキサイドを
添加した。2,000 回転/分で粒子が10μm以下になるま
で15分間分散した。その後、下記を導入し、500 回転/
分で2分間混合して着色されたフッ素化エマルションを
得た: 1) パラフィン系媒体に入った変性アルキルポリアルコキシエーテル (粘度200mPa・s) (1) 3g 2) N,N'- ジヒドロキシメチルウレア、1,6-ジヒドロキシ-2,5- ジオキソヘキサ ンおよびイソチアゾリノン誘導体の溶液(2) 0.8g 3) ブチルジグリコールアセテート 10 g 4) 実施例1のフッ素化共重合体エマルジョン 500 g
【0045】500 ミリリットル容のビーカーに下記のも
のを順次導入してイソシアネートの予備懸濁液を調製し
た: 5) ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとした親水性の脂肪族ポリイソシ アネート(3) (フリーのNCO基の含有率:17.2%、23℃での粘度: 3500 mPa ・s ) 100g 6) メトキシプロピルアセテート 30g 7) 水 92.2g 500 回転/分で1分間、激しく攪拌した。次いで、この
イソシアネート予備懸濁液178.9 gを、着色されたフッ
素化エマルションに添加し、500 回転/分で1分間攪拌
して塗料を作製した。この塗料を予め脱脂したクロム酸
アルミニウムのプレートに120 μmの螺旋ドクターブレ
ードを用いて塗布し、80℃で30分間焼いて、乾燥時の厚
さ18μmのフィルムを形成した。NFT規格30-016で測
定したペルソーズ硬度は220 sである。ASTM規格D
523-85で測定した60°鏡面光沢は30%である。メチルエ
チルケトンに対する耐久性は前後運動100 回以上であ
る。NFT規格30-038で評価した接着性はクラス0であ
る。
【0046】実施例20 白色塗料を調製した。1リットルのビーカーに80gの水
と、1.6 gのソジウムポリアクリレート(4)とを入れ、
混合した後、150 gのチタニムジオキサイドを添加し
た。2,000 回転/分で粒子が10μm以下となるまで15分
間分散した後、下記を導入し、500 回転/分で2分間混
合して着色されたフッ素化エマルジョンを得た: 1) パラフィン系媒体に入れた変性アルキルポリアルコキシエーテル(1) (粘度200mPa・s) 2.8 g 2) N,N'- ジヒドロキシメチルウレア、1,6-ジヒドロキシ-2,5- ジオキソヘキサ ンおよびイソチアゾリノン誘導体の溶液(2) 0.7 g 3) ブチルジグリコールアセテート 10g 4) 実施例2のフッ素化共重合体エマルション 500 g
【0047】500 ミリリットル容のビーカーに下記のも
のを順次導入してイソシアネートの予備懸濁液を調製し
た: 5) ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとした親水性の脂肪族ポリイソシ アネート(3) (フリーのNCO基の含有率:17.2%、23℃での粘度: 3500 mPa・s ) 100 g 6) メトキシプロピルアセテート 30 g 7) 水 92.2g 500 回転/分で1分間、激しく攪拌した。次いでこのイ
ソシアネート予備懸濁液143.1 gを、着色されたフッ素
化エマルジョンに添加し、500 回転/分で1分間攪拌し
て塗料を作った。この塗料を予め脱脂した厚さ0.8 mmの
亜鉛めっき鋼板に、120 μmの螺旋ドクターブレードを
用いて塗布し、180 ℃で15分間焼いて、乾燥時の厚さが
17μmのフィルムを形成した。NFT規格30-016で測定
したペルソーズ硬度は245 sである。ASTM規格D52
3-85で測定した60°鏡面光沢は38%である。メチルエチ
ルケトンに対する耐久性は前後運動100 回以上である。
NFT規格30-038で評価した接着性はクラス0である。
【0048】実施例21 ワニスを調製した。1リットル容のビーカーに下記を導
入し、500 回転/分で1分間混合した: 1) パラフィン系媒体に入った変性アルキルポリアルコキシエーテル (粘度200mPa・s) (1) 2.5 g 2) N,N'- ジヒドロキシメチルウレア、1,6-ジヒドロキシ-2,5- ジオキソヘキサ ンおよびイソチアゾリノン誘導体の溶液(2) 0.7g 3) ブチルジグリコールアセテート 10g 4) 実施例12のフッ素化共重合体エマルション 500 g
【0049】500 ミリリットル容のビーカーに下記のも
のを順次導入してイソシアネートの予備懸濁液を調製し
た: 5) ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとした親水性の脂肪族ポリイソシ アネート(3) (フリーのNCO基の含有率:17.2%、23℃での粘度: 3500 mPa ・s ) 100 g 6) 水 122.2 g 500 回転/分で1分間、激しく攪拌した。
【0050】次いで上記のエマルジョンにイソシアネー
トの予備懸濁液149.6 gを導入し、500 回転/分で1分
間攪拌してワニスを製造した。このワニスを予め脱脂し
たクロム酸アルミニウムのプレートに、100 μmの螺旋
ドクターブレードを用いて塗布し、80℃で30分間焼い
て、乾燥時の厚さが18μmのフィルムを形成した。NF
T規格30-016で測定したペルソーズ硬度は260 sで、A
STM規格D523-85で測定した60°鏡面光沢は60%であ
った。メチルエチルケトンに対する耐久性は前後運動10
0 回以上である。NFT規格30-038に準じて評価した接
着性はクラス0である。
【0051】実施例22 白色塗料を調製した。1リットルのビーカーに 100gの
水と 1.9gのソジウムポリアクリレート(4)とを入れ、
混合した後、194.6 gのチタニムジオキサイドを添加し
た。2000回転/分で粒度が10μm以下となるまで15分間
分散した後、以下を導入し、500 回転/分で2分間混合
して、着色されたフッ素化エマルジョンを得た: 1) パラフィン系媒体に入った変性アルキルポリアルコキシエーテル (粘度200mPa・s) (1) 2.5g 2) N,N'- ジヒドロキシメチルウレア、1,6-ジヒドロキシ-2,5- ジオキソヘキサ ンおよびイソチアゾリノン誘導体の溶液(2) 0.7g 3) ブチルジグリコールアセテート 10g 4) 実施例13のフッ素化共重合体エマルジョン 500 g
【0052】500 ミリリットル容のビーカーに下記のも
のを順次導入してイソシアネートの予備懸濁液を調製し
た: 5) ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとした親水性の脂肪族ポリイソシ アネート(3) (フリーのNCO基の含有率:17.2%、23℃での粘度: 3500 mPa・s ) 100 g 6) メトキシプロピルアセテート 30 g 7) 水 92.2g 500 回転/分で1分間、激しく攪拌した。次いで、この
イソシアネート予備懸濁液162.3 gを、着色されたフッ
素化エマルジョンに添加し、500 回転/分で1分間攪拌
して塗料を作った。この塗料を予め脱脂したクロム酸ア
ルミニウムのプレートに、100 μmの螺旋ドクターブレ
ードを用いて塗布し、80℃で40分間焼いて、乾燥時の厚
さが20μmのフィルムを形成した。NFT規格30-016で
測定したペルソーズ硬度は235 sで、ASTM規格D52
3-85で測定した60°鏡面光沢は60%であった。メチルエ
チルケトンに対する耐久性は前後運動100 回以上であ
る。NFT規格30-038に準じて評価した接着性はクラス
0である。
【0053】実施例23 白色塗料を調製する:1リットルのビーカーに75gの水
と1.6 gのソジウムポリアクリレート(4) とを入れ、混
合した後、141.5 gのチタニムジオキサイドを添加し
た。2,000 回転/分で粒度が10μm以下になるまで15分
間分散した。次に、下記を導入し、500 回転/分で2分
間混合して、着色されたフッ素化エマルジョンを得た: 1) パラフィン系媒体に入った変性アルキルポリアルコキシエーテル (粘度200mPa・s) (1) 2.8 g 2) N,N'- ジヒドロキシメチルウレア、1,6-ジヒドロキシ-2,5- ジオキソヘキサ ンおよびイソチアゾリノン誘導体(2) の溶液 0.7 g 3) ブチルジグリコールアセテート 10g 4) 実施例15のフッ素化共重合体エマルジョン 500 g
【0054】500ミリリットル容のビーカーに下記のも
のを順次導入してイソシアネートの予備懸濁液を調製し
た: 5) ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとした親水性の脂肪族ポリイソシ アネート(3) (フリーのNCO基の含有率:17.2%、23℃での粘度:3500 m Pa・s ) 100 g 6) メトキシプロピルアセテート 30 g 7) 水 92.2g 500 回転/分で1分間激しく攪拌した後、顔料を含むフ
ッ素化エマルジョンにこのイソシアネート予備懸濁液10
4.7 gを添加し、500 回転/分で1分間攪拌して塗料を
作った。この塗料を予め脱脂したクロム酸アルミニウム
板に120 μmの螺旋ドクターブレードを用いて塗布し、
80℃で30分間焼いて、乾燥時の厚さが20μmのフィルム
を形成した。NFT規格30-016で測定したペルソーズ硬
度は200sで、ASTM規格D523-85に準じて測定した6
0°鏡面光沢は28%であった。メチルエチルケトンに対
する耐久性は前後運動100 回以上である。NFT規格30
-038に準じて評価した接着性はクラス0である。
【0055】実施例24 白色塗料を調製した。1リットルのビーカに75gの水と
1.6 gのソジウムポリアクリレート(4) とを入れ、混合
した後、142.7 gのチタニムジオキサイドを添加した。
2000回転/分で細かさが10μm以下となるまで15分間分
散した後、下記を導入し、500 回転/分で2分間混合し
て着色されたフッ素化エマルジョンを得た: 1) パラフィン系媒体に入った変性アルキルポリアルコキシエーテル(1) (粘度200mPa・s) 2.8 g 2) N,N'- ジヒドロキシメチルウレア、1,6-ジヒドロキシ-2,5- ジオキソヘキサ ンおよびイソチアゾリノン誘導体の溶液(2) 0.7g 3) ブチルジグリコールアセテート 9g 4) 実施例13のフッ素化共重合体エマルジョン 500 g
【0056】500ミリリットル容のビーカーに下記のも
のを順次導入してイソシアネートの予備懸濁液を調製し
た: 5) ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとした親水性の脂肪族ポリイソシ アネート(3) (フリーのNCO基の含有率:17.2%、23℃での粘度:3500 m Pa・s ) 100 g 6) プロピレングリコールジアセテート 20g 7) 水 102.2 g 500 回転/分で1分間、激しく攪拌した。次いでこのイ
ソシアネート予備懸濁液119.6 gを着色されたフッ素化
エマルジョンに添加し、500 回転/分で1分間攪拌して
塗料を作った。この塗料を予め脱脂したクロム酸アルミ
ニウム板に120 μmの螺旋ドクターブレードを用いて塗
布し、120 ℃で30分間焼いて、厚さが18μmのフィルム
を形成した。NFT規格30-016で測定したペルソーズ硬
度は230 sであり、ASTM規格D523-85で測定した60
°鏡面光沢は33%であった。メチルエチルケトンに対す
る耐久性は前後運動100 回以上である。NFT規格30-0
38に準じて評価した接着性はクラス0である。
【0057】実施例25 ワニスを調製した。実施1のフッ素化共重合体500 gを
1リットルのビーカーに導入し、その後オキシエチレン
化したアルキルフェノール(5) の10%水溶液210 gを導
入し、500回転/分で1分間混合した。この懸濁液にポ
リウレタンタイプの結合性増粘剤12gを添加し、500 回
転/分で1分間激しく攪拌した後、ヘキサメチレンジイ
ソシアネートをベースとした親水性の脂肪族ポリイソシ
アネート(3) 47.5g(フリーのNCO基の含有率:17.2
%、23℃での粘度:3500 mPa・s )を、1000回転/分で
1分間攪拌しながら懸濁液に一滴ずつ添加してワニスを
得た。
【0058】このワニスを予め脱脂したクロム酸アルミ
ニウムのプレートに、100 μmの螺旋ドクターブレード
を用いて塗布し、80℃で1時間焼いて、乾燥時の厚さが
20μmのフィルムを形成した。NFT規格30-016に準じ
て測定したペルソーズ硬度は215 sであり、ASTM規
格D523-85に準じて測定した60°鏡面光沢は70%であ
る。NFT規格30-038に準じて評価した接着性はクラス
1である。メチルエチルケトンに対する耐性は前後運動
200 回以上である。
【0059】実施例26 塗料を調製した。1リットルのビーカーに280 gの水と
0.69gのソジウムポリアクリレート(4)とを入れ、混合
した後、138.25gのチタニウムジオキサイドを添加し
た。2000 回転/分で、細かさが10μm以下となるまで2
0分間分散した。次に、下記を添加した: 1) オキシエチレン化されたアルキルフェノール(5) の10%水溶液 210g 2) 変性シロキサン共重合体 3g 3) N,N'- ジヒドロキシメチルウレア、1,6-ジヒドロキシ-2,5- ジオキソヘキサ ンおよびイソチアゾリノン誘導体の溶液(2) 0.8 g 4) 実施例1の共重合体懸濁液 500 g 5) ポリウレタンタイプの結合性増粘剤 12g
【0060】500 回転/分で2分間激しく攪拌して着色
されたフッ素化エマルジョンを得た後、ヘキサメチレン
ジイソシアネートをベースとした親水性の脂肪族ポリイ
ソシアネート(3)47.5 g(フリーのNCO基の含有率:
17.2%、23℃での粘度:3500mPa・s )を1000回転/分
で1分間攪拌しながら懸濁液に1滴ずつ添加して塗料を
得た。この塗料を予め脱脂したクロム酸アルミニウム板
に100 μmの螺旋ドクターブレードを用いて塗布し、80
℃で1時間焼いて、乾燥時の厚さが30μmのフィルムを
形成した。NFT規格30-016で測定したペルソーズ硬度
は200 sであり、ASTM規格D523-85で測定した60°
鏡面光沢は40%である。NFT規格30-038に準じて評価
した接着性はクラス1であった。メチルエチルケトンに
対する耐久性は前後運動100 回であった。 (1) 消泡剤 (2) 殺菌剤 (3) 硬化剤 (4) 顔料用分散剤 (5) 界面活性剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 216/14 MKZ 218/16 MLK 220/24 MMT 259/08 MQJ C08J 3/09 CEW CEY C08L 27/12 LGD 33/06 LJD C09D 127/12 PFG 133/06 PGF (72)発明者 ジャン リュク ペリロン フランス国 27300 ベルネイ レ ブリ ュイエール ドュ ボワ タイユフェ(番 地なし) (72)発明者 カトリン サヴァリー フランス国 27410 アジュ ラ カヴェ (番地なし)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1種の乳化剤を含む安定な水
    性懸濁液において、 下記モノマーをベースとしたヒドロキシル化されたフッ
    素化共重合体を含むことを特徴とする懸濁液: 1) 45〜95(モル)%のフッ素化ビニリデン(VF2)
    および/またはトリフルオロエチレン(VF3)、 2) 5〜55(モル)%のテトラフルオロエチレン(C2
    4 )、 3) モノマー(1+2)100 モルに対して2〜25モルの
    下記アリルアルコールおよび水酸化アリルエーテルの中
    から選択される少なくとも1種の水酸化アリルモノマ
    ー: CH2=CH-CH2-O-CH2-CHOH-CH2-OH CH2=CH-CH2-O-(CH2)n -OH (3 ≦n ≦8) 【化1】 CH2=CH-CH2-O-(CH2-CH2-O)n -H (1 ≦n ≦14) CH2=CH-CH2-O-(CH2-CH(CH3)-O)n -H (1 ≦n ≦14) 4) モノマー(1+2)100 モルに対して 0〜10モルの
    水酸基を有しないビニルエーテル、VF2、VF3また
    はC2 4 以外のフッ素化モノマー、カルボキシル化お
    よび/または-(CF2)n - CF3 (4≦n≦10)で置換
    されていてもよい塩化されていないアリルエーテルおよ
    びエステルの中から選択される少なくとも1種のモノマ
    ー。
  2. 【請求項2】 4)のモノマーが下記の中から選択される
    請求項1に記載の懸濁液: CH2=CH-CH2-O-CO-C2H4-COOH CH2=CH-CH2-O-CO-C6H10-COOH CH2=CH-CH2-O-C2H4-(CF2) n CF3 CH2=CH-CH2-CO-O-C2H4-(CF2) n CF3 CH2=C(CH3)-CO-O-CH2-CF3
  3. 【請求項3】 下記モノマーをベースとしたアクリル共
    重合体を含む請求項1に記載の懸濁液: 1) 40〜70重量%のメチルメタクリレート(MMA)、 2) 30〜60重量%のアルキル(メタ)アクリレート、 3) 0〜15重量%の置換または官能基を有するアルキル
    (メタ)アクリレート ただし、ヒドロキシル化されたフッ素化共重合体+アク
    リル共重合体に対するアクリル共重合体の重量比は50%
    は以下。
  4. 【請求項4】 3)のアルキル(メタ)アクリレートの置
    換基または官能基が水酸基またはCF3-( CF2)n - 基
    (ここで、4≦n≦10)である請求項3に記載の懸濁
    液。
  5. 【請求項5】 乾燥固体が少なくとも30重量%である請
    求項1〜4のいずれか一項に記載の懸濁液。
  6. 【請求項6】 下記で構成されることを特徴とする請求
    項1〜5のいずれか一項に記載の安定な水性懸濁液の製
    造方法:有機溶媒中でアクリル共重合体の存在下または
    不存在下にヒドロキシル化されたフッ素化共重合体を作
    り、 得られた溶液を乳化剤水溶液中に分散させ、 分散と同時または分散後に有機溶媒を蒸留で除去する。
  7. 【請求項7】 下記で構成される請求項3〜5のいずれ
    か一項に記載の懸濁液の製造方法:有機溶媒中でヒドロ
    キシル化されたフッ素化共重合体の存在下でアクリルモ
    ノマーを溶液またはエマルション共重合させ、 得られた溶液を乳化剤水溶液中に分散させ、 分散と同時または分散後に有機溶媒を蒸留で除去する。
  8. 【請求項8】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の安
    定な水性懸濁液を含む水性塗料およびワニス。
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