JPS60501713A - 水分散性塗料組成物およびその製法 - Google Patents
水分散性塗料組成物およびその製法Info
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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】
水分散性塗料組成物およびその製法
関連出願の相互照合
この出願は1983年6月28日に出願した米国特許出願通番第508,671
号の一部継続出願である。
発明の分野
本発明は水分散性ブロックコポリマー塗料組成物の製造に関し、更に詳細には複
数の水酸基に−nする水分散性のフィルム形成性有機ポリマーと、骨格中に複数
の無水カルボン酸基を有する水分散性有機ポリマーとの無ゲル化紬台に関する。
壕だ、本発明はでのようにして製造したブロックコポリマーに関する。
背景技術
塗料を生成する際に有機石媒に浴解または分散された有機ポリマーを用いること
は当業界で周知である。
このような溶媒または分散液を使用する塗料の生Hz vcは多量の有機溶媒の
除去を伴い、特に近年では5かがる溶媒除去は生態学的かつ環境的事情〃・ら望
捷しくないと考えられてきた。従って、主として水よりなる媒体に有機ポリマー
が溶椿あるいは分散している室料組成物に高い関心がもたれてきた。高い水分散
性のためにカルボキシ基のアミン塩を含有するものを含む多くのこのような水性
塗料は、それらの製造中に導入された試薬が目的の塗料に悪影響を及はすため、
許容されなかった。例えば、乳化重合により製造した塩什ビニル樹脂の格子は、
界面活性剤の使用を必要とし、この界面活性剤は目的の塗料に残留し、塗料の耐
水性(かぶり)を悪くしてしまう。エポキシ樹脂などの縮合重合により製造した
フィルム形成性ポリマーは、パーオキシド触媒を使用して、とのポリマーにカル
ボキシ含有モノマーをグラフト化することによって水分散性にしていた。これら
のポリマーは良好な塗料を与えるが、この方法で使用するパーオキシド触媒は貯
蔵したり取扱ったりするのに比較的危険な物質である。水分散性塗料組成物を製
造するための他の方法は等モル反応生成物同士のエステル交換に基づいており、
これら反応生成物の一方はα−分岐葭のビニルエステル、スチレン、ヒドロキシ
アルキルエステルおよびα、βエチレン性不飽和酸のアルキルエステルのコポリ
マーであり、これら反応生成物の他方は無水トリメlJト[とα−分岐醗のグリ
シジルエステルとの反応生成物である。水分散性塗料組成物はこれら後者の反応
生成物から得られるが、多くの原料は製造方法全期しくしてしまう−0従って、
本発明の目的は簡単に製造でき、経済性でめシ、そして中和によシ水分散性組成
物に容易に転化できる塗料組成物を提供することである。
本発明のさらにの目的は製造中、ゲル化問題をもたらさない水分散性塗料組成物
を製造することである。
本発明のなお一層の目的は自己安定性である水分散性塗料組成物を製造すること
である。
本発明の他の目的はこの下記の明細書をさらに読むことにより自業者には明らか
になろう。
上記諸口的は下記の諸工程よシなる水分散性ブロックコポリマー塗料1組酸物を
製造する本発明の方法によって達せられた。すなわち、この方法は1、(1)中
平均で一分子あたり少なくとも3個の水酸基を有する水非分散性のフィルム形
成性有機ポリマー(以下、「反応体N」と称する]と、(11)平・抑で一分子
あたり少なくとも2個の無水カルボン酸基を石し、かつ無水カルボン酸基のうち
の少なくともいくつかを塩基により加水分解および中和後、水に分散性である、
エチレン−無水マレイン酸コポリマー以外の有機ポリマー(以下、「反応体B」
と称する)と、 (1ii+ エステル化触媒とよりなる反応混合dmヲ形成す
′ること;
(2)反応体Aの水酸基と反応体Bの無水カルボン酸基とを反応させてエステル
基およびカルボキシ基を形成すること(かかる反応はカルボキシ基のうちの少な
くともいくつかを塩基により中和後、5を越えるpHを有する主として水系の媒
体に分散性であるフィルム形成性組成物を生成させるの9L必要である程度まで
行う);および
(3)上記反応混合物に、水、または上記無水カルボン酸基と反応性である1個
または2個の基を含有する低分子量の有機化合物を混入することKよって該組成
物のゲル化を阻止するLうに上記反応ケ調整することL勺成る。
本発明の上記方法は、
(A) 平均で一分子あたり少なくとも3個の水酸基ヶ有する水弁分散性、フィ
ルム形成性の有機ポリマー成分(以下、「成分I」と称する)と、
(B) 平均で一分子あたり少なくとも2個のカルボン酸基奮有し、かつカルゼ
ン酸基のうちの少なくともいくつか葡塩素により中和後、水に分散性である、エ
チレン−無水マレイン酸コポリマーから得らnる成分以外の有機ポリマー成分(
以下、「成分■」と称する)と。
よりなる本発明の新規なブロックコ2リマー塗料組成物ケ与える。この組成物a
、(a) 成分Iのうちの少なく、にもいくつか?、成分■のうちの少なくとも
いくつかに結合させている、平均で成分Iの一分子あたり0.1〜3.1個で好
ましくは0.5〜2個ンのエステル基を含有し、(b) カルボキシ基のうちの
少なくともいくつか全塩基によシ中和後、5を越えるpHk有する生として水系
の媒体に分散性である。
発明の詳細な説明
本発明の組成物中に存在する成分Iお工び成分■の相対量は狭くは限定さnない
。成分■は組成物が基質に良好な塗膜葡形成することができるようにするのに十
分な量で存在し、成分Hは組成物がカルボキシ基のうちの少なくともいくつか全
塩基によシ中和後にqを越えるpHを有する主として水系の媒体に分散性である
ようにするのに十分な量で存在する。好ましくは、組成物は成分Iおよび成分■
を1 : 0.01〜1:1の重量比で、より好ましくは1 : 0.15〜1
: 0.4の重量比で含有する。反応体Nおよび反応体Bの相応量は、本発明
の方法ではこれら組成物を生成させるように用いる。
本発明の方法に用いる反応体には、フィルム形成性である。本明細書で使用する
場合の「フィルム形成性」物質とは、固形基質に塗布して連続的乾燥フィルムを
形成することが可能である物質を意味する。かがる塗布は5通常、好適な溶媒中
のこの物質の溶液からフィルムを流延し、そしてこのフィルムを乾燥させること
によ・つて行う。フィルム形成性物質は、フィルム形成性物質を乾燥フィルムに
形成せしめる条件下で液状フィルムまたは不連続の固形粒子を形成する物質と区
別する。
本発明の方法に用いる反応体Nおよびその生成成分l自身は、水に分散性ではな
い。本発明の方法に用いる反応体B、その生成成分■および本発明のブロックコ
ポリマー組成物は、塩に転化後、水に分散性である。
本発明の目的では、物質の水分散性および水非分散性は下記の試験(以下、「分
散性試験」と称する)によ6
って定められる。被試験物質25重量部と、メチルエチルケトン0〜100重1
%および被試験物質を溶解できる水混和性有機溶媒(例えば、アセトンまたはモ
ノブチルエチレングリコール)0〜100重量%よりなる有機溶媒75重量部と
よりなる溶液を製造する。
この溶液ヲ、水345重量部と、モツプチルエチレングリコール(追加の有機溶
媒)80重量部と、被試験物質中に存在する任意のカルボキシ基の100モルチ
を塩の基に転化するのに少ガくとも十分な塩基(例えば、第三アミン)とよりな
る混合物で、激しい攪拌下で徐々に希釈する。その結果化じた水性分散液中に存
在する被試験物質、全有機溶媒および水の相対量は5: 26 : 69である
。板試験物質は、分散液が5ミクロン未満の平均分散粒子径を有していれば、そ
して分散液中の被試験!P12I質の100重量%未満325メツシユのスクリ
ーンで戸別されれば、本発明の目的で水分散性であると考えられる。被試験物質
は、分散液が5ミクロンより大きい平均分散粒子径を有していれば−1あるいは
分散液中の被試験物質の10重量%以上が325メツシユのスクリーンで戸別さ
れれば、本発明の目的で水弁分散性であると考えられる。好ましくは、水分散性
物質は、1ミクロン未満の平均分散粒子径を有し、および、/または被試験物質
の2重量%未満が325メツシユのスクリーンで戸別される分散液を形成する。
好ましくは、水分散性物質は、10ミクロ特表昭GO−501713 (5)
7以上の平均分散粒子径を有し、かつ被試験物質の95重f%以上が325メツ
シユのスクリーンで戸別される分散液を形成する。
本発明の組成物は、カルボキシ基のうちの少なくともいくつかを塩基により中和
後、5を越えるpHを有する主として水系の媒体に分散性である。成分Iが塩化
ビニルポリマーであるときには、成分Iの分解率(主に脱ハロゲン化水素化)を
減少させるために約5またはそれ以下のpH’に有する分散液に本発明の組成物
の塩を用いるのが好ましい。カルボキシイオンはこのような分散液中で安定化機
能を有する傾向がある。約5より低いpHでは、安定性が不十分なカルボキシイ
オンが存在する。従って、低いpHでは、分′#!!、液は不安定になりがちで
ある。このf!’定性は、エトキシ化ノニルフェノールなどの非イオン性界面活
性剤を分散液に添加すること罠よって、ある程度まで克服することができる。本
発明により製造した水性分散液のpHは、主として、本発明の方法によって製造
した組成物の中和に′十分な塩基を用いることによって左右され、かつ調整され
る。分散液の好ましいpH範囲vi6〜9であり、最も好ましい範囲は7〜8(
脱/・ロゲン化水素化に関する場合を除いて]である。
下記の表は本発明の方法に用いる好ましい種類の反応体Aおよび反応体Bについ
ての数平均分子量の好ましい範囲および最も好ましい範囲である。
表 八
分子量(数平均]
反応体A 好捷しい範囲 最も好ましい範囲親水性” 500〜35,000
3,000〜35,000ないし50,000
ないし20.O’OOfiいし15,000エポキシポリマーおよび 500〜
50,000 3,000〜4 (1,000フェノキシポリマー
反応体B 300〜30.000 800〜2,500上記表において。
*これはヒドロキシ、エステルまたはアセチル基などの親水基を比較的多量含有
する。
:これは比較的わずかの水酸基を含有し、かつ他の親水基をわずか含有するか或
は全く含Mしない。
本発明の組成物中の成分Iおよび成分Hの好ましい分子量および最も好捷しい分
子量は、本発明の方法に使用する反応体Nおよび反応体Bの上記分子量に夫々相
応する。
本発明者等は研究の結果5反応体Nの分子量が親水基の存在量に対して高すぎる
と、水分散性組成物を形成することができないことを見出した。水分散性組成物
を形成するに適した最大分子量け、1種のポリマーから他のポリマーまででは変
化がある。上記の分子量範囲内での操作は、通常、水分散性組成物の生成を確実
にする。
本発明の方法、に使用する反応混合物中の反応体Aの水酸基対反応体Bの無水カ
ルボン酸基の好捷しいモル比は0.5 : 1〜5:1であり、最も好ましい比
け1:1〜3:1である一水酸基はフェノール性であることができるが、好まし
くは脂肪族である。
−分子あたり少なくとも3個の水酸基を含有する水弁分散性のフィルム形成性有
機ポリマーは、いずれも本発明の方法に反応体Nとして使用することができる。
好適なポリマーとして、エチレン性不飽和モノマーの付加ポリマー、エポキシポ
リマー、ノエノ千ンポリマー、ウレタンポリマー、ポリニスデルポリマー 、フ
ェノールポリマーおよびポリアミドポリマーがある。
本発明の方法において反応体Nとして有用であるエチレン性不飽オロモノマーの
付加ポリマーの列を挙げると、水酸基、または水酸基に転化可能な基を含有する
エチレン性不飽和モノマ−(以下、「モノマー1」と称する)と、少なくとも1
種の他のエチレン性不飽和モノマー(以下、「モノマー■」と称する)とのコポ
リマーがある。モノマー■の典型列は、加水分解された酢酸ビニル、アルキル基
の炭素数が2〜約6個であるヒドロキシアルキルアクリレートまたはメククリレ
10
一ト(例えば、ヒドロキシアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートおよ
びヒドロキシエチルメタクリレート)、アルケノール(例えは、アリルアルコー
ル)、アルケニルアセタール< q工rrx、ビニルホルマール)等である。モ
ノマー■の典型列は、ビニルハライド(例えば、塩化ビニル)、炭素数2〜4個
のα−オレフィン(例えは、エチレンおよびプロピレン)。
アルキル基の炭素数が1〜18個であるアルキルアクリレートおよびメタクリレ
ート(飼えば、メチルおよび工千ルの各アクリレートおよび各メタクリレート)
。
アクリル酸およびメタクリル酸、アルケニル置換芳香族化合物(例えば、スチレ
/およびα−メチルスチレン)、アルケニルアルキルエーテル(例えば、メチル
ビニルエーテルおよびオクタデシルビニルエーテル)等である。反応体にとして
有用である好ましい付加ポリマ゛−は、ヒドロキシアルキル基の炭素原子数が2
〜約6個である塩化ビニル/酢酸ビニル/ヒドロキシアルキルアクリレートまた
はメタクリレートのクーポーリマーである。この種類の最も好ましいものは、塩
化ビニル/酢酸ビニル/ヒドロキシプロビルアクリレートコポリマーである。
水分散性組成物を形成しようとして、エステル化触媒の存在下でエポキシポリマ
ーを無水物ポリマーと反応させるとき、安定性の問題に出合うことがある。エポ
キシポリマーを用いての本発明の実施におけるこの符表昭GO−501713(
6)
不安定性の問題を克服するためには、エポキシド中は反応体Bとの反応に先立っ
てモノカルボン酸または−価フェノールと反応させることによって除去(「キャ
ップ化」)するのがよい。あるいは、エポキシ基を加水分解して、それほど・反
応性ではない水酸基を生じさせるのがよい。
本発明の方法において反応体Aとして有用であるキャップ化エポキシポリマーの
列としては、モノカルボン酸(ヒドロキシ含有モノカルボ/酸を含む)とエポキ
シポリマーとの反応生成物があり、この反応生成物は、エポキシポリマーの水酸
基が実質的に反応しない条件下で、カルボキシ基とエポキシ基との反応によって
形成される。好適なモノカルボン酸、およびヒドロキシ含有モノカルボン酸の典
型[HJ’r挙げると、乳酸。
安息香酸、酢酸、プロピオノ酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カプ
リン葭、ジメチロールプロピオン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸
。
フェニル酢酸、ケイ皮酸、トルイル酸、デヒドロケーイ皮酸、および脱水ひまし
油脂肪酸がある。かかる−価フエノールの典型例としては、フェノール、ブチル
フェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール。
p−フェノールおよびクレゾールが挙けられる。
キャップ化反応は、好適な触媒(例えば、べ/ジルジメチルアミンなどのアミン
または有機リチウム塩などのリチウム化合物)の存在下で行う。キャップ化触媒
(例えば、アミン触媒)が反応体Aと反応体Bとの反応にも触媒作用するときに
は、この触媒をキャップ化されたエポキシド中に残留させて反応体Nと反応体B
との反応のために使用すれはよい。本発明の工程では、キャップ化によりエステ
ル基またはエーテル基および水酸基をポリマー中に導入する。ヒドロキシ含有カ
ルボン酸を使用して、エポキシポリマーをキャップ化すると、追加水酸基がポリ
マーに導入される。このような水酸基は2反応体B中の無水カルボン酸基との可
能な共反応体として考慮すべきである。
本発明の方法において反応体にそれ自牙として、あるいは(必要に応じて)キャ
ップ化後のものとして使用することができるエポキシポリマーの一群の典型列は
、米国特許第4,212,781号に記載のものである。
用いるエポキシポリマー(エポキシ樹脂)は、脂肪族のものでもよいし、芳香族
のものでもよい。最も好ましいエポキシ樹脂は、ビスフェノールAのポ1ノグ1
ノシジルエーテル、特に約1.3〜約2.好才しくは約2′の1.2−エポキシ
当量を有するものである。分子量は約350〜約20000\、好寸しくは約4
000〜約10000flるべきである。最終エポキシm 脂’k 所望の分子
量で使用するのが時々有利であるit、市販のビスフェノールに1およびビスフ
ェノールAのビスグリシジルエーテルで開始するのがしばしばより実用的である
。「液状エポキシ樹脂」として一般に公知なビスフェノールNごビスグリシジル
エーテルは、触媒とシテエチルトリフェニルホスホニウムアセテートト酢酸との
錯体を含有する商品名rDlliFL−333Jとしてはかりではなく、藺品名
「エポン829」としても予触媒化形態、で市販されており、これらは有利な初
期原料である。未触媒化液状エポキシ樹脂もまた再販されており、適当な触媒を
用いるときに使用するのに適しているとわかった。
予触媒化液状エポキシ樹脂、[エポ/−829Jは下記の物理特性をMしている
。
エポン−829の特性
外観 透明、粘性液体
色(ガードナー) 3 max
重量/ガロン、 lbs、 9.6
(20℃)
aa性物質 キシレン/モノメチルエチレングリコール(重量比) (85/1
5)
液状樹脂、(重量3 96.51
25℃での粘度 40.0ポアズ
工ポキシド当量重量$ 193〜203上記表中、′エポキシド当量は1グラム
当量重量のエポキシドを含有する樹脂のグラム数である。
液状エポキシ樹脂の初め分子量を、多くの塗料用途14
に対して、より十分であるレベルまで増すためには、初AM)i状!ポキン樹脂
を追加のビスフェノールNと反応させれば、よいが、そればかりではなく他の物
質と反応させてもよい。グリシジルエーテルを製造し、かつ分子量を増大させる
ために、他のポリ官能性芳香族アルコールを使用することができ、これらアルコ
ールとしてハ、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン。
〔ビスフェノールF ) : 2,2−ビス−(41−ヒドロキシ−2’、 3
’、 5’、 6’−テトラクロロフェニル)プロパン;テトラクロロビスフェ
ノールA : 4,4−ビス(ヒドロキシ−フェニルJ−ペンタン酸;ジフェノ
ール飯:ノボラックまたは低分子量フェノール−ホルムアルデヒドポリマー;
i、s−ビス(とドロキシフェニルノヘタンタデカン:レゾシノール: 2,2
,5.5−テトラキス(4′−ヒドロキシフェニルフヘキサ/などの物質がある
。
しかしながら、この方法全体にわたる簡単で実用的な重量を増すための好ましい
物質はビスフェノールAでおる。
実例としては、最も望ましい分子量のエポキシポリマーを生成するのに使用する
ビスフェノールN対「エポン−829」の比は、エポキシ末端基を有するポリマ
ーを生成するためには、「エポン−829」65〜68重t%およびビスフェノ
ール35〜32重量%であり、またヒドロキシ末端基を有するポリマーヲ生成特
表口;Gl)−50171((7)
するためには「エポ7−829 J 5’9.5〜62重量%種々の原料比から
生じる最終エポキシ樹脂の特性を下記表に示す。
原料 エポキシ ヒドロキシエポキシ ヒドロキシ[エポン−829J(重量部
) 65 62 68 59.5ヒス7 :L/−ルA (重量部+ 、35
38 32 40.4)分子量 9000 9000’ 3500 3500エ
ポキシの1 1..0 <0.2 2.5 <0.2液状エポキシ樹脂または他
の低分子量エポキシ樹脂の分子量ヲ増すために用いる反応条件としては、反応温
度が約175℃であり、圧力が大気圧である。この反応は溶媒なしで行うことが
できるが、エチレングリコールモノブチルエーテルを、全反応仕込み量に対して
約15重N%で使用するのが好ましい。
また、有用であるエポキシ樹脂を、フェノール系樹脂、フェノールおよびポリオ
ール類などの他の縮合物で変性することもできる。典型的な変性エポキシ樹脂と
しては、エポキシ化ポリブタジェン:フェノールノボラック樹脂をエピクロルヒ
ドリンと反応させること6
によって形成されるグリシジルエーテル;下記の乾燥油または脂肪酸、すなわち
、ブナツキの実油、ククィノキ油、ひまし油(脱水物を含む)、桐油、やし油。
オイチシカ油、えの油、けしの実油、カポチャの種油。
ザフラワー油、ごま油、大豆油、ひまわり油、トール油およびクルミ油の1種ま
たはそれ以上と反応した4゜4′−イングロピリデンジフェノールーエビクロロ
ヒドリンまたけ4,4−第二ブチリデ/ジフェノール−エビクロロヒドリ/;モ
ノ−、ジー、またはトリーメチロールフェノールのアリルニーデルのうちの1椋
またはそれ以上と化学反応した4、4′−イソグロビリテ/ジフェノールーエビ
クロロヒドリン:4,4’−イノプロピリデンジフェノール−ホルムアルデヒド
+4+4’l!ニブチリデンジフエノールーホルムアルテヒド、メラミンホルム
アルデヒド、および尿累−ホルムアルデヒドカ挙げられる。本発明の実施におい
て使用するための好ましいジエポキシド物質は、エビクロロヒドリンとピースフ
ェールNとを反応させることによって製造したものである。
本発明の方法において反応体へとして有用であるフェノキシポリマーの例は、米
国特許第3,305,528号および米国特許第3,306,872号明細書に
記載のものである。米国特許第3,305,528号のフェノキノポリマーは、
実質的に直鎖のゲルのない熱可塑件ポリ(ヒドロキシエーテル)であり、このエ
ーテルは二価の多核フェノールとエピノ・ロヒドリンとの縮合反応生成物であり
、そして一般式−〇 ’−E −0−i有する二価の多核フェノールの残基をく
り返し単位として含有している。上記一般式において、Eは水酸基が異なる核に
付加した二価の多核フェノールの核であるか、あるいは択一的に、−o−E−o
〜は二価の多核フェノールの水酸基の水素原子を除くことによって借られる残基
、および下記の一般式を有する基である。
上す已六甲、RおよびR’(同じでも異ってもよいンは水素またはメチルである
。
上記のくり返し単位は下記の一般式を有する。
(上記式中、 g、aおよびBlは先に定義したとおりである。)米国特許第3
,306,872号のフェノキシポリマーハ、二価フェノールとジエボキシドと
の本質的に直鎖の縮合生成物であり、この生成物はモールド成型、押し出し、ま
たは他の成形を行った形状として高い耐衝撃性を含む所定の特性を有する。これ
らフェノキシポリマーは、調整榮件下、水の含有量の低い溶液中でジエボキシド
と二価フェノールとを反応させ、そして最穀に全溶媒を完全に除去して溶液から
生成物を回収することに本って得られる。特に有用な化合物は本発明により、2
.2−上2゜4−ヒドロキシフェニル]プロパントソのジクリシジルエーテル、
すなわチ、 2.2−ビス(2,3−エボキシグロポキシーフェニル)プロパン
との反応によって生成される。
フェノキシポリマーが本発明の方法において架橋を引き起すエポキシ基を有する
場合、エポキシポリマーの場合のようにエポキシ基をキャップ化または加水分解
すればよい。
本発明の方法において反応体Aとして有用であるウレタンポリマーの的は、化学
量論的過剰量のポリオールとポリイソシアネートとの反応生成物である。このよ
うなポリオールの典型列は、ポリ(オキシアルキレン)ポリオール、すなわち、
水または開始剤として使用する多価の有機化合物のアルキレンオキシド付加物で
ある。好適な多価の有機開始剤としては、エチレングリコール:ジエチレングリ
コール;プロピレン/ IJ:l−ル: 1,5−ベンタンジオール;ヘキシレ
/クリコール;ジプロピレングリコール: 1,2−シクロヘキサンジオール;
3−シクロヘキサ/−1,1−ジメタツール;グリセリフ : 1,2.6−ヘ
キサンドリオール: 1,1゜1−トリメチロールプロパン;ペンタエリトリト
ール;ソルビトール;スクロース:α−メチルグルコシド等、これら個々のもの
あるいは組合せのものがある。
上記のポリインシアネートの典型列は下記の一般式で表わされるものである。
Q−(Neo)。
(上記式中、iは少なくとも2の平均値であり、通常、6より多くない、Qは非
置換ヒドロカルビル基、またFi例えばハロゲンまたはアルコキシで置換したヒ
ドロカルビル基であってもよいところの脂肪族、環式脂肪族または芳香族基を表
わす。例えば、Qはアルキレン。
シクロアルキレン、アリーレン、アルキル[換シク0アルキレン、アルカリーレ
/、またはアラルキレ7基(相応のハロゲンおよびアルコキシ置換の基を含む)
であってもよい。ポリウレタンを製造する際に使用することができるボッイソシ
アネートの典型列としては、1.6−へキサメチレンジイソシアs−ト、i、4
−テトラメチレンジイソシアネート、4−メトキシ−1,4−フェニレンジイソ
シアネートなどのフェニレンジイソシアネート、4−クロロ−1,3−フェニレ
ンジイソ−シアネート、 2.4−トリレンジイソシアネート、 2.6−トシ
レンジインシアネート、粗尖トリレ/ジイン・シアネート、およびポリウレタン
業界に公知な他の有機ポリイソシアネートのいずれか、およびそれらの混合物が
ある。
平均で一分子あたシ少なくとも2個の無水カルボン酸基を含有し、かつ無水カル
ボン酸基のうち少なくともいくつかの加水分解および中和後に水に分散性である
。エチレン−マレイン酸無水物コポリマー以外のいずれ、か任意の有機ポリマー
を5本発明の方法において反応体Bとして使用することができる。好適な有機ポ
リマーはマレイン酸無水物、フェニルマレイン酸無水物、クロロマレイン酸無水
物、ジクロロマレイン酸無水物、イタコン酸無水物またはアコン酸無水物々どの
無水カルボン酸基を含有するエチレン性不飽和モノマーから得られた付加ポリマ
ーである。無水カルホン酸基含有モノマーは、通常、上記のモノマーnなどの他
のエチレン性不飽和モノマーと共重合する。液状ブタジェンの第三炭素へのマレ
イン酸無水物の「ENE」付加によって生成されるマレイ/酸によるブタジェン
ポリマーは反応体Bとして有用である。経線しくは、反応体Bはスチレン−マレ
イン酸無水物コポリマーである。この種類の特に好ましいコポリマ〜は、約16
00の数平均分子量、480の酸価および1:1(モル基準で1のスチレン対マ
レイン酸無水物比を有する[gMk−100OJを含むrsMJの名称で市販さ
れているスチレン−マレイン酸無水物コポリマーおよびスチレン−マレインm無
水物−マレイン酸無水物半エステルターポリマーである。好ましくは、反応体B
は、その分子あたり4〜12個のカルボン酸無水物基を含有し、よシ好ましくは
その分子あた96〜9個のカルボン酸無水物基を含有する。
本発明の方法におけるエステル化触媒としては任意のエステル化触媒を使用する
ことがで、きる。このような触媒の典型例は、アミン、アルカリ金属水酸什物お
よび鉱酸で乏る。好ましい触媒はトリエチルアミン。
トリエチルアミン等で例示されるようなアルキル基の炭素原子数1〜5個のトリ
アルキルアミン触媒である。このような触媒は、好ましくは反応混合物中のカル
ボキシ基のモルあたり2〜40(より好1しくは4〜15)モルチの量で使用す
る。
本発明の方法において使用する反応混合物中には、有機溶媒(「反応溶妊」)が
存在することが好ましい。好適な溶媒としては、ケトン、炭化水素、エステル、
塩素化炭化水素等がある。好ましい反応溶媒は、各脂肪族部分の炭素原子数2〜
約4個の飽和脂肪族ケト/であ金。好例のケトンには、アセトン、メチルエチル
ケトン、エチルブチルケトンおよびメチルブチルケトン、エチルブチルケトン等
が含まれる。使用する溶媒は好ましくはアセトン、または下記の性質を有する他
の溶媒である。
(1) 低温で沸騰して反応体Aおよび反応体Bの熱分解を最小限にする。
(2)本発明の組成物から容易にスhソツプすることができる。
(3)本発明の方法に使用する反応混合物中で反応性でない。
22
(4)水溶性である。
反応溶媒の好適な量は、反応体Nおよび反応体Bの100重量部あたり溶媒75
〜500重量部である。
反応溶媒を本発明の方法に用いるとき、生成物は本発明の組成物の有機溶媒溶液
である。これらの溶液げワニス」】は新規であり、かつまた本発明の一部をなす
。
本発明の方法に使用する圧力は狭くは限定されず、経済的ガ理由で大気圧を使用
することが好ましいが、大気圧以下ならびに大気圧以上の圧力を所望に応じて使
用することができる。本発明の方法に任意好適なエステル化温度を使用してもよ
い。考えられる要因としては2反応体λ中の特定の水酸基の反応性(列えは、第
一水酸基は第二水酸基よりも反応性である)および副反応(1+Ilえは、水酸
基とカルボキシ基との反応)によるゲル化が起らないほどの高い温度の回避があ
る。
好ましい温度は50℃〜120℃である。一層好ましい温度は反応体に中の水酸
基が第一水酸基であるときには60℃〜70℃であり、そして反応体N中の水′
酸基が第二水酸基であるときには105℃〜120℃である。
本発明の組成物を生成した後1反応溶媒の少なくとも一部を沸点の一層高い溶媒
(「塗料溶媒」)に代えることが好ましい。好適な塗料溶媒としては、グリコー
ルのアルキルモノエーテルおよびグリコールエーテルがある。このような塗料溶
媒は、目的の塗料組成物の特18表昭GO−501713(9)
性を向上させる。このようなグリコールおよびエーテルの列を挙げると、モノブ
チルエチレングリコール。
モノブロビルエテレングリコール、モノエチルエチレングリコール、モノメチル
エチレングリコール、モノメチルジエチレングリコールおよびモノエチルジエチ
レングリコール、モノエチルジエチレングリコール。
モツプチルジエチレングリコール等がある。一般に、溶媒の代替(「溶媒交換」
)は、反応溶媒の少なくとも一部を揮発させ(「ストリッピング」21次いでこ
の残部に塗料溶媒を添加するととKよって行う。初め組成物を粘度が過度になる
時点の直前にストリップすることができる。ストリッピングおよび塗料溶媒の添
加後、残留することのある反応溶媒上さらにストリッピングしで一層高い固形物
含有量を達成することができる。ストリッピングの程度は、固形物の熱安定性、
所望の固形物含有量および所望の最終粘度および引火点によって左右される。塗
料溶媒中の本発明の組成物の溶液は、新規であり、かつまた本発明の一部會なす
。
本発明の方法に使用する反応体Aは、5を越えるpHを有する水性媒体には分散
性でない。本発明の方法は(塩基との反応による塩への転化により)、生成した
組成物が5を越えるpH’に有する水性媒体に分散性になる点まで進行させる。
この点は、反応の進行中に反応混合物の少量のサンプルを族1期的に取り、そし
て少量の各サンプルを水性塩基中に攪拌して目に見える粒子4
すなわち凝集物質の有無を肉眼で観察することKよってサンプルの分散性を定性
的に測定することによって有利に決められる。このような粒子すなわち凝集物質
の存在は、水弁分散性を示す。この定性試験(以下、「分散性監視試、験」と称
する〕の結果は、上記の一層定量な分散性試験とよく一致している。
成分Iと成分■との間のエステル結合の形成ニよって水分散性が達成されるので
、その分散性を達成する時点は反応の間に苛性水(滴定液)によって反応混合物
のサンプルを滴定することによって反応体B中のカルボキシ基の損失をめること
によって、追カロ的にまたけ択一的に決めることができる。エステル結合の形成
を監視する試験は、後述の実施列の直前に説明する「ニスデル基監視試験」であ
る。この試験のテークについては、下記の式を使用して反応体Bの分子あたりの
形成したエステル基のモル数を算出することができ弐A
tc
」二記式中、
x−r電位J 0OOH基の数(すなわち、反応体Bに初めに存在した無水物基
の数プラス初めに存在したカルボン酸基の数の、2倍)
mlc−エステル化反応の開始時に、反応混合物のサンプルと反応する滴定剤の
ミリリットル
mlB”’エステル化反応中、所定の時間で反応混合物のサンプルと反応する滴
定剤のミリリットルwl (””エステル化反応の開始時のサンプル反応混合物
の重量
W L H,−エステル化反応中、所定の時間で滴定剤と反応する反応混合物の
サンプルの重量
本発明の方法に含まれるエステル化反応を非常に余りに長く続は過ぎると、水性
媒体に分散性でないゲルとなる。故に1反応を好適な程度まで(すなわち、好適
な分散性および水性分散液粘度kmする紺1成物を生成させる程度まで)のみ進
行するように制御する。
本発明の方法では、反応体Aの水酸基と反応体Bの無水物基との反応(以下、「
−次反応」と称する)は、水および/または反応体Bの無水物基と反応性な基−
を1個または2個含有する低分子量有機化合物(以下、「急冷剤」と称する1を
使用してゲル化を防ぐように制仰する。かかる制御は、急冷剤が有する反応性基
が無水物基を消費し、それによって反応体Aと反応体Bとの間のエステル形成速
度を落とすという事実によって左右される。反応側@1はゲル化に先たつ任意の
時点でも急冷剤を反応混合物に添加することによって影響され得る。どの反応も
起る前に急冷剤を添加する場合(以下h「初期添加方法」と称するバー次反応は
適これ以上工程を取らなくても、生成した水分散性組成物をゲル化なしに比較的
長い時間、貯えることができる程度の緩慢な速度まで次第に減速する。−次反応
が始った後に急冷剤を添加する場合(以下、「後続添加方法」と称する)、−次
反応の速度は急冷剤を添加する時点まで比較的速い。その後、−次反応の速度は
、初期添加方法で観察された場合と同じょうKして減退する。急冷剤の使用量は
、組成物の水分散性が適度な時間内では達成されない程度まで一次反応の速度を
減少するほど多くはない。他方、急冷剤の使用量は一次反応が余りに進み過ぎる
ことに因シゲル化を防ぐのに不十分であるほど少なくはない。初期添加方法を用
いるとき、反応体B中の無水物基の当量あたシ急冷剤中の反応性基1〜約8当量
を用いるのが好ましい、後続添加方法を用いるとき、反応体B中の無水物基の当
゛量あたり、急冷剤中の反応性基5〜10当量又はそれ以上の当量を用いるのが
好ましい。また、急冷剤の使用相対量はエステル化触媒の使用濃度に関係づけら
れる。
所定の急冷剤濃度で触媒の濃度を増大させると、−次反応の速度が増大される。
好適な急冷剤としては、水。
−価および二価のアルコール、および第一および第二アミンがある。このような
アルコールの例を挙げると、メタノール、エタノール、プロパツール、ブタノー
ル。
エチレンクリコールジエチレングリ、コール、およびエチレングリコールのメチ
ル、エチル、プロピルおよびブチルモノエーテルがある。このようなアミンの例
としては、メチルアミン、ジエチルアミンおよびジメチルアミンがある。好まし
くは、アルコール急冷剤中の水酸基は第一水酸基である。好ましくは、急冷剤は
200を越えない、そしてより好ましくは120を超過しない分子量を有する。
好ましくは、急冷剤は一価のアルコールまたは第二アミンである。何故なら、二
価のアルコールおよび第一アミンでは、本発明の組成物が所望の粘度より高い粘
度を有することになるからである。最も好ましくは、急冷剤は水である。
上述のように、成分Aおよび成分Bの反応によって生、成した組成物は、組成物
中の十分な割合のカルボキシ基(例えば、エステル基の形成と同時に無水物基か
ら形成したカルボキシ基)が、より親水性の基(例えば、カルボキシ基と塩基と
の反応によって形成した一塩の基)に転化される場合にのみ、水分散性である。
このような塩形成は、エステル形成反応(−次反応)においてエステル化触媒と
して過剰、の塩基を用いることによって行うことができる。この場合、触媒は、
触媒としても、かつ反応体としても機能する。好ましくは、組成物には初めは触
媒量だけの塩基を添加し、そして−次反応が起って組成物を水分散性にした後に
追加の8−
塩基を添加してカルボキシ基と反応させる。中和された組成物は本発明の新規な
塩である。
本発明の方法において、反応体Aと反応体Bとの反応によって非ゲル化組成物の
形成は予期されなかった。
何故なら1反応混合物中の架橋するための多数の電位位置が高くゲル化した(3
次元の)網状体になると通用の好適な無水物系の共反応体は無水物含有ポリマー
を水で前処理して無水物基の大部分の加水分解を行う要求に応じfc製造がなさ
れるはずであると思われていた。本発明の予期しない面は、水または他の急冷剤
を反応体Aおよび反応体Bとともに用いることができ、かつ−次反応をゲルを得
ることなしに行うことができるという発見である。何故なら、随伴する対抗反応
が自己制御性であるからである。
本発明の組成物および塩は、ブロックコポリマーを含有する0本明細書で使用す
る場合の語句「ブロックコポリマー」とは、1つまたはそれ以上の種類のモノマ
ー単位よシなる少なくとも1種のブロックすなわち部分、および異なる種類のモ
ノマー単位より主としてなる少なくとも1種の他のブロックすなわち部分を含有
する物質を表わす。全体構造の点から見ると、本明細書、で使用する場合の「ブ
ロックコポリマー」は、直鎖のr&BA、ABまたは(AB)nJおよび分岐鎖
の(グラフト」コポリマーを含む。
本発明の方法によって得られるブロックコポリマー組成物(およびその塩)は、
複雑な混合物である。何故なら、可能な反応の数が多く、その結果、反応が終了
した後に存在する成分が多くなるためである。組成物または塩は1、通常、未反
応の反応体Aと、未反応の反応体Bと、無水物基がカルボキシ基に加水分解され
た(本発明の塩中の塩の基に転化された)が、エステル化されなかった(急冷剤
が水であるとき)反応体Bの誘導体と、反応体B中の無水物基と急冷剤との反応
によって形成したエステルまたはアミド訃よびカルボキシ誘導体(急冷剤がアル
コールまたはアミンのとき)と、異なる分子量および/または異なる数の連粘エ
ステル基および/または異なる数のブロックを有する成分Iと成分■との分布種
類のブロックコポリマーとよりなる無秩序混合物を含有する。
成分Iおよび成分■が5本発明のブロックコポリマー組成物(またはその堪)中
にエステル基で連結されたブロックコポリマー中のブロックとして存在する程度
まで、それらの水弁分散性、フィルム形成性、水分散性9分子量および他の特性
を、エステル基を加水分解してブロックに相当するポリマーを再生することによ
って測定することができる。そのように形成したポリマーを単離することができ
、単離ポリマーの特性を測定することができる。成分Iおよび成分■の特性は。
本発明のブロックコポリマー組成物(またはその塩」30
中に未化合(未反応)ポリマーとして存在するときには、成分Iおよび成分Iを
簡巣に単離して、単離ポリマーの特性を測定すること罠よって測定することがで
きる。
本発明の組成物は、他のポリマー(列えば、追加の未反応の反応体AJと共分散
することができ、そしてアルキド、ポリウレタン、エポキシドまたはラテックス
ポリマーとして使用したり、あるいはこれらポリマーと混合(アロイ化]したり
して、塗料、イ/りおよび接着剤として有用である混合物を形成することができ
る。
また、本発明の組成物は、主として水系の分散液(すなわち、連続相が大部分水
である分散g>中に塩の形態として塗料用途に有利に用いることができる。
このような分散液は、好ましくは、本発明の組成分の塩15〜55重量%(より
好ましくは20〜35重量%)、水40〜84重量%(より好ましくは50〜7
0重M%)’および上記組成物用の有機溶媒(列えは、′前述の反応溶媒や、よ
り好ましくは前述の塗料溶媒)0〜35重量%(より好ましくは5〜25重量%
)を含有する。これら水性分散液は任意有利な方法(以下の実施列16を参照せ
よ)でも形成することができ、本発明の一部をなす。典型的には、前述の反応溶
媒溶液を溶媒交換し1次いでその結果生じた塗料溶媒溶液をこれと水性塩基とを
混合することによって希釈すると待人8360−501713 (11)とによ
って水性分散液を形成する。この塩基は組成物2
水性分散液の特性
iAl粘度
本発明の実施によって製造された水性分散液の初めの粘度は、本発明の組成物中
のエステル結合の数によって、かつ溶媒(反応溶媒および塗料溶媒)の種類およ
び性質、並びにそれらの添加方式によって影響される。
本発明の方法によって製造された水性分散液は、通常、pHが余りに低すぎなけ
れば、室温でも50℃でも、少なくとも3ケ月間、液体および均一の−11であ
り、すなわち、ゲル、凝塊、沈降+itたは気泡のないまiである。しかしなが
ら、粘度およびpHの下方ドリフトの変化度が、分散液、%f反[、体Aとして
の水酸基含有塩化ビニルポリマーから生成した組成物を含有する分散液の熟成に
基づいて観察された。この現象の予想される原因としては、反応体Aが塩1ヒビ
ニルから得ら打る場合、2種の脱安電化機構、すなわち、ビニル部分の脱塩化水
素化およびエステル結合の加水分解が原因である。加水分解は、50℃での長期
貯蔵で分散液中に凝塊が存在しないことによって実証されるように、弱酸性また
は弱塩基性条件下では比較的少ないと思われる。
+a)硬化塗膜特性
反応体Aとして水酸基含有塩化ビニルポリマーを使用して本発明の組成物から形
成された塗膜は、塩化ビニルポリマーから形成された塗膜と一般に共通して、耐
化学薬品性、可撓性お工び硬度′の良好なバランスを示す。本発明の新規な組成
物の塩の種々の分散液の硬化塗膜特性は、新規な組成物中の反応体Aに相当する
溶媒を保有した塩化ビニル/酢酸ビニル/ヒドロキシプロピルアクリレートター
ポリマーのものと同じ範囲にあった。アルミニウムまたは鋼などの金属基質など
の固体基質上の本発明の組成物の塩の水分散液の悉明硬化塗料は、本発明の塩含
有組成物と架橋剤とよりなる本発明の硬化性混合物から形成される。この硬化性
混合物は、本発明の塩含有組成物の量に比較して、相関的少量の架橋剤を含有し
ている。好ましくは、硬化性混合物は、架橋剤を本発明の塩含有組成物100重
量部あたり約10〜20重量部含有する。好ましくは、硬化性混合物は架橋剤と
、本発明の前述の水性分散液の内の1種とを混合することによって製造し、この
ような場合、硬化性混合物は多量の水と、少量の不発′明の塩含有組成物と、少
量の架橋剤と、任意に少量の有機溶媒とを含有する硬化性の水性分散液である。
硬化塗膜は、公知の架橋およびコーティング手順によって、本発明の硬化性組成
物から固体基質上に形成される。
所望に応じて、基質はこれに硬化性組成物を塗布するに先立って、公知の方法で
下塗りすることができる。
好ましくは、架橋剤はメラミンーホルムアルデヒF樹34
1111i(例工ば、ヘキサメトキシメチルメラミン)、尿素−ホルムアルデヒ
P樹脂、またはポリアジリジン樹脂である0本発明のブロックコポリマー組成物
(マタはその塩)と架橋剤との硬化性混合物は、新規であり、本発明の一部をな
し、またこの混合物で基質をコーティングする方法、およびそのようにして製造
した塗装基質も新規であり、本発明の一部をなす。
本発明を下記の番号付き諸実施例において更に説明する。比較のために、比較例
を示しておく。
下記の諸実施例において、指示名称、略語および符号は下記の意味をもつ。
名称、略語または符号 意 味
℃ 摂氏度
0F 華氏度
VおよびPm グラ”
hr、 時間
% 重量パーセント(側段指示
しないかぎり)
−ミ リ リ ッ ト ル
cP 25℃でのセンチポアズ
Mn 数平均分子量
phrお工びPHRポリマー(樹脂)の100重量部あたりの重量部
wt 重量
比 重量比(別設記載なければ)
待人nrj間−501713(12)
Oyme1370 ヘキサメトキシメチルメラミンの88%溶液
DME A ジメチルエタノールアミンDMPA )メチロールゾロピオン酸
MA マレイン酸無水物
M E K メチルエチルケトン
MIBK メチルイソブチルケトン
反応体A−1下記実施例■におけるものと同−反Z体A−If 下記比較例Av
cおけるものと同一反応体A−[1下記比較例Eおよび比較例Fにおけるものと
同一
反応体A−IV 下記実施例5におけるものと同一反応体A−V 下記実施例6
におけるものと同一反応体A−Vl 下記実施例8におけるものと同−反応体A
m■ 下記実施例15[おけるものと同−反応体Am■ 下記実施例23におけ
るものと同一反応体A−IK 下記実施例31におけるものと同一反応体A−X
下記実施例32Vcおけるものと同−反り体A−XI 下記実施例33におけ
るものと121−反応体A−Xll 表Xに示すものと同じ反応体A−■ 表X
に示すものと同じ
反応体p、 −XIV 表Xに示すものと同じ反応体B−1下記実施例1におけ
るものと同じ6
名称、略語または符号 意 味
反応体B−1下記実施例7におけるものと同じ反応体B−’[1下記実施例21
におけるものと同1じ反応体B−■ 下記実施例22におけるものと同じ反応体
B−V 下記比較例Gおよび比較例HKおけるものと同じ
反応体B−Vl 下記比較例L[おけるものと同じ反応体B−■ 下記実施例2
9におけるものと同じ反応体B−■ 下記実施例34におけるものと同じ溶媒A
−/エチレングリコールのモノブチルエーテル
溶媒B エチレングリコールのモノブチルエーテル
溶媒0 プロピレングリコールのモノプロピルエーテル
反応体A −XV 下記実施例43におけるものと同−TEA )リエチルアミ
ン
THF テトラヒPロアラン
VME ビニルメチルエーテル
エステル基監視試験
本発明の方法中、成分lを成1分■に連結するエステル基の形成を下記の実施例
のべるものについて次の如く監視した。
■、試 薬
A O,IN Na0H
B ピリジン中に溶解したチモールブルー(ピリジン100v中01?)
1、 反広を行う前に、NaOH滴定剤約lO−を必要とするのに十分な酸基お
よび無水物基を反応物B中に含有するサンプルを計量する。
2 乾燥アセトン125−を添加する。
3、 指示薬を6滴添加する。
4、青色が30秒間存続するまでNaOHで滴定する。
この量の滴定剤を調整剤として使用する。
5、 反応混合物または反厄生成物のサンプルを滴定し、滴定剤の重量および量
を記録する。
6 エステル結合の量を定めるために、上記式Aに示す計算を行う。
実癩例1
機械攪拌機、加熱マントル、還流冷却器および滴下漏斗を備えた1リツトルの反
G’ll器に、下記の諸成分を、記載の順序で仕込んで初めの反応混合物を形成
した。次の成分を添加する前に各成分を溶解した。
38
アセトン 200v
反IE、KA−1” 200?
反応内B −I ′g*40 It’
* 水酸基2.62重量翅含有する数平均分子量4000の塩化ビニル/酢酸ビ
ニル/ヒr口キシプ口ビルアクリレートターボリマーであって、その内の約25
%は下塗りである。このターポリマーハ、重合しFロキシゾロピルアクリレート
20重量に、重合酢酸ビニル10重量X1お工び重合塩化ビニル70重量%を含
有していた。
** 数平均分子量1600、酸価480、およびモル基準でのスチレン対マレ
イン酸無水物比1:1のrsMAloooJとして市販されているスチレン/マ
レイン酸無水物コポリマー。
上記諸成分の初めの混合物を一定に攪拌しながらその還流温度59℃まで加熱し
た。59℃に達したら、トリエチルアミン触媒3.0?’ls:アセトン3.
o Vト共−に予攪拌して添加した(初めの混合物中の無水物の当量あ*+70
.173モルのアミンを添加)。反応混合物還流条件下で35分間攪拌した。
水10S’と、溶媒B 29と、ジメチルエタノールアミン06vとよりなる試
験溶液を含有するビーカーに、反応混合物1滴をたらすことによって、エステル
化反応の程度および生成物の分散性を還流温度で35特表昭G O−!’i 0
1713 (13)分間、周期的に監視した。エステル化の前に、反応体A−I
が固体相1として試験溶液から沈澱した。エステル化後、生成物の一滴は試験溶
液に完全に分散して、視覚観察[Lる測定では目に見える粒子や凝塊のない曇っ
た溶液が得られた。(これは[分散性監視試験1である。水分散性または水弁分
散性を測定するこの定性方法を実施例1乃至実施例24に使用した。)この実施
例では、この分散状態には還流条件下約35分後に到達した。この時点で、溶媒
A 129?を添加し、アセトン196?を留去した。その結果の生成物は淡黄
色の「ワニス」であった。このワニスは安定であり、そして任意に、後使用のた
めに缶詰めにしたり、すぐに水に分散したりすることができた。
以上で得られた温いワニス1507をジメチルエタノールアミン6vと溶媒B
40ノとを含有する水200?中に攪拌することによって水性分散液を製造した
。この水性分散液はクリーム様のコンシスチンシイをMする半透明の液体であっ
た。この水性分散液、をガラスパネル上に流蝿し、そして風乾して実質的にゲル
や他の欠陥のない澄んだ光沢のある無色のフィルムを得た。
上記の初めの反応混合物は下記のモル当量を含有していた。
0
基または化合物 当 量
無永物 0.172
水 0.206
アミン 0.0297
比較例人
反応体A−iの代わりに、約8000の数平均分子量を有し、かつ重合ヒドロキ
シプロピルアクリレート15重量%と、重合酢酸ビニル5重量%と、重合塩化ビ
ニル80重量%とを含■する塩化ビニル/゛酢酸ビニル/ヒドロキシゾロビル了
クリレートターポリマー(反応体A−I[)を使用した以外は、実施例■をくり
退した。捷た、実施例Iにおけるよりも長い反応(還流)時間を使用した。反応
体A−[は、水酸基196重量%を含有しており、その内の255重量%が第一
水酸基である。この実験は生成物が分散性監視試験において水分散性VCならな
かったという点で不十分であ−った。還流温度で約108分の加熱後、反応物B
−Iのいくらかが沈澱した。これは明らかに水と触媒との反応によってアセトン
不溶性塩を形成しfcfcめである。
これら結果は、反応体A−11が初期添加方法を使用して水分散性組成物を形成
するのに不十分な親水性の基を含有していたために得られた。後述の実施例26
゜27および28に記載のように、後続添加方法を使用して、反応体A−11か
ら水性分散液を形成した。
比較例B
水の含有量がわずかに高く、かつアミン含七〜量が実質的に工す高い事項以外は
実施例■をくり返した。下記の原料を、使用した。
反応混合物
成 分 量(y)
反応体A−1の溶液:
反応体A−1* 100
アセトン 100
水 09
反応体B−1* 20
水 1゜64
柚媒溶液ニ
トリエチルアミン(TFIA) 4.89アセトン 489
* 実施例IVcおけるものと同じ
触媒溶液以外の諸成分をフラスコに仕込んで60℃で還流した。触媒溶液を35
分間にわたって添加した。
生成物は触媒溶液を添加した砂、5分で5%DMgA溶液に分散可能であった。
3分陵、糸はゲルrヒした。
42
定 数:
OH基の当量 o176
無水物基の当量 0.086
水の当量 0.141
TEAの当量 0.048
無水物基の%とじての水 164
酸基のにとしてのTEA 29
生成物は、用いた比較的高い触媒濃度で反応を制御するのに存在する水(急冷剤
)が不十分であるために触媒混合物以外のすべての成分をフラスコに仕込んで還
流した。次いで、触媒混合物を添加した。ザンゾルを5にDME4溶液中の分散
性について周期的に試験した。
反応混合物
成 分 童
反応体A−11* 200 230
アセトン 300 345
水 2,45 2.82
反ら体B −14046
水 3.0 (1,72
触媒溶液
トリエチルアミン(TEA)3.0 3.9アセトン 30 39
符表昭GL501713 (14)
OH基の当量 (+、 236 0.271無水物基の当量 0.171 (1
,197水の当量 0.303 0.197
TEAの当量 0.030 0.039無水物の%としての水 177 100
酸性度のにとしてのTEA 17 20還流時間、分 71 227
水分散性 非 非
*比較例Aにおけるものと同じ
比較例Cお工びDでは、反応体A−1が初期添加方法を使用して水分散性組成物
を形成するのにその分子量に対して不十分な親水性の基を含有するため、生成物
は水分散性ではなかった。後述の実施例26.27および28に記載のように、
後続添加方法を使用して反応体A−1[から水性分散液を形成した。
比較例EおよびF
比較例0お工びDの一般手+1tjに従い、下記の原料を使用した。
4
反応混合物
反応体A−[1* 240 180
アてトン 560 42(1
水 48 36
反応体B−1.4872
水 38 17
触媒溶液ニ
トリエチルアミン(TEA) 4,5 24.80H基の当量 0324 0.
243
無水物基の当量 0.205 fl、 308水の当量 fl、 477 0.
294TEAの当量0.044 (1,246無水物のにとしての水 233
95
酸性度tv%とし1TEA 22 80還流時間、分 84 110
水分散性 非 非
才 反応体A−111は、重合塩fヒビニル91重量%と、重合酢酸ビニル3重
量Xと、重合ビニルアルコール6重t %とを含有するターポリマーである。こ
のターポリマーは約15000の分子量を有していた。
比較例EおよびFでは、反応HA−Illが初期添加方法を使用して水分散性組
成物を形成するのにその分子量に対して不十分な親水性の基を含有しているため
、生成物は水分散性でなかった。後述の実施例30に記載のように、後続添加方
法を使用して反応体A−11から水性分散液を形成した。
比較例Gお↓びH
下記の諸成分をフラスコに仕込んだ、
反応体A−1* 300 300
アセトン 30 u 300
反応体B−Vの溶液
反応(、tB−V(下記のもの) 3 20アセトン 45 30
* 火桶例1と同じもの
反応体B−Vけ[EMA1103Jとして市販されており、そして8000の数
平均分子址を有するモル比1:1でエチレンとマレイン酸無水物とのコポリマー
である。
反応体A−1の溶液と、反応体B−Vとの溶液を配合すると、ポリマー混合物が
凝析した、これら比較例は、本発明の方法におけるエチレン−46
マレイン酸無水物コポリマーの実施不可能性を説明するものである。
種々の触媒濃度を使用して実施例1の一般手順を(り返した。下記の原料を使用
した。
反応混合物
反応体A−J*100 100 100アセトン 100 100 100
水 0.86 0,86 0.86
反応体B−i*20 20 20
水 0.98 f)、98 0.98
触媒溶液ニ
トリ”tチルアtン(’TBA) 1.5 0.75 (1,38アセトン 1
.5 (1,7511,38定 数= 2 3 4
0H基の当量 fl、 ]、 76 0.176 0.176無水物基の当量
(+、 086 0.086 o、 086水の当量 α102 (]、 10
2 (1,102TE人の当量 (1,0150,00? 6 0.0038無
水物の%としての水 120 120 120酸性匿のXとしてのT B A
8.6 4.3 2.218表昭6O−5017130の
分散性段階に到達するまでの 30 70 164時間(分)
還流全時間(分) 82 139 229状 心 ゲル無し ゲル無し ゲル無
し* 実施例■と回しもの
実施例2,3および4では、生成組成物はすべて、上記比較例Bで生成したゲル
と対照して水分散性である。これら結果は、触媒濃度と急冷剤濃度との間の適切
な関係を■することの重要性を示している。実施例2.3お工び4では、触媒濃
度を下げ、急冷剤の濃度を一定に保った。故に、水分散性状態に達するのに必要
とされる時間で測定すると、−m反応(エステル化反応)速度は、おそくなって
いた。より低い触媒濃度では、合理的な反応時間を維持するためKは、より少量
の急冷剤が望ましい。逆に、高い触媒@度では、エステル化(グラフト化)反応
を緩和してゲル化を回避するためにはより高い濃度の急冷剤を必要とする。
実施例5
攪拌機、温度計、冷却器および加熱マントルを備えた50〇−反応容器に、反応
’K A −IV ”溶液310?、反応体B−130fお工び水z8vを添加
した。加熱および攪拌を行つfc、0.5時間後、スチレン/′マレイン酸無水
物ポリマーは溶解し、アセトン2.25r[8
生成物は水/溶媒B/ジメチルエタノールアミン(重量比5 / 1 / (1
,28)の溶液に分散性であるとわかった。生成物(ワとス)をさらに17分間
加熱して蒸留により溶媒64ノを除去した。
温ワニス200vを水/溶媒B/ジメチルエタノールアミン(重量比5 / i
/ o、 28 )溶液2009中に攪拌することによって水性分散液を製造
した。この安定な水系生成物は下記の特性を有していた。
pH= 3.4
粘度 −510cP(プルツクフィールF’avT。
固形物%−351
宋 この溶液は、反応体A、 −■4 g、 4に、アセトン47、1 %−お
よびM r B K 4.5 %を含有していた。
反応体A−IVけ、重合メチルメタクリレート539モルX5重合ブチルアク1
ル−ト286モルXお工ヒ重合ヒr口キシゾ口ビルアクリレート(Mn=488
0)115モルにを含有していた。
実施例6
攪拌機、温度計、冷却器および加熱マントルを備えた1リットル反応容器に、反
応内A−V(重合ビニル−1+ラ一ル80重量Xと、重合ビニルアルコ−n、
185重推量と、重合酢酸ビニル15重量%とよりなり、分子1i3s、ooo
のポリ?−)10(Ml’、反応B 13−1407、テトラヒ)o7ラン(T
HF)4oovおよび水6,11を添加した。、20分間、加熱お工び攪拌しf
c後、樹脂を溶解し、トリエチルアミン8. Of fl:添加した。加熱を還
流下67℃で続け、少量のサンプルを、水/溶媒B/ジメチルエタノールアミン
(重ft比s/1 / o、 28 )中の分散性について周期的に試験した。
1時間後、ベンジルジメチルアミン2.C1’を追加の1媒として添加した。8
5時間後、反応体B−1をづらに10?およびTHE’30rを添加し、加熱を
さらに6.5時間続けた。このとき、そのようにして生成した生成物の少量のサ
ンプルは2時間の撹拌後、水/溶媒B/ジメチルエタノールアばン(重量比s
/ 1 / (128)に分散性であるとわかった。
コールズ溶解器を使用して温ワニス250を、水/溶媒B/−)メチルエタノー
ルアミン(5/11028)200vと混合することによって粗水性分散液を製
造した。THFの大部分を蒸留フラスコでの蒸留により除去した。フラスコ内の
物質の温朋が93℃に到達1〜fcW、蒸留を止めた。目的の水系生成物(水性
分散液)の特性は次のどとぐであっfc、。
pH= 8.5
粘度 −15゛0cP(プルツクフィールt’FLVT。
# 2 10 Orpm )
固形物% = 27.9
50
工り好適な塗料溶媒を使用することによって、このワニスからそれIミど粗くな
い分散液が得られる。
実施例7
攪拌機、温度計、冷却器および加熱マントルを備えfc50〇−反応器に、反応
体A−[の43’Xアセトン溶液349r、反応物B−1(0,11〕比%51
&’(19コポリマ=7100#I/MEK)を有し、かつ20000±700
0の数平均分子量を嗜する、ビニルメチルエーテルとマレイン酸無水物とのモル
比1:1のコポリマー〕30?、および水3.02を添加17た。加熱および攪
拌して、均一の溶液を得た後、アセトン45?中の、トリエチルアミン45?を
添加した。この時点で、色は明るい琥紬色から鮮かな紫色vcv化した。加熱お
よび混合を還流下62℃で続けた。20分後、少量のサンプルが重量比5 :
1 : 0.28の水/溶媒B/ジメチルエタノールアミン溶液に分散性である
とわかった。
さらに38分間反応した後、アセトン1006’を蒸留に工り除去して残液とし
てワニスを生成した。
温ワ=ス50 fを、5/110.28(重量比)の水/溶媒B/ジメチルエタ
ノールアミン1i1oo′?(50?ず592回の増加で)中に攪拌し、次いで
水350?(2回の増加で)を添加することによって水性分散液を製造した。こ
のように【7て得られる安定な水系生成物は下記の%性を有していた。
待人日UGO−501713(16)
pH= 8.6
粘度 (ゾルツクフィールドRVT 。
#5スピンビル、l 00 rprr+)初 期=600cp
6日後=72cP
固形物%=6.5
実施例5ないし7の初めの反応混合物は、下記のモル当量、および水およびアミ
ンの相対モルレベルe[していた。
当 量 5 6 7
ヒ)” a ’p シ0.231 (1,4320,308無水@ (1,10
9+1.145 +1.17水 +1.156 0.34 0.56アミン t
> 022 Q、 079 11.045無水物の%として水 143 234
330酸性度(カルボキシ) 10 33 13の%とじてのアミン
実桶例8
攪拌器、温度計、冷却器および加熱マントルを備えfc1リットル反応容器に、
反応体A−Vl(以下に記載のもの)30’Of%ジメチロールプロピオン酸2
1.82
2およびジアセトンアルコ−元30?を添加シタ。反応K A −Vlは、エビ
クロロヒビリンとビスフェノールAとの反応生成物であり、1857のエポキシ
当量重量を有し、3714の数平均分子量を有し、そして[エポン1007Jと
して市販されているものである。
樹脂が撹拌するのに十分に流木になるまで、攪拌せずに熱を施した。140℃で
キャップ化触媒としテノベンジルジメチルアミン(BDMA)1.6ノを& l
’l−L 、’zがら一滴ずつ添加した。諸成分を6分かかつて175℃tで加
熱し、38分間165℃と175℃(キャップ化反応温度)との間[1に’つた
。分析の結果、もとのオギシラン官能基の95CXが消費されていたことが判っ
た。ギヤ、ツブ化エポキシrポリマーのエポキシ含有量をASTM D−165
2(クロロベンゼン/クロロホルムの代わりにメチレンクロリPを使用)によっ
て測、定した。ギャップ化エポキシPの酸価* 3.5であった。
ジアセトンアルコール609を熱いキャップ比エポキシポリマーにゆっくり添加
してその温度を129℃寸で下げた1次いで、アセトン35rを添加し、それに
より更にその温度を78℃まで下けた。この時点で水5.5vを添加し、引き続
き反応体B−[の50%アセトン溶液120gを添加した。諸成分を還流温度(
75℃)で攪拌(−た。水101、溶媒B 2 rオjヒジメチルエタノールア
ミン(]69を含有したビーカー中に、反応混合物の大きな一滴を入れることに
よって、エステル化反応を周期的に監視した。工′ステル化の前に、エポキシ樹
脂が沈澱した。エステル化後、生成物(ワニス)の液滴は完全に分散して、目に
荒える粒子または凝塊のない曇った溶液を揚た。約!10分かかつて分散性状態
に達し、この時点で水を濾らに184/添加して反応を急冷し、ワニスを生成さ
せた。重量比5: 1 : 0.28の水/溶媒B/ジメチルエタノールアミン
溶液300?中に温ワ;ス200vを攪拌することによって水性分散液を製造し
た。
実施例9
キャップ化反応′(l−160℃で30分間行い、この時点でもとのオキシラン
官畦基の92.7%を消費し、反 一応体B−1の添加前にアセトンを35rの
代わりに607添力0し、水を僅かK 3.29添加したこと以外は、実施例d
の手順をくり返した。還流温度(70℃)で55分後、−次反応を停止した。水
分散性状態に達し、ワニスが生成していた。温ワニス204vを、水/溶媒B/
、7メチルエタノールアミン(重量比s / 1 / o、zs)溶液300
r中に攪拌することによって水性分散gf、金製造した。
実施例10
下記の変更以外は実施例8の手順に従った。すなわち、キャップ化反応にジアセ
トンアルコールの代わり54
にキシレンを使用し、キャップ化エポキシドを希釈するためにはジアセトンアル
コール60?の代わりにMIB’に50rを゛使用し、そして反応体B−1の添
加前に水23rを添加した。73℃でほぼ7o分間還流した降、水分散性状態に
達した。加熱を続けて、アセトン541ヌトリツプした砂、溶媒8839f添加
してワニスを生成させた。このワニス204?を水/溶媒B/ジメチルエタノー
ルアミ:/(5/110.28)2009と共に攪拌することによって水性分散
液を製造した。この実験はジアセトンアルコール(水溶性溶媒)以外の溶媒をキ
ャップ化溶媒として使用することができることを示しているが、水溶性溶媒は牛
じる分散液のフィルム形成特性が優れているため、好ましい。
実施例11
下記の変更以外は実施例100手順に従った。すなわち、キャップfヒ反応に、
僅か164vのDMPAを使用し、173℃で75分後、初めのオキシラン基の
91.3にが消費し、そして反応体B−1を添加する商に水を僅かに46?添加
した。還流温度(72℃)で約100分を要して水分散性状態に達し、その後、
留分62vを溶媒B 75?と取り替えて除去してワニスを形成した。このワニ
ス200jを、水/溶媒B/ジメチルエタノールアミン(重量比5 / 1 /
0.28 )300vと攪拌することによって水性分散液を製造した。
待表昭60−!101713θυ
実施例12
上記実施例8ないし11VCおけるものと同じ反応容器に、反応体A−Vl(実
施例8と同じもの1300&および脱水ひ捷し油酸(r9−11酸J)45.5
rを添加した。樹脂が攪拌するのに十分な流体になるまで攪拌しないで熱を加え
た。156℃で、BDMAl、62を一滴ずつ添加し、反応体を175℃まで加
熱した。
35分後、酸価け1.3であり、もとのオキシラン官能基の94.9 %を消費
していた。
ジアセトンアルコール607をゆっくり添加し、引き続きアセトン607を添加
し7た。70℃で、水32Vを添加し、次いで反応体B−iの50Xアセトン溶
液1202およびジアセトンアルコール100 W f t5加した。熱を加え
、留分87?を除去した。この時点での反応体の温度は110℃であった。還流
を90分間この温度に維持し、この時点で水分散性を得た。水20?を添加して
残留無水物基を酸r転【ヒし、ワニスを形成した。このワニス200vを、水/
溶媒B/ジメチルエタノールアミン(重!−比5/i10.28)450vと激
しく攪拌することによって水性分散U、を製造[7た。
6
実施例13
反応体B−iの添加前に水4,6Vi添加し、そして留分89)の除去前にジア
セトンアルコールの代わりに溶媒B100rを添加した以外は、実施例512の
手順に従った。110℃で40分たって水分散性状態に達した。さら[30分後
、加熱を停止し、そのようにしてワニスを生成した。このワニス200?を水/
溶媒B 、/ジメチルエタノールアミン(tt比s/′i70、28 )250
vと攪拌することによって水性分散液を製造した。
実施例14
下記の変更以外は実施例80手順に従った。すなわち、キャップ化触媒としての
B I) M Aの代わりに1機リチウム塩([ペンテキャットW−2J)の形
態のリチウム2%を倉内する水溶液1.76 vを使用した。
175℃で30分後、分析の結果、もとのオキシラン官能基の92.6 %を消
費していたことが判った。希釈および冷却前に加熱をさらに33分続け、アセト
ンを35rの代わりに60r添加した。トリエチルアミン(TEA)3.0?を
添刀口して一矢反応を触媒化した。
還流温度(69°F)で2時間後、TEAをさらに30?添加した。さら[37
分後、生成物(ワニス)は水分散性になった。水/溶媒B/ジメチルエタノール
アミン(重量比5 / 1 / o、 28 )溶液400vおよび水100v
中に、温ワニス200?を攪拌することによって水性分散液を製造した。
比較例1
攪拌機、温度計、冷却器および加熱マントルを備えた11反応容器に、反応体A
−■2009、アセトン200v、反゛応KB−I 40rおjび水3.12を
添加した。諸成分を還流温度(58℃)で1時曲攪拌、して溶解した後、アセト
ン3.57と混合したトリエチルアミン3.5vを添加した。還流温度での攪拌
を58分間続け、その時点で樹脂の一滴は水107と、溶媒B2vと、ジメチル
エタノールアミン06?とエリなる試験溶液に分散性であるとわ力)つた。水1
.5′/を添加して急冷し、加熱を続けてアセトン120 mlをストリップし
た後、溶媒B 89rを添加した。アセトンをさらに4Orストリツプした後、
そのようにして生成したワニスを排出した。温ワニス200?を、水/溶媒B/
ジメチルエタノールアミン(5/ 17′(1,2g )溶液285v中に攪拌
することによって水性分散液を製造した。この分散液は室温で3日たってゲル化
した。
結果の概要
実施例8ないし14および比較例1を衣1に要約す竹表昭GO−501713(
18)
表Iのデータ刀)ら以下のことを結論することができる。
すなわち、エポキシポリマーをモノヵルゼン酸ト反応(キャップ化)させ、次い
で調titの水の存在下でl:lのスチレン/マレイン酸無水物コポリマーでグ
ラフト化(−次反応におけるエステル化)することによってまずオキシラン含有
量を約90%またはそれ以上減少させることにエリエポキシポリマー刀1ら安定
な水性分散液を製造することができる(実、他制8.10゜11.12.13お
工び14)。
エステルfヒ反応(−次反応)速度は、第一水酸基(DMP Aによって提供す
る)が、エポキシ樹脂に存在するときにはより大きい(実姉例s、1o、11お
よび14対12兼びに13)、l、、かじながら、エステルrヒ(−次反応)温
度を上げることによって、第二水酸基(エポキシポリマーに初めに存在する)の
みを含有するエポキシポリマーをエステル化することが可能である(実施例12
および13)。
無水物基の完全な加水分解に必要な水の量の少なくとも5倍過剰量を和らげるこ
とができ、それでも水分散性を達成することができる(実施例10)。
比較例1の生成物は、未反応ジエポキシドの残留レベルが高かったため、水に安
定ではな〃)つた。
実施例8ないし14炉らの水性分散液および市販の水系エポキシポリマー(「エ
ポキシ−1」)の、アルミニウム製2片の飲料カンをコーティングするため特性
は次の如(である。
実施例 pH粘度、cP 固形物%
8 9.1 1.020 30.7
9 9.1 160 28.3
10 7.6 516 31.6
11 9.6 845 27.1
12 9.6 1,050 21.7
13 8.9 870 32.7
14 9.2 9,800 20.8
エポキシ−17520022,0
10お工び2.0pbrの「シメル370J(メラミンホルムアルデヒド樹脂)
で硬化した本発明の種々の組成物から製造した透明のフィルム(アルミニウムノ
ミネル上の)の特性を表UK要約する。このフィルムは次の如(形成した。ワイ
ヤ巻きaツPでフィルムをアルミニラムノぐネル上に引き伸ばし、これを300
’F’で加熱して約511v/平方インチの乾燥フィルムを生じた。
本発明の組成物を含Mする水性分散液で得られた全体の特性は良好であり、すな
わち市販の水系(WB)エポキシ塗料樹脂(エポキシ−1)で得られた特性より
も良好である。
1
表Hにおいて、
■ 下記表Vllに記載。
■ 室温゛で一夜熟成して6まで変fヒした。
■ 各々の実施で試験した硬化性混合物は、指示実施例で、指示量の「シメル3
70」架橋剤で生成した本発明の組成物?含有していた。
■ ASTM D3359−78
■ &’STM D2794−69(1974年に再施行ン
■ 下記表■!1に記載
■ @ HC4O,5ccまたf (1% N H40Hfコーティング済みの
アルミニウムパネル上VCりらし、時計皿でおおいそして1時間放置した。・ξ
ネルケ洗浄して調べた。「良」はフィルムを腐食していないこと?意味する。「
欠」はフィルム?わず刀)に側索していること全意味する。
実施例15
この実施例で使用したフェノキシ樹脂(反応体A−Vlりは下記の式?有する、
ビスフェノールへとエビクロロヒドリンとのコ2リマーである。
(上記式中、nは80〜90の値を有する整数であり、この樹脂は約25000
の数平均分子蓋お↓び4000cps、の溶液粘度(23℃で40重蓋にメチル
エチルケトン溶液として測定)を有していた。この樹脂は末端エポキシ基を実質
的に含量していない。還流冷却器、温度計、撹拌機および加熱マントルを備えた
5、00Ce反応器に、エポキシ樹脂100V(035ヒドロキシ当量)、反応
体B−14or(o17無水物当量)、水6?(α33当童)およびシクロへキ
サノン300?を仕込んだ。これら諸物質を攪拌し、刀・つ加熱し、透明溶液を
得た後、ベンジルジメチルアミン(1,21S’を添加した。温度を119〜1
22℃に制御した。、75分後、少量のサンプルは水/溶媒B/ジメチルエタノ
ールアミン(DMBA)(重量比5/11028)溶液に分散することがわ刀)
つた。100分後、水25Fを添加]−で無水物の加水分解を早め、かつフェノ
キシ樹脂のエステル化を遅くしてワニスを生成した。こ・のワニス200vを水
/溶媒B/DMEA (重量比5/110.28)20(1’中に攪拌し、そし
て更に水50Vを添加することによって水性分散液を製造した。この分散液は8
.5のpHお↓び1600 cPの粘度(ブルックフィールドRVT、#5スピ
ンドル、100 rpm)をMしていた。水性のアルコール系塩基滴定による分
析の結果、反応体B−1の分子あたりほぼ03個の無水物基がエステル化されて
いたことが示された、これはフェノキシポリマーの分子あたりは#! 1.7
aの水酸基のエステル、比に相当していた。
実施例16
原料の選択
反応器に反応体Aを任意好適な形態(例えば、ペレットの形態で、あるいはアセ
トンなどの好適な溶媒中の「ワニス」溶液として)仕込むことができる。固体と
して添加するとき、−次反応が起る前に、反応体Aを溶解すべきである。塩化ビ
ニルポリマーの場合、〃)かるワニスを安定化することができる(例えば、プロ
ピレンオキシドまたは液状エポキシドを用いて)。
溶媒の選択
本発明の水性分散液は数種の方法で製造することができる。−例は実施例1 v
c記載の1−溶媒交換」方法である。あるいは、ブロックコポリマー組成物のγ
セトン捷たけTHF溶液を塩基性水中に直接攪拌することができ、生成した水性
分散液は、任意に、(1)そのまま使用することができ、または(2)後ス)
IJツブしてM機溶媒のいくらかまたはすべてを除去することができる。
ストリップ済みの生成物は、任意に、フィルム合着性を促進するために篩那点溶
媒で変性し得る。
有機溶媒の選択、および水性分散液を生成すべく本発明のブロックコポリマー組
成物を水中に混入する方法の選択は広く自由である。いくつかの典型的な選択均
を、組成物を生成するのに使用する反応体Aが反応体A−1などの塩化ビニルポ
リマーである場合について表出、■お工び■に示す。溶媒交換対無溶媒交換とを
比較すると、無溶媒交換の選択は、ストリッピングを大気圧で5行えば、ス)
IJッピング温度がよ・υ・低いという利点がある。
選択2お工び選択3(表■お工び■)では、固、彫物30%の目的水性分散液中
に約28%の揮発性有機物(溶媒およびアミン)が残留している。
選択3(表V)は種々の利点がある。すなわち、ブロックコポリマー組成物は溶
融ストリッピングによって、あるいはフィルムを剥離紙上に流延することによっ
てアセトン溶媒から固体形態で任意に回収し得る。
さらに、ワニスは非常に速く乾燥して不粘看フィルムを形成する。
必要に応じて、真空下で水性分散液〃)らアセトンを後ストリッピングするとと
Kよって、選択3(表V)の揮発性有機物(溶媒およびアミン)含量をさらに減
少させることができる。ストリップ除去されたアセトンを水に代える。後ストリ
ップ済みの分散液は水/揮発性有機物の算出N電比84/16を有する。揮発性
有機物は溶媒876%と、アミン24%とエリなる。
この糸が非常に低い溶媒含有量であることは、特定の末端用途に好ましい溶媒混
合物を逆添加する場合に多くの自由度がある。特定の溶媒手段を一担限ポすると
、プロセス溶媒交換工程は所期の末端用途のための最適な分散液を生成するよう
にすることができる。
表 ■
選択1
段階的部分溶媒交換
希釈における溶媒無し
反応体B−160,0
アセトン 385.6
47.0
添加溶媒A I 29.0
ストリツゾアセトン (129,01
63,5
D M B A 28.0
1200.0 3 (LO
組成物 30に
00
00
X揮発性有機物=19,5
(溶媒およびアミン)
表■
選択2
反応体13−1 60.0
アセトン 385.6
47.0
溶媒交換
ストリツプア七トン (200,0)
添加溶媒 129.0
ストリツプアセトン (129,0)
63.5
希釈
水 504.5
溶媒B 101.O
D M E A 28.0
1200.0 30.0
組成物 30%
00
00
揮発性有機物%=28
表 ■
選択3
溶媒交侠無し、希釈゛水中、
20 P H几での溶媒B
反応混合物 V 固形物%
反応体B−160,0
アセトン 385−6
47.0
63.5
溶媒B 101.0
1200.0 30.0
組成物 30X
00
00
揮発性有機物%−28
実施例17
反応体B−1100部当り約20部(20phr )(反応体A−1に対して)
は、水系塗料のためには好ましい量である。この組成は塩化ビニルポリマーに固
有の望ましい特性を保持するのに反応体B−1に十分富んでいる。また、優れた
耐解凍性を与えるのに反応体B−1が十分存在する。さらに、反応体B−120
phrを含有する系は広い範囲の急冷剤対無水物比で首尾よく製造することがで
きる。
好首尾の分散液を1:10ないし約1=1の範囲の反応体A−1対反応体B−1
の重量比で製造した。約1=10より低い比では、水性生成物は限界に近い解凍
安定性および減少した貯蔵寿命を有する。約1:20よシ低い比では、生成物は
水性塩基中の分散性が不十分である。
反応系における水の適切な制御では、反応体B−1約1o95Atで含有する反
応体B−1/反応体A−1〜混合物から、本発明の組成物を製造することが可能
である。反応体B−111度の効果は次の如く要約される。
W AJ 郡
2
実験室スケールアップ
反応体B−1および反応体A−Iから製造される本発明の数種の組成物を、5ガ
ロン反応器に首尾よくスケールアップした。使用設備はU字形攪拌機および銅製
冷却器を備えた5ガロンのステンレス鋼製蒸留器であった。この蒸留器は釜残排
出能力を有していた。
典型的なスケールアップの手段を表■に示す。反応体A−I溶液を5ガロンのカ
ン中に計量した。乾燥反応体13−■およびTEA触媒をコールス浪合器で混合
して浴液にする。この反応体A!/反応体B−1/触媒溶液を蒸留器に移して、
約30分間、全還流条件下に保った。窒素を底部の開口を通して蒸留器を時折突
洟させて排出口に舗った流れない物質を排除した。さらに25分かけてアセトン
をス) IJツブして、ワニス中の目標の固形物含有量を63.5Xに至らせた
。次いで、蒸留器の下部を開け、熱ワニスを標準スケールで水/溶媒B/DME
A混合物を含有した5ガロンの円筒形容器に直接排出した。(蒸留器内容物の7
5%たけをこのようにして排出することができた。表■に示す水希釈混合物は比
例して減少した。任意的には、比例した量の希釈混合物を蒸留器に残留している
ワニスに添加することができる。この結果としては、蒸留器がきれいに空になり
、生成管の固形物の回収が事実上100%でおる。)
表 ■
5ガロン蒸留器へのスケールアップの手順1、還流
反応体、A−1溶液
反応体A−15100
反応体B−11020
トリエチルアミン 76.5
■ストリツプ
アセトン (3403)
溶媒B 1718
ジメチルエタノールアミン 476
布釈工程から生じた2相混合物(下相は粘性のあるワニス)を、コールス混合器
で均一の水性分散液に混合した。(初めは、ワニスは攪拌機のシャフトを加速し
て飛散の危険を引き起す傾向がある。系が部分的に均一になるまで、低い回転速
度を必要とする。)この実施では、約4ガロンの良質の分散液を生成した。この
実施例のFfT要時間は約4時間である。
実施例19
硬化塗膜特性
ヒドロキシ含有塩化とニルポリマーから製造した本発明の組成物は、塩化ビニル
ポリマーと一般に共通して、耐化学薬品性、可撓性および硬さのバランスが良好
である。上記実施例18に記載のように製造した水性分散液の硬化塗膜特性は、
有機温媒に溶解し、そして架橋剤添加物を用いて同様に調製した反応体A−1の
ものと同じ範囲にあった。
実施例18の生成物を、10ないし2 Q phrのシメル370で硬化したも
のの透明フィルムの特性を表■。
■および■に要約する。上記実施例18に記載のように製造した分散液から塗布
した塗膜を、2種の従来の市販の水系エポキシカン塗膜(エポキシ−2およびエ
ポキシ−3)と比較した。上記実施例18に記載のように製造した反応ワニスの
溶媒系変更例を、反応体A−■と反応体B−■との物理的混合物および反応体へ
−1単独と比較した。
6
7
沸騰水中での耐起こし性はクロリド塩の存在およびフィルムの硬化状態に対して
非常に敏感である。この特性については1、実施例18の組成物から生じた塗膜
は、溶媒系反応体A−1から生じた塗膜よシも良好で、かつ市販の水系エポキシ
カン塗料(エポキシ−2およびエポキシ−3)から生じた塗膜と同じ範囲で果た
した。捷だ、衝隼特性は硬化状態にも左右するので、これら両特性は架橋剤濃度
および硬化サイクルを特定する際にともに考慮する必要がある。
水系および溶媒系塩化ビニルポリマー両方の耐溶媒性は、市販の水系エポキシカ
ン塗膜の耐溶媒性よりも優れている。
実施例18の組成物から生じた調成塗膜の色および光沢は優れている。過焼付は
変色は、溶媒系反応体A−■のものよりも悪くなかった。385″Fで3分間の
、または3007で30分間の焼付はサイクルは、熱安定剤を添加しないで許容
された。385下で3分の焼付けが限界であり;フィルムの厚い領域で変色を始
めつつあった。カン塗膜の重量(コーティングされた表面の1平方インチあたり
転触塗膜4〜6■)では、焼付は中の色の安定性は優れていた。
フィルム特性は、有機溶液(ワニス)の形態として、あるいは組成物の塩の水性
分散液の形態として、実施例1に記載のようにして製造した本発明の組成物の熟
を裏付ける一つの実験結果を次の如く衣にする。
焼付は分/?
2/385 8/9 100”/100+26/163/385 8/8 20
/20
15/300 8/8 20/16
30/300 9/8 20/16
2 Q phrシメル370
3/385 8/8 16/20
3/385 9/9 8/8
15/300 7/8 8/12
30/300 8/9 8/8
試鋏の直前に水性塩基およびシメルを添加した。
熟成後:実施例1の水性分散液を室温で15週間熟成した。試験の直前にシメル
を゛添加した。他の試験条件および評価は上記表■ないし■に記載のとおりであ
る。
1
反応体A−i 300
アセトン 300
反応体B−,111” 60
水 4.0
触媒溶液
トリエチルアミン 4.5
アセトン 45
溶媒B 129
中:1700の分子量を有し、かつr8MA、−2000Jとして市販されてい
るスチレン/マレイン酸無水物コポリマー(モル比2:l)
手順:
アセトンおよび反応体A−Iを反応容器に仕込み、そして溶解した。反応体B−
[1を添加して溶解した。
還流温度(約60℃)にした。水を添加して混合した。
触媒溶液を添加して混合した。反応混合物の一滴が、DME人/溶媒B/水(重
量晃で、5/9/86 )の試験溶液に分散するまで還流温度に保持した。触媒
溶液を添加したときから還流温度で55分後5反応混合物は試験溶液に分散性で
あった。
次いで、溶媒Bl 29fを添加し、溶媒(大部分はアセトン)220Fを蒸留
により除去した。こうして得られる生成物は固形物含有量66.0重量%を有す
る粘性のあるワニスであった。この粘性のあるワニスを上記の試験溶液で希釈し
て約200cPの粘度を有する固形物21.4%の半透明の均一水性分散液を形
成した。
実施例22
成分二 量(7)
反応体A、−I溶液
反応体A−1300
アセトン 300
反応体B−■” 6Q
水 5.8
触媒溶液
トリエチルアミン 45
アセトン 4.5
溶媒A 129
+1:反応体B−1の部分エステル(35〜50%エステル化されたもので、r
sMA17352Jとして市販されている)
アセトンおよび反応体A−Iを反応容器に仕込んで溶解した。反応体B−1t/
を添加して溶解した。還流温度(約60℃)にした。水を添加して混合した。触
媒溶液を添加して混合した。反応混合物の一滴がDMEA/溶媒B/水(5/9
/86重量%)溶液に分散するまで還流温度に保った。触媒溶液を添加したとき
から還流温度で64分後に、反応混合物が試験浴液に分散性であった。
次いで、溶媒Al29Fを添加し、溶媒(大部分はアセトン)216Fを蒸留に
より除去した。その結果の生成物は64.8%の固形物含有量で粘性のあるワニ
スであった。、この粘性のあるワニスをD M E A/溶IB/水(5/l
6/79重量5A)溶液中に攪拌して、粘度348 cPで固形分含有量35.
2%の不透明の均一水性分散液を形成した。
比較例Jおよびに
500ccの反応容器に1反応体A−Vlの50Xアセトン溶液400ハ反応体
B−VC比較例GおよびI(におけるものと同じ)の40%アセトン1i1oo
rおよび水11.42を仕込んだ。これら諸物質を加熱して還流(57℃ンし、
この時点でアセトン6f中のT E A 6.、Oりを添加した。lo分たって
バッチはケル化した。
より少ない反応体B−V、すなわち4o免溶液252を使用してこの実験をくシ
返した。反応体B〜■がその加水分解によシネ溶性になるため、水を省いた。
57℃で140分後、水分散性が得られなかったと門には、反応体B−V溶液を
さらに25f添加した。さらに40・分径、バッチはゲル化した。
、この比較例はエチレン−マレイン酸無水物コポリマーが1本発明の方法におい
て実施不可能であることを説明するものである。
実施例23
この実施例は溶媒Bを唯一の急冷剤として使用してビスフェノール−人末端エポ
キシ樹脂を、反応体B−■と反応させることによって製造された水弁分散性エポ
キシポリマー(反応体へ−■)を説明するものである。急冷剤として第一アルコ
ール、すなわち溶媒Bを使用すると、スチレン/マレイン酸無水物コポリマー(
反応体B−1)では半エステルが形成し、ならびに反応体B−[はエステル形成
により「グラフト化」してエポキシ/ビスフェノール−Aポリマーニする。
攪拌器、冷却器および熱電対を備えた5 00ccの3ツ首ガラス反応容器に、
[エポン−829J 179.8?(「本発明の詳細な説明」のところに記載)
およびビスフェノールA I20.25’を添加した。これら物質を175〜1
80℃で攪拌加熱した。1.25時間後、溶媒B45りを添加した。4時間後、
エポキシ基含有量について分析した結果、エポキシ基はほんの帆08%であった
。この生成物を63℃まで冷却した。反応体B−1の50%アセトン溶液120
vを、アセトン62中TEA6fとともに添加した。熱を加え、91℃で留分が
収集し始めた。溶媒B55fを添加して粘度を低下させた。バッチ温度が111
tに達したとき、蒸留を還流に変えた。合計269の留分を収集した。
還流条件下で加熱を続け、サンプルを水/溶媒B/DMBA(重量で5/110
.28)中の分散性について各0.5時間ごとに試験した。温度は3時間17分
かかつて123℃まで上昇し、この時点でサンプルは水分散性であるとわかった
。
その結果化じたワニスを93℃まで冷却した。このワニス200fを、水159
.29と、溶媒B31.9 yと、DMEA8.9 fとの予め形成した混合物
中に攪拌した。
その結果、クリーム状の均一水性分散液が生じ、その特性は下記の如くである。
固形物含有量 38.0免
pH9,01
粘度、cP(ブルックフィールド
RVT 、14.10100rp 1570初期反応におけるモル当量:
反応体A−■i 、MN3870(理論値)−ヒドロキシ 1.15
溶媒B −ヒドロキシ ェ、65
反応体B−) −無水物 0.255
TEA −アミ7 0.059
モル当量の比:
無水物の%としての溶媒B 647
酸性度の%とじてのアミン 12
[シメル370 J、 (15phr、 )を添加することによって上記の水性
分散液を調製した。その結果化じた硬化性混合物からフィルムをアルミニウムQ
のパネル上に流処し、350下で15分硬化した。硬化フィルムは下記の特性を
有している。
沸騰水起こしくプラッシュ) 9
耐浴媒性(MEK摩擦) lo o +耐衝撃性 8
フィルム厚さく■/ 1n2) 5−3使用した試駆は先の諸笑施例に記載のも
のである。
比較例L
500ccの反応容器に、反応体A−Vlの50%アセトン溶液4002、反応
体B−Vl(後述)の28%アセトン溶液362、’1” E A 5 rおよ
び&ThB14!i’を仕込んだ。これら諸物質を59℃の還流温度−まで加熱
し、そして水/溶媒B/DMEA(5/110.28 )中の分散性について周
期的に試験した。167分後、アセトン中28免のP A、 −18をさらに3
72添加した。
さらに68分後、TEAをさらに62添加した。59℃で11時間後、バッチ(
d水分散付状態1てメ=L斥いでゲル化した。
反応体B −Mはオクタデセン−1およびマレイン酸無水物から得られた固形の
直鎖ポリ無水物ポリマーである。反応体B−■を製造するのに使用したコモノマ
ーはモル比が1:1である。反応体B −Mの分子量は約50000である。反
応体B−VlはrPA−18Jとして市販されている。
この比較例は高すきる分子量を有する反応体Bが実施不可能であることを説明す
るものである。
実施例24
攪拌機、還流冷却器および熱電対を伽えた5 00ccの3ツ首カラス反応容器
に、反応体A−112o、or。
溶媒8160fおよびアセトン4oりを添加した。これら諸物質を80℃捷で1
時間攪拌加熱し、この時点で反応体A−■が溶解し、反応体B−14Qfを添加
した。80℃での攪拌をさらに0.5時間続けて反応体B−■を溶解し、この時
点でアセトン6ノ中TEA6.02を添加した。さらに40分後、試験サンプル
は塩基性の水に分散性であるとわかった。水25りを添加し、加熱を還流温度で
さらに156分間続けた。
上記’7二−X200rを、水/溶媒B/DMEA(重[で5/110.28
) 200 fおよび水2502に添加した。50℃で2週間後、サンプルは1
だ流体であった。室温で2週間後、若干の沈降物が一観察された。
実施例25
この実施例は分散性試験を本発明の種々の組成物および種々の反応体に使用する
ことについて説明するもた。次いで、この浴液を水345重蓋部と溶媒880重
量部との混合物で希釈した。この結果生じた溶液は反応体A−1をほぼ5重量%
含有していた。有機溶媒溶液を水/溶媒B混合物と混合したとき、反応体A−1
は大きなかさの粘性スラッジを形成した。スラッジのすべてが325メツシユの
スクリーン上に保持された。故に、反応体A−Iは水弁分散性でりる。反応体下
記の反応物を上記のように試験した。
反応体B−■+反応体B−1tりあたシDMEA0.76 f反応体B−[:反
応体B−111rあたりDMEAo、55 r反応体B−[[:反応体B−[1
14あたりDMEAo、43rこれら3種の反応体の各々は何ら固形物質もない
透明の溶液を形成した。これら溶液を325メソシユのスクリーンに通したとき
、固形物ね全く保持されなかった。故に、これら反応体はすべて水分散性であっ
た。
上記の手順を使用して、指示実施例で製造した本発明の5種の組成物を試験した
。その際、指示量の塩基(DMEA)を使用してカルボキシ基100%を中和し
て水性分散液を生成した。
(ミクロン) 上に傍持された固形物
lO,13P/fi!il形物11 0.26 保持されす11 α132/f
i¥1形物1t 0.10 保持されず17(]、0phr
反応体B−ビ) 0.07f/41形物If 1.90 保持されず17(40
phr
反応一体−B−ビ) 0.22t、個彫物lt 0.10 保持されず21 0
.09f7[1iil形物lf 0.22 保持されす会反応体A−1基準。
粒子径の測定はコールタ−・サブ−ミクロン・・ξ−ティクル・サイズ・アラナ
イザー、モデルN−4i使用し7て行・つた。粒子径および保持固形物の不存在
により示さnるLうに、組成物のすべてが水分散性であった。
実施例26.27お工び28
本発明の3秤の水性分散液2次の如く製造した。
反応体A −1757575
反応体Fl −1157,53,8
乾燥アセトン 195 187.5 183.8TE& 2.0 2.0 2.
(+
2種の反応体をアセトン甲の溶成として欣応器Vこ什込み、その溶′l!1.′
に還流温度(約60℃うにし、T E A全添加した。そのように形成し罠反応
混合物?約30分加熱して、反応体[(−1の分子あたり約1.2個のエステル
基?有する組成物?含有するワニスを生じた。
このワニス紫製造する際、下記の当量量の水および無水物基を使用した。
実施例26 実施例27 実施例28
最終の全固形物含有量 25.6% 22.7% 37.8%水の当量 +1.
5 0.5 0.5
無水物の当量 0.0625 0.03125 0.015625H20メ味水
物の当量比 8 16 3289′
次いで、水92t各反応混合物に添加し、そfらの混合物′に30〜40℃でさ
らに1時間反応させてワニス會生成した。
次いで、醇媒B 57.4
DME& 8.1
水 221
よりなる溶液?各ワニスに添加して(初めは攪拌しながらゆっくり、次いでそf
′LL!llも速く]、有機溶媒全含有する水性分散液を生成した。アセトンの
本質的にすべて、お:びいくらかの水?真空蒸留(水銀柱25インチで約43℃
の温度〕によって分散液から除去して、ス) IJツブ済みの水性分散液?生成
した。
とのス) IJツブ済みの水性分散液から流勿トしく湿った状態でガラス上Vc
5ミル)、乾燥したフィルムは透明でありかつ砂状粒子がなかった。
上言ピの比較例A、0.D、Eお↓びFで説明し7cように、約6000より多
い数平均分子#(反応体■おLび反応体■におけるような)2有する疎水性水酸
基含有ビニル樹脂から生成した組成物は、初期添加方法で製造したときには水に
分散することができなかった。
明らかに、より高い分子量とより低い水酸基含有量(反応体■中の0HH2%対
、反応体I中のOHは2,9%〕との組合せはこの性質の一部原因となる。他の
重要々要囚としては、塩化ビニルのLり高い濃度(反応体A−II中では80係
である一方、反応体I中でハロ9チである〕がある。含1れる組成上の要因の効
果ケさらに理解するために、ポリビニルポリオール葡少量のトルエンジイソシア
ネートで互いに結合し、かくしてポリオールの親水性全そのままにしてこれらポ
リオールの分子量ケ増大させる。高く分岐したポリマーが形成され得るので、こ
の技術の結果全慎重に判断しなけ九ばならない。しかしながら、含まれる低い結
合レベル(水酸基の約10%が反応した)でに、このような効果はおそらくわず
かである。得られたデータケ下記の゛表Xに要約する。このデータに所定のポリ
ビニルポリオールおよび反応体Fl−1から製造し7だ組成物が9000〜12
000の分子量にもかかわらず極めて良く分散することができることケ示してい
る。匹敵できる水酸基含有量および分子量で製造したアルコール化反応体X(下
記実施例33に記載)のサンプルは、反応体R−1との反応後、分散することが
できなかつたつエステル基の量、使用した反応体B−1の種類お↓び比またはア
ミン中和剤會含む他の組成変数の効果音以下に論じる。
胛へ 1 傳 O
2
ビニルポリマーから製造した組成物の分散性を測定するにあたり、分子組成が重
要であるが、物理要因もそれほどではないにしても同様に重要である。分散性監
視試験は、容易に水に分散できる組成物(反応体A−■および反応体B−1から
製造されるものなどの)が分散性試験に合格する正しいエステル化レベルに6る
ことを確めるのに適切であるが、他の組成物については不十分であることもある
。このため、含まれる変数を変える効果を研究した。この研究から生じるいくつ
かの結論を下記の表Xに示す。概侠的には、溶媒Bとアミン(ジメチルエタノー
ルアミン1だにアンモニアのいずれか・−・・・初期の安定性については問わな
い)との水溶液を温ポリマー溶液に攪拌しながらゆっくり添加することによって
高分子量ビニルポリマーかも分散性組成物を製造することができることがわかっ
た。
小規模の試験の好ましい手j順は、ポリマー浴液252を50℃捷で温め、次い
で下記の混合物を磁気回転体で5分にわたって攪拌しながら添加した。
H,02Qf
溶媒B 5y
DMEA O,2り
\
この好ましい手順中、反応混合物の粘度は最大まで上昇し、次いで降下する。エ
マルジョンの形成の際嘔二起る。変化は、3段階で起るものと思われる。初めは
、水性媒体を熱ポリマー溶液にゆっくり添加するにつれて、この媒体はアセトン
溶媒を希釈し、結局、存在する任意不溶性のアミン/カルボキシレート塩を溶解
スる。第二段階では、浴液は不透明になり、セしてポリマー相が分離し始めると
、粘度は増す。次いで、最終段階では、水膨潤ポリマー粒子/アセトン混合物が
水中油分散液になると、粘度の急激な降下が起る。後述の組成物を製造するのに
、この好ましい手順(二おける変化を使用した。
組成変数の効果
反応体Aおよび反応体Bの任意の特定の組合せから安定な分散液を生成するのに
必要な特定の物理要件は、組合せの化学(ニルじて変わる。ここで考える必要の
ある要因のなか暮二は次のものがある。
(a)反応体Aの分子量。
(b)親水性/疎水性のバランス(例えば、OHのチおよびハロゲン濃度)。
(c)エステル化レベル・
(d)COO−の濃度および量(反応体Bの量および種類並びC二急冷条件)
(e)使用アミンの種類
1.1〜5.6重量%の水酸基含有量および850o〜23000の数平均分子
量(二及ぶ表XII(二示す5種の異なるビニルポリマーを調べた。反応体の組
合せすべてを使用して、好ましい手順で水性分散液を製造することができたが、
これら水性分散液は安定性が異っ℃いた。
反応体B−1および反応体A−V、Xまたは累の組合せから優れた分散液を製造
することができた。反応体B−1および反応体B−1または■から製造された組
成物をアセトンにより分散液にすることができるが、これら組成物はそれほど安
定ではなく、かく経時的に沈降する。
分子ii 8,500 12,000 15,500 23,100 23,0
000Hチ 2 1.1 2.3 2.5 5.3VCI■% 80 58 9
1 91 80VOA■% 5 !+4 3 3 6
■ 重合塩化ビニルの重量饅
■ 重合酢酸ビニルの重蓋チ
■ 重合ヒドロキシグロビルアクリレートの重量%■ ビニルアルコールのJt
i%
a)、体A−II/反応体B−1の組合せ固形物60%で、乾燥アセトン中で反
応体A−11の2.5,5.10および20 phrの反応体B−Iの濃度で、
反応体B−11分子当り05〜1.5個のエステル基を含有する組成物を製造し
た(下記の表XI)。この中間のエステル化レベルは、非常じ低いレベルの生成
物は分散することができず、他方6個のエステル揺V反応体B−1の分子がゲル
化する危険があるために選択した。所望のエステルレベルを達成するのに必要と
される反応時間は、トリエチルアミン触媒の8度が一足のままであっても、反応
体B−Iが減少するζ二つれて増大した。5,10.および20 phrの反応
体B−I付加物から、良好な分散液を製造することができたが、2、5 phr
の反応体B−1では良好な分散液を製造することができなかった。5 phrの
生成物は解凍試験(二失格であった。
若干の組成物のスケールアップを製造する1二あたり、多数の研究実験を行った
。この実施の結果、アセトンチル化はポリマーが急冷前にゲル化するほど≦二速
く進行した。水3%を初めC二添加した場合、反応は容易(二制御されたが、熱
伝達が悪いため、反応器の底部層ニゲル層が形成した。固形物45%での引き続
きの実験では、1時間たって反応体Bの分子あたり07個のエステル基が容易(
二得られ、これをスケールアップ(二使用した。5 phrおよび10 phr
の変更例を各約4ガロンずつ製造した。
反応体B中のスチレン/′マレイノ酸無水物比を1:1(反応体B−1)から2
:1(反応体B−1)−二、セして最終的じ3:1(反応体B−Vll)−二変
えると、アセトンを溶媒として使用するとさ、安定化が著しく減少する。20
phrの反応体B−1ii(反応体Bの分子あたりエステル基1.6個)を使用
して分散液を製造することができるが、この分散液はアセトンをストリップ除去
すると沈降する・アセトノ中20 phrの反応体B−■■では、分散液を製造
すること゛ができなかった。溶媒をMEK−二切換えたとき、水分散液が生じた
が、この水分散液は溶媒をストリップ除去したときに粒状物が多くなった。しか
しながら、共溶媒の量を2倍(二すると、良好な目的の分散液が得られた。
反応体B−Iから反応体ト1ないし反応体B−Vl100
へと進む際に観察された安定性の減少は、クラフト部のカシレボキシ 基の減少
レベルにだけではなく、反応体B−Vnの分子の高い疎水性じも基因する。さら
C二、20 phrの反応体B−Vllは10 phrの反応体B−Vll(ス
チレン7個/ C0OH14個)よりも悪い分散性を示すので、反応体B−Vl
l(スチレン樹脂12個/C0OH7個)の分子の付加的疎水性は、より広い間
隔のCOO一種から生じた潜在的に良好な界面活性剤能力より優れていると推論
することができる。
反応体A−XIと、5,10および20 phrの反応体B−Iとから満足すべ
き分散液を製造した。アセトンをストリップした大きなバッチの20 phrの
生成物に、8.6のpH,6D cPの粘度、およびB −I @27.4%を
有していた(下記表XI〜参照)。 粒子径(分光測光技Q1
反応体A−X中の水酸基がビニルアルコール(二由来したものであること(二も
かかわらず、溶媒Bまたは溶媒Cのいずれかを使用して良好な水分散液を製造し
た。
これはこれら実験で本発明の方法蚤二より水分散液になる最も高い分子i (M
m 25 D ’00 )のビニルポリマーである。アミン(DMEA )およ
び共溶媒の両方は、砂状物のない分散液のためC二は必要であると思われる。
放置中、これらエマルジョンは変色して黄色、次いで黄かっ色【二変った。しか
しながら、沈降は起らなかったO
多量の20 phrの生成物を製造し、そして真空ストリップして固形物19.
4%およびpH9,4となした。粘反応体A−Xの場合f二可能である優れた分
散液と対照して、ビニルアルコールの形態で水酸基も含有す−る反応体lおよび
■では、アセトン中で製造したとき、それ程は満足し得ない結果が得られた。こ
れら両方の場合、エマルジョンは限界の安定性を有し、七し工室温で放置して1
週間以内に沈降した。この分散液はメチルエテルケトンから製造したとき、優れ
た生成物が形成された。
e)急冷・・・分散性に対するその重要性竹表昭GO−501713(29)
多くの場合、ビニルポリマーの水酸基をスチレン/マレイン酸無水物でエステル
化することじよって形成された組成物は、安冗ではないが、分子量が上昇し続け
、結局、ゲル化する。この挙動を防止するために、少量部の水を添加して残留無
水物基を加水分解すること(二よってエステル化反応を「急冷」することができ
る。また、この急冷工程はグラフトコポリマーの水分散性に影響を及ぼすが、そ
の効果は使用したビニルポリマー(ニルじて変る。反応体A−1/反応体B−1
では、水2%の添加後、エステルレベルが急速に安定化するが、分散性は良好の
ままである。同様(二、反応体A−II(分子量85 [10、[OH]=2%
)15〜20phrの反応体B−1の分子を使用して製造した組成物の水分散性
は、経時的敏感性ではない。しかしながら、反応俸A−4/反応体B−I組眉物
では、急冷時間がM要である時点じ達したものと思われる。
反応体B −I 20 phrでは、分散性の挙動は反応体A−1に匹敵し、そ
の一方、10および5 phrでは、初めの分散性は悪いが、8〜12時間後(
二は劇的に向上した。故f二、分子量がより高く、そして水酸基含有値が減少し
た場合じは(公刊i 12000 、 (OH)=i、1%)、乳化反応に対し
てざらにCOO−基を必要とする。
下記の実施例26ないし3′5は、反応体Aとして疎水性ポリマーを使用して水
分散性組成物を製造するため(二、上記の好ましい手順を一層詳細(二説明する
もの10今
下記・の原料を使用して、実施例26.27および28に記載の手順と同様の手
順を実施した。
MEK中の反応体A−I 75 fi’そのMEK 180 S’
MEK中の反応体B−Vll■ 151そのMEK 15 f
■反応体B−Vn)1.1900 ノ数平均分−1t、275の酸価およびモル
基準で6:1のスチレン/マレイン酸無水物比を廟するr 5MA30DOJと
して市販されているスチレン/マレイン酸無水物コポリマーである。
諸反応体を、上記MEKの量での溶液として反応器(二仕込んだ。TEAを添加
し、そのよう3二して形成した反応混合物を還流温#(約80℃)まで加熱した
。
反応体B−Vllの分子あたり約08個のエステル基が形成するまで混合物を還
流温度に保った。水を添加し、混合物を40〜80℃の間(二変る温度転二1時
間保ってワニスを生成した。
次いで、このワニス287.1 ? +二攪拌しながら下記の溶液を添加した。
溶媒B 72.7
DMEA O,8
水 1 4 1.6
希釈した物質(有機溶媒を含有する水性分散液)のサンプルをガラス板C二湿潤
状態で5ミルに流延した。
この分散液を風乾して透明の光沢のあるフィルム1二したO
次いで、分散液を、固形含有量が657重量係に遜するまで水銀柱約26インチ
で真空蒸留(有機溶媒をストリップ)した。
全固形物357%のストリップ済みの分散液のサンプルをガラス板(二湿潤状態
で5ミルf二流延した。これを風乾して透明の光沢のフィルム転二した。
実施例30
下記の反応混合物を形成した。
反応体A−則 602
反応体B−I 12F
アセトン 212f
TEA 1.6r
この混合物を60℃(還流点)で約45分間加熱することレフよって反応させて
、反応体B−1の分子あたり0.9個のエステル基を形成した。次いで、混合物
を水9.Ofで急冷してワニスを形成した。この時点で、下記の量の諸物質を使
用した〇
水の当量 05
無水物の当量 005
水/無水物の比 10
このワニスを、下記の混合物で希釈した。
溶媒B 58.99
重MEA B、2f
H20235,7f
詳細な手順;
攪拌機、滴下漏斗および還流冷却器を備えた3ツ首丸底フラスコに、
(1)アセトニア500f中、反応体A−I60#’)溶液と、
(2)アセトン122中、反応体B−112fの溶液と、を仕込み、
(6)還流温度で、TEAl、6Pを添加した。
このようにして形成した混合物を、反応体B−1あたり約069個のエステル基
が形成するまで還流温度C二保った。
かくして生成した温 (50℃)ワニスの25重分を、溶媒B5Fと、DMEA
o、7rと水20 f トヨIJなル溶液の攪拌添加によって分散させた。
このようにして形成した水分散液をガラス板に5ミル雀二流延した。これを風乾
して透明のフィルムにした。
実施例31
下記の配合で、実施例26.27および28に示す手順と同様の手順を実施した
。
物質 量(t)
MEK 300
反応体B −Vll 20
TEA 6.0
■反応体A−IXは、約23000 の数平均分子量を有する塩化ビニル91重
量%と、 酢酸ビニル3重量−と、ビニルアルコール6重量%とのターポリマー
である。
諸反応体をMEKt二浴解し溶解応容器C二仕込み、そして約77℃まで加熱し
て還流した。TEAを仕込み、このようζ二形成した反応混合物を反応体B −
Vllの分子あたり約1.2個のエステル基が形成するまで約1時間77℃亀;
保った・
かくして生成したワニスをさらに1次の如く処理した。
ワニス252に、次のものを添加した。
溶媒B 59
DMEA 1を
水 5f
攪拌しながら水をゆっくり添加した。水5?を添加したとき、ワニスは曇ってき
た。次に、部分的に希釈したワニスを、超音波攪拌装置に移し、この装置を全出
力で作動して、水20?を添加して水性分散液を生成した。この分散液をガラス
6二湿潤状態で5ミル(二流延した。この分散液を風乾して透明の光沢のあるフ
イ10’δ
不発゛明の6種の水性分散液(分散液A、BおよびC)を次の如く製造した。
分散液A
下記の反応混合物を形成した。
反応体B−) 10
■ 約23000の数平均分子量を有する塩化ビニル80重it%と、酢酸ビニ
ル6重t%と、ビニルアルコール14重量%とのターポリマー。
この反応混合物を、60℃(還流点)で約45分間加熱することC二よって反応
させて、反応体B−1の分子あたり12個のエステル基を形成した。次いで、水
9、 Of ′4f添加して急冷し、そして60℃で1時間加熱した。この時点
まで使用した諸物質の童は次の如くである・
水の当量 05
無水物の当量 0.042
水/無水物の比 11.9
次いで、溶媒Bの54.ろVを添加し、水217. [] f 0Q
部分を揮発させて水性分散液(分散液A)を生成した。
分散液B
溶媒Bの代わりf二溶媒C54,3S’を使用した以外は、分散液Aと同じよう
にしてこの分散液を製造した。
分散液C
DMEAの使用蓋を2分の1C二した以外は、分散MAと同じようにしてこの分
散液を製造した。
実施例33
下記の配合で、実施例25.26および27L二示す手順と同様の手順を実施し
た。
アセトノ中の反応体B−115
■塩化ビニルビニル60と、酢酸ビニル62重量%と、ヒドロキシプロビルアク
リレ−88重斌チとのターポリマーであって、約1200[llの数平均か子量
を有する。
上記の量のアセトン中の反応体A−XIの溶液および、上記の童のアセトン中の
反応体B−1の溶液を反応容器(二仕込み、そして約60℃(二加熱して還流し
た。
TEAを添加し、そしてこのように形成した反応混合基が形成するまで約60℃
で加熱した。
次いで、水(9,Of )を添加し、反応混合物を1時間約60′Cに保つエワ
ニスを形成した◇次いで、溶媒B 45.3
D M E A 5.1
水 181.4
よりなる溶液をワニス307.01に攪拌しながら徐々に添加して水性分散液を
形成した・この分散液のサンフルをガラス板暖二湿潤状態で5ミルf二流延した
。このサンプルを風乾して光沢のある透明フィルム(ニした・分散液を水銀柱2
6インチで真空蒸留して、固形物の含有量が27.4重量%転二達するまで有機
溶媒を除去した。かくして生成した全固形274%の目的の分散液のサンプルを
ガラス板篭二湿潤状態で5ミル(二流延した。これを風乾して光沢のある透明フ
ィルムC二した。
実施例64
下記の配合で、実施例25.26および27に示す手順と同様の手順を実施した
。
物 質 量 (り)
反応体A−11o。
■反応体B−Vlは、約1150の数平均分子量および一分子あたり無水物1.
7当量を有するマレイン酸処理したポリブタジェン樹脂である。この樹脂はrB
N−1015Jとして市販されている。
これら反応体をアセトン堪;溶解し、反応容器に仕込み、そして約60℃の還流
温度まで加熱した。TEAを添加し、そして反応体B −Vlの分子あたり約0
6個のエステル基が形成するまで、混合物を約58分間還流温度(二保った・次
いで、水101を仕込み、そして反応混合物を約1時間60℃の温度(二保った
。
次いで、実施例611:記載の超音波装置を使用して、上記形成のワニス30f
を、
水 24.El
溶媒B 5.Dli’
DMEA Ω、2?
と混合して水性分散液を生成した。この分散液をガラス板(二湿潤状態で5ミル
(二流延し、そして風乾して透明の光沢のあるフィルムζ二した。
実施例65
実施例1のワニスは下記の組成を有し工いる。
1iit%
ブロックコポリマー組成物 600
浴媒(温媒B、アセトン、および 40.0痕跡量のTEA)
塩化ビニル86重量%と、酢酸ビニル13ii%と、マレイン酸1重量%との約
15000の分子量を有するターポリマーの固形物65%のM’EK浴媒浴溶媒
、65.7712
を、ワニス128.5りに混合しながら添加した。
溶媒B 26.0
よりなる浴液を攪拌しながらゆっくり添加した。その延した。このフィルムをわ
ずか【二曇った外観まで風乾し、そして指のつめでひっかくこと(二よる評価で
頑強なフィルムであると判断した。
実施例66
実施例1の水性分散液は下記の組成を有し7ている。
M童チ
ブロックコポリマー組成物 240
浴媒(溶媒Bおよび痕跡量のアセトノ) 2ろOアミン(DMEAおよび痕跡量
のTEA) 2.0上記の分散液を使用して、下記の塗料調製物を製造13
*「NV」は非揮発性成分を示す。
林「ネオレツズ」樹脂はウレタン弾性体の水系分散液である。
調製物A、B、C,DおよびEを鋼「Qパネル」上蓋二流延して、厚さ約09ミ
ルの乾燥フィルムを製造した。すべての処理板を3[]D’Fで1o分焼成した
。
ASMD2744+二より、これら処理板1二ついて前方衝撃値を測足し、結果
は次の如くである。
A 12(対照例)
* 試験に合格する最高値。
調製物A、CおよびEを、ワイヤ巻きロンドで、ポリ(エチレンテレフタレート
)フィルム(二塗って、厚さ約02ミルの乾燥フィルムを製造した。これら調製
物を250下で2分間乾燥した。処理したフィルムの接着性をスコッチテープ4
1:610試験(ASTMD−3359)により評価し、次の結果を得た。
C非常(二良好(20%未満のフィ
ルムが除去された)
E 非常に良好(20%未満のフィ
ルムが除去された)
rTint−AydJ WF−2228,7タロプル一顔料分散液4.21を調
製物A、CおよびEそれぞれζ:混合することによって調製物A、CおよびEを
インキとして製造した。これらインキをアルミニウム箔および可塑化ビニルフィ
ルム(二流延して、約02ミルの乾燥フィルム(ニした。これらインキを90℃
で1分間強制乾燥した。
接着性を「スコッチテープ」キロ10試験ζ二より試験した。結果は次の如くで
ある。
A 接着損失なし 接着損失50チ以上B 接着損失なし 接着損失10%
C接着損失なし 接着損失20%
実施例37
実施例1の水性分散液を次の如き数種の異なるアクリル系およびビニルアクリル
系ラテックスおよびフェノール樹脂の水系分散液と混合した。
アクリル系ラテツク子(*)
UCAR−4510(42%) 11,9 23.9 透明 透明UCAR−4
550(45%) 11,1 22.2 透明 透明UCAR−4620(45
%) 11,1 22.2 透明 透明UCAR−4630(48%) 10,
4 20.8 透明 透明UCAR−503(sa%) 8,6 17.2 S
t、<もってv% Mod、<もチイるUCAR−505(55%) 9,1
18.2 St、<も−7CI7柘 Mod6くもッテLr ”6UCAR−5
08(53%) 9,4 18.8 St、<も−玖〜柘 St、<もっ(いる
UCAR−515(53%) 9.4 18.8 SL、<もってVる St、
<も”=yc イルUCAR−518(50%) 10,0 20.Ost、
<モー1イルSt、 <t+−f′ctz%UCAR−4358(45%) 1
1.1 222 SL、<も”yCイる Mod、(も−’1いる* アクリル
系ラテックス中の全固形物のチヰ rstJげ「わずかに」を示し、rModJ
は「適度C二」を示−丁。
上記の混合物をガラス上に流延して約09ミルの乾燥フィルム厚を生じた。約2
0分の風乾期間後、フィルムを60℃で約30分間強制乾燥した。すべてのフィ
ルムを透明度について調べ、上記の結果が記録された。すべ℃のフィルムが指の
つめでひっかくことC二耐えるタフなフィルムを形成した。
16
実施例68
下記の諸物質の溶液を反応容器(二仕込んた。
反応°体A−1216,5P
アセトン 272.OS’
水 11.51
この溶液に反応体B−I(43,3F)を溶解し、混合物を逮泥温度、約60°
にした。次いで、TEA3.IPを仕込み、混合物を75分間遠流温夏(二保っ
た。次嘔二、水6991と、溶媒B4O7と、ジメチルエタノールアミノ111
とよりなる混合物を撹拌しながらゆっくり添加した。次いで、混合物を減圧下で
ストリップして、46重*チの最終の非揮発性物含有量を有する水性分散液を生
成した。
この水性分散液をガラスに流延し、風乾して、指のつめでひつかくことに耐える
透明の塗膜を形成した。
実施例39
溶媒Bとブタノールとの混合物中の75.重量%の固形物量、67の酸価、85
6ポンドの重量/ガロンおよびz5+のガードナーホルト(Gardner −
Ho1t)粘度を有する水還元性アルキド樹脂(「ケルソール(Kelaol)
6909」の名称で市販されている) 37.5 Fを、2.5%水酸化アンモ
ニウム水浴液600りを添加しながら十分に混合した結果、均一のエマルジョン
(「アルキドエマルジョン」)が生じた。次いで、実施例1のワニス212を、
2,5%水酸化アンモニウム水溶液28.5117
ト混合して、均一のエマルジョン([ワニスエマルジョン、+)をiだ。アルキ
ドエマルジョンとワニスエマルジョンとを十分に混合した。このエマルジョン混
合物をガラス板(二5ミル(湿潤状態で)のフィルムとして塗布シ、そして乾燥
させると、アルキドエマルジョン単独よりも早く乾燥フィルムを形成した。
実施例40
溶媒Bとブタノールとの混合物中で75!fi<%の固形物量、67の酸価、8
.56 tbsの重量/ガロン、2よびz5+のガードナーホルト粘度を有する
水還元性アルキド樹脂(「ケルソール3909Jの名称で市販されている) 3
7.59を、実施例1のワニス212と十分に混合してアルキド樹脂7ON量部
とフェス30重量部との混合物を形成した。この混合物を均一(二混合した後、
連続的6二撹拌しながら2.5チ水酸化アンモニウム水m1sa、5rを添加し
、その結果、均一エマルジョンが生じた。このエマルジョンの5ミル(湿潤状態
で)フィルムをガラス板に塗布しそして乾燥させると、ワニスを含有していない
以外は同様にして製造(また対照アルキド樹脂エマルジョンよりも早く乾燥フィ
ルムを形成した。
実施例41
加熱マントル、攪拌機、還流冷却器および熱電対を備えた5 D Occ反応フ
ラスコC二、反応体A−IXの15%シクロヘキサノン溶液6362を仕込み、
次いで反応体B−Vll 1 o yを仕込んだ。加熱かつ攪拌しながら反応体
B−Vllを溶解した後、TEA3.Orを添加し、攪拌を82〜b
4.3PC無水物当倉の1o倍)で急冷し、加熱を60℃で4時間続け、この時
点で真空蒸留を使用して留分142を除去(残留水をストリップ)した。分析の
結果、無水物レベルは37%(酸として測定)であり、酸基の9%がエステル化
されていた(反応体B −Vllの分子あたりのエステル基e08個)。このよ
うにして生成したフェノは室温で5ケ月にわたる間、安定であ反応体A IX
100
反応体B−Vll 20
反応時間(82〜83℃)(分) 157水急冷剤(r) 8. に
のフェノを磁気記録テープ用の改良酸化鉄顔料分散剤として試験した。フェノを
反応体A−IXと等しい童(固形物基準)で混合し、そして陶製物中2%、1%
0.5%才よびo、 o%のrGAFACRE 610 J (7ル# # 7
″″ 符表昭GO−501713(33)エノールエトキシレート ホスフェー
ト界面活性剤)だ。−七の結果、フェノの光沢は著しく向上していた。
また、このフェノを、反応体■および「二叉タン(Estane) 5’7 D
I J (通常使用される磁気テープバインダー組成物のポリウレタン成分)
を含有する調製物(二おいて試験した。使用した調製物(シクロヘキサノン中C
二混合)は、次のものを含有していた。
rGAFACRE−160J O,0〜2%結果は次の如くであった。
2% 10DD 103
1% 1−50 53 90 90
0.5% 95
0.0% 20−30 90 90
重二重量比
101目」−
下記の諸物質および手順で、安定な水性分散液を造した。
20
物質 量(2)
反応体A−IX 75
MEK 225
反応体B−115
TEA 2.0
上記の諸物質を含有する反応混合物を還流温度(so℃)で1時間加熱し、この
時点で反応体B−)の分子あたり1.0個のエステル基を有する組成物を含有す
るフェノが形成した。次いで、このフェノ(二、次の成分より成る溶液を添加し
た。
物質 量(2)
溶媒A 35
水 235
DM’EA 4
MEKおよび若干量の水を真空蒸留(二より除去して、下記の特性を有する水性
分散液を生成した。
この分散液を乾燥して透明の光沢のあるフィルムに水性分散液を次の如く製造し
た。
21
反応体A−XV 6o、or
反反応体−16,Of
アセトイ 200.0f
TEA 1.5r
反応体A−XVおよび反応体B−1のア七トン浴液をフラスコ(二仕込み、そし
て還流温度(約59℃)C二した。TEA触媒を添加し、反応混合物を約45分
間還流温度c二保って反応体B−1の分子あたり約095個のエステル基を有す
る組成物を含有するフェノを生成した。反応混合物を約50℃まで冷却した。次
いで、溶媒B(6o、or)と、DMEA (1,,3f )と、水(120,
Of)とよりなる浴数を、攪拌しながらゆっくり添加した。希釈反応混合物のサ
ンプルをガラス上C二流延した。このサンプルを風乾して透明のフィルムにした
。次いで、希釈反応混合物を真空蒸留してアセトンを本質的にすべて除去した。
その結果の水性分散液は約29重量%の固形物含有量を有していた。5ミルの湿
潤フィルムをガラス上に流延した・このフィルムを風乾して指のつめでひつかく
ことによる判定でタフなフィルムを生じた。
反応体A−XVは、塩化ビニル約80重蓋チと、酢酸ビニル6重童チと、ビニル
アルコール13重M%と、マレイン酸1重量%とより、約25000の数平均分
子122
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 123 1、水分散性ブロックコポリマー塗料組成物を製造するにあたり、 (1)(1)−分子あたり平均で少なくとも3個の水酸基を有する水弁分散性フ ィルム形成性有機ポリマー(以後「反応体A」と称する)と、 (11)エチレン/マレイン酸無水物コポリマー以外で、−分子あたり平均で少 なくとも2個のカルボン酸無水物基を有し、かつ無水物基の少なくとも若干を塩 基により加水分解および中和後、水に分散性である有機ポリマー(以後「反応体 B」と称する)と、011)エステル化触媒 とより成る反応混合物を形成すること;(2) 反応体Aの水酸基と、反応体B の無水物基とを反応させ、この際、かかる反応を、カルボキシ基の少々くとも若 干を塩基により中和後、5を越えるpH合有する主として水性の媒体に分散性で あるフィルム形成性組成物を生成するのに十分な程度まで行ってニエステル基と カルボキシ基とを生成させること:および (3)水、または上記無水物基と反応性の1個または2個の基を含有する低分子 量有機化合物を上記反応混合物に混入することによって組成物のゲル化を防ぐよ うに上記反応を制御すること、 よりなることを特徴とする方法。 24 2、反応混合物が有機溶媒をも含有し、そして上記組成物中の生成物を上記溶媒 に溶解してワニスを形成させることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法 。 3、有機溶媒が水溶性ジアルキルケトンであることを特徴とする請求の範囲第2 項に記載の方法。 4、 反応体Aが、塩化ビニル/酢酸ビニル/ヒドロキシアルキル部分の炭素数 が2〜約6個のヒドロキシアルキルアクリレートのターポリマーであること全特 徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。 58 反応体Bがスチレン/マレイン酸無水物コポリマーであることを特徴とす る請求の範囲第1項に記載の方法。 6、有機溶媒をワニスから部分的にストリップし、そしてアルキル部分の炭素数 1〜約6個のモノアルキルグリコールエーテルと交換することを特徴とする請求 の範囲第2項に記載の方法。 7、 ストリップされた有機溶媒がアセトンであり、モノアルキルグリコールエ ーテルがエチレングリコールのモノブチルエーテルであることを特徴とする請求 の範囲第6項に記載の方法。 8、触媒がアルキル部分の炭素数1〜約4個のトリアルキルアミンであることを 特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。 9、 ブロックコポリマーワニスを、塩基および有機125 溶媒を含有する水溶液と接触させて、安定な水性分散液を得るととt−特徴とす る請求の範囲第2項に記載の方法。。 10、塩基がジメチルエタノールアミンであり、有機溶媒がアルキル部分の炭素 数2〜約4個のアルキルグリコールエーテルであることを特徴とする請求の範囲 $9項に記載の方法。 11、水性分散液を水溶性架橋剤と混合することを特徴とする請求の範囲第9項 に記載の方法。 12、架橋剤かへキサメトキシメチルメラミンであることを特徴とする請求の範 囲第11項に記載の方法。 13、水を上詰反応混合物に混入することによってゲル化を防ぐように反応を制 御することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。 14.200よりも多くない分子量を有する低分子量有機化合物を、反応混合物 に混入することによってゲル化を防ぐように反応を制御することを特徴とする請 求の範囲第1項に記載の方法。 15.120よりも多くない分子量を有する低分子量有機化合物を反応混合物に 混入することによってゲル化を防ぐように反応を制御することを特徴とする請求 の範囲第1項に記載の方法。 16、−価のアルコールを反応混合物に混入すること 。 によってゲル化を防ぐように反応を制御することを特徴とする請求の範囲第1項 に記載の方法。 符表昭GO−501713(2) 17、ブロックコポリマー塗料組成物において、該組成物が、 (4)−分子あたり平均で少なくとも3個の水酸基を有する水弁分散性のフィル ム形成性有機ポリマー成分(以後「成分I」と称する)と、 ω)エチレン/マレイン酸無水物コポリマーから得られる成分以外で、−分子あ たり平均で少なくとも2個のカルボン酸基を有し、かつカルボキシ基のウチの少 なくとも若干を塩基により中和後、水に分散性である有機ポリマー成分(以後「 成分■」と称する)と、よりなり:該組成物は、(a)成分Iの1モルあたり平 均で0.1〜3.1個のエステル基を含有し、しかして該エステル基は、成分■ のうちの少なくとも若干を成分■のうちの少なくとも若干に結合しており、かつ (b)カルボキシ基のうちの少なくとも若干を塩基により中和後、!Sを越える pHを有する主として水性の媒体に分散性であることを特徴とする組成物。 18、成分■が500から35000ないし50000までの数平均分子量を有 する親水性の付加ポリマーであることを特徴とする請求の範囲第17項に記載の 組成物・ 19、成分Iが3000から35000ないし50000ま° での数平均分子 量を有する親水性の付加ポリマーであることを特徴とする請求の範囲第17項に 記載の組成物・ 27 20、成分Iが500から6000ないし20000までの数平均分子量を有す る疎水性の付加ポリマーであることを特徴とする請求の範囲第17項に記載の組 成物。 21、成分■が3000から5000ないし15000までの数平均分子量を有 する疎水性の付加ポリマーであることを特徴とする請求の範囲第17項に記載の 組成物。 22、成分Iが500から50000までの数平均分子量を有するエポキシポリ マーまたはフェノキシポリマーであることを特徴とする請求の範囲第17項に記 載の組成物。 23、成分Iが3000から40000までの数平均分子量を有するエポキシポ リマーまたはフェノキシポリマーであることを特徴とする請求の範囲第17項に 記載の組成物。 24、成分■が300から30000までの分子量を有することを特徴とする請 求の範囲第17項に記載の組成物・ 25、成分■が800から2500までの分子量を有することを特徴とする請求 の範囲第17項に記載の組成物・ 26、請求の範囲第17項に記載の組成物と、ケトン、炭化水素、エステルおよ び塩素化炭化水素よりなる群から選択された上記組成物用の溶媒とよりなる溶液 。 27、請求の範囲第17項に記載の組成物と、アセト28 ン、メチルエチルケトン、エチルプロピルケトン、メチルブチルケトンおよびエ チルブチルケトンよりなる群から選択された上記組成物用の溶媒とよりなる溶液 。 2、特許請求の範囲第17項に記載の組成物と、グリコールおよびエーテルより なる群から選択された上記組成物用の溶媒とよりなる溶液。 29、請求の範囲$17項に記載の組成物と、モツプチルエチレングリコール、 モノプロピルエチレングリコール、モノエチルエチレングリコール、モノメチル エチレンクリコール、モノメチルジエチレングリコールおよびモノエチルジエチ レングリコールよりなる群から選択された上記組成物用の溶媒とよりなる溶液。 30、成分Iの一分子あたり平均で0.5〜2個のエステル基を含有することを 特徴とする請求の範囲第17項に記載の組成物。 31、水分散性の塩含有塗料組成物において、該組成物が、 (4)−分子あたり平均で少なくとも3個の水酸基を有する水分散性のフィルム 形成性有機ポリマー(以後「成分I」と称する)と、 (6)エチレン/マレイン酸無水物コポリマーから得られる成分以外で、カルボ ン酸基および塩基から得られる一分子あたりの平均で少なくとも2個の塩の基を 有する水分散性有機ポリマー成分(以後「成分■」と称する)と、よりなるブロ ックコポリマー組成物であ129 す、 該組成物が成分■の1モルあたり平均で0.1〜3.1個のエステル基を含有し 、しかして該エステル基は成分Iのうちの少なくも若干を成分■のうちの少なく とも若干に結合していることに%徴とする組成物。 32、多量の水と、請求の範囲第31項に記載の少量の塩含有塗料組成物とより なる水性分散液。 33゜ 多量の水と、請求の範囲第31項に記載の少量の組成物と、該組成物用 の少量の有機溶媒とよりなる水性分散液。 34、請求の範囲$31項に記載の組成物15〜55重量%と、水40〜84重 量%と、上記組成物用の有機溶媒0〜35重量%とを含有してなる水性分散液。 35、請求の範囲第31項に記載の組成物20〜35重量%と、水50〜70重 量%と、上記組成物用の有機溶媒5〜25重量%とを含有してなる水性分散液。 36、請求の範囲第31項に記載の組成物と、架橋剤とよりなる硬化性混合物。 37、架a剤がメラミンーホルハアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂 またはポリアジリジン樹脂であること?!徴とする請求の範囲第36項に記載の 硬化性混合物。 38、多量の水と、請求の範囲第31項に記載の組成物および架橋剤の各少量と よりなる水性分散液である硬化性混合物。 via日g GO−501713(3)39、多量の水と、請求の範囲第31項 に記載の組成物、該組成物用の架橋剤および上記組成物用の有機溶媒の各少量と よりなる水性分散液である硬化性混合物。 40、請求の範囲第36項に記載の混合物を硬化することによって生じる塗膜で コーティングした固体基質。 41、基質が金属であることを特徴とする請求の範囲第40項に記載の固体基質 。 42、請求の範囲第36項に記載の硬化性混合物のフィルムを基質に塗布し、基 質上の該混合物を硬化することよりなる固体基質をコーティングする方法。 43、分散した粒子が5ミクロン未満の平均粒子径を有し、そして塩含有塗料組 成物の10重量%未満が325メツシユのスクリーンでr過されるものであるこ とを特徴とする請求の範囲第32項に記載の分散液。 44、分散した粒子が1ミクロン未満の平均粒子径を有し、そして塩含有組成物 の2重量%未満が325メツシユのスクリーンでr過されるものであることを特 徴とする請求の範囲第32項に記載の水性分散液。 45、分散した粒子が5ミクロン未満の平均粒子径を有し、そして塩含有組成物 の10重量%未満が325メツシユのスクリーンで沢過されるものであることを 特徴とする請求の範囲第32項に記載の分散液。 46、分散した粒子が1ミクロン未満の平均粒子径を有し、そして塩含有組成物 の2重量%未満が325メツシユのスクリーンでf過されるものであることを特 31 徴とする請求の範囲第32項に記載の水性分散液。 47.6〜9のpHを有することを特徴とする請求の範囲第32項に記載の分散 液。 48.7〜8のpHを有することを特徴とする請求の範囲第32項に記載の分散 液。 49、分散した粒子が5ミクロンより大きい平均粒子径を有し、あるいは反応体 Iまたは成分■の10重量%以上が325メツシユのスクリーンでf過されるも のであること、および反応体■、成分■およびブロックコポリマー塗料組成物が 塩基性溶液を形成し、この溶液においては分散した粒子が5ミクロン未満の平均 粒子を有し、てして反応体B、酸成分または組成物から形成された塩の10重量 %未満が325メツシユのスクリーンでr過されるものであることを特徴とする 請求の範囲第1項に記載の方法。 50、反応体A六塩化ビニル/酢酸ビニル/ビニルアルコールのターポリマーで あることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。 51、反応体Aカ塩化ビニル/酢酸ビニル/ビニルアルコール/マレイン酸のク オードリポリマーでアルことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。
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