JPS6221026B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6221026B2
JPS6221026B2 JP52010618A JP1061877A JPS6221026B2 JP S6221026 B2 JPS6221026 B2 JP S6221026B2 JP 52010618 A JP52010618 A JP 52010618A JP 1061877 A JP1061877 A JP 1061877A JP S6221026 B2 JPS6221026 B2 JP S6221026B2
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JP
Japan
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parts
weight
acid
glycoluril
polymer
Prior art date
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Application number
JP52010618A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS52128926A (en
Inventor
Gaadohaa Bareku Giritsushu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wyeth Holdings LLC
Original Assignee
American Cyanamid Co
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Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/665,488 external-priority patent/US4064191A/en
Application filed by American Cyanamid Co filed Critical American Cyanamid Co
Publication of JPS52128926A publication Critical patent/JPS52128926A/en
Publication of JPS6221026B2 publication Critical patent/JPS6221026B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • C09D201/02Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は部分的に又は完全にアルキル化された
グリコールウリル及び、反応基として1個又はそ
れ以上のカルボキシル基、アルコール性水酸基ま
たはアミド基を含有する非自己架橋性重合体の組
成物に関するものであり、該基は前記重合体の重
量を基準としてその0.5乃至25重量%、前記のグ
リコールウリルおよび重合体の全重量を基準とし
てその0.5乃至5.0重量%の量で存在する。本組成
物は、重合体が水分散性の場合は水性分散体でよ
く、重合体がもしも有機溶媒可溶性ならば有機溶
媒可溶性であつてもよい。 有機金属仕上剤は長年に亘つて市販されて来
た。亜麻仁油の如き天然物質を使つた被覆物がつ
いに合成重合物質によつて取つて代られた。しば
しばこれら初期の物質は、有機溶媒に溶かされ、
多くの任意の慣用される方法により金属基体上り
沈着され、乾燥または焼付けして金属基体上に所
望の被覆物を作つた。これらの初期の被覆組成物
のいくつかは、所望の如く溶媒や酸に対し強固で
もなければ化学的抵抗性もなかつた。その結果更
に開発されて架橋剤と共に用いられる架橋性重合
体のブレンドが得られた。これは組成物を金属性
基体上に被覆物として用い次いで焼きつけた場合
架橋性重合体と架橋剤を熱硬化状態に変換し、強
固な化学抵抗性の膜を与えた。現在、最も一般的
に使われる架橋剤はメラミン、ベンゾグアナミン
の如きトリアジン類または尿素自体を含む尿素類
およびチオ尿素を基としている。しかしながら、
これらの架橋剤は現在の需要および新らたに開発
される被覆用途のすべてを満足させるものではな
い。これら新規に開発される被覆物は或る場合に
は既知の架橋剤で現在達成可能である機能よりも
優れた完全な機能を必要とする。更に最近では生
態学的観点から、混合物質の水性分散体を与える
水性系を提供することが好ましくなつて来た。も
つともそのような供給によつて溶媒系を完全に置
き換えることを意図しているものではない。 本発明は樹脂を塗被する分野にあり、或る種の
部分的に又は完全にアルキル化されたグリコール
ウリル誘導体と、或る種の有機溶媒または水に分
散性の非ゲル化非自己架橋性であり酸触媒の作用
を受ける重合体の混合物の有機溶媒溶液または水
性分散体を提供するが、これらは塗被、噴霧、浸
漬、刷毛塗り、ローラー被覆、及び電気被覆等を
含む多くの方法のいずれか一つによつて基体上に
沈着し、被覆組成物を金属基体上に塗被後被覆さ
れた基体を、架橋剤が酸触媒の助けをかりて重合
体を架橋するような適当な温度に焼きつけて強固
なそして耐化学薬品性の膜を生成することが出来
る。 本発明により、次の組成の(A)、(B)および(C)から
なる混合物の有機溶媒溶液または水性分散体を提
供する。即ち約2乃至約50重量%の次の構造式を
有するグリコールウリル誘導体(A) (式中、nは2乃至4の全整数;mは0乃至2の
全整数;n+mは2乃至4の全整数;各Rは夫々
水素または炭素原子1乃至4個を有するアルキル
基のいずれかである);(B) 対応する約98乃至約
50重量%の有機溶媒可溶のまたは水分散性の非ゲ
ル化された通常は非自己架橋性(普通の焼成条件
下において)の重合体。ただしこの重合体は反応
基として1個又はそれ以上のカルボキシル基、ア
ルコール性水酸基又はアミド基を含み、該基の量
は該重合体の全重量の少なくとも約0.5重量%で
約25重量%をこえないものとする;および(C) (A)
と(B)の全重量を基として約0.05乃至5.0重量%を
酸触媒。ここで該反応基(B)は(A)と熱反応性であ
り、全体で100%となる(A)と(B)の重量百分率は(A)
及び(B)の全固体重量を基としている。これらの被
覆物の普通の焼きつけ条件は一般に200℃又はそ
れ以下で30分間又はそれ以下である。 最近10年間に、劇的な変化が有機被覆技術に起
つた。水性乳剤、水に浮べた塗料(Waterborne
coating)、電気塗料(electro coating)、粉末塗
料、紫外線硬化塗料の如き無公害の塗料が愈々強
く重視されて来た。メラミン、ベンゾグアナミン
を含むグアナミン又は尿素及び置換尿素を基とす
る現存する架橋剤は、現在の塗料市場の全ての要
求を満たしていない。本発明で使われるグリコー
ルウリル誘導体は新種の架橋剤であり、その原料
物質はグリコールウリルでまた2モルの尿素を1
モルのグリオキザールと反応させて製造されるア
セチレンジ尿素として知られている。1モルのグ
リコールウリルと1乃至4モルのホルムアルデヒ
ドとを反応させることによつてグリコールウリル
を部分的にまたは完全にメチロール化することが
出来る。グリコールウリルを完全にメチロール化
した場合、このメチロール化生成物はテトラメチ
ロールグリコールウリルである。メチロール化グ
リコールウリルはグリコールウリルが部分的に又
は完全にメチロール化されているかどうかに依
り、そして更に部分的又は完全なアルキル化が所
望かどうかによつて、部分的に或いは完全にアル
キル化され得る。もしもテトラメチロールグリコ
ールウリルを、選ばれた量の炭素原子1個乃至6
個を含む1価脂肪族又は脂環族アルコールと反応
させるならば、我々は例えばテトラ(アルコキシ
メチル)グリコールウリル又は部分的にアルキル
化したグリコールウリルを製造することが出来
る。これらの1価アルコールは第1級又は第2級
アルコールで良い。このアルキル化を達成するの
に用いられ得る1価アルコールにはメタノール、
エタノール、n−プロパノール、n−ブタノー
ル、n−アミルアルコール、n−ヘキシルアルコ
ール、イソブタノール、イソプロパノール、第2
級ブタノール、シクロヘキサノール等がある。 これらのグリコールウリル誘導体の幾つかは化
学文献中にすで認識されているが、これらの製造
方法を説明するために次の実施例を挙げる。ここ
に全ての部は他に説明の無い限り重量部である。
これらの実施例は主として説明の目的で記載され
ており、ここに含まれる詳細のいかなる特定の数
値も添付の特許請求の範囲に示されている場合を
除き本発明を限定するものと解さるべきではな
い。 グリコールウリルの製造法 撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた適当な
反応容器中に、765部の尿素と875部の水を導入し
た。このスラリーに、282部の濃硫酸を充填し、
混合物を70℃に加熱した。70℃で605部のグリオ
キザール(40%水溶液でホルムアルデヒド不含)
を澄明な溶液にこの時の反応温度を75−80℃に維
持する様にゆつくり添加し、グリオキザール添加
後反応混合物を75℃に1時間保ち次いで冷却す
る。分離された結晶グリコールウリルを過し、
水と稀アルカリ水溶液で洗う。乾燥後得られたグ
リコールウリルは298−300℃の融点を有し、収率
は88%(525部)であつた。 テトラメチロールグリコールウリルの製法 撹拌機、温度計及び還流冷却器を具備した適当
な反応容器中に、688部(10モル)のホルムアル
デヒド水溶液(44%)を導入し、PHを22部の
0.5N−NaOH溶液で8.7に調整した。この溶液に
284部(2モル)のグリコールウリルを40℃で添
加した。反応が生起している間、反応温度が55℃
にまで上るに任せた。この段階で殆んどのグリコ
ールウリルは溶解した。約15分後、PHを5部の
0.5N−NaOHで8.0に調整した。澄明な淡黄色溶
液が得られた。この澄明溶液を減圧下で50℃で、
反応容器内容物が約640部になるまで蒸溜して水
分を除去した。容器中のシロツプを800部のメタ
ノール中に注いだ。白色結晶性沈澱を過し乾燥
した。テトラメチロールグリコールウリルの全収
量は483部(92%収率)で融点は132−136℃であ
つた。 テトラブトキシメチルグリコールウリルの製法 撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた適当な
反応容器中に、1000部(13.5モル)のn−ブタノ
ールと7.0部の濃硝酸及び20部の水を導入した。
この混合物に200部(0.76モル)のテトラメチロ
ールグリコールウリルを加え、反応混合物を40℃
で2時間撹拌した。反応混合物は澄明な溶液とな
つた。次にこれを減圧下45−50℃で蒸溜してブタ
ノール/水共沸混合物を除去した。260部のn−
ブタノール/水混合物を除去後、260部のn−ブ
タノールを澄明な溶液に加え、反応温度を22−25
℃に下げた。この溶液を10%苛性液でPH9−10に
中和し、次いで減圧下で多量のn−ブタノール/
水混合物を除去した。残渣を過剤を用いて過
した。生成する水性白色シロツプはY−Z(25
℃)のガードナーホルト粘度値を有した。パン固
体(pan solid)含有率{次の測定法による固体
含有率を指す。樹脂組成物を小さな底の浅い平な
べに入れ、重量が一定になるまで乾燥する。最終
重量の、乾燥前の当初の重量に対する比を以てす
る固体の含有率をパン固体という。}は95%(105
℃で2時間)で薄葉固体(foil solid)含有率
{次の測定法による固体含有率を指す。樹脂組成
物の数滴を適当なアルミニウム薄片上で秤量し、
次いでこの薄片を樹脂を包みこむようにたたみ、
たたんだ薄片に大きなおもしをかけて加圧して、
樹脂を薄片上に広く分配する。析りたたんだ薄片
を広げ、次いで一定の重量になるまで乾燥する。
以下パン固体におけると同じ}は97%(45℃で45
分)であつた。ゲル層クロマトグラフイーは生成
物の85%がモノマーであることを示した。生成物
の該磁気共鳴(nmr)はモノマーの構造がテトラ
ブトキシメチルグリコールウリルであることを確
認した。 テトラブトキシメチルグリコールウリルの製法 撹拌機、温度計および還流冷却器を備えた適当
な反応容器に344部(5モル)のホルムアルデヒ
ド水溶液(44%)を導入し、そのPHを0.5N−
NaOH溶液6部を用いて7.5に調整した。この溶
液に142部(1モル)のグリコールウリルを添加
し、反応混合物を80℃に加熱した。2部の0.5N
−NaOH溶液を加えてPHを7.0に調整した。30分
以内に反応混合物は澄明溶液となつた。次にこれ
を25℃に冷やし、そのPHを3部の0.5N−NaOH溶
液で7.4に調整した。次に澄明な淡黄色溶液を減
圧下55℃で蒸溜して水を除去した。150部の水を
除去後、生成したシロツプに740部(10モル)の
n−ブタノールと1部の濃硝酸を添加した。混合
物を撹拌しながら還流状態にまで加熱した。約10
分後反応混合物は澄明な水様白色となり、還流温
度は95−98℃であつた。反応中に生成した水は標
準の傾瀉装置を使つて傾瀉した。約3時間で150
部の傾瀉液(8%n−ブタノールを含む水)が集
められた。この期間後の反応温度は115−116℃で
あつた。傾瀉により出る水が止まつた時に、この
溶液を22−24℃に冷却し、10部の0.5N−NaOH溶
液で中和した。過剰のブタノールを大気圧下、後
に減圧下で除去し、残りのシロツプを活性炭と
過剤の存在下で過した。生成シツプの収量は
410部(収率約87%)であつた。他の物理特性は
次の如くである:薄状固体:96.4%;パン固体:
94.7%;ガードナーホルト粘度値(25℃):P−
Q;ガードナー色:1;水溶解度:321 部分的にメチル化したグリコールウリルの製法 撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた適当な
反応容器中に、950部(30モル)のメタノールと
40部の濃塩酸を導入した。この混合物に262部
(1モルのテトラメチロールグリコールウリル)
を添加し、反応混合物を25−30℃で撹拌した。約
15−20分で全てのテトラメチロールグリコールウ
リルが溶液となつた。30分後に、反応混合物を
140部の重炭酸ナトリウムと20部の炭酸ナトリウ
ム用い、22−23℃で中和した。中和後のPHは約8
であつた。この塩を過した。液を減圧下で60
℃で濃縮した。塩の過後のシロツプ生成物の収
量は290部であり、これをセロソルブで固体90%
に稀釈した。生成物の性状は次の如くであつた: 薄葉状固体:91.4%;パン固体:82.2%;ガー
ドナーホルト粘度値(25℃):Z1。生成物の赤外
分析(IR)によると、メチル化生成物が多量の
未反応メチロール基を有することを示していた。 テトラメトキシメチルグリコールウリルの製法 撹拌機、温度計及び凝縮器を備えた適当な反応
容器に640部(20モル)のメタノールと20部の70
%濃硝酸を装填した。この酸性メタノールに、
262部(1モル)のテトラメチロールグリコール
ウリルを加え、反応混合物を撹拌しながら40℃に
加熱した。約20分でテトラメチロールグリコール
ウリルの全部が溶解した。反応混合物が澄明にな
つた時に、これを22℃に冷却して45部の20%水酸
化ナトリウム溶液を添加して反応混合物を中和し
PH7−8とした。中和された澄明溶液を50−55℃
に加熱し、450部のメタノールを僅かに減じた圧
力下で除去した。フラスコ中の残溜物は数時間放
置すると結晶化した。結晶性固体を過し、少量
の水で洗つた。次に液を70−80℃で真空蒸溜し
て、水分を全部除去した。次に固体残渣をベンゼ
ンに溶解し、未溶解塩を過して除去した。ベン
ゼン溶液を固体結晶の最初の生成物と混合し、更
にベンゼンを加えて溶解し再び過した。ベンゼ
ンを除去すると、310部のテトラメトキシメチル
グリコールウリル(TMMGU)が得られた。収率
は97%であつた。これをベンゼンから再結晶し
た。再結晶生成物は116−118℃の融点を有した。
TMMGUの構造はI.R.、N.M.R.、及び窒素分析に
より確認された。 ジメトキシメチルジエトキシメチルグリコールウ
リルの製造法 撹拌後、温度計及び凝縮器を備えた適当な反応
容器中に、320部(10モル)のメタノール、460部
(10モル)エタノール及び20部の70%硝酸を装填
した。この酸性アルコール性混合物に、262部
(1モル)のテトラメチロールグリコールウリル
を加え、反応混合物を撹拌しながら40℃に加熱し
た。約20分の内に全部のテトラメチロールグリコ
ールウリルが溶解した。反応混合物が澄明になつ
た時に、これを22℃に冷却し、45部の20%水酸化
ナトリウム液を加えて反応混合物をPH7−8に中
和した。中和した澄明溶液を減圧下でゆつくり
105℃に加熱して、アルコール−水混合物の全部
を実質的に除去した。生成したシロツプを80℃で
過し、無機塩及び他の不純物を除去した。シロ
ツプ状ジメトキシメチルジエトキシメチルグリコ
ールウリルの収量は320gであつた。この生成物
の構造はN.M.R.により確認された。パン固体は
95.0%、薄葉固体は98.5%であつた。ガードナー
ホルト粘度値はZ3−Z4(25℃)であつた。 本発明の組成物に使われるグリコールウリル物
質はこの分野で用いられる物質の多くが変性され
たグリコールウリル化合物であろうという事実に
も拘らずグリコールウリル誘導体として固定され
る。一方、これらの縮合生成物又は樹脂状生成物
の範疇に入る二量体、三量体、四量体等を生成す
るグリコールウリルの誘導体の製造の際には、或
る程度の自己縮合が起こるかもしれない。しかし
ながら、低分子量の化合物、樹脂状物質又は縮合
生成物、即ち分子量が約200から2000までのもの
がこの用途にとつては好ましい。グリコールウリ
ル誘導体が重合体であるとき、グリコールウリル
部分はメチレン橋単位で結合され、メチレン橋単
位の数はエーテル基(CH2OR)の数に依存して
いる。 これらのグリコールウリル誘導体は2から4個
までのメチロール基を含んでよく、またはこれら
は2から4個までのアルコキシメチル基或いは2
から4個までのメチロール基とアルコキシメチル
基の組み合わせを含有してもよい。 本発明の組成物に架橋剤として使用可能のグリ
コールウリル誘導体には、ジメチロールグリコー
ルウリル、トリメチロールグリコールウリル、テ
トラメチロールグリコールウリル、ジメチロール
グリコールウリルのモノメチルエーテル、ジメチ
ロールグリコールウリルのジメチルエーテル、テ
トラメチロールグリコールウリルのトリメチルエ
ーテル、テトラメチロールグリコールウリルのテ
トラメチルエーテル、テトラキスエトキシメチル
グリコールウリル、テトラキスプロポキシメチル
グリコールウリル、テトラキスブトキシメチルグ
リコールウリル、等がある。もし所望ならば、テ
トラメチロールグリコールウリルのジエーテル、
ジメチルエーテル、テトラメチロールグリコール
ウリルのジエチル、ジプロピルエーテル、テトラ
メチロールグリコールウリルのジブチルジエチル
エーテル、テトラメチロールグリコールウリルの
ジエチル、ジヘキシルエーテル等の如き混合エー
テルを使うことが出来る。水溶性が所望の場合
は、テトラキスメトキシメチルグリコールウリル
の如き低級アルコキシ誘導体を使うのが好まし
い。一方、乳液性分散液のコロイド状分散体を用
いる場合にはテトラキスブトキシメチルグリコー
ルウリルの如き高級アルコキシ誘導体を使用する
ことが出来る。所望ならばこれらの架橋剤は単独
又は他のものと共に用いてよいが、一般には、こ
れらの架橋剤単独で用いるのが好ましい。本発明
の組成物中で使われるグリコールウリル誘導体の
量は、グリコールウリル誘導体と水分散性非ゲル
状非自己架橋性重合体物質の全固体重量を基とし
て、約2乃至50重量%の間変化し得る。同じ基準
で約10乃至40重量%の間で変る重量パーセントで
グリコールウリル誘導体を使うのが好ましい。そ
して明らかに組成物中に同一基準で非自己架橋性
重合体物質が約50乃至約98重量%、そして好まし
くは同じ基準で該重合体が約60乃至90重量%存在
するであろう。ここでグリコールウリル誘導体と
重合体の重量%は全体で100%であり、グリコー
ルウリル誘導体及び重合の全固体重量を基として
いる。 本発明の組成物中で用いられる成分(B)は、有機
溶媒可溶性又は水分散性非ゲル化非自己架橋性重
合体物質であり、これはカルボキシル基、アルコ
ール性水酸基又はアミド基のいずれか1つまたは
それより多くを含む或る反応基を含有する。前記
重合体中に存在する前記の基の量は該重合体の全
重量を基として約0.5重量%乃至約25重量%以下
にまで変化し得る。殆んどの技術的な目的のため
にはこれらの反応基は、重合体物質中の唯一の反
応基であろう。これらの反応基のどれか一つが他
の反応基を除いて重合体中に存在してもよく、ま
たこれら3個の反応基の全部が同時に重合体中に
存在しても良い。これら重合体は陰イオン性また
は非イオン性であつてよい。これら重合体はアク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、β
−ベンゾイルアクリル酸;マレイン酸、フマル
酸、イタコン酸、メサコン酸、アコニチン酸の如
きα・β−エチレン系不飽和族のポリカルボン
酸;およびハロゲン化マレイン酸特にクロロマレ
イン酸等の如きハロゲン化酸のような反応基カル
ボン酸基を含有する重合性単量体を重合して製造
され得る多くのビニル重合体のどれか一つでよ
い。これらのカルボキシル基含有単量体は単独で
でも、または他のものと組合せてでも必要量で用
いることが出来、且つ反応性アルコール性水酸基
または反応性アミド基を含む他の重合性単量体と
共に使用可能であり、またアクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル
酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸デシ
ル、アクリル酸ラウリル、メチクリル酸メチル、
メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸ヘプチル、メタクリル酸デシル、クロト
ン酸プロピル、クロトン酸ブチル、クロトン酸ノ
ニル等の如きカルボキシル基を含まず、反応性エ
チレン性二重結合以外の反応性基を含まない他の
単量体と共に用いることが出来る。任意の反応性
の基を持たないこれらの重合性単量体は単造でも
用いられ得るし、また前記の種類の反応性基を含
む単量体と共重合するに際して他のものと組み合
せて用いることが出来る。尚またスチレン、o
−、m−、p−メチル、エチル、プロピルおよび
ブチルスチレンの如きo−、m−、p−アルキル
スチレン、2・4−ジメチルスチレン.2・3−
ジメチルスチレン、2・5−ジメチルスチレン、
ビニルナフタリン、メチルビニルエーテル、n−
ブチルビニルエーテル、フエニルビニルエーテ
ル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α
−クロロスチレン.o−、m−、p−クロロスチ
レン、2・4−ジクロロスチレン、2.3−ジクロ
ロスチレン、2・5−ジクロロスチレンの如き環
または側鎖においてハロゲン置換されたスチレン
或いはα−メチルスチレン、α−エチルスチレン
等の如きアルキル側鎖スチレンのような反応性基
を含まない他の重合性化合物を使用することが出
来る。 若し反応性アルコール基を含む重合性の単量体
を用いて成分(B)として重合体を製造したいなら
ば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸お
よびクロロ及び他のハロゲン置換アクリル酸の如
きα・β−不飽和モノカルボン酸のヒドロキシア
ルキルエステルの如き重合可能なビニル単量体を
用いることが出来る。 これらのエステルは第1級または第2級水酸基
のいずれを含有してもよい。反応性アルコール性
水酸基を含む重合体を製造するのに使用し得る化
合物の型の例としては、アクリル酸2−ヒドロキ
シエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、
アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、アクリル酸
2−ヒドロキシブチル、アクリル酸3−ヒドロキ
シブチル、アクリル酸4−ヒドロキシブチル、ア
クリル酸8−ヒドロキシオクチル、メタクリル酸
2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸5−ヒドロ
キシヘキシル、メタクリル酸6−ヒドロキシオク
チル、メタクリル酸8−ヒドロキシオクチル、メ
タクリル酸10−ヒドロキシデシル、クロトン酸3
−ヒドロキシプロピル、クロトン酸4−ヒドロキ
シアミル、クロトン酸5−ヒドロキシアミル、ク
ロトン酸6−ヒドロキシヘキシル、クロトン酸7
−ヒドロキシヘプチル、クロトン酸10−ヒドロキ
シデシル等がある。これらのヒドロキシエステル
は単独でもまたは他と組み合せても、またはカル
ボキシル基含有単量体の議論中で述べられたもの
を含むなどの反応性基をも持たない重合性ビニル
単量体と共に用いてもよい。明らかにこれらのヒ
ドロキシエステル単量体は前記の反反応カルボキ
シル基含有単量体と共に使用することが出来る。 成分(B)と同一の重合体を製造するのに使われ得
るアミド基含有単量体には、アクリルアミド、メ
タクリルアミド、エタクリルアミド等がある。こ
れらの重合性アクリルアミドは本発明で用いられ
る重合体を製造するために、カルボキシル基含有
単量体の任意のものおよび/または水酸基含有単
量体と共に、または反応性基不含の前記の重合性
単量体の任意のものと共に用いることが出来る。
これらの重合体はそれが活性カルボキシル基およ
び/または反応性のアルコール性水酸基および/
または反応性アミド基を含むかどうかいづれにせ
よいずれも陰イオン性重合体である。 更に有機溶媒分散性の非ゲル化重合体であるポ
リエステル樹脂組成物を使うことが可能である。
油不含かまたはグリセリド油含有のいづれにせよ
有機溶媒分散性アルキド樹脂が使用可能であり、
そして多数のこれらの物質は市販されており、ま
た当該技術者間に公知であり、その結果これらは
基本的に多価アルコールをポリカルボン酸又は無
水フタル酸、無水マレイン酸等の如き無水物と反
応させて製造されるので、このような物質につい
て長い説明をする必要はないと思われる。 更に水分散性、非ゲル化陰イオン重合体である
ポリエステル樹脂組成物を使うことが出来る。油
不含またはグリセリド油含有のいづれにせよ、水
溶性アルキド樹脂または水分散性アルキド樹脂が
使用可能であり、多くのこれらの物質は市販され
ており、技術者間にも公知であり、その結果とし
てこれらが基本的に多価アルコールをポリカルボ
ン酸又は無水フタル酸、無水マレイン酸等の如き
無水物と反応させて製造されるので、これらの物
質について長い説明をする必要はないと思われ
る。 更に、1モルのビスフエノールAおよび/また
は水素化ビスフエノールAを少なくとも2モルの
酸化エチレンおよび/または酸化プロピレンと反
応させて製造される如き或る種のポリエーテルポ
リオールを使うことが出来る。 次の実施例は、本発明の組成物に使用すること
の出来る各種の有機溶媒可溶性非ゲル化非自己架
橋性重合体を例証するものである。 ポリエステル樹脂A この油不含飽和ポリエステル樹脂は市販されて
おり、慣習的なエステル化方法でイソフタル酸、
アジピン酸及びプロピレングリコールを反応させ
て製造される。このポリエステル樹脂はこれが非
ベンゼノイド不飽和結合を含まない限り、飽和ポ
リエステル樹脂と同定される。コイルの塗被用に
作られたポリエステルは次の特性を有する:高沸
点炭化水素溶媒ソルベツソ150中で固体70%;ガ
ードナーホルト粘度(25℃)Z1−Z3;酸価最高
10;水酸基価30。 樹脂B 樹脂Bはポリエーテルグリコールであり市販さ
れている。樹脂Bは1モルのビスフエノールAと
4モルの酸化エチレンを反応させて製造される。
このポリエーテルポリオールは水酸基価約260−
270である。 アクリル樹脂C アクリル樹脂Cは市販の陰イオン性アクリル重
合体であり、2−エトキシエタノールの如き不活
性有機溶媒中で、55部のアクリル酸n−ブチル、
30部のスチレン及び15部のアクリル酸を共重合さ
せる様な標準的な重合技術によつて製造される。
重合の終期に生成する重合体をn−ブタノールで
75%固体に稀釈する。重合体の平均分子量は約
10000〜20000であり、酸価は115である。この重
合体は水性塗料用および電気被覆用に考えられた
ものである。75%固体、25℃でこれはガードナー
ホルト粘度Z6+を有する。 樹脂D 撹拌後、温度計、不活性ガス出入管および分縮
器を備えた適当な反応容器中に668部のネオペン
チルグリコール、96部のトリメチロールプロパ
ン、509部のイソフタル酸および448部のアジピン
酸を導入した。これらの反応体を窒素ガスで覆つ
て230℃に加熱し、他方絶えず振り動かしながら
エステル化による水を除去した。7時間後、反応
塊の酸価は9であつた。反応塊を150℃に冷却
し、酢酸n−ブチルと酢酸セロソルブの1:1混
合物で90%固体に稀釈した。最終生成物は90%固
体でガードナーホルト粘度Z6+であつた。樹脂は
水酸基価88で酸価9であつた。 次の例は本発明の組成物中に使用可能な各種の
水分散性非ゲル化非自己架橋性重合体を説明す
る。 ポリエステル樹脂E 撹拌機、温度計、不活性ガス入管と分縮器を備
えた適当な反応容器中に、866部のネオペンチル
グリコール、56部のトリメチロールプロパン、74
部のジメチロールプロピオン酸、303部のアジピ
ン酸および約70重量%の三量体酸と約13重量%の
二量体酸と約17重量%の単量体酸を含むオリゴマ
ー(このオリゴマーは主としてオレイン酸とリノ
レン酸であるトール油脂肪酸から誘導される)の
混合物240部、74部のジプロピレングリコール及
び1087部のイソフタル酸を入れた。これらの反応
体を窒素で覆つて約165乃至190℃の温度に加熱す
る一方、絶えず揺動しながらエステル化の水を連
続的に除去した。次に加熱を増してイソフタル酸
が反応するにつれ温度は徐々に約230℃に上つ
た。反応塊が澄明になつた時、酸価は約20−25で
あり、温度は急速に約190℃に下つた。そして64
gのトリメリト酸無水物を加えた。反応塊を更に
30分間185℃に保持後、酸価は44であつた。この
樹脂をn−ブタノールおよび2−ブトキシエタノ
ールの混合物を使つて75%樹脂固体含量に稀釈し
た。この稀釈した樹脂溶液は25℃でガードナーホ
ルト値Z6−、Z7の粘度であつた。 アクリル乳剤F アクリル乳剤Fは55部のアクリル酸n−ブチ
ル、30部のスチレン及び15部のアクリル酸の単量
体混合物を重合することにより製造される市販の
アクリル乳剤重合物である。この乳剤は固体を基
として90−100の酸価と約48%の最終固体含量を
有する。 アクリル乳剤G アクリル乳剤Gは45部のアクリル酸n−ブチ
ル、32部のメタクリル酸メチル、21部のアクリロ
ニトリル及び2部のメタクリル酸の単量体混合物
を用いて標準的な水性乳化重合技術により製造し
た。この乳化重合のために、0.42部の過硫酸アン
モニウムと2部のスルホこはく酸アルキルを夫々
開始剤及び界面活性剤として用いた。乳化重合は
80℃で行なわれた。最終生成物は固体含量50%、
酸価13であつた。 アクリル乳剤H アクリル乳剤Hはアクリル乳剤Gを製造するの
に用いられたのと非常に類似した方法で製造され
た。この重合法では、単量体組成物は45部のアク
リル酸n−ブチル、28部のメタクリル酸メチル、
19部のアクリロニトリル、3部のメタクリル酸お
よび5部のアクリル酸2−ヒドロキシエチルの混
合物であつた。最終生成物は固体含量43%、酸価
19並に水酸基価24であつた。 ポリエーテルポリオールI ポリエーテルポリオールIは1モルのビス−フ
エノールA(4・4′−イソプロピリデンジフエノ
ール)を6モルの酸化エチレンと反応させて製造
された。生成物は粘度2840センチポアズで、水酸
基価は215であつた。ポリエーテルポリオールI
の分子量は約520であつた。ポリエーテルポリオ
ールIは液体物質であつた。 本発明の組成物中に用いられる第三の不可欠成
分(成分C)は酸触媒である。この触媒は(A)及び
(B)の全固体重量を基として約0.05重量%乃至約
5.0重量%の間変化する量で使われる。これは同
じ基準で約0.1重量%乃至2.5重量%の間で使うの
が好ましい。本発明の組成物中に使用可能な好ま
しい酸触媒には、トリスメチルスルホニルメタ
ン、トリスヘキシルスルホニルメタン、p−トル
エンスルホン酸、n−ドデシルベンゼンスルホン
酸、ナフタリンスルホン酸、ジノニルナフタリン
ジスルホン酸等がある。酸の触媒活性も亦、重合
体(B)中にスルホン酸基を混合することによつて本
発明の被覆組成物中に作ることが出来る。これは
メタクリル酸2−スルホエチルやスチレンスルホ
ン酸等の如き単量体の約0.1%乃至約5.0%(全単
量体重量を基として)を共重合することによつて
達成され得る。また本発明の被覆組成物中に酸触
媒として燐酸又はアルキルホスホン酸のアルキル
エステルを使用することも亦可能である。 蟻酸、酢酸、フタル酸等の如き有機弱酸は使用
可能ではあるが好ましいものではない。というの
はこれらの酸が約30分以下の如き手頃な時間内に
175℃以下の温度で架橋結合反応を促進するのに
有効ではないからである。 硝酸、硫酸、燐酸、ハロゲン化水素酸、ルイス
酸等の如き無機酸も亦使用することが出来る。 本発明の概念のより完全な理解を可能にするた
めに次の実施例を挙げるが、ここで全ての部は特
に断らない限り重量部である。これらの実施例は
主として説明の目的で記載されており、そこに含
まれる細目のどのような特定の数値も添付の特許
請求の範囲に示された場合を除き本発明に対する
限定と解さるべきではない。 実施例1および2と比較実施例3 下記の第1表に示される3種の塗料組成物が油
不含の飽和ポリエステル樹脂Aと、実施例1およ
び2ではテトラブトキシメチルグリコールウリル
(TBMGU)と比較例3ではヘキサキスメトキシ
メチルメラミン(HMMM)である架橋剤とを用
いて製造された。実施例1および2では、樹脂架
橋剤比は夫々76/24および83/17であつた。比較
例3では樹脂−架橋剤(HMMM)比は90/10で
あつた。経験からしてこのHMMM含量と230℃の
硬化温度を60秒間使用したときに最良の膜が得ら
れることが決定された。これらの有機溶媒可溶性
エナメル塗料は3個のロールミルを使つて製造さ
れた。このようにして作られたエナメル塗料を
0.002″の展延用の刃を使つてアロダイン1200Sで
処理されたアルミニウムパネル上に引き延ばし
た。膜の幾つかを230℃で600秒間硬化し、他のも
のを260℃で60秒間硬化した。下記の第2表は3
種の組成物から得られた膜の性状を示す。第2表
はTBMGUから製造されたエナメル塗料は次の点
でHMMMから製造されたものよりも性能が優れ
ていることを示している:(a)過度の焼成または湿
気への露呈のいずれの場合にも衝撃試験を受けた
場所の塗装が薄い繊維状の片となつて剥れ落ちる
ようなことは起きない。(b)優れた耐湿潤性;(c)良
好な曲げT−Oによつて示される如きより良い成
形加工性。TBMGUを基としたエナメル塗料はオ
ーブン焼付け光沢の良好な保持とより優れた加速
暴露試験結果を示す。
The present invention relates to compositions of partially or fully alkylated glycolurils and non-self-crosslinking polymers containing one or more carboxyl, alcoholic hydroxyl or amide groups as reactive groups. and the group is present in an amount of 0.5 to 25% by weight, based on the weight of the polymer, and 0.5 to 5.0% by weight, based on the total weight of the glycoluril and polymer. The composition may be an aqueous dispersion if the polymer is water dispersible, or it may be organic solvent soluble if the polymer is soluble in an organic solvent. Organometallic finishes have been commercially available for many years. Coatings using natural substances such as linseed oil were finally replaced by synthetic polymeric substances. Often these initial substances are dissolved in organic solvents,
It is deposited onto the metal substrate by any of a number of conventional methods and dried or baked to form the desired coating on the metal substrate. Some of these early coating compositions were not as strong or chemically resistant to solvents and acids as desired. As a result, blends of crosslinkable polymers were further developed and used with crosslinking agents. When the composition was used as a coating on a metallic substrate and then baked, the crosslinkable polymer and crosslinker were converted to a thermoset state, providing a strong chemically resistant film. Currently, the most commonly used crosslinking agents are based on ureas and thioureas, including triazines such as melamine, benzoguanamine, or urea itself. however,
These crosslinkers do not satisfy all current demands and newly developed coating applications. These newly developed coatings require complete functionality, in some cases superior to that currently achievable with known crosslinking agents. More recently, from an ecological point of view, it has become less desirable to provide aqueous systems that provide aqueous dispersions of mixed substances. It is not intended, however, that such supplies completely replace the solvent system. The present invention is in the field of coating resins and includes certain partially or fully alkylated glycoluril derivatives and certain organic solvent or water dispersible non-gelling, non-self-crosslinking compounds. and provide organic solvent solutions or aqueous dispersions of acid-catalyzed mixtures of polymers that can be processed in a number of ways, including coating, spraying, dipping, brushing, roller coating, electrocoating, etc. After coating the coating composition on the metal substrate, the coated substrate is heated at a suitable temperature such that the crosslinking agent crosslinks the polymer with the aid of an acid catalyst. It can be baked to produce a strong and chemical resistant film. According to the present invention, an organic solvent solution or aqueous dispersion of a mixture consisting of (A), (B) and (C) having the following composition is provided. That is, about 2 to about 50% by weight of a glycoluril derivative (A) having the following structural formula: (In the formula, n is an integer from 2 to 4; m is an integer from 0 to 2; n+m is an integer from 2 to 4; each R is either hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. ); (B) Corresponding approximately 98 to approximately
50% by weight organic solvent soluble or water dispersible, non-gelling, normally non-self-crosslinking (under normal calcination conditions) polymer. provided that the polymer contains one or more carboxyl, alcoholic hydroxyl, or amide groups as reactive groups in an amount of at least about 0.5% and more than about 25% by weight of the total weight of the polymer. and (C) (A)
and about 0.05 to 5.0% by weight, based on the total weight of (B), as an acid catalyst. Here, the reactive group (B) is thermally reactive with (A), and the weight percentage of (A) and (B) that totals 100% is (A)
and (B) based on the total solid weight. Typical baking conditions for these coatings are generally 200°C or less for 30 minutes or less. During the last decade, dramatic changes have occurred in organic coating technology. Waterborne emulsions, paints floating on water (Waterborne)
More and more emphasis has been placed on non-polluting paints such as coatings, electro coatings, powder coatings, and ultraviolet curing coatings. Existing crosslinking agents based on melamine, guanamine including benzoguanamine or urea and substituted ureas do not meet all the demands of the current paint market. The glycoluril derivative used in the present invention is a new type of crosslinking agent, and its raw material is glycoluril.
It is known as acetylene diurea, which is produced by reacting with moles of glyoxal. Glycoluril can be partially or completely methylolated by reacting 1 mole of glycoluril with 1 to 4 moles of formaldehyde. When glycoluril is completely methylolated, the methylolated product is tetramethylol glycoluril. Methylolated glycolurils can be partially or fully alkylated, depending on whether the glycoluril is partially or fully methylolated, and further depending on whether partial or complete alkylation is desired. . If tetramethylol glycoluril is combined with a selected amount of 1 to 6 carbon atoms,
If reacted with a monohydric aliphatic or cycloaliphatic alcohol containing 2, we can, for example, produce a tetra(alkoxymethyl)glycoluril or a partially alkylated glycoluril. These monohydric alcohols may be primary or secondary alcohols. Monohydric alcohols that can be used to accomplish this alkylation include methanol,
Ethanol, n-propanol, n-butanol, n-amyl alcohol, n-hexyl alcohol, isobutanol, isopropanol, secondary
These include butanol, cyclohexanol, etc. Although some of these glycoluril derivatives are already recognized in the chemical literature, the following examples are included to illustrate how to make them. All parts herein are parts by weight unless otherwise indicated.
These examples are set forth primarily for illustrative purposes, and any specific numerical details contained herein should be construed as limiting the invention, except as indicated in the appended claims. isn't it. Method for Preparing Glycoluril Into a suitable reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser, 765 parts of urea and 875 parts of water were introduced. Fill this slurry with 282 parts of concentrated sulfuric acid,
The mixture was heated to 70°C. 605 parts glyoxal at 70°C (40% aqueous solution, formaldehyde free)
is slowly added to the clear solution so as to maintain the reaction temperature at 75-80°C, and after the addition of glyoxal the reaction mixture is kept at 75°C for 1 hour and then cooled. Separated crystalline glycoluril,
Wash with water and dilute alkaline solution. The glycoluril obtained after drying had a melting point of 298-300°C and a yield of 88% (525 parts). Preparation of tetramethylol glycoluril Into a suitable reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser, 688 parts (10 mol) of an aqueous formaldehyde solution (44%) are introduced, and the pH is adjusted to 22 parts.
It was adjusted to 8.7 with 0.5N-NaOH solution. In this solution
284 parts (2 moles) of glycoluril were added at 40°C. While the reaction is occurring, the reaction temperature is 55℃
I let it rise to the top. At this stage most of the glycoluril was dissolved. After about 15 minutes, add 5 parts of PH.
It was adjusted to 8.0 with 0.5N-NaOH. A clear pale yellow solution was obtained. This clear solution was heated at 50°C under reduced pressure.
Water was removed by distillation until the contents of the reaction vessel were reduced to approximately 640 parts. The syrup in the container was poured into 800 parts of methanol. A white crystalline precipitate was filtered and dried. The total yield of tetramethylol glycoluril was 483 parts (92% yield) with a melting point of 132-136°C. Preparation of Tetrabutoxymethylglycoluril Into a suitable reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser were introduced 1000 parts (13.5 mol) of n-butanol, 7.0 parts of concentrated nitric acid and 20 parts of water. .
Add 200 parts (0.76 mol) of tetramethylol glycoluril to this mixture and heat the reaction mixture at 40°C.
The mixture was stirred for 2 hours. The reaction mixture became a clear solution. This was then distilled under reduced pressure at 45-50°C to remove the butanol/water azeotrope. 260 copies of n-
After removing the butanol/water mixture, 260 parts of n-butanol was added to the clear solution and the reaction temperature was adjusted to 22-25
lowered to ℃. This solution was neutralized to pH 9-10 with 10% caustic solution, and then a large amount of n-butanol/
The water mixture was removed. The residue was filtered through a filter. The aqueous white syrup produced is Y-Z (25
It had a Gardner-Holdt viscosity value of (°C). Pan solids content {refers to the solids content measured by the following method: The resin composition is placed in a small shallow pan and dried to a constant weight. The solids content, which is the ratio of the final weight to the initial weight before drying, is called bread solids. } is 95% (105
Foil solid content (refers to solid content according to the following measurement method) Weigh out a few drops of the resin composition onto a suitable aluminum flake,
Next, fold this thin piece to enclose the resin.
Apply pressure to the folded thin piece by applying a large weight to it.
Distribute the resin widely over the flakes. The folded flakes are spread out and then dried to constant weight.
Same as in bread solid} is 97% (45% at 45℃
minute). Gel layer chromatography showed that 85% of the product was monomer. The magnetic resonance (nmr) of the product confirmed the structure of the monomer to be tetrabutoxymethyl glycoluril. Method for producing tetrabutoxymethylglycoluril 344 parts (5 mol) of an aqueous formaldehyde solution (44%) was introduced into a suitable reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser, and its pH was adjusted to 0.5N-
Adjusted to 7.5 using 6 parts of NaOH solution. To this solution was added 142 parts (1 mol) of glycoluril and the reaction mixture was heated to 80°C. 2nd part 0.5N
-NaOH solution was added to adjust the pH to 7.0. Within 30 minutes the reaction mixture became a clear solution. It was then cooled to 25°C and its pH was adjusted to 7.4 with 3 parts of 0.5N NaOH solution. The clear pale yellow solution was then distilled under reduced pressure at 55°C to remove water. After removing 150 parts of water, 740 parts (10 moles) of n-butanol and 1 part of concentrated nitric acid were added to the resulting syrup. The mixture was heated to reflux with stirring. about 10
After a few minutes the reaction mixture became clear, watery white and the reflux temperature was 95-98°C. The water produced during the reaction was decanted using standard decanter equipment. 150 in about 3 hours
Part of the decant (8% n-butanol in water) was collected. The reaction temperature after this period was 115-116°C. When the water stopped coming out by decanting, the solution was cooled to 22-24°C and neutralized with 10 parts of 0.5N NaOH solution. Excess butanol was removed under atmospheric pressure and later under reduced pressure, and the remaining syrup was passed over activated carbon and a superagent. The yield of produced ship is
The amount was 410 parts (yield approximately 87%). Other physical properties are as follows: Thin solid: 96.4%; Bread solid:
94.7%; Gardner-Holdt viscosity value (25℃): P-
Q; Gardner color: 1; water solubility: 321 Preparation of partially methylated glycoluril In a suitable reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and reflux condenser, 950 parts (30 moles) of methanol and
40 parts of concentrated hydrochloric acid were introduced. Add 262 parts (1 mole of tetramethylol glycoluril) to this mixture.
was added and the reaction mixture was stirred at 25-30°C. about
All of the tetramethylol glycoluril went into solution in 15-20 minutes. After 30 minutes, the reaction mixture
Neutralization was carried out using 140 parts of sodium bicarbonate and 20 parts of sodium carbonate at 22-23°C. PH after neutralization is approximately 8
It was hot. I passed this salt. 60 ml of liquid under reduced pressure
Concentrate at °C. The yield of syrup product after salting was 290 parts, which was reduced to 90% solids with cellosolve.
diluted to The properties of the product were as follows: lamellar solid: 91.4%; bread solid: 82.2%; Gardner-Holdt viscosity value (25°C): Z 1 . Infrared analysis (IR) of the product showed that the methylated product had a large amount of unreacted methylol groups. Preparation of Tetramethoxymethylglycoluril In a suitable reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer and condenser, 640 parts (20 moles) of methanol and 20 parts of 70
% concentrated nitric acid. In this acidic methanol,
262 parts (1 mol) of tetramethylol glycoluril were added and the reaction mixture was heated to 40° C. with stirring. All of the tetramethylol glycoluril was dissolved in about 20 minutes. When the reaction mixture became clear, it was cooled to 22°C and 45 parts of 20% sodium hydroxide solution was added to neutralize the reaction mixture.
The pH was set to 7-8. Neutralized clear solution at 50-55℃
and 450 parts of methanol were removed under slightly reduced pressure. The residue in the flask crystallized upon standing for several hours. The crystalline solid was filtered and washed with a little water. The liquid was then vacuum distilled at 70-80°C to remove all water. The solid residue was then dissolved in benzene and undissolved salts were filtered off. The benzene solution was mixed with the initial product of solid crystals, and more benzene was added to dissolve and filter again. Removal of benzene yielded 310 parts of tetramethoxymethyl glycoluril (TMMGU). The yield was 97%. This was recrystallized from benzene. The recrystallized product had a melting point of 116-118°C.
The structure of TMMGU was confirmed by IR, NMR, and nitrogen analysis. Method for Preparing Dimethoxymethyldiethoxymethylglycoluril After stirring, in a suitable reaction vessel equipped with a thermometer and a condenser, 320 parts (10 moles) of methanol, 460 parts (10 moles) of ethanol and 20 parts of 70% Loaded with nitric acid. To this acidic alcoholic mixture was added 262 parts (1 mol) of tetramethylol glycoluril and the reaction mixture was heated to 40° C. with stirring. All of the tetramethylol glycoluril dissolved within about 20 minutes. When the reaction mixture became clear, it was cooled to 22°C and 45 parts of 20% sodium hydroxide solution was added to neutralize the reaction mixture to pH 7-8. Saturate the neutralized clear solution under reduced pressure.
Heating to 105°C removed substantially all of the alcohol-water mixture. The resulting syrup was filtered at 80°C to remove inorganic salts and other impurities. The yield of syrupy dimethoxymethyldiethoxymethylglycoluril was 320 g. The structure of this product was confirmed by NMR. bread solids
The solid content was 95.0%, and the thin solid content was 98.5%. The Gardner-Holdt viscosity value was Z 3 -Z 4 (25°C). The glycoluril materials used in the compositions of the present invention are fixed as glycoluril derivatives, despite the fact that many of the materials used in this field will be modified glycoluril compounds. On the other hand, in the production of derivatives of glycoluril that produce dimers, trimers, tetramers, etc. that fall into the category of these condensation products or resinous products, a certain degree of self-condensation occurs. Maybe. However, low molecular weight compounds, resinous materials or condensation products, ie with molecular weights from about 200 to 2000, are preferred for this application. When the glycoluril derivative is a polymer, the glycoluril moieties are linked by methylene bridge units, and the number of methylene bridge units depends on the number of ether groups (CH 2 OR). These glycoluril derivatives may contain 2 to 4 methylol groups, or they may contain 2 to 4 alkoxymethyl groups or 2 to 4 alkoxymethyl groups or
may contain a combination of up to 4 methylol and alkoxymethyl groups. Glycoluril derivatives that can be used as crosslinkers in the compositions of the invention include dimethylol glycoluril, trimethylol glycoluril, tetramethylol glycoluril, monomethyl ether of dimethylol glycoluril, dimethyl ether of dimethylol glycoluril, tetramethylol Examples include trimethyl ether of glycoluril, tetramethyl ether of tetramethylol glycoluril, tetrakisethoxymethylglycoluril, tetrakispropoxymethylglycoluril, tetrakisbutoxymethylglycoluril, and the like. If desired, a diether of tetramethylol glycoluril,
Mixed ethers such as dimethyl ether, diethyl of tetramethylol glycoluril, dipropyl ether, dibutyl diethyl ether of tetramethylol glycoluril, diethyl and dihexyl ether of tetramethylol glycoluril, etc. can be used. If water solubility is desired, lower alkoxy derivatives such as tetrakismethoxymethylglycoluril are preferably used. On the other hand, when a colloidal dispersion of an emulsion dispersion is used, higher alkoxy derivatives such as tetrakisbutoxymethylglycoluril can be used. Although these crosslinking agents may be used alone or in conjunction with others if desired, it is generally preferred to use these crosslinking agents alone. The amount of glycoluril derivative used in the compositions of the present invention varies between about 2 and 50% by weight, based on the total solid weight of the glycoluril derivative and the water-dispersible, non-gelling, non-self-crosslinking polymeric material. It is possible. It is preferred to use glycoluril derivatives in weight percentages varying between about 10 and 40% by weight on the same basis. And obviously there will be from about 50 to about 98% by weight of the non-self-crosslinking polymeric material on the same basis in the composition, and preferably from about 60 to 90% by weight of the polymer on the same basis. The weight percentages of glycoluril derivative and polymer here are 100% in total and are based on the total solid weight of glycoluril derivative and polymerization. Component (B) used in the compositions of the present invention is an organic solvent soluble or water dispersible non-gelling, non-self-crosslinking polymeric material containing either carboxyl groups, alcoholic hydroxyl groups or amide groups. Contains certain reactive groups, including one or more. The amount of such groups present in the polymer can vary from about 0.5% to up to about 25% by weight, based on the total weight of the polymer. For most technical purposes these reactive groups will be the only reactive groups in the polymeric material. Any one of these reactive groups may be present in the polymer to the exclusion of the other reactive groups, or all three of these reactive groups may be present in the polymer at the same time. These polymers may be anionic or nonionic. These polymers include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid,
-benzoyl acrylic acid; α/β-ethylenically unsaturated polycarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, mesaconic acid, aconitic acid; and halogenated acids such as halogenated maleic acid, especially chloromaleic acid, etc. It may be any one of many vinyl polymers that can be produced by polymerizing a polymerizable monomer containing a reactive carboxylic acid group such as. These carboxyl group-containing monomers can be used alone or in combination with others in the required amount, and can be used together with other polymerizable monomers containing reactive alcoholic hydroxyl groups or reactive amide groups. Also available are methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, octyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, methyl methacrylate,
Does not contain carboxyl groups such as ethyl methacrylate, butyl methacrylate, heptyl methacrylate, decyl methacrylate, propyl crotonate, butyl crotonate, nonyl crotonate, etc., and does not contain reactive groups other than reactive ethylenic double bonds. It can be used with other monomers. These polymerizable monomers, which do not have any reactive groups, can be used alone or in combination with other monomers when copolymerized with monomers containing the above types of reactive groups. I can do it. Furthermore, styrene, o
o-, m-, p-alkylstyrenes such as -, m-, p-methyl, ethyl, propyl and butylstyrene, 2,4-dimethylstyrene. 2.3-
Dimethylstyrene, 2,5-dimethylstyrene,
vinylnaphthalene, methyl vinyl ether, n-
Butyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, acrylonitrile, methacrylonitrile, α
-Chlorostyrene. Styrene substituted with halogen in the ring or side chain such as o-, m-, p-chlorostyrene, 2,4-dichlorostyrene, 2,3-dichlorostyrene, 2,5-dichlorostyrene, α-methylstyrene, α-ethyl Other polymerizable compounds that do not contain reactive groups such as alkyl side chains such as styrene can be used, such as styrene. If it is desired to produce a polymer as component (B) using a polymerizable monomer containing a reactive alcohol group, α such as acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid and chloro and other halogen-substituted acrylic acids can be used. - Polymerizable vinyl monomers such as hydroxyalkyl esters of β-unsaturated monocarboxylic acids can be used. These esters may contain either primary or secondary hydroxyl groups. Examples of the types of compounds that can be used to prepare polymers containing reactive alcoholic hydroxyl groups include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate,
3-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxybutyl acrylate, 3-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 8-hydroxyoctyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 5-hydroxyhexyl methacrylate, methacryl 6-hydroxyoctyl acid, 8-hydroxyoctyl methacrylate, 10-hydroxydecyl methacrylate, 3-crotonic acid
-Hydroxypropyl, 4-hydroxyamyl crotonate, 5-hydroxyamyl crotonate, 6-hydroxyhexyl crotonate, 7-hydroxy crotonate
-hydroxyheptyl, 10-hydroxydecyl crotonate, etc. These hydroxy esters can be used alone or in combination with others, or with polymerizable vinyl monomers that also do not have reactive groups, such as those mentioned in the discussion of carboxyl group-containing monomers. good. Obviously, these hydroxy ester monomers can be used in conjunction with the counter-reactive carboxyl group-containing monomers described above. Amide group-containing monomers that can be used to make the same polymer as component (B) include acrylamide, methacrylamide, ethacrylamide, and the like. These polymerizable acrylamides can be used together with any carboxyl group-containing monomer and/or hydroxyl group-containing monomer, or with the above-mentioned polymerizable acrylamides containing no reactive group, in order to produce the polymer used in the present invention. It can be used with any monomer.
These polymers contain active carboxyl groups and/or reactive alcoholic hydroxyl groups and/or
or an anionic polymer, whether or not it contains a reactive amide group. Furthermore, it is possible to use polyester resin compositions which are non-gelling polymers dispersible in organic solvents.
Organic solvent dispersible alkyd resins, whether oil-free or containing glyceride oils, can be used;
And a large number of these materials are commercially available and known to those skilled in the art, so that they essentially combine polyhydric alcohols with polycarboxylic acids or anhydrides such as phthalic anhydride, maleic anhydride, etc. There is no need for a lengthy explanation of such substances since they are produced by reaction. Furthermore, polyester resin compositions which are water-dispersible, non-gelling anionic polymers can be used. Water-soluble or water-dispersible alkyd resins, whether oil-free or containing glyceride oils, can be used; many of these materials are commercially available and well known to those skilled in the art; There does not seem to be any need for a lengthy explanation of these materials since they are basically prepared by reacting polyhydric alcohols with polycarboxylic acids or anhydrides such as phthalic anhydride, maleic anhydride, etc. Additionally, certain polyether polyols can be used, such as those made by reacting 1 mole of bisphenol A and/or hydrogenated bisphenol A with at least 2 moles of ethylene oxide and/or propylene oxide. The following examples illustrate various organic solvent soluble, non-gelling, non-self-crosslinking polymers that can be used in the compositions of the present invention. Polyester Resin A This oil-free saturated polyester resin is commercially available and is prepared using conventional esterification methods to obtain isophthalic acid.
Manufactured by reacting adipic acid and propylene glycol. The polyester resin is identified as a saturated polyester resin unless it contains non-benzenoid unsaturation. The polyester made for coil coating has the following properties: 70% solids in the high-boiling hydrocarbon solvent Solbetuso 150; Gardner-Holdt viscosity (25°C) Z 1 - Z 3 ; highest acid value
10; Hydroxyl value 30. Resin B Resin B is a polyether glycol and is commercially available. Resin B is produced by reacting 1 mole of bisphenol A with 4 moles of ethylene oxide.
This polyether polyol has a hydroxyl value of approximately 260−
It is 270. Acrylic Resin C Acrylic Resin C is a commercially available anionic acrylic polymer that is prepared by dissolving 55 parts of n-butyl acrylate in an inert organic solvent such as 2-ethoxyethanol.
It is prepared by standard polymerization techniques such as copolymerizing 30 parts styrene and 15 parts acrylic acid.
The polymer produced at the final stage of polymerization is treated with n-butanol.
Dilute to 75% solids. The average molecular weight of the polymer is approximately
10,000 to 20,000, and the acid value is 115. This polymer is intended for use in water-based paints and electrocoatings. At 75% solids, at 25°C it has a Gardner-Holdt viscosity Z 6 +. Resin D After stirring, 668 parts neopentyl glycol, 96 parts trimethylolpropane, 509 parts isophthalic acid and 448 parts adipine in a suitable reaction vessel equipped with a thermometer, inert gas inlet/outlet line and dephlegmator. Acid was introduced. The reactants were heated to 230° C. under nitrogen gas while being constantly shaken to remove water from esterification. After 7 hours, the acid value of the reaction mass was 9. The reaction mass was cooled to 150°C and diluted to 90% solids with a 1:1 mixture of n-butyl acetate and cellosolve acetate. The final product was 90% solids and had a Gardner-Holdt viscosity of Z 6 +. The resin had a hydroxyl value of 88 and an acid value of 9. The following examples illustrate various water-dispersible, non-gelling, non-self-crosslinking polymers that can be used in the compositions of the present invention. Polyester Resin E In a suitable reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, inert gas inlet tube and dephlegmator, 866 parts neopentyl glycol, 56 parts trimethylolpropane, 74 parts
part of dimethylolpropionic acid, 303 parts of adipic acid and an oligomer containing approximately 70% by weight trimer acid, 13% by weight dimer acid, and 17% by weight monomer acid (this oligomer is primarily 240 parts of a mixture of oleic acid and linolenic acid (derived from tall oil fatty acids), 74 parts of dipropylene glycol, and 1087 parts of isophthalic acid were added. The reactants were blanketed with nitrogen and heated to a temperature of about 165-190°C while continuously removing water of esterification with constant agitation. Heating was then increased and the temperature gradually rose to about 230°C as the isophthalic acid reacted. When the reaction mass became clear, the acid number was about 20-25 and the temperature rapidly dropped to about 190°C. and 64
g of trimellitic anhydride was added. Add more reaction mass
After holding at 185°C for 30 minutes, the acid value was 44. The resin was diluted to 75% resin solids content using a mixture of n-butanol and 2-butoxyethanol. This diluted resin solution had a viscosity of Gardner-Holdt values Z 6 -, Z 7 at 25°C. Acrylic Emulsion F Acrylic Emulsion F is a commercially available acrylic emulsion polymer prepared by polymerizing a monomer mixture of 55 parts n-butyl acrylate, 30 parts styrene, and 15 parts acrylic acid. This emulsion has an acid number of 90-100 on a solids basis and a final solids content of about 48%. Acrylic Emulsion G Acrylic Emulsion G is prepared by standard aqueous emulsion polymerization techniques using a monomer mixture of 45 parts n-butyl acrylate, 32 parts methyl methacrylate, 21 parts acrylonitrile, and 2 parts methacrylic acid. did. For this emulsion polymerization, 0.42 parts of ammonium persulfate and 2 parts of alkyl sulfosuccinate were used as initiator and surfactant, respectively. Emulsion polymerization is
It was carried out at 80°C. The final product has a solids content of 50%,
The acid value was 13. Acrylic Emulsion H Acrylic Emulsion H was made in a very similar manner to that used to make Acrylic Emulsion G. In this polymerization method, the monomer composition is 45 parts n-butyl acrylate, 28 parts methyl methacrylate,
It was a mixture of 19 parts acrylonitrile, 3 parts methacrylic acid and 5 parts 2-hydroxyethyl acrylate. The final product has a solids content of 43% and an acid value
It had a hydroxyl value of 19 and a hydroxyl value of 24. Polyether Polyol I Polyether Polyol I was prepared by reacting 1 mole of bis-phenol A (4,4'-isopropylidene diphenol) with 6 moles of ethylene oxide. The product had a viscosity of 2840 centipoise and a hydroxyl value of 215. Polyether polyol I
The molecular weight of the compound was approximately 520. Polyether polyol I was a liquid material. The third essential component (component C) used in the compositions of the invention is an acid catalyst. This catalyst is (A) and
from about 0.05% by weight based on the total solids weight of (B) to about
Used in amounts varying between 5.0% by weight. It is preferably used at between about 0.1% and 2.5% by weight on the same basis. Preferred acid catalysts that can be used in the compositions of the invention include trismethylsulfonylmethane, trishexylsulfonylmethane, p-toluenesulfonic acid, n-dodecylbenzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, dinonylnaphthalene disulfonic acid, and the like. be. Acid catalytic activity can also be created in the coating composition of the invention by incorporating sulfonic acid groups into the polymer (B). This can be accomplished by copolymerizing from about 0.1% to about 5.0% (based on total monomer weight) of monomers such as 2-sulfoethyl methacrylate, styrene sulfonic acid, and the like. It is also possible to use alkyl esters of phosphoric acid or alkylphosphonic acids as acid catalysts in the coating compositions of the invention. Weak organic acids such as formic acid, acetic acid, phthalic acid, etc. can be used but are not preferred. This is because these acids can be dissolved in a reasonable amount of time, such as about 30 minutes or less.
This is because it is not effective in promoting crosslinking reactions at temperatures below 175°C. Inorganic acids such as nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrohalic acids, Lewis acids, etc. can also be used. In order to enable a more complete understanding of the inventive concept, the following examples are included, in which all parts are parts by weight unless otherwise indicated. These examples are set forth primarily for illustrative purposes, and any specific numerical values of details contained therein should not be construed as limitations on the invention except as indicated in the appended claims. do not have. Examples 1 and 2 and Comparative Example 3 The three coating compositions shown in Table 1 below were made with oil-free saturated polyester resin A and in Examples 1 and 2 with tetrabutoxymethyl glycoluril (TBMGU). Comparative Example 3 was produced using a crosslinking agent that was hexakismethoxymethylmelamine (HMMM). In Examples 1 and 2, the resin crosslinker ratios were 76/24 and 83/17, respectively. In Comparative Example 3, the resin-crosslinking agent (HMMM) ratio was 90/10. Experience has determined that the best films are obtained when using this HMMM content and a curing temperature of 230°C for 60 seconds. These organic solvent soluble enamel paints were manufactured using a three roll mill. Enamel paint made in this way
A 0.002" spreading blade was used to spread the film onto an aluminum panel treated with Allodyne 1200S. Some of the films were cured at 230°C for 600 seconds and others at 260°C for 60 seconds. See below. The second table is 3
The properties of the membrane obtained from the seed composition are shown. Table 2 shows that enamel paints made from TBMGU outperform those made from HMMM in: (a) either in case of excessive firing or exposure to moisture; However, the paint does not flake off in thin fibrous flakes in areas subjected to impact testing. (b) superior wetting resistance; (c) better formability as demonstrated by good bending T-O. Enamel paints based on TBMGU show good retention of oven bake gloss and better accelerated exposure test results.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 4 テトラブトキシメチルグリコールウリル
(TBMGU)と組み合わせてポリエーテルポリオ
ールBとアクリル樹脂Cを用いて固体含量の大
な、有機溶媒を基としたエナメル塗料を製造し
た。33部のポリエーテルポリオールB、34部のア
クリル樹脂C及び33部のテトラブトキシメチルグ
リコールウリルを適当な混合機中で混合した。こ
の混合物に0.5部のn−ドデシルベンゼンスルホ
ン酸、1.0部のジメチルアミノエタノール及び90
部の二酸化チタン顔料を加える。顔料をCowles
溶解機を用いて混合物中に分散させた。分散され
た顔料ペーストをセロソルブで75%固体に稀釈し
た。塗料固体75%でフオードカツプ第4粘度は約
60秒であつた。このエナメル塗料を燐酸鉄で前処
理された冷間圧延鋼板上に噴霧し150℃で20分間
硬化した。硬化された膜は次の性状を有する: 膜の厚さ 1.0ミル 鉛筆硬度 H−2H ヌープ硬度(KHN25) 12.0 光沢60゜ 77 初期耐衝撃性(逆)、ポンド 60 クリーブランド湿度試験(衝撃を受けたエナメル
上、60℃における)に露呈後の衝撃膨れ 1時間後、ポンド 60 2時間後、ポンド 50 24時間後、ポンド 50 55℃で3週間貯蔵後もこのエナメルは安定であ
つた。 実施例 5 3ロールミル中に、233部のアクリル樹脂Cで
分散された二酸化チタン顔料332部を入れる。こ
の顔料ペーストに133部のアクリル樹脂C、92部
のテトラブトキシメチルグリコールウリル
(TBMGU)、194部のキシレン、23部の酢酸セロ
ソルブ、23部のn−ブタノールおよび12部のイソ
プロパノール中に溶解したp−トルエンスルホン
酸8部を入れ、機械撹拌機を用いて十分に混合し
た。生成する有機可溶性塗料はフオードカツプ第
4粘度は25℃で62秒であつた。塗料固体は68%で
あつた。0.002″の展延用の刃を用いて膜を燐酸亜
鉛で前処理された冷間圧延の鋼板上にのばし、こ
の被覆されたパネルを175℃で20分間硬化した。
膜の性状は次の如くであつた。 膜の厚さ、ミル 1.0 光沢60゜ 76 光沢20゜ 50 鉛筆硬度 F−H ヌープ硬度 6.0 耐衝撃性(逆)、ポンド 50−50 MEK耐性(往復摩擦) >200 耐湿性(クリーブランド湿室、60℃)
10日後光沢に変化なし 塩水噴霧耐性(ASTM#B117−64) 240時間 引つ掻き線に沿うクリープ 1/32″以下 気 泡 なし 実施例 6 3ロールミル中に346部の二酸化チタン顔料と
210部のポリエステル樹脂Dおよび10部の酢酸セ
ロソルブを導入し、この3成分を互に分散させて
顔料ペーストを形成した。この顔料ペーストに
103部のポリエステル樹脂D、115部のテトラブト
キシメチルグリコールウリル(TMBGU)、3.1部
のジノニルナフタリンジスルホン酸、117部のn
−ブタノールおよび88部の酢酸ブチルを加える。
この充填物を機械撹拌機で十分に混合した。生成
する塗料は25℃No.4フオードカツプ粘度は60秒で
あつた。塗料固体は73%であつた。膜を0.002″の
展延用の刃を用いて、燐酸亜鉛で前処理した冷間
圧延鋼板上に展延し、このパネルを20秒間175℃
で焼付けして被覆物を硬化させた。この膜の性状
は次の如くであつた。 膜の厚さ 1.0ミル 光沢60゜ 86 光沢20゜ 52 鉛筆硬度 2H−3H ヌープ硬度 11.4 逆耐衝撃性、ポンド 140+ MEK抵抗性(往復摩擦) >200 耐湿潤性(クリーブランド湿室、60℃)
10日後に光沢に変化なし 塩水噴霧抵抗性(ASTM#B117−64) 240時間 引き掻き線に沿うクリープ 1/32″以下 気 泡 なし 実施例7及び比較例8 下記の第3表の塗料組成物をアクリル樹脂Cと
架橋剤を用いて製造した。架橋剤は第1の場合は
テトラブトキシメチルグリコールウリル
(TBMGU)で第2の場合はヘキサキスメトキシ
メチルメラミン(HMMM)であつた。両組成物
中での樹脂−架橋剤比は同じであつた。組成中で
用いられる成分の量と種類は第3表に示す如くで
あつた。これら水性エナメルは3ロールミルとカ
ウルス溶解機を使つて製造された。かくして作ら
れたエナメル塗料を0.003インチの展延刃を使つ
て、燐酸亜鉛で前処理した冷間圧延鋼上に延ばし
た。この膜を175℃で20分間硬化した。第3表は
2つの組成物から得られた膜の性状を示してい
る。TBMGUを基とした膜はHMMMを基とした
膜の10−20インチ−ポンドに対して30−40インチ
−ポンドというより高い逆衝撃性を有する。湿度
及び塩水噴霧耐性は第3表に示されるように
TBMGUの場合にずつと優れている。例えば
TBMGUを基とした膜に塩水噴霧試験(ASTM
No.B−117−64)を施してから500時間後気泡は生
ぜず、引つ掻き線にはクリーブがなかつた。
[Table] Example 4 A high solids content, organic solvent-based enamel paint was prepared using polyether polyol B and acrylic resin C in combination with tetrabutoxymethylglycoluril (TBMGU). 33 parts of polyether polyol B, 34 parts of acrylic resin C and 33 parts of tetrabutoxymethyl glycoluril were mixed in a suitable mixer. To this mixture was added 0.5 part of n-dodecylbenzenesulfonic acid, 1.0 part of dimethylaminoethanol and 90%
Add part of titanium dioxide pigment. Cowles Pigments
It was dispersed into the mixture using a dissolver. The dispersed pigment paste was diluted to 75% solids with cellosolve. At 75% paint solids, the food cup 4th viscosity is approx.
It was hot in 60 seconds. This enamel paint was sprayed onto a cold rolled steel plate pretreated with iron phosphate and cured at 150°C for 20 minutes. The cured film has the following properties: Film Thickness 1.0 Mil Pencil Hardness H-2H Knoop Hardness (KHN 25 ) 12.0 Gloss 60° 77 Initial Impact Resistance (Reverse), lbs. 60 Cleveland Humidity Test (Impacted) The enamel remained stable after 1 hour, 2 hours after 2 hours at 60 pounds, 24 hours after 24 hours at 50 pounds, and 3 weeks of storage at 55 degrees C. at 55 degrees Celsius. Example 5 332 parts of titanium dioxide pigment dispersed with 233 parts of acrylic resin C are placed in a three-roll mill. This pigment paste was dissolved in 133 parts of acrylic resin C, 92 parts of tetrabutoxymethylglycoluril (TBMGU), 194 parts of xylene, 23 parts of cellosolve acetate, 23 parts of n-butanol and 12 parts of isopropanol. - Add 8 parts of toluenesulfonic acid and mix thoroughly using a mechanical stirrer. The organic soluble paint produced had a food cup viscosity of 62 seconds at 25°C. Paint solids was 68%. The membrane was spread using a 0.002'' spreading blade onto a cold rolled steel plate pretreated with zinc phosphate and the coated panel was cured at 175° C. for 20 minutes.
The properties of the membrane were as follows. Film Thickness, Mil 1.0 Gloss 60° 76 Gloss 20° 50 Pencil Hardness F-H Knoop Hardness 6.0 Impact Resistance (Reverse), lbs 50-50 MEK Resistance (Two-Way Rub) >200 Moisture Resistance (Cleveland Humid Chamber, 60 ℃)
No change in gloss after 10 days Salt spray resistance (ASTM #B117-64) Creep along the scratch line for 240 hours Less than 1/32" Bubbles None Example 6 346 parts of titanium dioxide pigment in a 3-roll mill
210 parts of polyester resin D and 10 parts of cellosolve acetate were introduced and the three components were dispersed with each other to form a pigment paste. This pigment paste
103 parts of polyester resin D, 115 parts of tetrabutoxymethylglycoluril (TMBGU), 3.1 parts of dinonylnaphthalene disulfonic acid, 117 parts of n
- Add butanol and 88 parts of butyl acetate.
The charge was thoroughly mixed with a mechanical stirrer. The resulting paint had a No. 4 Ford Cup viscosity of 60 seconds at 25°C. Paint solids was 73%. The membrane was spread using a 0.002″ spreading blade onto a cold rolled steel plate pretreated with zinc phosphate, and the panel was heated at 175°C for 20 seconds.
The coating was cured by baking. The properties of this film were as follows. Film Thickness 1.0 mil Gloss 60° 86 Gloss 20° 52 Pencil Hardness 2H-3H Knoop Hardness 11.4 Reverse Impact Resistance, lbs 140+ MEK Resistance (Reciprocating Rub) >200 Humidity Resistance (Cleveland Humid Chamber, 60°C)
No change in gloss after 10 days Salt spray resistance (ASTM #B117-64) Creep along the scratch line for 240 hours Less than 1/32" Bubbles None Example 7 and Comparative Example 8 Coating compositions in Table 3 below were prepared using acrylic resin C and a crosslinking agent. The crosslinking agent was tetrabutoxymethylglycoluril (TBMGU) in the first case and hexakismethoxymethylmelamine (HMMM) in the second case. Both compositions The resin-to-crosslinker ratios in the compositions were the same.The amounts and types of ingredients used in the compositions were as shown in Table 3.These water-based enamels were manufactured using a three-roll mill and a Cowles dissolver. The enamel paint thus produced was spread using a 0.003 inch spreading blade onto cold rolled steel pretreated with zinc phosphate.The film was cured at 175°C for 20 minutes. The properties of membranes obtained from two compositions are shown. TBMGU-based membranes have higher reverse impact resistance of 30-40 in-lbs versus 10-20 in-lbs for HMMM-based membranes. Humidity and salt spray resistance are as shown in Table 3.
In the case of TBMGU it is better. for example
Salt spray test (ASTM) on membranes based on TBMGU
No. B-117-64) was applied for 500 hours, and no air bubbles were formed, and there was no cleavage on the scratched lines.

【表】【table】

【表】 実施例 9 204部の二酸化チタン顔料を、3ロールミルを
用いて、164部のポリエステル樹脂E、5部のア
クリル樹脂Cおよび8部のジメチルアミノエタノ
ール中に分散させた。この顔料粉砕物中に109部
のポリエステルE、50部のTBMGU、0.5部のp
−トルエンスルホン酸および7部のジメチルアミ
ノエタノールを加え、高速分散機を用いて混和
し、次いで441部の脱イオン水を加えた。生成し
た水性エナメルは約46%固体で第4フオードカツ
プ粘度60秒を有した。 かくして製造されたエナメルを0.003″展延刃を
用いて燐酸鉄で前処理した冷間圧延鋼上に展延し
た。この膜を175℃で20分硬化した。膜の性状は
次の如くであつた。 硬化膜の厚さは1.0ミルであつた。これらは硬
くてアセトン、メチルエチルケトン等のような有
機溶媒に耐性であつた。膜の性状は次の如くであ
つた:60゜光沢96;ヌープ硬度6.2;逆衝撃性
120Kn−ポンド、塩水噴霧露呈240時間後、膜上
に膨れはなく、引つ掻き線上に殆んどクリープが
なかつた。2週間後の耐湿性(クリーブランド湿
室、60℃)はすぐれたものであつた。膜上に膨れ
はなく、どのような光沢の消失もなかつた。膜の
過剰焼付け安定性は優れていた。 実施例 10、11および12 第4表に示された塗料組成物を、アクリル樹脂
Cおよび加橋剤のテトラメトキシメチルグリコー
ルウリル(TMMGU)を用いて製造した。3組成
物は固体を基として夫々75/25、70/30および
65/35の樹脂/架橋剤(TMMGU)比で製造され
た。全ての組成物中で顔料−結合剤比は80/100
であり、ジメチルアミノエタノールを使用してア
クリル樹脂の活性カルボキシル基の60%を中和し
た。触媒としてp−トルエンスルホン酸を使つ
た。3ロールミルを用い、実施例7に記載したと
同じ手順によつて水性エナメルを製造した。これ
らのエナメルの最終塗料固体及び粘度は第4表に
示されている。かくして製造されたエナメルを、
0.003″展延刃を用いて燐酸亜鉛で前処理された冷
間圧延鋼上に展延した。この膜を175℃で20分間
硬化した。第4表は膜の性状を示し、続第4表は
架橋剤(TMMGU)の含量の変化に伴なう塩水噴
霧耐性の結果を示す。第4表は優れた膜性状を示
す。膜の最良の耐腐食性は樹脂−架橋剤比が夫々
75/25および70/30の際に得られた。
Table Example 9 204 parts of titanium dioxide pigment were dispersed in 164 parts of polyester resin E, 5 parts of acrylic resin C and 8 parts of dimethylaminoethanol using a 3-roll mill. In this pigment mill, 109 parts of polyester E, 50 parts of TBMGU, 0.5 parts of p.
-Toluenesulfonic acid and 7 parts of dimethylaminoethanol were added and mixed using a high speed disperser, then 441 parts of deionized water were added. The resulting aqueous enamel was approximately 46% solids and had a fourth force cup viscosity of 60 seconds. The enamel thus produced was spread using a 0.003" spreading blade on cold rolled steel pretreated with iron phosphate. The film was cured at 175°C for 20 minutes. The properties of the film were as follows: The thickness of the cured films was 1.0 mil. They were hard and resistant to organic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, etc. The properties of the films were: 60° gloss 96; Knoop Hardness 6.2; reverse impact resistance
After 240 hours of 120 Kn-lbs and salt spray exposure, there was no blistering on the membrane and little creep on the scratch lines. The moisture resistance after two weeks (Cleveland Humid Room, 60°C) was excellent. There was no blistering on the film and no loss of any gloss. The overbake stability of the film was excellent. Examples 10, 11 and 12 The coating compositions shown in Table 4 were prepared using acrylic resin C and the crosslinking agent tetramethoxymethyl glycoluril (TMMGU). The three compositions are 75/25, 70/30 and 70/30 respectively on a solid basis.
Made with a resin/crosslinker (TMMGU) ratio of 65/35. Pigment-binder ratio in all compositions is 80/100
and dimethylaminoethanol was used to neutralize 60% of the active carboxyl groups of the acrylic resin. p-Toluenesulfonic acid was used as a catalyst. An aqueous enamel was prepared by the same procedure as described in Example 7 using a three roll mill. The final paint solids and viscosities of these enamels are shown in Table 4. The enamel thus produced,
The film was spread on cold rolled steel pretreated with zinc phosphate using a 0.003″ spreading blade. The film was cured at 175°C for 20 minutes. Table 4 shows the properties of the film. shows the results of salt spray resistance with varying content of crosslinker (TMMGU).Table 4 shows the excellent membrane properties.The best corrosion resistance of the membrane is determined by the resin-crosslinker ratio, respectively.
Obtained at 75/25 and 70/30.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 13 塗料組成物 245部のアクリル乳剤F、95部の脱イオン水、
103部のジメトキシメチルジエトキシメチルグリ
コールウリル、308部の二酸化チタン顔料および
4.1部のジメチルアミンエタノールをサンドミル
した。顔料がほどよく分散した後に、更に245部
のアクリル乳剤Fを徐々に添加し、次に1部のイ
ソプロパノールに溶解した0.72部のp−トルエン
スルホン酸、4.1部のジメチルアミノエタノール
および45部の脱イオン水を加えた。生成した水性
エナメルは固体含量61%で第4フオードカツプ粘
度は25℃で50秒であつた。この膜を0.002″展延刃
を使つて燐酸亜鉛で前処理された冷間圧延鋼上に
展延し、175℃で20分間硬化した。膜の性状は次
の如くであつた。 膜の厚さ 1.0ミル 光沢60゜ 92 光沢20゜ 79 ヌープ硬度 14.4 鉛筆硬度 H−2H 耐衝撃性(逆)、ポンド 0−10 MEK(往復摩擦) >200 55℃において21日エージングした後の水性エナ
メルは素晴しい安定性を有した。顔料の沈殿もな
く、エージングされたエナメルから製造された被
覆物の膜性状にも変化はなかつた。 実施例 14 澄明な水性ワニスは高速撹拌機を用い、3.3部
のテトラメトキシメチルグリコールウリル、1.2
部のジメチルアミノエタノール、0.06部の同量の
イソプロパノールに溶解した。p−トルエンスル
ホン酸および10部の脱イオン水を混合して製造さ
れた。生成したワニスをNo.22のワイヤーのケイタ
ー(cator)を用いてアルミニウムパネル(アロ
ダイン1200S処理)上と別に燐酸鉄処理した冷間
圧延鋼板上に展延し、この膜を150℃において20
分間、260℃で60秒または90秒間硬化した。この
膜の性状は次の如くである。 基体:アロダイン1200S 硬化条件 150℃/20分 260℃/60秒 膜の厚さ 0.65ミル 0.6ミル ヌープ硬度 6.9 7.4 鉛筆硬度 H−2H H−2H MEK耐性(往復摩擦) >200 >200 耐衝撃性(逆)、ボンド >60 >60 基体:燐酸鉄処理冷間圧延鋼 硬化条件 150℃/20分 260℃/90秒 膜の厚さ 0.75ミル 0.8ミル ヌープ硬度 6−8 6−8 鉛筆硬度 H−2H H−2H MEK耐性(往復摩擦) 90 >200 実施例 15 澄明な水性ワニスは、67部のアクリル乳剤H、
5部の水に溶解した10部のテトラメチロールグリ
コールウリルと0.21部の50%p−トルエンスルホ
ン酸水溶液を混合して製造された。ワニスの初期
粘度は15センチポアズ、PHは4.75であつた。この
ワニスをNo.34ワイヤーケイターを用いてアルミニ
ウム(アロダイン1200S処理)上に展延した。こ
の膜を125℃で20分間、260℃で1分間硬化した。
膜の性状は次の如くであつた。 硬化条件 125℃/20分 260℃/1分 膜の厚さ 1.0ミル 1.0ミル ヌープ硬度 3.3 4.8 MEK耐性(往復摩擦) 200 200 いかなるテトラメチロールグリコールウリルも
使はずに製造された1.0ミルの対照ワニス膜は2.3
のヌープ硬度と9回摩擦より少ないMEK摩擦耐
性を有していた。テトラメチロールグリコールウ
リルを含むワニスは55℃で3週間熟成後も、ワニ
ス中に凝固も相分離も無かつた。ブルツクフイー
ルド粘度は変化なく、PHは3.5であつた。熟成ワ
ニスは、初めての組成物と同様に硬化した。 実施例 16 60部のポリエーテルポリオール、40部のジメ
トキシメチルジエトキシメチルグリコールウリル
および90部の二酸化チタンを高速のカウルス溶解
機中で分散させた。この分散した顔料ペーストの
1.8部のイソプロパノールに溶解した1.2部のp−
トルエンスルホン酸を加え、高速撹拌機で混合し
てから17部の脱イオン水を加えた。生成した水性
高固体含量エナメルは25℃で第4フオードカツプ
粘度は60秒であつた。この膜を0.003″展延刃を使
つて燐酸亜鉛冷間圧延鋼板上に展延し、125℃で
20分間硬化した。膜の性状は次の如くであつた。 膜の厚さ 1.1ミル 光沢60゜ 94 光沢20゜ 79 ヌープ硬度(25g) 11.7 鉛筆硬度 H−2H 耐衝撃性(逆)、ポンド 100−120 MEK耐性(往復摩擦) >200 水性高固体含量エナメルは良好な保存安定性を
有した。2週間55℃で熟成した後のエナメルから
製造された塗被膜の性状には著しい変化は無かつ
た。 本発明の組成物はまた酸触媒の存在下で用いら
れた場合に電着の分野に於ける有用性を見出され
る。次の実施例はは電気被覆で有用な塗料組成物
の例である。 実施例 17 高速分散機中に77部のアクリル樹脂C(75%固
体)、22部のTBMGU、11.5部のジイソプロパノ
ールアミン(50%溶液)および22部の二酸化チタ
ン顔料を導入した。これらの物質を高速分散機中
で分散させ、分散された顔料ペーストに1000部ま
での脱イオン水をゆつくり加えて稀釈し、10%の
塗料固体溶液を製造した。10%水性塗料に前もつ
てジイソプロノールアミンで中和してあるナフタ
リンジスルホン酸ジノニル0.5部を加えた。10%
水性塗料はPH8.2を有し、電導度780johm-1cm-1
あつた。塗料を絶えず撹拌しながら周囲温度で1
晩熟成した。燐酸亜鉛前処理冷間圧延鋼板を150
ボルトで60秒間電気塗料した。電気塗装された鋼
板を脱イオン水ですすぎ、次いで175℃で20分間
で硬化した。硬化膜の厚さは0.8ミルであつた。
これはメチルエチルケトン摩擦と他の有機溶媒に
耐性があつた。ヌープ硬度は7.4(KHN25)で逆耐
衝撃性は20−30インチ−ポンドであつた。240時
間の塩水噴霧耐性試験に露呈した場合に、このエ
ナメルは、引き掻き線2−3mmのクリープを生
じ、表面に気泡はなかつた。 本発明の組成物に於て成分(B)は有機溶媒可溶ま
たは水分散性の非ゲル化非自己架橋性の重合体で
あると確認され、この重合体は反応性基としてカ
ルボキシル基、アルコール性水酸基またはアミド
のいづれか1つまたはそれ以上を含有するが、こ
れらの基の量は該重合体の全重量の少なくとも約
0.5重量%、そして約25重量%以下である。英国
特許第1146858号およびそれに対応するフランス
特許第1486213号(Florusその他)には、自己架
橋性重合体と組み合せてある種のグリコールウリ
ル誘導体を使用することについて教示されてい
る。Florusその他の特許の成分(B)は、炭素原子
1乃至20個を有する1価アルコールとアクリル酸
および/またはメタクリル酸のエステルの重合単
位10乃至0重量部と、炭素原子3乃至6個を含む
α・β−エチレン系不飽和カルボン酸重合単位2
乃至15重量部および少なくとも1個の他のエチレ
ン系不飽和コモノマーの重合単位0乃至85重量部
を含有する共重合体である。これらの特許は、そ
れらの共重合体がN−メチロールアクリルアミド
および/またはN−メチロールメタアクリルアミ
ドおよびこれらのアミドの、炭素原子1乃至10個
好ましくは3乃至4個を有する1価アルコールと
のエーテルを約0.5乃至40そして特に5乃至20重
量部で含有することを教示している。これらの共
重合体がメチロールアクリルアミドかまたはこれ
らのメチロールアクリルアミドのアルキルエーテ
ルのいづれかを含有するとき共重合体は自己架橋
性である。これらの外国特許の重合体は20乃至約
60分の期間、約150乃至175℃の普通の硬化条件下
で自己架橋を行なうであろう。Florusその他の
塗料組成物中のテトラブトキシメチルグリコール
ウリルは150℃の硬化温度で該重合物の架橋剤と
しては作用しない。どちらかといえば、これは膜
と可塑化するだけで有効な架橋剤としては作用す
ることなく、耐腐食性を改善するための添加剤と
してのみ作用する。 他方、本発明の組成物は、自己架橋性ではない
が唯一の反応基として−COOH、−OHおよび/
または−CONH2を含み、そしてこれらの基が20
乃至60分間の時間で150℃乃至175℃の実際的な硬
化条件で自己縮合しない水分散性重合体を含有す
る。本発明の組成物中に使われる種類の非自己架
橋性重合体とグリコールウリル誘導体の効果的な
架橋反応を達成するためには酸触媒の存在が必要
となる。前記の英仏両国の特許はそれらの組成物
中にいかなる酸触媒の使用をも発表し、教示する
こともまた示唆してもいない。 Florusその他の特許の組成物と本発明の組成
物との間の対照的な相違を説明するために2つの
アクリル樹脂を製造した。すなわちアクリル樹脂
Jとアクリル樹脂Kであり、アクリル樹脂Jが
125部のイソブトキシメチルアクリルアミドを含
有するのに対してアクリル樹脂がイソブトキシメ
チルアクリルアミドを全く含まれないことを除い
ては、組成物は実質的に同じであつた。換言すれ
ば、その組成は同一であつた。この各アクリル樹
脂組成物に於ける単量体組成は下記の如くであ
る。
[Table] Example 13 Coating composition 245 parts of acrylic emulsion F, 95 parts of deionized water,
103 parts dimethoxymethyldiethoxymethylglycoluril, 308 parts titanium dioxide pigment and
4.1 parts of dimethylamine ethanol was sand milled. After the pigment was well dispersed, another 245 parts of acrylic emulsion F were gradually added, followed by 0.72 parts of p-toluenesulfonic acid dissolved in 1 part of isopropanol, 4.1 parts of dimethylaminoethanol, and 45 parts of dehydration. Added ionized water. The resulting aqueous enamel had a solids content of 61% and a fourth force cup viscosity of 50 seconds at 25°C. This film was spread on cold rolled steel pretreated with zinc phosphate using a 0.002″ spreading blade and cured at 175°C for 20 minutes. The properties of the film were as follows: Film thickness 1.0 mil gloss 60° 92 gloss 20° 79 Knoop hardness 14.4 Pencil hardness H-2H Impact resistance (reverse), lbs. It had good stability. There was no pigment precipitation and there was no change in the film properties of coatings made from aged enamel. Example 14 A clear water-based varnish was prepared using a high-speed stirrer at 3.3 parts. Tetramethoxymethyl glycoluril, 1.2
1 part dimethylaminoethanol and 0.06 parts of the same amount of isopropanol. It was prepared by mixing p-toluenesulfonic acid and 10 parts deionized water. The resulting varnish was spread using a No. 22 wire cator on an aluminum panel (Allodyne 1200S treatment) and a cold-rolled steel plate that had been separately treated with iron phosphate, and the film was heated at 150℃ for 20 minutes.
Cured at 260°C for 60 or 90 seconds. The properties of this film are as follows. Substrate: Allodyne 1200S Curing conditions 150℃/20 minutes 260℃/60 seconds Film thickness 0.65 mils 0.6 mils Knoop hardness 6.9 7.4 Pencil hardness H-2H H-2H MEK resistance (reciprocating friction) >200 >200 Impact resistance (reverse) ), Bond >60 >60 Substrate: Cold rolled steel treated with iron phosphate Hardening conditions 150℃/20 minutes 260℃/90 seconds Film thickness 0.75 mil 0.8 mil Knoop hardness 6-8 6-8 Pencil hardness H-2H H- 2H MEK resistance (reciprocating rub) 90 >200 Example 15 Clear water-based varnish contains 67 parts of acrylic emulsion H,
It was prepared by mixing 10 parts of tetramethylol glycoluril dissolved in 5 parts of water and 0.21 parts of 50% p-toluenesulfonic acid aqueous solution. The initial viscosity of the varnish was 15 centipoise and the pH was 4.75. This varnish was spread on aluminum (treated with Allodyne 1200S) using a No. 34 wire cutter. This film was cured at 125°C for 20 minutes and at 260°C for 1 minute.
The properties of the membrane were as follows. Curing Conditions 125°C / 20 minutes 260°C / 1 minute Film Thickness 1.0 mil 1.0 mil Knoop Hardness 3.3 4.8 MEK Resistance (Reciprocating Rub) 200 200 A 1.0 mil control varnish film made without any tetramethylol glycoluril 2.3
It had a Knoop hardness of 9 times and a rub resistance of less than 9 rubs. Even after aging the varnish containing tetramethylol glycoluril at 55°C for 3 weeks, there was no coagulation or phase separation in the varnish. The Bruckfield viscosity remained unchanged and the pH was 3.5. The aged varnish cured similarly to the initial composition. Example 16 60 parts of polyether polyol, 40 parts of dimethoxymethyldiethoxymethylglycoluril, and 90 parts of titanium dioxide were dispersed in a high speed Kauls dissolver. This dispersed pigment paste
1.2 parts p- dissolved in 1.8 parts isopropanol
Toluenesulfonic acid was added and mixed on a high speed stirrer before 17 parts of deionized water was added. The resulting aqueous high solids content enamel had a fourth force cup viscosity of 60 seconds at 25°C. This film was spread on a zinc phosphate cold rolled steel plate using a 0.003″ spreading blade and heated at 125°C.
Cured for 20 minutes. The properties of the membrane were as follows. Film Thickness 1.1 mil Gloss 60° 94 Gloss 20° 79 Knoop Hardness (25 g) 11.7 Pencil Hardness H-2H Impact Resistance (Reverse), lbs 100-120 MEK Resistance (Reciprocating Rub) >200 Water-based high solids content enamel It had good storage stability. There were no significant changes in the properties of the coatings produced from the enamel after aging at 55°C for two weeks. The compositions of the present invention also find utility in the field of electrodeposition when used in the presence of acid catalysts. The following examples are examples of coating compositions useful in electrocoating. Example 17 77 parts of acrylic resin C (75% solids), 22 parts of TBMGU, 11.5 parts of diisopropanolamine (50% solution) and 22 parts of titanium dioxide pigment were introduced into a high speed disperser. These materials were dispersed in a high speed disperser and the dispersed pigment paste was diluted by slowly adding up to 1000 parts of deionized water to produce a 10% paint solids solution. To the 10% aqueous paint was added 0.5 part of dinonyl naphthalene disulfonate, which had been previously neutralized with diisopronolamine. Ten%
The water-based paint had a pH of 8.2 and an electrical conductivity of 780 johm -1 cm -1 . 1 at ambient temperature with constant stirring of the paint.
Ripened late. 150 Zinc Phosphate Pretreated Cold Rolled Steel Sheet
Electric paint with volt for 60 seconds. The electrocoated steel plates were rinsed with deionized water and then cured at 175°C for 20 minutes. The thickness of the cured film was 0.8 mil.
It was resistant to methyl ethyl ketone abrasion and other organic solvents. The Knoop hardness was 7.4 (KHN 25 ) and the reverse impact resistance was 20-30 inch-lbs. When exposed to a 240 hour salt spray resistance test, this enamel developed a scratch line of 2-3 mm of creep and no air bubbles on the surface. In the composition of the present invention, component (B) was confirmed to be a non-gelling, non-self-crosslinking polymer that is soluble in organic solvents or dispersible in water, and this polymer has carboxyl groups and alcohol as reactive groups. containing one or more of hydroxyl groups or amides, the amount of these groups accounting for at least about the total weight of the polymer.
0.5% by weight, and up to about 25% by weight. British Patent No. 1,146,858 and corresponding French Patent No. 1,486,213 (Florus et al.) teach the use of certain glycoluril derivatives in combination with self-crosslinking polymers. Component (B) of the Florus et al. patent contains 10 to 0 parts by weight of polymerized units of an ester of acrylic acid and/or methacrylic acid with a monohydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms and 3 to 6 carbon atoms. α・β-Ethylenically unsaturated carboxylic acid polymer unit 2
It is a copolymer containing from 0 to 15 parts by weight of polymerized units of at least one other ethylenically unsaturated comonomer. These patents disclose that their copolymers contain N-methylol acrylamide and/or N-methylol methacrylamide and ethers of these amides with monohydric alcohols having 1 to 10 carbon atoms, preferably 3 to 4 carbon atoms. It teaches about 0.5 to 40 and especially 5 to 20 parts by weight. The copolymers are self-crosslinking when they contain either methylol acrylamide or an alkyl ether of these methylol acrylamides. These foreign patent polymers range from 20 to approx.
Self-crosslinking will occur under normal curing conditions at about 150-175°C for a period of 60 minutes. The tetrabutoxymethylglycoluril in the coating compositions of Florus et al. does not act as a crosslinking agent for the polymer at a curing temperature of 150°C. Rather, it only plasticizes with the membrane and does not act as an effective crosslinking agent, but only as an additive to improve corrosion resistance. On the other hand, the compositions of the present invention are not self-crosslinking but contain -COOH, -OH and/or as the only reactive groups.
or -CONH 2 and these groups are 20
Contains a water-dispersible polymer that does not self-condense under practical curing conditions of 150°C to 175°C for times of 60 minutes to 60 minutes. The presence of an acid catalyst is required to achieve an effective crosslinking reaction of the glycoluril derivative with a non-self-crosslinking polymer of the type used in the composition of the present invention. The British and French patents mentioned above do not disclose, teach, or suggest the use of any acid catalyst in their compositions. Two acrylic resins were prepared to illustrate the contrasting differences between the compositions of Florus et al. and the compositions of the present invention. That is, acrylic resin J and acrylic resin K, and acrylic resin J is
The compositions were essentially the same, except that the acrylic resin contained no isobutoxymethylacrylamide, whereas it contained 125 parts of isobutoxymethylacrylamide. In other words, their compositions were the same. The monomer composition in each acrylic resin composition is as follows.

【表】 これらのアクリル樹脂JおよびKは、撹拌機還
流凝縮器および窒素導入管を備えた反応容器中で
別個に製造された。アクリル樹脂Jは極く取るに
足らない相違点はあるが、フランス特許第
1486213号明細書に記載されたものと類似の単量
体組成を有する。N−ブトキシメチルアクリルア
ミドと4−ヒドロキシブチルアクリレートの代り
に、夫々イソブトキシメチルアクリルアミドと2
−ヒドロキシエチルアクリレートが用いられた。
アクリル樹脂Kは、イソブトキシメチルアクリル
アミドが存在しない点を除きアクリル樹脂Jの組
成と同一の単量体組成物を有した。樹脂製造の一
般的方法は次の如くであつた。適当に装置された
反応容器中に200部のイソブタノールを入れて100
−105℃に加熱した。加熱された溶媒に、全単量
体重量に基づき約2重量%の過安息香酸t−ブチ
ルと全単量体重量に基づき2重量%のn−ドデシ
ルメルカプタンを含む単量体混合物を入れる。溶
媒の温度を約100−105℃に維持しつつ2時間以上
かけてこの添加物を反応器中に装填する。単量体
の添加が終了した後、反応温度を約105℃に1時
間維持する。更に1部の過安息香酸t−ブチルを
添加し、反応を更に1時間105℃に保つ。後に各
樹脂シロツプを冷却し、イソブタノールを以て65
%固体含量に調整する。 4種の被覆組成物を下記の第5表に示された量
でこれらアクリル樹脂重合体を樹脂JおよびKを
TBMGUおよびp−トルエンスルホン酸と共にま
たはそれらを加えることなく混合することによつ
て製造した。展延された膜の厚さは約1ミルであ
り、燐酸亜鉛で前処理した冷間圧延鋼板上に展延
した。全部24枚の板を製造した。これらの板を
105℃で30分間、150℃で60分間および175℃で20
分間焼付けた。これらの板上の膜の性状は第6表
に示される。
Table: These acrylic resins J and K were prepared separately in a reaction vessel equipped with a stirrer reflux condenser and a nitrogen inlet tube. Although acrylic resin J has very insignificant differences, it is
It has a monomer composition similar to that described in No. 1486213. Isobutoxymethylacrylamide and 2-hydroxybutylacrylamide were used instead of N-butoxymethylacrylamide and 4-hydroxybutylacrylate, respectively.
-Hydroxyethyl acrylate was used.
Acrylic Resin K had the same monomer composition as Acrylic Resin J except that isobutoxymethylacrylamide was not present. The general method of resin production was as follows. Add 200 parts of isobutanol to a suitably equipped reaction vessel and add 100 parts of isobutanol.
Heated to -105°C. A monomer mixture containing about 2% by weight t-butyl perbenzoate, based on total monomer weight, and 2% by weight n-dodecyl mercaptan, based on total monomer weight, is added to the heated solvent. The additive is loaded into the reactor over a period of 2 hours while maintaining the temperature of the solvent at about 100-105°C. After the monomer addition is complete, the reaction temperature is maintained at about 105°C for 1 hour. Another part of t-butyl perbenzoate is added and the reaction is maintained at 105°C for an additional hour. Afterwards, each resin syrup was cooled and diluted with isobutanol for 65 minutes.
Adjust to % solids content. These acrylic resin polymers were combined with Resins J and K in the amounts shown in Table 5 below in four coating compositions.
Prepared by mixing TBMGU and p-toluenesulfonic acid with or without addition. The thickness of the spread film was approximately 1 mil and was spread on cold rolled steel plate that had been pretreated with zinc phosphate. A total of 24 plates were manufactured. these boards
105°C for 30 minutes, 150°C for 60 minutes and 175°C for 20 minutes
Bake for a minute. The properties of the films on these plates are shown in Table 6.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 水分散性のまたは水分散された被覆組成物に於
て若し重合体がカルボン酸基を含有するならば、
全組成物の水分散性を達成するためにアンモニア
または水溶性有機アミンを組成物中に使うことが
重要である。必要なアンモニア又は有機アミンの
量は重合体中に存在するカルボキシル基の量によ
り指示される。一般にカルボキシル基と等量のア
ミンが重合体および被覆組成物を水分散性するの
に十分である。また重合体のカルボキシル基と等
量のアミンの僅か10%から20%を、水分散性組成
物を得るために使うことも亦可能である。例えば
エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミ
ン、ジエタノールアミン、N−N−ジメチルエタ
ノールアミン、ジイソプロパノールアミン等の如
き第1級、第2級または第3級アミンのような水
溶性低級有機アミンやアモニアを使うことが出来
る。 必要ではないが、或る場合には陰イオン性また
は非イオン性界面活性剤を使用することがこれら
の有機被覆組成物の安定な水分散体を得るのに助
けとなる。陰イオン性界面活性剤は例えばスルホ
こはく酸塩、ジオクチルこはく酸ナトリウム、シ
クロヘキシルこはく酸ナトリウム等である。多数
のこれらの陰イオン性界面活性剤は市販されてい
る。非イオン性界面活性剤はエトキシ化アルキル
フエノール等である。一般に用いられる界面活性
剤の量は全塗料固体重量の約4重量%以下であ
る。 本発明の塗料は鋼、アルミニウム等の如き金属
を被覆するのに主として用いられるが、これらの
塗料はまた木材、ガラス、プラスチツク、紙、織
物等の如き他の基体上にも亦使用することが出来
る。
[Table] In water-dispersible or water-dispersed coating compositions, if the polymer contains carboxylic acid groups:
It is important to use ammonia or a water-soluble organic amine in the composition to achieve water dispersibility of the entire composition. The amount of ammonia or organic amine required is dictated by the amount of carboxyl groups present in the polymer. Generally, an amount of amine equivalent to carboxyl groups is sufficient to make the polymer and coating composition water-dispersible. It is also possible to use as little as 10% to 20% of the amine equivalent to the carboxyl groups of the polymer to obtain a water-dispersible composition. For example, water-soluble lower organic amines such as primary, secondary or tertiary amines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine, diethanolamine, N-N-dimethylethanolamine, diisopropanolamine, etc. or ammonia can be used. . Although not required, in some cases the use of anionic or nonionic surfactants can assist in obtaining stable aqueous dispersions of these organic coating compositions. Examples of anionic surfactants include sulfosuccinates, sodium dioctylsuccinate, sodium cyclohexylsuccinate, and the like. A large number of these anionic surfactants are commercially available. Nonionic surfactants include ethoxylated alkylphenols. The amount of surfactant typically used is up to about 4% by weight of the total paint solids weight. Although the paints of the present invention are primarily used to coat metals such as steel, aluminum, etc., these paints can also be used on other substrates such as wood, glass, plastic, paper, textiles, etc. I can do it.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (A):次の構造単位を有するグリコールウリル
誘導体2重量%乃至50重量%と、 (式中、nは2乃至4の全整数;mは0乃至2
の全整数;n+mは2乃至4の全整数;各Rは
夫々水素または炭素原子1乃至4個を有するア
ルキル基のいずれかである) (B):98重量%乃至50重量%の水分散性又は有機溶
媒可溶性の通常非自己架橋性の重合体。ただし
本重合体は反応性基としてカルボキシル基、ア
ルコール性水酸基またはアミド基のいずれか1
つまたはそれ以上を該重合体の全重量の少なく
とも0.5重量%そして25重量%以下の量で含有
するものであり、更に上記反応性基は上記(A)と
熱反応性であるものとする。 (C):(A)および(B)の全重量の0.05重量%乃至5.0重
量%の酸触媒、 以上(A)、(B)および(C)の混合物からなる塗料組成
物。ただし上記(A)および(B)の百分率は全体で100
重量%であり、(A)および(B)の全固体重量を基礎と
するものとする。
[Claims] 1 (A): 2% to 50% by weight of a glycoluril derivative having the following structural units; (In the formula, n is an all integer from 2 to 4; m is from 0 to 2
(n+m is an all integer of 2 to 4; each R is either hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) (B): 98% to 50% by weight water dispersibility or a normally non-self-crosslinking polymer soluble in organic solvents. However, this polymer has either a carboxyl group, an alcoholic hydroxyl group, or an amide group as a reactive group.
(A) in an amount of at least 0.5% and not more than 25% by weight of the total weight of the polymer; and the reactive group is thermally reactive with (A). (C): 0.05% to 5.0% by weight of an acid catalyst based on the total weight of (A) and (B); A coating composition comprising a mixture of (A), (B) and (C). However, the percentage of (A) and (B) above is 100 as a whole.
% by weight and is based on the total solid weight of (A) and (B).
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