KR20160025584A

KR20160025584A - 코팅 조성물 중의 결합제로서의 2-옥틸 아크릴레이트 중합체의 용도

Info

Publication number: KR20160025584A
Application number: KR1020167002203A
Authority: KR
Inventors: 라인하르트 리네만; 이사벨 베트레미으; 장-이브 로제; 알랭 본
Original assignee: 아르끄마 프랑스
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2016-03-08
Also published as: SG11201510604VA; FR3007767B1; BR112015031262A2; FR3007767A1; US20160152751A1; MX2015017334A; WO2014207389A1; JP6329258B2; JP2016524020A; US9593191B2; ZA201508869B; EP3013767B1; MY179975A; BR112015031262B1; CN105324347B; EP3013767A1; CN105324347A

Abstract

본 발명은 코팅 조성물의 제조에서 또는 이를 위한 결합제로서의, 재생가능한 기원의 2-옥틸 아크릴레이트 및 임의로 하나 이상의 기타 단량체의 중합으로부터 산출되는 중합체의 용도에 관한 것이다.

Description

코팅 조성물 중의 결합제로서의 2-옥틸 아크릴레이트 중합체의 용도 {USE OF A 2-OCTYL ACRYLATE POLYMER AS A BINDING AGENT IN A COATING COMPOSITION}

본 발명은 코팅 조성물의 제조에서 또는 이를 위한 결합제로서의, 2-옥틸 아크릴레이트 및 임의로 하나 이상의 기타 단량체의 중합으로부터 산출되는 중합체의 용도에 관한 것이다.

아크릴 유형의 페인트를 표면에, 특히 빌딩 외관에, 빌딩을 장식하고 더러움, 특히 먼지의 침착을 방지하기 위해서 뿐 아니라, 또한 빌딩을 빗물 누수에 대항하여 보호하기 위해 도포하는 것으로 알려져 있다. 이를 위해, 코팅은 표면에 적합하게 부착되고, 균열 위험이 없이 쉽게 변형되고, 점착 특성을 나타내지 않을 수 있어야만 한다.

상기 언급된 특성의 절충을 나타내는 페인트 조성물의 예는 출원 EP 0 599 676 에 기재되어 있다. 본 조성물에는 특히 (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 에스테르, 예컨대 n-부틸 아크릴레이트, 및 벤조페논 유도체의 혼합물로 이루어지는, 3 가지 구별되는 단량체, 및 임의로, 스티렌인 제 4 단량체의 중합으로부터 산출되는 중합체가 포함된다.

또다른 유형의 페인트 조성물은 문헌 US 2012/0121921 에 기재되어 있다. 이것은 특히 n-부틸 아크릴레이트를 포함하는 하나 이상의 에틸렌성으로 불포화된 단량체, 및 tert-부틸 (메트)아크릴레이트의 라디칼 중합에 의해 수득되는, 라텍스 형태로의 중합체 결합제를 포함하는 난연성 및 내수성 중합체 조성물이다.

아크릴 화합물은, 임의로 스티렌과 조합으로, 부가적으로 빛에 대한 및 날씨 조건에 대한 양호한 저항성을 제공하는 페인트의 제형을 가능하게 만드는 장점을 나타낸다. 그러나, 이들은 일반적으로 정유 부산물인 프로필렌으로부터 제조된다. 사실, 오일 퇴적물은 빠르게 배출되게 된다. 상기 자원과 관련한 공급 어려움을 예상하기 위해, 상기 아크릴 화합물을 재생가능한 기원의 탄소 공급원으로부터 수득되는 화합물로 대체할 수 있는 것이 바람직할 것이다.

본 필요성을 충족시키기 위해, 출원 WO 2012/084974 에서, 10 중량% 이상의 재생가능한 기원의 단량체, 예컨대 n-부틸 아크릴레이트를 포함하는 2 가지 비닐 중합체의 분산액을, 페인트에서 결합제로서 사용하는 것이 제시되었다. 상기 결합제는 저온에서 건조되는 유연하고 비점착성의 페인트를 수득하는 것을 가능하게 만든다고 나타내진다.

그러나, 본 출원인에게는 n-부틸 아크릴레이트가 재생가능한 기원의 충분한 탄소를 포함하지 않고, 이것이 장쇄 아크릴레이트, 예컨대 2-옥틸 아크릴레이트보다 좀더 친수성인 특성을 나타내는 것이 명백하다.

수많은 조사 연구 후에, 본 출원인은 대부분 재생가능한 기원의 중합체에 대해, 필름 형태로 코팅하기 위한 조성물을 제형화하는 것이 가능하며, 상기 조성물은 동시에 결합제로서, 2-옥틸 아크릴레이트 기재의 단독- 또는 공중합체를 사용하여, 양호한 기계적 특성, 특히 적합한 유연성 및 적합한 신장 및 양호한 응집력, 및 또한 충분한 소수성 특성을 나타낸다는 것을 입증하였다.

이러한 화합물은 이미 특히, 충격 개질제의 구성성분으로서 출원 WO 2012/038441 에, 및 감압성 접착제의 구성성분으로서 문헌 WO 2008/046000, WO 2009/079582, WO 2009/132098 및 WO 2009/129087 에 기재되어 있다.

문헌 US 4,983,454 에는, 수성 용매에서 제조된, 2-옥틸 아크릴레이트 및 기타 (메트)아크릴 단량체 기재의 아크릴 수지가, 한편으로는, 전착에 의해 수득된 페인트 층으로 피복된 금속 기판과, 다른 한편으로는 페인트의 상부 층 사이에 끼워진 장벽-형성 코팅으로서 사용된다. 아크릴 수지는 -52℃ 의 유리 전이 온도 및 610% 의 -20℃ 에서의 파단시 신장률을 나타낸다. 상기 코팅은 충격에 대항하여 복합재 재료를 보호하기 위해 (상기 복합재 재료는 유리하게는 자동차 페인트를 구성함) 유연성, 접착성 및 특히 에너지를 흡수할 수 있는 것으로 나타난다.

본 출원인은 이제 코팅 조성물 중에 결합제를 형성하기 위해 잘 적합한 특정 특성을 나타내는 공중합체를 제조하기 위해 재생가능한 기원의 2-옥틸 아크릴레이트를 사용하는 것이 가능하고, 상기 코팅은 석유화학 산업으로부터 산출되는 단량체로 수득된 것에 일치하는 특성을 갖는다는 것을 발견하였다.

본 발명의 주제는 따라서 코팅 조성물의 제조에서 또는 이를 위한 결합제로서의, 재생가능한 기원의 2-옥틸 아크릴레이트 및 임의로 하나 이상의 기타 단량체의 중합으로부터 산출되는 중합체의 용도이다.

발명의 상세한 설명

본 발명에서, 코팅 조성물 중의 결합제로서의 특정 중합체의 용도를 제공한다.

용어 "코팅" 은 본 명세서에서, 폭스 (Fox) 의 법칙에 따라 -40℃ 내지 +40℃ 의 Tg 를 갖는 결합 중합체로부터 시작하여, 일반적으로 50 μm 내지 수 mm 의 두께를 가진, 필름 형태로의 기판에 도포되는 층으로, 상기 필름은 기판의 외양을 개질하기 위해, 특히 이의 광학적 특성, 및/또는 특히 스크래치, 습기, 더러움 또는 빛에 대항하여 이의 표면을 보호하기 위해 충분한 두께로 도포되는 것을 의미하는 것으로 이해된다.

용어 "코팅 조성물" 은 따라서 기판의 접착제 특성을 개선하기 위해 의도되는 접착 조성물을 포함하지 않는다. 다른 한편, 이것은 페인트, 모르타르, 코팅, 바니시 및 잉크 조성물을 포함하나 본 목록에 제한되지 않는다.

또한, 본 명세서에서, 표현 "~ 내지" 는 언급된 한계 및 또한 모든 중간 값을 포함하는 것으로 이해되고, 표현 "… 에서 … 까지의 범위" 는 언급된 한계를 배제하는 것으로 이해된다.

본 발명에 따라 사용되는 중합체는 재생가능한 기원의 2-옥틸 아크릴레이트를 포함한다.

상기 단량체는 대부분, 게다가 심지어 완전히, 식물 공급원으로부터 산출되고 따라서 재생가능한 기원의 재료로서 간주될 수 있고, 이것은 ¹⁴C 의 이의 함량이 대기 CO₂ (표준 ASTM D6866 에 따름) 의 50% 이상, 바람직하게는 60% 이상, 예를 들어 70% 이상, 게다가 심지어 80% 이상을 나타내는 사실을 특징으로 한다. 다른 말로는, 2-옥틸 아크릴레이트는 표준 ASTM D6866-06 에 따라, 총 탄소에 대해, 적어도 0.6 × 10^-10 중량% 의 ¹⁴C 를 포함한다. ¹⁴C 의 함량은 액체 섬광에 의한 계수 방법에 따라 측정될 수 있고, 탄소 그램 당 분 당 붕괴, 또는 dpm/gC 로 표현될 수 있다. 2-옥틸 아크릴레이트의 dpm/gC 값은 일반적으로 적어도 7.2 ± 0.1 dpm/gC 이다.

2-옥틸 아크릴레이트는 특히 황을 포함하는 산 유형의 에스테르화 촉매, 예컨대 메탄술폰산, 및 하나 이상의 중합 억제제의 존재 하에, 2-옥탄올 및 아크릴산으로부터 제조될 수 있다. 대안적으로는, 이것은 경질 아크릴레이트, 예컨대 에틸 아크릴레이트와, 2-옥탄올 사이의 에스테르교환 반응에 의해 제조될 수 있다. 2-옥탄올은 그 자체가 피마자유로부터 유래된 리시놀레산의 나트륨 히드록시드로의 처리 후, 세바크산을 제거하기 위한 증류에 의해 산출될 수 있다. 직접 에스테르화에 의한 2-옥틸 아크릴레이트의 제조 공정은 특히 출원 WO 2013/064775 에 기재되어 있다.

상기 언급된 단량체는 단독중합될 수 있고, 이 경우 본 발명에 따라 사용된 중합체는 2-옥틸 아크릴레이트 단독중합체이다. 대안적인 형태로, 이것은 하나 이상의 기타 단량체와 함께 공중합되어, 본 발명에 따라 사용된 중합체가 공중합체의 총 중량에 대해, 유리하게는 1 중량% 내지 80 중량%, 바람직하게는 25 중량% 내지 75 중량%, 더욱 바람직하게는 30 중량% 내지 75 중량%, 게다가 심지어 50 중량% 내지 70 중량% 의 2-옥틸 아크릴레이트를 포함하는 공중합체이도록 할 수 있다.

게다가, 그 자체가 적어도 부분적으로는 식물 및/또는 동물 기원의 단량체의 사용은, 2-옥틸 아크릴레이트를 함유하는 공중합체의 바이오기반 (biobased) 특성을 보강하는 것을 가능하게 만든다.

상기 기타 단량체는 특히: 비닐방향족 단량체, 예컨대 스티렌; 에틸렌성으로 불포화된 니트릴, 예컨대 아크릴로니트릴; 에틸렌성으로 불포화된 모노- 및 디카르복실산의 에스테르, 예컨대 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 이타콘산 에스테르; 모노카르복실산 및 비닐 또는 알릴 알코올의 에스테르, 예컨대 비닐 아세테이트; 에틸렌성으로 불포화된 모노- 및 디카르복실산 및 술폰산, 예컨대 (메트)아크릴산, 이타콘산 및 스티렌술폰산; 에틸렌성으로 불포화된 모노- 및 디카르복실산의 아미드, 예컨대 아크릴아미드; N-비닐락탐, 예컨대 N-비닐-피롤리돈; N-비닐아미드; N,N-디알릴아민; N,N-디알릴-N-알킬아민; 알릴- 또는 비닐-치환된 질소계 헤테로사이클, 예컨대 N-비닐이미다졸 및 비닐- 및 알릴피리딘; 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 바람직한 공단량체는 에틸렌성으로 불포화된 모노- 및 디카르복실산의 에스테르, 특히 메틸 메타크릴레이트 및 n-부틸 아크릴레이트, 비닐방향족 단량체, 더욱 특히 스티렌, 및 이들의 혼합물이다.

기타 작용성 또는 가교연결 단량체는 유리하게는, 코팅 조성물의 상이한 가정 용품에 대한 또는 물에 대한 화학적 저항성의 특성을 개선하기 위한 목적으로, 중합 전에 2-옥틸 아크릴레이트에 첨가될 수 있다. 상기 단량체는 또한 코팅 조성물의 오염에 대한 저항성 특성 또는 장벽 특성을 개선할 수 있고, 또는 또한 중합체의 기계적 특성, 예컨대 이의 신장에 대한 저항성을 개선할 수 있다. 가교연결 단량체 중에서, 아디프산 비스히드라지드와 조합된 디아세톤 아크릴아미드, 폴리이소시아네이트와 조합된 히드록실화 단량체, 실록산-포함 (메트)아크릴레이트, 다작용기 (메트)아크릴레이트, 즉 여러 개의 불포화를 나타내는 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 혼합물이 비제한적으로 언급될 수 있다. 작용기 단량체 중에서, 아세톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 포스페이트 또는 포스포네이트 작용기(들) 을 갖는 단량체, 우레이도 작용기(들) 을 갖는 단량체, 아민 작용기(들) 을 갖는 단량체, 및 이들의 혼합물이 비제한적으로 언급될 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 중합체를 구성하는 단량체는 통상적으로, 예를 들어, 라디칼 수성 에멀젼 중합에 의해 중합될 수 있다. 에멀젼의 pH 는 중합 공정 동안 4 내지 7 로 유지되도록 완충될 수 있다. 라디칼 개시제로서, 상기 유형의 반응에 통상 사용되는 것들 및 특히 무기 개시제, 예컨대 암모늄 퍼술페이트, 나트륨 퍼술페이트 및 칼륨 퍼술페이트, 단독으로 또는 중합 온도를 저하시키기 위해 의도되는 환원제와 조합으로, 또는 또한 유기 개시제, 예컨대 tert-부틸 히드로퍼옥시드 또는 수소 히드로퍼옥시드 (이들은 환원제에 의해 활성화됨) 를 선택할 수 있다. 표적하는 특성에 따라, 하나 이상의 연쇄-전달제(들) 이 원하는 분자량 분포를 수득하기 위해 공정 동안 첨가될 수 있다. 중합은 예를 들어 0℃ 내지 150℃, 바람직하게는 30℃ 내지 100℃ 및 예를 들어 50℃ 내지 90℃ 의 온도에서, 4 내지 6 시간의 기간의 시간 동안 실시될 수 있다. 이것은 대기압에서 및/또는 비활성 기체의 존재 하에서 실시될 수 있다. 상기 중합 공정은 유리하게는 20 중량% 내지 70 중량%, 바람직하게는 35 중량% 내지 60 중량% 의 건조 물질 함량을 갖는 라텍스를 산출한다.

수득되는 중합체는 일반적으로 -40℃ 내지 +40℃, 바람직하게는 -30℃ 내지 +30℃ 의 범위, 더욱 바람직하게는 -10℃ 내지 10℃, 게다가 심지어 -10℃ 내지 0℃ 의 폭스 (Fox) 의 법칙에 의해 계산되는 유리 전이 온도 (Tg) 를 갖는다.

중합체는 단일-단 공정, 즉 단일 단량체성 조성물로의 연속 공급으로의 공정에 따라, 또는 상이한 Tg 범위를 나타내는 입자를 수득하기 위해 상이한 단량체성 조성물을 사용하는 다-단 공정에 따라 수득될 수 있다. 본 유형의 입자는 코어-쉘 유형의 입자 또는 구조를 가진 입자에 의해 표시된다. 이 경우, 각 단의 종료시 수득되는 중합체의 평균 Tg 는 또한 -40℃ 내지 +40℃, 바람직하게는 -30℃ 내지 +30℃ 의 범위일 수 있다.

본 중합체 외에도, 본 발명에 따라 사용되는 코팅 조성물은 물을 함유한다. 이것은 예를 들어: 하나 이상의 안료; 하나 이상의 분말 충전제; 하나 이상의 pH 조절제, 특히 2-옥틸 아크릴레이트와 임의로 공중합되는 산 단량체를 중화시키는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 염기, 예컨대 알칼리 금속 히드록시드 (특히 나트륨 히드록시드), 수성 암모니아 또는 수용성 아민; 하나 이상의 분산제 및/또는 습윤제, 예컨대 나트륨 폴리포스페이트, 칼륨 폴리포스페이트 또는 암모늄 폴리포스페이트 및 나프탈렌술폰산 염; 하나 이상의 증점제, 예컨대 잔탄 및 셀룰로오스 유도체; 하나 이상의 소포제; 하나 이상의 필름-형성제; 하나 이상의 동결방지제; 하나 이상의 난연제, 특히 유기인 화합물, 마그네슘 히드록시드 또는 알루미늄 히드록시드; 하나 이상의 살생물제; 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 다양한 첨가제를 포함할 수 있다.

안료는 특히 백색 또는 착색 무기 안료, 예컨대 티타늄 디옥시드, 아연 옥시드, 바륨 술페이트, 안티몬 트리옥시드, 철 옥시드, 울트라마린 및 카본 블랙; 유기 안료, 예컨대 아조 염료, 인디고 염료 및 안트라퀴논 염료; 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.

분말 충전제는 특히 칼슘 카보네이트 또는 마그네슘 카보네이트; 실리카; 실리케이트, 예컨대 탈크, 카올린 또는 미카; 칼슘 술페이트; 알루미노실리케이트; 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 상기 충전제는 바람직하게는 미분된 형태로 사용된다.

또한, 특히 이것이 코팅의 제조에 사용되는 경우에서, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 부가적인 결합제, 특히 실리콘 수지 또는 실리케이트를 포함할 수 있다.

코팅 조성물의 상이한 구성성분은 당업자에게 통상적인 방식으로, 이들의 정상 비율로 혼합될 수 있다. 일반적으로 수성 분산액 (라텍스) 의 형태로의 중합체를, 안료의 분산액 또는 페이스트에 첨가하는 것이 바람직하다.

수성 분산액의 형태로의 중합체는 조성물의 총 중량에 대해, 일반적으로 5 중량% 내지 90 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 75 중량% 를 나타낸다. 건조 중량에 의해, 중합체는 조성물의 총 중량에 대해, 일반적으로 5 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 20 중량% 내지 40 중량% 를 나타낸다.

상기 조성물은 액체 또는 반고체 형태로 제공될 수 있다.

이것은 바람직하게는 25 중량% 내지 75 중량%, 바람직하게는 35 중량% 내지 65 중량% 의 고체 농도를 갖는다.

본 발명에 따라 사용되는 조성물은 특히 목재, 금속, 유리, 시멘트, 종이, 직물, 가죽, 플라스틱 또는 벽돌로 제조된 임의의 기판에, 특히 미세 브러시를 포함하는 브러시, 롤러, 패드, 스프레이 또는 에어로졸을 사용하는 임의의 수단에 의해, 임의로 접착 프라이머의 기판에 대한 도포 후에, 도포될 수 있다.

이것은 이후 상기 기판 상에, 주위 온도 (<30℃) 에서 필름을 형성하여, 기판 상에 원하는 심미적 특성을 부여하고 기판을 특히 습기에 대항하여 보호하는 것을 가능하게 만든다.

본 발명의 좀더 나은 이해는 하기 비제한적인 예에 비추어 수득될 것이고, 이의 목적은 첨부된 청구항에 의해 정의된, 본 발명을 설명하는 것이지 이의 범주를 제한하는 것은 아니다.

실시예

실시예 1 : 중합체 분산액의 제조

A. 일반적인 절차

1) 출발 재료

하기 표 1 에 제시된 출발 재료를, 본 발명에 따른 중합체의 제조를 위해 사용하였다.

표 1

중합체의 Tg 는 폭스 (Fox) 의 법칙에 따라, 하기와 같이 계산되었다:

1/Tg = x¹/Tg¹ + x²/Tg²+…xⁿ/Tgⁿ

[식 중, x 는 고려중인 단량체의 중량에 의한 분획을 나타내고, Tg 는 이의 단독중합체의 유리 전이 온도를 나타냄]. 이어지는 시험에서, 하기 표 2 에서 언급되는 값이 나타내진다:

표 2

2) 장치

합성은 자켓 (jacket) 이 구비되고 효율적인 교반 (보르텍스: vortex), 3 개-흐름 환류 응축기 및 재료 온도의 통제 및 조절이 제공되는 3 l (내부 용량) 유리 반응기에서 실시하였다. 반응기는 상이한 성분의 개별 도입에 필요한 입구의 수 및 또한 어셈블리가 질소로 비활성이 되게 하도록 전용화된 입구를 포함하였다. 누설방지는 각각의 합성 전에 확인되었다. 장치에는 성분의 도입을 위해 유속을 조정하는 것을 가능하게 하는 시스템이 구비되어 있다. 재료의 온도 및 또한 자켓의 온도가 기록되고 조정되었다. 합성을 반연속적으로 실시하였다.

3) 분산액의 특징분석 방법

a) 고체 함량 (SC)

수성 분산액의 고체 함량을 ISO 표준 3251 에 따라 측정하였다.

b) pH

수성 분산액의 pH 를 ISO 표준 976 에 따라 측정하였다.

c) 점도

수성 분산액의 점도를 ISO 표준 2555 에 따라 측정하였다.

d) 입자의 크기

입자의 크기를 N4+ 장치 (Beckman Coulter 사제) 를 사용하는 Photon Correlation Spectroscopy (PCS) 에 의해 측정하였다. 샘플을 0.22 μm 셀룰로오스 아세테이트 필터를 통해 탈이온수를 사용하는 폴리스티렌 용기 내에 (50 ml 의 물에 3 내지 5 방울의 에멀젼) 희석하였다. 입자의 크기는 25℃ 의 온도에서, 90° 의 측정각 및 633 nm 의 레이저의 파장 하에서 측정되었다.

e) 입자의 구조화 또는 비구조화의 함수로서 측정되고 예상된 최소 필름-형성 온도 (MFFT)

수성 분산액의 MFFT 는 ISO 표준 2115 에 따라 측정하였다.

B. 실시된 합성

본원에서 이하 "분산액 D1" 으로 언급되는 첫번째 중합체 분산액을 하기와 같이 제조하였다.

15.25 g 의 Emulsifier E30 의 40% 용액을 1165.85 g 의 탈이온수에 용기 힐 (vessel heel) 로서 용해하였다. 용기 힐의 pH 는 유리하게는 3 미만이었다. 용기 힐의 온도를 80℃ 로 하였다.

별도로, 예비에멀전을 44.38 g 의 Emulsifier E30 (40%) 및 83.33 g 의 Disponil FES 77 (30%) 을 865.04 g 의 탈이온수에 잘 교반하면서 분산함으로써 제조하였다.

하기를 차례로 잘 교반하면서 그곳에 첨가하였다:

- 1007.5 g 의 MMA

- 1462.5 g 의 2OctA

그렇게 형성된 예비에멀전은 백색이었고 적어도 중합 시간 동안 안정하였다. 이것을 완만한 교반하에 유지하였다.

최종적으로, 상이한 촉매 용액을 하기와 같이 제조하였다:

S1: 1.25 g 의 암모늄 퍼술페이트를 11.25 g 의 물에 용해시켰다.

S2: 1.50 g 의 암모늄 퍼술페이트를 148.50 g 의 물에 용해시켰다.

S3: 1.25 g 의 암모늄 퍼술페이트를 123.75 g 의 물에 용해시켰다.

S4: 2 g 의 나트륨 메타비술파이트를 198 g 의 물에 용해시켰다.

중합을 하기 방식으로 실시하였다.

i) 시딩 (seeding)

시딩의 목적을 위해, 상기 기재된 270.1 g 의 예비에멀전을 80℃ 에서 안정한 초기 충전물을 포함하는 용기 힐 내로, 도입하였다. 일단 온도가 80℃ 에서 안정화되면, 12.5 g 의, 100% 의 용액 S1 을 첨가하였다. 발열도 최대는 본 단의 종료를 나타냈다. 입자 크기는 대략 60 nm 이었고, 전환율은 70% 초과였다.

ii) 중합

예비에멀전의 나머지, 및 또한 5 g 의 AllylM 및 25 g 의 AA 를 210 분에 걸쳐 82℃ 의 중합 온도에서 도입하였다.

용액 S2, 즉, 150 g 을 255 분 내에 동시에 실행하였다.

iii) 잔류 단량체의 소모 단

온도를 82℃ 에서 15 분 동안 유지시켰다. 열 큐어링 (thermal curing) 종료시, 하기를 개별적으로 및 동시에 실행하였다:

- 45 분 내에, 용액 S3, 즉, 125 g

- 75 분 내에, 용액 S4, 즉, 200 g,

여전히 82℃ 에서. 상기 산화환원 처리에 이어, 82℃ 에서 20 분 동안의 큐어링을 한 후, 주위 온도로 냉각시켰다.

iv) 최종 첨가

라텍스를, 살생물제를 첨가하기 전에 나트륨 히드록시드 용액을 첨가함으로써 pH 8-9 까지 30-35℃ 에서 중화시켰다. 이것을 이후 고체 함량을 조정하고, 100 μm 천을 통해 여과하였다. 최종 고체 함량은 47.6% 에 달했다.

0℃ 의 Fox Tg 를 나타내는 40.3/58.5/1/0.2 의 중량 비율로, MMA/2OctA/AA/AllylM 에 기반하는 중합체를 포함하는 분산액 D1 을 수득하였다.

최종 입자 크기는 대략 130 nm 였고, 점도는 1000 mPa.s 미만이었고, 측정된 MFFT 는 5℃ 였다.

동일한 절차를 기반으로 제조된 기타 수성 분산액의 목록은 하기 표 3 에 제시되며, 시험마다 달라지는 조성물을 나타낸다.

표 3

상기 3 가지 시험에서, 68.5 g 의 메타크릴산을 예비에멀전에 첨가하고, AllylM 을 0.025 부의 비율로, 전달제 nDDM 으로 대체하였다.

C. 분산액의 물리화학적 특징

수득된 분산액 D2 내지 D4 의 특징을 하기 표 4 에 나열한다.

표 4

실시예 2 : 물리적 특성

실시예 1 에서 수득된 각각의 분산액을 폴리프로필렌 플라크 (800 μm 습윤) 에, 필름 형태로 도포한 후, 이것을 23℃ 에서 50% 상대 습도 하에 7 일 동안 건조시켰다.

이후 하기 시험을 수행하였다:

동적 기계 분석 (DMA): -50℃ 내지 200℃ 의 온도에서 스캐닝으로, 전단 모드로 Mettler DMA861e 장치를 사용하였다. 온도 상승 구배는 3℃/분이었고, 주파수는 1 Hz 였다.

기계적 시험: 50N 셀 및 덤벨-형상의 시험 시편과 함께, 23℃ 의 온도, 50% 의 상대 습도 및 500 mm/분의 시험 속도에서 조절되는 MTS 인장 시험 장치를 사용하였다.

수득된 결과는 하기 표 5 에 나열된다.

표 5

상기 표로부터, 시험된 분산액 사이의 차이가 극히 적어, 필름의 기계적 및 점탄성 특성이 동등한 것으로 간주된다는 것이 드러났다. 더 많은 양의 2OctA 의 사용은 이를 변형시키지 않는다.

실시예 3 : 적용성 평가

a. 바니시의 제형

바니시는 하기 표 6 에서 확인되는 출발 재료를 사용함으로써 제형화되었다.

표 6

실시예 1 에서 제조된 분산액을 하기 조성을 갖는 바니시 (고체 함량, 35 부피%) 의 형태로 제형화하였다:

바니시 V1:

바니시 V2:

바니시 V3:

b. 물에 대한 저항성 평가

상기 바니시 V1 내지 V3 을 유리 플레이트 (200 μm 습윤) 에 도포하고, 23℃, 50% RH 에서, 7 일 동안 건조시켰다.

7 일 종료시, 한방울의 물을 바니시 필름의 표면 상에 두고, 15 분, 30 분, 1 시간, 2 시간, 8 시간 및 이후 24 시간 동안 바니시 필름의 표면과 접촉하도록 방치하였다. 그 다음 물과 접촉시 필름의 표백을 하기 등급 규모에 따라 평가하였다: 0 = 표백 없음, 1 = 약간의 표백, 2 = 중간 표백, 3 = 집중적 표백.

제시되는 바와 같이, 바니시 V3 (바이오기반 단량체 2OctA 를 함유하는 분산액 D4 로부터 제형화됨) 은 바이오기반 단량체를 함유하지 않는 분산액 D2 로 제형화된, 바니시 V1 과 동등한 물에 대한 저항성을 나타낸다.

실시예 4

3 가지 다른 수성 분산액이 실시예 1 에 제시된 동일한 절차에 따라 제조되었다.

조성물 및 특징은 하기 표 7 에 나열된다:

표 7

실시예 2 에 기재된 바와 같은 기계적 시험을 상기 3 개의 분산액에 적용하고, 또한 5 mm/분 에서의 인장 시험을 -20℃ 에서 실시하였다.

결과는 하기 표 8 에 나열된다.

상기 시험은 분산액 D5 및 D6 이 -56℃ 의 Tg 를 갖는, 분산액 D7 과 비교하여 -20℃ 에서 매우 낮은 파단시 신장률을 나타내는 것을 보여준다.

표 8

Claims

코팅 조성물의 제조에서 또는 이를 위한 결합제로서의, 재생가능한 기원의 2-옥틸 아크릴레이트 및 임의로 하나 이상의 기타 단량체의 중합으로부터 산출되는 중합체의 용도로서, 상기 중합체가 -40℃ 내지 +40℃ 의, 폭스 (Fox) 의 법칙에 의해 계산되는 유리 전이 온도 (Tg) 를 갖는 것을 특징으로 하는 용도.
제 1 항에 있어서, 상기 기타 단량체가: 비닐방향족 단량체, 예컨대 스티렌; 에틸렌성으로 불포화된 니트릴, 예컨대 아크릴로니트릴; 에틸렌성으로 불포화된 모노- 및 디카르복실산의 에스테르, 예컨대 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 이타콘산 에스테르; 모노카르복실산 및 비닐 또는 알릴 알코올의 에스테르, 예컨대 비닐 아세테이트; 에틸렌성으로 불포화된 모노- 및 디카르복실산 및 술폰산, 예컨대 (메트)아크릴산, 이타콘산 및 스티렌술폰산; 에틸렌성으로 불포화된 모노- 및 디카르복실산의 아미드, 예컨대 아크릴아미드; N-비닐락탐, 예컨대 N-비닐-피롤리돈; N-비닐아미드; N,N-디알릴아민; N,N-디알릴-N-알킬아민; 알릴- 또는 비닐-치환된 질소계 헤테로사이클, 예컨대 N-비닐이미다졸 및 비닐- 및 알릴피리딘; 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 용도.
제 2 항에 있어서, 상기 기타 단량체가 에틸렌성으로 불포화된 모노- 및 디카르복실산의 에스테르, 특히 메틸 메타크릴레이트 및 n-부틸 아크릴레이트, 비닐방향족 단량체, 더욱 특히 스티렌, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 용도.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 -30℃ 내지 +30℃, 더욱 바람직하게는 -10℃ 내지 +10℃, 게다가 심지어 -10℃ 내지 0℃ 의 범위의, 폭스 (Fox) 의 법칙에 의해 계산되는 유리 전이 온도 (Tg) 를 갖는 것을 특징으로 하는 용도.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 공중합체의 총 중량에 대해, 30 중량% 내지 75 중량%, 더욱 바람직하게는 50 중량% 내지 70 중량% 의 2-옥틸 아크릴레이트를 포함하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 용도.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물이 페인트, 모르타르, 코팅, 바니시 또는 잉크 조성물인 것을 특징으로 하는 용도.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 건조 중량에 의해, 조성물의 총 중량에 대해, 5 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 20 중량% 내지 40 중량% 를 나타내는 것을 특징으로 하는 용도.