TW200932827A - Aqueous dispersions featuring at least one alkyd resin and at least one addition polymer having at least one (meth) acrylate segment - Google Patents
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Description
200932827 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於以含有至少一種醇酸樹脂及至少一種具 有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物爲特色的 水性分散液。本發明進一步係關於這些分散液之製法。 【先前技術】 Φ 塗料,特別是塗漆和清漆,長久以來以合成方式製備 。很多這些塗料中係以所謂的醇酸樹脂爲基礎,其使用多 元酸、醇和脂肪酸和/或脂肪酸衍生物製備。這些醇酸樹 脂的一個特別的群組因暴於氧而形成交聯的膜,此交聯反 應藉由與不飽和基團有關之氧化反應而發生。很多這些醇 酸樹脂中包含有機溶劑或分散介質以使得樹脂以薄膜形式 施用於塗佈元件。然而,使用這些溶劑必須犧牲環境保護 和職業安全的立場。因此發展出相關之以水性分散液爲基 Q 礎的樹脂,但它們的儲存安定性受限。此外,許多醇酸樹 脂的性質並非最適合。例如,吸水性過高。此外,於許多 應用上,耐溶劑性或硬度過低。 據此,試圖代替前述慣用之以醇酸樹脂爲基礎的塗料 。以基於乙烯基單體的溶液聚合物爲基礎之塗佈組成物, 例如,述於DE-A- 1 0 1 06 56 1。但是,該組成物包括高比 例的有機溶劑。 此外,也已經知道以(甲基)丙烯酸酯聚合物爲基礎 之水性分散液。例如,公告DE-A-41 05 1 34描述可以在 200932827 塗料中作爲黏合劑之水性分散液。然而,那些黏合劑之製 備以數個階段進行,其中,先製得溶液聚合物,其於之後 中和,用於乳化聚合反應中。 此外 DE-A-25 1 3 5 1 6描述包含以(甲基)丙烯酸酯 爲基礎的聚合物之水性分散液,此處,一些(甲基)丙烯 酸酯含有不飽和的醇殘基。所述分散液的一個特別的缺點 爲它們昂貴及製備不便,該聚合物係藉溶液聚合反應,以 (甲基)丙烯酸酯爲基礎地得到。該情況中,這些聚合物 的酸基比例高,以溶液聚合物計,在5重量%至20重量% 的範圍內。 公告DE-A-26 3 8 544描述氧化性乾燥水性分散液, 該水性分散液包含以(甲基)丙烯酸酯爲基礎之乳化聚合 物,所用的(甲基)丙烯酸酯中的一些具有不飽和醇殘基 。然而,鏈轉移劑曾被用以製備乳化聚合物,此乳化聚合 物的溶解度亦高。 此外,包含氧化性乾燥聚合物之水性分散液述於F. -B. Chen, G. Bufkin, “Crosslinkable Emulsion Polymers by Autooxidation II”,Journal of Applied Polymer Science, Vol· 30,455 1 -4570 ( 1 985 )。該聚合物含有2%至8重量 %之衍生自具有不飽和、長鏈醇殘基之(甲基)丙烯酸酯 的單元。然而,這些聚合物不含有任何藉含有酸基的單體 之聚合反應得到的單元。用於許多應用,這些分散液的庫 存壽命及塗層的硬度不足。
此外’公告 US 5,750,751、EP-A- 1 044 993 和 WO 200932827 2006/01 3061描述包含以乙烯基單體爲基礎的聚 料,其可於室溫交聯。此聚合物可藉溶液聚合反 化聚合反應二者得到。尤其,用於聚合反應之單 可包含其醇殘基經不飽和脂肪酸修飾的(甲基) 。包含以(甲基)丙烯酸酯爲基礎的聚合物之前 缺點在於它們的高成本。此外,以前述塗料得到 具有低硬度。這些文件未曾提及將這些聚合物用 © 脂。 此外,先前技術亦揭示分散液,其與以(甲 酸酯爲基礎的聚合物相同,亦可包含醇酸樹脂。 件WO 9 8/2 2545,描述具有衍生自具有不飽和醇 甲基)丙烯酸酯之單元的聚合物。這些聚合物可 樹脂一起使用。然而,使用溶劑以自所述聚合物 ° WO 98/22545中未描述水性分散液。據此,這 亦有前述之缺點。 φ 此外,日本公告 JP59011376描述以(甲基 酯爲基礎之乳化聚合物。這些聚合物含有極高比 不飽和醇殘基的(甲基)丙烯酸酯。雖然提出與 之混合物,未明示含有醇酸樹脂和具有至少一個 丙烯酸酯嵌段的聚合物(包含以(甲基)丙烯酸 量計之1重量%至30重量%衍生自烷基具有至少 和8至40個碳原子的(甲基)丙烯酸酯之單元、 %至1 0重量%衍生自含有酸基的單體之單元,和 至98.9重量%衍生自烷基具有1至6個碳原子的 合物之塗 應或藉乳 體混合物 丙烯酸酯 述塗料的 的塗層常 於醇酸樹 基)丙烯 例如,文 殘基的( 以與醇酸 製備塗料 些組成物 )丙烯酸 例之包含 其他樹脂 (甲基) 酯嵌段重 一個雙鍵 0.1重量 5 0重量% (甲基) 200932827 丙烯酸酯之單元)之組成物。JP 5 90113 76所揭示之組成 物的缺點在於它們的庫存壽命短。 此外,US 4,010,126揭示一種組成物,其包含經(甲 基)丙烯酸酯聚合物修飾的醇酸樹脂且其於之後用於乳化 聚合反應。所述的此組成物以數個步驟製備,意謂所述樹 脂之製備花費非常高且不方便。 此外,公告ΕΡ-Α-0 267 562描述包含經修飾的醇酸樹 脂之分散液。更特別地,使用藉(甲基)丙烯酸酯和不飽 和脂肪酸之溶液聚合反應得到的共聚物製得此醇酸樹脂。 此處,這些脂肪酸經由它們的雙鍵摻入共聚物中。這些樹 脂以數個步驟製得,更特別使用大量溶劑。此外,須使用 大量的乙二醇一丁醚以得到這些分散液。類似的分散液述 於DE-A-34 32 482,但具有關於ΕΡ-Α-0 267 562中所述之 相同的缺點。 此外,EP-A- 1 578 864揭示經(甲基)丙烯酸酯聚合 物修飾的水性醇酸樹脂。此(甲基)丙烯酸酯聚合物藉使 用大量的不飽和脂肪酸酯製備。但這些分散液的複雜製備 爲其缺點。此外,所述分散液使得塗層硬度相當低。 【發明內容】 因此’就先前技藝觀之,本發明的目的係提供具有卓 越性質的塗料和塗層。更特別地,該塗料的殘留單體含量 必須非常低。此外,因此,本發明的一個目的是提供儲存 壽命和庫存壽命特別長的分散液。此外,其意圖在於,可 -8- 200932827 自此塗料得到的塗層硬度可以寬廣範圍變化。更特別地, 根據本發明的一個特別的方面,目的在於提供可形成非常 堅硬的耐刮塗層之組成物。 進一步的目的在於可自該塗料得到的塗層的耐溶劑性 高。其他目的在於提供可用以無揮發性有機溶劑得到塗料 。可由該水性分散液得到的塗層具有高耐候安定性,更特 別是高UV安定性。此外,該可自塗料得到的膜在短時間 之後具有低黏性特色。此外,本發明之塗料能夠以簡單且 花費不高的方式製備。 具有申請專利範圍第1項之所有特徵的水性分散液可 達到由簡介中討論的情況可推論或推衍出的這些目的和雖 未明示的其他目的。本發明之分散液之明智修飾受到申請 專利範圍附屬項之保護。至於製法,申請專利範圍第22 項提供下列目的的解決方案。 【實施方式】 據此,本發明提供一種水性分散液,其包含 至少一種醇酸樹脂及 至少一種具有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段的加成 聚合物,其包含以(甲基)丙烯酸酯嵌段重量計之 1重量%至30重量%衍生自烷基具有至少一個雙鍵和 8至40個碳原子的(甲基)丙烯酸酯之單元, 0.1重量%至10重量%衍生自含有酸基的單體之單元 ,和 -9- 200932827 50重量%至98.9重量%衍生自烷基具有1至6個碳原 子的(甲基)丙烯酸酯之單元。 藉根據本發明之方式,另可能得到的優點包括下列者 本發明之分散液的殘留單體含量非常低。 可自本發明之分散液得到的塗層之硬度可於寬廣範圍 變化。因此,更特別能夠得到非常堅硬的耐刮塗層。可自 本發明之分散液得到的塗層具有令人意外的高耐溶劑性, 此更特別由使用甲基異丁基酮(ΜIBK )或乙醇的試驗得 到證實。例如,在根據DIN 6886 1 - 1傢倶試驗的實驗中 ,所得塗層更特別具有卓越的分類。此處,該塗層甚至可 經非極性溶劑清潔,更特別使用清洗用的石油腦,沒有塗 層發生不可逆的損壞情況發生。 本發明之分散液以不含揮發性有機溶劑爲佳。此外, 本發明之分散液具有高度儲存安定性、長庫存壽命和極佳 的儲存性質。更特別地,實際上沒有凝聚體形成。 自水性分散液可得的塗料具有高度耐候安定性,更特 別是高UV安定性。此外,自水性分散液可得的膜在短時 間之後的黏性低。此外,本發明之塗料具有高濕膜安定性 和提高的開放時間(open time)。 此外,自本發明之分散液可得到的塗層在數種基質上 具有特別高的黏著強度、耐蝕性和耐久性。較佳塗層和經 本發明之塗料塗佈的底質可以暴於,特別是,高機械載量 而無塗層破裂情況。 -10- 200932827 本發明之分散液可以大規模地以花費不高的方式製得 。本發明之分散液對生態友善且可以安全、花費和複雜性 不高的方式製備和加工。就此點而言,本發明之分散液具 有極高的切變安定性。 本發明之水性分散液包含至少一種醇酸樹脂。長久以 ' 來已經知道醇酸樹脂,此名詞通常是指藉由縮合多元羧酸 和多元醇而得到的樹脂,這些化合物,例如,通常經長鏈 Φ 醇(脂肪醇)、脂肪酸或含有脂肪酸的化合物、脂或油修 飾(DIN 55945 ; 1 968 )。醇酸樹脂見於,例如,
Ullmann,s Encyclopaedia of Industrial Chemistry, 5 th edition,CD-ROM。如同這些慣用的醇酸樹脂,也可以使 用具有類似性質的樹脂。例如,這些樹脂類似地有高量的 基團衍生自長鏈醇(脂肪醇)、脂肪酸和含有脂肪酸的化 合物、脂或油修飾,此如前述者。然而,這些衍生物不一 定得含有高鹼價羧酸,而是可得自,例如,多元醇與異氰 0 酸酯之反應。此醇酸樹脂以經稀釋或與水混合使用爲佳。 用以製備本發明之分散液中較佳使用的醇酸樹脂之較 佳的多元羧酸包括二羧酸和三羧酸,如,酞酸、異酞酸、 5-(鈉磺基)異酞酸、對酞酸、偏苯三甲酸、1,4-環己烷 二羧酸、丁二酸、馬來酸、富馬酸、癸二酸、己二酸和壬 二酸。這些酸可以酐形式用於製備。特別佳者係使用芳族 二羧酸製備此醇酸樹脂。以用以製備樹脂之反應混合物中 所用反應物的重量計,多元羧酸的比例以在2重量%至5 0 重量%範圍內爲佳,5重量%至40重量%更佳。 -11 - 200932827 亦用以製備醇酸樹脂的是多元醇。這些醇尤其包括三 羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三羥甲基乙烷、新 戊二醇、乙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6_己二醇、 1,4-環己基二甲醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚 四氫呋喃、聚己內酯二醇、聚己內酯三醇、三羥甲基一稀 丙醚、三羥甲基二烯丙醚、季戊四醇三烯丙醚、季戊四醇 二烯丙醚、季戊四醇一烯丙醚、2-乙基-2-(羥甲基)-1,3_ 丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2,2’-雙(4-羥基環己基)丙烷(氫化 的雙酚A)、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、甘油和山梨 糖醇。其中,更特別佳者爲三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷 、季戊四醇和山梨糖醇。根據一個特別的方面,更佳者爲 具有三或更多個羥基的醇。 以用以製備樹脂之反應混合物中所用反應物的重量計 ,多元醇的比例以在2重量%至50重量%的範圍內爲佳, 5重量%至4 0重量%更佳。 此外,更特別使用脂肪酸酯製備前述醇酸樹脂。此處 ,更特別地,使用飽和和不飽和脂肪酸,更特別佳者爲包 含不飽和脂肪酸之混合物。較佳脂肪酸具有6至30,以 10至26爲佳且12至22個碳原子極佳。以用以製備樹脂 之反應混合物中所用反應物的重量計,脂肪酸的比例以在 2重量%至9 0重量%的範圍內爲佳,1 〇重量%至7 0重量% 更佳。 適當的飽和脂肪酸尤其包括辛酸、癸酸、月桂酸、肉 -12- 200932827 豆蔻酸、棕櫚酸、十七酸、花生酸、二十二酸、二十四酸 、二十六酸(cerotinicacid)、掠櫚油酸和硬脂酸。 較佳的不飽和脂肪酸尤其包括十一烯酸、棕櫚烯酸、 油酸、石油酸(elaidinic acid )、法生油酸(vaccenic • acid)、二十烯酸、二十二烯酸、芥子酸、二十四烯酸、 亞麻油酸、次亞麻油酸、花生油酸、二十碳五烯酸、鰾魚 酸和/或二十二碳六嫌酸(cervonic acid)。 0 此外,前述脂肪酸亦可以它們的酯(如,三酸甘油酯 )形式使用。 此外,前述醇酸樹脂可具有其他組份。這些包括,例 如,一鹼價羧酸、一羥基醇或使得樹脂中的基團乳化的化 合物(如,聚環氧乙烷)。此醇酸樹脂可以進一步含有羥 基羧酸,如,2-、3 -和4 -羥基苯甲酸、蓖麻油酸、二羥基 丙酸、二羥基丁二酸、二羥基苯甲酸、2,2 -二羥甲基乳酸 、2,2-二羥甲基丙酸、2,2-二羥甲基丁酸和2,2-二羥甲基 φ 戊酸。 此外,也可以使用經修飾的醇酸樹脂,其經樹脂(更 特別是松香)、苯乙烯聚合物、丙烯酸系聚合物、環氧化 物、胺基甲酸酯、聚醯胺和/或矽氧烷修飾。這些修飾可 以包括以則的專利文獻中者及在Ullmann’s Encyclopaedia of Industrial Chemistry, 5th edition,CD-ROM 中者。這些 體系中’更特別地,可以改變初乾燥、黏著強度、耐候安 定性、儲存性、耐化學品性、交聯固化(through-curing )、濕膜安定性和耐磨性。 -13- 200932827 例如,較佳地’使用經自由基加成聚合反應可得到之 聚合物修飾的醇酸樹脂。此類樹脂已由公告US 5,538,760 、US 6,369,135 和 DE-A-199 57 161 得知。 根據公告US 5,5 3 8,760和US 6,3 69,135,可得到經修 飾的醇酸樹脂的方式之一係在醇酸樹脂存在時,聚合單體 * 混合物。此處,單體混合物對醇酸樹脂的重量比以在1 〇〇 ' :1至1:4的範圍內爲佳,5: 1至1: 1更佳。 特別適合的樹脂包括DE-A- 1 99 57 1 6 1中描述之經丙 _ 烯酸酯修飾的醇酸樹脂。這些醇酸樹脂,除了醇酸核心以 外,具有藉由將(甲基)丙烯酸酯加以聚合而得到的基團 〇 這些經丙烯酸酯修飾的醇酸樹脂可先在至少一種與水 互溶的二醇中製得, (1 )至少一種含有以其總量計爲0.1重量%至1〇重 量%的懸垂和/或末端烯丙氧基的醇酸樹脂分散於水中以 得到分散液1, 0 (2)甲基丙烯酸和至少一種其他之不含羧基的烯系 不飽和單體之混合物在分散液1中接枝共聚合,得到分散 液2,和 (3 ) —次或η次 (3.1)至少一種不含酸基的嫌系不飽和單體接枝共 聚合和/或 (3·2)至少一種含酸基的烯系不飽和單體和至少一 種不含酸基的烯系不飽和單體之至少一種混合物在得自先 -14- 200932827 前方法步驟(2)或(2)至(η-1)的分散液2或2至η-1 中接枝共聚合’先決條件在於,在方法步驟(3)或其重 覆(3)至(η)中,酸基摻入的總量不超過摻入方法步驟 (2)中的酸基量之9〇莫耳%。 前述的懸垂和/或末端烯丙氧基存在於醇酸樹脂中的 量可以分別是以醇酸樹脂計之〇. 1 %至1 0%,以0.2%至9% 爲佳,0.3%至8%更佳,0.4%至7%特別佳,〇.5至6%極佳 φ 且0.6%至5重量%更特別佳。烯丙氧基的氧原子可爲將烯 丙基連接至醇酸樹脂主鏈的胺基甲酸酯基、酯基或醚基的 一部分。用以引入懸垂和/或末端烯丙基之適當化合物的 例子是烯丙醇’ 2 -羥乙基烯丙醚、3 -羥丙基烯丙醚、三羥 甲基丙烷一烯丙或二烯丙醚、甘油一烯丙或二烯丙醚、季 戊四醇一烯丙、二烯丙或三烯丙醚、甘露糖醇一烯丙、二 烯丙、三烯丙或四烯丙醚、二羥基丙酸、二羥基丁二酸、 二羥基苯甲酸、2,2·二羥甲基乙酸、2,2-二羥甲基丙酸、 φ 2,2-二羥甲基丁酸或2,2-二羥甲基戊酸的烯丙酯或烯丙基 胺基甲酸酯;其中以三羥甲基丙烷一烯丙醚爲佳。用於丙 烯酸酯之修飾,可以在一階段(2)令分散液1與甲基丙 烯酸和至少一種其他的烯系不飽和單體接枝共聚合。除了 它們的烯系不飽和雙鍵以外,其他烯系不飽和單體可以另 含有除了羧基以外的反應性官能基,反應性官能基的例子 爲異氰酸酯反應基、胺基甲酸酯反應基、Ν-羥甲基-或Ν-羥甲基醚反應基或烷氧羰基胺基反應基。此處,基本上, 在本發明之分散劑之選定的反應條件和後續儲存中,這些 -15- 200932827 反應性官能基不介入與甲基丙烯酸的羧基或存在的任何其 他反應性官能基之任何反應。符合這些要求的反應性官能 基的一個例子爲羥基。這些單體爲目前已知者,其例子見 於DE 199 57 161。更特別地,它們包括丙烯酸、甲基丙 烯酸或另一 烯系不飽和羧酸的羥烷酯 '丙烯酸酯、 甲基丙烯酸酯、檸康酸酯或乙基丙烯酸酯,其烷基具有至 多20個碳原子。 其他較佳者爲根據公告US 5,0 96,95 9可得的醇酸樹脂 。這些醇酸樹脂經環脂基多元羧酸、環己烷二羧酸修飾且 環戊烷二羧酸爲更特別適用於修飾者。 此外,可以使用經聚乙二醇修飾的醇酸樹脂。許多專 利說明書描述藉聚乙二醇(PEG )修飾,水可乳化的醇酸 樹脂之製備。大多數的方法中,約10%至30%的PEG藉轉 酯化反應或酯化反應直接摻入醇酸樹脂中(尤其可參考美 國專利案說明書 2,634,245 ; 2,853,459 ; 3,133,032 ; 3,223,659 ; 3,379,548 ; 3,437,615 ; 3,437,618 ; 10 3,442,835 ;3,457,206; 3,639,315;和德國公開說明書 14 95 032; 或英國專利說明書 1,038,696和1,044,821。 較佳之經聚乙二醇修飾的醇酸樹脂包括自公告EP-A-0 029 145已知者。根據該公告;可以先使聚乙二醇與含 有環氧基的羧酸反應。所得的反應產物於之後用以製備醇 酸樹脂。用以修飾醇酸樹脂之較佳的聚乙二醇之數均分子 量爲,如,5 00至5000克/莫耳。 特別佳之經聚乙二醇修飾的醇酸樹脂可經’如’可藉 -16- 200932827 由令甲基丙烯酸、不飽和脂肪酸和乙烯基和/或偏乙烯化 合物聚合而得的共聚物,修飾。 亦適用者爲經胺基甲酸酯基修飾的醇酸樹脂。此類型 的胺基甲酸乙酯醇酸樹脂述於包括 WO 2006/0922 1 1和 EP-A- 1 53 3 342。 根據一個較佳體系,可以使用EP-A-1 533 3 42中描述 的醇酸樹脂,其含有衍生自不飽和脂肪酸A1、脂族或芳 族或芳脂族一羧酸A2(其沒有烯系雙鍵)、環脂族二羧 酸A3或它們的酐、至少一種三羥基(以四羥基爲佳)醇 A4和芳族或脂族多官能性(更特別是二官能性)異氰酸 酯A5的單元。此胺基甲酸酯醇酸樹脂以在二階段反應中 製備爲佳,反應的第一階段中,組份A1至A4被酯化, 第一階段的產物的酸數以不超過10毫克/克爲佳,不超 過5毫克/克特別佳。第二階段中,來自第一階段之含羥 基的產物與異氰酸酯A5反應,用以提高分子量時,在反 應中添加少量(以第一階段產物質量計之至多1%,其質 量之至多0.5%較佳)的三級胺。較佳的胺基甲酸酯醇酸 樹脂之Staudinger指數(於23°C氯仿中測定)至少9立 方公分/克,以至少1 1立方公分/克爲佳。 較佳地,可以使用可藉由多元醇A ’、經修飾的脂肪 酸B’、脂肪酸C’和多官能性異氰酸酯D’反應而得的胺基 甲酸酯醇酸樹脂。經修飾的脂肪酸B’可藉由使得不飽和脂 肪酸B1’與不飽和羧酸B2’反應而製得。這些胺基甲酸酯 醇酸樹脂爲由WO 2006/09221 1已知者。經修飾的脂肪酸 -17- 200932827 B’之酸數以至少80毫克/克爲佳。特別佳地,因接枝而 提高的酸數在80毫克/克至250毫克/克的範圍內,在 1〇〇毫克/克至150毫克/克的範圍內特別佳,此酸數保 根據DIN EN ISO 2114測定。用以製備胺基甲酸酯醇酸樹 脂的脂肪酸C’的碘數以至少80克/ 100克爲佳且至少120 克/100克更佳。胺基甲酸酯醇酸樹脂之製備述於WO 2006/092211 ’ 一般而言,組份A’、B’和C’先反應,縮合 物的羥官能性以至少1.9爲佳,至少2更佳。此縮合物可 以進一步地含有衍生自多元羧酸(特別是前述的二羧酸和 三羧酸)的基團。此縮合物於之後與多官能性異氰酸酯反 應。較佳的多官能性異氰酸酯包括2,4·和2,6-二異氰酸甲 苯酯及它們的工業混合物、雙(4-異氰酸苯基)甲烷、二 異氰酸異佛爾酮酯、雙(4 -異氰酸基環己基)甲烷和ι,6_ 二異氰酸基己烷及自它們衍生的異氰尿酸酯、脲基甲酸酯 和縮二脲。 除了慣用的前述和一般使用多羧酸製得的醇酸樹脂以 外,也可以使用其他樹脂,此已述於前文中。此其他樹脂 更特別包括藉由使得多元醇與多官能性異氰酸酯反應可得 的胺基甲酸酯樹脂。較佳的胺基甲酸酯樹脂已由,例如, EP-A- 1 1 29 1 47可得知。例如,它們可藉由使得醯胺醋 二醇與多元醇和多官能性異氰酸酯反應而得。根據EP_ A- 1 1 29 1 47使用的醯胺酯二醇可藉由使得植物油與N,N_ 二烷醇胺反應而得。 據 根 Γν 數 碘 的 脂 樹 酸 醇 此 法 方 佳 較 的 明 發 本 據 根 -18- 200932827 DIN 53241)至少1克碘/ 100克,以至少ι〇克碘/ loo 克爲佳,至少1 5克碘/ 1 00克更佳。根據本發明的一特別 方面,醇酸樹脂的碘數可以在2至100克碘/ 1〇〇克醇酸 樹脂的範圍內,以15至50克碘/ 100克醇酸樹脂爲佳。 此碘數可由分散液測定,其數値以固體含量爲基礎。 明智地,此醇酸樹脂的酸數以在0.1至100毫克KOH /克的範圍內爲佳,1至40毫克KOH /克較佳且在2至 10毫克KOH /克的範圍內極佳。此酸數可根據DIN EN ISO 21 14自分散液測得,其數値以固體含量爲基礎。 此醇酸樹脂的羥數以在0至400毫克K0H /克的範圍 內爲佳,1至200毫克K0H /克較佳且在3至150毫克 K0H /克的範圍內極佳。此羥數可根據ASTM E222自分 散液測得,其數値以固體含量爲基礎。 已充分建立醇酸樹脂之製備並藉由縮合前述的醇和酸 而達成,任何修飾可於此縮合反應期間內和此縮合反應之 後進行。此處,特別參考前述文獻。 本發明之水性分散液進一步包含至少一種具有至少一 個(甲基)丙烯酸酯嵌段的加成聚合物,其包含以(甲基 )丙烯酸酯嵌段重量計之1重量%至30重量%衍生自烷基 具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的(甲基)丙烯酸 酯之單元、0.1重量%至10重量%衍生自含有酸基的單體 之單元,和50重量%至98.9重量%衍生自烷基具有1至6 個碳原子的(甲基)丙烯酸酯之單元。 所謂“具有至少一個(甲基)丙烯酸酯嵌段的加成聚 -19- 200932827 合物”是指此分散液包含藉包含至少一種(甲基)丙烯酸 酯的單體混合物之加成聚合反應得到的粒子,此聚合反應 可以單步驟或分階段進行。此加成聚合物可含有一或多種 聚合物’其可藉適當溶劑分離。所謂“嵌段”是指加成聚合 物包含至少一個具有重覆的(甲基)丙烯酸酯單元的部分 。此處’加成聚合物可由一個藉此構成的嵌段所構成或可 具有其他嵌段。以加成聚合物重量計,(甲基)丙烯酸酯 嵌段的重量比以至少1 0重量%爲佳,至少20重量%更佳 。此加成聚合物包含至少40重量%較佳,至少60重量% 更佳且至少90重量%極佳的(甲基)丙烯酸酯。 根據本發明使用之加成聚合物的(甲基)丙烯酸酯嵌 段包含以(甲基)丙烯酸酯嵌段之總重計之1 %至30重量 % (以5重量%至2 5重量%爲佳且1 〇重量%至2 0重量%更 佳)衍生自烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的 (甲基)丙烯酸酯之單元。此加成聚合物以藉自由基加成 聚合反應得到爲佳。據此,單元的重量比爲用以製備(甲 基)丙烯酸酯嵌段之對應單體的重量比之乘積。所謂的( 甲基)丙烯酸酯含括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯及此二者之 混合物。於烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的 (甲基)丙烯酸酯係醇殘基具有至少一個雙鍵和8至40 個碳原子之(甲基)丙烯酸的酯類。此烷基或醇殘基包含 10至30個碳原子較佳且12至20個碳原子更佳,此基團 可能含括雜原子,更特別是氧、氮或硫原子。此醇殘基可 以具有一、二、三或更多個雙鍵。較佳地,選擇製備加成 -20- 200932827 聚合物的聚合條件以使得在聚合反應期間內保留之醇殘基 的雙鍵比例最大。此可藉,例如,立體阻礙存在於醇殘基 中的雙鍵而達成。 用以製備此聚合物且其烷基中有至少一個雙鍵和8至 40個碳原子的(甲基)丙烯酸酯之碘數以至少40爲佳, 至少80更佳且至少140克碘/ loo克(甲基)丙烯酸酯極 佳。 此種(甲基)丙烯酸酯一般符合式(I)
其中基團R代表氫或甲基而R1代表具有8至40個碳原子 並含有至少一個雙鍵的直鏈或支鏈基團。 於烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的(甲 基)丙烯酸酯可得自,例如,(甲基)丙烯酸之酯化反應 、(甲基)丙.儲醯鹵之反應,或(甲基)丙烯酸酯與具有 至少一個雙鍵和8至40個碳原子的醇之轉酯化反應。這 些反應見於,例如,Ullmann’s Encyclopaedia of Industrial Chemistry,5th edition, CD-ROM,或 F.-B_ Chen, G. Bufkin, “Crosslinkable Emulsion Polymers by Autooxidation I”, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 30, 4571-4582 ( 1985 ) ° 適用於此目的醇尤其包括辛烯醇、壬烯醇、十一烯醇 、十二烯醇、十三烯醇、十四烯醇、十五烯醇、十六烯醇 、十七烯醇、十八烯醇、十九烯醇、二十烯醇、二十二烯 -21 - 200932827 醇、辛二烯醇、壬二烯醇、癸二烯醇、十一碳二烯醇、十 二碳二烯醇、十三碳二烯醇、十四碳二烯醇、十五碳二烯 醇、十六碳二烯醇、十七碳二烯醇、十八碳二烯醇、十九 碳二烯醇、二十碳二烯醇和/或二十二碳二烯醇。這些所 謂的脂肪醇有時可自市面購得或可得自脂肪酸,其反應見 於’例如,F.-B. Chen, G. Bufk in, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 30,4571-4582 ( 1 985 )。 更特別地’可藉此方法得到之較佳的(甲基)丙烯酸 酯包括,(甲基)丙烯酸十八碳二烯酯、(甲基)丙烯酸 十八碳三烯酯、(甲基)丙烯酸十六碳烯酯、(甲基)丙 烯酸十八碳烯酯和(甲基)丙烯酸十六碳二烯酯。 此外,於烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子 的(甲基)丙烯酸酯亦可藉由令不飽和脂肪酸與於醇殘基 具有反應基的(甲基)丙烯酸酯反應而得。更特別地,此 反應基包括羥基和環氧基。據此,也可以使用,例如,( 甲基)丙烯酸羥烷酯,如,(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、( 甲基)丙烯酸3,4-二羥丁酯、(甲基)丙烯酸2·羥乙酯、 (甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2,5-二甲基-1,6-己二醇酯、(甲基)丙烯酸1,10-癸二醇酯;或含有環 氧基的(甲基)丙烯酸酯,一個例子爲(甲基)丙烯酸縮 水甘油酯,作爲製備前述(甲基)丙烯酸酯的反應物。 用於前述(甲基)丙烯酸酯之反應之適當的脂肪酸常 爲市售品且得自天然來源。它們尤其包括十一烯酸、棕櫚 烯酸、油酸、石油酸(elaidinic acid )、法生油酸( -22- 200932827 vaccenic acid)、二十烯酸、二十二烯酸、芥子酸、二十 四烯酸、亞麻油酸、次亞麻油酸、花生油酸、二十碳五烯 酸、鰾魚酸和/或二十二碳六烯酸。 更特別地,可藉此方法得到之較佳的(甲基)丙烯酸 酯包括(甲基)丙烯醯氧基-2-羥丙基-亞麻油酸酯、(甲 基)丙烯醯氧基-2-羥丙基-次亞麻油酸酯和(甲基)丙烯 醯氧基-2-羥丙基·油酸酯。 m 不飽和脂肪酸與醇殘基具有反應基的(甲基)丙烯酸 酯之反應爲目前已知者且見MW,DE-A-41 05 1 34、DE-A-25 1 3 5 1 6、DE-A-26 38 544 和 US 5,750,75 1 ° 前述具有至少一個雙鍵的(甲基)丙烯酸酯可單獨使 用或以二或更多種(甲基)丙烯酸酯之混合物使用。 更特別地,包含高比例衍生自(甲基)丙烯醯氧基-2-羥丙基-亞麻油酸酯之單元的加成聚合物展現令人驚訝的 優點。此意謂更特別能夠得到相對耐刮、耐溶劑的塗層, Q 此塗料特別容易加工並具有令人驚訝的高儲存安定性。 更特別地,包含以衍生自於烷基具有至少一個雙鍵和 8至40個碳原子的(甲基)丙烯酸酯的單元重量計之至少 20重量% (以至少40重量%爲佳且至少50重量%極佳) 衍生自(甲基)丙烯醯氧基-2-羥丙基-亞麻油酸酯的單元 之加成聚合物,可達到這些優點。較佳地,此加成聚合物 含有以衍生自於烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原 子的(甲基)丙烯酸酯的單元重量計之45重量%至80重 量%,55重量%至70重量%更佳,之衍生自(甲基)丙烯 -23- 200932827 醯氧基-2-羥丙基-亞麻油酸酯的單元。 根據本發明的另一方面’較佳地,加成聚合物含有以 衍生自於烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的( 甲基)丙烯酸酯的單元重量計之至少5重量%(以至少10 重量°/。爲佳,至少1 5重量%更佳)之衍生自(甲基)丙嫌 醯氧基-2-羥丙基-油酸酯的單元。較佳地’加成聚合物含 有以衍生自於烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子 的(甲基)丙烯酸酯的單元重量計之15重量%至45重量 % (20重量%至35重量%更佳)的(甲基)丙烯醯氧基- 2-羥丙基-油酸酯。 此外,如果衍生自(甲基)丙烯醯氧基-2-羥丙基-亞 麻油酸酯的單元對衍生自(甲基)丙烯醯氧基-2-羥丙基-油酸酯的單元之重量比大於或等於1,則可達到特別改良 ,此重量比在8:1至1:1的範圍內更佳,5:1至3:2 特別佳。 此外,本發明之加成聚合物的(甲基)丙烯酸酯嵌段 包含以(甲基)丙烯酸酯嵌段總重計之〇.1 %至1〇重量% (以0.5重量%至8重量%爲佳且1重量%至5重量%更佳 )之衍生自含有酸基的單體之單元。含有酸基的單體是可 以較佳地以自由基方式與前述(甲基)丙烯酸酯共聚合的 化合物。此含有酸基的單體以具有2至7個碳原子和一個 鏈末雙鍵爲佳。它們包括,例如,具有磺酸基的單體,如 ,乙烯基磺酸;具有膦酸基的單體,如,乙烯基膦酸;和 不飽和羧酸,如,甲基丙烯酸、丙烯酸、富馬酸和馬來酸 -24- 200932827 。甲基丙烯酸和丙烯酸爲特別佳者。含有酸基的單體可以 單獨使用或以二、三或更多種含有酸基的單體之混合物使 用。
本發明之加成聚合物的(甲基)丙烯酸酯嵌段進一步 包含以(甲基)丙烯酸酯嵌段總重計之50重量°/。至98.9 重量% (以6 0重量%至9 5重量%爲佳,且7 0重量%至9 0 重量%更佳)衍生自烷基具有1至6個碳原子的(甲基) 丙烯酸酯。 此種(甲基)丙烯酸酯通常符合/式(11)
其中基團R代表氫或甲基且R2代表具有1至6個碳原子 ,以1至4個碳原子爲佳,的直鏈或支鏈基團。 更特別地,這些單體包括,衍生自飽和醇的(甲基) 丙烯酸酯,如,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙 酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、( 甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯和(甲基 )丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯;(甲基)丙烯酸環 烷酯,如,(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己 酯;和 衍生自不飽和醇的(甲基)丙烯酸酯,如,(甲基) 丙烯酸2-丙炔酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯和(甲基)丙烯 酸乙烯酯。 特別佳地’使用包含甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯之混合 -25- 200932827 物。因此,可能更特別地使用甲基丙烯酸甲酯和具有2至 6個碳原子的丙烯酸酯(如,丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和 丙烯酸己酯)之混合物。 除了前述單元以外,本發明之加成聚合物的(甲基) 丙烯酸酯嵌段具有衍生自共聚單體的單元。這些共聚單體 與前述的加成聚合物之單元不同,但可以與前述單體共聚 合。 它們包括,例如,烷基具有至少7個碳原子並衍生自 飽和醇的(甲基)丙烯酸酯,如,(甲基)丙烯酸2-乙基 己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-第三丁基 庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸3-異丙基庚 酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基 )丙烯酸十一烷酯、(甲基)丙烯酸5-甲基十一烷酯、( 甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸2-甲基十二烷酯 、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸5-甲基十三 烷酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸十五烷 酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸2-甲基十 六烷酯、(甲基)丙烯酸十七烷酯、(甲基)丙烯酸5-異 丙基十七烷酯、(甲基)丙烯酸4-第三丁基十八烷酯、( 甲基)丙烯酸5-乙基十八烷酯、(甲基)丙烯酸3-異丙基 十八烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸十 九烷酯、(甲基)丙烯酸二十烷酯、(甲基)丙烯酸鯨蠟 基二十烷酯、(甲基)丙烯酸硬脂基二十烷酯、(甲基) 丙烯酸二十二烷酯和/或(甲基)丙烯酸二十烷基三十四 -26- 200932827 烷基酯;(甲基)丙烯酸環烷酯,如,(甲基)丙嫌酸3. 乙嫌基環己酯、(甲基)丙嫌酸壬酯、(甲基)丙烯酸冰 片酯、(甲基)丙烯酸環烷酯,如,(甲基)丙稀酸 2,4,5-三-第三丁基-3-乙储基環己酯' (甲基)丙烯酸 2,3,4,5-四-第二丁基環己醋;(甲基)丙烯酸的腈類和其 他含氮的甲基丙烯酸酯,如’ N-(甲基丙烯醯氧基乙基) 一異丁基嗣亞胺、N-(甲基丙嫌酸氧基乙基)一(十六院 〇 基)酮亞胺、甲基丙烯醯基醯胺基乙腈、2_甲基丙嫌醯氧 基乙基甲基氰胺、甲基丙烯酸氰甲酯:(甲基)丙嫌酸芳 酯’如,(甲基)丙烯酸苯甲酯或(甲基)丙烯酸苯酯, 其中的每一個芳基可以是未經取代或經取代至多四處;含 有一或更多個(甲基)丙嫌酿氧基的(甲基)丙緒酸醋、 二(甲基)丙烯酸二醇酯,如,二(甲基)丙烯酸乙二醇 酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三 乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸四-和多乙二醇酯、(甲基 ® )丙烯酸1,3-丁二醇酯、(甲基)丙烯酸酯l,4-丁二醇醋 、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、二(甲基)丙烯酸甘 油酯;乙氧化的雙酌A的二甲基丙稀酸酯;具有三或更多 個雙鍵的(甲基)丙烯酸酯’如,三(甲基)丙烯酸甘油 酯、三(甲基)丙烯酸羥甲基丙烷酯、四(甲基)丙烯酸 季戊四醇酯和五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯; 鹵乙烯,如,氯乙烯、氟乙烯、偏氯乙烯、偏氟乙烯;( 甲基)丙烯酸雜環酯,如,(甲基)丙烯酸2-(1-咪唑基 )乙酯、(甲基)丙烯酸2-(4-嗎啉基)乙酯和1-(2-甲 -27- 200932827 基丙烯醯氧基乙基)-2-吡咯烷酮; 乙烯酯,如,乙酸乙烯酯; 苯乙烯、側鏈中具有烷基取代基之經取代的苯乙烯,如, α-甲基苯乙烯和A -乙基苯乙烯,環上具有烷基取代基之 經取代的苯乙烯,如,乙烯基甲苯和對-甲基苯乙烯,和 鹵代苯乙烯,如,一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三溴苯乙烯 和四溴苯乙烯; 雜環乙烯基化合物,如,2-乙烯基吡啶、3 -乙烯基吡啶、 2-甲基-5-乙烯基吡啶、3-乙基-4-乙烯基吡啶、2,3-二甲 基-5-乙烯基吡啶、乙烯基嘧啶、乙烯基哌啶、9-乙烯基咔 唑、3-乙烯基味唑、4-乙烯基咔唑、1-乙烯基咪唑、2-甲 基-1-乙烯基咪唑、Ν-乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基吡咯烷酮 、Ν-乙烯基吡咯烷、3-乙烯基吡咯烷、Ν-乙烯基己內醯胺 、Ν-乙烯基丁內醯胺、乙烯基茂烷、乙烯基呋喃、乙烯基 噻吩、乙烯基硫雜環戊烷、乙烯基噻唑和氫化的乙烯基噻 唑、乙烯基噁唑和氫化的乙烯基噁唑; 乙嫌酸和異平基(isoprenyl)醚; 馬來酸衍生物,如,馬來酸酐、馬來酸酯,如,馬來酸二 甲酯、甲基馬來酸酐、馬來醯亞胺、甲基馬來醯亞胺;和 富馬酸衍生物,如,富馬酸二甲酯。 衍生自共聚單體的單元之比例可以根據聚合物的所欲 用途和槪況而改變。通常,以(甲基)丙烯酸酯嵌段總重 計,此比例可以在0重量%至4 5重量%的範圍內,以2重 量%至30重量%爲佳,且3重量%至1〇重量%更佳。 200932827 塗層的耐候性更特別可藉由降低塗料和/或乳化聚合 物中的苯乙烯單體比例而降低,因此,特別地,可藉無苯 乙烯的塗料得到UV安定的塗料。根據本發明的一個特別 的修飾,此具有至少一個(甲基)丙烯酸酯嵌段的加成聚 合物含有以(甲基)丙烯酸酯嵌段總重計之不超過30重 量%爲佳(不超過1 5重量%更佳)之衍生自苯乙烯、側鏈 具有烷基取代基之經取代的苯乙烯、環中具有烷基取代基 φ 之經取代的苯乙烯和/或鹵代苯乙烯的單體。 更特別地,如果具有至少一個(甲基)丙烯酸酯嵌段 的加成聚合物所含之衍生自(甲基)丙烯酸酯之單元(其 可藉飽和脂肪酸與至少一種於醇殘基具有反應基的(甲基 )丙烯酸酯反應而得)的量不超過以(甲基)丙烯酸酯總 重計之1 〇重量%,則可得到特別的耐刮性和耐溶劑性塗層 。塗料具有的加成聚合物包含以(甲基)丙烯酸酯鏈段重 量計之0.05 %至5%爲佳(0.1 %至3重量%更佳)之衍生自 φ (甲基)丙烯酸酯之單元(其可藉飽和脂肪酸與至少一種 於醇殘基具有反應基的(甲基)丙烯酸酯反應而得),可 獲致令人驚訝的改良。此處,以使用之(甲基)丙烯酸縮 水甘油酯作爲於醇殘基具有反應基的(甲基)丙烯酸酯爲 佳。可以與醇部分包含至少一個反應基的(甲基)丙烯酸 酯(以(甲基)丙烯酸縮水甘油酯爲佳)反應的飽和脂肪 酸可包含10至26,以12至22爲佳,個碳原子。此具有 10至26個碳原子的飽和脂肪酸包括辛酸、癸酸、月桂酸 、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十七酸、花生酸、二十二酸、二十 -29- 200932827 四酸、二十六酸(cerotinic acid)、棕櫚油酸和硬脂酸。 此具有至少一個(甲基)丙烯酸酯嵌段的加成聚合物 可具有以具有至少一個(甲基)丙烯酸酯嵌段的加成聚合 物重量計之以2重量%至6 0重量%爲佳,1 〇重量%至5 0 重量%更佳且2 0重量%至4 0重量%極佳,之可於2 0 °C溶 解於四氫呋喃(THF )中者。欲測定可溶部分,已在無氧 的情況下乾燥之具有一個(甲基)丙烯酸酯嵌段的聚合物 試樣儲存於以試樣重量計爲2 0 0倍量的2 0 °C溶劑中4小時 。欲確保沒有氧存在,例如,試樣可以在氮或在減低壓力 下乾燥。之後藉如,過濾,自溶液分離不溶部分。溶劑蒸 發之後,測定殘渣重量。例如,在減低壓力下乾燥的0.5 克乳化聚合物試樣可儲存於150毫升THF中4小時》 根據本發明的一個較佳修飾,具有至少一個(甲基) 丙烯酸酯嵌段的加成聚合物可以在20°C的四氫呋喃(THF )中膨脹至少1 000%,至少1400%更佳且至少1600%極佳 。就其本身而言,未規定膨脹上限,且此膨脹以不超過 5 0 0 0 %爲佳,不超過 3 0 0 0 %更佳,且不超過 2 5 0 0 %極佳。 欲測定膨脹,已於無氧時乾燥的加成聚合物儲存於200倍 量的20°C THF中4小時。結果試樣膨脹。自上層清液溶劑 分離膨脹的試樣。之後,自試樣移除溶劑。例如,可於室 溫(20°C )蒸發大部分的溶劑。可以在乾燥烘箱(140°C )移除殘留的溶劑,此通常爲1小時。自試樣吸收的溶劑 重量和無水試樣的重量得到膨脹比。此外,自膨脹實驗之 前的試樣重量與經乾燥的試樣在膨脹實驗之後重量之間的 -30- 200932827 差値得到乳化聚合物的可溶比例。 具有至少一個(甲基)丙烯酸酯嵌段的加成聚合物的 粒子半徑可以在寬廣範圍內。因此,更特別可以使用粒子 半徑在10至500奈米(以10至100奈米爲佳,20至60 奈米更佳)範圍內的加成聚合物。粒子半徑低於50奈米 者可以有利地用於膜形成和塗覆性質。 根據本發明的一個特點,此具有具有至少一個(甲基 )丙烯酸酯嵌段的加成聚合物之粒子半徑至少50奈米。 此粒子半徑以在60奈米至5 00奈米的範圍內爲佳,70至 150奈米更佳且75至1〇〇奈米極佳。粒子的半徑可藉PCS (光子相關光譜)測定,提供的數據係關於d50 ( 50%的 粒子較小,50%較大)。此可藉由使用,例如,Beckman Coulter N5 Submicron Particle Size Analyzer 進行。藉由 使用具有前述粒子半徑的加成聚合物,令人訝異地,可改 良分散液的儲存性質。 (甲基)丙烯酸酯嵌段的玻璃轉變溫度以在-3 0 °C至 70°C的範圍內爲佳,在-20°C至40°C的範圍內更佳且在0 °C至25°C的範圍內極佳。此玻璃轉變溫度可能受到用以製 造(甲基)丙烯酸酯嵌段的單體之本質和比例的影響。聚 合物的玻璃轉變溫度’ Tg,可藉差示掃描卡計(DSC )以 已知方式測定。此外’玻璃轉變溫度Tg亦可事先藉 Fox 式約略計算。根據 Fox T.G.,Bull· Am. Physics Soc. 1,3, ρ· 1 23 ( 1 965 ),其爲 丄= 1 + 1 + ... + 1
Tg Tgl Tg2 Tg„ -31 - 200932827 其中χη代表單體η的質量分率(重量% / 100 )而Tgn代 表單體η的均聚物之玻璃轉變溫度(單位是K)。嫻於此 技藝者可於 Ρ 〇 1 y m e r Handb ο 〇k,2 nd E diti ο n, J . Wi 1 e y & Sons,New York ( 1 975 )發現其他有用的資訊,其提供大 部分常見的均聚物的Tg値。 用於許多應用和性質,未嚴格限制加成聚合物的構造 。據此,此加成聚合物可包含無規共聚物、遞變共聚物、 嵌段共聚物和/或接枝共聚物。嵌段共聚物和遞變共聚物 可得自,例如,不連續地改變鏈傳播期間内的單體組成。 根據本發明的一個較佳方面,此加成聚合物包含無規共聚 物,其中,聚合反應時的單體組成實質上固定。但是,由 於單體可具有不同的共聚參數,所以在加成聚合物的聚合 物鏈上,確實的組成會變動》 此加成聚合物可構成均勻的聚合物,例如,在水性分 散液中,形成具有一致組成的粒子。此處,加成聚合物可 由一或多種(甲基)丙烯酸酯嵌段所構成,其中包含以( 甲基)丙烯酸酯嵌段重量計之1重量%至30重量%衍生自 烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的(甲基)丙 烯酸酯之單元,〇·〗重量%至1〇重量%衍生自含有酸基的 單體之單元,和50重量%至98.9重量%衍生自烷基具有1 至6個碳原子的(甲基)丙烯酸酯之單元。 根據另一體系,此加成聚合物可構成核_殼聚合物, 其可具有一' 二、三或更多個殻。此處,(甲基)丙稀酸 酯嵌段以形成核-殼聚合物的最外殼爲佳。此殼可以藉# -32- 200932827 價鍵連接至核心或內部殼。此外,此殼亦可以聚合在核心 或內部殼上。此體系中,許多情況中,最外殼之聚合物可 以藉適當溶劑而與核分離和隔開。 (甲基)丙烯酸酯嵌段與核心的重量比可以較佳地在 2: 1至1: 6的範圍內,1: 1至1:3更佳。 此核心以由包含50重量%至1 〇〇重量%爲佳,60重量 %至90重量%更佳’之衍生自(甲基)丙烯酸酯的單元之 聚合物所形成。此處,較佳地,(甲基)丙烯酸酯的醇殘 基包含1至30個碳原子較佳,1至20個碳原子更佳且1 至1〇個碳原子極佳。更特別地,此(甲基)丙烯酸酯包 括衍生自飽和醇的(甲基)丙烯酸酯,如,(甲基)丙烯 酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、 (甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基 )丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯和(甲基)丙烯 酸己酯。 根據本發明的一個特別的體系,此核心可使用包含甲 基丙烯酸酯和丙烯酸酯之混合物製得。因此,更特別地, 使用甲基丙烯酸甲酯和具有2至6個碳原子的丙烯酸酯( 如’丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸己酯)之混合物。 此外,核心的聚合物可包括前述共聚單體。根據一較 佳修飾’核心可經交聯。此交聯可藉由使用具有二、三或 更多個自由基可聚合的雙鍵之單體達成。 核/殼聚合物的最外殼可包含15重量%至28重量°/。 衍生自於烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子之( -33- 200932827 甲基)丙烯酸酯的單元。 根據一特別方面’此核心的玻璃轉變溫度在-3 0 °c至 2 00°c的範圍內,在- 2〇°C至150°C的範圍內更佳。此殼, 其以藉加成聚合物的(甲基)丙烯酸酯嵌段形成爲佳’可 以較佳地具有玻璃轉變溫度在-3〇°C至70°C的範圍內,在-2〇°C至40°C的範圍內更佳且在〇°C至25°C的範圍內極佳。 根據本發明的一個特別方面’核心的玻璃轉變溫度可以大 於殻的玻璃轉變溫度。明智地,核心的玻璃轉變溫度比殼 的玻璃轉變溫度高至少1 〇 °C,至少2 0 °C較佳。 用於本發明之加成聚合物的碘數以在1至150克碘/ 100克聚合物的範圍內爲佳’在2至100克碘/ 100克聚 合物的範圍內較佳,在5至40克碘/ 100克聚合物的範圍 內極佳,此係根據DIN 5324 1 -1測定。此碘數可更特別地 以本發明之分散液爲基礎地測定。 明智地,此具有至少一個(甲基)丙烯酸酯嵌段的加 成聚合物之酸數在0.1至40毫克KOH /克的範圍內,以1 至20毫克KOH /克爲佳且在2至10毫克KOH/克的範 圍內極佳。此酸數可根據DIN EN ISO 21 14自分散液測得 〇 根據本發明之使用之加成聚合物的羥數以在0至200 毫克K0H /克的範圍內爲佳,1至100毫克K0H /克較佳 且在3至50毫克K0H/克的範圍內極佳。此羥數可根據 ASTM E222自分散液測得。 前述以(甲基)丙烯酸酯爲基礎的加成聚合物可以已 -34- 200932827 知方式(如’溶液、整體或乳化聚合反應)製備,其製備 以藉乳化聚合反應進行爲佳,這些方法可見於U11 mann ’ s Encyclopaedia of Industrial Chemistry, Fifth edition。 欲藉乳化聚合反應製備加成聚合物,一般的方式係製 備水相,該水相除了水以外,亦可包括典型的添加劑,更 特別是乳化劑和保護用膠體,以安定乳液。 此水相繼而與單體摻合,在水相中進行聚合反應。當 製備均勻的聚合物粒子時,此處亦可分批或連續一段時間 地添加單體混合物。 單體相於水相中之分散可使用已知試劑進行。這些包 括,更特別地,機械方法及施以超音波。 較佳地,用以根據本發明,製備加成聚合物的(甲基 )丙烯酸酯嵌段之單體混合物包含 1重量%至30重量%烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳 原子的(甲基)丙烯酸酯, 0.1重量%至10重量%含有酸基的單體,和 50重量%至9 8.9重量%烷基具有1至6個碳原子的(甲基 )丙烯酸酯。 更佳地,此單體混合物含有1至5重量%含有酸基的 單體。 均勻的乳化聚合物之製備中,較佳地,使用包含1〇 重量%至20重量%烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳 原子的(甲基)丙烯酸酯。 製備核-殼聚合物時’可以逐步改變單體混合物的組 -35- 200932827 成,較佳地,在組成改變之前,發生聚合反應至轉化率至 少80重量%至少95重量%更佳,此各者以所用的單體混 合物總重計。此處的核-殼聚合物是指藉二階段或多階段 乳化聚合反應製得的聚合物,並未具有如電子顯微鏡所示 的核-殼結構。在每一步驟偵側聚合反應之進行可藉已知 方式(例如,重力或氣相層析術)完成。 用以製備核心的單體混合物以包含50重量%至100重 量%的(甲基)丙烯酸酯爲佳,使用丙烯酸酯和甲基丙烯 酸酯之混合物特別佳。在已製得核心之後,其可接枝或聚 合在核心上,單體混合物以包含15重量%至28重量%之 烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的(甲基)丙 烯酸酯爲佳。 此乳化聚合反應的實施溫度以在〇至120 °C的範圍內 爲佳,在3 0°C至1 OOt的範圍內更佳。已經證實此處的聚 合溫度在大於60°C至低於90°C的範圍內特別有利,明智 地在大於70°C至低於85°C的範圍內,在大於75°C至低於 85°C的範圍內較佳。 以乳化聚合反應中常用的引發劑引發此聚合反應。適 當的有機引發劑是,例如,過氧化氫,如,第三丁基過氧 化氫或枯烯過氧化氫。適當的無機引發劑是氫過氧化物及 過氧基二硫酸的鹼金屬鹽和銨鹽,更特別是過氧基二硫酸 銨、鈉和鉀。適當的氧化還原引發劑系統是’例如’三級 胺與過氧化物或二亞硫酸鈉及過氧基二硫酸的鹼金屬鹽和 銨鹽之組合,更特別是過氧基二硫酸鈉和鉀。進一步細節 -36- 200932827 可見於技術文獻,更特別是H. Rauch-Puntigam, Th. V6lker, “Acryl- und Methacrylverbindungen’’, Springer, Heidelberg, 1 967 或 Kirk-Othmer,Encyclopaedia of Chemical Technology, Vol· 1,pages 386ff,J.Wiley,New York, 1 978。本發明中之特 別佳者係使用有機和/或無機引發劑。 所述引發劑可以二者個別或以混合物使用。以各階段 的單體總重計,它們的用量以〇 . 〇 5重量%至3.0重量%爲 佳。較佳地,使用半生期不同之不同聚合反應引發劑的混 合物進行聚合反應,以使得自由基流在聚合反應和不同的 聚合溫度期間內維持穩定。 批料的安定化作用以藉乳化劑和/或保護用膠體獲致 爲佳。此分散液以藉乳化劑安定爲佳,以得到低分散液黏 度。以所用單體總重計,乳化劑總量以0.1重量%至15重 量%爲佳,1重量%至1 〇重量%較佳且2重量%至5重量% 更佳。根據本發明的一個特別方面,在聚合反應期間內, 可以添加一部分的乳化劑。 特別地,適當的乳化劑是陰離子或非離子性乳化劑或 它們的混合物,更特別是 - 硫酸烷酯(以烷基具有8至18個碳原子者爲佳)、 烷基具有8至18個碳原子和1至50個環氧乙烷單元 的烷基和烷芳基醚硫酸酯; - 磺酸酯(以烷基具有8至18個碳原子的烷基磺酸酯 爲佳),烷基具有8至18個碳原子的烷芳基磺酸酯 ,磺基丁二酸與一羥基醇或烷基具有4至15個碳原 -37- 200932827 子的烷基酚之二酯和一酯;其中,適當地’這些醇或 烷基酚亦經1至40個環氧乙烷單元加以乙氧化; - 磷酸部分酯和它們的鹼金屬和銨鹽,以烷基或烷芳基 具有8至20個碳原子和1至5個環氧乙烷單元的烷 基和烷芳基磷酸酯爲佳; - 烷基聚二醇醚,以烷基具有8至20個碳原子和8至 40個環氧乙烷單元者爲佳; - 烷芳基聚二醇醚,以烷基或烷芳基具有8至20個碳 原子和8至40個環氧乙烷單元者爲佳; - 環氧乙烷/環氧丙烷共聚物,以嵌段共聚物爲佳,具 有8至40個環氧乙烷和/或環氧丙烷單元較有利。 更特別地,特別佳的陰離子性乳化劑包括,脂肪醇醚 硫酸酯、磺基丁二酸二異辛酯、硫酸月桂酯、C1 5-烷烴磺 酸酯,這些化合物通常以鹼金屬鹽,特別是鈉鹽形式使用 。這些化合物可自市面取得,更特別地,市售名爲 Disponil® FES 32、Aerosol® OT 75、Texapon® K1296 和 Statexan®Kl,銷售公司爲 Cognis GmbH, Cytec Industries,Inc. 和 Baye AG。 明智地,非離子性乳化劑包括具有3 0個環氧乙烷單 元的第三辛基酚乙氧化物和以於烷基具有8至20個碳原 子和8至40個環氧乙烷單元爲佳的脂肪醇聚乙二醇醚。 這些乳化劑可自市面取得,市售名爲Triton® X 305 ( Fluka )、Tergitol® 1 5-S-7 ( Sigma-A1 drich Cο· ) 、Marlipal® 1618/25 ( Sasol Germany )和 Marlipal®0 13/400 ( Sasol 200932827
Germany)。 較佳地,可以使用陰離子性乳化劑和非 之混合物。陰離子性乳化劑與非離子性乳化 以明智地在20 : 1至1 : 20的範圍內,以: 爲佳且1: 1至1:5更佳。已證實作爲陰離 特別適合的混合物包含硫酸酯或烷烴磺酸酯 肪醇醚硫酸酯、月桂基硫酸酯或磺酸酯,更 二酸二異辛酯,非離子性乳化劑則是烷基酚 肪醇聚乙二醇醚,其中的每一者於烷基具有 原子爲佳並具有8至40個環氧乙院單元。 適當地,乳化劑亦可以保護性膠體之混 。適當的保護性膠體包括經部分水解的聚乙 乙烯基吡咯烷酮、羧甲基-、甲基-、羥乙 纖維素、澱粉、蛋白質、聚(甲基)丙烯酸 丙烯醯胺、聚乙烯基磺酸、蜜胺-甲醛磺酸 磺酸酯、苯乙烯-馬來酸和乙烯醚-馬來酸 使用保護用的膠體,則較佳地,它們的用量 計之0.01至1.0重量%。保護用膠體可以含 開始之前的初進料中,或稱入其中。引發劑 進料中,或計量稱入其中。此外,也可以使 發劑含括於初進料中或計量稱入餘者中。 此聚合反應以藉由將批料加熱至聚合溫 引發劑(以在水溶液中爲佳)地開始爲佳。 之計量投料可分別或以混合物實施。在計量 離子性乳化劑 劑的重量比可 ί : 1 至 1:10 子性乳化劑之 ,更特別是脂 特別是磺基丁 乙氧化物或脂 8至20個碳 合物形式使用 酸乙烯酯、聚 基和羥丙基-、聚(甲基) 酯、萘-甲醛 共聚物。如果 爲以單體總量 括於聚合反應 可以含括於初 得一部分的引 度及計量稱入 乳化劑和單體 添加乳化劑和 -39- 200932827 單體之混合物的情況中,採用的方式是乳化劑和單體在聚 合反應器的混合機上流中事先混合。較佳地,在聚合反應 開始之後,未含括於初進料中之其餘的乳化劑和單體彼此 分別稱入。較佳地,可以在聚合反應開始之後的10至35 分鐘開始稱入進料。具有高比例不溶的聚合物之具有至少 一個(甲基)丙烯酸酯嵌段的加成聚合物可以前述方式得 到,已經知道用以得高分子量的反應參數。因此,更特別 地,此處省略分子量調整劑之使用。 影響調整加成聚合物之粒子半徑的方式之一係經由乳 化劑比例。此比例越高,更特別是聚合反應開始之時,得 到的粒子越小。 用以製備本發明之水性分散液,水性醇酸樹脂可以與 前述加成聚合物混合。 醇酸樹脂對以(甲基)丙烯酸酯爲基礎的加成聚合物 之重量比在寬廣範圍內,通常視所欲的性質而定。較佳地 ,以各組份的乾重計,醇酸樹脂對以(甲基)丙烯酸酯爲 基礎的加成聚合物之重量比在20: 1至1: 20的範圍內, 5 : 1至1 : 5更佳且3 : 1至1 : 3極佳。 藉本發明之方法得到的水性分散液可作爲塗料。此水 性分散液的固體含量以在1 〇重量%至70重量%的範圍內 爲佳,20重量%至60重量%更佳。
欲製備本發明之分散液,較佳地,加成聚合物分散液 動態黏度在0.1至180mPas的範圍內,1至80mPas較佳 且5至20mPas極佳,此係根據DIN EN ISO 2555於25°C 200932827 (Brookfield )測得。 此外’本發明之水性分散液可以已知方式添加添加劑 或其他組份,以使得塗料的性質符合特定要求。這些額外 物質包括,更特別地,乾燥輔助劑(稱爲乾燥劑)和流動 改良劑、顏料和染料。 特別佳地,可以將乾燥劑加至水性分散液中。更特別 地,這些乾燥劑包括有機金屬化合物,例如,過渡金屬( 如,鈷、錳、鉛和鉻)的金屬皂;鹼金屬或鹼土金屬,如 ,鋰 '鉀和鈣。可提及的例子包括萘酸鈷和醋酸鈷。此乾 燥劑可以單獨或以混合物使用,其中特別佳者特別是包含 鈷鹽、鍩鹽和鋰鹽之混合物。 較佳地,本發明之塗料的最低成膜溫度不超過5 0°C, 不超過3 5 °C特別佳且不超過 25 t極佳,此溫度可根據 DIN ISO 2 1 1 5 測定。 根據本發明的一個較佳方面,本發明之水性分散液的 碘數(根據DIN 53241)以至少1克碘/100克爲佳,至 少10克碘/100克較佳,至少15克碘/100克更佳。根 據本發明的一個特別的方面,此水性分散液的碘數在2至 1〇〇克碘/ 1〇〇克水性分散液的範圍內,在15至50克碘 / 100克水性分散液的範圍內更佳。此碘數係以分散液測 定,其數値以固體含量爲基礎。 明智地,根據本發明之水性分散液的酸數在0.1至 100毫克K0H/克的範圍內,1至40毫克K0H /克較佳 且在2至10毫克KOH /克的範圍內極佳。此酸數可根據 200932827 DIN ΕΝ ISO 2 1 14自分散液測得,其數値以固體含量爲基 礎。 根據本發明之水性分散液的羥數以在〇至400毫克 KOH /克的範圍內爲佳,i至200毫克K〇H /克較佳且在 3至150毫克KOH /克的範圍內極佳。此羥數可根據 ASTM E2 22自分散液測得,其數値以固體含量爲基礎。 本發明之水性分散液可以更特別地作爲塗料或作爲其 添加劑。這樣的材料包括,更特別地,塗漆和清漆、摻雜 用組成物、黏著劑和/或底漆系統。特別佳地,此水性分 散液可用以製造用於木材和/或金屬的塗漆、清漆或浸泡 用組成物。 自本發明之塗料可得到的塗層具以高耐溶劑性:更特 別地,僅小部分塗層被溶劑溶解。較佳地,塗層具高耐受 性,更特別地,對於甲基異丁基酮(MIBK )具有高耐受 性。因此,以MIBK處理之後的重量損失不超過50重量% ’不超過35重量%更佳。以所用塗層重量計,MIBK吸收 量以不超過3 0 0重量%爲佳,不超過2 5 0重量%特別佳。 這些値係於溫度約2 5 t且暴露時間至少4小時測定,進行 測量的塗層爲經完全乾燥的塗層。此乾燥係於,例如,氧 、空氣,存在時進行以便交聯。 自本發明之塗料得到的塗層展現高機械安定性。擺撞 硬度以至少20秒爲佳,至少25秒更佳,此係根據DIN ISO 1 5 22、測定。 下文將參考本發明之實例和比較例作說明,但不欲藉 -42- 200932827 實例限制本發明。 本發明之實例1 首先,在2升的PE燒杯中,180克丙烯酸丁酯(BA )、156克甲基丙烯酸甲酯(MMA) 、60克甲基丙烯醯氧 基-2-羥丙基-亞麻油酸酯、4克甲基丙烯酸(Μ AA )、1.2 克過氧基二硫酸銨(APS) 、12.0 克 Disponil FES 32( ^ 30°/。形式)和 359.18 克水使用1)以3-1'111^\於 400〇1?111乳 化3分鐘。此甲基丙烯醯氧基-2-羥丙基-亞麻油酸酯係藉 由使亞麻油酸與甲基丙烯酸縮水甘油酯反應而得。 具有水浴加熱設備並配備槳攪拌器的2升玻璃反應器 中加入230克水和0.3克Disponil FES 32 ( 30%形式)且 此初進料加熱至80°C並與〇.3克的過氧基二硫酸銨(APS )在10克水之溶液中摻合。添加APS的5分鐘之後,之 前製得的乳液以240分鐘時間稱入(間隔:投料3分鐘, φ 暫停4分鐘,投入剩餘物料23 7分鐘)。 投料終了之後,批料於80°C攪拌1小時。之後,其冷 卻至室溫且分散液濾經〇.〇9毫米網目尺寸的VA篩網織品 〇 製得的乳液之固體含量爲’ pH 2·6 ’黏度爲 17mPas且rN5値是75奈米。 117.15克之前製得的水性乳液與33.7克的 PU醇酸 樹脂(WorUe的市售品,品名爲Worl6e E150W)混合。 藉數個方法硏究所得塗料的性質。此處’在經乾燥的 -43- 200932827 膜上,進行有關耐溶劑性、吸水性和耐刮性的實驗。 耐溶劑性係使用甲基異丁基酮(MIBK )進行,樣品 以MIBK於室溫膨脹4小時。之後自溶劑取出樣品過移除 過量溶劑。之後,溶劑在約140°C乾燥1小時。自重量損 失計算溶劑移除的樣品比例。表1所列的結果係關於以 MIBK處理之後的塗層重量,此處亦稱爲“真實膨脹”。與 所用塗層重量相關之在MIBK中的膨脹値較低。 使用未經處理的松木固體(尺寸:45-50毫米X4 5-50 毫米xl7毫米)測定吸水性。此試樣被施以清漆層並在室 溫置於水中,僅經塗覆的面與水接觸。自試樣的重量提高 計算吸水性。 以鉛筆硬度試驗和以擺撞試驗硏究塗層的耐刮性。此 外,根據ASTM D 4752,使用丙酮和清潔用的石油腦進行 擦拭試驗。其結果不於表1。 本發明之實例2 基本上重覆本發明之實例1,但此處使用117.15克使 用甲基丙烯醯氧基-2-羥丙基-油酸酯而非甲基丙烯醯氧基-2-羥丙基-亞麻油酸酯而得的水性乳液。此處,此乳液與 33.7克的 PU醇酸樹脂(Worl6e的市售品,品名爲 WorUe E150W )混合。以此塗料得到的結果示於表1。 本發明之實例3 基本上重覆本發明之實例1,但此處使用117.15克使 -44- 200932827 用甲基丙烯酸亞麻油酸酯而非甲基丙烯醯氧基-2 -羥丙基-亞麻油酸酯而得的水性乳液。此處,此乳液與33.7克的 PU醇酸樹脂(WorlSe的市售品,品名爲WorUe E150W) 混合。甲基丙烯酸亞麻油酸酯係藉亞麻純與甲基丙烯酸甲 酯之轉酯化反應得到(請參考F. -B· chen,G· Bufkin, “Crosslinkable Emulsion Polymers by Autooxidation II”, Journal of Applied Polymer Science, Vο 1. 30,4551-4570 ( 1985))。以此塗料得到的結果示於表1。 本發明之實例4 基本上重覆本發明之實例1,但混合66.29克實例1 中製得的水性分散液和57.2克聚胺基甲酸乙酯醇酸樹脂 (WorUe的市售品,品名爲 Worl6e El 50W )。在經乾燥 的膜上,進行有關耐溶劑性、吸水性和耐刮性的實驗。其 結果示於表1。 比較例1 進一步的實驗中,未添加前述以(甲基)丙烯酸酯爲 基礎的加成聚合物地硏究實例1中使用的醇酸樹脂。在經 乾燥的膜上’進行有關耐溶劑性、吸水性和耐刮性相關的 實驗。此外’使用丙酮和清潔用的石油腦,進行擦拭試驗 。其結果示於表1。 比較例2 -45- 200932827 首先,在2升的PE燒杯中’ 216克丙烯酸丁酯(BA )、180克甲基丙烯酸甲酯(MMA) 、4克甲基丙烯酸( MAA ) 、1.2克過氧基二硫酸銨(APS ) 、12.0克
DisponilFES 3 2 ( 3 0%形式)和 3 5 9·18克水使用Ultra-Turrax於4000rpm乳化3分鐘。 具有水浴加熱設備並配備槳攪拌器的2升玻璃反應器 中加入23 0克水和0.3克Disponil FES 32 ( 30%形式)且 此初進料加熱至80°C並與0.3克的過氧基二硫酸銨(APS )在10克水之溶液中摻合。添加APS的5分鐘之後,之 前製得的乳液以240分鐘時間稱入(間隔:投料3分鐘, 暫停4分鐘,投入剩餘物料2 3 7分鐘)。 投料終了之後,批料於8(rc攪拌i小時。之後’其冷 卻至室溫且分散液濾經毫米網目尺寸的VA餘網織品 〇 在經乾燥的膜上,進行有關耐溶劑性、吸水性和耐刮 性的實驗。 -46- 200932827 表1 :性質的硏兜結果 本發明 之實例1 本發明 之實例2 本發明 之實例3 本發明 之實例4 比較例 1 比較例 2 擺撞硬度〔秒〕 53.2 25.2 41.8 25.2 13.3 7 纖硬度 3H 3H 2H 3H <6B - 在MIBK中之真實膨脹[%] 306 438 522 374 391 溶解 在MIBK中之重量損失[%] 27.6 33.8 37.9 30.1 47.7 溶解 6小時吸水率(空白値38.7%) 9.9% 14.6 13.5 12.1 14.0% 以丙酮進行的擦拭試驗[擦拭至使 膜剝離的次數] 25 27 以清潔用的石油腦進行的擦拭試 驗[擦拭至使膜剝離的次數] >50 21
本發明之實例5 基本上重覆本發明之實例1,但混合117.15克實例1 中製得的水性分散液和33.7克經胺基甲酸乙酯修飾之無 輔助溶劑的短鏈油醇酸乳液。在經乾燥的膜上,進行有關 耐溶劑性、吸水性和耐刮性的實驗。 此處,另外,根據DIN 68 86 1 - 1進行傢倶試驗。 所得結果示於表2。 本發明之實例6 基本上重覆本發明之實例5,但混合66.29克實例1 中製得的水性分散液和5 7.2克經胺基甲酸乙酯修飾之無 輔助溶劑的短鏈油醇酸乳液。在經乾燥的膜上,進行有關 耐溶劑性、吸水性和耐刮性的實驗。所得結果示於表2。 本發明之實例7 -47- 200932827 基本上重覆本發明之實例5,但混合33.7克實例1中 製得的水性分散液和117.15克經胺基甲酸乙酯修飾之無 輔助溶劑的短鏈油醇酸乳液。在經乾燥的膜上,進行有關 耐溶劑性、吸水性和耐刮性的實驗。所得結果示於表2。 比較例3 進一步的實驗中,未添加前述以(甲基)丙烯酸酯爲 基礎的加成聚合物地硏究實例5中使用的醇酸樹脂。在經 乾燥的膜上,進行有關耐溶劑性、吸水性和耐刮性的實驗 。所得結果示於表2。 表2:性質的硏,結果 本發明 之實例5 本發明 之實例6 本發明之 實例7 比較例3 擺撞硬度[秒] 14.2 15.1 18.2 12.6 在MIBK中之真實膨脹[%] 368 403 241 1024 在乙醇中之真實膨脹[%] 123 154 170 281 傢倶試驗 DIN 68861-1/48% EtOH 5 5 5 3 傢倶試驗 DIN 68861-1/15% HOAc 5 5 5 3
Claims (1)
- 200932827 十、申請專利範圍 1. 一種包含至少一種醇酸樹脂及至少一種具有至少 —種(甲基)丙烯酸酯嵌段的加成聚合物之水性分散液, 其包含以(甲基)丙烯酸酯嵌段重量計之 1重量%至3 0重量%衍生自烷基具有至少一個雙鍵和8至 40個碳原子的(甲基)丙烯酸酯之單元, 0.1重量%至10重量%衍生自含有酸基的單體之單元,和 50重量%至9 8.9重量%衍生自烷基具有1至6個碳原子的 (甲基)丙烯酸酯之單元。 2. 如申請專利範圍第1項之水性分散液,其中醇酸 樹脂可藉令多元醇與多官能性異氰酸酯反應而得。 3. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 醇酸樹脂具有衍生自芳族二羧酸的單元。 4. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 醇酸樹脂具有衍生自具有三或更多個羥基的醇之單元。 5. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 醇酸樹脂具有衍生自具有6至30個碳原子的脂肪酸之單 元。 6. 如申請專利範圍第5項之水性分散液,其中醇酸 樹脂具有衍生自具有6至30個碳原子的不飽和脂肪酸之 單元。 7. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 醇酸樹脂具有的碘數至少1〇克碘/ 100克。 8. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 -49- 200932827 醇酸樹脂具有的酸數在0_1至100毫克KOH /克醇酸樹脂 的範圍內。 9·如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 醇酸樹脂具有的羥數在1至200毫克KOH /克醇酸樹脂的 範圍內。 10.如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 醇酸樹脂是胺基甲酸酯醇酸樹脂,其可藉令多元醇A’、 經修飾的脂肪酸B’、脂肪酸C’和多官能性異氰酸酯D’反 應而得。 1 1 ·如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 具有至少一種(甲基)丙嫌酸醋嵌段之加成聚合物之粒子 半徑至少50奈米。 12. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的(甲基)丙 烯酸酯可藉令至少一種不飽和脂肪酸與至少一種在醇殘基 具有至少一個反應基的(甲基)丙烯酸酯反應而得。 13. 如申請專利範圍第12項之水性分散液,其中在 醇殘基具有至少一個反應基的(甲基)丙烯酸酯是(甲基 )丙烯酸羥烷酯或具有至少一個環氧基的(甲基)丙烯酸 酯。 14. 如申請專利範圍第12項之水性分散液,其中烷 基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的(甲基)丙烯 酸酯可藉令不飽和脂肪酸與(甲基)丙烯酸縮水甘油酯反 應而得。 -50- 200932827 15·如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 Μ有1少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物包含衍 生自(甲基)丙烯醯氧基-2_羥丙基-亞麻油酸酯、(甲基 )丙嫌_氧基-2-羥丙基-次亞麻油酸酯和/或(甲基)丙 烯醯氧基-2-羥丙基-油酸酯之單元。 1 6.如申請專利範圍第丨5項之水性分散液,其中衍 生自(甲基)丙烯醯氧基-2-羥丙基-亞麻油酸酯的單元對 衍生自(甲基)丙烯醯氧基-2-羥丙基-油酸酯的單元之重 量比大於或等於1。 17.如申請專利範圍第15項之水性分散液,其中具 有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物包含以衍 生自烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的(甲基 )丙烯酸酯之單元重量計之至少40重量%衍生自(甲基) 丙烯醯氧基-2-羥丙基-亞麻油酸酯的單元。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項之水性分散液,其中具 有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物包含以衍 生自烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的(甲基 )丙烯酸酯之單元重量計之45重量%至80重量%衍生自 (甲基)丙烯醯氧基-2-羥丙基-亞麻油酸酯的單元。 1 9.如申請專利範圍第1 5項之水性分散液’其中具 有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物包含以衍 生自烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的(甲基 )丙烯酸酯之單元重量計之至少10重量%衍生自(甲基) 丙烯醯氧基-2-羥丙基-油酸酯的單元° -51 - 200932827 20. 如申請專利範圍第19項之水性分散液’其中具 有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物包含以衍 生自烷基具有至少一個雙鍵和8至40個碳原子的(甲基 )丙烯酸酯之單元重量計之15重量%至45重量%衍生自 (甲基)丙烯醯氧基-2-羥丙基-油酸酯的單元。 21. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液’其中 具有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物包含以 (甲基)丙烯酸酯嵌段重量計之2重量%至30重量%衍生 自共聚單體之單元。 22. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 具有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物包含以 (甲基)丙烯酸酯嵌段重量計之不超過30重量%衍生自苯 乙烯、側鏈具有烷基取代基之經取代的苯乙烯、環具有烷 基取代基之經取代的苯乙烯和/或鹵化的苯乙烯之單元。 23 .如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 具有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物包含以 (甲基)丙烯酸酯嵌段重量計之不超過10重量%衍生自可 藉令飽和脂肪酸與至少一種在醇殘基具有反應基的(甲基 )丙烯酸酯反應而得之(甲基)丙烯酸酯的單元。 24.如申請專利範圍第23項之水性分散液,其中具 有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物包含以( 甲基)丙烯酸酯嵌段重量計之0.1重量%至3重量%衍生自 可藉令飽和脂肪酸與至少一種在醇殘基具有反應基的(甲 基)丙烯酸酯反應而得之(甲基)丙烯酸酯的單元。 -52- 200932827 2 5 ·如申請專利範圍第23項之水性分散液,其中飽 和脂肪酸具有10至26個碳原子。 26.如申請專利範圍第23項之水性分散液,其中( 甲基)丙嫌酸酯可藉令飽和脂肪酸與(甲基)丙烯酸縮水 甘油酯反應而得。 2 7.如申請專利範圍第丨或2項之水性分散液,其中 2重量%至60重量%的具有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌 段之加成聚合物在20°C下溶於四氫呋喃(THF)。 28. 如申請專利範圍第丨或2項之水性分散液,其中 具有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物具有核 心-殼構造。 29. 如申請專利範圍第28項之水性分散液,其中核 心包含50重量%至1〇〇重量%衍生自(甲基)丙烯酸酯的 單元。 3 0.如申請專利範圍第28項之水性分散液,其中核 心包含衍生自丙烯酸酯的單元和衍生自甲基丙烯酸酯的單 元。 31. 如申請專利範圍第28項之水性分散液,其中殻 包含15重量%至28重量%衍生自烷基具有至少一個雙鍵 和8至40個碳原子的(甲基)丙烯酸酯之單元。 32. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液’其中 具有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物包含10 重量%至20重量%衍生自烷基具有至少一個雙鍵和8至40 個碳原子的(甲基)丙烯酸酯之單元。 -53- 200932827 3 3 ·如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 具有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物之碘數 在5至40克/ 100克聚合物的範圍內。 34. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 以固體含量計,水性分散液的碘數在2至1〇〇克/100克 ‘ 分散液的範圍內。 _ 35. 如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 以固體含量計,水性分散液的酸數在0.1至1〇〇克/ 1〇〇 φ 克分散液的範圍內。 3 6 ·如申請專利範圍第1或2項之水性分散液,其中 以各組份之經乾燥的重量計,醇酸樹脂對具有至少一種( 甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物之重量比在20: 1至1 :20的範圍內。 37. —種製造如申請專利範圍第1項之水性分散液之 方法,其特徵在於製備具有至少一種(甲基)丙烯酸酯嵌 段之加成聚合物之水性分散液並與醇酸樹脂混合。 D 38. 如申請專利範圍第37項之方法’其中具有至少 一種(甲基)丙烯酸酯嵌段之加成聚合物是乳化聚合物。 39. 如申請專利範圍第37或38項之方法’其中加成 聚合物以水性加成聚合物分散液的形式與醇酸樹脂混合’ 此水性加成聚合物分散液的動態黏度在1至80mPas的範 圍內。 -54- 200932827 七、指定代表圖: (一) 、本案指定代表圖為:無 (二) 、本代表圖之元件符號簡單說明:無八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學 式:無-4-
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