JPH04502932A - カルボキシル基含有ポリマー及びエポキシド基含有架橋剤を基礎とする被覆剤及び被覆剤の製法 - Google Patents

カルボキシル基含有ポリマー及びエポキシド基含有架橋剤を基礎とする被覆剤及び被覆剤の製法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 を添加することが必要である。しかし、脂肪族エポキシドを基礎とするこのよう なエポキシド化合物は、エイムスー試験で、突然変異であることが明らかになっ た。これは、一方では、高配分のオリゴマー成分に起因するが、他方では、その 製法、すなわちエビクロロヒドリンとの反応及びこれに関するエビクロロヒドリ ンの残量に製法に起因する。毒物学的に僅かに危険なエポキシド化合物は、大抵 非常に高分子であり、かつそれゆえに僅かに反応性であるか又はこれは、ビスフ ェノールA−又はビスフェノールF−基に基づいていて、かつその黄変傾向故に 、上塗−及び澄明ラックとして使用するには、適当でない、最後に、常法により 製造されたエポキシド基含有アクリレートコポリマーは、同様に、その高い残留 モノマー含有量に基づく毒物学的理由から、不適当である。
カルボキシル基含有ポリマー及びエポキシ−架橋剤を基礎とする公知被覆剤にお ける欠点は、更に、しばしば、被覆剤の高い粘度及び従って加工に適当な粘度で の被覆剤の非常に僅かな固体含有量である。これにより、ラックフィルムの乾燥 時に、高い溶剤汚染がもたらされる。
西独特許(DE−PS)第2728459号からは、溶剤低量の焼付はラックが 公知であり、これは、カルボキシル基含有アクリレート樹脂、1分子につきオキ シラン基少なくとも2個を有するエポキシド樹脂、溶剤並びに場合により顔料、 触媒及びその他の助剤からなる。結合剤として使用するカルボキシル基含有アク リレート樹脂は、ラジカル重合を用いて、1.5〜30バールの圧力下で、16 0〜280℃の温度で、塊状で製造され、かつこれは、1.5〜2.0の僅かな ゲル透過クロマトグラフィー測定による不均一性及び数平均分子量1500〜3 000で優れている。しかし、架橋剤としては、ビスフェノールAを基礎とする 、通常使用されるエポキシド化合物、もしくはエピクロルヒドリンの使用下で製 造された化合物、もしくはエポキシド基含有アクリレートコポリマーが使用され るので、この焼付はラックも、前記した、この架橋剤により条件付けられた欠点 、例えば黄変傾向及び/又は毒性を有する。
官能基、例えばヒドロキシル−、カルボキシル−、エポキシド−、インシアネー ト−又はアミノ基を有する、僅かな分散性、500〜6000の低い数平均分子 量及び得られたアクリレートコポリマー溶液の僅かな粘度を有するアクリレート コポリマーの製造は、欧州特許(EP−A)1196901号明細書からも公知 である。このアクリレートコポリマーは、場合により圧力下で、180〜270 ℃の重合温度での連続塊状重合法を用いて製造される。
更に、欧州特許(EP−A)第96901号明細書中には、結合剤として欧州特 許(EP−A)第96901号明細書記載の方法により製造されたヒドロキシル 基含有アクリレートコポリマー及び架橋剤として尿素−、メラミン−又はベンゾ グアナミン樹脂並びにポリイソシアネート又はポリエポキシドを有する被覆剤が 記載されている。
従って、本発明は、架橋剤としてカルボキシル基含有ポリマーを基礎とする被覆 剤を提供するという課題を基本とし、この被覆剤は、自動車修理塗装に適当であ る低温(約≦80℃)で硬化可能である。更に、被覆剤は、できるだけ溶17t J希少であるべきであり、すなわちこの被覆剤は、加工に適当な粘度16〜20 sで(D I N4によるフォードカップ中、23℃で測定)、できるだけ高い 固体含有量を有するべきである。更に、被覆剤は、できるだけ毒物学的に安全で あるべきであり、すなわち殊に、できるだけ低い残留モノマー含有率を有し、か つ下塗としても上塗−及び/又は澄明ラックとしても使用でき、すなわちこの被 覆物質は、黄変傾向が非常に僅かであるか、もしくは全(ない被覆をもたらすべ きである。終わりに、この被覆剤は、良好な流展性及び垂直面でも僅かなだれ傾 向を示し、かつ良好な光沢、良好な柔軟性における高い硬度及び良好な化学薬品 安定性を有する被覆が、もたらされる。
この課題は、意外にも A)主な結合剤成分としての数平均分子量M n 500〜8000及び酸ff 1KOH15〜200mg/gを有するカルボキシル基含有ポリマー1種以上及 びB)架橋剤としてのエポキシド基含有化合物1種以上を含有する被覆剤を有す る被覆剤により解決される。
:(7)被[’Jは、エポキシド基含有化合物Btu<エホキシド含有コポリマ ーであり、数平均分子量M n 300〜5ooo、特に500〜3500及び ゲル透過クロマトグラフィー測定による不均一性(M w / M n )≦3 、有利には≦2を有し、かつ130〜350℃の温度及び1バールより上の圧力 での連続塊状重合により製造されている。
更に、本発明の対象は、被覆剤の製法並びに自動車修理塗装における、下塗、上 塗ラック又は澄明ラックとしての被覆剤の使用でもある。
最大粘度16〜20s(DIN4によるフォードカップ中、23℃で測定)で8 0重量%までの高い固体含有率を有する本発明の被覆剤は、加工可能であり、市 販の比較できる被覆剤よりも毒物学的に危険性が少なく、良好な流出及び垂直で も僅かなだれ傾向を示し、並びに低温(580℃)で硬化可能であり、かつ良好 な光沢5良好な弾性での高い硬度並びに良好な化学薬品安定性を示す被覆がもた らされることは、意外であり、予想されていなかった。
次に、先ず、架橋剤Bとして使用されたエポキシド基含有化合物の製造及び引き 続き結合剤Aとして使用されるカルボキシ基含有ポリマーの製造並びに成分A及 びBの使用下での被覆剤の製造を詳述する。
本発明による被覆剤中で架橋剤として使用されるエポキシド基含有化合物は、1 30〜350℃及び1バールより上の圧力、一般に2〜200バールの圧力、有 利には5〜120バールの圧力での連続塊状重合を用いて製造される。連続塊状 重合法は、自体公知であり、かつ例えば欧州特許(EP−A)第96901号明 細書中に記載されている。従って重合法を簡単に説明するが、詳細のためには、 欧州特許(EF’−A)第96901号を参照とする。
本発明により使用されるエポキシド基含有コポリマーの製造は、圧力装置1例え ば圧力容器、圧力容器カスケード、混合元素を有する及び有さない圧力管中でか 又は圧力管と組合せた圧力容器中で行なわれる。圧力容器は、種々異なる混合装 置、例えば撹拌機又は循環ポンプを有する混合環を備えていてよい、更に、圧力 装置は、反応器内容物の温度を調節するための装置、例えば内部冷却−もしくは 加熱コイル又は冷却−もしくは加熱ジャケットを備えている。各モノマー組成及 び各モノマーの1時間単位当たりの使用量により、重合の際に発する熱量は、重 合に必要な温度を保持することができるか、しかし又は反応帯域を加熱又は冷却 することが必要である。
重合反応を実施するために、種々異なる千ツマ−を重合反応器中に入れる前に混 合し、かつ次いでこの混合物を反応器中に配量するか、又は種々異なるモノマー を別々に、ポンプを用いて、所望の比で反応器に供給する1次いで、共重合を僅 かな内容物を有する重合反応器中で実施すると、重合の開始直後に既に安定状態 が得られる。この方法で、コポリマー型から他のものへの問題のない、かつ迅速 な変換を実施することも可能である。
重合装置中の反応混合物の滞留時間は、2〜60分である。しかし、平均滞留時 間(反応器置割る単位時間当たりに供給されるモノマー混合物の容置として定義 される)を10〜40分に保つのが有利である。
塊状重合法の有利な実施形は、西独特許出願公開(DE−O3)第302683 1号公報中に記載されるように、重合の間に、周期的圧力変動を重合反応器中に 生じさせることである0例えば周期的に不活性ガスを加圧し、かつその後に緩和 について配慮するか、もしくは例えば圧力保持を計画的に操作して調節する慣例 の装置を用いて、圧力変動の頻度1時間当たり6〜300回を有し、圧力差15 〜100パールを有する周期的圧力変動が得られる。この計画的操作は、例えば 記載の圧力範囲の振幅及び1時間当たり振動度6〜300回を有する正弦波又は ノコギリ波形を基礎とする。
重合装置の周期的圧力変動に基づき、重合atに、反応混合物をパルス的に流す ことにもなる。これによす、生じるポリマーは、種々異なる滞留時間スペクトル を有し、これは、更に、非パルス的作業法におけるよりも広い化学的及び物理的 統一性をもたらす、更に、重合装置内のパルス的流れにより、反応器中のコポリ マーの焦げ及び熱損傷が避けられる。
塊状重合反応は、開始剤なしでも、使用モノマーの重量に対して適当な開始剤0 .01〜5重量%の存在下でも実施することができる。
適当なラジカル開始剤は、次のものである;有機ペルオキシド、例えばジベンゾ イルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、クモールヒドロベルオキシド、ジ− t−ブチルペルオキシド、t−ブチルアミルペルオキシド、t−ブチルヒドロペ ルオキシド、2.2−ジ−t−ブチルペルオキシブタン、を−過安息香酸アミル 、1.3−ビス(t−ブチルペルオキシイソプロビル)−ペンゾール、ジイソプ ロピルペンゾールモノヒドロベルオキシド及びジアシルペルオキシド、例えばジ アセチルペルオキシド、ペルオキシケタール、例えば2.2−ジ(t−アミルペ ルオキシ)−プロパン及びエチル−3,3−ジー(t−アミルペルオキシ)−ブ チレート、例えばシリル置換エタン誘導体及びベンズピナコールを基礎とする非 耐熱性の高置換エタン誘導体、更に、脂肪族アゾ化合物、例えばアゾビスシクロ へキサンニトリルも使用することができる。
重合反応を重合調節剤なしに実施することは有利である。製造するエポキシド基 含有コポリマーの分子量は、一方では重合温度に応じて、及び他方では使用する エチレン性不飽和二重結合少なくとも2個を有するモノマーの量に応じて、調節 される。
重合は、溶剤の不存在下で実施するのが有利である。
重合を調節するために、溶剤を僅少量(モノマー混合物に対して20重量%まで )添加することも可能である。このためには、殊に、少なくとも1種のモノマー と反応する溶剤、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール等が適当で ある。塊状重合法により製造されるエポキシド基含有コポリマーBは、数平均分 子量300〜5ooo、有利には500〜3500及びゲル透過クロマトグラフ ィー測定による不均一性(量平均分子量M w /数平均分子量M n ) <  3、有利にはく2を有する。その際、不均一性の測定は、公知の方法(B+V ol1mart、Grundriss der makromolekular eo Chemie、E、Vollmert−Verlag、カールスルーエ1 982 、Bandlll、72 Jl(以降参N)により、ポリスチロール− 標準に対して行なう。
このエポキシド基含有コポリマーBは、a)ビニル芳瞥族炭化水素1種以上10 〜60重量%、有利には15〜50重量%、 b)1分子につきエポキシド基少なくとも1個を有するエチレン性不飽和モノマ ーi!1以上10〜50重量%、有利には15〜30重量%及び C)他のエチレン性不飽和の共重合可能モノマー5〜80重量%、有利には20 〜50重量%の共重合により製造され、その際、成分a〜Cの重量部の合計は、 それぞれ100重量%である。
成分aは、モノビニル万瞥族化合物である。これは、1分子につき、特に、炭化 水素8〜9個を有する。適当な化合物の例は、次のものであるニスチロール、ビ ニルドルオール、α−メチルスチロール、クロルスチロール、0−lm−又はp −メチルスチロール、2゜5−ジメチルスチロール、p−メトキシスチロール、 p−t−ブチルスチロール、p−ジメチルアミノスチロール、p−アセトアミド スチロール及びm−ビニルフェノール、ビニルドルオール並びに殊にスチロール を使用するのが有利である。
1分子につきエポキシド基少なくとも1個を有するモノマー(成分b)のための 例は、次のものであるニゲリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、 アリルグリシジルエーテル、グリシジルクロトノエート、グリシジル−α−エチ ルアクリレート及びクロトニルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート 及び/又はグリシジルアクリレートを使用するのが有利である。
成分Cとしては、殊に次のものが好適であるニアクリル−及びメタクリル酸のア ルキルエステル、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレ ート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソプロ ピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ )アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレ ート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アク リレート、オクチル(メタ)アクリレート、3,5゜5−トリメチルヘキシル( メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレ ート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート 、オクタデセニル(メタ)アクリレート。
有利には、このアシル−及びメタクリル酸のアルキルエステルと一緒に、更に単 独で、成分Cとして他のエチレン性不飽和モノマーを使用することもできるが、 その際、このモノマーの選択は、硬度、弾性、相客性及び極性に関する被覆剤の 所望の特性に十分に左右される。
他の適当なエチレン性不飽和モノマーの例は、次のものである:マレインー、フ マル−、テトラヒドロフタル−、クロトン−、イソクロトン−、ビニル酢酸−及 びイタコン酸のアルキルエステル、例えば相応するメチル−、エチル−、プロピ ル−、ブチル−、イソプロピル−、イソブチル−、ペンチル−、アミル−、イン アミル−、ヘキシル−、シクロへキシル−12−エチルヘキシル−、オクチル− 13,5,5−トリメチルへキシル−、デシル−、ドデシル−、ヘキサデシル− 、オクタデシル−及びオクタデセニルエステル。
更に、重合可能オレフィン性不飽和二重結合少なくとも2個を有するモノマーを 少配分使用することもできる。このモノマーの配分は、千ツマ−の全員に対して 5重量%である。適当な化合物の例は、本明細書の後の頁に記載の化合物である 。
こうして得られるエポキシド基含有コポリマーは、一般的にエポキシド当量15 0〜2000、有利には500〜1000を有する。
塊状重合に引き続き、すぐに、場合により更に存在する僅少量の千ツマ−を(例 えば蒸留して)ポリマーから除去する。溶液重合を用いるコポリマーの製造とは 対照的に、塊状重合法により製造されたコポリマーにおいては、溶剤が欠落して いることに基づき、これは、明らかに問題を生じない。
本発明の被覆剤を製造するためには、エポキシド基含有コポリマーを、通常、有 機溶剤1種以上中に溶かす1次いで、この架橋剤溶液を被覆剤の施与の直前に、 初めて結合剤溶液と混合する。
エポキシド基含有コポリマーを溶かすために適当な溶剤は、例えば次のものであ る:高置換芳誉族化合物、例えばソルベント・オクタ(Solvent Nap tha)@、重質ペンゾール(Schwerbenzol)、種々のツルペッツ (Solvesso)■−Type、種々のシェルソール(Shellsol) ■−Type及びデアソール(Deasol)、高沸点の脂肪族及び脂環式炭化 水素、例えば種々異なるテストベンジン、ミネラルテルペンチン油、テトラリン 及びデカリン並びにエステル、例えばブチルアセテート、ペンチルアセテート、 エトキシエチルプロビオネート及びl−メトキシプロピルアセテート−20種々 異なる溶剤の混合物を使用することもできることは明らかである。
本発明の被覆剤は、主な結合剤成分として、数平均分子量Mn500〜8000 及び酸価KOH15〜200 m g / g 、有利にはKOI(30〜12 0mg/gを有するカルボキシル基含有ポリマー1種以上を含有する。その際、 カルボキシル基は、カルボキシル基含有構成要素の使用により、ポリマーの形成 の際に直接導入することができる。しかし、先ず、KOH15〜200 m g  / gのOH−価を有するヒドロキシル−及び場合によりカルボキシル基含有 ポリマーを形成し、かつ第2工程で、ヒドロキシル−及び場合によりカルボキシ ル基含有ポリマーとカルボン酸無水物との反応により、カルボキシル基を完全に 又は部分的に導入することもできる。ヒドロキシル基含有ポリマーへ付加するた めに好適なカルボン酸無水物は、次のものである:脂肪族及び脂環式及び芳誉族 飽和及び/又は不飽和ジー及びポリカルボン酸の無水物、例えばフタル酸、テト ラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、コハり畿、マレイン酸、イタコン酸 、グルタル酸、トリメリット酸及びピロメリット酸の無水物並びにそのハロゲン 化又はアルキル化された誘導体。
フタル酸、テトラヒドロ−及びヘキサヒドロフタル酸の無水物並びに5−メチル へキサヒドロフタル酸無水物を使用することは、有利である。
ヒドロキシル基含有ポリマーとカルボン駿無水物との反応は、50〜140℃で 、触媒、例えば3級アミンの存在下で行なう。
カルボキシル基含有ポリマーは、カルボキシル基含有コポリマー及び/又はカル ボキシル基含有ポリエステルである。カルボキシル基含有ポリエステルは、常法 (B、Vollmerz、Grut+driss der +Iakromol ekularen Chemie、 E、Vollmert−Verlmg、カ ールスル−エ1982、Band 11.5頁以降参照)によれば、場合により 1価のアルコールと一緒になった脂肪族及び/又はl環式ジー、トリー又は高級 アルコール及び脂肪族及び/又はj11N4式カルボン酸、並びに高級カルボン 酸から形成される。
好適なアルコールの例は、次のものである:エチレングリコール、1.2−プロ パンジオール、l、3−プロパンジオール、2.2−ジメチル−1,3−プロパ ンジオール、1.2−ブタンジオール、1.3−ブタンジオール、1.4−ブタ ンジオール、1.5−ベンタンジオール、3−メチル−1,5−ベンタンジオー ル、1.6−ヘキサンジオール、2−エチル−1゜6−ヘキサンジオール、2, 2.4−)、リメチルーl。
6−ヘキサンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサン、グリセリン、ト リメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット、ジオール 及びポリオールのエーテル化生成物、例えばジー及びトリエチレングリコール、 ポリエチレングリコール、ヒドロキシピバリン酸のネオペンチルグリコールエス テル。
MMなカルボン酸の例は、次のものである:アジビンー、アゼライン−、テトラ ヒドロフタル−、ヘキサヒドロフタル−、エンドメチレンテトラフタル酸並びに そのエステル化可能誘導体。
本発明の被覆剤中で使用されるカルボキシル基含有ポリエステルは、場合により 3級アミノ基を含有していてよい、この3級アミノは1種々異なる方法で、ポリ マー中に導入されてよい、一方では、3Mkアミノ基含有カルボン酸及び/又は アルコールをポリエステル形成時に使用することができ、他方では、3級アミノ 基を第2工程で導入することもできる。これは、例えば、ヒドロキシル基含有ポ リマーと、3級アミノ基を含有するカルボン酸又は1分子につき遊離インシアネ ート基平均0.8〜1.5個、特に1個及び3級アミノ基少なくとも1個を含有 する化合物との反応により、行なうことができる。更に、カルボキシル基含有ポ リマーと、3級アミノ基の他に、更にアルコール−、チロール−又は1級又は2 11アミノ基を含有する化合物とを反応させることもできる。
しかし、この種々異なる3級アミノ基の導入法は、本明細書の後の頁に詳述する ので、ここでは、詳細に関して後記を参照とのみする。
しかし、カルボキシル基含有ポリマーとしては、カルボキシル基含有アクリレー トコポリマーを、場合によりカルボキシル基含有ポリエステルと組み合わせて使 用するのが有利である。適当なカルボキシル基含有コポリマーは、ラジカル溶液 重合を用いても、連続塊状重合を用いても製造することができる。
従って、適当なカルボキシル基含有ポリマーAは、例えば、130〜350℃の 温度、1パールより上の圧力、一般には2〜200パールの圧力、有利には5〜 120バールの圧力での連続塊状重合により、製造されるコポリマーである。塊 状重合法は、エポキシド基含有コポリマーBを製造するための塊状重合法と同様 にして行こなわれるので、ここでは、この方法の詳しい記載は省き、かつ本発明 の前の頁を参照とのみする。
塊状重合を用いて製造されるカルボキシル基含有コポリマーは、ゲル透過クロマ トグラフィー測定による不均一性(M w / M n )≦3.5、有利には ≦2及び20より低い、有利には15より低いに一値(フィケンチャーによる) 並びに酸価KOH15〜200mg/g、有利にはKOH30〜120mg/g 及びアミン価K OHO〜50 m g / g 、有利にはKOHIO〜40  m g / gを有する。
コポリマーAは、 m+)カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマー1種以上1〜30重量%、 有利には10〜25重量%、m友)アクリル−及び/又はメタクリル酸のアルキ ルエステル1種以上O〜50重量%、有利には10〜30重量%、 Is)ビニル芳誉族炭化水素1種以上5〜80重量%、有利には10〜50重量 %、 m a )ヒドロキシアルキルエステルα、β−不飽和カルボン酸1種以上0〜 40重量%、有利には5〜25重量%及び、 ms)他のエチレン性不飽和共重合可能モノマー0〜70重量% の塊状重合により製造され、その際、成分m1〜m、の重量配分の合計は、10 0重量%である。
カルボキシル基(例えば本明細書の前の頁に記載)をヒドロキシル基含有コポリ マーとカルボン酸無水物との反応により、完全に又は部分的に導入できることも 明らかである。
適当なカルボキシル基含有モノマーm1の例は、次のものである:不飽和カルボ ン酸、例えばアクリル−、メタクリル−、イタコン−、クロトン−、イソクロト ン−、アコニット−、マレイン−及びフマル酸、マレイン−及びフマル酸の半エ ステル並びにβ−カルボキシエステルアクリレート及びアクリル酸及び/又はメ タクリル酸のヒドロキシアルキルエステルとカルボン酸無水物との付加生成物、 例えばフタル酸−モノー2−メタクリロイルオキシエチルエステル。
アクリル−及びメタクリル酸の適当なアルキルエステル(成分m、)の例は、本 明細書の前の頁に、適当な成分Cとして記載した化合物である。
成分m、として適当なビニル芳書族化合物は、本明細書の前の頁に、成分aとし て前記した化合物である。
成分m4としては、1級又は2級ヒドロキシル基を有するヒドロキシアルキルエ ステルα、β−不飽和カルボン酸が使用される。1級ヒドロキシル基を有するヒ ドロキシアルキルエステルを使用することは、有利である。それというのも、こ れは、カルボン酸無水物との重合頭領反応において、より高い反応性を有するか らである0例えばカルボキシル基含有コポリマーの相客性の測定のために、ヒド ロキシル基がカルボキシル基含有コポリマー中に必要な場合、ヒドロキシアルキ ルエステルと1級ヒドロキシ基との混合物及びヒドロキシアルキルエステルと2 級ヒドロキシル基との混合物も使用できることは明らかである。
1級ヒドロキシル基を有する適当なヒドロキシアルキルエステルα、β−不飽和 カルボン酸の例は、次のものである:ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキ シプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシアミルア クリレート、ヒドロキシへキシルアクリレート、ヒドロキシオクチルアクリレー ト及び相応するメタクリレート、2級ヒドロキシル基を有する使用可能なヒドロ キシアルキルエステルの例としては、次のものが挙げられる:2−ヒドロキシプ ロピルアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、3−ヒドロキシブチ ルアクリレート及び相当するメタクリレート。
他のα、β−不飽和カルボン酸、例えばクロトン酸及びイソクロトン酸の相当す るエステルもそれぞれ使用できることは明らかである。
有利には、成分m4は、少なくとも部分的に、ヒドロキシエチルアクリレート及 び/又はヒドロキシエチルメタクリレート1モルとヒドロキシエチルカプロラク トン平均2モルからの反応生成物であってよい。
成分m4としては、少なくとも部分的に、アクリル酸及び/又はメタクリル酸と 3級α−炭化水素を有するカルボン酸のグリシジルエステルとの反応生成物も使 用することができる。著しく分枝したモノカルボン酸のグリシジルエステルは、 慣用名「カルドウラ(Cardura) Jで入手可能である。アクリル酸又は メタクリル酸と3級α−炭化水素を有するカルボン酸のグリシジルエステルとの 反応は、重合反応の前、間又は後に行なうことができる。
他のエチレン性不飽和千ツマ−m、の選択は、特に重要ではない、しかし、この モノマーの取り込みが不所望なコポリマーの特性をもたらさないよう注意しなく てはならない、従って、成分m、の選択は、弾性、硬度、相容性及び極性に関す る硬化可能組成物の所望の特性に十分に左右される。
成分m、とじて適当であるものは、例えば次のものである:アルコキシエチルア クリレート、アリールオキシエチルアクリレート及び相当するメタクリレート、 例えばブトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリ レート、3級アミノ基を有する不飽和化合物、例えばN、N’ ジエチルアミノ エチルメタクリレート、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、ビニルビロ リン、ビニルキノリン、ビニルイソキノリン、N、N’ −ジメチルアミノエチ ルビニルエーテル及び2−メチル−5−ビニルピリジン;例えばアクリルニトリ ル、メタクリルニトリル、アクロレイン及びメタクロレインのような化合物。
更に、成分m、とじては、場合により、前記したモノマー以外のものと一緒に、 重合可能二重結合少なくとも2個を有する七ツマ−も使用することができる。
適当な化合物の例は、本明細書の後の頁に記載の化合物である。二重結合少なく とも2個を有するこれらのモノマーは、僅かな配分で、有利にはモノマーの全量 に対して5重量%までの量で使用する。
カルボキシル基含有コポリマー中に3級アミノ基を取り込む場合、殊に有利であ る。それというのも、3級アミノ基は、カルボキシル基含有ポリマーとエポキシ ド基との引き続く架橋に触媒作用を及ぼし、かつ従って、このポリマーを基礎と する被覆剤の焼付は温度を低めるからである。
コポリマーが3級アミノ基を含有する場合、不飽和カルボン酸無水物、例えばマ レイン酸無水物を付加する際に、3級窒素基の触媒下で不飽和カルボン酸無水物 と反応する溶剤を使用しないことに注意すべきである。従って、アセトン、メチ ルエチルケトン並びに他のアセチル化されている溶剤を使用することはできない 、炭化水素及び極性溶剤、例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド 、n−メチルピロリドン等を使用することはできる。
3級アミノ基は、成分m、とじて3級アミノ基を有するモノマーを使用すること により、コポリマー中に導入することができる。
しかし、3級アミノ基は、ヒドロキシル−及びカルボキシル基含有ポリマーと、 1分子につき平均0.8〜1.5、特に1個の遊離イソシアネート基及び3級ア ミノ基少なくとも1個を有する化合物Vとの反応により、導入することが有利で ある。しかし、先ず、ヒドロキシル基含有コポリマーを化合物Vと反応させ、か つ次いで初めてカルボキシル基をカルボン酸無水物との反応により、コポリマー 中に導入することも可能である。この場合、前記のように、無水物との反応は、 低温で行なうことができる。
その際、化合物Vの量は、生じる樹脂がアミン価KOHO〜50 m g /  gを有するように選択する。コポリマーを、室温で硬化する被覆剤中で使用する 場合。
高いアミン価KOHIO〜40 m g / gに調節する。
3級アミノ基の導入のために使用される化合物Vは、ジイソシアネート又はポリ イソシアネートと化学量論量より少ない量の3級アミンとを反応させて製造され る。二の反応のためには、一般式N R,R,R,の3級アミンが好適であり、 その際、R3は、アルカノール基又は他のヒドロキシル基含有基を表わし、かつ R7もしくはRjは、アルキル−又はシクロアルキル基であってよい、ジアルキ ルアルカノールアミン、例えばジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノール アミン並びにそのより高い同族体もしくは異性体は、有利である。
ジー又はポリイソシアネートとしては、例えば次のものが適当である:芳瞥族イ ソシアネート、例えば2゜4−12.6−)ルイレンジイソシアネート及びその 混合物、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、m−フェニレン−1p −フェニレン、4.4’ −ジフェニル−1i、s−ナフタリン−11,4−ナ フタリン、4.4’−1ルイジンー、キシリレンジイソシアネート並びに置換さ れた芳薔族系、例えばジアニシジンジイソシアネート、4.4′−ジフェニルエ ーテルジイソシアネート又はクロルジフェニルジイソシアネート及び高官能性の 芳瞥族イソシアネート、例えばl、3.5−トリイソシアネートペンゾール、4 ゜4+、4#−トリイソシアネートトリフェニルメタン、2.4.6−トリイソ シアネートトルオール及び4゜4′−ジフェニルジメチルメタン−2,2’ 、 5.5′−テトライソシアネート;脂環式イソシアネート、例えばf、3−シク ロペンタン−11,4−シクロヘキサン−11,2−シクロヘキサン−及びイソ ホロンジイソシアネート;脂肪族イソシアネート、例えばトリメチレン−、テト ラメチレン−、ペンタメチレン−、ヘキサメチレン−、トリメチルへキサメチレ ン−1゜6−ジイソシアネート及びトリス−ヘキサメチレン−トリイソシアネー ト。
種々員なる反応性インシアネート基を存するジイソシアネート、例えばイソホロ ンジイソシアネートを使用することは、有利である。
アミンとインシアネート′間の反応は、0〜80℃、有利には20〜50℃の温 度で行なう0反応成分の量比は、形成される化合物Vが遊離イソシアネート基0 ゜8〜1.5、特に1個を含有するように選択する。
更に、ヒドロキシル−及び場合によりカルボキシル基含有コポリマーを3級窒素 原子を含有するカルボン酸と反応させることも可能である。このようなカルボン 酸の例は、次のものである:3−Itび4−ジメチルアミノ安息香酸、ピコリン 酸及びジメチルアミノサリチル酸。
最後に、コポリマーのカルボキシル基もしくは場合によりカルボン酸無水物基の 1部と、3級アミノ基の他に更にアルコール−又は1級又は21kアミノ基1個 又はチオール基1個を有する化合物との反応により、3級アミノ基をカルボキシ ル基含有コポリマー中に導入することもできる。
3級アミノ基を有するアルコールの例は、2級アミンとエポキシド化合物との付 加生成物である。適当な2級アミンの例は、次のものであるニジメチルアミン、 ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、モルホリン及びピロリド ン。
適当なエポキシド化合物の例は、次のものである:エチレンオキシド、プロピレ ンオキシド、ブチレンオキシド、スチロールオキシド及びシクロヘキセンオキシ ド。
2級アミンとエポキシド化合物との反応により得られる3級アミン基を有する適 当なアルコールは、次のものであるニジメチルアミノエタノール、ジエチルアミ ノエタノール、ジ−n−プロピルアミノエタノール、ジイソプロピルアミノエタ ノール、ジ−n−ブチルアミノエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)モル ホリン、N−(2−ヒドロキシエチル)ピペリジン、N−(2−ヒドロキシエチ ル)ピロリドン、N−(2−ヒドロキシエチル)アジリジン、N、N’ −ジメ チル−2−ヒドロキシプロピルアミン、N、N’ −ジエチル−2−ヒドロキシ プロピルアミン、トリエタノールアミン及びトリプロパツールアミン。
3級アミノ基含有アルコールのその他の例は、とニルポリマーであり、これは、 側鎖中に3級アミノ基を有していてもヒドロキシル基を有していてもよく、かつ 前記3級アミノ基含有(メタ)アクリレートモノマーと、OH−基含有モノマ− 1例えばβ−とドロキシエチル(メタ)−アクリレートとの共重合により得られ る。
3級アミノ基を含有する1級又は2級アミンの例は、次のものである:N、N’ −ジアルキルー1.3−プロピレンジアミン、例えばN、N’ −ジメチル−1 ゜3−プロピレンジアミン、N、N’ −ジエチル−1゜3−プロピレンジアミ ン及びN、N’ −ジアルキルー1.4−テトラメチレンジアミン、例えばN、 N’ −ジメチル−1,4−テトラメチレンジアミン及びN。
N′−ジメチル−1,4−テトラメチレンジアミン。
更に、N、N’−ジアルキル−1,6−ヘキサメチレンジアミン及びN−アルキ ルピペラジン並びに2−アミノピリジン、4−アミノピリジン及びN−アルキル アミノピリジンが使用される。
3級アミノ基は、種々異なる方法の組合せにより、コポリマーA中に導入できる ことが明らかである。
更に、本発明による被覆剤中で、主な結合剤成分Aとして使用されるカルボキシ ル基含有コポリマーは、ラジカル溶剤重合を用いて製造することもできる。従っ て、適当なカルボキシル基含有コポリマーは、国際公開番号WOM871020 41号を有するPCT−出願明細書中に記載のカルボキシル基含有コポリマーで もある。このカルボキシル基含有アクリレートコポリマーは、モノマーの重合に より、有機溶剤中で、70〜130℃、有利には80〜120℃の温度で、有利 にはモノマーの全量に対して重合調節剤少なくとも0.5重量%、有利には少な くとも2.5重量%の使用下で、かつ七ツマ−の全量に対して重合開始剤0゜5 〜71&量%の存在下で製造される。
重合は、使用モノマー及びカルボン酸無水物に対して不活性の有機溶剤中で実施 される。適当な溶剤の例は、次のものであるニゲリコールエーテル、例えばジグ リコールジメチルエーテル;芳誉族化合物、例えばドルオール、キジロール、ソ ルベント・ナツタ[F]、重質ペンゾール、樵々のツルペッツ(Solvess o)■−Type、種々のシェルソール(Shellsol)@ −Type及 びデアソール(Deasol)並びに高沸点の脂肪族及び1環式炭化水素、例え ば種々異なるテストベンジン、ミネラルテルペンチン油、テトラリン及びデカリ ン。
3級アミノ基のコポリマーを含有する場合、本明細書の前の頁に記載したように 、3級アミノ基の触媒下で不飽和カルボン酸無水物と反応する溶剤を使用しない ことに注意すべきである。
重合調節剤の存在下で反応を実施することは有利である。それというのも、ポリ マー溶剤の濁りを避けることができるからである。調節剤として、メルカプト化 合物は、特に好適であり、その際、メルカプトエタノールを使用することは、殊 に有利である。その他の可能な調節剤は、例えば次のものである:アルキルメル カプタン、例えばt−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、フェニル メルカプタン、オクチルデシルメルカプタン、ブチルメルカプタン、チオカルボ ン酸1例えばチオ酢酸又はチオ乳酸。
調節剤は、特に、モノマー流入物中に溶かし、かつモノマーと一緒に加える。
好適なラジカル開始剤は、塊状重合の記載で前の頁に記載した化合物である。更 に、アゾ−開始剤1例えばアゾイソブチロニトリル、2.2′−アゾビス(2− メチルブタンニトリル>、1.1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル )及び2,2′−アゾビス(2−ジメチルブタンニトリル)は、適当である。
その際、それぞれの開始剤の選択は、反応条件に左右される。モノマーの全量に 対して、メルカプタン1重量%以上を使用する場合、酸化されていない開始剤を 使用することが有利である0重合のために使用される溶剤の1部に溶かされた開 始剤を、重合反応の間に徐々に供給する。開始剤流入は、後重合相聞で良好な作 用を得るためにも、モノマー流人より約0.5〜1時間長くかかるのが有利であ る。存在する反応温度下で、長い半減期を有する開始剤を使用する場合は、開始 剤を前装入することもできる。
カルボキシル基含有コポリマーは、次に記載の:I+)カルボキシル基含有モノ マー1種以上O〜30重量%、有利には5〜20重量%、 1、〉場合により、重合可能オレフィン性不飽和二重結合少なくとも2個を有す るモノマー1種以上3〜30重量%、有利には5〜25重量%以上及び1、)他 の重合可能不飽和モノマー少なくとも40重量% の溶液重合により製造することができ、その際、成分J、〜1.の重量部の合計 は、それぞれ100重量%である。
重合可能二重結合少なくとも2個を有する千ツマ−1!の使用により、カルボキ シル基含有コポリマーの特性、例えば可溶性を目的に応じて調節することができ る。しかし、その製造の際に重合可能二重結合少な(とも2個を有するモノマー を使用しないコポリマーも、本発明による被覆剤に適当であることは明らかで成 分l、としては、一般式: [式中、R−H又i*CH,、x−0、NR’ 、S (R′ミH、アルキル、 アリール)、nw2〜8]を使用することができる。
このような化合物の例は、次のものである:ヘキサンジオールジアクリレート、 ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチ レングリコールジメタクリレート、ブタンジオールアクリレート、ブタンジオー ルジメタクリレート、ヘキサメチレンビスメタクリルアミド、トリメチロールプ ロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート及び同様 の化合物。
多重結合不飽和上ツマ−の組合せ物も使用できることは明らかである。
他の可能な成分l、は、カルボン酸と重合可能オレフィン性不飽和二重結合及び グリシジルアクリレート及び/又はグリシジルメタクリレートとの反応生成物7 ある0重合可能二重結合金有不飽和アルコールを用いてエステル化したポリカル ボン酸又は不飽和モノカルボン酸も成分l!として使用することができる。更に 、ジオレフィン、例えばジビニルペンゾールも使用することができる0重合可能 オレフィン性不飽和二重結合少なくとも2個を有するモノマーとしては、ポリイ ソシアネートと、重合可能二重結合含有不飽和アルコール又はアミンとの反応混 合物を使用することもできる。この例としては、ヘキサメチレンジイソシアネー ト1モルとアリルアルコール2モルからの反応生成物が挙げられる。多重結合エ チレン性不飽和モノマーは、有利には、1500より少ない、有利には1000 より少ない平均分子量を有する、ポリエチレングリコール及び/又はポリプロピ レングリコールと、アクリル酸及び/又はメタクリル酸からのジエステルであっ てよい。
適当なカルボキシル基含有モノマー(成分1+)の例は、塊状重合を用いて製造 したカルボキシル基含有コポリマーの記載において、本明細書の前の頁で既に前 記した化合物である。
成分l、の選択は、弾性、硬度、相容性及び極性に関する被覆剤の所望の特性に 十分に左右される0次のものが適当である:ビニル芳誉族化合物、ヒドロキシア ルキルエステルα、β−不飽和カルポン酸、アルキルエステルα、β−不飽和化 合物、3級アミノ基を有するモノマー及びその他のエチレン性不飽和モノマー、 並びにこれらの千ツマ−の組合せ物、適当な化合物の例は、カルボキシル基含有 塊状ポリマーの記載の際に、本明細書の前の頁で既に前記した化合物である。更 に、カルボキシル基含有コポリマーに関する詳細に関しては、このコポリマーが 詳述されている、国際公開番号WO第87102041号を有するPCT−出願 明細書を参照とする。
塊状重合を用いて製造されるコポリマーと同様に、溶液重合を用いて製造された コポリマーにおいても、カルボキシル基含有モノマーの使用及び/又はヒドロキ シル基含有コポリマーへのカルボン酸無水物の付加により、本明細書の前の頁に 記載したように、カルボキシル基を導入することができる。場合により存在する 3級アミノ基も、本明細書の前の頁で前記したような種々異なる技術で、コポリ マー中に導入することができる。
溶液重合を用いて製造したカルボキシル基含有コポリマーは、通常、数平均分子 量1500〜6000、酸価K OH15〜200 m g / g 、有利に はKOH30〜120mg/g及びアミン価KOHO〜50mg/g、有利には KOHIO〜40mg/gを有する。
最後に、主な結合剤成分Aとしては、未公開西独特許(DE)第3918669 号明細書中に記載のカルボキシル基含有コポリマーも適当である。
このカルボキシル基含有コポリマーは、数平均分子量2000〜8000、酸価 KOH15〜200mg/g、有利にはKOH30〜120mg/g及びアミン 価K OHO〜50 m g / g 、有利にはKOHIO〜40mg/gを 有する。このカルボキシル基含有コポリマーは、次のようにして製造できる:I )ラジカル溶液重合を用いて、130〜200℃、有利には150〜180℃の 温度で、 r+)α−位で分枝した、1分子につきC−M子5〜15個を有する脂肪族モノ カルボン酸のビニルエステル1種以上5〜25重量%、有利には10〜19重量 %、 ri)ビニル芳沓族炭化水素1種以上10〜50重量%、有利には20〜45重 量%、 rs)ヒドロキシアルキルエステルα、β−不飽和カルボン酸1種以上5〜40 重量%、有利には15〜35重量%、 rm)カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマー及び/又は他のエチレン性 不飽和の共重合可能子ツマーO〜40重量% から(ここで、成分子、〜r4の重量部の合計は、それぞれ100重量%である )、ヒドロキシル基−及び場合によりカルボキシル基含有コポリマーが製造され 、かつ II)場合により、工程Iで得られるコポリマーとカルボン酸無水物とを反応さ せる(ここで、使用したカルボン酸無水物の量は、生じるコポリマーが酸価KO H15〜200mg/g、 IFT’lJi:i*Ko)430〜120 m  g / gを有するように選択する)。
その際、成分子、〜r、の溶液重合は、一般的に、加工すべきモノマー量に対し て0.1〜5.0重量%、有利には加工すべきモノマー量に対して2重量%まで のラジカル開始剤の存在下で実施する。調節剤及び開始剤の添加並びに適当な調 節剤及び開始剤の例は、溶液重合に関する記載で、本明細書の前の頁に記載され ている。適当な溶剤は、本明細書の前の頁に記載されている。
種々異なる使用モノマーの反応性に基づいて、得られるコポリマーの特性のため に、重合−が次のようにして実施されることが重要である: 先ず、反応器中に、全使用溶剤量の1部と一緒になった成分子1を、全使用量の 少なくとも60重量%、有利には100重量%装入し、かつそれぞれの反応温度 まで加熱する。溶剤の残量を、前記したように、特に触媒と一緒に、徐々に供給 する。場合により更番;存在する残量の成分子、並びに通常のモノマー(成分子 1、r、及びrm)を、全成分のための同じ長さの七ノマー添加時間(一般的に 2〜10h、アクリレート共重合のためと同様に通常である)にわたり、前装入 した成分子1に、次のようにして供給する: i)単位時間当たりに加える、場合により更に存在する成分子+の量(すなわち 前装入していない成分子1の残量)は、千ツマー添加時間内で、一定であるか、 又は減少させるが、その際、減少させる変法が有利である。一定の添加量の場合 、成分子、を成分子、及びr4と一緒に供給するのが有利である。
ii)単位時間当たりに加える成分子、及びr、の量はモノマー添加時間内で、 一定である。
1ii)単位時間当たりに加える成分子、の量は、モノマー添加時間内で、次の ように変化する;最初の3分の1のモノマー添加時間内での成分子、の全添加量 は、成分子、の全量の15〜30重皿%、有利には18〜26重量%である。第 2の3分の1の千ツマー添加時間内で、成分子、の全量の25〜40重量%、有 利には30〜38重量%、及び最後の3分の1のモノマー添加時間内で、成分子 、の全量の35〜60重量%、有利には40〜50重量%供給し、ここで、第1 、第2及び第3の3分の1における添加量の合計は、100重量%であることは 明らかである。
単位時間当たりに添加する成分子、の量の変化のために、種々の可能性が生じ、 それぞれの3分の1で、合計して、前記の全添加量が守られることだけが決定的 である。従って、例えば単位時間当たりに添加する成分子、の量を工程的に変化 させる可能性が生じる。
添加量をそれぞれ変化させる工程の数は、任意に選択することができる。従って 、例えば成分子工の単位時間当たりの添加量は、第2の3分の1の開始時及び/ 又は第3の3分の1の開始時にのみ増加することができる。こうして、3分の1 内で、単位時間当たりの添加量は、それぞれ一定である。しかし、単位時間当た りに添加する成分子1の量を連続的に変化させることも可能であるが、これは、 莫大な工程数の特別な場合に相当する。
前記の方法における成分の添加は、想定されるように共重合を促進し、かつ単独 成分の単独重合を減少させる。付加的に、非常に僅かなモノマー残量を有するコ ポリマーが得られ、これは、高い固体含有率を有する澄明溶液を生じる。
こうして得られた、場合によりカルボキシル基を含有するコポリマーは、平均分 子量1500〜8000(数平均分子量)及びOH−価KO)130〜200m g/g、有利にはKOH70〜150mg/gを有する0次いで、こうして得ら れたヒドロキシル基含有及び場合によりカルボキシル基含有コポリマーを第2工 程で、カルボン酸無水物と反応させて、相当するカルボキシル基含有コポリマー にする。その際使用するカルボン酸無水物の量は、得られるコポリマーが酸価K OH15〜200mg/g、有利にはKOH30〜120 m g / g及び OH−価KOHO〜60mg/gを有するように選択する。カルボキシル基含有 コポリマーの数平均分子量は、2000〜8000である。
この有利な変法の他に、ヒドロキシル基含有コポリマー(工程Iで得られる)へ のカルボン酸無水物の付加により、コモノマーのカルボキシル基少なくとも1部 を導入することは、重合の際に直接、成分子4として、相当量のカルボキシル基 含有上ツマ−を添加することにより、カルボキシル基をコポリマー中に取り込む 可能性を生じることが明らかである。
場合により存在する3級アミノ基は、本明細書の前の頁に記載のような種々異な る方法で、コポリマー中に導入することかできる。
この溶液重合法で使用される成分子、〜r、について、次のように詳述する: 成分子1として、モノカルボン酸のビニルエステル、有利にはα−位で分枝した 1分子につきC−原子5〜15個を有するモノカルボン酸のビニルエステルを使 用する0分枝鎖状モノカルボン酸は、ギ酸又は−酸化炭素及び水とオレフィンと を液体強酸触媒の存在下で反応させることにより得られる;オレフィンは、パラ フィン性炭化水素、例えば鉱油フラクションからの分解生成物であってよく、か つ分枝鎖状又は直鎖状の非環状及び/又は脂環式オレフィンを含有していてよい 。
このようなオレフィンとギ酸もしくは一酸化炭素および水との反応の際に、特に 4級炭素原子に接してカルボキシル基が存在しているカルボン酸からの混合物が 生じる。他のオレフィン性出発物質は、例えば次のものである;プロピレントリ マー、プロピレンテトラマー及びジイソブチレン、ビニルエステルは、自体公知 の方法で、例えば、酸から、酸とアセチレンとを反応させることにより製造する こともできる。
良好な相容性故に、α−C−原子で分枝している、C−原子9〜11個を有する 飽和脂肪族モノカルボン酸のビニルエステルは、有利である。更に、p−3級ブ チル−安息香酸のビニルエステルは、殊に有利である。他の好適なビニルエステ ルの例は、ビニルアセテート及びビニルプロピオネートである。
成分子、〜r4として適当な化合物の例は、カルボキシル基含有溶液ポリマーに 関する記載において、前の頁で既に前記した化合物であり、その際、ただし、成 分子4としては、重合可能二重結合少なくとも2個を有するモノマーを使用しな い。
この記載のカルボキシル基含有ポリエステル及び/又はコポリマー以外に、数平 均分子量500〜8000及び酸価KoH15〜200mg/gを有する他のカ ルボキシル基含有ポリマーも、これが所望の被覆剤の特性をもたらす限り、使用 することができる。
この被覆剤は、カルボキシル基含有コポリマー(成分A)を被覆剤の全量に対し て10〜70重量%の量で含有する。エポキシド基含有コポリマー(成分B)は 、通常、被覆剤の全量に対して10〜50重量%の量で、使用する。有機溶剤の 含有率は、被覆剤全量に対して20〜50重量%である。
場合により、被覆剤は、更に、架橋触媒を含有していてよい、ここ7は、殊に次 のものが適当である23級アミン、4級アンモニウム化合物、例えばベンジルト リメチルアンモニウムヒドロキシド及びベンジルトリメチルアンモニウムクロリ ド、特異なりロム化合物並びにスズ化合物、既に3級アミノ基がアクリレートコ ポリマー中に取り込まれている多くの場合、架橋触媒の使用が無駄であることは 、明らかである。内部又は外部架橋触媒の使用により、低い焼付は温度及び短い 焼付は時間が得られる。特に、架橋触媒は、ジーもしくはポリエトキシ成分及び 結合剤成分の全量に対して、0.5〜10重量%の量で使用する。
更に、本発明による被覆剤は、通常の顔料及び充填剤を、通常量、有利には全組 成に対して0〜60重量%で、並びに更に通常の助剤及び添加剤、例えば平滑剤 、シリコン油、可塑剤、例えばリン酸エステル及びフタル酸エステル、粘度調節 添加剤、つや消し剤、UV−吸収剤及び紫外線吸収剤を、通常量、有利には全組 成に対して0〜10重量%で含有していてよい。
この被覆剤は、スプレー、フローコーティング、浸漬、ローラーコーティング、 ドクタ又ははけ塗りによりフィルム状の基質上に塗布することができ、その際、 引き続きフィルムは、硬化して、密着する被覆になる。
本発明による被覆剤は、自動車塗装のために及び(硬化成分の相応する選択によ り20〜80℃の低い硬化温度を使用することができる場合(前記参照))殊に 自動車車両の補修塗装のために適当である。その際、本発明による被覆剤を下塗 、上塗−又は澄明ラックとして使用する。
本発明による被覆剤は、結合剤及び架橋剤を場合により溶剤の添加下で混合する ことにより製造される。
結合剤又は架橋剤に、場合により顔料及び/又は充填剤を常法(分散、溶解等) により、添加することができる。場合により、使用されるその他の添加物を、結 合剤又は架橋剤にも完成被覆剤にも添加することができる。
従って、本発明の目的は、 A)主な結合剤成分としての数平均分子量M n 500〜8000及び酸価K OHI 5〜200mg/gを有するカルボキシル基含有ポリマー1種以上及び B)架橋剤成分としてのエポキシド基含有化合物1種以上 を含有する被覆剤の製法でもあり、これは、結合剤成分A及び架橋剤Bを被覆剤 の施与直前に初めて混合するものであり、これは、エポキシド基含有化合物Bが エポキシド基含有コポリマーであり、数平均分子量Mn300〜5000、有利 には500〜3500及びゲル透過クロマトグラフィー測定による不均一性(M w/Mn)≦3、有利には≦2を有し、かつ130〜350℃の温度及び1バー ルより上の圧力での連続塊状重合により製造されることを特徴とする。
本発明で使用される成分及びこの方法の実施の記載に関しては1本明細書の前の 頁を参照とする。
本発明を次の例で詳述する。1部」及び1%」に関する記載は、特に記載のない 限り、r重量部」及び「重量%」を表わす。
1.1.エポキシド架橋剤の製造 スチロール 15部 グリシジルメタクリレート 40部 n−ブチルアクリレート 45部 からの混合物を連続圧力オートクレープ中で230℃まで加熱する0反応混合物 の滞留時間は、10分である0重合装置中の圧力を周期的振動性圧力調節により 。
15〜32パールの範囲に保つ、引き続き、反応混合物を静的混合機(stat ischen Mischer)により、後重合のために、200℃で、15分 間加圧する0次いで、未反応子ツマ−を真空下で留去する。
次いで、エポキシド樹脂をブチルアセテート中80%に溶かす、得られた樹脂溶 液は、DIN4フォードカップ中、23℃で測定して、粘土25sを有する。
得られたエポキシド樹脂は、固体樹脂に対し316エポキシド当量、数平均分子 量1200及びB、Vollmert。
Grundriss der makromolekularen Chemi e、E、VollmertVerlag、カールスルーエ1982、BandI  I I。
72頁以降に記載のポリスチロール−標準に対する方法により測定される不均一 性Mw/Mn 1.9を有する。
11.1.カルボキシル基含有結合剤成分Aの製造攪拌機、蒸気暖熱基及び水滴 分離機を有する4−1−重結合容器中に、ヘキサヒドロフタル酸無水物482. 2部、1.4−シクロヘキサンジカルボン酸585.3部、トリメチロールプロ パン611.8部、ヘキサンジオール−1,6123,1部、メチルジェタノー ルアミン155.2部、安息香酸79.6部、イソノナン酸206.1部、キジ ロール87.8部及びトリイソデシルホスファイトを加え、かつゆっくり加熱す る。最大190℃の温度で酸価KOH9,1mg/g及び粘度4.2dPas  (ブチルグリコール中50%)まで濃縮し、引き続き冷却し、かつ130℃で、 キジロール387.4部を用いて溶かす、この溶液に、ヘキサヒドロフタル酸無 水物367.0部、キジロール80.9部及びトリイソデシルホスファイト0. 742部を加える。無水物の添加を80℃で、酸価KOH69,4mg/g及び 粘度8dPas (ブチルグリコール中50%)に達するまで行なう、その後に 、キジロール718.6部及びS−ブタノール182.1部を用いて溶かす、こ うして得られたポリエステルは、固体59.7%、酸価KOH67mg/g(固 体)、アミン価KOH31mg/g、粘度(オリジナル)27.5dPas及び 色数1〜2(ガードナー−ホルト)を有する。
11.2.カルボキシル基含有結合剤成分Bの製造攪拌機、還流冷却器、モノマ ー流入口2個及び開始剤流入口1個を有する4−1−高級鋼性重合容器中に計り 入れ、かつ100″′Ctで加熱する:キシロール484.0部及びl−メトキ シプロピルアセテート−2161,0部。
モノマー流入口A中に計り入れるニ ジメチルアミノエチルメタクリレートgo、o 部キジロール 90.0 部 l−メトキシプロピルアセテート−230,0部。
モノマー流入口B中に計り入れる: メチルメタクリレート143.0 部 n−ブチルアクリレート120.0 部シクロへキシルメタクリレート 120 .0 部4−ヒドロキシブチルアクリレート 120.0 部ヒドロキシエチル メタクリレート 120.0 部ジビニルペンゾール(エチルスチロール中62 %)97.0部 メルカプトエタノール 22.4 部 トリイソデシルホスファイト 0.24部。
開始剤流入口中に計り入れる: 2.2′−アゾビス(2−メチルブタンニトリル)19、2部 キジロール 58.0部 1−メトキシプロピルアセテート−219,2部。
全ての流入の開始を同時に開始し、双方のモノマー流入物を3hかかって同様に 供給し、開始剤流入物を3.75hかかって供給する0重合の間、容器の温度を 108〜100℃に保つ、その後に、更に2h、後重合する。こうして得られた アクリレート樹脂溶液は、固体51%及び粘度24dPasを有する。ここでヘ キサヒドロフタル酸ヒドリド169.0部を加え、かつ100℃でアクリレート 樹脂を加える。水性及びアルコール性KOH中の酸価測定が同じ価を生じた後に 。
溶剤を留去することにより、固体55〜56%まで凝縮し、かつ引き続きS−ブ タノールを用いて固体含有率51%まで希釈する。こうして得られたアクリレー ト樹脂溶液は、酸価K O872m g / g及び粘度27dPas並びにア ミン価KOH28,6mg/gを有する。
11.3.カルボキシル基含有結合剤成分Cの製造攪拌機、還流冷却器、モノマ ー流入口2個及び開始剤流入口1個を有する4−4−高級鋼性重合容器中に計り 入れ、かつ100℃まで加熱する:キシロール382.0部及びl−メトキシプ ロピルアセテート−2382,0部。
モノマー流入口A中に計り入れるニ ジメチルアミノエチルメタクリレート82.0部へキサヒドロフタル酸モノ−2 −メタ クリルオキシエチルエステル 350.0部キジロール 100.0部 l−メトキシプロピルアセテート−2100,0g。
モノマー流入口B中に計り入れるニ ブチルメタクリレート 148.0部 n−ブチルアクリレート124.0部 シクロへキシルメタクリレート 124.0部ヒドロキシプロピルメタクリレー ト 72.0部ジビニルペンゾール(エチルスチロール中62%)100.0部 メルカプトエタノール 24.0部 トリイソデシルホスファイト 0.53部。
開始剤流入口中に計り入れる: 2.2′−アゾビス(2−メチルブタンニトリル)20.0部 キジロール 40.0部 I−メトキシプロピルアセテート−240,2部。
モノマー流人の開始は同時に開始し、開始剤流入は10分後に開始する。双方の 七ツマー流入物を3hかかつて同様に供給し、開始剤流入物を3.75hかかつ て供給する0重合の間、容器の温度を108〜100℃に保つ、その後に、更に 2h、後重合する。溶剤の留去により、固体的60%まで濃縮し、その後にS− ブタノールを用いて希釈する。こうして得られたアクリレート樹脂溶液は、固体 51%及び酸価KOH67m g / g並びにアミン価KOH34mg/gを 有する。
Il、4.カルボキシル基含有結合剤成分りの製造攪拌機、還流冷却器及び流入 装置を有する4−β−高級鋼性重合容器中に、シェルソールA@ CCs−C6 −アルキル置換された1瞥族化合物の混合物)425゜75部及びα−C−M子 で枝分かれしている、C−M千生に10個を有する飽和脂肪族モノカルボン酸の ビニルエステルの市販混合物400部を装入し、かつ170℃まで加熱する。
モノマータンクI中に計り入れ、かつ混合する:ヒドロキシエチルメタクリレー ト 600.0部n−ブチルアクリレ−)−250,0部N、N’ −ジメチル アミノエチルメタクリレート150.0部 ブチルメタクリレート 200.0部 トリイソデシルホスファイト 4. litモノマータンクIl中に計り入れ、 かつ混合するニスチロール 400部。
開始剤タンク中に計り入れ、かつ混合する:ジクミルペルオキシド 22.0部 シェルソールA@ 66.0部 モノマータンク!及び開始剤タンクの中の内容物を4.5時間かかって同様に供 給する。モノマータンクIIの内容物を4.5時間かかって、最初の90分で1 00部、全流入時間の91〜180分で140部及び残りの流入時間で160部 のスチロールを供給する。
流入の間、容器中の温度を165〜170℃に保つ。
流入の終了後に、1時間かかってもう1回、開始剤タンクから ジクミルペルオキシド 5.0部 シェルソニルA@ 15.0部 を供給する。その後に、この温度で更に2h、後重合する。その後に、キジロー ル361部を用いて溶かす。
このコポリマー溶液の非揮発性成分(lh、130℃)は、70%であり、溶液 (ブチルアセテート中50%)の粘土は、23℃で3.25dPasである。
このアクリレート樹脂溶液1325.0部を攪拌機及び還流冷却器を有する4− 2−高級鋼性容器中に計り入れる。ヘキサヒドロフタル酸無水物221.4部の 添加後に、130℃まで加熱し、かつアルコール性及び水性媒体中の酸価が同じ であり、かつKOH70〜72mg/gになるまでこの温度に保つ、コポリマー 溶液をキジロール221.25部を用いて、固体65%まで溶かし、かつS−ブ タノール321.5部を用いて更に希釈する。
このコポリマー溶液の非揮発性成分(lh、130℃)は、55%であり、溶液 (ブチルアセテート中50%)の粘度は、23℃で24.5dPasである(I CI−プレート−円錐(Platte Kegel)−粘度)。
コポリマーは、酸価KOH70mg/g及びアミン価KOH24mg/gを有す る。
11.5.カルボキシル基含有結合剤成分Eの製造攪拌機、還流冷却器及び流入 装置を有する4−l−高級鋼性容器中に、シェルソールA@ (Cs−C1−ア ルキル置換1瞥族化合物の混合物)419.75部及びα−C−原子のところで 枝分かれしている、C−M千生に10個を有する飽和脂肪族モノカルボン酸との ビニルエステルの重版混合物300部を装入し、かつ170℃まで加熱する。
モノマータンクI中に計り入れ、かつ混合する:ヒドロキシエチルメタクリレー ト 700.0部n−ブチルアクリレート 200.0部メチルメタクリレート  200.0部 メルカプトエタノール 20.0部。
千ツマータンクII中に計り入れ、かつ混合するニスチロール 600sl!。
開始剤タンク中に計り入れ、かつ混合するニジクミルペルオキシド 26.0部 シェルソールへ6 78.0部。
モノマータンクI及び開始剤タンクの内容物を4゜5時間かかって同様に供給す る。モノマータンクIIの内容物を4.5時間かかつて、最初の90分で100 部、全流入時間の91−180分で140部及び残りの流入時間で160部のス チロールを供給する。流入の間、容器中の温度を165〜170℃に保つ、流入 の終了後に、1時間かかつてもう1回、開始剤タンクから、 ジクミルペルオキシド 5.0部 シェルソールA@ 15.0部 を配量する。その後に、この温度で更に2h、後重合する。引き続き、キジロー ル427.3部及びl−メトキシプロピルアセテ−)−2427,3部を用いて 溶かす、このポリマー溶液の非揮発性成分(lh、130℃)は、60%であり 、溶液(ブチルアセテート中50%)の粘度は、23℃で10.80dPasで ある(ICI−プレート−円錐−粘度)。
このアクリレート樹脂溶液1560.0部を攪拌機及び還流冷却器を有する4− 1−高級鋼性容器中に計り入れる。ヘキサヒドロフタル酸無水物222.7部の 添加後に、130℃まで加熱し、かつアルコール性及び水性媒体中の酸価が同じ であり、かつKOH70〜72 m g / gになるまでこの温度に保つ。
引き続き、60℃まで冷却し、かつN、N’ −ジメチルエタノールアミン及び インホロンジイソシアネートからのl:1−付加生成物296.6部並びにジブ チルスズジラウレート12.9部を加える。遊離イソシアネートが検出されなく なるまで、温度を60℃に保つ、コポリマー溶液をS−ブタノール462.3部 を用いて、固体50%まで希釈する。こうして得られたコポリマー溶液は、酸価 KOH63mg/g、粘度8.5dPas及びアミン価KOH24mg/gを有 する。
1」に」− 第1表に記載の量で、エポキシド架橋剤とカルボキシル基含有結合剤成分とを混 合することにより、ラック1〜4を製造する。ラックをブチルアセテートを用い て、DIN4中23℃で測定して、流出粘度258に調節する。ラックを湿潤フ ィルム厚100μmで、ガラス板上に塗布し、種々異なる条件下に乾燥させ、か つ次いで評価する。その際、乾燥を a)室温で2日間貯蔵、又は b)60℃で30分及び引き続き室温で1h貯蔵、又は c)100℃で30分及び引き続き室温で1h貯蔵することにより行う。
得られた被覆を室温(乾燥a)で乾燥する際、2hより少ない時間の後に、すで に、ダスト不合及び不幻着性を示した。更に、この被覆は、乾燥法a、b又JJ Cで、それぞれ良好なベンジン安定性、高い光沢並υに良好な柔軟性における高 い硬度を示した。
第1表ニ ラック1〜4の重量部における組成 ラック1 ラック2 ラック3 ラック4架橋剤 50 25.3 10 25 .3結合剤成分A 55 結合剤成分B129 結合剤成分C42,6− 結合剤成分D 28.5 − 結合剤成分E 44.45 店 手続補正書(暉) (よ び 1、事件の表示 PCT/EP 901011.73 2、発明の名称 カルボキシル基含有ポリマー及びエポキシド基含有架橋剤を基礎とする被覆剤及 び被覆剤の製法3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 ビーニーニスエフ ラック ラント ファルベン アクチェンゲゼルシ ャフト 4、代理人 住所 〒100 東京都千代田区丸の内3丁目3番1号6、補正の対象 明細書及び請求の範囲 7、 補正の内容 l)請求の範囲を別紙のとおり補正する。
2)明細書の1頁2〜4行目の発明の名称[カルボキシル基・・・・・・・・・ その使用」を「カルボキシル基含有ポリマー及びエポキシド基含有架橋剤を基礎 とする被覆剤及び被覆剤の製法Jと補正する。
3)同1頁8行目のrカルボキシル基含有ポリマー」を、rカルボキシル基含有 コポリマー1種以上及び/又はカルボキシル基含有ポリエステル」と補正する。
4)同5頁1行目のrカルボキシル基含有ポリマー」を、rカルボキシル基含有 コポリマー1種以上及び/又はカルボキシル基含有ポリエステル」と補正する。
5)同5頁9〜IO行目の「圧力での・・・・・・されている、」を次に記載の ように補正する。
「圧力で、 a)ビニル芳沓族炭化水素1種以上10〜60重量%、有利には15〜50重量 %、 b)1分子につきエポキシド基少なくとも1個を有するエチレン性不飽和千ツマ ー1種以上10〜50重量%、有利には15〜30重量%及び C)他のエチレン性不飽和の共重合可能上ツマー5〜80重量%、有利には20 〜50重量%の連続塊状重合(ここで成分a ”−cの重量部の合計がそれぞれ 100重量%である)により製造されている。」 請 求 の 範 囲 l。
A)主な結合剤成分としての数平均分子量Mn500〜8000及び酸価KOH I 5〜200mg/gを有するカルボキシル基含有コポリマー1種J!J:  T//シζ基−カルボキシル基含有ポリエステル1種以上及び B)架橋剤としてのエポキシド基含有化合物1種以上 を含有する被覆剤において、エポキシド基含有化合物Bは、エポキシド基含有コ ポリマーであり、数平均分子量M n 300〜5000、有利には500〜3 500及びゲル透過クロマトグラフィー測定による不均一性(M w / M  n )≦3、有利には≦2を有し、かつ130〜350℃の温度及び1バールよ り上の圧力で工 a ビニル 香 化水素1種以上10〜60重量0゜、有利には15〜50重量 %、 b) 1 子につきエポキシド基少なくとも1個をるエチレン性不飽和千ツマー 1種以上lO〜50重量%、Jには15〜30重量0o びCのエチレン性不飽 和の共重合可能上ツマー5〜80重量%、 利には20〜50重量%されている ことを特徴とする被覆剤。
2゜ A)主な結合剤成分としての数平均分子量Mn500〜8000及び酸価KOH I 5〜200mg/gを有する ルポキシル基含有コポリマー1種よIll  ff/’ζ艮エカルボキシル基含有ポリエステル1種以上及び B)架橋剤としてのエポキシド基含有化合物1種以上 を含有し、ここで成分A及び架橋剤Bを被覆剤の施与直前に初めて混合する被覆 剤の製法において、エポキシド基含有化合物Bは、エポキシド基含有コポリマー であり、数平均分子量Mn300〜5000、有利には500〜3500及びゲ ル透過クロマトグラフィー測定による不均一性(M w 7M n )≦3、有 利には≦2を有し、かつ130〜350℃の温度及び1パールより上の圧力で工 a)ビニル 智族 化水素1種以上lO〜60重量O0、有利には15〜50重 量%、 b 1 子につきエポキシド基少なくとも1個を有 るエチレン性不飽和千ツマ ー1種以上10〜50 量% 有利には15〜30重量%及びC)他のエチレン 性不飽和の共重合可能モノマー5〜80重量%、有利には20〜500〜50重 量いることを特徴とする被覆剤の製法。
一旦一、請求項1記載の被覆削土tLヱゑ1自動車修理塗装の製法。
4、請求項1記載の被覆剤を塗布する、自動車系塗装の製法。
国@tI査磐失 SA 北3J13

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.A)主な結合剤成分としての数平均分子量Mn500〜8000及び酸価K OH15〜200mg/gを有するカルボキシル基含有ポリマー1種以上及びB )架橋剤としてのエポキシド基含有化合物1種以上を含有する被覆剤において、 エポキシド基含有化合物Bは、エポキシド基含有コポリマーであり、数平均分子 量Mn300〜5000、有利には500〜3500及びゲル透過クロマトグラ フィー測定による不均一性(Mw/Mn)≦3、有利には≦2を有し、かつ13 0〜350℃の温度及び1バールより上の圧力での連続塊状重合により製造され ていることを特徴とする被覆剤。
  2. 2.A)主な結合剤成分としての数平均分子量Mn600〜8000及び酸価K OH15〜200mg/gを有するカルボキシル基含有ポリマー1種以上及びB )架橋剤としてのエポキシド基含有化合物1種以上を含有し、ここで成分A及び 架橋剤Bを被覆剤の施与直前に初めて混合する被覆剤の製法において、エポキシ ド基含有化合物Bは、エポキシド基含有コポリマーであり、数平均分子量Mn3 00〜5000、有利には500〜3500及びゲル透過クロマトグラフィー測 定による不均一性(Mw/Mn)≦3、有利には≦2を有し、かつ130〜35 0℃の温度及び1バールより上の圧力での連続塊状重合により製造されているこ とを特徴とする被覆剤の製法。
  3. 3.エポキシド基含有コポリマーBを a)ビニル芳香族炭化水素1種以上10〜60重量%、有利には15〜50重量 %、 b)1分子につきエポキシド基少なくとも1個を有するエチレン性不飽和モノマ ー1種以上10〜50重量%、有利には15〜30重量%及び c)他のエチレン性不飽和の共重合可能モノマー5〜80重量%、有利には20 〜50重量%の塊状重合(ここで成分a〜cの重量部の合計がそれぞれ100重 量%である)により製造する、請求項1記載の被覆剤又は請求項2記載の方法。
  4. 4.エポキシド基含有コポリマーBを、エチレン性不飽和モノマーとしてグリシ ジルメタクリレートの使用下で製造する、請求項1から3までのいずれか1項記 載の被覆剤又は方法。
  5. 5.エポキシド基含有コポリマーBを、エチレン性不飽和モノマーとしてアクリ ルー及び/又はメタクリル酸のアルキルエステルの使用下で製造する、請求項1 から4までのいずれか1項記載の被覆剤又は方法。
  6. 6.エポキシド基含有コポリマーBは、エポキシド当量150〜2000、有利 には500〜1000を有する、請求項1から5までのいずれか1項記載の被覆 剤又は方法。
  7. 7.結合剤Aとして使用するカルボキシル基含有ポリマーは、酸価KOH30〜 120mg/gを有する、請求項1から6までのいずれか1項記載の被覆剤又は 方法。
  8. 8.結合剤Aとして使用するカルボキシル基含有ポリマーは、アミン価KOHO 〜50mg/g、有利にはKOH10〜40mg/gを有する、請求項1から7 までのいずれか1項記載の被覆剤又は方法。
  9. 9.結合剤Aとして使用するカルボキシル基含有ポリマーは、先ずOH−価KO H30〜200mg/gを有するヒドロキシル基含有ポリマーを製造し、次いで 引き続きカルボン酸無水物と反応させて相当するカルボキシル基含有ポリマーに する、請求項1から8までのいずれか1項記載の被覆剤又は方法。
  10. 10.結合剤Aとして使用するカルボキシル基含有ポリマーを同様に、130〜 350℃の温度及び1バールより上の圧力での連続塊状重合により製造する、請 求項1から9までのいずれか1項記載の被覆剤又は方法。
  11. 11.結合剤Aとして使用するカルボキシル基含有ポリマーは、カルボキシル基 含有ポリエステルである、請求項1から9までのいずれか1項記載の被覆剤又は 方法。
  12. 12.結合剤Aとして使用するカルボキシル基含有ポリマーは、カルボキシル基 含有コポリマー1種以上とカルボキシル基含有ポリエステル1種以上との混合物 である、請求項1から9までのいずれか1項記載の被覆剤又は方法。
  13. 13.結合剤Aとして使用するカルボキシル基含有ポリマーは、ラジカル溶液重 合により製造されたコポリマーである、請求項1から9までのいずれか1項記載 の被覆剤又は方法。
  14. 14.被覆剤は、 A)カルボキシル基含有結合剤Aを被覆剤の全量に対して10〜70重量%、 B)エポキシド基含有架橋剤Bを被覆剤の全量に対して10〜50重量%、 C)1種以上の有機溶剤を被覆剤の全量に対して20〜50重量%及び D)顔料及び充填剤を被覆剤の全量に対して0〜60重量%及び E)慣例の助剤及び添加剤を被覆剤の全量に対して0〜10重量% 顔有する、請求項1から13までのいずれか1項記載の被覆剤又は方法。
  15. 15.請求項1及び3から14までのいずれか1項記載の被覆剤の、自動車修理 塗装のための使用。
  16. 16.請求項1及び3から14までのいずれか1項記載の被覆剤の、自動車系塗 装のための使用。
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