JPH0525338A - 塩素化エチレンコポリマーラテツクス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 有機溶媒を実質的に含まず、基質に適用する
塗料の製造に有用である安定なバインダーラテックスに
おいて、最高１６重量％の酢酸ビニル及び任意に５−１
５重量％のアクリル酸又はメタクリル酸を含む塩素化エ
チレン酢酸ビニルコポリマー樹脂、塩素化エチレン酢酸
ビニルコポリマー樹脂の顕微鏡的粒子を被覆し、それに
よって粒子の凝集を防ぐためのポリオキシエチレンのア
ルキル又はアリールエステル、ポリオキシエチレン−ポ
リオキシプロピレン付加物のアルキル及び／又はアリー
ルエステル、アルキルフェノキシポリオキシエチレン又
はアルキルフェノキシポリオキシプロピレン−ポリオキ
シエチレン付加物、あるいはこれらの混合物である非イ
オン性界面活性剤、及び水を含むことを特徴とするラテ
ックス。 【効果】 健康及び環境に有害な有機溶媒を含まず、安
定な塗膜を形成する塗料を調製することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】本発明は、塗料の調製に使用される、実
質的に有機溶媒を含まない安定なラテックスを目的とす
る。

【０００２】例えば船舶用塗料配合物に使用される、塩
素化ゴムバインダーを含む塗料は、実質的量の有機溶媒
をも含む。ある種の有機溶媒に伴う健康上の危険性及び
環境上の制約から、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の濃度
が低い塗料、あるいは実質的に有機溶媒を含まない塗料
が必要とされる。しかしペイントなどの塗料に使用する
場合に、バインダーを溶解又は分散するための有機溶媒
を添加しないと、バインダーの十分な溶解又は分散を保
つのが困難である。従って、実質的に有機溶媒を含まな
い安定な塩素化ゴムラテックスから導いた低ＶＯＣ塗料
が必要とされる。

【０００３】

【発明の概略】本発明は、実質的に有機溶媒を含まず、
基質に適用する塗料の調製に有用である安定なバインダ
ーラテックスにおいて、最高１６重量％の酢酸ビニル及
び任意に５−１５重量％のアクリル酸又はメタクリル酸
を含み、エチレン／酢酸ビニルコポリマー樹脂の塩素化
前のメルトフローインデックスが少なくとも１５００ｇ
／１０分である塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー樹
脂を１００重量部、塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマ
ー樹脂の顕微鏡的粒子を被覆し、それによって粒子の凝
集を防ぐための、ポリオキシエチレンのアルキル又はア
リールエステル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロ
ピレン付加物のアルキル及び／又はアリールエステル、
アルキルフェノキシポリオキシエチレン又はアルキルフ
ェノキシポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン付
加物、あるいはこれらの混合物から成る群より選んだ非
イオン性界面活性剤を、塩素化エチレン酢酸ビニルコポ
リマー樹脂１００重量部当たり６−１４重量部、及び水
を含むことを特徴とするラテックスに関する。

【０００４】この安定なラテックスは、高剪断乳化機中
で有機前−エマルシヨン溶媒中の塩素化エチレン酢酸ビ
ニルコポリマー樹脂の溶液に水及び非イオン性界面活性
剤を加えることにより製造する。水の量を徐々に増加さ
せると、最初に形成される高粘度の油−中−水型エマル
シヨンが低粘度水−中−油型エマルシヨンに転化され
る。有機前−エマルシヨン溶媒を除去し、塩素化エチレ
ン酢酸ビニルコポリマー樹脂の安定なラテックスを得
る。

【０００５】

【発明の詳細な記述】バインダー材料として使用される
塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂は、任意にア
クリル又はメタクリル酸を共重合させたエチレン／酢酸
ビニルコポリマー樹脂から製造し、１９６５年に改訂さ
れたＡＳＴＭ Ｄ−１２３４−６５Ｔ（条件Ｅ）に従っ
て決定したメルトフローインデックスが少なくとも１，
５００〜１０，０００ｇ．／１０分であり、酢酸ビニル
含有量が最高１６重量％、通常７−１６重量％である。
コポリマー中の酢酸ビニルの量が約１６重量％以上の場
合、配合物は加工が困難となる。通常の方法によるエチ
レン／酢酸ビニルコポリマー樹脂の塩素化の後、塩素化
エチレン／酢酸ビニルの塩素含有量は約３０−６５重量
％、好ましくは３５−６０重量％である。

【０００６】塩素化エチレン／酢酸ビニルコポリマー樹
脂は、酢酸ビニル含有量が１６重量％以下の二元又は三
元ポリマーのエチレン／酢酸ビニルコポリマー樹脂を、
例えば四塩化炭素又はメチレンクロリドなどのコポリマ
ー樹脂用の有機溶媒中に溶解し、得られた溶液に塩素化
剤（塩素ガス）を加えて塩素化エチレン／酢酸ビニルコ
ポリマーを形成することから成る方法により製造する。
この方法で使用する塩素ガスの量は、必要な塩素化度に
より決定する。一般にエチレン／酢酸ビニルコポリマー
樹脂１重量部当たり約０．５−２重量部の塩素ガスを使
用してコポリマーに所望量の塩素を導入する。

【０００７】任意に塩素化エチレン／酢酸ビニルコポリ
マーは、アクリル酸又はメタクリル酸の単位を含む三元
ポリマーであることができる。一般に約５−１５重量
部、好ましくは７−１３重量部のアクリル酸又はメタク
リル酸を導入して三元ポリマーとする。アクリル酸又は
メタクリル酸は側鎖カルボキシル基を与え、それはコポ
リマー上の硬化部位として働く。アクリル酸又はメタク
リル酸の量の上限は、三元ポリマーをベースとする皮膜
配合物の所望の保存寿命により決められ、下限は適度な
硬化を行う能力を基にする。

【０００８】二元ポリマー、エチレン／酢酸ビニル及び
三元ポリマー、エチレン／酢酸ビニル／メタクリル酸又
はアクリル酸を含む塩素化エチレンコポリマーは、転相
法により安定なラテックスとする。可塑剤などの他の任
意の成分を含む塩素化エチレンコポリマーは、好ましく
は沸点が水より低い、例えばメチルエチルケトン又は四
塩化炭素などの有機溶媒と溶液を形成する。本発明の安
定なラテックスの形成においては、固体塩素化エチレン
コポリマーを前−エマルシヨン溶媒中に溶解することが
でき、又は有機溶媒中に溶解した塩素化ポリマーの溶液
を使用することもできる。このポリマーと界面活性剤の
溶液及び他の成分は、高剪断乳化装置で配合し、そこに
水を徐々に加えて水量を増加させる。最初得られる混合
物は高粘度の油−中−水型エマルシヨンを形成し、水を
加え続けると混合物は低粘度の水−中−油型エマルシヨ
ンに転化する。有機前−エマルシヨン溶媒を常法、例え
ば真空蒸発などのストリッピング法により蒸発させる。

【０００９】本発明で使用する界面活性剤は、塩素化エ
チレン酢酸ビニルコポリマー樹脂１００部当たり約６−
１４重量部、通常８−１２重量部の量でラテックス中に
添加、混合する。安定なラテックスを形成するのに使用
する界面活性剤は、すべての非イオン性フェノール系又
はエステル界面活性剤であり、ポリオキシエチレン又は
ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン付加物のア
ルキル又はアリールエステル、あるいはアルキルフェノ
キシポリオキシエチレン又はアルキルフェノキシポリオ
キシプロピレン−ポリオキシエチレン付加物であること
ができる。ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン
付加物のアルキル−アリール混合エステルが好ましい。
一般にアルキルフェノキシ界面活性剤のアルキル基の炭
素数は３−１５、通常７−１０であり、一般にエステル
界面活性剤のアルキル基の炭素数は１０−２４、好まし
くは１６−２０であり、アリールエステル界面活性剤の
アリール基の炭素数は８−１５、好ましくは８−１０で
ある。界面活性剤は、塩素化エチレン／酢酸ビニル樹脂
の顕微鏡的粒子を被覆し、粒子が凝集するのを防ぐ。代
表的な界面活性剤には、アルキルフェノキシポリオキシ
エチレン−ポリオキシプロピレン（Ａｔｌａｓ Ｇ ４
８０９^R）及びポリオキシエチレン−ポリオキシプロピ
レンソルビタンリノレン酸フタル酸エステル（Ａｔｌａ
ｓ Ｇ １３５０^R）ならびにアルキルフェノキシポリ
オキシエチレン、ポリオキシエチレンノニルフェノール
（Ｓｕｐｅｒｏｎｉｃ ＮＰ１２^R及びＳｕｐｅｒｏｎ
ｉｃＮＰ１５^R）であり、それらはすべてＩｍｐｅｒｉ
ａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入
手できる。

【００１０】通常好ましい方法として、塩素化エチレン
／酢酸ビニルコポリマー樹脂用の疎水性可塑剤を樹脂に
添加、混合する。これらの可塑剤は低分子量の化合物で
あり、塩素化脂肪族炭化水素又はポリマーエステルであ
る。これらの可塑剤は、液体又は固体として、塩素化ポ
リマー１００部当たり約２０−６０部、好ましくは３０
−５０部の量で、塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー
樹脂を入れた高剪断ミキサーに加える。約２０部以下の
可塑剤を使用すると塗膜は脆くなる。６０部以上の可塑
剤を使用すると塗膜が柔らかく、傷がつき易い。分子量
が３００−２０００、好ましくは４００−１０００で、
塩素含有量が２０−７０重量％、好ましくは５０−６５
重量％の塩素化脂肪族炭化水素が好ましい。ポリマーエ
ステルの数平均分子量は約３００−２０００である。可
塑剤の分子量が高すぎると、フィルムは正しく融合しな
い。塩素化脂肪族炭化水素の塩素量は、塩素化炭化水素
が塩素化ポリマーと相溶性かどうかにかかわるので重要
である。ラテックス配合物中で使用することができる塩
素化脂肪族炭化水素可塑剤には、炭素数が２０−３５の
パラフィン混合物から誘導され、分子量が約５３０で塩
素含有量が４２重量％でありＩｍｐｅｒｉａｌ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手できるＣｅ
ｒｅｃｌｏｒ４２^Rなどの塩素化パラフィン、塩素含有
量が７０重量％の塩素化パラフィンであるＣｅｒｅｃｌ
ｏｒ７０又は７０Ｌ^R、塩素含有量が５２重量％の塩素
化パラフィンであるＣｅｒｅｃｌｏｒ５２^Rがある。ラ
テックス中で使用できる他の塩素化パラフィンに、塩素
含有量が４８重量％で分子量が６３５の塩素化パラフィ
ン系可塑剤である“Ｃｈｌｏｒｏｗａｘ５０^R”、塩素
含有量が６０重量％の”Ｃｈｌｏｒｏｗａｘ６０−７０
^R”塩素化パラフィン系可塑剤、及び塩素含有量が３９
重量％で分子量が５４５の“ＣｈｌｏｒｏｗａｘＬ
Ｖ^R”パラフィン系可塑剤が含まれる。ラテックス中で
使用することができるポリマーエステルの代表的可塑剤
は、一般にグリコールと長鎖飽和又は不飽和脂肪酸の反
応生成物、例えばエチレン、プロピレン又はペンタエリ
スリトールグリコールとステアリン酸、リノレン酸、パ
ルミチン酸及びカプリン酸の反応生成物である。塩素化
脂肪族炭化水素可塑剤が、塩素化コポリマーラテックス
から生成された塗膜の感水性に悪影響を与えないので好
ましい。

【００１１】上記のラテックスは、常法により、例えば
ボールミル上で充填剤を添加することにより、実質的に
溶媒を含まない透明又は着色塗料に調製することができ
る。塗料中に使用する顔料は、塗料で従来使用されたい
かなる種類の顔料であることもでき、例えば酸化鉄、酸
化鉛、クロム酸ストロンチウム、二酸化チタン、硫酸バ
リウムが含まれ、又カドミウムイエロー、カドミウムレ
ッド、クロムイエローなどを含む有色顔料、ならびにア
ルミニウムフレーク及び亜鉛末などの金属顔料であるこ
ともできる。従来の充填剤をラテックス中に混入するこ
とができる。代表的な充填剤には、炭酸カルシウム、粘
土、タルク、カーボンブラック及び石炭粉が含まれる。

【００１２】ラテックスは、低ＶＯＣ塗料を製造するた
めに、通常少量の例えば乾燥塗膜の５−１５重量％の有
機融合助剤の存在下に充填剤及び顔料と混合する。それ
らは例えばアジピン酸、グルタル酸及びコハク酸のジメ
チルエステル、ヘキシレングリコール、メチルプロキシ
トールアセテートである。塗料は、１００重量部の塩素
化ポリマーバインダーに対して約２５−２００重量部、
通常５０−１００重量部の充填剤及び顔料を含む。水
は、例えばペイントなどの塗料を基質に適用した後、フ
ィルム又は塗膜を形成する固体物質を残して蒸発する。

【００１３】さらに必要なら酸化防止剤、Ｕ．Ｖ．光吸
収剤、腐食防止剤、流れ調整剤及び他の配合助剤を塗料
中に使用することができる。これらの材料は、塗料の全
固体に対して任意に９０重量％までの量で存在すること
ができる。

【００１４】この塗料は、噴霧、はけ塗り、浸漬又はフ
ローコーチングによる適用に適するように設計すること
ができる。この塗料は、木材、ガラス、布、プラスチッ
クなどを含むどのような基質上にも、又種々のプライマ
ー上にも適用することができる。この塗料は金属及び織
物などの基質に特に有用である。

【００１５】一般に基質上の塗膜の厚さは、特定の用途
により変わるであろう。通常、０．００５−１ｍｍの厚
さの塗膜がほとんどの用途において満足できることが見
いだされている。

【００１６】

【実施例】実施例１ １３３部のメチルエチルケトンに溶解し、１０部のポリ
オキシエチレンポリオキシプロピレンソルビタンリノレ
ン酸フタル酸エステル（Ａｔｌａｓ Ｇ１３５０ Ｓｕ
ｒｆａｃｔａｎｔ^R，ＩＣＩ Ｅｕｒｏｐａ，Ｌｔｄか
ら入手可能）を含む１００部の塩素化エチレン酢酸ビニ
ルコポリマー（酢酸ビニル１４％；塩素化前のメルトイ
ンデックス，２５００；塩素５８％）をＳｉｌｖｅｒｓ
ｏｎ高剪断ミキサー中に入れ、２００部の水を５ｍｌの
アリコートにて３０分かけて加え、乳化した。添加終了
後、回転蒸発器を用いてメチルエチルケトンをエマルシ
ヨンから除去し、ペイントなどの塗料のバインダーとし
て有用な、実質的に有機溶媒を含まない安定な塩素化エ
チレン酢酸ビニルコポリマーラテックスを得た。

【００１７】実施例２ １００部のメチルエチルケトンに溶解し、７部のポリオ
キシエチレンポリオキシプロピレンアルキルフェノール
（Ａｔｌａｓ Ｇ４８０９ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ^R，
ＩＣＩ Ｅｕｒｏｐａ，Ｌｔｄから入手可能）、３５部
の二酸化チタン及び３０部のメラミンホルムアルデヒド
樹脂（Ｃｙｍｅｌ３５０^R，Ｃｈａｒｌｅｓ Ｔｅｎｎ
ａｎｔ＆Ｃｏ．，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｕ．Ｋ．から入手可
能）を含む７０部のエチレン、酢酸ビニル及びアクリル
酸の塩素化コポリマー（塩素３７％，酢酸ビニル７．１
％，アクリル酸６．８％，塩素化前のメルトフローイン
デックス２５００）をペイント練り機に通し、Ｈｅｇｍ
ａｎゲージで測定した粒径が１０ミクロン以下になるま
で顔料を粉砕した。得られた混合物を、１００部の水を
５ｍｌのアリコートにて加えながらＳＩｌｖｅｒｓｏｎ
高剪断ミキサー中で乳化した。回転蒸発器を用いて有機
溶媒をエマルシヨンから除去し、安定な塩素化エチレン
／酢酸ビニル／アクリル酸コポリマーラテックスを得
た。

【００１８】線巻棒を用いて塩素化エチレン／酢酸ビニ
ル／アクリル酸コポリマーラテックスを塗布することに
より塗工アルミニウム試料パネル（７６ｘ１２７ｘ０．
５ｍｍ）を作成し、塗膜の厚さを２００ミクロンとし
た。試料パネルを２００℃の炉に０．５分間置き、塗膜
を硬化した。得られた硬化フィルムの標準光沢計におけ
る６０^oの光沢は８９であり、フィルムは十分な硬度及
びキシレン溶媒に対する優れた耐性を有して硬化の状態
が良いことを示し、又塗膜は優れた柔軟性及び亀裂抵抗
性を有していた。

【００１９】実施例３ ６５部のメチルエチルケトンに溶解し、７部のポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレンアルキルフェノール
（Ａｔｌａｓ Ｇ４８０９ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ^R，
ＩＣＩ Ｅｕｒｏｐａ，Ｌｔｄから入手可能）、２０部
のＣｅｒｅｃｌｏｒ７０Ｌ塩素化パラフィン及び１０部
のＣｅｒｅｃｌｏｒ４２塩素化パラフィン（両者共ＩＣ
Ｉ Ｅｕｒｏｐａ，Ｌｔｄから入手可能）を含む７０部
の塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー（塩素５８％，
酢酸ビニル６．８％；塩素化前のメルトフローインデッ
クス，５０００）をＳｉｌｖｅｒｓｏｎ高剪断ミキサー
中に入れ、１５０部の水を５ｍｌのアリコートにて３０
分かけて加え、乳化した。添加終了後、回転蒸発器を用
いてメチルエチルケトンをエマルシヨンから除去し、塗
料のバインダーとして有用な、実質的に有機溶媒を含ま
ない安定な塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマーラテッ
クスを得た。

【００２０】本発明の主たる特徴及び態様は以下の通り
である。

【００２１】１．有機溶媒を実質的に含まず、基質に適
用する塗料の製造に有用である安定なバインダーラテッ
クスにおいて、最高１６重量％の酢酸ビニル及び任意に
５−１５重量％のアクリル酸又はメタクリル酸を含み、
エチレン／酢酸ビニルコポリマー樹脂の塩素化前のメル
トフローインデックスが少なくとも１５００ｇ／１０分
である塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂を１０
０重量部、塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂の
顕微鏡的粒子を被覆し、それによって粒子の凝集を防ぐ
ための、ポリオキシエチレンのアルキル又はアリールエ
ステル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン付
加物のアルキル及び／又はアリールエステル、アルキル
フェノキシポリオキシエチレン又はアルキルフェノキシ
ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン付加物、あ
るいはこれらの混合物から成る群より選んだ非イオン性
界面活性剤を、塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー樹
脂１００重量部当たり６−１４重量部、及び水を含むこ
とを特徴とするラテックス。

【００２２】２．第１項に記載の安定なラテックスにお
いて、界面活性剤がポリオキシエチレン−ポリオキシプ
ロピレン付加物のアルキル−アリールエステルであるこ
とを特徴とするラテックス。

【００２３】３．第２項に記載の安定なラテックスにお
いて、界面活性剤がポリオキシエチレン−ポリオキシプ
ロピレンソルビタン−リノレン酸フタル酸エステルであ
ることを特徴とするラテックス。

【００２４】４．第１項に記載の安定なラテックスにお
いて、界面活性剤がアルキルフェノキシポリオキシエチ
レンであることを特徴とするラテックス。

【００２５】５．第１項に記載の安定なラテックスにお
いて、界面活性剤がポリオキシエチレンノニルフェノー
ルであることを特徴とするラテックス。

【００２６】６．第１項に記載の安定なラテックスにお
いて、コポリマーが塩素化エチレンビニルアセテートで
あることを特徴とするラテックス。

【００２７】７．第５項に記載の安定なラテックスにお
いて、コポリマーが塩素化エチレンビニルアセテートで
あることを特徴とするラテックス。

【００２８】８．第１項に記載の安定なラテックスにお
いて、数平均分子量が約３００−２０００の塩素化脂肪
族炭化水素可塑剤を、塩素化コポリマー１００部当たり
約２０−６０部の量で含むことを特徴とするラテック
ス。

【００２９】９．第８項に記載の安定なラテックスにお
いて、可塑剤が塩素化パラフィンであることを特徴とす
るラテックス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 有機溶媒を実質的に含まず、基質に適用
   する塗料の製造に有用である安定なバインダーラテック
   スにおいて、最高１６重量％の酢酸ビニル及び任意に５
   −１５重量％のアクリル酸又はメタクリル酸を含み、エ
   チレン／酢酸ビニルコポリマー樹脂の塩素化前のメルト
   フローインデックスが少なくとも１５００ｇ／１０分で
   ある塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂を１００
   重量部、塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂の顕
   微鏡的粒子を被覆し、それによって粒子の凝集を防ぐた
   めの、ポリオキシエチレンのアルキル又はアリールエス
   テル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン付加
   物のアルキル及び／又はアリールエステル、アルキルフ
   ェノキシポリオキシエチレン又はアルキルフェノキシポ
   リオキシプロピレン−ポリオキシエチレン付加物、ある
   いはこれらの混合物から成る群より選んだ非イオン性界
   面活性剤を、塩素化エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂
   １００重量部当たり６−１４重量部、及び水を含むこと
   を特徴とするラテックス。