JPH06510559A - ビニルポリマーラテックス系 - Google Patents
ビニルポリマーラテックス系Info
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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
ビニルポリマーラテ クス、
る 、 との
1、米国特許出願第 号が本願と同時に出願され、それはten Hsuan
Chang 、 John F、 Grunewalder、 Mark A、
HarleyおよびEdvard E、 McEntireの「水溶性および
疎水性部分を有するシラン」である。そして、
2、米国特許出願第 号が本願と同時に出願され、それは、ten Hsuan
Chang s John F、Grunevalder、 Mark A、
HarleyおよびEdward E、 McEntireの「セルロース材料
を処理するためのシロキサンを含有する安定な水溶液」である。
本X更亘宣盈
本発明は、ビニルポリマーと、疎水性部分および親水性部分を含有する界面活性
剤とを含有する粒子を含み、ケイ素部分およびアミド官能基を含有する水性ポリ
マーエマルジ1ンラテックス、ならびにそれを調製する方法に関する。さらに、
本発明は、そのような水性ポリマーエマルジ覆ンを含有するコーティング組成物
、基材をコーティングする方法、およびそれから得られたコーティング製品に関
する。基材上にコーチインクし、周囲温度または高温で硬化させた水性ポリマー
エマルジョンラテックスは、種々の基材などに対し、優れた耐溶剤性、耐化学薬
品性および耐水性、屋外耐久性、耐衝撃性、耐摩耗性に優れた接着性を有するこ
とが見い出された。
一般に、界面活性剤として用いられ得る材料は、新規でない。先行技術では、シ
ランおよびイオン性官能基の両方を有する水ベースの有機化合物の調製物および
使用を開示している。従って、Changは、米国特許第3.941.733号
において、皮革をコーティングするのに有用であり、加水分解可能なまたは加水
分解されたシリル基を末端に有し、そして可溶性部分を有する水ベースのポリ(
ウレタン−尿素)の調製物を開示している。同様に、Gaaらは、米国特許第4
.582.873号において、コーティング材料として使用するためのペンダン
トシリコネートアニオンおよび可溶性部分を有する水ベースのポリ(ウレタン)
尿素ボッマーを調製している。Tominagaは、EP 0276469にお
いて、水ベースの電着コーティング組成物としてシラン官能基を有する、イオン
官能性のポリアクリレートおよびポリエポキシド樹脂を使用しているロ
ケイ素部分を含有しない界面活性剤の存在下でのラテックスの合成は、新規では
ない。例えば、先行技術はまた、ラテックスを生成するためにイオン官能性の水
ベースのポリマー存在下でエチレン性不飽和モノマーの重合を開示している。
従って、Rankaらは、米国特許第4.647.612号では、重合可能なα
5β−エチレン性不飽和モノマーの重合にいて酸性塩の基含有ポリウレタンの使
用を開示している。米国特許第4.318゜833号において、Guaglia
rdoは、ジイソシアネート化合物とポリオールおよび酸性塩の基を含有する化
合物との反応により形成された水溶性ポリウレタン組成物存在下でエチレン性不
飽和モノマーを重合している。米国特許第4,644,030号において、Lo
evrigkeitらはまた、コーティング組成物として使用するために、塩の
形でペンダントカルボキシル基を有するポリウレタンの存在下でエチレン性不飽
和モノマーを重合している。しかし、これらの文献には、イオン官能性の水ベー
スのポリマーはケイ素を含む文献はない。
ケイ素を含有するラテックスが、ケイ素を含まない界面活性剤と調製され得るこ
と、そしてこれらのラテックスが、水溶性ケイ素含有樹脂と混合され得ることは
また、先行技術において周知である。例えば、Takayuki Kamiie
らは、日本特許第昭61[1986]−47178号公報において、(A)アル
コキシシランおよびカルボキシル基を含有する水溶性または水分散性アクリルコ
ポリマー、および(B)コロイド状シリカから成る無機建材をコーティングする
ための水性コーティング組成物を開示している。日本特許第昭61[1986]
−155474号公報において、Takayuki Kamiieらは、(1)
α、β−エチレンジン飽和モノマー、(2)重合可能な不飽和二重結合およびア
ルコキシシラン基を含有するモノマー、ならびに(3)コロイド状シリカといっ
た水性媒体中に、(A)アルコキシシランおよびカルボキシル基を含有する水溶
性または水分散性アクリルコポリマー、および(B)エマルジョン共重合により
調製された水性樹脂分散体を含有するコーティングコンポジットを開示している
。従って、これら日本の系は、2つの別個の、および異なった構成要素で作られ
ている。これは明らかに上記の日本特許第47178号公報と一致する。上記の
日本特許第155.474号公報に関して、一方の構成要素は、アルコキシシラ
ンおよびカルボキシル基を含有する水溶性あるいは水分散性アクリルポリマーを
含有するが、他方の構成要素では、ケイ素部分、ケイ素を含まない界面活性剤お
よびコロイド状シリカを有するビニル樹脂を含有する。Kawakamiらは、
日本公開特許公報JP 02,178゜301において、アクリル水溶性ンリル
含有アクリレート樹脂の存在下でエチレン性不飽和シリル反応性モノマーの乳化
重合を開示している。しかし、本発明は、疎水性および親水性部分、ケイ素部分
、およびアミド官能基を含有する界面活性剤の使用を包含する。そしてそれは、
ビニルポリマーと疎水性および親水性部分を含有する界面活性剤とを含有する粒
子を含む新規の水性ポリマーエマルジョンラテックスを調製するのに使用され、
そして上記ラテックスは、ケイ素部分およびアミノ官能基を含有する。
良匪亘11
ここで記載され、特許請求された本発明は、(1)ビニルポリマーと疎水性およ
び親水性部分を含有する界面活性剤とを含有する粒子を含み、そしてケイ素部分
およびアミド官能基を含有する、水性ピニルポリマーエマルジクンラテックス、
(2)そのようなビニルポリマーラテックスを含有するコーティング組成物、(
3)上記ビニルポリマーラテックスを調製する方法、および(4)上記ビニルポ
リマーラテックスから得られたコーティングを担持する基材、に関する。
良艶Δ1皿星■男
ここで特許請求されたビニルラテックスは、疎水性および親水性部分、ケイ素部
分、ならびにアミド官能基を含有する界面活性剤(乳化剤)の存在下でエチレン
性不飽和モノマーの重合の結果として得られる。アミド基は、一般に、次の構造
により定義される:
ここで、R1は水素あるいは宵機基である。ここで我々は、アミド基が、窒素原
子、酸素原子あるいは炭素原子から成る群から選択される原子によって、その分
子の有機部分と結合するものと定義する。例えば、窒素原子が、カルボニル基か
らその分子の有機部分へ結合する場合、その基は一般に、尿素として知られてい
る;酸素原子が、カルボニル基からその有機部分へ結合するとき、その基は一般
に、ウレタンとして知られている;そして炭素原子が、カルボニル基からその有
機部分に結合するとき、その基は一般に、アミドとして知られている。さらに、
界面活性剤(乳化剤)は、水性系において、水に不溶性のエチレン性不飽和モノ
マーを大部分分散し得なければならず、そして上記エチレン性不飽和モノマーの
重合後に、安定な水性ポリマーエマルジョンラテックスを与えなければならない
。ケイ素部分を含有する材料は、界面活性剤として本明細書中で用いられ、例え
ば、上記で言及したChangの米国特許第3.941.733号、Gaaらの
米国特許第4.582.873号およびTO■inagaらのEP 02764
69により周知であり、そして例示されている。しかし、それらの材料は、新規
な水性ポリマーエマルジマンラテックスを得るために本明細書中で使用される方
法においては知られておらず、すなわち界面活性剤として用いられていない。そ
のような本明細書中で用いられ得るケイ素部分やアミド官能基を含有する界面活
性剤(乳化剤)の限定されない例としては、ポリウレタン、ポリアクリレート、
ポリエポキシド、ポリエステル、アルキド、ビニル、ポリオレフィンなどが挙げ
られる。界面活性剤は、アニオン性、カチオン性、あるいは非イオン性であり得
る。
ケイ素部分、およびアミド官能基を含有するアニオン性界面活性剤の調製物の本
発明の好ましい実施態様は、ポリマー型としてのポリウレタンの使用を包含する
。この実施態様においては、NGO末端溶液ポリマーあるいはプレポリマーは、
酸官能基を含有するポリオールを例えば、ジメチロールプロピオン酸、メチレン
ビス(インシアナトシクロヘキサン)などのポリイソシアネート、および必要に
応じて別の適切なポリオールである。次いで、そのようにして得られたNGO末
端プレポリマーは、典型的には、アミノシランと反応してカルボン酸およびシラ
ン官能性ポリマーを生じる。酸およびシラン官能性ポリマーが調製された後、1
つあるいはそれ以上のエチレン性不飽和モノマー、例えば、スチレン、メチルメ
タクリレート、ブチルアクリレート、エチレングリコールジメタクリレートある
いは3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、はそれらに加えられる
。次いで、酸およびシラン官能性ポリマーおよび不飽和モノマーの得られた溶液
は、塩基、例えば、第3級アミンによって、水中に分散される。
そして、アニオン性およびシラン官能性ポリ尿素−ポリウレタンポリマーがここ
で乳化剤として働いて分散体を生じる。
ここで特許請求した新規のビニルポリマーラテックスを得るために、過硫酸アン
モニウムなどのフリーラジカル開始剤、または過硫酸アンモニウム/メタ重亜硫
酸ナトリウムあるいは過酸化ナトリウムなどの開始剤、またはアゾ型開始剤は、
上記で得られた水性分散体に加えられ、次いで、エチレン性不飽和モノマーが水
性条件下でフリーラジカル重合されてビニルポリマーを得る。得られた生成物は
、アニオン部分およびケイ素部分、ならびにアミド官能基を有する界面活性剤と
、フリーラジカル重合により形成されたビニルポリマーとを含む粒子を含有する
水性ポリマーエマルジョンラテックスである。そしてそのラテックスは、水性溶
媒および有機溶媒ならびに化学薬品に対して高い耐性を有する熱硬化性のコーテ
ィングを調製するのに非常に適している。
より詳細には、本発明の好ましい実施態様において、最初の工程は、上記の文献
で例示されているように、NCO末端プレポリマーの調製、すなわち、当該分野
で公知の調製を包含している。従って、ジイソシアネート、例えば、メチレンビ
ス(イソシアナトシクロヘキサン) 、CDl−1410ジイソシアネー) (
Henkel Corporation)、あるいはそれらの混合物、ジオール
(約500〜約4000の分子量、好ま
【7(は約100〇−約2500の分子
量を有する)、例えば、ポリ−(、*、オベン壬ルグリフールーコーテジベート
)などのポリエステル、および/またはボリメ′キシブチレングリコールなどの
ポリエーテルジオール、酸官能性ジオール、例えばジメチロールプロピオン酸、
および必要に応じで、触媒、例えば、ジブチル錫ジラウL/−1−1および混合
物に流動性を与える必要かある場合に、必澗に応(−:工N〜メ子ルビロ91′
ンなどの溶媒、を反応させる。
J−、記で定性された成分およびそれらを反応させる方法は、当該分野では周知
−Sある1、ν合物中に存在する酸官能性ジメールの温度は、得られたラテック
スが重合後に安定となるような輯囲内で維持されろ、、1!リマーの親水性に依
存する場合、使用される酸のaIfはさまざJ:であり得る。一般に、最良の結
Vを得るI−めには、9−のようにl、で得たビニルポリマー・ラテックスの最
終的な酸価(ミリグラムKOH/グラ/へ固形分)は、(ラテックスの固形分を
基準と1−で)約1.0〜約125であり、より奸まl、 (は(ラテックスの
固形分を基準と17で)約20〜約100の範囲である。ある場合には、所望な
らばケイ素部分を六aしない界面活性剤はまた、重合前、重合中ヤ5よび重合後
に分散体を安定化させるように加えられ得る。
一方の界面活性剤がケイ素部分を含有し、そしてもう一方の界面活性剤がアミド
官能基を含有する界面活性剤の混合物もまた、用いられ得る。溶媒が使用されな
い場合、NGO末端プレポリ叩−は、一般に、約130℃の温度で、あるいは扱
いやすい粘性となり、そ1.て酸官能性ジオール上の酸基とイソシアネートどの
間の反応が最小となるような温度、例えば、約80℃と約150℃との間で、上
記の材料を加悲するごとにより調製される。溶媒が使用されるならば1、周知の
一般の溶媒のいずれもが使用古41得、例えば、ケ)・ン、ニスtルなど、イソ
シアネートと反応し、ないことが知弓、れている。竹に、N−メチルビロリド〉
′が用いら嗜1得る。]−記の溶媒の代わりk。
または」−記の溶媒ζこ加えて、続いて重含され得るビぷルモノマーはまた、溶
媒2でしr用いられ得る。I一般に、溶媒が用いられろとき、反応温度1!、溶
媒が用いらス1.ないときより6低くし得?)。い(れにせよ、溶媒を伴うある
いは伴わない4′う1、、]ス択された反応な氏は、処理り、易い反応物の粘性
でi切な反応時間、例えば約0.!i−約2.1時間で得られる3ノニラな反応
温度である。
典型的には、トICO末喘プレポリマーが上記のよう11″、合成された後、エ
ヂジン性不飽和モノで一1j)るいはエヂージン性不飽和モノマーの混合物は、
(・の後に重合され、一般に、それ1ご加えられる。プレポリマーと(;ツマ−
の重量比は、広範囲であり得、例えば、約90: io−約10:90、好ま【
2くは約70: 30〜約30: 7o、そして最ら好ま1.いのは約60:
40〜約40: 60である。従って、最終のラテ1クス中の界面活性剤とビニ
ルポリマーの重量比は、約90:10〜約10: 90、そ1.て好ましくは約
70: 30〜約30ニア0、そして最も好ましくは約60: 40=−約40
:60である。その後の重合中に用いられるモノマーがNGO反応性であるなら
ば、そ17て一方が、例えば、ヒドロキシエチルメタクリレ−・トあるいはt−
ブチルアミ/エチルメタクリレートなどの上記モノマーとNCO基を予備反応し
ないようにするならば、これらのモノマーは、典型的には与えずにおき、そl、
て溶液が水中で分散される直前に加えられるか、あるいは分散直後に加えられる
。上記モノマーがNGO末端プレポリマーに付加され、そ;2て溶液が、例えば
、約500〜約50°Cの範囲の温度で冷却された後、それらの粘性に依存して
、一般に、当該分野で用いられるアミ/シランのいずれもが、イソシアネートブ
1ノポリマーと反応して、対応するシラン官能性ウレタンを得る。好ましくは、
3−アミノブロビルメチルジエトキンシランを用いる。用いられるアミノシラン
の量は、広範囲でさまざまであり得、一般には、NCOプレポリマーの残存する
イソシアネー1−の約10〜約100%の間のものを反応させるのに充分な量で
ある。通常、アミノシランは、例えば、約数分以内にイソシアネートと反応する
。NGO末端ウレタンプレポリマー」二で続いてビニル重合するために枝分かれ
部位を設けることを所望するならば、インシアネート基カまだ存在するときに、
例えば、ヒドロキシエチルメタクリレートまたはt−ブチルアミノエチルメタク
リレ−1−(t−RAEMA)、またはグリセロールモノアクリレートまたはグ
リセロールジアクリレ−1・などの、インシアネート反応性(メタ)アクリレー
トをそのプレポリマーに相加することにより、このビニル重合はなされ得る。こ
の手順を用いることにり、ラテックスが形成されるとき、形成されたラテックス
粒子は乳化剤と共重合した架橋ビニルポリマーとなる。
次の工程では、シラン官能性ウレタン溶液プレポリマーに存在するカルボン酸は
、任意の周知の方法、例えば、トリエチルアミンなどの四級アミンの添加により
中和される。中和を行うために当該分野で用いられる他の化合物には、例えば、
ジメチルエタノールアミン、アンモニア、あるいは水酸化カリウムがある。しか
し、ある場合には、上記のような溶液ポリマー相の代わりに、水相に中和塩基を
添加することが望ましい。次いで、その溶液ポリマーが、水相をすばやく攪拌し
なから水相に添加される。溶液ポリマーあるいはプレポリマーに関する水の重量
は、広範囲にさまざまであり得、例えば、約10: 1〜約0.5: 1、好ま
しくは約4=1〜o、s: 1である。一般的な場合において、イソシアネート
がまだ0りらか存在するならば、次いでそこに存在するイソシアネートは、鎖伸
長剤、例えば、エチレンジアミンなどのジアミンを、分散の前に最初に水相中に
存在させるか、あるいは分散線に添加させることにより、反応され得る。他のモ
ノ−、ジーあるいはポリアミン、もしくはモノ−あるいは4(ジオールitまた
、過剰なインシアネートと反応するために用いられ得る。もし鎖伸長剤が用いら
れないならば、水は残りのインシアネートと反応し、そして鎖伸長剤として作用
する。溶液ポリマーが水に添加されるとき、それは非常にすみやかに分散体を形
成し、そしてこの分散体は通常全く安定である。分散体を形成するために、溶液
ポリマーに水を添加することも可能である。
上記のように、中和アミンは、水の添加前に溶液ポリマーに添加され得か、ある
いは水と一緒に添加され得る。鎖伸長剤は、使用されるならば、水と一緒に添加
され得るか、あるいは分散体が形成された後に添加され得る。
最終反応工程には、ケイ素官能性ウレタン界面活性剤およびエチレン性不飽和モ
ノマーを含有する水ベースの分散体を、エチレン性不飽和モノマーが対応するラ
テックスビニルポリマーに変換されるような重合条件に置くことを包含する。乳
化重合に用いられる条件は、当該分野で周知である。本願発明の好ましい実施態
様では、重合は、通常約25°C〜約95℃の温度範囲で、その系のモノマーの
重量を基準として、約0.05〜0.4重量パーセント量の過硫酸アンモニウム
あるいは過M酸アンモニウム/メタ重亜硫酸ナトリウムレドックス開始剤を用い
て行われ得る。本発明で使用可能な他の開始剤は、Rankaらの米国特許第4
.647.612号、第4欄の60〜68行目および第5欄の1および2行目に
おいて開示されている。発熱は、通常、重合中に認められる。ビニルポリマーの
分子量が、ゲル浸透クロマトグラフィーにより、実験的に測定され得る場合には
(すなわち、ビニルポリマーの枝分かれも架橋も生じないときに)、分子量はエ
マルジヲン型ポリマーの典型となる(すなわちsoo、 oooから1.000
. Goo余り)。より低い分子量は、重合中にメルカプタンのような連鎖移動
剤を使用することにより得られる。重合段階が終了した後、通常約5分から約5
時間以内に、得られた生成物を冷却され、そして濾過される。所望ならば、追加
のモノマーが、重合中あるいは重合後のいずれかに添加され得る。後者の場合に
は、追加の開始剤はモノマーの全てが重合されるまで重合を継続するために添加
されなければならない。この添加されたモノマーは、最初に存在したものと同一
か、または異なる。得られた生成物は、ここで特許請求したように、本発明のビ
ニルポリマーラテックスの好ましい実施態様の一つである。それは、固形分の約
5〜約60重量%、好ましくは約20〜約50重量%を有し、上記ラテックスの
固形分を基準として、イオン官能基を約0.018〜約2.25 ミリ等量/グ
ラム、通常は約0.036〜約1.s ミリ等量/グラム、しかし最も好ましく
は約0.048〜約1.6ミリ等量/グラムを有し、そして上記ラテックスの固
形分を基準として、ケイ素を約0.002〜約6.0重量%、通常は約o、oo
s〜約4.0重量%、しかし最も好ましくは約0.012〜約2.5重量%の濃
度で有する。ラテックス中のケイ素は、下記に定義されるように有機ケイ素部分
Xの形であり、そして次の構造式に一致した少なくとも、1つのA基を含む:
ココテ、Aは、例えば、OH,OR2、有するアルキル基を表し、モしてR3は
、Hあるいは1〜4個の炭素原子を有するアルキル基を表わす。
所望のビニルポリマーラテックスを得るために上記で用いられる手法に対して多
くの利点がある。エチレン性不飽和モノマーは、反応媒体中でここで用いられる
界面活性剤と共に直接に混合されるので、重合後得られたビニルラテックスポリ
マーは、ビニルポリマーならびに、ケイ素部分およびアミド官能基を有する界面
活性剤を共に含む単一の構成要素を本質的に含む。従って、得られたビニルポリ
マーラテックスは、基材上にフィルムを生じ、そのラテックスは、ケイ素部分を
有しない界面活性剤を含有する類似のビニルポリマーラテックスよりも均一であ
り、そして水性および有機的環境に対して耐性の増大を示す。さらに、ケイ素部
分を有する界面活性剤は、最初は親水性であり得るが、我々は、それが疎水性フ
ィルムを形成し得、そして通常の界面活性剤の使用に関連するコーティングの水
感受性を除外するものと考える。従って、我々は、樹脂を製造する上で通常の界
面活性剤を最小量の使用に限定しないが、実際は、ケイ素部分を含有する界面活
性剤を最小量または同量、好ましくは大量のいずれかでも使用し得る。なぜなら
、それらの存在は、フィルム性能を低下させるどころか、一般にフィルム性能を
増強させるからである。
アミド基の存在はまた、非常に優れた特性、例えば強度、耐、クラ、り性および
耐溶剤性を与える。我々は理論には束縛されないが、アミド基が、非常に高い凝
集エネルギーを有し、しばしば微視的な相分離に由来するフィルムを生じると考
える。このように得られたコーティングは、可撓性があり、丈夫で、そして硬い
。
上述のように、NCO末端プレポリマーの調製のためにここで用いられる反応成
分は、当該分野において周知である。
従って、ここで有用なジイソシアネートはChangの米国特許第3、941.
733号、第4欄22−51行目に記載される;ポリオールは第4欄52−68
行目、第5欄1−68行目および第6欄1−25行目に記載される;そして、カ
ルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸またはリン酸から誘導される所望のイオン官
能基はまた、第7欄26−28行目および第8欄1−14行目に記載される。こ
こで有用なシランには、Changの第6欄3B−68行目および第7欄1−2
5行目に定義されるものが挙げられる。Changに記載される3つの加水分解
性基を含む反応性シランの他に、1つまたは2つの加水分解性基を含むそれらの
反応性シランもまた使用可能である。例えば、3−アミノプロピルメチルジェト
キシシランまたは2−アミノエチル−3−アミノブロピルメチルジエトキシ−シ
ラン(すなわち、2つの加水分解性基を含む)は、ある場合には、Changに
記載されたそれらのシランより好ましい。
使用され得る鎖伸長剤は、5crivenらの米国特許第4.147.679号
の第19欄35−68行目および第20欄1−10行目に定義されている。本明
細書中の重合可能なエチレン性不飽和モノマーもまた、当該分野では周知であり
、Hon1gの米国特許第3,705.164号の第4欄4−55行目、Gua
gliardoの米国特許第4.318.833号の第5欄15−40行目およ
びTominagaのEP 0276469の第5頁10−25行目に定義され
るものを含む。
上記のNCOプレポリマー経路とは異なる合成経路によりポリウレタン界面活性
剤を調製することは可能である。例えば、ヒドロキシ末端プレポリマー前駆体は
、インシアネートとポリオールとの比を、インシアネート過剰からポリオール過
剰へと変化させることによって調製され得る(当該分野では周知である)。得ら
れた酸官能性ヒドロキシル末端プレポリマーは、3−インシアナトプロピルトリ
エトキシシランのようなイソンアナトシランと反応して、ケイ素部分とアミド官
能基を有するポリウレタン界面活性剤を形成する。
上記のアニオン性ラテックスに対応するカチオン性ウレタンラテックスを得るた
めに、以下の変更がなされる。酸官能性ジオールは、メチルジェタノールアミン
のようなアミノ官能性ジオールと置き換えられ、そして中和塩基は酢酸や乳酸の
ような中和酸と置き換えられる。エチレン性不飽和モノマーおよび重合反応条件
は、上記と実質的に同じままである。この点においては、ケイ素部分を含まない
カチオン性ウレタンポリマーの調製およびそれに続(ビニルラテックスの重合に
関して、上記のGuagl 1ardoの米国特許第4.3111.833号の
第4欄56−68行目および第5欄1−8行目を参照すること。
上記のアニオン性およびカチオン性ラテックスに対応する非イオン性ウレタンラ
テックスを得るために、No1lの米国特許第3.905.929号における実
施例1の手順が以下の変更を伴って使用され得る。ポリエステル、分散剤Aおよ
びインホロンジイソシアネートが窒素雰囲気下で90℃で3時間加熱される。
この反応が完了すると、エチレン性不飽和モノマーが加えられ、そしてこの混合
物は30〜40℃まで冷却される。存在するインシアネートの濃度と等濃度のア
ミノシランが加えられ、そしてこの混合物は、激しく攪拌されながら水中に分散
される。開始剤が添加され、そしてエチレン性不飽和モノマーは重合されてビニ
ルポリマーラテックスを生じる。
本発明においては、アミド基およびケイ素部分が同一分子中に存在する必要はな
いことを我々は見い出す。従って、我々はケイ素部分を有しないアミド基を有す
るポリウレタン乳化剤を製造し、そしてアミド基を有しないが、ケイ素部分を有
する界面活性剤を製造した。
ケイ素部分とアミド官能基を有する界面活性剤と組み合わせて界面活性剤として
使用可能なケイ素官能性ポリマーの調製のための、本発明の別の好ましい実施態
様は、ポリマー型としてのポリアクリレートの使用を包含する。Kami ie
らは日本特許第昭61 [1986]−47178号公報においてケイ素部分を
有する水分散性ポリアクリレートの調製を開示しており、TominagaのE
P 0276469でも開示している。本出願人の1989年7月31日に出願
された特許出願第077388.173号もまた、ケイ素部分を含むポリアクリ
レートの調製を開示している。上記のポリアクリレートは共にアニオン官能性ポ
リアクリレートを記載しており、一方Tom inagaはまた、ケイ素部分を
含むカチオン性ポリアクリレートを開示している。これらのポリアクリレートを
調製する1つの方法は、イオン性基またはイオン性基の前駆体、およびケイ素部
分を含む溶液ポリマー(その後の重合のための界面活性剤として働く)を合成す
ることを包含し得る0従って、アニオン性ラテックスに対しては、メタクリルオ
キシアルキルアルコキシシランが共重合され得る(メタ)アクリル酸官能性溶液
ポリマーが調製される。同様に、カチオン性ラテックスに対して、メタクリルオ
キシアルキルアルコキシシランが共重合され得るアミノ官能性溶液ポリマーが:
I1%Jされる。次いで、エチレン性不飽和モノマーがこの溶液ポリマーに加え
ら得、次いでこの混合物は水中に分散され、開始剤が加えられ、モノマーは重合
されてビニルポリマーラテックスを与える。
あるいは、第2の官能基を有し、イオン官能性またはイオン官能性の前駆体の溶
液ポリマーが調製され、そして続いて第2の官能基はケイ素部分に変換され得る
。例えば、第2の官能基はヒドロキシル基であり得、そのヒドロキシル基はイソ
シアナトアルキルアルコキシシランと反応して所望のケイ素部分とアミド官能基
を提供する。エチレン性不飽和モノマーの添加、それに続(分散および重合は、
所望のラテックスを生じる。さらに別の実施態様は、無水物官能基を含む溶液ポ
リマーの合成を包含し得る。その後の工程では、次いで、無水物はアミノアルキ
ルアルコキシシランと反応して、酸官能基(イオン性)および、ケイ素部分およ
びアミド官能基の両方を含む溶液ポリマーを生じる。さらに、エチレン性不飽和
モノマーの添加、それに続く水中への分散およびモノマーの重合は、所望のビニ
ルポリマーラテックスを与える。
ケイ素部分を含むポリアクリレート界面活性剤の調製において、その界面活性剤
は、ケイ素部分とアミド官能基を有する本発明の界面活性剤と組み合わせて使用
され得るものであり、イオン官能性モノマーとしては、 (メタ)アクリル酸の
ようなエチレン性不飽和酸、および上記の日本特許第155,474号公報で定
義されたものが用いられ得、そしてケイ素部分としては、上記日本特許第155
.474号公報で定義されるような不飽和アルコキシシランが用いられ得る。エ
チレン性不飽和酸および不飽和アルコキシシランに加えて、先に述べたような他
のモノマーが使用され得る。典型的な状況では、3−メタクリルオキシプロピル
トリメトキシシランおよびアクリル酸が、ケイ素部分およびイオン性部分を提供
するために使用される。
その手順は、溶媒中のモノマーを重合することを包含する。
溶液の重合が完了した後、反応混合物は冷却され、酸官能基およびアルフキジシ
ラン官能基を含むアクリル溶液ポリマーが得られる。その溶液アクリルポリマー
は、上記のようにアミド官能基およびケイ素部分を含むポリウレタン溶液ポリマ
ーと結合し、次いでエチレン性不飽和モノマーが加えられ、続いてトリエチルア
ミンのような塩基が加えられ、そしてその混合物は水中に分散される。開始剤が
加えられ、エチレン性不飽和モノマーが重合することにより、水性ビニルポリマ
ーエマルジョンラテックスを生じる。ケイ素部分およびアミド官能基を含む界面
活性剤(これはラテックス固形分を基準にして、少なくとも0.3重量%の全ア
ミド基、ブクス固形分を基準にして)程度の添加は、アミド官能基を有しないア
クリル界面活性剤を含むコーティングの耐溶剤性および耐水性および耐ブリスタ
ー性を有意に改良することが認められる。ケイ素部分を有しないアミド官能性界
面活性剤もまた、ケイ素部分を含むアクリル界面活性剤と共に使用され得る。例
えば、上記のアクリル界面活性剤は、水分散性のポリウレタンWHV−1255
(PPG Industries、 Inc、から市販される)のような、アミ
ド官能基を含む界面活性剤と結合され得る。エチレン性不飽和モノマーが加えら
れ、水中に分散され、開始剤が加えられ、そして重合されると、ビニルポリマー
エマルジョンラテックスを与える。
カルボン酸(イオン性)、ケイ素部分およびアミド官能基は上記以外の経路によ
ってアクリル界面活性剤に組み込まれ得る。例えば、1つの実施態様として、上
記の手順に続いてアクリル溶液ポリマーは、共反応成分として無水マレイン酸を
用いて調製される。それと反応して得られた溶液ポリマーに、3−アミノプロピ
ルトリメトキシシランのような無水物反応性アルコキシシランが加えられる。ア
ミノトリメトキシシランと無水物との反応により、カルボン酸(イオン性基の前
駆体)の形成が起こり、それと同時にトリメトキシシラン部分を含むアミドの形
成が起こる。このようにして、アクリルポリマーは、必要な官能基、水中で分散
するための前駆体イオン性基、アルコキシシラン基(ケイ素部分前駆体)、およ
びアミド基(アミド官能基)を含む。次いで、それは上記のようにモノマーで希
釈され、中和され、分散され、そして重合される。無水物ポリマーがジメチルア
ミノエタノールのような三級アミノアルコールと一部分反応したならば、次いで
その無水物の残りがさらにアミノトリアルコ牛ジシランと反応したならば、両性
の界面活性剤を生じる。
さらに別の代わりの手順として、酸基および、アルコキシシラン基に変換され得
る第2の官能基を含むアクリルポリマーが調製される。例えば、ヒドロキシル基
は、ヒドロキシエチルアクリレートまたはヒドロキシエチルメタクリレートのよ
うなアクリレートと共重合してポリマー中に挿入され得る。
次いで、ポリマー中のヒドロキシル基は、3−インシアナトプロピルトリエトキ
シシランのようなインシアナト官能性シランと反応し、そのシランはウレタン結
合によってアクリルポリマーに結合するようになる。従って、アクリルポリマー
は要求される酸官能基、ケイ素部分およびアミド官能基を含む。
代わりの手順として、酸基を含むアクリルポリマーは、3−インシアナトプロピ
ルトリエトキシシランのようなインシアナトシランと一部分反応して、アミドプ
ロピルトリエトキシシラン官能基(ケイ素部分およびアミド官能基)および酸部
分(アニオン官能基の前駆体)を含むアクリルポリマーを与える。
さらに別の手順として、インシアネートは、■−インプロペニル、α、α−ジメ
チルベンジルイソシアネートと共f[合することによって、アクリルポリマー中
に組み込まれ得る。次いで、インシアネート官能性アクリリックは、アミノアル
コキシシランと反応し、そしてケイ素部分前駆体は尿素結合によってポリマーに
結合される。
得られたポリマーが、必要な親水性基(例えば、イオン性基)およびケイ素部分
およびアミド官能基を保持するならば、アクリルポリマーにアルコキシシラン官
能基を持たせる他の反応を用いることもまた可能である。全ての場合において、
それらはモノマーおよび中和基で処理され、次いで重合のために水中に分散され
て、ここで特許請求されるピニルポリマーラテゾクスを得る。
上記のアニオン性ラテックスに対応するカチオン性アクリルラテックスを得るた
めに、以下の変更がなされる。エチレン性不飽和酸は、N、トジメチルアミノエ
チルメタクリレートのようなエチレン性不飽和アミンと置き換えられ、そして中
和塩基は、酢酸または乳酸のような中和酸と置き換えられる。
すなわち、アミンは、例えば硫酸ジメチルによって四級化され得る。
カチオン性ラテックスを生成するためのさらに別の手順は、エチレン性不飽和酸
の代わりにビニルベンジルクロライドを重合させることである。次いで、得られ
たポリマーは、ジメチルエタノールアミンのような三級アミンによって四級化さ
れる。
ケイ素部分およびアミド官能基を含む界面活性剤はまた、モノマー性前駆体から
誘導され得る。例えば無水ドデセニルコハク酸のようなモノマー性無水物は、ア
ミノアルコキシシランと反応して、ケイ素部分(アルコキシシラン)を含むアミ
ド基を有する酸アミドを生じる。この物質は、塩基で中和されると、界面活性剤
として作用する。従って、この酸アミドを合成した後、エチレン性不飽和モノマ
ーが加えられ、その混合物は中和され、水中に分散され、そして重合されてビニ
ルポリマーラテックスを生じる。
上記の手順から得られる水性ポリマーエマルジョンラテックスは、ビニルポリマ
ーおよび、疎水性および親水性部分を有する界面活性剤を含有する粒子を含み、
上記ラテックスはケイ素部分およびアミド官能基を含む。存在するケイ素部分と
アミド官能基は、常にラテックスの必須部分である。ケイ素部分とアミド官能基
は、同一分子中に存在する必要はないが、最も好ましいのはそれらを同一分子中
に存在させて、そして有機アミド基によりラテックスに結合させることである本
発明の水性ポリマーエマルジ璽ンラテックスは、以下の構造式によって定義され
得る:
ここで、Xは、上記で定義されるように、有機ケイ素部分であり、R1は水素ま
たは1〜7個の炭素原子を含む有機基でjす、例えば、アルキル基、好ましくは
メチルまたはエチルである。Yは窒素、酸素または炭素または結合であり、そし
てZはZF部分を含む分子から杭導される有機部分である。ここで、Fは、アミ
ノ有機シランまたはインシアナト有機シランのような有機シランと官能基Fを反
応させることにより、7ミドを機シラン内に変換され得る官能基である。、1分
子当り1個以上のF基が存在し得る。Z上に1個以上のF基が存在するならば、
生成物はポリアミド生成物に変換され得、すなnは、1またはそれ以上の整数で
ある。Zは、分子ZFの有機部分である。Zは通常、疎水基および親水基を含む
界面活性剤構造を有する。
例示のために、ZFのような、モノ置換されたZを使用し得る。コノ場合、Z−
FまたはZ−NCOとしテ(NGO)C71114c。
OHを使用するならば、この場合FはNCOであり、そしてZはC?1l14C
OOHまたは置換オクタン酸である。この2には、疎) 水基および親水基があ
る。Z−NCOと3−7ミノブロビルトリメトキシシランとの反応により、Z−
NH−Co−NH−(CH2)3si (OCH3)3が形成される。生成物は
、一般に尿素として知られるアミ ドである。
ZFがZ−OHであるならば、F基はヒドロキシ基であり、あ そして2は上記
と同一である。Z−OHと3−インシアナト−プロピルトリメトキシシランとの
反応により、 Z−0−Co−NO−(CH213st (OCH3)3が形成
される。生成物は、一般にウレタンとして知られるアミドである。
Z−Coolまたは構造式(COOH)CvH+aCQOHを有する物質を使用
すア るならば、官能基FはC00■であり、そして2はZ’ −CH2COO
HまたはC7HI *C0OHである。3−インシアナト−プロピルトリメトキ
シシランとの反応により、Z’−CH2−Co−NH−(CH2)3si(OC
H3)aまたはZ−CO−Nト(CH2)3si(OCH3)3が形成される。
アミド基が炭素原子と結合していることを示すために Z l が用いられる。
生成物は一般にアミドとして知られている。
ある場合では、2は疎水基であり、そして親水基はアミドシラン形成の間に形成
される。例えば、無水オクチルコハク酸C@旧7(CsFI30z)またはZF
を使用するならば、ZF中のFは、置換無水コハク酸であり、モしてZはオクチ
ル基である。ZFと3−アミノプロピルトリメトキシシランとの反応により、Z
−CH−[C0−NH−(Ch)3Sl(OCH3)31cH2cOOHまたは
CsH+v−CB−[C0−NH−(ChhSi(OCH3hlCH2COOH
が形成される。この生成物は、アミド有機シラン置換ドデシルカルボン酸または
C+ 9H29COOH[C0−N)I−(CH2)3si (OCthhlで
ある。親水基のC00IIは、このアミド形成反応において形成される。
本明細書中で定義されるビニルポリマーラテックスは、水または有機溶媒で希釈
するか、または希釈せずに、コーティング組成物として使用され得る。それらは
、任意の従来の手法を用いて、例えば、はけ塗り、浸漬、流し塗り、スプレー塗
布などを用いて、任意の従来の基材に、例えば、木材、金属、ガラス、布(ガラ
ス繊維から作られた布を含む)、プラスチック、発泡体などに適用され得る。従
来の添加剤、例えば、顔料、染料、乳化剤、粘度付与剤、熱安定剤、レベリング
剤、抗クレーター剤、充填剤、沈降抑制剤、Uv吸収剤、抗酸化剤、消泡剤など
もまたその中に組み込まれ得る。
基材に適用されるコーティングの量は、コーティングされる基材、使用される特
異的なラテックス、所望する最終結果ナト、多くの要因に依存して変わる。基材
上のフィルムの硬化(hardening)および硬化(cuting)は、一
般には周囲条件で得られ得るが、所望ならば、高温、例えば約50°C〜約30
0°Cまでの高温が使用され得る。上記で指摘したように、このコーティングは
、界面活性剤上にケイ素部分の存在しない類似のコーティングに比べて、優れた
耐溶剤性を有する。
ここで定義され、そして特許請求された本発明は、以下の代表的な実施例からさ
らに理解され得る。
(以下余白)
実JLLL
ベースのラテッ スの
表1由来の反応成分1〜7を、攪拌機、冷却器、温度計、添加漏斗およびガス吸
入器を装備した反応器に入れた。この混合物を、窒素雰囲気下、約90℃で約1
.5時間加熱した。
試料は、902(理論的には916)のNGO当量を有していた。次いで、反応
成分8〜9を加え、この反応混合物を25℃に冷却した。第2の試料は2237
(理論的には2159)のNGO当量を示した。反応成分10を、およそ15
分以上かけてゆっくりと加えた。この間に上記反応混合物の温度は30°Cまで
上昇した。次に反応成分11を加え、混合物Aを得た。別の容器で脱イオン水(
13)および反応成分12を混合し、混合物Bを得た。激しく攪拌しながら、混
合物Aを混合物Bに加え、安定な水性分散体を得た。この水ベースの分散体を別
の反応器に移し、反応成分14〜15を加えた。この混合反応物を窒素プランケ
ット下で、30℃まで0゜5時間加熱し、反応成分+6を加えた。反応成分16
を追加倹約20分経過した後、この反応混合物は発熱し始めS/BA(反応成分
8〜9)の重合が起こっていることを示した。
この反応混合物は60°Cまで発熱し、この発熱は約40〜50分間以上続いた
。冷却および濾過後の生成物は、表2に示される詳細な特徴を有した。この生成
物は、(1)スチレンとアクリル酸ブチルとのコポリマー、ならびに、 (2)
Dynasylan 1505由来のケイ素部分およびジメチロールプロピオン
酸由来のイオン部分(カルボキシル)が約60: 40の重量比である界面活性
剤、から構成される粒子を含有する、水性ポリマーエマルジヲンラテックスであ
る。
表上二反麦底豆
11、 )リエチルアミン 36.7
2− ベースのラテ・・クスの
(以下余白)
支ム勇l
ベースの ラテックス
実施例1に記載の手順と実質的には同一に、表3の反応成分を以下のように反応
させた:反応成分1〜7、反応成分8〜IO5反応成分11、反応成分12を加
え、反応成分13〜14中で分散させ、反応成分15を加えて重合した。重合開
始時50℃であった温度が78℃まで発熱した。
表に叉区戒と
爽血■ユ
久i二上旦亙孟ヱ工11
実施例1に記載の手順と実質的には同一に、表4の反応成分を以下のように反応
させた:反応成分1〜7、反応成分8〜9、反応成分lO1反応成分11、反応
成分12を加え、反応成分13〜14中で分散させ、反応成分15、反応成分1
6を加えて重合した。重合開始時30℃であった温度が74℃まで発熱した。
支胤拠ニ
ゲラフトおよび したラテックス
実施例1に記載の手順と実質的には同一に、表5の反応成分を以下のように反応
させた:反応成分1〜7、反応成分8〜10、反応成分11、反応成分12、反
応成分13を加え、反応成分14〜15中で分散させ、反応成分16、反応成分
17を加えると、重合開始時30°Cであった温度が57℃まで発熱した。
表1=」υ釦支分
り胤史工
のためのアンモニアを るグラフトしたラテ、、クス溶液相にトリメチルアミン
を加える代わりに水相に中和用アミン(アンモニア)を加える以外は、実施例1
に記載の手順と同様に、表6の反応成分を以下のように反応させた:反応成分1
〜7、反応成分8〜9、反応成分10、反応成分11を加え、反応成分12〜1
4中で分散させ、反応成分15、反応成分16を加えると、重合開始時50°C
であった温度が79℃まで発熱した。
表1:」01炎分
実Jlt1
ポrオール ない ラフトした一テ・・ スジメチロールプロピオン酸以外のポ
リオールを用いないこと以外は、実施例1に記載の手順と同様に、表7の反応成
分を以下のように加え反応させた:反応成分1〜5、反応成分6〜7、反応成分
8、反応成分9、反応成分ioを加え、反応成分11−12中で分散させ、反応
成分13、反応成分14を加えると、重合開始時50 ”Cであった温度が74
℃まで発熱した。
(以下余白)
表1二」し1え分
実JA51
2種のラテックスを、反応成分を加える順番以外は、上記実施例に記載と同様で
あり、実質的には同一の手順により合成した。表8に反応成分の構成を示す。加
える順番は以下の通りである:反応成分1〜7、反応成分8〜9、反応成分10
゜非シランを含有する実施例においては、溶液ポリマーを反応成分11および1
3中に分散させ、反応成分14を加え重合を開始させた。シランを含有する実施
例においては、溶液ポリマーを反応成分13中に分散させ、反応成分12を加え
、反応成分14を加えて、重合を開始させた。
(以下余白)
表1:」U釦友分
上記の2種のラテックスから下記の表9に示すようにして、2種の塗料を作成し
た。
表呈
aVAG 3642はCardinal Tintsから入手の白色ペーストで
ある。
この塗料を、Bonderite 1000で処理した鉄製パネルにスプレーに
より塗布し、150・Fで15分間処理した。下記の表10で、2種の塗料の耐
溶剤性および耐化学クリーナー性を比較する。この評価は、5が最高で1が最低
の1〜5段階に基づいている。
1− ° り瞥−−の
”Xerox Carp、から入手の専売有機クリーナーこの試験結果は、シラ
ンを含有しない以外は匹敵する塗料に対して、シランおよびアミドを含有する塗
料の耐溶剤性および耐化学クリーナー性の改善を明らかに示している。
支五匠l
アク1ルラテ・クス アミド し ン シ瞥三n製
この実施例では、ケイ素部分を含有しないアミド官能性ウレタン樹脂およびケイ
素部分のみを含有するアクリル樹脂の合成について述べる。
アクリル溶液樹脂は以下のようにして合成した。表11の反応成分9〜lOをフ
ラスコに入れ、窒素雰囲気下で105°Cまで加熱した。反応成分1〜5、およ
び、反応成分6〜8の混合物を3時間以上かけて加えた。6〜8の混合物のうち
25ミリリツトルは追加物として残し、重合開始後に追加し、この反応混合物を
105°Cで1時間放置した後、室温まで冷却し、70.9%の固形分を有する
溶液ポリマーを得た。
表1上二反麦虱旦
ケイ素部分を含有しない固形分32.4%のアミド官能性ポリウレタンの水性分
散体は、ケイ素部分を含有するアクリルポリマー界面活性剤を共に使用し、以下
のようにして合成した。
表12の反応成分1〜6を一緒にブレンドし、エチレン性不飽和モノマーを含有
する溶液ポリマーを得た。このブレンド物を反応成分7〜8中で分散させ、反応
成分9〜loを加えた。a度はモノマーの重合開始時に50”Cまで上昇した。
67°Cまで発熱した後、生成物を冷却し、35.7%の固形分を有し、ケイ素
部分を含有しないアミド官能性界面活性剤、および、ケイ素部分を含有するアク
リル界面活性剤、ならびに、ビニルポリマーラテックスを含有する水性ポリマー
エマルジョンラテノクスを得た。
(以下余白)
表」じL二メ1島1分
実】ull
アミド′ シリコン シ1コン
アク盲ル−テ・・クスの
この実施例は、アミド官能性、ケイ素を含有するウレタン樹脂およびケイ素部分
のみを含有するアクリル樹脂の合成について述べる。
アクリル溶液ポリマーは以下のようにして調製した。窒素雰囲気下の反応器に表
13の反応成分9〜lOを入れ、105°Cまで加熱した。反応成分1〜5およ
び反応成分6〜8を3時間以上かけて加えた。追加物として残しておいた反応成
分6〜8のうちの25ミリリ・ノトルを加え、この混合物を105℃で1時間放
置し、ケイ素部分を含有する固形分70゜9%のアクリル溶液ポリマーを得た。
(以下余白)
表ユ」二」(釦又分
アミド官能性およびケイ素部分ならびにラテックスを含有するポリウレタンを、
以下のようにして調製した。反応器に表14の反応成分1〜5を入れ、90”C
まで加熱し、750のNCO当量(理論上のNCO当量は768)が得られるま
で放置した。反応成分6を加え、さらに反応成分1o17.8および9を加えた
。反応成分12を加え、さらに反応成分13を加えた。上記溶液ポリマー(すな
わち反応成分1〜13)に反応成分11および14を攪拌しながら加え、水ベー
スの分散体を得た。反応成分14〜15を加え、この分散体を60°Cまで加熱
し、懸濁重合を開始した。73℃まで発熱した後、このビニルラテックスエマル
ジョンを冷却し、32゜3%の固形分を宵し、アミド官能性(総ラテックスの固
形分の0.6重量%)およびケイ素部分を含有するポリウレタン界面活性剤(総
ラテックスの固形分の6重量%)、ならびに、ケイ素部分を含有するアクリル界
面活性剤(総ラテックスの固形分の34重量%)を含有するラテックスを得た。
ポリウレタン界面活性剤の追加により、アクリル界面活性剤のみを含有するラ
テックスに対して、耐吸水性(50℃の水中に一晩浸けた後、吸着損失を測定)
、耐溶剤性および耐ブリスター性が大幅に改善した。
表り土二叉区成豆
1、事件の表示
PCT/US92107876
2、発明の名称
ビニルポリマーラテックス系
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 アメリカ合衆国 ベンンルパニア 15272.ビフッパーグ、ワンピー
ビージー ブレイス(番地なし)
名称 ピーピージー インダストリーズ、インコーホレイテッド4、代理人
住所 〒540 大阪府大阪市中央区域見−T目2番27号L1明細書を以下の
とおり補正します。
虹lユ第1頁第4行の「米国特許出願第□号」を「米国特許出願第077776
.040号」と補正します。
虹lユ第1頁第8行の「米国特許出願第□号」を「米国特許出願第07777S
、890号」と補正します。
6.21箪8頁第6行の「ポリエステル」を「ポリエステルジオール」と補正し
ます。
6.2.4第22頁第13行の「アクリリプク」を「アクリルポリマーJと補正
します。
通水q粒皿
1、疎水性部分および親水性部分を含有する少なくとも1つの界面活性剤、なら
びに、ビニルポリマーを含有する粒子から構成される、水性ポリマーエマルジッ
ンラテノクスであって、
該ラテックスがケイ素部分およびアミド官能基を含有する、水性ポリマーエマル
ジッンラテックス。
2、前記ケイ素部分が前記ラテックスに有機アミド基を介して結合している、請
求項1に記載の水性ポリマーエマルジ嘗ンラテックス。
3、前記結合が前記界面活性剤に対するものである、請求項2に記載の水性ポリ
マーエマルジッンラテノクス。
4、前記ケイ素部分および前記アミド官能基が2つの異なる樹脂に結合している
、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ叢ンラテックス。
5、前記アミド官能基が前記ラテックスに窒素、酸素または炭素結合を介して結
合している、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ叢ンラテソクス。
6、前記結合が窒素結合である、請求項5に記載の水性ポリマーエマルシロン7
、前記結合が酸素結合である、請求項5に記載の水性ポリマーエマルジ1ン8、
前記結合が炭素結合である、請求項5に記載の水性ポリマーエマルジ嘗ン9、前
記アミド官能基が前記界面活性剤に窒素、酸素または炭素結合を介して結合して
いる、請求項Iに記載の水性ポリマーエマルジタンラテックス。
IO0前記アミド官能基が前記界面活性剤に窒素結合を介して結合している、請
求項9に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
11、前記アミド官能基が前記界面活性剤に酸素結合を介して結合している、請
求項9に記載の水性ポリマーエマルジ1ンラテックス。
12、前記アミド官能基が前記界面活性剤に炭素結合を介して結合している、請
求項9に記載の水性ポリマーエマルジ1ンラテックス。
13、前記結合が以下の構造式で表される、請求項2に記載の水性ポリマーエマ
ルジ5ンラテックス:
ここで、Xはケイ素含有部分であり R1は水素または1から7個の炭素原子を
含有する有機基であり、Yは窒素、酸素または炭素であり、モして2は有機部分
である。
14、前記結合が以下の構造式で表される、請求項3に記載の水性ポリマーエマ
ルジッンラテックス:
ここで、Xはケイ素含有部分、R1は水素または1から7個の炭素原子を含有す
る有機基であり、Yは窒素、酸素または炭素であり、そしてZは有機部分である
。
15、II請求項3に記載の水性ポリマーエマルジ叢ンラテックスであって、前
記有機部分2が、Fが有機シランを有する官能基の反応によりアミド有機シラン
に変換され得る官能基であるZF部分を含有する分子から誘導される、水性ポリ
マーエマルジッンラテックス。
16、il請求項4に記載の水性ポリマーエマルジッンラテックスであって、前
記有機部分2が、Fが有機シランを有する官能基の反応によりアミド有機シラン
に変換され得る官能基であるZF部分を含有する分子から誘導される、水性ポリ
マーエマルレジ冒ンラテックス。
17、Zが疎水基および親木基を含有する有機界面活性剤の有機残基である、請
求項14に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
18.2が1つの炭素原子を引いた疎水基および親木基を含有する有機界面活性
剤の有機残基である、請求項14に記載の水性ポリマーエマルジ磐ンラテック1
9、前記界面活性剤がポリマー性である、請求項1に記載の水性ポリマーエマル
ジョンラテックス。
20、前記界面活性剤がモノマー性である、請求項1に記載の水性ポリマーエマ
ルジ璽ンラテックス。
21.前記親水性部分がイオン性である、請求項1に記載の水性ポリマーエマル
ジ廖ンラテ・1クス。
22、前記親水性部分がアニオン性である、請求項21に記載の水性ポリマーエ
マルジ曹ンラテノクス。
23、前記親水性部分がカチオン性である、請求項21に記載の水性ポリマーエ
マルジ嘗ンラテックス。
24、前記アニオン部分がカルボン酸から誘導される、請求項22に記載の水性
ポリマーエマルジーンラテックス。
25、請求項22に記載の水性ポリマーエマルジ謬ンラテックスであって、前記
ラテックスが該ラテックスの固形分1グラムに対して約0.018!り当量から
約2.2]!り当量のアニオン官能基を有する、水性ポリマーエマルジ冒ンラテ
ックス。
26、請求項22に記載の水性ポリマーエマルジ1ンラテックスであって、前記
ラテックスが該ラテックスの固形分1グラムに対して約o、oaeミリ装置から
約1.8!り当量のアニオン官能基を有する、水性ポリマーエマルジ1ンラテ・
1クス。
27、請求項22に記載の水性ポリマーエマルジジンラテックスであって、前記
ラテックスが該ラテックスの固形分1グラムに対して約0.048ミリ当量から
約1.60ミリ当量のアニオン官能基を有する、水性ポリマーエマルジツンラテ
ノクス。
28、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ1ンラテックスであって、前記ラ
テックスが該ラテックスの固形分に対して約0.002重量パーセントから約6
.0重量パーセントの濃度のケイ素を有する、水性ポリマーエマルジヲンラテノ
クス。
29.請求項lに記載の水性ポリマーエマルションラテックスであって、前記ラ
テックスが該ラテックスの固形分に対して約0.008重量パーセントから約4
.0重量パーセントの濃度のケイ素を有する、水性ポリマーエマルジ嘗ンラテッ
クス。
30、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ璽ンラテックスであって、前記ラ
テックスが該ラテックスの固形分に対して約0.012重量パーセントから約2
.5重量パーセントの濃度のケイ素を有する、水性ポリマーエマルジ1ンラテ・
1クス。
31、前記ケイ素部分が以下の構造式で表される、請求項1に記載の水性ポリマ
ーエマルジ四ンラテックス:
ここでAは OH,OR2、
R2は1から4個の炭素原子を有するアルキル基を示し R3は水素または1か
ら4個の炭素原子を有するアルキル基を示す。
32、前記ケイ素部分がジアルコキシシランから誘導される、請求項1に記載の
水性ポリマーエマルジ1ンラテフクス。
33、前記ケイ素部分がトリアルコキシシランより誘導される、請求項1に記載
の水性ポリマーエマルジクンラテックス。
34、前記界面活性剤がポリウレタン界面活性剤である、請求項1に記載の水性
ポリマーエマルジ璽ンラテックス。
35、前記界面活性剤がポリアクリレート界面活性剤である、請求項1に記載の
水性ポリマーエマルジWンラテックス。
36、前記ビニルポリマーが前記界面活性剤にグラフトされている、請求項1に
記載の水性ポリマーエマルジ震ンラテックス。
37、前記ビニルポリマーが前記界面活性剤に架橋されている、請求項1に記載
の水性ポリマ―エマルジ冒ンラテ・ノクス。
38、前記ビニルポリマーが前記界面活性剤に架橋およびグラフトされている、
請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ■ンラテックス。
39、前記ビニルポリマーが前記界面活性剤に架橋もグラフトもされていない、
請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ冒ンラテックス。
40、前記界面活性剤の前記ビニルポリマーに対する重量比が約90:10から
約10:90の範囲にある、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ1ンラテ・
ノクス。
41、前記界面活性剤の前記ビニルポリマーに対する重量比が約70 : 30
から約30ニア0の範囲にある、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ盲ンラ
テックス。
42、前記界面活性剤の前記ビニルポリマーに対する重量比が約60740から
約40 : 60の範囲にある、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ1ンラ
テノクス。
43、前記ラテックスの固形分が5重量パーセントから約60重量パーセントの
範囲にある、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ替ンラテックス。
44、前記ラテックスの固形分が20重量パーセントから約50重量パーセント
の範囲にある、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジ冒ンラテックス・45、
疎水性部分および親水性部分を含有する少なくとも1つの界面活性剤、ならびに
、ビニルポリマーを含有する粒子から構成される水性ポリマーエマルジッンラテ
ックスを含有する、コーティング組成物であって、該ラテックスがケイ素部分お
よびアミド官能基を含有する、コーティング組成物。
46、前記界面活性剤がポリウレタン界面活性剤を特徴する請求項45に記載の
コーティング組成物。
47、前記界面活性剤がポリアクリレート界面活性剤を特徴する請求項45に記
載のコーティング組成物。
48、前記ビニルポリマーが前記界面活性剤にグラフトされている、請求項45
に記載のコーティング組成物。
49、前記ビニルポリマーが鼓記毘面五性剋拉架橋されている、請求項45に記
載のコーティング組成物0
50、前記ビニルポリマーが前記界面活性剤に架橋およびグラフトされている、
請求項45に記載のコーティング組成物。
51、前記ビニルポリマーが前記界面活性剤に架橋もグラフトもされていない、
請求項45に記載のコーティング組成物。
52、is水性部分および親水性部分、ケイ素部分ならびにアミド官能基を含有
する界面活性剤の存在下においてエチレン性不飽和モノマー類を重合する工程を
包含する、水性ポリマーエマルジ四ンラテックスを生産するためのプロセス。
53、前記ケイ素部分および前記アミド官能基が前記ラテックスに結合している
、請求項52に記載のプロセス。
54、前記ケイ素部分および前記アミド官能基が前記界面活性剤に結合している
、請求項52に記載のプロセス。
55、前記アミド官能基が窒素、酸素、または炭素結合を介して前記界面活性剤
に結合している、請求項52に記載のプロセス。
56、前記ケイ素部分が有機アミド基を介して前記界面活性剤に結合している、
請求項52に記載のプロセス。
57、前記界面活性剤がポリウレタン界面活性剤である、請求項52に記載のプ
ロセス。
58、前記界面活性剤がポリアクリレート界面活性剤である、請求項52に記載
のプロセス。
59、疎水性部分および親水性部分を含有する界面活性剤、ならびに、ビニルポ
リマーを含有する粒子から構成される水性ポリマーエマルジ冒ンラテックスを含
有する、コーティング組成物を担持する基材であって、該ラテックスがケイ素部
分およびアミド官能基を含有する、基材。
60、前記界面活性剤がポリウレタン界面活性剤である、請求項59に記載の基
材。
61、前記界面活性剤がポリアクリレート界面活性剤である、請求項59に記載
の基材。
国際調査報告
国際調査報告
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+’%I◆−1mymm+1wフロントページの続き
(51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号C08G 18/67
NFA 8620−4JCO8L 25100 LEH9166−4J1011
02 L T B 7242−4 JCO9D151108 PGX 7308
−4J(72)発明者 マツケンダイア、ニドワード イー。
アメリカ合衆国 ペンシルバニア 15101゜アリジン パーク、スワンシー
クレセント ウェスト 3007
I
(72)発明者 スー、ジェイムズ シー。
アメリカ合衆国 テネシー 37660.キンゲスポート ロックウッド ロー
ド 3828(72)発明者 ナテッシュ、アンバズヘイガンアメリカ合衆国
ペンシルバニア 15090゜ウエックスフオード、サリスバリー コート 2
823
Claims (61)
- 1.疎水性部分および親水性部分を含有する少なくとも1つの界面活性剤、なら びに、ビニルポリマーを含有する粒子から構成される、水性ポリマーエマルジョ ンラテックスであって、 該ラテックスがケイ素部分およびアミド官能基を含有する、水性ポリマーエマル ジョンラテックス。
- 2.前記ケイ素部分が前記ラテックスに有機アミド基を介して結合している、請 求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 3.前記結合が前記界面活性剤に対するものである、請求項2に記載の水性ポリ マーエマルジョンラテックス。
- 4.前記ケイ素部分および前記アミド官能基が2つの異なる樹脂に結合している 、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 5.前記アミド官能基が前記ラテックスに窒素、酸素または炭素結合を介して結 合している、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 6.前記結合が窒素結合である、請求項5に記載の水性ポリマーエマルジョンラ テックス。
- 7.前記結合が酸素結合である、請求項5に記載の水性ポリマーエマルジョンラ テックス。
- 8.前記結合が炭素結合である、請求項5に記載の水性ポリマーエマルジョンラ テックス。
- 9.前記アミド官能基が前記界面活性剤に窒素、酸素または炭素結合を介して結 合している、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 10.前記アミド官能基が前記界面活性剤に窒素結合を介して結合している、請 求項9に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 11.前記アミド官能基が前記界面活性剤に酸素結合を介して結合している、請 求項9に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 12.前記アミド官能基が前記界面活性剤に炭素結合を介して結合している、請 求項9に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 13.前記結合が以下の構造式で表される、請求項2に記載の水性ポリマーエマ ルジョンラテックス:▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、Xはケイ素含有部分であり、R1は水素または1から7個の炭素原子を 含有する有機基であり、Yは窒素、酸素または炭素であり、そしてZは有機部分 である。
- 14.前記結合が以下の構造式で表される、請求項3に記載の水性ポリマーエマ ルジョンラテックス:▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、Xはケイ素含有部分、R1は水素または1から7個の炭素原子を含有す る有機基であり、Yは窒素、酸素または炭素であり、そしてZは有機部分である 。
- 15.請求項13に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックスであって、 前記有機部分Zが、Fが有機シランを有する官能基の反応によりアミド有機シラ ンに変換され得る官能基であるZF部分を含有する分子から誘導される、水性ポ リマーエマルジョンラテックス。
- 16.請求項14に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックスであって、 前記有機部分Zが、Fが有機シランを有する官能基の反応によりアミド有機シラ ンに変換され得る官能基であるZF部分を含有する分子から誘導される、水性ポ リマーエマルジョンラテックス。
- 17.Zが疎水基および親水基を含有する有機界面活性剤の有機残基である、請 求項14に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 18.Zが1つの炭素原子を引いた疎水基および親水基を含有する有機界面活性 剤の有機残基である、請求項14に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス 。
- 19.前記界面活性剤がポリマー性である、請求項1に記載の水性ポリマーエマ ルジョンラテックス。
- 20.前記界面活性剤がモノマー性である、請求項1に記載の水性ポリマーエマ ルジョンラテックス。
- 21.前記親水性部分がイオン性である、請求項1に記載の水性ポリマーエマル ジョンラテックス。
- 22.前記親水性部分がアニオン性である、請求項21に記載の水性ポリマーエ マルジョンラテックス。
- 23.前記親水性部分がカチオン性である、請求項21に記載の水性ポリマーエ マルジョンラテックス。
- 24.前記アニオン部分がカルボン酸から誘導される、請求項22に記載の水性 ポリマーエマルジョンラテックス。
- 25.請求項22に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックスであって、 前記ラテックスが該ラテックスの固形分1グラムに対して約0.018ミリ当量 から約2.25ミリ当量のアニオン官能基を有する、水性ポリマーエマルジョン ラテックス。
- 26.請求項22に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックスであって、 前記ラテックスが該ラテックスの固形分1グラムに対して約0.036ミリ当量 から約1.8ミリ当量のアニオン官能基を有する、水性ポリマーエマルジョンラ テックス。
- 27.請求項22に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックスであって、 前記ラテックスが該ラテックスの固形分1グラムに対して約0.048ミリ当量 から約1.60ミリ当量のアニオン官能基を有する、水性ポリマーエマルジョン ラテックス。
- 28.請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックスであって、 前記ラテックスが該ラテックスの固形分に対して約0.002重量パーセントか ら約6.0重量パーセントの濃度のケイ素を有する、水性ポリマーエマルジョン ラテックス。
- 29.請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックスであって、 前記ラテックスが該ラテックスの固形分に対して約0.008重重パーセントか ら約4.0重量パーセントの濃度のケイ素を有する、水性ポリマーエマルジョン ラテックス。
- 30.請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックスであって、 前記ラテックスが該ラテックスの固形分に対して約0.012重量パーセントか ら約2.5重量パーセントの濃度のケイ素を有する、水性ポリマーエマルジョン ラテックス。
- 31.前記ケイ素部分が以下の構造式で表される、請求項1に記載の水性ポリマ ーエマルジョンラテックス:▲数式、化学式、表等があります▼ ここでAは、例えば、OH、OR2、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、ハロ ゲン、または、▲数式、化学式、表等があります▼、を示し、R2は1から4個 の炭素原子を有するアルキル基を示し、R3は水素または1から4個の炭素原子 を有するアルキル基を示す。
- 32.前記ケイ素部分がジアルコキシシランから誘導される、請求項1に記載の 水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 33.前記ケイ素部分がトリアルコキシシランより誘導される、請求項1に記載 の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 34.前記界面活性剤がポリウレタン界面活性剤である、請求項1に記載の水性 ポリマーエマルジョンラテックス。
- 35.前記界面活性剤がポリアクリレート界面活性剤である、請求項1に記載の 水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 36.前記ビニルポリマーが前記界面活性剤にグラフトされている、請求項1に 記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 37.前記ビニルポリマーが前記界面活性剤に架橋されている、請求項1に記載 の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 38.前記ビニルポリマーが前記界面活性剤に架橋およびグラフトされている、 請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 39.前記ビニルポリマーが前記界面活性剤に架橋もグラフトもされていない、 請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 40.前記界面活性剤の前記ビニルポリマーに対する重量比が約90:10から 約10:90の範囲にある、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテッ クス。
- 41.前記界面活性剤の前記ビニルポリマーに対する重量比が約70:30から 約30:70の範囲にある、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテッ クス。
- 42.前記界面活性剤の前記ビニルポリマーに対する重量比が約60:40から 約40:60の範囲にある、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテッ クス。
- 43.前記ラテックスの固形分が5重量パーセントから約60重量パーセントの 範囲にある、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 44.前記ラテックスの固形分が20重量パーセントから約50重量パーセント の範囲にある、請求項1に記載の水性ポリマーエマルジョンラテックス。
- 45.疎水性部分および親水性部分を含有する少なくとも1つの界面活性剤、な らびに、ビニルポリマーを含有する粒子から構成される水性ポリマーエマルジョ ンラテックスを含有する、コーティング組成物であって、該ラテックスがケイ素 部分およびアミド官能基を含有する、コーティング組成物。
- 46.前記界面活性剤がポリウレタン界面活性剤を含有する、請求項45に記載 のコーティング組成物。
- 47.前記界面活性剤がポリアクリレート界面活性剤を含有する、請求項45に 記載のコーティング組成物。
- 48.前記ビニルポリマーが前記界面活性剤にグラフトされている、請求項45 に記載のコーティング組成物。
- 49.前記ビニルポリマーが架橋されている、請求項45に記載のコーティング 組成物。
- 50.前記ビニルポリマーが前記界面活性剤に架橋およびグラフトされている、 請求項45に記載のコーティング組成物。
- 51.前記ビニルポリマーが前記界面活性剤に架橋もグラフトもされていない、 請求項45に記載のコーティング組成物。
- 52.疎水性部分および親水性部分、ケイ素部分ならびにアミド官能基を含有す る界面活性剤の存在下においてエチレン性不飽和モノマー類を重合する工程を包 含する、水性ポリマーエマルジョンラテックスを生産するためのプロセス。
- 53.前記ケイ素部分および前記アミド官能基が前記ラテックスに結合している 、請求項52に記載のプロセス。
- 54.前記ケイ素部分および前記アミド官能基が前記界面活性剤に結合している 、請求項52に記載のプロセス。
- 55.前記アミド官能基が窒素、酸素、または炭素結合を介して前記界面活性剤 に結合している、請求項52に記載のプロセス。
- 56.前記ケイ素部分が有機アミド基を介して前記界面活性剤に結合している、 請求項52に記載のプロセス。
- 57.前記界面活性剤がポリウレタン界面活性剤である、請求項52に記載のプ ロセス。
- 58.前記界面活性剤がポリアクリレート界面活性剤である、請求項52に記載 のプロセス。
- 59.疎水性部分および親水性部分を含有する界面活性剤、ならびに、ビニルポ リマーを含有する粒子から構成される水性ポリマーエマルジョンラテックスを含 有する、コーティング組成物を担持する基材であって、 該ラテックスがケイ素部分およびアミド官能基を含有する、基材。
- 60.前記界面活性剤がポリウレタン界面活性剤である、請求項59に記載の基 材。
- 61.前記界面活性剤がポリアクリレート界面活性剤である、請求項59に記載 の基材。
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