JPH0660213B2 - 被覆剤の製法 - Google Patents

被覆剤の製法

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JPH0660213B2
JPH0660213B2 JP63502897A JP50289788A JPH0660213B2 JP H0660213 B2 JPH0660213 B2 JP H0660213B2 JP 63502897 A JP63502897 A JP 63502897A JP 50289788 A JP50289788 A JP 50289788A JP H0660213 B2 JPH0660213 B2 JP H0660213B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、遊離の重合可能な二重結合を有するアクリレ
ートコポリマーを含有する被覆剤の製法に関する。
西ドイツ特許出願公開(DE−DS)第3319061
号明細書から、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エ
ステルのコポリマーのメチルエステル成分のポリオール
アクリレートもしくはポリオールメタクリレートでのエ
ステル交換により製造される遊離二重結合を有するアク
リレートコポリマーは公知である。この物質は、殊に内
燃機関用の軟物質−フラツトパツキングの含浸のために
使用される。この物質の架橋は、ペルオキシドの添加下
に熱的に行なうか又は、エネルギーの多い電子線を用い
て、メタクリル酸−もしくはアクリル酸エステルの遊離
二重結合を介して行なう。
西ドイツ特許(DE-A)第3400966号明細書から、ヒ
ドロキシ基及び場合によつてはエポキシド基を有するコ
ポリマーと炭素原子数12〜26を有し、少なくとも1
個のオレフイン性不飽和二重結合を有するカルボン酸と
の反応により製造される、空気酸素で硬化可能な組成物
は公知である。このコポリマーの形成のためには、1分
子当り1個より多い二重結合を有するモノマーは使用さ
れない。記載の組成物は、溶剤なしで加工されうる。こ
れは、硬化可能なパツキン材として使用される。
しかしながら、遊離の二重結合を介しての架橋は、最適
に進行しないので、毒物学的に有毒物質を分解すること
なく容易かつ迅速に硬化し、溶剤安定性及び耐化学品性
に関して良好な特性を有する組成物に対する要望が存在
する。
欧州特許(EP−A)第158161号明細書から、全
モノマー重量に対して3〜25重量%の、少なくとも2
個の重合可能なオレフイン性不飽和二重結合を有するモ
ノマーの共重合により製造されるヒドロキシル基含有ア
クリレートコポリマーは公知である。この多官能性モノ
マーの使用により、アクリレートコポリマーの分枝が達
成される。欧州特許(EP−A)第158161号明細
書によれば、記載ヒドロキシル基含有アクリレートコポ
リマーは、メラミン−ホルムアルデヒド−樹脂又はポリ
イソシアネートと架橋される。得られる被覆は、耐化学
品性及び耐溶剤性に関して良好な特性を有する。しかし
ながら、毒物学的にまつたく無害ではない架橋剤は不利
である。それというのも、それは、不所望の物質を離脱
するからである。記載の物質は、殊に自動車の修理塗装
のために好適である。
この本発明の基本的課題は、2工程法で製造可能な、遊
離二重結合を有するアクリレートコポリマーを含有する
被覆によつて解決され、これは、第1工程で a)少なくとも2個の重合可能な二重結合を有するエチ
レン性不飽和モノマー 3〜30重量% b)官能基1個を有するモノマー 5〜60重量% c)他のエチレン性不飽和モノマー (ここでa)、b)及びc)の合計は100重量%であ
るを有機溶剤中、70〜130℃有利に90〜120℃
の温度で、開始剤及びモノマー全重量に対して少なくと
も0.5重量%有利に2.5重量%の重合調節剤の使用
下に重合させることにより、アクリレート樹脂(A)を製
造し、第2工程で、生じたポリマー(A)を、(A)の(b)
の官能基と反応しうる基の他に少なくとも1個のエチレ
ン性不飽和の重合可能な二重結合を有する化合物(B)と
反応させることより成る。
成分a)としては、有利に、一般式: 〔式中R=H又はCH、X=O、NR′、S、R′=
H、アルキル、アリール、n=2〜8〕の化合物を使用
することができる。
このような化合物の例は、ヘキサンジオールジアクリレ
ート、ヘキサンジオールメタクリレート、グリコールジ
アクリレート、グリコールジメタクリレート、ブタンジ
オールジアクリレート、ブタンジオールジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート及びトリ
メチロールプロパントリメタクリレートである。もちろ
ん、これら多不飽和モノマーの組み合せも使用できる。
更に、成分a)としてジビニルベンゾールも好適であ
る。
更に、成分a)は、有利に重合可能なオレフイン性不飽
和二重結合を有するカルボン酸と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からの反応生
成物又は不飽和アルコールでエステル化されたポリカル
ボン酸又は不飽和モノカルボン酸であつてよい。
更に、有利に、成分a)として、ポリイソシアネート及
び不飽和アルコール又はアミンの反応生成物を使用する
ことができる。この例としては、ヘキサメチレンジイソ
シアネート1モル及びアリルアルコール2モルからの反
応生成物が挙げられる。
もう1つの他の有利な成分a)は、1500より小さ
い、有利に1000より小さ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
ル及びアクリル酸及び/又はメタクリル酸のジエステル
である。
成分c)の他の重合可能なモノマーは、有利にスチロー
ル、ビニルトルオール、アクリル酸又はメタクリル酸の
アルキルエステル、アルコキシエチルアクリレート及び
アリールオキシエチルアクリレート及び相応するメタク
リレート、マレイン酸及びフマール酸のエステルの群か
ら選択されうる。この例は、次のものである:メチルア
クリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレー
ト、ブチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、
イソブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、イソ
アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチ
ルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、3,
5,5−トリメチルヘキシルアクリレート、デシルアク
リレート、ドデシルアクリレート、ヘキサデシルアクリ
レート、オクタデシルアクリレート、オクタデセニルア
クリレート、ペンチルメタクリレート、イソアミルメタ
クリレート、ヘキシルメタクリレート、2−エチルブチ
ルメタクリレート、オクチルメタクリレート、3,5,
5−トリメチルヘキシルメタクリレート、デシルメタク
リレート、ドデシルメタクリレート、ヘキサデシルメタ
クリレート、オクタデシルメタクリレート、ブトキシエ
チルアクリレート又はブトキシエチルメタクリレート、
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピ
ルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチ
ルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シク
ロヘキシルメタクリレート、アクリルニトリル、メタク
リルニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル及びフエノキシ
エチルアクリレート。コポリマーの不所望な特性をもた
らさないかぎり、他のモノマーも使用できる。
いかなる化合物B)と次の反応をするかに依つて、モノ
マー成分b)は種々の官能基を有しうる。
成分b)としては、有利にヒドロキシル基含有エチレン
性不飽和モノマーがこれに該当する。その例は、1級ヒ
ドロキシル基を有するアクリル酸及び/又はメタクリル
酸のヒドロキシアルキルエステルである。成分b)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モル及び平均
2モルの−カプロラクトンの反応生成物であつてもよ
い。ヒドロキシ基含有モノマーとしては、2級ヒドロキ
シル基を有するアクリル酸及び/又はメタクリル酸のヒ
ドロキシル基含有エステルも使用できる。アクリル酸及
び/又はメタクリル酸と3級α−炭素原子を有するカル
ボン酸のグリシジルエステルとからの反応生成物が有利
である。ヒドロキシ基含有エチレン性不飽和モノマーの
例は、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、ヒドロキシヘキシルアク
リレート、ヒドロキシオクチルアクリレート及び相応す
るメタクリレートである。2級OH基を有するOH−モノマ
ーの例は、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応するメタクリレートである。
官能基を有するモノマー成分(b)がヒドロキシル基含
有モノマーである場合に、反応成分B)として、α,β
−不飽和カルボン酸のエステル、α,β−不飽和カルボ
ン酸、イソシアネート基を有するエチレン性不飽和モノ
マー又はN−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド
又はフマル酸、クロトン酸又はジメチルアクリル酸の類
縁アミド又は一般式(1) 〔式中R=H、Me、R1=H、アルキル、アリール、R
=アルキル、 の化合物が使用される。
α,β−不飽和カルボン酸のエステルとの反応を行なう
場合に、二重結合は、エステル交換によりアクリレート
ポリマー中に導入される。成分B)としては、α,β−
不飽和カルボン酸のエステル(そのエステル基は4〜6
個より多くない炭素原子を有する)例えばメチルアクリ
レート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、
ブチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソ
ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート及び相応す
るメタクリレート並びにフマル酸、マレイン酸、クロト
ン酸、ジメチルアクリル酸の相応するエステルが有利で
ある。α,β−不飽和カルボン酸のエステルを、当業者
に公知のエステル交換反応で、予め製造された分枝アク
リレートコポリマーのヒドロキシル基と反応させる。
成分B)が、α,β−不飽和カルボン酸であれば、予め製
造されたアクリレートコポリマーとの反応はエステル化
反応で行なう。
好適なカルボン酸の例は、アクリル酸、メタクリル酸、
クロトン酸、フマル酸、マレイン酸及びジメチルアクリ
ル酸である。
遊離の二重結合は、アクリレートコポリマー中にも導入
でき、この際、ヒドロキシル基含有アクリレートコポリ
マーとイソシアネート基含有モノマーとを、ウレタン結
合形成下に反応させる。この場合に、ヒドロキシル基含
有アクリレートコポリマーももつぱら2級OH基を含有す
ることができる。成分B)の化合物は、有利に、一般式: 〔式中R=H、Me、Et、X=(CH2)n、n=1〜12〕の
不飽和カルボン酸のイソシアナトアルキルエステルであ
る。成分B)は、有利に、N−アルコキシメチルアクリル
アミド又は同誘導体又はフマル酸、クロトン酸、ジメチ
ルアクリル酸の類縁アミド又は一般式(1): 〔式中R=H、Me、R1=H、アルキル、アリール、R
=アルキル、 に相当する化合物であつてよい。
このような化合物の例は、メトキシメチルアクリルアミ
ド、メトキシメチルメタクリルアミド、ブトキシメチル
アクリルアミド、ブトキシメチルメタクリルアミド、イ
ソブトキシメチルメタクリルアミド、イソブトキシメチ
ルメタクリルアミド、フマル酸、クロトン酸又はジメチ
ルアクリル酸の類縁アミド、グリコール酸誘導体、例え
ばメチルアクリルアミドグリコレートメチルエーテル、
ブチルアクリルアミドグリコレートブチルエーテル、メ
チルメタクリルアミドグリコレート及びブチルアクリル
アミドグリコレートである。
第1工程で製造された分枝アクリレートコポリマーは、
官能性基としてエポキシド基を含有していてもよい。こ
の場合、生じるアクリレートコポリマーを、カルボキシ
ル−又はアミノ基を有するエチレン性不飽和モノマーで
ある化合物B)と反応させる。好適なモノマーb)は、例え
ば不飽和カルボン酸のグリシジルエステル又は不飽和化
合物のグリシジルエーテルである。例としては、マレイ
ン酸及びフマル酸のグリシジルアクリレート、グリシジ
ルメタクリレート、グリシジルエステル、グリシジルビ
ニルフタレート、グリシジルアリルフタレート、グリシ
ジルアリルマロネートが挙げられる。次いで、官能性ア
クリレートコポリマーのエポキシド基を化合物B)のカル
ボキシル−又はアミノ基と反応させる。これら化合物
は、有利に、次の群:アクリル酸、メタクリル酸、クロ
トン酸、ジメチルアクリル酸、フマル酸モノメチルエス
テル、無水カルボン酸とα,β−不飽和酸のヒドロキシ
アルキルエステルとからの反応生成物例えば、無水ヘキ
サヒドロフタル酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフ
タル酸又は無水マレイン酸及びヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリ
レート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートの付加
生成物から選択されている。化合物B)は、有利りに、t
−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ビスアク
リルアミド酢酸又はビス(アクリルアミドエチル)アミ
ンであつてもよい。複数の二重結合を有する化合物例え
ばビスアクリルアミド酢酸を使用するのが有利である。
モノマー成分b)は、有利に、エステル官能を有するモノ
マーであつてもよい。有利に、このエステル化アルコー
ルは、6は越えない炭素原子数を有すべきである。例え
ば、成分b)として、アクリル酸、メタクリル酸、クロト
ン酸、マレイン酸及びフマル酸のアルキルエステル例え
ば相応するメチルエステル、エチルエステル、プロピル
エステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イ
ソブチルエステル、ペンチルエステル及びヘキシルエス
テルがこれに該当する。エステル基中の長鎖アルコール
基は、好適性が低い。それというのも、その反応及び反
応の後のその蒸溜は、高すぎる温度を必要とするからで
ある。反応成分B)は、OH-、NH-又はSH-官能基を有する
エチレン性不飽和モノマー例えば、アクリル酸及びメタ
クリル酸のヒドロキシアルキルエステル、アリルアルコ
ール、クロチルアルコール、メチルビニルカルビノー
ル、アリルアミン、クロチルアミン、アリルメルカプタ
ン、クロチルメルカプタンである。この反応生成物は、
エステル交換−又はアミド交換反応で得られる。これら
反応は、当業者に公知であり、更に説明を要しない。
モノマー成分b)は、NCO 基を含有してもよい。こうし
て、得られるアクリレートコポリマーは、有利にエチレ
ン性不飽和二重結合及びOH-、NH-、SH-又はCOOH -基を
有する化合物である化合物B)と組み合わされる。モノマ
ーb)は、有利に、不飽和カルボン酸のイソシアナトアル
キルエステルの群例えばイソシアナトエチル(メタ)ア
クリレート、イソシアナトブチルメタクリレート又はビ
ニル系イソシアネート、例えばビニルイソシアネート、
m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシ
アネートから選択される。成分b)として、例えば、ヒド
ロキシアルキル(メタ)アクリレート、例えばヒドロキ
シエチルメタクリレートへのイソホロンジイソシアネー
トの付加生成物を使用することができる。この付加のた
めに、OH-、NH-、SH-又はCOOH -官能基の他に2個以上
の二重結合を含有するような化合物を選択するのが有利
である。
モノマー成分b)は、N−アルコキシメチルアクリルアミ
ド(誘導体)又は、一般式(1): 〔式中R=H、Me、R1=H、アルキル、アリール、R
=アルキル、 の化合物であるのが有利である。
こうして形成されたアクリレートコポリマーは、重合可
能な二重結合の他にOH-、NH-又はSH-官能基を有する化
合物B)と組み合わされる。このモノマーb)の例は、N−
アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド、例えばメト
キシメチルアクリルアミド、メトキシメチルメタクリル
アミド、イソブトキシメチルアクリルアミド、イソブト
キシメチルメタクリルアミド並びにアルコキシ〔(1−
オキソ−2−プロペニル)アミノ〕−酢酸アルキルエス
テルである。
アクリレートコポリマー(A)の製造時に、前架橋された
がゲル化されていないコポリマーが得られることに注意
すべきである。このことは、適当な重合条件により可能
である。少なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する
モノマーの使用により、アクリレートコモノマーの前架
橋が起こされるが、これは、特別な反応条件に基づき、
ゲル状生成物を生じない。重要なことは、重合を70〜
130℃有利に90〜120℃の温度で、比較的低い約
50重量%の重合固体で実施することである。重合調節
剤としては、メルカプト基含有化合物特にメルカプトエ
タノールを使用するのが有利である。調節剤の選択は、
殊に、モノマー成分b)の種類に依り決まる。モノマー成
分b)がアルキルエステル基を有する場合は、引続きアル
コール又はアミンでエステル交換もしくはアミド交換す
べきであるから、調節剤として、メルカプトアルコール
を僅かに使用するか又は使用しないことが重要である。
さもないと、エステル交換もしくはアミド交換時に、早
すぎるゲル化の危険が生じる。モノマー成分b)は、 OH
- モノマーであり、得られるOH基含有ポリマーはカルボ
キシ基含有化合物とエステル化反応で反応すべき場合
は、メルカプトカルボン酸を少量使用するかまつたく使
用しないことが重要である。さもないと、早すぎるゲル
化の危険がある。しかしながら、この場合に、2−メル
カプトプロピオン酸が使用可能である。それというの
も、この化合物は、2級の飽和炭素原子の所に1個のカ
ルボキシル基を有し、従つて、α,β−不飽和カルボン
酸よりも反応性が低いからである。
常に、モノマーb)と調節剤の選択の間の適合を行なうべ
きであり、更に、例えば、1級メルカプタン及びイソシ
アネート基含有エチレン性不飽和モノマー並びにグリシ
ジル基含有エチレン性不飽和モノマー及び調節剤として
のメルカプトカルボン酸を相互に組み合せることはでき
ない。
重合開始剤の選択は、使用されるエチレン性多不飽和の
モノマー分に依り決まる。低い配分では、このような温
度に対して慣用の開始剤例えばペルオキシエステルを使
用することができる。エチレン性多不飽和モノマー(a)
分が高い場合は、開始剤例えばアゾ化合物を使用するの
が有利である。
第2工程で実施されるアクリレートポリマー(A)と成分
(B)との間の反応は、当業者に公知の反応、例えばエス
テル化反応、エステル交換反応、アミド交換反応、ウレ
タン結合、尿素結合、β−ヒドロキシエステル基の形成
下での付加反応である。
本発明は、前架橋され、ゲル化されていないアクリレー
トコポリマー並びに場合により顔料及び有機溶剤を含有
する被覆組成物にも関する。この組成物の架橋は、低温
でペルオキシドを用い又は用いないで、ペルオキシドを
用いる場合には低温で触媒及びペルオキシド分解促進剤
例えば、ジメチルアニリン又は他のアミン又は金属塩の
添加のもとに熱的に操作するか又は、より低い温度で、
乾燥剤の添加のもとに酸化的に、又はエネルギーの多い
電子線を用いて、アクリレートコポリマーの遊離の二重
結合を介して行なう。本発明による既に架橋されている
遊離の二重結合を有するアクリレートコポリマーは、空
気乾燥性アルキド樹脂又は他の酸化性乾燥物質系又は不
飽和ポリエステルをベースとする系への添加剤として、
弾性及び付着性を高めるために使用することもできる。
次に、実施例につき本発明を詳述する: 本発明による分枝アクリレートP1の製造: 4−特殊鋼釜中に次のものを装入し、110℃に加熱
する: キシロール 477部 クモール 477部 モノマータンク中に次のものを秤取し、混合する: ヘキサンジオールジアクリレート 150部 ヒドロキシエチルメタクリレート 250部 エチルヘキシルメタクリレート 150部 t−ブチルメタクリレート 200部 シクロヘキシルメタクリレート 100部 スチロール 150部 メルカプトエタノール 38部 開始剤タンク中に次のものを秤取し、混合する: 2,2′−アゾビス(2−メチルブタンニトリル) 28部 キシロール 56部 クモール 56部 モノマータンクの内容物を3時間かかつて添加し、開始
剤タンクの内容物を3.5時間かかつて添加する。工程
を同時に開始させ、この重合の間に温度を110℃に保
持する。こうして得られた澄明なアクリレート樹脂は、
2.9dPasの粘度及び51%の固体を有する。
成分P1の製造: 特殊鋼釜内で、予め製造されたアクリレート樹脂溶液9
20部にエチルアクリレート369部及びヒドロキノン
モノメチルエーテル2.46部及びジブチル錫オキシド
4.92部を添加し、徐々に80〜100℃まで加熱す
る。絶えず、空気流をこの釜に導入する。この温度で数
時間の後に、エタノールの留去(塔から)のもとに温度
を徐々に120℃まで高め、エタノール合計520部及
び過剰のエチルアクリレート及び少量の溶剤を溜去し、
引続き、酢酸ブチル257部で溶解させる。
こうして得られる成分P1の固体は54.7%であり、
粘度は1.3dPas である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2工程法で、遊離の二重結合を有するアク
    リレートコポリマーを含有する被覆剤を製造する場合
    に、第1工程で、 a)少なくとも2個の重合可能な二重結合を有するエチ
    レン性不飽和モノマー 3〜30重量% b)官能基を有するモノマー 5〜60重量% 及び c)他のエチレン性不飽和モノマー (この際、全モノマーの合計は100重量%である) を、有機溶剤中、70〜130℃有利に90〜120℃
    で、開始剤及びモノマー全重量に対して少なくとも0.
    5重量%有利に少なくとも2.5重量%の重合調節剤の
    使用下に重合させることにより前架橋され、ゲル化され
    ていないアクリル樹脂(A)を製造し、第2工程で、生
    じたポリマー(A)を(A)の官能基と反応しうる基の
    他に少なくとも1個のエチレン性不飽和の重合可能な二
    重結合を有する化合物(B)と反応させてアクリレート
    コポリマーを製造することを特徴とする、遊離二重結合
    を有するアクリレートコポリマーを含有する被覆剤の製
    法。
  2. 【請求項2】b)はヒドロキシル基含有モノマーであ
    り、B)はα,β−不飽和カルボン酸のエステルであ
    る、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】b)はヒドロキシル基含有モノマーであ
    り、B)はα,β−不飽和カルボン酸である、請求項1
    記載の方法。
  4. 【請求項4】b)はヒドロキシル基含有モノマーであ
    り、B)はイソシアネート基含有モノマーである、請求
    項1記載の方法。
  5. 【請求項5】b)はヒドロキシル基含有モノマーであ
    り、(B)はN−アルコキシメチルアクリルアミド又は
    −誘導体又は一般式(1): 〔式中R=H、Me、R1=H、アルキル、アリール、R2
    =アルキル、 に相当するものである、 請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】b)はグリシジル基含有モノマーであり、
    B)はカルボキシル−又はアミノ基を有するエチレン性
    不飽和モノマーである、請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】b)はエステル官能基を有し(この際、エ
    ステル化アルコールは6より多くない炭素原子を有す
    る)、B)はOH−、NH−又はSH−官能基を有するエチレ
    ン性不飽和モノマーである、請求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】b)はイソシアネート基を有し、化合物
    B)はOH−、NH−、SH−又はCOO−官能基を有するモノ
    マーである、請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】b)はN−アルコキシメチルアクリルアミ
    ド又は−誘導体であるか又は、一般式(1): 〔式中R=H、Me、R1=H、アルキル、アリール、R
    =アルキル、 に相当する化合物であり、 B)は、OH−、NH−又はSH−官能基を有するモノマーで
    ある、請求項1記載の方法。
  10. 【請求項10】請求項1から9までのいずれか1項記載
    の方法で製造された、前架橋され、ゲル化されていない
    アクリレートコポリマー並びに場合により顔料、場合に
    より有機溶剤及び触媒を含有する被覆組成物。
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