JPH08208783A - 不飽和ポリウレタンを基本成分とする反応性乳化剤 - Google Patents
不飽和ポリウレタンを基本成分とする反応性乳化剤Info
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-
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- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
- C09D5/024—Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
- C09D5/027—Dispersing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
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-
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広範囲のバインダーを水性相に移行させるこ
とを可能とする加水分解に対して安定な乳化剤の提供 【解決手段】 この乳化剤は、オレフィン性二重結合を
持ち、ポリエチレングリコールを介して結合したエチレ
ンオキシド単位を20〜80重量% の含有量で有しそし
て a)1種類以上の有機ポリイソシアネートを b)イソシアネートに対して反応性である少なくとも1
種類のポリブタジエン誘導体および c)場合によっては、少なくとも1つの別の水酸基また
はカルボキシル基を持つ1種類以上のジオール、および d)500〜10,000g /モルの分子量を有するポ
リオキシアルキレングリコール成分と、出発成分a)〜
d)の全てに関して0.5:1〜1.2:1のNCO:
OH当量比を維持しながら反応させることによって得る
ことのできるポリウレタンより成る。
とを可能とする加水分解に対して安定な乳化剤の提供 【解決手段】 この乳化剤は、オレフィン性二重結合を
持ち、ポリエチレングリコールを介して結合したエチレ
ンオキシド単位を20〜80重量% の含有量で有しそし
て a)1種類以上の有機ポリイソシアネートを b)イソシアネートに対して反応性である少なくとも1
種類のポリブタジエン誘導体および c)場合によっては、少なくとも1つの別の水酸基また
はカルボキシル基を持つ1種類以上のジオール、および d)500〜10,000g /モルの分子量を有するポ
リオキシアルキレングリコール成分と、出発成分a)〜
d)の全てに関して0.5:1〜1.2:1のNCO:
OH当量比を維持しながら反応させることによって得る
ことのできるポリウレタンより成る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、親水性に変性された新
規のオレフィン性不飽和ポリウレタンおよびこれを遊離
基−および/または酸化機構によって硬化され得る合成
樹脂のための合成樹脂水性分散物製造用反応性乳化剤と
して用いることに関する。更に本発明は、乳化剤成分と
してかゝる親水性ポリウレタンを含有する、不飽和基を
持つ合成樹脂の水分散性混合物並びに実質的にかゝる混
合物より成るバインダーを含有する塗料に関する。
規のオレフィン性不飽和ポリウレタンおよびこれを遊離
基−および/または酸化機構によって硬化され得る合成
樹脂のための合成樹脂水性分散物製造用反応性乳化剤と
して用いることに関する。更に本発明は、乳化剤成分と
してかゝる親水性ポリウレタンを含有する、不飽和基を
持つ合成樹脂の水分散性混合物並びに実質的にかゝる混
合物より成るバインダーを含有する塗料に関する。
【0002】
【従来技術】水希釈性合成樹脂分散物を得る一つの方法
は外的乳化剤を使用するものである。例えば、米国特許
第4,070,323号明細書によると、例えばアクリ
ロイル基含有ポリウレタンをアニオン性−またはカチオ
ン性油/水−型乳化剤(例えばラウリル硫酸ナトリウ
ム)によって水に分散させる。これらの乳化剤は遊離基
架橋反応の間に塗膜中に組入れられない。結果として塗
膜で達成できる耐水性度が無視できない程に低下する。
は外的乳化剤を使用するものである。例えば、米国特許
第4,070,323号明細書によると、例えばアクリ
ロイル基含有ポリウレタンをアニオン性−またはカチオ
ン性油/水−型乳化剤(例えばラウリル硫酸ナトリウ
ム)によって水に分散させる。これらの乳化剤は遊離基
架橋反応の間に塗膜中に組入れられない。結果として塗
膜で達成できる耐水性度が無視できない程に低下する。
【0003】ドイツ特許出願公開第3,900,257
号明細書には、非イオン系の親水性(メタ)アクリロイ
ル基含有ポリウレタンおよび水中非分散性ウレタン(メ
タ)アクリレート類のための反応性乳化剤としてのその
用途が開示されている。しかしながらこれらの乳化剤は
単独では限定された合成樹脂しか乳化できず、例えばス
チレン不含の不飽和ポリエステル樹脂を乳化することが
できない。ドイツ特許出願公開第4,004,651号
明細書にはポリオールおよび不飽和基含有モノアルコー
ルの両方を含有しそして40% の割合まで慣用のアルキ
ッド樹脂を乳化することができる風乾性ポリウレタン樹
脂が開示されている。ヨーロッパ特許出願公開第0,5
01,247号明細書にはオレフィン性不飽和ポリウレ
タンおよびそれを、β,γ−エチレン性不飽和エーテル
アルコール成分を含有し且つ原則として不飽和ポリエス
テル樹脂の乳化剤として使用される反応性乳化剤として
用いることが開示されている。
号明細書には、非イオン系の親水性(メタ)アクリロイ
ル基含有ポリウレタンおよび水中非分散性ウレタン(メ
タ)アクリレート類のための反応性乳化剤としてのその
用途が開示されている。しかしながらこれらの乳化剤は
単独では限定された合成樹脂しか乳化できず、例えばス
チレン不含の不飽和ポリエステル樹脂を乳化することが
できない。ドイツ特許出願公開第4,004,651号
明細書にはポリオールおよび不飽和基含有モノアルコー
ルの両方を含有しそして40% の割合まで慣用のアルキ
ッド樹脂を乳化することができる風乾性ポリウレタン樹
脂が開示されている。ヨーロッパ特許出願公開第0,5
01,247号明細書にはオレフィン性不飽和ポリウレ
タンおよびそれを、β,γ−エチレン性不飽和エーテル
アルコール成分を含有し且つ原則として不飽和ポリエス
テル樹脂の乳化剤として使用される反応性乳化剤として
用いることが開示されている。
【0004】上記の全例示の共通の特徴は、不飽和ポリ
ウレタン中の二重結合の数が比較的に少なく、それ故に
乳化されるべき合成樹脂の反応性も少ないことにある。
乳化剤中に沢山の二重結合を導入する一つの方法がドイ
ツ特許出願公開第2,754,140号明細書に開示さ
れている。親水性成分(ポリエチレングリコールを含
む)はエステル結合によって疎水性成分(ポリブタジエ
ン)と結合するので、相界面での乳化剤は加水分解に対
して不安定である。それ故に、貯蔵時の合成樹脂乳化物
の安定性は不十分である。
ウレタン中の二重結合の数が比較的に少なく、それ故に
乳化されるべき合成樹脂の反応性も少ないことにある。
乳化剤中に沢山の二重結合を導入する一つの方法がドイ
ツ特許出願公開第2,754,140号明細書に開示さ
れている。親水性成分(ポリエチレングリコールを含
む)はエステル結合によって疎水性成分(ポリブタジエ
ン)と結合するので、相界面での乳化剤は加水分解に対
して不安定である。それ故に、貯蔵時の合成樹脂乳化物
の安定性は不十分である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、広範囲のバインダーを水性相に変換させることを可
能とする乳化剤を開発することである。これらの乳化剤
は加水分解に対して安定しているべきであり且つバイン
ダーと反応することができる反応性基をできるだけ沢山
持っているべきである。更に、光沢、耐水性等の塗膜特
性に不利な影響を及ぼすべきでない。
は、広範囲のバインダーを水性相に変換させることを可
能とする乳化剤を開発することである。これらの乳化剤
は加水分解に対して安定しているべきであり且つバイン
ダーと反応することができる反応性基をできるだけ沢山
持っているべきである。更に、光沢、耐水性等の塗膜特
性に不利な影響を及ぼすべきでない。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題は、以下に詳細
に説明する本発明の親水性ポリウレタンを提供すること
によってまたは以下に詳細に説明する通り本発明に従っ
てそれを使用することによって解決される。それ故に本
発明は、ポリエチレングリコールを介して結合したエチ
レンオキシド単位を20〜80重量% の含有量で有しそ
して a)1種類以上の有機ポリイソシアネートを b)イソシアネートに対して反応性である少なくとも1
種類のポリブタジエン誘導体および c)場合によっては、少なくとも他に1つの水酸基また
はカルボキシル基を持つ1種類以上のジオール、および d)500〜10,000g /モルの分子量を有するポ
リオキシアルキレングリコール成分と、出発成分a)〜
d)の全てに関して0.5:1〜1.2:1のNCO:
OH当量比を維持しながら反応させることによって得る
ことのできるポリウレタンに関する。
に説明する本発明の親水性ポリウレタンを提供すること
によってまたは以下に詳細に説明する通り本発明に従っ
てそれを使用することによって解決される。それ故に本
発明は、ポリエチレングリコールを介して結合したエチ
レンオキシド単位を20〜80重量% の含有量で有しそ
して a)1種類以上の有機ポリイソシアネートを b)イソシアネートに対して反応性である少なくとも1
種類のポリブタジエン誘導体および c)場合によっては、少なくとも他に1つの水酸基また
はカルボキシル基を持つ1種類以上のジオール、および d)500〜10,000g /モルの分子量を有するポ
リオキシアルキレングリコール成分と、出発成分a)〜
d)の全てに関して0.5:1〜1.2:1のNCO:
OH当量比を維持しながら反応させることによって得る
ことのできるポリウレタンに関する。
【0007】また本発明は本発明のこのポリウレタンを
遊離基−および/または酸化機構によって硬化され得る
水中非分散性合成樹脂のための反応性乳化剤として合成
樹脂水性分散物の製造の際に用いることにも関する。更
に本発明は、不飽和基を持ち且つ遊離基−および/また
は酸化機構によって硬化され得る、 A)50〜95重量% の、不飽和基を含み且つ500〜
10,000g /モルの数平均分子量を有する少なくと
も1種類の水中非分散性合成樹脂および B)5〜50重量% の水中分散剤として有効なポリウレ
タンより成る合成樹脂の水分散性混合物において、成分
B)として用いる化合物が本発明の上記の種類の少なく
とも1種類のポリウレタンであることを特徴とする、上
記水分散性混合物にも関する。
遊離基−および/または酸化機構によって硬化され得る
水中非分散性合成樹脂のための反応性乳化剤として合成
樹脂水性分散物の製造の際に用いることにも関する。更
に本発明は、不飽和基を持ち且つ遊離基−および/また
は酸化機構によって硬化され得る、 A)50〜95重量% の、不飽和基を含み且つ500〜
10,000g /モルの数平均分子量を有する少なくと
も1種類の水中非分散性合成樹脂および B)5〜50重量% の水中分散剤として有効なポリウレ
タンより成る合成樹脂の水分散性混合物において、成分
B)として用いる化合物が本発明の上記の種類の少なく
とも1種類のポリウレタンであることを特徴とする、上
記水分散性混合物にも関する。
【0008】最後に本発明は遊離基−および/または酸
化機構によって硬化され得る水性バインダーおよび場合
によっては、塗料工業において慣用される助剤および添
加物を含有する水性塗料において、バインダーが実質的
に上記の種類の混合物より成ることを特徴とする、上記
水性塗料にも関する。本発明のポリウレタンは既に上述
した出発成分a)〜d)の反応生成物であり、ポリウレ
タンの製造の際には1モルの成分a)当たり、0.3〜
1モルの成分b)、0〜0.5モルの成分c)および
0.3〜1モルの成分d)を使用するのが有利である。
化機構によって硬化され得る水性バインダーおよび場合
によっては、塗料工業において慣用される助剤および添
加物を含有する水性塗料において、バインダーが実質的
に上記の種類の混合物より成ることを特徴とする、上記
水性塗料にも関する。本発明のポリウレタンは既に上述
した出発成分a)〜d)の反応生成物であり、ポリウレ
タンの製造の際には1モルの成分a)当たり、0.3〜
1モルの成分b)、0〜0.5モルの成分c)および
0.3〜1モルの成分d)を使用するのが有利である。
【0009】成分a)は少なくとも1種類の有機ポリイ
ソシアネートより成る。適するポリイソシアネートは、
ポリウレタン化学で良く知られたあらゆる有機ポリイソ
シアネートであり、脂肪族−、脂環式−および/または
芳香族構造に結合したイソシアネート基を持ち且つ16
8〜1,000g /モル、好ましくは168〜300g
/モルの分子量を有する。適するかゝる化合物の例に
は、1,6−ジイソシアネートヘキサン(HDI)、1
−イソシアネートメチル−3,3,5−トリメチル−5
−イソシアネートメチルシクロヘキサン(IPDI)、
テトラメチルキシリレン−ジイソシアネート(TMXD
I)、4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメ
タン、4,4’−ジイソシアネート−ジフェニルメタ
ン、それと2,4’−ジイソシアネートジフェニルメタ
ンとの工業的品質の混合物および場合によってはこれら
のジイソシアネートの更に高級な同属体との混合物、お
よび2,4−ジイソシアネートトルエンおよびそれと
2,6−ジイソシアネートトルエンとの工業的品質の混
合物がある。例示した種類のジイソシアネートが成分
a)として有利であるが、更に高官能性のポリイソシア
ネート、例えば例示した簡単なジイソシアネートを基本
構成要素とするビュレット−、イソシアヌレート−また
はウレタン変性されたポリイソシアネートも原則として
適している。これらの誘導体は一般に1000g /モル
までの分子量を有している。かゝる誘導体の製造は例え
ば米国特許第3,124,605号明細書、同第3,1
83,112号明細書、同第3,919,218号明細
書または同第4,324,879号明細書に開示されて
いる。
ソシアネートより成る。適するポリイソシアネートは、
ポリウレタン化学で良く知られたあらゆる有機ポリイソ
シアネートであり、脂肪族−、脂環式−および/または
芳香族構造に結合したイソシアネート基を持ち且つ16
8〜1,000g /モル、好ましくは168〜300g
/モルの分子量を有する。適するかゝる化合物の例に
は、1,6−ジイソシアネートヘキサン(HDI)、1
−イソシアネートメチル−3,3,5−トリメチル−5
−イソシアネートメチルシクロヘキサン(IPDI)、
テトラメチルキシリレン−ジイソシアネート(TMXD
I)、4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメ
タン、4,4’−ジイソシアネート−ジフェニルメタ
ン、それと2,4’−ジイソシアネートジフェニルメタ
ンとの工業的品質の混合物および場合によってはこれら
のジイソシアネートの更に高級な同属体との混合物、お
よび2,4−ジイソシアネートトルエンおよびそれと
2,6−ジイソシアネートトルエンとの工業的品質の混
合物がある。例示した種類のジイソシアネートが成分
a)として有利であるが、更に高官能性のポリイソシア
ネート、例えば例示した簡単なジイソシアネートを基本
構成要素とするビュレット−、イソシアヌレート−また
はウレタン変性されたポリイソシアネートも原則として
適している。これらの誘導体は一般に1000g /モル
までの分子量を有している。かゝる誘導体の製造は例え
ば米国特許第3,124,605号明細書、同第3,1
83,112号明細書、同第3,919,218号明細
書または同第4,324,879号明細書に開示されて
いる。
【0010】イソシアネートに対して反応性であるポリ
ブタジエン誘導体b)には単−または多官能性ポリブタ
ジエン、例えばモノヒドロキシポリブタジエン、ジヒド
ロキシポリブタジエンおよびポリヒドロキシポリブタジ
エン、カルボキシル官能性ポリブタジエン、またはジオ
ール類またはジアミン類でカルボキシブタジエンをエス
テル化および/またはアミド化することによって得られ
るOH基および/またはアミノ基を持つポリブタジエン
がある。
ブタジエン誘導体b)には単−または多官能性ポリブタ
ジエン、例えばモノヒドロキシポリブタジエン、ジヒド
ロキシポリブタジエンおよびポリヒドロキシポリブタジ
エン、カルボキシル官能性ポリブタジエン、またはジオ
ール類またはジアミン類でカルボキシブタジエンをエス
テル化および/またはアミド化することによって得られ
るOH基および/またはアミノ基を持つポリブタジエン
がある。
【0011】好ましくは3〜6個の水酸基および/また
はカルキシル基を持つ高官能性成分c)としては、トリ
メチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセロ
ール、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ルおよびジペンタエリスリトール並びにビスヒドロキシ
アルカンカルボン酸、例えばジメチロールプロピオン酸
または酒石酸が特に有利である。これらの化合物の二種
類以上の混合物も使用できる。
はカルキシル基を持つ高官能性成分c)としては、トリ
メチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセロ
ール、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ルおよびジペンタエリスリトール並びにビスヒドロキシ
アルカンカルボン酸、例えばジメチロールプロピオン酸
または酒石酸が特に有利である。これらの化合物の二種
類以上の混合物も使用できる。
【0012】成分d)としては750〜20,000g
/モル、好ましくは1,000〜10,000g /モル
の数平均分子量を持つ線状ポリオキシアルキレングリコ
ールが適している。このポリオキシアルキレングリコー
ル類中のオキシエチレン単位のモル含有量は少なくとも
80% 、好ましくは100% までである。“混合”ポリ
オキシアルキレングリコールは適当な二価の出発分子、
例えば水、エチレングリコールまたはプロピレングリコ
ールをアルコキシル化することによってポリオキシアル
キレングリコールを製造する際に、例えば異なるアルキ
レンオキシドの混合物、例えばエチレンオキシドとプロ
ピレンオキシドとの約8:2のモル比の混合物を使用す
ることによって生じる。しかしながら成分d)には有利
なものとして純粋なポリオキシエチレングリコール類も
含まれる。ポリエチレングリコール−モノメチルエーテ
ルも乳化剤の合成に同様に適している。
/モル、好ましくは1,000〜10,000g /モル
の数平均分子量を持つ線状ポリオキシアルキレングリコ
ールが適している。このポリオキシアルキレングリコー
ル類中のオキシエチレン単位のモル含有量は少なくとも
80% 、好ましくは100% までである。“混合”ポリ
オキシアルキレングリコールは適当な二価の出発分子、
例えば水、エチレングリコールまたはプロピレングリコ
ールをアルコキシル化することによってポリオキシアル
キレングリコールを製造する際に、例えば異なるアルキ
レンオキシドの混合物、例えばエチレンオキシドとプロ
ピレンオキシドとの約8:2のモル比の混合物を使用す
ることによって生じる。しかしながら成分d)には有利
なものとして純粋なポリオキシエチレングリコール類も
含まれる。ポリエチレングリコール−モノメチルエーテ
ルも乳化剤の合成に同様に適している。
【0013】上記の原料成分同志の反応による、乳化剤
として使用すべき本発明の親水性ポリウレタンの製造
は、無溶剤でもまたはイソシアネート基に対して不活性
である溶剤、例えばアセトン、メチルエチルケトン、N
−メチルピロリドン、エチルアセテート、ブチルアセテ
ート、トルエン、炭化水素またはかゝる溶剤の混合物の
中で好ましくは20〜200℃、特に50〜150℃に
維持される反応温度で実施することができる。
として使用すべき本発明の親水性ポリウレタンの製造
は、無溶剤でもまたはイソシアネート基に対して不活性
である溶剤、例えばアセトン、メチルエチルケトン、N
−メチルピロリドン、エチルアセテート、ブチルアセテ
ート、トルエン、炭化水素またはかゝる溶剤の混合物の
中で好ましくは20〜200℃、特に50〜150℃に
維持される反応温度で実施することができる。
【0014】この反応では成分b)〜d)を同時にまた
は段階的に成分a)と反応させることができる。実地に
おいては、例えば成分b)〜d)を最初に導入しそして
NCO含有量が0.1重量% 以下に低下するまで上記の
温度範囲内でイソシアネートa)と反応させるように行
うことができる。成分a)を最初に導入し、そして成分
b)を初めに滴加し、次に成分c)とd)との混合物に
添加するかまたは初めにc)とd)との混合物を添加し
そして次に成分b)を滴加することも可能である。
は段階的に成分a)と反応させることができる。実地に
おいては、例えば成分b)〜d)を最初に導入しそして
NCO含有量が0.1重量% 以下に低下するまで上記の
温度範囲内でイソシアネートa)と反応させるように行
うことができる。成分a)を最初に導入し、そして成分
b)を初めに滴加し、次に成分c)とd)との混合物に
添加するかまたは初めにc)とd)との混合物を添加し
そして次に成分b)を滴加することも可能である。
【0015】原則としてこの場合には出発成分の種類お
よび割合は、成分a)〜d)に関して0.5:1〜1.
2:1のNCO:OH−当量比が得られるように上述の
範囲内で選択する。ウレタンを生じる反応はオクタン酸
錫、ジブチル錫ジラウレートまたは第三アミン類を用い
て自体公知のように接触的に実施することができる。ま
たポリウレタンは、混合物の全重量を基準として0.0
01〜0.3% の量の適当な抑制剤および酸化防止剤の
添加によって時期尚早でかつ不所望の重合または酸化反
応に対して保護するこができる。
よび割合は、成分a)〜d)に関して0.5:1〜1.
2:1のNCO:OH−当量比が得られるように上述の
範囲内で選択する。ウレタンを生じる反応はオクタン酸
錫、ジブチル錫ジラウレートまたは第三アミン類を用い
て自体公知のように接触的に実施することができる。ま
たポリウレタンは、混合物の全重量を基準として0.0
01〜0.3% の量の適当な抑制剤および酸化防止剤の
添加によって時期尚早でかつ不所望の重合または酸化反
応に対して保護するこができる。
【0016】このようにして得られる不飽和基含有の親
水性ポリウレタンは2〜30kg/モル、好ましくは3
〜20kg/モルの数平均分子量(ゲルパーミッション
−クロマトグラフィー、ポリスリレンが基準)および2
0〜80重量% 、好ましくは30〜70重量% の、ポリ
エチレングリコールを介して組入れられた、エチレンオ
キシオ単位−CH2 −CH2 −O−含有量を有してい
る。
水性ポリウレタンは2〜30kg/モル、好ましくは3
〜20kg/モルの数平均分子量(ゲルパーミッション
−クロマトグラフィー、ポリスリレンが基準)および2
0〜80重量% 、好ましくは30〜70重量% の、ポリ
エチレングリコールを介して組入れられた、エチレンオ
キシオ単位−CH2 −CH2 −O−含有量を有してい
る。
【0017】親水性ポリウレタンは水に分散しない疎水
性合成樹脂の価値ある乳化剤である。これらの合成樹脂
は一般に0.5〜20kg/モル、好ましくは0.5〜
10kg/モルの数平均分子量(ゲルパーミッション−
クロマトグラフィー、ポリスチレンが基準)を有してい
る。これらの合成樹脂はアルキッド樹脂、紫外線バイン
ダー、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート類、ポリブ
タジエン油およびポリエポキシド類より成る群の市販の
樹脂が有利である。場合によってはこれらは、例えば加
水分解に対する安定性を向上させる程度に後で僅かに変
性してもよい。
性合成樹脂の価値ある乳化剤である。これらの合成樹脂
は一般に0.5〜20kg/モル、好ましくは0.5〜
10kg/モルの数平均分子量(ゲルパーミッション−
クロマトグラフィー、ポリスチレンが基準)を有してい
る。これらの合成樹脂はアルキッド樹脂、紫外線バイン
ダー、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート類、ポリブ
タジエン油およびポリエポキシド類より成る群の市販の
樹脂が有利である。場合によってはこれらは、例えば加
水分解に対する安定性を向上させる程度に後で僅かに変
性してもよい。
【0018】本発明の水分散性混合物は50〜96重量
部、好ましくは70〜93重量部の上記の疎水性合成樹
脂(成分A)を乳化剤(成分B)として作用する4〜5
0重量部、好ましくは6〜30重量部の上記の親水性ポ
リウレタンとの混合物として含有している。しかしなが
ら個々の成分の種類および割合を成分d)から誘導され
るオキシエチレン単位の含有重量が水分散混合物の20
% まで、好ましくは17% までとなるように選択するの
が重要である。
部、好ましくは70〜93重量部の上記の疎水性合成樹
脂(成分A)を乳化剤(成分B)として作用する4〜5
0重量部、好ましくは6〜30重量部の上記の親水性ポ
リウレタンとの混合物として含有している。しかしなが
ら個々の成分の種類および割合を成分d)から誘導され
るオキシエチレン単位の含有重量が水分散混合物の20
% まで、好ましくは17% までとなるように選択するの
が重要である。
【0019】親水性を付与する別の成分、いわゆる共乳
化剤を更に使用することも可能である。上記混合物は個
々の成分を場合によっては上述の不活性溶剤の存在下に
混合することによって簡単に製造することができる。本
発明の水性塗料を製造するためには、本発明の混合物を
水に分散させる。これは慣用のディソルバー(diss
olver)を用いて最初に導入された合成樹脂混合物
中に水を混入攪拌するかまたは攪拌下に水中に混合物を
注ぎ込むことによって実施することができる。この方法
で安定な油/水−型エマルジョンを得ることができる。
化剤を更に使用することも可能である。上記混合物は個
々の成分を場合によっては上述の不活性溶剤の存在下に
混合することによって簡単に製造することができる。本
発明の水性塗料を製造するためには、本発明の混合物を
水に分散させる。これは慣用のディソルバー(diss
olver)を用いて最初に導入された合成樹脂混合物
中に水を混入攪拌するかまたは攪拌下に水中に混合物を
注ぎ込むことによって実施することができる。この方法
で安定な油/水−型エマルジョンを得ることができる。
【0020】これらの水性分散物は塗料の価値ある水性
バインダーである。この分散物は単独でもまたは塗料工
業で知られた助剤および添加物、例えばフィラー、顔
料、溶剤および均展剤と組合せて、あらゆる種類の基体
を塗装する塗料の製造に使用することができる。適する
基体には紙、厚紙包装剤、皮革、木材、合成樹脂、不織
布、フィルムおよびシート状物、繊維材料、セラミック
材料、鉱物性物質、ガラス、金属、塗装された金属、人
工皮革および写真材料、例えば印画紙がある。
バインダーである。この分散物は単独でもまたは塗料工
業で知られた助剤および添加物、例えばフィラー、顔
料、溶剤および均展剤と組合せて、あらゆる種類の基体
を塗装する塗料の製造に使用することができる。適する
基体には紙、厚紙包装剤、皮革、木材、合成樹脂、不織
布、フィルムおよびシート状物、繊維材料、セラミック
材料、鉱物性物質、ガラス、金属、塗装された金属、人
工皮革および写真材料、例えば印画紙がある。
【0021】これらの塗料は、噴霧塗装、ナイフ塗装、
ロール塗装、刷毛塗り、浸漬塗装または流し込み塗装に
よって適用することができる。水および使用した不活性
溶剤が蒸発した後に、塗膜の架橋反応を高エネルギー
線、例えば紫外線、電子線またはγ線によってまたは有
機酸の金属塩、(ヒドロ)ペルオキシドまたは他の硬化
剤(siccasalt)を用いて室温〜250℃の温
度で硬化させることによって実施することができる。
ロール塗装、刷毛塗り、浸漬塗装または流し込み塗装に
よって適用することができる。水および使用した不活性
溶剤が蒸発した後に、塗膜の架橋反応を高エネルギー
線、例えば紫外線、電子線またはγ線によってまたは有
機酸の金属塩、(ヒドロ)ペルオキシドまたは他の硬化
剤(siccasalt)を用いて室温〜250℃の温
度で硬化させることによって実施することができる。
【0022】紫外線照射による架橋反応の場合には、塗
料に光開始剤を添加する必要がある。適する光開始剤に
は、例えばHouben−Weyl、Methoden
der organischen Chemie(有
機化合法)、第E20巻、第80% 以降、Georg
Thieme出版社、シュトットガルト、1987に説
明されている様な通例に用いられる化合物がある。非常
に適する例にはベンゾインエーテル類、例えばベンゾイ
ン−イソプロピルエーテル、ベンジルケタール類、例え
ばベンゾイン−ケタール、およびヒドロキシアルキルフ
ェノール類、例えば2−ヒドロキシ−2−メチル−1−
フェニルプロパン−1−オンがある。
料に光開始剤を添加する必要がある。適する光開始剤に
は、例えばHouben−Weyl、Methoden
der organischen Chemie(有
機化合法)、第E20巻、第80% 以降、Georg
Thieme出版社、シュトットガルト、1987に説
明されている様な通例に用いられる化合物がある。非常
に適する例にはベンゾインエーテル類、例えばベンゾイ
ン−イソプロピルエーテル、ベンジルケタール類、例え
ばベンゾイン−ケタール、およびヒドロキシアルキルフ
ェノール類、例えば2−ヒドロキシ−2−メチル−1−
フェニルプロパン−1−オンがある。
【0023】上記の光開始剤は、本発明の組成物の意図
する用途次第で、分散された親水性−および疎水性合成
樹脂の重量を基準として0.1〜10% 、好ましくは
0.1〜5% である。開始剤は単独でもまたは、しばし
ば有利である相乗効果のために、互いに組合せて使用し
てもよい。酸化的架橋反応の場合に使用される金属塩に
は例えば硬化剤油、例えば亜麻仁油脂肪酸、トール油脂
肪酸、大豆油脂肪酸のまたは樹脂酸の、例えばアビエチ
ン酸およびナフテン酸、酢酸およびイソオクタン酸のコ
バルト塩、鉛塩およびマグネシウム塩がある。これら
は、分散される親水性−および疎水性合成樹脂の重量を
基準として金属イオン含有量が0.005〜1% である
ような量で使用する。挙げることのできる(ヒドロ)ペ
ルオキシドの例には以下のものがある:過酸化水素、ジ
第三ブチル−ペルオキシド、ベンゾイル−ペルオキシ
ド、シクロヘキサノン−ペルオキシド、メチルエチルケ
トン−ペルオキシド、アセチルアセトン−ペルオキシ
ド、ジノニル−ペルオキシド、ビス(第三ブチルシクロ
ヘキシル)−ペルオキシ−ジカルボナート、第三ブチル
ヒドロペルオキシド、クメン−ヒドロペルオキシド、
2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ヒドロペルオキシ
ドおよびジイソプロピルベンゼン−モノヒドロペルオキ
シド。これらの(ヒドロ)ペルオキシドは分散される親
水性−および疎水性合成樹脂の重量を基準として1〜1
0% の量で使用するのが有利である。本発明のポリウレ
タンはブタジエンのオリゴマーおよび低分子量ポリマー
を基本構成成分とする油に対しても有効な乳化剤であ
る。
する用途次第で、分散された親水性−および疎水性合成
樹脂の重量を基準として0.1〜10% 、好ましくは
0.1〜5% である。開始剤は単独でもまたは、しばし
ば有利である相乗効果のために、互いに組合せて使用し
てもよい。酸化的架橋反応の場合に使用される金属塩に
は例えば硬化剤油、例えば亜麻仁油脂肪酸、トール油脂
肪酸、大豆油脂肪酸のまたは樹脂酸の、例えばアビエチ
ン酸およびナフテン酸、酢酸およびイソオクタン酸のコ
バルト塩、鉛塩およびマグネシウム塩がある。これら
は、分散される親水性−および疎水性合成樹脂の重量を
基準として金属イオン含有量が0.005〜1% である
ような量で使用する。挙げることのできる(ヒドロ)ペ
ルオキシドの例には以下のものがある:過酸化水素、ジ
第三ブチル−ペルオキシド、ベンゾイル−ペルオキシ
ド、シクロヘキサノン−ペルオキシド、メチルエチルケ
トン−ペルオキシド、アセチルアセトン−ペルオキシ
ド、ジノニル−ペルオキシド、ビス(第三ブチルシクロ
ヘキシル)−ペルオキシ−ジカルボナート、第三ブチル
ヒドロペルオキシド、クメン−ヒドロペルオキシド、
2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ヒドロペルオキシ
ドおよびジイソプロピルベンゼン−モノヒドロペルオキ
シド。これらの(ヒドロ)ペルオキシドは分散される親
水性−および疎水性合成樹脂の重量を基準として1〜1
0% の量で使用するのが有利である。本発明のポリウレ
タンはブタジエンのオリゴマーおよび低分子量ポリマー
を基本構成成分とする油に対しても有効な乳化剤であ
る。
【0024】以下の実施例において全ての百分率は重量
に関する。
に関する。
【0025】
【実施例】乳化剤の製造: 実施例E1: 25.65g のテトラメチルキシリレン−
ジイソシアネート(0.105モル)を三つ首フラスコ
に入れ、窒素雰囲気で約100℃に加熱する。次いで攪
拌下に140g のポリブタジエンジオール(平均分子量
2800g /モル)および28g のソルベッソー(So
lvesso(R) )100を、このジイソシアネートに
ゆっくり滴加する(約30分)。攪拌は、NCO含有量
が2.2% に低下するまで100℃で継続する。
ジイソシアネート(0.105モル)を三つ首フラスコ
に入れ、窒素雰囲気で約100℃に加熱する。次いで攪
拌下に140g のポリブタジエンジオール(平均分子量
2800g /モル)および28g のソルベッソー(So
lvesso(R) )100を、このジイソシアネートに
ゆっくり滴加する(約30分)。攪拌は、NCO含有量
が2.2% に低下するまで100℃で継続する。
【0026】次いで反応混合物を、100℃に加熱され
た600g のポリエチレングリコール6000(平均分
子量6000g /モル)に攪拌下にゆっくり滴加する
(約30分)。攪拌は、遊離イソシアネートがもはや検
出できなくなるまで100℃で継続する。冷却後に淡黄
色のワックス状乳化剤が得られる。実施例E2: 25.65g のテトラメチルキシリレン−
ジイソシアネート(0.105モル)を三つ首フラスコ
に入れ、窒素雰囲気で約100℃に加熱する。次いで攪
拌下に140g のポリブタジエンジオール(平均分子量
2800g /モル)および28g のソルベッソー(So
lvesso(R) )100を、このジイソシアネートに
ゆっくり滴加する(約30分)。攪拌は、NCO含有量
が2.2% に低下するまで100℃で継続する。次いで
反応混合物に、加熱された500g のポリエチレングリ
コールモノメチルエーテル5000(平均分子量500
0g /モル)を攪拌下にゆっくり滴加する(約30
分)。攪拌は、遊離イソシアネートがもはや検出できな
くなるまで100℃で継続する。冷却後に淡黄色のワッ
クス状乳化剤が得られる。
た600g のポリエチレングリコール6000(平均分
子量6000g /モル)に攪拌下にゆっくり滴加する
(約30分)。攪拌は、遊離イソシアネートがもはや検
出できなくなるまで100℃で継続する。冷却後に淡黄
色のワックス状乳化剤が得られる。実施例E2: 25.65g のテトラメチルキシリレン−
ジイソシアネート(0.105モル)を三つ首フラスコ
に入れ、窒素雰囲気で約100℃に加熱する。次いで攪
拌下に140g のポリブタジエンジオール(平均分子量
2800g /モル)および28g のソルベッソー(So
lvesso(R) )100を、このジイソシアネートに
ゆっくり滴加する(約30分)。攪拌は、NCO含有量
が2.2% に低下するまで100℃で継続する。次いで
反応混合物に、加熱された500g のポリエチレングリ
コールモノメチルエーテル5000(平均分子量500
0g /モル)を攪拌下にゆっくり滴加する(約30
分)。攪拌は、遊離イソシアネートがもはや検出できな
くなるまで100℃で継続する。冷却後に淡黄色のワッ
クス状乳化剤が得られる。
【0027】実施例E3:25.65g のテトラメチル
キシリレン−ジイソシアネート(0.105モル)を三
つ首フラスコに入れ、窒素雰囲気で約100℃に加熱す
る。500g のポリエチレングリコール10,000
(平均分子量10,000g /モル)と100g のソル
ベッソー(Solvesso(R) )100との約60℃
に加熱された混合物を、次いでこのジイソシアネートに
攪拌下にゆっくり滴加する(約30分)。攪拌は、NC
O含有量が0.67% に低下するまで100℃で継続す
る。次いで反応混合物に、100℃に加熱された122
g のポリブタジエンジオール(平均分子量1220g /
モル)を攪拌下にゆっくり添加する。攪拌は、遊離イソ
シアネートがもはや検出できなくなるまで100℃で継
続する。冷却後に淡黄色のワックス状乳化剤が得られ
る。
キシリレン−ジイソシアネート(0.105モル)を三
つ首フラスコに入れ、窒素雰囲気で約100℃に加熱す
る。500g のポリエチレングリコール10,000
(平均分子量10,000g /モル)と100g のソル
ベッソー(Solvesso(R) )100との約60℃
に加熱された混合物を、次いでこのジイソシアネートに
攪拌下にゆっくり滴加する(約30分)。攪拌は、NC
O含有量が0.67% に低下するまで100℃で継続す
る。次いで反応混合物に、100℃に加熱された122
g のポリブタジエンジオール(平均分子量1220g /
モル)を攪拌下にゆっくり添加する。攪拌は、遊離イソ
シアネートがもはや検出できなくなるまで100℃で継
続する。冷却後に淡黄色のワックス状乳化剤が得られ
る。
【0028】実施例E4:400g ポリエチレングリコ
ール2000(平均分子量2000g /モル)および2
6.8g のジメチロールプロピオン酸(0.2モル)を
三つ首フラスコに入れ、窒素雰囲気で約100℃に加熱
する。128.25g のテトラメチルキシリレン−ジイ
ソシアネート(0.525モル)を、この混合物に攪拌
下にゆっくり滴加する(約30分)。攪拌は、NCO含
有量が1.5% に低下するまで100℃で継続する。次
いで反応混合物を、100℃に加熱された244g のポ
リブタジエンジオール1220(平均分子量1220g
/モル)に攪拌下にゆっくり添加する。攪拌は、遊離イ
ソシアネートがもはや検出できなくなるまで100℃で
継続する。冷却後に淡黄色のワックス状乳化剤が得られ
る。
ール2000(平均分子量2000g /モル)および2
6.8g のジメチロールプロピオン酸(0.2モル)を
三つ首フラスコに入れ、窒素雰囲気で約100℃に加熱
する。128.25g のテトラメチルキシリレン−ジイ
ソシアネート(0.525モル)を、この混合物に攪拌
下にゆっくり滴加する(約30分)。攪拌は、NCO含
有量が1.5% に低下するまで100℃で継続する。次
いで反応混合物を、100℃に加熱された244g のポ
リブタジエンジオール1220(平均分子量1220g
/モル)に攪拌下にゆっくり添加する。攪拌は、遊離イ
ソシアネートがもはや検出できなくなるまで100℃で
継続する。冷却後に淡黄色のワックス状乳化剤が得られ
る。
【0029】実施例E5:900g ポリエチレングリコ
ール6000(平均分子量6000g /モル)および1
83g のポリブタジエンジオール(平均分子量1220
g /モル)を三つ首フラスコに入れ、窒素雰囲気で約1
00℃に加熱する。51.4g のテトラメチルキシリレ
ン−ジイソシアネート(0.21モル)および200g
のソルベッソー(Solvesso(R) )100を、こ
の混合物に攪拌下にゆっくり滴加する(約30分)。遊
離イソシアネートがもはや検出できなくなるまで100
℃で継続する。冷却後に淡黄色のワックス状乳化剤が得
られる。
ール6000(平均分子量6000g /モル)および1
83g のポリブタジエンジオール(平均分子量1220
g /モル)を三つ首フラスコに入れ、窒素雰囲気で約1
00℃に加熱する。51.4g のテトラメチルキシリレ
ン−ジイソシアネート(0.21モル)および200g
のソルベッソー(Solvesso(R) )100を、こ
の混合物に攪拌下にゆっくり滴加する(約30分)。遊
離イソシアネートがもはや検出できなくなるまで100
℃で継続する。冷却後に淡黄色のワックス状乳化剤が得
られる。
【0030】分散物の製造: 実施例D1〜D6 :いずれの場合にも、37g の上記の
乳化剤各1種類をそれぞれ200g の市販のアルキッド
樹脂(Alftalat(R) 650、100% )に添加
し、この混合物を均一になるまで約30分、70℃で攪
拌する。1mlのアンモニア水(濃度25% )を添加
し、次に70℃に加熱された345g の脱イオン水を激
しい攪拌下に非常にゆっくり滴加する(約3時間)。少
なくとも9ケ月の貯蔵安定性のあるミルク様の擬似塑性
分散物が得られる。
乳化剤各1種類をそれぞれ200g の市販のアルキッド
樹脂(Alftalat(R) 650、100% )に添加
し、この混合物を均一になるまで約30分、70℃で攪
拌する。1mlのアンモニア水(濃度25% )を添加
し、次に70℃に加熱された345g の脱イオン水を激
しい攪拌下に非常にゆっくり滴加する(約3時間)。少
なくとも9ケ月の貯蔵安定性のあるミルク様の擬似塑性
分散物が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 175/16 PHU
Claims (11)
- 【請求項1】 オレフィン性二重結合を持ち、ポリエチ
レングリコールを介して結合したエチレンオキシド単位
を20〜80重量% の含有量で有しそして a)1種類以上の有機ポリイソシアネートを b)イソシアネートに対して反応性である少なくとも1
種類のポリブタジエン誘導体および c)場合によっては、少なくとも他に1 つの水酸基また
はカルボキシル基を持つ1種類以上のジオール、および d)500〜10,000g /モルの分子量を有するポ
リオキシアルキレングリコール成分と、出発成分a)〜
d)の全てに関して0.5:1〜1.2:1のNCO:
OH当量比を維持しながら反応させることによって得る
ことのできるポリウレタン。 - 【請求項2】 成分a)が脂肪族−、芳香族−および脂
環式ジイソシアネートより成る群から選択される有機ジ
イソシアネートまたは該有機ジイソシアネートの混合物
である、請求項1に記載のポリウレタン。 - 【請求項3】 成分b)がヒドロキシル基、カルボキシ
ル基、アミノ基およびチオール基より成る群から選択さ
れる末端基を持つポリブタジエン誘導体である請求項1
に記載のポリウレタン。 - 【請求項4】 成分c)がビスヒドロキシアルカンカル
ボン酸である請求項1に記載のポリウレタン。 - 【請求項5】 成分d)がポリエチレングリコールまた
は50重量% より多いオキシエチレン単位含有量のポリ
(オキシエチレン)(オキシプロピレン)グリコールで
ある請求項1に記載のポリウレタン。 - 【請求項6】 成分b)がポリブタジエンジオールであ
る請求項 1に記載のポリウレタン。 - 【請求項7】 請求項1に記載のポリウレタンより成る
ことを特徴とする、水に単独では分散することができず
且つ遊離基−および/または酸化機構によって硬化し得
る合成樹脂のための合成樹脂水性分散物製造用反応性乳
化剤。 - 【請求項8】 請求項1に記載のポリウレタンより成る
ことを特徴とする、ポリブタジエンを基本構成成分とす
る油の乳化剤。 - 【請求項9】 遊離基機構によって硬化することができ
且つ不飽和基を含む合成樹脂の水分散性混合物におい
て、該混合物が実質的に A)50〜95重量% の、不飽和基を含む且つ500〜
10,000g /モルの数平均分子量を有する少なくと
も1種類の水中非分散性合成樹脂および B)5〜50重量% の請求項1に記載の少なくとも1種
類のポリウレタンより成ることを特徴とする、上記水分
散性混合物。 - 【請求項10】 混合物中のオキシエチレン単位の含有
量が20重量% までである、請求項9に記載の遊離基機
構によって硬化し得る合成樹脂水分散性混合物。 - 【請求項11】 遊離基−および/または酸化機構によ
って硬化することができる結合剤および場合によって
は、塗料工業において慣用される助剤および添加物を含
有する水性塗料において、バインダーが実質的に請求項
9に記載の混合物より成ることを特徴とする、上記水性
塗料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4438430A DE4438430A1 (de) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Reaktive Emulgatoren auf Basis ungesättigter Polyurethane |
| DE4438430:0 | 1994-10-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08208783A true JPH08208783A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=6531863
Family Applications (1)
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