JPH08319345A - 再生性原料から得られる外的に乳化されたアルキッド樹脂水性エマルジョン - Google Patents
再生性原料から得られる外的に乳化されたアルキッド樹脂水性エマルジョンInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルキッド樹脂および乳化剤の両方が専ら再
生性の原料で構成されているアルキッド樹脂水性エマル
ジョンの提供。 【解決手段】 このアルキッド樹脂水性エマルジョン
は、 a) (a1) 脂肪酸または油、 (a2) 官能基が水酸基およ
びカルボキシル基から選択される比較的に高い官能性の
少なくとも1種類の化合物から製造されるアルキッド樹
脂、および b)乳化剤を含むアルキッド樹脂水性エマルジョンであ
って、成分a)およびb)に必要とされる原料の全てが
再生性原料から専ら製造される。
生性の原料で構成されているアルキッド樹脂水性エマル
ジョンの提供。 【解決手段】 このアルキッド樹脂水性エマルジョン
は、 a) (a1) 脂肪酸または油、 (a2) 官能基が水酸基およ
びカルボキシル基から選択される比較的に高い官能性の
少なくとも1種類の化合物から製造されるアルキッド樹
脂、および b)乳化剤を含むアルキッド樹脂水性エマルジョンであ
って、成分a)およびb)に必要とされる原料の全てが
再生性原料から専ら製造される。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、専ら再生性原料(re
newable raw materials))から
アルキッド樹脂の水性分散物を製造する方法に関する。
newable raw materials))から
アルキッド樹脂の水性分散物を製造する方法に関する。
【従来技術】水希釈性バインダーは近年ますます重要に
なってきた。この傾向は将来には相当に強くなるであろ
う。これの発展は二つの原理的ファクターが原因となて
いる。即ち、その一つは溶剤の使用に関係した環境汚染
の問題でありそしてもう一方は貯蔵が困難である原料に
ある。専ら再生性原料から生産されそして慣用の溶剤を
含まないバインダーは、環境を汚染せずに製造できるだ
けでなく生分解性であり、かつ一次原料として石油に依
存していないので、これらの関係を理想的に満足させて
いる。考えられる種類のバインダーの中でもアルキッド
樹脂は上記の条件に最も適合している。何故ばらば今日
では一般に先ず、既に80% まで再生性原料を含有して
おり、有害な副生成物を用いたりまたは放出したりする
ことなしに合成されそしてもう一方では適当な乳化剤に
よって比較的に簡単に水性相に移行することができるか
らである。アルキッド樹脂自身は水中で安定な分散物を
生じない主として疎水性の物質である。それ故に乳化剤
を添加する必要がある。乳化剤は一般に両親媒性分子構
造を有しており、即ちその分子は疎水性部分と親水性部
分とで構成されている。この構造のために乳化剤分子は
水/樹脂−界面に滞留し、表面張力を低下させそして水
性相に非常い細かな樹脂滴が生じることを可能とする。
多くのアルキッド樹脂分散物が既に公知であり、そして
使用される乳化剤において本質的に相違している。この
種の系は米国特許第3,223,658号明細書、同第
3,269,967号明細書および同第3,440,1
93号明細書並びに東ドイツ特許出願公開第88,88
3号明細書およびドイツ特許出願公開第2,754,1
41号明細書、同第2,754,092号明細書、同第
2,440,946号明細書および同第2,754,0
91号明細書に開示されている。かゝる乳化剤は樹脂の
重量を基準として5〜10% の量で添加され、実用的な
安定性の合成樹脂分散物をもたらす。ドイツ特許出願公
開第3,404,558号明細書には、アルキッド樹脂
エマルジョンにおいて使用することができそして専ら再
生性原料で構成されるアルキッドグリコシド類を基本成
分とする乳化剤が開示されている。これらの文献から公
知の全ての系は、バインダーおよび乳化剤が再生性原料
から多量に製造できるにもかかわらず、合成に石油化学
に基づく原料も使用する必要があるという共通の特徴を
有している。
なってきた。この傾向は将来には相当に強くなるであろ
う。これの発展は二つの原理的ファクターが原因となて
いる。即ち、その一つは溶剤の使用に関係した環境汚染
の問題でありそしてもう一方は貯蔵が困難である原料に
ある。専ら再生性原料から生産されそして慣用の溶剤を
含まないバインダーは、環境を汚染せずに製造できるだ
けでなく生分解性であり、かつ一次原料として石油に依
存していないので、これらの関係を理想的に満足させて
いる。考えられる種類のバインダーの中でもアルキッド
樹脂は上記の条件に最も適合している。何故ばらば今日
では一般に先ず、既に80% まで再生性原料を含有して
おり、有害な副生成物を用いたりまたは放出したりする
ことなしに合成されそしてもう一方では適当な乳化剤に
よって比較的に簡単に水性相に移行することができるか
らである。アルキッド樹脂自身は水中で安定な分散物を
生じない主として疎水性の物質である。それ故に乳化剤
を添加する必要がある。乳化剤は一般に両親媒性分子構
造を有しており、即ちその分子は疎水性部分と親水性部
分とで構成されている。この構造のために乳化剤分子は
水/樹脂−界面に滞留し、表面張力を低下させそして水
性相に非常い細かな樹脂滴が生じることを可能とする。
多くのアルキッド樹脂分散物が既に公知であり、そして
使用される乳化剤において本質的に相違している。この
種の系は米国特許第3,223,658号明細書、同第
3,269,967号明細書および同第3,440,1
93号明細書並びに東ドイツ特許出願公開第88,88
3号明細書およびドイツ特許出願公開第2,754,1
41号明細書、同第2,754,092号明細書、同第
2,440,946号明細書および同第2,754,0
91号明細書に開示されている。かゝる乳化剤は樹脂の
重量を基準として5〜10% の量で添加され、実用的な
安定性の合成樹脂分散物をもたらす。ドイツ特許出願公
開第3,404,558号明細書には、アルキッド樹脂
エマルジョンにおいて使用することができそして専ら再
生性原料で構成されるアルキッドグリコシド類を基本成
分とする乳化剤が開示されている。これらの文献から公
知の全ての系は、バインダーおよび乳化剤が再生性原料
から多量に製造できるにもかかわらず、合成に石油化学
に基づく原料も使用する必要があるという共通の特徴を
有している。
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、アルキッド樹脂および乳化剤の両方が専ら再生性の
原料で構成されているアルキッド樹脂水性エマルジョン
を提供することであった。
は、アルキッド樹脂および乳化剤の両方が専ら再生性の
原料で構成されているアルキッド樹脂水性エマルジョン
を提供することであった。
【課題を解決するための手段】この課題は本発明のアル
キッド樹脂および乳化剤並びに本発明に従うそれらの用
途を提供することで達成された。従って本発明は、 a) (a1) 脂肪酸または油 (a2) 官能基が水酸基およびカルボキシル基から選択さ
れる比較的に高い官能性を有する少なくとも1種類の化
合物 から製造されるアルキッド樹脂、および b)乳化剤を含むアルキッド樹脂水性エマルジョンにお
いて、成分a)およびb)に必要とされる原料の全てが
再生性原料から専ら製造されていることを特徴とする、
上記アルキッド樹脂水性エマルジョンに関する。本発明
は更にアルキッド樹脂水性エマルジョンおよび場合によ
っては、塗料分野において知られている助剤および添加
物より成る塗料を製造する方法にも関する。また、本発
明は塗料、被覆材および封止剤のバインダーとして本発
明のバインダー組合せ物を用いることにも関する。本発
明に従う適するアルキッド樹脂a)は脂肪酸で変性され
たポリエステルである。このアルキッド樹脂は飽和−お
よび/または不飽和脂肪酸または油、多価アルコール、
多価カルボン酸またはヒドロキシカルボン酸から製造さ
れる。脂肪酸はその少なくとも一部を他の一価のカルボ
ン酸に交換してもよい。脂肪酸は一般に炭素原子数6〜
35の直鎖状のまたは枝分かれした脂肪族モノカルボン
酸を意味する。脂肪酸には非乾性のものと乾性のものと
ある。適する非乾性脂肪酸の例には飽和または不飽和の
線状のまたは枝分かれした脂肪族モノカルボン酸のそれ
ぞれまたは混合物、好ましくは炭素原子数6〜18のも
のがある。適する乾性脂肪酸の例には少なくとも2つの
孤立−または共役二重結合および125g /(100g
)より大きいの沃素価を有する少なくとも1種類の多
不飽和の線状のまたは枝分かれした脂肪族モノカルボン
酸を含む不飽和の脂肪酸または脂肪酸混合物がある。炭
素原子数16〜18の線状の不飽和脂肪酸が特に有利で
ある。適する非乾性脂肪酸の特別な例には2−エチルヘ
キノン酸、イソノナノン酸、バーサテック(Versa
tic)酸またはココヤシ脂肪酸およびオレイン酸があ
る。乾性脂肪酸の有利な例には125g /(100g )
より大きいの沃素価および炭素原子数18の不飽和モノ
カルボン酸がある。これらは、特に2つまたは3つの孤
立二重結合および色々な立体配置を持つ不飽和脂肪酸お
よび相応する“conjuene acids”、即ち
共役二重結合を持つ不飽和脂肪酸がある。かゝる脂肪酸
は例えば天然油、例えば亜麻仁油、大豆油、ベニバナ
油、綿実油またはひまし油、ひまわり油、ピーナツ油、
木材油および脱水ひまし油がある。これらの油から得ら
れる不飽和脂肪酸は亜麻仁油脂肪酸、ベニバナ油脂肪
酸、トール油脂肪酸、綿実脂肪酸、ピーナツ油脂肪酸、
木材油脂肪酸、リシネン脂肪酸またはひまわり油脂肪酸
がある。脂肪酸をアルキッド樹脂に導入するためには、
脂肪酸をアルコール成分でエステル化するかまたは油の
エステル交換反応によってアルキッド樹脂中に導入する
ことが可能である。いわゆる工業用品質の油を脂肪酸と
して使用することも可能であり、かゝる油にはシス−リ
ノーレン酸、リノール酸、オレイン酸およびステアリン
酸の混合物がある。工業的品質の油または脂肪酸はその
まま使用してもよいしまたはエステル交換反応によって
アルキッド樹脂中に導入するかまたは脱水反応の後に導
入することができる(リシネン脂肪酸)。多不飽和脂肪
酸を使用する場合には、孤立−および共役不飽和結合を
持つ脂肪酸の混合物、例えば共役不飽和脂肪酸を10〜
80重量% 含有する混合物が特に有利である。組入れら
れた飽和−および不飽和脂肪酸の含有重量は樹脂固形分
含有量を基準として20〜80% が有利である。飽和−
および不飽和脂肪酸成分は共役二重結合を持つ不飽和脂
肪酸を10〜60% 含有しているのが特に有利である。
非黄変性樹脂のためには、飽和モノカルボン酸または1
つまたは2つの孤立二重結合を持つ脂肪酸が有利であ
る。得られる脂肪酸は分別蒸留、異性化または共役によ
って化学的に最適化することができる。アルキッド樹脂
の性質を変性するために、15重量% までの不飽和脂肪
酸を他のモノカルボン酸、例えば安息香酸、ベンゾイル
グリシン(馬尿酸)、マンデル酸、ケイ皮酸またはアビ
エチン酸に交換することができる。比較的に高官能性の
天然に産する化合物(a2)は、水酸基およびカルボキ
シル基から選択される少なくとも2つの官能基をいずれ
の場合にも有している。この種類の化合物にはジカルボ
ン酸、ポリカルボン酸、(ポリ)ヒドロキシ(ポリ)カ
ルボン酸、および少なくとも2でかつ6までの水酸基を
持つポリオールが含まれる。この脂肪族または芳香族の
(ポリ)ヒドロキシ(ポリ)カルボン酸は少なくとも1
つのカルボキシル基および少なくとも2つ、好ましくは
2または3つの水酸基または少なくとも2つのカルボキ
シル基および少なくとも1つの、好ましくは1〜3つの
水酸基を有している。カルボン酸の幾らかまたは全部を
その酸無水物の形で使用することも可能である。成分
(a2)の個々の化合物およびその量は、混合物中の平
均官能性が2より大きくなるように選択する。再生性原
料からのジカルボン酸としては、一方においては飽和ジ
カルボン酸、例えば蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタ
ル酸およびアジピン酸並びに不飽和カルボン酸、例えば
フマル酸を使用することができる。上述のヒドロキシカ
ルボン酸はグリコール酸、乳酸、リシノール酸、グルコ
ン酸およびグルクロン酸、サリチル酸および没食子酸で
ある。特に適するのはヒドロキシポリカルボン酸、例え
ばリンゴ酸、クエン酸、酒石酸、糖酸および粘液酸であ
る。使用できるポリオールの例にはグリセロールおよび
炭水化物またはそれの誘導体、例えばアドニトール、ア
ラビトール、ソルビトール、マンニトール、グルコース
およびフラクトースがある。乳化剤としては、脂肪酸誘
導体、炭水化物(糖類)の誘導体およびポリペプチドお
よびそれの誘導体を使用することも可能である。適する
乳化剤の例には脂肪酸のアルカリ金属塩またはアミン
塩、アルカリグリコシド類、例えばドイツ特許出願公開
第3,404,558号明細書に記載されている如きも
の、アルキル−多糖類、ソルビトール−モノ−および−
ジエステル、エトキシレート化ソルビトールエステル、
ソルビトールヘキサエステル、脂肪酸グルコンアミド
類、脂肪酸タウリド類、糖脂質、リン脂質およびポリマ
ーの生物界面活性剤、例えばレシチン、カゼインまたは
“Emulsan”、蛋白質とリポポリヘテロサッカリ
ドとの錯塩がある。これらの界面活性剤の混合物も使用
することができる。アルキッド樹脂は公知の方法で重縮
合することによって製造できる。例えばS.Paul、
“Surface Coatings”、第70〜13
9頁、John Wiley & Sons、ニューヨ
ーク、1985に記載されている。重縮合は溶融状態で
加熱することによってまたは共沸法によって水を除きな
がら実施することができる。所望の水酸基価および酸価
は当量比を適切に選択することによって、適切な反応管
理および場合によっては段階的処理によって導入するこ
とができる。適切な方法条件および選択基準は当業者に
よく知られている。本発明のアルキッド樹脂は1〜80
mg/gの水酸基価、1〜20mg/gの酸価および1
0〜80% の油長を有しているのが有利である。20〜
70mg/gのの水酸基価、2〜15mg/gの酸価お
よび50〜70% の油長を有しているアルキッド樹脂が
特に有利である。アルキッド樹脂エマルジョンを製造す
るためには、最初の段階としてこれらのアルキッド樹脂
を上記の乳化剤または乳化剤分散物と混合することも可
能である。この混合物は40〜97重量部、好ましくは
50〜95重量部の上記の疎水性アルキッド樹脂を3〜
60重量部、好ましくは5〜50重量部の特殊な乳化剤
とのブレンドとして含有している。この混合物は合成樹
脂と乳化剤とを混合することによって簡単に製造でき
る。本発明のアルキッド樹脂水性分散物を製造するため
に、本発明の混合物を水に分散させる。この分散は最初
に導入された合成樹脂と乳化剤との混合物中に単に水を
慣用のディソルバーまたは攪拌機を用いて混入攪拌する
ことによってまたは激しい攪拌下に水中に上記混合物を
注ぎ込むことによって行うことができる。場合によって
は上記の混合物に水の一部を添加しそして次にこの混合
物を攪拌下に残量の水中に注ぎ込むことも可能である。
この方法では、安定な油/水型エマルジョンを得ること
ができる。アルキッド樹脂エマルジョンは乳化剤の水溶
液を最初に製造し、次いアルキッド樹脂をこの溶液中に
激しい剪断下に混入攪拌することによって製造すること
ができる。この様にして得られる水性分散物は塗料用の
価値ある水性バインダーである。このものはそのままで
もまたは塗料工業で知られている助剤および添加物、例
えばフィラー、顔料、溶剤、乾燥剤および/または均展
剤と組合せて所望の基体への被覆物を得るのに使用でき
る。適する顔料には例えばDIN 55944に記載さ
れている如き慣用の顔料である。使用される顔料の例に
はカーボンブラック、二酸化チタン、細分散珪素、珪酸
アルミニウム、金属粉末または金属フレーク状物、有機
および無機の有色顔料、腐食防止顔料、例えば鉛化合物
およびクロム酸塩化合物、メタリック効果顔料がある。
顔料およびフィラーの他に、場合によっては慣用の有機
染料を使用することも可能である。同様に、架橋した有
機系微粒子を一部として添加することも可能である。個
々の成分から塗料を製造する方法も公知である。例え
ば、これらの顔料を特に適する錬磨型樹脂中に分散させ
そして場合によってはこの分散物を必要とされる粒度ま
で磨砕することが可能である。別の方法は、バインダー
成分の水性分散物中で顔料を磨砕するものである。この
場合には、水性分散物の安定性が磨砕工程の間に影響さ
れないことが保証されるべきである。顔料を分散させた
後に、別のバインダー成分を添加することも可能であ
る。これは、外的に乳化された本発明のアルキッド樹脂
分散物と同じでも異なっていてもよい。場合によっては
別の塗料助剤を性質、例えば分散性に影響を及ぼすため
に添加してもよい。別の操作に従って、外的に乳化され
たアルキッド樹脂または場合によっては他の慣用のペー
スト樹脂を最初に僅かの水と、フィラー、顔料、染料等
の添加下にまたは不添加下に混合しそしてこの混合物を
ローラーベッド(roller bed)またはボール
ミルにてペースト状に加工する。このペースト状物を次
いで、別の樹脂乳化物および添加物を添加下にまたは不
添加下に別の水で希釈して、直ぐ使用できる塗料調製物
を製造する。本発明の塗料は慣用技術、例えば浸漬塗
装、噴霧塗装またはロール塗装を用いて被塗布物質に適
用することができる。次いで塗膜を酸化乾燥によって架
橋させる。塗膜の厚さは塗料の意図する用途に左右され
る。例えば透明塗料は60μm の膜厚であり、顔料含有
下塗塗料または上塗塗料は10〜50μm であり、フィ
ラーまたは耐チッピング塗料は30〜100μm の厚さ
でありそして腐食防止プライマー塗料は20〜70μm
の厚さである。適する基体にはあらゆる所望の基体、例
えば金属基体、例えば鉄、アルミニウム、亜鉛、非金属
基体、例えば鉱物性基体(例えばコンクリート、ガラ
ス)、木材、紙、厚紙、繊維、合成樹脂基体、例えばポ
リオレフィン、ポリカルボナートおよびポリウレタン、
場合によっては予めに塗装された基体がある。最後に挙
げた基体の塗装は、塗膜が第二の塗装の前に乾燥または
架橋されている塗装済み基体について行うことができ
る。本発明の塗料はあらゆる重ね塗り系で使用するのに
適している。この場合、顔料化次第で例えば透明塗料、
下塗り塗料および上塗り塗料および耐チッピング塗料、
フィラーまたはプライマーを製造することが可能であ
る。好ましい用途は水性または溶剤含有塗料組成物を基
本成分とする下塗り塗料に透明塗料として塗布するもの
である。顔料含有上塗塗料として用いるのが特に有利で
ある。この様にして得られる塗料は高い耐傷付け性、高
い光沢保持能力および向上された耐久性に特徴がある。
水の蒸発後に塗膜の架橋および硬化は大気中酸素または
(ヒドロ)ペルオキシドによって行うか、乾燥性酸また
は他の乾燥剤の金属塩を用いて室温〜250℃の温度に
て接触的に行う。以下の実施例によって本発明を更に詳
細に説明する。部および百分率は他に表示がない限り重
量に関する。
キッド樹脂および乳化剤並びに本発明に従うそれらの用
途を提供することで達成された。従って本発明は、 a) (a1) 脂肪酸または油 (a2) 官能基が水酸基およびカルボキシル基から選択さ
れる比較的に高い官能性を有する少なくとも1種類の化
合物 から製造されるアルキッド樹脂、および b)乳化剤を含むアルキッド樹脂水性エマルジョンにお
いて、成分a)およびb)に必要とされる原料の全てが
再生性原料から専ら製造されていることを特徴とする、
上記アルキッド樹脂水性エマルジョンに関する。本発明
は更にアルキッド樹脂水性エマルジョンおよび場合によ
っては、塗料分野において知られている助剤および添加
物より成る塗料を製造する方法にも関する。また、本発
明は塗料、被覆材および封止剤のバインダーとして本発
明のバインダー組合せ物を用いることにも関する。本発
明に従う適するアルキッド樹脂a)は脂肪酸で変性され
たポリエステルである。このアルキッド樹脂は飽和−お
よび/または不飽和脂肪酸または油、多価アルコール、
多価カルボン酸またはヒドロキシカルボン酸から製造さ
れる。脂肪酸はその少なくとも一部を他の一価のカルボ
ン酸に交換してもよい。脂肪酸は一般に炭素原子数6〜
35の直鎖状のまたは枝分かれした脂肪族モノカルボン
酸を意味する。脂肪酸には非乾性のものと乾性のものと
ある。適する非乾性脂肪酸の例には飽和または不飽和の
線状のまたは枝分かれした脂肪族モノカルボン酸のそれ
ぞれまたは混合物、好ましくは炭素原子数6〜18のも
のがある。適する乾性脂肪酸の例には少なくとも2つの
孤立−または共役二重結合および125g /(100g
)より大きいの沃素価を有する少なくとも1種類の多
不飽和の線状のまたは枝分かれした脂肪族モノカルボン
酸を含む不飽和の脂肪酸または脂肪酸混合物がある。炭
素原子数16〜18の線状の不飽和脂肪酸が特に有利で
ある。適する非乾性脂肪酸の特別な例には2−エチルヘ
キノン酸、イソノナノン酸、バーサテック(Versa
tic)酸またはココヤシ脂肪酸およびオレイン酸があ
る。乾性脂肪酸の有利な例には125g /(100g )
より大きいの沃素価および炭素原子数18の不飽和モノ
カルボン酸がある。これらは、特に2つまたは3つの孤
立二重結合および色々な立体配置を持つ不飽和脂肪酸お
よび相応する“conjuene acids”、即ち
共役二重結合を持つ不飽和脂肪酸がある。かゝる脂肪酸
は例えば天然油、例えば亜麻仁油、大豆油、ベニバナ
油、綿実油またはひまし油、ひまわり油、ピーナツ油、
木材油および脱水ひまし油がある。これらの油から得ら
れる不飽和脂肪酸は亜麻仁油脂肪酸、ベニバナ油脂肪
酸、トール油脂肪酸、綿実脂肪酸、ピーナツ油脂肪酸、
木材油脂肪酸、リシネン脂肪酸またはひまわり油脂肪酸
がある。脂肪酸をアルキッド樹脂に導入するためには、
脂肪酸をアルコール成分でエステル化するかまたは油の
エステル交換反応によってアルキッド樹脂中に導入する
ことが可能である。いわゆる工業用品質の油を脂肪酸と
して使用することも可能であり、かゝる油にはシス−リ
ノーレン酸、リノール酸、オレイン酸およびステアリン
酸の混合物がある。工業的品質の油または脂肪酸はその
まま使用してもよいしまたはエステル交換反応によって
アルキッド樹脂中に導入するかまたは脱水反応の後に導
入することができる(リシネン脂肪酸)。多不飽和脂肪
酸を使用する場合には、孤立−および共役不飽和結合を
持つ脂肪酸の混合物、例えば共役不飽和脂肪酸を10〜
80重量% 含有する混合物が特に有利である。組入れら
れた飽和−および不飽和脂肪酸の含有重量は樹脂固形分
含有量を基準として20〜80% が有利である。飽和−
および不飽和脂肪酸成分は共役二重結合を持つ不飽和脂
肪酸を10〜60% 含有しているのが特に有利である。
非黄変性樹脂のためには、飽和モノカルボン酸または1
つまたは2つの孤立二重結合を持つ脂肪酸が有利であ
る。得られる脂肪酸は分別蒸留、異性化または共役によ
って化学的に最適化することができる。アルキッド樹脂
の性質を変性するために、15重量% までの不飽和脂肪
酸を他のモノカルボン酸、例えば安息香酸、ベンゾイル
グリシン(馬尿酸)、マンデル酸、ケイ皮酸またはアビ
エチン酸に交換することができる。比較的に高官能性の
天然に産する化合物(a2)は、水酸基およびカルボキ
シル基から選択される少なくとも2つの官能基をいずれ
の場合にも有している。この種類の化合物にはジカルボ
ン酸、ポリカルボン酸、(ポリ)ヒドロキシ(ポリ)カ
ルボン酸、および少なくとも2でかつ6までの水酸基を
持つポリオールが含まれる。この脂肪族または芳香族の
(ポリ)ヒドロキシ(ポリ)カルボン酸は少なくとも1
つのカルボキシル基および少なくとも2つ、好ましくは
2または3つの水酸基または少なくとも2つのカルボキ
シル基および少なくとも1つの、好ましくは1〜3つの
水酸基を有している。カルボン酸の幾らかまたは全部を
その酸無水物の形で使用することも可能である。成分
(a2)の個々の化合物およびその量は、混合物中の平
均官能性が2より大きくなるように選択する。再生性原
料からのジカルボン酸としては、一方においては飽和ジ
カルボン酸、例えば蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタ
ル酸およびアジピン酸並びに不飽和カルボン酸、例えば
フマル酸を使用することができる。上述のヒドロキシカ
ルボン酸はグリコール酸、乳酸、リシノール酸、グルコ
ン酸およびグルクロン酸、サリチル酸および没食子酸で
ある。特に適するのはヒドロキシポリカルボン酸、例え
ばリンゴ酸、クエン酸、酒石酸、糖酸および粘液酸であ
る。使用できるポリオールの例にはグリセロールおよび
炭水化物またはそれの誘導体、例えばアドニトール、ア
ラビトール、ソルビトール、マンニトール、グルコース
およびフラクトースがある。乳化剤としては、脂肪酸誘
導体、炭水化物(糖類)の誘導体およびポリペプチドお
よびそれの誘導体を使用することも可能である。適する
乳化剤の例には脂肪酸のアルカリ金属塩またはアミン
塩、アルカリグリコシド類、例えばドイツ特許出願公開
第3,404,558号明細書に記載されている如きも
の、アルキル−多糖類、ソルビトール−モノ−および−
ジエステル、エトキシレート化ソルビトールエステル、
ソルビトールヘキサエステル、脂肪酸グルコンアミド
類、脂肪酸タウリド類、糖脂質、リン脂質およびポリマ
ーの生物界面活性剤、例えばレシチン、カゼインまたは
“Emulsan”、蛋白質とリポポリヘテロサッカリ
ドとの錯塩がある。これらの界面活性剤の混合物も使用
することができる。アルキッド樹脂は公知の方法で重縮
合することによって製造できる。例えばS.Paul、
“Surface Coatings”、第70〜13
9頁、John Wiley & Sons、ニューヨ
ーク、1985に記載されている。重縮合は溶融状態で
加熱することによってまたは共沸法によって水を除きな
がら実施することができる。所望の水酸基価および酸価
は当量比を適切に選択することによって、適切な反応管
理および場合によっては段階的処理によって導入するこ
とができる。適切な方法条件および選択基準は当業者に
よく知られている。本発明のアルキッド樹脂は1〜80
mg/gの水酸基価、1〜20mg/gの酸価および1
0〜80% の油長を有しているのが有利である。20〜
70mg/gのの水酸基価、2〜15mg/gの酸価お
よび50〜70% の油長を有しているアルキッド樹脂が
特に有利である。アルキッド樹脂エマルジョンを製造す
るためには、最初の段階としてこれらのアルキッド樹脂
を上記の乳化剤または乳化剤分散物と混合することも可
能である。この混合物は40〜97重量部、好ましくは
50〜95重量部の上記の疎水性アルキッド樹脂を3〜
60重量部、好ましくは5〜50重量部の特殊な乳化剤
とのブレンドとして含有している。この混合物は合成樹
脂と乳化剤とを混合することによって簡単に製造でき
る。本発明のアルキッド樹脂水性分散物を製造するため
に、本発明の混合物を水に分散させる。この分散は最初
に導入された合成樹脂と乳化剤との混合物中に単に水を
慣用のディソルバーまたは攪拌機を用いて混入攪拌する
ことによってまたは激しい攪拌下に水中に上記混合物を
注ぎ込むことによって行うことができる。場合によって
は上記の混合物に水の一部を添加しそして次にこの混合
物を攪拌下に残量の水中に注ぎ込むことも可能である。
この方法では、安定な油/水型エマルジョンを得ること
ができる。アルキッド樹脂エマルジョンは乳化剤の水溶
液を最初に製造し、次いアルキッド樹脂をこの溶液中に
激しい剪断下に混入攪拌することによって製造すること
ができる。この様にして得られる水性分散物は塗料用の
価値ある水性バインダーである。このものはそのままで
もまたは塗料工業で知られている助剤および添加物、例
えばフィラー、顔料、溶剤、乾燥剤および/または均展
剤と組合せて所望の基体への被覆物を得るのに使用でき
る。適する顔料には例えばDIN 55944に記載さ
れている如き慣用の顔料である。使用される顔料の例に
はカーボンブラック、二酸化チタン、細分散珪素、珪酸
アルミニウム、金属粉末または金属フレーク状物、有機
および無機の有色顔料、腐食防止顔料、例えば鉛化合物
およびクロム酸塩化合物、メタリック効果顔料がある。
顔料およびフィラーの他に、場合によっては慣用の有機
染料を使用することも可能である。同様に、架橋した有
機系微粒子を一部として添加することも可能である。個
々の成分から塗料を製造する方法も公知である。例え
ば、これらの顔料を特に適する錬磨型樹脂中に分散させ
そして場合によってはこの分散物を必要とされる粒度ま
で磨砕することが可能である。別の方法は、バインダー
成分の水性分散物中で顔料を磨砕するものである。この
場合には、水性分散物の安定性が磨砕工程の間に影響さ
れないことが保証されるべきである。顔料を分散させた
後に、別のバインダー成分を添加することも可能であ
る。これは、外的に乳化された本発明のアルキッド樹脂
分散物と同じでも異なっていてもよい。場合によっては
別の塗料助剤を性質、例えば分散性に影響を及ぼすため
に添加してもよい。別の操作に従って、外的に乳化され
たアルキッド樹脂または場合によっては他の慣用のペー
スト樹脂を最初に僅かの水と、フィラー、顔料、染料等
の添加下にまたは不添加下に混合しそしてこの混合物を
ローラーベッド(roller bed)またはボール
ミルにてペースト状に加工する。このペースト状物を次
いで、別の樹脂乳化物および添加物を添加下にまたは不
添加下に別の水で希釈して、直ぐ使用できる塗料調製物
を製造する。本発明の塗料は慣用技術、例えば浸漬塗
装、噴霧塗装またはロール塗装を用いて被塗布物質に適
用することができる。次いで塗膜を酸化乾燥によって架
橋させる。塗膜の厚さは塗料の意図する用途に左右され
る。例えば透明塗料は60μm の膜厚であり、顔料含有
下塗塗料または上塗塗料は10〜50μm であり、フィ
ラーまたは耐チッピング塗料は30〜100μm の厚さ
でありそして腐食防止プライマー塗料は20〜70μm
の厚さである。適する基体にはあらゆる所望の基体、例
えば金属基体、例えば鉄、アルミニウム、亜鉛、非金属
基体、例えば鉱物性基体(例えばコンクリート、ガラ
ス)、木材、紙、厚紙、繊維、合成樹脂基体、例えばポ
リオレフィン、ポリカルボナートおよびポリウレタン、
場合によっては予めに塗装された基体がある。最後に挙
げた基体の塗装は、塗膜が第二の塗装の前に乾燥または
架橋されている塗装済み基体について行うことができ
る。本発明の塗料はあらゆる重ね塗り系で使用するのに
適している。この場合、顔料化次第で例えば透明塗料、
下塗り塗料および上塗り塗料および耐チッピング塗料、
フィラーまたはプライマーを製造することが可能であ
る。好ましい用途は水性または溶剤含有塗料組成物を基
本成分とする下塗り塗料に透明塗料として塗布するもの
である。顔料含有上塗塗料として用いるのが特に有利で
ある。この様にして得られる塗料は高い耐傷付け性、高
い光沢保持能力および向上された耐久性に特徴がある。
水の蒸発後に塗膜の架橋および硬化は大気中酸素または
(ヒドロ)ペルオキシドによって行うか、乾燥性酸また
は他の乾燥剤の金属塩を用いて室温〜250℃の温度に
て接触的に行う。以下の実施例によって本発明を更に詳
細に説明する。部および百分率は他に表示がない限り重
量に関する。
【実施例】アルキッド樹脂 :実施例A1 600g の大豆油および170g のグリセロールを0.
05g のLiOHおよび0.3g の亜リン酸トリフェニ
ルと一緒に、1:1のサンプルとエタノールが透明な溶
液を生じるまで、窒素雰囲気で250℃にて3時間攪拌
する。次いで250℃で攪拌しながら105g の無水コ
ハク酸を添加する。5mg/g 以下の酸価に到達した後
に、別の110g の無水コハク酸を添加する。5mg/
g 以下の酸価に再び到達した時に、混合物を160℃に
冷却しそして100g の樹脂を添加する。250℃で約
4時間後に、約41g の蒸留分量および3〜5mg/g
の酸価にて煮沸を終了する。60% の油長および60m
g/gの理論OH価を有する100% アルキッド樹脂が
得られる。実施例A2 600g の大豆油および150g のグリセロールを0.
05g のLiOHおよび0.3g の亜リン酸トリフェニ
ルと一緒に、1:1のサンプルとエタノールとが透明な
溶液を生じるまで、窒素雰囲気で250℃にて3時間攪
拌する。次いで250℃で攪拌しながら105g の無水
コハク酸を添加する。5mg/g 以下の酸価に到達した
後に、別の110g の無水コハク酸を添加する。この混
合物を次にゆっくり270℃に加熱する。約5時間後に
約38g の蒸留分量および6〜8mg/gの酸価に到達
したら、煮沸を終了する。67% の油長および42mg
/gの理論OH価を有する100% アルキッド樹脂が得
られる。実施例A3 600g の大豆油、143g のグリセロールおよび15
0g の70% 濃度ソルビトール水溶液を0.05g のL
iOHおよび0.3g の亜リン酸トリフェニルと一緒に
窒素雰囲気で250℃にて3時間攪拌する。次いで40
g の無水コハク酸をすこしずつ分けて270℃でバッチ
が単一の相になるで攪拌しながら添加する。この時点で
100g の無水コハク酸を添加しそして270℃で攪拌
を続ける。5mg/g 以下の酸価に到達した時に、更に
75g の無水コハク酸を添加する。6時間後に約82g
の蒸留分量および8〜10mg/gの酸価が達成された
時に、煮沸を終了する。63% の油長を有する100%
アルキッド樹脂が得られる。実施例A4 600g の大豆油および160g のグリセロールを0.
05g のLiOHおよび0.3g の亜リン酸トリフェニ
ルと一緒に、1:1のサンプルとエタノールが透明な溶
液を生じるまで、窒素雰囲気で250℃にて3時間攪拌
する。次いで250℃で攪拌しながら105g の無水コ
ハク酸を添加する。5mg/g 以下の酸価に到達した後
に、混合物を160℃に加熱しそして140g のマレイ
ン酸を添加する。160℃で3時間後に、混合物をゆっ
くり240℃に加熱する。約5時間後に、6〜8mg/
gの酸価に達した時に煮沸を終了する。65% の油長を
有する100% アルキッド樹脂が得られる。実施例A5 600g の大豆油、520g の70% 濃度ソルビトール
および100g の無水コハク酸を0.05g のLiOH
および0.3g の亜リン酸トリフェニルと一緒に窒素雰
囲気で加熱する。次いで縮合を、245g の反応水を留
去しながら230℃の温度まで実施する。5mg/g 以
下の酸価に到達した後に、更に150gの無水コハク酸
および155g のOcenol(R) HD(不飽和脂肪ア
ルコール)を添加する。220℃までの温度で、27g
の反応水の留去下に5mg/gの酸価まで更に縮合する
ことによって100% アルキッド樹脂を得る。アルキッド樹脂エマルジョン: 実施例E1 16g の大豆油脂肪酸および3g の25% 濃度アンモニ
ア水を、実施例A1のアルキッド樹脂200g に添加
し、この混合物を、均一になるまで約60分間、70℃
で攪拌する。次いで70℃に加熱された175g 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4
時間)。55重量% の固形分含有量を有するミルク状の
粘性分散物が得られる。実施例E2 30g のC−12グルカミド(glucamide)お
よび0.5g の25%濃度アンモニア水を、実施例A2
のアルキッド樹脂200g に添加し、この混合物を、均
一になるまで約60分間、70℃で攪拌する。次いで7
0℃に加熱された210g 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4時間)。52重量% の
固形分含有量を有するミルク状の粘性分散物が得られ
る。実施例E3 20g の大豆油脂肪酸、6g の大豆グリカミドおよび1
9g の25% 濃度アンモニア水を、実施例A3のアルキ
ッド樹脂200g に添加し、この混合物を、均一になる
まで約60分間、70℃で攪拌する。次いで70℃に加
熱された257g 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4時間)。45重量% の固形分含
有量を有するミルク状の粘性分散物が得られる。実施例E4 16g の亜麻仁油脂肪酸タウリドおよび0.5g の25
% 濃度アンモニア水を、実施例A4のアルキッド樹脂2
00g に添加し、この混合物を、均一になるまで約60
分間、70℃で攪拌する。次いで70℃に加熱された2
00g 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4時間)。52重量% の固形分含有量を有す
るミルク状の粘性分散物が得られる。
05g のLiOHおよび0.3g の亜リン酸トリフェニ
ルと一緒に、1:1のサンプルとエタノールが透明な溶
液を生じるまで、窒素雰囲気で250℃にて3時間攪拌
する。次いで250℃で攪拌しながら105g の無水コ
ハク酸を添加する。5mg/g 以下の酸価に到達した後
に、別の110g の無水コハク酸を添加する。5mg/
g 以下の酸価に再び到達した時に、混合物を160℃に
冷却しそして100g の樹脂を添加する。250℃で約
4時間後に、約41g の蒸留分量および3〜5mg/g
の酸価にて煮沸を終了する。60% の油長および60m
g/gの理論OH価を有する100% アルキッド樹脂が
得られる。実施例A2 600g の大豆油および150g のグリセロールを0.
05g のLiOHおよび0.3g の亜リン酸トリフェニ
ルと一緒に、1:1のサンプルとエタノールとが透明な
溶液を生じるまで、窒素雰囲気で250℃にて3時間攪
拌する。次いで250℃で攪拌しながら105g の無水
コハク酸を添加する。5mg/g 以下の酸価に到達した
後に、別の110g の無水コハク酸を添加する。この混
合物を次にゆっくり270℃に加熱する。約5時間後に
約38g の蒸留分量および6〜8mg/gの酸価に到達
したら、煮沸を終了する。67% の油長および42mg
/gの理論OH価を有する100% アルキッド樹脂が得
られる。実施例A3 600g の大豆油、143g のグリセロールおよび15
0g の70% 濃度ソルビトール水溶液を0.05g のL
iOHおよび0.3g の亜リン酸トリフェニルと一緒に
窒素雰囲気で250℃にて3時間攪拌する。次いで40
g の無水コハク酸をすこしずつ分けて270℃でバッチ
が単一の相になるで攪拌しながら添加する。この時点で
100g の無水コハク酸を添加しそして270℃で攪拌
を続ける。5mg/g 以下の酸価に到達した時に、更に
75g の無水コハク酸を添加する。6時間後に約82g
の蒸留分量および8〜10mg/gの酸価が達成された
時に、煮沸を終了する。63% の油長を有する100%
アルキッド樹脂が得られる。実施例A4 600g の大豆油および160g のグリセロールを0.
05g のLiOHおよび0.3g の亜リン酸トリフェニ
ルと一緒に、1:1のサンプルとエタノールが透明な溶
液を生じるまで、窒素雰囲気で250℃にて3時間攪拌
する。次いで250℃で攪拌しながら105g の無水コ
ハク酸を添加する。5mg/g 以下の酸価に到達した後
に、混合物を160℃に加熱しそして140g のマレイ
ン酸を添加する。160℃で3時間後に、混合物をゆっ
くり240℃に加熱する。約5時間後に、6〜8mg/
gの酸価に達した時に煮沸を終了する。65% の油長を
有する100% アルキッド樹脂が得られる。実施例A5 600g の大豆油、520g の70% 濃度ソルビトール
および100g の無水コハク酸を0.05g のLiOH
および0.3g の亜リン酸トリフェニルと一緒に窒素雰
囲気で加熱する。次いで縮合を、245g の反応水を留
去しながら230℃の温度まで実施する。5mg/g 以
下の酸価に到達した後に、更に150gの無水コハク酸
および155g のOcenol(R) HD(不飽和脂肪ア
ルコール)を添加する。220℃までの温度で、27g
の反応水の留去下に5mg/gの酸価まで更に縮合する
ことによって100% アルキッド樹脂を得る。アルキッド樹脂エマルジョン: 実施例E1 16g の大豆油脂肪酸および3g の25% 濃度アンモニ
ア水を、実施例A1のアルキッド樹脂200g に添加
し、この混合物を、均一になるまで約60分間、70℃
で攪拌する。次いで70℃に加熱された175g 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4
時間)。55重量% の固形分含有量を有するミルク状の
粘性分散物が得られる。実施例E2 30g のC−12グルカミド(glucamide)お
よび0.5g の25%濃度アンモニア水を、実施例A2
のアルキッド樹脂200g に添加し、この混合物を、均
一になるまで約60分間、70℃で攪拌する。次いで7
0℃に加熱された210g 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4時間)。52重量% の
固形分含有量を有するミルク状の粘性分散物が得られ
る。実施例E3 20g の大豆油脂肪酸、6g の大豆グリカミドおよび1
9g の25% 濃度アンモニア水を、実施例A3のアルキ
ッド樹脂200g に添加し、この混合物を、均一になる
まで約60分間、70℃で攪拌する。次いで70℃に加
熱された257g 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4時間)。45重量% の固形分含
有量を有するミルク状の粘性分散物が得られる。実施例E4 16g の亜麻仁油脂肪酸タウリドおよび0.5g の25
% 濃度アンモニア水を、実施例A4のアルキッド樹脂2
00g に添加し、この混合物を、均一になるまで約60
分間、70℃で攪拌する。次いで70℃に加熱された2
00g 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4時間)。52重量% の固形分含有量を有す
るミルク状の粘性分散物が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドムント・ウルバノ オーストリア国、8044 グラーツ、タンホ ーフウエーク、12/19 (72)発明者 ミッヒャエル・ゴーベック オーストリア国、8010 グラーツ、ドクト ル・ローベルト− ジーゲル− ストラー セ、17
Claims (15)
- 【請求項1】 a) (a1) 脂肪酸または油 (a2) 官能基が水酸基およびカルボキシル基から選択さ
れる比較的に高い官能性を有する少なくとも1種類の化
合物 から製造されるアルキッド樹脂、および b)乳化剤を含むアルキッド樹脂水性エマルジョンにお
いて、成分a)およびb)に必要とされる原料の全てが
再生性原料から専ら製造されていることを特徴とする、
上記アルキッド樹脂水性エマルジョン。 - 【請求項2】 飽和またはモノ不飽和の直鎖状のまたは
枝分かれした脂肪族モノカルボン酸のそれぞれ単独また
は混合物をアルキッド樹脂の製造のために成分a1)と
して使用する請求項1に記載のアルキッド樹脂水性エマ
ルジョン。 - 【請求項3】 炭素原子数6〜18のモノカルボン酸を
使用する請求項2に記載のアルキッド樹脂水性エマルジ
ョン。 - 【請求項4】 少なくとも二つの孤立−または共役二重
結合を個別にまたは混合状態で有する多不飽和の直鎖状
のまたは枝分かれした脂肪族モノカルボン酸をアルキッ
ド樹脂を製造するために成分a1)として用いる請求項
1に記載のアルキッド樹脂水性エマルジョン。 - 【請求項5】 炭素原子数16〜18の多不飽和脂肪酸
をアルキッド樹脂を製造するために成分a1)として用
いる請求項1に記載のアルキッド樹脂水性エマルジョ
ン。 - 【請求項6】 天然油の状態の脂肪酸混合物をアルキッ
ド樹脂を製造するために成分a1)として用いる請求項
1に記載のアルキッド樹脂水性エマルジョン。 - 【請求項7】 a2)に従う化合物が少なくとも2から
6までの水酸基を持つ多官能性脂肪族ヒドロキシ化合
物、脂肪族の飽和および不飽和ジカルボン酸および芳香
族ジカルボン酸、および何れの場合にも少なくとも1つ
の水酸基と1つのカルボキシル基を持つヒドロキシカル
ボン酸から選択され、その際に成分a2)の平均官能性
が2より大きい請求項1に記載のアルキッド樹脂水性エ
マルジョン。 - 【請求項8】 成分a2)が1つのカルボキシル基およ
び少なくとも2つの水酸基を有するかまたは2つ以上の
カルボキシル基および少なくとも1つの水酸基を持つ脂
肪族−または芳香族ヒドロキシカルボン酸を含有する請
求項7に記載のアルキッド樹脂水性エマルジョン。 - 【請求項9】 乳化剤が脂肪酸誘導体、炭水化物および
ポリペプチドの各誘導体より成る群から選択する請求項
1に記載のアルキッド樹脂水性エマルジョン。 - 【請求項10】 アルキッド樹脂が1〜80mg/gの
OH価を有する請求項1に記載のアルキッド樹脂水性エ
マルジョン。 - 【請求項11】 アルキッド樹脂が1〜20mg/gの
酸価を有する請求項1に記載のアルキッド樹脂水性エマ
ルジョン。 - 【請求項12】 アルキッド樹脂が40〜80% の油長
を有する請求項1に記載のアルキッド樹脂水性エマルジ
ョン。 - 【請求項13】 請求項1に記載のアルキッド樹脂水性
エマルジョンを含有する塗料。 - 【請求項14】 ワンコート仕上げ塗料または上塗り塗
料の製造に請求項13に記載の塗料を用いる方法。 - 【請求項15】 プライマーの製造に請求項13に記載
の塗料を用いる方法。
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|---|---|---|---|
| DE19515915:2 | 1995-05-02 | ||
| DE19515915A DE19515915A1 (de) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | Wäßrige fremdemulgierte Alkydharzemulsionen aus nachwachsenden Rohstoffen |
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|---|---|
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| CZ (1) | CZ128196A3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008174678A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Dic Corp | 印刷インキ用樹脂ワニス及び印刷インキ |
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| AT369775B (de) * | 1981-06-12 | 1983-01-25 | Vianova Kunstharz Ag | Verfahren zur herstellung von waessrigen alkydharzemulsionen fuer lufttrocknende lacke |
| DE3404558A1 (de) * | 1984-02-09 | 1985-08-14 | Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf | Waessrige dispersionen von lackharzen |
-
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-
1996
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- 1996-05-01 CA CA002175534A patent/CA2175534A1/en not_active Abandoned
- 1996-05-02 ZA ZA9603460A patent/ZA963460B/xx unknown
- 1996-05-02 CZ CZ961281A patent/CZ128196A3/cs unknown
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|---|---|---|---|---|
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