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JP2002533486A - 水性コポリマー分散液、その製造法及びその用途 - Google Patents

水性コポリマー分散液、その製造法及びその用途

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Publication number
JP2002533486A
JP2002533486A JP2000589584A JP2000589584A JP2002533486A JP 2002533486 A JP2002533486 A JP 2002533486A JP 2000589584 A JP2000589584 A JP 2000589584A JP 2000589584 A JP2000589584 A JP 2000589584A JP 2002533486 A JP2002533486 A JP 2002533486A
Authority
JP
Japan
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weight
copolymer dispersion
aqueous copolymer
monomer
aqueous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000589584A
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English (en)
Inventor
ディールク、ベイヤー
フォルカー、レニッシュ
ロルフ、クロプカ
スサーナ、マリア、デ、アルメイダ、カルバルホ
Original Assignee
クラリアント・ゲーエムベーハー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7891829&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2002533486(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by クラリアント・ゲーエムベーハー filed Critical クラリアント・ゲーエムベーハー
Publication of JP2002533486A publication Critical patent/JP2002533486A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、水性コポリマー分散液に関する。この水性コポリマー分散液は、A)固形分が20〜65重量%であるコポリマーの水性分散液であって、前記コポリマーが、異種のモノマーからなり、異種のモノマーの重量含有率が、前記モノマーのみからなる合成樹脂のガラス転移温度が−50〜+35℃であるように前記所定限界内で選択したものである、コポリマーの水性分散液と、B)前記コポリマーAに対して0〜10重量%のベンゾフェノンか、アセトフェノンか、エチレン性不飽和基のない一種以上のアセトフェノン誘導体若しくはベンゾフェノン誘導体か、これらの混合物と、C)前記コポリマーAに対して0.3〜10重量%の乳化剤と、D)前記コポリマーAに対して0〜5重量%の保護コロイドと、から実質的になる。さらに、本発明は、上記分散液の製造方法及びその用途に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、新規な水性コポリマー分散液、これらの製造法及びこれらの特に弾
性コーティングにおける使用に関するものである。
【0002】 EP−A−0458144明細書には、合成樹脂が、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステル、スチレン及びビニルエステル、モノエチレン性不飽和アセ
トフェノン誘導体及び/又はベンゾフェノン誘導体等のモノマーだけでなく、少
なくとも一種の不飽和ケトン又は少なくとも一種のアルデヒドを共重合形態で含
有しており、且つまた少なくとも2つの酸ヒドラジド基を含有する化合物を含み
、フリーラジカル乳化重合により得られる、水性合成樹脂分散液が開示されてい
る。これらの合成樹脂分散液は、コーティング、接着、シーリング及び含浸に用
いることが推奨されている。
【0003】 比較的高価なモノエチレン性不飽和アセトフェノン誘導体及び/又はベンゾフ
ェノン誘導体を使用すること、並びに不飽和ケトン誘導体及び/又はアルデヒド
誘導体並びに後で添加される少なくとも2つの酸ヒドラジド基を含有する化合物
を使用することは、対応する合成樹脂がそれ自体比較的高価であることを意味し
ている。これらの合成樹脂の欠点は、これらのフィルムが、高い破断点伸び値が
得られるにもかかわらず、所定の重量を加えて規定の伸びを生じさせた場合のレ
ジリエンス、又は規定距離だけ伸ばし、相応に伸ばしたままとした場合のレジリ
エンスが十分でないことである。これらの合成樹脂を含むコーティングのさらな
る欠点は、しばしば、それらを基板に適用後短時間水に暴露した場合の安定性が
悪く、且つ吸水性が高いことである。さらに、これらのコーティングは、多くの
場合、水蒸気に短時間暴露後に再乳化及び/又は膨れを生じる傾向が強い。
【0004】 EP−A−0599676明細書には、合成樹脂がアクリル酸エステル又はメ
タクリル酸エステル及びスチレン等のモノマーだけでなく、モノエチレン性不飽
和アセトフェノン誘導体及び/又はベンゾフェノン誘導体を含み、また、酸素反
応性ジシクロペンタジエニル基を有する、水性ポリマー分散液が開示されている
。これらの合成樹脂分散液は、弾性コーティングに使用することが推奨されてい
る。
【0005】 これらのバインダーの欠点は、これらのバインダーのペイント膜の架橋工程が
比較的ゆっくりと進行すること、及びペイントが、ペイントを亀裂誘発伸びに附
した後のレジリエンスの面での弾性が不十分であることである。さらに、このよ
うな合成樹脂を主成分とするコーティングは、建物の太陽に面した側に適用する
か、太陽に当たらない領域に適用した場合では、その特性に著しい差が生じるこ
とがある。さらに、フリーラジカル重合により合成樹脂分散液の調製中に、アリ
ル系二重結合が阻害作用を示し、したがってこれらの分散液の調製を阻害する。
【0006】 EP−A−0778296明細書は、合成樹脂が、アクリル酸エステル又はメ
タクリル酸エステル等のモノマーだけでなく、メチルスチレン又は他のアルキル
置換スチレンや必要に応じてアクリロニトリルを共重合形態で含有する、水性ポ
リマー分散液に関するものである。これらの合成樹脂分散液は、弾性コーティン
グ及びシーリング化合物用バインダーとして推奨されている。
【0007】 これらのバインダーの欠点は、これらのバインダーのペイント膜の架橋工程が
、光の影響下では進行が比較的遅いこと、及びペイントの亀裂誘発伸び後のレジ
リエンスの面での弾性が十分でないことである。さらに、コーティングを建物の
太陽に面した側に適用するか、太陽に暴露しない領域に適用するかによってこの
ような合成樹脂を主成分とするコーティングの特性に著しい差が生じることがあ
る。これらの合成樹脂を用いたコーティングのさらなる欠点は、多くの場合、基
板に適用後に水に短時間暴露した場合の安定性が悪いことである。さらに、多く
の場合、これらのコーティングは、水蒸気に短時間暴露後、再乳化及び/又はブ
リスターを生じる傾向が強い。さらに、これらのバインダーにアクリロニトリル
を使用すると、コポリマーにおけるアクリロニトリル基が加水分解して塩基性基
板に対するコーティングが黄変し易かったり、コーティングの安定性が悪いこと
の両方が生じ、これにより水に対する感受性が大きく増加する。
【0008】 したがって、本発明の目的は、コーティングしたとき、吸水性が低く、特に水
蒸気処理後の再乳化性が低いとともに、良好な破断点伸び及び規定伸び後の緩和
が良好なことを特徴とする合成樹脂を開発することである。
【0009】 上記目的は、A)固形分20〜65重量%の水性コポリマー分散液であって、
前記コポリマーが、 a)炭素数3〜6のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸と炭素数1〜1
8のアルカノールとの少なくとも一種のエステル40〜99.9重量%、好まし
くは65〜85重量%、及び少なくとも一種のビニル芳香族化合物0〜40重量
%、好ましくは15〜35重量%(モノマーa)と、 b)少なくとも一種の炭素数3〜8のα,β−モノエチレン性不飽和一塩基酸
若しくは二塩基酸及び/又はそれらの無水物0.05〜10重量%、及び炭素数
3〜8であって、窒素が炭素数5以下のアルキルエーテルスルフェート、アルキ
ルスルフェート、アルカノール又はアルキルにより一置換又は二置換されていて
もよい少なくとも一種のα,β−モノエチレン性不飽和カルボキシアミド0〜1
0重量%(モノマーb)と、 c)少なくとも一種のモノエチレン性不飽和架橋モノマー0.05〜10重量
%(モノマーc)と、 d)少なくとも一種の他の共重合性モノエチレン性不飽和モノマー0〜30重
量%(モノマーd)と、 が共重合形態にあるものからなり、 前記モノマーa、b、c及びdの重量割合が、これらのモノマーのみからなる
合成樹脂が−50〜35℃、好ましくは−40〜10℃、特に好ましくは−30
〜−10℃の範囲のガラス転移温度を有するように前記所定の範囲内で選択され
たものである、水性コポリマー分散液と、 B)ベンゾフェノンか、アセトフェノンか、エチレン性不飽和基のない一種以
上のアセトフェノン誘導体若しくはベンゾフェノン誘導体か、それらの混合物を
前記コポリマーA基準で0〜10重量%、好ましくは0.02〜2重量%と、 C)乳化剤を前記コポリマーA基準で0.3〜10重量%と、 D)保護コロイドを前記コポリマーA基準で0〜5重量%、好ましくは0.0
5〜5重量%と、 から実質的になる水性コポリマー分散液、により達成される。
【0010】 前記炭素数3〜6のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸と炭素数1〜1
8のアルカノールとのエステルとして使用される化合物は、好ましくはアクリル
酸及び/又はメタクリル酸のエステルである。これらのうち、メタノールエステ
ル、エタノールエステル、プロパノールエステル、ブタノールエステル、ペンタ
ノールエステル、2−エチルヘキサノールエステル、イソオクタノールエステル
、n−デカノールエステル及びn−ドデカノールエステルが特に重要である。好
ましいビニル芳香族化合物は、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、ジ
メチルスチレン、ジエチルスチレン及びトリメチルスチレンであり、特に好まし
くはスチレンである。
【0011】 炭素数3〜8のα,β−モノエチレン性不飽和一若しくは二塩基酸として使用
される化合物は、好ましくはα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸及びそれ
らの水溶性誘導体であり、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、イタコン
酸、フマル酸及びマレイン酸並びにそれらの無水物が特に好ましい。また、さら
に、これらの酸のアミド及びモノアミドも好適であり、これらのうち、アクリル
アミド及びメタクリルアミド、さらにはそれらのN−置換誘導体、例えば、N,
(N’−ジ)メチル(メタ)アクリルアミド、N,(N’−ジ)エチル(メタ)
アクリルアミド及び N,(N’−ジ)イソプロピル(メタ)アクリルアミドも
好ましい。メタクリルアミドが、特に好ましい。窒素が炭素数5以下のアルキル
ラジカル、アルカノールラジカル、アルキルスルフェートラジカル又はアルキル
エーテルスルフェートラジカルにより一置換又は二置換されているアクリルアミ
ド誘導体も存在していてもよい。さらに、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸
、アクリルアミドグリコール酸及びメタクリルアミドグリコール酸が、極めて好
適である。これらの合成樹脂は、好ましくはモノマーbを0.3〜5重量%を共
重合形態で含有している。モノマーbとしてアクリル酸とメタクリル酸との混合
物、特にアクリル酸とメタクリル酸とメタクリルアミドとの混合物が特に好まし
い。
【0012】 好ましいモノマーcは、式CH=CH−Si(OX)(式中、Xは水素原
子、アシル基及び/又は炭素数3以下のアルキル基である)で表されるシランで
ある。ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン及びビニルトリス
−2−メトキシシランが、特に好ましい。さらに好ましいモノマーcは、式CH =CZ−COO−Y−Si(OX) (式中、Zは水素原子又はメチル基及
び/若しくはエチル基であり、Yは式C2n(式中、n=2〜6である)で
表される基であり、Xは水素原子、アシル基及び/又は炭素数3以下のアルキル
基である)で表されるシランであり、特に好ましくは、α−メタクリルオキシプ
ロピルトリメトキシシラン、及びさらにはグリシジル(メタ)アクリレート又は
グリシドールの他のエチレン性不飽和誘導体、例えば、グリシジルビニルエーテ
ルである。さらに、ケト基含有モノマー、例えば、アセトアセトキシ官能モノマ
ー、例えば、アセトアセトキシエチルメタクリレート、アセトアセトキシブチル
メタクリレート、アクリルアミドメチルアセチルアセトン及びビニルアセトアセ
テート、重合性ジアセトン誘導体、例えば、ジアセトンアクリルアミド及びジア
セトンメタクリルアミド、並びにアクロレインも使用することができる。さらに
、アルコキシビニルシラン、(メタ)アクリロイルオキシ−アルキルシラン、(
メタ)アクリロイルオキシアルキル−スルホネート、スルフェート若しくはホス
フェート、エテンスルホネート並びに重合性エチレンウレア誘導体、例えば、N
−(β−(メタ)アクリルオキシエチル)−N,N’−エチレンウレア及びN−
(β−アクリルアミドエチル)−N,N’−エチレンウレアが、モノマーcとし
て使用できる。
【0013】 モノマーdとしては、ジオールのアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステ
ル、例えば、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、とりわけヒドロキシエ
チルアクリレート又は1,4−ブタンジオールモノアクリレート、さらには、テ
トラヒドロフルフリルアルコールのアクリル酸エステル若しくはメタクリル酸エ
ステル、ハロゲン含有モノマー、例えば、塩化ビニル及び塩化ビニリデン、不飽
和炭化水素、例えば、エチレン、プロピレン、イソブテン、ブタジエン及びイソ
プレン、並びに低級ビニルエーテルを使用するのが好ましい。同様に、不飽和窒
素化合物、例えば、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルピロリドン、テトラヒ
ドロフルフリルアミン、アクリロニトリル及びメタクリロニトリル、さらには、
ウレイドモノマー、例えば、β−ウレイドエチルアクリレート、β−ウレイドエ
チルビニルエーテル、N−ジメチルアミノエチル−N’−ビニル−N,N’−エ
チレンウレア及びN−メチルアミノエチル−N’−ビニル−N,N’−エチレン
ウレアを、モノマーdとして使用できる。炭素数4〜8のα,β−モノエチレン
性不飽和ジカルボン酸と炭素数5〜20のアルカノールとのモノエステルも、好
適である。
【0014】 モノマー成分a、b、c及びdが、これらのモノマーのみからなる合成樹脂が
ガラス転移温度−40〜10℃、特に−30〜−10℃となるように選択された
ものである合成樹脂Aが特に好ましい。Fox(T.G.Fox、Bull.A
m.Phys.Soc.(Ser.II)1、123[1956])によれば、
コポリマーのガラス転移温度は、下式により良好な近似が得られる。 1/Tg=X/Tg+X/Tg+・・・・・X/Tg (式中、X、X、・・・・Xはモノマー1、2、・・・・、sの質量割合
であり、Tg、Tg 、・・・・ Tgはモノマー1、2、・・・・、又は
sの各々のホモポリマーのガラス転移温度(単位:ケルビン)である。モノマー
aからなるホモポリマー及びモノマーbからなるホモポリマーのガラス転移温度
は、実質的に公知であり、例えば、J.Brandrup、E.H.Immer
gut、Polymer Handbook、第1版、J.Wiley、New
York、1966及び第2版、J.Wiley、New York、197
5に記載されている。
【0015】 アセトフェノン、ベンゾフェノン、さらには、エチレン性不飽和基を含有しな
いアセトフェノン誘導体又はベンゾフェノン誘導体も、成分Bとして適当である
ことが判明した。エチレン性不飽和基のないベンゾフェノン及び/又はベンゾフ
ェノン誘導体を使用することが特に好ましく、室温で液状であるベンゾフェノン
と好適な補助物質との混合物が、技術的な面から特に有利である。この種の混合
物は、とりわけEP−A−0209831明細書から公知である。
【0016】 コポリマーA基準の成分Bの割合は、好ましくは0.05〜5重量%の範囲で
ある。成分Bは、撹拌により、好ましくは加熱しながら、慎重に、少なくとも一
種の合成樹脂Aを含有する初期分散液に配合する。この場合、共重合による成分
Bの組み込みを回避して、十分に配合したコーティングにおける化学線下で表面
のみが架橋されるようにする。一方、コーティングの特性は、モノマーcとの内
部架橋により得られる。共重合による不飽和ベンゾフェノン誘導体の組み込みに
より、ベンゾフェノン官能がより均一な分布を生じるが、同時に、化学線で長時
間照射後弾性の劣化を生じる。これは、続いて、フィルム内に内部架橋を生じる
からである。
【0017】 乳化剤Cとして、非イオン性乳化剤及び/又はイオン性乳化剤を使用すること
が好ましい。
【0018】 使用できる非イオン性乳化剤としては、例えば、アルキルポリグリコールエー
テル類、例えば、ラウリルアルコール、オレイルアルコール若しくはステアリル
アルコールのエトキシ化物、又はヤシ脂肪アルコール等の混合物のエトキシ化物
;アルキルフェノールポリグリコールエーテル、例えば、オクチルフェノール、
ノニルフェノール、ジイソプロピルフェノール、トリイソプロピルフェノール、
ジ−t−ブチルフェノール又はトリ−t−ブチルフェノールのエトキシ化物;又
はポリプロピレンオキシドのエトキシ化物が挙げられる。
【0019】 好適なイオン性乳化剤は、好ましくはアニオン性乳化剤である。これらは、ア
ルキルスルホネート、アリールスルホネート若しくはアルキルアリールスルホネ
ートのアルカリ金属塩若しくはアンモニウム塩、アルキルスルフェート、アリー
ルスルフェート若しくはアルキルアリールスルフェートのアルカリ金属塩若しく
はアンモニウム塩、アルキルホスフェート、アリールホスフェート若しくはアル
キルアリールホスフェートのアルカリ金属塩若しくはアンモニウム塩、若しくは
アルキルホスホネート、アリールホスホネート若しくはアルキルアリールホスホ
ネートのアルカリ金属塩若しくはアンモニウム塩、又は他のアニオン性末端基を
有する化合物であることができる。また、オリゴエチレンオキシド単位又はポリ
エチレンオキシド単位が炭化水素ラジカルとアニオン性基との間に存在していて
もよい。典型的な例として、ソジウムラウリルスルフェート、ソジウムウンデシ
ルグリコールエーテルスルフェート、ソジウムラウリルジグリコールスルフェー
ト、ソジウムテトラデシルトリグリコールスルフェート、ソジウムオクチルフェ
ノールグリコールエーテルスルフェート、ソジウムドデシルベンゼンスルホネー
ト、ソジウムラウリルジグリコールスルフェート及びアンモニウムトリ−t−ブ
チルフェノールペンタ−又はオクタグリコールスルフェートがある。
【0020】 保護コロイドDとして使用される化合物は、好ましくは置換度(置換度とは、
アンヒドログルコース単位一個当たり導入されたカルボキシメチル基の平均数の
ことである)0.4〜2.9、好ましくは0.4〜1.5、特に好ましくは0.
6〜1.4であり、その2%濃度水溶液の25℃でのB型粘度(20rpm)が
、2000mPa未満(スピンドル3)、好ましくは500mPa未満(スピン
ドル2)及び特に好ましくは100mPa未満(スピンドル1)である、水溶性
カルボキシメチルセルロースである。このカルボキシメチルセルロースは、好ま
しくはそのアンモニウム塩又はアルカリ金属塩の形態で使用される。好適な市販
品には、例えば、Clariant社製のBlanose 7M(登録商標)、
Blanose 7UL(登録商標)及びBlanose 7EL(登録商標)
並びにAqualon社製のAmbergum 3021(登録商標)がある。
本発明のカルボキシメチルセルロースは、必要に応じて、置換基、とりわけ炭素
数1〜4のアルキル若しくはヒドロキシアルキルラジカル、炭素数2〜6のアル
キルオキシアルキルラジカル又は合計炭素数2〜6のジアルキルアミノラジカル
をさらに含んでいてもよい。特に好適な化合物としては、例えば、メチルカルボ
キシメチルセルロース、エチルカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチル
カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルカルボキシメチルセルロース
、メトキシエチルカルボキシメチルセルロース、エトキシエチルカルボキシメチ
ルセルロース及びジエチルアミノカルボキシメチルセルロースが挙げられる。使
用可能な保護コロイドのさらなる例としては、高分子質量化合物、例えば、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリ
ルアミド、ポリカルボン酸又はそれらのアルキル金属塩及び/又はアンモニウム
塩が挙げられる。
【0021】 合成樹脂Aとして使用されるポリマーは、公知の方法、即ち、フリーラジカル
塊状重合、フリーラジカル溶液重合、フリーラジカル懸濁重合及びフリーラジカ
ル乳化重合により調製できる。しかしながら、本発明の水性合成樹脂組成物の好
ましい調製状態は、水性形態であり、したがって、合成樹脂Aをこの形態で使用
することも好ましい。したがって、前記樹脂は、水性媒体中、フリーラジカル乳
化重合の公知の条件下、水溶性フリーラジカル開始剤及び乳化剤Cの存在下、及
び必要に応じて保護コロイドD、調節剤及び/又はさらなる助剤の存在下各モノ
マーを重合させることにより調製するのが好ましい。重合は、乳化重合の常法に
準じて、乳化剤、開始剤及び保護コロイドの存在下水相中でモノマーを乳化し、
それらを60〜95℃の温度で重合させることにより実施する。乳化重合は、バ
ッチ法、モノマー計量法又は乳化供給法等の当業者に公知の常法に準じて実施で
きる。少量のモノマーを初期重合後、モノマーの残量を水性エマルジョンとして
計量導入する、乳化供給法に準じて操作することが好ましい。必要に応じて、複
数の異なるモノマーのエマルジョンを順次計量導入することもできる。乳化剤の
ように、保護コロイドを、一部を反応器への初期装入物に含め、及び/又はモノ
マーエマルジョンとともに計量導入できる。
【0022】 本発明による高品質分散液の調製は、乳化重合の分野における知識(知識がこ
こに記載されていないとしても)を適用することを前提としている。したがって
、乳化重合の当業者に公知の通常の方法に準じないと、重要な特性(一例として
、分散膜の耐水性がある)に悪影響を及ぼすことがある。したがって、ポリマー
の量基準で、分散液は、実質的に、イオン性乳化剤の使用量は好ましくは3重量
%以下、特に好ましくは2重量%以下、及び/又は非イオン性乳化剤の使用量は
好ましくは6重量%以下、特に好ましくは4重量%以下でなければならない。特
に、イオン性乳化剤のみを2重量%以下で使用するのがよい。
【0023】 重合を開始及び実施するために、油溶性及び/又は好ましくは水溶性フリーラ
ジカル開始剤又はレドックス系を使用する。好適な例には、過酸化水素、ポタジ
ウムペルオキソジスルフェート、ソジウムペルオキソジスルフェート、アンモニ
ウムペルオキソジスルフェート、ジベンゾイルペルオキシド、ラウリルペルオキ
シド、トリ−t−ブチルペルオキシド、ビスアゾジイソブチロニトリルがあり、
これらを、単独又は還元成分、例えば、ソジウムビスルファイト、Rongal
it(登録商標)、グルコース、アスコルビン酸、及び還元作用を有する他の化
合物とともに使用する。ペルオキソジスルフェートが、特に好ましく使用される
【0024】 乳化重合において、温度は一般的には30〜90℃、好ましくは50〜90℃
であり、重合開始剤を、典型的には、モノマー総量基準で0.1〜10重量%の
量で使用する。
【0025】 さらに、調節剤、例えば、メルカプタン類、とりわけn−ドデシルメルカプタ
ン、チオフェノール及び2−メチル−5−t−ブチルチオフェノールを使用する
ことができる。調節剤は、典型的には0〜1重量%、好ましくは0〜0.5重量
%の量で使用し、調節剤0.3重量%以下を用いて分散液を調製するのが特に好
ましい。
【0026】 分散液を、アンモニア水溶液、アルカリ金属水酸化物水溶液及びアルカリ土類
金属水酸化物水溶液を用いて、典型的にはpH6.5〜10、好ましくは7.0
〜9.0に調整する。
【0027】 必要に応じて、分散液は、膜形成性助剤、例えば、ホワイトスピリット、Te
xanol(登録商標)、ブチルジグリコール及びブチルジプロピレングリコー
ル、可塑剤、例えば、ジメチルフタレート及びジブチルフタレート、分散剤、例
えば、ポリアクリル酸及び対応のコポリマー、例えば、Lopon 890(登
録商標)及びDispex G40(登録商標)、ポリアクリレート又はポリウ
レタンを主成分とする増粘剤、例えば、Borchigel L75(登録商標
)及びTafigel PUR40(登録商標)、防腐剤、脱泡剤、例えば、鉱
油又はシリコーン脱泡剤、湿潤剤、例えば、アミノメチルプロパノール及びコー
ティング組成物の調製に典型的に用いられている他の添加剤を含むことができる
【0028】 本発明の合成樹脂配合物は、壁、床及び天井用コーティング組成物、レザー繊
維用弾性バインダーとして、道及びハイウエイ用マーキングペイントとして、さ
らには下塗りに使用するのに特に好適であり、これらの用途において、亀裂の耐
久性ブリッジング、低タック、低汚性及び良好な耐水性を確保する。
【0029】 本発明を、以下諸例により詳細に説明するが、本発明はそれらにより制限され
ない。
【0030】 例1 水性コポリマー分散液の調製 n−ブチルアクリレート50gと、エチルヘキシルアクリレート20gと、ス
チレン27gと、メタクリル酸2gと、ビニルトリメトキシシラン1gと、C −アルキルトリグリコールエーテルスルフェートのNa塩1.8gとのモノマ
ー混合物を、水100gに乳化する。
【0031】 続いて、水10gをソジウムペルオキソジスルフェート0.5gに添加して調
製した水溶液の10%を、上記水性エマルジョンの10%に添加し、この混合物
を、撹拌しながら温度80℃に加熱する。続いて、2時間かけて、残量の水性エ
マルジョン、及びこれと平行するが、但し2.5時間かけて、開始剤水溶液の残
量を、撹拌しながら連続して供給する。重合温度は、80℃である。
【0032】 開始剤の計量添加が終了したら、重合をさらに一時間継続する。
【0033】 ベンゾフェノン0.7gを、得られた約50%水性合成樹脂分散液に撹拌添加
する。
【0034】 例2(比較例) 水性コポリマー分散液の調製 n−ブチルアクリレート50gと、2−エチルヘキシルアクリレート20gと
、スチレン27gと、メタクリル酸2gと、C12−アルキルトリグリコールエ
ーテルスルフェートのNa塩1.8gとのモノマー混合物(ビニルトリメトキシ
シランなし)を、水100gに乳化する。
【0035】 続いて、水10gにソジウムペルオキソジスルフェート0.5gを添加して調
製した水溶液の10%を、上記水性エマルジョンの10%に添加し、この混合物
を、撹拌しながら温度80℃に加熱する。続いて、2時間かけて、残量の水性エ
マルジョン、及びこれと平行するが、但し2.5時間かけて、開始剤水溶液の残
量を、撹拌しながら連続して供給する。重合温度は、80℃である。
【0036】 開始剤の計量添加が終了したら、重合をさらに一時間継続する。
【0037】 ベンゾフェノン0.7gを、得られた約50%水性合成樹脂分散液に撹拌添加
する。
【0038】 例3 本発明の合成樹脂配合物のUV照射後の弾性及びレジリエンスの増加並びに表面
タックの減少と、破断点伸びのわずかな減少の実証 2種類の合成樹脂分散液、すなわち、例1の合成樹脂分散液と例2(比較例)
の合成樹脂分散液を、標準条件下、7日間かけて乾燥厚さ0.5mmのフィルム
とした。次に、膜を手で触れて表面タックを試験して、DIN 53230に準
じて評価する(0=最良スコア、5=最悪スコア)。これらのフィルムを、A.Zo
sel、「Research on the Properties of cured films of aqueous dispersions
of polymers(ポリマーの水性分散液の硬化フィルムの特性についての研究)」 in Double Liaison Chimie des Peintures-284、1987年10月に準じて使
用して貯蔵弾性率(G’[N/mm];50℃;0.1Hz)を測定する。さ
らなる実験において、フィルムを、0.5時間UV照射に附し、表面タック及び
貯蔵弾性率を再び測定する。結果は表1に示す通りである。分散体フィルムの破
断点伸びを測定するために、寸法0.8x3x20mmのフィルムを、Inst
ron社製シリーズIX材料試験システムで調べ、破断点伸びと、フィルムの破
断点での応力の両方を測定し、記録する。これらのフィルムのレジリエンスを測
定するために、寸法0.8x3x20mmのフィルムを、スタンドに垂直に固定
し、200gの重りをフィルムの下端に固定する。24時間後、フィルムの伸び
(単位:%)を測定し、重りを除去する。重りなし(緩和)でさらに24時間後
、フィルムの残留伸び(単位:%)を測定する。これらの結果は表2に示す通り
である。
【0039】 表1 G’ tanδ= 表面タック タック G"/G' (DIN53230による) (目盛分割) 例1 UV照射前 3.63 0.19 3 950 UV照射後 4.21 0.16 1 320 例2 UV照射前 1.59 0.48 5 1450 UV照射後 1.85 0.39 4 1050
【0040】 表2 破断点伸び 負荷 加重下伸び 加重後残留伸び (%) [MPa] (%) (%) 例1 UV照射前 792 3.21 280 15 UV照射後 675 3.45 225 10 例2 UV照射前 3945 0.40 引裂発生 引裂発生 UV照射後 797 0.87 引裂発生 引裂発生
【0041】 例4 本発明のバインダーを用いた弾性コーティングのUV照射後の耐水性の増加、耐
ブロッキング性の低下及び破断点伸びの低減少率の実証 外部建築ペイントを、以下の一般的組成に準じて調製する。 バインダー:41.0g 水:19.4g ヒドロキシエチルセルロース:0.3g ピロリン酸四ナトリウム(25%濃度溶液):0.1g クロロアセトアミド:0.2g ホワイトスピリット:0.7g ポリアクリル酸のアンモニウム塩(40%濃度溶液):0.3g シリコーン系脱泡剤:0.5g アンモニア溶液(25%濃度):0.2g 二酸化チタン(平均粒度1μm):13.0g タルク(平均粒度5μm):5.0g 炭酸カルシウム(平均粒度2.5μm):10.0g 炭酸カルシウム(平均粒度5μm):9.0g 30%濃度ポリウレタン増粘剤溶液:0.3g
【0042】 例1で調製した分散液と例2(比較例)で調製した分散液を、バインダーとし
て使用する。
【0043】 ペイントフィルムの破断点伸びを測定するために、400μmコーティングバ
ーを用いて形成され、乾燥寸法が0.12x15x50mmであるフィルムを、
QUV照射前及びQUV照射28日後にInstron社製シリーズIX材料試
験システムで調べ(DIN53455に準じて)、フィルムの破断点伸びと、フ
ィルムの引裂点歪を、測定し記録する。
【0044】 これらのペイントフィルムのレジリエンスを測定するために、1000μmボ
ックス型コーティングバーを用いてドローダウンし、乾燥後(標準条件/7日間
)得られたフィルム(寸法:0.32x60x50mm)を、スタンドに垂直に
固定し、800gの重りをフィルムの底端に固定する。24時間後、フィルムの
伸び(単位:%)を測定し、重りを除去する。重りなし(緩和)の状態でさらに
24時間経過後、フィルムの残留伸び(単位:%)を測定する。
【0045】 耐ブロッキング性を測定する際、分散フィルム、ペイントフィルム又はワニス
フィルムを、所定の力[2kg]を掛けて室温で互いに押しつける。続いて、フ
ィルムの所定面積(6.25cm)を互いに分離するのに必要とする力[g]
を、再び測定する。フィルムを互いに分離するのに必要とするフィルム面積当た
りの力が小さいほど、耐ブロッキング性がよい。したがって、耐ブロッキング性
は、フィルム同士の表面タックの尺度である。
【0046】 第1吸水率を、800μmコーティングバーでドローダウンした乾燥ペイント
フィルムを水に浸漬し、標準的気候条件下で7日間乾燥後に重量増加を測定し、
初期重量基準の%で記録することにより測定する。乾燥し且つさらに水に浸漬し
た後、第2吸水率を測定する。第2吸水率は、通常低くなる。これは、乳化剤の
一部がフィルムから洗い流されるためであり、したがって、使用条件に対して老
化フィルムに相当する。
【0047】 初期耐水性を測定するために、当該外部建築ペイントのストライプ(概略寸法
:長さ30cmx幅6cm)を、ボックス型コーティングバー(間隙高さ:30
0μm)を用いてLenetaフィルム上にドローダウンし、フィルムを、気候
制御チャンバー(標準的気候条件)で2時間乾燥する。ペトリ皿(直径9.5c
m)に脱イオン水50gを入れたものを用いて、光度計を100%に校正する。
上記気候制御チャンバーに2時間保存したドローダウンペイントフィルムから、
フィルムストリップ(寸法:6cmx26cm)を切り取る。このストリップを
、400mlガラスビーカ(広幅形)の壁の周囲に塗膜側を内側に向けて配置す
る。プラスチックグラニュール10gと脱イオン水300gとを、ガラスビーカ
に秤量する。マグネチックスターラ上で、ビーカの内容物を、磁気撹拌バーを用
いて、グラニュールがフィルムの塗布面に衝突するように約750rpmで撹拌
する。1時間、2時間及び3時間の撹拌後、洗浄水の濁度を測定する。このため
、毎回洗浄水50gを取出し、ペトリ皿に秤量し、校正した光度計に入れて濁度
を測定する。測定後、溶液を、ガラスビーカに戻す。3時間後、フィルムに変化
がないかどうか目視で調べる。
【0048】 ペイントのブリスター挙動を測定するため、繊維セメントスラブの前面に十分
隠蔽するようにデコレーティングローラを用いてペイントを適用する。24時間
乾燥後、同様にして、第二コートを適用する。慎重に、一つの繊維セメントスラ
ブに複数のサンプルを適用する。第二コートを24時間乾燥後、繊維セメントス
ラブを、水浴(ブリスター浴)に塗布面を下向きにして配置する。水浴温度は5
0℃であり、サンプルスラブから水面までの距離は15cmであり、サンプルス
ラブで、水浴を完全に覆う。8時間暴露後、サンプルスラブをブリスター浴から
取出し、垂直にたてて、室温で乾燥させる。乾燥時間は、少なくとも2時間でな
ければならない。乾燥試料を、目視評価する。評価は、評定システム(1=極め
て良好、白華又は斑点発生なし;5=不良、ひどい斑点発生及び/又は白華発生
あり)に準じて、脱色、斑点発生及び白華についておこなう。
【0049】 上記した測定方法により得られた結果は、表3に示す通りである。
【0050】 表3 例1 例2 破断点伸び[%] 350 640 応力[MPa] 4.1 2.2 UV照射後破断点伸び[%] 285 310 UV照射後応力[MPa] 4.3 2.3 加重下伸び[%] 70 引裂発生 加重後残留伸び[%] 10 引裂発生 耐ブロッキング性[g/6.25cm] 160 1000 第1吸水率[%] 7 10 第2吸水率[%] 6 8 ブリスター試験 2 2 初期耐水性 1 2
【0051】 例5 フィラーの存在下での本発明の分散液の剪断安定性の増加の実証 n−ブチルアクリレート50gと、2−エチルヘキシルアクリレート20gと
、スチレン27gと、メタクリル酸2gと、ビニルトリメトキシシラン1gと、
Aqualon社製Ambergum3021(登録商標)0.3g及びC12 −アルキルトリグリコールエーテルスルフェートのNa塩1.8gとのモノマー
混合物を、水100gに乳化する。
【0052】 続いて、水10gにソジウムペルオキソジスルフェート0.5gを添加して調
製した水溶液の10%を、上記水性エマルジョンの10%に添加し、この混合物
を、撹拌しながら温度80℃に加熱する。続いて、2時間かけて、残量の水性エ
マルジョン、及びこれと平行するが、但し2.5時間かけて、開始剤水溶液の残
量を、撹拌しながら連続して供給する。重合温度は、80℃である。開始剤の計
量添加が終了したら、重合をさらに一時間継続する。この分散液を、実施例1で
調製した分散液とともに、剪断安定性について調査する。2種の分散液の固形分
を、脱イオン水を用いて正確に45%に調整し、固形分45%の分散液100g
を、500mlビーカ中、粗粒炭酸カルシウム(平均粒度23μm)200gと
、ガラス棒で撹拌混合する。次に、この混合物を、溶解機(円板直径5cm)中
、1000回転、1分間の条件で混ぜる。次に、溶解機を停止し、3000rp
mの回転速度で再始動させ、同時にストップウォッチを始動させる。混合物を、
これらの条件下、安定性の損失(凝集、粗粒子の形成)が目視で確認できるまで
撹拌する。撹拌機の始動(3000rpm)と混合物の安定性の損失との間の時
間を、安定性の尺度として記録する。結果は表4に示す通りである。
【0053】 表4 例1 例5 フィラー使用時剪断安定性[分] 6.5 16.5
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年2月7日(2001.2.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 157/10 C09D 157/10 163/00 163/00 183/04 183/04 (72)発明者 ロルフ、クロプカ ドイツ連邦共和国ゼルツェン、レーラー- クラフト‐シュトラーセ、17 (72)発明者 スサーナ、マリア、デ、アルメイダ、カル バルホ ポルトガル国オエイラス、ルア、ポルト、 アレグレ、13、5、エスキーナ Fターム(参考) 4J002 AB032 BE022 BG002 BG041 BG051 BG132 BJ002 ED037 EE036 EV257 EW047 FD146 FD202 FD317 GH00 GJ01 GJ02 4J038 BA092 CC021 CG141 CH031 CH041 DB221 GA07 GA09 GA15 HA156 JA33 KA09 LA02 MA08 MA10 MA13 PB05

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A)固形分20〜65重量%の水性コポリマー分散液であって、前記コポリマ
    ーが、 a)炭素数3〜6のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸と炭素数1〜1
    8のアルカノールとの少なくとも一種のエステル40〜99.9重量%及び少な
    くとも一種のビニル芳香族化合物0〜40重量%(モノマーa)と、 b)少なくとも一種の炭素数3〜8のα,β−モノエチレン性不飽和一塩基酸
    若しくは二塩基酸及び/又はそれらの無水物0.05〜10重量%、及び炭素数
    3〜8であって、窒素が炭素数5以下のアルキルエーテルスルフェート、アルキ
    ルスルフェート、アルカノール又はアルキルにより一置換又は二置換されていて
    もよい少なくとも一種のα,β−モノエチレン性不飽和カルボキシアミド0〜1
    0重量%(モノマーb)と、 c)少なくとも一種のモノエチレン性不飽和架橋モノマー0.05〜10重量
    %(モノマーc)と、 d)少なくとも一種の他の共重合性モノエチレン性不飽和モノマー0〜30重
    量%(モノマーd)と、 が共重合形態にあるものからなり、 前記モノマーa、b、c及びdの重量割合が、これらのモノマーのみからなる
    合成樹脂が−50〜35℃の範囲のガラス転移温度を有するように前記所定の範
    囲内で選択されたものである、水性コポリマー分散液と、 B)ベンゾフェノンか、アセトフェノンか、エチレン性不飽和基のない一種以
    上のアセトフェノン誘導体若しくはベンゾフェノン誘導体か、それらの混合物を
    前記コポリマーA基準で0〜10重量%と、 C)乳化剤を前記コポリマーA基準で0.3〜10重量%と、 D)保護コロイドを前記コポリマーA基準で0〜5重量%と、 から実質的になる水性コポリマー分散液。
  2. 【請求項2】 前記炭素数3〜6のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸と炭素数1〜1
    8のアルカノールとのエステルが、アクリル酸及び/又はメタクリル酸のエステ
    ルである、請求項1に記載の水性コポリマー分散液。
  3. 【請求項3】 前記ビニル芳香族化合物が、スチレンである、請求項1に記載の水性コポリマ
    ー分散液。
  4. 【請求項4】 前記炭素数3〜8のα,β−モノエチレン性不飽和一塩基酸若しくは二塩基酸
    が、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸又はそれらの水溶性誘導体である
    、請求項1に記載の水性コポリマー分散液。
  5. 【請求項5】 前記α,β−モノエチレン性不飽和カルボキシアミドが、メタクリルアミドで
    ある、請求項1に記載の水性コポリマー分散液。
  6. 【請求項6】 前記モノマーcが、式CH=CH−Si(OX)(式中、Xは水素原子、
    アシル基及び/又は炭素数3以下のアルキル基である)で表されるシランである
    、請求項1に記載の水性コポリマー分散液。
  7. 【請求項7】 前記モノマーcが、式CH=CZ−COO−Y−Si(OX)(式中、Z
    は水素原子又はメチル基及び/若しくはエチル基であり、Yは式C2n(式
    中、n=2〜6である)で表される基であり、Xは水素原子、アシル基及び/又
    は炭素数3以下のアルキル基である)で表されるシランである、請求項1に記載
    の水性コポリマー分散液。
  8. 【請求項8】 前記モノマーcが、グリシジル(メタ)アクリレートである、請求項1に記載
    の水性コポリマー分散液。
  9. 【請求項9】 モノマーa、b、c及びdの重量割合が、これらのモノマーのみからなる合成
    樹脂がガラス転移温度−40〜10℃であるように選択されたものである、前記
    請求項の少なくとも1項に記載の水性コポリマー分散液。
  10. 【請求項10】 前記成分Bが、ベンゾフェノン及び/又はエチレン性不飽和基のないベンゾフ
    ェノン誘導体である、前記請求項の少なくとも1項に記載の水性コポリマー分散
    液。
  11. 【請求項11】 前記乳化剤Cが、非イオン性乳化剤及び/又はアニオン性乳化剤である、前記
    請求項の少なくとも1項に記載の水性コポリマー分散液。
  12. 【請求項12】 前記保護コロイドDが、置換度0.4〜2.9の水溶性カルボキシメチルセル
    ロースを含む、前記請求項の少なくとも1項に記載の水性コポリマー分散液。
  13. 【請求項13】 請求項1に記載の水性コポリマー分散液の製造法であって、モノマーa、b、
    c及びdを、水性媒体中、水溶性フリーラジカル開始剤、乳化剤C並びに必要に
    応じて保護コロイドD、調節剤及び/又はさらなる助剤の存在下でフリーラジカ
    ル乳化重合に附することを含む、製造法。
  14. 【請求項14】 請求項1〜12の少なくとも1項に記載の水性コポリマー分散液の、壁、床及
    び天井用コーティング組成物、道及びハイウエイ用マーキングペイント、及び下
    塗りにおける使用。
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