【実施例】
【0038】
以下の略語を実施例で使用する。
DOLA=ジエタノールアミン、モル質量105.14g/モル
DEAPA=ジエチルアミノプロピルアミン、モル質量130.24g/モル
DMAPA=ジメチルアミノプロピルアミン、モル質量102.18g/モル
HMDA=ヘキサメチレンジアミン、1,6−ジアミノヘキサン、モル質量116.2g/モル
BHMTA=ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、6,6’−イミノジヘキシルアミン、モル質量215.38g/モル
TOFA=トール油脂肪酸、酸価194mg/g(計算モル質量289.2g/モル)
OA=オレイン酸、モル質量282.47g/モル
LO=アマニ油;けん化価190mg/g、酸価0.5mg/g未満(計算モル質量885.9g/モル)
LOFA=アマニ油脂肪酸、酸価200mg/g(計算モル質量280.55g/モル)
RIFA=リシノール酸(ricinenic acid)、9,11−オクタデカジエン酸、モル質量280g/モル
RO=脱水ヒマシ油、酸価3mg/g、けん化価190mg/g、計算モル質量872.18g/モル
BA=ビスフェノールA、モル質量228.29g/モル
CE=(登録商標)Cardura E、(登録商標)Versatic acidのグリシジルエステル、モル質量228.33g/モル
EP1=ビスフェノールAをベースとするジエポキシ樹脂、特定量のエポキシ基2.08モル/kg
EP2=ビスフェノールAをベースとするジエポキシ樹脂、特定量のエポキシ基5.26モル/kg(=「EP380」、1分子当たりのエポキシ基の数で割ったモル質量:190g/モル)
HOAc=酢酸、モル質量60.05g/モル、未希釈
LA=乳酸、モル質量90.08g/モル
【0039】
[アミン官能性脂肪酸アミドの合成]
[例1−脂肪酸アミド混合物FA1]
146g(1モル)のトリエチレンテトラミンと1760g(約2モル)のアマニ油とを、熱電対、撹拌機及び還流冷却器を備えた3リットルの3つ口容器に投入し、攪拌下で95℃に加熱した。この温度を、少なくとも95%の第1級アミノ基が反応するまで、約6時間保持したが、これは、117mg/gで開始した測定アミン価の減少をモニターしつつ行った。約1900gのアミドとグリセリドとの混合物を得、この混合物は、アミン価が61mg/gであった。
【0040】
[例2−脂肪酸アミド混合物FA2]
146g(1モル)のトリエチレンテトラミンと1760g(約2モル)の脱水ヒマシ油とを、熱電対、撹拌機及び還流冷却器を備えた3リットルの3つ口容器に投入し、攪拌下で95℃に加熱した。この温度を、少なくとも95%の第1級アミノ基が反応するまで、約6時間保持したが、これは、117mg/gで開始した測定アミン価の減少をモニターしつつ行った。約1900gのアミドとグリセリドとの混合物を得、この混合物は、アミン価が60mg/gであった。
【0041】
[例3−脂肪酸アミド混合物FA3]
146g(1モル)のトリエチレンテトラミンと1320g(1.5モル)のアマニ油とを、熱電対、撹拌機及び還流冷却器を備えた3リットルの3つ口容器に投入し、攪拌下で95℃に加熱した。この温度を、少なくとも95%の第1級アミノ基が反応するまで、約6時間保持したが、これは、153mg/gで開始した測定アミン価の減少をモニターしつつ行った。約1460gのアミドとグリセリドとの混合物を得、この混合物は、アミン価が79mg/gであった。
【0042】
[例4−脂肪酸アミド混合物FA4]
146g(1モル)のトリエチレンテトラミンと880g(1.0モル)のアマニ油とを、熱電対、撹拌機及び還流冷却器を備えた3リットルの3つ口容器に投入し、攪拌下で95℃に加熱した。この温度を、少なくとも95%の第1級アミノ基が反応するまで、約7時間保持したが、これは、218mg/gで開始した測定アミン価の減少をモニターしつつ行った。約1020gのアミドとグリセリドとの混合物を得、この混合物は、アミン価が114mg/gであった。
【0043】
[例5−脂肪酸アミド混合物FA5]
215.4g(1モル)のビス−ヘキサメチレントリアミンを、40℃に攪拌下で加熱した。560g(2.0モル)のトール油脂肪酸を15分かけて、連続攪拌下で添加し、そしてその後、添加終了後、中和反応の発熱を利用して1時間以内に150℃まで加熱した。反応中に形成された水(約36g)を150℃での更なる3時間の反応の間に分離し、その後、反応混合物を2時間180℃まで安定的に加熱した。この温度を、76mg/gのアミン価が測定されるまで保持したが、これは、1モルの第2級アミノ基に対応する。室温(23℃)で高粘度の茶色がかったアミド混合物730gを得た。このアミド混合物はアミン価が75mg/g、そして酸化が8mg/gであった。
【0044】
[例6−脂肪酸アミド混合物FA6]
215.4g(1.0モル)のBHMTAと1771.8g(2.0モル)のLOとを、熱電対、撹拌機及び還流冷却器を備えた3リットルの3つ口容器に投入し、攪拌下で95℃に加熱した。この温度を、少なくとも95%の第1級アミノ基が反応するまで、約6時間保持したが、これは、85mg/gで開始した測定アミン価の減少をモニターしつつ行った。約1950gのアミドとグリセリドとの混合物を得、この混合物は、アミン価が30mg/gであった。
【0045】
[例7−脂肪酸アミド混合物FA7]
116.2g(1.0モル)のHMDAと1771.8g(2.0モル)のLOとを、熱電対、撹拌機及び還流冷却器を備えた3リットルの3つ口容器に投入し、攪拌下で95℃に加熱した。この温度を、少なくとも95%の第1級アミノ基が反応するまで、約7時間保持したが、これは、60mg/gで開始した測定アミン価の減少をモニターしつつ行った。約1870gのアミドとグリセリドとの混合物を得、この混合物は、アミン価が3mg/gであった。
【0046】
[可塑化エポキシド−アミン付加物分散液の調製]
[例8−エポキシド−アミン付加物の可塑化分散液]
1906g(1.0モル)のアミン官能性脂肪酸アミド/グリセリド混合物FA1と561g(2.0g)のLOFAとを攪拌機と還流冷却器とを備えた3つ口容器に投入し、そして80℃に加熱した。攪拌下で、960g(4.2モル)のBA、210g(2.0モル)のDOLA及び184g(1.8モル)のDMAPAをこの順序で添加した。1時間後、反応混合物が均質な溶融物になった際、4530g(11.9モル)のジエポキシ樹脂EP2を90分かけて添加したが、この間、温度は発熱に因り160℃まで上昇した。反応混合物を、遊離エポキシ基が検出できなくなるまで、更に1時間160℃に保持した。希釈容器を準備し、これに9kgの脱イオン水と677gの乳酸水溶液とを投入したが、その溶液は、乳酸(LA)の質量分率が50%であった。反応容器からの樹脂をこの希釈容器に、攪拌下で30分以内に添加した。混合物の温度を70℃に調整し、そしてその後、混合物をこの温度で1時間攪拌して均質化した。水を部分に分けて順次添加することにより、混合物を更に希釈して固形分の質量分率を43%にした。その後、こうして得た水分散液を80℃に加熱し、その後、第2部分である400g(1.05モル)のジエポキシ樹脂EP2を添加し、そして得られた混合物を更に2時間80℃で攪拌した。更なる水を添加することにより、そして室温(23℃)への冷却下で、混合物を希釈して、固形分の質量分率を40%にした。こうして得られた水分散液6は、pH4.0、油長24%、25℃及びせん断勾配100/秒で測定した動的粘度290mPa・s、並びに25℃及び溶媒としてのN−エチルピロリドン中で測定したシュタウディンガー指数58cm
3/gであった。
【0047】
更なるアミン−可塑化エポキシド−アミン付加物分散液6b〜6fを同様のプロセスにて以下の成分を使用して調製した。
【表1】
【0048】
[比較例7−EP1233034B1に準拠した固有の可塑化エポキシド−アミン付加物分散液]
106g(1.0モル)のジエチレントリアミンと560g(2.0モル)のトール油脂肪酸とを、撹拌機及び還流冷却器を備えた3つ口反応容器に投入し、そして中和熱を利用して80℃に加熱した。攪拌下で750g(3.0モル)のDE(グリシジルネオデカノアート、Cardura(登録商標)E、Momentive Specialty Chmicals)を外部冷却下で1時間以内に、温度を90℃未満に維持しつつ添加した。この温度を、添加完了後、更に1時間保持した。次に、次の成分、即ち、912g(4.0モル)のビスフェノールA、210g(2.0モル)のジエタノールアミン及び184g(1.8モル)のジメチルアミノプロピルアミンを、この順序にて攪拌下で添加し、その後、得られた混合物を、透明な溶液が形成されるまで、1時間80℃で攪拌した。90分以内に、80℃で、3600g(9.5モル)のジエポキシ樹脂EP2を一定のペースで添加したが、この間、反応混合物の温度を、発熱反応を補償するために冷却することにより、160℃未満に維持した。添加完了後、この温度を更に1時間、全てのエポキシ基が使われるまで保持した。
【0049】
希釈容器を準備し、そして8kgの水と420gの乳酸水溶液であってその水溶液中の乳酸の質量分率が50%のものとを投入し、そこへ、形成された樹脂を攪拌下で30分の間に添加した。その後、得られた混合物の温度を70℃に調整し、その混合物をその温度で1時間の間に均質化した。
【0050】
更なる部分の水を添加することにより、固形分の質量分率を、計算値の44.4%〜43%に調整した。こうして得られた樹脂水分散液を80℃に加熱し、その後、第2の部部である400g(1.05モル)のジエポキシ樹脂EP2を添加し、そして混合物を更に2時間攪拌下に維持した。室温に冷却した後、固形分の質量分率を40%に調整し、pH4.3、動的粘度265mPa・s(23℃及びせん断速度100/秒で測定)、23℃でN−メチルピロリドン中で測定したシュタウディンガー指数61cm
3/gの分散液を得た。
【0051】
[比較例8]
(比較例7に対応するが、トール油脂肪酸の代わりにオレイン酸を使用した。)
106g(1.0モル)のジエチレントリアミンと564.94g(2.0モル)のオレイン酸とを、撹拌機及び還流冷却器を備えた3つ口反応容器に投入し、そして中和熱を利用して80℃に加熱した。攪拌下、750g(3.0モル)のCE(グリシジルネオデカノアート、Cardura(登録商標)E、Momentive Specialty Chmicals)を外部冷却下で1時間以内に、温度を90℃未満に維持しつつ、添加した。添加完了後、この温度を更に1時間保持した。次に、次の成分、即ち、912g(4.0モル)のビスフェノールA、210g(2.0モル)のジエタノールアミン及び184g(1.8モル)のジメチルアミノプロピルアミンを、この順序にて攪拌下で添加し、その後、得られた混合物を、透明な溶液が形成されるまで、1時間80℃で攪拌した。90分以内に、80℃で、3600g(9.5モル)のジエポキシ樹脂EP2を一定のペースで添加したが、この間、反応混合物の温度を、発熱反応を補償するために冷却することにより、160℃未満に維持した。添加完了後、この温度を、更に1時間、全てのエポキシ基が使われるまで保持した。
【0052】
希釈容器を準備し、そして8kgの水と420gの乳酸水溶液であって50%強度(strength)を有するものとを投入し、そこへ、形成された樹脂を攪拌下で30分の間に添加した。その後、得られた混合物の温度を70℃に調整し、その混合物をその温度で1時間の間に均質化した。
【0053】
こうして得られた樹脂水分散液を80℃に加熱し、その後、第2部分である400g(1.05モル)のジエポキシ樹脂EP2を添加し、そして混合物を攪拌下で更に2時間維持した。室温に冷却した後、固形分の質量分率を41%に調整し、pH4.3、動的粘度340mPa・s(23℃及びせん断速度100/秒で測定)、23℃でN−メチルピロリドン中で測定したシュタウディンガー指数59cm
3/gの分散液を得た。
【0054】
[例9−プライマーの調製及び試験]
以下のレシピに従って、プライマー9a〜9fを結合剤分散液6a〜6fから調製し、そしてプライマー9g〜9hを比較例7及び8の結合剤から調製した。
【0055】
混合物を、88gの脱イオン水、22gの市販の重合性非イオン性分散剤((登録商標)Additol VXW6208、Allnex Austria GmbH)及び3gの市販の乳化性消泡剤であってアセチレンジオールケミストリーに基づくもの((登録商標)Surfynol SE−F、Air Products&Chemicals)、加えて、6gのアミド変性ヒマシ油誘導体であるチキソトリピー剤((登録商標)Luwotix HT、Lehmann&Voss)及び3gのアクリラート増粘剤((登録商標)Acrysol RM 8/12WA、Dow Chemical)から調製した。この混合物を使用して、分散液をこの中で、62gの酸化鉄顔料((登録商標)Bayferrox 140、Lanxess AG)、106gの有機変性塩基性オルトリン酸亜鉛水和物((登録商標)Heucophos ZPO、Heubach GmbH)、55gの標準輝度粉砕カオリン((登録商標)ASP600、BASF SE)及び55gの平均粒径4μmを有する粉砕タルク(マイクロ−タルクAT1、Norwegian Talc)から調製した。480gの結合剤分散液及び1.2gの鉄系乾燥剤の1,2−プロピレングリコール溶液((登録商標)Borchi Oxy−Coat、OMG Borchers GmbH、溶液は900mg/kgの鉄の質量分率を有する。)及び更に118.8gの脱イオン水をこの懸濁液に添加した。このようにして調製したプライマーは流出時間(4mmカップ;DIN−EN−ISO 2431又はDIN 53 211)が30秒であった。
【0056】
プライマーを未処理の鉄製パネルに噴霧して、乾燥フィルム厚が30μmの平らな層を得た。室温(23℃)で10日間乾燥した後、腐食試験をDIN50 021に準拠して行った。以下のデータを得た(値は、スクラッチからのクリープ距離をmmで示す。)。
【表2】
【0057】
[例10−乾燥挙動]
例6a〜6fで作られた結合剤分散液を、乾燥性の透明な被覆組成物10a〜f、例7の比較結合剤からの10g、及び例8の比較結合剤からの10hに、鉄含有乾燥剤Borchi Oxy−Coatをm(Fe)/m(B)の質量比が6mg/kgの量(m(Fe)は酸化剤中の鉄の質量、m(B)は(固形分、即ち未希釈の)結合剤の質量)で添加することにより、そして各場合において水を添加することにより結合剤固形分の質量分率を38%に調整することにより配合した。
【0058】
得られた透明な被覆組成物をガラスプレートにフィルム延伸キューブを使用して塗布して、湿潤フィルム厚が200μmのフィルムを得た(この場合、76μmの乾燥フィルム厚に対応する。)。DIN EN ISO 1522に準拠してケーニッヒ法に従い振子硬度を測定した。室温(23℃)にて乾燥した後、以下の結果を得た(乾燥剤添加/乾燥剤無添加)。
【表3】
本発明を以下に示す。
[請求項1]
エポキシ樹脂E及びアミンAからできており任意に不飽和脂肪酸F’の組み入れにより変性された付加物EAを含む可塑化エポキシド−アミン付加物Pである結合剤樹脂であって、前記付加物が脂肪酸アミドM、又は前記脂肪酸アミドMとトリグリセリドGT、ジグリセリドGD、及びモノグリセリドGMからなる群から選択される少なくとも2種のグリセリドの混合物であるグリセリド混合物GXとの混合物M’の組み入れにより可塑化される、可塑化エポキシド−アミン付加物Pである結合剤樹脂。
[請求項2]
前記エポキシ樹脂Eが1分子当たり平均して少なくとも2つのエポキシ基を有する、請求項1に記載の可塑化エポキシド−アミン付加物P。
[請求項3]
前記アミンAが少なくとも1つの第1級又は第2級アミノ基を有する脂肪族直鎖、環状又は分枝アミンである、請求項1又は2に記載の可塑化エポキシド−アミン付加物P。
[請求項4]
前記脂肪酸アミドMが脂肪酸Fから及びアミンA’から誘導される部分を含み、ここで前記アミンA’は少なくとも2つの第1級アミノ基及び少なくとも1つの第2級アミノ基を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の可塑化エポキシド−アミン付加物P。
[請求項5]
前記脂肪酸Fが、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、及びメリシン酸を含み、4〜30個の炭素原子を有する飽和脂肪酸からなる群から、並びにミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、ペトロセライジン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノールエライジン酸、リノレン酸、リノレンエライジン酸、アルファ−及びベータ−エレオステアリン酸、ガドレイン酸、アラキドン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、及びクルパノドン酸を含み、12〜30個の炭素原子を有し且つ少なくとも1つのオレフィン系不飽和を有する不飽和脂肪酸からなる群から選択される、請求項4に記載の可塑化エポキシド−アミン付加物P。
[請求項6]
アミンA’が、少なくとも2つの第1級アミノ基及び少なくとも1つの第2級アミノ基を有し、そして4〜40個の炭素原子をする直鎖、分枝又は環状脂肪族アミンからなる群から選択される、請求項4に記載の可塑化エポキシド−アミン付加物P。
[請求項7]
請求項4に記載の可塑化エポキシド−アミン付加物Pであって、
前記アミンA’が、式:
H2N−[(CH2)n−NH−]m−H
に従い、式中nは2〜12の整数であり、そしてmは2〜200の整数であり、
それには、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、式H2N−[CH2−CH2−NH−]m’−1−CH2−CH2−NH2(式中m’は5〜200である)で表されるアミノ末端基を有するオリゴマー及びポリマーのエチレンイミン、ジ−(2−メチルエチレン)トリアミン、トリ−(2−メチルエチレン)テトラミン、テトラ−(2−メチルエチレン)ペンタミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラミン、テトラプロピレンペンタミン、ジブチレントリアミン、トリブチレンテトラミン、テトラブチレンペンタミン、及びジ(ヘキサメチレン)トリアミン、トリ−(ヘキサメチレン)テトラミン、テトラ(ヘキサメチレン)ペンタミン、N,N’−ビス(2−アミノエチル)−ピペラジン、並びにN’−[2−[4−(2−アミノエチル)ピペラジン−1−イル]−エチル]−エタン−1,2−ジアミンが含まれる、
可塑化エポキシド−アミン付加物P。
[請求項8]
請求項1〜7のいずれか一項に記載の可塑化エポキシド−アミン付加物Pであって、
前記アミンAは第1級モノアミンA1、第1級−第3級ジアミンA2、ジ−第3級−第2級アミンA3、第2級アミン及びジアミンA4、並びにヒドロキシル−官能性第2級アミンA5からなる群から選択され、
前記A1は6〜12個の炭素原子を有し並びにn−ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン及びステアリルアミンを含み、前記A2はジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、及びN−(2−アミノエチル)ピペリジンを含み、前記A3はジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、及びテトラエチレンペンタミン、更に、オリゴマージアミノポリ−エチレンイミンの市販の混合物を含み、前記A4はピペリジン、ピペラジン、ジ−n−ブチルアミン、モルホリンを含み、並びに前記A5はエタノール−アミン、ジエタノールアミン、及びジイソプロパノールアミン、更に2種以上のこれらのアミンの混合物を含む、
可塑化エポキシド−アミン付加物P。
[請求項9]
請求項1〜8のいずれか一項に記載の可塑化エポキシド−アミン付加物Pであって、
前記エポキシ樹脂Eは1分子当たり2以上のエポキシ基を有するジエポキシド又はポリエポキシド化合物からなる群から選択され、並びに前記エポキシ樹脂Eはエピクロロヒドリンと芳香族化合物D1との若しくは(環状)脂肪族化合物D2との反応生成物であり、又は、低モル質量のジエポキシド若しくはポリエポキシド化合物D3と前記芳香族化合物D1若しくは前記(環状)脂肪族化合物D2との反応生成物であり、
前記芳香族化合物D1は1分子当たり2以上のヒドロキシル基を有し並びにビスフェノールA、ビスフェノールF、ジヒドロキジフェニルスルホン、ヒドロキノン、レゾルシノール、及び1,4−ビス−[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼンを含み、前記(環状)脂肪族化合物D2は1分子当たり各々2以上のヒドロキシル基を有し並びにヘキサンジオール−1,6、ブタンジオール−1,4、シクロヘキサンジメタノール、並びにオリゴ−及びポリ−プロピレングリコールを含む、
可塑化エポキシド−アミン付加物P。
[請求項10]
脂肪酸アミドMと、トリグリセリドGT、ジグリセリドGD、及びモノグリセリドGMからなる群から選択される少なくとも2種のグリセリドの混合物であるグリセリド混合物GXとを含む混合物M’であって、ジグリセリドGD中に存在するヒドロキシル基の物質量n(OH、GD)とモノグリセリドGM中に存在するヒドロキシル基の物質量n(OH、GM)との合計が、脂肪酸アミドM中の脂肪酸部分の物質量に等しい、混合物M’。
[請求項11]
請求項1〜10のいずれか一項に記載の可塑化エポキシド−アミン付加物Pと、乳化剤、消泡剤、チキソトロピー剤、増粘剤、充填剤、顔料、並びに、コバルト系乾燥剤及び鉄系乾燥剤からなる群から選択される乾燥剤、の少なくとも1つとを含むプライマー。
[請求項12]
噴霧、浸漬、ローリング、又は刷毛塗りにより請求項12に記載のプライマーを塗布することにより、木材、加工木材、コンクリート、石膏、ガラス、セラミック、及び金属からなる群から選択される基材を被覆ための、請求項11に記載のプライマーの使用法。
[請求項13]
泳動電着で請求項12に記載のプライマーを塗布することにより、金属基材を被覆するための、請求項11に記載のプライマーの使用法。