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JP2570827B2 - Method for producing aqueous dispersion and aqueous coating composition - Google Patents

Method for producing aqueous dispersion and aqueous coating composition

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Publication number
JP2570827B2
JP2570827B2 JP63239653A JP23965388A JP2570827B2 JP 2570827 B2 JP2570827 B2 JP 2570827B2 JP 63239653 A JP63239653 A JP 63239653A JP 23965388 A JP23965388 A JP 23965388A JP 2570827 B2 JP2570827 B2 JP 2570827B2
Authority
JP
Japan
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aqueous
parts
group
fluorine
coating composition
Prior art date
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JP63239653A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH0270706A (en
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徹 石田
仁郎 川添
基 神庭
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP89108499A priority patent/EP0341716B1/en
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、水性分散液の製造方法および水性塗料組成
物に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an aqueous dispersion and an aqueous coating composition.

[従来の技術] 従来、従来分散液の製造方法としては、乳化剤の存在
下に乳化重合を行う方法が一般的に知られている。しか
しながら、この方法により得られる水性分散液は、水溶
性物質である乳化剤を多量に含んでいるため、フィルム
を形成した時フィルムの耐水性が悪い、また、乳化剤が
分解し易いため、フィルムの耐候性が悪いという問題点
があった。
[Prior Art] Conventionally, as a conventional method for producing a dispersion, a method of performing emulsion polymerization in the presence of an emulsifier is generally known. However, since the aqueous dispersion obtained by this method contains a large amount of an emulsifier which is a water-soluble substance, the film has poor water resistance when the film is formed, and the emulsifier is easily decomposed, so that the weather resistance of the film is low. There was a problem that sex was bad.

最近、フッ素含有側鎖と親水性側鎖を有するグラフト
共重合体を分散安定剤とする乳化重合法が提案されてい
る(特開昭63−10611号)。しかしながら、この方法に
より得られた水性分散液は、耐水性の良好なフィルムを
与えることはできるが、耐候性の改良は充分なものでは
なかった。
Recently, an emulsion polymerization method using a graft copolymer having a fluorine-containing side chain and a hydrophilic side chain as a dispersion stabilizer has been proposed (JP-A-63-10611). However, although the aqueous dispersion obtained by this method can provide a film having good water resistance, improvement of weather resistance has not been sufficient.

また、有機液体中、有機液体に可溶な含フッ素共重合
体の存在下、ビニル単量体を従業した後、水を加え、有
機液体を留去する方法も知られている(特開昭62−2436
03号)。この方法では、耐候性の優れたフィルタを形成
し得る水性分散液を得ることはできるが、工程が複雑で
あり、有機液体を多量に使用するため危険であるという
問題点があった。
A method is also known in which a vinyl monomer is employed in an organic liquid in the presence of a fluorine-containing copolymer soluble in the organic liquid, and then water is added to distill off the organic liquid. 62−2436
03). According to this method, an aqueous dispersion capable of forming a filter having excellent weather resistance can be obtained, but there is a problem in that the process is complicated and the use of a large amount of the organic liquid is dangerous.

[発明の解決しようとする問題点] 本発明は、前述の従来技術の有していた問題点を解消
しようとするものであり、耐水性、耐候性に優れたフィ
ルムを与える水性分散液を安全に、かつ、容易に製造し
得る方法および、耐水性、耐候性に優れた水性塗料組成
物を提供することを目的とするものである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is intended to provide an aqueous dispersion which gives a film having excellent water resistance and weather resistance. It is another object of the present invention to provide a water-based coating composition which can be easily and easily produced, and has excellent water resistance and weather resistance.

[問題点を解決するための手段] 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、主鎖に直接結合したフッ素原子を有し、かつ、親水
性側鎖を有する含フッ素共重合体の存在下、水性媒体中
で炭素数2〜4のフルオロオレフィン類を乳化重合する
こと、または、炭素数2〜4のフルオロオレフィン類と
名の乳化重合可能な単量体とを乳化重合することを特徴
とする水性分散液の製造方法、および、少なくとも2種
の水性分散液の混合物を含む水性塗料組成物であって、
水性分散液の少なくとも1種が、主鎖に直接結合したフ
ッ素原子を有し、かつ、親水性側鎖を有する含フッ素共
重合体の存在下、水性媒体中で単量体を乳化重合するこ
とにより得られた水性分散液である水性塗料組成物を提
供するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a fluorine-containing compound having a fluorine atom directly bonded to the main chain and having a hydrophilic side chain. Emulsion polymerization of fluoroolefins having 2 to 4 carbon atoms in an aqueous medium in the presence of a polymer, or emulsion polymerization of a fluoroolefin having 2 to 4 carbon atoms and an emulsion-polymerizable monomer. A method for producing an aqueous dispersion, characterized by comprising, and an aqueous coating composition comprising a mixture of at least two aqueous dispersions,
Emulsion polymerization of a monomer in an aqueous medium in the presence of a fluorine-containing copolymer having at least one aqueous dispersion having a fluorine atom directly bonded to a main chain and having a hydrophilic side chain. The present invention provides an aqueous coating composition which is an aqueous dispersion obtained by the method.

本発明の製造方法では、主鎖に直接結合したフッ素原
子を有し、かつ、親水性側鎖を有する含フッ共重合体の
存在下に乳化重合することが重要である。かかる含フッ
素共重合体としては、主鎖に結合したフッ素原子を10重
量%以上の割合で含有するものが特に耐候性に優れたフ
ィルムを与えるため好ましく採用される。主鎖に結合し
たフッ素原子を有する含フッ素共重合体を得る方法とし
ては、フルオロオレフィンと他の共重合可能な単量体を
共重合せしめる方法が通常採用される。フルオロオレフ
ィンとしては、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレ
ン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチ
レン、ペンタフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロ
ピレンなどの炭素数2〜4程度のフルオロオレフィンが
好ましく採用される。含フッ素共重合体中、フルオロオ
レフィンに基づく単位が20〜80モル%好ましくは30〜70
モル%とすることが好ましい。フロオロオレフィンに基
づく単位が余りにも少ないと充分な耐候性が発揮され
ず、また多すぎる場合には、水に対する溶解性が極めて
低くなり、実質上、乳化重合が困難になるため好ましく
ない。
In the production method of the present invention, it is important that emulsion polymerization is performed in the presence of a fluorine-containing copolymer having a fluorine atom directly bonded to the main chain and having a hydrophilic side chain. As such a fluorine-containing copolymer, those containing a fluorine atom bonded to the main chain at a ratio of 10% by weight or more are preferably employed because they give a film having particularly excellent weather resistance. As a method for obtaining a fluorine-containing copolymer having a fluorine atom bonded to the main chain, a method in which a fluoroolefin and another copolymerizable monomer are copolymerized is usually employed. As the fluoroolefin, a fluoroolefin having about 2 to 4 carbon atoms such as vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, pentafluoropropylene, and hexafluoropropylene is preferably employed. In the fluorinated copolymer, the unit based on the fluoroolefin is 20 to 80 mol%, preferably 30 to 70 mol%.
It is preferred to be mol%. If the amount of the fluoroolefin-based unit is too small, sufficient weather resistance will not be exhibited, and if it is too large, the solubility in water will be extremely low, and emulsion polymerization will be substantially difficult, which is not preferable.

また、本発明においては、含フッ素共重合体は、親水
性側鎖を有する。親水性側鎖としては、ポリオキシエチ
レン鎖の如き親水性の側鎖や、カルボン酸基またはその
誘導体の如き親水性基を有する側鎖などが例示される。
製造の容易性などの点から親水性基としては親水性基を
有する側鎖が好ましく採用される。また親水性基は側鎖
末端にあることが効果的で好ましい。かかる親水性基と
しては、−COOM,−SO3M,−PO3M(Mは水素,アルカリ金
属,第4級アンモニウム基,または第4級ホスホニウム
基である)、アミド基などが例示される。親水性側鎖
は、親水性側鎖を有する繰り返し単位が含フッ素共重合
体中0.1〜80モル%含まれていることが好ましい。親水
性基の量が少なすぎると、水に分散または溶解しなくな
り、乳化重合が実質上困難となる。また、親水性側鎖の
割合が大きすぎるとゲル化をおこすことがあり、好まし
くない。特に親水性側鎖を有する繰り返し単位を1〜20
モル%の割合で含む含フッ素共重合体が好ましく採用さ
れる。
In the present invention, the fluorinated copolymer has a hydrophilic side chain. Examples of the hydrophilic side chain include a hydrophilic side chain such as a polyoxyethylene chain and a side chain having a hydrophilic group such as a carboxylic acid group or a derivative thereof.
As the hydrophilic group, a side chain having a hydrophilic group is preferably employed from the viewpoint of easy production. Further, it is effective and preferable that the hydrophilic group is at the terminal of the side chain. Such hydrophilic groups, -COOM, -SO 3 M, -PO 3 M ( where M hydrogen, alkali metal, quaternary ammonium groups or quaternary phosphonium groups,), an amide group and the like . The hydrophilic side chain preferably contains 0.1 to 80 mol% of a repeating unit having a hydrophilic side chain in the fluorinated copolymer. If the amount of the hydrophilic group is too small, it will not be dispersed or dissolved in water, and emulsion polymerization will be substantially difficult. On the other hand, if the proportion of the hydrophilic side chain is too large, gelation may occur, which is not preferable. In particular, a repeating unit having a hydrophilic side chain is 1 to 20.
A fluorine-containing copolymer containing at a mole percentage is preferably employed.

含フッ素共重合体への親水性側鎖の導入方法として
は、次に示す方法などが例示される。第1に、親水性鎖
または親水性基を有する単量体を共重合させる方法。第
2に、反応性の基を有する含フッ素共重合体に、親水性
鎖または親水性基を与える化合物を高分子反応により反
応せしめて、親水性側鎖を導入する方法。第3に、加水
分解等により親水性基を形成し得る単量体をあらかじめ
重合せしめた含フッ素共重合体を、加水分解などをする
ことにより、親水性側鎖を形成する方法。などの方法が
例示され得る。第1の方法において、親水性鎖または親
水性基を有する単量体としては、フロオロオレフィンと
の共重合性の点から、エチレン性不飽和基を有する化合
物が好ましく採用される。エチレン性不飽和基を有する
化合物としては、ビニル化合物,アリル化合物,アクリ
ロイル化合物,メタアクリロイル化合物などが例示され
る。また、親水性鎖としては、ポリエチレンオキサイド
などが、親水性基としては、前述の如き、カルボン酸
基,カルボン酸塩基,スルホン酸基,スルホン酸塩基,
ホスホン酸基,ホス酸塩基,アミド基などが例示され
る。また、親水性鎖または親水性基を有する単量体は、
炭素に結合した水素の一部ないし全部がフッ素に置換さ
れたものであってもよい。かかる親水性鎖または親水性
基を有する単量体として、具体的には、 CH2=CHOCH2CH2CH2(OCH2CH2nOH、 CH2=CHCH2OCH2CH2(OCH2CH2nOH、 CH2=CHCOOM、CH2=C(CH3)COOM、 、 CF2=CFOCF2CF2COOM、 (Mは、前述と同じ水素,アルカリ金属,第4級アンモ
ニウム基または第4級ホスホニウム基である) などが例示される。
Examples of the method for introducing a hydrophilic side chain into the fluorinated copolymer include the following methods. First, a method of copolymerizing a monomer having a hydrophilic chain or a hydrophilic group. Second, a method in which a hydrophilic chain or a compound providing a hydrophilic group is reacted with a fluorine-containing copolymer having a reactive group by a polymer reaction to introduce a hydrophilic side chain. Third, a method of forming a hydrophilic side chain by hydrolysis or the like of a fluorinated copolymer obtained by previously polymerizing a monomer capable of forming a hydrophilic group by hydrolysis or the like. Such a method can be exemplified. In the first method, as the monomer having a hydrophilic chain or a hydrophilic group, a compound having an ethylenically unsaturated group is preferably employed from the viewpoint of copolymerizability with a fluoroolefin. Examples of the compound having an ethylenically unsaturated group include a vinyl compound, an allyl compound, an acryloyl compound, and a methacryloyl compound. As the hydrophilic chain, polyethylene oxide or the like is used, and as the hydrophilic group, as described above, a carboxylic acid group, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a sulfonic acid group,
Examples include a phosphonic acid group, a phosphonate group, and an amide group. Further, a monomer having a hydrophilic chain or a hydrophilic group,
Some or all of the hydrogen bonded to carbon may be replaced by fluorine. Specific examples of such a monomer having a hydrophilic chain or a hydrophilic group include CH 2 CHOCHOCH 2 CH 2 CH 2 (OCH 2 CH 2 ) n OH and CH 2 CHCHCH 2 OCH 2 CH 2 (OCH 2 CH 2 ) n OH, CH 2 CHCHCOOM, CH 2 CC (CH 3 ) COOM, , CF 2 = CFOCF 2 CF 2 COOM, (M is the same hydrogen, alkali metal, quaternary ammonium group or quaternary phosphonium group as described above).

第2の高分子反応による方法において、反応性の基を
有する含フッ素共重合体としては、次に示す如きものが
採用される。反応性の基としては、水酸基,カルボン酸
基,アミノ基,酸アミド基,メルカプト基などの活性水
素含有基や、エポキシ基,活性ハロゲン含有基,二重結
合などが例示される。かかる反応性の基は、反応性の基
を有する単量体を、フルオロオレフィンと共重合するこ
とにより含フッ素共重合体中に導入することができる。
ここで、反応性の基を有する単量体としては、ヒドロキ
シアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルアリル
エーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテルまたはヒ
ドロキシアルキルアリルエーテルとラクト化合物の反応
物または無水ジカルボン酸との反応物や、グリシジルビ
ニルエーテルまたはグリシジルアリルエーテルとフェノ
ールとの反応物、グリシジルビニルエーテル、グリシジ
ルアリルエーテル、アミノアルキルビニルエーテル、ア
クリル酸アミド、ヒドロキシアルキルビニルエーテルと
イソシアナートアルキルメタクリレートの反応物、アリ
ルビニルエーテルなどが例示される。
In the method using the second polymer reaction, the following fluorine-containing copolymer having a reactive group is employed. Examples of the reactive group include an active hydrogen-containing group such as a hydroxyl group, a carboxylic acid group, an amino group, an acid amide group, and a mercapto group, an epoxy group, an active halogen-containing group, and a double bond. Such a reactive group can be introduced into a fluorinated copolymer by copolymerizing a monomer having a reactive group with a fluoroolefin.
Here, as the monomer having a reactive group, hydroxyalkyl vinyl ether, hydroxyalkyl allyl ether, hydroxyalkyl vinyl ether or hydroxyalkyl allyl ether, a reaction product of a lacto compound or a reaction product of dicarboxylic anhydride, or glycidyl vinyl ether Or a reaction product of glycidyl allyl ether and phenol, glycidyl vinyl ether, glycidyl allyl ether, aminoalkyl vinyl ether, acrylamide, a reaction product of hydroxyalkyl vinyl ether and isocyanate alkyl methacrylate, allyl vinyl ether, and the like.

第2の方法では、上述の如き方法で得られる反応性の
基を有する含フッ素共重合体に、親水性鎖または親水性
基を与える化合物を高分子反応により反応せしめる。親
水性鎖を与える化合物としては、イソシアネート末端ポ
リオキシエチレンなどの親水性鎖および前述の含フッ素
共重合体の反応性の基と反応し得る基を有する化合物な
ど、また、含フッ素共重合体中の水酸基にエチレンオキ
サイドを付加反応させてポリオキシエチレン鎖を導入す
るなど、エチレンオキサイドの如き親水性鎖を形成し得
る化合物などが例示される。また親水性基を与える化合
物としては、コハク酸などの多価カルボン酸,多価スル
ホン酸,多価ホスホン酸,アクリル酸アミド,メタアク
リル酸アミド,メタアクリル酸,アクリル酸などの親水
性基および含フッ素共重合体の反応性の基と反応し得る
基を有する化合物などが例示される。また、多価カルボ
ン酸無水物の如き含フッ素共重合体の反応性の基と反応
することにより親水性基を生成する化合物も採用可能で
ある。また親水性基が、酸基である場合には、イオン性
化合物により中和されている方が親水性が効果的に発揮
されるため好ましい。ここで、イオン性化合物による中
和は、含フッ素共重合体との反応前あるいは反応後のい
ずれであってもよい。また、後述する硬化反応性部位と
の関係から、第2の方法では、含フッ素共重合体の反応
性の基のすべてに親水性鎖または親水性基を与える化合
物を反応させてもよいし、含フッ素共重合体の反応性の
基の一部が残されていてもよい。含フッ素共重合体の反
応性の基を残すあるいは残さないは、反応させる親水性
鎖または親水性基を与える化合物の種類および量を適宜
選定することにより達成される。
In the second method, a compound having a hydrophilic chain or a hydrophilic group is reacted with a fluorine-containing copolymer having a reactive group obtained by the above-described method by a polymer reaction. Examples of the compound that provides a hydrophilic chain include compounds having a hydrophilic chain such as isocyanate-terminated polyoxyethylene and a group capable of reacting with a reactive group of the above-mentioned fluorinated copolymer, and the like. And a compound capable of forming a hydrophilic chain such as ethylene oxide, for example, by introducing an ethylene oxide to the hydroxyl group of the above to introduce a polyoxyethylene chain. Examples of the compound that provides a hydrophilic group include polycarboxylic acids such as succinic acid, polysulfonic acids, polyphosphonic acids, acrylamide, methacrylamide, methacrylic acid, and acrylic acid. Examples thereof include compounds having a group capable of reacting with a reactive group of the fluorinated copolymer. Further, a compound that generates a hydrophilic group by reacting with a reactive group of a fluorine-containing copolymer such as a polyvalent carboxylic anhydride can also be used. When the hydrophilic group is an acid group, it is preferable that the hydrophilic group is neutralized by an ionic compound because the hydrophilicity is effectively exhibited. Here, the neutralization with the ionic compound may be performed either before or after the reaction with the fluorine-containing copolymer. Further, from the relationship with the curing reactive site described below, in the second method, a compound that provides a hydrophilic chain or a hydrophilic group to all of the reactive groups of the fluorocopolymer may be reacted, Some of the reactive groups of the fluorinated copolymer may remain. The presence or absence of the reactive group in the fluorinated copolymer can be achieved by appropriately selecting the type and amount of the hydrophilic chain or the compound providing the hydrophilic group to be reacted.

第3の方法としては、含フッ素共重合体製造時に加水
分解などにより親水性基を生成する化合物をあらかじめ
共重合しておき、重合後加水分解して、親水性基を生成
する方法である。ここで、あらかじめ共重合させる加水
分解などにより親水性基を生成する化合物としては、ア
クリル酸エステルなどの不飽和カルボン酸エステル、不
飽和スルホン酸エステルなどが例示される。
The third method is a method in which a compound that generates a hydrophilic group by hydrolysis or the like during the production of the fluorinated copolymer is copolymerized in advance, and after polymerization, the compound is hydrolyzed to generate a hydrophilic group. Here, examples of the compound that forms a hydrophilic group by hydrolysis or the like that is previously copolymerized include unsaturated carboxylic esters such as acrylic esters and unsaturated sulfonic esters.

また、含フッ素共重合体は、前述のフルオロオレフィ
ンに基づく単位および親水性側鎖を有する繰返し単位の
他に、これらと共重合可能な単量体に基づく単位が含ま
れていてもよい。かかる単量体としては、オレフィン
類,ビニルエーテル類,ビニルエステル類,アリルエー
テル類,アリルエステル類,アクリル酸エステル,メタ
アクリル酸エステルなどが例示される。これら単量体
は、あまりに多量に共重合されていると、耐候性が低下
するため好ましくない。かかる単量体が共重合されてい
る場合にはその割合が70モル%以下となる量であること
が好ましい。また、これらの単量体が共重合されている
と、顔料の分散性,フィルムの光沢が優れる,また,後
述する乳化重合時のモノマーと相溶性が良好になるなど
の利点が得られ好ましい。この単量体としては、特に、
オレフィン類,ビニルエーテル類,ビニルエステル類,
アリルエーテル類,アリルエステル類が好ましく採用さ
れる。ここで,オレフィン類としては炭素数2〜10程度
のものが好ましく、ビニルエーテル類,ビニルエステル
類,アリルエーテル類,アリルエステル類としては、炭
素数2〜15程度の直鎖状,分岐状あるいは脂環状のアル
キル基を有するものが好ましく採用される。
The fluorinated copolymer may contain units based on monomers copolymerizable therewith, in addition to the aforementioned units based on fluoroolefins and the repeating units having a hydrophilic side chain. Examples of such monomers include olefins, vinyl ethers, vinyl esters, allyl ethers, allyl esters, acrylic esters, methacrylic esters, and the like. If these monomers are copolymerized in an excessively large amount, weather resistance is undesirably reduced. When such a monomer is copolymerized, it is preferable that the amount is 70 mol% or less. In addition, when these monomers are copolymerized, advantages such as excellent dispersibility of the pigment and gloss of the film, and good compatibility with the monomers during the emulsion polymerization described below are obtained, which is preferable. As this monomer, in particular,
Olefins, vinyl ethers, vinyl esters,
Allyl ethers and allyl esters are preferably employed. Here, the olefins preferably have about 2 to 10 carbon atoms, and the vinyl ethers, vinyl esters, allyl ethers, and allyl esters include linear, branched or fatty acids having about 2 to 15 carbon atoms. Those having a cyclic alkyl group are preferably employed.

また、含フッ素共重合体は、硬化反応性部位を有する
ものが強靭な塗膜を得られるため好ましい。かかる硬化
反応性部位とは、硬化剤または硬化反応性部位同志で反
応して、硬化体を与える部位である。具体的には、前述
の含フッ素共重合体の反応性の基として説明したものと
同様の基が採用され得る。例えば、水酸基,カルボン酸
基,アミノ酸,酸アミド基,メルカプト基などの活性水
素含有基や、エポキシ基活性ハロゲン含有基,二重結合
などが挙げられる。また、硬化反応性部位の含フッ素共
重合体への導入方法は、前述の含フッ素共重合体への親
水性側鎖の導入方法の第2の方法で反応性の基の導入方
法として説明した方法、すなわち、硬化反応部位を有す
る単量体を共重合せしめる方法、などの方法が例示され
得る。硬化反応性部位は、含フッ素共重合体中、硬化反
応性部位を含む繰り返し単位が0〜35モル%程度である
ことが好ましい。
Further, the fluorine-containing copolymer having a curing reactive site is preferable since a tough coating film can be obtained. Such a curing reactive site is a site that reacts with a curing agent or curing reactive sites to give a cured product. Specifically, the same groups as those described above as the reactive group of the fluorinated copolymer can be employed. Examples thereof include active hydrogen-containing groups such as a hydroxyl group, a carboxylic acid group, an amino acid, an acid amide group, and a mercapto group, an epoxy group-active halogen-containing group, and a double bond. In addition, the method for introducing a curing reactive site into the fluorinated copolymer was described as a method for introducing a reactive group in the second method of introducing a hydrophilic side chain into the fluorinated copolymer. Examples of the method include a method of copolymerizing a monomer having a curing reaction site. The curing reactive site preferably has about 0 to 35 mol% of repeating units containing the curing reactive site in the fluorinated copolymer.

また、本発明において含フッ素共重合体の分子量は特
に限定されないが、あまりに大きすぎると水性媒体の粘
度が高くなりすぎ、また、水性媒体中で良好なミセルが
形成しにくいため好ましくない。小さすぎても耐水性の
ために好ましくない。通常は、数平均分子量で、1,000
〜500,000程度、特に、3,000〜400,000程度のものが好
ましい。
In the present invention, the molecular weight of the fluorinated copolymer is not particularly limited. However, if it is too large, the viscosity of the aqueous medium becomes too high, and it is difficult to form good micelles in the aqueous medium. Too small is not preferable because of water resistance. Usually, the number average molecular weight is 1,000
About 500,000, especially about 3,000 to 400,000 is preferred.

本発明の製造方法は、上述の含フッ素共重合体の存在
下、乳化重合を行なう。この際、媒体としては、水を単
独で用いてもよいし、水と有機液の混合液を用いてもよ
い。有機液を混合した場合には、安定な分散液が得られ
ることもある。また、本発明の方法により得られる水性
分散液はそのまま水性塗料として使用可能である。ここ
で、有機液としては、メルアルコール,エチルアルコー
ル,イソプロピルアルコール,n−ブチルアルコール,イ
ソブチルアルコール,Teat−ブチルアルコール,sec−ブ
チルアルコール,アミルアルコール,ペンタノール,オ
クチルアルコールなどのアルコール類,メチルセロソル
ブ,エチルセロソルブ,イソプロピルセロソルブ,ブチ
ルセロソルブ,ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ルなどのエーテルアルコール類,トリクロロトリフルオ
ロエタンなどのフッ素系溶剤などが例示される。また、
これら有機液は1種単独で使用してもよいし、2種以上
混合して使用してもよい。
In the production method of the present invention, emulsion polymerization is performed in the presence of the above-mentioned fluorine-containing copolymer. At this time, as the medium, water may be used alone, or a mixed solution of water and an organic liquid may be used. When an organic liquid is mixed, a stable dispersion may be obtained. Further, the aqueous dispersion obtained by the method of the present invention can be used as an aqueous coating as it is. Here, examples of the organic liquid include alcohols such as mer alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, Teat-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, amyl alcohol, pentanol, octyl alcohol, and methyl cellosolve. And ethyl alcohol such as ethyl cellosolve, isopropyl cellosolve, butyl cellosolve, and diethylene glycol monobutyl ether; and fluorine-based solvents such as trichlorotrifluoroethane. Also,
These organic liquids may be used alone or as a mixture of two or more.

本発明において、乳化重合する単量体は、通常乳化重
合可能な単量体であれば特に限定されるものではない。
乳化重合可能な単量体としては、エチンレ,プロピレン
などのオレフィン類,エチルビニルエーテル,プロピル
ビニルエーテル,ブチルビニルエーテル,シクロヘキシ
ルビニルエーテルなどのビニルエーテル類や、ブチルビ
ニルエステル,オクチルビニルエステルなどのビニルエ
ステル類,スチレン,ビニルトルエンなどの芳香族ビニ
ル化合物などのビニル系化合物、エチルアリルエーテル
などのアリルエーテル類やブチルアリルエステルなどの
アリルエステル類などのアリル化合物、アクリル酸ブチ
ルなどのアクリロイル化合物,メタアクリル酸エチルな
どのメタアクリロイル化合物などや、これらの、炭素に
結合した水素の一部または全部がハロゲン原子に置換さ
れた化合物などが採用される。ハロゲン原子に置換され
た化合物としては、塩化ビニル,臭化ビニル,塩化ビニ
リデン,フッ化ビニリデン,クロロトリフルオロエチレ
ン,テトラフルオロエチレン,ヘキサフルオロプロピレ
ンなどのハロゲン化オレフィン,パーフルオロ(プロピ
ルビニルエーテル)などのハロゲン化ビニル化合物,フ
ルオロアクリレート,フルオロメタアクリレートなどが
例示される。また、ヒドロキシアルキルビニルエーテ
ル,クリシジルアリルエーテルなどの反応性基を有する
単量体を使用してもよい。また、かかる単量体は、1種
の単独重合であってもよく、2種以上の共重合であって
もよい。中でも、ヘキサフルオロプロピレン,ペンタフ
ルオロプロピレン,テトラフルオロエチレン,クロロト
リフルオロエチレン,トリフルオロエチレン,フッ化ビ
ニリデンなどの炭素数2〜4程度のフルオロオレフィン
類および、ビニル系化合物,アリル系化合物またはフッ
素化されたビニル系あるいはアリル系化合物を単量体と
して乳化重合した場合が、特に耐候性の優れた塗膜を与
える水性分散液が得られるため好ましい。
In the present invention, the monomer to be emulsion-polymerized is not particularly limited as long as it is usually a monomer that can be emulsion-polymerized.
Emulsion-polymerizable monomers include olefins such as ethyne and propylene, vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether and cyclohexyl vinyl ether; vinyl esters such as butyl vinyl ester and octyl vinyl ester; Vinyl compounds such as aromatic vinyl compounds such as vinyl toluene, allyl compounds such as allyl ethers such as ethyl allyl ether and allyl esters such as butyl allyl ester, acryloyl compounds such as butyl acrylate, and ethyl methacrylate A methacryloyl compound or the like, or a compound in which part or all of hydrogen bonded to carbon is substituted with a halogen atom, or the like is used. Examples of the compound substituted with a halogen atom include halogenated olefins such as vinyl chloride, vinyl bromide, vinylidene chloride, vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, and hexafluoropropylene, and perfluoro (propyl vinyl ether). Examples thereof include a halogenated vinyl compound, fluoroacrylate, and fluoromethacrylate. Further, a monomer having a reactive group such as hydroxyalkyl vinyl ether and chrysidyl allyl ether may be used. In addition, such a monomer may be a single type of homopolymer or a copolymer of two or more types. Among them, fluoroolefins having about 2 to 4 carbon atoms such as hexafluoropropylene, pentafluoropropylene, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, trifluoroethylene, and vinylidene fluoride, and vinyl compounds, allyl compounds or fluorinated compounds It is preferable to carry out emulsion polymerization using the vinyl or allyl compound thus obtained as a monomer, since an aqueous dispersion giving a coating film having particularly excellent weather resistance is obtained.

本発明において、前述の含フッ素共重合体の量は、上
記乳化重合する単量体100重量部中、0.1〜99重量部程度
の範囲で適宜採用可能である。含フッ素共重合体の量
が、乳化重合する単量体100重量部当り0.1重量部よりも
少ないと得られる水性分散液の安定性が低下する恐れが
あり、好ましくない。また、乳化重合による重合体が良
好な耐候性を示すものでない場合、たとえば乳化重合物
がフッ素を含まないあるいはフッ素含有量が極めて少な
い場合には、充分な耐候性を有する塗膜を与える水性分
散液を得るために、乳化重合する単量体100重量部当り
含フッ素共重合体を10重量部以上使用することが好まし
い。
In the present invention, the amount of the above-mentioned fluorine-containing copolymer can be appropriately adopted in the range of about 0.1 to 99 parts by weight based on 100 parts by weight of the above-mentioned emulsion-polymerized monomer. If the amount of the fluorinated copolymer is less than 0.1 part by weight per 100 parts by weight of the monomer to be emulsion-polymerized, the stability of the obtained aqueous dispersion may decrease, which is not preferable. Further, when the polymer obtained by emulsion polymerization does not show good weather resistance, for example, when the emulsion polymer does not contain fluorine or has a very low fluorine content, an aqueous dispersion which gives a coating film having sufficient weather resistance is used. In order to obtain a liquid, it is preferable to use 10 parts by weight or more of the fluorine-containing copolymer per 100 parts by weight of the monomer to be subjected to emulsion polymerization.

本発明の方法において、乳化物のpHを上昇させる目的
で、pH調整剤を用いてもよい。かかるpH調整剤として
は、炭酸ナトリウム,炭酸カリウム,o−リン酸水素ナト
リウム,チオ硫酸ナトリウム,テトラホウ酸ナトリウム
などの無機塩基類およびトリエチルアミン,トリエタノ
ールアミンなどの有機塩基類などが例示される。pH調整
剤の添加量は、通常乳化重合媒体100重量部当り0.05〜
5重量部程度、好ましくは0.1〜1重量部程度である。
In the method of the present invention, a pH adjuster may be used for the purpose of increasing the pH of the emulsion. Examples of such a pH adjuster include inorganic bases such as sodium carbonate, potassium carbonate, sodium o-hydrogen phosphate, sodium thiosulfate, and sodium tetraborate, and organic bases such as triethylamine and triethanolamine. The amount of the pH adjuster is usually 0.05 to 100 parts by weight of the emulsion polymerization medium.
It is about 5 parts by weight, preferably about 0.1 to 1 part by weight.

また、本発明の製造方法において、乳化重合の開始
は、通常の乳化重合の開始と同様に重合開始剤の添加に
より行われる。かかる重合開始剤としては、水溶性開始
剤が好ましく採用され、具体的には過硫酸アンモニウム
塩などの過硫酸塩、過酸化水素あるいはこれらの亜硫酸
水素ナトリウム,チオ硫酸ナトリウムなどの還元剤との
組合せからなるレドックス開始剤、さらにはこれらの少
量の鉄、第一鉄塩、硫酸銀などを共存させた系の無機系
開始剤、またはジコハク酸パーオキシド、ジグルタール
酸パーオキシドなどの二塩基酸過酸化物、アゾビスイソ
ブチルアミジン二塩酸塩、アゾビスブチロニトリルなど
の有機系開始剤が例示される。重合開示剤の使用量は、
種類、乳化重合、条件などに応じて適宜変更可能である
が、通常は乳化重合させるべき単量体100重量部当り、
0.005〜5重量部、特に、0.05〜0.5重量部程度が好まし
く採用される。
Further, in the production method of the present invention, the initiation of emulsion polymerization is carried out by adding a polymerization initiator in the same manner as in the start of ordinary emulsion polymerization. As such a polymerization initiator, a water-soluble initiator is preferably adopted. Specifically, a water-soluble initiator such as a persulfate such as ammonium persulfate, hydrogen peroxide or a combination thereof with a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite or sodium thiosulfate is used. Redox initiators, and furthermore, a small amount of these iron, ferrous salts, inorganic initiators in the presence of silver sulfate and the like, or dispersic acid peroxide, dibasic acid peroxides such as diglutaric acid peroxide, azo Organic initiators such as bisisobutylamidine dihydrochloride and azobisbutyronitrile are exemplified. The amount of polymerization initiator used is
Kind, emulsion polymerization, can be appropriately changed depending on the conditions, but usually per 100 parts by weight of the monomer to be emulsion-polymerized,
0.005 to 5 parts by weight, particularly about 0.05 to 0.5 parts by weight is preferably employed.

また、乳化重合開始温度は主に重合開始剤の種類に応
じて適宜最適値が選定されるが、通常は、0〜100℃、
特に10〜90℃程度が好ましく採用される。また、反応圧
力は、適宜選定可能であるが、通常は1〜100kg/cm2
特に2〜50kg/cm2程度を採用するのが望ましい。
Also, the emulsion polymerization initiation temperature is appropriately selected optimally mainly depending on the type of polymerization initiator, usually, 0 ~ 100 ℃,
Particularly, about 10 to 90 ° C. is preferably employed. The reaction pressure can be appropriately selected, but is usually 1 to 100 kg / cm 2 ,
In particular, it is desirable to employ about 2 to 50 kg / cm 2 .

また、本発明の製造方法において、単量体の添加は、
重合反応が進行した後、追加添加する方法を採用しても
よい。この追加添加する場合、初期仕込み単量体組成と
同じ組成の単量体を添加してもよいし、異なる組成の単
量体を添加してもよい。
Further, in the production method of the present invention, the addition of the monomer,
After the polymerization reaction has progressed, a method of additionally adding may be adopted. In the case of this additional addition, a monomer having the same composition as the initially charged monomer composition may be added, or a monomer having a different composition may be added.

さらに、本発明は、上記方法により得られた水性分散
液を主成分とする水性塗料組成物を提供するものであ
る。かかる水性塗料組成物は、耐水性、耐候性などに極
めて優れた塗膜を与えるものである。
Furthermore, the present invention provides an aqueous coating composition containing the aqueous dispersion obtained by the above method as a main component. Such an aqueous coating composition provides a coating film having extremely excellent water resistance, weather resistance, and the like.

また、かかる水性塗料組成物派、上記方法により得ら
れる水性分散液とのままでも使用可能であるが、必要に
応じて着色剤,可塑剤,紫外線吸収剤,レベリング剤,
ハジキ防止剤,皮バリ防止剤,硬化剤などを混入しても
よい。着色剤としては、染料,有機顔料,無機顔料など
が例示される。可塑剤としては、従来公知のもの、例え
ばジメチルフタレート,ジオクチルフタレートなどの低
分子量可塑剤、ビニル重合体可塑剤,ポリエステル系可
塑剤などの高分子量可塑剤などが挙げられる。紫外線吸
収剤としては、ベンゾフェノン系,ベンゾトリアゾール
系,フェニルサリシレート系などの有機系紫外線吸収剤
や、酸化チタンなとの無機系紫外線吸収剤が挙げられ
る。硬化剤としては、例えばヘキサメチレンイソシアネ
ート三量体等のブロックイソシアネート、メチル化メラ
ミン,メチロール化メラミン,ブチロール化メラミン等
のメラミン樹脂,ベンゾグアナミン等のアミノ樹脂,メ
チル化尿素,ブチル化尿素等の尿素樹脂等を挙げること
ができる。
The aqueous coating composition can be used as it is with the aqueous dispersion obtained by the above method, but if necessary, a coloring agent, a plasticizer, an ultraviolet absorber, a leveling agent,
An anti-cissing agent, an anti-burr agent, a curing agent and the like may be mixed. Examples of the coloring agent include dyes, organic pigments, and inorganic pigments. Examples of the plasticizer include conventionally known plasticizers, for example, low molecular weight plasticizers such as dimethyl phthalate and dioctyl phthalate, and high molecular weight plasticizers such as a vinyl polymer plasticizer and a polyester plasticizer. Examples of the ultraviolet absorber include organic ultraviolet absorbers such as benzophenone, benzotriazole and phenyl salicylate, and inorganic ultraviolet absorbers such as titanium oxide. As the curing agent, for example, blocked isocyanates such as hexamethylene isocyanate trimer, melamine resins such as methylated melamine, methylolated melamine and butylolated melamine, amino resins such as benzoguanamine, and urea resins such as methylated urea and butylated urea And the like.

また、水性塗料組成物において、各配合成分はできる
かぎり水性分散液の混合でなされていることが好まし
い。水性分散液に、固形または液状の配合物を配合する
場合に比べ、水性分散液同志を混合した場合には、配合
物がミクロ的に分散可能であり、ひいては塗膜内に均一
に各配合成分の発揮が可能である。例えば、二種以上の
重合体を配合した場合、均一な分散が容易であるため、
透明性の高い塗膜を得ることができる。また、ガラス転
移点(以下、Tgと略することがある)の高い重合体の水
性分散液とTgの低い重合体の水性分散液とを配合した場
合、硬度が高く、加工性、柔軟性が高く、耐擦傷性の向
上した塗膜を得ることが可能となる。また、フッ素非含
有の重合体水性分散液、無機物質(例えば導電性カーボ
ンなど)水性分散液を配合し、塗膜の汚染性、帯電性、
硬度などを改良することもできる。
Further, in the aqueous coating composition, it is preferable that each of the components is mixed as much as possible with an aqueous dispersion. Compared to the case where a solid or liquid composition is mixed with the aqueous dispersion, the composition can be microscopically dispersed when the aqueous dispersions are mixed with each other, and thus each of the components can be uniformly dispersed in the coating film. Can be demonstrated. For example, when two or more polymers are blended, uniform dispersion is easy,
A highly transparent coating film can be obtained. In addition, when an aqueous dispersion of a polymer having a high glass transition point (hereinafter, sometimes abbreviated as Tg) and an aqueous dispersion of a polymer having a low Tg are blended, high hardness, workability and flexibility are obtained. It is possible to obtain a coating film which is high and has improved scratch resistance. In addition, a fluorine-free polymer aqueous dispersion, an inorganic substance (for example, conductive carbon) aqueous dispersion is blended, and contamination of the coating film, chargeability,
Hardness and the like can be improved.

[実施例] 以下に、合成例,実施例を掲げて本発明を具体的に説
明するが、かかる実施例等により本発明は何ら限定され
るものではない。なお、以下の合成例,実施例および比
較例中の部数は、特にことわりのない限り重量部を示す
ものである。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Synthesis Examples and Examples, but the present invention is not limited to these Examples and the like. The parts in the following Synthesis Examples, Examples and Comparative Examples are parts by weight unless otherwise specified.

[合成例(含フッ素共重合体水性液の合成)] 合成例1 内容積200mlのステンレス製攪拌機付オートクレーブ
(耐圧50kg/cm2)にクロロトリフルオロエチレン35部、
シクロヘキシルビニルエーテル11部、エチルビニルエー
テル43部、ω−ヒドロキシブチルビニルエーテル15部、
キシレン98部、エタノール28部、アゾビスイソブチロニ
トリル0.5部、無水炭酸カリウム1.5部を仕込み、液体窒
素にて冷却して固化脱気により溶存空気を除去した後
に、65℃で16時間反応を行ない、水酸基含有含フッ素共
重合体を得た。
[Synthesis Example (Synthesis of Fluorinated Copolymer Aqueous Solution)] Synthesis Example 1 35 parts of chlorotrifluoroethylene was placed in a 200 ml stainless steel autoclave with a stirrer (withstand pressure of 50 kg / cm 2 ).
11 parts of cyclohexyl vinyl ether, 43 parts of ethyl vinyl ether, 15 parts of ω-hydroxybutyl vinyl ether,
98 parts of xylene, 28 parts of ethanol, 0.5 parts of azobisisobutyronitrile, and 1.5 parts of anhydrous potassium carbonate were charged, and cooled with liquid nitrogen to remove dissolved air by solidification and deaeration. Then, a hydroxyl group-containing fluorinated copolymer was obtained.

得られた共重合体はテトラヒドロフラン中30℃で測定
される固体粘度が、0.11dl/gであった。
The obtained copolymer had a solid viscosity of 0.11 dl / g measured at 30 ° C. in tetrahydrofuran.

得られた水酸基含有含フッ素共重合体(水酸基価は約
120mg KOH/g−resin)の約60%キシレン溶液を50℃に加
熱し、重合体100部に対して3.6部の無水コハク酸および
アセトン10部を加え、さらに0.2部のトリエチルアミン
を添加して、2時間反応させた。
The obtained hydroxyl-containing fluorine-containing copolymer (having a hydroxyl value of about
An about 60% xylene solution of 120 mg KOH / g-resin) was heated to 50 ° C., and 3.6 parts of succinic anhydride and 10 parts of acetone were added to 100 parts of the polymer, and 0.2 part of triethylamine was further added. The reaction was performed for 2 hours.

反応液の赤外スペクトルを測定すると、反応前に観測
された無水酸の特性吸収(1850cm-1、1780cm-1)が、反
応後では消失しており、カルボン酸(1710cm-1)および
エステル(1735cm-1)の吸収が観測された。
When the infrared spectrum of the reaction solution was measured, the characteristic absorptions (1850 cm -1 and 1780 cm -1 ) of the anhydrous acid observed before the reaction disappeared after the reaction, and the carboxylic acid (1710 cm -1 ) and the ester ( An absorption of 1735 cm -1 ) was observed.

かくしてカルボキシル基を導入された含フッ素共重合
体の酸価は20mg KOH/g−resin,水酸基価は100mg KOH/g
−resinであった。
Thus, the acid value of the fluorinated copolymer having a carboxyl group introduced therein is 20 mg KOH / g-resin, and the hydroxyl value is 100 mg KOH / g.
-Resin.

なお、得られた含フッ素共重合体は、一旦溶剤を蒸発
させ、共重合体固形分を単離した後、新たにエチルアル
コールで溶解し、約60%のエチルアルコール溶液とし
た。
The obtained fluorinated copolymer was once evaporated with a solvent to isolate the solid content of the copolymer, and then newly dissolved with ethyl alcohol to obtain an approximately 60% ethyl alcohol solution.

このエチルアルコール溶液135部を、攪拌装置および
還流冷却器を備えた反応容器に入れ、トリエタノールア
ミン4部を添加した後、脱イオン水150部を加えて含フ
ッ共重合体水溶液を調製した。
135 parts of this ethyl alcohol solution was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux condenser, 4 parts of triethanolamine was added, and 150 parts of deionized water was added to prepare an aqueous solution of a fluorine-containing copolymer.

合成例2〜6 合成例1と同じ処方で、第1表に示したモノマーを重
合させ、水酸基含有含フッ素共重合体のキシレン溶液を
合成した。
Synthesis Examples 2 to 6 The monomers shown in Table 1 were polymerized using the same formulation as in Synthesis Example 1 to synthesize a xylene solution of a hydroxyl group-containing fluorinated copolymer.

次に、得られた共重合体溶液を用い、合成例1に示し
たのと同様の方法で第1表に示した量の無水コハク酸を
反応させ、カルボキシル基と水酸基を含有する含フッ素
共重合体を合成した。
Next, the obtained copolymer solution was reacted with succinic anhydride in the amount shown in Table 1 in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a fluorine-containing copolymer containing a carboxyl group and a hydroxyl group. A polymer was synthesized.

各含フッ素共重合体の酸価および水酸基価は第1表に
示す通りであった。
The acid value and hydroxyl value of each fluorine-containing copolymer were as shown in Table 1.

なお、各含フッ素共重合体は合成例1と同様の方法で
水溶液を調製した。
An aqueous solution of each fluorine-containing copolymer was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1.

合成例7 内容積200mlのステンレス製攪拌機付オートクレーブ
に クロロトリフルオロエチレン 35 部 シクロヘキシルビニルエーテル 11 部 エチルビニルエーテル 4.3部 ω−ヒドロキシブチルビニルエーテル 7.5部 キシレン 98 部 エタノール 28 部 アゾビスイソブチロニトリル 0.5部 無水炭酸カリウム 1.3部 を仕込み、液体窒素にて冷却して固化脱気により溶存空
気を除去した後に65℃で16時間反応を行ない、スルホニ
ル気含有含フッ素共重合体を得た。
Synthesis Example 7 In a 200 ml stainless steel autoclave with a stirrer, 35 parts of chlorotrifluoroethylene 11 parts of cyclohexyl vinyl ether 4.3 parts of ethyl vinyl ether 7.5 parts of ω-hydroxybutyl vinyl ether Xylene 98 parts Ethanol 28 parts Azobisisobutyronitrile 0.5 parts Anhydrous potassium carbonate 1.3 parts were charged, cooled with liquid nitrogen, solidified and degassed to remove dissolved air, and then reacted at 65 ° C for 16 hours. A fluorine-containing copolymer was obtained.

得られた共重合体をエタノール中に沈殿させ乾燥し
た。この乾燥ポリマー40gを10% KOH水溶液中に90℃15
時間浸漬し、加水分解後さらに1N HCl水溶液でスルホン
酸型にイオン交換した。このようにして得られたスルホ
ン酸基含有含フッ素共重合体で、一旦乾燥した後にエチ
ルアルコールで溶解し約60%のエチルアルコール溶液と
した。
The obtained copolymer was precipitated in ethanol and dried. 40 g of the dried polymer is placed in a 10% aqueous KOH solution at 90 ° C. 15
After immersion for a period of time, after the hydrolysis, the mixture was further ion-exchanged to a sulfonic acid type with a 1N HCl aqueous solution. The sulfonic acid group-containing fluorinated copolymer thus obtained was once dried and then dissolved in ethyl alcohol to obtain an approximately 60% ethyl alcohol solution.

このエチルアルコール溶液50部を、攪拌機、温度計及
び還流冷却器を備えた反応容器に仕込みトリエタノール
アミン2.32部を添加した後脱イオン水を76部加えて含フ
ッ素共重合体水溶液を調製した。
50 parts of this ethyl alcohol solution was charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser, 2.32 parts of triethanolamine was added, and 76 parts of deionized water was added to prepare a fluorine-containing copolymer aqueous solution.

合成例8 2−パーフルオロブチルエチルメタクリレート 50部 2−ヒドロキシエチルメタクリレート 55部 アクリル酸 5部 を共重合させた分散剤50部をトリエタノールアミンで中
和し、エタノール50部に溶解させ、脱イオン水100を加
えて分散剤水性液を調製した。
Synthesis Example 8 50 parts of 2-perfluorobutylethyl methacrylate 55 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate 50 parts of a dispersant obtained by copolymerizing 5 parts of acrylic acid was neutralized with triethanolamine, dissolved in 50 parts of ethanol, and deionized. Water 100 was added to prepare an aqueous dispersant liquid.

実施例1 内容積200mlのステンレス製攪拌機付オートクレーブ
(耐圧50kg/cm2)に クロロトリフルオロエチレン 41.5 部 シクロヘキシルビニルエーテル 13.5 部 エチルビニルエーテル 15.4 部 ω−ヒドロキシブチルビニルエーテル 3.6 部 合成例1で製造した含フッ素共重合体水溶液29部を加え
イオン交換水 98.2 部 過硫酸アンモニウム 0.16 部 亜硫酸水素ナトリウム 0.023部 炭酸カリウム 0.4 部 を仕込み、液体窒素にて冷却して固化脱気により溶存空
気を除去した後に30℃で12時間反応を行なった。得られ
た水性重合体分散液は安定であった。
Example 1 A 200 ml stainless steel autoclave with a stirrer (withstand pressure of 50 kg / cm 2 ) was used. 41.5 parts of chlorotrifluoroethylene 13.5 parts of cyclohexyl vinyl ether 15.4 parts of ethyl vinyl ether 3.6 parts of ω-hydroxybutyl vinyl ether 3.6 parts of the fluorine-containing copolymer prepared in Synthesis Example 1 Add 29 parts of aqueous polymer solution and add 98.2 parts of ion-exchanged water.0.16 parts of ammonium persulfate. The reaction was performed. The resulting aqueous polymer dispersion was stable.

実施例2〜3 第1表の合成例2,3で示した組成の含フッ素共重合体
水性液を用いる他は実施例1と同様の処方で重合したと
ころ実施例1と同様に安定な水性重合体分散液が得られ
た。
Examples 2 to 3 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the fluorine-containing copolymer aqueous solution having the composition shown in Synthesis Examples 2 and 3 in Table 1 was used. A polymer dispersion was obtained.

合成例9 第1表の合成例4で示した組成の含フッ素共重合体水性
液80 部 n−ブチルメタクリレート 70. 部 過硫酸アンモニウム 0.56 部 2−ヒドロキシエチルメタクリレート 10 部 イオン交換水 94.5 部 を内容積300mlの攪拌機付オートクレーブに仕込み、液
体窒素にて冷却して固化脱気により溶存酸素を除去した
後に600℃で2時間重合を行なった。得られた水性分散
液は安定であった。
Synthesis Example 9 80 parts of a fluorine-containing copolymer aqueous liquid having the composition shown in Synthesis Example 4 in Table 1 70 parts of n-butyl methacrylate 0.56 parts of ammonium persulfate 10 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate 94.5 parts of ion-exchanged water The mixture was charged in a 300 ml autoclave equipped with a stirrer, cooled with liquid nitrogen, and solidified and deaerated to remove dissolved oxygen, followed by polymerization at 600 ° C. for 2 hours. The resulting aqueous dispersion was stable.

実施例4 第1表の合成例6で示した組成の含フッ素共重合体水性
液 30 部 ベオバー10(シェル石油化学(株)製のビニルエステ
ル) 45 部 ω−ヒドロキシブチルビニルエーテル 6.8 部 クロロトリフルオロエチレン 33.6 部 イオン交換水 90 部 過硫酸アンモニウム 0.16 部 を内容積300mlのステンレス製攪拌機付オートクレーブ
に仕込み、液体窒素にて冷却して固化脱気に溶存酸素を
除去した後に、65℃で16時間重合を行なった。得られた
水性重合体分散液は安定であった。
Example 4 Aqueous solution of fluorine-containing copolymer having the composition shown in Synthesis Example 6 in Table 1 30 parts Veovar 10 (vinyl ester manufactured by Shell Petrochemical Co., Ltd.) 45 parts ω-hydroxybutyl vinyl ether 6.8 parts chlorotrifluoro 33.6 parts of ethylene 90 parts of ion-exchanged water 0.16 parts of ammonium persulfate were charged into a 300 ml-volume stainless steel autoclave equipped with a stirrer, cooled with liquid nitrogen to remove dissolved oxygen during solidification and degassing, and then polymerized at 65 ° C for 16 hours. Done. The resulting aqueous polymer dispersion was stable.

実施例5 合成例7で得た含フッ素共重合体水溶液を用いる他
は、実施例1と同様にして乳化重合を行なった。得られ
た水性分散液は安定であった。
Example 5 Emulsion polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except that the aqueous solution of the fluorinated copolymer obtained in Synthesis Example 7 was used. The resulting aqueous dispersion was stable.

比較例1 合成例8で得た含フッ素共重合体水性液を用いる他
は、合成例9と同様にして乳化重合を行なった。得られ
た水性分散液は安定であった。
Comparative Example 1 Emulsion polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 9 except that the aqueous solution of the fluorinated copolymer obtained in Synthesis Example 8 was used. The resulting aqueous dispersion was stable.

塗膜の耐候性の評価 実施例1〜5および比較例1で得た水性分散液を用
い、第2表に示す組成の水性塗料を調製した。この水性
塗料をアロジン処理したアルミ板上へ乾燥平均膜厚25μ
になる様塗布した後、170℃で30分間乾燥,行なった。
得られた塗膜の耐候性の評価結果を第2表に示した。ま
た、得られた塗装品はいずれも優れた曲げ加工性を有し
ていた。
Evaluation of weather resistance of coating film Using the aqueous dispersions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, aqueous coating materials having the compositions shown in Table 2 were prepared. This water-based paint is dried on an aluminum plate that has been treated with arosin.
After drying, the coating was dried at 170 ° C. for 30 minutes.
Table 2 shows the evaluation results of the weather resistance of the obtained coating films. In addition, each of the obtained coated articles had excellent bending workability.

実施例6 実施例1〜5で得られた水性分散液を、スレート板上
に塗布し、120℃で1時間乾燥して各試験片を得た。各
試験片を、JIS A 6910に準拠して、温冷繰返し試験、透
水試験を行なったところ、いずれも良好な結果が得られ
た。
Example 6 The aqueous dispersions obtained in Examples 1 to 5 were applied on a slate plate and dried at 120 ° C. for 1 hour to obtain each test piece. When each test piece was subjected to a repeated heating / cooling test and a water permeability test in accordance with JIS A 6910, good results were obtained in each case.

実施例7 実施例1で得た水性分散液70部、合成例9で得た水性
分散液30部を混合して得た水性塗料組成物をガラス板上
に塗布、乾燥させた。得られた塗膜は、実施例1で得た
水性分散液を単独で塗布、乾燥した塗膜に比べ、帯電特
性が改良されたものであった。
Example 7 An aqueous coating composition obtained by mixing 70 parts of the aqueous dispersion obtained in Example 1 and 30 parts of the aqueous dispersion obtained in Synthesis Example 9 was applied on a glass plate and dried. The obtained coating film had improved charging characteristics as compared with the coating film obtained by applying and drying the aqueous dispersion obtained in Example 1 alone.

[発明の効果] 本発明によれば、耐候性に優れたフィルムを与え得れ
水性分散液を安全かつ容易に製造することができる。ま
た、本発明により得られる水性塗料組成物は耐候性耐水
性塗料として極めて有用であり、窯業建材様塗料,スレ
ート系屋根材塗料,電気塗料,家庭用塗料などへの適用
が可能である。さらに、本発明の製造方法による水性分
散液は、溶液重合などにより得られるものに比べて高分
子量,高濃度の分散液が得られる。したがって本発明に
より得られた水性分散液は、塗膜の可撓性の要求される
分野、例えばプレコートメタル分野、などに用いる塗料
として有用であるばかりでなく、繊維,織物などに耐す
る高耐久撥水油剤としても有用である。
[Effects of the Invention] According to the present invention, a film having excellent weather resistance can be obtained, and an aqueous dispersion can be produced safely and easily. Further, the water-based coating composition obtained by the present invention is extremely useful as a weather-resistant water-resistant coating, and can be applied to ceramics-like coatings, slate-based roofing coatings, electric coatings, household coatings, and the like. Further, the aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention can provide a dispersion having a high molecular weight and a high concentration as compared with those obtained by solution polymerization or the like. Therefore, the aqueous dispersion obtained according to the present invention is useful not only as a coating material used in a field where the flexibility of a coating film is required, for example, a precoated metal field, etc., but also has high durability against fibers, fabrics and the like. It is also useful as a water repellent oil agent.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】主鎖に直接結合したフッ素原子を有し、か
つ、親水性側鎖を有する含フッ素共重合体の存在下、水
性媒体中で炭素数2〜4のフルオロオレフィン類を乳化
重合すること、または、炭素数2〜4のフルオロオレフ
ィン類と他の乳化重合可能な単量体とを乳化重合するこ
とを特徴とする水性分散液の製造方法。
1. An emulsion polymerization of a fluoroolefin having 2 to 4 carbon atoms in an aqueous medium in the presence of a fluorine-containing copolymer having a fluorine atom directly bonded to a main chain and having a hydrophilic side chain. Or a method for producing an aqueous dispersion, comprising subjecting a fluoroolefin having 2 to 4 carbon atoms to another emulsion-polymerizable monomer.
【請求項2】含フッ素共重合体がフルオロオレフィンに
基づく単位を30〜70モル%含有する請求項1記載の製造
方法。
2. The process according to claim 1, wherein the fluorocopolymer contains 30 to 70 mol% of units based on fluoroolefin.
【請求項3】含フッ素共重合体が硬化反応性部位を有す
る請求項1または2記載の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the fluorinated copolymer has a curing reactive site.
【請求項4】請求項1、2または3記載の製造方法によ
り得られた水性分散液を主成分とする水性塗料組成物。
4. An aqueous coating composition comprising, as a main component, an aqueous dispersion obtained by the production method according to claim 1.
【請求項5】硬化剤を含んでなる請求項4記載の水性塗
料組成物。
5. The aqueous coating composition according to claim 4, further comprising a curing agent.
【請求項6】少なくとも2種の水性分散液の混合物を含
む水性塗料組成物であって、水性分散液の少なくとも1
種が主鎖に直接結合したフッ素原子を有し、かつ、親水
性側鎖を有する含フッ素共重合体の存在下、水性媒体中
で単量体を乳化重合することにより得られた水性分散液
である水性塗料組成物。
6. An aqueous coating composition comprising a mixture of at least two aqueous dispersions, wherein at least one of the aqueous dispersions is an aqueous coating composition.
An aqueous dispersion obtained by emulsion-polymerizing a monomer in an aqueous medium in the presence of a fluorine-containing copolymer having a fluorine atom whose species is directly bonded to a main chain and having a hydrophilic side chain A water-based coating composition.
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