JP6712888B2 - Aqueous resin composition for paint - Google Patents
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Description
本発明は、塗料用水性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、金属、ガラス、磁器、コンクリート、サイディングボード、樹脂などの素材からなる基材の表面仕上げに好適に使用することができる塗料用水性樹脂組成物、当該塗料用水性樹脂組成物を含有する光沢塗料および当該光沢塗料からなる被膜を有する基材に関する。本発明の塗料用水性樹脂組成物は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れていることから、例えば、窯業系建材、自動車、建築物、土木構造物などの用途、なかでも建築物の外装および窯業系建材のトップコートに好適に使用することができる。 The present invention relates to an aqueous resin composition for paint. More specifically, the present invention is a water-based resin composition for coating material, which can be suitably used for surface finishing of a base material made of a material such as metal, glass, porcelain, concrete, siding board, and resin, for the coating material. The present invention relates to a gloss coating material containing an aqueous resin composition and a substrate having a coating film made of the gloss coating material. The aqueous resin composition for coatings of the present invention has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and is excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating, and thus, for example, It can be suitably used for applications such as ceramic building materials, automobiles, buildings, and civil engineering structures, and in particular for building exteriors and top coats for ceramic building materials.
耐候性、耐温水白化性、耐凍害性および耐ブロッキング性が良好であり、耐汚染性に優れた被膜を形成する塗料用水性樹脂組成物として、乳化重合によって得られる樹脂エマルションと水溶性ポリマーとを含有し、樹脂エマルションと水溶性ポリマーとが架橋構造を形成し得るものであることを特徴とする塗料用水性樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Weather resistance, warm water whitening resistance, frost damage resistance and blocking resistance are good, as a water-based resin composition for coatings forming a film excellent in stain resistance, a resin emulsion and a water-soluble polymer obtained by emulsion polymerization and A water-based resin composition for a coating composition, which comprises a resin emulsion and a water-soluble polymer capable of forming a crosslinked structure, has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
前記塗料用水性樹脂組成物は、確かに耐候性、耐温水白化性、耐凍害性および耐ブロッキング性が良好な被膜を形成するものである。しかし、近年、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物の開発が待ち望まれている。 The water-based resin composition for coating forms a film having good weather resistance, warm water whitening resistance, frost damage resistance, and blocking resistance. However, in recent years, development of a water-based resin composition for coating having a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and comprehensively excellent film gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity has been awaited. There is.
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、前記塗料用水性樹脂組成物を含有し、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた光沢塗料を提供することを課題とする。さらに、本発明は、前記光沢塗料から形成された被膜を有する基材であって、光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた被膜を有する基材を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and is excellent in overall gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of a coating. An object is to provide an aqueous resin composition for paints. Further, the present invention contains the above aqueous resin composition for paints, has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and is excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of a coating film. It is an object of the present invention to provide a glossy paint. Furthermore, the present invention is to provide a substrate having a coating film formed from the above-mentioned gloss coating material, the substrate having a coating film that is comprehensively excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. And
本発明は、
(1) エマルション粒子、水溶性ポリマーおよび架橋剤を含有する塗料用水性樹脂組成物であって、前記エマルション粒子の原料として用いられる単量体成分がカルボニル基含有単量体0.1〜10質量%を含有し、前記水溶性ポリマーが1000〜5万の重量平均分子量を有し、前記架橋剤がオキサゾリン系架橋剤、ヒドラジン系架橋剤、ブロックイソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤およびカルボジイミド系架橋剤からなる群より選ばれた2種類以上の架橋剤であることを特徴とする塗料用水性樹脂組成物、
(2) 前記(1)に記載の塗料用水性樹脂組成物が用いられてなる光沢塗料、および
(3) 前記(2)に記載の光沢塗料からなる被膜を有する基材
に関する。
The present invention is
(1) An aqueous resin composition for coating material, which comprises emulsion particles, a water-soluble polymer and a cross-linking agent, wherein a monomer component used as a raw material for the emulsion particles is 0.1 to 10 mass of a carbonyl group-containing monomer. %, the water-soluble polymer has a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, and the crosslinking agent is an oxazoline-based crosslinking agent, a hydrazine-based crosslinking agent, a blocked isocyanate-based crosslinking agent, an aziridine-based crosslinking agent and a carbodiimide-based crosslinking agent. An aqueous resin composition for paints, which comprises two or more kinds of cross-linking agents selected from the group consisting of agents
(2) A gloss coating material comprising the aqueous resin composition for coating material according to (1) above, and (3) a substrate having a coating film comprising the gloss coating material according to (2) above.
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を意味し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を意味する。 In addition, in this specification, "(meth)acrylate" means "acrylate" or "methacrylate", and "(meth)acryl" means "acryl" or "methacryl."
本発明によれば、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた光沢塗料、および光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた被膜を有する基材が提供される。 According to the present invention, a high gel fraction, excellent storage stability at high temperature, coating coating aqueous resin composition excellent in gloss, stretchability, weather resistance and long-term hydrophilicity, gel fraction High-quality, excellent storage stability at high temperature, comprehensively excellent gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of coating, and comprehensively gloss, extensibility, weatherability and long-term hydrophilicity Substrates having excellent coatings are provided.
本発明の塗料用水性樹脂組成物は、前記したように、エマルション粒子、水溶性ポリマーおよび架橋剤を含有する塗料用水性樹脂組成物であり、前記エマルション粒子の原料として用いられる単量体成分がカルボニル基含有単量体0.1〜10質量%を含有し、前記水溶性ポリマーが1000〜5万の重量平均分子量を有し、前記架橋剤がオキサゾリン系架橋剤、ヒドラジン系架橋剤、ブロックイソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤およびカルボジイミド系架橋剤からなる群より選ばれた2種類以上の架橋剤であることを特徴とする。 As described above, the coating aqueous resin composition of the present invention is a coating aqueous resin composition containing emulsion particles, a water-soluble polymer and a crosslinking agent, and the monomer component used as a raw material of the emulsion particles is The water-soluble polymer has a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, and contains carbonyl group-containing monomer in an amount of 0.1 to 10% by mass, and the crosslinking agent is an oxazoline-based crosslinking agent, a hydrazine-based crosslinking agent, or a blocked isocyanate. It is characterized in that it is two or more kinds of crosslinking agents selected from the group consisting of a crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent and a carbodiimide crosslinking agent.
本発明においては、エマルション粒子の原料として用いられる単量体成分がカルボニル基含有単量体0.1〜10質量%を含有する。 In the present invention, the monomer component used as a raw material for emulsion particles contains 0.1 to 10% by mass of a carbonyl group-containing monomer.
本発明において、カルボニル基含有単量体は、式:=C=Oで表わされる基を有する単量体であって、当該カルボニル基が有する2つの結合手のうちの一方の結合手に水素原子またはアルキル基が結合し、他方の結合手にビニル基などの重合性不飽和二重結合を末端に有する基が結合している単量体を意味する。 In the present invention, the carbonyl group-containing monomer is a monomer having a group represented by the formula: ═C═O, in which one of the two bonds of the carbonyl group has a hydrogen atom. Alternatively, it means a monomer to which an alkyl group is bonded and a group having a polymerizable unsaturated double bond at the terminal such as a vinyl group is bonded to the other bond.
カルボニル基含有単量体としては、例えば、アクリロレイン、メタクロレイン、ホウミルスチロール、ビニルエチルケトン、アクリルオキシアルキルプロペナール、メタクリルオキシアルキルプロペナール、アセトニルアクリレート、アセトニルメタクリレート、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、2−ヒドロキシプロピルアクリレートアセチルアセテート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートアセチルアセテート、ブタンジオール−1,4−アクリレートアセチルアセテート、2−(アセトアセトキシ)エチルアクリレート、2−(アセトアセトキシ)エチルメタクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのカルボニル基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 As the carbonyl group-containing monomer, for example, acrylolein, methacrolein, horomylstyrene, vinyl ethyl ketone, acryloxyalkylpropenal, methacryloxyalkylpropenal, acetonyl acrylate, acetonyl methacrylate, diacetone acrylate, die Acetone methacrylate, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, 2-hydroxypropyl acrylate acetyl acetate, 2-hydroxypropyl methacrylate acetyl acetate, butanediol-1,4-acrylate acetyl acetate, 2-(acetoacetoxy)ethyl acrylate, 2- Examples thereof include (acetoacetoxy)ethyl methacrylate, but the present invention is not limited to such examples. These carbonyl group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
エマルション粒子の原料として用いられる単量体成分におけるカルボニル基含有単量体の含有率は、ゲル分率を向上させ、耐候性および長期親水性に優れた塗膜を形成する観点から、0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上であり、塗膜の伸長性および耐候性を向上させるとともに高温での保存安定性に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、10質量%以下、好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。 The content of the carbonyl group-containing monomer in the monomer component used as the raw material of the emulsion particles is 0.1 from the viewpoint of improving the gel fraction and forming a coating film excellent in weather resistance and long-term hydrophilicity. Mass% or more, preferably 0.2 mass% or more, more preferably 0.3 mass% or more, further preferably 0.5 mass% or more, to improve the extensibility and weather resistance of the coating film and at high temperature. From the viewpoint of obtaining an aqueous resin composition for coating having excellent storage stability, it is 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.
単量体成分に用いられる単量体としては、前記カルボニル基含有単量体以外に、例えば、カルボキシル基含有単量体、アルキル(メタ)アクリレート、脂環構造を有する単量体、水酸基含有(メタ)アクリレート、芳香族系単量体、ケイ素原子含有単量体、フッ素原子含有単量体、窒素原子含有単量体、エポキシ基含有単量体、紫外線吸収性単量体、紫外線安定性単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 As the monomer used in the monomer component, in addition to the carbonyl group-containing monomer, for example, a carboxyl group-containing monomer, an alkyl (meth) acrylate, a monomer having an alicyclic structure, a hydroxyl group-containing ( (Meth)acrylate, aromatic monomer, silicon atom-containing monomer, fluorine atom-containing monomer, nitrogen atom-containing monomer, epoxy group-containing monomer, UV absorbing monomer, UV stable monomer Examples thereof include, but are not limited to, such examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
カルボキシル基含有単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有脂肪族系単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the carboxyl group-containing monomer include, for example, carboxyl group-containing aliphatic monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and crotonic acid, but the present invention is limited to such examples. It is not limited. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
エマルション粒子の原料として用いられる単量体成分におけるカルボキシル基含有単量体の含有率は、塗膜の伸長性を向上させるとともに高温での保存安定性に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下であり、その下限値は0質量%である。 The content of the carboxyl group-containing monomer in the monomer component used as the raw material of the emulsion particles is improved from the viewpoint of obtaining an aqueous resin composition for coating which improves the extensibility of the coating film and has excellent storage stability at high temperatures. Therefore, it is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, and the lower limit thereof is 0% by mass.
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレートなどのエステル基の炭素数が1〜18のアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのアルキル(メタ)アクリレートのなかでは、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートなどのアルキル基の炭素数が1〜12、好ましくは1〜8であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。 Examples of the alkyl (meth)acrylate include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth). Acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, alkyl (meth)acrylate having 1 to 18 carbon atoms of the ester group such as n-lauryl (meth)acrylate, etc. However, the present invention is not limited to only these examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds. Among these alkyl (meth)acrylates, a water-based resin composition for coatings having a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and comprehensively excellent film gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining a product, the alkyl group such as methyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate has 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 carbon atom. Alkyl (meth)acrylates of ~8 are preferred.
脂環構造を有する単量体において、脂環構造は、好ましくは炭素数が4〜20のシクロアルキル基、より好ましくは炭素数が4〜10のシクロアルキル基である。脂環構造を有する単量体としては、例えば、シクロアルキル(メタ)アクリレート、シクロアルキルアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。また、これらの単量体は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、メチル基、tert−ブチル基などのアルキル基、ニトロ基、ニトリル基、アルコキシル基、アシル基、スルホン基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 In the monomer having an alicyclic structure, the alicyclic structure is preferably a cycloalkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and more preferably a cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms. Examples of the monomer having an alicyclic structure include cycloalkyl (meth)acrylate and cycloalkylalkyl (meth)acrylate, and these monomers may be used alone or in combination of two or more. You may use together. Moreover, these monomers may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group such as a methyl group and a tert-butyl group, a nitro group, a nitrile group, an alkoxyl group, an acyl group, a sulfone group, a hydroxyl group, and a halogen atom. It is not limited to the examples.
シクロアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどのシクロアルキル基の炭素数が好ましくは4〜20、より好ましくは4〜10のシクロアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのシクロアルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。シクロアルキルアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、4−メチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートなどのシクロアルキル基の炭素数が好ましくは4〜20、より好ましくは4〜10であり、アルキル基の炭素数が1〜4であるシクロアルキルアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、これらのシクロアルキルアルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 As the cycloalkyl (meth)acrylate, for example, a cycloalkyl (meth)acrylate in which the cycloalkyl group such as isobornyl (meth)acrylate and cyclohexyl (meth)acrylate has preferably 4 to 20, and more preferably 4 to 10 carbon atoms. However, the present invention is not limited to such examples. These cycloalkyl (meth)acrylates may be used alone or in combination of two or more. The cycloalkylalkyl (meth)acrylate includes, for example, cyclohexylmethyl (meth)acrylate, cyclohexylethyl (meth)acrylate, cyclohexylpropyl (meth)acrylate, 4-methylcyclohexylmethyl (meth)acrylate, and the like, having the number of carbon atoms of the cycloalkyl group. Is preferably 4 to 20, and more preferably 4 to 10, and examples thereof include a cycloalkylalkyl (meth)acrylate in which the alkyl group has 1 to 4 carbon atoms. These cycloalkylalkyl (meth)acrylates include Each may be used alone or in combination of two or more.
脂環構造を有する単量体のなかでは、炭素数が4〜20のシクロアルキル基を有するシクロアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、炭素数が4〜10のシクロアルキル基を有するシクロアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、イソボルニル(メタ)アクリレートおよびシクロヘキシル(メタ)アクリレートがさらに好ましい。 Among the monomers having an alicyclic structure, a cycloalkyl (meth)acrylate having a cycloalkyl group having 4 to 20 carbon atoms is preferable, and a cycloalkyl (meth) having a cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms is preferable. Acrylate is more preferred, and isobornyl (meth)acrylate and cyclohexyl (meth)acrylate are even more preferred.
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレートなどのエステル基の炭素数が1〜18の水酸基含有(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの水酸基含有(メタ)アクリレートのなかでは、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよびグリセリンモノ(メタ)アクリレートが好ましい。 Examples of the hydroxyl group-containing (meth)acrylate include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, and 4-hydroxy. Examples thereof include a hydroxyl group-containing (meth)acrylate having an ester group having 1 to 18 carbon atoms such as butyl (meth)acrylate and glycerin mono (meth)acrylate, but the present invention is not limited to these examples. .. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds. Among these hydroxyl group-containing (meth)acrylates, a water-based resin for coatings that has a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and comprehensively excellent film gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining the composition, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate and glycerin mono(meth)acrylate are preferable.
芳香族系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、tert−メチルスチレン、クロロスチレン、アラルキル(メタ)アクリレート、ビニルトルエンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。アラルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート、メチルベンジル(メタ)アクリレート、ナフチルメチル(メタ)アクリレートなどの炭素数が7〜18のアラルキル基を有するアラルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの芳香族系単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの芳香族系単量体のなかでは、スチレンが好ましい。 Examples of the aromatic monomer include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, tert-methylstyrene, chlorostyrene, aralkyl(meth)acrylate, vinyltoluene, etc. It is not limited to the examples. Examples of the aralkyl (meth)acrylate include aralkyl having an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms such as benzyl (meth)acrylate, phenylethyl (meth)acrylate, methylbenzyl (meth)acrylate, and naphthylmethyl (meth)acrylate. Examples thereof include (meth)acrylates, but the present invention is not limited to these examples. These aromatic monomers may be used alone or in combination of two or more. Among these aromatic monomers, styrene is preferable.
ケイ素原子含有単量体としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシロキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the silicon atom-containing monomer include vinyltrichlorosilane, vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, and trimethylsiloxyethyl( Examples thereof include, but are not limited to, such examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
フッ素原子含有単量体としては、例えば、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレートなどのエステル基の炭素数が2〜6のフッ素原子含有アルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the fluorine atom-containing monomer include fluorine atom-containing alkyl having an ester group of 2 to 6 carbon atoms, such as trifluoroethyl (meth)acrylate, tetrafluoropropyl (meth)acrylate and octafluoropentyl (meth)acrylate. Examples thereof include (meth)acrylates, but the present invention is not limited to these examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
窒素原子含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド化合物、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの窒素原子含有(メタ)アクリレート化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the nitrogen atom-containing monomer include (meth)acrylamide, (meth)acrylamide compounds such as N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, and diethylaminoethyl (meth)acrylate. Nitrogen atom-containing (meth)acrylate compounds and the like are listed, but the present invention is not limited to these examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
エポキシ基含有単量体としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the epoxy group-containing monomer include epoxy group-containing (meth)acrylates such as glycidyl (meth)acrylate, but the present invention is not limited to these examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
紫外線吸収性単量体としては、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体、ベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the ultraviolet absorbing monomer include a benzotriazole-based ultraviolet absorbing monomer and a benzophenone-based ultraviolet absorbing monomer, but the present invention is not limited to such examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体としては、例えば、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシメチルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシメチルフェニル〕−5−tert−ブチル−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルアミノメチル−5’−tert−オクチルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシプロピルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシヘキシルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−tert−ブチル−3’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−5−シアノ−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5′−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−5−tert−ブチル−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(β−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)−3’−tert−ブチルフェニル〕−4−tert−ブチル−2H−ベンゾトリアゾールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the benzotriazole-based UV absorbing monomer include 2-[2'-hydroxy-5'-(meth)acryloyloxymethylphenyl]-2H-benzotriazole and 2-[2'-hydroxy-5'-. (Meth)acryloyloxyethylphenyl]-2H-benzotriazole, 2-[2'-hydroxy-5'-(meth)acryloyloxymethylphenyl]-5-tert-butyl-2H-benzotriazole, 2-[2' -Hydroxy-5'-(meth)acryloylaminomethyl-5'-tert-octylphenyl]-2H-benzotriazole, 2-[2'-hydroxy-5'-(meth)acryloyloxypropylphenyl]-2H-benzo Triazole, 2-[2'-hydroxy-5'-(meth)acryloyloxyhexylphenyl]-2H-benzotriazole, 2-[2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-(meth)acryloyloxy Ethylphenyl]-2H-benzotriazole, 2-[2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-(meth)acryloyloxyethylphenyl]-5-chloro-2H-benzotriazole, 2-[2'. -Hydroxy-5'-tert-butyl-3'-(meth)acryloyloxyethylphenyl]-2H-benzotriazole, 2-[2'-hydroxy-5'-(meth)acryloyloxyethylphenyl]-5-chloro -2H-benzotriazole, 2-[2'-hydroxy-5'-(meth)acryloyloxyethylphenyl]-5-cyano-2H-benzotriazole, 2-[2'-hydroxy-5'-(meth)acryloyl Oxyethylphenyl]-5-tert-butyl-2H-benzotriazole, 2-[2'-hydroxy-5'-(β-(meth)acryloyloxyethoxy)-3'-tert-butylphenyl]-4-tert -Butyl-2H-benzotriazole and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to such examples. These benzotriazole-based UV absorbing monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
ベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−(メタ)アクリロイルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−〔2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイルオキシ〕プロポキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−〔2−(メタ)アクリロイルオキシ〕エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−〔3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ〕ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−4−〔2−(メタ)アクリロイルオキシ〕ブトキシベンゾフェノンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the benzophenone-based UV absorbing monomer include 2-hydroxy-4-(meth)acryloyloxybenzophenone, 2-hydroxy-4-[2-hydroxy-3-(meth)acryloyloxy]propoxybenzophenone, and 2-hydroxy-4-[2-hydroxy-3-(meth)acryloyloxy]propoxybenzophenone. Hydroxy-4-[2-(meth)acryloyloxy]ethoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-[3-(meth)acryloyloxy-2-hydroxypropoxy]benzophenone, 2-hydroxy-3-tert-butyl-4- Examples include [2-(meth)acryloyloxy]butoxybenzophenone, but the present invention is not limited to these examples. These benzophenone-based UV absorbing monomers may be used alone or in combination of two or more.
紫外線安定性単量体としては、例えば、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイル−1−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの紫外線安定性単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the UV stable monomer include 4-(meth)acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine and 4-(meth)acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine. , 4-(meth)acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4-(meth)acryloyl-1-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-cyano- 4-(meth)acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-(meth)acryloyl-4-(meth)acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-croto Noylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-(meth)acryloylamino-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4-cyano-4-(meth)acryloylamino-2 , 2,6,6-Tetramethylpiperidine, 4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-(meth)acryloyl-4-cyano-4-(meth)acryloylamino-2, 2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-crotonoyl-4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to these examples. Absent. These UV stable monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
前記エマルション粒子は、単層構造および多層構造のいずれの構造を有するものであってもよいが、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、多層構造を有することが好ましく、2〜4層を有することがより好ましく、2層または3層を有することがさらに好ましい。 The emulsion particles may have either a single-layer structure or a multi-layer structure, but have a high gel fraction, are excellent in storage stability at high temperatures, and have gloss, extensibility, weather resistance and From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coatings that is generally superior in long-term hydrophilicity, it preferably has a multilayer structure, more preferably 2 to 4 layers, and even more preferably 2 or 3 layers. ..
以下においては、エマルション粒子が内層および外層を有する場合について説明するが、本発明は、かかる実施態様のみに限定されるものではなく、2層以上の層構造を有するものであってもよい。 Hereinafter, a case where the emulsion particles have an inner layer and an outer layer will be described, but the present invention is not limited to such an embodiment, and may have a layer structure of two or more layers.
内層を構成する重合体の原料として用いられる単量体成分(以下、単量体成分Aという)としては、例えば、カルボニル基含有単量体、カルボキシル基含有単量体、アルキル(メタ)アクリレート、脂環構造を有する単量体、水酸基含有(メタ)アクリレート、芳香族系単量体、ケイ素原子含有単量体、フッ素原子含有単量体、窒素原子含有単量体、エポキシ基含有単量体、紫外線吸収性単量体、紫外線安定性単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the monomer component used as a raw material for the polymer forming the inner layer (hereinafter referred to as monomer component A) include, for example, carbonyl group-containing monomer, carboxyl group-containing monomer, alkyl (meth)acrylate, Monomers having alicyclic structure, hydroxyl group-containing (meth)acrylate, aromatic monomers, silicon atom-containing monomers, fluorine atom-containing monomers, nitrogen atom-containing monomers, epoxy group-containing monomers However, the present invention is not limited to these examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
単量体成分Aには、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、アルキル(メタ)アクリレートおよび脂環構造を有する単量体が含有されていることが好ましい。 As the monomer component A, an aqueous resin composition for coating having a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and comprehensively excellent film gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity is obtained. From the viewpoint, it is preferable that an alkyl (meth)acrylate and a monomer having an alicyclic structure are contained.
単量体成分Aにおけるアルキル(メタ)アクリレートの含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは10〜85質量%、より好ましくは15〜70質量%である。 The content of the alkyl (meth)acrylate in the monomer component A is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating film. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coatings, it is preferably 10 to 85% by mass, more preferably 15 to 70% by mass.
単量体成分Aにおける脂環構造を有する単量体の含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは5〜60質量%、より好ましくは10〜55質量%である。 The content of the monomer having an alicyclic structure in the monomer component A has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and is comprehensive in the gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating. From the viewpoint of obtaining an excellent water-based resin composition for coatings, it is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 55% by mass.
単量体成分Aにおける水酸基含有(メタ)アクリレートの含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは0〜20質量%、より好ましくは0.5〜15質量%、さらに好ましくは1〜15質量%である。 The content of the hydroxyl group-containing (meth)acrylate in the monomer component A is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating film. From the viewpoint of obtaining the aqueous resin composition for coating composition, the content is preferably 0 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass, and further preferably 1 to 15% by mass.
単量体成分Aにおけるカルボキシル基含有単量体の含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは0〜10質量%、より好ましくは0.5〜10質量%、さらに好ましくは1〜5質量%である。 The content of the carboxyl group-containing monomer in the monomer component A is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating as a whole. From the viewpoint of obtaining the water-based resin composition for coating materials, it is preferably 0 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and further preferably 1 to 5% by mass.
単量体成分Aにおける芳香族系単量体の含有率はゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは5〜30質量%、より好ましくは5〜25質量%である。 The content of the aromatic monomer in the monomer component A is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating film. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coatings, it is preferably 5 to 30 mass%, more preferably 5 to 25 mass%.
単量体成分Aを乳化重合させる方法としては、例えば、メタノールなどの低級アルコールなどの水溶性有機溶媒と水とを含む水性媒体、水などの媒体中に乳化剤を溶解させ、加熱撹拌下で単量体成分Aおよび重合開始剤を滴下させる方法、乳化剤および水を用いてあらかじめ乳化させておいた単量体成分Aを水または水性媒体に滴下させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる方法のみに限定されるものではない。なお、媒体の量は、得られる樹脂エマルションに含まれる不揮発分量を考慮して適宜設定すればよい。 As a method for emulsion-polymerizing the monomer component A, for example, an emulsifier is dissolved in an aqueous medium containing a water-soluble organic solvent such as a lower alcohol such as methanol and water, and a medium such as water, and the mixture is heated and stirred under simple conditions. Examples include a method of dropping the monomer component A and the polymerization initiator, and a method of dropping the monomer component A previously emulsified with an emulsifier and water into water or an aqueous medium. The method is not limited only. The amount of the medium may be appropriately set in consideration of the amount of non-volatile components contained in the obtained resin emulsion.
乳化剤としては、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤、両性乳化剤、高分子乳化剤などが挙げられ、これらの乳化剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of emulsifiers include anionic emulsifiers, nonionic emulsifiers, cationic emulsifiers, amphoteric emulsifiers, and polymeric emulsifiers. These emulsifiers may be used alone or in combination of two or more kinds.
アニオン性乳化剤としては、例えば、アンモニウムドデシルサルフェート、ナトリウムドデシルサルフェートなどのアルキルサルフェート塩;アンモニウムドデシルスルホネート、ナトリウムドデシルスルホネートなどのアルキルスルホネート塩;アンモニウムドデシルベンゼンスルホネート、ナトリウムドデシルナフタレンスルホネートなどのアルキルアリールスルホネート塩;ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩;ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩;ジアルキルスルホコハク酸塩;アリールスルホン酸−ホルマリン縮合物;アンモニウムラウリレート、ナトリウムステアリレートなどの脂肪酸塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the anionic emulsifier include alkyl sulfate salts such as ammonium dodecyl sulfate and sodium dodecyl sulfate; alkyl sulfonate salts such as ammonium dodecyl sulfonate and sodium dodecyl sulfonate; alkyl aryl sulfonate salts such as ammonium dodecyl benzene sulfonate and sodium dodecyl naphthalene sulfonate; The polyoxyethylene alkyl sulfate salt; the polyoxyethylene alkyl aryl sulfate salt; the dialkyl sulfosuccinate salt; the aryl sulfonic acid-formalin condensate; the fatty acid salts such as ammonium laurate and sodium stearate. It is not limited to the examples.
ノニオン性乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの縮合体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセライド、エチレンオキサイドと脂肪族アミンとの縮合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of nonionic emulsifiers include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylaryl ethers, condensation products of polyethylene glycol and polypropylene glycol, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, fatty acid monoglycerides, ethylene oxide and aliphatic compounds. Examples thereof include condensates with amines, but the present invention is not limited to these examples.
カチオン性乳化剤としては、例えば、ドデシルアンモニウムクロライドなどのアルキルアンモニウム塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the cationic emulsifier include alkylammonium salts such as dodecylammonium chloride, but the present invention is not limited to these examples.
両性乳化剤としては、例えば、ベタインエステル型乳化剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the amphoteric emulsifiers include betaine ester type emulsifiers, but the present invention is not limited to these examples.
高分子乳化剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムなどのポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール;ポリビニルピロリドン;ポリヒドロキシエチルアクリレートなどのポリヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;これらの重合体を構成する単量体のうちの1種類以上の単量体を共重合成分とする重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the polymeric emulsifier include poly(meth)acrylic acid salts such as sodium polyacrylate; polyvinyl alcohol; polyvinylpyrrolidone; polyhydroxyalkyl (meth)acrylates such as polyhydroxyethyl acrylate; Examples thereof include polymers having one or more kinds of monomers as copolymerization components, but the present invention is not limited to these examples.
また、前記乳化剤としては、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、反応性基を有する乳化剤、すなわち、いわゆる反応性乳化剤が好ましく、環境保護の観点から非ノニルフェニル型の乳化剤が好ましい。 Further, as the emulsifier, a gel fraction having a high gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and gloss of the film, extensibility, weather resistance and a viewpoint of obtaining an aqueous resin composition for coating comprehensively excellent in long-term hydrophilicity Therefore, an emulsifier having a reactive group, that is, a so-called reactive emulsifier is preferable, and a non-nonylphenyl type emulsifier is preferable from the viewpoint of environmental protection.
反応性乳化剤としては、例えば、プロペニル−アルキルスルホコハク酸エステル塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルホネート塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンホスフォネート塩〔例えば、三洋化成工業(株)製、商品名:エレミノールRS−30など〕、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテルスルホネート塩〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンHS−10など〕、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルホネート塩〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンKH−10など〕、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレンのスルホネート塩〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSE−10など〕、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン硫酸エステル塩〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10、SR−30など〕、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート化スルホネート塩〔例えば、日本乳化剤(株)製、商品名:アントックスMS−60など〕、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープER−20など〕、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンRN−20など〕、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープNE−10など)などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 As the reactive emulsifier, for example, propenyl-alkyl sulfosuccinic acid ester salt, (meth)acrylic acid polyoxyethylene sulfonate salt, (meth)acrylic acid polyoxyethylene phosphonate salt [eg, Sanyo Chemical Industry Co., Ltd., Trade name: Eleminol RS-30, etc.], polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether sulfonate salt [for example, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Aqualon HS-10, etc.], allyloxymethylalkyloxypolyoxyethylene Sulfonate salt [for example, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Aqualon KH-10, etc.], Sulfonate salt of allyloxymethylnonylphenoxyethylhydroxypolyoxyethylene [for example, manufactured by ADEKA Co., Ltd., trade name: ADEKA Riasoap SE-10 etc.], allyloxymethylalkoxyethyl hydroxypolyoxyethylene sulfate ester salt [eg, manufactured by ADEKA, trade name: ADEKA Riasorp SR-10, SR-30 etc.], bis(polyoxyethylene Polycyclic phenyl ether) methacrylated sulfonate salt (for example, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., trade name: Antox MS-60 etc.), allyloxymethylalkoxyethyl hydroxypolyoxyethylene [for example, manufactured by ADEKA Co., Ltd., trade name : ADEKA REASOAP ER-20, etc.], polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether [eg, Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Aqualon RN-20, etc.], allyloxymethylnonylphenoxyethyl hydroxypolyoxyethylene [ Examples thereof include ADEKA Corporation, trade name: ADEKA RIASOAP NE-10, etc., but the present invention is not limited to such examples.
単量体成分A100質量部あたりの乳化剤の量は、単重合安定性を向上させる観点から、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、被膜の耐透水性を向上させる観点から、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下である。 The amount of the emulsifier per 100 parts by mass of the monomer component A is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more from the viewpoint of improving the homopolymerization stability, and improves the water permeation resistance of the coating. From the viewpoint of controlling the amount, it is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, and further preferably 5 parts by mass or less.
重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス(2―ジアミノプロパン)ハイドロクロライド、4,4−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)などのアゾ化合物;過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、過酸化アンモニウムなどの過酸化物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the polymerization initiator include azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis(2-methylbutyronitrile), 2,2-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis( Azo compounds such as 2-diaminopropane) hydrochloride, 4,4-azobis(4-cyanovaleric acid) and 2,2-azobis(2-methylpropionamidine); persulfates such as potassium persulfate; hydrogen peroxide Examples thereof include benzoyl peroxide, parachlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, and peroxides such as ammonium peroxide, but the present invention is not limited to these examples. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more kinds.
単量体成分A100質量部あたりの重合開始剤の量は、重合速度を高め、未反応の単量体成分Aの残存量を低減させる観点から、好ましくは0.05質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上であり、形成される被膜の耐透水性を向上させる観点から、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下である。 The amount of the polymerization initiator per 100 parts by mass of the monomer component A is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably from the viewpoint of increasing the polymerization rate and reducing the residual amount of the unreacted monomer component A. The amount is 0.1 parts by mass or more, and preferably 1 part by mass or less, more preferably 0.5 parts by mass or less, from the viewpoint of improving the water permeation resistance of the formed film.
重合開始剤の添加方法は、特に限定されない。その添加方法としては、例えば、一括仕込み、分割仕込み、連続滴下などが挙げられる。また、重合反応の終了時期を早める観点から、単量体成分Aを反応系内に添加する終了前またはその終了後に、重合開始剤の一部をフラスコ内に添加してもよい。 The method of adding the polymerization initiator is not particularly limited. Examples of the addition method include batch charging, divided charging, continuous dropping and the like. From the viewpoint of accelerating the end time of the polymerization reaction, a part of the polymerization initiator may be added to the flask before or after the addition of the monomer component A into the reaction system.
なお、重合開始剤の分解を促進するために、例えば、亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤、硫酸第一鉄などの遷移金属塩などの重合開始剤の分解剤を反応系内に適量で添加してもよい。 In order to accelerate the decomposition of the polymerization initiator, for example, a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite, a decomposition agent for the polymerization initiator such as a transition metal salt such as ferrous sulfate is added to the reaction system in an appropriate amount. Good.
また、反応系内には、必要により、例えば、tert−ドデシルメルカプタンなどのチオール基を有する化合物などの連鎖移動剤、pH緩衝剤、キレート剤、造膜助剤などの添加剤をフラスコ内に添加してもよい。単量体成分A100質量部あたりの添加剤の量は、その種類によって異なるので一概には決定することができないが、通常、好ましくは0.01〜5質量部、より好ましくは0.1〜3質量部である。 In addition, in the reaction system, if necessary, for example, a chain transfer agent such as a compound having a thiol group such as tert-dodecyl mercaptan, a pH buffer, a chelating agent, an additive such as a film-forming auxiliary agent is added to the flask. You may. The amount of the additive per 100 parts by mass of the monomer component A cannot be unconditionally determined because it depends on the kind thereof, but it is usually preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts by mass. It is a mass part.
単量体成分Aを乳化重合させる際の雰囲気は、特に限定されないが、重合開始剤の効率を高める観点から、窒素ガスなどの不活性ガスであることが好ましい。 The atmosphere for emulsion-polymerizing the monomer component A is not particularly limited, but is preferably an inert gas such as nitrogen gas from the viewpoint of increasing the efficiency of the polymerization initiator.
単量体成分Aを乳化重合させる際の重合温度は、特に限定がないが、通常、好ましくは50〜100℃、より好ましくは60〜95℃である。重合温度は、一定であってもよく、重合反応の途中で変化させてもよい。 The polymerization temperature for emulsion-polymerizing the monomer component A is not particularly limited, but is usually preferably 50 to 100°C, more preferably 60 to 95°C. The polymerization temperature may be constant or may be changed during the polymerization reaction.
単量体成分Aを乳化重合させる重合時間は、特に限定がなく、重合反応の進行状況に応じて適宜設定すればよいが、通常、2〜9時間程度である。 The polymerization time for emulsion-polymerizing the monomer component A is not particularly limited and may be appropriately set depending on the progress of the polymerization reaction, but is usually about 2 to 9 hours.
以上のようにして単量体成分Aを乳化重合させることにより、内層を構成するエマルション粒子が得られる。 By emulsion-polymerizing the monomer component A as described above, emulsion particles forming the inner layer are obtained.
前記エマルション粒子を構成している重合体は、架橋構造を有していてもよい。重合体の重量平均分子量は、被膜の耐透水性を向上させる観点から、好ましくは10万以上、より好ましくは30万以上、さらに好ましくは55万以上、さらに一層好ましくは60万以上である。重合体の重量平均分子量の上限値は、架橋構造を有する場合、その重量平均分子量を測定することが困難なため、特に限定されないが、架橋構造を有しない場合には、造膜性を向上させる観点から、500万以下であることが好ましい。 The polymer forming the emulsion particles may have a crosslinked structure. The weight average molecular weight of the polymer is preferably 100,000 or more, more preferably 300,000 or more, further preferably 550,000 or more, and still more preferably 600,000 or more, from the viewpoint of improving the water resistance of the coating film. The upper limit of the weight average molecular weight of the polymer is not particularly limited because it is difficult to measure the weight average molecular weight when it has a crosslinked structure, but when it does not have a crosslinked structure, it improves the film-forming property. From the viewpoint, it is preferably 5 million or less.
なお、本明細書において、重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー〔(株)日立ハイテクフィールディング製、品番:LaChrom L−7000、カラム:(株)東ソー製のTSKgel α−Mの2本を直列に使用〕を用いて測定された重量平均分子量(ポリエチレングリコール換算)を意味する。 In the present specification, the weight average molecular weight of the polymer is determined by gel permeation chromatography [manufactured by Hitachi High-Tech Fielding Co., product number: LaChrom L-7000, column: manufactured by Tosoh Co., Ltd. TSKgel α-M]. The weight average molecular weight (in terms of polyethylene glycol) was measured by using two in series].
次に、単量体成分Aを乳化重合させた反応溶液中で、外層を構成する重合体の原料として用いられる単量体成分(以下、単量体成分Bという)を乳化重合させることにより、外層を形成することができる。 Next, in a reaction solution obtained by emulsion-polymerizing the monomer component A, a monomer component used as a raw material of the polymer forming the outer layer (hereinafter, referred to as a monomer component B) is emulsion-polymerized, An outer layer can be formed.
単量体成分Bを乳化重合させる際には、単量体成分Aを乳化重合させることによって得られる重合体の重合反応率が90%以上、好ましくは95%以上に到達した後、単量体成分Bを乳化重合させることが、エマルション粒子内で層分離構造を形成させる観点から好ましい。 When emulsion-polymerizing the monomer component B, the polymerization reaction rate of the polymer obtained by emulsion-polymerizing the monomer component A reaches 90% or more, preferably 95% or more, and then the monomer Emulsion polymerization of the component B is preferable from the viewpoint of forming a layer separation structure within the emulsion particles.
なお、単量体成分Aを重合させることによって内層を形成させた後、外層を形成させる前に、本発明の目的が阻害されない範囲内で、必要により、他の重合体からなる中間層が形成されていてもよい。したがって、本発明においては、単量体成分Aを乳化重合させて内層を形成した後、単量体成分Bを乳化重合させて外層を形成する前に、本発明の目的を阻害しない範囲内で他の層を形成してもよい。 In addition, after forming the inner layer by polymerizing the monomer component A and before forming the outer layer, an intermediate layer made of another polymer is formed, if necessary, within a range not impairing the object of the present invention. It may have been done. Therefore, in the present invention, after the emulsion polymerization of the monomer component A to form the inner layer and before the emulsion polymerization of the monomer component B to form the outer layer, within a range that does not impair the object of the present invention. Other layers may be formed.
本発明においては、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、単量体成分Bにカルボニル基含有単量体が含有されていることが好ましい。 In the present invention, a high gel fraction, excellent storage stability at high temperature, gloss of the film, extensibility, weather resistance and from the viewpoint of obtaining a coating aqueous resin composition excellent in long-term hydrophilicity, It is preferable that the monomer component B contains a carbonyl group-containing monomer.
カルボニル基含有単量体のなかでは、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、アクリロレイン、メタクロレイン、ホウミルスチロール、ビニルエチルケトン、アクリルオキシアルキルプロペナール、メタクリルオキシアルキルプロペナール、アセトニルアクリレート、アセトニルメタクリレート、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミドおよびダイアセトンメタクリルアミドが好ましく、アクリロレイン、メタクロレイン、ホウミルスチロール、アセトニルアクリレート、アセトニルメタクリレート、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミドおよびダイアセトンメタクリルアミドがより好ましく、アクリロレイン、メタクロレイン、アセトニルアクリレート、アセトニルメタクリレート、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミドおよびダイアセトンメタクリルアミドがさらに好ましく、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミドおよびダイアセトンメタクリルアミドがさらに一層好ましい。 Among the carbonyl group-containing monomers, an aqueous resin composition for coatings having a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and comprehensively excellent film gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining acryloline, methacrolein, horomylstyrene, vinyl ethyl ketone, acryloxyalkylpropenal, methacryloxyalkylpropenal, acetonyl acrylate, acetonyl methacrylate, diacetone acrylate, diacetone methacrylate, diacetone acrylamide. And diacetone methacrylamide are preferred, acrylolein, methacrolein, homyl styrene, acetonyl acrylate, acetonyl methacrylate, diacetone acrylate, diacetone methacrylate, diacetone acrylamide and diacetone methacrylamide are more preferred, and acrylolein, methacrolein. Rhein, acetonyl acrylate, acetonyl methacrylate, diacetone acrylate, diacetone methacrylate, diacetone acrylamide and diacetone methacrylamide are more preferable, and diacetone acrylate, diacetone methacrylate, diacetone acrylamide and diacetone methacrylamide are even more preferable. ..
単量体成分Bにおけるカルボニル基含有単量体の含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上であり、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。 The content of the carbonyl group-containing monomer in the monomer component B is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and comprehensively excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for a coating composition, the content is preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 1% by mass or more, and has a high gel fraction and high temperature. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for a coating which is excellent in storage stability and has comprehensively excellent film gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity, preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less. , And more preferably 10% by mass or less.
単量体成分Bにおけるカルボニル基含有単量体以外の単量体(以下、他の単量体Bという)としては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、脂環構造を有する単量体、水酸基含有(メタ)アクリレート、芳香族系単量体、カルボキシル基含有単量体、ケイ素原子含有単量体、フッ素原子含有単量体、窒素原子含有単量体、エポキシ基含有単量体、紫外線吸収性単量体、紫外線安定性単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the monomer other than the carbonyl group-containing monomer in the monomer component B (hereinafter referred to as other monomer B) include, for example, alkyl (meth)acrylate, alicyclic structure-containing monomer, and hydroxyl group-containing (Meth)acrylate, aromatic monomer, carboxyl group-containing monomer, silicon atom-containing monomer, fluorine atom-containing monomer, nitrogen atom-containing monomer, epoxy group-containing monomer, UV absorption Examples thereof include monomers and UV-stable monomers, but the present invention is not limited to these examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
単量体成分Bにおける他の単量体Bの含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上であり、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは99.8質量%以下、より好ましくは99.5質量%以下、さらに好ましくは99質量%以下である。 The content of the other monomer B in the monomer component B is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating as a whole. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coatings, it is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, further preferably 90% by mass or more, and has a high gel fraction and high storage stability at high temperatures. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating which is excellent and has excellent gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating, it is preferably 99.8 mass% or less, more preferably 99.5 mass% or less. , And more preferably 99% by mass or less.
単量体成分Bは、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、アルキル(メタ)アクリレートおよび脂環構造を有する単量体が含有されていることが好ましい。 The monomer component B has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and has a viewpoint of obtaining an aqueous resin composition for coating which is excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating. Therefore, it is preferable to contain an alkyl (meth)acrylate and a monomer having an alicyclic structure.
単量体成分Bにおけるアルキル(メタ)アクリレートの含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは35〜70質量%、より好ましくは40〜65質量%である。 The content of the alkyl (meth)acrylate in the monomer component B is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating film. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coatings, it is preferably 35 to 70% by mass, more preferably 40 to 65% by mass.
単量体成分Bにおける脂環構造を有する単量体の含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは3〜35質量%、より好ましくは5〜30質量%である。 The content of the monomer having an alicyclic structure in the monomer component B is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and comprehensive in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating. From the viewpoint of obtaining an excellent aqueous resin composition for coatings, the content is preferably 3 to 35% by mass, more preferably 5 to 30% by mass.
単量体成分Bにおけるケイ素原子含有単量体の含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは0〜10質量%、より好ましくは0〜5質量%である。 The content of the silicon atom-containing monomer in the monomer component B is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating as a whole. From the viewpoint of obtaining an aqueous resin composition for coating materials, the content is preferably 0 to 10% by mass, more preferably 0 to 5% by mass.
単量体成分Bにおける紫外線安定性単量体の含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは0〜5質量%、より好ましくは0〜3質量%である。 The content of the UV stable monomer in the monomer component B is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating as a whole. From the viewpoint of obtaining an aqueous resin composition for coating materials, the content is preferably 0 to 5% by mass, more preferably 0 to 3% by mass.
単量体成分Bにおける水酸基含有(メタ)アクリレートの含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは0〜30質量%、より好ましくは3〜25質量%である。 The content of the hydroxyl group-containing (meth)acrylate in the monomer component B is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating film. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating materials, it is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 3 to 25% by mass.
単量体成分Bを乳化重合させる方法および重合条件は、単量体Aを乳化重合させる方法および重合条件と同様であればよい。 The emulsion polymerization method and the polymerization conditions for the monomer component B may be the same as the emulsion polymerization method and the polymerization conditions for the monomer A.
以上のようにして単量体成分Bを乳化重合させることにより、外層を形成する重合体が内層の表面に形成されたエマルション粒子を得ることができる。なお、このエマルション粒子の外層の表面上には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、必要により、他の重合体からなる表面層がさらに形成されていてもよい。 By emulsion-polymerizing the monomer component B as described above, it is possible to obtain emulsion particles in which the polymer forming the outer layer is formed on the surface of the inner layer. If necessary, a surface layer made of another polymer may be further formed on the surface of the outer layer of the emulsion particles, as long as the object of the present invention is not impaired.
単量体成分Bを乳化重合させることによって得られる重合体は、架橋構造を有していてもよい。重合体の重量平均分子量は、被膜の耐透水性を向上させる観点から、好ましくは10万以上、より好ましくは30万以上、さらに好ましくは55万以上、特に好ましくは60万以上である。重合体の重量平均分子量の上限値は、架橋構造を有する場合、その重量平均分子量を測定することが困難なため、特に限定されないが、架橋構造を有しない場合には、造膜性を向上させる観点から、500万以下であることが好ましい。 The polymer obtained by emulsion-polymerizing the monomer component B may have a crosslinked structure. The weight average molecular weight of the polymer is preferably 100,000 or more, more preferably 300,000 or more, further preferably 550,000 or more, and particularly preferably 600,000 or more, from the viewpoint of improving the water resistance of the coating film. The upper limit of the weight average molecular weight of the polymer is not particularly limited because it is difficult to measure the weight average molecular weight when it has a crosslinked structure, but when it does not have a crosslinked structure, it improves the film-forming property. From the viewpoint, it is preferably 5 million or less.
内層を構成している重合体および外層を構成している重合体のうちのいずれか一方のガラス転移温度は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは30℃以上、より好ましくは35℃以上であり、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは180℃以下、より好ましくは150℃以下、さらに好ましくは110℃以下である。 The glass transition temperature of either the polymer that constitutes the inner layer or the polymer that constitutes the outer layer has a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and gloss and extensibility of the film. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for a coating that is generally excellent in weather resistance and long-term hydrophilicity, it is preferably 30° C. or higher, more preferably 35° C. or higher, and has excellent storage stability at high temperatures and From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating which is excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity, the temperature is preferably 180°C or lower, more preferably 150°C or lower, and further preferably 110°C or lower.
内層を構成している重合体および外層を構成している重合体のうちのいずれか一方のガラス転移温度は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは−70℃以上、より好ましくは−60℃以上であり、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは20℃以下、より好ましくは0℃以下、さらに好ましくは−10℃以下、さらに一層好ましくは−20℃以下である。 The glass transition temperature of either the polymer that constitutes the inner layer or the polymer that constitutes the outer layer has a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and gloss and extensibility of the film. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating that is excellent in weather resistance and long-term hydrophilicity, it is preferably -70°C or higher, more preferably -60°C or higher, and has a high gel fraction and high temperature. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating which is excellent in storage stability, and is generally excellent in coating gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity, preferably 20°C or lower, more preferably 0°C or lower, and It is preferably -10°C or lower, and more preferably -20°C or lower.
また、エマルション粒子全体のガラス転移温度は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは−5℃以上、より好ましくは0℃以上であり、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは40℃以下、より好ましくは30℃以下、さらに好ましくは20℃以下である。 Further, the glass transition temperature of the emulsion particles as a whole has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and is a coating aqueous resin composition having excellent overall gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining a product, it is preferably −5° C. or higher, more preferably 0° C. or higher, has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and has gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating. From the standpoint of obtaining a water-based resin composition for coating that is excellent overall, the temperature is preferably 40° C. or lower, more preferably 30° C. or lower, and further preferably 20° C. or lower.
なお、本明細書において、重合体のガラス転移温度は、当該重合体を構成する単量体成分に使用されている単量体の単独重合体のガラス転移温度を用いて、式(I):
1/Tg=Σ(Wm/Tgm)/100 (I)
〔式中、Wmは重合体を構成する単量体成分における単量体mの含有率(質量%)、Tgmは単量体mの単独重合体のガラス転移温度(絶対温度:K)を示す〕
で表されるフォックス(Fox)の式に基づいて求められた温度を意味する。
In the present specification, the glass transition temperature of the polymer is represented by the formula (I): by using the glass transition temperature of the homopolymer of the monomer used in the monomer component constituting the polymer.
1/Tg=Σ(Wm/Tgm)/100 (I)
[In the formula, Wm represents the content rate (mass %) of the monomer m in the monomer component constituting the polymer, and Tgm represents the glass transition temperature (absolute temperature: K) of the homopolymer of the monomer m. ]
It means the temperature determined based on the Fox equation.
本明細書においては、エマルション粒子を構成する重合体のガラス転移温度は、特に断りがない限り、式(I)に基づいて求められたガラス転移温度を意味する。例えば、多層構造を有するエマルション粒子を構成する重合体全体のガラス転移温度は、多段乳化重合の際に用いられたすべての単量体成分における各単量体の質量分率とこれに対応する単量体の単独重合体のガラス転移温度から求められたガラス転移温度を意味する。なお、特殊単量体、多官能単量体などのようにガラス転移温度が不明の単量体については、単量体成分における当該ガラス転移温度が不明の単量体の合計量が質量分率で10質量%以下である場合、ガラス転移温度が判明している単量体のみを用いてガラス転移温度が求められる。単量体成分におけるガラス転移温度が不明の単量体の合計量が質量分率で10質量%を超える場合には、重合体のガラス転移温度は、示差走査熱量分析(DSC)、示差熱量分析(DTA)、熱機械分析(TMA)などによって求められる。 In the present specification, the glass transition temperature of the polymer constituting the emulsion particles means the glass transition temperature determined based on the formula (I), unless otherwise specified. For example, the glass transition temperature of the entire polymer constituting the emulsion particles having a multilayer structure, the mass fraction of each monomer in all the monomer components used in the multi-stage emulsion polymerization and the corresponding single fraction. It means the glass transition temperature obtained from the glass transition temperature of a homopolymer of a monomer. Incidentally, for monomers whose glass transition temperature is unknown, such as special monomers and polyfunctional monomers, the total amount of monomers whose glass transition temperature is unknown in the monomer component is the mass fraction. In the case of 10% by mass or less, the glass transition temperature can be determined by using only the monomer whose glass transition temperature is known. When the total amount of monomers whose glass transition temperature in the monomer component is unknown exceeds 10 mass% in terms of mass fraction, the glass transition temperature of the polymer is measured by differential scanning calorimetry (DSC), differential calorimetric analysis. (DTA), thermomechanical analysis (TMA), etc.
重合体のガラス転移温度は、単量体成分の組成を調整することにより、容易に調節することができる。エマルション粒子を構成する重合体のガラス転移温度を考慮して、当該エマルション粒子を構成する重合体の原料として用いられる単量体成分の組成を決定することができる。 The glass transition temperature of the polymer can be easily adjusted by adjusting the composition of the monomer components. The composition of the monomer component used as the raw material of the polymer forming the emulsion particles can be determined in consideration of the glass transition temperature of the polymer forming the emulsion particles.
重合体のガラス転移温度は、例えば、2−エチルヘキシルアクリレートの単独重合体では−70℃、n−ブチルアクリレートの単独重合体では−56℃、n−ブチルメタクリレートの単独重合体では20℃、メチルメタクリレートの単独重合体では105℃、シクロヘキシルメタクリレートの単独重合体では83℃、tert−ブチルメタクリレートの単独重合体では107℃、スチレンの単独重合体では100℃、アクリル酸の単独重合体では95℃、メタクリル酸の単独重合体では130℃、2−ヒドロキシエチルメタクリレートの単独重合体では55℃、ダイアセトンアクリルアミドの単独重合体では77℃、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの単独重合体では70℃、4−メタクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジンの単独重合体では約130℃、グリセリンモノメタクリレートの単独重合体では55℃である。 The glass transition temperature of the polymer is, for example, −70° C. for a homopolymer of 2-ethylhexyl acrylate, −56° C. for a homopolymer of n-butyl acrylate, 20° C. for a homopolymer of n-butyl methacrylate, methyl methacrylate. Of the homopolymer of styrene, the homopolymer of cyclohexyl methacrylate is 83° C., the homopolymer of tert-butyl methacrylate is 107° C., the homopolymer of styrene is 100° C., the homopolymer of acrylic acid is 95° C. The acid homopolymer is 130° C., the 2-hydroxyethyl methacrylate homopolymer is 55° C., the diacetone acrylamide homopolymer is 77° C., and the γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane homopolymer is 70° C. -Methacryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine homopolymer is about 130°C and glycerin monomethacrylate homopolymer is 55°C.
なお、外層を構成している重合体の溶解パラメーター(以下、SP値ともいう)は、内層を構成している重合体のSP値よりも高いことが、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から好ましい。また、内層を構成している重合体のSP値と外層を構成している重合体のSP値の差(絶対値)は、エマルション粒子内で層分離構造を形成させる観点から、大きいことが好ましい。 The solubility parameter of the polymer constituting the outer layer (hereinafter, also referred to as SP value) is higher than the SP value of the polymer constituting the inner layer, which means that the gel fraction is high and the polymer is stored at high temperature. It is preferable from the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating which is excellent in stability, and has comprehensively excellent gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating. The difference (absolute value) between the SP value of the polymer forming the inner layer and the SP value of the polymer forming the outer layer is preferably large from the viewpoint of forming a layer separation structure in the emulsion particles. ..
なお、SP値は、ヒルデブラント(Hildebrand)によって導入された正則溶液論により定義される値であり、2成分系溶液の溶解度の目安にもなっている。一般に、SP値が近い物質同士は互いに混ざりやすい傾向がある。したがって、SP値は、溶質と溶媒との混ざりやすさを判断する目安にもなっている。 The SP value is a value defined by the regular solution theory introduced by Hildebrand, and is also a measure of the solubility of a binary solution. In general, substances having similar SP values tend to easily mix with each other. Therefore, the SP value is also a standard for determining the ease of mixing the solute and the solvent.
内層を構成している重合体と外層を構成している重合体との質量比(内層を構成している重合体/外層を構成している重合体)は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは10/90以上、より好ましくは15/85以上であり、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは60/40以下である。 The mass ratio of the polymer forming the inner layer and the polymer forming the outer layer (polymer forming the inner layer/polymer forming the outer layer) has a high gel fraction and is high at high temperature. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coatings which is excellent in storage stability, and has excellent overall film gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity, preferably 10/90 or more, more preferably 15/85. It is above, from the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating having a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and gloss of the coating, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity, which are comprehensively superior, Is 60/40 or less.
また、エマルション粒子における内層を構成している重合体と外層を構成している重合体との合計含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは40質量%以上であり、内層を構成している重合体と外層を構成している重合体との合計含有量が多いほど好ましく、その上限値は100質量%である。 Further, the total content of the polymer forming the inner layer and the polymer forming the outer layer in the emulsion particles has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and has gloss and extensibility of the film. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating that is excellent in weather resistance and long-term hydrophilicity, the content is preferably 40% by mass or more, and the polymer constituting the inner layer and the polymer constituting the outer layer. It is preferable that the total content of and is higher, and the upper limit value is 100% by mass.
エマルション粒子の平均粒子径は、エマルション粒子自体の機械的安定性を向上させる観点から、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上であり、被膜の耐水性を向上させる観点から、好ましくは300nm以下、より好ましくは200nm以下である。 The average particle size of the emulsion particles is preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more from the viewpoint of improving the mechanical stability of the emulsion particles themselves, and preferably 300 nm or less from the viewpoint of improving the water resistance of the coating. More preferably, it is 200 nm or less.
なお、本明細書において、エマルション粒子の平均粒子径は、動的光散乱法による粒度分布測定器〔パーティクル・サイジング・システムズ(Particle Sizing Systems)社製、商品名:NICOMP Model 380)を用いて測定された体積平均粒子径を意味する。 In addition, in this specification, the average particle diameter of emulsion particles is measured using a particle size distribution measuring device [Particle Sizing Systems (manufactured by Particle Sizing Systems), product name: NICOMP Model 380) by a dynamic light scattering method. It means the volume average particle diameter.
樹脂エマルションにおける不揮発分量は、生産性を向上させる観点から、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上であり、取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。 The nonvolatile content in the resin emulsion is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more from the viewpoint of improving productivity, and preferably 70% by mass or less, more preferably from the viewpoint of improving handleability. It is 60 mass% or less.
なお、樹脂エマルションにおける不揮発分量は、樹脂エマルション1gを秤量し、熱風乾燥機で110℃の温度で1時間乾燥させ、得られた残渣を不揮発分とし、式:
〔樹脂エマルションにおける不揮発分量(質量%)〕
=(〔残渣の質量〕÷〔樹脂エマルション1g〕)×100
に基づいて求められた値を意味する。
The nonvolatile content in the resin emulsion was calculated by weighing 1 g of the resin emulsion and drying it with a hot air dryer at a temperature of 110° C. for 1 hour, and the resulting residue was used as the nonvolatile content.
[Nonvolatile content (mass %) in resin emulsion]
= ([Mass of residue]/[resin emulsion 1 g]) x 100
Means the value obtained based on.
また、樹脂エマルションの最低造膜温度は、造膜性を向上させる観点から、好ましくは10℃以下、より好ましくは0℃以下である。本発明の樹脂エマルションの最低造膜温度は、例えば、エマルション粒子全体のガラス転移温度や外層のガラス転移温度を調節することによって調整することができる。 The minimum film-forming temperature of the resin emulsion is preferably 10°C or lower, more preferably 0°C or lower, from the viewpoint of improving the film-forming property. The minimum film forming temperature of the resin emulsion of the present invention can be adjusted, for example, by adjusting the glass transition temperature of the entire emulsion particles or the glass transition temperature of the outer layer.
なお、本明細書において、樹脂エマルションの最低造膜温度は、熱勾配試験機の上に置いたガラス板上に樹脂エマルションを厚さが0.2mmとなるようにアプリケーターで塗工し、クラックが生じたときの温度を意味する。 In the present specification, the minimum film-forming temperature of the resin emulsion is determined by applying the resin emulsion on a glass plate placed on a thermal gradient tester with an applicator so that the thickness becomes 0.2 mm, and cracking It means the temperature at which it occurs.
以上のようにして得られるエマルション粒子を水性樹脂組成物に用いることにより、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた被膜を形成することができる。 By using the emulsion particles obtained as described above in the aqueous resin composition, the gel fraction is high, the storage stability at high temperature is excellent, and the gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating are comprehensive. An excellent coating can be formed.
本発明において、水溶性ポリマーの原料として用いられる単量体成分(以下、単量体成分Cという)には、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、カルボニル基含有単量体を含有することが好ましい。 In the present invention, the monomer component (hereinafter referred to as monomer component C) used as a raw material of the water-soluble polymer has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and has gloss and extensibility of the coating film. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating that is excellent in weather resistance and long-term hydrophilicity, it is preferable to contain a carbonyl group-containing monomer.
このように、前記エマルション粒子とともに水溶性ポリマーが用いられているので、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得ることができる。 As described above, since the water-soluble polymer is used together with the emulsion particles, the gel fraction is high, the storage stability at high temperature is excellent, and the gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating are comprehensively obtained. An excellent aqueous resin composition for paint can be obtained.
カルボニル基含有単量体のなかでは、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、アクリロレイン、メタクロレイン、ホウミルスチロール、ビニルエチルケトン、アクリルオキシアルキルプロペナール、メタクリルオキシアルキルプロペナール、アセトニルアクリレート、アセトニルメタクリレート、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミドおよびダイアセトンメタクリルアミドが好ましく、アクリロレイン、メタクロレイン、ホウミルスチロール、アセトニルアクリレート、アセトニルメタクリレート、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミドおよびダイアセトンメタクリルアミドがより好ましく、アクリロレイン、メタクロレイン、アセトニルアクリレート、アセトニルメタクリレート、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミドおよびダイアセトンメタクリルアミドがさらに好ましく、ダイアセトンアクリレート、ダイアセトンメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミドおよびダイアセトンメタクリルアミドがさらに一層好ましい。 Among the carbonyl group-containing monomers, an aqueous resin composition for coatings having a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and comprehensively excellent film gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining acryloline, methacrolein, horomylstyrene, vinyl ethyl ketone, acryloxyalkylpropenal, methacryloxyalkylpropenal, acetonyl acrylate, acetonyl methacrylate, diacetone acrylate, diacetone methacrylate, diacetone acrylamide. And diacetone methacrylamide are preferred, acrylolein, methacrolein, homyl styrene, acetonyl acrylate, acetonyl methacrylate, diacetone acrylate, diacetone methacrylate, diacetone acrylamide and diacetone methacrylamide are more preferred, and acrylolein, methacrolein. Rhein, acetonyl acrylate, acetonyl methacrylate, diacetone acrylate, diacetone methacrylate, diacetone acrylamide and diacetone methacrylamide are more preferable, and diacetone acrylate, diacetone methacrylate, diacetone acrylamide and diacetone methacrylamide are even more preferable. ..
単量体成分Cにおけるカルボニル基含有単量体の含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上であり、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下である。 The content of the carbonyl group-containing monomer in the monomer component C is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, and comprehensively excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coatings, the content is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and further preferably 3% by mass or more, and the gel fraction is high and the storage stability at high temperature is high. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating which is excellent in terms of coating gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity, it is preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and further preferably It is 20 mass% or less.
単量体成分Cにおけるカルボニル基含有単量体以外の単量体には、水溶性ポリマーを与える単量体が用いられる。水溶性ポリマーを与える単量体として、水溶性モノマーを用いることができる。 As the monomer other than the carbonyl group-containing monomer in the monomer component C, a monomer that gives a water-soluble polymer is used. A water-soluble monomer can be used as a monomer that gives a water-soluble polymer.
水溶性モノマーとしては、例えば、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの水溶性モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。水溶性モノマーのなかでは、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、N−ビニルピロリドンおよびN−ビニルカプロラクタムが好ましく、N−ビニルピロリドンがより好ましい。 Examples of the water-soluble monomer include N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, (meth)acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like, but the present invention is limited to these examples. is not. These water-soluble monomers may be used alone or in combination of two or more. Among the water-soluble monomers, from the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating, which has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and is excellent in coating gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. Therefore, N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam are preferable, and N-vinylpyrrolidone is more preferable.
単量体成分Cにおける水溶性モノマーの含有率は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは70質量%以上、より好ましくは75質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上であり、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、99質量%以下、好ましくは98質量%以下、より好ましくは97質量%以下である。 The content of the water-soluble monomer in the monomer component C is high for gel content, excellent in storage stability at high temperature, and for coatings that have excellent overall gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining an aqueous resin composition, it is preferably 70% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, further preferably 80% by mass or more, a high gel fraction, excellent storage stability at high temperature, and a film. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coating which is excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity, it is 99% by mass or less, preferably 98% by mass or less, and more preferably 97% by mass or less. ..
なお、単量体成分Cには、本発明の目的を阻害しない範囲内で、他のモノマーCが含まれていてもよい。他のモノマーCとしては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、脂環構造を有する単量体、水酸基含有(メタ)アクリレート、芳香族系単量体、ケイ素原子含有単量体、フッ素原子含有単量体、窒素原子含有単量体、エポキシ基含有単量体、紫外線吸収性単量体、紫外線安定性単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。単量体成分Cにおける他のモノマーCの含有率は、当該他のモノマーの種類などによって異なることから一概には決定することができないが、水溶性ポリマーの水溶性を維持する観点から、通常、10質量%以下であることが好ましい。 In addition, the monomer component C may contain another monomer C within a range that does not impair the object of the present invention. Examples of the other monomer C include, for example, alkyl (meth)acrylate, alicyclic structure-containing monomer, hydroxyl group-containing (meth)acrylate, aromatic monomer, silicon atom-containing monomer, and fluorine atom-containing monomer. Body, nitrogen atom-containing monomer, epoxy group-containing monomer, UV absorbing monomer, UV stable monomer and the like, but the present invention is not limited to these examples. The content of the other monomer C in the monomer component C cannot be unconditionally determined because it varies depending on the type of the other monomer, but from the viewpoint of maintaining the water solubility of the water-soluble polymer, it is usually It is preferably 10% by mass or less.
水溶性ポリマーは、カルボニル基含有単量体と水溶性モノマーと必要により他のモノマーCとのランダムコポリマーであってもよく、ブロックコポリマーであってもよく、あるいはグラフトコポリマーであってもよい。これらのなかでは、水溶性ポリマーは、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、グラフトコポリマーであることが好ましい。 The water-soluble polymer may be a random copolymer of a carbonyl group-containing monomer, a water-soluble monomer and optionally another monomer C, a block copolymer, or a graft copolymer. Among these, the water-soluble polymer is a water-based resin composition for coatings having a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and comprehensively excellent film gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining
水溶性ポリマーは、例えば、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、沈殿重合法などの重合方法によって調製することができる。これらの重合方法のなかでは、溶液重合法が好ましく、溶媒として水を用いた溶液重合法がより好ましい。 The water-soluble polymer can be prepared by a polymerization method such as a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method or a precipitation polymerization method. Among these polymerization methods, the solution polymerization method is preferable, and the solution polymerization method using water as a solvent is more preferable.
水溶性ポリマーを溶液重合法によって調製する場合、溶媒が用いられる。溶媒としては、例えば、水、アルコール、エーテル、ケトン、エステル、アミド、スルホキシド、炭化水素化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。好適な溶媒としては、例えば、水、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、tert−ブチルアルコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、トルエン、酢酸エチルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 A solvent is used when the water-soluble polymer is prepared by the solution polymerization method. Examples of the solvent include water, alcohols, ethers, ketones, esters, amides, sulfoxides, hydrocarbon compounds, and the like, but the present invention is not limited to these examples. Suitable solvents include, for example, water, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, tert-butyl alcohol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1 , 3-dioxolane, toluene, ethyl acetate and the like, but the present invention is not limited to these examples. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
なお、前記溶媒には、必要により、有機アミン化合物、アンモニア、アルカリ金属水酸化物などが適量で含まれていてもよい。 If necessary, the solvent may contain an appropriate amount of an organic amine compound, ammonia, an alkali metal hydroxide and the like.
水溶性ポリマーを調製する際の重合温度は、特に限定されないが、通常、好ましくは0〜100℃、より好ましくは50〜80℃である。また、重合反応の際の圧力は、常圧であってもよく、減圧であってもよく、あるいは加圧であってもよい。重合反応の際の雰囲気は、窒素ガス、アルゴンガス、二酸化炭素ガスなどの不活性ガスであることが好ましい。 The polymerization temperature for preparing the water-soluble polymer is not particularly limited, but is usually preferably 0 to 100°C, and more preferably 50 to 80°C. The pressure during the polymerization reaction may be normal pressure, reduced pressure, or increased pressure. The atmosphere during the polymerization reaction is preferably an inert gas such as nitrogen gas, argon gas or carbon dioxide gas.
単量体成分Cを重合させることによって水溶性ポリマーを調製する場合、および水溶性モノマーを含有する幹ポリマー用単量体成分を重合させた後、得られた幹ポリマーに単量体成分Cをグラフト共重合させることによって水溶性ポリマーを調製する場合のいずれの場合においても、重合の際に重合開始剤を用いることができる。 When the water-soluble polymer is prepared by polymerizing the monomer component C, and after the monomer component for a trunk polymer containing the water-soluble monomer is polymerized, the monomer component C is added to the obtained trunk polymer. In any case of preparing the water-soluble polymer by graft copolymerization, a polymerization initiator can be used during the polymerization.
重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;過酸化水素;メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド;tert−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド;ジtert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(tert−ブチルパーオキシ)p−ジイソプロピルヘキシンなどのジアルキルパーオキサイド;tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、ジtert−ブチルパーオキシイソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートなどのパーオキシエステル;n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルパーオキシ)バレエート、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ブタンなどのパーオキシケタール;ジベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイドなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。重合に供させる単量体成分100質量部あたりの重合開始剤の量は、特に限定されないが、通常、0.01〜10質量部程度であることが好ましい。なお、重合開始剤は、重合反応の開始時に一括で仕込んでもよく、重合反応中に逐次添加してもよい。 Examples of the polymerization initiator include persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate and potassium persulfate; hydrogen peroxide; ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide; tert-butyl hydroperoxide, cumene hydro Hydroper such as peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide Oxide; Ditert-butyl peroxide, tert-butyl cumyl peroxide, dicumyl peroxide, dialkyl peroxide such as α,α′-bis(tert-butylperoxy)p-diisopropylhexyne; tert-butylperoxy Acetate, tert-butylperoxylaurate, tert-butylperoxybenzoate, ditert-butylperoxyisophthalate, 2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexane, tert-butylperoxyisopropyl Peroxyesters such as carbonates; peroxyketals such as n-butyl-4,4-bis(tert-butylperoxy)valeate and 2,2-bis(tert-butylperoxy)butane; such as dibenzoyl peroxide Examples thereof include diacyl peroxide, but the present invention is not limited to such examples. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more kinds. The amount of the polymerization initiator per 100 parts by mass of the monomer component used for the polymerization is not particularly limited, but it is usually preferably 0.01 to 10 parts by mass. The polymerization initiator may be charged all at once at the start of the polymerization reaction, or may be added sequentially during the polymerization reaction.
前記重合開始剤は、適量の還元剤と併用することができる。還元剤としては、例えば、鉄(II)塩、亜ジチオン酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム、アスコルビン酸などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 The polymerization initiator may be used in combination with an appropriate amount of reducing agent. Examples of the reducing agent include iron(II) salts, sodium dithionite, sodium hydrogen sulfite, sodium sulfite, sodium thiosulfate, sodium formaldehyde sulfoxylate, and ascorbic acid, but the present invention is only such examples. It is not limited to.
以上のようにして単量体成分Cを重合させるか、または水溶性モノマーを含有する幹ポリマー用単量体成分を重合させた後、得られた幹ポリマーに単量体成分Cをグラフト共重合させることにより、水溶性ポリマーを調製することができる。 The monomer component C is polymerized as described above, or the monomer component for a trunk polymer containing a water-soluble monomer is polymerized, and then the monomer component C is graft-copolymerized on the obtained trunk polymer. By doing so, a water-soluble polymer can be prepared.
水溶性ポリマーの重量平均分子量は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、1000以上、より好ましくは3000以上、さらに好ましくは5000以上であり、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、5万以下、好ましくは4万以下、さらに好ましくは3万以下である。 The water-soluble polymer has a high weight-average molecular weight, a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and a coating aqueous resin composition that is excellent in overall gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining, it is 1000 or more, more preferably 3000 or more, and further preferably 5000 or more, and has a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and excellent gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining a comprehensively excellent water-based resin composition for coatings, it is 50,000 or less, preferably 40,000 or less, more preferably 30,000 or less.
エマルション粒子と水溶性ポリマーとの質量比〔エマルション粒子/水溶性ポリマー(不揮発分量)〕は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは60/40〜99/1であり、より好ましくは70/30〜99/1であり、さらに好ましくは75/25〜99/1であり、さらに一層好ましくは80/20〜98/2であり、特に好ましくは90/10〜97/3である。 The mass ratio of emulsion particles to water-soluble polymer [emulsion particles/water-soluble polymer (nonvolatile content)] is high in gel fraction, excellent in storage stability at high temperature, gloss of film, extensibility, weather resistance and long-term From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coatings having excellent overall hydrophilicity, it is preferably 60/40 to 99/1, more preferably 70/30 to 99/1, and further preferably 75/25. To 99/1, more preferably 80/20 to 98/2, and particularly preferably 90/10 to 97/3.
なお、本発明の塗料用水性樹脂組成物には、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、架橋剤が含有される。 The aqueous resin composition for paints of the present invention has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and is excellent in coating gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining the aqueous resin composition, a crosslinking agent is contained.
架橋剤として、オキサゾリン系架橋剤、ヒドラジン系架橋剤、ブロックイソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤およびカルボジイミド系架橋剤からなる群より選ばれた2種類以上の架橋剤が用いられる。 As the cross-linking agent, two or more kinds of cross-linking agents selected from the group consisting of an oxazoline-based cross-linking agent, a hydrazine-based cross-linking agent, a blocked isocyanate-based cross-linking agent, an aziridine-based cross-linking agent and a carbodiimide-based cross-linking agent are used.
オキサゾリン系架橋剤としては、例えば、2,2’−ビス(2−オキサゾリン)、1,2−ビス(2−オキサゾリン−2−イル)エタン、1,4−ビス(2−オキサゾリン−2−イル)ブタン、1,8−ビス(2−オキサゾリン−2−イル)ブタン、1,4−ビス(2−オキサゾリン−2−イル)シクロヘキサン、1,2−ビス(2−オキサゾリン−2−イル)ベンゼン、1,3−ビス(2−オキサゾリン−2−イル)ベンゼン、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのオキサゾリン系架橋剤は、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。 Examples of the oxazoline-based crosslinking agent include 2,2′-bis(2-oxazoline), 1,2-bis(2-oxazolin-2-yl)ethane, and 1,4-bis(2-oxazolin-2-yl). ) Butane, 1,8-bis(2-oxazolin-2-yl)butane, 1,4-bis(2-oxazolin-2-yl)cyclohexane, 1,2-bis(2-oxazolin-2-yl)benzene , 1,3-bis(2-oxazolin-2-yl)benzene, 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2 -Isopropenyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline and the like can be mentioned, but the present invention is limited only to such examples. Not a thing. These oxazoline crosslinking agents may be used alone or in combination.
オキサゾリン系架橋剤は、商業的に容易に入手することができるものであり、その例として、エポクロス(登録商標)WS−300、エポクロス(登録商標)WS−500、エポクロス(登録商標)WS−700、エポクロス(登録商標)K−2010E、エポクロス(登録商標)K−2020E、エポクロス(登録商標)K−2030Eなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 The oxazoline-based cross-linking agent is commercially available, and examples thereof include Epocros (registered trademark) WS-300, Epocros (registered trademark) WS-500, and Epocros (registered trademark) WS-700. , Epocros (registered trademark) K-2010E, Epocros (registered trademark) K-2020E, Epocros (registered trademark) K-2030E, and the like, but the present invention is not limited thereto.
ヒドラジン系架橋剤としては、例えば、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジドなどの炭素数2〜10のジカルボン酸ジヒドラジド、エチレン−1,2−ジヒドラジン、プロピレン−1,3−ジヒドラジン、ブチレン−1,4−ジヒドラジンなどの炭素数2〜4の脂肪族水溶性ジヒドラジンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのヒドラジン系架橋剤は、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。これらのヒドラジン系架橋剤のなかではゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジドなどの炭素数4〜6のジカルボン酸ジヒドラジドが好ましい。 Examples of the hydrazine-based crosslinking agent include oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, and itaconic acid dihydrazide. And aliphatic water-soluble dihydrazine having 2 to 4 carbon atoms such as dicarboxylic acid dihydrazide of 10, ethylene-1,2-dihydrazine, propylene-1,3-dihydrazine and butylene-1,4-dihydrazine. However, the present invention is not limited to such examples. These hydrazine-based crosslinking agents may be used alone or in combination. Among these hydrazine-based cross-linking agents, high gel fraction, excellent storage stability at high temperature, gloss of coating, elongation, weather resistance and long-term hydrophilic aqueous resin composition for coatings From the viewpoint of obtaining, dicarboxylic acid dihydrazide having 4 to 6 carbon atoms such as adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, itaconic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide and glutaric acid dihydrazide is preferable.
ブロックイソシアネート系架橋剤としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどのイソシアネート化合物が有するイソシアネート基をブロックしたものである。イソシアネート基のブロック剤としては、例えば、マロン酸ジエチル、マロン酸ジメチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチルなどの活性メチレン化合物、シクロヘキサノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム、アセトキシムなどのオキシム化合物、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタム化合物、アニリン、ジフェニルアミン、エチレンイミン、ポリエチレンイミンなどのアミン化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 The blocked isocyanate cross-linking agent is, for example, one obtained by blocking an isocyanate group contained in an isocyanate compound such as hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate. Examples of the isocyanate group blocking agent include active methylene compounds such as diethyl malonate, dimethyl malonate, ethyl acetoacetate and methyl acetoacetate, oxime compounds such as cyclohexanone oxime, benzophenone oxime and acetoxime, ε-caprolactam, γ-butyrolactam. Examples thereof include lactam compounds such as aniline, diphenylamine, ethyleneimine, polyethyleneimine, and the like, but the present invention is not limited to these examples.
ブロックイソシアネートは、商業的に容易に入手することができるものであり、その例として、昭和電工(株)製、商品名:カレンズMOI−BMなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Blocked isocyanates are commercially available, and examples thereof include Showa Denko KK and trade name: Karenz MOI-BM. However, the present invention is limited to such examples. It is not limited.
アジリジン系架橋剤としては、例えば、N,N’−トルエン−2,4−ビス(1−アジリジンカルボキサイド)、N,N’−ジフェニルメタン−4,4’−ビス(1−アジリジンカルボキサイド)、N,N’−ヘキサメチレン−1,6−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)、トリエチレンメラミン、ビスイソプロタロイル−1−(2−メチルアジリジン)、トリ−1−アジリジニルホスフィンオキサイド、テトラメチロールメタン−トリβ−アジリジニルプロピオネート、トリメチロールプロパン−トリβ−アジリジニルプロピオネートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the aziridine crosslinking agent include N,N'-toluene-2,4-bis(1-aziridinecarboxide), N,N'-diphenylmethane-4,4'-bis(1-aziridinecarboxide), N,N′-hexamethylene-1,6-bis(1-aziridinecarboxamide), triethylenemelamine, bisisoprotaroyl-1-(2-methylaziridine), tri-1-aziridinylphosphine oxide, tetra Examples thereof include methylolmethane-triβ-aziridinylpropionate and trimethylolpropane-triβ-aziridinylpropionate, but the present invention is not limited to these examples.
アジリジン系架橋剤は、商業的に容易に入手することができるものであり、その例として、(株)日本触媒製、商品名:ケミタイトPZ−33などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 The aziridine-based cross-linking agent is one that can be easily obtained commercially, and examples thereof include Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Chemitite PZ-33, and the like. It is not limited to only.
カルボジイミド系架橋剤としては、例えば、カルボジイミド基(−N=C=N−)を有するポリマーなどが挙げられる。 Examples of the carbodiimide-based crosslinking agent include polymers having a carbodiimide group (-N=C=N-).
カルボジイミド系架橋剤は、商業的に容易に入手することができるものであり、その例として、日清紡ケミカル(株)製、商品名:カルボジライトV−02などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 The carbodiimide-based cross-linking agent can be easily obtained commercially, and examples thereof include Nisshinbo Chemical Co., Ltd., trade name: carbodilite V-02, and the like. It is not limited to only.
好適な架橋剤の組合せとしては、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、オキサゾリン系架橋剤とヒドラジン系架橋剤との組合せ、カルボジイミド系架橋剤とヒドラジン系架橋剤との組合せ、アジリジン系架橋剤とヒドラジン系架橋剤との組合せなどが挙げられる。これらのなかでは、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、オキサゾリン系架橋剤とヒドラジン系架橋剤との組合せが好ましい。オキサゾリン系架橋剤とヒドラジン系架橋剤とを併用する場合、オキサゾリン系架橋剤とヒドラジン系架橋剤との質量比(オキサゾリン系架橋剤/ヒドラジン系架橋剤)は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは30/70〜70/30、より好ましくは40/60〜60/40である。 As a suitable combination of the cross-linking agent, an aqueous resin composition for coating having a high gel fraction, excellent storage stability at high temperature, and comprehensively excellent film gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity. From the viewpoint of obtaining, a combination of an oxazoline-based crosslinking agent and a hydrazine-based crosslinking agent, a combination of a carbodiimide-based crosslinking agent and a hydrazine-based crosslinking agent, a combination of an aziridine-based crosslinking agent and a hydrazine-based crosslinking agent, and the like can be mentioned. Among these, high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, gloss of the coating, elongation, from the viewpoint of obtaining a coating aqueous resin composition excellent in weather resistance and long-term hydrophilicity, A combination of an oxazoline-based crosslinking agent and a hydrazine-based crosslinking agent is preferable. When the oxazoline-based cross-linking agent and the hydrazine-based cross-linking agent are used in combination, the mass ratio of the oxazoline-based cross-linking agent and the hydrazine-based cross-linking agent (oxazoline-based cross-linking agent/hydrazine-based cross-linking agent) is high, and the gel fraction is high. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for a coating which is excellent in storage stability and is comprehensively excellent in gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating, preferably 30/70 to 70/30, more preferably 40. /60 to 60/40.
エマルション粒子および水溶性樹脂と架橋剤との質量比〔エマルション粒子および水溶性樹脂/架橋剤(不揮発分量)〕は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れた塗料用水性樹脂組成物を得る観点から、好ましくは80/20〜99.9/0.1、より好ましくは90/10〜99.7/0.3、さらに好ましくは92/8〜99.5/0.5、さらに一層好ましくは94/6〜99.3/0.7である。 The mass ratio of emulsion particles and water-soluble resin to crosslinking agent [emulsion particles and water-soluble resin/crosslinking agent (nonvolatile content)] has a high gel fraction, excellent storage stability at high temperatures, and gloss and elongation of the film. From the viewpoint of obtaining a water-based resin composition for coatings which is excellent in overall durability, weather resistance and long-term hydrophilicity, it is preferably 80/20 to 99.9/0.1, more preferably 90/10 to 99.7/. 0.3, more preferably 92/8 to 99.5/0.5, and even more preferably 94/6 to 99.3/0.7.
本発明の塗料用水性樹脂組成物は、エマルション粒子と水溶性ポリマーと架橋剤を適量で混合することによって容易に調製することができる。エマルション粒子は、通常、当該エマルション粒子を調製したときに得られる樹脂エマルションの状態で用いることができる。 The aqueous resin composition for coating material of the present invention can be easily prepared by mixing emulsion particles, a water-soluble polymer and a crosslinking agent in appropriate amounts. The emulsion particles can be usually used in the state of a resin emulsion obtained when the emulsion particles are prepared.
また、本発明の塗料用水性樹脂組成物には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、例えば、成膜助剤、消泡剤、pH緩衝剤、キレート剤、顔料、染料、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、充填剤、レベリング剤、分散剤、増粘剤、湿潤剤、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、艶消剤、凍結防止剤、コロイダルシリカなどの添加剤が適量で含まれていてもよい。 Further, the aqueous resin composition for coating material of the present invention includes, for example, a film forming aid, a defoaming agent, a pH buffering agent, a chelating agent, a pigment, a dye, an ultraviolet absorber within a range that does not impair the object of the present invention. , UV stabilizers, fillers, leveling agents, dispersants, thickeners, wetting agents, plasticizers, stabilizers, antioxidants, matting agents, antifreezing agents, colloidal silica and other additives are contained in appropriate amounts. May be
本発明の塗料用水性樹脂組成物における不揮発分量は、生産性を向上させる観点から、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上であり、取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。本発明の塗料用水性樹脂組成物における不揮発分量は、例えば、本発明の塗料用水性樹脂組成物における含水量を調整することによって調節することができる。 The nonvolatile content of the aqueous resin composition for coating material of the present invention is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more from the viewpoint of improving productivity, and preferably 70% from the viewpoint of improving handleability. It is not more than 60% by mass, more preferably not more than 60% by mass. The non-volatile content in the aqueous resin composition for paints of the present invention can be adjusted, for example, by adjusting the water content in the aqueous resin composition for paints of the present invention.
なお、本明細書において、水性樹脂組成物における不揮発分量は、水性樹脂組成物1gを秤量し、熱風乾燥機で110℃の温度で1時間乾燥させ、得られた残渣を不揮発分とし、式:
〔水性樹脂組成物における不揮発分量(質量%)〕
=(〔残渣の質量〕÷〔水性樹脂組成物1g〕)×100
に基づいて求められた値を意味する。
In the present specification, the nonvolatile content in the aqueous resin composition is calculated by weighing 1 g of the aqueous resin composition and drying it with a hot air dryer at a temperature of 110° C. for 1 hour, and the obtained residue is used as a nonvolatile content, and the formula:
[Nonvolatile Content (Amount%) in Aqueous Resin Composition]
=([mass of residue]/[aqueous resin composition 1 g])*100
Means the value obtained based on.
本発明の塗料用水性樹脂組成物は、そのままの状態で、または前記添加剤を添加することにより、例えば、光沢塗料などとして用いることができる。 The aqueous resin composition for paints of the present invention can be used as it is or by adding the above-mentioned additives, for example, as a gloss paint.
本発明の塗料用水性樹脂組成物は、例えば、金属、ガラス、磁器、コンクリート、サイディングボード、樹脂などの素材からなる基材の表面仕上げに好適に使用することができる。本発明の塗料用水性樹脂組成物は、なかでも建築物の外装および窯業系建材のトップコートに好適に使用することができる。 The aqueous resin composition for coating material of the present invention can be suitably used for surface finishing of a base material made of a material such as metal, glass, porcelain, concrete, siding board, and resin. The aqueous resin composition for coating material of the present invention can be suitably used for the exterior of buildings and the top coat of ceramic building materials, among others.
窯業系建材としては、例えば、瓦、外壁材などが挙げられる。窯業系建材は、無機質硬化体の原料となる水硬性膠着材に無機充填剤、繊維質材料などを添加し、得られた混合物を成形し、得られた成形体を養生し、硬化させることによって得られる。建築物の外装を構成する無機質建材としては、例えば、フレキシブルボード、珪酸カルシウム板、石膏スラグパーライト板、木片セメント板、プレキャストコンクリート板、ALC板、石膏ボードなどが挙げられる。 Examples of ceramic-based building materials include roof tiles and outer wall materials. Ceramic-based building materials are made by adding inorganic fillers, fibrous materials, etc. to a hydraulic glue that is a raw material for an inorganic cured product, molding the resulting mixture, curing the resulting molded product, and curing it. can get. Examples of the inorganic building material that constitutes the exterior of the building include flexible boards, calcium silicate boards, gypsum slag perlite boards, wood chip cement boards, precast concrete boards, ALC boards, and gypsum boards.
このような建材の表面には、通常、所望の意匠を付与するために、上塗り剤(水性塗料)が塗布されている。本発明の塗料用水性樹脂組成物は、この上塗り剤(水性塗料)に好適に使用することができる。 The surface of such a building material is usually coated with an overcoating agent (water-based paint) in order to impart a desired design. The aqueous resin composition for paints of the present invention can be suitably used for this topcoat (water-based paint).
なお、本発明の塗料用水性樹脂組成物には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、他の樹脂成分およびエマルション粒子が含まれていてもよい。 In addition, the aqueous resin composition for coating material of the present invention may contain other resin components and emulsion particles as long as the object of the present invention is not impaired.
本発明の塗料用水性樹脂組成物および当該塗料用水性樹脂組成物を含有する光沢塗料は、それ単独で1層で塗工してもよく、2層以上に重ね塗りすることによって塗工してもよい。2層以上に重ね塗りすることによって塗工する場合、その一部の層のみが本発明の塗料用水性樹脂組成物によって形成されてもよく、全部の層が本発明の塗料用水性樹脂組成物で形成されてもよい。重ね塗りは、例えば、プライマー処理やシーラー処理などを施した被塗物に、第1層(例えば、下塗り層)用塗料を塗布して乾燥させた後、第2層(例えば、上塗り層)用塗料を上塗りし、乾燥させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる方法によって限定されるものではない。塗料を塗布する際には、例えば、スプレー、ローラー、ハケ、コテなどを用いることができる。 The water-based resin composition for paints of the present invention and the gloss paint containing the water-based resin composition for paints may be applied as a single layer, or may be applied by coating two or more layers. Good. In the case of coating by coating two or more layers, only a part of the layers may be formed by the aqueous resin composition for coating of the present invention, and all layers may be formed by the aqueous resin composition for coating of the present invention. May be formed of. Overcoating can be performed, for example, by applying the coating material for the first layer (for example, undercoat layer) to an object that has been subjected to primer treatment, sealer treatment, etc. and drying it, and then for the second layer (for example, topcoat layer). Examples include a method of overcoating with a coating material and drying, but the present invention is not limited to such a method. When applying the paint, for example, a spray, a roller, a brush, or a trowel can be used.
以上のようにして得られる本発明の塗料用水性樹脂組成物は、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れていることから、例えば、建築物の外装や窯業系建材などの表面に塗装されるトップコートと呼ばれている上塗り剤(水性光沢塗料)に好適に使用することができる。 The aqueous resin composition for coatings of the present invention obtained as described above has a high gel fraction, is excellent in storage stability at high temperatures, and has gloss of the film, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity comprehensively. Since it is excellent, it can be suitably used, for example, as a topcoat (water-based gloss coating) called a topcoat that is applied to the exterior of buildings or the surface of ceramic building materials.
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、「部」は「質量部」を意味する。 Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, "part" means "part by mass".
製造例A1
滴下ロート、攪拌機、窒素導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水582部を仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水163部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10〕の25%水溶液80部、2−エチルヘキシルアクリレート53部、シクロヘキシルメタクリレート240部、スチレン90部、ヒドロキシエチルメタクリレート5部、tert−ブチルメタクリレート17部、メチルメタクリレート85部およびブチルアクリレート10部からなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうちの74部のプレエマルションをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸カリウム水溶液10部をフラスコ内に添加することにより、重合反応を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸カリウム水溶液10部と亜硫酸水素ナトリウムの2.5%水溶液20部を120分間にわたり均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、80℃で60分間フラスコの内容物を維持し、25%アンモニア水5部を添加した。
Production Example A1
582 parts of deionized water was charged into a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen introduction tube, a thermometer and a reflux condenser. To the dropping funnel, 163 parts of deionized water, 80 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA, trade name: ADEKA rear soap SR-10], 53 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 240 parts of cyclohexyl methacrylate, 90 parts of styrene, A first-stage dropping pre-emulsion consisting of 5 parts of hydroxyethyl methacrylate, 17 parts of tert-butyl methacrylate, 85 parts of methyl methacrylate and 10 parts of butyl acrylate was prepared, and 74 parts of the pre-emulsion was added to the flask and gently added. The temperature was raised to 80° C. while blowing nitrogen gas into the flask, and 10 parts of a 5% potassium persulfate aqueous solution was added to the flask to start the polymerization reaction. Then, the rest of the dropping pre-emulsion, 10 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate and 20 parts of a 2.5% aqueous solution of sodium hydrogen sulfite were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the contents of the flask were maintained at 80° C. for 60 minutes, and 5 parts of 25% aqueous ammonia was added.
次に、脱イオン水163部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10〕の25%水溶液80部、2−エチルヘキシルアクリレート140部、ブチルアクリレート180部、シクロヘキシルメタクリレート140部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン10部、ヒドロキシエチルメタクリレート5部、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジルメタクリレート10部、グリセリンモノメタクリレート10部およびダイアセトンアクリルアミド5部からなる2段目滴下用プレエマルションと5%過硫酸カリウム水溶液10部と亜硫酸水素ナトリウムの2.5%水溶液10部を120分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、80℃で60分間フラスコの内容物を維持し、25%アンモニア水を添加し、pHを9に調整することにより、重合反応を終了した。 Next, 163 parts of deionized water, 80 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA, trade name: ADEKA REASORP SR-10], 2-ethylhexyl acrylate 140 parts, butyl acrylate 180 parts, cyclohexyl methacrylate 140 parts. , Γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane 10 parts, hydroxyethyl methacrylate 5 parts, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl methacrylate 10 parts, glycerin monomethacrylate 10 parts and diacetone acrylamide 5 parts The pre-emulsion for eye-dropping, 10 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate and 10 parts of a 2.5% aqueous solution of sodium hydrogen sulfite were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the content of the flask was maintained at 80° C. for 60 minutes, 25% aqueous ammonia was added, and the pH was adjusted to 9 to terminate the polymerization reaction.
得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュ(JISメッシュ、以下同じ)の金網で濾過することにより、不揮発分含量が49質量%である水性樹脂分散体を得られた。得られた水性樹脂分散体に含まれるエマルション粒子は、平均粒子径が150nmの2層構造を有し、内層のガラス転移温度は59℃、外層のガラス転移温度は−27℃であり、エマルション粒子全体のガラス転移温度は10℃であった。 The obtained reaction liquid was cooled to room temperature and then filtered through a 300-mesh (JIS mesh, the same applies hereinafter) wire mesh to obtain an aqueous resin dispersion having a nonvolatile content of 49 mass %. The emulsion particles contained in the obtained aqueous resin dispersion have a two-layer structure having an average particle diameter of 150 nm, the glass transition temperature of the inner layer is 59°C, the glass transition temperature of the outer layer is -27°C, and the emulsion particles are The overall glass transition temperature was 10°C.
製造例A2
滴下ロート、攪拌機、窒素導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水573部を仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水163部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10〕の25%水溶液80部、2−エチルヘキシルアクリレート58部、シクロヘキシルメタクリレート250部、スチレン100部、メチルメタクリレート60部、tert−ブチルメタクリレート12部、アクリル酸10部およびヒドロキシエチルメタクリレート10部からなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうちの74部のプレエマルションをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸カリウム水溶液20部をフラスコ内に添加することにより、重合反応を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸カリウム水溶液10部と亜硫酸水素ナトリウムの2.5%水溶液10部を120分間にわたり均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、80℃で60分間フラスコの内容物を維持した。
Production Example A2
573 parts of deionized water was charged into a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen introducing tube, a thermometer and a reflux condenser. To the dropping funnel, 163 parts of deionized water, 80 parts of 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA, trade name: ADEKA REASOAP SR-10], 58 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 250 parts of cyclohexyl methacrylate, 100 parts of styrene, A first-stage dropping pre-emulsion consisting of 60 parts of methyl methacrylate, 12 parts of tert-butyl methacrylate, 10 parts of acrylic acid and 10 parts of hydroxyethyl methacrylate was prepared, and 74 parts of the pre-emulsion was added to the flask and gently The temperature was raised to 80° C. while blowing nitrogen gas into the flask, and 20 parts of a 5% potassium persulfate aqueous solution was added to the flask to start the polymerization reaction. Thereafter, the rest of the dropping pre-emulsion, 10 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate and 10 parts of a 2.5% aqueous solution of sodium hydrogen sulfite were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the contents of the flask were maintained at 80° C. for 60 minutes.
次に、脱イオン水163部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10〕の25%水溶液80部、2−エチルヘキシルアクリレート140部、シクロヘキシルメタクリレート125部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン10部、ヒドロキシエチルメタクリレート5部、ダイアセトンアクリルアミド20部、グリセリンモノメタクリレート10部、ブチルアクリレート180部および1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジルメタクリレート10部からなる2段目滴下用プレエマルションと5%過硫酸カリウム水溶液10部と亜硫酸水素ナトリウムの2.5%水溶液10部を120分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、80℃で60分間フラスコの内容物を維持し、25%アンモニア水を添加し、pHを9に調整することにより、重合反応を終了した。 Next, 163 parts of deionized water, 80 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA, trade name: ADEKA REASORP SR-10], 2-ethylhexyl acrylate 140 parts, cyclohexyl methacrylate 125 parts, γ-methacryloyloxy. Two-stage consisting of 10 parts of propyltrimethoxysilane, 5 parts of hydroxyethyl methacrylate, 20 parts of diacetone acrylamide, 10 parts of glycerin monomethacrylate, 180 parts of butyl acrylate and 10 parts of 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl methacrylate. The pre-emulsion for eye-dropping, 10 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate and 10 parts of a 2.5% aqueous solution of sodium hydrogen sulfite were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the content of the flask was maintained at 80° C. for 60 minutes, 25% aqueous ammonia was added, and the pH was adjusted to 9 to terminate the polymerization reaction.
得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過することにより、不揮発分含量が49質量%である水性樹脂分散体を得られた。得られた水性樹脂分散体に含まれるエマルション粒子は、平均粒子径が150nmの2層構造を有し、内層のガラス転移温度は60℃、外層のガラス転移温度は−27℃であり、エマルション粒子全体のガラス転移温度は10℃であった。 The obtained reaction liquid was cooled to room temperature and then filtered through a 300-mesh wire net to obtain an aqueous resin dispersion having a nonvolatile content of 49 mass %. The emulsion particles contained in the obtained aqueous resin dispersion have a two-layer structure having an average particle diameter of 150 nm, the glass transition temperature of the inner layer is 60°C, the glass transition temperature of the outer layer is -27°C, and the emulsion particles are The overall glass transition temperature was 10°C.
製造例A3
滴下ロート、攪拌機、窒素導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水573部を仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水163部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10〕の25%水溶液80部、2−エチルヘキシルアクリレート58部、シクロヘキシルメタクリレート250部、スチレン100部、メチルメタクリレート55部、tert−ブチルメタクリレート12部、アクリル酸15部、ヒドロキシエチルメタクリレート10部およびスチレン100部からなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうちの74部のプレエマルションをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸カリウム水溶液20部をフラスコ内に添加することにより、重合反応を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸カリウム水溶液10部と亜硫酸水素ナトリウムの2.5%水溶液10部を120分間にわたり均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、80℃で60分間フラスコの内容物を維持し、25%アンモニア水5部を添加した。
Production Example A3
573 parts of deionized water was charged into a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen introducing tube, a thermometer and a reflux condenser. To the dropping funnel, 163 parts of deionized water, 80 parts of 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA, trade name: ADEKA REASOAP SR-10], 58 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 250 parts of cyclohexyl methacrylate, 100 parts of styrene, A first-stage dropping pre-emulsion consisting of 55 parts of methyl methacrylate, 12 parts of tert-butyl methacrylate, 15 parts of acrylic acid, 10 parts of hydroxyethyl methacrylate and 100 parts of styrene was prepared, and 74 parts of the pre-emulsion were placed in a flask. Then, the temperature was raised to 80° C. while slowly blowing nitrogen gas, and 20 parts of a 5% potassium persulfate aqueous solution was added to the flask to start the polymerization reaction. Thereafter, the rest of the dropping pre-emulsion, 10 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate and 10 parts of a 2.5% aqueous solution of sodium hydrogen sulfite were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the contents of the flask were maintained at 80° C. for 60 minutes, and 5 parts of 25% aqueous ammonia was added.
次に、脱イオン水163部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10〕の25%水溶液80部、2−エチルヘキシルアクリレート170部、ブチルアクリレート130部、シクロヘキシルメタクリレート125部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン10部、ヒドロキシエチルメタクリレート5部、メタクリル酸10部、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジルメタクリレート10部およびダイアセトンアクリルアミド50部からなる2段目滴下用プレエマルションと5%過硫酸カリウム水溶液10部と亜硫酸水素ナトリウムの2.5%水溶液10部を120分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、80℃で60分間フラスコの内容物を維持し、25%アンモニア水を添加し、pHを9に調整することにより、重合反応を終了した。 Next, 163 parts of deionized water, 80 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA, trade name: ADEKA REASORP SR-10], 170 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 130 parts of butyl acrylate, 125 parts of cyclohexyl methacrylate. Second stage consisting of 10 parts of γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 5 parts of hydroxyethyl methacrylate, 10 parts of methacrylic acid, 10 parts of 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl methacrylate and 50 parts of diacetone acrylamide. The pre-emulsion for dropping, 10 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate and 10 parts of a 2.5% aqueous solution of sodium hydrogen sulfite were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the content of the flask was maintained at 80° C. for 60 minutes, 25% aqueous ammonia was added, and the pH was adjusted to 9 to terminate the polymerization reaction.
得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過することにより、不揮発分含量が49質量%である水性樹脂分散体を得られた。得られた水性樹脂分散体に含まれるエマルション粒子は、平均粒子径が150nmの2層構造を有し、内層のガラス転移温度は59℃、外層のガラス転移温度は−24℃であり、エマルション粒子全体のガラス転移温度は12℃であった。 The obtained reaction liquid was cooled to room temperature and then filtered through a 300-mesh wire net to obtain an aqueous resin dispersion having a nonvolatile content of 49 mass %. The emulsion particles contained in the obtained aqueous resin dispersion have a two-layer structure having an average particle diameter of 150 nm, the glass transition temperature of the inner layer is 59°C, the glass transition temperature of the outer layer is -24°C, and the emulsion particles The overall glass transition temperature was 12°C.
製造例A4
滴下ロート、攪拌機、窒素導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水573部を仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水163部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10〕の25%水溶液80部、2−エチルヘキシルアクリレート63部、シクロヘキシルメタクリレート250部、スチレン105部、メチルメタクリレート60部、tert−ブチルメタクリレート12部およびヒドロキシエチルメタクリレート10部からなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうちの74部のプレエマルションをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸カリウム水溶液20部をフラスコ内に添加することにより、重合反応を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸カリウム水溶液10部と亜硫酸水素ナトリウムの2.5%水溶液10部を120分間にわたり均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、80℃で60分間フラスコの内容物を維持し、25%アンモニア水5部を添加した。
Production Example A4
573 parts of deionized water was charged into a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen introduction tube, a thermometer and a reflux condenser. To the dropping funnel, 163 parts of deionized water, 80 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA, trade name: ADEKA REASOAP SR-10], 63 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 250 parts of cyclohexyl methacrylate, 105 parts of styrene, A first-stage dropping pre-emulsion composed of 60 parts of methyl methacrylate, 12 parts of tert-butyl methacrylate and 10 parts of hydroxyethyl methacrylate was prepared, and 74 parts of the pre-emulsion was added to the flask, and nitrogen gas was slowly blown into the flask. While heating up to 80° C., 20 parts of a 5% potassium persulfate aqueous solution was added to the flask to start the polymerization reaction. Thereafter, the rest of the dropping pre-emulsion, 10 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate and 10 parts of a 2.5% aqueous solution of sodium hydrogen sulfite were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the contents of the flask were maintained at 80° C. for 60 minutes, and 5 parts of 25% aqueous ammonia was added.
次に、脱イオン水163部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10〕の25%水溶液80部、2−エチルヘキシルアクリレート170部、ブチルアクリレート150部、シクロヘキシルメタクリレート145部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン10部、ヒドロキシエチルメタクリレート5部、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジルメタクリレート10部およびグリセリンモノメタクリレート10部からなる2段目滴下用プレエマルションと5%過硫酸カリウム水溶液10部と亜硫酸水素ナトリウムの2.5%水溶液10部を120分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、80℃で60分間フラスコの内容物を維持し、25%アンモニア水を添加し、pHを9に調整することにより、重合反応を終了した。 Next, 163 parts of deionized water, 80 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA, trade name: ADEKA REASORP SR-10], 2-ethylhexyl acrylate 170 parts, butyl acrylate 150 parts, cyclohexyl methacrylate 145 parts. A second-stage pre-emulsion for dripping consisting of 10 parts of γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 5 parts of hydroxyethyl methacrylate, 10 parts of 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl methacrylate and 10 parts of glycerin monomethacrylate. 10 parts of 5% potassium persulfate aqueous solution and 10 parts of 2.5% sodium bisulfite aqueous solution were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the content of the flask was maintained at 80° C. for 60 minutes, 25% aqueous ammonia was added, and the pH was adjusted to 9 to terminate the polymerization reaction.
得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過することにより、不揮発分含量が49質量%である水性樹脂分散体を得られた。得られた水性樹脂分散体に含まれるエマルション粒子は、平均粒子径が150nmの2層構造を有し、内層のガラス転移温度は57℃、外層のガラス転移温度は−28℃であり、エマルション粒子全体のガラス転移温度は9℃であった。 The obtained reaction liquid was cooled to room temperature and then filtered through a 300-mesh wire net to obtain an aqueous resin dispersion having a nonvolatile content of 49 mass %. The emulsion particles contained in the obtained aqueous resin dispersion have a two-layer structure with an average particle diameter of 150 nm, the inner layer has a glass transition temperature of 57°C, and the outer layer has a glass transition temperature of -28°C. The overall glass transition temperature was 9°C.
製造例A5
滴下ロート、攪拌機、窒素導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水573部を仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水163部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10〕の25%水溶液80部、2−エチルヘキシルアクリレート53部、シクロヘキシルメタクリレート250部、スチレン105部、メチルメタクリレート60部、tert−ブチルメタクリレート12部、ヒドロキシエチルメタクリレート10部およびアクリル酸10部からなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうちの74部のプレエマルションをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸カリウム水溶液20部をフラスコ内に添加することにより、重合反応を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸カリウム水溶液10部と亜硫酸水素ナトリウムの2.5%水溶液10部を120分間にわたり均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、80℃で60分間フラスコの内容物を維持し、25%アンモニア水5部を添加した。
Production Example A5
573 parts of deionized water was charged into a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen introducing tube, a thermometer and a reflux condenser. To the dropping funnel, 163 parts of deionized water, 80 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA, trade name: Adecaria Soap SR-10], 53 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 250 parts of cyclohexyl methacrylate, 105 parts of styrene, Prepare a first-stage dropping pre-emulsion consisting of 60 parts of methyl methacrylate, 12 parts of tert-butyl methacrylate, 10 parts of hydroxyethyl methacrylate and 10 parts of acrylic acid, and add 74 parts of the pre-emulsion to the flask, and gently The temperature was raised to 80° C. while blowing nitrogen gas into the flask, and 20 parts of a 5% potassium persulfate aqueous solution was added to the flask to start the polymerization reaction. Thereafter, the rest of the dropping pre-emulsion, 10 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate and 10 parts of a 2.5% aqueous solution of sodium hydrogen sulfite were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the contents of the flask were maintained at 80° C. for 60 minutes, and 5 parts of 25% aqueous ammonia was added.
次に、脱イオン水163部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR−10〕の25%水溶液80部、2−エチルヘキシルアクリレート235部、シクロヘキシルメタクリレート30部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン10部、ヒドロキシエチルメタクリレート5部、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジルメタクリレート10部、グリセリンモノメタクリレート10部およびダイアセトンアクリルアミド200部からなる2段目滴下用プレエマルションと5%過硫酸カリウム水溶液10部と亜硫酸水素ナトリウムの2.5%水溶液10部を120分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。滴下終了後、80℃で60分間フラスコの内容物を維持し、25%アンモニア水を添加し、pHを9に調整することにより、重合反応を終了した。 Next, 163 parts of deionized water, 80 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA, trade name: ADEKA rear soap SR-10], 235 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 30 parts of cyclohexyl methacrylate, γ-methacryloyloxy. Pre-emulsion for the second step consisting of 10 parts of propyltrimethoxysilane, 5 parts of hydroxyethyl methacrylate, 10 parts of 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl methacrylate, 10 parts of glycerin monomethacrylate and 200 parts of diacetone acrylamide. Then, 10 parts of a 5% potassium persulfate aqueous solution and 10 parts of a 2.5% sodium bisulfite aqueous solution were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. After the dropping was completed, the content of the flask was maintained at 80° C. for 60 minutes, 25% aqueous ammonia was added, and the pH was adjusted to 9 to terminate the polymerization reaction.
得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過することにより、不揮発分含量が49質量%である水性樹脂分散体を得られた。得られた水性樹脂分散体に含まれるエマルション粒子は、平均粒子径が150nmの2層構造を有し、内層のガラス転移温度は62℃、外層のガラス転移温度は−15℃であり、エマルション粒子全体のガラス転移温度は19℃であった。 The obtained reaction liquid was cooled to room temperature and then filtered through a 300-mesh wire net to obtain an aqueous resin dispersion having a nonvolatile content of 49 mass %. The emulsion particles contained in the obtained aqueous resin dispersion have a two-layer structure having an average particle diameter of 150 nm, the glass transition temperature of the inner layer is 62°C, the glass transition temperature of the outer layer is -15°C, and the emulsion particles The overall glass transition temperature was 19°C.
製造例B1(B4のベース樹脂)
冷却管、窒素導入ラインおよび温度計を設置した重合容器内に脱イオン水750部を仕込み、窒素ガスを導入することにより、重合容器内を窒素ガス雰囲気とした。室温下で重合容器内の内容物を攪拌しながら、0.1%硫酸銅水溶液1.7部添加した。滴下ロートAに脱イオン水97部、N−ビニルピロリドン1053部を重合容器内に添加し、プレミックスを調製した。滴下ロートBに脱イオン水50部および35%過酸化水素水64部を添加した。滴下ロートCに脱イオン水50部および25%アンモニア水溶液10部を添加した。滴下ロートA、滴下ロートBおよび滴下ロートCの各内容物を3時間かけて均一に重合容器内に滴下し、重合反応を開始した。重合容器の重合容器の内温が重合熱によって上昇した後、60℃で3時間、重合容器内の内容物を撹拌した。
Production Example B1 (base resin of B4)
A polymerization vessel equipped with a cooling pipe, a nitrogen introduction line and a thermometer was charged with 750 parts of deionized water, and nitrogen gas was introduced into the polymerization vessel to create a nitrogen gas atmosphere in the polymerization vessel. While stirring the content in the polymerization container at room temperature, 1.7 parts of a 0.1% copper sulfate aqueous solution was added. To the dropping funnel A, 97 parts of deionized water and 1053 parts of N-vinylpyrrolidone were added in a polymerization container to prepare a premix. To the dropping funnel B, 50 parts of deionized water and 64 parts of 35% hydrogen peroxide solution were added. To the dropping funnel C, 50 parts of deionized water and 10 parts of 25% aqueous ammonia solution were added. The contents of the dropping funnel A, the dropping funnel B and the dropping funnel C were uniformly dropped into the polymerization container over 3 hours to start the polymerization reaction. After the internal temperature of the polymerization container rose due to the heat of polymerization, the contents in the polymerization container were stirred at 60° C. for 3 hours.
次に、脱イオン水10部で滴下ロートA、滴下ロートBおよび滴下ロートCをそれぞれ洗浄し、得られた洗浄液を重合容器内に添加した。さらに25%アンモニア水溶液2.2部および30%過酸化水素水溶液10部を重合容器内に添加した後、さらに1時間、60℃で重合容器内の内容物を撹拌することにより、ポリマー溶液B1を得た。得られたポリマー溶液B1の不揮発含量は50.0質量%であり、当該ポリマー溶液に含まれているポリマーの重量平均分子量は3000であった。 Next, the dropping funnel A, the dropping funnel B, and the dropping funnel C were washed with 10 parts of deionized water, and the obtained washing liquid was added into the polymerization container. Further, 2.2 parts of 25% aqueous ammonia solution and 10 parts of 30% aqueous hydrogen peroxide solution were added to the polymerization container, and the contents in the polymerization container were stirred at 60° C. for an additional 1 hour to give polymer solution B1. Obtained. The nonvolatile content of the obtained polymer solution B1 was 50.0% by mass, and the weight average molecular weight of the polymer contained in the polymer solution was 3,000.
製造例B2(B5のベース樹脂)
冷却管、窒素導入ラインおよび温度計を設置した重合容器内に脱イオン水602部を仕込み、窒素ガスを導入することにより、重合容器内を窒素ガス雰囲気とした。室温下で重合容器内の内容物を攪拌しながら0.02%硫酸銅水溶液1.7部添加した。滴下ロートAに脱イオン水186.6部およびN−ビニルピロリドン1053部を添加し、プレミックスを調製した。滴下ロートBに脱イオン水74部および35%過酸化水素水21.3部を添加した。滴下ロートCに脱イオン水69部および25%アンモニア水溶液3.3部を添加した。滴下ロートA、滴下ロートBおよび滴下ロートCの各内容物を3時間かけて均一に重合容器内に滴下し、重合反応を開始した。重合容器の内温が重合熱によって上昇した後、60℃で3時間、重合容器内の内容物を撹拌した。
Production Example B2 (base resin of B5)
A polymerization vessel equipped with a cooling pipe, a nitrogen introduction line and a thermometer was charged with 602 parts of deionized water, and nitrogen gas was introduced to make the inside of the polymerization vessel a nitrogen gas atmosphere. At room temperature, 1.7 parts of 0.02% copper sulfate aqueous solution was added while stirring the contents in the polymerization vessel. A premix was prepared by adding 186.6 parts of deionized water and 1053 parts of N-vinylpyrrolidone to the dropping funnel A. To the dropping funnel B, 74 parts of deionized water and 21.3 parts of 35% hydrogen peroxide solution were added. To the dropping funnel C, 69 parts of deionized water and 3.3 parts of 25% aqueous ammonia solution were added. The contents of the dropping funnel A, the dropping funnel B and the dropping funnel C were uniformly dropped into the polymerization container over 3 hours to start the polymerization reaction. After the internal temperature of the polymerization container was increased by the heat of polymerization, the contents in the polymerization container were stirred at 60° C. for 3 hours.
次に、脱イオン水30部で滴下ロートA、滴下ロートBおよび滴下ロートCをそれぞれ洗浄し、得られた洗浄液を重合容器内に添加した。さらに25%アンモニア水溶液2.2部および30%過酸化水素水10部を重合容器内に添加した後、1時間かけて60℃で重合容器内の内容物を撹拌することにより、ポリマー溶液B2を得た。得られたポリマー溶液B2の不揮発含量は50.0質量%であり、当該ポリマー溶液に含まれているポリマーの重量平均分子量は25000であった。 Next, the dropping funnel A, the dropping funnel B, and the dropping funnel C were washed with 30 parts of deionized water, and the obtained washing liquid was added into the polymerization container. Further, 2.2 parts of 25% aqueous ammonia solution and 10 parts of 30% aqueous hydrogen peroxide were added to the polymerization vessel, and the contents in the polymerization vessel were stirred at 60° C. for 1 hour to give polymer solution B2. Obtained. The nonvolatile content of the obtained polymer solution B2 was 50.0% by mass, and the weight average molecular weight of the polymer contained in the polymer solution was 25,000.
製造例B3(B7のベース樹脂)
冷却管、窒素導入ラインおよび温度計を設置した重合容器内に脱イオン水290部を仕込み、窒素ガスを導入することにより、重合容器内を窒素ガス雰囲気とした。室温下で重合容器内の内容物を攪拌しながら0.02%の硫酸銅水溶液1.7部添加した。滴下ロートAに脱イオン水187部およびN−ビニルピロリドン1053部を添加し、プレミックスを調製した。滴下ロートBに脱イオン水81部および35%過酸化水素水10.6部を添加した。滴下ロートCに脱イオン水70部および25%アンモニア水溶液1.7部を添加した。滴下ロートA、滴下ロートBおよび滴下ロートCの各内容物を3時間かけて均一に重合容器内に滴下し、重合反応を開始した。重合容器の内温が重合熱によって上昇した後、60℃で3時間、重合容器内の内容物を撹拌した。
Production Example B3 (base resin of B7)
290 parts of deionized water was charged into a polymerization vessel equipped with a cooling pipe, a nitrogen introduction line and a thermometer, and nitrogen gas was introduced to make the inside of the polymerization vessel a nitrogen gas atmosphere. At room temperature, 1.7 parts of a 0.02% copper sulfate aqueous solution was added while stirring the contents in the polymerization vessel. To the dropping funnel A, 187 parts of deionized water and 1053 parts of N-vinylpyrrolidone were added to prepare a premix. To the dropping funnel B, 81 parts of deionized water and 10.6 parts of 35% hydrogen peroxide solution were added. 70 parts of deionized water and 1.7 parts of 25% aqueous ammonia solution were added to the dropping funnel C. The contents of the dropping funnel A, the dropping funnel B and the dropping funnel C were uniformly dropped into the polymerization container over 3 hours to start the polymerization reaction. After the internal temperature of the polymerization container was increased by the heat of polymerization, the contents in the polymerization container were stirred at 60° C. for 3 hours.
次に、脱イオン水320部で滴下ロートA、滴下ロートBおよび滴下ロートCをそれぞれ洗浄し、得られた洗浄液を重合容器内に添加した。さらに25%アンモニア水溶液2.2部および30%過酸化水素水溶液10部を重合容器内に添加した後、1時間かけて60℃で重合容器内の内容物を撹拌することにより、ポリマー溶液B3を得た。得られたポリマー溶液B3の不揮発含量は50.0質量%であり、当該ポリマー溶液に含まれているポリマーの重量平均分子量は100000であった。 Next, the dropping funnel A, the dropping funnel B, and the dropping funnel C were washed with 320 parts of deionized water, and the obtained washing liquid was added into the polymerization container. Further, 2.2 parts of a 25% aqueous ammonia solution and 10 parts of a 30% aqueous hydrogen peroxide solution were added to the polymerization vessel, and then the content in the polymerization vessel was stirred at 60° C. for 1 hour to obtain a polymer solution B3. Obtained. The nonvolatile content of the obtained polymer solution B3 was 50.0% by mass, and the weight average molecular weight of the polymer contained in the polymer solution was 100,000.
製造例B4
冷却管、窒素導入ラインおよび温度計を設置した重合容器内に脱イオン水100部および900部の製造例B1で得られたポリマー溶液B1を重合容器内に添加し、窒素ガスを重合容器内に導入することにより、窒素ガス雰囲気とした。室温下で重合容器内の内容物を攪拌しながら、85℃まで昇温し、温度が一定になったところでダイアセトンアクリルアミド100部、アクリル酸10部、ヒドロキシエチルメタクリレート10部、脱イオン水50部および25%アンモニア水溶液4.7部を混合した水溶液を120分間かけて重合容器内に添加するとともに、過硫酸アンモニウム1.5部を脱イオン水48.5部に溶解させた水溶液を120分間かけて重合容器内に添加した。滴下終了後、脱イオン水20部を重合容器内に添加し、80℃で1時間攪拌することにより、重合反応を終了した。得られたポリマー溶液の不揮発含量は47.1質量%であり、ポリマー溶液に含まれているポリマーの重量平均分子量は5000であった。
Production Example B4
100 parts of deionized water and 900 parts of deionized water of the polymer solution B1 obtained in Production Example B1 were added into a polymerization vessel equipped with a cooling pipe, a nitrogen introduction line and a thermometer, and nitrogen gas was introduced into the polymerization vessel. By introducing, a nitrogen gas atmosphere was created. While stirring the contents in the polymerization container at room temperature, the temperature was raised to 85° C., and when the temperature became constant, 100 parts of diacetone acrylamide, 10 parts of acrylic acid, 10 parts of hydroxyethyl methacrylate, 50 parts of deionized water. An aqueous solution obtained by mixing 4.7 parts of a 25% aqueous ammonia solution with 20% was added to the polymerization vessel over 120 minutes, and an aqueous solution of 1.5 parts of ammonium persulfate dissolved in 48.5 parts of deionized water was over 120 minutes. It was added to the polymerization vessel. After the dropping was completed, 20 parts of deionized water was added to the polymerization vessel and stirred at 80° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction. The nonvolatile content of the obtained polymer solution was 47.1% by mass, and the weight average molecular weight of the polymer contained in the polymer solution was 5,000.
製造例B5
冷却管、窒素導入ラインおよび温度計を設置した重合容器内に脱イオン水100部、900部の製造例B2で得られたポリマー溶液B2を重合容器内に添加し、窒素ガスを重合容器内に導入することにより、窒素ガス雰囲気とした。室温下で重合容器内の内容物を攪拌しながら85℃まで昇温し、温度が一定になったところでダイアセトンアクリルアミド100部、アクリル酸10部、脱イオン水50部および25%アンモニア水溶液4.7部を混合した水溶液を120分間かけて重合容器内に添加するとともに、過硫酸アンモニウム1.5部を脱イオン水48.5部に溶解させた水溶液を120分間かけて重合容器内に添加した。滴下終了後、脱イオン水200部を重合容器内に添加し、80℃で1時間攪拌することにより、反応を終了した。得られたポリマー溶液の不揮発含量は40.1%であり、ポリマー溶液に含まれているポリマーの重量平均分子量は30000であった。
Production Example B5
100 parts of deionized water and 900 parts of the polymer solution B2 obtained in Production Example B2 was added to the polymerization container equipped with a cooling pipe, a nitrogen introduction line and a thermometer, and nitrogen gas was added to the polymerization container. By introducing, a nitrogen gas atmosphere was created. 3. While stirring the contents in the polymerization container at room temperature to 85° C., when the temperature became constant, 100 parts of diacetone acrylamide, 10 parts of acrylic acid, 50 parts of deionized water and 25% aqueous ammonia solution were used. An aqueous solution prepared by mixing 7 parts was added into the polymerization container over 120 minutes, and an aqueous solution in which 1.5 parts of ammonium persulfate was dissolved in 48.5 parts of deionized water was added over 120 minutes into the polymerization container. After the dropping was completed, 200 parts of deionized water was added into the polymerization vessel and stirred at 80° C. for 1 hour to complete the reaction. The nonvolatile content of the obtained polymer solution was 40.1%, and the weight average molecular weight of the polymer contained in the polymer solution was 30,000.
製造例B6
冷却管、窒素導入ラインおよび温度計を設置した重合容器内に脱イオン水100部、900部の製造例B3で得られたポリマー溶液B3を重合容器内に添加し、窒素ガスを重合容器内に導入することにより、窒素ガス雰囲気とした。室温下で重合容器内の内容物を攪拌しながら85℃まで昇温し、温度が一定になったところでダイアセトンアクリルアミド100部、アクリル酸10部、脱イオン水50部および25%アンモニア水溶液4.7部を混合した水溶液を120分間かけて重合容器内に添加するとともに、過硫酸アンモニウム1.5部を脱イオン水48.5部に溶解させた水溶液を120分間かけて重合容器内に添加した。滴下終了後、脱イオン水300部を重合容器内に添加し、80℃で1時間攪拌することにより、反応を終了した。得られたポリマー溶液の不揮発含量は37.1%であり、ポリマー溶液に含まれている重量平均分子量は180000であった。
Production Example B6
100 parts of deionized water, 900 parts of the polymer solution B3 obtained in Production Example B3 was added to a polymerization vessel equipped with a cooling pipe, a nitrogen introduction line and a thermometer, and nitrogen gas was added to the polymerization vessel. By introducing, a nitrogen gas atmosphere was created. 3. While stirring the contents in the polymerization container at room temperature to 85° C., when the temperature became constant, 100 parts of diacetone acrylamide, 10 parts of acrylic acid, 50 parts of deionized water and 25% aqueous ammonia solution were used. An aqueous solution prepared by mixing 7 parts was added into the polymerization container over 120 minutes, and an aqueous solution in which 1.5 parts of ammonium persulfate was dissolved in 48.5 parts of deionized water was added over 120 minutes into the polymerization container. After the dropping was completed, 300 parts of deionized water was added into the polymerization vessel and stirred at 80° C. for 1 hour to complete the reaction. The nonvolatile content of the obtained polymer solution was 37.1%, and the weight average molecular weight contained in the polymer solution was 180,000.
実施例1
製造例A1で得られた(メタ)アクリルエマルションA1に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A1/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔(株)日本触媒製、商品名:エポクロスWS−500〕6部および架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)8部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Example 1
The water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added to the (meth)acrylic emulsion A1 obtained in Production Example A1 so that the mass ratio (A1/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 6 parts of a cross-linking agent [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros WS-500] and 8 parts of a cross-linking agent (adipic acid dihydrazide) to 100 parts of the obtained mixture. It was
実施例2
製造例A2で得られた(メタ)アクリルエマルションA2に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A2/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔(株)日本触媒製、商品名:エポクロスWS−500〕2部および架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)3部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Example 2
The water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added to the (meth)acrylic emulsion A2 obtained in Production Example A2 so that the mass ratio (A2/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 2 parts of a crosslinking agent [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros WS-500] and 3 parts of a crosslinking agent (adipic acid dihydrazide) to 100 parts of the obtained mixture. It was
実施例3
製造例A3で得られた(メタ)アクリルエマルションA3に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A3/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔(株)日本触媒製、商品名:エポクロスWS−500〕2部および架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)2部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Example 3
The water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added to the (meth)acrylic emulsion A3 obtained in Production Example A3 so that the mass ratio (A3/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 2 parts of a cross-linking agent [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros WS-500] and 2 parts of a cross-linking agent (adipic acid dihydrazide) to 100 parts of the obtained mixture. It was
実施例4
製造例A2で得られた(メタ)アクリルエマルションA2に製造例B5で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A2/B5)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔(株)日本触媒製、商品名:エポクロスWS−500〕2部および架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)2部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Example 4
The water-soluble resin B4 obtained in Production Example B5 was added to the (meth)acrylic emulsion A2 obtained in Production Example A2 so that the mass ratio (A2/B5) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 2 parts of a cross-linking agent [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros WS-500] and 2 parts of a cross-linking agent (adipic acid dihydrazide) to 100 parts of the obtained mixture. It was
実施例5
製造例A2で得られた(メタ)アクリルエマルションA2に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A2/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔日清紡ケミカル(株)製、商品名:カルボジライトV−02〕5部および架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)5部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Example 5
The water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added to the (meth)acrylic emulsion A2 obtained in Production Example A2 so that the mass ratio (A2/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 5 parts of a cross-linking agent [Nisshinbo Chemical Co., Ltd., trade name: Carbodilite V-02] and 5 parts of a cross-linking agent (adipic acid dihydrazide) to 100 parts of the obtained mixture. It was
実施例6
製造例A2で得られた(メタ)アクリルエマルションA2に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A2/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔(株)日本触媒製、商品名:ケミタイトPZ−33〕1部および架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)5部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Example 6
The water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added to the (meth)acrylic emulsion A2 obtained in Production Example A2 so that the mass ratio (A2/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 1 part of a cross-linking agent [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Chemitite PZ-33] and 5 parts of a cross-linking agent (adipic acid dihydrazide) to 100 parts of the obtained mixture. It was
実施例7
製造例A2で得られた(メタ)アクリルエマルションA2に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A2/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔昭和電工(株)製、商品名:カレンズMOI−BM〕8部および架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)5部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Example 7
The water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added to the (meth)acrylic emulsion A2 obtained in Production Example A2 so that the mass ratio (A2/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 8 parts of a cross-linking agent [Showa Denko KK, trade name: Karenz MOI-BM] and 5 parts of a cross-linking agent (adipic acid dihydrazide) to 100 parts of the obtained mixture. It was
比較例1
製造例A2で得られた(メタ)アクリルエマルションA2に製造例B6で得られた水溶性樹脂B6を両者の固形分の質量比(A2/B6)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔(株)日本触媒製、商品名:エポクロスWS−500〕2部および架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)3部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Comparative Example 1
To the (meth)acrylic emulsion A2 obtained in Production Example A2, the water-soluble resin B6 obtained in Production Example B6 was added so that the mass ratio (A2/B6) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 2 parts of a crosslinking agent [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros WS-500] and 3 parts of a crosslinking agent (adipic acid dihydrazide) to 100 parts of the obtained mixture. It was
比較例2
製造例A2で得られた(メタ)アクリルエマルションA2に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A1/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔(株)日本触媒製、商品名:エポクロスWS−500〕2部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Comparative example 2
To the (meth)acrylic emulsion A2 obtained in Production Example A2, the water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added so that the mass ratio (A1/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 2 parts of a cross-linking agent [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros WS-500] to 100 parts of the obtained mixture.
比較例3
製造例A4で得られた(メタ)アクリルエマルションA4に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A4/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔(株)日本触媒製、商品名:エポクロスWS−500〕2部および架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)3部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Comparative Example 3
To the (meth)acrylic emulsion A4 obtained in Production Example A4, the water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added so that the mass ratio (A4/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 2 parts of a crosslinking agent [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros WS-500] and 3 parts of a crosslinking agent (adipic acid dihydrazide) to 100 parts of the obtained mixture. It was
比較例4
製造例A5で得られた(メタ)アクリルエマルションA5に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A5/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔(株)日本触媒製、商品名:エポクロスWS−500〕2部および架橋剤(アジピン酸ジヒドラジド)3部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Comparative Example 4
To the (meth)acrylic emulsion A5 obtained in Production Example A5, the water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added so that the mass ratio (A5/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 2 parts of a crosslinking agent [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocros WS-500] and 3 parts of a crosslinking agent (adipic acid dihydrazide) to 100 parts of the obtained mixture. It was
比較例5
製造例A2で得られた(メタ)アクリルエマルションA2に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A2/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔昭和電工(株)製、商品名:カレンズMOI−BM〕15部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Comparative Example 5
The water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added to the (meth)acrylic emulsion A2 obtained in Production Example A2 so that the mass ratio (A2/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for paints was obtained by adding 15 parts of a cross-linking agent [Showa Denko KK, trade name: Karenz MOI-BM] to 100 parts of the obtained mixture.
比較例6
製造例A2で得られた(メタ)アクリルエマルションA2に製造例B4で得られた水溶性樹脂B4を両者の固形分の質量比(A2/B4)が9/1となるように添加し、得られた混合物100部に架橋剤〔(株)日本触媒製、商品名:ケミタイトPZ−33〕15部を添加することにより、塗料用水性樹脂組成物を得た。
Comparative Example 6
The water-soluble resin B4 obtained in Production Example B4 was added to the (meth)acrylic emulsion A2 obtained in Production Example A2 so that the mass ratio (A2/B4) of both solids was 9/1. An aqueous resin composition for coating materials was obtained by adding 15 parts of a crosslinking agent [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Chemitite PZ-33] to 100 parts of the obtained mixture.
次に、前記で得られた塗料用水性樹脂組成物の物性を以下の方法に基づいて調べた。その結果を表1に示す。 Next, the physical properties of the aqueous resin composition for coating material obtained above were examined based on the following methods. The results are shown in Table 1.
〔塗膜の光沢〕
(1)評価用試料の調製
塗料用水性樹脂組成物100部に成膜助剤として2,2,4−トリメチルー1,3−ペンタンジオールイソブチレート〔JNC(株)製、品番:CS−12〕とブチルセロソルブを等質量で混合することによって得られた混合溶液10部を添加し、ホモディスパーで回転速度1500min-1にて10分間攪拌した後、消泡剤〔サンノプコ(株)製、商品名:ノプコ8034L〕0.5部を添加し、クレーブス単位粘度計(ブルックフィールド社製、品番:KU−1)を用いて25℃で測定したときの粘度が60KUになるように増粘剤〔(株)日本触媒製、商品名:アクリセットWR−503A〕を添加し、その状態で30分間攪拌することにより、試料を調製した。
[Gloss of coating]
(1) Preparation of sample for evaluation 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol isobutyrate [manufactured by JNC Corporation, product number: CS-12] as a film forming aid in 100 parts of the aqueous resin composition for coating material ] And 10 parts of a mixed solution obtained by mixing butyl cellosolve in equal masses, and after stirring for 10 minutes with a homodisper at a rotation speed of 1500 min −1 , an antifoaming agent [manufactured by San Nopco Ltd., trade name : Nopco 8034L] 0.5 part was added, and a thickener was added so that the viscosity was 60 KU when measured at 25° C. using a Krebs unit viscometer (Brookfield, product number: KU-1). A product of Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Acreset WR-503A] was added, and a sample was prepared by stirring for 30 minutes in that state.
(2)評価用塗膜の調製および試験
スレート板〔日本テストパネル(株)製、縦:70mm、横:150mm、厚さ:6m
m〕にシーラー〔エスケー化研(株)製、商品名:EXシーラー〕をエアスプレーで15
0g/m2の塗布量で均一に塗布し、23℃で1週間乾燥させた。
(2) Preparation and test of coating film for evaluation Slate plate [manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd., length: 70 mm, width: 150 mm, thickness: 6 m
m] with a sealer [trade name: EX sealer manufactured by SK Kaken Co., Ltd.] by air spray for 15
A coating amount of 0 g/m 2 was applied uniformly, and the coating was dried at 23° C. for 1 week.
次に上記試料を10milアプリケーターで塗布し、常温で1日間乾燥させた。試料
が塗布された面の60°鏡面光沢を光沢計〔日本電色工業(株)製、品番:VG2000
〕で測定した。
Next, the sample was applied with a 10 mil applicator and dried at room temperature for 1 day. The 60° specular gloss of the surface coated with the sample is measured with a gloss meter [manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., product number: VG2000
] It measured with.
(評価基準)
◎:光沢が70以上
○:光沢が60以上70未満
△:光沢が30以上60未満
×:光沢が30未満
(Evaluation criteria)
⊚: Gloss of 70 or more ○: Gloss of 60 or more and less than 70 Δ: Gloss of 30 or more and less than 60 ×: Gloss of less than 30
〔被膜の伸長性〕
(1)評価用試料の調製
塗料用水性樹脂組成物100部に成膜助剤として2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールイソブチレート〔JNC(株)製、品番:CS−12〕とブチルセロソルブを等質量で混合することによって得られた混合溶液10部を添加し、ホモディスパーで回転速度1500min-1にて10分間撹拌した後、消泡剤〔サンノプコ(株)製、商品名:ノプコ8034L〕0.5部を添加し、クレーブス単位粘度計(ブルックフィールド社製、品番:KU−1)を用いて25℃で測定したときの粘度が60KUになるように増粘剤〔(株)日本触媒製、商品名:アクリセットWR−503A〕を添加し、その状態で30分間撹拌することにより、試料を調製した。
[Extensibility of coating]
(1) Preparation of sample for evaluation 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol isobutyrate [manufactured by JNC Corp., product number: CS-] as a film forming aid in 100 parts of the aqueous resin composition for coating material 12] and 10 parts of a mixed solution obtained by mixing butyl cellosolve in equal mass, and after stirring for 10 minutes with a homodisper at a rotation speed of 1500 min −1 , a defoaming agent [manufactured by San Nopco Ltd., product Name: Nopco 8034L] 0.5 part was added, and a thickener was added so that the viscosity was 60 KU when measured at 25° C. using a Krebs unit viscometer (manufactured by Brookfield, product number: KU-1). A sample was prepared by adding [Accurit WR-503A, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.] and stirring in that state for 30 minutes.
(2)評価用フィルムの作製および試験
ポリプロピレン製の樹脂板(縦:70mm、横:150mm、厚さ:2mm)に前記で得られた試料を20milアプリケーターで塗布し、室温で24時間乾燥させた後、形成された被膜(縦:1cm、横:7cm)を基材から剥離させ、0℃に調温した恒温槽内で3時間入れた後、引っ張り試験機〔(株)島津製作所製、商品名:オートグラフAGS−100D〕を用いて初期標線間距離50mm、引っ張り速度200mm/minの条件で引っ張り試験を行ない、被膜の伸張率を式:
[被膜の伸張率(%)]={[破断時の伸び−50mm]÷[50mm]}×100
に基づいて調べ、以下の評価基準に基づいて被膜の伸長性を評価した。
(2) Production and Test of Evaluation Film A polypropylene resin plate (length: 70 mm, width: 150 mm, thickness: 2 mm) was coated with the sample obtained above using a 20 mil applicator and dried at room temperature for 24 hours. After that, the formed coating film (length: 1 cm, width: 7 cm) was peeled from the base material and put in a thermostatic chamber adjusted to 0° C. for 3 hours, and then a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation) Name: Autograph AGS-100D] was used to perform a tensile test under the conditions of an initial gauge distance of 50 mm and a tensile speed of 200 mm/min, and the elongation rate of the film was calculated by the formula:
[Extension rate of coating (%)]={[elongation at break −50 mm]÷[50 mm]}×100
And the extensibility of the coating film was evaluated based on the following evaluation criteria.
(評価基準)
○:被膜の伸張率が30%以上
△:被膜の伸張率が20%以上30%未満
×:被膜の伸張率が20%未満
(Evaluation criteria)
◯: The elongation of the coating is 30% or more Δ: The elongation of the coating is 20% or more and less than 30% ×: The elongation of the coating is less than 20%
〔ゲル分率〕
(1)評価用試料の調製
塗料用水性樹脂組成物100部に成膜助剤として2,2,4−トリメチルー1,3−ペンタンジオールイソブチレート〔JNC(株)製、品番:CS−12〕とブチルセロソルブを等質量で混合することによって得られた混合溶液10部を添加し、ホモディスパーで回転速度1500min-1にて10分間攪拌した後、消泡剤〔サンノプコ(株)製、商品名:ノプコ8034L〕0.5部を添加し、クレーブス単位粘度計(ブルックフィールド社製、品番:KU−1)を用いて25℃で測定したときの粘度が60KUになるように増粘剤〔(株)日本触媒製、商品名:アクリセットWR−503A〕を添加し、その状態で30分間攪拌することにより、試料を調製した。
(Gel fraction)
(1) Preparation of sample for evaluation 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol isobutyrate [manufactured by JNC Corporation, product number: CS-12] as a film forming aid in 100 parts of the aqueous resin composition for coating material ] And 10 parts by weight of a mixed solution obtained by mixing butyl cellosolve in equal amounts, and after stirring for 10 minutes with a homodisper at a rotation speed of 1500 min −1 , a defoaming agent [manufactured by San Nopco Ltd., trade name : Nopco 8034L] 0.5 part was added, and a thickener was added so that the viscosity was 60 KU when measured at 25° C. using a Krebs unit viscometer (Brookfield, product number: KU-1). A product of Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Acreset WR-503A] was added, and a sample was prepared by stirring for 30 minutes in that state.
(2)評価用フィルムの調整および試験
ポリプロピレン製の樹脂板(縦:70mm、横:150mm、厚さ:2mm)に前記で得られた試料を20milアプリケーターで塗布し、室温で24時間乾燥させた後、形成された被膜(縦:4cm、横:4cm)2枚を基材から剥離させることにより、フィルムを得た。得られたフィルムのうちの一方をテトラヒドロフランに24時間浸漬させ、浸漬後にフィルムを取り出し、150℃で2時間乾燥させた後の質量を測定し、もう一方のフィルムを150℃で2時間乾燥させ後の質量を測定し、ゲル分率を式:
[ゲル分率(%)]
={[浸漬乾燥後のフィルムの質量]÷[150℃で2時間乾燥させた後のフィルムの質量]}×100
に基づいて調べ、以下の評価基準に基づいてゲル分率を評価した。
(2) Preparation and Test of Evaluation Film A polypropylene resin plate (length: 70 mm, width: 150 mm, thickness: 2 mm) was coated with the sample obtained above using a 20 mil applicator and dried at room temperature for 24 hours. Then, two films formed (length: 4 cm, width: 4 cm) were peeled from the base material to obtain a film. One of the obtained films was immersed in tetrahydrofuran for 24 hours, the film was taken out after the immersion, the mass was measured after drying at 150°C for 2 hours, and the other film was dried at 150°C for 2 hours. The gel fraction is calculated by the following formula:
[Gel fraction (%)]
={[mass of film after immersion drying]/[mass of film after drying at 150° C. for 2 hours]}×100
And the gel fraction was evaluated based on the following evaluation criteria.
(評価基準)
◎:ゲル分率が70%以上
○:ゲル分率が60%以上70%未満
△:ゲル分率が50%以上60%未満
×:ゲル分率が50%未満
(Evaluation criteria)
◎: Gel fraction 70% or more ○: Gel fraction 60% or more and less than 70% △: Gel fraction 50% or more and less than 60% ×: Gel fraction less than 50%
〔高温での保存安定性〕
(1)評価用試料の調整
塗料用水性樹脂組成物100部に成膜助剤として2,2,4−トリメチルー1,3−ペンタンジオールイソブチレート〔JNC(株)製、品番:CS−12〕とブチルセロソルブを等質量で混合することによって得られた混合溶液10部を添加し、ホモディスパーで回転速度1500min-1にて10分間攪拌した後、白色ペースト30部および消泡剤〔サンノプコ(株)製、商品名:ノプコ8034L〕0.5部を添加し、クレーブス単位粘度計(ブルックフィールド社製、品番:KU−1)を用いて25℃で測定したときの粘度が80KUになるように増粘剤〔(株)日本触媒製、商品名:アクリセットWR−503A〕を添加し、その状態で30分間攪拌することにより、試料を調製した。
[Storage stability at high temperature]
(1) Preparation of sample for evaluation 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol isobutyrate [manufactured by JNC Corp., product number: CS-12] as a film forming aid in 100 parts of the aqueous resin composition for paint ] And 10 parts by weight of a mixed solution obtained by mixing butyl cellosolve in equal amounts, and after stirring for 10 minutes with a homodisper at a rotation speed of 1500 min −1 , 30 parts of a white paste and an antifoaming agent [San Nopco (stock ), trade name: Nopco 8034L] 0.5 part was added, and the viscosity was 80 KU when measured at 25° C. using a Krebs unit viscometer (Brookfield, product number: KU-1). A sample was prepared by adding a thickener [trade name: Acryset WR-503A, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.] and stirring in that state for 30 minutes.
なお、白色ペーストは、脱イオン水210部、分散剤〔花王(株)製、商品名:デモールEP〕60部、分散剤〔第一工業製薬(株)製、商品名:ディスコートN−14〕50部、湿潤剤〔花王(株)製、商品名:エマルゲンLS−106〕10部、プロピレングリコール60部、酸化チタン〔石原産業(株)製、品番:CR−95〕1000部およびガラスビーズ(直径:1mm)200部をホモディスパーで回転速度3000min-1にて60分間分散させることによって調製した。 The white paste was 210 parts of deionized water, 60 parts of a dispersant (manufactured by Kao Corporation, trade name: DEMOL EP), 60 parts of a dispersant (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: DISCOAT N-14). ] 50 parts, wetting agent [Kao Corporation, trade name: Emulgen LS-106] 10 parts, propylene glycol 60 parts, titanium oxide [Ishihara Sangyo Co., Ltd., product number: CR-95] 1000 parts and glass beads It was prepared by dispersing 200 parts (diameter: 1 mm) with a homodisper at a rotation speed of 3000 min −1 for 60 minutes.
(2)試験
前記で得られた試料を密閉容器内に入れ、室温で1日間養生させた後、BM粘度計(東機産業製TVB−10M)を用い、回転速度60rpmでの25℃における初期粘度を測定した。
(2) Test After putting the sample obtained above into a closed container and curing it at room temperature for 1 day, an initial stage at 25° C. at a rotation speed of 60 rpm was measured using a BM viscometer (TVB-10M manufactured by Toki Sangyo). The viscosity was measured.
次に、密閉容器に入れた状態で前記試料を50℃で1ヵ月間養生させた後、BM粘度計〔東機産業(株)製、品番:TVB−10M〕を用い、回転速度60rpmでの25℃における養生後粘度を測定した。 Next, after curing the sample at 50° C. for 1 month in a closed container, a BM viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., product number: TVB-10M) was used at a rotation speed of 60 rpm. The viscosity after curing at 25°C was measured.
前記初期粘度および養生後粘度に基づき、粘度変化率を式:
[粘度変化率(%)]={[養生後粘度]−[初期粘度]}×100
に従って求め、以下の評価基準に基づいて高温での保存安定性を評価した。
(評価基準)
◎:粘度変化率が10%未満
○:粘度変化率が10%以上20%未満
△:粘度変化率が20%以上30%未満
×:粘度変化率が30%以上
Based on the initial viscosity and the post-curing viscosity, the rate of change in viscosity is expressed by the formula:
[Viscosity change rate (%)]={[viscosity after curing]−[initial viscosity]}×100
The storage stability at high temperature was evaluated based on the following evaluation criteria.
(Evaluation criteria)
◎: Viscosity change rate is less than 10% ○: Viscosity change rate is 10% or more and less than 20% △: Viscosity change rate is 20% or more and less than 30% ×: Viscosity change rate is 30% or more
〔耐候性〕
(1)評価用試料の調製
塗料用水性樹脂組成物100部に成膜助剤として2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールイソブチレート〔JNC(株)製、品番:CS−12〕とブチルセロソルブを等質量で混合することによって得られた混合溶液10部を添加し、ホモディスパーで回転速度1500min-1にて10分間撹拌した後、白色ペースト30部および消泡剤〔サンノプコ(株)製、商品名:ノプコ8034L〕0.5部を添加し、クレーブス単位粘度計(ブルックフィールド社製、品番:KU−1)を用いて25℃で測定したときの粘度が80KUとなるように増粘剤〔(株)日本触媒製、商品名:アクリセットWR−503A〕を添加し、その状態で30分間撹拌することにより、試料を調製した。
〔Weatherability〕
(1) Preparation of sample for evaluation 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol isobutyrate [manufactured by JNC Corp., product number: CS-] as a film forming aid in 100 parts of the aqueous resin composition for coating material 12] and 10 parts of a mixed solution obtained by mixing butyl cellosolve in an equal mass, and after stirring for 10 minutes with a homodisper at a rotation speed of 1500 min −1 , 30 parts of a white paste and an antifoaming agent [San Nopco ( Co., Ltd., trade name: Nopco 8034L] 0.5 part was added so that the viscosity would be 80 KU when measured at 25° C. using a Krebs unit viscometer (Brookfield, product number: KU-1). A sample was prepared by adding a thickener [product name: Axlyset WR-503A, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.] to the mixture and stirring for 30 minutes in that state.
なお、白色ペーストは、脱イオン水210部、分散剤〔花王(株)製、商品名:デモールEP〕60部、分散剤〔第一工業製薬(株)製、商品名:ディスコートN−14〕50部、湿潤剤〔花王(株)製、商品名:エマルゲンLS−106〕10部、プロピレングリコール60部、酸化チタン〔石原産業(株)製、品番:CR−95〕1000部およびガラスビーズ(直径:1mm)200部をホモディスパーで回転速度3000min-1にて60分間分散させることによって調製した。 The white paste was 210 parts of deionized water, 60 parts of a dispersant (manufactured by Kao Corporation, trade name: DEMOL EP), 60 parts of a dispersant (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: DISCOAT N-14). ] 50 parts, wetting agent [Kao Corporation, trade name: Emulgen LS-106] 10 parts, propylene glycol 60 parts, titanium oxide [Ishihara Sangyo Co., Ltd., product number: CR-95] 1000 parts and glass beads It was prepared by dispersing 200 parts (diameter: 1 mm) with a homodisper at a rotation speed of 3000 min −1 for 60 minutes.
(2)評価用被膜の作製および試験
スレート板〔日本テストパネル(株)製、縦:70mm、横:150mm、厚さ:6mm〕にシーラー〔エスケー化研(株)製、商品名:EXシーラー〕をエアスプレーで150g/m2の塗布量で均一に塗布し、23℃で1週間乾燥させた。
(2) Preparation and test of coating for evaluation Slate plate (manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd., length: 70 mm, width: 150 mm, thickness: 6 mm) is a sealer (manufactured by SK Kaken Co., Ltd., trade name: EX sealer) ] Was uniformly applied with an air spray at a coating amount of 150 g/m 2 , and dried at 23° C. for 1 week.
次に、試料を10milアプリケーターでスレートの被膜上に塗布し、23℃にて1週間乾燥させた後、当該試料が塗布されたスレート板の側面および背面をアルミニウムテープでシールし、試料が塗布された面の60°鏡面光沢を光沢計〔日本電色工業(株)製、品番:VG2000〕で測定し、さらに以下の条件にて1000時間耐候性試験を行ない、前記光沢計で当該スレート板の塗装面の光沢を測定し、式:
[光沢保持率(%)]=〔[耐候性試験後の光沢]÷[耐候性試験前の光沢]〕×100
に基づいて光沢保持率を求め、以下の評価基準に基づいて耐候性を評価した。
Next, the sample was applied on the slate film with a 10 mil applicator and dried at 23° C. for 1 week, and then the side surface and the back surface of the slate plate on which the sample was applied were sealed with aluminum tape to apply the sample. The 60° specular gloss of the slate surface was measured with a gloss meter [manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., product number: VG2000], and a weather resistance test was performed for 1000 hours under the following conditions. Measure the gloss of the painted surface and formula:
[Gloss retention (%)]=[[Gloss after weather resistance test]/[Gloss before weather resistance test]]×100
The gloss retention rate was calculated based on the above, and the weather resistance was evaluated based on the following evaluation criteria.
(耐候性試験の試験条件)
・試験機:メタルウェザー〔ダイプラ・ウィンテス(株)製、品番:KU−R4〕
・照射:気温65℃で相対湿度50%の雰囲気中で4時間照射(照射強度:80mW/cm2)
・湿潤:気温35℃で相対湿度98%の雰囲気中で4時間暴露
・シャワー:湿潤前後に各30秒間シャワー
(Test conditions for weather resistance test)
・Testing machine: Metal weather [Daipla Wintes Co., Ltd., product number: KU-R4]
・Irradiation: Irradiation for 4 hours in an atmosphere with a temperature of 65°C and a relative humidity of 50% (irradiation intensity: 80 mW/cm 2 ).
・Wet: 4 hours exposure in an atmosphere with a temperature of 35°C and a relative humidity of 98% ・Shower: Shower for 30 seconds before and after wetting
(評価基準)
◎:光沢保持率が90%以上
○:光沢保持率が80%以上90%未満
△:光沢保持率が60%以上80%未満
×:光沢保持率が60%未満または測定不可能
(Evaluation criteria)
⊚: Gloss retention is 90% or more O: Gloss retention is 80% or more and less than 90% Δ: Gloss retention is 60% or more and less than 80% ×: Gloss retention is less than 60% or cannot be measured
〔長期親水性〕
(1)評価用試料の調製
塗料用水性樹脂組成物100部に成膜助剤として2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールイソブチレート〔JNC(株)製、品番:CS−12〕とブチルセロソルブを等質量で混合することによって得られた混合溶液10部を添加し、ホモディスパーで回転速度1500min-1にて10分間撹拌した後、白色ペースト30部および消泡剤〔サンノプコ(株)製、商品名:ノプコ8034L〕0.5部を添加し、クレーブス単位粘度計(プルックフィールド社製、品番:KU−1)を用いて25℃で測定したときの粘度が80KUとなるように増粘剤〔(株)日本触媒製、商品名:アクリセットWR−503A〕を添加し、その状態で30分間撹拌することにより、試料を調製した。
[Long-term hydrophilicity]
(1) Preparation of sample for evaluation 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol isobutyrate [manufactured by JNC Corp., product number: CS-] as a film forming aid in 100 parts of the aqueous resin composition for coating material 12] and 10 parts of a mixed solution obtained by mixing butyl cellosolve in an equal mass, and after stirring for 10 minutes with a homodisper at a rotation speed of 1500 min −1 , 30 parts of a white paste and an antifoaming agent [San Nopco ( Co., Ltd., trade name: Nopco 8034L] 0.5 part is added, and the viscosity is 80 KU when measured at 25° C. using a Krebs unit viscometer (manufactured by Pluckfield, product number: KU-1). As described above, a thickener [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Acryset WR-503A] was added, and the sample was prepared by stirring for 30 minutes in that state.
なお、白色ペーストは、脱イオン水210部、分散剤〔花王(株)製、商品名:デモールEP〕60部、分散剤〔第一工業製薬(株)製、商品名:ディスコートN−14〕50部、湿潤剤〔花王(株)製、商品名:エマルゲンLS−106〕10部、プロピレングリコール60部、酸化チタン〔石原産業(株)製、品番:CR−95〕1000部およびガラスビーズ(直径:1mm)200部をホモディスパーで回転速度3000min-1にて60分間分散させることによって調製した。 The white paste was 210 parts of deionized water, 60 parts of a dispersant (manufactured by Kao Corporation, trade name: DEMOL EP), 60 parts of a dispersant (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: DISCOAT N-14). ] 50 parts, wetting agent [Kao Corporation, trade name: Emulgen LS-106] 10 parts, propylene glycol 60 parts, titanium oxide [Ishihara Sangyo Co., Ltd., product number: CR-95] 1000 parts and glass beads It was prepared by dispersing 200 parts (diameter: 1 mm) with a homodisper at a rotation speed of 3000 min −1 for 60 minutes.
(2)評価用被膜の作製および試験
スレート板〔日本テストパネル(株)製、縦:70mm、横:150mm、厚さ:6mm〕にシーラー〔エスケー化研(株)製、商品名:EXシーラー]をエアスプレーで150g/m2の塗布量で均一に塗布し、23℃で1週間乾燥させた。
(2) Preparation and test of coating for evaluation Slate plate (manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd., length: 70 mm, width: 150 mm, thickness: 6 mm) is a sealer (manufactured by SK Kaken Co., Ltd., trade name: EX sealer) ] Was uniformly applied by air spray at a coating amount of 150 g/m 2 , and dried at 23° C. for 1 week.
次に、前記で得られた試料を10mi1アプリケーターでスレート板の被膜上に塗布し、23℃にて1週間乾燥させた。 Next, the sample obtained above was applied onto the coating of the slate plate with a 10 mi1 applicator, and dried at 23° C. for 1 week.
(試験方法)
試験板にシャワーで60秒間散水した後、室温で1日間乾燥させる一連の操作を1サイクルとして5サイクル試験を行ない、被膜表面の水との接触角を接触角計〔協和界面科学(株)製、品番:CA−X〕で測定し、以下の評価基準に基づいて長期親水性を評価した。
(Test method)
A test plate is sprinkled with water for 60 seconds and then dried at room temperature for 1 day, and a series of operations is taken as one cycle to perform a 5-cycle test. The contact angle of the coating surface with water is measured by a contact angle meter [Kyowa Interface Science Co., Ltd.]. , Product number: CA-X], and the long-term hydrophilicity was evaluated based on the following evaluation criteria.
(評価基準)
◎:水との接触角が50°未満
○:水との接触角が50°以上60°未満
△:水との接触角が60°以上70°未満
×:水との接触角が70°以上または測定不可能
(Evaluation criteria)
⊚: Contact angle with water is less than 50° ○: Contact angle with water is 50° or more and less than 60° Δ: Contact angle with water is 60° or more and less than 70° ×: Contact angle with water is 70° or more Or impossible to measure
〔総合評価〕
前記各物性の評価において、◎の評価を20点、○の評価を10点、△の評価を5点、×の評価を−10点とし、各得点を合計することにより、総合得点を求めた。なお、×の評価が1つでもあるものは、不合格である。
〔Comprehensive evaluation〕
In the evaluation of each physical property, ⊚ was evaluated as 20 points, ◯ was evaluated as 10 points, Δ was evaluated as 5 points, and x was evaluated as -10 points, and the total score was obtained by summing the respective scores. .. In addition, if there is even one evaluation of x, it fails.
表1に示された結果から、各実施例で得られた塗料用水性樹脂組成物は、各比較例で得られた塗料用水性樹脂組成物と対比して、ゲル分率が高く、高温での保存安定性に優れ、被膜の光沢、伸長性、耐候性および長期親水性に総合的に優れていることがわかる。 From the results shown in Table 1, the aqueous resin composition for coating obtained in each Example has a high gel fraction and high temperature at high temperature as compared with the aqueous resin composition for coating obtained in each Comparative Example. It can be seen that the storage stability is excellent, and the gloss, extensibility, weather resistance and long-term hydrophilicity of the coating are comprehensively excellent.
本発明の塗料用樹脂組成物は、例えば、金属、ガラス、磁器、コンクリート、サイディングボード、樹脂などの素材からなる基材の表面仕上げに好適に使用することができる。したがって、本発明の塗料用水性樹脂組成物は、例えば、窯業系建材、自動車、建築物、土木構造物などの用途、なかでも建築物の外装および窯業系建材のトップコートに好適に使用することができる。 The resin composition for paints of the present invention can be suitably used for surface finishing of a base material made of a material such as metal, glass, porcelain, concrete, siding board, and resin. Therefore, the aqueous resin composition for coating material of the present invention, for example, is suitable for use in ceramic building materials, automobiles, buildings, civil engineering structures, and the like, in particular, the exterior of buildings and the top coat of ceramic building materials. You can
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