JPH0616712A - Aqueous dispersible type composition and its production - Google Patents
Aqueous dispersible type composition and its productionInfo
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- JPH0616712A JPH0616712A JP17317292A JP17317292A JPH0616712A JP H0616712 A JPH0616712 A JP H0616712A JP 17317292 A JP17317292 A JP 17317292A JP 17317292 A JP17317292 A JP 17317292A JP H0616712 A JPH0616712 A JP H0616712A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば建築内外装、自
動車、家電用品、プラスチックなど各種塗装、特に耐候
性、耐久性の要求される用途において、良好な塗膜性能
を有する水性分散型組成物およびその製造法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an aqueous dispersion type composition having good coating performance in various coatings such as interior and exterior constructions, automobiles, home appliances, plastics, etc., particularly in applications where weather resistance and durability are required. And a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】近年、塗
料や接着剤の分野において、公害対策あるいは省資源の
観点より、有機溶剤を使用するものから水溶性あるいは
水分散性樹脂への転換が試みられている。しかしなが
ら、従来の水性分散型樹脂は、イオン性または非イオン
性の界面活性剤を使用した乳化重合法により製造されて
おり、その結果重合に使用する界面活性剤の影響によっ
て、形成された塗膜の耐侯性、耐水性、耐汚染性が悪
く、また造膜機構の違いから塗膜の光沢が溶剤系に較べ
て劣るという欠点を有していた。2. Description of the Related Art In recent years, in the field of paints and adhesives, from the viewpoint of pollution control and resource saving, there has been a shift from the use of organic solvents to water-soluble or water-dispersible resins. Being tried. However, the conventional aqueous dispersion type resin is produced by an emulsion polymerization method using an ionic or nonionic surfactant, and as a result, the coating film formed by the influence of the surfactant used for the polymerization. However, due to the difference in film forming mechanism, the gloss of the coating film was inferior to that of the solvent type.
【0003】この欠点を改良するため種々の試みが提案
されており、その一つに水溶性の高分子化合物、たとえ
ばマレイン化ポリブタジエン、マレイン化アルキッド樹
脂、水溶性アクリル樹脂等を分散安定剤に用いて、水性
媒体中で重合反応を行う方法、また耐水性、耐侯性を向
上させるために、加水分解可能なシリル基を有する水溶
性合成樹脂の水溶液中で、該シリル基を反応可能な官能
基を有するビニル単量体を含む共単量体を乳化重合する
ことを特徴とする乳化重合体の製造方法(特開平2-1783
01号公報)が提案されている。しかしながら加水分解性
シリル基が不安定なために乳化重合体合成中あるいは保
存中にゲル化しやすく、安定に製造できない欠点を有し
ている。Various attempts have been proposed to improve this drawback. One of them is to use a water-soluble polymer compound such as a maleinized polybutadiene, a maleinized alkyd resin or a water-soluble acrylic resin as a dispersion stabilizer. And a functional group capable of reacting with a silyl group in an aqueous solution of a water-soluble synthetic resin having a hydrolyzable silyl group in order to improve the water resistance and weather resistance. A method for producing an emulsion polymer, characterized by emulsion-polymerizing a comonomer containing a vinyl monomer having
No. 01) is proposed. However, since the hydrolyzable silyl group is unstable, it easily gels during the synthesis or storage of the emulsion polymer, and it has a drawback that it cannot be stably produced.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、一般式(I)
で示されるシリル基を有する水溶性樹脂(A)の合成を
加水分解性エステル(C)およびまたはアルコール
(D)の存在下で行うことにより、(A)中のシリル基
が安定化され、(A)の水溶液中での(B)の分散重合
も安定に行うことができえられたエマルジョンの保存安
定性も問題ないことを見出し本発明に至った。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the above problems, and as a result, the general formula (I)
By synthesizing the water-soluble resin (A) having a silyl group represented by, in the presence of the hydrolyzable ester (C) and / or alcohol (D), the silyl group in (A) is stabilized, The present inventors have found that the dispersion polymerization of (B) in the aqueous solution of A) can be carried out stably, and that the storage stability of the emulsion has no problem.
【0005】すなわち本発明は一般式(I):That is, the present invention has the general formula (I):
【0006】[0006]
【化3】 [Chemical 3]
【0007】(式中、R1 は炭素数1〜10のアルキル
基、アリール基およびアラルキル基から選ばれた1価の
炭化水素基、Xはハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコ
キシ基、アシロキシ基、アミノキシ基、フェノキシ基、
チオアルコキシ基およびアミノ基から選ばれた1価の
基、aは0、1または2を表す)で表わされるシリル基
を有する水溶性樹脂(A)の水性溶液中で、一般式
(I)で表わされるシリル基含有アクリル系共重合体
(B)を分散重合する際に、水溶性樹脂(A)の重合が
加水分解性エステル(C)および(または)アルコール
(D)の存在下で行ってえられた水性分散型組成物およ
びその製造法に関する。(In the formula, R 1 is a monovalent hydrocarbon group selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group and an aralkyl group, X is a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, an acyloxy group and an aminoxy group. Group, phenoxy group,
In a water-soluble solution of a water-soluble resin (A) having a silyl group represented by a monovalent group selected from a thioalkoxy group and an amino group, a is 0, 1 or 2, In dispersion-polymerizing the represented silyl group-containing acrylic copolymer (B), the water-soluble resin (A) is polymerized in the presence of a hydrolyzable ester (C) and / or alcohol (D). The obtained aqueous dispersion-type composition and a method for producing the same.
【0008】[0008]
【実施例】本発明で用いられるシリル基を有する水溶性
樹脂(A)は、シリル基を有するビニル単量体(a−
1)と、水溶性基あるいは水溶性基を生成しうる基を有
するビニル単量体(a−2)およびこれら単量体と共重
合可能な他のビニル単量体(a−3)を加水分解性エス
テル(C)および(または)アルコール(D)の存在下
で共重合し必要に応じて水溶性化することによりえられ
る。EXAMPLES The water-soluble resin (A) having a silyl group used in the present invention is a vinyl monomer (a-
1), a vinyl monomer (a-2) having a water-soluble group or a group capable of forming a water-soluble group, and another vinyl monomer (a-3) copolymerizable with these monomers It can be obtained by copolymerizing in the presence of a decomposable ester (C) and / or alcohol (D) and, if necessary, making it water-soluble.
【0009】[シリル基を有するビニル単量体(a−
1)]シリル基を有する水溶性樹脂(A)合成に使用さ
れるシリル基を有するビニル単量体(a−1)は一分子
中に重合性二重結合と一般式(I)で示される基を含む
化合物ならば特に限定はなく、たとえばCH2 =CHS
i(OCH3 )3 、CH2 =CHSiCH3 (OC
H3 )2 、CH2 =CHCOO(CH2 )3 Si(OC
H3 )3 、CH2 =C(CH3 )COO(CH2 )3 S
i(OCH3 )3 、CH2 =C(CH3 )COO(CH
2 )3 Si(CH3 )(OCH3 )2 、CH2 =CHC
OO(CH2 )3 Si(CH3 )(OCH3 )2 、CH
2 =CHSi(CH3 )Cl2 、CH2 =CHSiCl
3 、CH2 =CHCOO(CH2 )3SiCl3 、CH
2 =CHCOO(CH2 )3 Si(CH3 )Cl2 、C
H2 =C(CH3 )COO(CH2 )3 SiCl3 、C
H2 =C(CH3 )COO(CH2 )3 Si(CH3 )
Cl2 、CH2 =CHSi(OC2 H5 )3 、CH2 =
CHSi(CH3 )(OC2 H5 )2 、CH2 =CHS
i(OC3 H7 )3 、CH2 =CHSi(OC4 H9 )
3 、CH2 =CHSi(OC6 H13)3 、CH2=CHSi(O
C8 H17)3 、CH2 =CHSi(O−isoC
3 H7 )3 、CH2 =CHSi(O−isoC4 H9 )
3 、CH2 =CHCOO(CH2 )3 Si(OC
2 H5 )3 、CH2 =C(CH3 )COO(CH2 )3
Si(OC2 H5 )3 、CH2 =CHCOO(CH2 )
3 Si(CH3 )(OC2 H5 )2 、CH2 =C(CH
3 )COO(CH2 )3 Si(CH3 )(OC2 H5 )
2 、CH2 =CHCOO(CH2 )3 Si(OC
6 H13)3 、CH2 =C(CH3 )COO(CH2 )3
Si(OC6 H13)3 、[Vinyl monomer having a silyl group (a-
1)] The vinyl monomer (a-1) having a silyl group used for the synthesis of the water-soluble resin (A) having a silyl group is represented by a polymerizable double bond and a general formula (I) in one molecule. There is no particular limitation as long as it is a compound containing a group, for example, CH 2 ═CHS
i (OCH 3 ) 3 , CH 2 ═CHSiCH 3 (OC
H 3) 2, CH 2 = CHCOO (CH 2) 3 Si (OC
H 3) 3, CH 2 = C (CH 3) COO (CH 2) 3 S
i (OCH 3) 3, CH 2 = C (CH 3) COO (CH
2 ) 3 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2 , CH 2 = CHC
OO (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2 , CH
2 = CHSi (CH 3) Cl 2, CH 2 = CHSiCl
3 , CH 2 = CHCOO (CH 2 ) 3 SiCl 3 , CH
2 = CHCOO (CH 2) 3 Si (CH 3) Cl 2, C
H 2 = C (CH 3) COO (CH 2) 3 SiCl 3, C
H 2 = C (CH 3) COO (CH 2) 3 Si (CH 3)
Cl 2, CH 2 = CHSi ( OC 2 H 5) 3, CH 2 =
CHSi (CH 3) (OC 2 H 5) 2, CH 2 = CHS
i (OC 3 H 7) 3 , CH 2 = CHSi (OC 4 H 9)
3 , CH 2 = CHSi (OC 6 H 13 ) 3 , CH 2 = CHSi (O
C 8 H 17) 3, CH 2 = CHSi (O-isoC
3 H 7) 3, CH 2 = CHSi (O-isoC 4 H 9)
3 , CH 2 = CHCOO (CH 2 ) 3 Si (OC
2 H 5 ) 3 , CH 2 = C (CH 3 ) COO (CH 2 ) 3
Si (OC 2 H 5) 3 , CH 2 = CHCOO (CH 2)
3 Si (CH 3) (OC 2 H 5) 2, CH 2 = C (CH
3) COO (CH 2) 3 Si (CH 3) (OC 2 H 5)
2 , CH 2 = CHCOO (CH 2 ) 3 Si (OC
6 H 13) 3, CH 2 = C (CH 3) COO (CH 2) 3
Si (OC 6 H 13 ) 3 ,
【0010】[0010]
【化4】 [Chemical 4]
【0011】などがあげられる。シリル基を有するビニ
ル単量体(a−1)は1種または2種以上併用してもよ
くビニル単量体混合物100 部(重量部、以下同様)中1
〜50部好ましくは2〜20部である1部より少いと耐水
性、耐候性に劣り、50部を超えるとエマルジョンの安定
性が低下する。And the like. The vinyl monomer (a-1) having a silyl group may be used alone or in combination of two or more thereof. 1 out of 100 parts by weight of the vinyl monomer mixture (parts by weight, hereinafter the same).
If it is less than 1 part, which is preferably 2 to 20 parts, the water resistance and weather resistance will be poor, and if it exceeds 50 parts, the stability of the emulsion will be deteriorated.
【0012】[水溶性基あるいは水溶性基を生成しうる
基を有するビニル単量体(a−2)]本発明に用いられ
る水溶性基あるいは水溶性基を生成しうる基を有するビ
ニル単量体(a−2)としては、(メタ)アクリル酸、
イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、スチ
レンスルホン酸、ビニルスルホン酸等の重合可能な二重
結合を有する酸;あるいはそれらの塩(アルカリ金属
塩、アンモニウム塩、アミン塩など);無水マレイン酸
等酸無水物または、それらと炭素数1〜20の直鎖または
分岐のアルコールとのハーフエステル;ジメチルアミノ
エチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル
(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)
アクリレート等のアミノ基を有する(メタ)アクリレー
ト;(メタ)アクリルアミド、α−エチル(メタ)アク
リルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミ
ド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチルアク
リルアミド、アクリロイルモルホリンあるいはそれらの
塩酸、酢酸塩などがあげられる。[Vinyl monomer having a water-soluble group or a group capable of forming a water-soluble group (a-2)] A vinyl monomer having a water-soluble group used in the present invention or a group capable of forming a water-soluble group As the body (a-2), (meth) acrylic acid,
Acids having a polymerizable double bond such as itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid; or salts thereof (alkali metal salts, ammonium salts, amine salts, etc.); maleic anhydride Acid anhydrides such as acids or half esters of them with linear or branched alcohols having 1 to 20 carbon atoms; dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth)
(Meth) acrylate having an amino group such as acrylate; (meth) acrylamide, α-ethyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylacrylamide, acryloylmorpholine or them Hydrochloric acid, acetate, etc.
【0013】前記単量体(a−2)は酸型で共重合し、
その後中和によって塩とする方法がアルコキシシリル基
の安定化の点で好ましい。The monomer (a-2) is copolymerized in an acid form,
Then, a method of forming a salt by neutralization is preferable from the viewpoint of stabilizing the alkoxysilyl group.
【0014】(a−2)は1種または2種以上併用して
もよく、モノマー混合液を100 部として0〜30部好まし
くは0.1 〜20部使用される。30部をこえるとエマルジョ
ンの安定性が低下する傾向がある。The (a-2) may be used alone or in combination of two or more, and is used in an amount of 0 to 30 parts, preferably 0.1 to 20 parts, based on 100 parts of the monomer mixture. If it exceeds 30 parts, the stability of the emulsion tends to decrease.
【0015】[共重合可能な他のビニル単量体(a−
3)]共重合可能な他のビニル系単量体(a−3)とし
ては、たとえばメチル(メタ)アクリレート、エチル
(メタ)アクリレート、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、ステアリル
(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレー
ト、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル
(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレー
トなど(メタ)アクリル酸の誘導体;2,2,2−トリ
フルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,
3,3−ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレー
ト、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレー
ト、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリ
レート、β−(パーフルオロオクチル)エチル(メタ)
アクリレート等フッソ含有ビニル単量体;1−(3−
(メタ)アクリロキシプロピル)−1,1,3,3,3
−ペンタメチルジシロキサン、3−(メタ)アクリロキ
シプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、AK
−5(東亜合成化学工業(株)製のシリコーンマクロマ
ー)等のシロキサン含有ビニル単量体;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、2−ヒドロキシエチルビニルエ
ーテル、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、東亜
合成化学工業(株)製の商品名アロニクス5700(水酸基
含有モノマー)、4−ヒドロキシスチレン、日本触媒化
学工業(株)製のHE−10、HE−20、HP−10および
HP−20(いずれも末端に水酸基を有するアクリル酸エ
ステルオリゴマー)、日本油脂(株)製のブレンマーP
Pシリーズ(ポリプロピレングリコールメタクリレー
ト)、ブレンマーPEシリーズ(ポリエチレングリコー
ルモノメタクリレート)、ブレンマーPEPシリーズ
(ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールメ
タクリレート)、ブレンマーAP−400 (ポリプロピレ
ングリコールモノアクリレート)、ブレンマーAE−35
0 (ポリエチレングリコールモノアクリレート)、ブレ
ンマーNKH−5050(ポリプロピレングリコールポリト
リメチレンモノアクリレート)およびブレンマーGLM
(グリセロールモノメタクリレート)、ダイセル化学工
業(株)製のプラクセルFA−1、FA−4、FM−
1、FM−4のような水酸基含有ビニル系化合物とε−
カプロラクトンとの反応によりえられるε−カプロラク
トン変性ヒドロキシアルキルビニル系モノマーなどの水
酸基含有ビニル単量体;東亜合成化学工業(株)のマク
ロモノマー(反応性高分子)であるAS−6、AN−
6、AA−6、B−6;スチレン、α−メチルスチレ
ン、クロロスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族炭化
水素系ビニル系化合物;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、ジアリルフタレートなどのビニルエステルやアリル
化合物;メチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニル
エーテル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレ
ン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、フルオロオ
レフィンマレイミド、N−ビニルイミダゾールなどのそ
の他のビニル系化合物などがあげられる。[Other copolymerizable vinyl monomer (a-
3)] As other copolymerizable vinyl-based monomer (a-3), for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate,
Derivatives of (meth) acrylic acid such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate; 2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3
3,3-pentafluoropropyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, β- (perfluorooctyl) ethyl (meth)
Fluorine-containing vinyl monomer such as acrylate; 1- (3-
(Meth) acryloxypropyl) -1,1,3,3,3
-Pentamethyldisiloxane, 3- (meth) acryloxypropyltris (trimethylsiloxy) silane, AK
-5 (siloxane macromer manufactured by Toagosei Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and other siloxane-containing vinyl monomers; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl vinyl ether, N- Methylol (meth) acrylamide, trade name Aronix 5700 (hydroxyl group-containing monomer) manufactured by Toagosei Kagaku Kogyo Co., Ltd., 4-hydroxystyrene, HE-10, HE-20, HP-10 manufactured by Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. And HP-20 (both are acrylic acid ester oligomers having a hydroxyl group at the end), Bremmer P manufactured by NOF CORPORATION
P series (polypropylene glycol methacrylate), Blemmer PE series (polyethylene glycol monomethacrylate), Blemmer PEP series (polyethylene glycol polypropylene glycol methacrylate), Blemmer AP-400 (polypropylene glycol monoacrylate), Blemmer AE-35
0 (polyethylene glycol monoacrylate), Blemmer NKH-5050 (polypropylene glycol polytrimethylene monoacrylate) and Blemmer GLM
(Glycerol monomethacrylate), Placcel FA-1, FA-4, FM- manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
1, hydroxyl-containing vinyl compounds such as FM-4 and ε-
Hydroxyl group-containing vinyl monomers such as ε-caprolactone-modified hydroxyalkyl vinyl-based monomers obtained by reaction with caprolactone; AS-6 and AN- which are macromonomers (reactive polymers) of Toa Gosei Chemical Industry Co., Ltd.
6, AA-6, B-6; Aromatic hydrocarbon vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene and vinyltoluene; Vinyl acetate and allyl compounds such as vinyl acetate, vinyl propionate and diallyl phthalate; Other vinyl compounds such as methyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, vinyl chloride, vinylidene chloride, chloroprene, propylene, butadiene, isoprene, fluoroolefin maleimide, N-vinyl imidazole and the like can be mentioned.
【0016】フッソ含有ビニル単量体、シロキサン含有
ビニル単量体を共重合すると揆水性が向上し、耐水性、
耐久性が向上する。水酸基含有ビニル単量体あるいは、
ポリプロピレングリコールメタクリレート、ポリエチレ
ングリコールモノメタクリレートのように親水性単量体
を共重合するとシリル基含有水溶性樹脂(A)の安定性
が増し、アクリル酸、ジメチルアミノエチル(メタ)ア
クリレート等の水溶性基あるいは水溶性基を生成しえる
基を有するビニル単量体(a−2)の使用量を減少させ
ることができる。Copolymerization of a fluorine-containing vinyl monomer and a siloxane-containing vinyl monomer improves the water repellent property,
The durability is improved. Hydroxyl group-containing vinyl monomer, or
When a hydrophilic monomer such as polypropylene glycol methacrylate or polyethylene glycol monomethacrylate is copolymerized, the stability of the silyl group-containing water-soluble resin (A) is increased, and water-soluble groups such as acrylic acid and dimethylaminoethyl (meth) acrylate are added. Alternatively, the amount of the vinyl monomer (a-2) having a group capable of forming a water-soluble group can be reduced.
【0017】[加水分解性エステル(C)]加水分解性
エステル(C)としてはオルトカルボン酸エステルおよ
び(または)加水分解性シリコン化合物およびまたはそ
の部分加水分解生成物があげられる。これら加水分解性
エステル(C)は水溶性樹脂(A)合成時に存在させる
ことにより系中の水分を分解し、(A)に含有される一
般式(I)で表わされるシリル基を安定化する。[Hydrolysable ester (C)] Examples of the hydrolyzable ester (C) include an orthocarboxylic acid ester and / or a hydrolyzable silicon compound and / or a partial hydrolysis product thereof. These hydrolyzable esters (C) decompose water in the system by being present during the synthesis of the water-soluble resin (A) and stabilize the silyl group represented by the general formula (I) contained in (A). .
【0018】オルトカルボン酸エステルの具体例として
は、オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、オルトギ酸
プロピル、オルト酢酸メチル、オルト酢酸エチル、オル
ト酢酸プロピル、オルトプロピオン酸メチル、オルトプ
ロピオン酸エチル、オルトプロピオン酸プロピル、オル
ト酪酸メチル、オルト酪酸エチル、オルト酪酸プロピル
等があげられる。Specific examples of the orthocarboxylic acid ester include methyl orthoformate, ethyl orthoformate, propyl orthoformate, methyl orthoacetate, ethyl orthoacetate, propyl orthoacetate, methyl orthopropionate, ethyl orthopropionate, orthopropionate. Examples thereof include propyl, methyl orthobutyrate, ethyl orthobutyrate, propyl orthobutyrate and the like.
【0019】加水分解性シリコン化合物としては、メチ
ルシリケート、エチルシリケート、テトラアセトキシシ
ラン、メチルトリメトキシシラン、As the hydrolyzable silicon compound, methyl silicate, ethyl silicate, tetraacetoxysilane, methyltrimethoxysilane,
【0020】[0020]
【化5】 [Chemical 5]
【0021】コルコート(株)のエチルシリケート40お
よびHAS−1、およびこれら加水分解性シリコン化合
物を水で部分的に加水分解した生成物などがあげられ
る。これらの中でもオルト酢酸メチルが脱水効果と経済
性から好ましい。Examples include ethyl silicate 40 and HAS-1 of Colcoat Co., Ltd., and products obtained by partially hydrolyzing these hydrolyzable silicon compounds with water. Of these, methyl orthoacetate is preferable from the viewpoint of dehydration effect and economy.
【0022】加水分解性エステル(C)はシリル基含有
水溶性樹脂または単量体混合物100部に対して1部以上
好ましくは2部以上使用される。1部未満では脱水効果
が十分ではない。加水分解性エステル(C)は、(A)
成分重合の初期に添加してもよいし、単量体混合液に混
合する等により連続的に添加してもよい。また、重合溶
剤として使用してもよい。The hydrolyzable ester (C) is used in an amount of 1 part or more, preferably 2 parts or more, based on 100 parts of the silyl group-containing water-soluble resin or monomer mixture. If it is less than 1 part, the dehydration effect is not sufficient. Hydrolyzable ester (C) is (A)
It may be added at the initial stage of component polymerization, or may be continuously added by mixing with the monomer mixture. It may also be used as a polymerization solvent.
【0023】[アルコール(D)]アルコール(D)
は、平衡反応によりシリル基を安定化させる。アルコー
ルの具体例としては、メタノール、エタノール、n−プ
ロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、
iso−ブタノール等炭素数1〜4のアルコールが好ま
しく特にメタノールが好ましい。[Alcohol (D)] Alcohol (D)
Stabilizes the silyl group through an equilibrium reaction. Specific examples of the alcohol include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol,
Alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as iso-butanol are preferable, and methanol is particularly preferable.
【0024】アルコール(D)は、シリル基含有水溶性
樹脂または単量体混合物100 部に対して1部以上好まし
くは2部以上使用される。1部未満では安定化効果が不
十分である。アルコール(D)は(A)成分重合の初期
に添加してもよいし、モノマー混合液に混合する等によ
り連続的に添加してもよい。また重合溶剤として使用し
てもよい。The alcohol (D) is used in an amount of 1 part or more, preferably 2 parts or more, based on 100 parts of the silyl group-containing water-soluble resin or monomer mixture. If it is less than 1 part, the stabilizing effect is insufficient. The alcohol (D) may be added at the initial stage of polymerization of the component (A), or may be continuously added by mixing with the monomer mixture. It may also be used as a polymerization solvent.
【0025】シリル基含有水溶性樹脂(A)の重合は、
通常実施されている重合法、すなわち乳化重合法、懸濁
重合法、溶液重合法等、いずれの方法でも実施すること
が可能であるが、操作の簡便性より、好ましくは溶液重
合法が用いられる。The silyl group-containing water-soluble resin (A) is polymerized by
It is possible to carry out any of the commonly used polymerization methods, such as emulsion polymerization method, suspension polymerization method, solution polymerization method, etc., but the solution polymerization method is preferably used because of the ease of operation. .
【0026】溶液重合を実施するにあたり、使用する溶
剤は、共重合反応生成物を溶解しうるものなら特に限定
はないが、該重合体を水性媒体中に溶解させて重合の分
散安定剤として使用する際、溶剤を回収しなくてもよい
方が操作が簡便であるため、水溶性の有機溶剤の使用が
好ましい。また、溶剤回収を行い、単離した該共重合体
を分散安定剤として用いて重合を行ってもよい。In carrying out the solution polymerization, the solvent to be used is not particularly limited as long as it can dissolve the copolymerization reaction product, but the polymer is dissolved in an aqueous medium and used as a dispersion stabilizer for the polymerization. At this time, it is preferable to use a water-soluble organic solvent because the operation is easier if the solvent does not have to be recovered. Alternatively, the solvent may be recovered, and the isolated copolymer may be used as a dispersion stabilizer for polymerization.
【0027】使用する溶剤としては、炭素数1〜10の直
鎖および(または)分岐を持つアルコール系溶剤、HO
−(CH2 CH2 −O)m −R2 で示される(ポリ)エ
チレングリコールモノアルキルエーテル(R2 は炭素数
1〜10の直鎖および(または)分岐を持つアルキル基、
mは1〜5の整数)、R2 CO−O−(CH2 CH2−
O)m −R2 で示される(ポリ)エチレングリコールエ
ーテルエステル(R2は炭素数1〜10の直鎖および(ま
たは)分岐を持つアルキル基、両末端のアルキル基は同
一でもよいし、異なってもよい。mは1〜5の整数)、
HO−(CH2CH2 CH2 −O)m −R2 で示される
(ポリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテル
(R2 は炭素数1〜10の直鎖および(または)分岐を持
つアルキル基、mは1〜5の整数)、R2 CO−O−
(CH2 CH2 CH2 −O)m −R2で示される(ポ
リ)プロピレングリコールエーテルエステル(R2 は炭
素数1〜10の直鎖および(または)分岐を持つアルキ
ル。両末端のアルキル基は同一でもよいし異なってもよ
い。mは1〜5の整数)等が使用できる。具体的には、
例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルア
ルコール、イソブチルアルコール、ヘキシルアルコー
ル、オクチルアルコール等のアルコール類;セロソル
ブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール
モノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチル
エーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、ジプロ
ピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレング
リコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコール
イソブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエ
チルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエ
ーテル、トリプロピレングリコールイソブチルエーテル
等のエーテル類;ブチルセロソルブアセテート、ジエチ
レングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチ
レングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロ
ピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプ
ロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ト
リプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルアセ
テート、トリプロピレングリコールモノイソブチルエー
テルアセテート等のエーテルエステル類等があげられ
る。As the solvent to be used, an alcohol solvent having a linear and / or branched chain having 1 to 10 carbon atoms, HO
(Poly) ethylene glycol monoalkyl ether represented by — (CH 2 CH 2 —O) m —R 2 (R 2 is a linear and / or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
m is an integer of 1 to 5), R 2 CO—O— (CH 2 CH 2 —
O) m- R 2 represented by (poly) ethylene glycol ether ester (R 2 is an alkyl group having a linear and / or branched chain having 1 to 10 carbon atoms, and alkyl groups at both ends may be the same or different. M may be an integer of 1 to 5),
HO- (CH 2 CH 2 CH 2 -O) m -R 2 represented by (poly) propylene glycol monoalkyl ether (R 2 is an alkyl group having straight chain and (or) branched having 1 to 10 carbon atoms, m Is an integer of 1 to 5), R 2 CO-O-
(CH 2 CH 2 CH 2 -O ) represented by m -R 2 (poly) propylene glycol ether ester (R 2 is an alkyl group of the alkyl. Both ends with linear and (or) branched having 1 to 10 carbon atoms May be the same or different, and m may be an integer of 1 to 5). In particular,
For example, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, hexyl alcohol and octyl alcohol; cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol. Monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether,
Ethers such as propylene glycol monoisobutyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol isobutyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol isobutyl ether; butyl cellosolve acetate , Diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monobutyl ether acetate, tripropylene glycol monoethyl ether acetate, tripropylene glycol monobutyl ether acetate, tripropyi Ether esters such as glycol monoisobutyl ether acetate.
【0028】重合開始剤は、通常実施されている開始剤
であれば特に限定はなく、レドックス系開始剤、アゾ系
開始剤、過酸化物を用いればよい。これらの開始剤の中
ではアゾ系開始剤が好ましく、具体的な例をあげると、
例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチ
ルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニト
リル、アゾビスメチルブチロニトリル、アゾビスジメチ
ルメトキシバレロニトリル等アゾ系ニトリル類;V−5
0、VA0041 、VA−044 、VA−061 (以上和光純
薬(株)製)等のアゾアミジン類;VA−080 、VA−
086 、VA−088(以上和光純薬(株)製)等のアゾ
アミジン類;VA−080 、VA−086 、VA−088
(以上和光純薬(株)製)等のアゾアミド類;アゾジ−
tert−オクタン、アゾジ−tert−ブタン等アゾ
アルキル類;シアノプロピルアゾホルムアミド、アゾビ
スシアノバレロイル酸、ジメチルアゾビスメチルプロピ
オネート、アゾビスヒドロキシメチルプロピオニトリル
などがあげられる。また、必要に応じて、n−ドデシル
メルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ブチル
メルカプタン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、(CH
3 O)3 Si−S−S−Si−(OCH3 )3 、(CH
3 O)3 Si−(CH2 )3 −S−S−(CH2 )3 −
Si−(OCH3 )3 、(CH3 O)3 Si−S8 −S
i(OCH3 )3 等の連鎖移動剤を用い、分子量調節を
してもよい。The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is a commonly used initiator, and redox type initiators, azo type initiators and peroxides may be used. Among these initiators, azo-based initiators are preferable, and specific examples include:
For example, azo-based nitriles such as azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, azobiscyclohexanecarbonitrile, azobismethylbutyronitrile, azobisdimethylmethoxyvaleronitrile; V-5
Azoamidines such as 0, VA041, VA-044, VA-061 (all manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.); VA-080, VA-
Azoamidines such as 086, VA-088 (all manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.); VA-080, VA-086, VA-088
(Above, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and other azoamides; azodi-
Azoalkyls such as tert-octane and azodi-tert-butane; cyanopropylazoformamide, azobiscyanovaleroleic acid, dimethylazobismethylpropionate, azobishydroxymethylpropionitrile and the like. Further, if necessary, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-butyl mercaptan, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ
-Mercaptopropylmethyldimethoxysilane, (CH
3 O) 3 Si-S- S-Si- (OCH 3) 3, (CH
3 O) 3 Si- (CH 2 ) 3 -S-S- (CH 2) 3 -
Si- (OCH 3) 3, ( CH 3 O) 3 Si-S 8 -S
The molecular weight may be adjusted by using a chain transfer agent such as i (OCH 3 ) 3 .
【0029】重合条件に関しては、通常40〜170 ℃、好
ましくは50〜150 ℃の重合温度で3〜24時間、好ましく
は4〜20時間の重合が望ましい。Regarding the polymerization conditions, it is desirable to carry out the polymerization at a polymerization temperature of usually 40 to 170 ° C., preferably 50 to 150 ° C. for 3 to 24 hours, preferably 4 to 20 hours.
【0030】[シリル基含有水溶性樹脂(A)の水溶性
化]かくしてえられたシリル基含有水溶性樹脂(A)を
用いて、水性分散重合を実施するに際し、まず該重合体
を水性媒体に溶解させることが必要である。なお、ここ
でいう水性媒体とは、水あるいは水溶性の有機溶剤を溶
解した水を意味する。水溶性化は、水溶性基を生成しう
る基を有するビニル単量体がカルボキシル基を有する場
合は、たとえばカセイソーダ、カセイカリ、アンモニ
ア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミ
ン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミ
ン、モノメタノールアミン、ジメタノールアミン、トリ
メタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノール
アミン、ジエチルエタノールアミン等で中和することに
より達成しうる。[Solubilization of silyl group-containing water-soluble resin (A)] When the aqueous dispersion polymerization is carried out using the silyl group-containing water-soluble resin (A) thus obtained, the polymer is first added to an aqueous medium. It is necessary to dissolve in. The aqueous medium here means water or water in which a water-soluble organic solvent is dissolved. When the vinyl monomer having a group capable of forming a water-soluble group has a carboxyl group, for example, caustic soda, causticari, ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, monomethanol can be made water-soluble. This can be achieved by neutralizing with amine, dimethanolamine, trimethanolamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine and the like.
【0031】塩基性基を有する場合は、塩酸、酢酸等酸
性化合物で4級化を行う。中和は重合速度、重合安定
性、加水分解性シリル官能基の安定性の点から、中和に
よりpH5〜pH10、このましくはpH6〜pH7に調
製するのがよい。When it has a basic group, it is quaternized with an acidic compound such as hydrochloric acid or acetic acid. From the viewpoints of polymerization rate, polymerization stability, and stability of hydrolyzable silyl functional groups, neutralization is preferably adjusted to pH 5 to pH 10, more preferably pH 6 to pH 7, by neutralization.
【0032】また、水溶性化に際し、該共重合体は水溶
性の有機溶剤に溶解したまま水性媒体と混合してもよい
し、また留去、再沈といった方法でポリマーを回収した
のち水性媒体に加えてもかまわない。Further, upon water-solubilization, the copolymer may be mixed with an aqueous medium while being dissolved in a water-soluble organic solvent, or the polymer may be recovered by a method such as distillation or reprecipitation and then the aqueous medium. You can add it to.
【0033】[シリル基含有アクリル系共重合体(B)
の重合]かくしてえられた水溶性樹脂(A)を分散安定
剤として、水性媒体中で重合反応を行い目的とする水性
分散型組成物(B)をえることができる。[Acrylic Copolymer Containing Silyl Group (B)
Polymerization] The water-soluble resin (A) thus obtained is used as a dispersion stabilizer to carry out a polymerization reaction in an aqueous medium to obtain the desired aqueous dispersion-type composition (B).
【0034】重合操作に関しては、通常の乳化重合の重
合操作が採用できる。As for the polymerization operation, a usual emulsion polymerization polymerization operation can be employed.
【0035】シリル基含有アクリル系共重合体(B)
の、一般式(I)で表わされる基は、シリル基を有する
ビニル単量体(a−1)を他のビニル系単量体と共重合
することにより導入でき(a−1)の具体例をそのまま
使用でき、1種または2種以上併用してもよい。シリル
基を有するビニル単量体は、ビニル単量体混合物100 部
中1〜50部、好ましくは、2〜20部である。1部より少
いと耐水性、耐候性が劣り、50部をこえるとエマルジョ
ンの安定性が低下する。Acrylic copolymer containing silyl group (B)
The group represented by the general formula (I) can be introduced by copolymerizing the vinyl monomer (a-1) having a silyl group with another vinyl-based monomer. Can be used as they are, and may be used alone or in combination of two or more. The vinyl monomer having a silyl group is 1 to 50 parts, preferably 2 to 20 parts per 100 parts of the vinyl monomer mixture. If it is less than 1 part, the water resistance and weather resistance are inferior, and if it exceeds 50 parts, the emulsion stability decreases.
【0036】シリル基を有するビニル単量体と共重合可
能な他のビニル系単量体は特に限定はなく、具体例とし
てはシリル基含有水溶性樹脂(A)の成分としてあげら
れた水溶性基あるいは水溶性基を生成しえる基を有する
ビニル単量体(a−2)および共重合可能な他のビニル
系単量体(a−3)等が使用できる。Other vinyl monomers copolymerizable with the vinyl monomer having a silyl group are not particularly limited, and specific examples thereof include the water-soluble monomers listed as the component of the silyl group-containing water-soluble resin (A). A vinyl monomer (a-2) having a group or a group capable of forming a water-soluble group and another copolymerizable vinyl monomer (a-3) can be used.
【0037】それに加えて、例えば、ポリエチレングリ
コールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリ
レート、トリアリルシアヌレートなどの重合性の不飽和
結合を2つの以上持った単量体も使用し、生成するポリ
マーを架橋構造を持つものとすることも可能である。In addition to this, a monomer having two or more polymerizable unsaturated bonds such as polyethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, triallyl cyanurate, etc. is also used, and the resulting polymer is crosslinked. It is also possible to have
【0038】これらの単量体は、最終製品の品質に応じ
て、1種または2種以上を適宜選択することができる。
ただし(a−1)(a−2)および(a−3)の少なく
もと一種はアクリル系単量体であることが必要で、該ア
クリル系単量体はビニル単量体混合物100 部中50部以上
含まれる。These monomers can be appropriately selected from one kind or two or more kinds according to the quality of the final product.
However, at least one of (a-1), (a-2) and (a-3) needs to be an acrylic monomer, and the acrylic monomer is used in 100 parts of the vinyl monomer mixture. Includes more than 50 copies.
【0039】分散安定剤に用いられる水溶性樹脂の使用
量は、重合する単量体合計に対して重量比で1/20〜1
/0.3 の比率、好ましくは、1/10〜1/1である。The amount of the water-soluble resin used as the dispersion stabilizer is 1/20 to 1 in weight ratio with respect to the total amount of monomers to be polymerized.
The ratio is /0.3, preferably 1/10 to 1/1.
【0040】分散安定剤を溶解する水性媒体は通常水が
使用されるが、分散剤樹脂を有機溶剤に溶解した状態で
使用する場合には、結果として分散剤樹脂量に見合った
量の有機溶剤が系に含まれることになる。また、それ以
外に分散剤樹脂の溶解性を増す等の目的で、水溶性の有
機溶剤を水に対して1/2量以下で加えることも可能で
ある。Water is usually used as the aqueous medium in which the dispersion stabilizer is dissolved. However, when the dispersant resin is used in a state of being dissolved in an organic solvent, as a result, an amount of organic solvent corresponding to the amount of the dispersant resin is used. Will be included in the system. In addition to the above, it is also possible to add a water-soluble organic solvent in an amount of ½ or less with respect to water for the purpose of increasing the solubility of the dispersant resin.
【0041】重合開始剤としては、通常ラジカル重合に
用いられる水溶性または油溶性の過酸化物、アゾ系開始
剤、レッドックス開始剤等いずれも使用可能であるが、
好ましくは水溶性の開始剤が使用される。水溶性の開始
剤の具体例としては、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫
酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、ter
t−ブチルペルオキシド、クメンヒドロぺるオキシド、
アゾジイソブチル酸ジアミドのような過酸化物、過硫酸
塩、およびアゾ化合物並びに水相中で水溶性還元剤によ
って活性化したレドックス開始剤等があげられる。As the polymerization initiator, any of water-soluble or oil-soluble peroxides, azo type initiators, Redox initiators and the like which are usually used in radical polymerization can be used.
Water-soluble initiators are preferably used. Specific examples of the water-soluble initiator include, for example, sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, and ter.
t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide,
Examples thereof include peroxides such as azodiisobutyric acid diamide, persulfates, and azo compounds, and redox initiators activated by a water-soluble reducing agent in an aqueous phase.
【0042】この様な開始剤の使用量は、モノマー重量
基準で、0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜5重量部で
ある。The amount of such an initiator used is 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.05 to 5 parts by weight, based on the weight of the monomer.
【0043】また、通常乳化重合に使用するイオン性、
非イオン性の界面活性剤を併用することも可能である
が、耐水性、耐候性などの観点より少量の使用にとどめ
るのがこのましい。イオン性、非イオン性の界面活性剤
の具体例としては、例えば、n−ドデシルスルホン酸カ
リウム、イソオクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、
ラウリン酸ナトリウム、ポリエチレングリコールノニル
フェニルエーテル等があげられる。The ionic property usually used for emulsion polymerization,
Although it is possible to use a nonionic surfactant together, it is preferable to use only a small amount from the viewpoint of water resistance and weather resistance. Specific examples of the ionic and nonionic surfactants include, for example, potassium n-dodecylsulfonate, sodium isooctylbenzenesulfonate,
Examples thereof include sodium laurate and polyethylene glycol nonyl phenyl ether.
【0044】重合条件は、重合温度30〜90℃、好ましく
は40〜80℃の範囲内で重合することができる。The polymerization can be carried out at a polymerization temperature of 30 to 90 ° C, preferably 40 to 80 ° C.
【0045】重合反応によって、単量体は共重合し、シ
リル基含有アクリル系共重合体を生成するが、副反応と
して水溶性樹脂(A)に単量体の一部がグラフト重合す
ることがあっても差支えない。By the polymerization reaction, the monomers are copolymerized to form a silyl group-containing acrylic copolymer, but a part of the monomers may be graft-polymerized to the water-soluble resin (A) as a side reaction. It does not matter if there is.
【0046】水性分散型組成物中の固形分濃度は、本発
明の方法による場合は、20〜70重量%までの範囲とす
る。According to the method of the present invention, the solid content concentration in the aqueous dispersion type composition is in the range of 20 to 70% by weight.
【0047】固形分濃度が70重量%を越えると、系の粘
度が著しく上昇するため重合反応に伴う発熱を除去する
ことが困難になったり、重合機からの取り出しに長時間
要する等の不都合を生じる。また、固形分濃度が20重量
%未満の場合、重合操作の面では何ら問題は生じないも
のの、1回の重合操作によって生じる樹脂の量が少な
く、経済面から考えた場合、著しく不利となるし、また
用途上の要求からも20重量%未満の濃度では、塗膜の膜
厚が薄くなってしまい。性能劣化を起こしたり、塗装作
業性の点で不利となる。If the solid content concentration exceeds 70% by weight, the viscosity of the system remarkably rises, so that it is difficult to remove the heat generated by the polymerization reaction, and it takes a long time to take it out from the polymerization machine. Occurs. Further, when the solid content concentration is less than 20% by weight, no problem occurs in terms of polymerization operation, but the amount of resin produced by one polymerization operation is small, which is extremely disadvantageous from the economical point of view. Also, due to application requirements, the film thickness of the coating film becomes thin when the concentration is less than 20% by weight. It causes performance deterioration and is disadvantageous in terms of coating workability.
【0048】かくしてえられる水性分散型組成物は粒子
径が0.02〜0.1 ミクロンの超微粒子より構成されてお
り、その結果として優れた被膜成形能を有している。The thus obtained aqueous dispersion type composition is composed of ultrafine particles having a particle diameter of 0.02 to 0.1 micron, and as a result, has an excellent film forming ability.
【0049】なお前記水性分散型組成物の被膜形成を補
助することを目的として溶剤を添加することができる。
この様な溶剤の添加量としては、水性分散型樹脂組成物
に対し、0.1 〜15重量部、好ましくは0.5 〜10重量部で
ある。この様な溶剤の具体例としては、例えば、セロソ
ルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレ
ングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、ジ
プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレ
ングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコ
ールイソブチルエーテル、トリプロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチ
ルエーテル、トリプロピレングリコールイソブチルエー
テル等のエーテル類;ブチルセロソルブアセテート、ジ
エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジ
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジ
プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテー
ト、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルアセ
テート、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル
アセテート、トリプロピレングリコールモノイソブチル
エーテルアセテート等のエーテルエステル類等があげら
れる。A solvent may be added for the purpose of assisting the film formation of the aqueous dispersion type composition.
The amount of such a solvent added is 0.1 to 15 parts by weight, preferably 0.5 to 10 parts by weight, based on the aqueous dispersion type resin composition. Specific examples of such a solvent include, for example, cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoisobutyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether. Ethers such as ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol isobutyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol isobutyl ether; butyl cellosolve acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobub Ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate,
Examples thereof include ether esters such as dipropylene glycol monobutyl ether acetate, tripropylene glycol monoethyl ether acetate, tripropylene glycol monobutyl ether acetate, and tripropylene glycol monoisobutyl ether acetate.
【0050】これら溶剤の添加は、水性分散型樹脂の重
合時に添加してもよく、また、重合終了直後に添加して
も、冷却後に添加してもよい。These solvents may be added during the polymerization of the aqueous dispersion type resin, immediately after the completion of the polymerization, or after cooling.
【0051】かくしてえられた水分散型塗料用硬化性組
成物には、硬化触媒を使用しなくても構わないが、硬化
性の促進と要求される物性を引き出すために触媒を使用
することができる。この様な硬化触媒の具体例として
は、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジマ
レート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジマ
レート、オクチル酸錫などの有機錫化合物;リン酸、モ
ノメチルホスフェート、モノエチルホスフェート、モノ
ブチルホスフェート、モノオクチルホスフェート、モノ
デシルホスフェート、ジメチルホスフェート、ジエチル
ホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホス
フェート、ジデシルホスフェート等のリン酸またはリン
酸エステル類;プロピレンオキサイド、ブチレンオキサ
イド、シクロヘキセンオキサイド、グリシジルメタクリ
レート、グリシドール、アクリルグリシジルエーテル、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジメトキシシラン、(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、油化
シェルエポキシ(株)製のカーデュラ(E)、エピコー
ト828 、エピコート1001等のエポキシ化合物とリン酸及
び(または)酸性モノリン酸エステルとの付加反応物;
有機チタネート化合物;有機アルミニウム化合物;有機
ジルコニウム化合物;マレイン酸、アジピン酸、アゼラ
イン酸、セバシン酸、イタコン酸、クエン酸、コハク
酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの酸無水
物、パラトルエンスルホン酸などの酸性化合物;ヘキシ
ルアミン、ジ−2−エチルヘキシルアミン、N,N−ジ
メチルドデシルアミン、ドデシルアミン等のアミン類;
これらのアミンと酸性リン酸エステルとの混合物または
反応物;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカ
リ性化合物等があげられる。The curable composition for water-dispersed coatings thus obtained may not use a curing catalyst, but a catalyst may be used in order to promote the curability and bring out the required physical properties. it can. Specific examples of such a curing catalyst include, for example, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin dilaurate, dioctyltin dimaleate, organotin compounds such as tin octylate; phosphoric acid, monomethyl phosphate, monoethyl phosphate, monobutyl. Phosphoric acid or phosphates such as phosphate, monooctyl phosphate, monodecyl phosphate, dimethyl phosphate, diethyl phosphate, dibutyl phosphate, dioctyl phosphate, didecyl phosphate; propylene oxide, butylene oxide, cyclohexene oxide, glycidyl methacrylate, glycidol, acrylic Glycidyl ether,
γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. Addition products of epoxy compounds such as Cardura (E), Epikote 828, Epikote 1001 and the like and phosphoric acid and / or acidic monophosphate ester;
Organic titanate compounds; Organoaluminum compounds; Organozirconium compounds; Maleic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, itaconic acid, citric acid, succinic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, their acid anhydrides, paratoluene sulfone Acidic compounds such as acids; amines such as hexylamine, di-2-ethylhexylamine, N, N-dimethyldodecylamine, dodecylamine;
Mixtures or reaction products of these amines and acidic phosphoric acid esters; alkaline compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like.
【0052】これらの硬化触媒のうち、有機錫化合物、
酸性リン酸エステルとアミンの混合物もしくは反応物、
飽和もしくは不飽和多価カルボン酸またはその無水物、
反応性シリコン化合物、有機チタネート化合物、有機ア
ルミニウム化合物またはこれらの混合物が活性も高く好
ましい。更に好ましくは、有機錫化合物、酸性リン酸エ
ステル、酸性リン酸エステルとアミンの混合物もしくは
反応物がよい。Among these curing catalysts, organotin compounds,
A mixture or reaction product of an acidic phosphoric acid ester and an amine,
Saturated or unsaturated polycarboxylic acid or its anhydride,
A reactive silicon compound, an organic titanate compound, an organic aluminum compound or a mixture thereof is preferable because of its high activity. More preferably, it is an organic tin compound, an acidic phosphoric acid ester, or a mixture or reaction product of an acidic phosphoric acid ester and an amine.
【0053】この様な硬化触媒は、単独で用いてもよ
く、2種以上を併用してもよい。硬化触媒の使用量には
特に限定はないが、水性分散型組成物の固形分100 重量
部に対して、通常0.01〜20重量部、更に好ましくは0.1
〜10重量部使用する。使用量が20重量部を越えると塗膜
の外観性が低下する傾向にある。Such curing catalysts may be used alone or in combination of two or more kinds. The amount of the curing catalyst used is not particularly limited, but is usually 0.01 to 20 parts by weight, more preferably 0.1 to 100 parts by weight of the solid content of the aqueous dispersion type composition.
Use ~ 10 parts by weight. If the amount used exceeds 20 parts by weight, the appearance of the coating film tends to deteriorate.
【0054】えられた水性分散型組成物に、必要に応じ
て、顔料(二酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸バリウ
ム、カオリン等白色系顔料カーボン、ベンガラ、シアニ
ンブルー等有色系顔料)、や可塑剤、溶剤、分散剤、増
粘剤、消泡剤、防腐剤、紫外線吸収剤等の通常の塗料用
組成物として使用される添加剤を混合して使用すること
もさしつかえない。In the obtained aqueous dispersion type composition, if necessary, a pigment (white pigment carbon such as titanium dioxide, calcium carbonate, barium carbonate, kaolin, colored pigment such as red iron oxide, cyanine blue), a plasticizer, It is also possible to mix and use additives used as usual coating compositions such as a solvent, a dispersant, a thickener, a defoaming agent, an antiseptic and an ultraviolet absorber.
【0055】また、市販されている水系の塗料とブレン
ドすることも可能であり、例えばアクリル系塗料、アク
リルメラミン塗料のような熱硬化アクリル塗料、アルキ
ド塗料、エポキシ系塗料があげられ、これら塗料の耐候
性、耐酸性、耐溶剤性を向上させることができる。It is also possible to blend with a commercially available water-based paint, and examples thereof include thermosetting acrylic paints such as acrylic paints and acrylic melamine paints, alkyd paints and epoxy paints. It is possible to improve weather resistance, acid resistance and solvent resistance.
【0056】また、架橋剤としてメラミン樹脂、イソシ
アネート化合物を添加し、速硬化性を出すことも可能で
ある。It is also possible to add a melamine resin or an isocyanate compound as a cross-linking agent to obtain a fast curing property.
【0057】次に、本発明の組成物を実施例に基づき説
明する。Next, the composition of the present invention will be described based on Examples.
【0058】製造例1〜8(水溶性樹脂(A)の重合) 撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管および滴
下ロートを備えた反応容器にイソプロピルアルコール60
部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ75℃に昇温した後、
表1に示した組成の混合物を滴下ロートにより5時間か
けて等速滴下した。混合物の滴下終了後、75℃で2時間
反応させた後、(A−1)〜(A−6)は、アンモニア
を8.5 部添加した後に冷却し、(A−7)(A−8)は
氷酢酸2部添加した後に冷却し、数平均分子量5500の水
溶性樹脂をえた。さらに樹脂溶液にイソプロピルアルコ
ールを加えて固形分濃度が60%になるようにした。Production Examples 1 to 8 (Polymerization of Water-Soluble Resin (A)) Isopropyl alcohol 60 was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux cooling tube, a nitrogen gas introducing tube and a dropping funnel.
After charging the part and raising the temperature to 75 ° C while introducing nitrogen gas,
The mixture having the composition shown in Table 1 was added dropwise at a constant speed by a dropping funnel over 5 hours. After the completion of dropping the mixture, the mixture was reacted at 75 ° C. for 2 hours, and then (A-1) to (A-6) were cooled after adding 8.5 parts of ammonia, and (A-7) and (A-8) were cooled. After adding 2 parts of glacial acetic acid, the mixture was cooled to obtain a water-soluble resin having a number average molecular weight of 5,500. Further, isopropyl alcohol was added to the resin solution so that the solid content concentration became 60%.
【0059】[0059]
【表1】 [Table 1]
【0060】実施例1〜6、比較例1、2(水性分散樹
脂の重合) 撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管および滴
下ロートを備えた反応容器に脱イオン水93部を仕込み、
アスコルビン酸1部、硫酸第1鉄0.1 部を添加し、さら
に(製造例1〜8でえられた樹脂溶液(A−1)〜(A
−8)を18.5部を加え、充分撹拌して溶解させたのち、
窒素ガスを導入しつつ70℃に昇温した後、下記組成の混
合物を滴下ロートにより5時間かけて等速滴下した。Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 (Polymerization of Aqueous Dispersion Resin) 93 parts of deionized water was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube and a dropping funnel. Preparation,
1 part of ascorbic acid and 0.1 part of ferrous sulfate were added, and (the resin solutions (A-1) to (A obtained in Production Examples 1 to 8)
After adding 18.5 parts of -8) and thoroughly stirring to dissolve it,
After the temperature was raised to 70 ° C. while introducing nitrogen gas, a mixture having the following composition was added dropwise at a constant rate over 5 hours using a dropping funnel.
【0061】 スチレン 20部 アクリル酸ブチル 20部 メタクリル酸メチル 55部 γ- メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン 5部 クメンヒドロパーオキサイド 1部 重合結果およびえられた水性分散液に脱イオン水を加
え、固形分濃度が50%になるように調整し、保存安定性
試験を行なった結果を表2に示した。Styrene 20 parts Butyl acrylate 20 parts Methyl methacrylate 55 parts γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane 5 parts Cumene hydroperoxide 1 part Polymerization results and deionized water was added to the obtained aqueous dispersion to obtain a solid content. Table 2 shows the results of a storage stability test conducted by adjusting the concentration to 50%.
【0062】[0062]
【表2】 [Table 2]
【0063】[0063]
【発明の効果】シリル基を有する水溶性樹脂の水溶液中
で、シリル基含有アクリル系共重合体を分散重合する際
に、水溶性樹脂の合成を加水分解性エステルおよびまた
はアルコールの存在下で行うことにより、安定に分散重
合を行うことができ、生成物の保存安定性も良い。EFFECT OF THE INVENTION When dispersion-polymerizing a silyl group-containing acrylic copolymer in an aqueous solution of a silyl group-containing water-soluble resin, the water-soluble resin is synthesized in the presence of a hydrolyzable ester and / or alcohol. By doing so, dispersion polymerization can be stably carried out, and the storage stability of the product is good.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 143/04 PGL 7921−4J ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C09D 143/04 PGL 7921-4J
Claims (6)
およびアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、X
はハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシロ
キシ基、アミノキシ基、フェノキシ基、チオアルコキシ
基およびアミノ基から選ばれた1価の基、aは0、1ま
たは2を表す)で表わされるシリル基を有する水溶性樹
脂(A)の水性溶液中で、一般式(I)で表わされるシ
リル基含有アクリル系共重合体(B)を分散重合する際
に、水溶性樹脂(A)の重合が加水分解性エステル
(C)および(または)アルコール(D)の存在下で行
ってえられた水性分散型組成物。1. A compound represented by the general formula (I): (In the formula, R 1 is a monovalent hydrocarbon group selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group and an aralkyl group;
Is a monovalent group selected from a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, an acyloxy group, an aminoxy group, a phenoxy group, a thioalkoxy group and an amino group, and a is a silyl group represented by 0). When the silyl group-containing acrylic copolymer (B) represented by the general formula (I) is dispersion-polymerized in an aqueous solution of the water-soluble resin (A), the polymerization of the water-soluble resin (A) is hydrolyzed. Dispersion-type composition obtained in the presence of a soluble ester (C) and / or an alcohol (D).
ルボン酸エステル、および(または)加水分解性シリコ
ン化合物および(または)その部分加水分解生成物であ
る請求項1記載の水性分散型組成物。2. The aqueous dispersion type composition according to claim 1, wherein the hydrolyzable ester (C) is an orthocarboxylic acid ester, and / or a hydrolyzable silicon compound and / or a partial hydrolysis product thereof. .
求項1記載の組成物。3. The composition according to claim 1, wherein the alcohol (D) is methanol.
エステルまたはオルトギ酸エステルである請求項2記載
の水性分散型組成物。4. The aqueous dispersion type composition according to claim 2, wherein the orthocarboxylic acid ester is an orthoacetic acid ester or an orthoformate ester.
アミン化合物で中和した水溶性樹脂(A)を用いること
を特徴とする請求項1記載の水性分散型組成物。5. The aqueous dispersion-type composition according to claim 1, wherein the water-soluble resin (A) having a carboxyl group neutralized with ammonia or an organic amine compound is used.
およびアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、X
はハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシロ
キシ基、アミノキシ基、フェノキシ基、チオアルコキシ
基およびアミノ基から選ばれた1価の基、aは0、1ま
たは2を表す)で表わされるシリル基を有する水溶性樹
脂(A)の水溶液中で、一般式(I)で表わされるシリ
ル基含有アクリル系共重合体(B)を分散重合させて請
求項1記載の水性分散型組成物を製造する際に、水溶性
樹脂(A)の重合が加水分解性エステル(C)および
(または)アルコール(D)の存在下で行ってえられた
ものであることを特徴とする水性分散型組成物の製造
法。6. A compound represented by the general formula (I): (In the formula, R 1 is a monovalent hydrocarbon group selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group and an aralkyl group;
Is a monovalent group selected from a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, an acyloxy group, an aminoxy group, a phenoxy group, a thioalkoxy group and an amino group, and a is a silyl group represented by 0). When the silyl group-containing acrylic copolymer (B) represented by the general formula (I) is dispersion-polymerized in an aqueous solution of the water-soluble resin (A) that it has, to produce the aqueous dispersion-type composition according to claim 1. In addition, the water-soluble resin (A) is polymerized in the presence of a hydrolyzable ester (C) and / or an alcohol (D) to produce an aqueous dispersion-type composition. Law.
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JP2008088439A (en) * | 2001-07-17 | 2008-04-17 | Kaneka Corp | Method for producing reactive composition containing (meth)acrylate polymer |
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