JP2005194487A - Pigment dispersing resin and coating composition containing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顔料分散性に優れたブロックコポリマーからなる新規なブロックコポリマー、該ブロックコポリマーからなる顔料分散用樹脂、該顔料分散用樹脂を含有する顔料ペースト、及び該顔料ペーストを含有する着色塗料組成物に関する。 The present invention relates to a novel block copolymer comprising a block copolymer excellent in pigment dispersibility, a pigment dispersing resin comprising the block copolymer, a pigment paste containing the pigment dispersing resin, and a colored coating composition containing the pigment paste Related to things.
今日、塗料用バインダーとして、アクリル共重合体は、広く使用されている。アクリル共重合体として、分子量分布が狭いものが得られれば、粘弾性や、熱特性、機械特性、耐候性等の面で従来とは異なる優れた性質を示すものと考えられる。
しかしながら、アクリル共重合体は、これまで、一般的なラジカル重合により製造されているため、成長ラジカル同士の再結合や、不均化反応などが起こり、分子量分布を制御することは困難であり、分子量分布の狭いものを得ることはできなかった。Today, acrylic copolymers are widely used as paint binders. If an acrylic copolymer having a narrow molecular weight distribution is obtained, it is considered that the acrylic copolymer exhibits excellent properties different from conventional ones in terms of viscoelasticity, thermal properties, mechanical properties, weather resistance, and the like.
However, since acrylic copolymers have been produced by general radical polymerization so far, recombination of growing radicals, disproportionation reaction, etc. occur, and it is difficult to control the molecular weight distribution, A narrow molecular weight distribution could not be obtained.
一般に、ブロックコポリマーは、2種類以上の異なるモノマーがそれぞれ重合した複数のブロックを分子中に有している。従って、それぞれのブロックに由来する異なる性質又はそれらの性質が融合した複合的な性質を有する単独のポリマーが得られる。例えば、本来、相互に非相溶性である2つのブロックを組み合わせることで、2種類以上の異なる素材、例えば、2種以上の異なる樹脂に対して相溶性である有用なポリマーを製造することができる。このようなブロックコポリマーの用途は、多岐にわたり、相溶化剤や、界面活性剤、表面改質剤、エラストマー等として広く用いられている。 Generally, a block copolymer has a plurality of blocks in which two or more different monomers are polymerized, respectively. Accordingly, a single polymer having different properties derived from the respective blocks or a composite property in which these properties are fused can be obtained. For example, by combining two blocks that are inherently incompatible with each other, it is possible to produce a useful polymer that is compatible with two or more different materials, for example, two or more different resins. . Such block copolymers are widely used as compatibilizers, surfactants, surface modifiers, elastomers and the like.
これまで、ブロックコポリマーを合成する手法としては、「リビング重合法」が一般的であった。例えば、SBR等は、スチレンと、ブタジエンとのリビングアニオン重合により合成されている。また、リビングカチオン重合や、最近、注目を集めている「リビングラジカル重合」によっても、ブロックコポリマーの合成は可能である。
しかしながら、リビングアニオンやリビングカチオン重合は、1)反応時間短縮のため高温で反応を行うと副反応を伴い、目的物を得難い、2)副反応を抑制するために極低温で行うと反応時間が長時間となる、3)官能基を有するモノマーには不適当である、4)系中の不純物の影響により、リビング性が低下する、ことなどから汎用性は低いものとなっている。Until now, the “living polymerization method” has been a common method for synthesizing block copolymers. For example, SBR and the like are synthesized by living anionic polymerization of styrene and butadiene. The block copolymer can also be synthesized by living cationic polymerization or “living radical polymerization” which has recently attracted attention.
However, living anions and living cationic polymerizations are 1) side reactions when reaction is carried out at a high temperature to shorten the reaction time, and it is difficult to obtain the target product. 2) reaction times are carried out at a very low temperature to suppress side reactions. 3) Inappropriate for monomers having functional groups, which are prolonged, and 4) The versatility is low because the living property is lowered due to the influence of impurities in the system.
これに対して、近年、原子移動ラジカル重合(Atom Transfer Radical Polymerization)(以下、単に「ATRP法」という)という新たな合成方法が開発された(特許文献1参照)。このATRP法は、例えば、炭素−ハロゲン結合を有する開始剤と、遷移金属錯体からなる触媒とを使用して、モノマーを重合させる方法である。この方法では、遷移金属錯体が、開始剤の炭素−ハロゲン結合に作用し、遷移金属の酸化還元サイクルを介して、ハロゲン原子が金属上を移動し、このサイクルを利用して、モノマーの成長反応に関与する活性種と、関与しないドーマント種(休眠種)との動的平衡状態を維持しながら、成長反応を継続させることを特徴とする。
この方法では、動的平衡は、ドーマント種側に大きく偏り、二分子停止反応を起こす可能性のある活性種の濃度が非常に低い。一般に、動的平衡において、活性種の濃度は、ドーマント種の濃度の100万分の1程度である。このため、動的平衡は、相互変換速度の非常に速い状態であり、全てのドーマント種をほぼ同一の確立で活性種に解離させ、成長反応に関与させることができる。従って、得られるポリマーは、ほぼ同一の分子量となり、分子量分布の非常に狭いポリマーが得られる。
このため、ATRP法は、1)室温以上の適当な温度で重合が行える、2)モノマーの官能基、系中の不純物の影響を受け難い、等の点でリビングイオン重合に比べ高い汎用性を有している。On the other hand, in recent years, a new synthesis method called atom transfer radical polymerization (hereinafter simply referred to as “ATRP method”) has been developed (see Patent Document 1). This ATRP method is a method of polymerizing a monomer using, for example, an initiator having a carbon-halogen bond and a catalyst composed of a transition metal complex. In this method, the transition metal complex acts on the carbon-halogen bond of the initiator, and the halogen atom moves on the metal through the redox cycle of the transition metal. It is characterized in that the growth reaction is continued while maintaining a dynamic equilibrium state between an active species that participates in and a dormant species that does not participate (dormant species).
In this method, the dynamic equilibrium is greatly biased toward the dormant species side, and the concentration of active species that can cause a bimolecular termination reaction is very low. Generally, in dynamic equilibrium, the concentration of active species is about one millionth of the concentration of dormant species. For this reason, dynamic equilibrium is a state in which the interconversion speed is very high, and all dormant species can be dissociated into active species with almost the same probability and can be involved in the growth reaction. Therefore, the obtained polymers have almost the same molecular weight, and a polymer having a very narrow molecular weight distribution can be obtained.
For this reason, the ATRP method is highly versatile compared to living ion polymerization in that 1) it can be polymerized at an appropriate temperature above room temperature, 2) it is not easily affected by the functional group of the monomer, and impurities in the system. Have.
一般に、塗料や、インキ等には、着色や、遮光、美観、防錆などを目的として、有機又は無機の顔料が幅広く用いられている。これらの顔料を塗料やインキ等に分散する場合、顔料の分散安定性が不十分で再凝集したり、流動性が悪かったり、塗膜にしたときの色相がズレたり、光沢が不十分だったりするなどの問題があり、これらの問題を解決するため、これまで様々な提案がなされている。
例えば、顔料分散性を改善するために、顔料分散時に分散される顔料と同一骨格を有する顔料誘導体を添加したり、それらの顔料誘導体で処理された顔料を使用するといった提案がなされている(例えば、特許文献2〜4参照)。しかしながら、これらの提案による方法は、いずれも顔料分散効果がいまだに不十分であるばかりか、多種類の顔料誘導体が必要となり、汎用性に劣り、更に製造上、非常に高価であるといった問題がある。
また、窒素原子を含む官能基を有するブロックコポリマーでは、顔料の表面が酸性又は極性を有する場合に十分な顔料分散効果が得られるが、顔料の表面が塩基性を有する場合には、十分な顔料分散効果が得られないことがある(例えば、特許文献5参照)。In general, organic or inorganic pigments are widely used in paints, inks, and the like for the purpose of coloring, shading, aesthetics, rust prevention, and the like. When these pigments are dispersed in paint, ink, etc., the dispersion stability of the pigment is insufficient and re-aggregation, fluidity is poor, the hue when it is made into a coating film, gloss is insufficient, etc. Various proposals have been made so far to solve these problems.
For example, in order to improve pigment dispersibility, proposals have been made to add pigment derivatives having the same skeleton as the pigment dispersed at the time of pigment dispersion, or to use pigments treated with these pigment derivatives (for example, And Patent Documents 2 to 4). However, the methods according to these proposals have problems that not only the pigment dispersion effect is still insufficient, but also many kinds of pigment derivatives are required, the versatility is inferior, and the production is very expensive. .
Further, in the block copolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a sufficient pigment dispersion effect can be obtained when the surface of the pigment is acidic or polar. However, when the surface of the pigment is basic, sufficient pigment is obtained. A dispersion effect may not be obtained (see, for example, Patent Document 5).
また、アクリル樹脂系や、ポリエステル樹脂系、ウレタン樹脂系、ポリエステル変性ウレタン樹脂系など様々な顔料分散剤が市販されており、広く用いられているが、これらの顔料分散剤は、合成手法上、組成や、分子量の不均一性などから、本来必要としない組成バランスの物質も含んでおり、塗料中にある程度多量に配合しなければ適切な流動性や、色相、光沢等が得られないといった問題があり、必ずしも満足のいくものではない。
更に、近年、地球環境保全の点から塗料の有機溶媒量を低減させ高固形分化することが、塗料業界の急務となっている。高固形分化の手法としては、一般に塗料用樹脂を低分子量化して粘度を下げる方向で検討が進められている。しかしながら、樹脂の分子量を下げると、硬化性が低下したり、塗膜性能が低下する等の問題を生じる。
塗料の高固形分化を図る手法としては、塗料用樹脂の低分子量化の他に、塗料の高顔料濃度化(同一量の顔料を分散するのに使用する樹脂量の低減)も挙げられる。しかしながら、一般に塗料を高顔料濃度化しようとすると、顔料ペーストの増粘や、顔料ペーストや、塗料中における顔料同士の凝集、更には塗料化する際のレットダウン安定性の欠如等が起こりやすく、塗料中の樹脂比率をある程度高くしなければ安定な顔料ペーストや、塗料を得ることが困難であるといった問題があった。In addition, various pigment dispersants such as acrylic resin, polyester resin, urethane resin, and polyester-modified urethane resin are commercially available and widely used. It also contains substances with compositional balances that are not necessary due to compositional and molecular weight non-uniformity, etc., and the problem that proper fluidity, hue, gloss, etc. cannot be obtained unless they are blended in a certain amount in the paint. Is not always satisfactory.
Furthermore, in recent years, it has become an urgent task in the paint industry to reduce the amount of organic solvents in paints and to achieve high solid differentiation from the viewpoint of global environmental conservation. As a method for high solidification, studies are generally being conducted in the direction of lowering the viscosity by lowering the molecular weight of a coating resin. However, when the molecular weight of the resin is lowered, problems such as lowering of curability and lowering of coating film performance occur.
In addition to lowering the molecular weight of the coating resin, techniques for achieving high solidification of the coating include increasing the pigment concentration of the coating (reducing the amount of resin used to disperse the same amount of pigment). However, in general, when trying to increase the pigment concentration of the paint, the viscosity of the pigment paste, the pigment paste, the aggregation of the pigments in the paint, and the lack of let-down stability when forming the paint are likely to occur. There is a problem that it is difficult to obtain a stable pigment paste or paint unless the resin ratio in the paint is increased to some extent.
本発明は、顔料分散性に優れたブロックコポリマーを提供することを目的とする。
また、本発明は、レットダウン安定性及び経時での分散安定性が良好な顔料ペースト組成物を提供することを目的とする。An object of this invention is to provide the block copolymer excellent in pigment dispersibility.
Another object of the present invention is to provide a pigment paste composition having good letdown stability and dispersion stability over time.
上記課題を達成するため鋭意検討した結果、本発明者は、溶媒可溶性のブロック(A)と、カルボキシル基又は酸無水物基を官能基として含有する顔料吸着性のブロック(B)とを有するブロックコポリマーを使用することにより、上記課題を達成できることを見出し、本発明に到達したものである。
本発明の顔料分散用ブロックコポリマーを用いることによって、顔料分散性が経時で大幅に安定した顔料分散ペースト組成物を得ることができる。
また、本発明の顔料分散ペースト組成物を用いることによって、レットダウン安定性が向上した着色塗料組成物を得ることができる。As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventor has found that a block having a solvent-soluble block (A) and a pigment-adsorbing block (B) containing a carboxyl group or an acid anhydride group as a functional group. The inventors have found that the above-mentioned problems can be achieved by using a copolymer, and have reached the present invention.
By using the block copolymer for pigment dispersion of the present invention, a pigment dispersion paste composition having a pigment dispersion that is significantly stable over time can be obtained.
In addition, by using the pigment dispersion paste composition of the present invention, a colored coating composition having improved letdown stability can be obtained.
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明の顔料分散用ブロックコポリマーについて説明する。
本発明のブロックコポリマーは、溶媒可溶性のブロック(A)と、カルボキシル基又は酸無水物基を官能基として含有する顔料吸着性のブロック(B)とを含有する。
本発明で使用される溶媒可溶性のブロック(A)は、例えば、加水分解されない重合性不飽和モノマー又は樹脂を重合することによって合成することができる。
このような重合性不飽和モノマーとしては、例えば、スチレンや、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロルスチレン等のスチレン系モノマー;フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニルモノマー;エチレン、プロピレン等のアルケン類;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類等が挙げられる。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
First, the pigment dispersion block copolymer of the present invention will be described.
The block copolymer of the present invention contains a solvent-soluble block (A) and a pigment-adsorbing block (B) containing a carboxyl group or an acid anhydride group as a functional group.
The solvent-soluble block (A) used in the present invention can be synthesized, for example, by polymerizing a polymerizable unsaturated monomer or resin that is not hydrolyzed.
Examples of such polymerizable unsaturated monomers include styrene monomers such as styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, and chlorostyrene; fluorine-containing vinyl monomers such as vinylidene fluoride; alkenes such as ethylene and propylene; Examples thereof include conjugated dienes such as butadiene and isoprene.
また、このようなモノマーや樹脂としては、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−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(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、n−ペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n−ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、トルイル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、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、グリシジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸系モノマー;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロルスチレン等のスチレン系モノマー;酢酸ビニル、安息香酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル系モノマー;パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニルモノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のケイ素含有ビニル系モノマー;無水マレイン酸、マレイン酸のジアルキルエステル;フマル酸のジアルキルエステル;マレイン酸、フマル酸を含有したポリエステル樹脂;不飽和脂肪酸を含有したアルキド樹脂;エチレン、プロピレン等のアルケン類;ブタジエン、イソブレン等の共役ジエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコール等が好適に挙げられる。
これらの重合性不飽和モノマーは、単独で用いても良いし、複数を組み合わせて使用しても良い。これらの重合性不飽和モノマーの中でも、共重合性の観点から、特にスチレン系モノマーが好ましく、通常のラジカル重合において反応性の良好な組合せが好ましい。Examples of such monomers and resins include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth) ) Acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, n-heptyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (Meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, toluyl (meth) acrylate, benzyl ( ) Acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 3-methoxypropyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl ( (Meth) acrylic acid monomers such as meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate; styrene monomers such as styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene and chlorostyrene; vinyl such as vinyl acetate, vinyl benzoate and vinyl propionate Fluorine-containing vinyl monomers such as perfluoroethylene, perfluoropropylene, and vinylidene fluoride; silicon-containing vinyl monomers such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane; maleic anhydride, Dialkyl ester of maleic acid; Dialkyl ester of fumaric acid; Polyester resin containing maleic acid and fumaric acid; Alkyd resin containing unsaturated fatty acid; Alkenes such as ethylene and propylene; Conjugated dienes such as butadiene and isobrene; Preferred examples include vinyl, vinylidene chloride, allyl chloride, allyl alcohol and the like.
These polymerizable unsaturated monomers may be used alone or in combination of two or more. Among these polymerizable unsaturated monomers, a styrene monomer is particularly preferable from the viewpoint of copolymerizability, and a combination having good reactivity in normal radical polymerization is preferable.
顔料ペーストや塗料に使用される溶媒には、各種の溶媒が使用されている。上記各種の重合性不飽和モノマーや重合性樹脂は、溶媒への溶解性を基準にして、各種の溶媒に対して、基本的に以下の重合性不飽和モノマー、重合性樹脂、又はその組合せを使用することが好ましい。
また、このような選択の基準は、当業者であれば、実験的に容易に理解することができる。
顔料ペーストや塗料に使用される溶媒の極性が高い場合には、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等の極性が比較的高いモノマーを、溶媒の極性が低い場合には、例えば、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の極性が比較的低いモノマーを使用する。得られるブロックは、顔料ペーストや塗料に使用される溶媒への溶解性が高く、溶媒可溶性のブロック(A)となる。Various solvents are used as solvents used in pigment pastes and paints. The above-mentioned various polymerizable unsaturated monomers and polymerizable resins are basically the following polymerizable unsaturated monomers, polymerizable resins, or combinations thereof with respect to various solvents on the basis of solubility in the solvent. It is preferable to use it.
Moreover, those skilled in the art can easily understand such selection criteria experimentally.
When the polarity of the solvent used in the pigment paste or paint is high, for example, a monomer having a relatively high polarity such as methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate, and when the polarity of the solvent is low, for example, , A monomer having a relatively low polarity such as dodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, and stearyl (meth) acrylate. The resulting block is highly soluble in the solvent used in the pigment paste or paint, and becomes a solvent-soluble block (A).
顔料吸着性のブロック(B)は、カルボキシル基を含有する重合性不飽和モノマー又はその前駆モノマーを重合することによって、得ることができる。このような重合性不飽和モノマー又はその前駆モノマー(以下、合わせて、「重合性不飽和モノマー」と言う)としては、好ましくは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が好適に挙げられる。
上記溶媒可溶性のブロック(A)と、ブロックBを構成する重合性不飽和モノマーをブロック共重合するか、又はエステル結合等でブロック化したカルボキシル基を有する重合性不飽和モノマーを予め重合して形成したブロック(B’)とを反応させ、次いで、ブロック(B’)のブロックされたカルボキシル基を加水分解することにより、ブロックBを得ることができる。
重合性不飽和モノマーとしての(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレートや、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(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、イソブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸系モノマーが挙げられる。好ましいモノマーとしては、tert−ブチル(メタ)アクリレートを好適に挙げることができる。
これらの(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーは、単独で用いても良いし、複数組み合わせて使用しても良い。また、溶媒可溶性のブロック(A)で上記に挙げた重合性不飽和モノマー例の一部を混在して使用しても良い。このとき、加水分解される(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー量は、顔料吸着性のブロック(B)の質量に基づいて、例えば、25〜100質量%、好ましくは、40〜100質量%であることが適当である。
ブロック(B’)のアルキルエステル基を加水分解せずに、tert−ブチル基等のアルキルエステル基のままでは、顔料吸着性が低く、顔料分散用樹脂としての効果が得られないことは、当業者であれば、実験的に容易に理解することができる。The pigment-adsorbing block (B) can be obtained by polymerizing a polymerizable unsaturated monomer containing a carboxyl group or a precursor monomer thereof. As such a polymerizable unsaturated monomer or a precursor monomer thereof (hereinafter collectively referred to as “polymerizable unsaturated monomer”), preferably, (meth) acrylic acid alkyl ester and the like are preferably used.
Formed by block polymerization of the above-mentioned solvent-soluble block (A) and the polymerizable unsaturated monomer constituting the block B, or by previously polymerizing a polymerizable unsaturated monomer having a carboxyl group blocked by an ester bond or the like The block B can be obtained by reacting with the block (B ′) and then hydrolyzing the blocked carboxyl group of the block (B ′).
Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer as the polymerizable unsaturated monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and n-butyl. Examples include (meth) acrylic acid monomers such as (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth) acrylate. Preferred examples of the monomer include tert-butyl (meth) acrylate.
These (meth) acrylic acid alkyl ester monomers may be used alone or in combination. Moreover, you may mix and use some examples of the polymerizable unsaturated monomer quoted above by the solvent soluble block (A). At this time, the amount of (meth) acrylic acid alkyl ester monomer to be hydrolyzed is, for example, 25 to 100% by mass, preferably 40 to 100% by mass, based on the mass of the pigment-adsorbing block (B). Is appropriate.
If the alkyl ester group such as tert-butyl group is not hydrolyzed without hydrolyzing the alkyl ester group of the block (B ′), the pigment adsorptivity is low and the effect as a pigment dispersing resin cannot be obtained. Those skilled in the art can easily understand experimentally.
ブロック(B’)のアルキルエステルは、例えば、塩酸酸性下において、例えば、反応温度70〜100℃で、例えば、20〜30時間の処理を行うことにより、下記の式1に表されるカルボキシル基化率が、約100%に達する。
(式1)
カルボキシル基化率=加水分解後のカルボキシル基のモル数/加水分解前のアルキルエステル基のモル数×100
本発明のブロックコポリマーにおいて、溶媒可溶性のブロック(A)と、顔料吸着性のブロック(B)とは、例えば、A−Bや、A−B−A、(A−B)n−A等の各種の形態として含むことができる。ここで、nは、例えば、1〜10、好ましくは、1〜3が適当である。
溶媒可溶性のブロック(A)は、好ましくは、ブロックコポリマーの質量に基づいて、40〜99.5質量%、好ましくは、50〜96質量%で含有されることが適当である。従って、顔料吸着性のブロック(B)は、ブロックコポリマーの質量に基づいて、例えば、0.5〜60質量%、好ましくは、4〜50質量%であることが適当である。The alkyl ester of the block (B ′) is, for example, a carboxyl group represented by the following formula 1 under treatment with hydrochloric acid, for example, at a reaction temperature of 70 to 100 ° C., for example, for 20 to 30 hours. The conversion rate reaches about 100%.
(Formula 1)
Carboxyl group conversion rate = number of moles of carboxyl group after hydrolysis / number of moles of alkyl ester group before hydrolysis × 100
In the block copolymer of the present invention, the solvent-soluble block (A) and the pigment-adsorbing block (B) include, for example, AB, ABA, (AB) nA, and the like. It can be included in various forms. Here, n is, for example, 1 to 10, preferably 1 to 3.
The solvent-soluble block (A) is preferably contained in an amount of 40 to 99.5% by mass, preferably 50 to 96% by mass, based on the mass of the block copolymer. Accordingly, the pigment adsorbing block (B) is, for example, 0.5 to 60% by mass, preferably 4 to 50% by mass, based on the mass of the block copolymer.
本発明のブロックコポリマーを構成するブロック(A)及びブロック(B)の含有量が、上記の範囲内にあれば、顔料等の分散安定性や塗膜物性、仕上がり外観等の点から好適である。
ここで、ブロック(A)の量は、分散溶媒の極性や、塗膜の硬度、塗膜の硬化性、耐候性、物理的性質に応じて、上記範囲内において、適宜選択することができる。ブロック(A)が、分散溶媒の極性に近い程、また、立体的な嵩高さを持つことで、顔料吸着後のブロックコポリマーが立体反発層を形成し、顔料同士の凝集を防ぎ、経時での良好な分散安定性や優れたレットダウン安定性を示すと考えられる。
一方、顔料吸着性のブロック(B)の量は、主に顔料表面の酸性−塩基性又は極性−非極性に応じて、上記範囲内において、適宜選択することができる。If the content of the block (A) and the block (B) constituting the block copolymer of the present invention is within the above range, it is preferable from the viewpoints of dispersion stability of pigments, physical properties of the coating film, finished appearance, and the like. .
Here, the amount of the block (A) can be appropriately selected within the above range according to the polarity of the dispersion solvent, the hardness of the coating film, the curability of the coating film, the weather resistance, and the physical properties. As the block (A) is closer to the polarity of the dispersion solvent and has a three-dimensional bulk, the block copolymer after the pigment adsorption forms a three-dimensional repulsive layer, preventing aggregation of the pigments, It is considered that good dispersion stability and excellent let-down stability are exhibited.
On the other hand, the amount of the pigment-adsorptive block (B) can be appropriately selected within the above range depending mainly on the acidic-basic or polar-nonpolar nature of the pigment surface.
顔料ペーストや塗料に使用される顔料には、各種の顔料が使用されている。顔料吸着性のブロック(B)に含まれるカルボキシル基は、顔料表面に対して酸性又は極性として働くことから、各種の顔料に対して、基本的に以下の組合せを使用することが好ましい。また、このような選択の基準は、当業者であれば、実験的に容易に理解することができる。
顔料の表面が塩基性又は極性を有する場合、ブロック(B)の量は少なくても良いが、顔料の表面が中性、若しくは酸性、又は非極性を有する場合には、ブロック(B)の量を多くすることが良好な顔料との親相性及び吸着安定性を示す。
顔料表面の酸性、塩基性は、水中に溶出した水素イオン濃度でおよそ把握することができる。一般的には、顔料に水を加えて煮沸し、放冷後に上澄液又はろ液液をpHメーターで測定する方法によって確認することができる。
本発明のブロックコポリマーは、従来より、ブロックコポリマーの合成に使用されている各種の合成方法を適宜採用することができる。このような合成法としては、例えば、ラジカル重合や、アニオン重合、カチオン重合などが挙げられる。しかしながら、本発明のブロックコポリマーは、上記で説明したATRP法で合成することが非常に好適である。
まず、このATRP法の説明をすると、この方法では、塩素、臭素及びヨウ素から選ばれるハロゲンを少なくとも1個有する有機ハロゲン化合物(a)を重合開始剤とし、周期律表第4族〜第12族から選ばれる遷移金属と、塩素、臭素及びヨウ素から選ばれるハロゲンとを構成要素とするハロゲン化金属(b)、及びハロゲン化金属(b)に配位可能な配位子(c)を反応させて得られる反応生成物(d)を併用する重合法であることが適当である。Various pigments are used as pigments used in pigment pastes and paints. Since the carboxyl group contained in the pigment-adsorptive block (B) works as an acidity or polarity with respect to the pigment surface, it is basically preferable to use the following combinations for various pigments. Moreover, those skilled in the art can easily understand such selection criteria experimentally.
When the pigment surface is basic or polar, the amount of the block (B) may be small, but when the pigment surface is neutral, acidic, or nonpolar, the amount of the block (B). Increasing the amount indicates good affinity with the pigment and adsorption stability.
The acidity and basicity of the pigment surface can be roughly grasped by the hydrogen ion concentration eluted in water. In general, it can be confirmed by adding water to the pigment and boiling, and after allowing to cool, the supernatant or filtrate is measured with a pH meter.
Various synthesis methods conventionally used for the synthesis of block copolymers can be appropriately employed for the block copolymer of the present invention. Examples of such a synthesis method include radical polymerization, anionic polymerization, and cationic polymerization. However, the block copolymer of the present invention is very suitable to be synthesized by the ATRP method described above.
First, the ATRP method will be described. In this method, an organic halogen compound (a) having at least one halogen selected from chlorine, bromine and iodine is used as a polymerization initiator, and groups 4 to 12 of the periodic table are used. And a ligand (c) capable of coordinating to the metal halide (b) and a metal halide (b) comprising a halogen selected from chlorine, bromine and iodine as a constituent element A polymerization method using the reaction product (d) obtained in this way in combination is appropriate.
有機ハロゲン化合物(a)としては、1個以上の炭素−ハロゲン結合(ハロゲンは、例えば、塩素、臭素又はヨウ素)を有する種々の有機化合物を使用できる。2個以上のハロゲン原子は同一の炭素原子に結合していてもよいし、異なる炭素原子に結合していてもよい。好ましくは、2個以上のハロゲン原子は、異なる炭素原子に結合する。有機ハロゲン化合物(a)1分子中の炭素原子に結合したハロゲン原子の数は、特に限定されないが、6個以下が好ましく、更には1個又は2個が好ましい。 As the organic halogen compound (a), various organic compounds having one or more carbon-halogen bonds (halogen is, for example, chlorine, bromine or iodine) can be used. Two or more halogen atoms may be bonded to the same carbon atom, or may be bonded to different carbon atoms. Preferably, two or more halogen atoms are bonded to different carbon atoms. The number of halogen atoms bonded to carbon atoms in one molecule of the organic halogen compound (a) is not particularly limited, but is preferably 6 or less, and more preferably 1 or 2.
有機ハロゲン化合物(a)としては、例えば、脂肪族炭化水素系ハロゲン化合物や、脂環族炭化水素系ハロゲン化合物、芳香族炭化水素系ハロゲン化合物、複素環系ハロゲン化合物などの有機ハロゲン化合物、及びフッ素原子、酸素原子、窒素原子などを有する置換基や結合を含む有機ハロゲン化合物誘導体が好適に挙げられる。
有機ハロゲン化合物(a)の具体例としては、例えば、アルキルハライドや、アラルキルハライド、酸ハロゲン化物などが好適に挙げられる。例えば、塩化メチルや、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、臭化メチル、ヨウ化メチル、1−フェニルエチルクロライド、ベンジルクロライド、1−フェニルエチルブロマイド、ベンジルブロマイド、1−フェニルエチルヨージド、ベンジルヨージド、酢酸クロライド、安息香酸クロライド、アルキル基部分の炭素数が1〜20のパーフルオロアルキルヨージドや、パーフルオロアルキルブロマイドなどが好適に挙げられる。Examples of the organic halogen compound (a) include organic halogen compounds such as aliphatic hydrocarbon halogen compounds, alicyclic hydrocarbon halogen compounds, aromatic hydrocarbon halogen compounds, and heterocyclic halogen compounds, and fluorine. Preferable examples include organic halogen compound derivatives containing a substituent or bond having an atom, oxygen atom, nitrogen atom, or the like.
Specific examples of the organic halogen compound (a) include, for example, alkyl halides, aralkyl halides, acid halides, and the like. For example, methyl chloride, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, methyl bromide, methyl iodide, 1-phenylethyl chloride, benzyl chloride, 1-phenylethyl bromide, benzyl bromide, 1-phenylethyl iodide, benzyl iodide Preferred examples include perfluoroalkyl iodide having 1 to 20 carbon atoms in the alkyl group, perfluoroalkyl bromide, and the like.
ハロゲン化金属(b)における金属種は、周期表第4族〜第12族から選ばれる遷移金属であり、特に周期表第8族〜第11族から選ばれる遷移金属が好ましい。なかでも原子番号22番のTiから30番のZnまでの金属が適当であり、そのうち、Feや、Co、Ni、Cuが好ましい。最も好ましい金属は、Cuである。特に好ましいハロゲン化金属(b)は、ハロゲン化第一銅、即ち、塩化第一銅や、臭化第一銅、及びヨウ化第一銅である。
配位可能な配位子(c)としては、ハロゲン化金属(b)に配位可能であれば、特に限定されるものではない。このような配位子(c)としては、例えば、ピリジンや、2,2’−ビピリジル、4,4’−ビピリジル、1,10−フェナントロリン、エチレンジアミン、4−ビニルピリジン、ジメチルグリオキシム、テルピリジン、ポルフィリン等の含窒素化合物、又はトリフェニルホスフィン等の含リン化合物が挙げられる。特に、2,2’−ビピリジルが好ましい。
上記ATRP法では、有機ハロゲン化合物(a)を重合開始剤とし、ハロゲン化金属(b)及び配位子(c)を反応させて得られる反応生成物(d)が併用して使用される。これらの反応温度は、例えば、80〜150℃が好ましい。The metal species in the metal halide (b) is a transition metal selected from Groups 4 to 12 of the periodic table, and a transition metal selected from Groups 8 to 11 of the periodic table is particularly preferable. Among them, metals from Ti with atomic number 22 to Zn with 30 are suitable, and among them, Fe, Co, Ni, and Cu are preferable. The most preferred metal is Cu. Particularly preferred metal halides (b) are cuprous halides, that is, cuprous chloride, cuprous bromide, and cuprous iodide.
The ligand (c) capable of coordination is not particularly limited as long as it can be coordinated to the metal halide (b). Examples of such a ligand (c) include pyridine, 2,2′-bipyridyl, 4,4′-bipyridyl, 1,10-phenanthroline, ethylenediamine, 4-vinylpyridine, dimethylglyoxime, terpyridine, Examples thereof include nitrogen-containing compounds such as porphyrins, and phosphorus-containing compounds such as triphenylphosphine. In particular, 2,2′-bipyridyl is preferred.
In the ATRP method, an organic halogen compound (a) is used as a polymerization initiator, and a reaction product (d) obtained by reacting a metal halide (b) and a ligand (c) is used in combination. These reaction temperatures are preferably, for example, 80 to 150 ° C.
有機ハロゲン化合物(a)に対するハロゲン化金属(b)の反応割合は、有機ハロゲン化合物(a)中のハロゲン原子の数をm個とすると、有機ハロゲン化合物(a)1モルに対して、ハロゲン化金属(b)約mモルであることが好ましい。配位子(c)の反応割合は、ハロゲン化金属(b)中の金属原子1個に対して配位しうる分子数の割合以上を用いることが好ましい。例えば、ハロゲン化金属(b)が臭化第一銅の場合、銅原子1個に対して2,2’−ビピリジルは2分子配位するが、臭化第一銅1モルに対して2,2’−ビピリジル3モルを用いることが適当である。
溶媒可溶性のブロック(A)を構成する重合性不飽和モノマー(又は、予備的に重合性不飽和モノマーを重合したプレポリマーも含む)の重合は、無溶媒で行ってもよく、溶媒中で行ってもよい。溶媒としては、例えば、ベンゼンや、トルエン、キシレン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶媒、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソール等のエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒等が挙げられる。これらの有機溶媒は、1種、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。The reaction ratio of the metal halide (b) to the organic halogen compound (a) is as follows. When the number of halogen atoms in the organic halogen compound (a) is m, halogenation is performed with respect to 1 mole of the organic halogen compound (a). The metal (b) is preferably about mmol. As the reaction ratio of the ligand (c), it is preferable to use at least the ratio of the number of molecules that can coordinate to one metal atom in the metal halide (b). For example, when the metal halide (b) is cuprous bromide, two molecules of 2,2′-bipyridyl are coordinated to one copper atom. Suitably 3 moles of 2'-bipyridyl are used.
Polymerization of the polymerizable unsaturated monomer (or the prepolymer obtained by preliminarily polymerizing the polymerizable unsaturated monomer) constituting the solvent-soluble block (A) may be performed without a solvent or in a solvent. May be. Examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, and mineral spirits, halogenated hydrocarbon solvents such as chloroform, carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, ethyl acetate, butyl acetate, and the like. Examples thereof include ester solvents, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran and anisole, and alcohol solvents such as methanol, ethanol and propanol. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
溶媒可溶性のブロック(A)の合成は、それを構成する重合性不飽和モノマー等が重合しうる温度で行えばよいが、反応速度、重合性不飽和モノマーの重合性及び反応溶媒の沸点等より、例えば、80〜130℃が好ましい。
有機ハロゲン化合物(a)、ハロゲン化金属(b)及び配位子(c)の共存下で、重合性不飽和モノマーを重合して得られた溶媒可溶性のブロック(A)は、そのブロック末端に少なくとも1個の炭素−ハロゲン結合を有する、ハロゲン含有ブロック(マクロ開始剤A1)となっている。
ブロック(A)の数平均分子量は、例えば、400〜99,850、好ましくは、1000〜30,000であることが適当である。
生成したマクロ開始剤(A1)と、残存する有機ハロゲン化合物(a)、ハロゲン化金属(b)及び配位子(c)との混合物に、そのまま、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成成分として含有するブロック(B’)を構成する重合性不飽和モノマー等を追加し、重合を再開することによって、マクロ開始剤(A1)のハロゲン原子を介し、マクロ開始剤(A1)に、ブロック(B’)を構成する重合性不飽和モノマー等が共重合して、A−B構造のブロックコポリマーが得られる。
ブロック(A)に付加するブロック(B’)の数平均分子量は、例えば、150〜60,000、好ましくは、300〜45,000であることが適当である。The synthesis of the solvent-soluble block (A) may be carried out at a temperature at which the polymerizable unsaturated monomer and the like constituting it can be polymerized, but from the reaction rate, the polymerizable property of the polymerizable unsaturated monomer, the boiling point of the reaction solvent, etc. For example, 80-130 degreeC is preferable.
A solvent-soluble block (A) obtained by polymerizing a polymerizable unsaturated monomer in the coexistence of an organic halogen compound (a), a metal halide (b) and a ligand (c) has a block terminal. It is a halogen-containing block (macroinitiator A1) having at least one carbon-halogen bond.
The number average molecular weight of the block (A) is, for example, 400 to 99,850, preferably 1000 to 30,000.
Into the mixture of the generated macroinitiator (A1) and the remaining organic halogen compound (a), metal halide (b) and ligand (c), the (meth) acrylic acid alkyl ester is used as a constituent. By adding a polymerizable unsaturated monomer or the like constituting the contained block (B ′) and restarting the polymerization, the macroinitiator (A1) has a block (B1) via the halogen atom of the macroinitiator (A1). A polymerizable unsaturated monomer constituting ') is copolymerized to obtain a block copolymer having an AB structure.
The number average molecular weight of the block (B ′) added to the block (A) is, for example, 150 to 60,000, preferably 300 to 45,000.
本発明のブロックコポリマーの調製においては、A−B構造を形成する際に、マクロ開始剤(A1)を重合する時に使用した有機ハロゲン化合物(a)、ハロゲン化金属(b)及び配位子(c)をそのまま再び利用することができ、ブロック(B’)の重合性不飽和モノマー等を重合する際に、ブロック(A)の精製等をすることなく、重合を再開することができる。
得られたブロックコポリマーは、上記に述べたようにブロック(B’)のアルキルエステル基等を加水分解処理することにより、顔料吸着性のカルボキシル基が生成し、溶媒可溶性のブロック(A)と、顔料吸着性のブロック(B)とを有するブロックコポリマーが得られる。
得られたブロックコポリマーは、上記に述べたようにブロック(B’)を加熱処理することにより、顔料吸着性のブロック(B)に酸無水物基が生成し、溶媒可溶性のブロック(A)と、酸無水物基を官能基として含有する顔料吸着性のブロック(B)を有するブロックコポリマーが得られる。
本発明のブロックコポリマーを顔料分散用樹脂として用いる場合、数平均分子量は、例えば、1000〜100,000、好ましくは、5000〜50,000の範囲であることが適当である。数平均分子量が低過ぎると、経時での顔料分散安定性、レットダウン安定性が不良となり、数平均分子量が高過ぎると、樹脂の取り扱い易さ、塗膜の仕上がり外観等に問題が生じる。
また、本発明のブロックコポリマーは、1.1〜1.9の分子量分布(Mw/Mn)、好ましくは、1.1〜1.7の分子量分布(Mw/Mn)を有することが適当である。In the preparation of the block copolymer of the present invention, the organic halogen compound (a), the metal halide (b) and the ligand ( c) can be used again as it is, and when the polymerizable unsaturated monomer of the block (B ′) is polymerized, the polymerization can be resumed without purifying the block (A).
The resulting block copolymer is subjected to a hydrolysis treatment of the alkyl ester group or the like of the block (B ′) as described above, thereby generating a pigment-adsorbing carboxyl group, and the solvent-soluble block (A), A block copolymer having a pigment adsorbing block (B) is obtained.
In the obtained block copolymer, an acid anhydride group is generated in the pigment-adsorbing block (B) by heat-treating the block (B ′) as described above, and the solvent-soluble block (A) and A block copolymer having a pigment adsorbing block (B) containing an acid anhydride group as a functional group is obtained.
When the block copolymer of the present invention is used as a pigment dispersing resin, the number average molecular weight is, for example, in the range of 1000 to 100,000, preferably 5000 to 50,000. If the number average molecular weight is too low, the pigment dispersion stability and letdown stability with time will be poor, and if the number average molecular weight is too high, problems will arise in the ease of handling of the resin, the finished appearance of the coating film, and the like.
In addition, the block copolymer of the present invention has a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.1 to 1.9, preferably 1.1 to 1.7. .
次に、本発明の顔料分散ペースト組成物について説明する。
本発明の顔料分散ペースト組成物は、上記顔料分散用樹脂(ブロックコポリマー)及び顔料、必要に応じて有機溶媒を含有する。
上記顔料分散用樹脂としてのブロックコポリマーは、顔料分散ペースト組成物の質量に基づいて、例えば、0.1〜40.0質量%、好ましくは、0.5〜20質量%で配合することが適当である。
上記顔料としては、例えば、アルミニウム粉や、銅粉、ニッケル粉、ステンレス粉、クロム粉、雲母状酸化鉄、酸価チタン被覆マイカ粉、酸化鉄被覆マイカ粉、光輝性グラファイト等の光輝性顔料;ピンクEB、シアニンブルー、シアニングリーン、アゾ系やキナクリドン系等の有機赤系顔料、ベンゾイミダゾロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系及びキノフタロン系等の有機黄色顔料;チタン白、チタンイエロー、ベンガラ、カーボンブラック、黄鉛、及び各種焼成顔料等の無機着色顔料等、沈降性硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ等の体質顔料等が好適に挙げられる。
顔料は、顔料分散ペースト組成物の質量に基づいて、例えば、2〜90質量%、好ましくは、5〜80質量%で配合することが適当である。Next, the pigment dispersion paste composition of the present invention will be described.
The pigment dispersion paste composition of the present invention contains the above pigment dispersion resin (block copolymer), a pigment, and, if necessary, an organic solvent.
The block copolymer as the resin for dispersing pigment is, for example, 0.1 to 40.0% by mass, preferably 0.5 to 20% by mass based on the mass of the pigment dispersion paste composition. It is.
Examples of the pigment include bright pigments such as aluminum powder, copper powder, nickel powder, stainless steel powder, chromium powder, mica-like iron oxide, acid value titanium-coated mica powder, iron oxide-coated mica powder, and bright graphite; Pink EB, cyanine blue, cyanine green, organic red pigments such as azo and quinacridone, organic yellow pigments such as benzimidazolone, isoindolinone, isoindoline and quinophthalone; titanium white, titanium yellow, bengara Preferred examples include inorganic pigments such as carbon black, chrome lead, and various calcined pigments, and extender pigments such as precipitated barium sulfate, calcium carbonate, and silica.
The pigment is suitably blended in an amount of, for example, 2 to 90% by mass, preferably 5 to 80% by mass, based on the mass of the pigment dispersion paste composition.
必要に応じて用いられる上記有機溶媒としては、顔料分散用ブロックコポリマーを溶解できる有機溶媒であれば、特に制限なく使用でき、具体例として、例えば、トルエンや、キシレン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のエステル系溶剤、n−ブチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールなどのエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等のアルコール溶剤、コスモ石油社製のスワゾール310、スワゾール1000、スワゾール1500等の芳香族石油溶剤系等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、単独で又は2種以上の混合物として使用することができる。
これらの有機溶媒を使用する場合には、顔料分散ペースト組成物の質量に基づいて、例えば、0〜98質量%、好ましくは、5〜95質量%が適当である。The organic solvent used as necessary can be used without particular limitation as long as it is an organic solvent that can dissolve the pigment-dispersing block copolymer. Specific examples thereof include hydrocarbons such as toluene, xylene, and mineral spirits. Solvent: Ester solvents such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, butyl carbitol acetate, ethers such as n-butyl ether, dioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol Solvents, ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and diisobutyl ketone, alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol and isobutanol Cosmo Oil Co. Swasol 310, Swasol 1000, and aromatic petroleum solvent system such as Swasol 1500. These organic solvents can be used alone or as a mixture of two or more.
When these organic solvents are used, for example, 0 to 98% by mass, preferably 5 to 95% by mass is appropriate based on the mass of the pigment dispersion paste composition.
上記顔料分散ペースト組成物は、塗料用バインダー樹脂、及び必要に応じて、有機溶媒、ポリマー微粒子、硬化触媒、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、塗面調整剤、酸化防止剤、流動性調整剤、シランカップリング剤等の添加剤等と配合することによって、着色塗料組成物を得ることができる。
上記顔料分散ペースト組成物は、着色塗料組成物の質量に基づいて、例えば、0.1〜80質量%、好ましくは、0.1〜50質量%で使用することが適当である。
上記塗料用バインダー樹脂としては、塗料用に使用できる基体樹脂及び硬化剤が包含される。基体樹脂としては、例えば、水酸基含有アクリル樹脂や、水酸基含有ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂、アミノ樹脂、ブロック化していてもよいポリイソシアネート化合物、カルボキシル基含有高酸価ポリエステル樹脂、カルボキシル基含有高酸価アクリル樹脂などを挙げることができる。これらの基体樹脂は、単独で又は2種以上の混合物として使用することができる。上記ブロック化していてもよいポリイソシアネート化合物は、イソシアナト基がブロック化されたブロック化ポリイソシアネート化合物及び非ブロック化ポリイソシアネート化合物の両者を包含する。
バインダー樹脂は、着色塗料組成物の質量に基づいて固形分換算で、例えば、10〜90質量%、好ましくは、20〜80質量%で使用することが適当である。The pigment dispersion paste composition comprises a coating binder resin and, if necessary, an organic solvent, polymer fine particles, a curing catalyst, an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer, a coating surface conditioner, an antioxidant, a fluidity conditioner, A colored coating composition can be obtained by blending with an additive such as a silane coupling agent.
The pigment-dispersed paste composition is suitably used in an amount of, for example, 0.1 to 80% by mass, preferably 0.1 to 50% by mass, based on the mass of the colored coating composition.
Examples of the binder resin for paint include a base resin and a curing agent that can be used for paint. Examples of the base resin include a hydroxyl group-containing acrylic resin, a hydroxyl group-containing polyester resin, an epoxy resin, an epoxy group-containing acrylic resin, an amino resin, an optionally blocked polyisocyanate compound, a carboxyl group-containing high acid value polyester resin, and a carboxyl group. Examples thereof include a group-containing high acid value acrylic resin. These base resins can be used alone or as a mixture of two or more. The polyisocyanate compound which may be blocked includes both a blocked polyisocyanate compound in which an isocyanato group is blocked and a non-blocked polyisocyanate compound.
The binder resin is used in an amount of, for example, 10 to 90% by mass, preferably 20 to 80% by mass in terms of solid content based on the mass of the colored coating composition.
必要に応じて使用される有機溶媒としては、前記顔料分散ペースト組成物が含有できる有機溶媒として例示したものと同様の各種有機溶媒を用いることができる。
有機溶媒は、着色塗料組成物の質量に基づいて、例えば、0〜80質量%、好ましくは、10〜60質量%で使用することが適当である。
ポリマー微粒子は、着色塗料組成物中で溶解せず、微粒子として分散するポリマーであり、通常、平均粒子径が、例えば、0.01〜1μmの範囲のものが好適である。該ポリマー微粒子は、粒子内部が架橋されていても、されていなくてもよいが、内部架橋したものが望ましい。該ポリマー微粒子はそれ自体既知のものであり、適宜選択して使用できる。
ポリマー微粒子は、着色塗料組成物に基づいて、例えば、0〜20質量%、好ましくは、1〜10質量%で使用することが適当である。As the organic solvent used as necessary, various organic solvents similar to those exemplified as the organic solvent that can be contained in the pigment dispersion paste composition can be used.
The organic solvent is suitably used in an amount of, for example, 0 to 80% by mass, preferably 10 to 60% by mass, based on the mass of the colored coating composition.
The polymer fine particles are polymers that do not dissolve in the colored coating composition and are dispersed as fine particles, and those having an average particle diameter in the range of, for example, 0.01 to 1 μm are preferable. The fine polymer particles may or may not be crosslinked inside the particles, but those crosslinked internally are desirable. The polymer fine particles are known per se and can be appropriately selected and used.
The polymer fine particles are suitably used in an amount of, for example, 0 to 20% by mass, preferably 1 to 10% by mass, based on the colored coating composition.
硬化触媒としては、硬化剤がブロック化していてもよいポリイソシアネート化合物である場合には、ジブチル錫ジアセテートや、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ジラウレート、トリエチルアミン、ジエタノールアミン等が挙げられ、硬化剤が、メラミン樹脂などのアミノ樹脂である場合には、パラトルエンスルホン酸や、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸などのスルホン酸化合物や、これらのスルホン酸化合物のアミン中和物などを好適に挙げることができる。
硬化触媒は、着色塗料組成物の質量に基づいて、例えば、0〜2質量%、好ましくは、0.02〜1質量%で使用することが適当である。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系や、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、サリシレート系、シュウ酸アニリド系などの化合物を好適に挙げることができる。上記紫外線安定剤としては、ヒンダードアミン系化合物を好適に挙げることができる。
紫外線吸収剤は、着色塗料組成物の質量に基づいて、例えば0〜10質量%、好ましくは、0.1〜5質量%で使用することが適当である。Examples of the curing catalyst include dibutyltin diacetate, dibutyltin dioctate, dibutyltin dilaurate, triethylamine, diethanolamine and the like when the curing agent is a polyisocyanate compound which may be blocked. In the case of an amino resin such as a resin, sulfonic acid compounds such as p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid and dinonylnaphthalenesulfonic acid, and amine neutralized products of these sulfonic acid compounds should be preferably mentioned. Can do.
The curing catalyst is suitably used in an amount of, for example, 0 to 2% by mass, preferably 0.02 to 1% by mass, based on the mass of the colored coating composition.
Preferred examples of the ultraviolet absorber include benzophenone-based compounds, benzotriazole-based compounds, cyanoacrylate-based compounds, salicylate-based compounds, oxalic acid anilide-based compounds, and the like. As said ultraviolet stabilizer, a hindered amine compound can be mentioned suitably.
The ultraviolet absorber is suitably used in an amount of, for example, 0 to 10% by mass, preferably 0.1 to 5% by mass, based on the mass of the colored coating composition.
(実施例)
以下、実施例及び比較例により、本発明について更に詳細に説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。なお、特に断らない限り、「部」及び「%」は、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。
まず、本発明の顔料分散用ブロックコポリマーと、比較例ポリマー(ランダムポリマー)との合成方法について説明する。各合成例において、ブロックA及びBを構成するモノマーは、それぞれ単蒸留したものを用いた。その他の原料は、それぞれ未精製のものをそのまま用いた。最終的に得られたブロックコポリマーは、メタノール中に沈殿させ、ハロゲン化金属(b)、配位子(c)、未反応の重合開始剤、及び未反応モノマーを除いた後、濾過し、減圧乾燥にて24時間乾燥させた。得られたブロックコポリマーは、GPC、1H−NMR、IRにて測定を行い、構造を決定した。(Example)
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, the scope of the present invention is not limited at all by these Examples and comparative examples. Unless otherwise specified, “part” and “%” mean “part by mass” and “% by mass”, respectively.
First, a method for synthesizing a block copolymer for pigment dispersion of the present invention and a comparative polymer (random polymer) will be described. In each synthesis example, the monomers constituting the blocks A and B were each simply distilled. Other raw materials were used as they were, respectively. The finally obtained block copolymer is precipitated in methanol to remove the metal halide (b), the ligand (c), the unreacted polymerization initiator, and the unreacted monomer, and then filtered and decompressed. Drying was performed for 24 hours. The obtained block copolymer was measured by GPC, 1H-NMR, and IR to determine the structure.
数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)の測定は、TSKgelカラム(東ソー(株)社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー(株)社製、HLC−8120GPC)により求めた。GPCの測定条件として、展開溶媒にテトラヒドロフランを用い、流速1.0ml/分、温度40℃にて測定を行った。
1H−NMRは、重水素化溶媒にCDCl3を用い、装置としてバリアン社製UNITY 400 INOVAを用いて、室温で測定した。
IR分析は、KBr法で測定を行い、装置として赤外分光光度計(島津製作所製、FTIR−8300)を用いて室温で測定した。The number average molecular weight (Mn) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were measured using a TSKgel column (manufactured by Tosoh Corporation) and a GPC equipped with an RI detector (manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8120GPC). Determined by As GPC measurement conditions, tetrahydrofuran was used as a developing solvent, and measurement was performed at a flow rate of 1.0 ml / min and a temperature of 40 ° C.
1H-NMR was measured at room temperature using CDCl3 as a deuterated solvent and using UNITY 400 INOVA manufactured by Varian as an apparatus.
The IR analysis was performed by the KBr method and measured at room temperature using an infrared spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation, FTIR-8300) as an apparatus.
合成例1
1−フェニルエチルブロマイド(以下、1−PEBrと略す)3.4g(18.2mmol)、臭化第一銅(以下、CuBrと略す)2.6g(18.2mmol)、2,2’−ビピリジル(以下、Bpyと略す)8.5g(54.5mmol)、スチレン(以下、STと略す)90.9g(873mmol)、及び、アニソール100mlを、冷却管を装備した500mlの3つ口フラスコに仕込み、脱気後、系内を窒素置換した後、110℃に加温し12時間攪拌を続け、フラスコを冷却し、重合を停止した(一段目反応終了)。
この反応生成物をテトラヒドロフラン(以下、THFと略す)400mlに溶解し、更にメタノール(以下、MeOHと略す)8000mlで沈殿精製し、フィルターを用いて吸引ろ過を行った。フィルター上の精製物を、2.7hPa(2トール)下、80℃にて乾燥させ、ポリスチレンマクロ開始剤(PS1)を得た。PS1の数平均分子量(Mn)は5800であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.20であった。 Synthesis example 1
1-phenylethyl bromide (hereinafter abbreviated as 1-PEBr) 3.4 g (18.2 mmol), cuprous bromide (hereinafter abbreviated as CuBr) 2.6 g (18.2 mmol), 2,2′-bipyridyl (Hereinafter abbreviated as Bpy) 8.5 g (54.5 mmol), styrene (hereinafter abbreviated as ST) 90.9 g (873 mmol) and anisole 100 ml were charged into a 500 ml three-necked flask equipped with a condenser. After deaeration, the system was purged with nitrogen, then heated to 110 ° C. and stirred for 12 hours, the flask was cooled, and the polymerization was stopped (end of the first stage reaction).
This reaction product was dissolved in 400 ml of tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF), further purified by precipitation with 8000 ml of methanol (hereinafter abbreviated as MeOH), and suction filtered using a filter. The purified product on the filter was dried at 80 ° C. under 2.7 hPa (2 Torr) to obtain a polystyrene macroinitiator (PS1). The number average molecular weight (Mn) of PS1 was 5800, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.20.
得られたPS1を35.69g(6.15mmol)、tert−ブチルメタクリレート(以下、TBMAと略す)1.05g(7.38mmol)、塩化第一銅(以下、CuClと略す)0.61g(6.15mmol)、Bpy2.88g(18.46mmol)、及び、アニソール70mlを、冷却管を装備した300mlの3つ口フラスコに仕込み、脱気後、系内を窒素置換した後、90℃に加温し、12時間攪拌を続け、フラスコを冷却し、重合を停止した。
この反応生成物を、THF100mlに溶解し、更にMeOH2000mlで沈殿精製し、フィルターを用いて吸引ろ過を行った。フィルター上の精製物を2.7hPa(2トール)下、80℃にて乾燥させ、ブロックコポリマーBA−1を得た。ブロックコポリマーBA−1の数平均分子量(Mn)は、7100であり、分子量分布(Mw/Mn)は、1.12であった。
得られたブロックコポリマーBA−1を、100mlナスフラスコに採り、ジオキサン90ml、塩酸10mlを加え、80℃オイルバスで24時間の加水分解処理を行い、遊離カルボキシル基を生成させ、顔料分散用樹脂B−1を得た。溶媒可溶性のブロック(A)と、カルボキシル基を含有するブロック(B)との質量割合は、87:13であった。35.69 g (6.15 mmol) of the obtained PS1, 1.05 g (7.38 mmol) of tert-butyl methacrylate (hereinafter abbreviated as TBMA), 0.61 g (6 of cuprous chloride (hereinafter abbreviated as CuCl)) .15 mmol), 2.88 g (18.46 mmol) of Bpy, and 70 ml of anisole were charged into a 300 ml three-necked flask equipped with a condenser, and after deaeration, the system was purged with nitrogen and heated to 90 ° C. The stirring was continued for 12 hours, the flask was cooled, and the polymerization was stopped.
This reaction product was dissolved in 100 ml of THF, further purified by precipitation with 2000 ml of MeOH, and suction filtered using a filter. The purified product on the filter was dried at 80 ° C. under 2.7 hPa (2 torr) to obtain a block copolymer BA-1. The number average molecular weight (Mn) of the block copolymer BA-1 was 7100, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.12.
The obtained block copolymer BA-1 is put into a 100 ml eggplant flask, 90 ml of dioxane and 10 ml of hydrochloric acid are added, hydrolyzed in an oil bath at 80 ° C. for 24 hours to generate free carboxyl groups, and pigment dispersing resin B -1 was obtained. The mass ratio of the solvent-soluble block (A) and the block (B) containing a carboxyl group was 87:13.
合成例2
上記で得たPS1 35.69g(6.15mmol)、TBMA3.15g(22.15mmol)、CuCl 0.61g(6.15mmol)、Bpy2.88g(18.46mmol)、及び、アニソール70mlを、冷却管を装備した300mlの3つ口フラスコに仕込み、脱気後、系内を窒素置換した後、90℃に加温し、12時間攪拌を続け、フラスコを冷却し、重合を停止した。
この反応生成物を、THF100mlに溶解し、更にMeOH2000mlで沈殿精製し、フィルターを用いて吸引ろ過を行った。フィルター上の精製物を、2.7hPa(2トール)下、80℃にて乾燥させ、ブロックコポリマーBA−2を得た。ブロックコポリマーBA−2の数平均分子量(Mn)は、8900であり、分子量分布(Mw/Mn)は、1.12であった。
得られたブロックコポリマーBA−2を、100mlナスフラスコに採り、ジオキサン90ml、塩酸10mlを加え、80℃オイルバスで24時間の加水分解処理を行い、遊離カルボキシル基を生成させ、顔料分散用樹脂B−2を得た。
溶媒可溶性のブロック(A)と、カルボキシル基を含有するブロック(B)との質量割合は、69:31であった。 Synthesis example 2
35.69 g (6.15 mmol) of PS1 obtained above, 3.15 g (22.15 mmol) of TBMA, 0.61 g (6.15 mmol) of CuCl, 2.88 g (18.46 mmol) of Bpy, and 70 ml of anisole were placed in a condenser tube. After deaeration, the system was purged with nitrogen, heated to 90 ° C., stirred for 12 hours, cooled, and the polymerization was stopped.
This reaction product was dissolved in 100 ml of THF, further purified by precipitation with 2000 ml of MeOH, and suction filtered using a filter. The purified product on the filter was dried at 80 ° C. under 2.7 hPa (2 torr) to obtain a block copolymer BA-2. The number average molecular weight (Mn) of the block copolymer BA-2 was 8900, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.12.
The obtained block copolymer BA-2 is put into a 100 ml eggplant flask, 90 ml of dioxane and 10 ml of hydrochloric acid are added, hydrolyzed in an oil bath at 80 ° C. for 24 hours to generate free carboxyl groups, and pigment dispersing resin B -2 was obtained.
The mass ratio of the solvent-soluble block (A) and the block (B) containing a carboxyl group was 69:31.
比較合成例1
1−PEBr0.32g(1.7mmol)、ST8.24g(79.2mmol)、TBMA1.44g(10.1mmol)、CuBr0.24g(1.7mmol)、Bpy0.79g(5.1mmol)、及び、アニソール70mlを、冷却管を装備した300mlの3つ口フラスコに仕込み、脱気後、系内を窒素置換した後、90℃に加温し、12時間攪拌を続け、フラスコを冷却し、重合を停止した。
この反応生成物を、THF100mlに溶解し、更にMeOH2000mlで沈殿精製し、フィルターを用いて吸引ろ過を行った。フィルター上の精製物を、2.7hPa(2トール)下、80℃にて乾燥させ、ランダムポリマーRA−1を得た。ランダムポリマーRA−1の数平均分子量(Mn)は、6200であり、分子量分布(Mw/Mn)は、1.20であった。
得られたランダムポリマーRA−1を、100mlナスフラスコに採り、ジオキサン90ml、塩酸10mlを加え、80℃オイルバスで24時間の加水分解処理を行い、遊離カルボキシル基を生成させ、顔料分散用樹脂R−1を得た。 Comparative Synthesis Example 1
1-PEBr 0.32 g (1.7 mmol), ST 8.24 g (79.2 mmol), TBMA 1.44 g (10.1 mmol), CuBr 0.24 g (1.7 mmol), Bpy 0.79 g (5.1 mmol), and anisole 70 ml was charged into a 300 ml three-necked flask equipped with a condenser, and after deaeration, the inside of the system was purged with nitrogen, heated to 90 ° C., continued stirring for 12 hours, the flask was cooled, and the polymerization was stopped. did.
This reaction product was dissolved in 100 ml of THF, further purified by precipitation with 2000 ml of MeOH, and suction filtered using a filter. The purified product on the filter was dried at 80 ° C. under 2.7 hPa (2 torr) to obtain random polymer RA-1. The number average molecular weight (Mn) of the random polymer RA-1 was 6200, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.20.
The obtained random polymer RA-1 is put into a 100 ml eggplant flask, 90 ml of dioxane and 10 ml of hydrochloric acid are added, hydrolyzed in an oil bath at 80 ° C. for 24 hours, free carboxyl groups are generated, and pigment dispersion resin R -1 was obtained.
比較合成例2
1−PEBr 0.32g(1.7mmol)、ST8.24g(79.2mmol)、TBMA4.32g(30.3mmol)、CuBr0.24g(1.7mmol)、Bpy0.79g(5.1mmol)、及び、アニソール70mlを、冷却管を装備した300mlの3つ口フラスコに仕込み、脱気後、系内を窒素置換した後、90℃に加温し、12時間攪拌を続け、フラスコを冷却し、重合を停止した。
この反応生成物を、THF100mlに溶解し、更にMeOH2000mlで沈殿精製し、フィルターを用いて吸引ろ過を行った。フィルター上の精製物を、2.7hPa(2トール)下、80℃にて乾燥させ、ランダムポリマーRA−2を得た。ランダムポリマーRA−2の数平均分子量(Mn)は、7500であり、分子量分布(Mw/Mn)は、1.18であった。 Comparative Synthesis Example 2
1-PEBr 0.32 g (1.7 mmol), ST 8.24 g (79.2 mmol), TBMA 4.32 g (30.3 mmol), CuBr 0.24 g (1.7 mmol), Bpy 0.79 g (5.1 mmol), and 70 ml of anisole was charged into a 300 ml three-necked flask equipped with a condenser, and after deaeration, the inside of the system was purged with nitrogen, and then heated to 90 ° C. and stirred for 12 hours, the flask was cooled, and polymerization was carried out. Stopped.
This reaction product was dissolved in 100 ml of THF, further purified by precipitation with 2000 ml of MeOH, and suction filtered using a filter. The purified product on the filter was dried at 80 ° C. under 2.7 hPa (2 torr) to obtain random polymer RA-2. The number average molecular weight (Mn) of the random polymer RA-2 was 7500, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.18.
得られたランダムポリマーRA−2を、100mlナスフラスコに採り、ジオキサン90ml、塩酸10mlを加え、80℃オイルバスで24時間の加水分解処理を行い、遊離カルボキシル基を生成させ、顔料分散用樹脂R−2を得た。
得られたそれぞれのコポリマーを、1H−NMR及びIRにて定性し、GPCチャートによりそれぞれ単一ピークで確認した。
次に、本発明ブロックコポリマーと、比較例のコポリマー(ランダムコポリマー)とを用いた顔料分散ペースト組成物の製造例を示す。The obtained random polymer RA-2 is put into a 100 ml eggplant flask, 90 ml of dioxane and 10 ml of hydrochloric acid are added, hydrolyzed in an oil bath at 80 ° C. for 24 hours to generate free carboxyl groups, and the resin R for pigment dispersion R -2 was obtained.
Each of the obtained copolymers was qualitatively determined by 1H-NMR and IR, and each single peak was confirmed by a GPC chart.
Next, an example of producing a pigment dispersion paste composition using the block copolymer of the present invention and the copolymer of the comparative example (random copolymer) is shown.
顔料分散ペースト組成物の製造例1
合成例1で得られた顔料分散用樹脂(B−1)0.5部、ベンガラ顔料(戸田工業社製130ED、酸性顔料pH6)15部、トルエン10部を、ペイントシェーカーにて2時間分散処理し(容量50ccの広口ガラス瓶、直径1.3mmφチタニアビーズを使用)、顔料分散ペースト組成物(PP−1)を得た。
顔料分散ペースト組成物の製造例2〜8
製造例1と同様にして、下記表1の組成に基づいて、製造例2〜8の顔料分散ペースト組成物(PP−2〜PP−8)を調製した。なお、トルエンは工業用品、キナクリドンレッド顔料は大日本インキ化学工業(株)社製のFastogen Super Red 5B(中性顔料pH7)を用いた。 Production Example 1 of Pigment Dispersion Paste Composition
0.5 parts of the pigment dispersion resin (B-1) obtained in Synthesis Example 1, 15 parts of Bengala pigment (130ED manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., acidic pigment pH 6), and 10 parts of toluene are dispersed in a paint shaker for 2 hours. (Using a wide-mouth glass bottle with a capacity of 50 cc and a titania bead with a diameter of 1.3 mm), a pigment dispersion paste composition (PP-1) was obtained.
Production Examples 2 to 8 of Pigment Dispersed Paste Composition
In the same manner as in Production Example 1, pigment dispersion paste compositions (PP-2 to PP-8) of Production Examples 2 to 8 were prepared based on the compositions shown in Table 1 below. In addition, toluene used industrial supplies, and quinacridone red pigment used Daisatsu Ink Chemical Co., Ltd. Fastogen Super Red 5B (neutral pigment pH 7).
得られた各顔料ペースト組成物PP−1〜8について、下記試験方法に基づいて性能試験を行った。その試験結果を、以下の表2に示す。
試験方法
<粘度測定>
各顔料ペースト組成物の分散初期のズリ速度依存性を粘弾性測定装置(レオメトリック社製、ARES)にて測定した。測定条件は、測定温度20℃、前処理として1分間×100/sズリをかけた後、3分間靜置し、その後、20℃で0.01/s〜1000/sまでズリ速度を変えて粘度測定を行った。また、各顔料ペースト組成物に対して、50℃×14日間の促進貯蔵を行い、上記と同様の条件で経時変化後の粘度測定を行った。About each obtained pigment paste composition PP-1-8, the performance test was done based on the following test method. The test results are shown in Table 2 below.
Test method <Viscosity measurement>
The shear rate dependence of each pigment paste composition at the initial stage of dispersion was measured with a viscoelasticity measuring device (ARES manufactured by Rheometric Co., Ltd.). Measurement conditions were as follows: measurement temperature 20 ° C., pre-treatment applied for 1 minute × 100 / s, then placed for 3 minutes, and then changed the displacement rate from 0.01 / s to 1000 / s at 20 ° C. Viscosity measurement was performed. In addition, each pigment paste composition was subjected to accelerated storage at 50 ° C. for 14 days, and the viscosity was measured after aging under the same conditions as described above.
T.I.値(チキソトロピー指数)の算出は、レオメーターのズリ速度における低ズリ側で得られた粘度を、高ズリ側で得られた粘度で除して求めた。なお、T.I.値が、低いほど、顔料の凝集が少なく、良好な分散状態を維持していると判断できる。
<顕微鏡観察>
各顔料ペースト組成物の分散初期と、50℃×14日間の促進貯蔵後の状態とを光学顕微鏡にて観察し、下記評価基準で評価した。各顔料ペースト組成物は、トルエンで5倍希釈し、透過型位相差光学顕微鏡(ニコン社製、MICROPHOTO−FXA)にて観察した。観察は、接眼レンズ1倍、対物レンズ20倍で行った。
<評価基準>
○:均一に分散されている
△:部分的に顔料の凝集が認められる
×:全体的に顔料の凝集が認められるT.A. I. The value (thixotropic index) was calculated by dividing the viscosity obtained on the low shear side at the shear rate of the rheometer by the viscosity obtained on the high shear side. T. T. I. It can be judged that the lower the value is, the less the pigment is aggregated and the better dispersion state is maintained.
<Microscope observation>
The initial dispersion of each pigment paste composition and the state after accelerated storage at 50 ° C. for 14 days were observed with an optical microscope and evaluated according to the following evaluation criteria. Each pigment paste composition was diluted 5 times with toluene, and observed with a transmission phase contrast optical microscope (Nikon Corporation, MICROPHOTO-FXA). Observation was performed with an eyepiece lens 1 × and an objective lens 20 ×.
<Evaluation criteria>
○: Uniformly dispersed Δ: Partial aggregation of the pigment is observed x: Overall aggregation of the pigment is observed
次に、塗料用バインダー樹脂の製造例を示す。
塗料用バインダー樹脂の製造例1
攪拌機、温度計、還流冷却器等の備わったアクリル樹脂反応槽に、キシレン30部、イソブタノール5部を仕込み、加熱撹拌し、110℃に達してから、下記の単量体等の混合物を3時間かけて滴下した。
スチレン15部、メチルメタアクリレート10部、n−ブチルアクリレート15部、ヒドロキシエチルメタアクリレート10部、アクリル酸1部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.3部の混合物。
上記単量体等の混合物を滴下終了後、110℃を保持したまま、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.2部と、キシレン5部との混合物である追加触媒溶液を2時間かけて滴下した。更に、110℃で1時間撹拌を続けた後、冷却した。得られた反応液に、キシレン5部とイソブタノール5部とを加えて希釈し、固形分濃度50%のアクリル樹脂溶液(AC−1)を得た。得られたアクリル樹脂は、質量平均分子量(Mw)50,000であり、固形分酸価17mgKOH/g(フェノールフタレイン)、粘度11ストークス/20℃(ガードナー法)であった。Next, the manufacture example of binder resin for coating materials is shown.
Production Example 1 of Binder Resin for Paint
Acrylic resin reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, etc. was charged with 30 parts of xylene and 5 parts of isobutanol, heated and stirred, and after reaching 110 ° C., a mixture of the following monomers, etc. It was added dropwise over time.
A mixture of 15 parts of styrene, 10 parts of methyl methacrylate, 15 parts of n-butyl acrylate, 10 parts of hydroxyethyl methacrylate, 1 part of acrylic acid, and 0.3 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile.
After completion of the dropwise addition of the mixture of monomers and the like, an additional catalyst solution that is a mixture of 0.2 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 5 parts of xylene is maintained for 2 hours while maintaining 110 ° C. It was dripped over. Further, stirring was continued at 110 ° C. for 1 hour, followed by cooling. The resulting reaction solution was diluted by adding 5 parts of xylene and 5 parts of isobutanol to obtain an acrylic resin solution (AC-1) having a solid concentration of 50%. The obtained acrylic resin had a mass average molecular weight (Mw) of 50,000, a solid content acid value of 17 mg KOH / g (phenolphthalein), and a viscosity of 11 Stokes / 20 ° C. (Gardner method).
次に、着色塗料組成物の製造例を示す。
着色塗料組成物の製造例1
製造例1で得た顔料分散ペースト組成物(PP−1)を10部、上記アクリル樹脂溶液(AC−1)30部、ユーバン20SE60(三井東圧化学(株)社製商品名、ブチルエーテル化メラミン樹脂、NV60%)4部、ブチルカルビトール1部をレットダウン方式にてディスパーを使用して混合し、着色塗料組成物(CP−1)を得た。Next, the manufacture example of a coloring coating composition is shown.
Production Example 1 of Colored Paint Composition
10 parts of the pigment dispersion paste composition (PP-1) obtained in Production Example 1, 30 parts of the acrylic resin solution (AC-1), Uban 20SE60 (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd., butyl etherified melamine) Resin, NV 60%) 4 parts and butyl carbitol 1 part were mixed using a disper by a let-down method to obtain a colored coating composition (CP-1).
着色塗料組成物の製造例2〜16
上記着色塗料組成物の製造例1と同様にして、顔料分散ペースト組成物(PP−2〜PP−8)を用いて、着色塗料組成物(CP−2〜CP−8)を得た。上記着色塗料組成物の製造例1のCP−1を含むCP−1〜CP−8の着色塗料組成物の組成配合を、製造例9〜16として、下記の表3に示す。 Production Examples 2 to 16 of Colored Paint Composition
Colored paint compositions (CP-2 to CP-8) were obtained using the pigment dispersion paste compositions (PP-2 to PP-8) in the same manner as in Production Example 1 of the above colored paint composition. Table 3 below shows the composition of the colored coating compositions of CP-1 to CP-8 containing CP-1 of Production Example 1 of the colored coating composition as Production Examples 9-16.
製造例9〜16で得た各着色塗料組成物CP−1〜CP−8を用いて、下記試験塗板の作製方法に基づいて各試験塗板を作製した。
試験塗板の作製方法
各着色塗料組成物CP−1〜CP−8を、無希釈にて、SPTE(ブリキ板、寸法0.3×150×70mm)に、4ミルアプリケーターを用いて塗装した。塗装2分後に塗面下半分に同様の着色塗料組成物CP−1〜CP−8を流し塗りし、10分間立てかけたままセッティングを行った。その後、130℃で20分間焼付乾燥を行い、下記の評価方法により評価を行った。その評価結果を、以下の表4に示す。Using each of the colored coating compositions CP-1 to CP-8 obtained in Production Examples 9 to 16, each test coated plate was produced based on the following test coated plate production method.
Preparation Method of Test Coating Plate Each of the colored coating compositions CP-1 to CP-8 was applied undiluted to SPTE (tin plate, dimensions 0.3 × 150 × 70 mm) using a 4 mil applicator. Two minutes after the coating, the same colored coating compositions CP-1 to CP-8 were flow-coated on the lower half of the coating surface, and setting was performed while standing for 10 minutes. Then, baking drying was performed for 20 minutes at 130 degreeC, and the following evaluation method evaluated. The evaluation results are shown in Table 4 below.
評価方法
<塗膜外観>
塗膜のアプリケーター部と、流し塗り部の塗面状態とを、色調、艶、ブツについて観察し、次の基準で評価した。
<評価基準>
○:全て良好
△:色調、艶、ブツのいずれか1つが不良
×:色調、艶、ブツのいずれか2つ以上が不良Evaluation method <Appearance of coating film>
The applicator part of the coating film and the coating surface state of the flow coating part were observed with respect to color tone, gloss, and roughness, and evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria>
○: All are good △: Any one of the color tone, glossiness, or irregularity is bad ×: Any two or more of the color tone, glossiness, or irregularity is defective
これらのことから、本発明のブロックコポリマーは、組成が同様なランダムポリマーよりも顔料分散性に優れ、その顔料ペースト組成物の貯蔵安定性及びその着色塗料組成物の色調安定性に優れることが分かった。
合成例3
1−フェニルエチルブロマイド(以下、1−PEBrと略す)3.4g(18.2mmol)、臭化第一銅(以下、CuBrと略す)2.6g(18.2mmol)、2,2’−ビピリジル(以下、Bpyと略す)8.5g(54.5mmol)、スチレン(以下、STと略す)90.9g(873mmol)、及び、アニソール100mlを、冷却管を装備した500mlの3つ口フラスコに仕込み、脱気後、系内を窒素置換した後、110℃に加温し12時間攪拌を続け、フラスコを冷却し、重合を停止した(一段目反応終了)。
この反応生成物を、テトラヒドロフラン(以下、THFと略す)400mlに溶解し、更にメタノール(以下、MeOHと略す)8000mlで沈殿精製し、フィルターを用いて吸引ろ過を行った。フィルター上の精製物を、2.7hPa(2トール)下、80℃にて乾燥させ、ポリスチレンマクロ開始剤(PS1)を得た。PS1の数平均分子量(Mn)は5800であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.20であった。From these facts, it can be seen that the block copolymer of the present invention is superior in pigment dispersibility than a random polymer having a similar composition, and is excellent in storage stability of the pigment paste composition and color tone stability of the colored coating composition. It was.
Synthesis example 3
1-phenylethyl bromide (hereinafter abbreviated as 1-PEBr) 3.4 g (18.2 mmol), cuprous bromide (hereinafter abbreviated as CuBr) 2.6 g (18.2 mmol), 2,2′-bipyridyl (Hereinafter abbreviated as Bpy) 8.5 g (54.5 mmol), styrene (hereinafter abbreviated as ST) 90.9 g (873 mmol) and anisole 100 ml were charged into a 500 ml three-necked flask equipped with a condenser. After deaeration, the system was purged with nitrogen, then heated to 110 ° C. and stirred for 12 hours, the flask was cooled, and the polymerization was stopped (end of the first stage reaction).
This reaction product was dissolved in 400 ml of tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF), further purified by precipitation with 8000 ml of methanol (hereinafter abbreviated as MeOH), and suction filtered using a filter. The purified product on the filter was dried at 80 ° C. under 2.7 hPa (2 Torr) to obtain a polystyrene macroinitiator (PS1). The number average molecular weight (Mn) of PS1 was 5800, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.20.
PS1を35.69g(6.15mmol)、tert−ブチルメタクリレート(以下、TBMAと略す)1.05g(7.38mmol)、塩化第一銅(以下、CuClと略す)0.61g(6.15mmol)、Bpy2.88g(18.46mmol)、及び、アニソール70mlを冷却管を装備した300mlの3つ口フラスコに仕込み、脱気後、系内を窒素置換した後、90℃に加温し、12時間攪拌を続け、フラスコを冷却し、重合を停止した。
この反応生成物を、THF100mlに溶解し、更にMeOH2000mlで沈殿精製し、フィルターを用いて吸引ろ過を行った。フィルター上の精製物を2.7hPa(2トール)下、80℃にて乾燥させ、ブロックコポリマーBA−1を得た。ブロックコポリマーBA−1の数平均分子量(Mn)は7100であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.12であった。
得られたブロックコポリマーBA−3を、2.7hPa(2トール)下、190℃で3時間熱処理を行い、熱分解により酸無水物の官能基が生成し、顔料分散用樹脂B−1を得た。溶媒可溶性のブロック(A)と、酸無水物基を含有するブロック(B)の質量割合は、88:12であった。35.69 g (6.15 mmol) of PS1, 1.05 g (7.38 mmol) of tert-butyl methacrylate (hereinafter abbreviated as TBMA), 0.61 g (6.15 mmol) of cuprous chloride (hereinafter abbreviated as CuCl) , 2.88 g (18.46 mmol) of Bpy and 70 ml of anisole were charged into a 300 ml three-necked flask equipped with a condenser, and after deaeration, the system was purged with nitrogen and heated to 90 ° C. for 12 hours. Stirring was continued, the flask was cooled, and the polymerization was stopped.
This reaction product was dissolved in 100 ml of THF, further purified by precipitation with 2000 ml of MeOH, and suction filtered using a filter. The purified product on the filter was dried at 80 ° C. under 2.7 hPa (2 torr) to obtain a block copolymer BA-1. The number average molecular weight (Mn) of the block copolymer BA-1 was 7100, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.12.
The obtained block copolymer BA-3 was subjected to heat treatment at 190 ° C. for 3 hours under 2.7 hPa (2 torr), and a functional group of an acid anhydride was generated by thermal decomposition to obtain a resin B-1 for pigment dispersion. It was. The mass ratio of the solvent-soluble block (A) and the block (B) containing an acid anhydride group was 88:12.
合成例4
上記で得たPS1 35.69g(6.15mmol)、TBMA3.15g(22.15mmol)、CuCl0.61g(6.15mmol)、Bpy2.88g(18.46mmol)、及び、アニソール70mlを、冷却管を装備した300mlの3つ口フラスコに仕込み、脱気後、系内を窒素置換した後、90℃に加温し、12時間攪拌を続け、フラスコを冷却し、重合を停止した。
この反応生成物を、THF100mlに溶解し、更にMeOH2000mlで沈殿精製し、フィルターを用いて吸引ろ過を行った。フィルター上の精製物を2.7hPa(2トール)下、80℃にて乾燥させ、ブロックコポリマーBA−4を得た。ブロックコポリマーBA−2の数平均分子量(Mn)は、8900であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.12であった。
得られたブロックコポリマーBA−2を、2.7hPa(2トール)下、190℃で3時間熱処理を行い、熱分解により酸無水物の官能基が生成し、顔料分散用樹脂B−2を得た。溶媒可溶性のブロック(A)と、酸無水物基を含有するブロック(B)の質量割合は、70:30であった。 Synthesis example 4
35.69 g (6.15 mmol) of PS1 obtained above, 3.15 g (22.15 mmol) of TBMA, 0.61 g (6.15 mmol) of CuCl, 2.88 g (18.46 mmol) of Bpy, and 70 ml of anisole were added to a condenser tube. After charging the equipped 300 ml three-necked flask and deaeration, the inside of the system was purged with nitrogen, and then heated to 90 ° C., stirring was continued for 12 hours, the flask was cooled, and the polymerization was stopped.
This reaction product was dissolved in 100 ml of THF, further purified by precipitation with 2000 ml of MeOH, and suction filtered using a filter. The purified product on the filter was dried at 80 ° C. under 2.7 hPa (2 torr) to obtain a block copolymer BA-4. The number average molecular weight (Mn) of the block copolymer BA-2 was 8900, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.12.
The obtained block copolymer BA-2 was heat-treated at 190 ° C. for 3 hours under 2.7 hPa (2 torr), and a functional group of an acid anhydride was generated by thermal decomposition to obtain a pigment dispersion resin B-2. It was. The mass ratio of the solvent-soluble block (A) and the block (B) containing an acid anhydride group was 70:30.
比較合成例3
1−PEBr 0.32g(1.7mmol)、ST8.24g(79.2mmol)、TBMA1.44g(10.1mmol)、CuBr0.24g(1.7mmol)、Bpy0.79g(5.1mmol)、及び、アニソール70mlを、冷却管を装備した300mlの3つ口フラスコに仕込み、脱気後、系内を窒素置換した後、90℃に加温し、12時間攪拌を続け、フラスコを冷却し、重合を停止した。
この反応生成物を、THF100mlに溶解し、更にMeOH2000mlで沈殿精製し、フィルターを用いて吸引ろ過を行った。フィルター上の精製物を2.7hPa(2トール)下、80℃にて乾燥させ、ランダムポリマーRA−1を得た。ランダムポリマーRA−1の数平均分子量(Mn)は、6200であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.20であった。得られたランダムポリマーRA−1を、2.7hPa(2トール)下、190℃で3時間熱処理を行い、顔料分散用樹脂R−1を得た。 Comparative Synthesis Example 3
1-PEBr 0.32 g (1.7 mmol), ST 8.24 g (79.2 mmol), TBMA 1.44 g (10.1 mmol), CuBr 0.24 g (1.7 mmol), Bpy 0.79 g (5.1 mmol), and 70 ml of anisole was charged into a 300 ml three-necked flask equipped with a cooling tube, and after deaeration, the inside of the system was purged with nitrogen, heated to 90 ° C., and stirred for 12 hours, the flask was cooled, and polymerization was performed. Stopped.
This reaction product was dissolved in 100 ml of THF, further purified by precipitation with 2000 ml of MeOH, and suction filtered using a filter. The purified product on the filter was dried at 80 ° C. under 2.7 hPa (2 torr) to obtain random polymer RA-1. The number average molecular weight (Mn) of the random polymer RA-1 was 6200, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.20. The obtained random polymer RA-1 was subjected to a heat treatment at 190 ° C. for 3 hours under 2.7 hPa (2 Torr) to obtain a pigment dispersion resin R-1.
比較合成例4
1−PEBr0.32g(1.7mmol)、ST8.24g(79.2mmol)、TBMA4.32g(30.3mmol)、CuBr0.24g(1.7mmol)、Bpy0.79g(5.1mmol)、及び、アニソール70mlを、冷却管を装備した300mlの3つ口フラスコに仕込み、脱気後、系内を窒素置換した後、90℃に加温し、12時間攪拌を続け、フラスコを冷却し、重合を停止した。
この反応生成物を、THF100mlに溶解し、更にMeOH2000mlで沈殿精製し、フィルターを用いて吸引ろ過を行った。フィルター上の精製物を2.7hPa(2トール)下、80℃にて乾燥させ、ランダムポリマーRA−2を得た。ランダムポリマーRA−2の数平均分子量(Mn)は、7500であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.18であった。
得られたランダムポリマーRA−2を2トール下、190℃で3時間熱処理を行い、顔料分散用樹脂R−2を得た。得られたそれぞれのポリマーは、1H−NMR及びIRにて定性し、GPCチャートによりそれぞれ単一ピークで確認された。 Comparative Synthesis Example 4
1-PEBr 0.32 g (1.7 mmol), ST 8.24 g (79.2 mmol), TBMA 4.32 g (30.3 mmol), CuBr 0.24 g (1.7 mmol), Bpy 0.79 g (5.1 mmol), and anisole 70 ml was charged into a 300 ml three-necked flask equipped with a condenser, and after deaeration, the inside of the system was purged with nitrogen, heated to 90 ° C., continued stirring for 12 hours, the flask was cooled, and the polymerization was stopped. did.
This reaction product was dissolved in 100 ml of THF, further purified by precipitation with 2000 ml of MeOH, and suction filtered using a filter. The purified product on the filter was dried at 80 ° C. under 2.7 hPa (2 torr) to obtain random polymer RA-2. The number average molecular weight (Mn) of the random polymer RA-2 was 7500, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.18.
The obtained random polymer RA-2 was heat-treated at 190 ° C. under 2 torr for 3 hours to obtain a resin R-2 for pigment dispersion. Each of the obtained polymers was qualitatively determined by 1H-NMR and IR, and each was confirmed by a single peak by a GPC chart.
次に、本発明のブロックコポリマーと、比較例のポリマー(ランダムポリマー)とを用いた顔料分散ペースト組成物の製造例を示す。
顔料分散ペースト組成物の製造例9
合成例3で得られた顔料分散用樹脂B−3を0.5部、ベンガラ顔料(戸田工業社製130ED、酸性顔料pH6)15部、トルエン10部を、ペイントシェーカーにて2時間分散処理し(容量50ccの広口ガラス瓶、直径1.3mmφチタニアビーズを使用)、顔料分散ペースト組成物(PP−9)を得た。
顔料分散ペースト組成物の製造例10〜16
製造例9と同様にして、下記表1の組成に基づいて、製造例10〜16の顔料分散ペースト組成物(PP−10〜PP−16)を調製した。なお、トルエンは工業用品、キナクリドンレッド顔料は、大日本インキ化学工業(株)社製のFastogen Super Red 5B(中性顔料pH7)を用いた。Next, a production example of a pigment dispersion paste composition using the block copolymer of the present invention and the polymer of the comparative example (random polymer) is shown.
Production Example 9 of Pigment Dispersion Paste Composition
0.5 parts of the resin B-3 for pigment dispersion obtained in Synthesis Example 3, 15 parts of Bengala pigment (130ED manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., acidic pigment pH 6), and 10 parts of toluene were dispersed in a paint shaker for 2 hours. (A wide-mouth glass bottle with a capacity of 50 cc and a diameter of 1.3 mmφ titania beads was used), and a pigment dispersion paste composition (PP-9) was obtained.
Production Examples 10 to 16 for Pigment Dispersion Paste Composition
In the same manner as in Production Example 9, pigment dispersion paste compositions (PP-10 to PP-16) of Production Examples 10 to 16 were prepared based on the compositions shown in Table 1 below. In addition, toluene used industrial goods, and the quinacridone red pigment used Daigen Ink Chemical Industry Co., Ltd. Fastogen Super Red 5B (neutral pigment pH7).
得られた各顔料ペースト組成物PP−5〜12について、下記試験方法に基づいて性能試験を行った。その試験結果を、以下の表2に示す。
試験方法
<粘度測定>
各顔料ペースト組成物の分散初期のズリ速度依存性を粘弾性測定装置(レオメトリック社製、ARES)にて測定した。測定条件は、測定温度20℃、前処理として1分間×100/sズリをかけた後、3分間靜置し、その後、20℃で0.01/s〜1000/sまでズリ速度を変えて粘度測定を行った。また、各顔料ペースト組成物に対して、50℃×14日間の促進貯蔵を行い、上記と同様の条件で経時変化後の粘度測定を行った。
T.I.値(チキソトロピー指数)の算出は、レオメーターのズリ速度における低ズリ側で得られた粘度を、高ズリ側で得られた粘度で除して求めた。なお、T.I.値が、低いほど、顔料の凝集が少なく、良好な分散状態を維持していると判断できる。About each obtained pigment paste composition PP-5-12, the performance test was done based on the following test method. The test results are shown in Table 2 below.
Test method <Viscosity measurement>
The shear rate dependence of each pigment paste composition at the initial stage of dispersion was measured with a viscoelasticity measuring device (ARES manufactured by Rheometric Co., Ltd.). Measurement conditions were as follows: measurement temperature 20 ° C., pre-treatment applied for 1 minute × 100 / s, then placed for 3 minutes, and then changed the displacement rate from 0.01 / s to 1000 / s at 20 ° C. Viscosity measurement was performed. In addition, each pigment paste composition was subjected to accelerated storage at 50 ° C. for 14 days, and the viscosity was measured after aging under the same conditions as described above.
T.A. I. The value (thixotropic index) was calculated by dividing the viscosity obtained on the low shear side at the shear rate of the rheometer by the viscosity obtained on the high shear side. T. T. I. It can be judged that the lower the value is, the less the pigment is aggregated and the better dispersion state is maintained.
<顕微鏡観察>
各顔料ペースト組成物の分散初期と、50℃×14日間の促進貯蔵後の状態とを光学顕微鏡にて観察し、下記評価基準で評価した。各顔料ペースト組成物は、トルエンで5倍希釈し、透過型位相差光学顕微鏡(ニコン社製、MICROPHOTO−FXA)にて観察した。観察は、接眼レンズ1倍、対物レンズ20倍で行った。
<評価基準>
○:均一に分散されている
△:部分的に顔料の凝集が認められる
×:全体的に顔料の凝集が認められる<Microscope observation>
The initial dispersion of each pigment paste composition and the state after accelerated storage at 50 ° C. for 14 days were observed with an optical microscope and evaluated according to the following evaluation criteria. Each pigment paste composition was diluted 5 times with toluene, and observed with a transmission phase contrast optical microscope (Nikon Corporation, MICROPHOTO-FXA). Observation was performed with an eyepiece lens 1 × and an objective lens 20 ×.
<Evaluation criteria>
○: Uniformly dispersed Δ: Partial aggregation of the pigment is observed x: Overall aggregation of the pigment is observed
次に、塗料用バインダー樹脂の製造例を示す。
塗料用バインダー樹脂の製造例2
攪拌機、温度計、還流冷却器等の備わったアクリル樹脂反応槽に、キシレン30部、イソブタノール5部を仕込み、加熱撹拌し、110℃に達してから、下記の単量体等の混合物を3時間かけて滴下した。
スチレン15部、メチルメタアクリレート10部、n−ブチルアクリレート15部、ヒドロキシエチルメタアクリレート10部、アクリル酸1部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.3部の混合物。Next, the manufacture example of binder resin for coating materials is shown.
Production Example 2 of Binder Resin for Paint
Acrylic resin reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, etc. was charged with 30 parts of xylene and 5 parts of isobutanol, heated and stirred, and after reaching 110 ° C., a mixture of the following monomers, etc. It was added dropwise over time.
A mixture of 15 parts of styrene, 10 parts of methyl methacrylate, 15 parts of n-butyl acrylate, 10 parts of hydroxyethyl methacrylate, 1 part of acrylic acid, and 0.3 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile.
上記単量体等の混合物を滴下終了後、110℃を保持したまま、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.2部と、キシレン5部との混合物である追加触媒溶液を2時間かけて滴下した。更に、110℃で1時間撹拌を続けた後、冷却した。得られた反応液に、キシレン5部とイソブタノール5部とを加えて希釈し、固形分濃度50%のアクリル樹脂溶液(AC−1)を得た。得られたアクリル樹脂は、質量平均分子量(Mw)50,000であり、固形分酸価17mgKOH/g(フェノールフタレイン)、粘度11st./20℃(ガードナー法)であった。
次に、着色塗料組成物の製造例を示す。After completion of the dropwise addition of the mixture of monomers and the like, an additional catalyst solution that is a mixture of 0.2 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 5 parts of xylene is maintained for 2 hours while maintaining 110 ° C. It was dripped over. Further, stirring was continued at 110 ° C. for 1 hour, followed by cooling. The resulting reaction solution was diluted by adding 5 parts of xylene and 5 parts of isobutanol to obtain an acrylic resin solution (AC-1) having a solid concentration of 50%. The obtained acrylic resin has a mass average molecular weight (Mw) of 50,000, a solid content acid value of 17 mg KOH / g (phenolphthalein), and a viscosity of 11 st. / 20 ° C. (Gardner method).
Next, the manufacture example of a coloring coating composition is shown.
着色塗料組成物の製造例17
製造例1で得た顔料分散ペースト組成物(PP−1)を10部、上記アクリル樹脂溶液(AC−1)30部、ユーバン20SE60(三井東圧化学(株)社製商品名、ブチルエーテル化メラミン樹脂、NV60%)4部、ブチルカルビトール1部をレットダウン方式にてディスパーを使用して混合し、着色塗料組成物(CP−9)を得た。 Production Example 17 of Colored Paint Composition
10 parts of the pigment dispersion paste composition (PP-1) obtained in Production Example 1, 30 parts of the acrylic resin solution (AC-1), Uban 20SE60 (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd., butyl etherified melamine) Resin, NV 60%) 4 parts and butyl carbitol 1 part were mixed using a disper by a letdown method to obtain a colored coating composition (CP-9).
着色塗料組成物の製造例18〜23
上記着色塗料組成物の製造例1と同様にして、顔料分散ペースト組成物(PP−9〜PP−16)を用いて、着色塗料組成物(CP−9〜CP−16)を得た。上記着色塗料組成物の製造例1(CP−9)を含むCP−9〜CP−16の着色塗料組成物の組成配合を製造例9〜16として、下記の表3に示す。 Production Examples 18-23 of Colored Paint Composition
Colored paint compositions (CP-9 to CP-16) were obtained using the pigment dispersion paste compositions (PP-9 to PP-16) in the same manner as in Production Example 1 of the above colored paint composition. The composition of the colored coating composition of CP-9 to CP-16 including Production Example 1 (CP-9) of the above colored coating composition is shown in Table 3 below as Production Examples 9 to 16.
製造例9〜16で得た各着色塗料組成物CP−9〜CP−16を用いて、下記試験塗板の作製方法に基づいて各試験塗板を作製した。
試験塗板の作製方法
各着色塗料組成物CP−9〜CP−16を、無希釈にて、SPTE(ブリキ板、寸法0.3×150×70mm)に、4ミルアプリケーターを用いて塗装した。塗装2分後に塗面下半分に同様の着色塗料組成物CP−9〜CP−16を流し塗りし、10分間立てかけたままセッティングを行った。その後、130℃で20分間焼付乾燥を行い、下記の評価方法により評価を行った。その評価結果を、以下の表4に示す。Using each of the colored coating compositions CP-9 to CP-16 obtained in Production Examples 9 to 16, each test coated plate was produced based on the following test coated plate production method.
Preparation Method of Test Coating Plate Each of the colored coating compositions CP-9 to CP-16 was applied undiluted to SPTE (tinplate, dimensions 0.3 × 150 × 70 mm) using a 4 mil applicator. Two minutes after the coating, the same colored coating compositions CP-9 to CP-16 were cast on the lower half of the coating surface, and setting was performed while standing for 10 minutes. Then, baking drying was performed for 20 minutes at 130 degreeC, and the following evaluation method evaluated. The evaluation results are shown in Table 4 below.
評価方法
<塗膜外観>
塗膜のアプリケーター部と、流し塗り部の塗面状態とを、色調、艶、ブツについて観察し、次の基準で評価した。
<評価基準>
○:全て良好
△:色調、艶、ブツのいずれか1つが不良
×:色調、艶、ブツのいずれか2つ以上が不良Evaluation method <Appearance of coating film>
The applicator part of the coating film and the coating surface state of the flow coating part were observed with respect to color tone, gloss, and roughness, and evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria>
○: All are good △: Any one of the color tone, glossiness, or irregularity is bad ×: Any two or more of the color tone, glossiness, or irregularity is defective
これらのことから、本発明のブロックコポリマーは、組成が同様なランダムポリマーよりも顔料分散性に優れ、その顔料ペースト組成物の貯蔵安定性及びその着色塗料組成物の色調安定性に優れることが分かった。 From these facts, it can be seen that the block copolymer of the present invention is superior in pigment dispersibility than a random polymer having a similar composition, and is excellent in storage stability of the pigment paste composition and color tone stability of the colored coating composition. It was.
本発明のブロックコポリマーからなる顔料分散用樹脂は、該顔料分散用樹脂を含有する顔料ペースト、及び該顔料ペーストを含有する着色塗料組成物として有用である。 The pigment dispersion resin comprising the block copolymer of the present invention is useful as a pigment paste containing the pigment dispersion resin and a colored coating composition containing the pigment paste.
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