JP7051783B2 - Method for manufacturing aqueous resin dispersion - Google Patents
Method for manufacturing aqueous resin dispersion Download PDFInfo
- Publication number
- JP7051783B2 JP7051783B2 JP2019209924A JP2019209924A JP7051783B2 JP 7051783 B2 JP7051783 B2 JP 7051783B2 JP 2019209924 A JP2019209924 A JP 2019209924A JP 2019209924 A JP2019209924 A JP 2019209924A JP 7051783 B2 JP7051783 B2 JP 7051783B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- meth
- monomer component
- monomer
- resin dispersion
- aqueous resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
本発明は、水性樹脂分散体の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、塗料、コーティング剤などの用途に有用な水性樹脂分散体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an aqueous resin dispersion. More specifically, the present invention relates to a method for producing an aqueous resin dispersion useful for applications such as paints and coating agents.
近年、大気中への揮発性有機化合物の放出などによる環境問題を回避するために、溶剤系塗料に代えて、水溶性水性樹脂分散体などの水分散型樹脂を用いた水系塗料が用いられている。しかし、水系塗料は、一般に水を溶媒とすることに起因して有機溶媒系塗料と比較して耐水性、耐候性などに劣るという技術的課題がある。耐候性および耐水性に優れた水性塗料組成物として、特定のガラス転移温度を有するアクリル重合体からなるコア部とシェル部を有する多層構造粒子が水中に分散された水性塗料組成物などが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, in order to avoid environmental problems caused by the release of volatile organic compounds into the atmosphere, water-based paints using water-dispersible resins such as water-soluble water-soluble resin dispersions have been used instead of solvent-based paints. There is. However, the water-based paint generally has a technical problem that it is inferior in water resistance, weather resistance, etc. as compared with the organic solvent-based paint due to the fact that water is used as a solvent. As an aqueous coating composition having excellent weather resistance and water resistance, an aqueous coating composition in which multilayer structure particles having a core portion and a shell portion made of an acrylic polymer having a specific glass transition temperature are dispersed in water has been proposed. (For example, see Patent Document 1).
しかし、前記水性塗料組成物は、ある程度の耐候性および耐水性を有するが、近年、耐候性および耐水性に優れているのみならず、さらに鉛直方向で塗膜を形成させた場合であっても塗膜が流下することを防止する性質(以下、耐温水白化性という)にも優れた塗膜を形成する水性樹脂分散体の製造方法の開発が待ち望まれている。 However, although the water-based coating composition has a certain degree of weather resistance and water resistance, in recent years, not only is it excellent in weather resistance and water resistance, but even when a coating film is formed in the vertical direction. There is a long-awaited development of a method for producing an aqueous resin dispersion that forms a coating film having an excellent property of preventing the coating film from flowing down (hereinafter referred to as “warm water whitening resistance”).
耐候性、耐水性、さらに耐温水白化性にも優れた塗膜を形成する水性樹脂分散体の製造方法として、水性樹脂分散体に含まれるエマルション粒子を構成する重合体の原料として用いられる単量体成分における酸基含有単量体の含有率が0.3質量%以下であることを特徴とする水性樹脂分散体の製造方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 A single amount used as a raw material for a polymer constituting emulsion particles contained in an aqueous resin dispersion as a method for producing an aqueous resin dispersion that forms a coating film having excellent weather resistance, water resistance, and warm water whitening resistance. A method for producing an aqueous resin dispersion characterized in that the content of the acid group-containing monomer in the body component is 0.3% by mass or less has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
前記水性樹脂分散体の製造方法によれば、耐候性、耐水性および耐温水白化性に総合的に優れた塗膜を形成することができる。しかし、近年、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体の製造方法の開発が望まれている。 According to the method for producing an aqueous resin dispersion, it is possible to form a coating film having comprehensively excellent weather resistance, water resistance and hot water whitening resistance. However, in recent years, it has been desired to develop a method for producing an aqueous resin dispersion capable of forming a coating film having excellent hot water whitening resistance and weather resistance and being able to apply a thick film.
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and provides a method for producing an aqueous resin dispersion capable of forming a coating film having excellent warm water whitening resistance and weather resistance and being able to coat a thick film. That is the issue.
本発明は、複数層のエマルション粒子を含有する水性樹脂分散体を製造する方法であって、当該エマルション粒子の原料に用いられる単量体成分として酸基含有単量体の含有率が0.3質量%以下である単量体成分を多段で乳化重合させる際に、乳化重合に用いられる全単量体成分のうちの45~85質量%の単量体成分を乳化重合させてpHが2.2~2.8である水性樹脂分散体を調製した後、残りの単量体成分としてピペリジン基含有単量体を含有する単量体成分を用い、当該単量体成分を乳化重合させてpHが8.5~10である水性樹脂分散体を調製することを特徴とする水性樹脂分散体の製造方法に関する。 The present invention is a method for producing an aqueous resin dispersion containing a plurality of layers of emulsion particles, wherein the content of an acid group-containing monomer as a monomer component used as a raw material of the emulsion particles is 0.3. When the monomer component of mass% or less is emulsion-polymerized in multiple stages , 45 to 85% by mass of the monomer component of all the monomer components used in the emulsion polymerization is emulsion-polymerized and the pH is 2. After preparing an aqueous resin dispersion of 2 to 2.8, a monomer component containing a piperidin group-containing monomer is used as the remaining monomer component, and the monomer component is emulsion-polymerized . The present invention relates to a method for producing an aqueous resin dispersion, which comprises preparing an aqueous resin dispersion having a pH of 8.5 to 10 .
本発明の水性樹脂分散体の製造方法によれば、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得ることができる。 According to the method for producing an aqueous resin dispersion of the present invention, it is possible to obtain an aqueous resin dispersion capable of forming a coating film having excellent hot water whitening resistance and weather resistance and being able to apply a thick film.
本発明の水性樹脂分散体の製造方法は、前記したように、複数層のエマルション粒子を含有する水性樹脂分散体を製造する方法であり、当該エマルション粒子の原料に用いられる単量体成分として酸基含有単量体の含有率が0.3質量%以下である単量体成分を用い、乳化重合に用いられる全単量体成分のうちの45~85質量%の単量体成分をpHが1~5である媒体中で乳化重合させた後、残りの単量体成分を乳化重合させた後のpHを6~10に調整することを特徴とする。 As described above, the method for producing an aqueous resin dispersion of the present invention is a method for producing an aqueous resin dispersion containing a plurality of layers of emulsion particles, and an acid is used as a monomer component used as a raw material for the emulsion particles. Using a monomer component having a group-containing monomer content of 0.3% by mass or less, the pH of the monomer component of 45 to 85% by mass of all the monomer components used in emulsion polymerization is high. It is characterized in that after emulsion polymerization in a medium of 1 to 5, the pH after emulsion polymerization of the remaining monomer components is adjusted to 6 to 10.
本発明によれば、エマルション粒子の原料に用いられる単量体成分における酸基含有単量体の含有率が0.3質量%以下であるので、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成することができる。 According to the present invention, the content of the acid group-containing monomer in the monomer component used as the raw material of the emulsion particles is 0.3% by mass or less, so that the coating film has excellent hot water whitening resistance and weather resistance. Can be formed.
また、本発明においては、単量体成分を多段で乳化重合させる際に、乳化重合に用いられる全単量体成分のうちの45~85質量%の単量体成分をpHが1~5である媒体中で乳化重合させた後、残りの単量体成分を乳化重合させた後のpHを6~10に調整するという操作が採られているので、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得ることができる。 Further, in the present invention, when the monomer component is emulsion-polymerized in multiple stages, 45 to 85% by mass of the monomer component among all the monomer components used in the emulsion polymerization has a pH of 1 to 5. After emulsion polymerization in a certain medium, the pH after emulsion polymerization of the remaining monomer components is adjusted to 6 to 10, so it is excellent in warm water whitening resistance and weather resistance. It is possible to obtain an aqueous resin dispersion capable of forming a coating film and applying a thick film.
単量体成分における酸基含有単量体の含有率は、耐温水白化性を向上させる観点から、0.3質量%以下、好ましくは0.2質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下である。 The content of the acid group-containing monomer in the monomer component is 0.3% by mass or less, preferably 0.2% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass from the viewpoint of improving the hot water whitening resistance. It is as follows.
酸基含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、イタコン酸モノブチルエステル、ビニル安息香酸などのカルボキシル基含有脂肪族系単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの酸基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの酸基含有単量体のなかでは、エマルション粒子の分散安定性を向上させる観点から、アクリル酸、メタクリル酸およびイタコン酸が好ましく、アクリル酸およびメタクリル酸がより好ましい。 Examples of the acid group-containing monomer include (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, citraconic acid, maleic anhydride, maleic acid monomethyl ester, maleic acid monobutyl ester, and itaconic acid monomethyl. Examples thereof include carboxyl group-containing aliphatic monomers such as esters, itaconic acid monobutyl esters, and vinyl benzoic acid, but the present invention is not limited to these examples. These acid group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more. Among these acid group-containing monomers, acrylic acid, methacrylic acid and itaconic acid are preferable, and acrylic acid and methacrylic acid are more preferable, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the emulsion particles.
エマルション粒子は、複数層で構成されている。エマルション粒子が有する層の数は、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得る観点から、好ましくは2~5層、より好ましくは2~4層、さらに好ましくは2または3層である。 Emulsion particles are composed of a plurality of layers. The number of layers contained in the emulsion particles is preferably 2 to 5 layers from the viewpoint of forming a coating film having excellent warm water whitening resistance and weather resistance and obtaining an aqueous resin dispersion capable of coating a thick film. It is preferably 2 to 4 layers, more preferably 2 or 3 layers.
単量体成分としては、単官能単量体および多官能単量体があるが、本発明は、これらをいずれも用いることができる。単官能単量体および多官能単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。 As the monomer component, there are a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer, and both of them can be used in the present invention. The monofunctional monomer and the polyfunctional monomer may be used alone or in combination.
単官能単量体としては、例えば、エチレン性不飽和二重結合含有単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the monofunctional monomer include an ethylenically unsaturated double bond-containing monomer, but the present invention is not limited to such an example. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を意味し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を意味する。 In addition, in this specification, "(meth) acrylate" means "acrylate" or "methacrylate", and "(meth) acrylic" means "acrylic" or "methacrylic".
エチレン性不飽和二重結合含有単量体としては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、ピペリジル基含有単量体、オキソ基含有単量体、フッ素原子含有単量体、窒素原子含有単量体、エポキシ基含有単量体、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、シラン基含有単量体、カルボニル基含有単量体、アジリジニル基含有単量体、スチレン系単量体、アラルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのエチレン性不飽和二重結合含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the ethylenically unsaturated double bond-containing monomer include alkyl (meth) acrylate, hydroxyl group-containing (meth) acrylate, piperidyl group-containing monomer, oxo group-containing monomer, and fluorine atom-containing monomer. Nitrogen atom-containing monomer, epoxy group-containing monomer, alkoxyalkyl (meth) acrylate, silane group-containing monomer, carbonyl group-containing monomer, aziridinyl group-containing monomer, styrene-based monomer, aralkyl ( Examples thereof include, but the present invention is not limited to such an example. These ethylenically unsaturated double bond-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-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、tert-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニルメタクリレートなどのエステル基の炭素数が1~18のアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the alkyl (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth) acrylate. tert-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, n-lauryl (meth) Examples thereof include alkyl (meth) acrylates having 1 to 18 carbon atoms in ester groups such as acrylates, dodecyl (meth) acrylates, stearyl (meth) acrylates, and isobornyl methacrylates, but the present invention is limited to such examples. It is not something that is done. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのエステル基の炭素数が1~18の水酸基含有(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの水酸基含有(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 4-hydroxy. Examples thereof include hydroxyl group-containing (meth) acrylates in which ester groups such as butyl (meth) acrylate have 1 to 18 carbon atoms, but the present invention is not limited to these examples. These hydroxyl group-containing (meth) acrylates may be used alone or in combination of two or more.
ピペリジル基含有単量体としては、例えば、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイル-1-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルアミノ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-クロトノイル-4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the piperidyl group-containing monomer include 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine and 4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine. , 4- (Meta) acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4- (meth) acryloyl-1-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-cyano- 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1- (meth) acryloyl-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-croto Noylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (meth) acryloylamino-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4-cyano-4- (meth) acryloylamino-2 , 2,6,6-Tetramethylpiperidine, 4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1- (meth) acryloyl-4-cyano-4- (meth) acryloylamino-2, Examples thereof include 2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-crotonoyl-4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, but the present invention is not limited to these examples. not. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
オキソ基含有単量体としては、例えば、エチレングリコール(メタ)アクリレート、エチレングリコールメトキシ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールメトキシ(メタ)アクリレートなどの(ジ)エチレングリコール(メトキシ)(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのオキソ基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the oxo group-containing monomer include (di) ethylene glycol (methoxy) (meth) such as ethylene glycol (meth) acrylate, ethylene glycol methoxy (meth) acrylate, diethylene glycol (meth) acrylate, and diethylene glycol methoxy (meth) acrylate. ) Acrylate and the like, but the present invention is not limited to such examples. These oxo group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
フッ素原子含有単量体としては、例えば、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレートなどのエステル基の炭素数が2~6のフッ素原子含有アルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのフッ素原子含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the fluorine atom-containing monomer include a fluorine atom-containing alkyl having 2 to 6 carbon atoms in an ester group such as trifluoroethyl (meth) acrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, and octafluoropentyl (meth) acrylate. Examples thereof include (meth) acrylate, but the present invention is not limited to such examples. These fluorine atom-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
窒素原子含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N-モノメチル(メタ)アクリルアミド、N-モノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(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、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどのアクリルアミド化合物、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの窒素原子含有(メタ)アクリレート化合物、N-ビニルピロリドン、(メタ)アクリロニトリルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの窒素原子含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the nitrogen atom-containing monomer include (meth) acrylamide, N-monomethyl (meth) acrylamide, N-monoethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, and Nn-propyl (meth). Acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, methylenebis (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide, dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, Examples thereof include acrylamide compounds such as diacetoneacrylamide, nitrogen atom-containing (meth) acrylate compounds such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate, N-vinylpyrrolidone, and (meth) acrylonitrile. Is not limited to such examples. These nitrogen atom-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
エポキシ基含有単量体としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、α-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルアリルエーテルなどのエポキシ基含有(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのエポキシ基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the epoxy group-containing monomer include epoxy group-containing (meth) acrylates such as glycidyl (meth) acrylate, α-methylglycidyl (meth) acrylate, and glycidyl allyl ether. It is not limited to only. These epoxy group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
アルコキシアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレート、エトキシブチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリプロポキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアルコキシアルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the alkoxyalkyl (meth) acrylate include methoxyethyl (meth) acrylate, methoxybutyl (meth) acrylate, ethoxybutyl (meth) acrylate, and trimethylolpropane tripropoxy (meth) acrylate. , The example is not limited to this. These alkoxyalkyl (meth) acrylates may be used alone or in combination of two or more.
シラン基含有単量体としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ(メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、2-スチリルエチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルヒドロキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルヒドロキシシランなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのシラン基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the silane group-containing monomer include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri (methoxyethoxy) silane, γ- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 2-styrylethyltrimethoxysilane, and vinyltri. Examples thereof include chlorosilane, γ- (meth) acryloyloxypropylhydroxysilane, and γ- (meth) acryloyloxypropylmethylhydroxysilane, but the present invention is not limited to these examples. These silane group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
カルボニル基含有単量体としては、例えば、アクロレイン、ホウミルスチロール、ビニルエチルケトン、(メタ)アクリルオキシアルキルプロペナール、アセトニル(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートアセチルアセテート、ブタンジオール-1,4-アクリレートアセチルアセテート、2-(アセトアセトキシ)エチル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのカルボニル基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the carbonyl group-containing monomer include achlorine, humylstyrene, vinyl ethyl ketone, (meth) acrylic oxyalkylpropenal, acetonyl (meth) acrylate, diacetone (meth) acrylate, and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate. Acetyl acetate, butanediol-1,4-acrylate acetyl acetate, 2- (acetoacetoxy) ethyl (meth) acrylate and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to these examples. These carbonyl group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
アジリジニル基含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリロイルアジリジン、(メタ)アクリル酸2-アジリジニルエチルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアジリジニル基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the aziridinyl group-containing monomer include (meth) acryloyl aziridine, 2-aziridinyl ethyl (meth) acrylate, and the like, but the present invention is not limited to these examples. These aziridinyl group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、tert-メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。スチレン系単量体は、ベンゼン環にメチル基、tert-ブチル基などのアルキル基、ニトロ基、ニトリル基、アルコキシル基、アシル基、スルホン基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子などの官能基が存在していてもよい。スチレン系単量体のなかでは、塗膜の耐候性を高める観点から、スチレンが好ましい。 Examples of the styrene-based monomer include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, tert-methylstyrene, chlorostyrene, vinyltoluene and the like, but the present invention is limited to these examples only. is not. These monomers may be used alone or in combination of two or more. The styrene-based monomer has an alkyl group such as a methyl group and a tert-butyl group, a nitro group, a nitrile group, an alkoxyl group, an acyl group, a sulfone group, a hydroxyl group and a functional group such as a halogen atom in the benzene ring. You may. Among the styrene-based monomers, styrene is preferable from the viewpoint of enhancing the weather resistance of the coating film.
アラルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート、メチルベンジル(メタ)アクリレート、ナフチルメチル(メタ)アクリレートなどの炭素数が7~18のアラルキル基を有するアラルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアラルキル(メタ)アクリレートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the aralkyl (meth) acrylate include benzyl (meth) acrylate, phenylethyl (meth) acrylate, methylbenzyl (meth) acrylate, and naphthylmethyl (meth) acrylate, which have an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. Examples thereof include (meth) acrylate, but the present invention is not limited to such examples. These aralkyl (meth) acrylates may be used alone or in combination of two or more.
好適な単官能単量体としては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、ピペリジル基含有単量体、オキソ基含有単量体、フッ素原子含有単量体、窒素原子含有単量体、エポキシ基含有単量体、スチレン系単量体などが挙げられ、これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Suitable monofunctional monomers include, for example, alkyl (meth) acrylates, hydroxyl group-containing (meth) acrylates, piperidyl group-containing monomers, oxo group-containing monomers, fluorine atom-containing monomers, and nitrogen atom-containing singles. Examples thereof include a weight, an epoxy group-containing monomer, a styrene-based monomer, and the like, and these monomers may be used alone or in combination of two or more.
多官能単量体としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのジ(メタ)アクリレート;エチレンオキシドの付加モル数が2~50のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドの付加モル数が2~50のポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの炭素数2~4のアルキレンオキシド基の付加モル数が2~50であるアルキルジ(メタ)アクリレート;エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノヒドロキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのトリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのテトラ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール(モノヒドロキシ)ペンタ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのペンタ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのヘキサ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、2-(2’-ビニルオキシエトキシエチル)(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリレート;ウレタン(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの多官能単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the polyfunctional monomer include ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, and 1,4-butanediol di (meth) acrylate. 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ethylene oxide-modified 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, propylene oxide-modified neopentyl glycol di (meth) acrylate, Di (meth) acrylate of polyhydric alcohol having 1 to 10 carbon atoms such as trimethylolpropane di (meth) acrylate; polyethylene glycol di (meth) acrylate having 2 to 50 moles of ethylene oxide added, number of moles of propylene oxide added Alkyldi (meth) acrylates having 2 to 50 moles of alkylene oxide groups having 2 to 4 carbon atoms, such as 2 to 50 polypropylene glycol di (meth) acrylates and trimethylolpropane di (meth) acrylates; Glycerintri (meth) acrylate, propylene oxide-modified glyceroltri (meth) acrylate, ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol monohydroxytri (meth) acrylate, trimethylolpropane Tri (meth) acrylates of polyhydric alcohols having 1 to 10 carbon atoms such as triethoxytri (meth) acrylates; pentaerythritol tetra (meth) acrylates, dipentaerythritol tetra (meth) acrylates, trimethylolpropane tetra (meth) acrylates. Tetra (meth) acrylate of polyhydric alcohol having 1 to 10 carbon atoms such as; pentaerythritol Penta (meth) acrylate, dipentaerythritol (monohydroxy) Penta (meth) acrylate and other polyhydric alcohols having 1 to 10 carbon atoms. Penta (meth) acrylate; Hexa (meth) acrylate of polyvalent alcohol having 1 to 10 carbon atoms such as pentaerythritol hexa (meth) acrylate; Bisphenol A di (meth) acrylate, 2- (2'-vinyloxyethoxyethyl) Epoxy group-containing (meth) acrylates such as (meth) acrylates and epoxy (meth) acrylates; polyfunctional (meth) acrylates such as urethane (meth) acrylates. Examples thereof include, but the present invention is not limited to such an example. These polyfunctional monomers may be used alone or in combination of two or more.
多官能単量体のなかでは、塗膜硬度と成膜性とを両立させる観点から、水酸基を2個有するアルキル基の炭素数が4~8のアルキルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシドの付加モル数が2~50のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドの付加モル数が2~50のポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、多価アルコールのトリ(メタ)アクリレート、多価アルコールのテトラ(メタ)アクリレート、多価アルコールのペンタ(メタ)アクリレートおよび多価アルコールのヘキサ(メタ)アクリレートが好ましく、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシドの付加モル数が2~50のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートおよびジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートがより好ましい。 Among the polyfunctional monomers, the number of added moles of the alkyldi (meth) acrylate having 4 to 8 carbon atoms and the number of added moles of ethylene oxide of the alkyl group having two hydroxyl groups is from the viewpoint of achieving both the hardness of the coating film and the film forming property. 2 to 50 polyethylene glycol di (meth) acrylates, 2 to 50 polypropylene glycol di (meth) acrylates with 2 to 50 moles of propylene oxide, tri (meth) acrylates of polyhydric alcohols, tetra (meth) acrylates of polyhydric alcohols. , Penta (meth) acrylate of polyhydric alcohol and hexa (meth) acrylate of polyhydric alcohol are preferable, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate having an addition molar number of 2 to 50 of ethylene oxide, 1 , 4-Butandiol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate and trimethylolpropane tetra (meth) acrylate are more preferred.
また、本発明においては、エマルション粒子に紫外線吸収性を付与する観点から、本発明の目的が阻害されない範囲内で、紫外線吸収性単量体を単量体成分に含有させてもよい。 Further, in the present invention, from the viewpoint of imparting ultraviolet absorption to the emulsion particles, an ultraviolet absorbing monomer may be contained in the monomer component within a range that does not hinder the object of the present invention.
紫外線吸収性単量体としては、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体、ベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the ultraviolet-absorbing monomer include benzotriazole-based ultraviolet-absorbing monomers and benzophenone-based ultraviolet-absorbing monomers, but the present invention is not limited to these examples. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体としては、例えば、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシメチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシメチルフェニル]-5-tert-ブチル-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルアミノメチル-5’-tert-オクチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-tert-ブチル-3’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-シアノ-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5′-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-tert-ブチル-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(β-(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)-3’-tert-ブチルフェニル]-4-tert-ブチル-2H-ベンゾトリアゾールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the benzotriazole-based ultraviolet absorbing monomer include 2- [2'-hydroxy-5'-(meth) acryloyloxymethylphenyl] -2H-benzotriazole and 2- [2'-hydroxy-5'-. (Meta) acryloyloxyethylphenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-5'-(meth) acryloyloxymethylphenyl] -5-tert-butyl-2H-benzotriazole, 2- [2' -Hydroxy-5'-(meth) acryloylaminomethyl-5'-tert-octylphenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-5'-(meth) acryloyloxypropylphenyl] -2H-benzo Triazole, 2- [2'-hydroxy-5'-(meth) acryloyloxyhexylphenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-(meth) acryloyloxy Ethylphenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-(meth) acryloyloxyethylphenyl] -5-chloro-2H-benzotriazole, 2- [2' -Hydroxy-5'-tert-butyl-3'-(meth) acryloyloxyethylphenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-5'-(meth) acryloyloxyethylphenyl] -5-chloro -2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-5'-(meth) acryloyloxyethylphenyl] -5-cyano-2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-5'-(meth) acryloyl Oxyethylphenyl] -5-tert-butyl-2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-5'-(β- (meth) acryloyloxyethoxy) -3'-tert-butylphenyl] -4-tert -Butyl-2H-benzotriazole and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to such examples. These benzotriazole-based ultraviolet absorbing monomers may be used alone or in combination of two or more.
ベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体としては、例えば、2-ヒドロキシ-4-(メタ)アクリロイルオキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-[2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイルオキシ]プロポキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-[2-(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-[3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ]ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-4-[2-(メタ)アクリロイルオキシ]ブトキシベンゾフェノンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the benzophenone-based ultraviolet absorbing monomer include 2-hydroxy-4- (meth) acryloyloxybenzophenone, 2-hydroxy-4- [2-hydroxy-3- (meth) acryloyloxy] propoxybenzophenone, and 2-. Hydroxy-4- [2- (meth) acryloyloxy] ethoxybenzophenone, 2-hydroxy-4- [3- (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropoxy] benzophenone, 2-hydroxy-3-tert-butyl-4- [2- (Meta) acryloyloxy] butoxybenzophenone and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to such examples. These benzophenone-based ultraviolet absorbing monomers may be used alone or in combination of two or more.
単量体成分の具体的な組成は、乳化重合に用いられる全単量体成分のうちの45~85質量%の単量体成分をpHが1~5である媒体中で乳化重合させた後、残りの単量体成分を乳化重合させた後のpHを6~10に調整することができればよく、特に限定されるものではない。単量体成分のなかでは、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得る観点から、アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、スチレン系単量体およびピペリジル基含有単量体が好ましく、アルキル(メタ)アクリレート、スチレン系単量体およびピペリジル基含有単量体がより好ましい。また、1段目における乳化重合後の媒体のpHよりも2段目以降の乳化重合を行なう際のpHが高くなるようにするために、例えば、1段目の乳化重合の際に単量体成分としてアルキル(メタ)アクリレートおよび必要によりスチレン系単量体を用い、2段目以降の乳化重合の際にアルキル(メタ)アクリレート、必要によりスチレン系単量体およびピペリジル基含有単量体を用いることができる。 The specific composition of the monomer component is obtained after emulsion polymerization of 45 to 85% by mass of the monomer component of all the monomer components used for emulsion polymerization in a medium having a pH of 1 to 5. The pH after emulsion polymerization of the remaining monomer components may be adjusted to 6 to 10, and is not particularly limited. Among the monomer components, alkyl (meth) acrylate and hydroxyl group-containing (meth) acrylate and hydroxyl group-containing (from the viewpoint of forming a coating film having excellent hot water whitening resistance and weather resistance and obtaining an aqueous resin dispersion capable of coating a thick film Meta) acrylates, styrene-based monomers and piperidyl group-containing monomers are preferable, and alkyl (meth) acrylates, styrene-based monomers and piperidyl group-containing monomers are more preferable. Further, in order to make the pH of the medium after the emulsion polymerization in the first stage higher than the pH of the medium in the second and subsequent stages of emulsion polymerization, for example, a monomer in the first stage of emulsion polymerization. Alkyl (meth) acrylate and, if necessary, a styrene-based monomer are used as components, and alkyl (meth) acrylate is used in the second and subsequent stages of emulsion polymerization, and if necessary, a styrene-based monomer and a piperidyl group-containing monomer are used. be able to.
単量体成分を乳化重合させる方法としては、例えば、メタノールなどの低級アルコールなどの水溶性有機溶媒と水とを含む水性媒体、水などの媒体中に乳化剤を溶解させ、撹拌下で単量体成分および重合開始剤を滴下させる方法、乳化剤および水を用いてあらかじめ乳化させておいた単量体成分を水または水性媒体中に滴下させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる方法のみに限定されるものではない。なお、媒体の量は、得られる水性樹脂分散体に含まれる不揮発分量を考慮して適宜設定すればよい。媒体は、あらかじめ反応容器に仕込んでおいてもよく、あるいはプレエマルションとして使用してもよい。また、媒体は、必要により、単量体成分を乳化重合させ、水性樹脂分散体を製造しているときに用いてもよい。 As a method of emulsion polymerization of the monomer component, for example, an emulsifier is dissolved in an aqueous medium containing water and a water-soluble organic solvent such as a lower alcohol such as methanol, or a medium such as water, and the emulsifier is dissolved under stirring. Examples thereof include a method of dropping a component and a polymerization initiator, a method of dropping a monomer component pre-emulsified with an emulsifier and water into water or an aqueous medium, and the like, but the present invention is limited to such a method. Not limited. The amount of the medium may be appropriately set in consideration of the amount of the non-volatile content contained in the obtained aqueous resin dispersion. The medium may be charged in a reaction vessel in advance, or may be used as a pre-emulsion. Further, if necessary, the medium may be used when the monomer component is emulsion-polymerized to produce an aqueous resin dispersion.
単量体成分を乳化重合させる際には、単量体成分、乳化剤および媒体を混合した後に乳化重合を行なってもよく、単量体成分、乳化剤および媒体を攪拌することによって乳化させ、プレエマルションを調製した後に乳化重合を行なってもよく、あるいは単量体成分、乳化剤および媒体のうちの少なくとも1種類とその残部のプレエマルションとを混合して乳化重合を行なってもよい。単量体成分、乳化剤および媒体は、それぞれ一括添加してもよく、分割添加してもよく、あるいは連続滴下してもよい。 When the monomer component is emulsion-polymerized, the monomer component, the emulsifier and the medium may be mixed and then the emulsion polymerization may be carried out. Emulsion polymerization may be carried out after preparing the above, or at least one of a monomer component, an emulsifier and a medium and a preemulsion of the rest thereof may be mixed and emulsion polymerization may be carried out. The monomer component, the emulsifier and the medium may be added all at once, may be added separately, or may be continuously added dropwise.
乳化剤としては、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤、両性乳化剤、高分子乳化剤などが挙げられ、これらの乳化剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the emulsifier include anionic emulsifiers, nonionic emulsifiers, cationic emulsifiers, amphoteric emulsifiers, polymer emulsifiers and the like, and these emulsifiers may be used alone or in combination of two or more.
アニオン性乳化剤としては、例えば、アンモニウムドデシルサルフェート、ナトリウムドデシルサルフェートなどのアルキルサルフェート塩;アンモニウムドデシルスルホネート、ナトリウムドデシルスルホネート、ナトリウムアルキルジフェニルエーテルジスルホネートなどのアルキルスルホネート塩;アンモニウムドデシルベンゼンスルホネート、ナトリウムドデシルナフタレンスルホネートなどのアルキルアリールスルホネート塩;ポリオキシエチレンアルキルスルホネート塩;ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩;ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩;ジアルキルスルホコハク酸塩;アリールスルホン酸-ホルマリン縮合物;アンモニウムラウリレート、ナトリウムステアリレートなどの脂肪酸塩;ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレートスルホネート塩、プロペニル-アルキルスルホコハク酸エステル塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルホネート塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンホスフォネート塩、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルホネート塩などのアリル基を有する硫酸エステルまたはその塩;アリルオキシメチルアルコキシエチルポリオキシエチレンの硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the anionic emulsifier include alkyl sulfate salts such as ammonium dodecyl sulfate and sodium dodecyl sulfate; alkyl sulfonate salts such as ammonium dodecyl sulfonate, sodium dodecyl sulfonate and sodium alkyldiphenyl ether disulfonate; ammonium dodecylbenzene sulfonate, sodium dodecyl naphthalene sulfonate and the like. Alkylaryl sulfonate salt; polyoxyethylene alkyl sulfonate salt; polyoxyethylene alkyl sulphate salt; polyoxyethylene alkylaryl sulphate salt; dialkyl sulfosuccinate; aryl sulfonic acid-formalin condensate; ammonium laurylate, sodium stealylate, etc. Fatty acid salt; bis (polyoxyethylene polycyclic phenyl ether) methacrylate sulfonate salt, propenyl-alkyl sulfosuccinate salt, (meth) acrylic acid polyoxyethylene sulfonate salt, (meth) acrylic acid polyoxyethylene phosphonate salt, allyl Sulfate ester having an allyl group such as a sulfonate salt of oxymethylalkyloxypolyoxyethylene or a salt thereof; examples thereof include a sulfate ester salt of allyloxymethylalkoxyethylpolyoxyethylene, a polyoxyalkylene alkenyl ether ammonium sulfate salt, and the like. Is not limited to such examples.
ノニオン性乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの縮合物、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセライド、エチレンオキサイドと脂肪族アミンとの縮合生成物、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the nonionic emulsifier include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylaryl ether, condensate of polyethylene glycol and polypropylene glycol, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, fatty acid monoglyceride, ethylene oxide and aliphatic. Condensation products with amines, allyloxymethylalkoxyethyl hydroxypolyoxyethylene, polyoxyalkylene alkenyl ethers and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to such examples.
カチオン性乳化剤としては、例えば、ドデシルアンモニウムクロライドなどのアルキルアンモニウム塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the cationic emulsifier include alkylammonium salts such as dodecylammonium chloride, but the present invention is not limited to these examples.
両性乳化剤としては、例えば、ベタインエステル型乳化剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the amphoteric emulsifier include betaine ester type emulsifiers, but the present invention is not limited to these examples.
高分子乳化剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムなどのポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール;ポリビニルピロリドン;ポリヒドロキシエチルアクリレートなどのポリヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;これらの重合体を構成する単量体のうちの1種類以上を共重合成分とする共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the polymer emulsifier include poly (meth) acrylates such as sodium polyacrylate; polyvinyl alcohol; polyvinylpyrrolidone; polyhydroxyalkyl (meth) acrylates such as polyhydroxyethyl acrylate; and simple polymers constituting these polymers. Examples thereof include a copolymer containing one or more of the polymers as a copolymerization component, but the present invention is not limited to such an example.
また、前記乳化剤として、耐候性を向上させる観点から、重合性基を有する乳化剤、すなわち、いわゆる反応性乳化剤が好ましく、環境保護の観点から、非ノニルフェニル型の乳化剤が好ましい。 Further, as the emulsifier, an emulsifier having a polymerizable group, that is, a so-called reactive emulsifier is preferable from the viewpoint of improving weather resistance, and a non-nonylphenyl type emulsifier is preferable from the viewpoint of environmental protection.
反応性乳化剤としては、例えば、プロペニル-アルキルスルホコハク酸エステル塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルホネート塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンホスフォネート塩〔例えば、三洋化成工業(株)製、商品名:エレミノールRS-30など〕、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテルスルホネート塩〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンBC-10、アクアロンHS-10など〕、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルホネート塩〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンKH-10など〕、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレンのスルホネート塩〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSE-10など〕、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン硫酸エステル塩〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10、SR-30など〕、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート化スルホネート塩〔例えば、日本乳化剤(株)製、商品名:アントックスMS-60など〕、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープER-20など〕、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンRN-20など〕、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープNE-10など)などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the reactive emulsifier include propenyl-alkylsulfosuccinate ester salt, (meth) acrylic acid polyoxyethylene sulfonate salt, and (meth) acrylic acid polyoxyethylene phosphonate salt [for example, manufactured by Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd., Product name: Eleminor RS-30, etc.], Polyoxyethylenealkylpropenylphenyl ether sulfonate salt [For example, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Product name: Aqualon BC-10, Aqualon HS-10, etc.], Allyloxymethylalkyl Alkoxypolyoxyethylene sulfonate salt [for example, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Aqualon KH-10, etc.], allyloxymethylnonylphenoxyethyl hydroxypolyoxyethylene sulfonate salt [for example, manufactured by ADEKA Co., Ltd.] , Product name: Adecaria soap SE-10, etc.], Allyloxymethylalkoxyethyl hydroxypolyoxyethylene sulfate ester salt [For example, manufactured by ADEKA Co., Ltd., Product name: Adecaria soap SR-10, SR-30, etc.], Bis (polyoxyethylene polycyclic phenyl ether) methacrylated sulfonate salt [for example, manufactured by Nippon Emulsor Co., Ltd., trade name: Antox MS-60, etc.], allyloxymethylalkoxyethyl hydroxypolyoxyethylene [for example, Co., Ltd.] Made by ADEKA, trade name: Adecaria soap ER-20, etc.], polyoxyethylene alkylpropenylphenyl ether [for example, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Aqualon RN-20, etc.], allyloxymethylnonylphenoxyethyl Hydroxypolyoxyethylene [for example, manufactured by ADEKA Co., Ltd., trade name: Adecaria Soap NE-10, etc.) and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to such examples.
乳化剤の量は、単量体成分100重量部あたり、重合安定性を向上させる観点から、好ましくは0.5重量部以上、より好ましくは1重量部以上、さらに好ましくは2重量部以上、特に好ましくは3重量部以上であり、耐候性を向上させる観点から、好ましくは10重量部以下、より好ましくは6重量部以下、さらに好ましくは5重量部以下、特に好ましくは4重量部以下である。 The amount of the emulsifier is preferably 0.5 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, still more preferably 2 parts by weight or more, particularly preferably 2 parts by weight or more, from the viewpoint of improving the polymerization stability per 100 parts by weight of the monomer component. Is 3 parts by weight or more, and from the viewpoint of improving weather resistance, it is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 6 parts by weight or less, still more preferably 5 parts by weight or less, and particularly preferably 4 parts by weight or less.
重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2-アゾビス(2―ジアミノプロパン)ハイドロクロライド、4,4-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)などのアゾ化合物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、過酸化アンモニウムなどの過酸化物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the polymerization initiator include azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2-azobis (2,2-azobis). 2-Diaminopropane) Hydrochloride, azo compounds such as 4,4-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2-azobis (2-methylpropionamidine); persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate; Examples thereof include peroxides such as hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, parachlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, and ammonium peroxide, but the present invention is not limited to these examples. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
重合開始剤の量は、単量体成分100重量部あたり、重合速度を高め、未反応の単量体成分の残存量を低減させる観点から、好ましくは0.05重量部以上、より好ましくは0.1重量部以上であり、耐候性を向上させる観点から、好ましくは1重量部以下、より好ましくは0.5重量部以下である。 The amount of the polymerization initiator is preferably 0.05 parts by weight or more, more preferably 0, from the viewpoint of increasing the polymerization rate and reducing the residual amount of the unreacted monomer component per 100 parts by weight of the monomer component. It is 1 part by weight or more, preferably 1 part by weight or less, and more preferably 0.5 part by weight or less from the viewpoint of improving weather resistance.
重合開始剤の添加方法は、特に限定されない。その添加方法としては、例えば、一括仕込み、分割仕込み、連続滴下などが挙げられる。また、重合反応の終了時期を早める観点から、単量体成分を反応系内に添加する終了前またはその終了後に、重合開始剤の一部を添加してもよい。 The method of adding the polymerization initiator is not particularly limited. Examples of the addition method include batch charging, split charging, continuous dropping and the like. Further, from the viewpoint of accelerating the end time of the polymerization reaction, a part of the polymerization initiator may be added before or after the end of adding the monomer component to the reaction system.
単量体成分を多段で乳化重合させる際には、得られる重合体が有する酸性基の一部または全部を中和剤で中和させることができる。中和剤は、最終段で単量体成分を添加した後に使用してもよく、例えば、1段目の重合反応と2段目の重合反応との間に使用してもよく、初期の乳化重合反応の終了時に使用してもよい。 When the monomer component is emulsion-polymerized in multiple stages, a part or all of the acidic groups of the obtained polymer can be neutralized with a neutralizing agent. The neutralizing agent may be used after the monomer component is added in the final stage, for example, it may be used between the polymerization reaction of the first stage and the polymerization reaction of the second stage, and the initial emulsification may be performed. It may be used at the end of the polymerization reaction.
中和剤としては、例えば、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物;炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸化物;アンモニア、モノメチルアミンなどの有機アミンなどのアルカリ性物質が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the neutralizing agent include hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide and alkaline earth metals; alkali metals such as sodium hydrogencarbonate and calcium carbonate or carbon oxides of alkaline earth metals; ammonia, monomethylamine and the like. Alkaline substances such as organic amines may be mentioned, but the present invention is not limited to such examples.
なお、単量体成分を多段で乳化重合させる際には、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得る観点から、中和剤の非存在下で単量体成分を乳化重合させることが好ましい。 When the monomer component is emulsion-polymerized in multiple stages, a coating film having excellent hot water whitening resistance and weather resistance is formed, and from the viewpoint of obtaining an aqueous resin dispersion capable of coating a thick film, the medium is medium. It is preferable to emulsify and polymerize the monomer component in the absence of a Japanese agent.
なお、重合開始剤の分解を促進するために、例えば、亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤、硫酸第一鉄などの遷移金属塩などの重合開始剤の分解剤を反応系内に適量で添加してもよい。 In order to promote the decomposition of the polymerization initiator, for example, a reducing agent such as sodium bisulfite and a decomposition agent of the polymerization initiator such as a transition metal salt such as ferrous sulfate are added in an appropriate amount into the reaction system. May be good.
また、エマルション粒子を構成する重合体の重量平均分子量を調整するために、連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては、例えば、チオグリコール酸2-エチルヘキシル、tert-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、2-メルカプトエタノール、α-メチルスチレン、α-メチルスチレンダイマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの連鎖移動剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。連鎖移動剤の量は、エマルション粒子の重量平均分子量を調整する観点から、単量体成分100重量部あたり、0.01~10重量部であることが好ましい。 In addition, a chain transfer agent can be used to adjust the weight average molecular weight of the polymer constituting the emulsion particles. Examples of the chain transfer agent include 2-ethylhexyl thioglycolate, tert-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, 2-mercaptoethanol, α-methylstyrene, and α-methyl. Examples thereof include styrene dimers, but the present invention is not limited to such examples. These chain transfer agents may be used alone or in combination of two or more. The amount of the chain transfer agent is preferably 0.01 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the monomer component from the viewpoint of adjusting the weight average molecular weight of the emulsion particles.
また、単量体成分を乳化重合させるとき、耐候性を向上させる観点から、シランカップリング剤を適量で用いてもよい。シランカップリング剤としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基などの重合性不飽和結合を有するシランカップリング剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Further, when the monomer component is emulsion-polymerized, a silane coupling agent may be used in an appropriate amount from the viewpoint of improving the weather resistance. Examples of the silane coupling agent include a silane coupling agent having a polymerizable unsaturated bond such as a (meth) acryloyl group, a vinyl group, an allyl group, and a propenyl group. Not limited.
また、反応系内には、必要により、キレート剤、造膜助剤、pH緩衝剤などの添加剤を添加してもよい。添加剤の量は、その種類によって異なるので一概には決定することができないが、通常、単量体成分100重量部あたり、好ましくは0.01~5重量部程度、より好ましくは0.1~3重量部程度である。 Further, if necessary, additives such as a chelating agent, a film-forming auxiliary, and a pH buffering agent may be added to the reaction system. The amount of the additive varies depending on the type and cannot be unconditionally determined, but is usually about 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the monomer component. It is about 3 parts by weight.
単量体成分を乳化重合させる際の雰囲気は、特に限定されないが、重合開始剤の効率を高める観点から、窒素ガスなどの不活性ガスであることが好ましい。 The atmosphere when the monomer component is emulsion-polymerized is not particularly limited, but is preferably an inert gas such as nitrogen gas from the viewpoint of increasing the efficiency of the polymerization initiator.
単量体成分を乳化重合させる際の重合温度は、特に限定がないが、通常、好ましくは50~100℃、より好ましくは60~95℃である。重合温度は、一定であってもよく、重合反応の途中で変化させてもよい。 The polymerization temperature at the time of emulsion polymerization of the monomer component is not particularly limited, but is usually preferably 50 to 100 ° C, more preferably 60 to 95 ° C. The polymerization temperature may be constant or may be changed during the polymerization reaction.
単量体成分を乳化重合させる重合時間は、特に限定がなく、重合反応の進行状況に応じて適宜設定すればよいが、通常、2~9時間程度である。 The polymerization time for emulsion polymerization of the monomer component is not particularly limited and may be appropriately set according to the progress of the polymerization reaction, but is usually about 2 to 9 hours.
前記で得られた水性樹脂分散体に含まれているエマルション粒子上に外層を形成させる方法としては、例えば、前記水性樹脂分散体中で前記と同様にして単量体成分を乳化重合させることにより、前記エマルション粒子上に外層を形成させる方法などが挙げられる。また、前記外層が形成されたエマルション粒子上にさらに外層を形成させる方法としては、例えば、前記と同様にして水性樹脂分散体中で単量体成分を乳化重合させることにより、前記エマルション粒子上にさらに外層を形成させる方法などが挙げられる。 As a method for forming an outer layer on the emulsion particles contained in the aqueous resin dispersion obtained above, for example, the monomer component is emulsion-polymerized in the aqueous resin dispersion in the same manner as described above. , A method of forming an outer layer on the emulsion particles and the like. Further, as a method of further forming an outer layer on the emulsion particles on which the outer layer is formed, for example, by emulsion-polymerizing the monomer component in the aqueous resin dispersion in the same manner as described above, the outer layer is formed on the emulsion particles. Further, a method of forming an outer layer and the like can be mentioned.
本発明においては、このように多段の乳化重合により、多層構造を有する複数層のエマルション粒子を含有する水性樹脂分散体を調製する際に、当該エマルション粒子の原料に用いられる単量体成分として酸基含有単量体の含有率が0.3質量%以下である単量体成分を用い、乳化重合に用いられる全単量体成分のうちの45~85質量%の単量体成分をpHが1~5である媒体中で乳化重合させた後、残りの単量体成分を乳化重合させた後のpHを6~10に調整する点に1つの大きな特徴がある。本発明では、当該操作が採られているので、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得ることができる。 In the present invention, when an aqueous resin dispersion containing a plurality of layers of emulsion particles having a multi-layer structure is prepared by such multi-stage emulsion polymerization, an acid is used as a monomer component used as a raw material for the emulsion particles. Using a monomer component having a group-containing monomer content of 0.3% by mass or less, the pH of the monomer component of 45 to 85% by mass of all the monomer components used in emulsion polymerization is high. One major feature is that after emulsion polymerization in a medium of 1 to 5, the pH after emulsion polymerization of the remaining monomer components is adjusted to 6 to 10. In the present invention, since the operation is adopted, it is possible to form a coating film having excellent hot water whitening resistance and weather resistance, and to obtain an aqueous resin dispersion capable of coating a thick film.
本発明においては、1段目の乳化重合において、全単量体成分のうちの45~85質量%の単量体成分をpHが1~5である媒体中で乳化重合させる。1段目の乳化重合で用いられる単量体成分の量は、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得る観点から、全単量体成分のうちの45~85質量%、好ましくは50~80質量%、さらに好ましくは55~75質量%である。また、1段目の乳化重合の際の媒体のpHは、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得る観点から、好ましくは1~5、より好ましくは2~4である。 In the present invention, in the first stage emulsion polymerization, 45 to 85% by mass of the monomer components out of all the monomer components are emulsion-polymerized in a medium having a pH of 1 to 5. The amount of the monomer component used in the first stage emulsion polymerization is from the viewpoint of forming a coating film having excellent warm water whitening resistance and weather resistance and obtaining an aqueous resin dispersion capable of coating a thick film. It is 45 to 85% by mass, preferably 50 to 80% by mass, and more preferably 55 to 75% by mass of all the monomer components. Further, the pH of the medium at the time of the first stage emulsion polymerization is preferable from the viewpoint of forming a coating film having excellent warm water whitening resistance and weather resistance and obtaining an aqueous resin dispersion capable of coating a thick film. Is 1 to 5, more preferably 2 to 4.
1段目の乳化重合の終了後に、2段目以降の乳化重合を行なう。1段目の乳化重合で得られたエマルション粒子上に2段目以降の乳化重合によって外層を形成させる場合には、1段目の乳化重合における重合反応率が90%以上、好ましくは95%以上に到達した後に2段目以降の外層を構成する単量体成分を乳化重合させることが、エマルション粒子内で層分離構造を形成させる観点から好ましい。 After the completion of the first stage emulsion polymerization, the second and subsequent stages of emulsion polymerization are carried out. When an outer layer is formed on the emulsion particles obtained by the first stage emulsion polymerization by the second and subsequent stages of emulsion polymerization, the polymerization reaction rate in the first stage emulsion polymerization is 90% or more, preferably 95% or more. It is preferable to emulsion-polymerize the monomer components constituting the outer layer of the second and subsequent stages after reaching the above, from the viewpoint of forming a layer-separated structure in the emulsion particles.
2段目以降の乳化重合を行なう際の単量体成分は、乳化重合に用いられる全単量体成分のうちの1段目で使用されなかった単量体、すなわち、残りの単量体成分である。したがって、2段目以降の乳化重合の際には、全単量体成分のうちの15~55質量%の単量体成分が媒体中で乳化重合される。2段目以降の乳化重合で用いられる単量体成分の量は、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得る観点から、全単量体成分のうちの15~55質量%、好ましくは20~50質量%、さらに好ましくは25~45質量%である。また、2段目以降の乳化重合の際の媒体のpHは、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得る観点から、6~10、好ましくは7~9である。 The monomer component for performing the emulsion polymerization in the second and subsequent stages is the monomer not used in the first stage among all the monomer components used in the emulsion polymerization, that is, the remaining monomer component. Is. Therefore, in the second and subsequent stages of emulsion polymerization, 15 to 55% by mass of the monomer components out of all the monomer components are emulsion-polymerized in the medium. The amount of the monomer component used in the second and subsequent emulsion polymerizations is from the viewpoint of forming a coating film having excellent warm water whitening resistance and weather resistance, and obtaining an aqueous resin dispersion capable of coating a thick film. , 15 to 55% by mass, preferably 20 to 50% by mass, and more preferably 25 to 45% by mass of all the monomer components. Further, the pH of the medium during the emulsion polymerization of the second and subsequent stages is from the viewpoint of forming a coating film having excellent warm water whitening resistance and weather resistance, and obtaining an aqueous resin dispersion capable of coating a thick film. It is 6 to 10, preferably 7 to 9.
1段目で使用されなかった残りの単量体成分を乳化重合させた後の媒体のpHは、2段目以降の乳化重合の際に用いられる単量体成分の組成を調整することによって容易に調節することができる。 The pH of the medium after emulsion polymerization of the remaining monomer components not used in the first stage can be easily adjusted by adjusting the composition of the monomer components used in the emulsion polymerization of the second and subsequent stages. Can be adjusted to.
1段目における単量体成分の乳化重合をpHが1~5である媒体中で行なった後、残りの単量体成分を乳化重合させた後のpHを6~10に調整する方法としては、例えば、1段目の乳化重合を行なう際に単量体成分としてアルキル(メタ)アクリレートおよび必要によりスチレン系単量体を含有する単量体成分を用い、2段目以降の乳化重合に用いられる単量体成分としてアルキル(メタ)アクリレートと、必要によりスチレン系単量体と、窒素原子含有(メタ)アクリレートおよび/またはピペリジル基含有単量体とを含有する単量体成分を用いることが挙げられる。 As a method of performing emulsion polymerization of the monomer component in the first stage in a medium having a pH of 1 to 5, and then adjusting the pH after emulsion polymerization of the remaining monomer components to 6 to 10. For example, a monomer component containing an alkyl (meth) acrylate and, if necessary, a styrene-based monomer is used as a monomer component when performing the first-stage emulsion polymerization, and is used for the second-stage and subsequent emulsion polymerization. As the monomer component to be obtained, an alkyl (meth) acrylate, and if necessary, a styrene-based monomer and a monomer component containing a nitrogen atom-containing (meth) acrylate and / or a piperidyl group-containing monomer can be used. Can be mentioned.
塩基性を呈する単量体としては、例えば、前記した窒素原子含有(メタ)アクリレート、ピペリジル基含有単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。塩基性を呈する単量体の量は、1段目の乳化重合を行ない、残りの単量体成分を乳化重合させた後の媒体のpHを6~10、好ましくは7~9に調整するのに要する量であることが好ましい。2段目以降の乳化重合を行なう際に窒素原子含有(メタ)アクリレートおよび/またはピペリジル基含有単量体を含有する単量体成分を用いる場合、単量体成分における窒素原子含有(メタ)アクリレートおよび/またはピペリジル基含有単量体の含有率は、耐候性を向上させる観点から、好ましくは0.5~30質量%、より好ましくは1~20質量%、さらに好ましくは2~10質量%である。 Examples of the monomer exhibiting basicity include the above-mentioned nitrogen atom-containing (meth) acrylate and piperidine group-containing monomer, but the present invention is not limited to these examples. The amount of the monomer exhibiting basicity is adjusted to 6 to 10, preferably 7 to 9 after the first stage emulsion polymerization and the emulsion polymerization of the remaining monomer components. It is preferably the amount required for. When a monomer component containing a nitrogen atom-containing (meth) acrylate and / or a piperidyl group-containing monomer is used in the second and subsequent stages of emulsion polymerization, the nitrogen atom-containing (meth) acrylate in the monomer component is used. And / or the content of the piperidyl group-containing monomer is preferably 0.5 to 30% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, still more preferably 2 to 10% by mass from the viewpoint of improving weather resistance. be.
2段目以降の外層を構成するために用いられる単量体成分は、1段目の乳化重合に用いられる単量体成分と同様のものを例示することができる。また、2段目以降の乳化重合の方法および重合条件は、1段目の乳化重合における重合方法および重合条件と同様であればよい。 Examples of the monomer component used for forming the outer layer of the second and subsequent stages are the same as those of the monomer component used for the emulsion polymerization of the first stage. Further, the method and polymerization conditions of the second and subsequent emulsion polymerizations may be the same as those of the polymerization method and polymerization conditions in the first stage emulsion polymerization.
なお、エマルション粒子の内層と外層との間には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、必要により、他の重合体からなる層が形成されていてもよい。したがって、本発明の水性樹脂分散体を製造する際には、エマルション粒子の内層を形成させた後、外層を形成させる前に、本発明の目的が阻害されない範囲内で、必要により、他の重合体からなる層を形成させる操作が含まれていてもよい。 If necessary, a layer made of another polymer may be formed between the inner layer and the outer layer of the emulsion particles as long as the object of the present invention is not impaired. Therefore, when producing the aqueous resin dispersion of the present invention, after forming the inner layer of the emulsion particles and before forming the outer layer, other weights are required as long as the object of the present invention is not impaired. Operations may be included to form a layer of coalescence.
以上のようにして複数層のエマルション粒子を含有する水性樹脂分散体を得ることができるが、エマルション粒子を構成する重合体は、耐温水白化性および耐候性に優れた塗膜を形成し、厚膜の塗工が可能な水性樹脂分散体を得る観点から、前記単量体成分を乳化重合させることによって得られる(メタ)アクリル系重合体であることが好ましい。 As described above, an aqueous resin dispersion containing a plurality of layers of emulsion particles can be obtained, but the polymer constituting the emulsion particles forms a coating film having excellent warm water whitening resistance and weather resistance, and is thick. From the viewpoint of obtaining an aqueous resin dispersion capable of coating a film, a (meth) acrylic polymer obtained by emulsion polymerization of the monomer component is preferable.
エマルション粒子を構成する重合体のガラス転移温度は、成膜性を向上させる観点から、好ましくは50℃以下、より好ましくは45℃以下、さらに好ましくは40℃以下であり、耐ブロッキング性を向上させる観点から、好ましくは-40℃以上、より好ましくは-25℃以上、さらに好ましくは-10℃以上である。重合体のガラス転移温度は、単量体成分に使用される単量体の組成を調整することにより、容易に調節することができる。 From the viewpoint of improving the film-forming property, the glass transition temperature of the polymer constituting the emulsion particles is preferably 50 ° C. or lower, more preferably 45 ° C. or lower, still more preferably 40 ° C. or lower, and improve the blocking resistance. From the viewpoint, it is preferably −40 ° C. or higher, more preferably −25 ° C. or higher, and even more preferably −10 ° C. or higher. The glass transition temperature of the polymer can be easily adjusted by adjusting the composition of the monomer used for the monomer component.
なお、本明細書において、重合体のガラス転移温度は、当該重合体を構成する単量体成分に使用されている単量体の単独重合体のガラス転移温度を用いて、式:
1/Tg=Σ(Wm/Tgm)/100
〔式中、Wmは重合体を構成する単量体成分における単量体mの含有率(重量%)、Tgmは単量体mの単独重合体のガラス転移温度(絶対温度:K)を示す〕
で表されるフォックス(Fox)の式に基づいて求められた温度を意味する。
In the present specification, the glass transition temperature of the polymer is the glass transition temperature of the homopolymer of the monomer used as the monomer component constituting the polymer, and the formula:
1 / Tg = Σ (Wm / Tgm) / 100
[In the formula, Wm indicates the content (% by weight) of the monomer m in the monomer component constituting the polymer, and Tgm indicates the glass transition temperature (absolute temperature: K) of the homopolymer of the monomer m. ]
It means the temperature obtained based on the Fox equation represented by.
重合体のガラス転移温度は、例えば、アクリル酸の単独重合体では95℃、メタクリル酸の単独重合体では130℃、メチルメタクリレートの単独重合体では105℃、スチレンの単独重合体では100℃、シクロヘキシルメタクリレートの単独重合体では83℃、n-ブチルメタクリレートの単独重合体では20℃、2-エチルヘキシルアクリレートの単独重合体では-70℃、n-ブチルアクリレートの単独重合体では-56℃、4-メタクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジンの単独重合体では130℃、4-メタクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンの単独重合体では130℃である。 The glass transition temperature of the polymer is, for example, 95 ° C. for an acrylic acid homopolymer, 130 ° C. for a methacrylic acid homopolymer, 105 ° C. for a methylmethacrylate homopolymer, 100 ° C. for a styrene homopolymer, and cyclohexyl. 83 ° C for methacrylate homopolymer, 20 ° C for n-butyl methacrylate homopolymer, -70 ° C for 2-ethylhexyl acrylate homopolymer, -56 ° C for n-butyl acrylate homopolymer, 4-methacryloyl The temperature is 130 ° C. for the homopolymer of oxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine and 130 ° C. for the homopolymer of 4-methacryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine.
重合体のガラス転移温度は、前記フォックス(Fox)の式に基づいて求められた値であるが、重合体のガラス転移温度の実測値は、前記フォックス(Fox)の式に基づいて求められた値と同じであることが好ましい。重合体のガラス転移温度の実測値は、例えば、その示差走査熱量の測定によって求めることができる。 The glass transition temperature of the polymer is a value obtained based on the Fox equation, while the measured value of the polymer glass transition temperature is determined based on the Fox equation. It is preferably the same as the value. The measured value of the glass transition temperature of the polymer can be obtained, for example, by measuring the differential scanning calorimetry.
本明細書においては、重合体のガラス転移温度は、特に断りがない限り、前記式に基づいて求められたガラス転移温度を意味する。なお、特殊単量体、多官能単量体などのようにガラス転移温度が不明の単量体については、単量体成分における当該ガラス転移温度が不明の単量体の合計量が10質量%以下である場合には、ガラス転移温度が判明している単量体のみを用いてガラス転移温度が求められる。単量体成分におけるガラス転移温度が不明の単量体の合計量が10質量%を超える場合には、重合体のガラス転移温度は、示差走査熱量分析(DSC)、示差熱量分析(DTA)、熱機械分析(TMA)などによって求められる。 In the present specification, the glass transition temperature of the polymer means the glass transition temperature obtained based on the above formula unless otherwise specified. For monomers with unknown glass transition temperature such as special monomers and polyfunctional monomers, the total amount of the monomers with unknown glass transition temperature in the monomer components is 10% by mass. In the following cases, the glass transition temperature can be obtained using only the monomers whose glass transition temperature is known. When the total amount of the monomers having an unknown glass transition temperature in the monomer component exceeds 10% by mass, the glass transition temperature of the polymer is determined by differential scanning calorimetry (DSC), differential calorimetry (DTA), or the like. Obtained by thermomechanical analysis (TMA) or the like.
示差走査熱量の測定装置としては、例えば、セイコーインスツル(株)製、品番:DSC220Cなどが挙げられる。また、示差走査熱量を測定する際、示差走査熱量(DSC)曲線を描画する方法、示差走査熱量(DSC)曲線から一次微分曲線を得る方法、スムージング処理を行なう方法、目的のピーク温度を求める方法などには特に限定がない。例えば、前記測定装置を用いた場合には、当該測定装置を用いることによって得られたデータから作図すればよい。その際、数学的処理を行なうことができる解析ソフトウェアを用いることができる。当該解析ソフトウェアとしては、例えば、解析ソフトウェア〔セイコーインスツル(株)製、品番:EXSTAR6000〕などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。なお、このようにして求められたピーク温度には、上下5℃程度の作図による誤差が含まれることがある。 Examples of the device for measuring the differential scanning calorimetry include Seiko Instruments Co., Ltd., product number: DSC220C and the like. Further, when measuring the differential scanning calorimetry, a method of drawing a differential scanning calorimetry (DSC) curve, a method of obtaining a first-order differential curve from the differential scanning calorimetry (DSC) curve, a method of performing smoothing processing, and a method of obtaining a target peak temperature. There are no particular restrictions on such things. For example, when the measuring device is used, drawing may be performed from the data obtained by using the measuring device. At that time, analysis software capable of performing mathematical processing can be used. Examples of the analysis software include analysis software [manufactured by Seiko Instruments, Inc., product number: EXSTAR6000], but the present invention is not limited to such examples. The peak temperature thus obtained may include an error due to drawing of about 5 ° C. above and below.
エマルション粒子の最外層を構成する重合体のガラス転移温度とその内層を構成する重合体のガラス転移温度との差の絶対値は、耐候性を向上させる観点から、好ましくは35℃以上、より好ましくは40℃以上であり、耐候性および耐汚染性を向上させる観点から、好ましくは70℃以下、より好ましくは60℃以下である。 The absolute value of the difference between the glass transition temperature of the polymer constituting the outermost layer of the emulsion particles and the glass transition temperature of the polymer constituting the inner layer thereof is preferably 35 ° C. or higher, more preferably 35 ° C. or higher from the viewpoint of improving weather resistance. Is 40 ° C. or higher, preferably 70 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or lower, from the viewpoint of improving weather resistance and stain resistance.
エマルション粒子が2層で構成されている場合、内層を構成する重合体と外層を構成する重合体との重量比〔内層を構成する重合体/外層を構成する重合体〕は、耐候性、耐候性および耐温水白化性に総合的に優れた塗膜を形成する観点から、45/55以上、好ましくは50/50以上、さらに好ましくは55/45以上であり、耐候性および耐温水白化性に総合的に優れた塗膜を形成する観点から、85/15以下、好ましくは80/20以下、さらに好ましくは75/25以下である。 When the emulsion particles are composed of two layers, the weight ratio of the polymer constituting the inner layer to the polymer constituting the outer layer [the polymer constituting the inner layer / the polymer constituting the outer layer] is weather resistant and weather resistant. From the viewpoint of forming a coating film having overall excellent properties and hot water whitening resistance, it is 45/55 or more, preferably 50/50 or more, more preferably 55/45 or more, and has excellent weather resistance and hot water whitening resistance. From the viewpoint of forming an overall excellent coating film, it is 85/15 or less, preferably 80/20 or less, and more preferably 75/25 or less.
エマルション粒子における内層を構成する重合体と外層を構成する重合体との合計含有量は、耐温水白化性を向上させる観点から、50重量%以上、好ましくは65重量%以上であり、エマルション粒子における内層を構成する重合体と外層を構成する重合体との合計含有量が多いほど好ましく、その上限値は100重量%である。 The total content of the polymer constituting the inner layer and the polymer constituting the outer layer in the emulsion particles is 50% by weight or more, preferably 65% by weight or more, in the emulsion particles, from the viewpoint of improving the hot water whitening resistance. The larger the total content of the polymer constituting the inner layer and the polymer constituting the outer layer, the more preferable, and the upper limit thereof is 100% by weight.
以上のようにして1段目の乳化重合によってエマルション粒子の内層を調製した後、当該内層上に2段目以降の乳化重合によって外層を形成させることにより、例えば、内層および外層を有するエマルション粒子を含む水性樹脂分散体を得ることができる。 After preparing the inner layer of the emulsion particles by the first stage emulsion polymerization as described above, by forming the outer layer on the inner layer by the second and subsequent stages of emulsion polymerization, for example, the emulsion particles having the inner layer and the outer layer can be obtained. An aqueous resin dispersion containing the mixture can be obtained.
本発明の水性樹脂分散体の最低造膜温度は、耐候性を向上させる観点から、好ましくは60℃以下、より好ましくは50℃以下、さらに好ましくは40℃以下である。また、本発明の水性樹脂分散体の最低造膜温度の下限値は、耐温水白化性を向上させる観点から、好ましくは-15℃以上、より好ましくは-10℃以上、さらに好ましくは-5℃以上である。 The minimum film-forming temperature of the aqueous resin dispersion of the present invention is preferably 60 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or lower, still more preferably 40 ° C. or lower, from the viewpoint of improving weather resistance. Further, the lower limit of the minimum film forming temperature of the aqueous resin dispersion of the present invention is preferably −15 ° C. or higher, more preferably −10 ° C. or higher, still more preferably −5 ° C. from the viewpoint of improving the hot water whitening resistance. That is all.
なお、本明細書において、水性樹脂分散体の最低造膜温度は、熱勾配試験機の上に置いたガラス板上に水性樹脂分散体を厚さが0.2mmとなるようにアプリケーターで塗工して乾燥させ、クラックが生じたときの温度を意味する。 In the present specification, the minimum film-forming temperature of the aqueous resin dispersion is such that the aqueous resin dispersion is coated on a glass plate placed on a thermal gradient tester with an applicator so as to have a thickness of 0.2 mm. It means the temperature at which cracks occur after drying.
本発明の水性樹脂分散体における不揮発分量は、生産性を向上させる観点から、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上であり、取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは70重量%以下、より好ましくは60重量%以下である。 The non-volatile content in the aqueous resin dispersion of the present invention is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more from the viewpoint of improving productivity, and preferably 70% by weight or more from the viewpoint of improving handleability. Below, it is more preferably 60% by weight or less.
なお、本明細書において、水性樹脂分散体における不揮発分量は、水性樹脂分散体1gを秤量し、熱風乾燥機で110℃の温度で1時間乾燥させ、得られた残渣を不揮発分とし、式:
〔水性樹脂分散体における不揮発分量(質量%)〕
=(〔残渣の質量〕÷〔水性樹脂分散体1g〕)×100
に基づいて求められた値を意味する。
In the present specification, the non-volatile content in the aqueous resin dispersion is determined by weighing 1 g of the aqueous resin dispersion and drying it in a hot air dryer at a temperature of 110 ° C. for 1 hour, and the obtained residue is used as the non-volatile content.
[Non-volatile content (% by mass) in aqueous resin dispersion]
= ([Mass of residue] ÷ [Aqueous resin dispersion 1 g]) × 100
Means the value obtained based on.
エマルション粒子の平均粒子径は、エマルション粒子の貯蔵安定性を向上させる観点から、好ましくは30nm以上、より好ましくは50nm以上、さらに好ましくは70nm以上であり、耐候性を向上させる観点から、好ましくは250nm以下、より好ましくは200nm以下である。 The average particle size of the emulsion particles is preferably 30 nm or more, more preferably 50 nm or more, still more preferably 70 nm or more from the viewpoint of improving the storage stability of the emulsion particles, and preferably 250 nm from the viewpoint of improving weather resistance. Below, it is more preferably 200 nm or less.
なお、本明細書において、エマルション粒子の平均粒子径は、動的光散乱法による粒度分布測定器〔パーティクル・サイジング・システムズ(Particle Sizing Systems)社製、商品名:NICOMP Model 380)を用いて測定された体積平均粒子径を意味する。 In the present specification, the average particle size of the emulsion particles is measured using a particle size distribution measuring device [Particle Sizing Systems, trade name: NICOMP Model 380] by a dynamic light scattering method. It means the volume average particle size obtained.
本発明の水性樹脂分散体には、さらに架橋剤を含有させることにより、架橋性を付与することができる。架橋剤としては、常温で架橋反応を開始するものであってもよく、熱により架橋反応を開始するものであってもよい。本発明の水性樹脂分散体に架橋剤を含有させることにより、耐候性および耐汚染性を向上させることができる。 The aqueous resin dispersion of the present invention can be imparted with crosslinkability by further containing a cross-linking agent. The cross-linking agent may be one that starts the cross-linking reaction at room temperature, or may be one that starts the cross-linking reaction by heat. By containing a cross-linking agent in the aqueous resin dispersion of the present invention, weather resistance and stain resistance can be improved.
好適な架橋剤としては、例えば、オキサゾリン基含有化合物、イソシアネート基含有化合物、アミノプラスト樹脂などが挙げられる。これらの架橋剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの架橋剤のなかでは、本発明の水性樹脂分散体の保存安定性を向上させる観点から、オキサゾリン基含有化合物が好ましい。 Suitable cross-linking agents include, for example, oxazoline group-containing compounds, isocyanate group-containing compounds, aminoplast resins and the like. These cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more. Among these cross-linking agents, an oxazoline group-containing compound is preferable from the viewpoint of improving the storage stability of the aqueous resin dispersion of the present invention.
オキサゾリン基含有化合物は、オキサゾリン基を分子中に2個以上有する化合物である。オキサゾリン基含有化合物としては、例えば、2,2’-ビス(2-オキサゾリン)、2,2’-メチレン-ビス(2-オキサゾリン)、2,2’-エチレン-ビス(2-オキサゾリン)、2,2’-トリメチレン-ビス(2-オキサゾリン)、2,2’-テトラメチレン-ビス(2-オキサゾリン)、2,2’-ヘキサメチレン-ビス(2-オキサゾリン)、2,2’-オクタメチレン-ビス(2-オキサゾリン)、2,2’-エチレン-ビス(4,4’-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2’-p-フェニレン-ビス(2-オキサゾリン)、2,2’-m-フェニレン-ビス(2-オキサゾリン)、2,2’-m-フェニレン-ビス(4,4’-ジメチル-2-オキサゾリン)、ビス(2-オキサゾリニルシクロヘキサン)スルフィド、ビス(2-オキサゾリニルノルボルナン)スルフィド、オキサゾリン環含有重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのオキサゾリン基含有化合物は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。オキサゾリン基含有化合物のなかでは、反応性を向上させる観点から、水溶性のオキサゾリン基含有化合物が好ましく、水溶性のオキサゾリン環含有重合体がより好ましい。 The oxazoline group-containing compound is a compound having two or more oxazoline groups in the molecule. Examples of the oxazoline group-containing compound include 2,2'-bis (2-oxazoline), 2,2'-methylene-bis (2-oxazoline), and 2,2'-ethylene-bis (2-oxazoline), 2 , 2'-Trimethylene-bis (2-oxazoline), 2,2'-tetramethylene-bis (2-oxazoline), 2,2'-hexamethylene-bis (2-oxazoline), 2,2'-octamethylene -Bis (2-oxazoline), 2,2'-ethylene-bis (4,4'-dimethyl-2-oxazoline), 2,2'-p-phenylene-bis (2-oxazoline), 2,2'- m-Phenylene-bis (2-oxazoline), 2,2'-m-phenylene-bis (4,4'-dimethyl-2-oxazoline), bis (2-oxazolinylcyclohexane) sulfide, bis (2-oxa Zolinyl norbornan) sulfides, oxazoline ring-containing polymers and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to these examples. These oxazoline group-containing compounds may be used alone or in combination of two or more. Among the oxazoline group-containing compounds, a water-soluble oxazoline group-containing compound is preferable, and a water-soluble oxazoline ring-containing polymer is more preferable, from the viewpoint of improving reactivity.
オキサゾリン環含有重合体は、付加重合性オキサゾリンを必須成分として含み、必要に応じて付加重合性オキサゾリンと共重合可能な単量体を含む単量体成分を重合させることにより、容易に調製することができる。 The oxazoline ring-containing polymer is easily prepared by containing addition-polymerizable oxazoline as an essential component and, if necessary, polymerizing a monomer component containing a monomer copolymerizable with addition-polymerizable oxazoline. Can be done.
付加重合性オキサゾリンとしては、例えば、2-ビニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-ビニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-エチル-2-オキサゾリンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの付加重合性オキサゾリンは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの付加重合性オキサゾリンのなかでは、入手が容易であることから、2-イソプロペニル-2-オキサゾリンが好ましい。 Examples of the addition-polymerizable oxazoline include 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline, and the like. Examples thereof include 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-methyl-2-oxazoline and 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline. Not limited to just. These addition-polymerizable oxazolines may be used alone or in combination of two or more. Among these addition-polymerizable oxazolines, 2-isopropenyl-2-oxazoline is preferable because it is easily available.
付加重合性オキサゾリンと共重合可能な単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(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、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、(メタ)アクリル酸とポリエチレングリコールとのモノエステル化物、2-アミノエチル(メタ)アクリレートおよびその塩、(メタ)アクリル酸のカプロラクトン変性物、(メタ)アクリル酸-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、(メタ)アクリル酸-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジンなどの(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸カリウム、(メタ)アクリル酸アンモニウムなどの(メタ)アクリル酸塩;(メタ)アクリロニトリルなどの不飽和ニトリル;(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミドなどの不飽和アミド;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのビニルエーテル;エチレン、プロピレンなどのα-オレフィン;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニルなどのハロゲン含有α,β-不飽和脂肪族炭化水素化合物;スチレン、α-メチルスチレン、スチレンスルホン酸ナトリウムなどのα,β-不飽和芳香族炭化水素化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの付加重合性オキサゾリンと共重合可能な単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the monomer copolymerizable with the addition-polymerizable oxazoline include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and tert-butyl (meth) acrylate. , Cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- Hydroxypropyl (meth) acrylate, monoesteride of (meth) acrylic acid and polyethylene glycol, 2-aminoethyl (meth) acrylate and salts thereof, caprolactone modified product of (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid-2 , 2,6,6-Tetramethylpiperidin, (meth) acrylates-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidins and other (meth) acrylic acids; sodium (meth) acrylates, (meth) acrylics (Meta) acrylates such as potassium acid, ammonium (meth) acrylate; unsaturated nitriles such as (meth) acrylonitrile; (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N- (2-hydroxyethyl) ( Meta) Unsaturated amides such as acrylamide; Vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; Vinyl ethers such as methyl vinyl ether and ethyl vinyl ether; α-olefins such as ethylene and propylene; Halogen such as vinyl chloride, vinylidene chloride and vinyl fluoride Included α, β-unsaturated aliphatic hydrocarbon compounds; α, β-unsaturated aromatic hydrocarbon compounds such as styrene, α-methylstyrene, sodium styrene sulfonate, etc., but the present invention is only such an example. Not limited to. The monomers copolymerizable with these addition-polymerizable oxazolines may be used alone or in combination of two or more.
オキサゾリン基含有化合物は、例えば、(株)日本触媒製、商品名:エポクロスWS-500、エポクロスWS-700、エポクロスK-2010、エポクロスK-2020、エポクロスK-2030などとして商業的に容易に入手することができる。これらのなかでは、反応性を向上させる観点から、(株)日本触媒製、商品名:エポクロスWS-500、エポクロスWS-700などの水溶性を有するオキサゾリン基含有化合物が好ましい。 The oxazoline group-containing compound can be easily obtained commercially as, for example, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade names: Epocross WS-500, Epocross WS-700, Epocross K-2010, Epocross K-2020, Epocross K-2030, and the like. can do. Among these, from the viewpoint of improving the reactivity, a water-soluble oxazoline group-containing compound such as Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Epocross WS-500, Epocross WS-700 is preferable.
イソシアネート基含有化合物は、単量体成分として用いられる水酸基含有単量体が官能基として有する水酸基と反応し得るイソシアネート基を含有する化合物である。 The isocyanate group-containing compound is a compound containing an isocyanate group capable of reacting with a hydroxyl group of the hydroxyl group-containing monomer used as a monomer component as a functional group.
イソシアネート基含有化合物としては、例えば、水分散型(ブロック)ポリイソシアネートなどが挙げられる。なお、(ブロック)ポリイソシアネートとは、ポリイソシアネートおよび/またはブロックポリイソシアネートを意味する。 Examples of the isocyanate group-containing compound include water-dispersed (block) polyisocyanates. The (blocked) polyisocyanate means a polyisocyanate and / or a blocked polyisocyanate.
水分散型ポリイソシアネートとしては、例えば、ポリエチレンオキシド鎖によって親水性が付与されたポリイソシアネートをアニオン性分散剤またはノニオン性分散剤で水に分散させたものなどが挙げられる。 Examples of the water-dispersed polyisocyanate include those obtained by dispersing a polyisocyanate imparted with hydrophilicity by a polyethylene oxide chain in water with an anionic dispersant or a nonionic dispersant.
ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネート;これらのジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、ビューレット体、イソシアヌレート体などのポリイソシアネートの誘導体(変性物)などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのポリイソシアネートは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the polyisocyanate include diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate; derivatives (modified products) of polyisocyanates such as trimethylolpropane adduct, burette, and isocyanurate of these diisocyanates. The present invention is not limited to such examples. These polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
水分散型ポリイソシアネートは、例えば、日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:アクアネート100、アクアネート110、アクアネート200、アクアネート210など;住化バイエルウレタン(株)製、商品名:バイヒジュールTPLS-2032、SUB-イソシアネートL801など;三井武田ケミカル(株)製、商品名:タケネートWD-720、タケネートWD-725、タケネートWD-220など;大日精化工業(株)製、商品名:レザミンD-56などとして商業的に容易に入手することができる。 The water-dispersed polyisocyanate is, for example, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., trade name: Aquanate 100, Aquanate 110, Aquanate 200, Aquanate 210, etc .; TPLS-2032, SUB-isocyanate L801, etc .; Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., trade name: Takenate WD-720, Takenate WD-725, Takenate WD-220, etc .; Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., trade name: Resamine It can be easily obtained commercially as D-56 or the like.
水分散型ブロックポリイソシアネートは、水分散型ポリイソシアネートのイソシアネート基をブロック化剤でブロックさせたものである。ブロック化剤としては、例えば、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、ε-カプロラクタム、ブタノンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、1,2,4-トリアゾール、ジメチル-1,2,4-トリアゾール、3,5-ジメチルピラゾール、イミダゾールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのブロック化剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのブロック化剤なかでは、160℃以下の温度、好ましくは150℃以下の温度で開裂するものが望ましい。好適なブロック化剤としては、例えば、ブタノンオキシム、シクロへキサノンオキシム、3,5-ジメチルピラゾールなどが挙げられる。これらのなかでは、ブタノンオキシムがより好ましい。 The water-dispersed blocked polyisocyanate is obtained by blocking the isocyanate group of the water-dispersed polyisocyanate with a blocking agent. Examples of the blocking agent include diethyl malonate, ethyl acetoacetate, ε-caprolactam, butanone oxime, cyclohexanone oxime, 1,2,4-triazole, dimethyl-1,2,4-triazole, and 3,5-dimethylpyrazole. , Imidazole and the like, but the present invention is not limited to such examples. These blocking agents may be used alone or in combination of two or more. Among these blocking agents, those that cleave at a temperature of 160 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower, are desirable. Suitable blocking agents include, for example, butanone oxime, cyclohexanone oxime, 3,5-dimethylpyrazole and the like. Of these, butanone oxime is more preferred.
水分散型ブロックポリイソシアネートは、例えば、三井武田ケミカル(株)製、商品名:タケネートWB-720、タケネートWB-730、タケネートWB-920など;住化バイエルウレタン(株)製、商品名:バイヒジュールBL116、バイヒジュールBL5140、バイヒジュールBL5235、バイヒジュールTPLS2186、デスモジュールVPLS2310などとして商業的に容易に入手することができる。 The water-dispersed block polyisocyanate is, for example, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., trade name: Takenate WB-720, Takenate WB-730, Takenate WB-920, etc .; manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., trade name: Bayhijour. It is readily commercially available as BL116, Bayer Jules BL5140, Bayer Jules BL5235, Bayer Jules TPLS2186, Death Module VPLS2310 and the like.
アミノプラスト樹脂は、メラミン、グアナミンなどのアミノ基を有する化合物とホルムアルデヒドとの付加縮合物であり、アミノ樹脂とも呼ばれている。 The aminoplast resin is an addition condensate of formaldehyde and a compound having an amino group such as melamine and guanamine, and is also called an amino resin.
アミノプラスト樹脂としては、例えば、ジメチロールメラミン、トリメチロールメラミン、テトラメチロールメラミン、ペンタメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、完全アルキル型メチル化メラミン、完全アルキル型ブチル化メラミン、完全アルキル型イソブチル化メラミン、完全アルキル型混合エーテル化メラミン、メチロール基型メチル化メラミン、イミノ基型メチル化メラミン、メチロール基型混合エーテル化メラミン、イミノ基型混合エーテル化メラミンなどのメラミン樹脂;ブチル化ベンゾグアナミン、メチル/エチル混合アルキル化ベンゾグアナミン、メチル/ブチル混合アルキル化ベンゾグアナミン、ブチル化グリコールウリルなどのグアナミン樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアミノプラスト樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the aminoplast resin include dimethylol melamine, trimethylol melamine, tetramethylol melamine, pentamethylol melamine, hexamethylol melamine, fully alkylated methylated melamine, fully alkylated butylated melamine, fully alkylated isobutylated melamine, and completely. Melamine resins such as alkyl-based mixed etherified melamine, methylol-based methylated melamine, imino-based methylated melamine, methylol-based mixed etherified melamine, imino-based mixed etherified melamine; butylated benzoguanamine, methyl / ethyl mixed alkyl Examples thereof include benzoguanamines, methyl / butyl mixed alkylated benzoguanamines, guanamine resins such as butylated glycoluryl, and the like, but the present invention is not limited to such examples. These aminoplast resins may be used alone or in combination of two or more.
アミノプラスト樹脂は、例えば、三井サイテック(株)製、商品名:マイコート506、マイコート1128、サイメル232、サイメル235、サイメル254、サイメル303、サイメル325、サイメル370、サイメル771、サイメル1170などとして商業的に容易に入手することができる。 The aminoplast resin is, for example, manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., trade names: Mycoat 506, Mycoat 1128, Cymel 232, Cymel 235, Cymel 254, Cymel 303, Cymel 325, Cymel 370, Cymel 771, Cymel 1170 and the like. It is readily available commercially.
アミノプラスト樹脂の量は、通常、エマルション粒子に含まれている重合体の固形分とアミノプラスト樹脂の固形分との重量比〔重合体の固形分/アミノプラスト樹脂の固形分〕が60/40~99/1となるように調整することが好ましい。 The amount of aminoplast resin is usually 60/40 by weight ratio of the solid content of the polymer contained in the emulsion particles to the solid content of the aminoplast resin [solid content of the polymer / solid content of the aminoplast resin]. It is preferable to adjust the value to ~ 99/1.
なお、本発明においては、前記した架橋剤以外にも、例えば、カルボジイミド化合物;ジルコニウム化合物、亜鉛化合物、チタニウム化合物、アルミニウム化合物などに代表される多価金属化合物などの架橋剤を本発明の目的が阻害されない範囲内で用いることができる。 In addition to the above-mentioned cross-linking agent, the object of the present invention is to provide a cross-linking agent such as a carbodiimide compound; a polyvalent metal compound represented by a zirconium compound, a zinc compound, a titanium compound, an aluminum compound and the like. It can be used within a range that is not hindered.
本発明の水性樹脂分散体には、必要により、顔料を含有させることができる。顔料としては、有機顔料および無機顔料が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The aqueous resin dispersion of the present invention may contain a pigment, if necessary. Examples of the pigment include organic pigments and inorganic pigments, which may be used alone or in combination of two or more.
有機顔料としては、例えば、ベンジジン、ハンザイエローなどのアゾ顔料、アゾメチン顔料、メチン顔料、アントラキノン顔料、フタロシアニンブルーなどのフタロシアニン顔料、ペリノン顔料、ペリレン顔料、ジケトピロロピロール顔料、チオインジゴ顔料、イミノイソインドリン顔料、イミノイソインドリノン顔料、キナクリドンレッドやキナクリドンバイオレットなどのキナクリドン顔料、フラバントロン顔料、インダントロン顔料、アントラピリミジン顔料、カルバゾール顔料、モノアリーライドイエロー、ジアリーライドイエロー、ベンゾイミダゾロンイエロー、トリルオレンジ、ナフトールオレンジ、キノフタロン顔料などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの有機顔料は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of organic pigments include azo pigments such as benzidine and Hansa Yellow, azomethine pigments, methine pigments, anthraquinone pigments, phthalocyanine pigments such as phthalocyanine blue, perinone pigments, perylene pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, thioindigo pigments, and iminoisoindrin. Pigments, iminoisoindolinone pigments, quinacridone pigments such as quinacridone red and quinacridone violet, flavantron pigments, indantron pigments, anthrapyrimidine pigments, carbazole pigments, monoallylide yellow, diaryride yellow, benzoimidazolone yellow, trill orange , Naftor orange, quinophthalone pigment and the like, but the present invention is not limited to such examples. These organic pigments may be used alone or in combination of two or more.
無機顔料としては、例えば、二酸化チタン、三酸化アンチモン、亜鉛華、リトポン、鉛白、赤色酸化鉄、黒色酸化鉄、酸化鉄、酸化クロムグリーン、カーボンブラック、黄鉛、モリブデン赤、フェロシアン化第二鉄(プルシアンブルー)、ウルトラマリン、クロム酸鉛などをはじめ、雲母(マイカ)、クレー、アルミニウム粉末、タルク、ケイ酸アルミニウムなどの扁平形状を有する顔料、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウムなどの体質顔料などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの無機顔料は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of inorganic pigments include titanium dioxide, antimony trioxide, zinc flower, lithopon, lead white, red iron oxide, black iron oxide, iron oxide, chromium oxide green, carbon black, yellow lead, molybdenum red, and ferrocyanide. Flat pigments such as ferrous (Prussian blue), ultramarine, lead chromate, mica, clay, aluminum powder, talc, aluminum silicate, calcium carbonate, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide , But, and the like, extender pigments such as barium sulfate and magnesium carbonate, but the present invention is not limited to such examples. These inorganic pigments may be used alone or in combination of two or more.
水性樹脂分散体の不揮発分100重量部あたりの顔料の量は、本発明の水性樹脂分散体から形成された塗膜の隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは50重量部以上、より好ましくは60重量部以上であり、耐候性を向上させる観点から、好ましくは190重量部以下である。 The amount of the pigment per 100 parts by weight of the non-volatile content of the aqueous resin dispersion is preferably 50 parts by weight or more, more preferably 60, from the viewpoint of improving the hiding power of the coating film formed from the aqueous resin dispersion of the present invention. It is more than parts by weight, preferably 190 parts by weight or less from the viewpoint of improving weather resistance.
なお、本発明の水性樹脂分散体には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、前記水性樹脂分散体以外の他の水性樹脂分散体が含まれていてもよいが、その場合、水性樹脂分散体に含まれているエマルション粒子全体の平均粒子径が前記範囲内となるように調整すればよい。 The aqueous resin dispersion of the present invention may contain an aqueous resin dispersion other than the aqueous resin dispersion as long as the object of the present invention is not impaired. In that case, the aqueous resin dispersion may be contained. The average particle size of all the emulsion particles contained in the dispersion may be adjusted to be within the above range.
また、本発明の水性樹脂分散体には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、例えば、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、充填剤、レベリング剤、分散剤、増粘剤、湿潤剤、可塑剤、安定剤、染料、酸化防止剤などの添加剤が適量で含まれていてもよい。 Further, the aqueous resin dispersion of the present invention can be used, for example, as long as the object of the present invention is not impaired, for example, an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer, a filler, a leveling agent, a dispersant, a thickener, a wetting agent, and a plasticizer. Additives such as agents, stabilizers, dyes and antioxidants may be contained in appropriate amounts.
本発明の水性樹脂分散体は、それ単独で1層で塗工してもよく、2層以上に重ね塗りすることによって塗工してもよい。2層以上に重ね塗りすることによって塗工する場合、その一部の層のみが本発明の水性樹脂分散体によって形成されてもよく、全部の層が本発明の水性樹脂分散体で形成されてもよい。重ね塗りは、例えば、プライマー処理やシーラー処理などを施した被塗物に、第1層(例えば、下塗り層)用塗料を塗布して乾燥させた後、第2層(例えば、上塗り層)用塗料を上塗りし、乾燥させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる方法によって限定されるものではない。本発明の水性樹脂分散体を塗布する方法としては、例えば、刷毛、バーコーター、アプリケーター、エアスプレー、エアレススプレー、ロールコーター、フローコーターなどを用いた塗布方法が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 The aqueous resin dispersion of the present invention may be coated by itself in one layer, or may be coated by overcoating in two or more layers. When coating by overcoating two or more layers, only a part of the layers may be formed by the aqueous resin dispersion of the present invention, and all the layers may be formed by the aqueous resin dispersion of the present invention. May be good. The recoating is performed, for example, by applying the paint for the first layer (for example, the undercoat layer) to the object to be coated which has been subjected to the primer treatment or the sealer treatment and drying it, and then for the second layer (for example, the topcoat layer). Examples thereof include a method of overcoating and drying a paint, but the present invention is not limited to such a method. Examples of the method for applying the aqueous resin dispersion of the present invention include a coating method using a brush, a bar coater, an applicator, an air spray, an airless spray, a roll coater, a flow coater, and the like. It is not limited to illustrations only.
本発明の水性樹脂分散体は、例えば、建築物の外装や窯業系建材などの表面に塗装されるトップコートと呼ばれている上塗り塗料(水性塗料)に好適に使用することができる。 The water-based resin dispersion of the present invention can be suitably used, for example, as a top coat (water-based paint) called a top coat to be applied to the surface of the exterior of a building or a ceramic building material.
上塗り塗料は、例えば、前記水性樹脂分散体と、成膜助剤、抑泡剤、顔料、増粘剤、艶消し剤などの1種類または2種類以上とを適宜混合することにより、容易に調製することができる。上塗り塗料としては、例えば、エナメル塗料、クリヤー塗料などが挙げられる。上塗り塗料は、トップコートに好適に用いることができる。 The topcoat paint can be easily prepared, for example, by appropriately mixing one or more of the aqueous resin dispersion with one or more of a film forming aid, a defoaming agent, a pigment, a thickener, a matting agent, and the like. can do. Examples of the top coat paint include enamel paint and clear paint. The topcoat paint can be suitably used for the top coat.
前記上塗り塗料は、例えば、建築物の外壁などに現場塗装する際に好適に使用することができるほか、窯業系建材などの無機質建材にも好適に使用することができる。窯業系建材としては、例えば、瓦、外壁材などが挙げられる。窯業系建材は、無機質硬化体の原料となる水硬性膠着材に無機充填剤、繊維質材料などを添加し、得られた混合物を成形し、得られた成形体を養生し、硬化させることによって得られる。建築物の外装を構成する無機質建材としては、例えば、フレキシブルボード、珪酸カルシウム板、石膏スラグパーライト板、木片セメント板、プレキャストコンクリート板、ALC板、石膏ボードなどが挙げられる。 The topcoat paint can be suitably used, for example, when painting on-site on the outer wall of a building, or can be suitably used for an inorganic building material such as a ceramic building material. Examples of ceramic building materials include roof tiles and outer wall materials. Ceramic building materials are made by adding an inorganic filler, fibrous material, etc. to a hydraulic adhesive that is a raw material for an inorganic cured product, molding the obtained mixture, and curing and curing the obtained molded product. can get. Examples of the inorganic building material constituting the exterior of the building include flexible board, calcium silicate board, gypsum slag parlite board, wood piece cement board, precast concrete board, ALC board, gypsum board and the like.
本発明の水性樹脂分散体または前記上塗り塗料を建材に塗布する際には、例えば、スプレー、ローラー、ハケ、コテなどを用いることができる。 When applying the aqueous resin dispersion of the present invention or the topcoat paint to a building material, for example, a spray, a roller, a brush, a trowel or the like can be used.
なお、本発明の水性樹脂分散体または前記上塗り塗料を建材の表面および裏面に塗布する際には、両面に塗膜を有する建材を効率よく製造する観点から、必要により、当該建材を加熱しておいてもよい。 When the water-based resin dispersion of the present invention or the topcoat paint is applied to the front surface and the back surface of the building material, the building material is heated as necessary from the viewpoint of efficiently producing the building material having coating films on both sides. You may leave it.
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、特に断りがない限り、「部」は「質量部」を意味し、「%」は「質量%」を意味する。 Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to such examples. In the following examples, "parts" means "parts by mass" and "%" means "% by mass" unless otherwise specified.
実施例1
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に、脱イオン水731部を仕込んだ。滴下ロートに、脱イオン水210部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10〕の25%水溶液60部、メチルメタクリレート90部、スチレン90部、シクロヘキシルメタクリレート200部、n-ブチルメタクリレート10部、2-エチルヘキシルアクリレート100部およびn-ブチルアクリレート10部からなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち1段目滴下用プレエマルション約77部をフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら70℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液5部を添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液8部を120分間にわたり均一にフラスコ内に滴下した。その後、フラスコの内容物のpHをpH測定装置〔(株)堀場製作所製、商品名:カスタニーLAB pH/イオンメータ〕で調べたところ、当該pHは2.8であった。
Example 1
731 parts of deionized water was placed in a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen gas introduction tube, a thermometer and a reflux condenser. In the dropping funnel, 210 parts of deionized water, 60 parts of 25% aqueous solution of emulsifier [manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adecaria Sorb SR-10], 90 parts of methyl methacrylate, 90 parts of styrene, 200 parts of cyclohexyl methacrylate, n-butyl. A pre-emulsion for first-stage dropping was prepared consisting of 10 parts of methacrylate, 100 parts of 2-ethylhexyl acrylate and 10 parts of n-butyl acrylate, and about 77 parts of the pre-emulsion for first-stage dropping was added into the flask and gently added. The temperature was raised to 70 ° C. while blowing nitrogen gas, and 5 parts of a 5% ammonium persulfate aqueous solution was added to initiate polymerization. Then, the rest of the pre-emulsion for dropping and 8 parts of a 5% ammonium persulfate aqueous solution were uniformly dropped into the flask over 120 minutes. After that, the pH of the contents of the flask was examined with a pH measuring device [manufactured by HORIBA, Ltd., trade name: Castany LAB pH / ion meter], and the pH was 2.8.
滴下終了後、70℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水210部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10〕の25%水溶液60部、メチルメタクリレート45部、スチレン30部、シクロヘキシルメタクリレート80部、2-エチルヘキシルアクリレート150部、n-ブチルアクリレート190部および4-メタクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン5部からなる2段目滴下用プレエマルションと5%過硫酸アンモニウム水溶液8部を120分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。その後、フラスコの内容物のpHを前記と同様にして調べたところ、当該pHは8.5であった。 After completion of the dropping, the mixture was maintained at 70 ° C. for 60 minutes, followed by 210 parts of deionized water, 60 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adecaria Sorb SR-10], 45 parts of methyl methacrylate, and 30 parts of styrene. Pre-emulsion for second-stage dropping consisting of 80 parts of cyclohexyl methacrylate, 150 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 190 parts of n-butyl acrylate and 5 parts of 4-methacryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin. And 8 parts of a 5% aqueous solution of ammonium persulfate was uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. Then, when the pH of the contents of the flask was examined in the same manner as described above, the pH was 8.5.
滴下終了後、フラスコの内容物を70℃で60分間維持し、得られた反応液を室温まで冷却し、300メッシュ(JISメッシュ、以下同じ)の金網で濾過することにより、pHが8.3である水性樹脂分散液を得た。この水性樹脂分散液における不揮発分の含有率は45.0%であり、単量体成分における酸基含有単量体(アクリル酸)の含有率は0%であり、水性樹脂分散液に含まれているエマルション粒子を構成している重合体のガラス転移温度は0℃であった。 After completion of the dropping, the contents of the flask were maintained at 70 ° C. for 60 minutes, the obtained reaction solution was cooled to room temperature, and filtered through a wire mesh of 300 mesh (JIS mesh, the same applies hereinafter) to give a pH of 8.3. An aqueous resin dispersion was obtained. The content of the non-volatile content in this aqueous resin dispersion is 45.0%, and the content of the acid group-containing monomer (acrylic acid) in the monomer component is 0%, which is contained in the aqueous resin dispersion. The glass transition temperature of the polymer constituting the emulsion particles was 0 ° C.
実施例2
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に、脱イオン水731部を仕込んだ。滴下ロートに、脱イオン水250部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10〕の25%水溶液70部、メチルメタクリレート110部、スチレン110部、シクロヘキシルメタクリレート240部、n-ブチルメタクリレート10部、2-エチルヘキシルアクリレート120部、n-ブチルアクリレート10部およびアクリル酸1部からなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち1段目滴下用プレエマルション約77部をフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら70℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液5部を添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液10部を120分間にわたり均一にフラスコ内に滴下した。その後、フラスコの内容物のpHを前記と同様にして調べたところ、当該pHは2.2であった。
Example 2
731 parts of deionized water was placed in a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen gas introduction tube, a thermometer and a reflux condenser. In the dropping funnel, 250 parts of deionized water, 70 parts of 25% aqueous solution of emulsifier [manufactured by ADEKA Co., Ltd., trade name: Adecaria Sorb SR-10], 110 parts of methyl methacrylate, 110 parts of styrene, 240 parts of cyclohexyl methacrylate, n-butyl. A pre-emulsion for first-stage dropping was prepared consisting of 10 parts of methacrylate, 120 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 10 parts of n-butyl acrylate and 1 part of acrylic acid, and about 77 parts of the pre-emulsion for first-stage dropping was placed in a flask. The mixture was added, and the temperature was raised to 70 ° C. while gently blowing nitrogen gas, and 5 parts of a 5% ammonium persulfate aqueous solution was added to initiate polymerization. Then, the remainder of the pre-emulsion for dropping and 10 parts of a 5% ammonium persulfate aqueous solution were uniformly dropped into the flask over 120 minutes. Then, when the pH of the contents of the flask was examined in the same manner as described above, the pH was 2.2.
滴下終了後、フラスコの内容物を70℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水170部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10〕の25%水溶液50部、メチルメタクリレート45部、スチレン10部、シクロヘキシルメタクリレート40部、2-エチルヘキシルアクリレート130部、n-ブチルアクリレート145部、4-メタクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン15部および4-メタクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン15部からなる2段目滴下用プレエマルションと5%過硫酸アンモニウム水溶液6部を120分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。その後、フラスコの内容物のpHを前記と同様にして調べたところ、当該pHは8.9であった。 After completion of the dropping, the contents of the flask were maintained at 70 ° C. for 60 minutes, followed by 170 parts of deionized water, 50 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adecaria Sorb SR-10], and methyl methacrylate. 45 parts, styrene 10 parts, cyclohexyl methacrylate 40 parts, 2-ethylhexyl acrylate 130 parts, n-butyl acrylate 145 parts, 4-methacryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin 15 parts and 4-methacryloyl A pre-emulsifier for second-stage dropping consisting of 15 parts of oxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine and 6 parts of a 5% aqueous ammonium persulfate solution were uniformly added dropwise to the flask over 120 minutes. Then, when the pH of the contents of the flask was examined in the same manner as described above, the pH was 8.9.
滴下終了後、フラスコの内容物を70℃で60分間維持し、得られた反応液を室温まで冷却し、300メッシュの金網で濾過することにより、pHが8.6である水性樹脂分散液を得た。この水性樹脂分散液における不揮発分の含有率は44.9%であり、単量体成分における酸基含有単量体(アクリル酸)の含有率は0.1%であり、水性樹脂分散液に含まれているエマルション粒子を構成している重合体のガラス転移温度は7℃であった。 After completion of the dropping, the contents of the flask were maintained at 70 ° C. for 60 minutes, the obtained reaction solution was cooled to room temperature, and filtered through a wire mesh of 300 mesh to obtain an aqueous resin dispersion having a pH of 8.6. Obtained. The content of the non-volatile content in this aqueous resin dispersion is 44.9%, and the content of the acid group-containing monomer (acrylic acid) in the monomer component is 0.1%. The glass transition temperature of the polymer constituting the contained emulsion particles was 7 ° C.
実施例3
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に、脱イオン水731部を仕込んだ。滴下ロートに、脱イオン水340部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10〕の25%水溶液95部、メチルメタクリレート240部、スチレン110部、シクロヘキシルメタクリレート260部、n-ブチルメタクリレート10部、2-エチルヘキシルアクリレート160部およびn-ブチルアクリレート20部からなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち1段目滴下用プレエマルション約77部をフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら70℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液5部を添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液12部を120分間にわたり均一にフラスコ内に滴下した。その後、フラスコの内容物のpHを前記と同様にして調べたところ、当該pHは2.5であった。
Example 3
731 parts of deionized water was placed in a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen gas introduction tube, a thermometer and a reflux condenser. In the dropping funnel, 340 parts of deionized water, 95 parts of 25% aqueous solution of emulsifier [manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adecaria Sorb SR-10], 240 parts of methyl methacrylate, 110 parts of styrene, 260 parts of cyclohexyl methacrylate, n-butyl. A pre-emulsion for first-stage dropping was prepared consisting of 10 parts of methacrylate, 160 parts of 2-ethylhexyl acrylate and 20 parts of n-butyl acrylate, and about 77 parts of the pre-emulsion for first-stage dropping was added into the flask and gently added. The temperature was raised to 70 ° C. while blowing nitrogen gas, and 5 parts of a 5% ammonium persulfate aqueous solution was added to initiate polymerization. Then, the rest of the preemulsion for dropping and 12 parts of a 5% ammonium persulfate aqueous solution were uniformly dropped into the flask over 120 minutes. Then, when the pH of the contents of the flask was examined in the same manner as described above, the pH was 2.5.
滴下終了後、フラスコの内容物を70℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水80部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10〕の25%水溶液25部、メチルメタクリレート25部、スチレン10部、シクロヘキシルメタクリレート20部、2-エチルヘキシルアクリレート90部、n-ブチルアクリレート45部および4-メタクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン10部からなる2段目滴下用プレエマルションと5%過硫酸アンモニウム水溶液3部を120分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。その後、フラスコの内容物のpHを前記と同様にして調べたところ、当該pHは8.7であった。 After completion of the dropping, the contents of the flask were maintained at 70 ° C. for 60 minutes, followed by 80 parts of deionized water, 25 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adecaria Sorb SR-10], and methyl methacrylate. Second-stage dropping consisting of 25 parts, 10 parts of styrene, 20 parts of cyclohexyl methacrylate, 90 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 45 parts of n-butyl acrylate and 10 parts of 4-methacryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine. The preemulsion for use and 3 parts of a 5% aqueous solution of ammonium persulfate were uniformly added dropwise into the flask over 120 minutes. Then, when the pH of the contents of the flask was examined in the same manner as described above, the pH was 8.7.
滴下終了後、7フラスコの内容物を70℃で60分間維持し、得られた反応液を室温まで冷却し、300メッシュの金網で濾過することにより、pHが8.6である水性樹脂分散液を得た。この水性樹脂分散液における不揮発分の含有率は45.0%であり、単量体成分における酸基含有単量体(アクリル酸)の含有率は0%であり、水性樹脂分散液に含まれているエマルション粒子を構成している重合体のガラス転移温度は21℃であった。 After completion of the dropping, the contents of the 7 flasks were maintained at 70 ° C. for 60 minutes, the obtained reaction solution was cooled to room temperature, and filtered through a wire mesh of 300 mesh to obtain an aqueous resin dispersion having a pH of 8.6. Got The content of the non-volatile content in this aqueous resin dispersion is 45.0%, and the content of the acid group-containing monomer (acrylic acid) in the monomer component is 0%, which is contained in the aqueous resin dispersion. The glass transition temperature of the polymer constituting the emulsion particles was 21 ° C.
比較例1
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に、脱イオン水731部を仕込んだ。滴下ロートに、脱イオン水140部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10〕の25%水溶液40部、メチルメタクリレート5部、スチレン80部、シクロヘキシルメタクリレート170部、n-ブチルメタクリレート10部、2-エチルヘキシルアクリレート55部およびn-ブチルアクリレート15部からなる滴下用プレエマルションを調製し、そのうち1段目滴下用プレエマルション約77部をフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら70℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液5部を添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液5部を120分間にわたり均一にフラスコ内に滴下した。その後、フラスコの内容物のpHを前記と同様にして調べたところ、当該pHは2.6であった。
Comparative Example 1
731 parts of deionized water was placed in a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen gas introduction tube, a thermometer and a reflux condenser. In the dropping funnel, 140 parts of deionized water, 40 parts of 25% aqueous solution of emulsifier [manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adecaria Sorb SR-10], 5 parts of methyl methacrylate, 80 parts of styrene, 170 parts of cyclohexyl methacrylate, n-butyl. A dropping pre-emulsion consisting of 10 parts of methacrylate, 55 parts of 2-ethylhexyl acrylate and 15 parts of n-butyl acrylate was prepared, of which about 77 parts of the first-stage dropping pre-emulsion was added into the flask and nitrogen gas was gently added. The temperature was raised to 70 ° C. while blowing, and 5 parts of a 5% aqueous solution of ammonium persulfate was added to initiate polymerization. Then, the remainder of the pre-emulsion for dropping and 5 parts of a 5% ammonium persulfate aqueous solution were uniformly dropped into the flask over 120 minutes. Then, when the pH of the contents of the flask was examined in the same manner as described above, the pH was 2.6.
滴下終了後、フラスコの内容物を70℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水280部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10〕の25%水溶液80部、メチルメタクリレート55部、スチレン40部、シクロヘキシルメタクリレート110部、2-エチルヘキシルアクリレート215部、n-ブチルアクリレート240部および4-メタクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン5部からなる2段目滴下用プレエマルションと5%過硫酸アンモニウム水溶液10部を120分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。その後、フラスコの内容物のpHを前記と同様にして調べたところ、当該pHは8.7であった。 After completion of the dropping, the contents of the flask were maintained at 70 ° C. for 60 minutes, followed by 280 parts of deionized water, 80 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adecaria Sorb SR-10], and methyl methacrylate. Two stages consisting of 55 parts, 40 parts of styrene, 110 parts of cyclohexyl methacrylate, 215 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 240 parts of n-butyl acrylate and 5 parts of 4-methacryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin. A preemulsion for dropping the eyes and 10 parts of a 5% aqueous solution of ammonium persulfate were uniformly dropped into the flask over 120 minutes. Then, when the pH of the contents of the flask was examined in the same manner as described above, the pH was 8.7.
滴下終了後、7フラスコの内容物を70℃で60分間維持し、得られた反応液を室温まで冷却し、300メッシュの金網で濾過することにより、pHが8.6である水性樹脂分散液を得た。この水性樹脂分散液における不揮発分の含有率は45.0%であり、単量体成分における酸基含有単量体(アクリル酸)の含有率は0%であり、水性樹脂分散液に含まれているエマルション粒子を構成している重合体のガラス転移温度は-11℃であった。 After completion of the dropping, the contents of the 7 flasks were maintained at 70 ° C. for 60 minutes, the obtained reaction solution was cooled to room temperature, and filtered through a wire mesh of 300 mesh to obtain an aqueous resin dispersion having a pH of 8.6. Got The content of the non-volatile content in this aqueous resin dispersion is 45.0%, and the content of the acid group-containing monomer (acrylic acid) in the monomer component is 0%, which is contained in the aqueous resin dispersion. The glass transition temperature of the polymer constituting the emulsion particles was -11 ° C.
比較例2
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に、脱イオン水731部を仕込んだ。滴下ロートに、脱イオン水380部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10〕の25%水溶液110部、メチルメタクリレート305部、スチレン115部、シクロヘキシルメタクリレート265部、n-ブチルメタクリレート10部、2-エチルヘキシルアクリレート195部およびn-ブチルアクリレート10部からなる滴下用プレエマルションを調製し、そのうち1段目滴下用プレエマルション約77部をフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら70℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液5部を添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液14部を120分間にわたり均一にフラスコ内に滴下した。その後、フラスコの内容物のpHを前記と同様にして調べたところ、当該pHは2.6であった。
Comparative Example 2
731 parts of deionized water was placed in a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, a nitrogen gas introduction tube, a thermometer and a reflux condenser. In the dropping funnel, 380 parts of deionized water, 110 parts of 25% aqueous solution of emulsifier [manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adecaria Sorb SR-10], 305 parts of methyl methacrylate, 115 parts of styrene, 265 parts of cyclohexyl methacrylate, n-butyl. A dropping pre-emulsion consisting of 10 parts of methacrylate, 195 parts of 2-ethylhexyl acrylate and 10 parts of n-butyl acrylate was prepared, of which about 77 parts of the first-stage dropping pre-emulsion was added into the flask and nitrogen gas was gently added. The temperature was raised to 70 ° C. while blowing, and 5 parts of a 5% aqueous solution of ammonium persulfate was added to initiate polymerization. Then, the balance of the pre-emulsion for dropping and 14 parts of the 5% ammonium persulfate aqueous solution were uniformly dropped into the flask over 120 minutes. Then, when the pH of the contents of the flask was examined in the same manner as described above, the pH was 2.6.
滴下終了後、フラスコの内容物を70℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水40部、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソーブSR-10〕の25%水溶液10部、メチルメタクリレート5部、スチレン5部、シクロヘキシルメタクリレート15部、2-エチルヘキシルアクリレート55部、n-ブチルアクリレート10部および4-メタクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン10部からなる2段目滴下用プレエマルションと5%過硫酸アンモニウム水溶液2部を120分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。その後、フラスコの内容物のpHを前記と同様にして調べたところ、当該pHは8.7であった。 After completion of the dropping, the contents of the flask were maintained at 70 ° C. for 60 minutes, followed by 40 parts of deionized water, 10 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adecaria Sorb SR-10], and methyl methacrylate. Two stages consisting of 5 parts, 5 parts of styrene, 15 parts of cyclohexyl methacrylate, 55 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 10 parts of n-butyl acrylate and 10 parts of 4-methacryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin. A pre-emulsion for dropping the eyes and two parts of a 5% aqueous solution of ammonium persulfate were uniformly dropped into the flask over 120 minutes. Then, when the pH of the contents of the flask was examined in the same manner as described above, the pH was 8.7.
滴下終了後、7フラスコの内容物を70℃で60分間維持し、得られた反応液を室温まで冷却し、300メッシュの金網で濾過することにより、pHが8.6である水性樹脂分散液を得た。この水性樹脂分散液における不揮発分の含有率は45.0%であり、単量体成分における酸基含有単量体(アクリル酸)の含有率は0%であり、水性樹脂分散液に含まれているエマルション粒子を構成している重合体のガラス転移温度は29℃であった。 After completion of the dropping, the contents of the 7 flasks were maintained at 70 ° C. for 60 minutes, the obtained reaction solution was cooled to room temperature, and filtered through a wire mesh of 300 mesh to obtain an aqueous resin dispersion having a pH of 8.6. Got The content of the non-volatile content in this aqueous resin dispersion is 45.0%, and the content of the acid group-containing monomer (acrylic acid) in the monomer component is 0%, which is contained in the aqueous resin dispersion. The glass transition temperature of the polymer constituting the emulsion particles was 29 ° C.
次に、各実施例または各比較例で得られた水性樹脂分散液の物性として、耐温水白化性、限界膜厚および耐候性を以下の方法に基づいて、評価した。なお、各物性において、×の評価が1つでもあるものは、不合格であると判定される。 Next, as the physical properties of the aqueous resin dispersion obtained in each Example or each Comparative Example, the hot water whitening resistance, the critical film thickness and the weather resistance were evaluated based on the following methods. It should be noted that, in each physical property, if the evaluation of x is at least one, it is determined to be unacceptable.
(1)耐温水白化性
各実施例または各比較例で得られた水性樹脂分散液100部に成膜助剤として2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソブチレート〔チッソ(株)製、品番:CS-12〕10部および消泡剤〔サンノプコ(株)製、商品名:ノプコ8034L〕0.5部を添加し、ホモディスパーで回転速度1500min-1にて30分間攪拌することにより、評価用試料を得た。
(1) Warm water whitening resistance 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate [Chisso] as a film-forming aid in 100 parts of the aqueous resin dispersion obtained in each Example or Comparative Example. Made by Co., Ltd., product number: CS-12] 10 parts and antifoaming agent [San Nopco Ltd., trade name: Nopco 8034L] 0.5 parts were added, and a homodisper was used at a rotation speed of 1500 min -1 for 30 minutes. By stirring, a sample for evaluation was obtained.
JIS K6717(2006年)に準じ、ポリメチルメタクリレートを押出成形によって成形することによって得られた黒色アクリル板〔日本テストパネル(株)製、縦:75mm、横:150mm、厚さ:3mm〕に、前記で得られた評価用試料を5milアプリケーターで塗布し、23℃の雰囲気中で1日間乾燥させることによって試験板を作製した。 To a black acrylic plate [manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd., length: 75 mm, width: 150 mm, thickness: 3 mm] obtained by molding polymethylmethacrylate by extrusion molding according to JIS K6717 (2006). The evaluation sample obtained above was applied with a 5 mil applicator and dried in an atmosphere of 23 ° C. for 1 day to prepare a test plate.
前記で得られた試験板のL値(L0)を色差計〔日本電色工業(株)製、商品名:分光式色差計SE-2000〕で測定し、さらにこの試験板を50℃に温調された温水中に24時間浸漬させた後、温水から引き上げ、キムタオル〔日本製紙クレシア(株)製〕で水分を拭き取り、1分間以内に前記色差計でL値(L1)を測定した。 The L value (L0) of the test plate obtained above was measured with a colorimeter [manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd., trade name: spectroscopic colorimeter SE-2000], and the test plate was further heated to 50 ° C. After immersing it in the prepared warm water for 24 hours, it was pulled up from the warm water, the water was wiped off with a Kim towel [manufactured by Nippon Paper Crecia Co., Ltd.], and the L value (L1) was measured with the colorimeter within 1 minute.
次に、L値の変化値を式:
ΔL=(L1)-(L0)
に基づいて求め、以下の評価基準に基づいて耐温水白化性を評価した。
〔評価基準〕
○:ΔLが4.0未満
△:ΔLが4.0以上6.0未満
×:ΔLが6.0以上
Next, the change value of the L value is expressed by the formula:
ΔL = (L1)-(L0)
The hot water whitening resistance was evaluated based on the following evaluation criteria.
〔Evaluation criteria〕
◯: ΔL is less than 4.0 Δ: ΔL is 4.0 or more and less than 6.0 ×: ΔL is 6.0 or more
(2)限界膜厚および耐候性
(評価用試料の調製)
各実施例または各比較例で得られた水性樹脂分散液100部に成膜助剤として2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソブチレート〔チッソ(株)製、品番:CS-12〕10部を添加し、ホモディスパーで回転速度1500min-1にて10分間攪拌した後、白色ペースト30部および消泡剤〔サンノプコ(株)製、商品名:ノプコ8034L〕0.5部を添加し、クレーブス単位粘度計(ブルックフィールド社製、品番:KU-1)を用いて25℃で測定したときの粘度が80KUとなるように増粘剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカノールUH-420〕を添加し、その状態で30分間攪拌することにより、試料を得た。
(2) Limit film thickness and weather resistance (preparation of sample for evaluation)
2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate as a film-forming aid in 100 parts of the aqueous resin dispersion obtained in each Example or Comparative Example [manufactured by Chisso Co., Ltd., product number: CS-12] 10 parts was added, and after stirring with a homodisper at a rotation speed of 1500 min -1 for 10 minutes, 30 parts of white paste and an antifoaming agent [manufactured by San Nopco Ltd., trade name: Nopco 8034L] 0.5. A thickener [manufactured by ADEKA Corporation, trade name] so that the viscosity becomes 80 KU when measured at 25 ° C. using a Claves unit viscous meter (manufactured by Brookfield, product number: KU-1). : Adecanol UH-420] was added, and the mixture was stirred in that state for 30 minutes to obtain a sample.
なお、前記白色ペーストは、脱イオン水210部、分散剤〔花王(株)製、商品名:デモールEP〕60部、分散剤〔第一工業製薬(株)製、商品名:ディスコートN-14〕50部、湿潤剤〔花王(株)製、商品名:エマルゲンLS-106〕10部、プロピレングリコール60部、酸化チタン〔石原産業(株)製、品番:CR-95〕1000部およびガラスビーズ(直径:1mm)200部をホモディスパーで回転速度3000min-1にて60分間分散させることによって調製した。 The white paste contains 210 parts of deionized water, 60 parts of a dispersant [manufactured by Kao Corporation, trade name: Demol EP], and a dispersant [manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Discoat N-. 14] 50 parts, wetting agent [Kao Corporation, trade name: Emargen LS-106] 10 parts, propylene glycol 60 parts, titanium oxide [Ishihara Sangyo Co., Ltd., product number: CR-95] 1000 parts and glass It was prepared by dispersing 200 parts of beads (diameter: 1 mm) with a homodisper at a rotation speed of 3000 min -1 for 60 minutes.
前記で得られた試料を用いて限界膜厚および耐候性を調べた。その結果を表1に示す。 The limit film thickness and weather resistance were examined using the sample obtained above. The results are shown in Table 1.
(限界膜厚)
試料100質量部あたり水10質量部の割合で試料と水とを混合することにより、混合物を用意した。
(Limited film thickness)
A mixture was prepared by mixing the sample and water at a ratio of 10 parts by mass of water to 100 parts by mass of the sample.
次に、フレキシブルボード(縦:150mm、横:150mm、厚さ:4mm)に、シーラー〔エスケー化研(株)製、商品名:EXシーラー〕をエアスプレーで150g/m2の塗布量で均一に塗布し、熱風乾燥機内にて80℃で10分間乾燥させた。その乾燥直後に当該フレキシブルボードの表面に形成されている塗膜上に前記で得られた混合物をサグテスターにて塗膜の湿潤厚さが100~500μmのうち所定の塗膜の厚さとなるように塗布することによって試験板を作製し、得られた試験板をただちに熱風乾燥機にて風速1m/sの条件で30分間乾燥させた後、試験板を熱風乾燥器から取り出し、塗膜に収縮皺が確認されたときの塗膜の厚さを限界膜厚とし、以下の評価基準に基づいて限界膜厚を評価した。
〔評価基準〕
○:限界膜厚が375μm以上
△:限界膜厚が250μm以上375μm以下
×:限界膜厚が250μm未満
Next, on a flexible board (length: 150 mm, width: 150 mm, thickness: 4 mm), a sealer [manufactured by SK KAKEN Co., Ltd., trade name: EX sealer] is sprayed uniformly at an application amount of 150 g / m 2 . And dried at 80 ° C. for 10 minutes in a hot air dryer. Immediately after the drying, the mixture obtained above is applied onto the coating film formed on the surface of the flexible board with a sag tester so that the wet thickness of the coating film becomes a predetermined coating film thickness of 100 to 500 μm. A test plate is prepared by coating, and the obtained test plate is immediately dried in a hot air dryer for 30 minutes at a wind speed of 1 m / s. The thickness of the coating film at the time when was confirmed was defined as the limit film thickness, and the limit film thickness was evaluated based on the following evaluation criteria.
〔Evaluation criteria〕
◯: Limit film thickness is 375 μm or more Δ: Limit film thickness is 250 μm or more and 375 μm or less ×: Limit film thickness is less than 250 μm
(耐候性)
スレート板〔日本テストパネル(株)製、縦:70mm、横:150mm、厚さ:6mm〕にシーラー〔エスケー化研(株)製、商品名:EXシーラー〕をエアスプレーで150g/m2の塗布量で均一に塗布し、23℃の雰囲気中で1週間乾燥させた。
(Weatherability)
Slate plate [manufactured by Japan Test Panel Co., Ltd., length: 70 mm, width: 150 mm, thickness: 6 mm] and sealer [manufactured by SK KAKEN Co., Ltd., product name: EX sealer] at 150 g / m 2 by air spray. It was applied uniformly in an application amount and dried in an atmosphere of 23 ° C. for 1 week.
次に、試料を10milアプリケーターで塗布し、23℃の雰囲気中にて1週間乾燥させた後、当該試料が塗布されたスレート板の側面および背面をアルミニウムテープでシールし、試料が塗布された面の60°鏡面光沢を光沢計〔日本電色工業(株)製、品番:VG2000〕で測定し、さらに以下の条件にて500時間耐候性試験を行ない、前記光沢計で当該スレート板の塗装面の光沢を測定し、式:
[光沢保持率(%)]
=〔[耐候性試験後の光沢]÷[耐候性試験前の光沢]〕×100
に基づいて求め、以下の評価基準に基づいて耐候性を評価した。
Next, the sample was applied with a 10 mil applicator, dried in an atmosphere of 23 ° C. for 1 week, and then the side surface and the back surface of the slate plate to which the sample was applied were sealed with aluminum tape, and the surface to which the sample was applied was sealed. 60 ° mirror surface gloss was measured with a gloss meter [Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd., product number: VG2000], and a weather resistance test was conducted for 500 hours under the following conditions. Measure the gloss of, and formula:
[Gloss retention rate (%)]
= [[Gloss after weathering test] ÷ [Gloss before weathering test]] × 100
The weather resistance was evaluated based on the following evaluation criteria.
〔耐候性試験の試験条件〕
・試験機:メタルウェザー〔ダイプラ・ウィンテス(株)製、品番:KU-R4〕
・照射:気温65℃で相対湿度50%の雰囲気中で4時間照射(照射強度:80mW/cm2)
・湿潤:気温35℃で相対湿度98%の雰囲気中で4時間
・シャワー:湿潤前後に各30秒間
[Test conditions for weather resistance test]
・ Testing machine: Metal weather [manufactured by Daipla Wintes Co., Ltd., product number: KU-R4]
-Irradiation: Irradiation for 4 hours in an atmosphere with a temperature of 65 ° C and a relative humidity of 50% (irradiation intensity: 80 mW / cm 2 )
・ Wetness: 4 hours in an atmosphere with a temperature of 35 ° C and a relative humidity of 98% ・ Shower: 30 seconds each before and after wetting
〔評価基準〕
○:光沢保持率が80%以上
△:光沢保持率が60%以上80%未満
×:光沢保持率が60%未満
〔Evaluation criteria〕
◯: Gloss retention rate is 80% or more Δ: Gloss retention rate is 60% or more and less than 80% ×: Gloss retention rate is less than 60%
表1に示された結果から、各実施例で得られた水性樹脂分散体は、いずれも、各比較例と対比して、耐温水白化性、限界膜厚および耐候性に優れていることがわかる。 From the results shown in Table 1, it was found that all of the aqueous resin dispersions obtained in each example were excellent in warm water whitening resistance, critical film thickness and weather resistance as compared with each comparative example. Understand.
本発明の水性樹脂分散体の製造方法および水性樹脂分散体は、例えば、塗料、コーティング剤などの用途に有用である。 The method for producing an aqueous resin dispersion and the aqueous resin dispersion of the present invention are useful for applications such as paints and coating agents.
Claims (7)
前記エマルション粒子の原料に用いられる単量体成分として酸基含有単量体の含有率が0.3質量%以下である単量体成分を用い、
1段目の単量体成分として前記乳化重合に用いられる全単量体成分のうちの45~85質量%の量の単量体成分を用い、当該単量体成分を乳化重合させてpHが2.2~2.8である水性樹脂分散体を調製した後、
2段目以降の単量体成分として残りの単量体成分を用いる際に、当該2段目以降の単量体成分としてピペリジル基含有単量体を含有する単量体成分を用い、当該単量体成分を乳化重合させて重合体のガラス転移温度が-40~7℃であるエマルション粒子を含有し、pHが8.5~10である水性樹脂分散体を調製することを特徴とする水性樹脂分散体の製造方法。 A method for producing an aqueous resin dispersion containing a plurality of layers of emulsion particles by emulsion-polymerizing a monomer component in multiple stages in the absence of a neutralizing agent .
As the monomer component used as the raw material of the emulsion particles, a monomer component having an acid group-containing monomer content of 0.3% by mass or less was used.
As the first-stage monomer component, a monomer component in an amount of 45 to 85% by mass of all the monomer components used in the emulsion polymerization is used, and the monomer component is emulsion-polymerized to adjust the pH. After preparing the aqueous resin dispersion of 2.2 to 2.8,
When the remaining monomer component is used as the monomer component of the second and subsequent stages, the monomer component containing the piperidyl group-containing monomer is used as the monomer component of the second and subsequent stages. The monomer component is emulsion-polymerized to prepare an aqueous resin dispersion containing emulsion particles having a glass transition temperature of the polymer of −40 to 7 ° C. and a pH of 8.5 to 10. A method for producing an aqueous resin dispersion.
前記エマルション粒子の原料に用いられる単量体成分として酸基含有単量体の含有率が0.3質量%以下である単量体成分を用い、
1段目の単量体成分として前記乳化重合に用いられる全単量体成分のうちの45~85質量%の量の単量体成分を用いる際に、当該1段目の単量体成分としてメチルメタクリレートを含有する単量体成分を用い、当該単量体成分を乳化重合させてpHが2.2~2.8である水性樹脂分散体を調製した後、
2段目以降の単量体成分として残りの単量体成分を用いる際に、当該2段目以降の単量体成分としてメチルメタクリレートおよびピペリジル基含有単量体を含有する単量体成分を用い、当該単量体成分を乳化重合させて重合体のガラス転移温度が-40~7℃であるエマルション粒子を含有し、pHが8.5~10である水性樹脂分散体を調製することを特徴とする水性樹脂分散体の製造方法。 A method for producing an aqueous resin dispersion containing a plurality of layers of emulsion particles by emulsion polymerization of a monomer component in multiple stages .
As the monomer component used as the raw material of the emulsion particles, a monomer component having an acid group-containing monomer content of 0.3% by mass or less was used.
When a monomer component in an amount of 45 to 85% by mass of all the monomer components used in the emulsion polymerization is used as the first-stage monomer component, the first-stage monomer is used. A monomer component containing methyl methacrylate is used as a component, and the monomer component is emulsion-polymerized to prepare an aqueous resin dispersion having a pH of 2.2 to 2.8.
When the remaining monomer component is used as the monomer component of the second and subsequent stages, the monomer component containing methyl methacrylate and the piperidyl group-containing monomer as the monomer component of the second and subsequent stages is used. To prepare an aqueous resin dispersion containing emulsion particles having a glass transition temperature of -40 to 7 ° C. and a pH of 8.5 to 10 by emulsion polymerization of the monomer component. A method for producing an aqueous resin dispersion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019209924A JP7051783B2 (en) | 2019-11-20 | 2019-11-20 | Method for manufacturing aqueous resin dispersion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019209924A JP7051783B2 (en) | 2019-11-20 | 2019-11-20 | Method for manufacturing aqueous resin dispersion |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015074268A Division JP6693705B2 (en) | 2015-03-31 | 2015-03-31 | Method for producing aqueous resin dispersion |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020041153A JP2020041153A (en) | 2020-03-19 |
JP2020041153A5 JP2020041153A5 (en) | 2020-11-05 |
JP7051783B2 true JP7051783B2 (en) | 2022-04-11 |
Family
ID=69797709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019209924A Active JP7051783B2 (en) | 2019-11-20 | 2019-11-20 | Method for manufacturing aqueous resin dispersion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7051783B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003226793A (en) | 2002-02-06 | 2003-08-12 | Nippon Shokubai Co Ltd | Aqueous resin dispersion and its production process |
JP2004099901A (en) | 2002-09-12 | 2004-04-02 | Rohm & Haas Co | Polymer particle having selected pendant group and composition produced from particle |
JP2006249183A (en) | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Aqueous resin dispersion |
JP2007246800A (en) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Multi-step polymerization polymer emulsion and method for producing the same |
JP2008063567A (en) | 2006-08-10 | 2008-03-21 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Aqueous resin dispersion |
JP2013227361A (en) | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Nippon Shokubai Co Ltd | Aqueous resin composition and method for producing the same |
JP2014031456A (en) | 2012-08-04 | 2014-02-20 | Nippon Shokubai Co Ltd | Resin composition for coating |
-
2019
- 2019-11-20 JP JP2019209924A patent/JP7051783B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003226793A (en) | 2002-02-06 | 2003-08-12 | Nippon Shokubai Co Ltd | Aqueous resin dispersion and its production process |
JP2004099901A (en) | 2002-09-12 | 2004-04-02 | Rohm & Haas Co | Polymer particle having selected pendant group and composition produced from particle |
JP2006249183A (en) | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Aqueous resin dispersion |
JP2007246800A (en) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Multi-step polymerization polymer emulsion and method for producing the same |
JP2008063567A (en) | 2006-08-10 | 2008-03-21 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Aqueous resin dispersion |
JP2013227361A (en) | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Nippon Shokubai Co Ltd | Aqueous resin composition and method for producing the same |
JP2014031456A (en) | 2012-08-04 | 2014-02-20 | Nippon Shokubai Co Ltd | Resin composition for coating |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020041153A (en) | 2020-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5627928B2 (en) | Aqueous resin composition and method for producing the same | |
JP6343417B2 (en) | Resin composition for paint | |
WO2012014761A1 (en) | Hydrophilizing treatment agent | |
JP6144461B2 (en) | Aqueous resin composition and method for producing the same | |
JP6346769B2 (en) | Laminated coating | |
JP5919131B2 (en) | Resin composition for paint | |
JP6674187B2 (en) | Resin emulsion | |
JP5760014B2 (en) | Laminated coating | |
JP6853726B2 (en) | Resin composition for paint | |
JP7051783B2 (en) | Method for manufacturing aqueous resin dispersion | |
JP6664918B2 (en) | Method for producing aqueous resin dispersion | |
JP6014097B2 (en) | Aqueous resin composition and method for producing the same | |
JP2018172678A (en) | Resin emulsion | |
JP7033568B2 (en) | Resin composition for paint | |
JP7428511B2 (en) | resin emulsion | |
JP6463452B2 (en) | Resin composition for paint | |
JP6693705B2 (en) | Method for producing aqueous resin dispersion | |
JP5890881B2 (en) | Aqueous resin composition and method for producing the same | |
JP6712891B2 (en) | Resin emulsion for top coating | |
JP6259145B2 (en) | Resin composition for paint | |
JP6566690B2 (en) | Method for producing aqueous resin dispersion | |
JP7572333B2 (en) | Resin Emulsion | |
JP6624863B2 (en) | Resin emulsion for paint | |
JP2014034617A (en) | Coating resin composition | |
JP6430765B2 (en) | Laminated coating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191211 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200916 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210305 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210810 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211007 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220315 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220330 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7051783 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |