JPH06239957A - イソシアネート水性エマルジョン組成物 - Google Patents
イソシアネート水性エマルジョン組成物Info
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Abstract
施設材の塗料等の分野に利用できる水性エマルジョン組
成物の提供。 【構成】 (A)メタ−イソプロペニル−α,α−ジメ
チルベンジルイソシアネート 1〜80重量% (B) 【化1】 で表わされる単量体の一種以上10〜80重量% (C) (A)成分、(B)成分と共重合可能な一種以
上のα,βエチレン性不飽和単量体10〜80重量%か
らなる共重合体溶液に、 (D) 【化2】 を5〜95重量%の範囲で、かつ共重合体溶液中のNC
O基対(D)成分中のNCO基の比が、0.1:9.9
〜9.9:0.1になるようにしたイソシアネート水性
エマルジョン組成物。
Description
性エマルジョン組成物に関するもので建築用仕上塗材若
しくは防水材、床材、スポーツ施設材の塗料の分野に利
用しうるものである。
の枯渇の問題が深刻になるにつれ、無公害化、環境保
全、省資源などの社会要請が塗料および防水業界に対し
て急速に高まっている。これらの要請に応えるために建
築用仕上塗材若しくは防水材、床材、スポーツ施設材に
用いる塗料として1液型アクリルエマルジョン水性塗料
や2液型エポキシ水性塗料の開発が行なわれてきたが、
従来使用されている油性アクリルウレタン塗料に比べ基
材との接着性や耐久性、耐候性に乏しいなどの難点をも
っている。さらにその毒性のために施行上配慮しなけれ
ばならない要件が多く、安全ですぐれた性能をもつ水性
塗料の出現が望まれている。
性、耐久性及び基材との接着性に優れ、かつ容易に水希
釈が可能な素材を得んとするものである。本発明の思想
は広く世間で耐候性が優れていると認められているアク
リル樹脂系を選定し、この系で(1) 低反応性を示め
すNCO基を有する単量体を共重合体の一成分として活
用することでエマルジョン粒子を構成するポリマー鎖に
NCO基を導入して生成膜の物性を高めると共に(2)
共重合体の1成分として導入することで共重合体の自
己乳化力を発現しうる界面活性剤機能を有する単量体を
採用、することで、従来到達できなかった高固形分濃度
でありながら低粘度を示し、水で容易に希釈できるしか
も高い物性を発揮するバインダーとなりうる共重合体溶
液を作り、これと界面活性剤を含有している反応性の高
いポリイソシアネート誘導体との併用によって、高耐
候、高物理物性、高固形分濃度、低粘度、易水希釈性、
ロングポットライフを発現しうるイソシアナート水性エ
マルジョン組成物を得ようとする点にある。
成物を従来使用されているアクリルエマルジョン塗料組
成物と併用することにより水性でありながら従来使用さ
れている油性アクリルウレタン塗料と同等の耐候性、耐
久性、基材との接着性を有する水性アクリルウレタン塗
料が得られる。
は優れているが耐候性が期待しにくく、かつ硬化剤とし
て使用するアミン誘導体の毒性等に問題のある水性エポ
キシ樹脂系の欠点を克服出来る。さらに1液アクリルエ
マルジョン系がもつ基材との接着性の技術上の限界を克
服することが可能となる。本発明者はこの点に着目し鋭
意検討を続け本発明を完成するに至った。
−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシア
ネート
アルキル基、nは5〜100の整数を示す)で表わされ
る単量体の一種以上10〜80重量%および(C) 上
記(A)成分(B)成分と共重合可能な少なくとも一種
以上のα,βエチレン性不飽和単量体10〜80重量%
を用いて得られる共重合体溶液に(D) 一般式(I
I)
0の整数、Xはジ又はポリイソシアネートの残基であっ
て少なくとも1個のイソシアネート基を含有する)を、
全体に対して共重合体溶液の量が5〜95重量%の範囲
でかつ共重合体溶液中のNCO基量対(D)成分中のN
CO基量の比が0.1対9.9〜9.9対0.1になる
ように調整して含有させてなるイソシアネート水性エマ
ルジョン組成物に関する。そして、特に好ましい態様と
しては、上記一般式(II)のXがヘキサメチレンジイ
ソシアネートのイソシアヌレート体またはビュウレット
体を用いたイソシアネート水性エマルジョン組成物があ
げられる。
あるメタ−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル
イソシアネート単量体はNCO基を含有する単量体であ
るが、一般に硬化材として使用されているポリイソシア
ネート誘導体中のNCO基の反応性に比べ、比較的おだ
やかであり、重合中の水分、アルコール等の混入に配慮
すれば共重合体中にかなりの比率まで単量体を導入する
ことが可能であり、これともう1つの必須成分である一
般式(I)の単量体は水希釈性を発現しうる界面活性剤
含有単量体であり、その他の単量体とを組合せることに
より高NCO基を含有する耐候性のよい任意の物性及び
水希釈性を発現しうるアクリル系のポリイソシアネート
を用意し、さらにこれに耐候性、水希釈性及び反応性の
良い一般式(II)で表わされる界面活性剤含有ポリイ
ソシアネートを組合せることで耐候性に優れた高物性、
高水希釈性適性なポットライフを有するイソシアネート
水性エマルジョン組成物を提供できることとなる。
成物を従来使用されているアクリルエマルジョン塗料組
成物と併用することにより本イソシアネート水性エマル
ジョン組成物の耐候性の優れた、高物性、高水希釈性、
適性なポットライフの性能が付加され水性でありながら
従来使用されている油性アクリルウレタン塗料と同等の
諸性能を有する水性アクリルウレタン塗料組成物を提供
できる。
である。すなわちメタ−イソプロペニル−α,α−ジメ
チルベンジルイソシアネート(A成分)を1〜80重量
%、好ましくは5〜60重量%、一般式(I)で表わさ
れる単量体(B成分)を10〜80重量%、好ましくは
15〜60重量%、A成分、B成分と共重合可能な少く
とも1種以上のα,βエチレン性不飽和単量体(C成
分)、10〜80重量%、好ましくは15〜60重量%
を用いて得られる共重合体溶液に対して、一般式(I
I)で表わされるポリイソシアネートの1種以上(D成
分)を全体に対して共重合体溶液の量が5〜95重量
%、好ましくは10〜90重量%の範囲で、共重合体溶
液中のNCO基量対D成分中のNCO基量の比が0.1
対9.9〜9.9対0.1、好ましくは0.3対9.7
〜9.0対1.0になるように調整して含有すればよい
のである。
的な手法に従って共重合すればよい。ただ重合を行うに
際して注意すべき点は、水分の存在しない方法で実施す
べきである。例えばウレタングレードの溶剤を使用する
か、水分除去剤を用いればよい。水分除去剤としては、
例えばアディテブT1(住友バイエル製品)、アディテ
ブOF(住友バイエル製品)、モレシュラーシーブ等を
用いることができる。
が溶解しうる程度の溶解性があり、イソシアネートに対
する配慮がなされ、比較的親水性のある溶剤であればい
ずれでもよい。例えばプロピレングリコールモノメチル
エーテルアセテート、セロソルブアセテート、酢酸エチ
ル、メチルエチルケトン等を用いることができる。また
重合を行なう前に一般式(II)で表わされる界面活性
剤含有ポリイソシアネート(D成分)を合成後D成分共
存下中で共重合を行なってもよい。
パーオキシイソプロピルカーボネート、2,2′−アゾ
ビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2,4
ジメチルバレロニトリル)、1,1′アゾビス(シクロ
ヘキサン−1−カルボニトリル等のごときアゾ系開始
剤、過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオキシ(2−エ
チルヘキサノエート)、キュメンハイドロパーオキサイ
ド、第3級ブチルハイドロパーオキサイド、ジ第3級ブ
チルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイドごとき過
酸化物を単独もしくは混合して用いることができる。ま
た重合度調節剤としてはノフマーMSD(日本油脂
(株)製品)、2エチルヘキシルメルカプタン、n−オ
クチルメルカプタンなど一般的な連鎖移動剤であれば、
単独もしくは混合系で利用しうる。
る単量体(B成分)に於いてR1 は水素、又はメチル基
であり、R2 はエチル基、プロピル基及びブチル基であ
り特にメチル基が好ましい。又良好な水希釈性を得るに
は十分なオキシエチレン基(C2 H4 O)の存在が必要
であり、nは平均して5〜100個が必要であり、特に
nは平均して7〜60個の場合が優れている。
ングリコール(メタ)アクリレート、(n=9)、メト
キシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート(n
=30)、エトキシポリエチレングリコール(メタ)ア
クリレート、プロポキシポリエチレングリコール(メ
タ)アクリレート、ブトキシポリエチレングリコール
(メタ)アクリレート等を1種以上組合せて使用すれば
よい。
和単量体(C成分)としては、(メタ)アクリル酸メチ
ル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プ
ロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)ア
クリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メ
タ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸t
ert−ブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、
(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸
ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アク
リル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2エチルヘキシ
ル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デ
シル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリ
ル酸パルミチル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)
アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキ
シル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル
酸2エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、
エトキシエチルアクリレート、スチレン、α−メチルス
チレン、α−クロルスチレン、ビニルトルエン、塩化ビ
ニリデン、酢酸ビニル、飽和モノカルボン酸のビニルエ
ステルなどがあげられる。これらは、単独もしくは2種
以上を組み合わせて用いることができる。
れる界面活性剤含有ポリイソシアネート(D成分)に於
いてR3 はメチル基、エチル基、プロピル基及びブチル
基であり特にメチル基が好ましい。又良好な水希釈性を
得るには十分なオキシエチレン基(C2 H4 O)の存在
が必要であり、mは平均して5〜100個が必要であ
る。特にmは平均して7〜60個の場合が優れている。
あり少なくとも1個の遊離イソシアネート基を含有する
ものである。使用可能なイソシアネートの例としてはヘ
キサメチレンジイソシアネート(HMDI)、イソホロ
ンジイソシアネート(IPDI)、リジンイソシアネー
トメチルエステル、キシリレンジイソシアネート(XD
I)、メタキシリレンジイソシアネート、水添キシリレ
ンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシ
アネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート等の
無黄変型イソシアネートやm−及びp−フェニレンジイ
ソシアネート、トリレン−2−4−及び−2,6−ジイ
ソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン−4,4′
−ジイソシアネート、クロルフェニレン−2,4−ジイ
ソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネー
ト、ジフェニレン−4,4′−ジイソシアネート等の黄
変型イソシアネートはもちろんの事、それらのイソシア
ヌレート体、ビュウレット体、トリメチロールプロパン
アダクト体、活性水素をもつ化合物、例えばアミン類、
カルボン酸類、アルコール類及びそれらの誘導体とのア
ダクト体等が使用できる。
性を得るためには、ヘキサメチレンジイソシアネートの
イソシアヌレート体及びビュウレット体を使用すること
が好ましい。このような一般式(II)で表わされる界
面活性剤含有ポリイソシアネート(D成分)の合成方法
はR3 −O−(C2 H4 O)m Hのアルコール成分と少
なくとも2個のイソシアネート基を有するイソシアネー
トとを反応させることにより合成でき、その際にアルコ
ール成分1モルに対して少なくとも1モル以上のイソシ
アネートを使用する。この場合、過剰のイソシアネート
を使用すると有利である。反応はアルコール成分をイソ
シアネートに添加し反応混合物を温度50〜150℃で
加熱することにより行わせることが出来る。
組成物には、必要により無機あるいは有機顔料、体質顔
料、アルミニウム片の粉末顔料等を添加して用いること
が出来る。更に硬化促進剤としては、スタナスオクトエ
ート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウ
レート、フォーメートK(武田薬品(株)製品)等の有
機金属触媒、1,4−ジアザバイシクロ(2,2,2)
オクタン、トリエチルアミン、N,N,N′,N′−テ
トラメチルエチレンジアミン、N,N,N′,N″,
N″−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレ
ンジアミン、ジメチルアミノエタノール、ビス(2−ジ
メチルアミノエチル)エーテル等のアミン触媒、ジブチ
ルチンジラウレートと1,4−ジアザバイシクロ(2,
2,2)オクタン等のアミン触媒と有機金属系触媒の混
合触媒を用いることができる。また珪砂類、ゴム粉、酸
化珪素等のノンスリップ剤を添加して用いることが出来
る。またタレ防止剤、例えば炭酸カルシュウム、有機ベ
ントナイト、酸化珪素等を添加して用いることができ
る。この他、各種溶剤、消泡剤、レベリング剤、紫外線
吸収剤、シランカップリング剤、樹脂等の密着改良剤、
酸化防止剤等の一般に使用される塗料添加剤等の併用も
可能である。
組成物は、特に耐候性、耐久性、基材との接着性の要求
される建築用仕上塗材、防水材、床材、スポーツ施設
材、プラスチック成型材、石材の塗料や木工塗料、金属
塗料、インキ、接着材、結合剤、プライマー等の従来有
機溶剤系塗料が使用されていた分野すべてに適用でき
る。
る。なお文中の部および%は特に注記しない限り重量基
準である。実施例1 共重合体溶液の製造例(1) 攪拌機、還流冷却器、滴下ロート、温度計、窒素導入管
を備えた2リットルフラスコに初期仕込成分としてヘキ
サメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(固
形分100%、NCO基含有量23%、粘度2300c
ps)35部、メトキシポリエチレングリコール(m=
22)15部、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ルアセテート67部を仕込んだ後窒素ガスを吹き込みな
がら攪拌下で110℃まで昇温し、その後3時間反応し
た。脱水剤(アディテブT1;住友バイエルウレタン
(株)製)0.5部を添加し130℃まで昇温した。し
かるのち滴下成分としてスチレン5部、メチルメタクリ
レート5部、ブチルアクリレート10部、メタイソプロ
ピニルα,αジメチルベンジルイソシアネート15部、
メトキシポリグリコールメタクリレート(n=22)1
5部、連鎖移動剤(ノフマーMSD;日本油脂(株)
製)0.25部、重合触媒(パーブチルI;日本油脂
(株)製)1.5部からなる混合物を3時間にわたって
均一に滴下した。滴下終了後3時間熟成を行なった後常
温まで冷却した。こうして得た共重合体溶液(1)は共
重合溶液中のNCO基対(D)成分中のNCO基量の比
が、3.0対7.0、不揮発分60%、粘度682cp
s(BM粘度計NO3ローター、60rpm、25
℃)、イソシアネート基含有量6.3%の特性値を示め
した。
にしめす割合に変更し、実施例1と同様の重合操作を行
って共重合体溶液(共重合体溶液番号2〜13)を得
た。比較例1 比較共重合体溶液の製造 実施例1の共重合体溶液の製造例(1)の共重合組成を
表2にしめす割合に変更し、実施例1と同様の重合操作
を行って得た比較共重合体溶液(比較共重合体溶液番号
1〜7)を表2に示めした。
と水200部を配合し、攪拌機で20分間混合してイソ
シアネート水性エマルジョンを製造した。そのイソシア
ネート水性エマルジョンの安定性について表3に示めし
た。
ト水性エマルジョンが得られ、比較例1の比較共重合体
溶液の場合はいずれも樹脂分離、ゲル化物、増粘等が発
生し、使用できるイソシアナート水性エマルジョンが得
られなかった。
剤(フォーメートK)0.008部、水100部、消泡
剤(FZ−336日本ユニカー(株)製)0.1部を配
合し、攪拌機で20分間混合してクリヤー塗料を製造し
た。このクリヤー塗料を白木に塗付量100g/m2 と
なるように刷毛塗りを行ない室温で1週間養生した。こ
の塗装物は耐候性、耐黄変性、耐水性、耐薬品性、耐わ
れ性、接着性に優れ、木工塗料用クリヤー塗料として充
分に使用できるものが得られた。
(フォーメートK)0.008部、水200部、消泡剤
(FZ−336)0.1部を配合し、攪拌機で20分間
混合してクリヤー塗料を製造した。このクリヤー塗料を
大理石に塗付量150g/m2 となるようにスプレー塗
装を行ない室温で1週間養生した。この塗装物は耐候
性、耐黄変性、耐汚染性、耐酸性、耐水性、耐われ性、
接着性に優れ、石材用クリヤー塗料として充分に使用で
きるものが得られた。
白顔料(R−820;石原産業(株)製)20部、アデ
ィテブT1(住友バイエル(株)製)1部、硬化促進剤
(フォーメートK)0.008部、レベリング剤(L−
7607N;日本ユニカー(株)製)0.5部を配合
後、スーパーミルにて顔料分散を行ないエナメル塗料を
製造した。このエナメル塗料100部を水200部で希
釈してスレート板及びブリキ板に塗膜厚が30μとなる
ようにスプレー塗装を行ない室温で1週間養生した。こ
の塗装物は、耐候性、耐水性、耐薬品性、耐接着性物性
に優れ建築用仕上塗材、防水材、床材、スポーツ施設
材、プラスチック成型材、石材の塗料や木工塗料、金属
塗料、インキ等の用途に充分に使用できるものが得られ
た。
間攪拌してエマルジョン塗料を製造した。 (主剤配合) アクリルエマルジョン(E−1)*1 45 消泡剤 0.2 分散剤 0.5 防腐剤 0.1 レベリング剤 1 炭酸カリシュウム 10 珪石粉 10 クロムオキサイドグリーン 10 増粘剤 3 エチレングリコール 2 ブチルセルソルブ 3水 152 合計 100*1 大成化工(株)製水酸基価10、固形分50、粘度
125cps(25℃)水酸基含有アクリルエマルジョ
ン 硬化剤として実施例2共重合体溶液13を使用し主剤1
00部硬化剤20部、水100部を混合後床用ウレタン
シート、床用ポリエステルシートに塗付量250g/m
2 となるようにローラー刷毛塗装を行ない、室温で1週
間養生した。この塗装物は耐候性、耐水性、耐薬品性、
耐摩耗性、ポットライフ特に伸び、接着性に優れたもの
であった。この塗装物は一液型アクリルエマルジョン塗
料の接着性、耐摩耗性が大幅に改良され、又二液型エポ
キシ塗料の耐候性、伸び、毒性が大幅に改良されたもの
が得られた。このような点より従来使用されている油性
二液型アクリルウレタン塗料の用途分野すべてに適用で
きる。
0.001部、水200部を配合し攪拌機で20分間混
合したものをコンクリート表面に塗付量250g/m2
の割合でローラー刷毛で塗装した。室温で1日間放置後
実施例7の二液硬化型エマルジョン塗料を塗付量250
g/m2 の割合でローラー刷毛で塗装し、室温で1週間
養生した。この塗装物の接着強度は18kg/cm2 で
あり充分にプライマーとしての性能を有するものであっ
た。
ン組成物は実施例や比較例より明かなように水を添加し
攪拌するだけで容易に水分散物が得られ又その水分散物
は水系であるにもかかわらず実作業に支障のないポット
ライフを有するものである。更に本イソシアナート水性
エマルジョン組成物を従来使用されているアクリルエマ
ルジョン塗料の硬化剤として併用することにより耐候
性、耐水性、耐薬品性、伸び、接着性、物性、水希釈性
ポットライフの優れた組成物が得られ、水性でありなが
ら従来使用されている油性アクリルウレタン塗料と同等
の諸性能を有するため、建築用仕上塗材、防水材、床
材、スポーツ施設材、プラスチック成型材、石材、木
工、金属等の塗料やプライマー、接着材等の分野すべて
に適用できるものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 (A) メタ−イソプロペニル−α,α
−ジメチルベンジルイソシアネート 【化1】 1〜80重量%、(B) 一般式(I) 【化2】 (ここで、R1 はH又はCH3 基、R2 はC1 〜C4 の
アルキル基、nは5〜100の整数を示す)で表わされ
る単量体の一種以上10〜80重量%および(C) 上
記(A)成分(B)成分と共重合可能な少なくとも一種
以上のα,βエチレン性不飽和単量体10〜80重量%
を用いて得られる共重合体溶液に(D) 一般式(I
I) 【化3】 (ここでR3 はC1 〜C4 のアルキル基、mは5〜12
0の整数、Xはジ又はポリイソシアネートの残基であっ
て少なくとも1個の遊離イソシアネート基を含有する)
を、全体に対して共重合体溶液の量が5〜95重量%の
範囲でかつ共重合体溶液中のNCO基量対(D)成分中
のNCO基量の比が0.1対9.9〜9.9対0.1に
なるように調整して含有させてなるイソシアネート水性
エマルジョン組成物。 - 【請求項2】 一般式(II)のXがヘキサメチレンジ
イソシアネートのイソシアヌレート体又はビュウレット
体から選ばれる請求項1記載のイソシアネート水性エマ
ルジョン組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5030457A JPH0747618B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | イソシアネート水性エマルジョン組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5030457A JPH0747618B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | イソシアネート水性エマルジョン組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06239957A true JPH06239957A (ja) | 1994-08-30 |
JPH0747618B2 JPH0747618B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=12304436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5030457A Expired - Lifetime JPH0747618B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | イソシアネート水性エマルジョン組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0747618B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100538846B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2006-03-27 | 주식회사 케이씨씨 | 알킬렌모노이소시아네이트/폴리(에틸렌 옥사이드)모노알콜 단량체가 포함된 코어/쉘형 마이크로겔 및 이를 함유한 도료 조성물 |
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- 1993-02-19 JP JP5030457A patent/JPH0747618B2/ja not_active Expired - Lifetime
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