JP2637955B2 - Aqueous coating composition - Google Patents

Aqueous coating composition

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JP2637955B2
JP2637955B2 JP61180766A JP18076686A JP2637955B2 JP 2637955 B2 JP2637955 B2 JP 2637955B2 JP 61180766 A JP61180766 A JP 61180766A JP 18076686 A JP18076686 A JP 18076686A JP 2637955 B2 JP2637955 B2 JP 2637955B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、新規にして有用なる架橋性樹脂組成物に関
する。さらに詳細には、本発明は、α,β−エチレン性
不飽和カルボン酸アルキルエステルおよびアルケニルベ
ンゼンよりなる群から選ばれる、少なくとも1種の単量
体を、必須の単量体とする単量体混合物と、該単量体混
合物の100重量部に対して、10〜500重量部のコロイダル
シリカとを、水系で乳化重合せしめて得られる水分散性
樹脂組成物〔A〕と、シランカップリング剤〔B〕と
を、〔A〕:〔B〕なる固形分重量比が、95:5〜50:50
となるような割合で含有していることから成る、とりわ
け、フィルム形成性、耐久性、耐汚染性、硬度ならびに
耐熱性などに優れた塗膜を形成する、極めて実用性の高
い水性被覆用組成物に関する。
The present invention relates to a novel and useful crosslinkable resin composition. More specifically, the present invention relates to a monomer comprising at least one monomer selected from the group consisting of alkyl esters of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acids and alkenylbenzene as essential monomers. The mixture and a water-dispersible resin composition (A) obtained by emulsion-polymerizing 10 to 500 parts by weight of colloidal silica with respect to 100 parts by weight of the monomer mixture in an aqueous system, and a silane coupling agent [B], the solid content weight ratio of [A]: [B] is 95: 5 to 50:50.
An extremely practical aqueous coating composition which forms a coating film having excellent film forming properties, durability, stain resistance, hardness and heat resistance, etc. About things.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

通常、水系樹脂は、水溶性樹脂と水分散性樹脂とがあ
って、それぞれの特徴を有している。
Generally, the water-based resin includes a water-soluble resin and a water-dispersible resin, and has respective characteristics.

たとえば、前者の水溶性樹脂には、カルボキシル基を
アンモニアまたはアミンなどのような、種々のアルカリ
で以て中和溶解するアニオン・タイプと、第3級アミノ
基を酸で以て酸以て中和溶解するカニオン・タイプとが
あり、いずれのタイプのものも、フィルム形成性に優
れ、ポリマーのガラス転移温度の高低に関係なく、水溶
性の溶剤が飛べば、フィルムを形成するので、たとえ
ば、屋外曝露による耐汚染性ならびにフロアーおよび道
路などのブラック・フィール・マーク(ブラック・ヒー
ル・マーク)性などに代表される耐汚染性に優れた、硬
いポリマーが得られる。
For example, the former water-soluble resin includes an anion type in which a carboxyl group is neutralized and dissolved with various alkalis such as ammonia or an amine, and a tertiary amino group with an acid with an acid. There is a canion type that dissolves, and both types are excellent in film formability, regardless of the high or low glass transition temperature of the polymer, if a water-soluble solvent flies, a film is formed, for example, A hard polymer excellent in stain resistance due to outdoor exposure and stain resistance such as black feel mark (black heel mark) on floors and roads can be obtained.

しかしながら、水溶性樹脂の場合には、親水性を付与
するべく、酸やアルカリを多く使用するために、どうし
ても、耐水性、耐アルカリ性および/または耐酸性など
のような、いわゆる耐久性が劣るという欠点があった。
However, in the case of a water-soluble resin, in order to impart hydrophilicity, a large amount of acid or alkali is used, so that the so-called durability such as water resistance, alkali resistance and / or acid resistance is inferior. There were drawbacks.

また、分子量を高くすると、どうしても、高濃度で、
かつ、低粘度のものが得られ難くなるという処から、取
り扱い上も、分子量は低くせざるを得ないけれども、分
子量の低いことがまた、耐久性の劣る原因となってい
た。
In addition, if the molecular weight is increased, the concentration must be
In addition, from the viewpoint that it is difficult to obtain a low-viscosity resin, the molecular weight has to be low in handling, but the low molecular weight also causes poor durability.

一方、乳化剤や保護コロイドなどの存在下で乳化重合
して得られるか、あるいは機械的分散させて得られる形
の水分散性樹脂の場合には、分子量に関係なく、高濃度
で、かつ、比較的、低粘度のものが得られるし、加え
て、有機溶剤やアミンなどを殆ど使用しないという処か
ら、公害などの問題も少ないという特徴があるものの、
使用する乳化剤や保護コロイドなどの影響で以て、塗膜
の耐水性や基材に対する付着性などが劣るという欠点が
あった。
On the other hand, in the case of a water-dispersible resin obtained by emulsion polymerization in the presence of an emulsifier, protective colloid, or the like, or obtained by mechanically dispersing, regardless of the molecular weight, a high concentration can be obtained. Target, low viscosity, and in addition, there is little problem such as pollution because it hardly uses organic solvents and amines.
Due to the effect of the emulsifier and protective colloid used, there is a disadvantage that the water resistance of the coating film and the adhesion to the substrate are poor.

また、水分散性樹脂は、水溶性樹脂とは、およそ、造
膜機構が異なり、樹脂粒子間の融着が起こらなければ、
フィルムは形成され得ないし、ポリマーのガラス転移温
度の高低化に伴って、そのMFT(最低造膜温度)の高低
化も起こり、そのために、耐汚染性に優れる、硬いポリ
マーの塗膜が、常温では、得られないという欠点もあっ
た。
In addition, the water-dispersible resin is different from the water-soluble resin in the film forming mechanism, and if fusion between the resin particles does not occur,
A film cannot be formed, and as the glass transition temperature of the polymer rises and falls, its MFT (minimum film formation temperature) also rises and falls, so that a hard polymer film with excellent stain resistance can be formed at room temperature. Then, there was a disadvantage that it could not be obtained.

その点、加熱乾燥を行えば、硬いポリマーの塗膜が得
られるが、実用上、およそ汎用性に欠けるというデメリ
ットは拭い去れない。
In that respect, if the film is dried by heating, a hard polymer film can be obtained, but the disadvantage of practically lacking versatility cannot be wiped out.

そこで、常温硬化による硬いポリマーの塗膜を得る手
段として、硬いポリマーの水分散性樹脂に、可塑剤や水
溶性溶剤などの、いわゆる造膜助剤を大量に添加するこ
とも知られてはいるものの、こうした手段による限り
は、どうしても、塗膜の硬さが復元するのに長時間を要
し、その間、耐水性や耐汚染性などが低下するという欠
点がある。
Therefore, as a means of obtaining a hard polymer film by curing at room temperature, it is also known to add a large amount of a so-called film-forming aid such as a plasticizer or a water-soluble solvent to a water-dispersible resin of a hard polymer. However, according to such means, there is a drawback that it takes a long time to restore the hardness of the coating film, and during that time, the water resistance and the stain resistance are reduced.

他の手段として、常温程度のMFTを有する水分散性樹
脂に、コロイダルシリカを添加して行くことも知られて
はいるけれども、かかるコロイダルシリカの添加量を増
大して行くと、次第に、フィルム形成性が低下して行
き、常温乾燥(常乾)による高硬度の塗膜は得られ難か
った。
As another means, it is known that colloidal silica is added to a water-dispersible resin having an MFT at about room temperature, but as the amount of such colloidal silica is increased, film formation gradually increases. Thus, a coating film having high hardness was hardly obtained by drying at room temperature (normal drying).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかるに、本発明者らは、上述したような従来型技術
における種々の欠点ないしは難点の存在に鑑みて、鋭
意、研究に着手した。
However, the present inventors have eagerly started research in view of the above-mentioned various disadvantages or difficulties in the conventional technology.

したがって、本発明が解決しようとする問題点は、一
にかかって、とりわけ、耐水性、耐アルカリ性および耐
酸性などに代表される耐久性をはじめ、とりわけ、フィ
ルム形成性、耐汚染性、硬度ならびに耐熱性などに優れ
る塗膜を形成し得る、極めて実用性の高い水性被覆用組
成物を提供することにある。
Therefore, the problems to be solved by the present invention are, in part, water resistance, including durability, such as alkali resistance and acid resistance, among others, in particular, film formation, stain resistance, hardness and An object of the present invention is to provide a highly practical aqueous coating composition capable of forming a coating film having excellent heat resistance and the like.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

そこで、本発明者らは、上述したような発明が解決し
ようとする問題点に照準を合わせて、鋭意、検討を重ね
た結果、つまり、上述したような長所ならびに短所を有
する、それぞれ、水溶性樹脂および水分散性樹脂につい
て、種々、検討した結果、ここに、それぞれの樹脂の有
する短所を解除した形の、とりわけ、フィルム形成性、
耐久性、耐汚染性、硬度ならびに耐熱性などを有する、
極めて実用性の高い水性被覆用組成物を見出すに及ん
で、本発明を完成させるに到った。
Therefore, the present inventors have focused on the problems to be solved by the invention as described above, and as a result of diligent and repeated studies, that is, having the advantages and disadvantages as described above, As a result of various studies on the resin and the water-dispersible resin, here, in the form of eliminating the disadvantages of each resin, in particular, the film forming property,
Has durability, stain resistance, hardness and heat resistance, etc.
The present invention has been completed by finding an extremely practical aqueous coating composition.

すなわち、本発明は、基本的には、α,β−エチレン
性不飽和カルボン酸アルキルエステルおよびアルケニル
ベンゼンよりなる群から選ばれる、少なくとも1種の単
量体を、必須の単量体とする単量体混合物と、該単量体
混合物の100重量部に対して、10〜500重量部のコロイダ
ルシリカとを、水系で乳化重合せしめて得られる水分散
性樹脂組成物〔A〕と、シランカップリング剤〔B〕と
を、〔A〕:〔B〕なる固形分重量比が、95:5〜50:50
となるような割合で含有していることから成る、とりわ
け、フィルム形成性、耐久性、耐汚染性、硬度ならびに
耐熱性などに優れた塗膜を形成する、極めて実用性の高
い水性被覆用組成物を提供しようとするものである。
That is, the present invention basically provides a simple method wherein at least one monomer selected from the group consisting of an alkyl ester of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid and alkenylbenzene is an essential monomer. And a water-dispersible resin composition [A] obtained by subjecting 10 to 500 parts by weight of colloidal silica to emulsion polymerization in an aqueous system with respect to 100 parts by weight of the monomer mixture, and a silane cup. The weight ratio of the solid content of [A]: [B] to the ring agent [B] is 95: 5 to 50:50.
An extremely practical aqueous coating composition which forms a coating film having excellent film forming properties, durability, stain resistance, hardness and heat resistance, etc. They try to provide things.

本発明において使用する水分散性樹脂成物とは、アク
リル系コモノマー、すなわち、α,β−エチレン性不飽
和カルボン酸アルキルエステル、およびアルケニルベン
ゼンよりなる群から選ばれる、少なくとも1種の単量体
の100重量部(固形分換算)に対し、コロイダルシリカ
の10〜500重量部(固形分換算)を、水系にて、乳化重
合せしめて得られる水分散性組成物を指称するものであ
る。
The water-dispersible resin composition used in the present invention is an acrylic comonomer, that is, at least one monomer selected from the group consisting of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid alkyl ester and alkenylbenzene. Refers to a water-dispersible composition obtained by subjecting 10 to 500 parts by weight (solid content) of colloidal silica to emulsion polymerization in an aqueous system with respect to 100 parts by weight (solid content).

ここにおいて、当該水分散性樹脂組成物を形成するた
めの、必須原料成分の一つである、上記したα,β−エ
チレン性不飽和カルボン酸アルキルエステル(以下、ア
クリル系コモノマーともいう。)および/またはアルケ
ニルベンゼンとして特に望ましいものとしては、α,β
−エチレン性不飽和カルボン酸アルキルエステルおよび
/またはアルケニルベンゼンの100重量部(固形分換
算)に対し、コロイダルシリカの10〜500重量部(固形
分換算)を、陰イオン界面活性剤および/または非イオ
ン界面活性剤の存在下、水系にて、乳化重合せしめると
いうことによって得られる形の水分散性樹脂組成物など
が挙げられる。
Here, the aforementioned α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid alkyl ester (hereinafter, also referred to as an acrylic comonomer) and one of the essential raw material components for forming the water-dispersible resin composition, and And / or alkenylbenzene are particularly preferred as α, β
-10 to 500 parts by weight (in terms of solids) of colloidal silica is added to anionic surfactant and / or non-ionic in 100 parts by weight (in terms of solids) of ethylenically unsaturated carboxylic acid alkyl ester and / or alkenylbenzene. A water-dispersible resin composition obtained by emulsion polymerization in an aqueous system in the presence of an ionic surfactant is exemplified.

ここにおいて亦、上記した、α,β−エチレン性不飽
和カルボン酸アルキルエステルおよびアルケニルベンゼ
ンよりなる群から選ばれる、少なくとも1種の単量体と
しては、次のような化合物が挙げられる。
Here, as the at least one monomer selected from the group consisting of the above-mentioned α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid alkyl ester and alkenylbenzene, the following compounds may be mentioned.

すなわち、まず、こうしたアクリル系コモノマーとし
て特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、(メ
タ)アクリル酸と、炭素数が1〜18なるアルカノール
(1価アルコール)とのエステルなどが挙げられるが、
それらのうちでも特に代表的なるもののみを例示するに
とどめることにすれば、(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n−ブチル、(メタ)アクリル
酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ド
デシルまたは(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル
などであるし、他方のアルケニルベンゼンとして特に代
表的なもののみを例示するにとどめれば、スチレン、α
−メチルスチレンまたはビニルトルエンなどである。
That is, at first, only typical examples of such acrylic comonomers are exemplified, and esters of (meth) acrylic acid and alkanols (monohydric alcohols) having 1 to 18 carbon atoms can be mentioned. But,
Of those, only the most representative ones are to be illustrated, for example, methyl (meth) acrylate,
Ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, (meth) acryl Dodecyl acid or 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and styrene, α
-Methylstyrene or vinyltoluene.

このほか、これらのエステル系コモノマーおよび/ま
たはアルケニルベンゼンと共重合可能な単量体である
(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フ
マル酸、クロトン酸またはイタコン酸などの如きα,β
−モノエチレン性不飽和カルボン酸類の使用も可能であ
る。
In addition, α, β such as (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid or itaconic acid, which are monomers copolymerizable with these ester comonomer and / or alkenylbenzene.
The use of monoethylenically unsaturated carboxylic acids is also possible.

また、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルビス−β
−メトキシ−エトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリス−β−メトキシ−エトキシシランまた
はγ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランの
如きジ−あるいはトリアルコキシシラン系化合物などの
重合性不飽和結合とアルコキシシリル基とを併せ有する
シランモノマーを、乳化重合時に、約20重量%(全モノ
マー中)以下程度で以て併用する場合には、さらに、有
機系ポリマーと無機系ポリマーとの相溶性が向上化し、
より一層、安定なる水分散性組成物が得られるようにな
るし、しかも、得られる塗膜の耐久力も、さらに一層、
向上化する。
Also, divinyldimethoxysilane, divinylbis-β
A polymerizable unsaturated bond such as a di- or trialkoxysilane-based compound such as -methoxy-ethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris-β-methoxy-ethoxysilane or γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane; and an alkoxysilyl group. When a silane monomer having a combination of about 20% by weight (of all monomers) or less is used at the time of emulsion polymerization, the compatibility between the organic polymer and the inorganic polymer is further improved,
Even more, a stable water-dispersible composition can be obtained, and the durability of the obtained coating film is even more.
To improve.

前記コロイダルシリカとはSiO2を基本単位とする水中
分散体にして、とくに4〜100ミクロン(μm)なる粒
子径を有するものを指称するが、かかるコロイダルシリ
カの分散液の状態としては酸性側および塩基性側のいず
れであつても用いることができ、乳化重合時における諸
条件に応じて適宜選択することができる。
The colloidal silica refers to a dispersion in water containing SiO 2 as a basic unit and particularly having a particle diameter of 4 to 100 μm (μm). Any of the basic groups can be used, and can be appropriately selected according to various conditions at the time of emulsion polymerization.

これらのうち、酸性側コロイダルシリカとしては、
「スノーテックス O」〔日産化学工業(株)製品〕が
特に代表的なものであるし、他方、塩基性側のコロイダ
ルシリカとしては、「スノーテックス 20、30、40、C
もしくはN」(同上社製品)が特に代表的なものであ
る。
Among these, as the acidic colloidal silica,
"Snowtex O" (product of Nissan Chemical Industry Co., Ltd.) is particularly typical. On the other hand, as the colloidal silica on the basic side, "Snowtex 20, 30, 40, C
Or N "(product of the same company) is particularly representative.

当該コロイダルシリカの使用量の範囲としては、前述
したアクリル系コモノマーの100重量部に対して、10〜5
00重量部となる範囲内が適切であり、かかる割合で以て
用いるのが適切である。
The range of the amount of the colloidal silica used is 10 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic comonomer described above.
The range within the range of 00 parts by weight is appropriate, and it is appropriate to use at such a ratio.

アクリル系コモノマー100重量部に対してコロイダル
シリカが10重量部未満であると、有機−無機の強固な複
合被膜を形成する効果が発現せず、耐久性、硬度、耐汚
染性等のコロイダルシリカの持つ特長が低下してしま
う。逆に500重量部を越えてしまうとアクリル系ポリマ
ーの持つ柔軟性が低下してしまう。
If the amount of the colloidal silica is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic comonomer, the effect of forming a strong organic-inorganic composite coating is not exhibited, and the durability, hardness, and colloidal silica such as stain resistance are not used. The features to have will be reduced. Conversely, if it exceeds 500 parts by weight, the flexibility of the acrylic polymer will decrease.

一方、本発明で用いるシランカツプリング剤は特段の
ものではなく、通常一般的に使用されている範囲のもの
である。かかるシランカツプリング剤としては、例えば 一般式 で表わされるものが含まれる。市販されているシランカ
ツプリング剤の一例を挙げると、ビニルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−
メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)
3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2
−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキ
シプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−
クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプ
ロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメ
トキシシラン等がある。コロイダルシリカの存在下で乳
化重合して得られる水分散性樹脂組成物とシランカツプ
リング剤との固型分重量比は95:5〜50:50の範囲が望ま
しく、水分散性樹脂組成物の比率が95を越えるとフイル
ムの形成性が低下し、連続的な塗膜が得られず、架橋も
不十分である。又、シランカツプリング剤の比率が50を
越えるとシランカツプリング剤の水系への添加、分散安
定性が難かしく、得られた塗膜にシランカツプリング剤
がブリードしたりして目的の塗膜が得られない。
On the other hand, the silane coupling agent used in the present invention is not particularly limited, but is in a range generally used. As such a silane coupling agent, for example, a general formula Are included. Examples of commercially available silane coupling agents include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-
Methoxyethoxy) silane, N- (2-aminoethyl)
3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2
-Aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) Ethyltrimethoxysilane, 3-
Examples include chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. The solid component weight ratio of the water-dispersible resin composition obtained by emulsion polymerization in the presence of colloidal silica and the silane coupling agent is desirably in the range of 95: 5 to 50:50. If the ratio exceeds 95, the film formability is reduced, a continuous coating film cannot be obtained, and the crosslinking is insufficient. On the other hand, if the ratio of the silane coupling agent exceeds 50, the addition of the silane coupling agent to the aqueous system and dispersion stability are difficult, and the silane coupling agent bleeds into the obtained coating film, and the desired coating film is formed. Can not be obtained.

本発明にて得られる水性被覆用組成物は、常乾にてフ
イルム形成性が良好で、優れた耐久性、耐汚染性、硬
度、耐熱性を有していることが認められた。上記のよう
な特長を有し得る理由は必らずしも明確ではないが、乳
化重合の際コロイダルシリカの表面OH基と酸モノマーや
シランモノマーとが反応して架橋結合し、この結果、有
機−無機ハイブリツド型水分散性組成物が形成されると
考えられる。ハイブリツド型に成つているので単に混和
したものより、柔軟性に優れ、フイルム形成性及び保存
安定性に優れている。又、コロイダルシリカの比率が高
い場合、フイルム形成時に塗膜自体に収縮、凝集力が働
き、クラツクが発生する場合があるが、本発明ではシラ
ンカツプリング剤が加水分解し、それがコロイダルシリ
カの存在下で乳化重合して得られる水分散性樹脂組成物
のコロイダルシリカの表面−OH基とシラノール縮合を起
し、良好なフイルム形成性を発揮し、耐汚染性、耐熱
性、耐久性に優れた架橋フイルムを形成するものと考え
られる。
The aqueous coating composition obtained in the present invention was found to have good film-forming properties under normal drying conditions and excellent durability, stain resistance, hardness and heat resistance. Although the reason for having the above-mentioned features is not necessarily clear, during the emulsion polymerization, the surface OH group of the colloidal silica reacts with an acid monomer or a silane monomer to form a cross-linking, and as a result, the organic -It is believed that an inorganic hybrid-type water-dispersible composition is formed. Since it is of a hybrid type, it is superior in flexibility, film formability and storage stability as compared with those simply mixed. When the ratio of colloidal silica is high, the coating film itself shrinks and forms a cohesive force during film formation, which may cause cracking.In the present invention, however, the silane coupling agent is hydrolyzed, and the colloidal silica is hydrolyzed. Causes silanol condensation with the surface -OH group of the colloidal silica of the water-dispersible resin composition obtained by emulsion polymerization in the presence, exhibits good film forming properties, and has excellent stain resistance, heat resistance, and durability. It is considered to form a crosslinked film.

尚、シランカツプリング剤の加水分解は、アルカリ側
でも酸性側でも起るが、加水分解速度を速めたい場合は
pHを酸性側に調整するとよく、酸性触媒やSn系、Zr系、
Ti系の配位化合物の触媒を使用することも架橋に貢献す
るものである。
In addition, the hydrolysis of the silane coupling agent occurs on both the alkali side and the acid side.
It is recommended to adjust the pH to the acidic side, and use acidic catalysts, Sn-based, Zr-based,
The use of a Ti-based coordination compound catalyst also contributes to crosslinking.

得られた水性被覆用組成物に、必要に応じて通常塗料
に用いられる顔料(二酸化チタン、炭酸カルシウム、炭
酸バリウム、カオリン等白色系顔料、ベンガラ、カーボ
ン、シアニンブルー等有色系顔料)や可塑剤、溶剤、分
散剤、増粘剤、消泡剤、防腐剤等の通常の塗料用組成分
として使用される添加剤を混合して使用することも、何
ら、差し支えが無い。
If necessary, pigments (white pigments such as titanium dioxide, calcium carbonate, barium carbonate and kaolin, colored pigments such as redwood, carbon and cyanine blue) and plasticizers which are usually used for paints may be added to the obtained aqueous coating composition, if necessary. Additives used as ordinary components for coatings, such as solvents, dispersants, thickeners, defoamers, and preservatives, may be mixed and used.

本発明の水性被覆用組成物は、塗料として、また紙、
繊維及び各種コーテイング(例えば、ガラス、アスベス
ト、プラスチツクス、セラミツク等)に有用である。
The aqueous coating composition of the present invention, as a paint, paper,
Useful for fibers and various coatings (eg, glass, asbestos, plastics, ceramics, etc.).

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の被覆組成物は、常温乾燥(常乾)による優れ
たフィルム形成性を発揮し、加えて、とりわけ、耐久
性、耐汚染性、硬度ならびに耐熱性などにも優れた塗膜
を与えるものである。
The coating composition of the present invention exhibits excellent film-forming properties by drying at room temperature (normal drying) and, in addition, gives a coating film having excellent durability, stain resistance, hardness and heat resistance. It is.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明を、製造例、実施例および比較例によ
り、一層、具体的に説明することにするが、以下におい
て、部および%は、特に断りの無い限り、すべて重量基
準であるものとする。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to Production Examples, Examples and Comparative Examples. In the following, all parts and percentages are by weight unless otherwise specified. I do.

製造例1(水分散性樹脂組成物−の製造) (1) 重合性モノマー類 2−エチルヘキシルアクリレート 43部 メチルメタクリレート 55〃 アクリル酸 2〃 (2) 界面活性剤類 ラウリルスルホン酸ナトリウム 3部 (3) コロイダルシリカ類 「スノーテツクス30」(固型分=30%) 667部 (4) イオン交換水 88部 (5) 重合開始剤類 過硫酸アンモニウム 0.5部 亜硫酸水素ナトリウム 0.2〃 四つ口フラスコに界面活性剤、コロイダルシリカ及び
イオン交換水を仕込んで窒素気流中で60℃まで昇温し、
次いで重合開始剤類を添加し、さらに重合性モノマー類
の混合物を3時間に亘つて滴下したが、この際の反応温
度は60〜70℃なる範囲に調整した。滴下終了後も同温度
範囲に2時間保持しつつ、撹拌下に反応を継続させ、次
いで冷却して14%アンモニア水でpH8〜9に調節して固
型分が35%なる安定な水分散性樹脂組成物−を得た。
Production Example 1 (Production of water-dispersible resin composition) (1) Polymerizable monomers 2-ethylhexyl acrylate 43 parts Methyl methacrylate 55〃 acrylic acid 2〃 (2) Surfactants sodium lauryl sulfonate 3 parts (3) Colloidal silica "Snowtecs 30" (solid content = 30%) 667 parts (4) Deionized water 88 parts (5) Polymerization initiators Ammonium persulfate 0.5 part Sodium bisulfite 0.2〃 Surfactant in four-necked flask , Charged with colloidal silica and ion-exchanged water and heated to 60 ° C in a nitrogen stream,
Next, polymerization initiators were added, and a mixture of polymerizable monomers was further added dropwise over 3 hours. At this time, the reaction temperature was adjusted to 60 to 70 ° C. The reaction is continued under stirring while maintaining the same temperature range for 2 hours after the completion of the dropwise addition, and then cooled and adjusted to pH 8 to 9 with 14% aqueous ammonia to obtain a stable water dispersibility of 35% in solid content. A resin composition was obtained.

製造例2(同−の製造) (1) 重合性モノマー類 2−エチルヘキシルアクリレート 43部 メチルメタクリレート 55〃 アクリル酸 1部 γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン1〃 (2) 界面活性剤類 ラウリルスルホン酸ナトリウム 3部 (3) コロイダルシリカ類 「スノーテツクス30」(固型分=30%) 667部 (4) イオン交換水 88部 (5) 重合開始剤類 過硫酸アンモニウム 0.5部 亜硫酸水素ナトリウム 0.2〃 上記配合にて製造例1と同様に製造し、14%アンモニ
ア水でpH8〜9に調節して固型分が35%なる安定な水分
散性樹脂組成物−を得た。
Production Example 2 (Production of the same) (1) Polymerizable monomers 2-ethylhexyl acrylate 43 parts Methyl methacrylate 55〃 Acrylic acid 1 part γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane 1〃 (2) Surfactants laurylsulfonic acid Sodium 3 parts (3) Colloidal silica "Snowtecs 30" (solid content = 30%) 667 parts (4) Deionized water 88 parts (5) Polymerization initiators ammonium persulfate 0.5 part Sodium hydrogen sulfite 0.2% In the same manner as in Production Example 1, a stable water-dispersible resin composition having a solid content of 35% was obtained by adjusting the pH to 8 to 9 with 14% aqueous ammonia.

製造例3(同−の製造) (1) 重合性モノマー類 2−エチルヘキシルアクリレート 43部 メチルメタクリレート 55〃 アクリル酸 2〃 (2) 界面活性剤類 ラウリルスルホン酸ナトリウム 3部 (3) コロイダルシリカ類 「スノーテツクス30」(固型分=30%) 20部 (4) イオン交換水 181部 (5) 重合開始剤類 過硫酸アンモニウム 0.5部 亜硫酸水素ナトリウム 0.2〃 上記配合にて製造例1と同様に製造し、14%アンモニ
ア水でpH8〜9に調節して固型分が35%なる安定な水分
散性樹脂組成物−を得た。
Production Example 3 (Production of the same) (1) Polymerizable monomers 2-ethylhexyl acrylate 43 parts Methyl methacrylate 55〃 acrylic acid 2〃 (2) Surfactants Sodium lauryl sulfonate 3 parts (3) Colloidal silicas Snowtex 30 "(solid content = 30%) 20 parts (4) Deionized water 181 parts (5) Polymerization initiators Ammonium persulfate 0.5 part Sodium bisulfite 0.2〃 By adjusting the pH to 8 to 9 with 14% aqueous ammonia, a stable water-dispersible resin composition having a solid content of 35% was obtained.

製造例4(同−の製造) (1) 重合性モノマー類 2−エチルヘキシルアクリレート 43部 メチルメタクリレート 55〃 アクリル酸 2〃 (2) 界面活性剤類 ラウリルスルホン酸ナトリウム 3部 (3) コロイダルシリカ類 「スノーテツクス30」(固型分=30%) 2,000部 (4) 重合開始剤類 過硫酸アンモニウム 0.5部 亜硫酸水素ナトリウム 0.2〃 上記配合にて製造例1と同様に製造し、14%アンモニ
ア水でpH8〜9に調節して固型分が35%なる安定な水分
散性組成物−を得た。
Production Example 4 (Production of the same) (1) Polymerizable monomer 2-ethylhexyl acrylate 43 parts Methyl methacrylate 55〃 Acrylic acid 2〃 (2) Surfactants Sodium lauryl sulfonate 3 parts (3) Colloidal silica Snowtex 30 "(solid content = 30%) 2,000 parts (4) Polymerization initiators Ammonium persulfate 0.5 parts Sodium hydrogen sulfite 0.2〃 Produced in the same manner as in Production Example 1 and pH 8-9 with 14% aqueous ammonia To obtain a stable water-dispersible composition having a solid content of 35%.

製造例5(同−の製造) (1) 重合性モノマー類 2−エチルヘキシルアクリレート 43部 メチルメタクリレート 55〃 アクリル酸 2〃 (2) 界面活性剤類 ラウリルスルホン酸ナトリウム 3部 (3) イオン交換水 192部 (4) 重合開始剤類 過硫酸アンモニウム 0.5部 亜硫酸水素ナトリウム 0.2〃 上記配合にて製造例1と同様に製造し、14%アンモニ
ア水でpH8〜9に調節して固型分35%なる安定な水分散
性樹脂組成物−を得た。
Production Example 5 (Production of the same) (1) Polymerizable monomers 2-ethylhexyl acrylate 43 parts Methyl methacrylate 55〃 acrylic acid 2〃 (2) Surfactants sodium lauryl sulfonate 3 parts (3) ion-exchanged water 192 Part (4) Polymerization initiators Ammonium persulfate 0.5 Part Sodium bisulfite 0.2〃 Produced in the same manner as in Production Example 1 and adjusted to pH 8-9 with 14% aqueous ammonia to obtain a stable solid content of 35%. A water-dispersible resin composition was obtained.

実施例1〜3ならびに比較例1〜5 前述した製造例1〜5において得られた、それぞれの
水分散性樹脂組成物に、シランカップリング剤を、第1
表に示すような割合で添加せしめ、あるいは添加せず
に、攪拌機により、充分に、攪拌分散せしめることによ
って、各種の水分散性樹脂組成物を調製した。
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 A silane coupling agent was added to each of the water-dispersible resin compositions obtained in Production Examples 1 to 5 described above.
Various water-dispersible resin compositions were prepared by adding or not adding at the ratios shown in the table and sufficiently stirring and dispersing with a stirrer.

次いで、これらの各水分散性樹脂組成物それ自体につ
いてのポットライフを評価判定すると共に、これらの各
水分散性樹脂組成物を、それぞれの所定の被塗物基材上
に、各別に、塗布せしめ、しかるのち、かくして得られ
る塗膜についての、フィルム形成性、硬度、耐汚染性、
耐水性および耐アルカリ性、溶剤に対するゲル分率なら
びに膨潤率を評価判定した。それらの評価判定の結果
は、まとめて、同表に示す。
Next, the pot life of each of these water-dispersible resin compositions themselves is evaluated and determined, and each of these water-dispersible resin compositions is individually applied to a predetermined substrate to be coated. At least, then, for the coating film thus obtained, film formability, hardness, stain resistance,
The water resistance and alkali resistance, the gel fraction with respect to the solvent and the swelling ratio were evaluated and determined. The results of these evaluation determinations are shown in the same table.

尚、評価方法は次の通りである。 The evaluation method is as follows.

(1) ポツトライフ 得られた水性被覆用組成物を100ccサンプル瓶に100g
採取し、25℃にて保存して増粘−ゲル化を目視で判定。
水性被覆用組成物の流動性がなくなつた日数をポツトラ
イフとして記載。
(1) Pot life 100 g of the obtained aqueous coating composition was placed in a 100 cc sample bottle.
Samples were collected and stored at 25 ° C, and thickening-gelation was visually determined.
The number of days when the fluidity of the aqueous coating composition was lost was described as pot life.

(2) フイルム形成性 各水性被覆用組成物を6ミルアプリケーターにてガラ
ス板上へ塗布し、25℃、65%RH中にて2日間乾燥し、ク
ラツクの有無を肉眼にて観察。
(2) Film-forming properties Each aqueous coating composition was applied on a glass plate using a 6-mil applicator, dried at 25 ° C. and 65% RH for 2 days, and visually observed for cracks.

(3) 硬度 フイルム形成性を観察した試料のエンピツ硬度の測定
(破壊硬度)。
(3) Hardness Measurement of the Empitz hardness (fracture hardness) of the sample on which the film forming property was observed.

(4) 耐汚染性 フイルム形成性評価のための試料と同様に作成した試
料上に市販カーボン紙を乗せ、更にその上にガラス板を
乗せ、2kgの分銅をガラス板上の上に置き50℃乾燥機中
で5分間静置後カーボン紙をはがし、フイルムへカーボ
ンの付着状態を肉眼にて観察。
(4) Stain resistance A commercially available carbon paper is placed on the sample prepared in the same manner as the sample for evaluating the film forming property, a glass plate is further placed thereon, and a 2 kg weight is placed on the glass plate at 50 ° C. After leaving still in a dryer for 5 minutes, the carbon paper was peeled off, and the state of adhesion of the carbon to the film was visually observed.

(5) 耐水性 フイルム形成性評価の試料と同様に作成した試料を水
中へ7日間浸漬し、フイルムの白化、膨潤の程度を肉眼
にて観察。
(5) Water resistance A sample prepared in the same manner as the sample for evaluating the film forming property was immersed in water for 7 days, and the degree of whitening and swelling of the film was visually observed.

(6) 耐アルカリ性 フイルム形成性評価の試料と同様に作成した試料を3
%NaOH水溶液中へ浸漬し、フイルムの白化、膨潤の程度
を肉眼にて観察。
(6) Alkali resistance A sample prepared in the same manner as the sample for evaluating
The film was immersed in an aqueous solution of NaOH and the degree of whitening and swelling of the film was visually observed.

(7) ゲル分率、(8) 膨潤率 離型紙上へ乾燥膜厚が0.8〜1.0mm程度になるように水
性被覆用組成物を塗布し、25℃、65%RH中で7日間乾燥
後、1辺が2cmの正方形フイルムの試料を作成し、50cc
アセトン中へ48時間浸漬し、重量と面積の変化率を次式
にて算出。
(7) Gel fraction, (8) Swelling ratio The aqueous coating composition is applied on release paper so that the dry film thickness is about 0.8 to 1.0 mm, and dried at 25 ° C. and 65% RH for 7 days. 1. Make a square film sample with a side of 2cm, 50cc
It was immersed in acetone for 48 hours, and the weight and area change were calculated by the following formula.

但しアセトン浸漬後のフイルムの重量はアセトン中か
ら取り出し80℃にて1時間乾燥したフイルムの重量。
However, the weight of the film after immersion in acetone is the weight of the film taken out of acetone and dried at 80 ° C. for 1 hour.

但し、アセトン浸漬後のフイルムの面積はアセトン中
から取り出し、直ぐに辺の長さを測定。
However, the area of the film after immersion in acetone was taken out of the acetone and the side length was measured immediately.

実施例4 製造例1で得られた水分散性樹脂組成物−の100部
に、ビニルトリエトキシシラン〔日本ユニカー(株)製
の「A−151」を使用した。〕の3.9部を添加し、充分
に、攪拌分散せしめることによって、水性被覆用組成物
を調製した。
Example 4 Vinyltriethoxysilane [“A-151” manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.] was used for 100 parts of the water-dispersible resin composition obtained in Production Example 1. 3.9 parts), and sufficiently stirred and dispersed to prepare an aqueous coating composition.

次いで、此の水性被覆用組成物についての評価判定を
行なった処、ポットライフは2日で、硬度は3Hであり、
しかも、フィルム形成性、耐汚染性、耐水性ならびに耐
アルカリ性も良好であった。
Next, when the evaluation judgment of this aqueous coating composition was performed, the pot life was 2 days, the hardness was 3H,
Moreover, the film-forming properties, stain resistance, water resistance and alkali resistance were also good.

実施例5 製造例1で得た水分散性樹脂組成物−100部にビニ
ルトリメトキシシラン(「KBM−1003」信越化学工業社
製)3.9部を添加し、撹拌分散して水性被覆用組成物を
調製した。得られた水性被覆用組成物について評価した
ところ、ポツトライフは1日、硬度は3Hであり、又、フ
イルム形成性、耐汚染性、耐水性、耐アルカリ性も良好
であつた。
Example 5 To 100 parts of the water-dispersible resin composition obtained in Production Example 1, 3.9 parts of vinyltrimethoxysilane ("KBM-1003" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred and dispersed to form an aqueous coating composition. Was prepared. When the obtained aqueous coating composition was evaluated, the pot life was 1 day, the hardness was 3H, and the film forming property, stain resistance, water resistance and alkali resistance were also good.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】α,β−エチレン性不飽和カルボン酸アル
キルエステルおよびアルケニルベンゼンよりなる群から
選ばれる、少なくとも1種の単量体を、必須の単量体と
する単量体混合物と、該単量体混合物の100重量部に対
して、10〜500重量部のコロイダルシリカとを、水系
で、乳化重合せしめて得られる水分散性樹脂組成物
[A]と、シランカップリング剤[B]とを、[A]:
[B]なる固形分重量比が、95:5〜50:50となるような
割合で含有することを特徴とする、水性被覆用組成物。
1. A monomer mixture comprising at least one monomer selected from the group consisting of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid alkyl ester and alkenylbenzene as an essential monomer, A water-dispersible resin composition [A] obtained by emulsion-polymerizing 10 to 500 parts by weight of colloidal silica with respect to 100 parts by weight of the monomer mixture in an aqueous system, and a silane coupling agent [B] And [A]:
A composition for aqueous coating, characterized in that the composition has a solid content weight ratio of [B] of 95: 5 to 50:50.
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