JP2000044639A - Production of aqueous resin emulsion - Google Patents

Production of aqueous resin emulsion

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JP2000044639A
JP2000044639A JP10230152A JP23015298A JP2000044639A JP 2000044639 A JP2000044639 A JP 2000044639A JP 10230152 A JP10230152 A JP 10230152A JP 23015298 A JP23015298 A JP 23015298A JP 2000044639 A JP2000044639 A JP 2000044639A
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aqueous resin
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史郎 児島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce an aqueous resin emulsion capable of forming a film excellent in water and fouling resistances, etc., and suitable as a coating material or an adhesive, etc. SOLUTION: This method for producing an aqueous resin emulsion comprises copolymerizing a macromonomer which is a copolymer prepared by copolymerizing (a) a macromonomer having a radical-polymerizable group at one terminal of a silicone or a hydrophobic vinyl polymer with (b) a polyalkylene glycol (mono)methacrylate or a polyalkylene glycol monomalkyl ether mono(meth)acrylate and, as desired, (c) other radical-polymerizable monomers and having the macromonomer unit (a) in an amount of 40-1 wt.% based on the total amount of all the constituent units, the monomer unit (b) in an amount of 60-99 wt.% based on the total amount of all the constituent units and the monomer unit (c) in an amount of 0-15 wt.% based on the total amount of all the constituent units and further having the radical-polymerizable group at one terminal of the copolymer with other radical-polymerizable monomers in the presence or absence of an emulsifying agent in an aqueous medium.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水性樹脂エマルシ
ョンの製造方法に関するものであり、本発明によって得
られる水性樹脂エマルションから形成される皮膜は、耐
水性および耐汚染性等に優れており、従って該エマルシ
ョンは、水性タイプの塗料および接着剤等として好適に
使用される。
The present invention relates to a method for producing an aqueous resin emulsion, and a film formed from the aqueous resin emulsion obtained by the present invention is excellent in water resistance, stain resistance, etc. The emulsion is suitably used as an aqueous type paint and adhesive.

【0002】[0002]

【従来の技術およびその問題点】水性樹脂エマルション
は、その無公害性、作業性の良さ、省資源と言った利点
を活かして、塗料、接着剤、紙加工剤、繊維加工剤、モ
ルタル改質剤等の広範な用途に用いられている。従来、
水性樹脂エマルションは、最も一般的にはアルキルベン
ゼンスルホン酸ソーダ、ポリオキシエチレンアルキルア
リルエーテル硫酸ソーダまたはポリオキシエチレンノニ
ルフェニルエーテル等の低分子量化合物を乳化剤として
用い、単量体を乳化重合することにより製造されてい
た。しかしながら、上記方法によって製造された水性樹
脂エマルションは、低分子量の乳化剤が原因で、乾燥し
て形成させた被膜の耐水性が劣るという問題があった。
2. Description of the Related Art Water-based resin emulsions are made of paints, adhesives, paper processing agents, fiber processing agents, mortar modification, taking advantage of their pollution-free properties, good workability, and resource saving. It is used for a wide range of applications such as agents. Conventionally,
Aqueous resin emulsions are most commonly produced by emulsion polymerization of monomers using low molecular weight compounds such as sodium alkyl benzene sulfonate, polyoxyethylene alkyl allyl ether sulfate or polyoxyethylene nonyl phenyl ether as emulsifiers. It had been. However, the aqueous resin emulsion produced by the above method has a problem that the water resistance of a dried and formed film is inferior due to a low molecular weight emulsifier.

【0003】上記問題を解決する方法として、高分子乳
化剤の存在下に単量体を乳化重合させる方法、またはラ
ジカル重合性不飽和基を有し重合時に重合体の一部に組
み込まれる特徴を有する反応性乳化剤を使用する乳化重
合法等がある(例えば、特開平5−154369号公報
および特開平9−3144号公報等)。しかしながら、
上記方法によって得られる樹脂エマルションから形成さ
れる皮膜の耐水性は、なお今一歩であった。反応性乳化
剤の一例として、ポリエチレングリコールモノ(メタ)
アクリレートも知られていたが、それは乳化重合の主成
分として使用される他の単量体との共重合性に劣り、未
反応のままに残り易いために、得られる樹脂エマルショ
ンの耐水性は、やはり十分とは言えなかった。
As a method for solving the above problems, there is a method in which a monomer is emulsion-polymerized in the presence of a polymer emulsifier, or a method having a radically polymerizable unsaturated group and being incorporated into a part of the polymer during polymerization. There is an emulsion polymerization method using a reactive emulsifier (for example, JP-A-5-154369 and JP-A-9-3144). However,
The water resistance of the film formed from the resin emulsion obtained by the above method was just one step away. Examples of reactive emulsifiers include polyethylene glycol mono (meth)
Acrylate was also known, but it was inferior in copolymerizability with other monomers used as a main component of the emulsion polymerization and easily remained unreacted, so that the water resistance of the obtained resin emulsion was After all it was not enough.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、特定な構成を有する
ラジカル重合性マクロモノマーを使用することにより、
従来から使用されていた乳化剤を使用しないかまたはそ
の使用量を随分少なくしても、水性媒体中で単量体を安
定に乳化重合することができることを見出し、かつその
乳化重合によれば、極めて耐水性に優れる皮膜を形成す
る水性樹脂エマルションが得られることを見出し、本発
明を完成するに至った。すなわち、本発明は、乳化剤の
存在下または非存在下に水性媒体中で、下記マクロモノ
マーおよびその他のラジカル重合性単量体を共重合させ
ることを特徴とする水性樹脂エマルションの製造方法で
ある。 マクロモノマー:(a)シリコーンまたは疎水性ビニル
重合体の片末端にラジカル重合性基を有するマクロモノ
マー、(b)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)ア
クリレートまたはポリアルキレングリコールモノアルキ
ルエーテルモノ(メタ)アクリレートおよび所望により
(c)その他のラジカル重合性単量体を共重合して得ら
れる共重合体であって、全構成単位の合計量を基準にし
て、上記(a)マクロモノマー単位の割合が40〜1重
量%で、(b)単量体単位の割合が60〜99重量%
で、また(c)単量体単位の割合が0〜15重量%であ
る共重合体の片末端にラジカル重合性基を有するマクロ
モノマー以下において、上記特定の構成を有するマクロ
モノマーを本発明マクロモノマーという。以下、本発明
についてさらに詳しく説明する。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, by using a radical polymerizable macromonomer having a specific structure,
Even without the use of conventionally used emulsifiers, or even with the use amount thereof being considerably reduced, it has been found that monomers can be emulsion-polymerized stably in an aqueous medium, and according to the emulsion polymerization, They have found that an aqueous resin emulsion that forms a film having excellent water resistance can be obtained, and have completed the present invention. That is, the present invention is a method for producing an aqueous resin emulsion, comprising copolymerizing the following macromonomer and other radically polymerizable monomers in an aqueous medium in the presence or absence of an emulsifier. Macromonomer: (a) a macromonomer having a radical polymerizable group at one end of silicone or a hydrophobic vinyl polymer, (b) polyalkylene glycol mono (meth) acrylate or polyalkylene glycol monoalkyl ether mono (meth) acrylate; If desired, a copolymer obtained by copolymerizing (c) other radically polymerizable monomers, wherein the ratio of the (a) macromonomer unit is 40 to 40% based on the total amount of all structural units. 1% by weight, and the proportion of the monomer unit (b) is 60 to 99% by weight.
And (c) a macromonomer having a specific configuration as described above, wherein the macromonomer having a radical polymerizable group at one end of a copolymer having a monomer unit ratio of 0 to 15% by weight is defined as the macromolecule of the present invention. It is called a monomer. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明マクロモノマーは、従来公
知のラジカル重合性マクロモノマーの製造に採用されて
いる方法により合成できる。すなわち、メルカプトプロ
ピオン酸等のカルボキシル基を有するメルカプト化合物
を連鎖移動剤として用いるラジカル重合により、(a)
シリコーンまたは疎水性ビニル重合体の片末端にラジカ
ル重合性基を有するマクロモノマー、(b)ポリアルキ
レングリコールモノ(メタ)アクリレートまたはポリア
ルキレングリコールモノアルキルエーテルモノ(メタ)
アクリレートおよび所望により(c)その他のラジカル
重合性単量体を共重合させることにより、前記メルカプ
ト化合物に由来するカルボキシル基を分子鎖の片末端に
有する共重合体(以下ベース重合体ということがある)
を得る。次いで、該共重合体とグリシジルメタクリレー
ト等を反応させることにより、片末端にラジカル重合性
基としてメタクリロイル基を有するタイプの本発明マク
ロモノマーが得られる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The macromonomer of the present invention can be synthesized by a method employed for producing a conventionally known radically polymerizable macromonomer. That is, by radical polymerization using a mercapto compound having a carboxyl group such as mercaptopropionic acid as a chain transfer agent, (a)
Macromonomer having a radical polymerizable group at one end of silicone or hydrophobic vinyl polymer, (b) polyalkylene glycol mono (meth) acrylate or polyalkylene glycol monoalkyl ether mono (meth)
A copolymer having a carboxyl group derived from the mercapto compound at one end of a molecular chain (hereinafter, sometimes referred to as a base polymer) by copolymerizing acrylate and (c) other radically polymerizable monomers as desired. )
Get. Then, by reacting the copolymer with glycidyl methacrylate or the like, a macromonomer of the present invention having a methacryloyl group as a radical polymerizable group at one end can be obtained.

【0006】本発明マクロモノマーにおける前記(a)
マクロモノマー単位の割合、(b)単量体単位の割合お
よび(c)単量体単位の割合は、前記のとおり、それら
の合計量を基準にして、(a)マクロモノマー単位;4
0〜1重量%、(b)単量体単位;60〜99重量%お
よび(c)単量体単位;0〜15重量%である。 (a)マクロモノマー単位の割合が40〜1重量%の範
囲外であると、疎水性成分と親水性成分とのバランスが
崩れ、得られるマクロモノマーの界面活性能が損なわれ
る。また、本発明マクロモノマーの好ましい数平均分子
量は、1,000〜20,000である。マクロモノマーの
数平均分子量が、1,000未満であると油インキ等をは
じく性質が不足し易く、一方20,000を越えると未反
応のマクロモノマーが水性樹脂エマルジョン中に残存
し、水性エマルジョンから形成される皮膜から該マクロ
モノマーが雨水等により流れ出ることにより、皮膜の耐
汚染性が低下し易い。
The above-mentioned (a) in the macromonomer of the present invention
As described above, the proportion of the macromonomer unit, the proportion of the (b) monomer unit, and the proportion of the (c) monomer unit are, as described above, based on the total amount of (a) macromonomer unit;
0 to 1% by weight, (b) a monomer unit; 60 to 99% by weight, and (c) a monomer unit; 0 to 15% by weight. (A) If the proportion of the macromonomer unit is out of the range of 40 to 1% by weight, the balance between the hydrophobic component and the hydrophilic component is lost, and the surface activity of the obtained macromonomer is impaired. The preferred number average molecular weight of the macromonomer of the present invention is from 1,000 to 20,000. If the number average molecular weight of the macromonomer is less than 1,000, the property of repelling oil ink or the like is likely to be insufficient, while if it exceeds 20,000, unreacted macromonomer remains in the aqueous resin emulsion, and When the macromonomer flows out of the formed film by rainwater or the like, the stain resistance of the film is easily reduced.

【0007】本発明における(a)成分は、シリコーン
または疎水性ビニル重合体の片末端にラジカル重合性基
を有するマクロモノマー、すなわちシリコーンマクロモ
ノマーまたは疎水性ビニル重合体系マクロモノマーであ
る。上記シリコーンマクロモノマーとしては、ポリジメ
チルシロキサン、ポリジエチルシロキサン、ポリメチル
フェニルシロキサンおよびポリジフェニルシロキサン等
に代表されるポリオルガノシロキサンの分子の片末端
に、(メタ)アクリロイル基等のラジカル重合性基が結
合したマクロモノマーが挙げられる。東亞合成(株)製
AK−5、AK−30、AK−32および信越化学工業
(株)製X−22−174DX等の市販のシリコーンマ
クロモノマーも使用できる。シリコーンマクロモノマー
の好ましい数平均分子量は500〜10,000であ
る。シリコーンマクロモノマーの数平均分子量が、50
0未満であると塗膜の耐汚染性が不足しやすく、一方1
0,000を越えると透明な多分岐重合体溶液が得られ
難い。
The component (a) in the present invention is a macromonomer having a radical polymerizable group at one terminal of silicone or a hydrophobic vinyl polymer, that is, a silicone macromonomer or a hydrophobic vinyl polymer macromonomer. Examples of the silicone macromonomer include a radical polymerizable group such as a (meth) acryloyl group at one end of a molecule of a polyorganosiloxane represented by polydimethylsiloxane, polydiethylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, and polydiphenylsiloxane. Bound macromonomers are included. Commercially available silicone macromonomers such as AK-5, AK-30, AK-32 manufactured by Toagosei Co., Ltd. and X-22-174DX manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can also be used. The preferred number average molecular weight of the silicone macromonomer is from 500 to 10,000. The number average molecular weight of the silicone macromonomer is 50
If it is less than 0, the stain resistance of the coating film tends to be insufficient, while 1
If it exceeds 000, it is difficult to obtain a transparent multi-branched polymer solution.

【0008】疎水性ビニル重合体系マクロモノマーとし
ては、ポリメチルメタクリレートまたはポリブチルメタ
クリレート等の疎水性ビニル重合体の片末端にラジカル
重合性基を有するマクロモノマーが挙げられる。かかる
マクロモノマーの骨格となる疎水性ビニル重合体として
は、アルキル(メタ)アクリレート、スチレン、アクリ
ロニトリル、パーフロロアルキルエチル(メタ)アクリ
レートまたはヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート
等の単独重合体または共重合体等で、数平均分子量が1,
000〜10,000のものが好ましい。ラジカル重合性
基としては、(メタ)アクリロイル基およびスチリル基
等が好ましい。
Examples of the hydrophobic vinyl polymer-based macromonomer include macromonomers having a radical polymerizable group at one end of a hydrophobic vinyl polymer such as polymethyl methacrylate or polybutyl methacrylate. Examples of the hydrophobic vinyl polymer serving as the skeleton of such a macromonomer include homopolymers or copolymers of alkyl (meth) acrylate, styrene, acrylonitrile, perfluoroalkylethyl (meth) acrylate, and hydroxyalkyl (meth) acrylate. And the number average molecular weight is 1,
000 to 10,000 are preferred. As the radical polymerizable group, a (meth) acryloyl group, a styryl group and the like are preferable.

【0009】(b)成分は、ポリアルキレングリコール
モノ(メタ)アクリレートまたはポリアルキレングリコ
ールモノアルキルエーテルモノ(メタ)アクリレート
(以下これらをポリアルキレングリコール系単量体と総
称することがある)であり、好ましいポリアルキレング
リコールモノ(メタ)アクリレーとしては、ポリエチレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレートおよびポリプロ
ピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げら
れる。また、ポリアルキレングリコールモノアルキルエ
ーテルモノ(メタ)アクリレート)アクリレートとして
は、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アク
リレート、エトキシポリエチレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、ブトキシポリプロピレングリコール
モノ(メタ)アクリレートおよびメトキシポリエチレン
グリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)アク
リレート等が挙げられる。上記化合物以外に、メトキシ
ポリテトラメチレングリコールポリエチレングリコール
モノ(メタ)アクリレートおよびベンジルオキシポリエ
チレングリコール(メタ)アクリレート等も使用でき
る。
The component (b) is a polyalkylene glycol mono (meth) acrylate or a polyalkylene glycol monoalkyl ether mono (meth) acrylate (hereinafter sometimes referred to as a polyalkylene glycol monomer). Preferred polyalkylene glycol mono (meth) acrylates include polyethylene glycol mono (meth) acrylate and polypropylene glycol mono (meth) acrylate. Examples of the polyalkylene glycol monoalkyl ether mono (meth) acrylate) acrylate include methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, butoxypolypropylene glycol mono (meth) acrylate, and methoxypolyethylene glycol polypropylene glycol. Mono (meth) acrylate and the like can be mentioned. In addition to the above compounds, methoxypolytetramethylene glycol polyethylene glycol mono (meth) acrylate and benzyloxy polyethylene glycol (meth) acrylate can also be used.

【0010】上記ポリアルキレングリコール系単量体に
おけるアルキレンオキシド繰り返し単位の好ましい縮合
度は、2〜50であり、さらに好ましくは3〜30であ
る。アルキレンオキシド繰り返し単位の縮合度が、50
を越えると得られる多分岐重合体から形成される皮膜の
耐水性が低下し易い。ポリアルキレングリコール系単量
体を形成するアルキレンオキシド単位におけるアルキレ
ンの好ましい炭素数は、2または3であり、特に好まし
くは2である。
The preferred degree of condensation of the alkylene oxide repeating unit in the polyalkylene glycol monomer is 2 to 50, more preferably 3 to 30. When the condensation degree of the alkylene oxide repeating unit is 50
If it exceeds 300, the water resistance of the film formed from the obtained hyperbranched polymer tends to decrease. The preferred number of carbon atoms of the alkylene in the alkylene oxide unit forming the polyalkylene glycol-based monomer is 2 or 3, and particularly preferably 2.

【0011】本発明マクロモノマーにおけるベース重合
体を形成するために、上記(a)および(b)成分以外
に、その他のラジカル重合性単量体、例えばアルキル
(メタ)アクリレート、カルボン酸ビニル、(メタ)ア
クリロニトリル、スチレンおよびパーフロロアルキルエ
チル(メタ)アクリレートおよびパーフロロアルキル
(メタ)アクリレート等を使用しても良い。その他のラ
ジカル重合性単量体の使用量は、ベース重合体における
全構成単位の合計量を基準にして、0〜15重量%であ
る。
In order to form a base polymer in the macromonomer of the present invention, in addition to the above components (a) and (b), other radical polymerizable monomers such as alkyl (meth) acrylate, vinyl carboxylate, (Meth) acrylonitrile, styrene and perfluoroalkylethyl (meth) acrylate and perfluoroalkyl (meth) acrylate may be used. The amount of the other radical polymerizable monomer to be used is 0 to 15% by weight based on the total amount of all the constituent units in the base polymer.

【0012】本発明マクロモノマーにおけるベース重合
体は、前述のとおり、カルボキシル基を有するメルカプ
ト化合物の存在下に、上記(a)〜(c)成分をラジカ
ル重合させることにより製造される。連鎖移動剤として
用いるメルカプト化合物としては、メルカプト酢酸、メ
ルカプトプロピオン酸、メルカプト酪酸、チオリンゴ酸
等が挙げられる。メルカプト化合物の好ましい使用量
は、得られるベース重合体と等モルとなる量であり、具
体的にはベース重合体:メルカプトルカルボン酸=1:
(0.8〜1.3)(モル比)である。
As described above, the base polymer of the macromonomer of the present invention is produced by radically polymerizing the above components (a) to (c) in the presence of a mercapto compound having a carboxyl group. Examples of the mercapto compound used as a chain transfer agent include mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, mercaptobutyric acid, and thiomalic acid. The preferred amount of the mercapto compound used is an amount equimolar to the obtained base polymer, and specifically, base polymer: mercaptorcarboxylic acid = 1: 1
(0.8 to 1.3) (molar ratio).

【0013】重合温度としては、50〜140℃が好ま
しく、また重合溶剤としては酢酸エチル、酢酸ブチル、
メチルイソブチルケトン、トルエンまたはキシレン等が
好ましく使用できる。重合開始剤としては、アゾビスイ
ソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、
アゾビスシクロヘキサンカーボニトリル、ベンゾイルパ
ーオキサイド、トルオイルパーオキサイド、ブチルパー
オキシピバレートおよびブチルパーオキシオクタネート
等が挙げられ、その好ましい使用量は、単量体100重
量部当たり、0.1〜3重量部である。
The polymerization temperature is preferably from 50 to 140 ° C., and the polymerization solvent is ethyl acetate, butyl acetate,
Methyl isobutyl ketone, toluene or xylene can be preferably used. As the polymerization initiator, azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile,
Examples thereof include azobiscyclohexanecarbonitrile, benzoyl peroxide, toluoyl peroxide, butyl peroxypivalate, and butyl peroxyoctanoate. The preferred amount is 0.1 to 3 per 100 parts by weight of the monomer. Parts by weight.

【0014】上記方法により得られるベース重合体と、
該カルボキシル基と反応性を有する官能基例えばエポキ
シ基を有する単量体を反応させることにより、本発明マ
クロモノマーを得ることができる。エポキシ基を有する
単量体(以下エポキシ基含有単量体という)としては、
グリシジル(メタ)アクリレートまたは3、4−エポキ
シシクロヘキシルメチルメタクリレート等が挙げられ
る。ベース重合体とエポキシ基含有単量体は、有機溶
剤、例えば溶液重合で得られるベース重合体溶液中で触
媒の存在下に、両者を50〜140℃に加熱することに
よって反応させることができる。エポキシ基含有単量体
の使用量は、ベース重合体の片末端に結合しているカル
ボキシル基に対して等当量以上であり、具体的にはカル
ボキシル基に対して1.0〜1.5倍モルが好ましい。
A base polymer obtained by the above method,
The macromonomer of the present invention can be obtained by reacting a functional group having reactivity with the carboxyl group, for example, a monomer having an epoxy group. As the monomer having an epoxy group (hereinafter referred to as an epoxy group-containing monomer),
Glycidyl (meth) acrylate or 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate is exemplified. The base polymer and the epoxy group-containing monomer can be reacted by heating both to 50 to 140 ° C. in the presence of a catalyst in an organic solvent such as a base polymer solution obtained by solution polymerization. The amount of the epoxy group-containing monomer used is equal to or more than the carboxyl group bonded to one end of the base polymer, specifically, 1.0 to 1.5 times the carboxyl group. Molar is preferred.

【0015】ベース重合体のカルボキシル基とエポキシ
基の付加反応を促進するために、トリエチルアミン、ト
リプロピルアミン等の3級アミン、テトラエチルアンモ
ニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイ
ド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の4
級アンモニウム塩、テトラホスホニウム塩等の4級ホス
ホニウム塩等を触媒として適量添加することが好まし
い。
In order to accelerate the addition reaction between the carboxyl group and the epoxy group of the base polymer, tertiary amines such as triethylamine and tripropylamine, and tetraethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, triethylbenzylammonium chloride and the like can be used.
It is preferable to add an appropriate amount of a quaternary phosphonium salt such as a quaternary ammonium salt or a tetraphosphonium salt as a catalyst.

【0016】本発明においては、上記本発明マクロモノ
マーおよびその他のラジカル重合性単量体を、乳化剤の
存在下または非存在下に水性媒体中で共重合させる。マ
クロモノマーと共重合させる単量体は、当然のことなが
ら、得られる水性樹脂エマルションの用途によって異な
るが、例えば(メタ)アクリル酸エステル、カルボン酸
ビニル、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、パーフ
ロロアルキル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエ
チル(メタ)アクリレート、N−アルキル(メタ)アク
リルアミド、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコ
ン酸、無水マレイン酸、スチレンスルホン酸、2−アク
リルアミドー2−メチルプロパンスルホン酸、アシッド
ホスホキシエチルメタクリレートおよび3−クロロー2
アシッドホスホキシプロピルメタクリレート等が挙げら
れる。さらに、上記不飽和単量体との併用により、カル
ボキシル基、スルホ基またはホスホ基等の酸性基を有す
る単量体のアルカリ金属塩、アンモニウム塩およびアミ
ン塩も使用できる。マクロモノマーと上記共重合性単量
体の好ましい共重合割合は、それらの合計量を基準にし
て、マクロモノマー1〜30重量%および共重合性単量
体99〜70重量%である。
In the present invention, the macromonomer of the present invention and other radically polymerizable monomers are copolymerized in an aqueous medium in the presence or absence of an emulsifier. The monomer to be copolymerized with the macromonomer naturally depends on the intended use of the obtained aqueous resin emulsion. For example, (meth) acrylate, vinyl carboxylate, (meth) acrylonitrile, styrene, perfluoroalkyl ( (Meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N-alkyl (meth) acrylamide, (meth) acrylic acid, maleic acid, itaconic acid, maleic anhydride, styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid , Acid phosphoxyethyl methacrylate and 3-chloro-2
Acid phosphoxypropyl methacrylate; Further, alkali metal salts, ammonium salts and amine salts of monomers having an acidic group such as a carboxyl group, a sulfo group or a phospho group can be used in combination with the unsaturated monomer. Preferred copolymerization ratios of the macromonomer and the copolymerizable monomer are 1 to 30% by weight of the macromonomer and 99 to 70% by weight of the copolymerizable monomer based on the total amount thereof.

【0017】接着剤として適する水性樹脂エマルション
を得るためには、本発明マクロモノマーの共重合単量体
として、例えばアクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル
およびアシッドホスホキシエチルメタクリレート等から
なる単量体混合物が挙げられる。粘着剤に好ましい水性
樹脂エマルションを得るためには、該マクロモノマーの
共重合単量体として、アクリル酸2−エチルヘキシル、
アクリロニトリルおよびイタコン酸等からなる単量体混
合物が挙げられ、また塗料またはコーティング剤に適す
る水性樹脂エマルションを得るためには、かかる共重合
単量体として、スチレン、ブチルメタクリレート、メタ
クリル酸メチルおよびメタクリル酸等からなる単量体混
合物が好ましく使用できる。
In order to obtain an aqueous resin emulsion suitable as an adhesive, a monomer mixture comprising, for example, butyl acrylate, methyl methacrylate, and acid phosphoxyethyl methacrylate as the copolymerized monomer of the macromonomer of the present invention. No. In order to obtain a preferred aqueous resin emulsion for the pressure-sensitive adhesive, 2-ethylhexyl acrylate as a comonomer of the macromonomer,
A monomer mixture composed of acrylonitrile and itaconic acid, etc. may be mentioned.In order to obtain an aqueous resin emulsion suitable for a paint or a coating agent, styrene, butyl methacrylate, methyl methacrylate and methacrylic acid are used as such copolymerizable monomers. And the like.

【0018】上記成分を水性媒体中で共重合させるに際
して、ノニオン系乳化剤、アニオン系乳化剤またはノニ
オンアニオン系乳化剤を使用してもよく、ノニオン系乳
化剤としては、ノニルフェニルポリエチレンオキサイ
ド、オクチルフェニルポリエチレンオキサイド、ソルビ
タンポリエチレンオキサイドおよびポリエチレンオキサ
イドプロピレンオキサイド等が挙げられる。アニオン系
乳化剤としては、スルホコハク酸アルカリ金属塩、アル
キルベンゼンスルホン酸アルカリ金属塩およびアルキル
ナフタレンスルホン酸アルカリ金属塩等が挙げられる。
また、ノニオンアニオン系乳化剤としては、ポリオキシ
エチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム塩およびポリ
オキシエチレンオクチルフェニルエーテル硫酸ナトリウ
ム塩等が挙げられる。上記乳化剤の好ましい使用量は、
本発明マクロモノマーおよび共重合単量体の合計量を基
準にして、0.3〜3重量%である。本発明においては、
界面活性能を有するマクロモノマーを重合成分として使
用するため、該マクロモノマーの使用量によって併用す
る乳化剤の量は異なるが、通常の乳化重合の場合と比較
して乳化剤の使用量を随分少なくできる。
When the above components are copolymerized in an aqueous medium, a nonionic emulsifier, an anionic emulsifier or a nonionic anionic emulsifier may be used. And sorbitan polyethylene oxide and polyethylene oxide propylene oxide. Examples of the anionic emulsifier include alkali metal salts of sulfosuccinic acid, alkali metal salts of alkylbenzenesulfonic acid and alkali metal salts of alkylnaphthalenesulfonic acid.
Examples of the nonionic anionic emulsifier include sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate and sodium polyoxyethylene octyl phenyl ether sulfate. The preferred amount of the emulsifier used is
It is 0.3 to 3% by weight based on the total amount of the macromonomer of the present invention and the comonomer. In the present invention,
Since a macromonomer having surface activity is used as a polymerization component, the amount of the emulsifier used in combination differs depending on the amount of the macromonomer used, but the amount of the emulsifier used can be considerably reduced as compared with the case of ordinary emulsion polymerization.

【0019】重合開始剤としては、例えば過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、クメンヒドロパ
ーオキサイド、ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイ
ルパーオキサイド、トルオイルパーオキサイドおよびア
ゾビスイソブチロニトリル等がある。また、得られる重
合体の分子量調整のために、メルカプトエタノール、2
−プロパンチオール、1−ブタンチオール、チオフェノ
ールまたはドデシルメルカプタン等の連鎖移動剤を使用
しても良い。上記方法によって得られる水性樹脂エマル
ションの用途としては、塗料、コーティング剤、接着
剤、感圧接着剤、含浸補強剤等が挙げられる。これを塗
工する基材としては、金属、紙、木材、ガラス、コンク
リート等がある。
Examples of the polymerization initiator include potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, cumene hydroperoxide, butylcumyl peroxide, benzoyl peroxide, toluoyl peroxide, and azobisisobutyronitrile. Further, in order to adjust the molecular weight of the obtained polymer, mercaptoethanol, 2
-A chain transfer agent such as propanethiol, 1-butanethiol, thiophenol or dodecylmercaptan may be used. Applications of the aqueous resin emulsion obtained by the above method include paints, coating agents, adhesives, pressure-sensitive adhesives, impregnating reinforcing agents, and the like. As a base material on which this is applied, there are metal, paper, wood, glass, concrete and the like.

【0020】以下に実施例および比較例を挙げて、本発
明をさらに具体的に説明する。なお、各例における
「部」は「重量部」を意味する。 ○製造例1 トルエン100部および3−メルカプトプロピオン酸
1.8部の混合液を窒素気流下で90℃に加熱し攪拌下
に、この液中にメトキシポリエチレングリコールモノメ
タクリレート(エチレンオキサイドの平均重合度9)8
0部、ポリジメチルシロキサンの末端メタクリロイル型
マクロモノマー(X−22−174DX;数平均分子量
約5,000、信越化学製)を20部およびアゾビスイ
ソブチロニトリルの1部を4時間かけて滴下した。さら
に2時間加熱することにより、片末端にカルボキシル基
を有する数平均分子量7,300のベース重合体のトル
エン溶液を得た。上記トルエン溶液中に、グリシジルメ
タクリレート2.65部、テトラブチルアンモニウムブ
ロマイド0.9部およびハイドロキノンモノメチルエー
テル0.05部をトルエン10部に溶解した溶液を滴下
した後、空気を吹き込みながら110℃で3時間反応さ
せた。その後、スプレードライヤーで溶剤を除去して、
本発明マクロモノマー(1)を得た。その数平均分子量
は7,500、重量平均分子量は17,100であっ
た。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. Note that “parts” in each example means “parts by weight”. Production Example 1 A mixture of 100 parts of toluene and 1.8 parts of 3-mercaptopropionic acid was heated to 90 ° C. under a nitrogen stream and stirred, and methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (average degree of polymerization of ethylene oxide) was added to the liquid. 9) 8
0 parts, 20 parts of polydimethylsiloxane-terminated methacryloyl-type macromonomer (X-22-174DX; number average molecular weight: about 5,000, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 1 part of azobisisobutyronitrile are dropped over 4 hours. did. By further heating for 2 hours, a toluene solution of a base polymer having a carboxyl group at one terminal and having a number average molecular weight of 7,300 was obtained. A solution prepared by dissolving 2.65 parts of glycidyl methacrylate, 0.9 part of tetrabutylammonium bromide and 0.05 part of hydroquinone monomethyl ether in 10 parts of toluene was added dropwise to the above toluene solution. Allowed to react for hours. After that, remove the solvent with a spray dryer,
The macromonomer (1) of the present invention was obtained. Its number average molecular weight was 7,500 and weight average molecular weight was 17,100.

【0021】○製造例2 製造例1におけるポリジメチルシロキサンの末端メタク
リロイル型マクロモノマーに代えて、ポリメタクリル酸
メチルの末端メタクリロイル型マクロモノマー(AA−
6、;数平均分子量約6,000、東亞合成製)を使用
した以外は、すべて製造例1と同様にして、片末端にカ
ルボキシル基を有する数平均分子量7,500のベース
重合体のトルエン溶液を得た。以下も、製造例1と同様
にして、本発明マクロモノマー(2)を得た。その数平
均分子量は7,700、重量平均分子量は17,600
であった。
Production Example 2 In place of the polymethysiloxane-terminated methacryloyl-type macromonomer in Production Example 1, polymethyl methacrylate-terminated methacryloyl-type macromonomer (AA-
6, a toluene solution of a base polymer having a number average molecular weight of 7,500 and having a carboxyl group at one end, in the same manner as in Production Example 1, except that a number average molecular weight of about 6,000, manufactured by Toagosei Co., Ltd. was used. I got Hereinafter, the macromonomer (2) of the present invention was obtained in the same manner as in Production Example 1. Its number average molecular weight is 7,700 and weight average molecular weight is 17,600.
Met.

【0022】[0022]

【実施例1】本発明マクロモノマー(1)20部、ブチ
ルメタクリレート20部、スチレン30部、エチルアク
リレート20部、メタクリル酸1部、ヒドロキシエチル
メタクリレート9部およびイオン交換水30部をホモミ
キサーで混合してプレエマルションを調整した。撹拌
機、滴下ロート、窒素ガス導入管および温度計のついた
ガラスフラスコに、イオン交換水70部、過硫酸カリウ
ム0.4部および炭酸アンモニウム0.7部を入れ、気
相部を窒素で置換した後、溶液を80℃に保ち、前記プ
レエマルションを2時間かけて滴下した。滴下後さらに
1時間80℃に維持して、重合を終了した。その後、ト
リエチルアミンでPHが8になるまで中和することによ
り、目的の水性樹脂エマルションを得た。得られた樹脂
エマルションに関して、以下の物性を測定した。その結
果、貯蔵安定性試験および耐水性試験の結果はいずれも
良好であり、また、グリッド量は0.05部と少なかっ
た。 a)貯蔵安定性試験;エマルションを25℃で1週間保
管した後、外観を目視で評価した。 b)塗膜の耐水性試験;エマルションを鋼板に塗布し、
25℃で2週間乾燥した後、試験片を水に2日間浸漬し
た後の白化状態を目視で観察。 c)グリッド;200メッシュのネットで濾過、ネット
上の凝集物を乾燥した後秤量。
EXAMPLE 1 20 parts of the macromonomer (1) of the present invention, 20 parts of butyl methacrylate, 30 parts of styrene, 20 parts of ethyl acrylate, 1 part of methacrylic acid, 9 parts of hydroxyethyl methacrylate and 30 parts of ion-exchanged water were mixed by a homomixer. The pre-emulsion was adjusted. In a glass flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a nitrogen gas inlet tube and a thermometer, put 70 parts of ion-exchanged water, 0.4 parts of potassium persulfate and 0.7 parts of ammonium carbonate, and replace the gas phase with nitrogen. After that, the solution was kept at 80 ° C., and the pre-emulsion was added dropwise over 2 hours. After the addition, the temperature was maintained at 80 ° C. for another hour to complete the polymerization. Thereafter, the mixture was neutralized with triethylamine until the pH became 8, thereby obtaining an intended aqueous resin emulsion. The following physical properties were measured for the obtained resin emulsion. As a result, both the results of the storage stability test and the water resistance test were good, and the grid amount was as small as 0.05 part. a) Storage stability test: After the emulsion was stored at 25 ° C for one week, the appearance was visually evaluated. b) Water resistance test of coating film; applying emulsion to steel sheet,
After drying at 25 ° C. for 2 weeks, the test piece was immersed in water for 2 days, and the whitening state was visually observed. c) Grid; Filtration through a 200 mesh net, drying of aggregates on the net and weighing.

【0023】[0023]

【実施例2】本発明マクロモノマー(2)20部、ブチ
ルメタクリレート20部、スチレン30部、エチルアク
リレート20部、メタクリル酸1部、ヒドロキシエチル
メタクリレート9部およびイオン交換水30部をホモミ
キサーで混合してプレエマルションを調整した。撹拌
機、滴下ロート、窒素ガス導入管および温度計のついた
ガラスフラスコに、イオン交換水70部、過硫酸カリウ
ム0.4部および炭酸アンモニウム0.7部を入れ、気
相部を窒素で置換した後、溶液を80℃に保ち、前記プ
レエマルションを2時間かけて滴下した。滴下後さらに
1時間80℃に維持して、重合を終了した。その後、ト
リエチルアミンでPHが8になるまで中和することによ
り、目的の水性樹脂エマルションを得た。得られた樹脂
エマルションは、貯蔵安定性試験および耐水性試験の結
果はいずれも良好であり、また、グリッド量は0.03
部と少なかった。
Example 2 20 parts of the macromonomer (2) of the present invention, 20 parts of butyl methacrylate, 30 parts of styrene, 20 parts of ethyl acrylate, 1 part of methacrylic acid, 9 parts of hydroxyethyl methacrylate and 30 parts of ion-exchanged water were mixed with a homomixer. The pre-emulsion was adjusted. In a glass flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a nitrogen gas inlet tube and a thermometer, put 70 parts of ion-exchanged water, 0.4 parts of potassium persulfate and 0.7 parts of ammonium carbonate, and replace the gas phase with nitrogen. After that, the solution was kept at 80 ° C., and the pre-emulsion was added dropwise over 2 hours. After the addition, the temperature was maintained at 80 ° C. for another hour to complete the polymerization. Thereafter, the mixture was neutralized with triethylamine until the pH became 8, thereby obtaining an intended aqueous resin emulsion. The obtained resin emulsion showed good results in both the storage stability test and the water resistance test, and the grid amount was 0.03.
And few.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、特定の化学構造を有す
る本発明マクロモノマーを、他の共重合性単量体と水性
媒体中で共重合させることにより、耐水性に優れる皮膜
を形成する水性樹脂エマルションが製造でき、該エマル
ションは塗料、コーティング材、接着剤および粘着剤等
として好適である。
According to the present invention, a film having excellent water resistance is formed by copolymerizing the macromonomer of the present invention having a specific chemical structure with another copolymerizable monomer in an aqueous medium. An aqueous resin emulsion can be produced, and the emulsion is suitable as a paint, a coating material, an adhesive, a pressure-sensitive adhesive, and the like.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 乳化剤の存在下または非存在下に水性媒
体中で、下記マクロモノマーおよびその他のラジカル重
合性単量体を共重合させることを特徴とする水性樹脂エ
マルションの製造方法。 マクロモノマー:(a)シリコーンまたは疎水性ビニル
重合体の片末端にラジカル重合性基を有するマクロモノ
マー、(b)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)ア
クリレートまたはポリアルキレングリコールモノアルキ
ルエーテルモノ(メタ)アクリレートおよび所望により
(c)その他のラジカル重合性単量体を共重合して得ら
れる共重合体であって、全構成単位の合計量を基準にし
て、上記(a)マクロモノマー単位の割合が40〜1重
量%で、(b)単量体単位の割合が60〜99重量%
で、また(c)単量体単位の割合が0〜15重量%であ
る共重合体の片末端にラジカル重合性基を有するマクロ
モノマー
1. A method for producing an aqueous resin emulsion, comprising copolymerizing the following macromonomer and other radically polymerizable monomers in an aqueous medium in the presence or absence of an emulsifier. Macromonomer: (a) a macromonomer having a radical polymerizable group at one end of silicone or a hydrophobic vinyl polymer, (b) polyalkylene glycol mono (meth) acrylate or polyalkylene glycol monoalkyl ether mono (meth) acrylate; If desired, a copolymer obtained by copolymerizing (c) other radically polymerizable monomers, wherein the ratio of the (a) macromonomer unit is 40 to 40% based on the total amount of all structural units. 1% by weight, and the proportion of the monomer unit (b) is 60 to 99% by weight.
And (c) a macromonomer having a radical polymerizable group at one end of a copolymer having a monomer unit ratio of 0 to 15% by weight
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1077224A1 (en) * 1999-08-16 2001-02-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Styrene/macromonomer random polymer having excellent melt flowability and method of preparing the same
WO2008126849A1 (en) * 2007-04-09 2008-10-23 Sony Chemical & Information Device Corporation Adhesive agent composition, adhesive sheet, optical adhesive sheet and electromagnetic wave shielding adhesive sheet

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