JP2000239331A - Preparation of aqueous emulsion - Google Patents

Preparation of aqueous emulsion

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JP2000239331A
JP2000239331A JP11047192A JP4719299A JP2000239331A JP 2000239331 A JP2000239331 A JP 2000239331A JP 11047192 A JP11047192 A JP 11047192A JP 4719299 A JP4719299 A JP 4719299A JP 2000239331 A JP2000239331 A JP 2000239331A
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Japan
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silane compound
surfactant
aqueous
component
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Japanese (ja)
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Mitsutaka Hasegawa
三高 長谷川
Takenao Yamamura
武尚 山村
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Toagosei Co Ltd
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Toagosei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preparative method for aqueous emulsion excellent in storage stability and capable of obtaining coating film excellent in contamination resistance for a long period. SOLUTION: This preparation method for aqueous emulsion comprises following two processes, the first process: heating a radial-polymerizable monomer including a hydrolysable silyl group and a silane compound in the presence of water to condense the silane compound to the hydrolysable silyl group of the monomer obtaining (a) a radial-polymerizable condensate of the silane compound. The second process: copolymerizing the component (a) with a radical- polymerizable monomer (b) copolymerizable with the component (a) in an aqueous medium in the presence of a surfactant.

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、長期間に渡り耐汚
染性に優れる塗膜を形成することが可能な水性エマルシ
ョンの製造方法に関するものであり、エマルションを利
用する被覆材等の技術分野において賞用され得るもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an aqueous emulsion capable of forming a coating film having excellent stain resistance over a long period of time, and relates to a technical field such as a coating material utilizing the emulsion. It can be awarded.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、アクリル系重合体をベースにした
アクリルエマルション系塗料は、屋外塗装用塗料として
も使用されている。しかしながら、当該塗料は、有機溶
剤系塗料と比較して、塗膜硬度が低いこと等を原因とし
て、自動車排ガス、砂塵及び鉄粉等に起因する汚染物質
が塗膜表面に堆積したり、雨筋状の汚れが付着したりす
ることで美観が損なわれるという問題、即ち耐汚染性の
問題が顕在化しており、耐汚染性に優れる材料が要求さ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, acrylic emulsion-based paints based on acrylic polymers have been used as paints for outdoor painting. However, due to the low hardness of the coating film compared with the organic solvent-based coating, the coating material may cause contaminants due to automobile exhaust gas, sand dust, iron powder, and the like to accumulate on the coating film surface, The problem that the aesthetic appearance is impaired due to the attachment of dirt, that is, the problem of stain resistance, has become apparent, and a material having excellent stain resistance has been demanded.

【0003】有機溶剤系塗料における耐汚染性を改善す
る方法としては、アルキルシリケート又はその部分加水
分解物等を塗料中に配合することで、得られる塗膜表面
に親水性と水中撥油性を付与し、塗膜が雨水で濡れて次
いで汚染物質が雨水とともに流れ落ちる、いわゆるロー
リングアップ機構によって汚れを除去する方法が提案さ
れている(特開平6−248237号公報)。
[0003] As a method of improving the stain resistance of an organic solvent-based paint, an alkyl silicate or a partial hydrolyzate thereof is incorporated into the paint to impart hydrophilicity and oil repellency in water to the surface of the resulting paint film. A method of removing dirt by a so-called rolling-up mechanism in which a coating film is wetted with rainwater and then contaminants flow down with the rainwater has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-248237).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エマル
ション系塗料において、上記有機溶剤系塗料と同様の耐
汚染性改善策を行った場合、アルキルシリケート類の様
な加水分解性の化合物は水中で安定に保持することが困
難なため、当該方法での汚染性の改良を行うことは困難
であった。
However, when the same stain resistance improvement measures as those of the above-mentioned organic solvent-based paints are applied to emulsion-based paints, hydrolyzable compounds such as alkyl silicates are stably produced in water. Since it is difficult to maintain, it is difficult to improve the contamination by this method.

【0005】本発明者らは、アルキルシリケート等を使
用した場合であっても、エマルション中に当該化合物を
安定に保持し、さらに得られる塗膜を耐汚染性に優れた
ものにすることができるエマルションの製造方法とし
て、界面活性剤の存在下に、シラン系単量体等の重合性
単量体、油溶性重合開始剤及びアルキルシリケート等を
水性媒体中に乳化分散させて得られる水性乳化分散体
を、加熱された水性媒体中に添加して重合する方法を見
出している(特願平10−216510号)。しかしな
がら、当該方法で得られるエマルションは、長期の耐汚
染性が要求される用途においては不十分なものであっ
た。
[0005] The present inventors can stably retain the compound in an emulsion even when an alkyl silicate or the like is used, and make the resulting coating film excellent in stain resistance. As a method for producing an emulsion, an aqueous emulsion dispersion obtained by emulsifying and dispersing a polymerizable monomer such as a silane-based monomer, an oil-soluble polymerization initiator, and an alkyl silicate in an aqueous medium in the presence of a surfactant. A method has been found in which a polymer is added to a heated aqueous medium and polymerized (Japanese Patent Application No. 10-216510). However, the emulsion obtained by this method is insufficient for applications requiring long-term stain resistance.

【0006】本発明者らは、保存安定性に優れ、得られ
る塗膜が長期に渡り耐汚染性に優れる水系のエマルショ
ンの製造方法について、鋭意検討を行ったのである。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies on a method for producing an aqueous emulsion having excellent storage stability and a resulting coating film having excellent stain resistance over a long period of time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の検
討の結果、シラン系単量体にシラン化合物を縮合させた
単量体を製造し、これとその他の単量体を水性媒体中で
共重合する製造方法が、得られるエマルションの保存安
定性に優れ、塗膜が長期の耐汚染性に優れることを見い
出し本発明を完成した。以下、本発明を詳細に説明す
る。
As a result of various studies, the present inventors have produced a monomer obtained by condensing a silane compound with a silane-based monomer, It has been found that a production method in which the emulsion is obtained has excellent storage stability and the coating film has excellent long-term stain resistance, and has completed the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明は、下記工程1及び工程2
からなる水性エマルションの製造方法に関するものであ
る。以下それぞれの工程について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention comprises the following steps 1 and 2
And a method for producing an aqueous emulsion comprising: Hereinafter, each step will be described.

【0009】1.工程1 工程1は、水分の存在下に、加水分解性シリル基含有ラ
ジカル重合性単量体と特定のシラン化合物を加熱するこ
とにより、前記ラジカル重合性単量体の加水分解性シリ
ル基に前記シラン化合物を縮合させ、(a)ラジカル重合
性を有するシラン化合物の縮合体を製造する工程であ
る。以下、各成分及び工程1について説明する。
1. Step 1 In the step 1, the hydrolyzable silyl group-containing radical polymerizable monomer and a specific silane compound are heated in the presence of moisture, so that the hydrolyzable silyl group of the radical polymerizable monomer is In this step, (a) a condensate of a silane compound having radical polymerizability is produced by condensing a silane compound. Hereinafter, each component and step 1 will be described.

【0010】1-1.シラン化合物 本発明におけるシラン化合物は、下記一般式(1)で示
される化合物の単量体、二量体、三量体又はそのオリゴ
マー(以下単にこれらをシラン化合物という)である。
1-1. Silane compound The silane compound in the present invention is a monomer, dimer, trimer or oligomer of the compound represented by the following general formula (1) (hereinafter these are simply referred to as silane compounds). It is.

【0011】[0011]

【化1】 Embedded image

【0012】ここで、nは0,1又は2の整数であり、
好ましくは0又は1である。R1は安定な疎水性基であ
り、例えば、アルキル基、フェニル基等の炭化水素系の
置換基である。R2は加水分解性の基であり、メトキシ
基及びエトキシ基等のアルコキシ基、ヒドロキシル基、
ハロゲン原子並びにアセトキシ基等が挙げられる。本発
明においては、貯蔵安定性、取扱いの容易さからアルコ
キシ基が好ましい。尚、R1及びR2とも、複数個ある場
合には、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Here, n is an integer of 0, 1, or 2,
Preferably it is 0 or 1. R 1 is a stable hydrophobic group, for example, a hydrocarbon-based substituent such as an alkyl group and a phenyl group. R 2 is a hydrolyzable group, and includes an alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group, a hydroxyl group,
Examples include a halogen atom and an acetoxy group. In the present invention, an alkoxy group is preferable from the viewpoint of storage stability and ease of handling. When there are a plurality of R 1 and R 2 , they may be the same or different.

【0013】本発明において有用であるシラン化合物の
具体例としては、次のものを挙げることができる。上記
一般式において、n=0の化合物の例としては、テトラ
メトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポ
キシシラン及びテトラブトキシシラン等が挙げられる。
n=1の化合物の例としては、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキ
シシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリ
メトキシシラン、オクチルトリイソプロポキシシラン、
シクロヘキシルトリメトキシシラン、ベンジルトリメト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン及びフェニル
トリエトキシシラン等が挙げられる。n=2の化合物の
例としては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエ
トキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン及びジフェ
ニルジエトキシシラン等が挙げられる。又、シラン化合
物としては、これらの二量体、三量体又はオリゴマー、
並びにこれらの混合物等が挙げられる。
Specific examples of the silane compound useful in the present invention include the following. In the above general formula, examples of the compound where n = 0 include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, and the like.
Examples of the compound where n = 1 include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriisopropoxysilane ,
Examples include cyclohexyltrimethoxysilane, benzyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, and the like. Examples of the compound where n = 2 include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and the like. Further, as the silane compound, these dimers, trimers or oligomers,
And mixtures thereof.

【0014】本発明においては、シラン化合物として、
上記一般式において、nが0又は1の整数であり、R1
がアルキル基であり、R2がアルコキシ基である化合物
が、塗膜の耐汚染性に優れるため好ましい。これらの化
合物の具体例としては、n=0の化合物の例としては、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ
プロポキシシラン及びテトラブトキシシラン等が挙げら
れる。n=1の化合物の例としては、メチルトリメトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメト
キシシラン、エチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリ
メトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチ
ルトリメトキシシラン及びオクチルトリイソプロポキシ
シラン等が挙げられ、より好ましくはテトラアルコキシ
シラン及びメチルトリエトキシランである。シラン化合
物は、2種以上を併用することもできる。
In the present invention, as the silane compound,
In the above general formula, n is an integer of 0 or 1, and R 1
Is an alkyl group, and a compound in which R 2 is an alkoxy group is preferred because the coating film has excellent stain resistance. Specific examples of these compounds include, as examples of the compound where n = 0,
Examples include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane. Examples of the compound where n = 1 include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane, and octyltriisopropoxysilane. And the like, more preferably tetraalkoxysilane and methyltriethoxysilane. Two or more silane compounds can be used in combination.

【0015】1-2.加水分解性シリル基含有ラジカル重合
性単量体 本発明で使用される加水分解性シリル基含有ラジカル重
合性単量体(以下加水分解性シリル単量体という)とし
ては、種々の化合物があり、下記式(2)で示される化
合物が好ましい。
1-2. Hydrolyzable silyl group-containing radical polymerizable monomer The hydrolyzable silyl group-containing radical polymerizable monomer (hereinafter referred to as a hydrolyzable silyl monomer) used in the present invention includes: There are various compounds, and a compound represented by the following formula (2) is preferable.

【0016】[0016]

【化2】 Embedded image

【0017】(式中、R3は炭素数1〜10のアルキル
基、アリール基及びアラルキル基から選ばれる一価の炭
化水素基、R4はラジカル重合性基、Xは加水分解性
基、aは0〜2までの整数である。Siに結合するX及
びR3がそれぞれ二個以上の場合、それらは同一の基で
あっても異なる基であっても良い。) R3は炭素数1〜10のアルキル基、アリール基及びア
ラルキル基である。アリール基としてはフェニル基等が
挙げられ、アラルキル基としてはベンジル基等が挙げら
れる。R3としては、炭素数1〜10のアルキル基が好
ましい。R4のラジカル重合性基としては、エチレン性
不飽和基が好ましく、(メタ)アクリロイル基、スチリ
ル基、ビニルエステル基及びビニルエーテル基等のラジ
カル重合性の高い官能基がより好ましい。Xの加水分解
性基としては、アルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲ
ン原子及びアセトキシ基等が挙げられる。アルコキシ基
の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキ
シ基、ブトキシ基、ペンタノキシ基及びヘキサノキシ基
等が挙げられ。反応性と安定性のバランスから、Xとし
ては炭素数4以下のアルコキシ基が好ましい。
(Wherein R 3 is a monovalent hydrocarbon group selected from alkyl, aryl and aralkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, R 4 is a radical polymerizable group, X is a hydrolyzable group, a Is an integer from 0 to 2. When each of X and R 3 bonded to Si is two or more, they may be the same or different groups.) R 3 has 1 carbon atom. To 10 alkyl groups, aryl groups and aralkyl groups. Examples of the aryl group include a phenyl group, and examples of the aralkyl group include a benzyl group. R 3 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. As the radical polymerizable group for R 4 , an ethylenically unsaturated group is preferable, and a functional group having high radical polymerizability such as a (meth) acryloyl group, a styryl group, a vinyl ester group, and a vinyl ether group is more preferable. Examples of the hydrolyzable group for X include an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, and an acetoxy group. Specific examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentanoxy group and a hexanoxy group. From the balance between reactivity and stability, X is preferably an alkoxy group having 4 or less carbon atoms.

【0018】加水分解性シリル単量体の具体例として
は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキ
シシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエト
キシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシ
シラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシ
シラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルメチルジ
プロポキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリプ
ロポキシシラン及びγ−メタクリロキシプロピルメチル
ジプロポキシシラン等が挙げられる。当該単量体は、二
種以上を併用してもよい。
Specific examples of the hydrolyzable silyl monomer include vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and vinyltriethoxysilane. Methyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, vinyltripropoxysilane, vinylmethyldipropoxysilane, γ-methacryloxypropyltripropoxysilane and γ-methacryloxypropylmethyl And dipropoxysilane. The monomers may be used in combination of two or more.

【0019】1-3.工程1 工程1は、水分の存在下に、加水分解性シリル単量体と
シラン化合物を加熱することにより、前記単量体の加水
分解性シリル基にシラン化合物を、加水分解して縮合さ
せるものである。
1-3. Step 1 In step 1, a silane compound is added to the hydrolyzable silyl group of the monomer by heating the hydrolyzable silyl monomer and the silane compound in the presence of water. It is to be hydrolyzed and condensed.

【0020】加水分解性シリル単量体とシラン化合物の
割合は、加水分解性シリル単量体:シラン化合物=1:
99〜80:20(重量比)が好ましく、より好ましく
は10:90〜50:50である。加水分解性シリル単
量体の割合が1未満では、得られるエマルションの長期
暴露後の耐汚染性が不十分となる場合があり、他方加水
分解性シリル単量体の割合が80を越えると、得られる
エマルションの耐汚染性が不十分となることがある。
The ratio of the hydrolyzable silyl monomer to the silane compound is as follows: hydrolyzable silyl monomer: silane compound = 1:
It is preferably from 99 to 80:20 (weight ratio), more preferably from 10:90 to 50:50. If the proportion of the hydrolyzable silyl monomer is less than 1, the resulting emulsion may have insufficient stain resistance after long-term exposure, while if the proportion of the hydrolyzable silyl monomer exceeds 80, The resulting emulsion may have insufficient stain resistance.

【0021】縮合反応で添加する水は、使用する加水分
解性シリル単量体とシラン化合物中に存在するアルコキ
シ基の合計モル数に対して、0.05〜0.45モルの
範囲が好ましく、より好ましくは0.1〜0.2モルの
範囲である。水の添加量が0.05未満では、加水分解
反応が不十分で、得られるエマルションの長期耐汚染性
が不十分となる場合があり、又0.45モルを越える
と、縮合反応中にゲル化が起こり易くなることがある。
The water added in the condensation reaction is preferably in the range of 0.05 to 0.45 mol based on the total number of mols of the hydrolyzable silyl monomer and the alkoxy group present in the silane compound. More preferably, it is in the range of 0.1 to 0.2 mol. If the amount of water added is less than 0.05, the hydrolysis reaction may be insufficient, and the long-term stain resistance of the resulting emulsion may be insufficient. If the amount exceeds 0.45 mol, gelation may occur during the condensation reaction. In some cases.

【0022】工程1は、触媒の存在下で行うことが好ま
しい。触媒としては酸性触媒が好ましく、パラトルエン
スルホン酸等の有機酸、並びに塩酸、硝酸、硫酸及びリ
ン酸等の無機酸が挙げられる。触媒の使用量としては、
添加する水に対して0.05〜10重量%が好ましい。
又、反応温度は、目的に応じて適宜設定すれば良いが、
好ましくは室温〜80℃である。
Step 1 is preferably performed in the presence of a catalyst. The catalyst is preferably an acidic catalyst, and examples thereof include organic acids such as paratoluenesulfonic acid and inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and phosphoric acid. As the amount of catalyst used,
The content is preferably 0.05 to 10% by weight based on the added water.
The reaction temperature may be appropriately set according to the purpose,
It is preferably room temperature to 80 ° C.

【0023】加水分解性シリル単量体とシラン化合物の
混合物は水と混合し難いため、水を溶解する有機溶媒中
で、反応を行うことが好ましい。当該有機溶剤としては
メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、メ
チルエチルケトン、エチレングリコールモノブチルエー
テル及びエチレングリコールモノメチルエーテル等が挙
げられる。
Since the mixture of the hydrolyzable silyl monomer and the silane compound is difficult to mix with water, the reaction is preferably performed in an organic solvent that dissolves water. Examples of the organic solvent include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monobutyl ether, and ethylene glycol monomethyl ether.

【0024】2.工程2 工程2は、(a)成分と(b)(a)成分と共重合可能なラジカ
ル重合性単量体を、界面活性剤の存在下に水性媒体中で
共重合する工程である。以下(b)成分及び工程2につい
て説明する。
2. Step 2 Step 2 is a step of copolymerizing a radical polymerizable monomer copolymerizable with the components (a) and (b) and the component (a) in an aqueous medium in the presence of a surfactant. Hereinafter, the component (b) and the step 2 will be described.

【0025】2-1.(b)(a)成分と共重合可能なラジカル重
合性単量体 本発明における(b)成分としては、種々のラジカル重合
性単量体が使用可能であり、ビニル基又は(メタ)アク
リロイル基等のエチレン性不飽和二重結合を有する化合
物が挙げられる。具体的には、(メタ)アクリル酸エス
テル、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル等のカルボン
酸ビニル、スチレン及びα−メチルスチレン等のエチレ
ン性不飽和基含有芳香族化合物、(メタ)アクリル酸、
イタコン酸及びマレイン酸等のカルボキシル基及びエチ
レン性不飽和基含有化合物等が挙げられる。(メタ)ア
クリル酸エステルとしては、(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n
−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メ
タ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル
酸ラウリル及び(メタ)アクリル酸ステアリル等の(メ
タ)アクリル酸アルキル、(メタ)アクリル酸2−ヒド
ロキシエチル及び(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプ
ロピル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシルアルキル、
(メタ)アクリル酸パーフルオロアルキル、グリシジル
(メタ)アクリレート、並びに(メタ)アクリル酸N,
N−ジエチルアミノエチル等が挙げられる。これらの単
量体は単独で使用することもできるが、通常は塗膜物性
のバランスがとれるよう複数成分選定することが好まし
い。
2-1. (B) Radical polymerizable monomer copolymerizable with component (a) As the component (b) in the present invention, various radical polymerizable monomers can be used. And compounds having an ethylenically unsaturated double bond such as a group or a (meth) acryloyl group. Specifically, (meth) acrylates, vinyl carboxylate such as vinyl acetate and vinyl propionate, ethylenically unsaturated group-containing aromatic compounds such as styrene and α-methylstyrene, (meth) acrylic acid,
Examples include compounds containing a carboxyl group and an ethylenically unsaturated group, such as itaconic acid and maleic acid. Examples of the (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and n- (meth) acrylate.
-Butyl, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, alkyl (meth) acrylates such as lauryl (meth) acrylate and stearyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate And hydroxylalkyl (meth) acrylates such as 2-hydroxypropyl (meth) acrylate,
Perfluoroalkyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, and N (meth) acrylate
N-diethylaminoethyl and the like. These monomers can be used alone, but it is usually preferable to select a plurality of components so as to balance the properties of the coating film.

【0026】(b)成分としては、共重合性に優れ、得ら
れる共重合体の塗膜物性等に優れることから、炭素数1
〜8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキ
ル、スチレン、炭素数2〜3のヒドロキシアルキル基を
有する(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル及びグリ
シジル(メタ)アクリレートが好ましい。耐候性や強
度、耐熱性等の塗膜物性を高レベルに保持するため、
(b)成分の合計量100重量部に対し、(メタ)アクリ
ル酸エステルを少なくとも50重量部使用することが好
ましい。
The component (b) is excellent in copolymerizability and the resulting copolymer has excellent properties such as a coating film.
Alkyl (meth) acrylate having -8 alkyl groups, styrene, hydroxyalkyl (meth) acrylate having 2-3 alkyl hydroxyalkyl groups, and glycidyl (meth) acrylate are preferred. In order to maintain the coating properties such as weather resistance, strength and heat resistance at a high level,
It is preferable to use at least 50 parts by weight of (meth) acrylate based on 100 parts by weight of the total amount of component (b).

【0027】(a)成分と(b)成分の好ましい共重合割合
は、(a)0.5〜50重量%及び(b)99.5〜50重量
%であり、さらに好ましくは、(a)3〜30重量%及び
(b)97〜70重量%である。(a)成分の割合が0.5に
満たない場合は、(a)成分を構成成分とする効果が発揮
されず、他方50重量%を越えるとエマルションの安定
性が低下しやすい。
The preferred copolymerization ratios of component (a) and component (b) are (a) 0.5 to 50% by weight and (b) 99.5 to 50% by weight, and more preferably (a). 3 to 30% by weight and
(b) 97 to 70% by weight. When the proportion of the component (a) is less than 0.5, the effect of using the component (a) as a component is not exhibited, while when it exceeds 50% by weight, the stability of the emulsion tends to be reduced.

【0028】2-2.工程2 本発明の工程2は、前記(a)成分及び(b)成分を、界面活
性剤の存在下に水性媒体中で共重合する工程である。
2-2. Step 2 Step 2 of the present invention is a step of copolymerizing the components (a) and (b) in an aqueous medium in the presence of a surfactant.

【0029】2-2-1.界面活性剤 界面活性剤としては、通常の乳化重合において汎用され
るアニオン系、ノニオン系及びカチオン系等の各種界面
活性剤を用いることができるが、得られるエマルション
が安定なものとなり、又塗膜の耐水性及び耐候性に優れ
るため、ラジカル重合性界面活性剤を用いることが好ま
しい。
2-2-1. Surfactant As the surfactant, various surfactants commonly used in ordinary emulsion polymerization, such as anionic, nonionic and cationic surfactants, can be used. Is preferable, and a radically polymerizable surfactant is preferably used because the film has excellent water resistance and weather resistance.

【0030】当該ラジカル重合性界面活性剤としては、
下記一般式(3)で表されるポリオキシアルキレン基と
イオン解離性基を含有するものが好ましい。
The radically polymerizable surfactant includes:
Those containing a polyoxyalkylene group represented by the following general formula (3) and an ion-dissociable group are preferred.

【0031】[0031]

【化3】 Embedded image

【0032】(式中、Zは、上記成分(a)と共重合可能
なラジカル重合性二重結合を有する有機基、AOはオキ
シアルキレン基、nは2以上の整数、Yはイオン解離性
基を示す。) 前記一般式(3)における好ましいZは、芳香族炭化水
素基、アルキル置換芳香族炭化水素基、高級アルキル基
又は脂環式炭化水素基等の疎水性基とラジカル重合性二
重結合とが組み合わされた構造単位である。さらに、Z
におけるラジカル重合性二重結合としては、(メタ)ア
リル基、プロペニル基又はブテニル基等が好ましい。
(Wherein, Z is an organic group having a radical polymerizable double bond copolymerizable with the component (a), AO is an oxyalkylene group, n is an integer of 2 or more, and Y is an ion dissociable group. The preferred Z in the general formula (3) is a radical polymerizable double bond with a hydrophobic group such as an aromatic hydrocarbon group, an alkyl-substituted aromatic hydrocarbon group, a higher alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group. A structural unit in which a bond is combined. Furthermore, Z
Is preferably a (meth) allyl group, a propenyl group or a butenyl group.

【0033】重合性界面活性剤の好ましいイオン性はア
ニオンであり、従ってYとしては、基(AO)nとアニ
オン性の基で結合可能であり、当該アニオン性の基にカ
チオンがイオン結合した塩が好ましい。好ましいYの具
体例としては、−SO3Na、−SO3NH4、−COO
Na、−COONH4、−PO3Na2及び−PO3(NH
42等が挙げられ、さらに好ましくは−SO3Na又は
−SO3NH4である。基(AO)nにおけるnは2以上
の整数である。nが1の場合は、単量体(a)中の加水分
解性シリル基が不安定になり分解しやすくなってしま
う。好ましいnとしては、300以下であり、より好ま
しくは5〜50である。nが5未満であると、前記単量
体(a) 中の加水分解性シリル基の安定性が不足し易くな
る場合があり、一方nが300を越えると得られる硬化
性エマルションから形成される塗膜の物性が低下する傾
向を示すことがある。又、基(AO)n における単位
A、すなわちアルキレン基としては、エチレン基又はプ
ロピレン基が好ましい。
The preferred ionicity of the polymerizable surfactant is an anion. Therefore, Y is a salt in which a group (AO) n can be bonded to an anionic group and a cation is ionically bonded to the anionic group. Is preferred. Specific examples of the preferred Y, -SO 3 Na, -SO 3 NH 4, -COO
Na, -COONH 4, -PO 3 Na 2 , and -PO 3 (NH
4) 2 and the like, more preferably from -SO 3 Na or -SO 3 NH 4. N in the group (AO) n is an integer of 2 or more. When n is 1, the hydrolyzable silyl group in the monomer (a) becomes unstable and easily decomposed. Preferred n is 300 or less, more preferably 5 to 50. When n is less than 5, the stability of the hydrolyzable silyl group in the monomer (a) tends to be insufficient, and when n exceeds 300, it is formed from a curable emulsion obtained. In some cases, the physical properties of the coating film tend to decrease. The unit A in the group (AO) n, that is, the alkylene group, is preferably an ethylene group or a propylene group.

【0034】重合性界面活性剤の好ましい具体例として
は、例えば下記式(4)〜(6)で表される化合物が挙
げられる。式(4)及び(5)において、R5及びR6
しては、炭素数6〜18の直鎖状又は分岐状アルキル基
が好ましい。式(6)において、R7としては、水素原
子又はメチル基であり、R8としては、炭素数8〜24
のアルキル基が好ましい。又、式(4)〜(6)におい
て、A1、A2及A3は、アルキレン基を示し、又いずれ
の化合物においてもnは2以上の整数である。又、式
(4)〜(6)において、Y1、Y2及Y3は、イオン性
解離基を示し、その具体例としては、前記Yと同様のも
のを挙げることができる。
Preferred specific examples of the polymerizable surfactant include compounds represented by the following formulas (4) to (6). In the formulas (4) and (5), R 5 and R 6 are preferably a linear or branched alkyl group having 6 to 18 carbon atoms. In the formula (6), R 7 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 8 is a group having 8 to 24 carbon atoms.
Are preferred. In the formulas (4) to (6), A 1 , A 2 and A 3 each represent an alkylene group, and in any of the compounds, n is an integer of 2 or more. In the formulas (4) to (6), Y 1 , Y 2 and Y 3 each represent an ionic dissociative group, and specific examples thereof include the same as those described above for Y.

【0035】[0035]

【化4】 Embedded image

【0036】[0036]

【化5】 Embedded image

【0037】[0037]

【化6】 Embedded image

【0038】界面活性剤の好ましい使用量は、前記(a)
成分と(b)成分の合計量100重量部当たり、0.5〜
20重量部であり、さらに好ましくは1〜5重量部であ
る。
The preferred amount of the surfactant used is (a)
0.5 to 100 parts by weight of the total amount of the component and the component (b)
20 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight.

【0039】2-2-2.ミクロ懸濁重合 (a)成分及び(b)成分の重合方法としては、界面活性剤及
びラジカル重合性開始剤の存在下に、水性媒体中で加熱
攪拌するといった常法に従えば良い。本発明では、種々
の重合方法の中でも、特に界面活性剤の存在下に、(a)
成分、(b)成分及び油溶性ラジカル重合開始剤を水性媒
体中で乳化分散させる工程[A]と、工程[A]で得られた水
性乳化分散体を加熱された水性媒体中に滴下して(a)成
分及び(b)成分を共重合させる工程[B]からなる製造方法
が好ましい。当該製造方法は、(a)成分及び(b)成分の乳
化分散粒子中に油溶性ラジカル重合開始剤が含まれてい
るため、各分散微細粒子内で重合が起こる。このような
疎水性粒子内で単量体を重合させる重合法は、一般には
ミクロ懸濁重合と称されており、該重合法によれば、水
溶性開始剤により乳化剤を形成するミセル内で単量体を
重合させる乳化重合法と比較して、(a)成分を各粒子内
に閉じこめることができ、得られるエマルションが安定
なものとなり、又その塗膜は耐候性に優れたものとな
る。以下当該重合方法について説明する。
2-2-2. Microsuspension polymerization The polymerization method of the component (a) and the component (b) includes, for example, heating and stirring in an aqueous medium in the presence of a surfactant and a radical polymerizable initiator. It is good to follow the usual law. In the present invention, among various polymerization methods, particularly in the presence of a surfactant, (a)
Step [A] of emulsifying and dispersing the component, the component (b) and the oil-soluble radical polymerization initiator in an aqueous medium, and dropping the aqueous emulsified dispersion obtained in the step [A] into a heated aqueous medium. A production method comprising a step [B] of copolymerizing the component (a) and the component (b) is preferable. In this production method, since the oil-soluble radical polymerization initiator is contained in the emulsified and dispersed particles of the component (a) and the component (b), polymerization occurs in each dispersed fine particle. A polymerization method for polymerizing a monomer in such hydrophobic particles is generally called microsuspension polymerization, and according to the polymerization method, a single monomer is formed in a micelle forming an emulsifier with a water-soluble initiator. Compared with the emulsion polymerization method of polymerizing the monomer, the component (a) can be confined in each particle, the resulting emulsion is stable, and the coating film has excellent weather resistance. Hereinafter, the polymerization method will be described.

【0040】2-2-2-1.油溶性ラジカル重合開始剤 本発明における油溶性ラジカル重合開始剤は、油溶性の
ものであれば種々のものが使用可能であり、20℃の水
に対する溶解度が10重量%以下のものが好ましく、反
応温度において単量体混合物中に溶解するものが好まし
い。例えば、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−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル及び
ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート等のアゾ
系開始剤、ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオ
キシド、ジクミルパーオキシド、シクロヘキサノンパー
オキシドジ−n−プロピルパーオキシジカルボネート及
びt−ブチルパーオキシピバレート等の有機過酸化物が
好適に用いられる。これら重合開始剤の量は、(a)成分
及び(b)成分の合計量に対して、0.1〜10重量%が
好ましく、より好ましくは0.2〜3重量%の範囲に設
定される。
2-2-2-1. Oil-soluble radical polymerization initiator As the oil-soluble radical polymerization initiator in the present invention, various oil-soluble radical polymerization initiators can be used as long as they are oil-soluble, and their solubility in water at 20 ° C. Is preferably 10% by weight or less, and those which dissolve in the monomer mixture at the reaction temperature are preferred. For example, 2,2′-azobisisobutyronitrile,
2,2′-azobis-2,4 dimethylvaleronitrile,
Azo initiators such as 1-azobis-1-cyclohexanecarbonitrile and dimethyl-2,2'-azobisisobutyrate, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, cyclohexanone peroxide di-n-propyl Organic peroxides such as peroxydicarbonate and t-butylperoxypivalate are preferably used. The amount of these polymerization initiators is preferably from 0.1 to 10% by weight, more preferably from 0.2 to 3% by weight, based on the total amount of the components (a) and (b). .

【0041】2-2-2-2.ミクロ懸濁重合方法 ミクロ懸濁重合においては、界面活性剤の存在下に、前
記(a)成分、(b)成分及び油溶性ラジカル重合開始剤を水
性媒体中で乳化分散させる工程[A]を行う。(a)成分、
(b)成分及び油溶性ラジカル重合開始剤からなる混合物
は、油溶性ラジカル重合開始剤を(a)成分と(b)成分の混
合物に溶解して得ることができる。当該混合物を水性媒
体中に乳化分散させる方法としては、通常の回転式ホモ
ミキサー等により、当該混合物と水性媒体との混合物を
攪拌する方法、又は水性媒体中に当該混合物を添加する
方法等で十分に乳化分散させることができる。界面活性
剤は(a)成分及び(b)成分の混合物に混合しておいても、
水性媒体中に添加しておいても良い。(a)成分、(b)成
分、油溶性ラジカル重合開始剤、界面活性剤及び水から
なる乳化分散体は微粒子であることが好ましく、好まし
い粒径としては0.02〜2μmであり、より好ましく
は0.1〜1.0μmである。この様な粒子径の水性乳
化分散体とすることにより、重合後に得られる水性エマ
ルションの粒子径を小さくすることができ、得られる各
重合体の組成が均一となり、塗膜が耐溶剤性及び耐水性
に優れるものとなる。この様な粒子径にするためには、
回転式ホモミキサーによる処理後に、高圧式乳化分散機
(ホモジナイザー)、タービン型ミキサー等高度の剪断
エネルギーを有する分散装置を用いて粒子径を微細化す
ることが望ましい。
2-2-2. Microsuspension polymerization method In microsuspension polymerization, the components (a) and (b) and the oil-soluble radical polymerization initiator are added to an aqueous solution in the presence of a surfactant. Step [A] of emulsifying and dispersing in a medium is performed. (a) component,
The mixture comprising the component (b) and the oil-soluble radical polymerization initiator can be obtained by dissolving the oil-soluble radical polymerization initiator in a mixture of the component (a) and the component (b). As a method of emulsifying and dispersing the mixture in an aqueous medium, a method of stirring the mixture of the mixture and the aqueous medium by a normal rotary homomixer or the like, or a method of adding the mixture to the aqueous medium is sufficient. Can be emulsified and dispersed. Even if the surfactant is mixed with the mixture of the components (a) and (b),
It may be added to an aqueous medium. The emulsified dispersion composed of the component (a), the component (b), the oil-soluble radical polymerization initiator, the surfactant and water is preferably fine particles, and the preferable particle size is 0.02 to 2 μm, more preferably. Is 0.1 to 1.0 μm. By making the aqueous emulsion dispersion having such a particle size, the particle size of the aqueous emulsion obtained after the polymerization can be reduced, the composition of each of the obtained polymers becomes uniform, and the coating film has solvent resistance and water resistance. It will have excellent properties. To achieve such a particle size,
After the treatment with a rotary homomixer, it is desirable to reduce the particle size using a high-pressure type emulsifying disperser (homogenizer), a dispersing device having a high shear energy such as a turbine type mixer.

【0042】(a)成分及び(b)成分の合計量と水性媒体と
の好ましい比率は、(a)成分及び(b)成分の合計量100
重量部当たり、水性媒体20〜150重量部である。
The preferred ratio of the total amount of the component (a) and the component (b) to the aqueous medium is 100% of the total amount of the component (a) and the component (b).
The aqueous medium is 20 to 150 parts by weight per part by weight.

【0043】本発明では、(a)成分における加水分解性
シリル基の安定化のため、pH緩衝剤を配合することが
好ましい。pH緩衝剤の配合は、(a)成分及び(b)成分等
の水性媒体中への分散操作において、事前に水性媒体に
溶解させておくことも、(a)成分及び(b)成分等と一緒に
水性媒体中に添加しても良い。pH緩衝剤としては、水
性媒体のpHを6〜10に保持するのに適した緩衝剤が
好ましく、有機酸、無機酸、塩基及びそれらの塩類が挙
げられ、具体的な化合物としては、炭酸水素ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、ほう酸ナトリ
ウム、リン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、酢酸ナトリ
ウム、酢酸アンモニウム、モノ−、ジ−又はトリエタノ
ールアミン、アニリン及びケイ酸ナトリウム等が挙げら
れる。中でも、安全性、低価格等の面から、炭酸水素ナ
トリウムが最も好ましい。緩衝剤は単独又は2種以上を
併用することができる。使用量は一般的には水性乳化分
散体中の濃度が0.01〜5重量%であるのが好まし
い。
In the present invention, it is preferable to add a pH buffer for stabilizing the hydrolyzable silyl group in the component (a). The formulation of the pH buffer may be performed by dispersing the components (a) and (b) in an aqueous medium in advance in the aqueous medium, or the components (a) and (b) may be dissolved in advance. They may be added together in an aqueous medium. As the pH buffering agent, a buffering agent suitable for maintaining the pH of the aqueous medium at 6 to 10 is preferable, and examples thereof include organic acids, inorganic acids, bases and salts thereof. Examples include sodium, sodium carbonate, ammonium carbonate, sodium borate, sodium phosphate, sodium sulfate, sodium acetate, ammonium acetate, mono-, di- or triethanolamine, aniline, and sodium silicate. Among them, sodium hydrogencarbonate is most preferable in terms of safety, low cost, and the like. The buffers may be used alone or in combination of two or more. In general, the amount used is preferably from 0.01 to 5% by weight in the aqueous emulsion dispersion.

【0044】次に、工程[A]で得られた水性乳化分散体
を、加熱された水性媒体中に滴下し、(a)成分及び(b)成
分を共重合させる工程[B]を行う。具体的には、水性媒
体が少量仕込まれ、かつ、重合開始剤の分解温度以上に
加熱された撹拌下の反応器内に、工程[A]で得られた水
性乳化分散体を滴下する。反応器へ仕込んでおく水性媒
体の好ましい量は、反応器に滴下する水性乳化分散体1
00重量部当たり、10〜50重量部程度である。水性
分散体は滴下ロートから反応器内に徐々に滴下すること
が好ましく、又重合温度は、通常40〜100℃が好ま
しい。
Next, a step [B] of dropping the aqueous emulsion obtained in the step [A] into a heated aqueous medium and copolymerizing the components (a) and (b) is performed. Specifically, the aqueous emulsified dispersion obtained in the step [A] is dropped into a stirred reactor in which a small amount of an aqueous medium is charged and which is heated to a temperature not lower than the decomposition temperature of the polymerization initiator. The preferred amount of the aqueous medium charged into the reactor is the amount of the aqueous emulsified dispersion 1 dropped into the reactor.
It is about 10 to 50 parts by weight per 00 parts by weight. The aqueous dispersion is preferably gradually dropped into the reactor from a dropping funnel, and the polymerization temperature is usually preferably from 40 to 100 ° C.

【0045】3.その他の成分 本発明で得られる水性エマルションには、塗料、コーテ
ィング剤、繊維・不織布用バインダー、粘・接着剤及び
防錆剤等の用途に常用される各種の添加剤、例えばクレ
ー、タルク、炭酸カルシウム及びチタンホワイト等の充
填剤、顔料、染料、成膜助剤、可塑剤、湿潤・分散・消
泡等に用いられる各種界面活性剤、帯電防止剤、増粘
剤、チクソトロピー性付与剤、凍結防止剤、各種架橋
剤、防曇剤、滑剤、金属粉末、酸化防止剤、紫外線防止
剤、抗菌剤、抗かび剤、粘着付与剤、並びに防錆剤等を
必要に応じて適量添加することができる。本発明では、
水系の塗料に使用される成膜助剤を配合することが好ま
しい。成膜助剤としては、ブチルセルソルブ等のセルソ
ルブ、カルビトール及びトリプロピレングリコール−n
−ブチルエーテル等のグリコールエーテル等が挙げられ
る。
3. Other Ingredients The aqueous emulsion obtained in the present invention contains various additives commonly used for paints, coatings, binders for fibers and nonwoven fabrics, adhesives and rust inhibitors, for example, Fillers such as clay, talc, calcium carbonate and titanium white, pigments, dyes, film-forming aids, plasticizers, various surfactants used for wetting, dispersing, defoaming, etc., antistatic agents, thickeners, thixotropic If necessary, a property imparting agent, an antifreezing agent, various crosslinking agents, an antifogging agent, a lubricant, a metal powder, an antioxidant, an ultraviolet ray inhibitor, an antibacterial agent, an antifungal agent, a tackifier, and a rust inhibitor, etc. An appropriate amount can be added. In the present invention,
It is preferable to incorporate a film-forming aid used in an aqueous paint. Examples of the film forming aid include cellosolve such as butyl cellosolve, carbitol and tripropylene glycol-n.
And glycol ethers such as butyl ether.

【0046】4.使用方法 本発明で得られる水性エマルションは、種々の基材に塗
工し、常温又は加熱下に水分を揮発させれば塗膜が得ら
れる。当該塗膜は、(a)成分に由来する加水分解性シリ
ル基又はシラノール基の反応により架橋する。架橋反応
は室温でも進むが、更に架橋を促進したい場合は、硬化
触媒を配合することもできる。硬化触媒として、例えば
イソプロピルトリイソステアロイルチタネート及びイソ
プロピルトリ(ジオクチルピロホスフェート)チタネー
ト等の有機チタネート化合物、ジオクチル酸錫、ジブチ
ル錫ジラウレート及びジブチル錫マレート等の有機錫化
合物、並びにパラトルエンスルフォン酸等の有機酸触媒
が挙げられる。
4. Method of Use The aqueous emulsion obtained in the present invention can be applied to various substrates and a coating film can be obtained by evaporating water at ordinary temperature or under heating. The coating film is crosslinked by a reaction of a hydrolyzable silyl group or silanol group derived from the component (a). The crosslinking reaction proceeds even at room temperature, but if it is desired to further promote crosslinking, a curing catalyst may be added. As curing catalysts, for example, organic titanate compounds such as isopropyl triisostearoyl titanate and isopropyl tri (dioctyl pyrophosphate) titanate, organic tin compounds such as tin dioctylate, dibutyltin dilaurate and dibutyltin malate, and organic compounds such as paratoluenesulfonic acid Acid catalysts may be mentioned.

【0047】5.用途 本発明で得られる水性エマルションは、被覆材として好
適である。適用可能な基材としては、例えばガラス、ス
レート、金属、木材、プラスチック及びコンクリート等
が挙げられる。被覆剤の用途を更に具体的に示すと、土
木・建築を目的とした、塗料、耐酸性雨用塗料、防汚性
塗料及び溌水剤、電気電子部品の防湿コーティング剤、
磁気テープのバックコート剤等が挙げられ、これら以外
の用途としては、シーリング剤、繊維処理剤、繊維・不
織布用バインダー、インキ用バインダー及び粘着剤等が
挙げられるが、耐汚染性の改善が著しいことから、屋外
塗料用途が最も好ましい。
5. Use The aqueous emulsion obtained by the present invention is suitable as a coating material. Applicable substrates include, for example, glass, slate, metal, wood, plastic, concrete and the like. To show the use of the coating agent more specifically, paint, acid rain resistant paint, antifouling paint and water repellent for civil engineering and construction, moisture-proof coating agent for electric and electronic parts,
Examples include magnetic tape back coat agents, and other uses include sealing agents, fiber treatment agents, binders for fibers and nonwoven fabrics, binders for inks, and pressure-sensitive adhesives. Therefore, outdoor paint applications are most preferred.

【0048】[0048]

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。尚、各例における「部」は、全て
重量部を意味する。又、実施例で使用された界面活性剤
の「アクアロンHS20」〔第一工業製薬(株)製〕は
下記(7)で表されるラジカル重合性界面活性剤であ
る。
The present invention will now be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, "parts" in each example means parts by weight. The surfactant “AQUALON HS20” (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) used in the examples is a radical polymerizable surfactant represented by the following (7).

【0049】[0049]

【化7】 Embedded image

【0050】○実施例1(工程1) 表1に示す各成分を、表1に示す割合で使用した。加水
分解性シリル単量体、シラン化合物及びイソプロピルア
ルコールを、表1に示す配合量で混合し、攪拌機、温度
計及び冷却器を備えたフラスコに仕込んだ。液温を60
℃に昇温した後、撹拌下に触媒を溶解した水を約30分
かけてゆっくりと滴下した。滴下終了後、更に1時間保
持して反応を完了した。この場合、計算上、約半分の加
水分解性シリル基が加水分解、縮合したことになる。そ
の後、反応液を蒸留して、溶媒として使用したイソプロ
ピルアルコールと加水分解により生成したエタノールを
除去した。得られた液状の縮合体(以下縮合体1とい
う)は、透明で長期間保存後も粘度が増加することはな
かった。
Example 1 (Step 1) The components shown in Table 1 were used in the proportions shown in Table 1. The hydrolyzable silyl monomer, silane compound and isopropyl alcohol were mixed in the amounts shown in Table 1 and charged into a flask equipped with a stirrer, thermometer and cooler. Liquid temperature 60
After the temperature was raised to 0 ° C, water in which the catalyst was dissolved was slowly dropped over about 30 minutes while stirring. After the completion of the dropwise addition, the reaction was maintained for another 1 hour to complete the reaction. In this case, it is calculated that about half of the hydrolyzable silyl group has been hydrolyzed and condensed. Thereafter, the reaction solution was distilled to remove isopropyl alcohol used as a solvent and ethanol generated by hydrolysis. The obtained liquid condensate (hereinafter referred to as condensate 1) was transparent and did not increase in viscosity even after long-term storage.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】○実施例2(工程1) 前記表1に示す成分及び割合に変更した以外は、全て実
施例1と同様に反応を行い(a)成分を製造した。得られ
た(a)成分の液状の縮合体(以下縮合体2という)は、
透明で長期間保存後も粘度が増加することはなかった。
Example 2 (Step 1) The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the components and proportions shown in Table 1 were changed to produce the component (a). The resulting liquid condensate of component (a) (hereinafter referred to as condensate 2)
It was transparent and the viscosity did not increase even after long-term storage.

【0053】○実施例3(工程2) (1)水性乳化分散体の製造工程(工程[A]) 表2に示す(a)成分、(b)成分、油溶性ラジカル重合開始
剤、pH緩衝剤、ラジカル重合性界面活性剤及び水を、
表2に示す配合量で混合し、ホモミキサーで乳化分散処
理を施して、水性乳化分散体を調製した。尚、(a)成分
及び(b)成分からなる分散体の粒径は、およそ0.2μ
mであった。
Example 3 (Step 2) (1) Production process of aqueous emulsified dispersion (Step [A]) Components (a) and (b), an oil-soluble radical polymerization initiator and pH buffer shown in Table 2 Agent, radical polymerizable surfactant and water,
The components were mixed in the amounts shown in Table 2 and emulsified and dispersed using a homomixer to prepare an aqueous emulsified dispersion. The particle size of the dispersion composed of the components (a) and (b) is approximately 0.2 μm.
m.

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】(2)重合工程(工程[B]) 攪拌機、温度計及び冷却器を備えたフラスコに水性媒体
として脱イオン水70部を仕込み、液温を85℃に昇温
したのち、撹拌下で上記の水性乳化分散体を3時間かけ
て滴下した。滴下終了後内液を90℃に昇温し、更に1
時間保持して重合を完了した。重合中に液分離及びブロ
ッキングは起こらず、重合は安定に行われた。得られた
水性エマルションにおいて、共重合体の平均粒径は0.
23μmであった。得られた水性エマルションの固形分
100部に対して、トリプロピレングリコール−n−ブ
チルエーテル(以下TPNBと略す)を10部配合し、
水性組成物を製造した。得られた水性組成物を使用し
て、以下の評価を行った。それらの結果を表3に示す。
(2) Polymerization Step (Step [B]) A flask equipped with a stirrer, a thermometer and a cooler was charged with 70 parts of deionized water as an aqueous medium, the liquid temperature was raised to 85 ° C., and then the mixture was stirred. The above aqueous emulsified dispersion was added dropwise over 3 hours. After completion of the dropping, the temperature of the internal solution was raised to 90 ° C.
The time was maintained to complete the polymerization. No liquid separation and blocking occurred during the polymerization, and the polymerization was carried out stably. In the obtained aqueous emulsion, the average particle size of the copolymer was 0.1.
It was 23 μm. 10 parts of tripropylene glycol-n-butyl ether (hereinafter abbreviated as TPNB) is blended with 100 parts of the solid content of the obtained aqueous emulsion,
An aqueous composition was prepared. The following evaluation was performed using the obtained aqueous composition. Table 3 shows the results.

【0056】○評価 エタノール発生割合 水性組成物を製造直後もしくは密封容器に入れて1ケ月
間60℃の温度に保持したサンプルについて、アルコキ
シシリル基が分解して生成したアルコール量をガスクロ
マトグラフィーにより分析した。仕込み単量体(a) 及び
シラン化合物のアルコキシシリルが全て加水分解したと
仮定した場合のアルコール量に対する前記アルコールの
割合を計算し、エタノール発生割合(重量%)とした。
尚、エタノール発生割合が多いサンプルでは縮合反応が
進行し、耐汚染性の発現が期待できないと推定される。
○ Evaluation Ethanol generation ratio The amount of alcohol produced by decomposition of the alkoxysilyl group was analyzed by gas chromatography for a sample in which the aqueous composition was kept at a temperature of 60 ° C. for one month immediately after the production or in a sealed container for one month. did. Assuming that the charged monomer (a) and the alkoxysilyl of the silane compound were all hydrolyzed, the ratio of the alcohol to the alcohol amount was calculated, and the ratio was defined as the ethanol generation ratio (% by weight).
In addition, it is presumed that the condensation reaction proceeds in a sample having a high ethanol generation rate, and the development of contamination resistance cannot be expected.

【0057】耐汚染性 0.6mm厚のアルミ板に白色のフッ素系塗料〔フロン
コート900、川上塗料(株)製〕を塗装後、得られた
水性組成物をバーコーターを使用して塗装し(乾燥膜厚
は約30μm )、常温で1週間乾燥した。得られた塗膜
を名古屋市南部工業地帯において、45゜の角度で暴露
試験を行い、試験前後のL値の変化であるΔLを測定し
た。ΔL値の絶対値が小さい程、耐汚染性が良好である
ことを示す。6ケ月暴露後の値を耐汚染性△L、12
ケ月暴露後の値を耐汚染性△Lと示した。
Stain resistance A 0.6-mm thick aluminum plate was coated with a white fluorine-based paint (CFC 900, manufactured by Kawakami Paint Co., Ltd.), and the resulting aqueous composition was applied using a bar coater. (Dry film thickness: about 30 μm) and dried at normal temperature for 1 week. The obtained coating film was subjected to an exposure test at an angle of 45 ° in a southern industrial zone in Nagoya City, and ΔL, which is a change in L value before and after the test, was measured. The smaller the absolute value of the ΔL value, the better the stain resistance. The value after 6 months of exposure is the stain resistance ΔL, 12
The value after exposure for months was indicated as stain resistance ΔL.

【0058】○実施例4(工程2) 実施例3において、縮合体1を20部使用し、n−ブチ
ルメタクリレートを10部使用した以外は、すべて実施
例3と同一条件により水性エマルションを製造した。得
られた水性エマルションを使用し、実施例3と同様にし
てTPNBを配合して組成物を製造し、実施例3と同様
に評価した。それらの結果を表3に示す。
Example 4 (Step 2) An aqueous emulsion was produced under the same conditions as in Example 3 except that 20 parts of condensate 1 and 10 parts of n-butyl methacrylate were used. . Using the obtained aqueous emulsion, a composition was prepared by blending TPNB in the same manner as in Example 3, and evaluated in the same manner as in Example 3. Table 3 shows the results.

【0059】○実施例5(工程2) 実施例3において、縮合体1を縮合体2に代えたこと以
外は、すべて実施例3と同一条件により水性エマルショ
ンを製造した。得られた水性エマルションを使用し、実
施例3と同様にしてTPNBを配合して組成物を製造
し、実施例3と同様に評価した。それらの結果を表3に
示す。
Example 5 (Step 2) An aqueous emulsion was produced under the same conditions as in Example 3 except that condensate 1 was replaced by condensate 2. Using the obtained aqueous emulsion, a composition was prepared by blending TPNB in the same manner as in Example 3, and evaluated in the same manner as in Example 3. Table 3 shows the results.

【0060】○比較例1 縮合体1を使用せずn−ブチルメタクリレートを30部
使用し、その他成分及び操作は、すべて実施例3と同一
条件により水性エマルションを製造した。得られた水性
エマルションを使用し、実施例3と同様にしてTPNB
を配合して組成物を製造し、実施例3と同様に評価し
た。それらの結果を表3に示す。
Comparative Example 1 An aqueous emulsion was produced under the same conditions as in Example 3 except that 30 parts of n-butyl methacrylate was used without using the condensate 1. Using the obtained aqueous emulsion, TPNB was obtained in the same manner as in Example 3.
Was prepared to prepare a composition, which was evaluated in the same manner as in Example 3. Table 3 shows the results.

【0061】○比較例2 縮合体1を使用せず、γ−メタクリロキシプロピルトリ
エトキシシランを3.7部、テトラエトキシシランを1
3.3部使用し、その他成分及び操作は、すべて実施例
3と同一条件により水性エマルションを製造した。得ら
れた水性エマルションを使用し、実施例3と同様にして
TPNBを配合して組成物を製造し、実施例3と同様に
評価した。それらの結果を表3に示す。
Comparative Example 2 3.7 parts of γ-methacryloxypropyltriethoxysilane and 1 part of tetraethoxysilane were used without using the condensate 1.
An aqueous emulsion was produced under the same conditions as in Example 3 except that 3.3 parts were used and all other components and operations were the same. Using the obtained aqueous emulsion, a composition was prepared by blending TPNB in the same manner as in Example 3, and evaluated in the same manner as in Example 3. Table 3 shows the results.

【0062】○比較例3 実施例3において油溶性重合開始剤を使用せずに水性乳
化分散液を製造した。即ち、重合開始剤である過硫酸ア
ンモニウム1部を添加した水性媒体に、水性乳化分散液
を滴下し、その他の条件は実施例3と同様にして乳化重
合を行った。得られた水性エマルションを使用し、実施
例3と同様にしてTPNBを配合して組成物を製造し、
実施例3と同様に評価した。それらの結果を表3に示
す。
Comparative Example 3 An aqueous emulsion dispersion was prepared in Example 3 without using an oil-soluble polymerization initiator. That is, an aqueous emulsified dispersion was dropped into an aqueous medium to which 1 part of ammonium persulfate as a polymerization initiator was added, and emulsion polymerization was carried out in the same manner as in Example 3 under other conditions. Using the obtained aqueous emulsion, TPNB was blended in the same manner as in Example 3 to produce a composition,
Evaluation was performed in the same manner as in Example 3. Table 3 shows the results.

【0063】[0063]

【表3】 [Table 3]

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明の製造方法で得られる水性エマル
ションは、貯蔵安定性に優れ、得られる塗膜は長期間に
渡り耐汚染性に優れるものであり、屋外用での塗料、シ
ーリング剤及びコーティング剤等の各種用途に極めて有
用である。
The aqueous emulsion obtained by the production method of the present invention has excellent storage stability, and the resulting coating film has excellent stain resistance over a long period of time. It is extremely useful for various uses such as coating agents.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 183/00 C09D 183/00 Fターム(参考) 4J011 AA05 JA13 JB14 JB26 JB29 SA76 SA79 4J027 AF03 AF05 BA02 BA04 BA05 BA06 BA07 CB03 CB09 CC02 CD08 4J038 CL001 KA09 MA08 MA10 4J100 AB02Q AB03Q AB07R AE18R AG02Q AG04Q AJ02Q AJ08Q AJ09Q AL03Q AL04Q AL05Q AL08P AL08Q AL09Q AL10Q AP16P BA04R BA08R BA17R BA18R BA31Q BA56R BA59R BA64R BA65R BA81P BB18Q BC04Q BC43R CA05 EA06 FA03 FA21 JA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) C09D 183/00 C09D 183/00 F-term (reference) 4J011 AA05 JA13 JB14 JB26 JB29 SA76 SA79 4J027 AF03 AF05 BA02 BA04 BA05 BA06 BA07 CB03 CB09 CC02 CD08 4J038 CL001 KA09 MA08 MA10 4J100 AB02Q AB03Q AB07R AE18R AG02Q AG04Q AJ02Q AJ08Q AJ09Q AL03Q AL04Q AL05Q AL08P AL08Q AL09Q AL10Q AP16P BA04R BA08R BA17R BA18R BA18R BA17R BA18R BA17R BA17R BA18R

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記工程1及び工程2からなる水性エマル
ションの製造方法。 工程1:水分の存在下に、加水分解性シリル基含有ラジ
カル重合性単量体と下記シラン化合物を加熱することに
より、前記ラジカル重合性単量体の加水分解性シリル基
に前記シラン化合物を縮合させ、(a)ラジカル重合性を
有するシラン化合物の縮合体を製造する工程。 ○シラン化合物;一般式R1 nSi(R24-n ・・・・(1) (但し、nは0,1又は2の整数であり、R1は安定な
疎水性基であり、R2は加水分解性基である。)で表わ
される化合物の単量体、二量体、三量体及び/又はオリ
ゴマー。 工程2:上記(a)成分と(b)(a)成分と共重合可能なラジ
カル重合性単量体を、界面活性剤の存在下に水性媒体中
で共重合する工程。
1. A method for producing an aqueous emulsion comprising the following steps 1 and 2. Step 1: By heating the hydrolyzable silyl group-containing radical polymerizable monomer and the following silane compound in the presence of water, the silane compound is condensed with the hydrolyzable silyl group of the radical polymerizable monomer. (A) producing a condensate of a silane compound having radical polymerizability. ○ Silane compound; General formula R 1 n Si (R 2 ) 4-n (1) (where n is an integer of 0, 1 or 2, R 1 is a stable hydrophobic group, R 2 is a hydrolyzable group), a monomer, dimer, trimer and / or oligomer of the compound represented by the formula: Step 2: a step of copolymerizing a radical polymerizable monomer copolymerizable with the above components (a) and (b) (a) in an aqueous medium in the presence of a surfactant.
【請求項2】前記界面活性剤が、一般式Z−(AO)n
−Y(式中、Zはラジカル重合性二重結合を有する有機
基、AOはオキシアルキレン基、nは2以上の整数、Y
はイオン解離性基示す)で表されるラジカル重合性界面
活性剤である請求項1記載の水性エマルションの製造方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the surfactant has the general formula Z- (AO) n
-Y (wherein, Z is an organic group having a radical polymerizable double bond, AO is an oxyalkylene group, n is an integer of 2 or more, Y
The method for producing an aqueous emulsion according to claim 1, wherein the surfactant is a radically polymerizable surfactant represented by the following formula:
【請求項3】前記シラン化合物が、前記一般式(1)に
おいて、nが0又は1の整数であり、R1がアルキル基
であり、R2がアルコキシ基である化合物である請求項
1又は請求項2記載の水性エマルションの製造方法。
3. The silane compound according to claim 1, wherein in the general formula (1), n is an integer of 0 or 1, R 1 is an alkyl group, and R 2 is an alkoxy group. A method for producing the aqueous emulsion according to claim 2.
【請求項4】工程2が、さらに下記工程[A]及び工程
[B]からなることを特徴とする請求項1〜請求項3の
いずれかに記載の水性エマルションの製造方法。 工程[A]:界面活性剤の存在下に、前記(a)成分、(b)
成分及び油溶性ラジカル重合開始剤を水性媒体中で乳化
分散させる工程。 工程[B]:工程[A]で得られた水性乳化分散体を、加
熱された水性媒体中に滴下して前記(a)成分及び(b)成分
を共重合させる工程。
4. The method for producing an aqueous emulsion according to claim 1, wherein the step 2 further comprises the following steps [A] and [B]. Step [A]: The component (a) and the component (b) in the presence of a surfactant
A step of emulsifying and dispersing the components and the oil-soluble radical polymerization initiator in an aqueous medium. Step [B]: a step of dropping the aqueous emulsified dispersion obtained in Step [A] into a heated aqueous medium to copolymerize the components (a) and (b).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008285556A (en) * 2007-05-16 2008-11-27 Sekisui Chem Co Ltd Curable composition
JP2013053313A (en) * 2008-04-22 2013-03-21 Toagosei Co Ltd Curable composition

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