JP2000264927A - Aqueous dispersion of alkali-soluble resin and its production - Google Patents
Aqueous dispersion of alkali-soluble resin and its productionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【技術分野】本発明は,アルカリ添加時に容易に溶解
し,さらに,顔料の分散性が良好で,耐水性,平滑性及
び光沢性に優れたコーティング皮膜を形成することがで
きるアルカリ可溶性樹脂の水性分散液及びその製造方
法,並びにそれを用いた水性コーティング組成物に関す
るものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aqueous solution of an alkali-soluble resin which can be easily dissolved at the time of addition of an alkali, and has a good pigment dispersibility and can form a coating film having excellent water resistance, smoothness and gloss. The present invention relates to a dispersion, a method for producing the same, and an aqueous coating composition using the same.
【0002】[0002]
【従来技術】各種の塗料用水性樹脂組成物に顔料を配合
する際には,通常,顔料分散剤が使用される。一般的な
顔料分散剤として,例えば,トリポリリン酸ナトリウ
ム,テトラリン酸ナトリウム及びヘキサメタリン酸ナト
リウム等のポリリン酸塩,アルキルナフタレンスルホン
酸ナトリウムのホルマリン縮合物、低分子量ポリアクリ
ル酸もしくは低分子量(アクリル酸−アクリル酸エステ
ル)共重合体のアンモニウム塩もしくはナトリウム塩,
低分子量(スチレン−マレイン酸)共重合体のアンモニ
ウム塩もしくはナトリウム塩などの高分子電解質などが
挙げられる。2. Description of the Related Art A pigment dispersant is generally used when compounding a pigment with various aqueous resin compositions for coatings. As general pigment dispersants, for example, polyphosphates such as sodium tripolyphosphate, sodium tetraphosphate and sodium hexametaphosphate, formalin condensate of sodium alkylnaphthalenesulfonate, low molecular weight polyacrylic acid or low molecular weight (acrylic acid-acrylic acid) Acid ester) ammonium or sodium salt of the copolymer,
Polymer electrolytes such as ammonium salt or sodium salt of a low molecular weight (styrene-maleic acid) copolymer are exemplified.
【0003】このような高分子電解質系の顔料分散剤の
合成は,水溶液重合もしくは溶液重合のような均一溶液
の中での重合が一般的に行われている。しかしながら,
水溶液重合は,水に可溶な単量体の重合のみに限定され
ており,分子設計の幅が狭くなる欠点を有する。また,
溶液重合は,適用できる単量体の種類が多いため,分子
設計は,容易であるが,有機溶剤を用いることによる環
境的な問題と,重合溶媒の除去と水置換という煩雑な工
程を必要とする欠点を有する。The synthesis of such a polymer electrolyte pigment dispersant is generally carried out in a homogeneous solution such as aqueous solution polymerization or solution polymerization. However,
Aqueous solution polymerization is limited to polymerization of water-soluble monomers only, and has the disadvantage of narrowing the range of molecular design. Also,
Solution polymerization is easy to design because there are many types of monomers that can be applied, but it requires environmental problems due to the use of organic solvents and complicated steps of removing the polymerization solvent and replacing with water. Have the disadvantage of
【0004】また,不均一系での重合法としては,懸濁
重合もしくは乳化重合がある。これらの不均一系重合法
では,親水性成分,特にアクリル酸やメタクリル酸のよ
うなエチレン性不飽和カルボン酸を多く含む組成物の重
合は,困難とされてきた。なぜならば,親水性成分は,
通常,重合場として働く単量体液滴中や乳化剤のミセル
中での重合の他に,水中での重合に供される確率が高く
なる。そのため,重合反応が不安定となり,また重合物
の組成が不均一となるためである。当然,このような不
均一な組成の樹脂は,アルカリ添加時の溶解性が低く,
顔料の分散性も低いことから,顔料分散剤としては不向
きであった。このように,高分子電解質系の顔料分散剤
の合成は種々の問題があった。[0004] As a heterogeneous polymerization method, there is suspension polymerization or emulsion polymerization. In these heterogeneous polymerization methods, it has been difficult to polymerize a composition containing a large amount of a hydrophilic component, particularly an ethylenically unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid or methacrylic acid. Because the hydrophilic component is
In general, the probability of being subjected to polymerization in water in addition to polymerization in monomer droplets acting as a polymerization field or in micelles of an emulsifier increases. As a result, the polymerization reaction becomes unstable and the composition of the polymer becomes non-uniform. Naturally, such a resin having a non-uniform composition has low solubility upon addition of an alkali,
Since the dispersibility of the pigment was low, it was not suitable as a pigment dispersant. Thus, the synthesis of the polymer electrolyte pigment dispersant has various problems.
【0005】[0005]
【解決しようとする課題】本発明は,従来困難とされて
いた乳化重合により,顔料の分散性が良好で,しかも耐
水性,平滑性及び光沢性に優れたコーティング皮膜を与
えることができるアルカリ可溶性樹脂の水性分散液及び
その製造方法,並びにそれを用いた水性コーティング組
成物を提供しようとするものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to an alkali-soluble polymer which can provide a coating film having good pigment dispersibility and excellent water resistance, smoothness and gloss by emulsion polymerization, which has been considered difficult. An object of the present invention is to provide an aqueous dispersion of a resin, a method for producing the same, and an aqueous coating composition using the same.
【0006】[0006]
【課題の解決手段】請求項1の発明は,エチレン性不飽
和カルボン酸(A−1)単位5〜60重量%及びこれと
共重合可能な不飽和単量体(A−2)単位40〜95重
量%を共重合してなるアルカリ可溶性樹脂(I)を含む
水性分散液であって,上記アルカリ可溶性樹脂(I)
は,平均粒子径が0.01〜0.15μmで,かつ重量
平均分子量が1000〜50000の範囲にあることを
特徴とするアルカリ可溶性樹脂の水性分散液である。The invention according to claim 1 is characterized in that 5 to 60% by weight of an ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1) unit and 40 to 40% by weight of an unsaturated monomer (A-2) unit copolymerizable therewith. An aqueous dispersion containing an alkali-soluble resin (I) obtained by copolymerizing 95% by weight of the alkali-soluble resin (I).
Is an aqueous dispersion of an alkali-soluble resin having an average particle size of 0.01 to 0.15 μm and a weight average molecular weight in a range of 1,000 to 50,000.
【0007】本発明によれば,上記アルカリ可溶性樹脂
(I)が,上記特定範囲量のエチレン性不飽和カルボン
酸(A−1)単位を含有し,かつアルカリ可溶性樹脂
(I)の平均粒子径と重量平均分子量を上記特定範囲に
している。そのため,上記アルカリ可溶性樹脂(I)は
添加されたアルカリに容易に溶解し,樹脂組成の均一性
の高い水溶性樹脂を得ることができる。それゆえ,上記
アルカリ可溶性樹脂(I)を顔料分散剤として用いた場
合,顔料の分散性が向上する。また,耐水性,平滑性及
び光沢性に優れたコーティング皮膜を得ることができ
る。以下,これらにつき詳しく説明する。According to the present invention, the alkali-soluble resin (I) contains the specific range of the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1) unit, and the average particle size of the alkali-soluble resin (I) And the weight average molecular weight are in the above specific range. Therefore, the alkali-soluble resin (I) easily dissolves in the added alkali, and a water-soluble resin having a highly uniform resin composition can be obtained. Therefore, when the alkali-soluble resin (I) is used as a pigment dispersant, the dispersibility of the pigment is improved. Further, a coating film having excellent water resistance, smoothness and glossiness can be obtained. Hereinafter, these will be described in detail.
【0008】本発明の水性分散液は,上記したように,
エチレン性不飽和カルボン酸(A−1)単位5〜60重
量%及びこれと共重合可能な不飽和単量体(A−2)単
位40〜95重量%を共重合してなるアルカリ可溶性樹
脂(I)を含有している。[0008] The aqueous dispersion of the present invention, as described above,
An alkali-soluble resin obtained by copolymerizing 5 to 60% by weight of an ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1) unit and 40 to 95% by weight of an unsaturated monomer (A-2) unit copolymerizable therewith ( I).
【0009】上記エチレン性不飽和カルボン酸(A−
1)は,モノカルボン酸であってもジカルボン酸であっ
てもよいが,好ましくは3〜5個の炭素原子を有するモ
ノオレフィン系の不飽和カルボン酸である。その中で
も,特に,アクリル酸,メタクリル酸,イタコン酸が好
ましい。The above ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-
1) may be a monocarboxylic acid or a dicarboxylic acid, but is preferably a monoolefinic unsaturated carboxylic acid having 3 to 5 carbon atoms. Among them, acrylic acid, methacrylic acid and itaconic acid are particularly preferred.
【0010】エチレン性不飽和カルボン酸(A−1)単
位が,上記アルカリ可溶性樹脂(I)中に占める割合
は,5〜60重量%である。5重量%よりも少ない場合
には,アルカリ添加時のアルカリ可溶性樹脂(I)の溶
解性が低く,また顔料分散性が低下する。一方,60重
量%を越える場合には,アルカリ可溶性樹脂(I)を含
む水性分散液の安定性が極端に低下し,増粘や相分離等
を起こし,また顔料分散剤として使用した場合に,得ら
れるコーティング皮膜の耐水性が極端に低くなる。The proportion of the ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1) unit in the alkali-soluble resin (I) is 5 to 60% by weight. If the amount is less than 5% by weight, the solubility of the alkali-soluble resin (I) at the time of adding the alkali is low, and the dispersibility of the pigment is lowered. On the other hand, if it exceeds 60% by weight, the stability of the aqueous dispersion containing the alkali-soluble resin (I) is extremely reduced, causing thickening and phase separation, and when used as a pigment dispersant, The water resistance of the obtained coating film becomes extremely low.
【0011】好ましくは,請求項3の発明のごとく,上
記アルカリ可溶性樹脂(I)における上記エチレン性不
飽和カルボン酸(A−1)単位は,20〜50重量%で
ある。これにより,顔料分散性及び安定性が向上し,得
られるコーティング皮膜の耐水性が更に向上する。Preferably, the ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1) unit in the alkali-soluble resin (I) is 20 to 50% by weight. Thereby, pigment dispersibility and stability are improved, and the water resistance of the obtained coating film is further improved.
【0012】上記アルカリ可溶性樹脂(I)の中におけ
る上記不飽和単量体(A−2)単位の含有量は,40〜
95重量%である。40重量%未満の場合には,アルカ
リ可溶性樹脂(I)を含む水性分散液の安定性が極端に
低下し,増粘や相分離等を起こし,また水性分散液を顔
料分散剤として使用した場合に,得られるコーティング
皮膜の耐水性が極端に低くなる。また,95重量%を超
える場合には,アルカリ添加時のアルカリ可溶性樹脂
(I)の溶解性が低く,また顔料分散性が低下する。The content of the unsaturated monomer (A-2) unit in the alkali-soluble resin (I) is from 40 to
95% by weight. If the amount is less than 40% by weight, the stability of the aqueous dispersion containing the alkali-soluble resin (I) is extremely lowered, causing thickening and phase separation, and the use of the aqueous dispersion as a pigment dispersant. In addition, the water resistance of the obtained coating film becomes extremely low. If it exceeds 95% by weight, the solubility of the alkali-soluble resin (I) at the time of adding an alkali is low, and the dispersibility of the pigment is lowered.
【0013】上記不飽和単量体(A−2)単位は,エチ
レン性不飽和カルボン酸(A−1)単位と共重合可能で
あれば特に限定されるものではないが,例えば,以下の
ものがある。 ・アクリル酸もしくはメタクリル酸の炭素数1〜18の
アルキルエステル(例えばアクリル酸メチル,アクリル
酸エチル,アクリル酸ブチル,アクリル酸2エチルヘキ
シル,アクリル酸ラウリル,アクリル酸シクロヘキシ
ル,メタクリル酸メチル,メタクリル酸エチル,メタク
リル酸ブチル,メタクリル酸t−ブチル,メタクリル酸
シクロヘキシル);The unsaturated monomer (A-2) unit is not particularly limited as long as it can be copolymerized with the ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1) unit. There is. C1-C18 alkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid (for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, cyclohexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, Butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate);
【0014】・スチレン,4−メチルスチレン,α−メ
チルスチレン等のビニル芳香族; ・酢酸ビニル,プロピオン酸ビニル等の飽和カルボン酸
ビニルエステル; ・モノオレフィン性不飽和カルボン酸アミド(例えば,
アクリルアミド,メタクリルアミドなど); ・モノオレフィン性不飽和カルボン酸アミドのN−アル
キル及び/又はN−アルキロール誘導体(例えば,N−
メチルアクリルアミド,N−メチロールアクリルアミ
ド,N−メチロールアクリルアミドなど);Vinyl aromatics such as styrene, 4-methylstyrene, α-methylstyrene; saturated vinyl esters of carboxylic acids such as vinyl acetate and vinyl propionate; monoolefinically unsaturated carboxylic acid amides (for example,
Acrylamide, methacrylamide, etc.) N-alkyl and / or N-alkylol derivatives of monoolefinically unsaturated carboxylic acid amides (for example, N-
Methylacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolacrylamide, etc.);
【0015】・アルド基もしくはケト基を含有する不飽
和単量体(例えば,アクロレイン,ジアセトンアクリル
アミド,ビニルメチルケトンなど); ・モノオレフィン性不飽和スルホン酸(例えばビニルス
ルホン酸,メチルアクリルアミドプロパンスルホン酸)
及びその塩;An unsaturated monomer containing an ald group or a keto group (eg, acrolein, diacetone acrylamide, vinyl methyl ketone, etc.); a monoolefinically unsaturated sulfonic acid (eg, vinyl sulfonic acid, methyl acrylamide propane sulfone) acid)
And salts thereof;
【0016】・ポリエチレングリコールとメタクリル酸
の付加物(ブレンマーPEシリーズ:商品名,日本油脂
社製); ・ポリプロピレングリコールとメタクリル酸との付加物
(ブレンマーPPシリーズ:商品名,日本油脂社製); ・ジオレフィン性不飽和単量体(1,4−ジアクリロキ
シブタン,ジビニルベンゼンなど);An adduct of polyethylene glycol and methacrylic acid (Blemmer PE series: trade name, manufactured by NOF Corporation); an adduct of polypropylene glycol and methacrylic acid (Blemmer PP series: trade name, manufactured by NOF Corporation); A diolefinically unsaturated monomer (such as 1,4-diacryloxybutane or divinylbenzene);
【0017】・アクリロニトリル; ・ヒドロキシエチルアクリレート; ・ヒドロキシエチルメタクリレート; ・ヒドロキシプロピルアクリレート; ・ヒドロキシプロピルメタクリレート; ・メタクリル酸グリシジル; ・塩化ビニリデン; ・塩化ビニル; ・ブタジエン等。Acrylonitrile; hydroxyethyl acrylate; hydroxyethyl methacrylate; hydroxypropyl acrylate; hydroxypropyl methacrylate; glycidyl methacrylate; vinylidene chloride; vinyl chloride;
【0018】これらの中,特に,上記モノオレフィン性
不飽和スルホン酸もしくはその塩は,上記のアルカリ可
溶性樹脂(I)の合成時に,アルカリ可溶性樹脂(I)
の粒径を細かくし,安定な粒子を与えるのに効果的であ
る。モノオレフィン性不飽和スルホン酸もしくはその塩
の上記アルカリ可溶性樹脂(I)に占める割合は,0.
05〜1重量%が好ましい。0.05重量%よりも少な
い場合は,その効果が低く,1重量%を越える場合に
は,かえってアルカリ可溶性樹脂(I)の安定性を損な
い,また,顔料分散剤として使用した場合に得られるコ
ーティング皮膜の耐水性が低下するおそれがある。Among these, the above-mentioned monoolefinically unsaturated sulfonic acid or a salt thereof is used in the synthesis of the above-mentioned alkali-soluble resin (I).
It is effective in reducing the particle size of the particles and providing stable particles. The proportion of the monoolefinically unsaturated sulfonic acid or its salt in the alkali-soluble resin (I) is 0.1%.
It is preferably from 0.5 to 1% by weight. When the amount is less than 0.05% by weight, the effect is low. When the amount exceeds 1% by weight, the stability of the alkali-soluble resin (I) is rather impaired, and when the resin is used as a pigment dispersant. The water resistance of the coating film may be reduced.
【0019】さらに,請求項4の発明のごとく,上記不
飽和単量体(A−2)単位は,アルド基もしくはケト基
を含有するカルボニル基含有不飽和単量体(A−2−
1)単位を必須成分とした2種類以上の不飽和単量体単
位から成り,かつ,上記アルカリ可溶性樹脂(I)の中
の上記カルボニル基含有不飽和単量体(A−2−1)単
位の含有比は,1〜30重量%であることが好ましい。Further, as in the invention of claim 4, the unsaturated monomer (A-2) unit is a carbonyl group-containing unsaturated monomer containing an ald group or a keto group (A-2-
1) The above carbonyl group-containing unsaturated monomer (A-2-1) unit in the alkali-soluble resin (I), which comprises two or more types of unsaturated monomer units having a unit as an essential component. Is preferably 1 to 30% by weight.
【0020】この場合には,上記(A−2)を含むアル
カリ可溶性樹脂を用いて形成したコーティング皮膜の耐
水性が更に向上する。なお,コーティング皮膜は,後述
するように,上記アルカリ可溶性樹脂をアルカリの添加
により水性樹脂溶液とし,これに顔料及びアルカリ不溶
性の樹脂水性分散液を添加することにより水性コーティ
ング組成物を調製し,次いでこの水性コーティング組成
物に,分子中に少なくとも2個のヒドラジノ基(−NH
NH2)を有するヒドラジン誘導体を添加し,成膜化す
ることにより得られる。In this case, the water resistance of the coating film formed using the alkali-soluble resin containing (A-2) is further improved. As described below, the coating film is prepared by adding the alkali-soluble resin to an aqueous resin solution by adding an alkali, adding a pigment and an alkali-insoluble resin aqueous dispersion to this, and then preparing an aqueous coating composition. The aqueous coating composition has at least two hydrazino groups (—NH
It is obtained by adding a hydrazine derivative having NH 2 ) and forming a film.
【0021】一方,上記アルカリ可溶性樹脂(I)中に
おける上記カルボニル基含有不飽和単量体(A−2−
1)単位の含有比が1重量%よりも少ない場合は,ヒド
ラジン誘導体との架橋密度が低下し,耐水性向上の効果
が低くなる。30重量%を越えると,アルカリ可溶性樹
脂(I)の親水−疎水性のバランスがくずれ,顔料の分
散性が低下する。On the other hand, in the alkali-soluble resin (I), the carbonyl group-containing unsaturated monomer (A-2-
1) When the content ratio of the unit is less than 1% by weight, the crosslinking density with the hydrazine derivative decreases, and the effect of improving the water resistance decreases. If it exceeds 30% by weight, the balance between hydrophilicity and hydrophobicity of the alkali-soluble resin (I) is lost, and the dispersibility of the pigment is reduced.
【0022】上記アルド基もしくはケト基を含有するカ
ルボニル基含有不飽和単量体(A−2−1)単位として
は,例えば,アクロレイン,ジアセトンアクリルアミ
ド,ビニルメチルケトンを用いることができる。As the carbonyl group-containing unsaturated monomer (A-2-1) unit containing an ald group or keto group, for example, acrolein, diacetone acrylamide and vinyl methyl ketone can be used.
【0023】また,上記アルカリ可溶性樹脂(I)の平
均粒子径は,0.01〜0.15μmである。0.15
μmを越えると,アルカリ可溶性樹脂(I)の組成の均
一性が低下し,アルカリによる溶解性が低下する。これ
により顔料の分散性が低下する。0.01μm未満の場
合には,アルカリ可溶性樹脂(I)を含む水性分散液の
安定性が低下するという問題がある。The average particle size of the alkali-soluble resin (I) is 0.01 to 0.15 μm. 0.15
If it exceeds μm, the uniformity of the composition of the alkali-soluble resin (I) decreases, and the solubility with alkali decreases. This lowers the dispersibility of the pigment. If it is less than 0.01 μm, there is a problem that the stability of the aqueous dispersion containing the alkali-soluble resin (I) is reduced.
【0024】好ましくは,請求項2の発明に示すごと
く,上記アルカリ可溶性樹脂(I)の平均粒子径は0.
01〜0.1μmである。これにより,アルカリ可溶性
樹脂(I)に対する顔料の分散性が更に向上する。な
お,本発明において「平均粒子径」とは,動的光散乱法
で測定された重量平均粒子径をいう。Preferably, the alkali-soluble resin (I) has an average particle size of 0.1.
01 to 0.1 μm. This further improves the dispersibility of the pigment in the alkali-soluble resin (I). In the present invention, the “average particle size” refers to a weight average particle size measured by a dynamic light scattering method.
【0025】また,アルカリ可溶性樹脂(I)の重量平
均分子量は,1000〜50000である。1000よ
りも小さい場合は,アルカリ可溶性樹脂(I)の顔料分
散剤としての立体安定性が低下するために,アルカリ可
溶性樹脂(I)に対する顔料の分散性が低下する。50
000を越える場合には,アルカリ添加時の溶解性が低
下し,また,凝集剤的作用が強くなり,顔料の分散性が
低下する。The weight average molecular weight of the alkali-soluble resin (I) is from 1,000 to 50,000. When it is smaller than 1000, the steric stability of the alkali-soluble resin (I) as a pigment dispersant is reduced, and the dispersibility of the pigment in the alkali-soluble resin (I) is reduced. 50
If it exceeds 000, the solubility at the time of addition of an alkali decreases, and the action as a flocculant becomes strong, so that the dispersibility of the pigment decreases.
【0026】本発明のアルカリ可溶性樹脂の水性分散液
は,後述のごとく,アルカリを添加して水性樹脂溶液と
した後,これに顔料及びアルカリ不溶性の樹脂水性分散
液を添加し,塗布し乾燥することにより,コーティング
皮膜が形成される。The aqueous dispersion of the alkali-soluble resin of the present invention is made into an aqueous resin solution by adding an alkali, as described later, and then a pigment and an alkali-insoluble resin aqueous dispersion are added thereto, followed by coating and drying. As a result, a coating film is formed.
【0027】上記アルカリ可溶性樹脂(I)の水性分散
液の製造方法としては,請求項5の発明に示すごとく,
エチレン性不飽和カルボン酸(A−1)単位5〜60重
量%及びこれと共重合可能な不飽和単量体(A−2)単
位40〜95重量%からなる不飽和単量体混合物(A)
を乳化剤(B)及び連鎖移動剤(C)の存在下に水中で
乳化重合することを特徴とするアルカリ可溶性樹脂の水
性分散液の製造方法がある。The method for producing the aqueous dispersion of the alkali-soluble resin (I) is as follows.
An unsaturated monomer mixture (A) comprising 5 to 60% by weight of an ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1) unit and 40 to 95% by weight of an unsaturated monomer (A-2) unit copolymerizable therewith. )
Is produced by emulsion polymerization in water in the presence of an emulsifier (B) and a chain transfer agent (C).
【0028】本製造方法において,不飽和単量体混合物
(A)は,エチレン性不飽和カルボン酸(A−1)単位
5〜60重量%及びこれと共重合可能な不飽和単量体
(A−2)単位40〜95重量%からなり,これらにつ
いては,上記水性分散液のアルカリ可溶性樹脂の単量体
と同様である。In the present production method, the unsaturated monomer mixture (A) comprises 5 to 60% by weight of an ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1) unit and an unsaturated monomer (A) copolymerizable therewith. -2) Units consisting of 40 to 95% by weight, which are the same as the monomers of the alkali-soluble resin in the aqueous dispersion.
【0029】上記不飽和単量体混合物(A)の重合器内
への供給方法は,種々の方法を用いることができる。例
えば,一括仕込法,モノマー添加法,エマルジョン添加
法等の種々の方法が用いられる。Various methods can be used to supply the unsaturated monomer mixture (A) into the polymerization vessel. For example, various methods such as a batch charging method, a monomer addition method, and an emulsion addition method are used.
【0030】乳化重合に用いる乳化剤(B)としては,
例えば高級アルコールの硫酸エステル塩,高級アルキル
スルホン酸塩,アルキルベンゼンスルホン酸塩,ポリオ
キシエチレンアルキルサルフェート塩,ポリオキシエチ
レンアルキルフェノールエーテルサルフェート塩,ビニ
ルスルホサクシネート等のアニオン性界面活性剤や反応
性乳化剤が用いられる。またこれらアニオン性界面活性
剤と併用してポリオキシエチレンアルキルエーテル,ポ
リオキシエチレンアルキルフェノールエーテル,エチレ
ンオキサイドプロピレンオキサイドブロック共重合体,
ソビタン誘導体等のノニオン性界面活性剤も使用するこ
とができる。As the emulsifier (B) used for the emulsion polymerization,
For example, anionic surfactants and reactive emulsifiers such as sulfates of higher alcohols, higher alkyl sulfonates, alkylbenzene sulfonates, polyoxyethylene alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl phenol ether sulfates, and vinyl sulfosuccinates. Used. Polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenol ether, ethylene oxide propylene oxide block copolymer,
Nonionic surfactants such as sovitan derivatives can also be used.
【0031】一般的に,乳化重合で得られる水性樹脂の
粒径は,乳化剤量に依存しており,乳化剤量を増やすこ
とにより,細かくできる。しかしながら,多量の乳化剤
の使用は,最終的に得られるコーティング皮膜の耐水性
を低下させる。Generally, the particle size of the aqueous resin obtained by emulsion polymerization depends on the amount of the emulsifier, and can be made finer by increasing the amount of the emulsifier. However, the use of a large amount of emulsifier reduces the water resistance of the finally obtained coating film.
【0032】請求項6の発明に示すごとく,上記乳化剤
(B)は,高級アルコールの硫酸エステル塩もしくは高
級アルキルスルホン酸塩を含有することが好ましい。こ
の場合には,不飽和カルボン酸単量体が多い単量体混合
物の重合においても,乳化剤量が少量で,安定かつ粒径
の細かいアルカリ可溶性樹脂(I)を与える。なお,高
級アルコールの炭素数は8〜18であり,高級アルキル
の炭素数は8〜18であることが好ましい。As described in the sixth aspect of the present invention, the emulsifier (B) preferably contains a higher alcohol sulfate or a higher alkyl sulfonate. In this case, even in the polymerization of a monomer mixture containing a large amount of unsaturated carboxylic acid monomers, an alkali-soluble resin (I) having a small amount of an emulsifier and having a stable and fine particle size can be obtained. Preferably, the higher alcohol has 8 to 18 carbon atoms, and the higher alkyl has 8 to 18 carbon atoms.
【0033】乳化重合時に用いられる連鎖移動剤(C)
としては,t−ドデシルメルカプタン,n−ドデシルメ
ルカプタンなどのメルカプタン類;チオグリコール酸メ
チル,チオグリコール酸プロピル,チオグリコール酸2
エチルヘキシルなどのチオグリコール酸エステル;β−
メルカプトプロピオン酸メチル,β−メルカプトプロピ
オン酸オクチルなどのβ−メルカプトプロピオン酸エス
テル;α-メチルスチレンダイマーなどが挙げられる。Chain transfer agent (C) used during emulsion polymerization
As mercaptans such as t-dodecyl mercaptan and n-dodecyl mercaptan; methyl thioglycolate, propyl thioglycolate, thioglycolic acid 2
Thioglycolic acid esters such as ethylhexyl; β-
Β-mercaptopropionate such as methyl mercaptopropionate and octyl β-mercaptopropionate; α-methylstyrene dimer;
【0034】特に,請求項7の発明に示すごとく,上記
連鎖移動剤(C)は,α−メチルスチレンダイマーを含
有していることが好ましい。理由はよくわかってはいな
いが,この場合には,得られるアルカリ可溶性樹脂
(I)の粒径をより細かくすることができる。特に,エ
チレン性不飽和カルボン酸の割合が,25重量%以上で
ある不飽和単量体混合物(A)を重合する際に,アルカ
リ可溶性樹脂(I)の粒径がより一層小さくなる。In particular, as described in the seventh aspect of the present invention, the chain transfer agent (C) preferably contains an α-methylstyrene dimer. Although the reason is not well understood, in this case, the particle size of the obtained alkali-soluble resin (I) can be made finer. In particular, when polymerizing the unsaturated monomer mixture (A) in which the proportion of the ethylenically unsaturated carboxylic acid is 25% by weight or more, the particle size of the alkali-soluble resin (I) is further reduced.
【0035】乳化重合で用いる重合開始剤としては,例
えば過硫酸カリウム,過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩,
過酸化水素,ベンゾイルパーオキサイド,t−ブチルハ
イドロパーオキサイド等の過酸化物などがあげられる。
これらの重合開始剤は有機アミン,ロンガリット等と組
み合わせてレドックス重合開始剤系として用いることも
できる。Examples of the polymerization initiator used in the emulsion polymerization include persulfates such as potassium persulfate and sodium persulfate;
Peroxides such as hydrogen peroxide, benzoyl peroxide and t-butyl hydroperoxide;
These polymerization initiators can be used as a redox polymerization initiator system in combination with an organic amine, Rongalit, or the like.
【0036】重合開始剤の添加方法としては,予め反応
母液に,重合開始剤水溶液を一括して添加しておく方法
と,重合開始剤水溶液を時間をかけて連続的に添加する
方法が挙げられるが,アルカリ可溶性樹脂(I)の粒径
を細かくする観点から,前者の方法がより好ましい。The method of adding the polymerization initiator includes a method in which an aqueous solution of the polymerization initiator is added to the reaction mother liquor in advance and a method in which the aqueous solution of the polymerization initiator is continuously added over time. However, from the viewpoint of reducing the particle size of the alkali-soluble resin (I), the former method is more preferable.
【0037】次に,請求項8に記載の発明は,上記アル
カリ可溶性樹脂(I)をアルカリによって中和した水性
樹脂水溶液,顔料,及び樹脂水性分散液からなる
ことを特徴とする水性コーティング組成物である。An eighth aspect of the present invention is an aqueous coating composition comprising an aqueous resin aqueous solution obtained by neutralizing the alkali-soluble resin (I) with an alkali, a pigment, and an aqueous resin dispersion. It is.
【0038】本組成物によれば,上記アルカリ可溶性樹
脂(I)において説明したごとく,耐水性,平滑性及び
光沢性に優れたコーティング皮膜を提供することができ
る。According to the present composition, as described in the above alkali-soluble resin (I), a coating film having excellent water resistance, smoothness and gloss can be provided.
【0039】上記水性樹脂水溶液は,上記アルカリ可
溶性樹脂(I)をアルカリによって中和したものであり
アルカリ可溶性である。アルカリ可溶性樹脂(I)の中
和に用いられるアルカリとしては,無機の水溶性アルカ
リ(例えば,水酸化ナトリウム,水酸化カリウムな
ど);水に溶解してアルカリ性を示す無機塩類(例え
ば,炭酸水素ナトリウム,ピロリン酸ナトリウムな
ど);有機アミン(例えば,トリエチルアミン,N,N
−ジメチルエタノールアミン,トリエタノールアミンな
ど);アンモニアなどが挙げられる。これらの中でも,
耐水性,作業性の面から,アンモニアが好ましい。The aqueous resin aqueous solution is obtained by neutralizing the alkali-soluble resin (I) with an alkali, and is alkali-soluble. Examples of the alkali used for neutralization of the alkali-soluble resin (I) include inorganic water-soluble alkalis (eg, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.); inorganic salts which dissolve in water and show alkalinity (eg, sodium hydrogen carbonate) , Sodium pyrophosphate, etc.); organic amines (eg, triethylamine, N, N
-Dimethylethanolamine, triethanolamine, etc.); ammonia and the like. Among these,
Ammonia is preferred in terms of water resistance and workability.
【0040】水性樹脂水溶液の添加量は,顔料10
0重量%に対して,不揮発分で,0.05〜5重量%の
範囲にする必要がある。0.05重量%より少ない場合
には,顔料分散性が著しく低下し,顔料ペーストの粘度
が高くなり,コーティング皮膜の光沢が低下する。5重
量%より多い場合には,水性樹脂が凝集剤的働きを示す
ために,顔料の分散性が低下し,耐水性も著しく低下す
る。より好ましくは,水性樹脂水溶液の添加量は,顔
料100重量%に対して,不揮発分で,0.2〜3重
量%である。これにより,顔料分散性,耐水性及び光沢
性がより向上する。The amount of the aqueous resin solution added was 10
The non-volatile content must be in the range of 0.05 to 5% by weight with respect to 0% by weight. If the content is less than 0.05% by weight, the pigment dispersibility is significantly reduced, the viscosity of the pigment paste is increased, and the gloss of the coating film is reduced. If the content is more than 5% by weight, the dispersibility of the pigment is reduced and the water resistance is remarkably reduced because the aqueous resin exhibits a function as a flocculant. More preferably, the amount of the aqueous resin solution added is 0.2 to 3% by weight in terms of non-volatile content based on 100% by weight of the pigment. Thereby, pigment dispersibility, water resistance, and glossiness are further improved.
【0041】上記顔料は,有機系顔料及び無機系顔料
のいずれであってもよく,またその両顔料を併用するこ
ともできる。また,体質顔料及び着色顔料のいずれをも
使用できるし,さらにその両者を併用することもでき
る。顔料の具体例としては,炭酸カルシウム,クレー,
タルク,マイカ粉,バライト,微粉末シリカ,ケイソウ
土,ケイ酸カルシウム,ケイ酸アルミニウム,炭酸バリ
ウム,炭酸マグネシウムなどの無機系体質顔料;酸化チ
タン,酸化亜鉛,リトポン,カーボンブラック,黒色酸
化鉄,黄土,黄色酸化鉄,チタン黄,ベンガラ,酸化鉄
粉,群青,酸化クロムなどの無機系着色顔料;ハイザイ
エロー,パーマネントイエロー,パーマネントレッド,
フタロシアニンブルー,フタロシアニングリーンなどの
有機系着色顔料などが挙げられる。The pigment may be either an organic pigment or an inorganic pigment, or both pigments may be used in combination. In addition, both the extender and the color pigment can be used, and both can be used in combination. Specific examples of pigments include calcium carbonate, clay,
Inorganic pigments such as talc, mica powder, barite, finely divided silica, diatomaceous earth, calcium silicate, aluminum silicate, barium carbonate, magnesium carbonate; titanium oxide, zinc oxide, lithopone, carbon black, black iron oxide, loess , Yellow iron oxide, titanium yellow, red iron oxide, iron oxide powder, ultramarine blue, chromium oxide and other inorganic coloring pigments; Hiza yellow, permanent yellow, permanent red,
Organic coloring pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green are exemplified.
【0042】これらの顔料は,後述する樹脂水性分散
液に直接に添加してもよいが,一般的には,顔料ペー
ストにして樹脂水性分散液に添加することが一般的で
ある。顔料ペーストの調製にあたっては,上記の水性樹
脂水溶液を顔料分散剤として用いる。この際,水性樹
脂水溶液の特性を損なわない範囲において,他の顔料
分散剤や増粘剤などを使用することができる。These pigments may be added directly to the aqueous resin dispersion described below, but generally, they are generally added to the aqueous resin dispersion as a pigment paste. In preparing the pigment paste, the above aqueous resin aqueous solution is used as a pigment dispersant. At this time, other pigment dispersants and thickeners can be used as long as the properties of the aqueous resin solution are not impaired.
【0043】上記樹脂水性分散液とはアルカリ不溶の
樹脂の水性分散液をいい,これはアルカリ不溶性である
点で,アルカリ溶解性の水性樹脂水溶液と相違する。
上記の樹脂水性分散液としては,種々の合成樹脂の水
性分散液が使用できるが,乳化重合で得られる樹脂水性
分散液が好ましい。The aqueous resin dispersion refers to an aqueous dispersion of an alkali-insoluble resin, which is different from an alkali-soluble aqueous resin aqueous solution in that it is alkali-insoluble.
As the resin aqueous dispersion, aqueous dispersions of various synthetic resins can be used, but an aqueous resin dispersion obtained by emulsion polymerization is preferable.
【0044】特に,請求項9の発明に示すごとく,上記
樹脂水性分散液は,アルド基もしくはケト基を含有す
るカルボニル基含有不飽和単量体0.3〜20重量%及
びこれと共重合可能な不飽和単量体80〜97.7重量
%からなる不飽和単量体混合物を乳化重合して得られた
共重合体樹脂の水性分散液であり,かつ上記水性コーテ
ィング組成物は,分子中に少なくとも2個のヒドラジノ
基(−NHNH2)を有するヒドラジン誘導体を含有す
ることが好ましい。In particular, as described in the ninth aspect of the present invention, the aqueous resin dispersion contains 0.3 to 20% by weight of a carbonyl group-containing unsaturated monomer containing an ald group or a keto group and a copolymerizable with the same. Is an aqueous dispersion of a copolymer resin obtained by emulsion polymerization of an unsaturated monomer mixture consisting of 80 to 97.7% by weight of an unsaturated monomer, and the aqueous coating composition has Preferably contains a hydrazine derivative having at least two hydrazino groups (—NHNH 2 ).
【0045】この場合,樹脂水性分散液の樹脂粒子相
互間で,ヒドラジン誘導体を媒体とする架橋結合が生成
する。これにより,コーティング皮膜の耐水性は,著し
く向上する。さらに,前述したように,水性樹脂水溶液
のアルカリ可溶性樹脂(I)の中にアルド基もしくは
ケト基を含有するカルボニル基含有不飽和単量体単位が
存在する場合には,さらに耐水性は向上する。In this case, a cross-linking is generated between the resin particles of the aqueous resin dispersion using a hydrazine derivative as a medium. Thereby, the water resistance of the coating film is significantly improved. Further, as described above, when the carbonyl group-containing unsaturated monomer unit containing an ald group or a keto group is present in the alkali-soluble resin (I) of the aqueous resin aqueous solution, the water resistance is further improved. .
【0046】上記不飽和単量体混合物は,アルド基もし
くはケト基を含有するカルボニル基含有不飽和単量体
0.3〜20重量%及びこれと共重合可能な不飽和単量
体80〜97.7重量%からなる。上記不飽和単量体混
合物中における上記カルボニル基含有不飽和単量体の含
有量が0.3重量%未満の場合には,ヒドラジン誘導体
との架橋密度が低下し,耐水性向上の効果が低くなると
いう問題があり,20重量%を超える場合には,コーテ
ィング皮膜のフレキシビリティが低下しコーティング皮
膜が脆くなるという問題がある。The unsaturated monomer mixture contains 0.3 to 20% by weight of a carbonyl group-containing unsaturated monomer containing an ald group or a keto group and 80 to 97% of an unsaturated monomer copolymerizable therewith. 0.7% by weight. When the content of the carbonyl group-containing unsaturated monomer in the unsaturated monomer mixture is less than 0.3% by weight, the crosslinking density with the hydrazine derivative decreases, and the effect of improving water resistance is low. When the content exceeds 20% by weight, there is a problem that the flexibility of the coating film is reduced and the coating film becomes brittle.
【0047】上記不飽和単量体混合物中における,上記
カルボニル基含有不飽和単量体と共重合可能な不飽和単
量体の含有量が80重量%未満の場合には,コーティン
グ皮膜の耐久性が低下するという問題があり,97.7
重量%を超える場合には,耐水性向上の効果が低くなる
という問題がある。When the content of the unsaturated monomer copolymerizable with the carbonyl group-containing unsaturated monomer in the unsaturated monomer mixture is less than 80% by weight, the durability of the coating film is reduced. Is reduced, and 97.7
If the content exceeds 10% by weight, there is a problem that the effect of improving water resistance is reduced.
【0048】上記アルド基もしくはケト基を含有するカ
ルボニル基含有不飽和単量体としては,例えば,アクロ
レイン,ジアセトンアクリルアミド,ビニルメチルケト
ンを用いることができる。As the carbonyl group-containing unsaturated monomer containing an ald group or keto group, for example, acrolein, diacetone acrylamide, vinyl methyl ketone can be used.
【0049】上記アルド基もしくはケト基を含有するカ
ルボニル基含有不飽和単量体と共重合可能な不飽和単量
体としては,上記アルカリ可溶性樹脂(I)の構成成分
である(A−1)及び(A−2)と同様の単量体が挙げ
られる。The unsaturated monomer copolymerizable with the carbonyl group-containing unsaturated monomer containing an ald group or keto group is a component (A-1) of the alkali-soluble resin (I). And the same monomers as in (A-2).
【0050】上記の分子中に少なくとも2個のヒドラジ
ノ基(−NHNH2)を有するヒドラジン誘導体として
は,例えば,以下のものがあげられる。 ・2〜10個,特に4〜6個の炭素原子を有するジカル
ボン酸ジヒドラジド(例えば,シュウ酸ジヒドラジド,
マロン酸ジヒドラジド,コハク酸ジヒドラジド,グルタ
ル酸ジヒドラジド,アジピン酸ジヒドラジド,セバシン
酸ジヒドラジド,マレイン酸ジヒドラジド,フマル酸ジ
ヒドラジド,イタコン酸ジヒドラジドなど), ・2〜4個の炭素原子を有する脂肪族水溶性ジヒドラジ
ド(例えば,エチレン−1,2−ジヒドラジン,プロピ
レン−1,3−ジヒドラジン,ブチレン−1,4−ジヒ
ドラジンなど)。Examples of the hydrazine derivative having at least two hydrazino groups (—NHNH 2 ) in the above molecule include the following. Dicarboxylic acid dihydrazides having 2 to 10, especially 4 to 6 carbon atoms (eg oxalic acid dihydrazide,
Malonic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, itaconic acid dihydrazide, etc.), aliphatic water-soluble dihydrazide having 2 to 4 carbon atoms ( For example, ethylene-1,2-dihydrazine, propylene-1,3-dihydrazine, butylene-1,4-dihydrazine, etc.).
【0051】また,水性樹脂水溶液及び樹脂水性分散
液に含まれる樹脂の中に含まれるアルド基もしくはケ
ト基に基づく全カルボニル基(>C=O)とヒドラジン
誘導体のヒドラジノ基(−NHNH2)とのモル数の
比,すなわち(>C=O)/(−NHNH2)のモル比
は,0.2〜5.0の範囲であることが好ましい。同モ
ル比が,5.0より大きい場合には,架橋が不十分とな
り,コーティング皮膜の耐水性及び耐久性が低下するお
ぞれがある。また,0.2より低い場合には,コーティ
ング皮膜が,不透明でもろくなり,耐水性もかえって低
下するおそれがある。Further, all carbonyl groups (> C = O) based on ald groups or keto groups contained in the resin contained in the aqueous resin aqueous solution and the aqueous resin dispersion and the hydrazino group (—NHNH 2 ) of the hydrazine derivative are used. number of moles of, namely (> C = O) / - the molar ratio of (NHNH 2) is preferably in the range of 0.2 to 5.0. If the molar ratio is greater than 5.0, crosslinking may be insufficient, and the water resistance and durability of the coating film may decrease. If it is lower than 0.2, the coating film may be opaque and brittle, and the water resistance may be reduced.
【0052】上記コーティング組成物は,被着体に塗布
し,乾燥することにより,コーティング皮膜を形成す
る。The coating composition is applied to an adherend and dried to form a coating film.
【0053】本発明の水性コーティング組成物は,耐水
性及び平滑性に優れたコーティング皮膜を与えることか
ら,水性塗料,シーリング剤,接着剤,粘着剤,紙加工
材,又はそれらの製造用原料として使用できる。Since the aqueous coating composition of the present invention provides a coating film having excellent water resistance and smoothness, it can be used as an aqueous paint, a sealing agent, an adhesive, an adhesive, a paper processing material, or a raw material for producing them. Can be used.
【0054】[0054]
【発明の実施の形態】以下に,アルカリ可溶性樹脂
(I),及び樹脂水性分散液の製造例,実施例,及び
比較例を挙げて詳述する。これらの例において,「部」
は重量部を,%は「重量%」をそれぞれ意味する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The alkali-soluble resin (I) and the aqueous resin dispersion will be described in detail below with reference to production examples, examples and comparative examples. In these examples,
Means parts by weight, and% means "% by weight".
【0055】〔アルカリ可溶性樹脂(I)の製造例1〕
温度調節器,いかり型攪拌機,還流冷却器,供給容器,
温度計及び窒素導入管を備えた反応容器内に,下記組成
物からなる乳化剤水溶液を導入した。 ・水・・・100部 ・ドデシルスルホン酸ソーダの30%水溶液(以下乳化
剤B−1水溶液という)・・・3部 別に,供給物(1),及び(2)として下記組成の混合
物を用意した。[Production Example 1 of Alkali-Soluble Resin (I)]
Temperature controller, irrigated stirrer, reflux cooler, supply vessel,
An emulsifier aqueous solution comprising the following composition was introduced into a reaction vessel equipped with a thermometer and a nitrogen inlet tube.・ Water ・ ・ ・ 100 parts ・ 30% aqueous solution of sodium dodecyl sulfonate (hereinafter referred to as emulsifier B-1 aqueous solution) ・ ・ ・ 3 parts Separately, a mixture of the following composition was prepared as feeds (1) and (2). .
【0056】供給物(1) ・水・・・100部 ・乳化剤B−1水溶液・・・2部 ・ジアセトンアクリルアミド・・・10部 ・アクリル酸・・・30部 ・メタクリル酸メチル・・・20部 ・アクリル酸メチル・・・15部 ・アクリル酸ブチル・・・25部 ・ビニルスルホン酸ソーダ・・・0.1部 ・チオグリコール酸オクチル(OTG)・・・3部 ・α−メチルスチレンオリゴマー(MSD)・・・0.
5部Feed (1) Water 100 parts Emulsifier B-1 aqueous solution 2 parts Diacetone acrylamide 10 parts Acrylic acid 30 parts Methyl methacrylate 20 parts ・ Methyl acrylate ・ ・ ・ 15 parts ・ Butyl acrylate ・ ・ ・ 25 parts ・ Sodium vinyl sulfonate ・ ・ ・ 0.1 parts ・ Octyl thioglycolate (OTG) ・ ・ ・ 3 parts ・ α-methylstyrene Oligomer (MSD) ... 0.
5 copies
【0057】供給物(2) ・水35部中に過硫酸ナトリウム1.5部を溶解した水
溶液Feed (2) Aqueous solution of 1.5 parts of sodium persulfate dissolved in 35 parts of water
【0058】上記の乳化剤水溶液を導入した反応容器内
を窒素ガスで置換した後,80℃に加熱した。次いで,
供給物(2)の全量を加え,85℃に昇温した後に,供
給物(1)を並行して2時間かけて徐々に均一に供給し
て重合させた。その供給終了後にさらに1.5時間85
℃に保持して乳化重合を完了させた。After the inside of the reaction vessel into which the above aqueous solution of the emulsifier was introduced was replaced with nitrogen gas, the reaction vessel was heated to 80.degree. Then,
After the entire amount of the feed (2) was added and the temperature was raised to 85 ° C., the feed (1) was gradually and uniformly fed over 2 hours to carry out polymerization. 1.5 hours after the end of the supply 85
C. to complete the emulsion polymerization.
【0059】得られたアルカリ可溶性樹脂(I)の水性
分散液の不揮発分は30%,重量平均粒子径(大塚電子
社製動的光散乱粒子径測定装置で測定)は0.06μm
であった。また,ゲルパーミエーションクロマトグラフ
ィー(GPC)で測定した水性樹脂の重量平均分子量
(ポリスチレン換算)は,約10,000であった。The aqueous dispersion of the obtained alkali-soluble resin (I) had a nonvolatile content of 30% and a weight average particle size (measured by a dynamic light scattering particle size measuring device manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) of 0.06 μm.
Met. The weight-average molecular weight (in terms of polystyrene) of the aqueous resin measured by gel permeation chromatography (GPC) was about 10,000.
【0060】〔アルカリ可溶性樹脂(I)の製造例2〜
10〕アルカリ可溶性樹脂(I)の製造例1で用いた単
量体,乳化剤,連鎖移動剤の種類及び量をそれぞれ表1
に示すように変更し,それ以外はアルカリ可溶性樹脂
(I)の製造例1と同様にしてアルカリ可溶性樹脂
(I)の水性分散液を調整した。上記各アルカリ可溶性
樹脂(I)の水性分散液の不揮発分,重量平均粒子径,
重量平均分子量は,表1及び表2にまとめて示した。[Production example 2 of alkali-soluble resin (I)
10] Table 1 shows the types and amounts of the monomer, emulsifier, and chain transfer agent used in Production Example 1 of alkali-soluble resin (I).
The aqueous dispersion of the alkali-soluble resin (I) was prepared in the same manner as in Production Example 1 of the alkali-soluble resin (I) except for the following changes. The nonvolatile content, the weight average particle size, of the aqueous dispersion of each alkali-soluble resin (I),
The weight average molecular weights are summarized in Tables 1 and 2.
【0061】〔樹脂水性分散液の製造例1〕アルカリ
可溶性樹脂(I)の製造例1と同様の装置に,下記組成
物からなる乳化剤水溶液を導入した。 ・水・・・43部 ・エチレンオキシド20モル付加p−ノニルフェノール
の硫酸半エステル塩の35%水溶液(以下乳化剤B−3
水溶液という)・・・2.2部 ・エチレンオキシド25モル付加p−ノニルフェノール
の20%水溶液(以下乳化剤B−4水溶液という)・・
・2.2部 別に,供給物(1),及び(2)として下記組成の混合
物を用意した。[Production Example 1 of Aqueous Resin Dispersion] An emulsifier aqueous solution comprising the following composition was introduced into the same apparatus as in Production Example 1 of the alkali-soluble resin (I). 43 parts of water 35% aqueous solution of sulfuric acid half ester salt of p-nonylphenol added with 20 mol of ethylene oxide (hereinafter referred to as emulsifier B-3)
2.2 parts ・ 20% aqueous solution of p-nonylphenol added with 25 moles of ethylene oxide (hereinafter referred to as emulsifier B-4 aqueous solution)
・ 2.2 parts Separately, a mixture having the following composition was prepared as feeds (1) and (2).
【0062】供給物(1) ・水・・・43部 ・乳化剤B−3水溶液・・・6.5部 ・ジアセトンアクリルアミド・・・2.5部 ・アクリル酸・・・2.5部 ・メタクリル酸メチル・・・52部 ・アクリル酸ブチル・・・43部Feed (1) Water 43 parts Emulsifier B-3 aqueous solution 6.5 parts Diacetone acrylamide 2.5 parts Acrylic acid 2.5 parts Methyl methacrylate: 52 partsButyl acrylate: 43 parts
【0063】供給物(2) ・水18部中に過硫酸カリウム0.5部を溶解した水溶
液Feed (2) An aqueous solution in which 0.5 part of potassium persulfate is dissolved in 18 parts of water
【0064】上記の乳化剤水溶液を導入した反応容器内
を窒素ガスで置換した後,上記の供給物(1)の10%
を加え,その混合物を85℃に加熱した。次いで,供給
物(2)の10%を加え,同温度を保持しながら残りの
供給物(1)及び(2)を並行して3.5時間かけて徐
々に均一に供給して重合させた。その供給終了後にさら
に1.5時間85℃に保持して乳化重合を完了させた。After replacing the inside of the reaction vessel into which the above-mentioned emulsifier aqueous solution was introduced with nitrogen gas, 10% of the above-mentioned feed (1) was added.
Was added and the mixture was heated to 85 ° C. Next, 10% of the feed (2) was added, and while maintaining the same temperature, the remaining feeds (1) and (2) were gradually and uniformly fed over 3.5 hours to carry out polymerization. . After the completion of the supply, the emulsion polymerization was maintained at 85 ° C. for 1.5 hours to complete the emulsion polymerization.
【0065】乳化重合の終了後に,25%アンモニア水
を加えてPH8に調整し,樹脂水性分散液を得た。こ
の水性分散液の不揮発分は47%であった。After the completion of the emulsion polymerization, the pH was adjusted to pH 8 by adding 25% aqueous ammonia to obtain an aqueous resin dispersion. The nonvolatile content of this aqueous dispersion was 47%.
【0066】〔樹脂水性分散液の製造例2及び3〕単
量体組成を表3に示した組成に変更した以外は樹脂水性
分散液の製造例1と同様にして,樹脂水性分散液を
調製した。得られた樹脂分散液の不揮発分について,表
3にまとめて示した。[Production Examples 2 and 3 of Aqueous Resin Dispersion] An aqueous resin dispersion was prepared in the same manner as in Production Example 1 of the aqueous resin dispersion except that the monomer composition was changed to the composition shown in Table 3. did. Table 3 summarizes the nonvolatile content of the obtained resin dispersion.
【0067】次に,本発明にかかる水性コーティング組
成物につき,実施例及び比較例を説明する。Next, examples and comparative examples of the aqueous coating composition according to the present invention will be described.
【0068】実施例1〜8,及び比較例1〜4 アルカリ可溶性樹脂(I)の製造例1〜11で得られた
アルカリ可溶性樹脂(I)の水性分散液に,表4に示す
アルカリを,pHが8になるように添加して,さらに固
形分が26%になるように水を添加して,水性樹脂溶液
を調製した。調製した水性樹脂溶液を顔料分散剤と
して用い,以下の方法で顔料ペーストを作成した。Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4 Preparation of Alkali-Soluble Resin (I) The alkali shown in Table 4 was added to the aqueous dispersion of the alkali-soluble resin (I) obtained in Examples 1 to 11. An aqueous resin solution was prepared by adding water so that the pH became 8, and further adding water so that the solid content became 26%. Using the prepared aqueous resin solution as a pigment dispersant, a pigment paste was prepared by the following method.
【0069】顔料ペーストの調整方法; ・水・・・40部 ・28%アンモニア水・・・0.5部 ・水性樹脂溶液(26%水溶液)・・・0.8部 ・消泡剤(サンノプコ社製SNデフォーマー315)・
・・1部 ・酸化チタン・・・50部 の順に配合し,ディスパーで30分間混合した。Method for preparing pigment paste: Water: 40 parts 28% ammonia water: 0.5 parts Aqueous resin solution (26% aqueous solution): 0.8 parts Defoaming agent (Sannopco) SN deformer 315)
..1 part ・ Titanium oxide ・ ・ ・ 50 parts were mixed in this order, and mixed by a disper for 30 minutes.
【0070】得られた顔料ペースト50部に対して,表
4及び表5に示す樹脂水性分散液100部及び造膜助
剤としてテキサノール/ベンジルアルコール〔1/1
(w/w)〕を,水性塗料の最低造膜温度(MFT)が
0℃になるように添加し,さらに,増粘剤(サンノプコ
社製SNシックナー612)0.5部,アジピン酸ジヒ
ドラジドを各々表4,及び表5に示す量配合し,水性コ
ーティング組成物とした。To 50 parts of the obtained pigment paste, 100 parts of an aqueous resin dispersion shown in Tables 4 and 5 and Texanol / benzyl alcohol [1/1] as a film-forming aid were used.
(W / w)] was added so that the minimum film-forming temperature (MFT) of the water-based paint would be 0 ° C., and 0.5 part of a thickener (SN Thickener 612 manufactured by San Nopco) and adipate dihydrazide were further added. The amounts shown in Tables 4 and 5 were blended to obtain aqueous coating compositions.
【0071】これらの水性塗料について下記の塗膜光
沢,塗膜の耐水性,塗膜の耐塩水噴霧性の各試験を実施
した。 (a)塗膜光沢 水性コーティング組成物をガラス板に,wet(未乾燥
状態)150μmの厚みに塗布し,20℃,65%RH
で48時間乾燥させた後,60°鏡面光沢(%)を測定
した。With respect to these water-based paints, the following tests were conducted on the gloss of the coating film, the water resistance of the coating film, and the salt spray resistance of the coating film. (A) Film gloss The aqueous coating composition was applied to a glass plate to a thickness of 150 μm wet (undried), at 20 ° C. and 65% RH.
After drying for 48 hours at 60 °, the 60 ° specular gloss (%) was measured.
【0072】(b)塗膜の耐水性 水性コーティング組成物をフレキシブル板(150×7
0mm)に刷毛で2回塗りし,20℃,65%RHで7
日間乾燥させて試験片とした。この試験片を7日間水中
に浸漬した後,60°鏡面光沢の測定し,浸漬前の60
°鏡面光沢との比より,光沢保持率を求め,下記の基準
で評価した。 ・◎・・・光沢保持率90%以上 ・○・・・光沢保持率80%以上 ・△・・・光沢保持率60%以上 ・×・・・光沢保持率60%未満(B) Water resistance of the coating film The aqueous coating composition was coated on a flexible plate (150 × 7
0mm) twice with a brush, 7 ° C at 20 ° C and 65% RH.
The specimen was dried for days. After immersing this test piece in water for 7 days, the 60 ° specular gloss was measured,
° Gloss retention was determined from the ratio to the specular gloss and evaluated according to the following criteria.・ ◎ ・ ・ ・ Gloss retention of 90% or more ・ ○ ・ ・ ・ Gloss retention of 80% or more ・ △ ・ ・ ・ Gloss retention of 60% or more ・ × ・ ・ ・ Gloss retention of less than 60%
【0073】また,浸漬後の塗膜におけるブリスターの
発生状態を目視により調べ,下記の基準で評価した。 ・○・・・ブリスターは全く認められない ・△・・・ブリスターが一部に認められる ・×・・・ブリスターが全面に認められるFurther, the state of blister generation in the coating film after immersion was visually inspected and evaluated according to the following criteria.・ ○ ・ ・ ・ Blister is not recognized at all ・ △ ・ ・ ・ Blister is partially recognized ・ × ・ ・ ・ Blister is recognized over the entire surface
【0074】(c)耐塩水噴霧性 水性コーティング組成物を軟鋼板に,wet(未乾燥状
態)150μmの厚みに塗布し,20℃,65%RHで
5日間乾燥させた後,JIS Z 2371に規定する
噴霧装置を用い,JIS K 5400 9.1に規定
する使用条件にて,塩水噴霧試験を8時間及び24時間
実施し,錆(サビ)の発生状態を,下記の基準で評価し
た。 ・○・・・錆は全く認められない ・△・・・錆が一部に認められる ・×・・・錆が全面に認められる(C) Salt water spray resistance The aqueous coating composition was applied to a mild steel sheet to a thickness of 150 μm wet (undried), dried at 20 ° C. and 65% RH for 5 days, and then JIS Z2371 The salt spray test was performed for 8 hours and 24 hours using the specified spray device under the use conditions specified in JIS K 5400 9.1, and the rust (rust) generation state was evaluated according to the following criteria.・ ○ ・ ・ ・ No rust is observed at all ・ △ ・ ・ ・ Rust is observed at a part ・ × ・ ・ ・ Rust is observed at the entire surface
【0075】また,塩水噴霧後の塗膜におけるブリスタ
ーの発生状態を目視により調べ,下記の基準で評価し
た。 ・○・・・ブリスターは全く認められない ・△・・・ブリスターが一部に認められる ・×・・・ブリスターが全面に認められるThe state of blister formation in the coating film after spraying with salt water was visually inspected, and evaluated according to the following criteria.・ ○ ・ ・ ・ Blister is not recognized at all ・ △ ・ ・ ・ Blister is partially recognized ・ × ・ ・ ・ Blister is recognized over the entire surface
【0076】これらの水性塗料の評価結果は表4,表5
及び表6に示す通りであった。The evaluation results of these water-based paints are shown in Tables 4 and 5.
And as shown in Table 6.
【0077】表4,表5及び表6から知られるごとく,
本発明にかかるアルカリ可溶性樹脂(実施例1〜3)
は,光沢,耐水性及び耐塩水噴霧性のバランスがよく,
優れたコーティング皮膜を与えることが分る。As known from Tables 4, 5 and 6,
Alkali-soluble resin according to the present invention (Examples 1 to 3)
Has a good balance of gloss, water resistance and salt spray resistance.
It turns out that it gives an excellent coating film.
【0078】[0078]
【表1】 [Table 1]
【0079】[0079]
【表2】 [Table 2]
【0080】[0080]
【表3】 [Table 3]
【0081】[0081]
【表4】 [Table 4]
【0082】[0082]
【表5】 [Table 5]
【0083】[0083]
【表6】 [Table 6]
【0084】[0084]
【発明の効果】本発明によれば,乳化重合により,顔料
の分散性が良好で,しかも耐水性,平滑性及び光沢性に
優れたコーティング皮膜を与えることができるアルカリ
可溶性樹脂の水性分散液及びその製造方法,並びにそれ
を用いた水性コーティング組成物を提供することができ
る。According to the present invention, an aqueous dispersion of an alkali-soluble resin which can provide a coating film having good pigment dispersibility and excellent water resistance, smoothness and gloss by emulsion polymerization. It is possible to provide a production method thereof, and an aqueous coating composition using the same.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J011 KA04 KB07 KB08 KB14 4J038 CA051 CC021 CC081 CD071 CD081 CE051 CF051 CG031 CG141 CG161 CG171 CH031 CH041 CH071 CH111 CH121 CH171 CR071 GA02 GA08 JB17 KA08 LA02 MA02 MA08 MA09 MA10 MA14 NA01 NA04 PC03 4J100 AB02P AB03P AB04P AC03P AC04P AF06P AF10P AG02P AG04P AJ02Q AJ08Q AL03P AL04P AL08P AL09P AL10P AM02P AM15P AM21P AP01P AS02P BA03P BA11P BA56P BC04P CA04 EA07 EA09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4J011 KA04 KB07 KB08 KB14 4J038 CA051 CC021 CC081 CD071 CD081 CE051 CF051 CG031 CG141 CG161 CG171 CH031 CH041 CH071 CH111 CH121 CH171 CR071 GA02 GA08 JB17 KA08 LA02 MA02 MA08 AB02P AB03P AB04P AC03P AC04P AF06P AF10P AG02P AG04P AJ02Q AJ08Q AL03P AL04P AL08P AL09P AL10P AM02P AM15P AM21P AP01P AS02P BA03P BA11P BA56P BC04P CA04 EA07 EA09
Claims (9)
単位5〜60重量%及びこれと共重合可能な不飽和単量
体(A−2)単位40〜95重量%を共重合してなるア
ルカリ可溶性樹脂(I)を含む水性分散液であって,上
記アルカリ可溶性樹脂(I)は,平均粒子径が0.01
〜0.15μmで,かつ重量平均分子量が1000〜5
0000の範囲にあることを特徴とするアルカリ可溶性
樹脂の水性分散液。1. An ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1)
An aqueous dispersion containing an alkali-soluble resin (I) obtained by copolymerizing 5 to 60% by weight of a unit and 40 to 95% by weight of an unsaturated monomer (A-2) unit copolymerizable therewith, The alkali-soluble resin (I) has an average particle size of 0.01
0.15 μm and weight average molecular weight of 1000-5
An aqueous dispersion of an alkali-soluble resin, wherein the aqueous dispersion is in the range of 0000.
樹脂(I)の平均粒子径は,0.01〜0.1μmであ
ることを特徴とするアルカリ可溶性樹脂の水性分散液。2. The aqueous dispersion of an alkali-soluble resin according to claim 1, wherein the alkali-soluble resin (I) has an average particle size of 0.01 to 0.1 μm.
可溶性樹脂(I)における上記エチレン性不飽和カルボ
ン酸(A−1)単位の含有比は,20〜50重量%であ
ることを特徴とするアルカリ可溶性樹脂の水性分散液。3. The alkali-soluble resin (I) according to claim 1, wherein the content of the ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1) unit in the alkali-soluble resin (I) is 20 to 50% by weight. An aqueous dispersion of an alkali-soluble resin.
上記不飽和単量体(A−2)単位は,アルド基もしくは
ケト基を含有するカルボニル基含有不飽和単量体(A−
2−1)単位を必須成分とした2種類以上の不飽和単量
体単位から成り,かつ,上記アルカリ可溶性樹脂(I)
の中の上記カルボニル基含有不飽和単量体(A−2−
1)単位の含有比は,1〜30重量%であることを特徴
とするアルカリ可溶性樹脂の水性分散液。4. The method according to claim 1, wherein:
The unsaturated monomer (A-2) unit is a carbonyl group-containing unsaturated monomer (A-
2-1) The alkali-soluble resin (I), which is composed of two or more types of unsaturated monomer units having a unit as an essential component, and
Wherein the carbonyl group-containing unsaturated monomer (A-2-
1) An aqueous dispersion of an alkali-soluble resin, wherein the content ratio of units is 1 to 30% by weight.
単位5〜60重量%及びこれと共重合可能な不飽和単量
体(A−2)単位40〜95重量%からなる不飽和単量
体混合物(A)を乳化剤(B)及び連鎖移動剤(C)の
存在下に水中で乳化重合することを特徴とするアルカリ
可溶性樹脂の水性分散液の製造方法。5. An ethylenically unsaturated carboxylic acid (A-1)
An unsaturated monomer mixture (A) consisting of 5 to 60% by weight of a unit and 40 to 95% by weight of an unsaturated monomer (A-2) unit copolymerizable therewith is mixed with an emulsifier (B) and a chain transfer agent ( A process for producing an aqueous dispersion of an alkali-soluble resin, which comprises carrying out emulsion polymerization in water in the presence of C).
は,高級アルコールの硫酸エステル塩もしくは高級アル
キルスルホン酸塩を含有していることを特徴とするアル
カリ可溶性樹脂の水性分散液の製造方法。6. The emulsifier (B) according to claim 5, wherein
Is a method for producing an aqueous dispersion of an alkali-soluble resin, which comprises a sulfate or higher alkyl sulfonate of a higher alcohol.
剤(C)は,α−メチルスチレンダイマーを含有してい
ることを特徴とするアルカリ可溶性樹脂の水性分散液の
製造方法。7. The method for producing an aqueous dispersion of an alkali-soluble resin according to claim 5, wherein the chain transfer agent (C) contains an α-methylstyrene dimer.
ルカリ可溶性樹脂(I)をアルカリによって中和した水
性樹脂水溶液,顔料,及び樹脂水性分散液からな
ることを特徴とする水性コーティング組成物。8. An aqueous coating comprising an aqueous resin aqueous solution, a pigment and an aqueous resin dispersion obtained by neutralizing the alkali-soluble resin (I) according to claim 1 with an alkali. Composition.
は,アルド基もしくはケト基を含有するカルボニル基
含有不飽和単量体0.3〜20重量%及びこれと共重合
可能な不飽和単量体80〜97.7重量%からなる不飽
和単量体混合物を乳化重合して得られた共重合体樹脂の
水性分散液であり,かつ上記水性コーティング組成物
は,分子中に少なくとも2個のヒドラジノ基(−NHN
H2)を有するヒドラジン誘導体を含有することを特徴
とする水性コーティング組成物。9. The resin aqueous dispersion according to claim 8, wherein the aqueous dispersion of the resin comprises 0.3 to 20% by weight of a carbonyl group-containing unsaturated monomer containing an ald group or a keto group and an unsaturated monomer copolymerizable therewith. Is an aqueous dispersion of a copolymer resin obtained by emulsion polymerization of an unsaturated monomer mixture consisting of 80 to 97.7% by weight of a copolymer, and the aqueous coating composition has at least two copolymers per molecule. Hydrazino group (-NHN
An aqueous coating composition comprising a hydrazine derivative having H 2 ).
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---|---|---|---|
JP7032499A JP2000264927A (en) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | Aqueous dispersion of alkali-soluble resin and its production |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002051891A1 (en) * | 2000-12-25 | 2002-07-04 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Chemically degradable resin and packaging film |
JP2007145892A (en) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Dainippon Ink & Chem Inc | Method for producing resin emulsion for converting paper |
JP2016008298A (en) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | 株式会社日本触媒 | Coating modifier |
WO2019142606A1 (en) * | 2018-01-22 | 2019-07-25 | 横浜ゴム株式会社 | Resin composition and laminate |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP7032499A patent/JP2000264927A/en active Pending
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