JP2002371166A - 水性金属含有樹脂組成物および被膜樹脂 - Google Patents
水性金属含有樹脂組成物および被膜樹脂Info
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Abstract
や金属密着性の付与を目的とした被覆塗料用途などの種
々の分野で応用が可能な2価の金属を含有する樹脂であ
って環境上好ましい水性樹脂、つまり、2価の金属を含
有する水性金属含有樹脂組成物、および、この水性金属
含有樹脂組成物を乾燥して得られる被膜樹脂を提供す
る。 【解決手段】 本発明の水性金属含有樹脂組成物は、2
価の金属を含有する樹脂(A)と、水と、塩基性化合物
とを含有することを特徴とする。
Description
組成物、より詳しくは、水溶性樹脂が使用される分野で
利用可能な2価の金属を含有する水性金属含有樹脂組成
物、および、この水性金属含有樹脂組成物を乾燥して得
られる被膜樹脂に関する。
2つのタイプがある。このうち、水分散性樹脂は、乳化
剤を含む水性媒体を用いたビニルモノマーの乳化重合法
等により製造されている。また、水溶性樹脂について
は、一般にアクリル系樹脂の場合、樹脂の水溶化を図る
ために、その分子内にカルボキシル基を導入し、塩基で
中和して水溶性アクリル樹脂とする方法が主に用いられ
ている。
付加させたものはあるが、2価の金属を付加させたもの
はない。その理由は、一般的に使用されている水溶性樹
脂に2価の金属酸化物を反応させようとしても反応しに
くいため、効率よく水溶性樹脂中に2価の金属を導入す
ることが困難だからである。また、2価の金属を付加さ
せることを目的に2価の金属酸化物等の化合物を反応さ
せたとしても、透明な金属含有水溶性樹脂が得られにく
いという問題がある。
分解性の付与を目的とした防汚性塗料用途や金属密着性
の付与を目的とした被覆塗料用途を代表として種々の有
機溶剤系塗料分野で検討されている。しかし、2価の金
属を含有する樹脂は、一般的な有機溶剤に溶解したワニ
ス状態で使用されているだけであり、前述の通り、環境
衛生上望まれている水性化を満足するものは得られてい
ない。現在、近年の環境問題から、一般的なアクリルモ
ノマーが共重合された2価の金属を含有する水性樹脂が
望まれている。
の付与を目的とした防汚塗料用途や金属密着性の付与を
目的とした被覆塗料用途などの種々の分野で応用が可能
な2価の金属を含有する樹脂であって環境上好ましい水
性樹脂、つまり、2価の金属を含有する水性金属含有樹
脂組成物、および、この水性金属含有樹脂組成物を乾燥
して得られる被膜樹脂を提供することを目的とする。
を解決すべく鋭意検討した結果、2価の金属を含有する
樹脂と水と塩基性化合物とを含有することによって上記
課題が解決することを見出し、本発明を完成させた。
発明により解決できる。 (1)2価の金属を含有する樹脂(A)と、水と、塩基
性化合物とを含有することを特徴とする水性金属含有樹
脂組成物。 (2)さらにアルコール系化合物を含有することを特徴
とする前記(1)の水性金属含有樹脂組成物。 (3)前記2価の金属を含有する樹脂(A)が、2価の
金属を含有する重合性単量体を含む単量体混合物を重合
して得られるものであることを特徴とする前記(1)ま
たは(2)の水性金属含有樹脂組成物。 (4)前記2価の金属を含有する樹脂(A)が、カルボ
キシル基含有樹脂に2価の金属化合物を反応して得られ
るものであることを特徴とする前記(1)または(2)
の水性金属含有樹脂組成物。 (5)前記2価の金属を含有する樹脂(A)中の2価の
金属が、亜鉛、マグネシウムまたはカルシウムのいずれ
か1種以上であることを特徴とする前記(1)〜(4)
のいずれかの水性金属含有樹脂組成物。 (6)前記2価の金属を含有する樹脂(A)中の2価の
金属の含有量が、0.01〜25質量%であることを特
徴とする前記(1)〜(5)のいずれかの水性金属含有
樹脂組成物。 (7)前記塩基性化合物が、アンモニアまたはアミンの
いずれか1種以上であることを特徴とする前記(1)〜
(6)のいずれかの水性金属含有樹脂組成物。 (8)前記塩基性化合物の使用量が、モル比で、前記2
価の金属を含有する樹脂(A)中の2価の金属の量の
0.5〜10倍であることを特徴とする前記(1)〜
(7)のいずれかの水性金属含有樹脂組成物。 (9)前記(1)〜(8)のいずれかの水性金属含有樹
脂組成物を乾燥して得られることを特徴とする被膜樹
脂。
は、2価の金属を含有する樹脂(A)と、水と、塩基性
化合物とを含有する。さらにアルコール系化合物を含有
することが好ましい。これにより、加水分解性の付与を
目的とした防汚塗料用途や金属密着性の付与を目的とし
た被覆塗料用途などの種々の分野で応用が可能な2価の
金属を含有する樹脂を、従来の一般的な有機溶剤に溶解
したものではなく、環境上好ましい水性樹脂とすること
ができる。また、本発明の水性金属含有樹脂組成物、こ
れを公知の方法で乾燥して得られる被膜樹脂は、いずれ
も透明性に優れている。
2価の金属を含有する樹脂(A)は、塩基性化合物を配
合することにより水溶性樹脂となるものである。
応じて適宜選択することができるが、水への溶解性の点
から、亜鉛、銅、マグネシウムまたはカルシウムのいず
れか1種以上であることが好ましく、透明性の点から、
亜鉛、マグネシウムまたはカルシウムのいずれか1種以
上であることが特に好ましい。中でも、樹脂の耐水性が
優れる傾向にある亜鉛が好ましい。
は、種々の分野において使用される2価の金属含有樹脂
の特徴が十分に発現できるため、0.01質量%以上、
特に0.1質量%以上であることが好ましい。また、樹
脂(A)成分中の2価の金属の含有量は、樹脂製造時に
ゲル化しにくくなるため、25質量%以下、特に15質
量%以下であることが好ましい。
法としては、例えば、カルボキシル基含有樹脂に2価の
金属化合物を反応(付加)して得る方法と、2価の金属
を含有する重合性単量体を含む単量体混合物を重合(共
重合を含む)して得る方法とがある。
方法では、例えば、特開昭62−057464号公報や
特開平8−209005号公報に記載されている公知の
方法に従って、あるいは準じて、側鎖にカルボキシル基
を含む樹脂と、2価の金属の酸化物、水酸化物または塩
化物と、一価の有機酸または水とを、所望の金属含有樹
脂の分解温度以下で加熱攪拌して反応させ、樹脂(A)
を得る。
単量体混合物を重合(共重合)する方法では、2価の金
属を含有する重合性単量体(a)とその他のラジカル重
合性不飽和単量体(b)とが樹脂(A)の構成成分とし
て使用され、一般的な溶液重合で樹脂(A)を得る。
価の金属を含有する重合性単量体(a)は、得られる樹
脂に金属の特性を付加する成分であり、塩基性化合物が
配合されることにより水溶性を発現する成分である。
単量体(a)の単位量は、特に限定されないが、金属含
有樹脂の特性が十分に付与されるため、0.1質量%以
上、特に0.5質量%以上であることが好ましい。ま
た、樹脂(A)成分中における金属含有重合性単量体
(a)の単位量は、樹脂製造時にゲル化しにくくなるた
め、80質量%以下、特に50質量%以下であることが
好ましい。
としては、2個の不飽和基を有する金属含有重合性単量
体(a1)および/または下記の一般式(I)で示され
る金属含有重合性単量体(a2)が好ましい。
を表し、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は有
機酸残基を表す。) 2個の不飽和基を有する金属含有重合性単量体(a1)
としては、例えば、アクリル酸マグネシウム[(CH2
=CHCOO)2Mg]、メタクリル酸マグネシウム
[(CH2=C(CH3)COO)2Mg]、アクリル酸
亜鉛[(CH2=CHCOO)2Zn]、メタクリル酸亜
鉛[(CH2=C(CH3)COO)2Zn]、アクリル
酸銅[(CH2=CHCOO)2Cu]、メタクリル酸銅
[(CH2=C(CH3)COO)2Cu]、アクリル酸
カルシウム[(CH2=CHCOO)2Ca]、メタクリ
ル酸カルシウム[(CH2=C(CH3)COO)2C
a]等を好ましく挙げることができる。中でも、(メ
タ)アクリル酸亜鉛が、得られる重合生成物の透明性が
高く、種々の分野への応用が可能となるので、好まし
い。これらの金属含有重合性単量体(a1)は、1種ま
たは2種以上を必要に応じて適宜選択して用いることが
できる。
酸またはメタクリル酸のことを意味する。
製造方法としては、無機金属化合物とカルボキシル基含
有ラジカル重合性単量体とを、後述するアルコール系化
合物を含有する有機溶剤中で水とともに反応させる方法
が好ましい。この方法で得られる(a1)成分を含有す
る反応物は、有機溶剤や他の構成成分(アクリル系単量
体等)との相溶性に優れ、これを用いると樹脂(A)の
重合が容易になる。この場合、反応物中の水の含有量が
0.01質量%以上、または、30質量%以下であるこ
とが好ましい。
般式(I)で表されるものである。
中でも、Mg、ZnまたはCa、特にZnであることが
好ましい。
チル基を表す。
有機酸残基としては特に限定されないが、例えば、モノ
クロル酢酸、モノフルオロ酢酸、酢酸、プロピオン酸、
オクチル酸、バーサチック酸、イソステアリン酸、パル
ミチン酸、クレソチン酸、α−ナフトエ酸、β−ナフト
エ酸、安息香酸、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢
酸、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、キノリンカルボ
ン酸、ニトロ安息香酸、ニトロナフタレンカルボン酸、
プルビン酸等の一価の有機酸から誘導されるものを挙げ
ることができる。これらは必要に応じて適宜選択して用
いることができるが、中でも、樹脂に可撓性を付与する
ことができるので、脂肪酸系残基が好ましい。
量体(a2)の具体例としては、例えば、モノクロル酢
酸マグネシウム(メタ)アクリレート、モノクロル酢酸
亜鉛(メタ)アクリレート、モノクロル酢酸銅(メタ)
アクリレート、モノフルオロ酢酸マグネシウム(メタ)
アクリレート、モノフルオロ酢酸亜鉛(メタ)アクリレ
ート、モノフルオロ酢酸銅(メタ)アクリレート、酢酸
マグネシウム(メタ)アクリレート、酢酸亜鉛(メタ)
アクリレート、酢酸銅(メタ)アクリレート、プロピオ
ン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、プロピオン酸
亜鉛(メタ)アクリレート、プロピオン酸銅(メタ)ア
クリレート、オクチル酸マグネシウム(メタ)アクリレ
ート、オクチル酸亜鉛(メタ)アクリレート、オクチル
酸銅(メタ)アクリレート、バーサチック酸マグネシウ
ム(メタ)アクリレート、バーサチック酸亜鉛(メタ)
アクリレート、バーサチック酸銅(メタ)アクリレー
ト、イソステアリン酸マグネシウム(メタ)アクリレー
ト、イソステアリン酸亜鉛(メタ)アクリレート、イソ
ステアリン酸銅(メタ)アクリレート、パルミチン酸マ
グネシウム(メタ)アクリレート、パルミチン酸亜鉛
(メタ)アクリレート、パルミチン酸銅(メタ)アクリ
レート、クレソチン酸マグネシウム(メタ)アクリレー
ト、クレソチン酸亜鉛(メタ)アクリレート、クレソチ
ン酸銅(メタ)アクリレート、α−ナフトエ酸マグネシ
ウム(メタ)アクリレート、α−ナフトエ酸亜鉛(メ
タ)アクリレート、α−ナフトエ酸銅(メタ)アクリレ
ート、β−ナフトエ酸マグネシウム(メタ)アクリレー
ト、β−ナフトエ酸亜鉛(メタ)アクリレート、β−ナ
フトエ酸銅(メタ)アクリレート、安息香酸マグネシウ
ム(メタ)アクリレート、安息香酸亜鉛(メタ)アクリ
レート、安息香酸銅(メタ)アクリレート、2,4,5
−トリクロロフェノキシ酢酸マグネシウム(メタ)アク
リレート、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸亜鉛
(メタ)アクリレート、2,4,5−トリクロロフェノ
キシ酢酸銅(メタ)アクリレート、2,4−ジクロロフ
ェノキシ酢酸マグネシウム(メタ)アクリレート、2,
4−ジクロロフェノキシ酢酸亜鉛(メタ)アクリレー
ト、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸銅(メタ)アクリ
レート、キノリンカルボン酸マグネシウム(メタ)アク
リレート、キノリンカルボン酸亜鉛(メタ)アクリレー
ト、キノリンカルボン酸銅(メタ)アクリレート、ニト
ロ安息香酸マグネシウム(メタ)アクリレート、ニトロ
安息香酸亜鉛(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸銅
(メタ)アクリレート、ニトロナフタレンカルボン酸マ
グネシウム(メタ)アクリレート、ニトロナフタレンカ
ルボン酸亜鉛(メタ)アクリレート、ニトロナフタレン
カルボン酸銅(メタ)アクリレート、プルビン酸マグネ
シウム(メタ)アクリレート、プルビン酸亜鉛(メタ)
アクリレート、プルビン酸銅(メタ)アクリレート等を
好ましく挙げることができる。中でも、亜鉛含有重合性
単量体が、得られる重合生成物の透明性が高く、種々の
分野への応用が可能となるので、好ましい。これらの金
属含有重合性単量体(a2)は、1種または2種以上を
必要に応じて適宜選択して用いることができる。
レートまたはメタクリレートのことを意味する。
製造方法としては、例えば、無機金属化合物と、カルボ
キシル基含有ラジカル重合性単量体と、R2の有機酸残
基に対応する非重合性有機酸とを、後述するアルコール
系化合物を含有する有機溶剤中で反応させる方法を挙げ
ることができる。
属含有重合性単量体(a)成分としては、重合中の不溶
解物の生成が抑制されるので、上記の(a1)成分と
(a2)成分とを併用することが好ましい。中でも、
(メタ)アクリル酸亜鉛と脂肪酸系亜鉛(メタ)アクリ
レートとの組み合わせが好ましい。
(a1)成分と(a2)成分とを併用する場合、無機金属
化合物とカルボキシル基含有ラジカル重合性単量体と非
重合性有機酸とを有機溶剤中で反応させることによって
得られる、(a1)成分と(a2)成分とを含有するモノ
マー混合物を用いることができる。このモノマー混合物
を製造する場合、非重合性有機酸の使用量を無機金属化
合物に対して0.01倍モル以上、または、0.95倍
モル以下とすることが好ましい。
成分を含む金属含有重合性単量体(a)の製造に用いる
有機溶剤としては、製造安定性が良好になるとともに水
性金属含有樹脂溶液が水と分離しなくなるため、水と相
溶するアルコール系化合物を含有するものを用いること
が好ましい。
れば特に限定されないが、例えば、エタノール、イソプ
ロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル
等を挙げることができる。
ジカル重合性不飽和単量体(b)の単位量は、特に限定
されないが、樹脂製造時にゲル化しにくくなるため、2
0質量%以上、特に50質量%以上であることが好まし
い。また、金属含有樹脂の特性を十分に発現できるた
め、99.5質量%以下、特に99質量%以下であるこ
とが好ましい。
は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メ
タ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリ
レート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、フ
ェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−エチ
ルヘキサオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−メ
チル−2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−
メトキシブチル(メタ)アクリレート、3−メチル−3
−メトキシブチル(メタ)アクリレート、m−メトキシ
フェニル(メタ)アクリレート、p−メトキシフェニル
(メタ)アクリレート、o−メトキシフェニルエチル
(メタ)アクリレート、m−メトキシフェニルエチル
(メタ)アクリレート、p−メトキシフェニルエチル
(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレ
ート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル
(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレー
ト、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキ
シル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレ
ート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メ
タ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、イ
ソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メ
タ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等
の(メタ)アクリル酸エステル単量体;2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アク
リレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート
等の水酸基含有単量体;2−ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレートとエチレンオキサイド、プロピレンオキサ
イド、γ−ブチロラクトンまたはε−カプロラクトン等
との付加物;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の
二量体または三量体;グリセロール(メタ)アクリレー
ト等の水酸基を複数有する単量体;ブチルアミノエチル
(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド等の第
一級および第二級アミノ基含有ビニル単量体;ジメチル
アミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエ
チル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル
(メタ)アクリレート、ジメチルアミノブチル(メタ)
アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、
ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の第
三級アミノ基含有ビニル単量体;ビニルピロリドン、ビ
ニルピリジン、ビニルカルバゾール等の複素環族系塩基
性単量体等;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルス
チレン、(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル等のビニル系単量体;メタクリル酸、ア
クリル酸、クロトン酸、ビニル安息香酸、フマール酸、
イタコン酸、マレイン酸、シトラコン酸等の一塩基酸ま
たは二塩基酸単量体類;マレイン酸モノメチル、マレイ
ン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸モ
ノオクチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエ
チル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸モノオクチ
ル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル
酸モノブチル、フマル酸モノオクチル、シトラコン酸モ
ノエチル等の二塩基酸または酸無水物単量体のモノエス
テル類等を挙げることができる。
たはメタクリルのことを意味する。
法は、特に限定されるものではないが、例えば、上記し
た単量体(2価の金属を含有する重合性単量体(a)と
その他のラジカル重合性不飽和単量体(b))を混合
し、この混合物を有機溶剤中、ラジカル開始剤の存在下
に60〜180℃の反応温度で5〜14時間反応させる
ことによって製造することができる。
配合し、脱溶剤することにより完全に水性化するので、
親水性有機溶剤を用いることが好ましい。親水性有機溶
剤としては、特に限定されないが、例えば、メチルアル
コール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、
イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソ
ブチルアルコール、ターシャリブチルアルコール、2−
ブチルアルコール、2−メトキシエタノール、3−メチ
ル−3−メトキシブタノール等の一価アルコール類、エ
チレングリコール、1,2−プロピレングリコール、
1,3−ブチレングリコール、2,3−ブチレングリコ
ール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4
−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,
4−ヘプタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリ
ン等の多価アルコール類、アセトン、メチルエチルケト
ン、アセチルアセトン等のケトン類、メチルエチルエー
テル、ジオキサン等のエーテル類等が挙げられる。
は、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、
エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリ
コールモノn−プロピルエーテル、エチレングリコール
モノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノn
−ブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチル
エーテル、エチレングリコールモノターシャリーブチル
エーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、
エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレン
グリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール
モノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn−プ
ロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピ
ルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエー
テル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、
プロピレングリコールモノターシャリブチルエーテル、
エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコ
ールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチル
エーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノn−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイ
ソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ブ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエ
ーテル、ジエチレングリコールモノターシャリブチルエ
ーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピ
レングリコールモノn−プロピルエーテル、ジプロピレ
ングリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレン
グリコールモノn−ブチルエーテル、ジプロピレングリ
コールモノイソブチルエーテル、ジプロピレングリコー
ルモノターシャリブチルエーテル、ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエ
ーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジ
プロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレン
グリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコー
ルモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノ
メチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチル
エーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等
のグリコールエーテル類、エチレングリコールモノアセ
テート、エチレングリコールジアセテート、エチレング
リコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコ
ールモノn−プロピルエーテルアセテート、エチレング
リコールモノイソプロピルエーテルアセテート、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピ
レングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチ
レングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール
モノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール
モノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールアセ
テート類が挙げられる。
も、2種以上を併用してもよい。
に応じて減圧留去等を行い、共重合体中の有機溶剤量を
調整することもできる。
されず、公知のものを用いることができ、例えば、t−
ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(カヤエ
ステルO)、過酸化ラウリル、過酸化ベンゾイル等の過
酸化物、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,
2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)等のアゾ
系化合物が挙げられる。これらの重合開始剤は、1種ま
たは2種以上を組み合わせて使用することができる。
定されず、適宜決めればよい。
する樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は特に限定さ
れず、適宜決めればよいが、通常、2000〜1000
00の範囲であることが好ましい。
るときに用いる塩基性化合物の量を低減することができ
るので、樹脂(A)の構成成分のラジカル重合性不飽和
単量体(b)としてカルボキシル基を有するビニル系モ
ノマー(例えば(メタ)アクリル酸等)を0.1質量%
以上、特に1質量%以上用いることが好ましく、また、
20質量%以下、特に10質量%以下用いることが好ま
しい。カルボキシル基を有するビニル系モノマーの単位
量(含有量)を0.1質量%以上とすると、得られる共
重合体に塩基性化合物が配合されたときの水に対する溶
解性がさらに向上するためであり、20質量%以下とす
ると、樹脂の耐水性の低下を抑制できるためである。
して水酸基含有単量体、2−ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレートとエチレンオキサイドとの付加物、アミノ
基含有単量体等を含有させ、樹脂の水に対する溶解性を
向上させてもよい。
性化合物を配合し、水で希釈することによって水溶性樹
脂とする。
れないが、例えば、アンモニア(水溶液)、アミン、ト
リエチルアミン、トリメチルアミン、ブチルアミン等の
アルキルアミン類、エタノールアミン、2−ジメチルア
ミノエタノール、トリエタノールアミン、ジエチルエタ
ノールアミン、ジメチルエタノールアミン、アミノメチ
ルプロパノール等のアルコールアミン類、モルホリン等
が好ましく挙げられる。中でも、アンモニア、エタノー
ルアミンが好ましい。塩基性化合物は1種を用いても2
種以上を併用してもよい。
水溶化するのに十分な量を配合しないと水で希釈後に樹
脂溶液が分離する傾向があるため、樹脂(A)中の2価
の金属の量(モル数)の0.5倍以上、特に1倍以上で
あることが好ましい。また、これらの塩基性化合物の使
用量は、樹脂中に塩基性化合物が残りやすく、耐水性が
低下する傾向にあるため、樹脂(A)中の2価の金属の
量(モル数)の10倍以下、特に9倍以下であることが
好ましい。
よいが、通常、樹脂(A)100質量部に対して30質
量部以上、特に40質量部以上が好ましく、また、30
0質量部以下、特に200質量部以下が好ましい。
コール系化合物中で樹脂(A)を製造し、必要に応じて
脱溶剤を行うものである。特に水より沸点の低いイソプ
ロピルアルコール等を使用するとアルコール系化合物を
含まなくすることも可能である。
ールに限らず、水と相溶するOH基を有する化合物のこ
とであり、例えば、二価以上のOH基をもつポリヒドロ
キシ化合物でOH基の一部がエーテル結合をした化合物
も含む。
れないが、例えば、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、タ
ーシャリブチルアルコール、2−ブチルアルコール、2
−メトキシエタノール、3−メチル−3−メトキシブタ
ノール等の一価アルコール類、エチレングリコール、
1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリ
コール、2,3−ブチレングリコール、2−メチル−
2,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオー
ル、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオ
ール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、トリエチレングリコール、グリセリン等の多価アル
コール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エ
チレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコ
ールモノn−プロピルエーテル、エチレングリコールモ
ノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノn−
ブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエ
ーテル、エチレングリコールモノターシャリーブチルエ
ーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エ
チレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレング
リコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn−プロ
ピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピル
エーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノターシャリブチルエーテル、エ
チレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコー
ルジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエ
ーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソ
プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ブチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエー
テル、ジエチレングリコールモノターシャリブチルエー
テル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジ
プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレ
ングリコールモノn−プロピルエーテル、ジプロピレン
グリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレング
リコールモノn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコ
ールモノイソブチルエーテル、ジプロピレングリコール
モノターシャリブチルエーテル、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエー
テル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプ
ロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレング
リコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコール
モノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメ
チルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエ
ーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等の
グリコールエーテル類等が好ましく挙げられる。中で
も、水と相溶し、比較的沸点の低いイソプロピルアルコ
ールやプロピレングリコールモノメチルエーテル等が好
ましい。アルコール系化合物は1種を用いても2種以上
を併用してもよい。
水の乾燥性のコントロールや、基材への密着性付与等に
より必要に応じて適宜決めればよいが、樹脂(A)10
0質量部に対して1質量部以上、特に10質量部以上で
あることが好ましい。また、これらのアルコール系化合
物の使用量が多い場合、塩基性化合物を配合した水溶液
が分離する傾向にあるので、樹脂(A)100質量部に
対して80質量部以下、特に75質量部以下であること
が好ましい。
合性単量体(a)または樹脂(A)の製造に用いる有機
溶剤をそのまま用いることができる。
らに詳しく説明するが、本発明はこれらによって何ら限
定されるものではない。なお、実施例および比較例中の
部は質量部、%は質量%を表す。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにPGM(プロピ
レングリコールメチルエーテル)85.4部および酸化
亜鉛40.7部を仕込み、撹拌しながら75℃に昇温し
た。続いて、滴下ロートからメタクリル酸(MAA)4
3.1部、アクリル酸(AA)36.1部、水5部から
なる混合物を3時間で等速滴下した。滴下終了後、反応
溶液は乳白色状態から透明となった。さらに2時間撹拌
した後、PGM36部を添加して透明な金属含有モノマ
ー混合物M1を得た。2価の金属を含有する重合性単量
体の含有量は44.8%であった。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにPGM(プロピ
レングリコールメチルエーテル)72.4部および酸化
亜鉛40.7部を仕込み、撹拌しながら75℃に昇温し
た。続いて、滴下ロートからメタクリル酸30.1部、
アクリル酸25.2部、バーサチック酸51.6部から
なる混合物を3時間で等速滴下した。滴下終了後、反応
溶液は乳白色状態から透明となった。さらに2時間撹拌
した後、PGM11部を添加して透明な金属含有モノマ
ー混合物M2を得た。2価の金属を含有する重合性単量
体の含有量は59.6%であった。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにIPA(イソプ
ロピルアルコール)85.4部および酸化亜鉛40.7
部を仕込み、撹拌しながら75℃に昇温した。続いて、
滴下ロートからメタクリル酸38.7部、アクリル酸3
2.4部、酢酸6部、水5部からなる混合物を3時間で
等速滴下した。滴下終了後、反応溶液は乳白色状態から
透明となった。さらに2時間撹拌した後、IPA33.
6部を添加して透明な金属含有モノマー混合物M3を得
た。2価の金属を含有する重合性単量体の含有量は4
4.8%であった。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにPGM(プロピ
レングリコールメチルエーテル)85.4部および酸化
マグネシウム20.2部を仕込み、撹拌しながら75℃
に昇温した。続いて、滴下ロートからメタクリル酸4
3.1部、アクリル酸36.1部、水5部からなる混合
物を3時間で等速滴下した。滴下終了後反応溶液は乳白
色状態から透明となった。さらに2時間撹拌した後PG
Mを11部添加して透明な金属含有モノマー混合物M4
を得た。2価の金属を含有する重合性単量体の含有量は
44.6%であった。 [実施例1]冷却器、温度計、滴下ロートおよび攪拌機
を備えた四つ口フラスコにPGM(プロピレングリコー
ルメチルエーテル)50部およびエチルアクリレート
(EA)4部を仕込み、撹拌しながら110℃に昇温し
た。続いて、滴下ロートからメチルメタクリレート(M
MA)1部、エチルアクリレート66.2部、2−メト
キシエチルアクリレート(2−MTA)5.4部、製造
例1で得た金属含有モノマー混合物(M1)52.2
部、連鎖移動剤(日本油脂社製、ノフマーMSD)1.
5部、AIBN(アゾビスイソブチロニトリル)2.5
部、AMBN(アゾビスメチルブチロニトリル)7部か
らなる透明な混合物を6時間で等速滴下した。滴下終了
30分後にt−ブチルパーオクトエート0.5部を添加
し、さらに1時間30分間撹拌した後、昇温し、120
〜130℃の温度で29部脱溶剤した。その後、50℃
に温度を下げ、28%アンモニア水溶液25.7部とイ
オン交換水31.9部とを加えて、加熱残分50.1
%、ガードナー粘度−Uを有する淡黄色透明な水性金属
含有樹脂組成物P1を得た。
であり、塩基性化合物の使用量は樹脂中の亜鉛の4倍モ
ルであった。また、アルコール系化合物(PGM)の含
有量は樹脂100質量部に対して49.6質量部であっ
た。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにPGM(プロピ
レングリコールメチルエーテル)50部およびエチルア
クリレート4部を仕込み、撹拌しながら110℃に昇温
した。続いて、滴下ロートからメチルメタクリレート1
8部、エチルアクリレート61部、製造例1で得た金属
含有モノマー混合物(M1)37.9部、連鎖移動剤
(日本油脂社製、ノフマーMSD)1.5部、AIBN
2.5部、AMBN7部からなる透明な混合物を6時間
で等速滴下した。滴下終了30分後にt−ブチルパーオ
クトエート0.5部を添加し、さらに1時間30分間撹
拌した後、昇温し、120〜130℃の温度で30部脱
溶剤した。その後、50℃に温度を下げ、28%アンモ
ニア水溶液18.6部、エタノールアミン2.4部、イ
オン交換水46.8部を加えて、加熱残分50.6%、
ガードナー粘度−Sを有する淡黄色透明な水性金属含有
樹脂組成物P2を得た。
であり、塩基性化合物の使用量は樹脂中の亜鉛の5.1
倍モルであった。また、アルコール系化合物(PGM)
の含有量は樹脂100質量部に対して39.8質量部で
あった。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにPGM(プロピ
レングリコールメチルエーテル)50部およびエチルア
クリレート4部を仕込み、撹拌しながら110℃に昇温
した。続いて、滴下ロートからメチルメタクリレート1
4.6部、エチルアクリレート52.6部、n−ブチル
アクリレート(n−BA)7.5部、製造例1で得た金
属含有モノマー混合物(M1)47.5部、連鎖移動剤
(日本油脂社製、ノフマーMSD)1.5部、AIBN
2.5部、AMBN10部からなる透明な混合物を6時
間で等速滴下した。滴下終了30分後にt−ブチルパー
オクトエート0.5部を添加し、さらに1時間30分間
撹拌した後、昇温し、120〜130℃の温度で16部
脱溶剤した。その後、50℃に温度を下げ、28%アン
モニア水溶液11.7部とイオン交換水31.6部とを
加えて、加熱残分50.4%、ガードナー粘度+Vを有
する淡黄色透明な水性金属含有樹脂組成物P3を得た。
であり、塩基性化合物の使用量は樹脂中の亜鉛の2倍モ
ルであった。また、アルコール系化合物(PGM)の含
有量は樹脂100質量部に対して60質量部であった。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにPGM(プロピ
レングリコールメチルエーテル)50部およびエチルア
クリレート3部を仕込み、撹拌しながら110℃に昇温
した。続いて、滴下ロートからメチルメタクリレート9
部、エチルアクリレート58部、製造例2で得た金属含
有モノマー混合物(M2)50.3部、AMBN5部か
らなる透明な混合物を5時間で等速滴下した。滴下終了
30分後にt−ブチルパーオクトエート0.5部を添加
し、さらに1時間30分間撹拌した後、昇温し、120
〜130℃の温度で20部脱溶剤した。その後、50℃
に温度を下げ、28%アンモニア水溶液26.4部とイ
オン交換水31部とを加えて、加熱残分50.3%、ガ
ードナー粘度+Rを有する淡黄色透明な水性金属含有樹
脂組成物P4を得た。
であり、塩基性化合物の使用量は樹脂中の亜鉛の4倍モ
ルであった。また、アルコール系化合物(PGM)の含
有量は樹脂100質量部に対して50質量部であった。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにIPA(イソプ
ロピルアルコール)50部およびエチルアクリレート4
部を仕込み、撹拌しながら83℃に昇温した。続いて、
滴下ロートからメチルメタクリレート18部、エチルア
クリレート58部、製造例3で得た金属含有モノマー混
合物(M3)37.9部、メタクリル酸3部、連鎖移動
剤(日本油脂社製、ノフマーMSD)1.5部、AIB
N2.5部、AMBN9部からなる透明な混合物を4時
間で等速滴下した。滴下終了後、1時間撹拌した後、7
0℃に温度を下げ、エタノールアミン18.9部とイオ
ン交換水60部とを加えた。その後90℃に加温してI
PA70.9部を脱溶剤し、イオン交換水21部を加え
て、加熱残分49.8%、ガードナー粘度+Z1を有す
る淡黄色透明な水性金属含有樹脂組成物P5を得た。
であり、塩基性化合物の使用量は樹脂中の亜鉛の3倍モ
ルであった。また、アルコール系化合物(IPA)の含
有量は樹脂100質量部に対して70.8質量部であっ
た。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにPGM(プロピ
レングリコールメチルエーテル)50部およびエチルア
クリレート4部を仕込み、撹拌しながら110℃に昇温
した。続いて、滴下ロートからメチルメタクリレート1
8部、エチルアクリレート61部、製造例4で得た金属
含有モノマー混合物(M4)38.1部、連鎖移動剤
(日本油脂社製、ノフマーMSD)1.5部、AIBN
2.5部、AMBN7部からなる透明な混合物を6時間
で等速滴下した。滴下終了30分後にt−ブチルパーオ
クトエート0.5部を添加し、さらに1時間30分間撹
拌した後、昇温し、120〜130℃の温度で30部脱
溶剤した。その後、50℃に温度を下げ、28%アンモ
ニア水溶液11.5部、イオン交換水50.6部を加え
て、加熱残分50.2%、ガードナー粘度+Lを有する
淡黄色透明な水性金属含有樹脂組成物P6を得た。
であり、塩基性化合物の使用量は樹脂中のマグネシウム
の3倍モルであった。また、アルコール系化合物(PG
M)の含有量は樹脂100質量部に対して41.1質量
部であった。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにPGM(プロピ
レングリコールメチルエーテル)55部を仕込み、撹拌
しながら110℃に昇温した。続いて、滴下ロートから
アクリル酸エチル60部、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル(2−EHA)25部、アクリル酸15部、AMBN
9部からなる混合物を3時間で等速滴下した。滴下終了
後、2時間撹拌して120℃まで昇温し、バーサチック
酸14.3部と水酸化亜鉛4.8部とを加えてさらに2
時間攪拌した後、70℃に温度を下げ、エタノールアミ
ン25.4部とイオン交換水40部とを加えて、加熱残
分50.5%、ガードナー粘度+Vを有する透明な水性
金属含有樹脂組成物P7を得た。
塩基性化合物の使用量は樹脂中の亜鉛の8.6倍モルで
あった。また、アルコール系化合物(PGM)の含有量
は樹脂100質量部に対して46.9質量部であった。
および攪拌機を備えた四つ口フラスコにPGM(プロピ
レングリコールメチルエーテル)55部を仕込み、撹拌
しながら110℃に昇温した。続いて、滴下ロートから
アクリル酸エチル60部、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル25部、アクリル酸15部、AMBN9部からなる混
合物を3時間で等速滴下した。滴下終了後、2時間撹拌
してエタノールアミン25.4部を加えて120℃に昇
温し、バーサチック酸14.3部と水酸化亜鉛4.8部
とを加えて2時間攪拌したが、溶液は乳白色のままで透
明にならなかった。
混合物(M1〜M4)の仕込み量(モル比)、金属含有
モノマー混合物中の金属含有量(質量%)、2価の金属
を含有する重合性単量体の含有量(質量%)を示す。
物(P1〜P7)の仕込み量(質量比)、実施例1〜7
の金属含有樹脂組成物(P1〜P7)の粘度(ガードナ
ー)、固形分(ポリマー)の量(%)、樹脂の重量平均
分子量(Mw)、および、樹脂中の2価の金属の含有量
(%)を示す。表2の金属含有モノマーのカッコ内の値
は、金属含有モノマー混合物の使用量である。
金属含有樹脂の分子量を、東ソー製カラムTSK−ge
l αタイプ(α−M)2本を用いて20mM LiB
rを添加したDMF溶離液で測定した。重量平均分子量
は、ポリスチレン換算として求めた。また、測定サンプ
ルは、105℃で2時間乾燥したものを使用した。
中和してなる水性樹脂に金属を付加反応させた比較例1
については、透明な樹脂が得られなかった。一方、2価
の金属含有樹脂に塩基性化合物を配合してなる、本願の
請求項1の水性金属含有樹脂組成物である実施例1〜7
については、透明な水溶液であった。
成物をガラス板に塗装した乾燥塗膜は、いずれも透明な
被膜であった。
的とした防汚塗料用途や金属密着性の付与を目的とした
被覆塗料用途などの種々の分野で応用が可能な2価の金
属を含有する樹脂であって環境上好ましい水性樹脂、つ
まり、2価の金属を含有する水性金属含有樹脂組成物、
および、この水性金属含有樹脂組成物を乾燥して得られ
る被膜樹脂を提供することができる。本発明の種々のア
クリルモノマーが共重合された、2価の金属を含有する
水性樹脂組成物は、工業上非常に有益なものである。
Claims (9)
- 【請求項1】 2価の金属を含有する樹脂(A)と、水
と、塩基性化合物とを含有することを特徴とする水性金
属含有樹脂組成物。 - 【請求項2】 さらにアルコール系化合物を含有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の水性金属含有樹脂組成
物。 - 【請求項3】 前記2価の金属を含有する樹脂(A)
が、2価の金属を含有する重合性単量体を含む単量体混
合物を重合して得られるものであることを特徴とする請
求項1または2に記載の水性金属含有樹脂組成物。 - 【請求項4】 前記2価の金属を含有する樹脂(A)
が、カルボキシル基含有樹脂に2価の金属化合物を反応
して得られるものであることを特徴とする請求項1また
は2に記載の水性金属含有樹脂組成物。 - 【請求項5】 前記2価の金属を含有する樹脂(A)中
の2価の金属が、亜鉛、マグネシウムまたはカルシウム
のいずれか1種以上であることを特徴とする請求項1〜
4のいずれかに記載の水性金属含有樹脂組成物。 - 【請求項6】 前記2価の金属を含有する樹脂(A)中
の2価の金属の含有量が、0.01〜25質量%である
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の水性
金属含有樹脂組成物。 - 【請求項7】 前記塩基性化合物が、アンモニアまたは
アミンのいずれか1種以上であることを特徴とする請求
項1〜6のいずれかに記載の水性金属含有樹脂組成物。 - 【請求項8】 前記塩基性化合物の使用量が、モル比
で、前記2価の金属を含有する樹脂(A)中の2価の金
属の量の0.5〜10倍であることを特徴とする請求項
1〜7のいずれかに記載の水性金属含有樹脂組成物。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載の水性金
属含有樹脂組成物を乾燥して得られることを特徴とする
被膜樹脂。
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JP2001180026A JP4829428B2 (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 水性金属含有樹脂組成物の製造方法および被膜樹脂 |
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