JP2003192982A - Aqueous resin composition and two-pack type aqueous coating composition - Google Patents

Aqueous resin composition and two-pack type aqueous coating composition

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JP2003192982A
JP2003192982A JP2001396936A JP2001396936A JP2003192982A JP 2003192982 A JP2003192982 A JP 2003192982A JP 2001396936 A JP2001396936 A JP 2001396936A JP 2001396936 A JP2001396936 A JP 2001396936A JP 2003192982 A JP2003192982 A JP 2003192982A
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Japan
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meth
acrylic acid
hydroxyl group
resin composition
monomer
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Application number
JP2001396936A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Imashiro
英樹 今城
Akira Masumoto
彰 桝本
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Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Chuo Rika Kogyo Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous (meth)acrylic resin composition and a two-pack type aqueous coating composition which have excellent polymerization ability and give a beautiful coating surface upon impasto painting. <P>SOLUTION: An aqueous resin composition containing a (meth)acrylic polymer is obtained by an emulsion polymerization of a (meth)acrylic ester monomer using a reactive emulsifier in the presence of a hydroxy group containing a neutralized product of a poly(meth)acrylic acid copolymer, and to obtain a two-pack type aqueous coating composition by combining this aqueous resin composition with an isocyanate compound. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】この発明は、(メタ)アクリ
ル系重合体を含有する水性樹脂組成物、及びこれとイソ
シアネート化合物からなる二液型水性塗料組成物に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aqueous resin composition containing a (meth) acrylic polymer and a two-pack type aqueous coating composition comprising the same and an isocyanate compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の水性ウレタンエマルジョンとして
は、結合剤として水中に溶解もしくは分散されたポリア
クリレート樹脂と、この分散物もしくは溶液に乳化され
た遊離イソシアネート基を有するポリイソシアネートか
らなるウレタンエマルジョンや一般の乳化剤を使用した
ポリオールエマルジョンと自己乳化型ポリイソシアネー
トからなるウレタンエマルジョン等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventional aqueous urethane emulsions include urethane emulsions composed of a polyacrylate resin dissolved or dispersed in water as a binder and a polyisocyanate having free isocyanate groups emulsified in this dispersion or solution. A urethane emulsion comprising a polyol emulsion using the above emulsifier and a self-emulsifying polyisocyanate is known.

【0003】しかし、このようなウレタンエマルジョン
は厚塗り塗装を行うと、塗装膜表面に不規則な溝状凹
凸、すなわち、クラックが発生する場合がある。
However, when such a urethane emulsion is coated thickly, irregular groove-like irregularities, that is, cracks may occur on the surface of the coating film.

【0004】このようなクラックの発生を防止するた
め、樹脂の吸水性を調整したり、イソシアネート架橋に
よる強度向上を図る方法が検討されている。例えば、水
酸基含有アクリル酸を含むアクリル系モノマーを共重合
し、中和した後、イソシアネートと処理する方法があげ
られる。
In order to prevent the occurrence of such cracks, methods for adjusting the water absorption of the resin and for improving the strength by isocyanate crosslinking have been studied. For example, a method in which an acrylic monomer containing a hydroxyl group-containing acrylic acid is copolymerized, neutralized, and treated with an isocyanate can be given.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法を用いると、共重合体の粘度が上昇したり、塗装時
において付着や凹凸が発生が顕著になる場合がある。
However, when the above-mentioned method is used, the viscosity of the copolymer may be increased, or adhesion or unevenness may be remarkable during coating.

【0006】そこで、この発明は、重合性が良好で、厚
塗り時にきれいな塗装面が得られる(メタ)アクリル系
水性樹脂組成物及び二液型水性塗料組成物を提供するこ
とを目的とする。
[0006] Therefore, an object of the present invention is to provide a (meth) acrylic aqueous resin composition and a two-component aqueous coating composition which have good polymerizability and can obtain a clean coated surface during thick coating.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、水酸基含有
ポリ(メタ)アクリル酸系共重合体中和物の存在下、反
応性乳化剤を用いて(メタ)アクリル酸エステル系単量
体を乳化重合して(メタ)アクリル系重合体を含有する
水性樹脂組成物を得ることにより、上記の課題を解決し
たものである。そして、この水性樹脂組成物にイソシア
ネート化合物を組み合わせることにより、二液型水性塗
料組成物が得られる。
The present invention is to emulsify a (meth) acrylic acid ester monomer using a reactive emulsifier in the presence of a neutralized product of a hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid copolymer. The above problem is solved by polymerizing to obtain an aqueous resin composition containing a (meth) acrylic polymer. Then, a two-pack type aqueous coating composition is obtained by combining this aqueous resin composition with an isocyanate compound.

【0008】上記の水性樹脂組成物を製造する方法とし
て、二段階の重合法を採用するので、得られる水性樹脂
組成物の粘度上昇が抑制される。このため、重合性が良
好となり、また、厚塗り時に凹凸等の発生が抑制され、
きれいな塗装面が得られる。
Since a two-step polymerization method is adopted as a method for producing the above-mentioned aqueous resin composition, an increase in viscosity of the obtained aqueous resin composition is suppressed. For this reason, the polymerizability becomes good, and the occurrence of unevenness during thick coating is suppressed,
A clean painted surface can be obtained.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を説明
する。この発明にかかる水性樹脂組成物は、二段重合反
応で製造された(メタ)アクリル系重合体を含有するエ
マルジョンである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. The aqueous resin composition according to the present invention is an emulsion containing a (meth) acrylic polymer produced by a two-step polymerization reaction.

【0010】第1段階の反応は、水酸基含有(メタ)ア
クリル酸系共重合体を製造する反応である。すなわち、
反応性乳化剤の存在下で、水酸基含有単量体と(メタ)
アクリル酸単量体との共重合体を得る反応である。
The first stage reaction is a reaction for producing a hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid type copolymer. That is,
In the presence of a reactive emulsifier, hydroxyl group-containing monomer and (meth)
It is a reaction to obtain a copolymer with an acrylic acid monomer.

【0011】上記反応性乳化剤とは、1分子中にラジカ
ル重合性の炭素−炭素不飽和二重結合と、ポリイソシア
ネート化合物と反応性を有する水酸基を含有するもので
あり、具体的には、下記式(1)〜(2)に表わされる
アニオン型のものや、式(3)〜(4)に表わされる非
イオン型のものが好適に用いられるが、これらの化合物
に限定されるものではない。
The above-mentioned reactive emulsifier contains a radical-polymerizable carbon-carbon unsaturated double bond and a hydroxyl group reactive with a polyisocyanate compound in one molecule. The anionic type represented by the formulas (1) to (2) and the nonionic type represented by the formulas (3) to (4) are preferably used, but the compounds are not limited to these compounds. .

【0012】[0012]

【化1】 [Chemical 1]

【0013】[0013]

【化2】 [Chemical 2]

【0014】[0014]

【化3】 [Chemical 3]

【0015】[0015]

【化4】 [Chemical 4]

【0016】また、この反応性乳化剤は、上記の乳化重
合で用いた単量体と共重合し、結果として、上記水酸基
含有(メタ)アクリル酸系共重合体粒子中の分子鎖中に
組み込まれる。これらの反応性乳化剤のうち、アニオン
型のものは、乳化重合時に乳化剤として単独で用いるこ
とも可能であるが、ノニオン型の反応性乳化剤と併用し
ても勿論支障はない。また、ノニオン型のものは、一般
的には単独で用いず、アニオン型の乳化剤と併用して用
いるのが好適である。
Further, this reactive emulsifier is copolymerized with the monomer used in the above emulsion polymerization and, as a result, is incorporated into the molecular chain in the above hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid type copolymer particles. . Of these reactive emulsifiers, the anionic one can be used alone as an emulsifier during emulsion polymerization, but of course there is no problem even if it is used in combination with a nonionic reactive emulsifier. Further, the nonionic type is generally not used alone, but is preferably used in combination with an anionic emulsifier.

【0017】上記水酸基含有単量体は、得られる水酸基
含有ポリ(メタ)アクリル酸系共重合体に水酸基価を付
与するために使用される単量体である。この水酸基含有
単量体としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリ
レート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2
−ヒドロキシ−3−クロロプロピルメタクリレート、フ
タル酸水素アクリロイルオキシエチル、β−ヒドロキシ
エチル−β−アクリロイルオキシエチルフタレート、
1,4−ブチレングリコールモノアクリレート、N−メ
チロールアクリルアミド、ヒドロキシスチレン、ビニル
アルコール、アリルアルコール、メタリルアルコール、
イソプロペニルアルコール、1−ブテニルアルコール、
エチレングリコールモノアクリレート、1,4−ブタン
ジオールモノアクリレート等が挙げられる。
The above-mentioned hydroxyl group-containing monomer is a monomer used for imparting a hydroxyl value to the resulting hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid type copolymer. As the hydroxyl group-containing monomer, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 2
-Hydroxy-3-chloropropyl methacrylate, acryloyloxyethyl hydrogen phthalate, β-hydroxyethyl-β-acryloyloxyethyl phthalate,
1,4-butylene glycol monoacrylate, N-methylol acrylamide, hydroxystyrene, vinyl alcohol, allyl alcohol, methallyl alcohol,
Isopropenyl alcohol, 1-butenyl alcohol,
Examples thereof include ethylene glycol monoacrylate and 1,4-butanediol monoacrylate.

【0018】上記(メタ)アクリル酸単量体とは、アク
リル酸又はメタクリル酸をいう。上記の水酸基含有単量
体及び(メタ)アクリル酸単量体以外の単量体として、
(メタ)アクリル酸エステル系単量体や架橋性単量体を
加えることができる。この(メタ)アクリル酸エステル
系単量体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メ
タ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、
(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシ
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等があげられる。また、上記架橋性
単量体としては、アリルメタクリレート、ジビニルベン
ゼン、シランカップリング剤等があげられる。
The (meth) acrylic acid monomer means acrylic acid or methacrylic acid. As a monomer other than the hydroxyl group-containing monomer and (meth) acrylic acid monomer,
A (meth) acrylic acid ester-based monomer or a crosslinkable monomer can be added. Examples of the (meth) acrylic acid ester-based monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate,
Butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, (meth)
Examples include lauryl acrylate and the like. Examples of the crosslinkable monomer include allyl methacrylate, divinylbenzene, silane coupling agent and the like.

【0019】上記水酸基含有単量体と(メタ)アクリル
酸単量体の混合比は、水酸基含有単量体/(メタ)アク
リル酸単量体で、20/80〜90/10(重量比)が
よく、30/70〜70/30が好ましい。両者の比が
90/10を超えて水酸基含有単量体が多くなると、生
成エマルジョンの粘度が高くなり、取扱性が悪化する場
合がある。一方、両者の比が20/80未満のように水
酸基含有単量体が少なくなると、塗膜の耐久性が悪化す
る場合がある。
The mixing ratio of the above-mentioned hydroxyl group-containing monomer and (meth) acrylic acid monomer is 20/80 to 90/10 (weight ratio) of hydroxyl group-containing monomer / (meth) acrylic acid monomer. Is preferable, and 30/70 to 70/30 is preferable. When the ratio of the both exceeds 90/10 and the amount of the hydroxyl group-containing monomer increases, the viscosity of the produced emulsion becomes high and the handleability may deteriorate. On the other hand, when the amount of the hydroxyl group-containing monomer is low such that the ratio of both is less than 20/80, the durability of the coating film may be deteriorated.

【0020】上記架橋性単量体の使用量は、他の単量体
の合計量に対し、0.05〜5重量%がよく、0.1〜
3重量%が好ましい。架橋性単量体の使用量が0.05
重量%未満だと、塗膜の耐久性が悪化する場合がある。
一方、5重量%を越えると、得られるエマルジョンの粘
度が高くなり、取扱性が悪化する傾向となる。
The amount of the above-mentioned crosslinkable monomer used is preferably 0.05 to 5% by weight, based on the total amount of other monomers, and 0.1 to 5% by weight.
3% by weight is preferred. The amount of crosslinkable monomer used is 0.05
If it is less than wt%, the durability of the coating film may deteriorate.
On the other hand, when it exceeds 5% by weight, the viscosity of the obtained emulsion becomes high and the handling property tends to be deteriorated.

【0021】上記の反応性乳化剤の使用量は、乳化重合
させる単量体の合計量に対し、0.1〜5重量%がよ
く、0.5〜3重量%が好ましい。反応性乳化剤の配合
量が0.1重量%未満の場合、重合時に発生する凝集物
量が多くなり、収率が著しく低下する場合がある。一
方、5重量%を越えた場合、反応性乳化剤といえども親
水性部分を有しているため、塗膜の耐久性を悪くする場
合がある。
The amount of the reactive emulsifier used is preferably 0.1 to 5% by weight, and more preferably 0.5 to 3% by weight, based on the total amount of the monomers to be emulsion polymerized. When the content of the reactive emulsifier is less than 0.1% by weight, the amount of aggregates generated during the polymerization is increased, and the yield may be significantly reduced. On the other hand, if the amount exceeds 5% by weight, even a reactive emulsifier has a hydrophilic portion, so that the durability of the coating film may be deteriorated.

【0022】上記の第1段階の乳化重合の方法は、任意
の方法を採用することができる。例えば、上記単量体の
混合物を、所定温度に保持した水等の水性媒体、反応性
乳化剤及び重合開始剤の混合物に滴下する方法があげら
れる。上記重合開始剤としては、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)等のアゾ化合物や、t−ブチルパーオキシ
ド、t−ブチルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化
物等があげられる。
Any method can be adopted as the method of the emulsion polymerization in the first step. For example, a method may be mentioned in which the mixture of the above monomers is added dropwise to a mixture of an aqueous medium such as water kept at a predetermined temperature, a reactive emulsifier and a polymerization initiator. Examples of the polymerization initiator include azo compounds such as azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and organic compounds such as t-butyl peroxide and t-butylperoxybenzoate. Examples thereof include peroxides.

【0023】上記の第1段階の反応で得られる水酸基含
有ポリ(メタ)アクリル酸系共重合体の重量平均分子量
は、2,000〜100,000の範囲がよく、3,0
00〜50,000の範囲が好ましい。2,000より
小さいと、耐水性が低下する場合がある。一方、10
0,000より大きいと、重合時の凝集物の生成が増加
する場合がある。
The weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid-based copolymer obtained by the above-mentioned first step reaction is preferably in the range of 2,000 to 100,000, and 3,0.
The range of 00 to 50,000 is preferable. If it is less than 2,000, the water resistance may decrease. On the other hand, 10
If it is more than 10,000, the formation of aggregates during polymerization may increase.

【0024】上記の水酸基含有ポリ(メタ)アクリル酸
系共重合体の水酸基価は、10〜100mmKOH/g
がよく、20〜50mmKOH/gが好ましい。10m
mKOH/gより小さいと、塗膜の耐久性が悪化する場
合がある。一方、100mmKOH/gより大きいと、
塗膜の耐水性が悪化する場合がある。
The hydroxyl value of the above-mentioned hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid type copolymer is 10 to 100 mmKOH / g.
Is preferable and 20 to 50 mmKOH / g is preferable. 10m
If it is less than mKOH / g, the durability of the coating film may deteriorate. On the other hand, if it is larger than 100 mmKOH / g,
The water resistance of the coating film may deteriorate.

【0025】上記の第1段階の重合反応で得られた水酸
基含有ポリ(メタ)アクリル酸系共重合体は、水溶液化
させるため、中和される。このとき使用される中和剤と
しては、アルカリ性を示すものであれば、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム等の水酸化物やアンモニア等、任
意のものを使用できる。この中でも、得られる水性樹脂
組成物の耐水性の面から、アンモニアがより好ましい。
The hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid type copolymer obtained by the above-mentioned first step polymerization reaction is neutralized in order to form an aqueous solution. As the neutralizing agent used at this time, as long as it exhibits alkalinity, any one of hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide and ammonia can be used. Among these, ammonia is more preferable from the viewpoint of water resistance of the obtained aqueous resin composition.

【0026】上記の第2段階の反応は、上記水酸基含有
ポリ(メタ)アクリル酸系共重合体中和物の存在下、反
応性乳化剤を用いて、(メタ)アクリル酸エステル系単
量体を乳化重合する反応である。
In the second step reaction, the (meth) acrylic acid ester-based monomer is reacted with a reactive emulsifier in the presence of the hydroxyl group-containing neutralized poly (meth) acrylic acid-based copolymer. It is a reaction of emulsion polymerization.

【0027】上記反応性乳化剤としては、上記の反応性
乳化剤を使用することができる。また、(メタ)アクリ
ル酸エステル系単量体としては、上記と同様の(メタ)
アクリル酸エステル系単量体を使用することができる。
As the above reactive emulsifier, the above reactive emulsifier can be used. Further, as the (meth) acrylic acid ester-based monomer, the same (meth) acrylate as described above is used.
Acrylic acid ester-based monomers can be used.

【0028】上記(メタ)アクリル酸エステル系単量体
の使用量は、上記水酸基含有ポリ(メタ)アクリル酸系
共重合体中和物100重量部に対して、50〜200重
量部がよく、70〜150重量部が好ましい。200重
量部より多いと、エマルジョンの安定性が不足する場合
がある。一方、50重量部より少ないと、塗膜の耐水性
が不十分となりやすい。
The amount of the (meth) acrylic acid ester-based monomer used is preferably 50 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydroxyl group-containing neutralized poly (meth) acrylic acid copolymer. 70 to 150 parts by weight is preferable. If it is more than 200 parts by weight, the stability of the emulsion may be insufficient. On the other hand, if it is less than 50 parts by weight, the water resistance of the coating film tends to be insufficient.

【0029】上記の反応性乳化剤の使用量は、上記(メ
タ)アクリル酸エステル系単量体の使用量に対し、0.
2〜5重量%がよく、0.3〜3重量%が好ましい。
0.2重量%未満だと、(メタ)アクリル酸エステル系
単量体の乳化重合時の安定性が不足し、凝集物の生成や
異常反応が起こることがある。一方、5重量%を越える
と、生成エマルジョンの粘度が高くなったり、得られる
塗膜耐水性が不足する場合がある。
The amount of the above-mentioned reactive emulsifier used is 0.
2 to 5% by weight is preferable, and 0.3 to 3% by weight is preferable.
If it is less than 0.2% by weight, the stability of the (meth) acrylic acid ester-based monomer during emulsion polymerization may be insufficient, and the formation of aggregates and abnormal reactions may occur. On the other hand, if it exceeds 5% by weight, the viscosity of the produced emulsion may be high or the water resistance of the resulting coating film may be insufficient.

【0030】上記の第2段階の乳化重合の方法は、任意
の方法を採用することができる。例えば、水等の水性媒
体に上記水酸基含有ポリ(メタ)アクリル酸系共重合体
中和物と反応性乳化剤とを溶解させ、重合開始剤を添加
して所定温度に保持し、これに上記(メタ)アクリル酸
エステル系単量体を滴下する方法があげられる。上記重
合開始剤は、上記と同様の重合開始剤を使用できる。
Any method can be adopted as the method of the second step emulsion polymerization. For example, the neutralized product of the hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid copolymer and the reactive emulsifier are dissolved in an aqueous medium such as water, a polymerization initiator is added and the mixture is maintained at a predetermined temperature, and the Examples thereof include a method of dropping a (meth) acrylic acid ester-based monomer. As the above-mentioned polymerization initiator, the same polymerization initiator as described above can be used.

【0031】上記の第2段階の重合反応で得られた(メ
タ)アクリル系重合体の重量平均分子量は、5,000
〜1,000,000の範囲がよく、10,000〜5
00,000の範囲が好ましい。5,000より小さい
と、耐水性が不足する場合がある。一方、1,000,
000より大きいと、安定なエマルジョンを得難くな
る。
The weight average molecular weight of the (meth) acrylic polymer obtained by the above second-stage polymerization reaction is 5,000.
~ 1,000,000 range is good, 10,000-5
A range of 0,000 is preferred. If it is less than 5,000, the water resistance may be insufficient. On the other hand, 1,000,
If it is more than 000, it becomes difficult to obtain a stable emulsion.

【0032】上記の(メタ)アクリル系重合体を含有す
る水性樹脂組成物には、必要に応じて、増粘剤、成膜助
剤、顔料分散剤、顔料、消泡剤、pH調整剤、防腐剤、
防カビ剤等を添加することができる。
In the aqueous resin composition containing the above (meth) acrylic polymer, a thickener, a film forming aid, a pigment dispersant, a pigment, a defoaming agent, a pH adjuster, and Preservative,
A fungicide or the like can be added.

【0033】得られた(メタ)アクリル系重合体を含有
する水性樹脂組成物は、イソシアネート化合物と組み合
わせて二液型水性塗料組成物として使用することができ
る。
The obtained aqueous resin composition containing the (meth) acrylic polymer can be used as a two-component aqueous coating composition in combination with an isocyanate compound.

【0034】上記イソシアネート化合物としては、フェ
ニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、
キシレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイ
ソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート及びこれら異性体からなる芳
香族ジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソ
シアネート、1,12−ドデカンジソシアネート等の脂
肪族ジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネー
ト、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホ
ロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート等が
あげられる。この中でも、上記(メタ)アクリル系重合
体エマルジョンを含有する水性樹脂組成物が水溶性又は
水分散性であることから、1,6−ヘキサメチレンジイ
ソシアネート等の水溶性又は水分散性のポリイソシアネ
ートが特に好ましい。
As the above-mentioned isocyanate compound, phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate,
Xylene diisocyanate, tetramethyl xylene diisocyanate, naphthylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and aromatic diisocyanates consisting of these isomers, 1,6-hexamethylene diisocyanate, aliphatic diisocyanates such as 1,12-dodecane disocyanate, cyclohexane diisocyanate, dicyclohexylmethane Examples thereof include alicyclic diisocyanates such as diisocyanate and isophorone diisocyanate. Among these, since the aqueous resin composition containing the (meth) acrylic polymer emulsion is water-soluble or water-dispersible, a water-soluble or water-dispersible polyisocyanate such as 1,6-hexamethylene diisocyanate is used. Particularly preferred.

【0035】このポリイソシアネート化合物の粘度は、
特に限定されないが、乳化状態において50〜1000
mPa・sが好ましく、100〜500mPa・sがよ
り好ましい。50mPa・sより小さいと、乳化物の分
離が起こりやすくなる。一方、1000mPa・sより
大きいと、(メタ)アクリル系重合体を含有する水性樹
脂組成物との混合時に、分散不良が起こりやすい。
The viscosity of this polyisocyanate compound is
Although not particularly limited, it is 50 to 1000 in an emulsified state.
mPa · s is preferable, and 100 to 500 mPa · s is more preferable. When it is less than 50 mPa · s, the emulsion is likely to be separated. On the other hand, when it is more than 1000 mPa · s, poor dispersion is apt to occur at the time of mixing with the aqueous resin composition containing the (meth) acrylic polymer.

【0036】上記の水性樹脂組成物とイソシアネート化
合物との使用比率は、水酸基とイソシアネート基との当
量比で、水酸基含有ポリ(メタ)アクリル酸系共重合体
/ポリイソシアネート=0.5/1〜5/1がよく、1
/1.5〜4/1が好ましい。0.5/1よりイソシア
ネート化合物の当量比が多いと、炭酸ガスの生成が多く
なり、塗膜外観を損なう場合がある。一方、5/1より
イソシアネート化合物の当量比が小さいと、強靭な塗膜
が得られない場合がある。
The ratio of the above aqueous resin composition to the isocyanate compound used is the equivalent ratio of the hydroxyl groups to the isocyanate groups, and the hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid type copolymer / polyisocyanate = 0.5 / 1 to 5/1 is good, 1
/1.5 to 4/1 is preferable. If the equivalent ratio of the isocyanate compound is more than 0.5 / 1, the amount of carbon dioxide gas is increased, which may impair the appearance of the coating film. On the other hand, when the equivalent ratio of the isocyanate compound is smaller than 5/1, a tough coating film may not be obtained.

【0037】この発明の二液型水性塗料組成物は、塗装
直前に、(メタ)アクリル系重合体を含有する水性樹脂
組成物にイソシアネート化合物を直接配合してもよく、
また、イソシアネート化合物をまず水に分散させた後、
(メタ)アクリル系重合体を含有する水性樹脂組成物に
配合してもよい。
In the two-pack type aqueous coating composition of the present invention, an isocyanate compound may be directly blended with an aqueous resin composition containing a (meth) acrylic polymer immediately before coating,
Also, after first dispersing the isocyanate compound in water,
You may mix | blend with the aqueous resin composition containing a (meth) acrylic-type polymer.

【0038】この発明の二液型水性塗料組成物は、被塗
物表面に刷毛、スプレー、ロール、ディッピング等の塗
装手段により塗装し、常温乾燥もしくは120℃程度の
強制乾燥により硬化塗膜を形成することが可能である。
The two-pack type aqueous coating composition of the present invention is applied to the surface of an object to be coated by a coating means such as a brush, spray, roll, dipping, etc., and dried at room temperature or forcedly dried at about 120 ° C. to form a cured coating film. It is possible to

【0039】なお、被塗物としては、無機窯業基材、
鉄、ステンレス、アルミニウム等の各種金属基材、ガラ
ス基材、紙基材等の各種被塗物に適用可能である。
The object to be coated is an inorganic ceramic substrate,
It can be applied to various coated materials such as various metal substrates such as iron, stainless steel and aluminum, glass substrates and paper substrates.

【0040】[0040]

【実施例】以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説
明する。まず、評価方法を下記に示す。 [耐水性評価試験]ガラス板上に、実施例又は比較例で
作製した水性樹脂組成物及びイソシアネート化合物を1
00:30の重量比で0.15mm厚となるように塗布
した。室温で1日乾燥した後、室温の水に浸漬させ、1
日放置した。1日経過後の状態を観察して下記の基準で
評価した。 ○:白化なし △:白化あり ×:白化激しい
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. First, the evaluation method is shown below. [Water resistance evaluation test] On a glass plate, 1 part of the aqueous resin composition and the isocyanate compound prepared in the examples or comparative examples were prepared.
It was applied so that the weight ratio of 00:30 was 0.15 mm. After drying at room temperature for 1 day, soak in water at room temperature for 1
I left it on the day. The condition after 1 day was observed and evaluated according to the following criteria. ○: no whitening △: whitening ×: severe whitening

【0041】[耐クラッキング性評価]ガラス板上に、
実施例又は比較例で作製した水性樹脂組成物及びイソシ
アネート化合物を100:30の重量比で2mm厚とな
るように塗布した。次いで、50℃で1日乾燥し、表面
の状態、特に表面に不規則溝状凹凸(すなわち、クラッ
ク)が生じているか否かを観察して下記の基準で評価し
た。 ○:クラックなし ×:クラックあり
[Evaluation of Cracking Resistance] On a glass plate,
The aqueous resin composition and the isocyanate compound prepared in the examples or comparative examples were applied at a weight ratio of 100: 30 to a thickness of 2 mm. Then, it was dried at 50 ° C. for 1 day, and the surface condition, particularly whether or not irregular groove-like irregularities (that is, cracks) were observed on the surface, was observed and evaluated according to the following criteria. ○: no cracks ×: cracks

【0042】[耐タック性評価]ガラス板上に、実施例
又は比較例で作製した水性樹脂組成物及びイソシアネー
ト化合物を100:30の重量比で2mm厚となるよう
に塗布した。次いで、50℃で1日乾燥し、指触して下
記の基準で評価した。 ○:タックなし △:タックが少しある ×:クラ
ックが多くある
[Evaluation of Tack Resistance] Aqueous resin compositions and isocyanate compounds prepared in Examples or Comparative Examples were coated on a glass plate so as to have a thickness of 2 mm at a weight ratio of 100: 30. Then, it was dried at 50 ° C. for 1 day and touched with a finger to evaluate according to the following criteria. ○: No tack △: Some tack ×: Many cracks

【0043】(実施例1)コンデンサー、温度計、撹拌
翼を備えたフラスコにイオン交換水50重量部、アニオ
ン性反応性乳化剤アクアロンHS−10(第一工業製薬
(株)製)0.5重量部を仕込み、重量開始剤として、
過硫酸カリウム0.5重量部を添加した。これに、エチ
ルアクリレート10重量部、2−ヒドロキシメタクリレ
ート5重量部、アクリル酸3重量部、連鎖移動剤(チオ
カルコール08、花王(株)製)3重量部を予め配合し
たモノマー混合液を2時間かけて滴下し、重合した。得
られた重合物の重量平均分子量は、4000(GPC測
定による)であった。
Example 1 In a flask equipped with a condenser, a thermometer and a stirring blade, 50 parts by weight of ion-exchanged water, 0.5 parts by weight of anionic reactive emulsifier Aqualon HS-10 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). Parts, as a weight initiator,
0.5 parts by weight of potassium persulfate was added. To this, a monomer mixture liquid in which 10 parts by weight of ethyl acrylate, 5 parts by weight of 2-hydroxymethacrylate, 3 parts by weight of acrylic acid, and 3 parts by weight of a chain transfer agent (Thiocalcol 08, manufactured by Kao Co., Ltd.) were blended in advance was used for 2 hours. It was dropped and polymerized. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 4000 (by GPC measurement).

【0044】次いで、得られた重合物に、中和剤として
25重量%アンモニア水を5重量部添加して溶解し、水
性アクリル系分散液を得た。そして、この水性アクリル
系分散液に、重合開始剤としてアゾビスイソブチルニト
リル2重量部を添加した。これに、メチルメタクリレー
ト45重量部、ブチルアクリレート37重量部、アニオ
ン性反応性乳化剤アクアロンHS−10(第一工業製薬
(株)製)0.5重量部、イオン交換水50重量部を撹
拌混合したものを3時間かけて滴下し、重合した。この
重合において、適宜、消泡剤、防黴剤を添加した。得ら
れた水性樹脂組成物の不揮発分は50%、粘度は500
0mPa・s、pHは8、重量平均分子量は400,0
00(GPC測定による)、ゲル分率は5%であった。
得られた水性樹脂組成物を取り出したとき、釜底及び撹
拌翼に重合物の付着は見られなかった。
Next, 5 parts by weight of 25% by weight aqueous ammonia as a neutralizing agent was added to and dissolved in the obtained polymer to obtain an aqueous acrylic dispersion liquid. Then, 2 parts by weight of azobisisobutylnitrile as a polymerization initiator was added to this aqueous acrylic dispersion. To this, 45 parts by weight of methyl methacrylate, 37 parts by weight of butyl acrylate, 0.5 parts by weight of anionic reactive emulsifier Aqualon HS-10 (manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), and 50 parts by weight of ion-exchanged water were stirred and mixed. The thing was dripped over 3 hours and superposed | polymerized. In this polymerization, an antifoaming agent and an antifungal agent were appropriately added. The resulting aqueous resin composition has a nonvolatile content of 50% and a viscosity of 500.
0 mPa · s, pH is 8, weight average molecular weight is 400,0
00 (according to GPC measurement), the gel fraction was 5%.
When the obtained aqueous resin composition was taken out, no adhesion of polymer was found on the bottom of the kettle and the stirring blade.

【0045】得られた水性樹脂組成物とイソシアネート
化合物(ヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌ
レート型)、住友化学工業(株)製;スミジュールN3
300、乳化状態における粘度(固形分40重量%);
200mPa・s)とを表1の割合(重合比)で組み合
わせて上記の各評価試験を行った。その結果を表1に示
す。
The resulting aqueous resin composition and isocyanate compound (hexamethylene diisocyanate (isocyanurate type), manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd .; Sumidule N3
300, viscosity in emulsified state (solid content 40% by weight);
200 mPa · s) was combined with the ratio (polymerization ratio) shown in Table 1 to perform each of the above evaluation tests. The results are shown in Table 1.

【0046】(参考例)各原材料の使用量は、実施例1
と同様にして、これらを一括してフラスコに仕込んで重
合をおこなったところ、得られた水性分散液の粘度が著
しく高くなり、流動性が劣っていたため、塗膜の評価を
行わなかった。
Reference Example The amount of each raw material used is the same as in Example 1.
In the same manner as above, when they were charged all at once into a flask and polymerization was carried out, the viscosity of the obtained aqueous dispersion became remarkably high and the fluidity was poor, so the coating film was not evaluated.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】[0048]

【発明の効果】この発明によると、(メタ)アクリル系
重合体エマルジョンを製造する方法として、二段階の重
合法を採用したので、得られるエマルジョンの粘度上昇
が抑制される。このため、重合性が良好となり、また、
厚塗り時に凹凸等の発生が抑制され、きれいな塗装面が
得られる。
According to the present invention, since the two-step polymerization method is adopted as the method for producing the (meth) acrylic polymer emulsion, the viscosity increase of the obtained emulsion is suppressed. Therefore, the polymerizability becomes good, and also
The occurrence of irregularities during thick coating is suppressed and a clean coated surface is obtained.

───────────────────────────────────────────────────── 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) C08F 220/02 C08F 220/02 265/06 265/06 C09D 5/02 C09D 5/02 133/00 133/00 175/04 175/04 Fターム(参考) 4J011 KA04 KA06 KA14 KB14 KB29 PA69 PB40 PC02 PC06 4J026 AA18 AA20 AA29 AA30 AA31 AA43 AA48 AA50 AA62 BA27 DA04 DA07 DA12 DA15 DB04 DB12 DB15 FA04 GA06 4J038 CC091 CE011 CG032 CG141 CG171 CH031 CH041 CH121 DG232 FA04 FA11 JC30 KA03 KA09 MA10 NA01 NA25 4J100 AB07P AB16R AD01P AD02P AD03P AJ02Q AL08P AL09P AL75R AM21P BA03P BA16P BB03P BC43P CA04 CA05 DA01 EA07 FA20 HA31 HB43 JA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C08F 220/02 C08F 220/02 265/06 265/06 C09D 5/02 C09D 5/02 133/00 133 / 00 175/04 175/04 F-term (reference) 4J011 KA04 KA06 KA14 KB14 KB29 PA69 PB40 PC02 PC06 4J026 AA18 AA20 AA29 AA30 AA31 AA43 AA48 AA50 AA62 BA27 DA04 DA07 DA12 DA15 DA01 DA1 DA1 CH1 CG01 CH4J1 001 CG01 4J01 CH1 CH121 DG232 FA04 FA11 JC30 KA03 KA09 MA10 NA01 NA25 4J100 AB07P AB16R AD01P AD02P AD03P AJ02Q AL08P AL09P AL75R AM21P BA03P BA16P BB03P BC43P CA04 CA05 DA01 EA07 FA20 HA31 HB43 JA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水酸基含有ポリ(メタ)アクリル酸系共
重合体中和物の存在下、反応性乳化剤を用いて(メタ)
アクリル酸エステル系単量体を乳化重合して得られる
(メタ)アクリル系重合体を含有する水性樹脂組成物。
1. A reactive emulsifier is used in the presence of a neutralized product of a hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid type copolymer (meth).
An aqueous resin composition containing a (meth) acrylic polymer obtained by emulsion polymerization of an acrylic ester monomer.
【請求項2】 上記水酸基含有ポリ(メタ)アクリル酸
系共重合体の重量平均分子量が2,000〜100,0
00の範囲にある請求項1に記載の水性樹脂組成物。
2. The weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid-based copolymer is 2,000 to 100,0.
The aqueous resin composition according to claim 1, which is in the range of 00.
【請求項3】 上記水酸基含有ポリ(メタ)アクリル酸
系共重合体は、反応性乳化剤の存在下で、水酸基含有単
量体と(メタ)アクリル酸単量体とを共重合して得られ
た共重合体である請求項1又は2に記載の水性樹脂組成
物。
3. The hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid-based copolymer is obtained by copolymerizing a hydroxyl group-containing monomer and a (meth) acrylic acid monomer in the presence of a reactive emulsifier. The aqueous resin composition according to claim 1 or 2, which is a copolymer.
【請求項4】 上記水酸基含有ポリ(メタ)アクリル酸
系共重合体は、反応性乳化剤の存在下で、水酸基含有単
量体、(メタ)アクリル酸単量体及び架橋性単量体を共
重合して得られた共重合体である請求項1又は2に記載
の水性樹脂組成物。
4. The hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid-based copolymer comprises a hydroxyl group-containing monomer, a (meth) acrylic acid monomer and a crosslinkable monomer in the presence of a reactive emulsifier. The aqueous resin composition according to claim 1 or 2, which is a copolymer obtained by polymerization.
【請求項5】 反応性乳化剤の存在下で、水酸基含有単
量体と(メタ)アクリル酸単量体とを共重合して水酸基
含有ポリ(メタ)アクリル酸系共重合体を得、次いで、
これを中和し、得られた中和物の存在下、反応性乳化剤
を用いて(メタ)アクリル酸エステル系単量体を乳化重
合して(メタ)アクリル系重合体を含有する水性樹脂組
成物を製造する方法。
5. A hydroxyl group-containing monomer is copolymerized with a (meth) acrylic acid monomer in the presence of a reactive emulsifier to obtain a hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid copolymer, and then,
This is neutralized, and in the presence of the obtained neutralized product, an aqueous resin composition containing a (meth) acrylic polymer by emulsion-polymerizing a (meth) acrylic ester monomer using a reactive emulsifier. A method of manufacturing things.
【請求項6】 請求項1乃至4のいずれかに記載の水性
樹脂組成物及びイソシアネート化合物からなる二液型水
性塗料組成物。
6. A two-pack aqueous coating composition comprising the aqueous resin composition according to claim 1 and an isocyanate compound.
【請求項7】 上記イソシアネート化合物が水溶性又は
水分散性のポリイソシアネートである請求項6に記載の
二液型水性塗料組成物。
7. The two-component aqueous coating composition according to claim 6, wherein the isocyanate compound is a water-soluble or water-dispersible polyisocyanate.
【請求項8】 上記ポリイソシアネートの乳化状態にお
ける粘度が50〜1000mPa・sであり、かつ、上
記の水酸基含有ポリ(メタ)アクリル酸系共重合体とポ
リイソシアネートとの使用比率が、水酸基含有ポリ(メ
タ)アクリル酸系共重合体/ポリイソシアネートで0.
5/1〜5/1(水酸基とイソシアネート基との当量
比)である請求項7に記載の二液型水性塗料組成物。
8. The polyisocyanate has a viscosity in an emulsified state of 50 to 1000 mPa · s, and the use ratio of the hydroxyl group-containing poly (meth) acrylic acid-based copolymer to the polyisocyanate is such that the hydroxyl group-containing polyisocyanate is used. (Meth) acrylic acid type copolymer / polyisocyanate of 0.
The two-component aqueous coating composition according to claim 7, which has a ratio of 5/1 to 5/1 (equivalent ratio of hydroxyl group to isocyanate group).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005179614A (en) * 2003-12-24 2005-07-07 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The Aqueous coating agent composition
CN109401504A (en) * 2018-10-16 2019-03-01 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 A kind of water-proof acrylic acid paint and preparation method thereof with moisture-inhibiting function

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