JP2005132996A - Sulfonic acid group-containing aqueous dispersion - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sulfonic acid group-containing aqueous dispersion increasing a hydrophilic group content while retaining sufficient water resistance, having small volume resistance and improved in a film-forming property. <P>SOLUTION: The sulfonic acid group-containing aqueous dispersion comprises polymer particles containing a polyorganosiloxane as an essential component and an aqueous medium and further comprises a sulfonic acid group. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、分子中に親水性基を有する重合体を含む水系分散体に関するもので、さらに詳細には、バインダー、コーティング材、電池セパレーターへのコーティング材、好ましくは電池用電解質、燃料電池用高分子固体電解質、固体コンデンサー、イオン交換膜、各種センサーなどに利用可能なスルホン酸基含有水系分散体に関する。 The present invention relates to an aqueous dispersion containing a polymer having a hydrophilic group in the molecule. More specifically, the present invention relates to a binder, a coating material, a coating material for a battery separator, preferably a battery electrolyte, a fuel cell The present invention relates to a sulfonic acid group-containing aqueous dispersion that can be used for a molecular solid electrolyte, a solid capacitor, an ion exchange membrane, various sensors, and the like.

従来、スルホン酸基、カルボキシル基(カルボン酸基)、リン酸基などの、親水性基を有する重合体が知られており、界面活性剤、乳化剤、分散剤、高分子固体電解質、イオン交換膜などに利用されている。一方、近年、このような親水性基の分散性、親水性、イオン捕捉性、小さな体積抵抗(以下、小抵抗性ということがある。)、基材への密着性といった特徴を活かして、バインダー樹脂、コーティング材、表面処理剤、電池用電解質への応用が検討されている。特に、スルホン酸基含有ポリマーは、スルホン酸基の有する強イオン性のため、上記の特徴が発現しやすく、その応用性が注目されている。例えば、特許文献1あるいは特許文献2には、アクリルアミドスルホン酸を共重合したポリマーのイオン交換膜あるいは燃料電池用高分子電解質への応用が提案されている。 Conventionally, polymers having hydrophilic groups such as sulfonic acid groups, carboxyl groups (carboxylic acid groups), and phosphoric acid groups are known. Surfactants, emulsifiers, dispersants, polymer solid electrolytes, ion exchange membranes It is used for such as. On the other hand, in recent years, binders have been utilized by taking advantage of such characteristics as dispersibility of hydrophilic groups, hydrophilicity, ion trapping properties, small volume resistance (hereinafter sometimes referred to as small resistance), and adhesion to substrates. Applications to resins, coating materials, surface treatment agents, and battery electrolytes are being studied. In particular, a sulfonic acid group-containing polymer has the strong ionic property of a sulfonic acid group, and thus easily exhibits the above characteristics, and its applicability has been attracting attention. For example, Patent Document 1 or Patent Document 2 proposes application of a polymer copolymerized with acrylamide sulfonic acid to an ion exchange membrane or a polymer electrolyte for a fuel cell.

しかしながら、スルホン酸基などの親水性基含有ポリマーは、その親水性基が有する親水性、換言すれば水溶性という性質上、親水性基の含有量がある程度以上高い場合には、水に対する耐性が大きく低下し、例えば膜材料、バインダー材、あるいはコーティング材として使用した場合に、水の存在下で著しく膨張し、その結果、膜の機械的強度が大幅に低下したり、基材からの剥離が生じやすくなり、耐久性が低下するといったような問題がある。このため親水性基の含有量が制限され、小抵抗性、親水性といった特徴を十分発揮するには至らなかった。 However, a hydrophilic group-containing polymer such as a sulfonic acid group is resistant to water when the content of the hydrophilic group is higher than a certain level due to the hydrophilic property of the hydrophilic group, in other words, water solubility. For example, when used as a film material, binder material, or coating material, the film significantly expands in the presence of water, resulting in a significant decrease in the mechanical strength of the film or peeling from the substrate. There is a problem that it tends to occur and the durability is lowered. For this reason, the content of the hydrophilic group is limited, and the characteristics such as small resistance and hydrophilicity have not been sufficiently exhibited.

また、比較的耐水性の良いスルホン酸基含有材料として有機無機複合系の材料が、特許文献3、特許文献4及び特許文献5に開示されている。しかしながら、これらの材料は、成膜性に劣るという欠点があった。また、近年の環境問題への配慮から有機溶剤を減らすことができる水系材料が求められているものの、有機無機複合体からなるスルホン酸基含有水系材料は工業的に使用できるレベルにまで実用化されていない。
特開平11−302410号公報 特開2002−343381号公報 特開2000−90946号公報 特開2001−307752号公報 特開2001−307752号公報
Further, organic-inorganic composite materials are disclosed in Patent Document 3, Patent Document 4, and Patent Document 5 as sulfonic acid group-containing materials having relatively good water resistance. However, these materials have a drawback of poor film formability. In addition, although water-based materials that can reduce organic solvents have been demanded in consideration of recent environmental problems, sulfonic acid group-containing water-based materials composed of organic-inorganic composites have been put to practical use to a level that can be used industrially. Not.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-302410 JP 2002-343381 A JP 2000-90946 A JP 2001-307752 A JP 2001-307752 A

本発明の目的は、十分な耐水性を保持したまま親水性基含有率を高め、体積抵抗が小さく、成膜性が向上したスルホン酸基含有水系分散体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sulfonic acid group-containing aqueous dispersion in which hydrophilic group content is increased while maintaining sufficient water resistance, volume resistance is small, and film formability is improved.

本発明は、ポリオルガノシロキサンを必須成分として含む重合体粒子および水系媒体を含む水系分散体であって、さらにスルホン酸基を含む水系分散体を提供するものである。
本発明の水系分散体においては、前記重合体粒子の平均粒子径が0.002〜1μmであることが好ましく、また、前記スルホン酸基が0.2〜5mmol/g含まれていることが好ましい。さらに、本発明の水系分散体では、水系媒体を蒸発させて得られる固体の体積抵抗が10-2〜103Ω・cmであることが好ましい。
The present invention provides an aqueous dispersion containing polymer particles containing polyorganosiloxane as essential components and an aqueous medium, and further containing an aqueous dispersion containing a sulfonic acid group.
In the aqueous dispersion of the present invention, the average particle diameter of the polymer particles is preferably 0.002 to 1 μm, and the sulfonic acid group is preferably contained in an amount of 0.2 to 5 mmol / g. . Furthermore, in the aqueous dispersion of the present invention, the volume resistance of the solid obtained by evaporating the aqueous medium is preferably 10 −2 to 10 3 Ω · cm.

また、本発明によれば、下記(A)〜(D)成分を混合し、エマルジョンの平均粒子径を1μm以下に微細化する工程を含み、必要に応じてラジカル重合を行なうことにより水系分散体を得る、水系分散体の製造方法が提供される。
(A)一般式(1)
(R1n−Si−(OR24-n……(1)
(式中、R1は2個存在するときは同一または異なり、フェニル基または炭素数1〜8の1価の有機基、R2は同一または異なり、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜6のアシル基を示し、nは0〜2の整数である)
で表されるオルガノシラン、その加水分解物およびその縮合物の群から選ばれた少なくとも1種を1〜100重量部
(B)ラジカル重合性モノマー99〜0重量部[ただし、(A)+(B)=100重量部]
(C)乳化剤0.1〜50重量部[ただし、(A)+(B)=100重量部に対して]
(D)水50〜2,000重量部[ただし、(A)+(B)=100重量部に対して]
上記した水系分散体の製造方法においては、前記(A)〜(D)成分を混合し、エマルジョンの平均粒子径を1μm以下に微細化する前および/または後において、該(A)成分の加水分解・縮合反応を促進する触媒(E)を併用することが好ましく、また、前記(B)成分を用いる場合において、ラジカル重合開始剤(F)を用いることが好ましい。
In addition, according to the present invention, the following (A) to (D) components are mixed, and an aqueous dispersion is obtained by performing radical polymerization as required, including the step of reducing the average particle size of the emulsion to 1 μm or less. A method for producing an aqueous dispersion is provided.
(A) General formula (1)
(R 1) n -Si- (OR 2) 4-n ...... (1)
(Wherein the same or different when R 1 is present twice, a monovalent organic group of the phenyl group or 1 to 8 carbon atoms, R 2 are the same or different, an alkyl group or a carbon number of 1 to 5 carbon atoms An acyl group of 1-6, n is an integer of 0-2)
1 to 100 parts by weight (B) radical polymerizable monomer 99 to 0 parts by weight [provided that (A) + ( B) = 100 parts by weight]
(C) 0.1-50 parts by weight of emulsifier [provided that (A) + (B) = 100 parts by weight]
(D) 50 to 2,000 parts by weight of water [provided that (A) + (B) = 100 parts by weight]
In the above-described method for producing an aqueous dispersion, the components (A) to (D) are mixed and before and / or after the average particle size of the emulsion is reduced to 1 μm or less, The catalyst (E) that promotes the decomposition / condensation reaction is preferably used in combination, and when the component (B) is used, the radical polymerization initiator (F) is preferably used.

本発明の水系分散体によれば、十分な耐水性を保持したまま親水性基含有率を高め、体積抵抗が小さく、成膜性が向上するという優れた効果を奏する。 According to the aqueous dispersion of the present invention, there are excellent effects that the hydrophilic group content is increased while maintaining sufficient water resistance, the volume resistance is small, and the film formability is improved.

以下、本発明について順次説明する。
<ポリオルガノシロキサン>
本発明の水系分散体はポリオルガノシロキサンを必須成分として含む。ポリオルガノシロキサンは、オルガノシランの加水分解物のシラノール基が縮合してSi−O−Si結合を形成したものであるが、本発明では、シラノール基がすべて縮合している必要はなく、一部のシラノール基が縮合したもの、縮合の程度が異なっているものの混合物などをも包含した概念である。
Hereinafter, the present invention will be sequentially described.
<Polyorganosiloxane>
The aqueous dispersion of the present invention contains polyorganosiloxane as an essential component. In the polyorganosiloxane, silanol groups of the hydrolyzate of organosilane are condensed to form Si—O—Si bonds, but in the present invention, it is not necessary that all of the silanol groups are condensed. It is also a concept that includes a mixture of those having a silanol group condensed or a mixture of those having different degrees of condensation.

ポリオルガノシロキサンのポリスチレン換算重量平均分子量(以下「Mw」という)は、好ましくは、800〜1,000,000、さらに好ましくは、1,000〜500,000である。ポリオルガノシロキサンのMwが800未満では水系分散体の貯蔵安定性に劣ることがあり、Mwが1,000,000を超えると成膜性が劣ることがある。なお、Mwは一般的な測定法として既に広く採用されているゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPCと略)法にてポリスチレンを標準物質に用いて測定される。 The polystyrene-converted weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) of the polyorganosiloxane is preferably 800 to 1,000,000, and more preferably 1,000 to 500,000. When the Mw of the polyorganosiloxane is less than 800, the storage stability of the aqueous dispersion may be inferior, and when the Mw exceeds 1,000,000, the film formability may be inferior. Mw is measured using polystyrene as a standard substance by a gel permeation chromatography (abbreviated as GPC) method that has been widely adopted as a general measurement method.

ポリオルガノシロキサンの量は、水系分散体に含まれる全固形分中に、好ましくは1〜100重量%、さらに好ましくは10〜90重量%で含まれる。ポリオルガノシロキサンの量が、1重量%未満では耐水性に劣る。 The amount of the polyorganosiloxane is preferably 1 to 100% by weight, more preferably 10 to 90% by weight, based on the total solid content contained in the aqueous dispersion. When the amount of the polyorganosiloxane is less than 1% by weight, the water resistance is poor.

<平均粒子径>
本発明の水系分散体は、ポリオルガノシロキサンを必須成分として含む、好ましくは平均粒子径が0.002〜0.5μm、さらに好ましくは0.01〜0.2μmの重合体粒子を含有する。なお、本発明において、重合体粒子の平均粒子径は、光散乱法に基づく測定により求められた体積平均粒子径とする。重合体粒子の平均粒子径が0.002μm未満では貯蔵安定性に劣り、0.5μmを超えると耐水性に劣ったり、貯蔵安定性に劣る場合がある。
<Average particle size>
The aqueous dispersion of the present invention contains polymer particles containing polyorganosiloxane as an essential component, preferably having an average particle diameter of 0.002 to 0.5 μm, more preferably 0.01 to 0.2 μm. In the present invention, the average particle diameter of the polymer particles is a volume average particle diameter determined by measurement based on the light scattering method. When the average particle diameter of the polymer particles is less than 0.002 μm, the storage stability is inferior, and when it exceeds 0.5 μm, the water resistance may be inferior or the storage stability may be inferior.

<スルホン酸基>
本発明のスルホン酸基含有水系分散体はスルホン酸基を含む。
水系分散体におけるスルホン酸基の存在場所は、重合体粒子の内部、重合体粒子の表面、水系媒体中などが挙げられる。スルホン酸基の存在形態は、ポリオルガノシロキサンと共有結合した形態、ポリオルガノシロキサン以外のポリマーと共有結合した形態、乳化剤や無機塩などの中に存在する形態が挙げられる。具体的なスルホン酸基の導入方法は後述の製造方法の説明において記載する。
スルホン酸基の量は、固形分中に好ましくは0.2〜5mmol/g、さらに好ましくは0.5〜4mmol/g、最も好ましくは1〜3mmol/gである。0.2mmol/g未満では体積抵抗が大きく、5mmol/gを超えると耐水性に劣る。
<Sulfonic acid group>
The sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention contains a sulfonic acid group.
Examples of the location of the sulfonic acid group in the aqueous dispersion include the inside of the polymer particles, the surface of the polymer particles, and in the aqueous medium. Examples of the existence form of the sulfonic acid group include a form covalently bonded to the polyorganosiloxane, a form covalently bonded to a polymer other than the polyorganosiloxane, and a form present in an emulsifier or an inorganic salt. A specific method for introducing a sulfonic acid group will be described in the description of the production method described later.
The amount of the sulfonic acid group is preferably 0.2 to 5 mmol / g, more preferably 0.5 to 4 mmol / g, and most preferably 1 to 3 mmol / g in the solid content. If it is less than 0.2 mmol / g, the volume resistance is large, and if it exceeds 5 mmol / g, the water resistance is poor.

<水系媒体>
本発明の水系分散体における水系媒体は、本質的に水からなるが、場合により、アルコールなどの有機溶媒が数重量%程度まで含まれていてもよい。具体的な水の量や有機溶媒については後述の製造方法の説明において記載する。
<Aqueous medium>
The aqueous medium in the aqueous dispersion of the present invention consists essentially of water, but in some cases, an organic solvent such as alcohol may be contained up to about several weight percent. Specific amounts of water and organic solvents will be described later in the description of the production method.

<体積抵抗>
本発明の水系分散体は、乾燥後の固体の体積抵抗が好ましくは10-2〜103Ω・cm、さらに好ましくは10-2〜102Ω・cmである。本発明における乾燥後の固体の体積抵抗とは、水系分散体に必要に応じて後述の架橋剤、有機溶剤などを添加し、必要に応じて加熱しながら、水系分散体から水系媒体を蒸発させて得られる、厚みが1mm以下のフィルム状の固体を25℃の水中で24時間養生したときの体積抵抗をいう。本発明における体積抵抗は、25℃で湿潤した状態のフィルムに電極を接触させ、交流インピーダンスを測定することにより得られる。測定電極は電圧の負荷による化学反応を伴わないものが好ましく、例えば、白金が好ましい。抵抗測定器は一般的なインピーダンスメーターであれば、特に限定はなく、測定周波数は、例えば、1kHz程度である。
<Volume resistance>
The aqueous dispersion of the present invention preferably has a solid volume resistance after drying of 10 −2 to 10 3 Ω · cm, more preferably 10 −2 to 10 2 Ω · cm. The volume resistance of the solid after drying in the present invention means that the aqueous medium is evaporated from the aqueous dispersion while adding a crosslinking agent, an organic solvent, etc., which will be described later, to the aqueous dispersion, if necessary, and heating as necessary. This refers to the volume resistance when a film-like solid having a thickness of 1 mm or less is cured in water at 25 ° C. for 24 hours. The volume resistance in the present invention can be obtained by bringing an electrode into contact with a film wet at 25 ° C. and measuring the AC impedance. The measurement electrode is preferably one that does not involve a chemical reaction due to a voltage load, for example, platinum. The resistance measuring device is not particularly limited as long as it is a general impedance meter, and the measurement frequency is, for example, about 1 kHz.

<製造方法および製造方法における各成分について>
本発明の水系分散体は、下記(A)〜(D)成分、さらには必要に応じて(E)成分を混合し、エマルジョンの平均粒子径を1μm以下に微細化する工程を含み、さらに必要に応じて(F)成分を加えてラジカル重合を行なうことにより得られる。
<About each component in a manufacturing method and a manufacturing method>
The aqueous dispersion of the present invention includes the steps of mixing the following components (A) to (D), and further, if necessary, the component (E) to refine the average particle size of the emulsion to 1 μm or less. The component (F) is added according to the above and radical polymerization is performed.

(A)成分
本発明の水系分散体を構成する(A)成分におけるオルガノシラン(以下、「オルガノシラン(i)」ともいう。)は、一般に、下記一般式(1)で表される。
(R1nSi(OR24-n……(1)
(式中、R1は、2個存在するときは同一または異なり、炭素数1〜8の1価の有機基を示し、R2は、同一または異なり、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜6のアシル基を示し、nは0〜2の整数である。)
Component (A) The organosilane (hereinafter also referred to as “organosilane (i)”) in the component (A) constituting the aqueous dispersion of the present invention is generally represented by the following general formula (1).
(R 1 ) n Si (OR 2 ) 4-n (1)
(In the formula, R 1, same or different when there are two pieces, a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 are the same or different, 1 to 5 carbon atoms alkyl group or a C An acyl group of 1 to 6 is shown, and n is an integer of 0 to 2.)

上記オルガノシラン(i)の加水分解物は、オルガノシランに2〜4個含まれる上記一般式(1)でいうところのOR2基がすべて加水分解されている必要はなく、例えば、1個だけが加水分解されているもの、2個以上が加水分解されているもの、あるいはこれらの混合物であってもよい。 The hydrolyzate of the organosilane (i) is not necessarily required to have all the OR 2 groups in the general formula (1) contained in the organosilane contained in 2 to 4 hydrolyzed, for example, only one. May be hydrolyzed, two or more may be hydrolyzed, or a mixture thereof.

また、上記オルガノシラン(i)の縮合物は、オルガノシランの加水分解物のシラノール基が縮合してSi−O−Si結合を形成したものであるが、本発明では、シラノール基がすべて縮合している必要はなく、僅かな一部のシラノール基が縮合したもの、縮合の程度が異なっているものの混合物などをも包含した概念である。 The organosilane (i) condensate is formed by condensation of silanol groups of organosilane hydrolyzate to form Si—O—Si bonds. In the present invention, all silanol groups are condensed. It is a concept that includes a mixture of a small part of silanol groups, a mixture of those having different degrees of condensation, and the like.

一般式(1)において、R1の炭素数1〜8の1価の有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基などのアルキル基;アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ベンゾイル基、トリオイル基、カプロイル基などのアシル基;ビニル基、アリル基、シクロヘキシル基、フェニル基、エポキシ基、グリシジル基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アミド基、フルオロアセトアミド基、イソシアナート基などのほか、これらの基の置換誘導体などを挙げることができる。 In the general formula (1), examples of the monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms of R 1 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and an i-butyl group. Group, sec-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group and other alkyl groups; acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, benzoyl group Acyl groups such as trioyl group and caproyl group; vinyl group, allyl group, cyclohexyl group, phenyl group, epoxy group, glycidyl group, (meth) acryloxy group, ureido group, amide group, fluoroacetamide group, isocyanate group, etc. In addition to these, substituted derivatives of these groups can be mentioned.

1の置換誘導体における置換基としては、例えば、ハロゲン原子、置換もしくは非置換のアミノ基、水酸基、メルカプト基、イソシアナート基、グリシドキシ基、3,4−エポキシシクロヘキシル基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アンモニウム塩基などを挙げることができる。ただし、これらの置換誘導体からなるR1の炭素数は、置換基中の炭素原子を含めて8以下である。 Examples of the substituent in the substituted derivative of R 1 include a halogen atom, a substituted or unsubstituted amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, an isocyanate group, a glycidoxy group, a 3,4-epoxycyclohexyl group, and a (meth) acryloxy group. Ureido group, ammonium base and the like. However, the number of carbon atoms in R 1 consisting of substituted derivatives thereof is 8 or less including the carbon atoms in the substituent.

エポキシ基、メルカプト基、ビニル基などスルホン化によってスルホン酸基を導入できる官能基を含むR1を有する(A)成分を選択し、スルホン化することで、体積抵抗の小さい水系分散体を得ることができる。
一般式(1)中に、R1が2個存在するときは、相互に同一でも異なってもよい。
An aqueous dispersion having a small volume resistance is obtained by selecting and sulfonating the component (A) having R 1 containing a functional group capable of introducing a sulfonic acid group by sulfonation, such as an epoxy group, a mercapto group, or a vinyl group. Can do.
In the general formula (1), when two R 1 s are present, they may be the same as or different from each other.

また、R2の炭素数1〜5のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基などを挙げることができ、炭素数1〜6のアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、カプロイル基などを挙げることができる。
一般式(1)中に複数個存在するR2は、相互に同一でも異なっていてもよい。
Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, and n. -A pentyl group etc. can be mentioned, As a C1-C6 acyl group, an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a valeryl group, a caproyl group etc. can be mentioned, for example.
A plurality of R 2 present in the general formula (1) may be the same as or different from each other.

このようなオルガノシランの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン類;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘプチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのトリアルコキシシラン類;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−i−プロピルジメトキシシラン、ジ−i−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ペンチルジメトキシシラン、ジ−n−ペンチルジエトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジエトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジメトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジエトキシシラン、ジ−n−オクチルジメトキシシラン、ジ−n−オクチルジエトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどのジアルコキシシラン類のほか、メチルトリアセチルオキシシラン、ジメチルジアセチルオキシシランなどを挙げることができる。 Specific examples of such organosilane include tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane; methyltrimethoxysilane , Methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, i-propyltrimethoxysilane, i-propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane , N-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-heptyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxy Silane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane, 2-hydroxypropyl Trimethoxysilane, 2-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrime Xysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxy Trialkoxysilanes such as silane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane; dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldi Ethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di-i-propyldimethoxysilane, di-i-propyldiethoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, di-n-butyl Diethoxysilane, di-n-pentyldimethoxysilane, di-n-pentyldiethoxysilane, di-n-hexyldimethoxysilane, di-n-hexyldiethoxysilane, di-n-heptyldimethoxysilane, di-n- Heptyldiethoxysilane, di-n-octyldimethoxysilane, di-n-octyldiethoxysilane, di-n-cyclohexyldimethoxysilane, di-n-cyclohexyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, etc. In addition to alkoxysilanes, methyltri Cetyl silane, dimethyl di acetyloxy silane can be exemplified.

これらのうち、好ましく用いられるのは、トリアルコキシシラン類、ジアルコキシシラン類であり、また、トリアルコキシシラン類としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランが好ましく、さらに、ジアルコキシシラン類としては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランが好ましい。 Of these, trialkoxysilanes and dialkoxysilanes are preferably used, and examples of trialkoxysilanes include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and phenyltriethoxysilane. Further, dialkoxysilanes are preferably dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, and diphenyldiethoxysilane.

(A)成分は、オルガノシラン(i)、該オルガノシランの加水分解物および該オルガノシランの縮合物から選ばれる少なくとも1種である。すなわち、(A)成分は、これら3種のうちの1種だけでもよいし、任意の2種の混合物であってもよいし、3種類すべてを含んだ混合物であっても良い。本発明においては、オルガノシランの縮合物を「ポリオルガノシロキサン」とも呼ぶ。本発明の水系分散体の製造における(A)成分として、ポリオルガノシロキサンを使用するとビニル化合物が重合する際の重合安定性が著しく向上し、高固形分で重合できるために工業化が容易であるという利点がある。 The component (A) is at least one selected from organosilane (i), a hydrolyzate of the organosilane, and a condensate of the organosilane. That is, the component (A) may be only one of these three types, a mixture of any two types, or a mixture including all three types. In the present invention, the condensate of organosilane is also referred to as “polyorganosiloxane”. When polyorganosiloxane is used as the component (A) in the production of the aqueous dispersion of the present invention, the polymerization stability when the vinyl compound is polymerized is remarkably improved, and it can be polymerized at a high solid content, so that it can be industrialized easily. There are advantages.

ポリオルガノシロキサンは、オルガノシランを予め加水分解・縮合させて、オルガノシランの縮合物として使用する。この際、ポリオルガノシロキサンを調製する際に、オルガノシランに適量の水、および必要に応じて、有機溶剤を添加することにより、オルガノシランを加水分解・縮合させることが好ましい。
ここで、水の使用量は、オルガノシラン1モルに対して、通常、1.2〜3.0モル、好ましくは1.3〜2.0モル程度である。
Polyorganosiloxane is used as a condensate of organosilane by previously hydrolyzing and condensing organosilane. At this time, when preparing the polyorganosiloxane, it is preferable to hydrolyze and condense the organosilane by adding an appropriate amount of water to the organosilane and, if necessary, an organic solvent.
Here, the usage-amount of water is 1.2-3.0 mol normally with respect to 1 mol of organosilane, Preferably it is about 1.3-2.0 mol.

また、この際、必要に応じて用いられる有機溶剤としては、ポリオルガノシロキサンや後記(B)成分を均一に混合できるものであれば特に限定されないが、例えば、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、ケトン類、エステル類などを挙げることができる。 In this case, the organic solvent used as necessary is not particularly limited as long as it can uniformly mix the polyorganosiloxane and the later-described component (B). For example, alcohols, aromatic hydrocarbons, There may be mentioned ethers, ketones, esters and the like.

これらの有機溶剤のうち、アルコール類の具体例としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−オクチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチ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エチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレンモノメチルエーテルアセテート、ジアセトンアルコールなどを挙げることができる。 Among these organic solvents, specific examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, t-butyl alcohol, n-hexyl alcohol, n -Octyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene monomethyl ether acetate, diacetone alcohol and the like.

また、芳香族炭化水素類の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどを、エーテル類の具体例としては、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどを、ケトン類の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトンなどを、エステル類の具体例としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、炭酸プロピレンなどを挙げることができる。
これらの有機溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
なお、ポリオルガノシロキサン中に有機溶媒を含む場合には、後記する縮合・重合反応の前に、この有機溶媒を水系分散体から除去しておくこともできる。
Specific examples of aromatic hydrocarbons include benzene, toluene and xylene, specific examples of ethers include tetrahydrofuran and dioxane, and specific examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Specific examples of esters such as diisobutylketone and the like include ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, and propylene carbonate.
These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.
When the organic solvent is contained in the polyorganosiloxane, the organic solvent can be removed from the aqueous dispersion before the condensation / polymerization reaction described later.

また、ポリオルガノシロキサンの市販品には、三菱化学社製のMKCシリケート、コルコート社製のエチルシリケート、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製の変性シリコーンオイル(商品名:SFシリーズ、SHシリーズ)、GE東芝シリコーン社製の変性用シリコーンワニス(商品名:TSRシリーズ)、シリコーンレジン(商品名:TSRシリーズ)、ヒドロキシ末端ジメチルポリシロキサン(商品名:YFシリーズ)、信越化学工業社製のシリコーンアルコキシオリゴマー(商品名:Xシリーズ、KRシリーズ)、ダウコーニング・アジア社製のヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサン、日本ユニカー社製のNUC反応性シリコーンオイル(商品名:FZシリーズ)、昭和電工社製のグラスレジンなどがあり、これらをそのまま、またはさらに縮合させて使用してもよい。 Commercially available products of polyorganosiloxane include MKC silicate manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, ethyl silicate manufactured by Colcoat, modified silicone oils manufactured by Toray Dow Corning Silicone (trade names: SF series, SH series), GE Silicone varnish for modification made by Toshiba Silicone (trade name: TSR series), silicone resin (trade name: TSR series), hydroxy-terminated dimethylpolysiloxane (trade name: YF series), silicone alkoxy oligomer made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. ( (Product name: X series, KR series), hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane manufactured by Dow Corning Asia, NUC-reactive silicone oil (product name: FZ series) manufactured by Nihon Unicar, glass resin manufactured by Showa Denko There are , Or it may be used by further condensation.

(B)ラジカル重合性モノマー
(B)成分としては、ラジカル重合可能な不飽和二重結合を有するモノマーであれば、特に限定されるものではない。
(B) The radically polymerizable monomer (B) is not particularly limited as long as it is a monomer having an unsaturated double bond capable of radical polymerization.

(B)成分としては、例えば、(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、 エチル(メタ)アクリレート、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)アクリルリレート、アミル(メタ)アクリレート、i−アミル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸のエステル類;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)アクリレートなどの水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、 テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどの多官能性(メタ)アクリル酸エステル類;トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ペンタデカフルオロオクチル(メタ)アクリレートなどのフッ素原子含有(メタ)アクリルエステル類;2−アミノエチル(メタ)アクリレート、2−アミノプロピル(メタ)アクリレート、3−アミノプロピル(メタ)アクリレート、などのアミノ基含有(メタ)アクリルエステル類;グリシジル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル類などの(メタ)アクリル化合物が挙げられる。 Examples of the component (B) include (meth) acrylic acid; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, t -Butyl (meth) acrylylate, amyl (meth) acrylate, i-amyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, cyclohexyl methacrylate, etc. (Meth) acrylic acid esters; hydroxyl-containing (meth) acrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate; ethylene glycol Di (meta) Acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) ) Acrylate, tetrapropylene glycol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, polyfunctionality such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate ( (Meth) acrylic acid esters; trifluoroethyl (meth) acrylate, hexafluoroisopropyl (meth) acrylate, octafluoropentyl Fluorine atom-containing (meth) acrylic esters such as (meth) acrylate and pentadecafluorooctyl (meth) acrylate; 2-aminoethyl (meth) acrylate, 2-aminopropyl (meth) acrylate, 3-aminopropyl (meth) Examples include amino group-containing (meth) acrylic esters such as acrylate; and (meth) acrylic compounds such as epoxy group-containing (meth) acrylic esters such as glycidyl (meth) acrylate.

そのほか、(B)成分としては、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メトキシスチレン、2−ヒドロキシメチルスチレン、4−エチルスチレン、4−エトキシスチレン、3,4−ジメチルスチレン、3,4−ジエチルスチレン、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロ−3−メチルスチレン、4−t−ブチルスチレン、2,4−ジクロロスチレン、2,6−ジクロロスチレン、1−ビニルナフタレンなどの芳香族ビニル単量体; In addition, the component (B) includes styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methoxystyrene, 2-hydroxymethylstyrene, 4-ethylstyrene, 4-ethoxy. Styrene, 3,4-dimethylstyrene, 3,4-diethylstyrene, 2-chlorostyrene, 3-chlorostyrene, 4-chloro-3-methylstyrene, 4-t-butylstyrene, 2,4-dichlorostyrene, 2 Aromatic vinyl monomers such as 1,6-dichlorostyrene and 1-vinylnaphthalene;

テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロピレン、3,3,3−トリフロロプロピレン、クロロトリフロロエチレン、メチルトリフルオロビニルエーテル、エチルトリフルオロビニルエーテル、メトキシエチルトリフルオロビニルエーテル、エトキシエチルトリフルオロビニルエーテル、パーフロロ(メチルビニルエーテル)、パーフロロ(エチルビニルエーテル)、パーフロロ(プロピルビニルエーテル)、パーフロロ(ブチルビニルエーテル)、パーフロロ(イソブチルビニルエーテル)、パーフロロ(プロポキシプロピルビニルエーテル)などのフルオロオレフィンおよびフルオロオレフィン誘導体;
ジビニルベンゼンなどの上記以外の多官能性単量体;
Tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, 3,3,3-trifluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, methyl trifluorovinyl ether, ethyl trifluorovinyl ether, methoxyethyl trifluorovinyl ether, ethoxyethyl trifluorovinyl ether, perfluoro (methyl vinyl ether) Fluoroolefins and fluoroolefin derivatives such as perfluoro (ethyl vinyl ether), perfluoro (propyl vinyl ether), perfluoro (butyl vinyl ether), perfluoro (isobutyl vinyl ether), perfluoro (propoxypropyl vinyl ether);
Other polyfunctional monomers such as divinylbenzene;

(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−ノルマルプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−ヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−2−エチルヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N′−メチレンビスアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、マレイン酸アミド、マレイミドなどの酸アミド化合物; (Meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-normalpropyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N-butyl (meth) acrylamide, N-hexyl ( (Meth) acrylamide, N-cyclohexyl (meth) acrylamide, N-2-ethylhexyl (meth) acrylamide, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N- Acid amide compounds such as butoxymethyl (meth) acrylamide, N, N′-methylenebisacrylamide, diacetone acrylamide, maleic acid amide, maleimide;

アクリロニトリル、メタアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物;
4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジンなどのピペリジン系モノマー;
そのほかジカプロラクトンなどが挙げられる。
Vinyl cyanide compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile;
4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (meth) acryloyloxy-1, Piperidine monomers such as 2,2,6,6-pentamethylpiperidine;
Other examples include dicaprolactone.

さらに、官能基を有する(B)成分として、例えば、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの上記以外の不飽和カルボン酸;無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸無水物;アクリルアミドt−ブチルスルホン酸などの(メタ)アクリルアミドスルホン酸類;2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドホスフェートなどのリン酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類;2−ヒドロキシエチルビニルエーテルなどの上記以外の水酸基含有ビニル系単量体;2−アミノエチルビニルエーテルなどのアミノ基含有ビニル系単量体;1,1,1−トリメチルアミン(メタ)アクリルイミド、1−メチル−1−エチルアミン(メタ)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−(2−ヒドロキシプロピル)アミン(メタ)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−(2′−フェニル−2′−ヒドロキシエチル)アミン(メタ)アクリルイミド、1,1−ジメチル−1−(2′−ヒドロキシ−2′−フェノキシプロピル)アミン(メタ)アクリルイミドなどのアミンイミド基含有ビニル系単量体;アリルグリシジルエーテルなどの上記以外のエポキシ基含有ビニル系単量体などを挙げることができる。 Furthermore, as the component (B) having a functional group, for example, unsaturated carboxylic acids other than the above, such as crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid; unsaturated carboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride ; (Meth) acrylamide sulfonic acids such as acrylamide t-butyl sulfonic acid; phosphoric acid group-containing (meth) acrylic esters such as 2- (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate; other than the above such as 2-hydroxyethyl vinyl ether; Hydroxyl group-containing vinyl monomers; amino group-containing vinyl monomers such as 2-aminoethyl vinyl ether; 1,1,1-trimethylamine (meth) acrylimide, 1-methyl-1-ethylamine (meth) acrylimide 1,1-dimethyl-1- (2-hydroxypropyl) amine (me ) Acrylimide, 1,1-dimethyl-1- (2'-phenyl-2'-hydroxyethyl) amine (meth) acrylimide, 1,1-dimethyl-1- (2'-hydroxy-2'-phenoxypropyl) ) Amine imide group-containing vinyl monomers such as amine (meth) acrylimide; Epoxy group-containing vinyl monomers other than the above such as allyl glycidyl ether.

以上の(B)成分のうちでは、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル化合物、酸アミド化合物、(メタ)アクリルアミドスルホン酸類が好ましく、なかでも、アクリル酸、メタクリル酸、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ペンタデカフルオロオクチル(メタ)アクリレート、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、アクリルアミドt−ブチルスルホン酸が特に好ましい。 Among the above components (B), (meth) acrylic acid, (meth) acrylic compounds, acid amide compounds, and (meth) acrylamide sulfonic acids are preferable, and among them, acrylic acid, methacrylic acid, trifluoroethyl (meth) Acrylate, hexafluoroisopropyl (meth) acrylate, octafluoropentyl (meth) acrylate, pentadecafluorooctyl (meth) acrylate, N-isopropyl (meth) acrylamide, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, acrylamide t-butylsulfonic acid Is particularly preferred.

アクリルアミドt−ブチルスルホン酸などスルホン酸基を有するモノマーを用いることで有機無機複合体に直接スルホン酸基を導入することができ、体積抵抗を小さくすることができる。また、フェニル基、アルコール性水酸基、エポキシ基、メルカプト基などスルホン化によってスルホン酸基を導入できる官能基を含む(B)成分を選択し、スルホン化することでも、体積抵抗を小さくすることができる。
なお、(B)成分中に、酸性官能基を含むラジカル重合性モノマーを使用すると、後述する(E)成分として優れた効果を示すため好ましい。
By using a monomer having a sulfonic acid group such as acrylamide t-butylsulfonic acid, the sulfonic acid group can be directly introduced into the organic-inorganic composite, and the volume resistance can be reduced. In addition, the volume resistance can be reduced by selecting and sulfonating the component (B) containing a functional group capable of introducing a sulfonic acid group by sulfonation, such as a phenyl group, an alcoholic hydroxyl group, an epoxy group, or a mercapto group. .
In addition, when the radically polymerizable monomer containing an acidic functional group is used in (B) component, since the effect excellent as (E) component mentioned later is shown, it is preferable.

本発明の水系分散体における(A)成分と(B)成分との配合割合は、(A)成分の合計量が、好ましくは1〜100重量部、さらに好ましくは1〜95重量部、特に好ましくは10〜90重量部、(B)成分が好ましくは99〜0重量部、さらに好ましくは99〜5重量部、特に好ましくは90〜10重量部〔ただし、(A)+(B)=100重量部〕である。ここで、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリエトキシシランなど(A)成分としても(B)成分としても作用する成分については、その重量を2で除し、(A)成分および(B)成分として扱うものとする。
(B)成分の割合が99重量部を超えると、耐水性の悪化が顕著となり好ましくない。
The mixing ratio of the component (A) and the component (B) in the aqueous dispersion of the present invention is such that the total amount of the component (A) is preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 1 to 95 parts by weight, particularly preferably. 10 to 90 parts by weight, component (B) is preferably 99 to 0 parts by weight, more preferably 99 to 5 parts by weight, particularly preferably 90 to 10 parts by weight [provided that (A) + (B) = 100 parts by weight Part]. Here, about the component which acts as both (A) component and (B) component, such as 3- (meth) acryloxypropyl triethoxysilane, the weight is divided by 2 and (A) component and (B) component Shall be treated as
When the proportion of the component (B) exceeds 99 parts by weight, the deterioration of water resistance becomes remarkable, which is not preferable.

(C)乳化剤
乳化剤として用いられる界面活性剤としては、例えばアルキル硫酸エステル(塩)、アルキルアリール硫酸エステル(塩)、アルキルリン酸エステル(塩)、脂肪酸(塩)などのアニオン系界面活性剤;アルキルアミン塩、アルキル四級アミン塩などのカチオン系界面活性剤;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アリールエーテル、ブロック型ポリエーテルなどのノニオン系界面活性剤;カルボン酸型(例えば、アミノ酸型、ベタイン酸型など)、スルホン酸型などの両性界面活性剤、商品名で、ラテムルS−180A〔花王社製〕、エレミノールJS−2〔三洋化成社製〕、アクアロンHS−10、KH−10〔第一工業製薬社製〕、アデカリアソープSE−10N、SR−10〔旭電化工業社製〕、Antox MS−60〔日本乳化剤社製〕などの反応性乳化剤などのいずれでも使用可能である。
(C) As surfactants used as emulsifiers, anionic surfactants such as alkyl sulfates (salts), alkylaryl sulfates (salts), alkyl phosphates (salts), and fatty acids (salts); Cationic surfactants such as alkylamine salts and alkyl quaternary amine salts; Nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylaryl ethers and block polyethers; Carboxylic acid types (for example, amino acid types) ), Amphoteric surfactants such as sulfonic acid type, etc., under the trade names, Latemul S-180A (manufactured by Kao Corporation), Eleminol JS-2 (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.), Aqualon HS-10, KH-10 [Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.], Adekaria soap SE-10N, SR-10 [Asahi Denka Kogyo Ltd.], Antox MS-60 [manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.], it is possible to use any of such reactive emulsifier such as.

アルキル硫酸エステル、アルキルアリール硫酸エステルなどのスルホン酸基を有する乳化剤を酸型のまま用いることで体積抵抗を小さくすることができる。
特に、反応性乳化剤を用いると、耐水性に優れ好ましい。
By using an emulsifier having a sulfonic acid group such as an alkyl sulfate ester or an alkylaryl sulfate ester in an acid form, the volume resistance can be reduced.
In particular, use of a reactive emulsifier is preferable because of excellent water resistance.

親水性基を有するポリマーのうち分散機能を有するものも乳化剤として使用することができる。このようなポリマーとしては、スチレン・マレイン酸共重合体、スチレン・アクリル酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリアルキレングリコール、ポリイソプレンのスルホン化物、水添スチレン・ブタジエン共重合体のスルホン化物、スチレン・マレイン酸共重合体のスルホン化物、スチレン・アクリル酸共重合体のスルホン化物などを挙げることができる。特にスルホン酸基を有するポリマーを酸型のまま用いることで体積抵抗を小さくすることができる。このようなポリマーとしては、ポリイソプレンのスルホン化物、水添スチレン・ブタジエン共重合体のスルホン化物、スチレン・マレイン酸共重合体のスルホン化物、スチレン・アクリル酸共重合体のスルホン化物などを挙げることができる。 Among the polymers having a hydrophilic group, those having a dispersing function can also be used as an emulsifier. Examples of such polymers include styrene / maleic acid copolymer, styrene / acrylic acid copolymer, polyvinyl alcohol, polyalkylene glycol, sulfonated polyisoprene, sulfonated hydrogenated styrene / butadiene copolymer, styrene / Examples thereof include a sulfonated product of a maleic acid copolymer and a sulfonated product of a styrene / acrylic acid copolymer. In particular, the volume resistance can be reduced by using a polymer having a sulfonic acid group in an acid form. Examples of such a polymer include a sulfonated product of polyisoprene, a sulfonated product of hydrogenated styrene / butadiene copolymer, a sulfonated product of styrene / maleic acid copolymer, and a sulfonated product of styrene / acrylic acid copolymer. Can do.

これらの乳化剤は、1種単独であるいは2種以上を併用することができる。
乳化剤の使用量は特に限定されるものではないが、(A)成分と(B)成分の合計量100重量部に対し、通常、0.1〜50重量部、好ましくは0.2〜20重量部、さらに好ましくは0.5〜5重量部である。0.1重量部未満では、乳化が充分でなく、また、加水分解・縮合およびラジカル重合時の安定性が低下し好ましくない。一方、50重量部を超えると、泡立ちおよび耐水性が問題となり好ましくない。
These emulsifiers can be used alone or in combination of two or more.
Although the usage-amount of an emulsifier is not specifically limited, 0.1-50 weight part normally with respect to 100 weight part of total amounts of (A) component and (B) component, Preferably it is 0.2-20 weight Parts, more preferably 0.5 to 5 parts by weight. If it is less than 0.1 part by weight, emulsification is not sufficient, and stability during hydrolysis / condensation and radical polymerization is unfavorable. On the other hand, when the amount exceeds 50 parts by weight, foaming and water resistance become problems, which is not preferable.

(D)水
本発明の水系分散体の製造に用いられ水系媒体の主要成分となる水は、あらかじめ添加された(A)成分の水系の混合液中に存在する水であってもよく、あるいは、(A)成分の混合物にさらに(C)乳化剤とともに添加される水であってもよい。
水の使用量は特に限定されるものではないが、(A)成分および(B)成分の合計量100重量部に対し、通常、50〜2,000重量部、好ましくは80〜1,000重量部、さらに好ましく100〜500重量部である。50重量部未満では、乳化が困難であったり、乳化後のエマルジョンの安定性が低下したりするため、好ましくない。一方、2,000重量部を超えると、生産性が低下するため好ましくない。
(D) Water The water used as the main component of the aqueous medium used in the production of the aqueous dispersion of the present invention may be water existing in the aqueous mixture of the component (A) added in advance, or Further, water added together with the emulsifier (C) may be added to the mixture of the component (A).
The amount of water used is not particularly limited, but is usually 50 to 2,000 parts by weight, preferably 80 to 1,000 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the total amount of component (A) and component (B). Parts, more preferably 100 to 500 parts by weight. If it is less than 50 parts by weight, emulsification is difficult or the stability of the emulsion after emulsification is lowered, which is not preferable. On the other hand, when the amount exceeds 2,000 parts by weight, productivity is lowered, which is not preferable.

(E)加水分解触媒
(A)〜(D)成分を混合し、エマルジョンの平均粒子径を1μm以下に微細化する前および/または後で、(A)成分の加水分解・縮合反応を促進する触媒(E)を併用しても良い。
(E)成分を使用することにより、重合安定性を高めるとともに、使用される(A)成分の重縮合反応により生成されるポリシロキサン樹脂の分子量が大きくなり、耐水性に優れた材料を得ることができる。
(E) Hydrolysis catalysts (A) to (D) are mixed, and before and / or after the average particle size of the emulsion is reduced to 1 μm or less, the hydrolysis / condensation reaction of component (A) is promoted. A catalyst (E) may be used in combination.
By using the component (E), the polymerization stability is improved, and the molecular weight of the polysiloxane resin produced by the polycondensation reaction of the component (A) used is increased to obtain a material having excellent water resistance. Can do.

このような(E)成分としては、酸性化合物、アルカリ性化合物、塩化合物、アミン化合物、有機金属化合物および/またはその部分加水分解物(以下、有機金属化合物および/またはその部分加水分解物をまとめて「有機金属化合物等」という)が好ましい。
上記酸性化合物としては、例えば、酢酸、塩酸、硫酸、リン酸、アルキルチタン酸、p−トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、フタル酸などを挙げることができ、好ましくは、塩酸、硫酸、リン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸である。
As such component (E), acidic compounds, alkaline compounds, salt compounds, amine compounds, organometallic compounds and / or partial hydrolysates thereof (hereinafter referred to as organometallic compounds and / or partial hydrolysates thereof) (Referred to as “organometallic compound etc.”).
Examples of the acidic compound include acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, alkyl titanic acid, p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, phthalic acid, etc., preferably hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid , Dodecylbenzenesulfonic acid.

また、上記アルカリ性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを挙げることができるが、体積抵抗が大きくなることがあるので、アルカリ性化合物は使用しないことが好ましい。
また、上記塩化合物としては、例えば、ナフテン酸、オクチル酸、亜硝酸、亜硫酸、アルミン酸、炭酸などのアルカリ金属塩などを挙げることができる。
Examples of the alkaline compound include sodium hydroxide and potassium hydroxide. However, since the volume resistance may increase, it is preferable not to use an alkaline compound.
Examples of the salt compounds include alkali metal salts such as naphthenic acid, octylic acid, nitrous acid, sulfurous acid, aluminate, and carbonic acid.

また、上記アミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ピペリジン、ピペラジン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、エタノールアミン、トリエチルアミン、3−アミノプロピル・トリメトキシシラン、3−アミノプロピル・トリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル・トリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル・トリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル・メチル・ジメトキシシラン、3−アニリノプロピル・トリメトキシシランや、アルキルアミン塩類、四級アンモニウム塩類のほか、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられる各種変性アミンなどを挙げることができ、好ましくは、3−アミノプロピル・トリメトキシシラン、3−アミノプロピル・トリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル・トリメトキシシランである。 Examples of the amine compound include ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, piperidine, piperazine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, ethanolamine, triethylamine, and 3-aminopropyl. Trimethoxysilane, 3-aminopropyl triethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) -aminopropyl trimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) -aminopropyl triethoxysilane, 3- (2 -Aminoethyl) -aminopropyl-methyl-dimethoxysilane, 3-anilinopropyl-trimethoxysilane, alkylamine salts, quaternary ammonium salts, as well as various curing agents for epoxy resins Aminopropyl trimethoxysilane - like can be mentioned sex amines, preferably, 3-aminopropyl trimethoxysilane, 3-aminopropyl triethoxysilane, 3- (2-aminoethyl).

また、上記有機金属化合物等としては、例えば、下記一般式(2)で表される化合物(以下「有機金属化合物(2)」という)、同一のスズ原子に結合した炭素数1〜10のアルキル基を1〜2個有する4価スズの有機金属化合物(以下、「有機スズ化合物」という。)、あるいは、これらの化合物の部分加水分解物などを挙げることができる。 Examples of the organometallic compound include a compound represented by the following general formula (2) (hereinafter referred to as “organometallic compound (2)”), an alkyl having 1 to 10 carbon atoms bonded to the same tin atom. Examples thereof include tetravalent tin organometallic compounds having 1 to 2 groups (hereinafter referred to as “organotin compounds”), partial hydrolysates of these compounds, and the like.

M(OR3r(R4COCHCOR5s……(2)
〔式中、Mはジルコニウム、チタンまたはアルミニウムを示し、R3およびR4は、同一または異なって、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基などの炭素数1〜6の1価の炭化水素基を示し、R5は、R3およびR4と同様の炭素数1〜6の1価の炭化水素基のほか、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ラウリルオキシ基、ステアリルオキシ基などの炭素数1〜16のアルコキシル基を示し、rおよびsは0〜4の整数で、(r+s)=(Mの原子価)である。〕
M (OR 3 ) r (R 4 COCHCOR 5 ) s (2)
Wherein, M represents zirconium, titanium or aluminum, R 3 and R 4 are the same or different, an ethyl group, n- propyl group, i- propyl, n- butyl group, sec- butyl group, t -A monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms such as a butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, a cyclohexyl group, and a phenyl group, and R 5 has the same carbon number as R 3 and R 4 1-6 monovalent hydrocarbon groups, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, t-butoxy group, lauryloxy group, stearyloxy Represents an alkoxyl group having 1 to 16 carbon atoms such as a group, and r and s are integers of 0 to 4, and (r + s) = (valence of M). ]

有機金属化合物(2)の具体例としては、
(イ)テトラ−n−ブトキシジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・エチルアセトアセテートジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウムなどの有機ジルコニウム化合物;
Specific examples of the organometallic compound (2) include
(I) Tetra-n-butoxyzirconium, tri-n-butoxyethylacetoacetatezirconium, di-n-butoxybis (ethylacetoacetate) zirconium, n-butoxytris (ethylacetoacetate) zirconium, tetrakis (n Organic zirconium compounds such as propylacetoacetate) zirconium, tetrakis (acetylacetoacetate) zirconium, tetrakis (ethylacetoacetate) zirconium;

(ロ)テトラ−i−プロポキシチタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセテート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトン)チタニウムなどの有機チタン化合物;
(ハ)トリ−i−プロポキシアルミニウム、ジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム、ジ−i−プロポキシ・アセチルアセトナートアルミニウム、i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノアセチルアセトナート・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウムなどの有機アルミニウム化合物;
などを挙げることができる。
(B) Tetra-i-propoxy titanium, di-i-propoxy bis (ethylacetoacetate) titanium, di-i-propoxy bis (acetylacetate) titanium, di-i-propoxy bis (acetylacetone) titanium, etc. Organic titanium compounds;
(C) Tri-i-propoxyaluminum, di-i-propoxyethyl acetoacetate aluminum, di-i-propoxy acetylacetonate aluminum, i-propoxy bis (ethylacetoacetate) aluminum, i-propoxy bis ( Organoaluminum compounds such as acetylacetonato) aluminum, tris (ethylacetoacetate) aluminum, tris (acetylacetonato) aluminum, monoacetylacetonate bis (ethylacetoacetate) aluminum;
And so on.

これらの有機金属化合物(2)およびその部分加水分解物のうち、トリ−n−ブトキシ・エチルアセトアセテートジルコニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、あるいは、これらの化合物の部分加水分解物が好ましい。 Among these organometallic compounds (2) and partial hydrolysates thereof, tri-n-butoxy ethylacetoacetate zirconium, di-i-propoxy bis (acetylacetonato) titanium, di-i-propoxy ethylacetate Acetate aluminum, tris (ethyl acetoacetate) aluminum, or a partial hydrolyzate of these compounds is preferred.

また、有機スズ化合物の具体例としては、
(C492Sn(OCOC11232
(C492Sn(OCOCH=CHCOOCH32
(C492Sn(OCOCH=CHCOOC492
(C8172Sn(OCOC8172
(C8172Sn(OCOC11232
(C8172Sn(OCOCH=CHCOOCH32
(C8172Sn(OCOCH=CHCOOC492
(C8172Sn(OCOCH=CHCOOC8172
(C8172Sn(OCOCH=CHCOOC16332
(C8172Sn(OCOCH=CHCOOC17352
(C8172Sn(OCOCH=CHCOOC18372
(C8172Sn(OCOCH=CHCOOC20412



Moreover, as a specific example of an organotin compound,
(C 4 H 9 ) 2 Sn (OCOC 11 H 23 ) 2 ,
(C 4 H 9) 2 Sn (OCOCH = CHCOOCH 3) 2,
(C 4 H 9) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 4 H 9) 2,
(C 8 H 17 ) 2 Sn (OCOC 8 H 17 ) 2 ,
(C 8 H 17 ) 2 Sn (OCOC 11 H 23 ) 2 ,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOCH 3) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 4 H 9) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 8 H 17) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 16 H 33) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 17 H 35) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 18 H 37) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 20 H 41) 2,



(C492SnOCOCH3



(C492SnOCOCH3
(C49)Sn(OCOC11233
(C49)Sn(OCONa)3
などのカルボン酸型有機スズ化合物;
(C 4 H 9 ) 2 SnOCOCH 3

O

(C 4 H 9 ) 2 SnOCOCH 3 ,
(C 4 H 9) Sn ( OCOC 11 H 23) 3,
(C 4 H 9 ) Sn (OCONa) 3
Carboxylic acid type organotin compounds such as;

(C492Sn(SCH2COOC8172
(C492Sn(SCH2CH2COOC8172
(C8172Sn(SCH2COOC8172
(C8172Sn(SCH2CH2COOC8172
(C8172Sn(SCH2COOC12252
(C8172Sn(SCH2CH2COOC12252
(C49)Sn(SCOCH=CHCOOC8173
(C817)Sn(SCOCH=CHCOOC8173
(C 4 H 9) 2 Sn (SCH 2 COOC 8 H 17) 2,
(C 4 H 9) 2 Sn (SCH 2 CH 2 COOC 8 H 17) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (SCH 2 COOC 8 H 17) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (SCH 2 CH 2 COOC 8 H 17) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (SCH 2 COOC 12 H 25) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (SCH 2 CH 2 COOC 12 H 25) 2,
(C 4 H 9) Sn ( SCOCH = CHCOOC 8 H 17) 3,
(C 8 H 17) Sn ( SCOCH = CHCOOC 8 H 17) 3,

(C492Sn(SCH2COOC817



(C492Sn(SCH2COOC817
などのメルカプチド型有機スズ化合物;
(C 4 H 9) 2 Sn (SCH 2 COOC 8 H 17)

O

(C 4 H 9 ) 2 Sn (SCH 2 COOC 8 H 17 )
Mercaptide-type organotin compounds such as

(C492Sn=S、(C8172Sn=S、
(C492Sn=S



(C492Sn=S
などのスルフィド型有機スズ化合物;
(C 4 H 9 ) 2 Sn = S, (C 8 H 17 ) 2 Sn = S,
(C 4 H 9 ) 2 Sn = S

S

(C 4 H 9 ) 2 Sn = S
Sulfide-type organotin compounds such as;

(C49)SnCl3、(C492SnCl2
(C8172SnCl2
(C492Sn−Cl



(C492Sn−Cl
などのクロライド型有機スズ化合物;
(C 4 H 9) SnCl 3 , (C 4 H 9) 2 SnCl 2,
(C 8 H 17 ) 2 SnCl 2 ,
(C 4 H 9) 2 Sn -Cl

S

(C 4 H 9) 2 Sn -Cl
Chloride-type organotin compounds such as;

(C492SnO、(C8172SnOなどの有機スズオキサイドや、これらの有機スズオキサイドとシリケート、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、フタル酸ジオクチルなどのエステル化合物との反応生成物;
などを挙げることができる。
Reaction of organotin oxides such as (C 4 H 9 ) 2 SnO, (C 8 H 17 ) 2 SnO, and ester compounds such as silicates, dimethyl maleate, diethyl maleate and dioctyl phthalate Product;
And so on.

なお、(E)成分として、アクリル酸、メタクリル酸などのラジカル重合性の酸を含むと、(B)成分として共重合することから、耐水性を劣化させることがないという効果が得られる。
(E)成分の使用量は特に限定されるものではないが、上記(A)成分の100重量部に対して、通常、0.01〜5重量部、好ましくは0.1〜5重量部、さらに好ましくは0.1〜3重量部である。
In addition, when (E) component contains radically polymerizable acids, such as acrylic acid and methacrylic acid, since it copolymerizes as (B) component, the effect that water resistance is not deteriorated is acquired.
(E) Although the usage-amount of a component is not specifically limited, It is 0.01-5 weight part normally with respect to 100 weight part of the said (A) component, Preferably it is 0.1-5 weight part, More preferably, it is 0.1-3 weight part.

(F)ラジカル重合開始剤
(B)成分を用いる場合、ラジカル重合開始剤(F)が用いられる。ラジカル重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシマレイン酸、コハク酸パーオキサイド、2,2′−アゾビス〔2−N−ベンジルアミジノ〕プロパン塩酸塩などの水溶性開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、クミルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシオクトエート、アゾビスイソブチロニトリルなどの油溶性開始剤;酸性亜硫酸ナトリウム、ロンガリット、アスコルビン酸などの還元剤を併用したレドックス系開始剤などが使用できる。
(F) When the radical polymerization initiator (B) component is used, the radical polymerization initiator (F) is used. As radical polymerization initiators, persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate, hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, t-butyl peroxymaleic acid, succinic peroxide, 2,2 Water-soluble initiators such as' -azobis [2-N-benzylamidino] propane hydrochloride; benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, diisopropyl peroxydicarbonate, cumylperoxyneodecanoate, cumylperoxyoctoate, An oil-soluble initiator such as azobisisobutyronitrile; a redox initiator combined with a reducing agent such as acidic sodium sulfite, Rongalite, and ascorbic acid can be used.

これらの(F)成分のなかでも、重合安定性の面から、水溶性開始剤が好ましい。
これらのラジカル重合開始剤の使用量は特に限定されないが、(B)成分の100重量部に対して、0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜4重量部、さらに好ましくは0.1重量部〜3重量部である。0.01重量部未満では、ラジカル重合反応が途中で失活することがあり、一方、5重量部を超えると、耐水性に劣る場合がある。
Among these (F) components, a water-soluble initiator is preferable from the viewpoint of polymerization stability.
Although the usage-amount of these radical polymerization initiators is not specifically limited, 0.01-5 weight part with respect to 100 weight part of (B) component, Preferably it is 0.05-4 weight part, More preferably, it is 0.8. 1 to 3 parts by weight. If it is less than 0.01 part by weight, the radical polymerization reaction may be deactivated in the middle, while if it exceeds 5 parts by weight, the water resistance may be inferior.

<水系分散体の製造>
本発明の水系分散体は、上記(A)〜(D)成分を混合し、エマルジョンの平均粒子径を1μm以下に微細化した後、必要に応じて上記(F)成分を加えてラジカル重合を行なうことにより得られる。
また、微細化は、高圧ホモジナイザー、超音波、ホモミキサーなどの機械的手段を用いて、系をミニエマルジョン化する。この際、エマルジョンの平均粒子径を好ましくは1μm以下、さらに好ましくは0.01〜0.5μm、特に好ましくは0.01〜0.2μmとする。エマルジョンの平均粒子径が1μmを超えると、耐水性が劣り好ましくない。
<Production of aqueous dispersion>
In the aqueous dispersion of the present invention, the components (A) to (D) are mixed, the average particle size of the emulsion is refined to 1 μm or less, and then the component (F) is added as necessary to perform radical polymerization. It is obtained by doing.
Further, in the miniaturization, the system is made into a mini-emulsion by using a mechanical means such as a high-pressure homogenizer, an ultrasonic wave, a homomixer or the like. At this time, the average particle size of the emulsion is preferably 1 μm or less, more preferably 0.01 to 0.5 μm, and particularly preferably 0.01 to 0.2 μm. When the average particle diameter of the emulsion exceeds 1 μm, the water resistance is inferior, which is not preferable.

また、ラジカル重合反応の反応条件は、温度が、通常、25〜120℃、好ましくは40〜90℃、反応時間は、通常、0.5〜15時間、好ましくは1〜8時間である。
また、本発明の水系分散体中に、上記(A)成分の調製時に必要に応じて用いられる有機溶媒を含む場合には、この有機溶媒を水系分散体から除去しておくこともできる。
さらに、本発明の水系分散体中には、必要に応じて、(A)成分の調製時に用いられる上記のような各種有機溶媒を添加することもできる。なお、引火性を持たないようにするために、引火性有機溶媒は、加熱・蒸留などの手段で低減させておくことが望ましい。
Moreover, as for the reaction conditions of radical polymerization reaction, temperature is 25-120 degreeC normally, Preferably it is 40-90 degreeC, and reaction time is 0.5 to 15 hours normally, Preferably it is 1 to 8 hours.
In addition, when the aqueous dispersion of the present invention contains an organic solvent used as necessary when preparing the component (A), the organic solvent can be removed from the aqueous dispersion.
Furthermore, in the aqueous dispersion of the present invention, various organic solvents as described above used at the time of preparing the component (A) can be added as necessary. In order to avoid flammability, it is desirable to reduce the flammable organic solvent by means such as heating and distillation.

本発明のスルホン酸基含有水系分散体はスルホン酸基を含む。
スルホン酸基の導入方法を例示すると、
a.エポキシ基、メルカプト基、ビニル基などスルホン化によってスルホン酸基を導入できる官能基を含むR1を有する(A)成分を導入し、スルホン化する方法。
b.アクリルアミドt−ブチルスルホン酸などスルホン酸基を有するモノマーを製造に用いることでスルホン酸基を導入する方法。
c.エポキシ基、メルカプト基などスルホン化によってスルホン酸基を導入できる官能基を含む(B)成分を導入し、スルホン化する方法。
d.アルキル硫酸エステル、アルキルアリール硫酸エステルなどのスルホン酸基を有する乳化剤を酸型のまま用いる方法。
e.スルホン酸基を有するポリマーを添加する方法。
The sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention contains a sulfonic acid group.
Illustrating the method of introducing sulfonic acid groups,
a. Epoxy group, a mercapto group, introducing the component (A) having R 1 containing a functional group capable of introducing a sulfonic acid group by sulfonation such as a vinyl group, a method of sulfonation.
b. A method of introducing a sulfonic acid group by using a monomer having a sulfonic acid group such as acrylamide t-butylsulfonic acid for production.
c. A method in which a component (B) containing a functional group capable of introducing a sulfonic acid group by sulfonation, such as an epoxy group or a mercapto group, is introduced for sulfonation.
d. A method in which an emulsifier having a sulfonic acid group such as an alkyl sulfate ester or an alkylaryl sulfate ester is used in an acid form.
e. A method of adding a polymer having a sulfonic acid group.

上記a、cのスルホン化は公知の方法を用いることができ、例えば、官能基がエポキシ基の場合は硫酸を添加することにより、官能基がメルカプト基の場合は過酸化水素などの酸化剤を添加することにより、官能基がビニル基など不飽和2重結合の場合は亜硫酸水素を添加することによりスルホン化する事ができる。 For the sulfonation of a and c, a known method can be used. For example, when the functional group is an epoxy group, sulfuric acid is added. When the functional group is a mercapto group, an oxidizing agent such as hydrogen peroxide is added. When the functional group is an unsaturated double bond such as a vinyl group, it can be sulfonated by adding hydrogen sulfite.

b.アクリルアミドt−ブチルスルホン酸などスルホン酸基を有するモノマーを製造に用いることでスルホン酸基を導入する方法では、(b−1)(B)成分としてスルホン酸基を有するモノマーを(A)成分と混合して用いる方法、(b−2)微細乳化の後、スルホン酸基を有するモノマーを添加、次いで(F)成分を添加して重合する方法、(b−3)微細乳化の後、(F)成分を添加、次いでスルホン酸基を有するモノマーを添加して重合することもできる。
耐水性の点からbの方法が好ましく、重合安定性の点から(b−2)または(b−3)の方法が好ましい。
b. In the method of introducing a sulfonic acid group by using a monomer having a sulfonic acid group such as acrylamide t-butylsulfonic acid for production, the monomer having a sulfonic acid group as the component (b-1) and (B) is combined with the component (A). Method of mixing, (b-2) Method of adding monomer having sulfonic acid group after fine emulsification, then adding (F) component and polymerizing, (b-3) After fine emulsification, (F ) Component may be added, and then a monomer having a sulfonic acid group may be added for polymerization.
The method b is preferable from the viewpoint of water resistance, and the method (b-2) or (b-3) is preferable from the viewpoint of polymerization stability.

e.スルホン酸基を有するポリマーとしては、特に制限はなく、例えば、ポリブタジエンのスルホン化物、ポリイソプレンのスルホン化物など共役ジエン(共)重合体のスルホン化物;ポリスチレンのスルホン化物、スチレン・ブタジエン共重合体のスルホン化物、水添スチレン・ブタジエン共重合体のスルホン化物、スチレン・マレイン酸共重合体のスルホン化物、スチレン・アクリル酸共重合体のスルホン化物、アセトフェノン系ケトン樹脂のスルホン化物、芳香族ポリイミド樹脂のスルホン化物、ポリエーテルサルホン樹脂のスルホン化物など芳香族系(共)重合体のスルホン化物;イソプレンスルホン酸、アクリルアミド2−メチルプロパンスルホン酸などスルホン酸基含有モノマーの(共)重合体;デュポン社製NAFION(商品名)に代表されるスルホン酸基を有するフッ素系ポリマーが挙げられる。これらスルホン酸基を有するポリマーの量は、水系分散体の固形分100重量%に対して、好ましくは99重量%以下、さらに好ましくは50重量%以下、最も好ましくは30重量%以下である。99重量%を超えると耐水性に劣る。スルホン酸基を有するポリマーの添加は、製造の初期から製造後までのいずれかの工程で実施すればよく、(D)成分の水に溶解または分散して製造の初期に添加する方法、乳化機能を有するスルホン酸基を有するポリマーであれば(C)成分として製造の初期に添加する方法、製造後かつ成膜の直前に添加する方法などが挙げられる。 e. The polymer having a sulfonic acid group is not particularly limited. For example, a sulfonated product of a conjugated diene (co) polymer such as a sulfonated product of polybutadiene or a sulfonated product of polyisoprene; a sulfonated product of polystyrene or a styrene-butadiene copolymer. Sulfonated products, sulfonated products of hydrogenated styrene / butadiene copolymers, sulfonated products of styrene / maleic acid copolymers, sulfonated products of styrene / acrylic acid copolymers, sulfonated products of acetophenone ketone resins, aromatic polyimide resins Sulfonated products, sulfonated products of aromatic (co) polymers such as sulfonated products of polyethersulfone resins; (co) polymers of sulfonic acid group-containing monomers such as isoprenesulfonic acid and acrylamide 2-methylpropanesulfonic acid; DuPont NAFION (Product name Fluorine-based polymer can be cited having a sulfonic acid group represented by. The amount of the polymer having a sulfonic acid group is preferably 99% by weight or less, more preferably 50% by weight or less, and most preferably 30% by weight or less based on 100% by weight of the solid content of the aqueous dispersion. If it exceeds 99% by weight, the water resistance is poor. The addition of the polymer having a sulfonic acid group may be carried out in any step from the initial stage of production to after the production. In the case of a polymer having a sulfonic acid group having, there are a method of adding the component (C) at the initial stage of production, a method of adding it after production and immediately before film formation, and the like.

a〜eの方法は併用することができ、体積抵抗をより小さくする目的においてはこれらの方法を併用することが好ましい。
スルホン酸基の量は、a、cの方法では導入する官能基量とスルホン化剤の量により、bの方法ではスルホン酸基を有するモノマーの量により、dの方法では酸型の乳化剤の量により、eの方法では添加するポリマー中のスルホン酸基の量により調整することができる。
The methods a to e can be used in combination, and these methods are preferably used in combination for the purpose of reducing the volume resistance.
The amount of the sulfonic acid group depends on the amount of the functional group to be introduced and the amount of the sulfonating agent in the methods a and c, the amount of the monomer having a sulfonic acid group in the method b, and the amount of the acid type emulsifier in the method d. Thus, in the method e, the amount of the sulfonic acid group in the polymer to be added can be adjusted.

<添加剤>
本発明のスルホン酸基含有水系分散体は、必要に応じて、架橋剤、溶剤、粒子などの各種添加剤を使用することもできる。
(架橋剤)
(A)成分および/または(B)成分により導入された官能基と反応して硬化物を形成できる化合物を架橋剤として使用することができる。
<Additives>
In the sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention, various additives such as a crosslinking agent, a solvent, and particles can be used as necessary.
(Crosslinking agent)
A compound capable of reacting with the functional group introduced by the component (A) and / or the component (B) to form a cured product can be used as a crosslinking agent.

このような架橋剤としては、たとえば、(ポリ)メチロール化メラミン、(ポリ)メチロール化グリコールウリル、(ポリ)メチロール化ベンゾグアナミン、(ポリ)メチロール化ウレアなどの活性メチロール基の全部または一部をアルキルエーテル化した含窒素化合物;
ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレンおよびその共重合体、低分子フェノール化合物などのフェノール樹脂;
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂などのエポキシ化合物;
などが挙げられる。
Examples of such a cross-linking agent include all or part of an active methylol group such as (poly) methylolated melamine, (poly) methylolated glycoluril, (poly) methylolated benzoguanamine, (poly) methylolated urea. Etherified nitrogen-containing compounds;
Phenolic resins such as novolak resins, polyhydroxystyrene and copolymers thereof, and low molecular weight phenol compounds;
Epoxy compounds such as phenol novolac epoxy resins, cresol novolac epoxy resins, alicyclic epoxy resins, aliphatic epoxy resins;
Etc.

(B)成分としてジアセトンアクリルアミドを用いた場合など、カルボニル基が水系分散体に導入されている場合、アジピン酸ジヒドラジドなど多価ヒドラジド化合物を架橋剤として用いることができる。
(E)成分は(A)成分の硬化触媒としても働き、後添加する架橋剤としては、特に有機金属化合物が好適に用いられる。
When a carbonyl group is introduced into the aqueous dispersion, such as when diacetone acrylamide is used as the component (B), a polyhydric hydrazide compound such as adipic acid dihydrazide can be used as a crosslinking agent.
The component (E) also functions as a curing catalyst for the component (A), and an organic metal compound is particularly preferably used as a post-added crosslinking agent.

(溶剤)
本発明に用いられる溶剤は、スルホン酸基含有水系分散体の取り扱い性を向上させたり、粘度や保存安定性を調節したりするために添加される。
(solvent)
The solvent used in the present invention is added to improve the handleability of the sulfonic acid group-containing aqueous dispersion and to adjust the viscosity and storage stability.

このような溶剤は、本発明の目的を損なわない有機溶媒であれば特に限定されないが、たとえば、
メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノールなどのアルコール類;
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ーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;
Such a solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent that does not impair the object of the present invention.
Alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol;
Ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate;
Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether;

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、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類;
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、プロピレングリコールモノ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ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
Propylene glycol dialkyl ethers such as propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dibutyl ether;
Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate;

エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;
ブチルカルビトール等のカルビトール類;
乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸イソプロピル等の乳酸エステル類;
酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸イソブチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;
3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等のエステル類;
Cellosolves such as ethyl cellosolve and butyl cellosolve;
Carbitols such as butyl carbitol;
Lactic acid esters such as methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate and isopropyl lactate;
Aliphatic carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, n-amyl acetate, isoamyl acetate, isopropyl propionate, n-butyl propionate, isobutyl propionate;
Esters such as methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate;

トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;
N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;
γ−ブチロラクン等のラクトン類が挙げられる。また、必要に応じて、脂肪族炭化水素類などを混合して使用してもよい。
これらの溶媒は、1種単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene;
Ketones such as 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclohexanone;
Amides such as N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone;
Examples include lactones such as γ-butyrolacun. Moreover, you may mix and use aliphatic hydrocarbons etc. as needed.
These solvents can be used alone or in combination of two or more.

(その他の添加剤)
本発明に係るスルホン酸基含有水系分散体は、無機あるいは有機の粒子、密着助剤、増感剤、レベリング剤、着色剤などその他の添加剤を含有していてもよい。
(Other additives)
The sulfonic acid group-containing aqueous dispersion according to the present invention may contain other additives such as inorganic or organic particles, adhesion aids, sensitizers, leveling agents, and coloring agents.

無機粒子としては、たとえば、SrTiO3、FeTiO3、WO3、SnO2、Bi23、In23、ZnO、Fe23、RuO2、CdO、CdS、CdSe、GaP、GaAs、CdFeO3、MoS2、LaRhO3、GaN、CdP、ZnS、ZnSe、ZnTe、Nb25、ZrO2、InP、GaAsP、InGaAlP、AlGaAs、PbS、InAs、PbSe、InSb、SiO2、Al23、AlGaAs、Al(OH)3、Sb25、Si34、Sn−In23、Sb−In23、MgF、CeF3、CeO2、3Al23・2SiO2、BeO、SiC、AlN、Fe、Co、Co−FeOx、CrO2、Fe4N、BaTiO3、BaO−Al23−SiO2、Baフェライト、SmCO5、YCO5、CeCO5、PrCO5、Sm2CO17、Nd2Fe14B、Al43、α−Si、SiN4、CoO、Sb−SnO2、Sb25、MnO2、MnB、Co34、Co3B、LiTaO3、MgO、MgAl24、BeAl24、ZrSiO4、ZnSb、PbTe、GeSi、FeSi2、CrSi2、CoSi2、MnSi1.73、Mg2Si、β−B、BaC、BP、TiB2、ZrB2、HfB2、Ru2Si3、TiO2(ルチル型、アナターゼ型)、TiO3、PbTiO3、Al2TiO5、Zn2SiO4、Zr2SiO4、2MgO2−Al23−5SiO2、Nb25、Li2O−Al23−4SiO2、Mgフェライト、Niフェライト、Ni−Znフェライト、Liフェライト、Srフェライト、Pt、Au、Ag、Fe、Cuなどが挙げられる。このような金属酸化物あるいは金属粒子を使用することにより、スルホン酸基含有水系分散体を硬化して得られる硬化膜の屈折率などの光学特性制御、誘電率や絶縁性、導電性などの電気特性を制御することができる。これら粒子は単独で使用できるが、カーボンブラックや炭酸カルシウムなどの粒子上に担持されたものでもよい。 Examples of the inorganic particles include SrTiO 3 , FeTiO 3 , WO 3 , SnO 2 , Bi 2 O 3 , In 2 O 3 , ZnO, Fe 2 O 3 , RuO 2 , CdO, CdS, CdSe, GaP, GaAs, CdFeO. 3, MoS 2, LaRhO 3, GaN, CdP, ZnS, ZnSe, ZnTe, Nb 2 O 5, ZrO 2, InP, GaAsP, InGaAlP, AlGaAs, PbS, InAs, PbSe, InSb, SiO 2, Al 2 O 3, AlGaAs, Al (OH) 3 , Sb 2 O 5 , Si 3 N 4 , Sn—In 2 O 3 , Sb—In 2 O 3 , MgF, CeF 3 , CeO 2 , 3Al 2 O 3 .2SiO 2 , BeO, SiC, AlN, Fe, Co, Co-FeO x, CrO 2, Fe 4 N, BaTiO 3, BaO-Al 2 O 3 -SiO 2, Ba ferrite, Sm O 5, YCO 5, CeCO 5 , PrCO 5, Sm 2 CO 17, Nd 2 Fe 14 B, Al 4 O 3, α-Si, SiN 4, CoO, Sb-SnO 2, Sb 2 O 5, MnO 2, MnB, Co 3 O 4, Co 3 B, LiTaO 3, MgO, MgAl 2 O 4, BeAl 2 O 4, ZrSiO 4, ZnSb, PbTe, GeSi, FeSi 2, CrSi 2, CoSi 2, MnSi 1.73, Mg 2 Si , Β-B, BaC, BP, TiB 2 , ZrB 2 , HfB 2 , Ru 2 Si 3 , TiO 2 (rutile type, anatase type), TiO 3 , PbTiO 3 , Al 2 TiO 5 , Zn 2 SiO 4 , Zr 2 SiO 4, 2MgO 2 -Al 2 O 3 -5SiO 2, Nb 2 O 5, Li 2 O-Al 2 O 3 -4SiO 2, Mg ferrite, Ni ferrite, Ni-Zn ferrite, Li ferrite, S Examples include r-ferrite, Pt, Au, Ag, Fe, and Cu. By using such metal oxides or metal particles, control of optical properties such as refractive index of a cured film obtained by curing a sulfonic acid group-containing aqueous dispersion, electrical properties such as dielectric constant, insulation, and conductivity. Properties can be controlled. These particles can be used alone, but may be supported on particles such as carbon black and calcium carbonate.

本発明のスルホン酸基含有水系分散体は、コーティング材、特に電池セパレーター用不織布のコーティング材やバインダー樹脂、高分子固体電解質膜など種々用途に応用可能である。また、種々用途に応用する際、物性等を改良するために、他のポリマーを併用することもできる。他のポリマーとしては、例えばウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル、ポリスチレン、ポリエステルアミド、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、SBRやNBRなどのジエン系ポリマーなど公知のものが挙げられる。 The sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention can be applied to various uses such as a coating material, particularly a coating material for a nonwoven fabric for battery separators, a binder resin, and a polymer solid electrolyte membrane. Moreover, when applying to various uses, in order to improve physical properties etc., another polymer can also be used together. Examples of other polymers include known resins such as urethane resins, acrylic resins, polyester resins, polyamide resins, polyethers, polystyrenes, polyester amides, polycarbonates, polyvinyl chloride, and diene polymers such as SBR and NBR.

また、本発明のスルホン酸基含有水系分散体は、キャストフィルム成形などの成形法を用いて精度の良いフィルムを得ることができ、例えば、イオン交換膜などに好適に用いることができる。 Moreover, the sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention can obtain a film with high accuracy by using a molding method such as cast film molding, and can be suitably used for, for example, an ion exchange membrane.

本発明のスルホン酸基含有水系分散体は、通常、単品あるいは各種添加物を加えた配合物として使用される。コーティング材として使用する場合、コーティング方法には特に制限なく、刷毛塗り、スプレー、ロールコーター、フローコーター、バーコーター、ディップコーターなどを使用することができる。塗布膜厚は、用途によって異なるが、乾燥膜厚で、通常、0.01〜1,000μm、好ましくは0.05〜500μmである。 The sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention is usually used as a single product or as a blend containing various additives. When used as a coating material, the coating method is not particularly limited, and brush coating, spraying, roll coater, flow coater, bar coater, dip coater and the like can be used. The coating film thickness varies depending on the use, but is usually a dry film thickness of 0.01 to 1,000 μm, preferably 0.05 to 500 μm.

また、使用される基材には特に制限はなく、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンなどの高分子材料、アルミニウム、銅、ジュラルミンなどの非鉄金属、ステンレス、鉄などの鋼板、ガラス、木材、紙、石膏、アルミナ、無機質硬化体などが挙げられる。基材の形状に特に制限はなく、平面状のものから不織布などの多孔質材料などにも使用できる。 Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the base material used, For example, non-ferrous metals, such as polycarbonate resin, an acrylic resin, ABS resin, polyester resin, polyethylene, polypropylene, nylon, nonferrous metals, such as aluminum, copper, and duralumin, stainless steel Steel plates such as iron, glass, wood, paper, gypsum, alumina, and hardened inorganic materials. There is no restriction | limiting in particular in the shape of a base material, It can use for porous materials, such as a flat thing, a nonwoven fabric.

本発明のスルホン酸基含有水系分散体は、乾燥膜として燃料電池などの高分子固体電解質や、基材表面の改質剤として使用できる。例えば、疎水性表面にコーティングすることにより、親水性、吸湿性の発現あるいはその維持が可能となる。また、静電気などによる汚れ、埃付着防止が可能である。さらに、不織布などの多孔質材料にコーティングした場合には、例えば空気中あるいは水中に存在するアンモニア、アミンなどの弱塩基、またはイオン性物質の捕捉作用を示す。また、電池用セパレータの表面をコーティング処理することにより、電池用電解質との親和性が向上し、自己放電特性など電池特性の向上に繋がるといった効果も期待できる。加えて、前記の各種粒子を高度に分散させることも特徴の一つであり、粒子がもつ機能性を十分発揮できるという特徴もある。 The sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention can be used as a dry membrane for a solid polymer electrolyte such as a fuel cell or a modifier for a substrate surface. For example, by coating on a hydrophobic surface, it becomes possible to develop or maintain hydrophilicity and hygroscopicity. In addition, it is possible to prevent dirt and dust due to static electricity. Further, when coated on a porous material such as a non-woven fabric, it exhibits an action of capturing weak bases such as ammonia and amines present in air or water, or ionic substances. In addition, by coating the surface of the battery separator, it is possible to expect an effect that the affinity with the battery electrolyte is improved and the battery characteristics such as self-discharge characteristics are improved. In addition, it is one of the characteristics that the various particles are highly dispersed, and the function of the particles can be sufficiently exhibited.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例、比較例における各種の評価、測定は、下記方法により実施した。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited at all by this Example. In addition, various evaluation and measurement in an Example and a comparative example were implemented with the following method.

<評価方法>
(平均粒子径の測定)
得られた分散体について、日機装社製のマイクロトラック粒度分布測定装置(UPA150)を用いて体積平均粒子径を測定した。
<Evaluation method>
(Measurement of average particle size)
About the obtained dispersion, the volume average particle diameter was measured using the Nikkiso Co., Ltd. microtrac particle size distribution measuring apparatus (UPA150).

(貯蔵安定性の測定)
得られた分散体80gを100ccのガラス製スクリュー管に入れて密閉し、25℃で3日間静置してから、分散体の状態を目視観察し、以下の基準で貯蔵安定性を判定した。
○:沈殿も増粘も見られず、初期の状態を維持した。
△:少量の沈殿、または、増粘が観察された。
×:透明な上澄みと白色の沈殿に分離、または、系全体がゲル化した。
(Measurement of storage stability)
80 g of the obtained dispersion was put in a 100 cc glass screw tube, sealed, and allowed to stand at 25 ° C. for 3 days. The state of the dispersion was visually observed, and storage stability was determined according to the following criteria.
○: No precipitation or thickening was observed, and the initial state was maintained.
Δ: A small amount of precipitation or thickening was observed.
X: It isolate | separated into the transparent supernatant and white precipitation, or the whole system gelatinized.

(スルホン酸基量の測定)
得られた分散体について、フェノールフタレインを指示薬、水酸化カリウムエタノール溶液を塩基とした酸塩基滴定でスルホン酸基量を測定した。
(Measurement of the amount of sulfonic acid group)
About the obtained dispersion, the amount of sulfonic acid groups was measured by acid-base titration using phenolphthalein as an indicator and potassium hydroxide ethanol solution as a base.

(耐水性の評価)
得られた分散体を、乾燥後の膜厚が0.2mmとなるように4フッ化エチレン重合体(登録商標:テフロン)製の枠に流し、25℃にて24hr放置して溶媒を揮発させた。次いで150℃で1時間加熱処理した後、温度25℃、相対湿度60%にて24時間養生した。得られた膜を60℃で水中に12時間浸漬した後に乾燥、浸漬前後の重量変化から膜残存率を測定した。
(Evaluation of water resistance)
The obtained dispersion is poured into a frame made of a tetrafluoroethylene polymer (registered trademark: Teflon) so that the film thickness after drying becomes 0.2 mm, and left for 24 hours at 25 ° C. to volatilize the solvent. It was. Subsequently, after heat-treating at 150 ° C. for 1 hour, it was cured at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 60% for 24 hours. The obtained film was immersed in water at 60 ° C. for 12 hours, dried, and the film remaining rate was measured from the weight change before and after immersion.

(体積抵抗の測定)
得られた分散体を、乾燥後の膜厚が0.2mmとなるように4フッ化エチレン重合体(登録商標:テフロン)製の枠に流し、25℃にて24hr放置して溶媒を揮発させた。次いで150℃で1時間加熱処理した後、温度25℃、相対湿度60%にて24時間養生した。得られた膜を25℃で水中に24時間浸漬した後、白金箔を付けた2つのテフロンブロック間に挟み、四隅を止めて測定セルを作成した。この際、膜に対して垂直方向から見たときに、各白金箔間の間隔が0.5cmとなるように調整した。本セルの白金電極部分に、日置電機社製3532−80ケミカルインピーダンスメータを接続し、両白金電極間の交流インピーダンスを周波数1kHzにて測定して該フィルムの体積抵抗を算出した。
(Measurement of volume resistance)
The obtained dispersion is poured into a frame made of a tetrafluoroethylene polymer (registered trademark: Teflon) so that the film thickness after drying becomes 0.2 mm, and left for 24 hours at 25 ° C. to volatilize the solvent. It was. Subsequently, after heat-treating at 150 ° C. for 1 hour, it was cured at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 60% for 24 hours. The obtained film was immersed in water at 25 ° C. for 24 hours, and then sandwiched between two Teflon blocks provided with platinum foil, and four corners were stopped to prepare a measurement cell. At this time, the distance between the platinum foils was adjusted to 0.5 cm when viewed from the direction perpendicular to the film. A 3532-80 chemical impedance meter manufactured by Hioki Electric Co., Ltd. was connected to the platinum electrode portion of this cell, and the alternating current impedance between both platinum electrodes was measured at a frequency of 1 kHz to calculate the volume resistance of the film.

実施例1
(スルホン化によってスルホン酸基を導入できる官能基を含むR1を有する(A)成分を導入し、スルホン化する方法)
〔メルカプト基含有エマルジョンの合成〕
(A)ポリオルガノシロキサン(X40−9246:信越シリコーン社製、ジメチルジメトキシシラン50モル%とメチルトリメトキシシラン50モル%からなる平均分子量870の縮合体)45重量部、γ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン(KBM−803:信越シリコーン社製)15重量部、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1重量部、(B)メチルメタクリレート15重量部、2−エチルヘキシルアクリレート10重量部、シクロヘキシルメタクリレート8重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート2重量部、ジアセトンアクリルアミド4重量部、(C)ドデシルベンゼンスルホン酸0.8重量部、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(エマルゲン147:花王社製)3重量部、(D)水300重量部をビーカーに仕込み、常温にて2時間攪拌を行った後、70MPaの圧力で高圧ホモジナイザー(みずほ工業社製、商品名:マイクロフルイダイザーM110Y)で微細化した。このときの平均粒子径は0.14μmであった。この乳化物をセパラブルフラスコに投入し、撹拌しながら、窒素置換後に、(F)アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部を加え、75℃で4時間重合した。
Example 1
(Method of introducing and sulfonating component (A) having R 1 containing a functional group capable of introducing a sulfonic acid group by sulfonation)
(Synthesis of mercapto group-containing emulsion)
(A) Polyorganosiloxane (X40-9246: manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., condensate having an average molecular weight of 870 consisting of 50 mol% of dimethyldimethoxysilane and 50 mol% of methyltrimethoxysilane), 45 parts by weight, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (KBM-803: manufactured by Shin-Etsu Silicone) 15 parts by weight, 1 part by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, (B) 15 parts by weight of methyl methacrylate, 10 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 8 parts by weight of cyclohexyl methacrylate, hydroxy 2 parts by weight of ethyl methacrylate, 4 parts by weight of diacetone acrylamide, (C) 0.8 part by weight of dodecylbenzenesulfonic acid, 3 parts by weight of polyoxyethylene alkyl ether (Emulgen 147: manufactured by Kao Corporation), (D) 300 parts by weight of water The beaker In charge, after stirred for 2 hours at room temperature, high-pressure homogenizer (Mizuho Industrial Co., Ltd., trade name: Microfluidizer M110Y) at a pressure of 70MPa was fine with. The average particle size at this time was 0.14 μm. This emulsion was put into a separable flask, and after substitution with nitrogen while stirring, 0.2 part by weight of (F) azobisisobutyronitrile was added and polymerized at 75 ° C. for 4 hours.

〔メルカプト基の酸化〕
重合反応終了後、60℃まで冷却し、10%過酸化水素水100重量部および1%硫酸第一鉄水溶液250重量部を添加し、60℃にて1時間攪拌して酸化反応を行なった。冷却後、200メッシュのステンレス金網でろ過し、スルホン酸基含有水系分散体を得た。得られた水系分散体について上記の方法に従って、各種測定、試験を行ない、結果を表1に示した。なお、成膜前に架橋剤として(E)アジピン酸ジヒドラジド2重量部を加えた。
[Oxidation of mercapto group]
After completion of the polymerization reaction, the mixture was cooled to 60 ° C., 100 parts by weight of 10% aqueous hydrogen peroxide and 250 parts by weight of 1% ferrous sulfate aqueous solution were added, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 1 hour to carry out an oxidation reaction. After cooling, the mixture was filtered through a 200 mesh stainless steel wire mesh to obtain a sulfonic acid group-containing aqueous dispersion. The obtained aqueous dispersion was subjected to various measurements and tests according to the above-mentioned methods. The results are shown in Table 1. In addition, 2 parts by weight of (E) adipic acid dihydrazide was added as a crosslinking agent before film formation.

実施例2
(スルホン酸基を有するモノマーを製造に用いることでスルホン酸基を導入する方法)
(A)X40−9246 60重量部、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1重量部、(B−1)イソプロピルアクリルアミド8重量部、2−エチルヘキシルアクリレート4重量部、シクロヘキシルメタクリレート4重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート1重量部、ジアセトンアクリルアミド2重量部、(C)ドデシルベンゼンスルホン酸0.8重量部、およびエマルゲン147 3重量部、(D)水300重量部を仕込み、常温にて2時間攪拌を行った後、70MPaの圧力で高圧ホモジナイザー(マイクロフルイダイザーM110Y)で微細化した。このときの平均粒子径は0.10μmであった。この乳化物をセパラブルフラスコに投入し、昇温を開始、反応器内温度60℃にて(F)アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部を加え、75℃で30分間重合、さらに水100重量部に(B−2)2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸20重量部、オクチルチオグリコール0.5重量部を溶解した水溶液70.5重量部を30分間かけて前記セパラブルフラスコに滴下し、75℃に保ちながら3時間攪拌を続けてから冷却した。これを200メッシュのステンレス金網でろ過し、スルホン酸基含有水系分散体を得た。得られた水系分散体について上記の方法に従って、各種測定、試験を行ない、結果を表1に示した。なお、成膜前に架橋剤として(E)アジピン酸ジヒドラジド1重量部とジブチルスズジラウレート1部を加えた。
Example 2
(Method of introducing a sulfonic acid group by using a monomer having a sulfonic acid group for production)
(A) 60 parts by weight of X40-9246, 1 part by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, (B-1) 8 parts by weight of isopropylacrylamide, 4 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 4 parts by weight of cyclohexyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate 1 part by weight, 2 parts by weight of diacetone acrylamide, 0.8 part by weight of (C) dodecylbenzenesulfonic acid, 3 parts by weight of Emulgen 147, and (D) 300 parts by weight of water were charged and stirred at room temperature for 2 hours. Then, it refined | miniaturized with the high pressure homogenizer (microfluidizer M110Y) with the pressure of 70 MPa. The average particle size at this time was 0.10 μm. This emulsion was put into a separable flask, temperature increase was started, 0.2 parts by weight of (F) azobisisobutyronitrile was added at a reactor internal temperature of 60 ° C., polymerization was performed at 75 ° C. for 30 minutes, and water was added. 70.5 parts by weight of an aqueous solution in which 20 parts by weight of (B-2) 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and 0.5 parts by weight of octylthioglycol are dissolved in 100 parts by weight is added to the separable flask over 30 minutes. The solution was added dropwise, and the mixture was stirred for 3 hours while being kept at 75 ° C. and then cooled. This was filtered with a 200 mesh stainless steel wire mesh to obtain a sulfonic acid group-containing aqueous dispersion. The obtained aqueous dispersion was subjected to various measurements and tests according to the above-mentioned methods. The results are shown in Table 1. In addition, (E) 1 part by weight of adipic acid dihydrazide and 1 part of dibutyltin dilaurate were added as a crosslinking agent before film formation.

実施例3
(スルホン酸基を導入できる官能基を含む(B)成分を導入し、スルホン化する方法)
〔前駆体エマルジョンの合成〕
(A)X40−9246 60重量部、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1重量部、(B)グリシジルメタクリレート33重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート2重量部、ジアセトンアクリルアミド4重量部、(C)ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1重量部、エマルゲン147 3重量部、(D)水300重量部を仕込み、常温にて2時間攪拌を行った後、70MPaの圧力で高圧ホモジナイザー(マイクロフルイダイザーM110Y)で微細化した。このときの平均粒子径は0.11μmであった。この乳化物をセパラブルフラスコに投入し、撹拌しながら、窒素置換後に、(F)アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部を加え、75℃で4時間重合した。
Example 3
(Method of introducing and sulfonating component (B) containing a functional group capable of introducing a sulfonic acid group)
(Synthesis of precursor emulsion)
(A) 60 parts by weight of X40-9246, 1 part by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, (B) 33 parts by weight of glycidyl methacrylate, 2 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate, 4 parts by weight of diacetone acrylamide, (C) dodecylbenzene 1 part by weight of sodium sulfonate, 3 parts by weight of Emulgen 147, and 300 parts by weight of (D) water were added, stirred for 2 hours at room temperature, and then refined with a high-pressure homogenizer (microfluidizer M110Y) at a pressure of 70 MPa. . The average particle size at this time was 0.11 μm. This emulsion was put into a separable flask, and after substitution with nitrogen while stirring, 0.2 part by weight of (F) azobisisobutyronitrile was added and polymerized at 75 ° C. for 4 hours.

〔メルカプト基の導入と酸化)
重合反応終了後、60℃まで冷却し、2−メルカプトエチルアミン18重量部を添加して1時間攪拌、さらに10%過酸化水素水100重量部および1%硫酸第一鉄水溶液250重量部を添加し、60℃にて1時間攪拌して酸化反応を行なった。冷却後、200メッシュのステンレス金網でろ過し、スルホン酸基含有水系分散体を得た。得られた水系分散体について上記の方法に従って、各種測定、試験を行ない、結果を表1に示した。なお、成膜前に架橋剤として(E)アジピン酸ジヒドラジド2重量部を加えた。
[Introduction and oxidation of mercapto group]
After completion of the polymerization reaction, the mixture was cooled to 60 ° C., 18 parts by weight of 2-mercaptoethylamine was added and stirred for 1 hour, and 100 parts by weight of 10% hydrogen peroxide and 250 parts by weight of 1% ferrous sulfate aqueous solution were added. The oxidation reaction was carried out by stirring at 60 ° C. for 1 hour. After cooling, the mixture was filtered through a 200 mesh stainless steel wire mesh to obtain a sulfonic acid group-containing aqueous dispersion. The obtained aqueous dispersion was subjected to various measurements and tests according to the above-mentioned methods. The results are shown in Table 1. In addition, 2 parts by weight of (E) adipic acid dihydrazide was added as a crosslinking agent before film formation.

実施例4
(スルホン酸基を有するポリマーを添加する方法)
(A)X40−9246 60重量部、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1重量部、(B−1)イソプロピルアクリルアミド8重量部、2−エチルヘキシルアクリレート4重量部、シクロヘキシルメタクリレート4重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート1重量部、ジアセトンアクリルアミド2重量部、(C)ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1重量部、およびエマルゲン147 3重量部、(D)水300重量部を仕込み、常温にて2時間攪拌を行った後、70MPaの圧力で高圧ホモジナイザー(マイクロフルイダイザーM110Y)で微細化した。このときの平均粒子径は0.10μmであった。この乳化物をセパラブルフラスコに投入し、攪拌・昇温を開始、反応器内温度60℃にてアゾビスイソブチロニトリル0.2重量部を加え、75℃に保ちながら3時間攪拌を続けてから冷却し、スルホン酸基を含有しない水系分散体を得た。
Example 4
(Method of adding a polymer having a sulfonic acid group)
(A) 60 parts by weight of X40-9246, 1 part by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, (B-1) 8 parts by weight of isopropylacrylamide, 4 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 4 parts by weight of cyclohexyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate 1 part by weight, 2 parts by weight of diacetone acrylamide, (C) 1 part by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate, 3 parts by weight of Emulgen 147 and (D) 300 parts by weight of water were added and stirred at room temperature for 2 hours. The material was refined with a high-pressure homogenizer (Microfluidizer M110Y) at a pressure of 70 MPa. The average particle size at this time was 0.10 μm. The emulsion was put into a separable flask, stirring and heating were started, 0.2 parts by weight of azobisisobutyronitrile was added at a reactor internal temperature of 60 ° C, and stirring was continued for 3 hours while maintaining the temperature at 75 ° C. After cooling, an aqueous dispersion containing no sulfonic acid group was obtained.

別のセパラブルフラスコに、水100重量部、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸20重量部、ジアセトンアクリルアミド2重量部、オクチルチオグリコール0.5部を仕込み、昇温を開始、反応器内温度60℃にて(F)アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部を加え、75℃に保ちながら3時間攪拌を続けてから冷却し、スルホン酸基を有するポリマーを得た。 In a separate separable flask, 100 parts by weight of water, 20 parts by weight of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2 parts by weight of diacetone acrylamide, and 0.5 parts of octylthioglycol were charged, and the temperature was raised. At an internal temperature of 60 ° C., 0.2 part by weight of (F) azobisisobutyronitrile was added, and stirring was continued for 3 hours while maintaining at 75 ° C., followed by cooling to obtain a polymer having sulfonic acid groups.

前記スルホン酸基を含有しない水系分散体を攪拌しながら、この中に、前記スルホン酸基を有するポリマーを添加、これを200メッシュのステンレス金網でろ過し、スルホン酸基含有水系分散体を得た。得られた水系分散体について上記の方法に従って、各種測定、試験を行ない、結果を表1に示した。なお、成膜前に架橋剤として(E)アジピン酸ジヒドラジド2重量部とジブチルスズジラウレート1部を加えた。 While stirring the aqueous dispersion containing no sulfonic acid group, the polymer having the sulfonic acid group was added thereto, and this was filtered through a 200-mesh stainless wire mesh to obtain a sulfonic acid group-containing aqueous dispersion. . The obtained aqueous dispersion was subjected to various measurements and tests according to the above-mentioned methods. The results are shown in Table 1. Before film formation, 2 parts by weight of (E) adipic acid dihydrazide and 1 part of dibutyltin dilaurate were added as a crosslinking agent.

実施例5
(平均粒子径が大きな例)
実施例1において(C)成分としてドデシルベンゼンスルホン酸0.05重量部のみを用いた以外は同様の操作を行った。
Example 5
(Example of large average particle size)
The same operation was performed except that only 0.05 part by weight of dodecylbenzenesulfonic acid was used as the component (C) in Example 1.

比較例1
(ポリオルガノシロキサンを含まない例)
実施例2にて、(A)成分を加えず、(B)成分を(B−1)イソプロピルアクリルアミド38重量部、2−エチルヘキシルアクリレート 20重量部、シクロヘキシルメタクリレート19重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート1重量部、ジアセトンアクリルアミド2重量部、および(B−2)2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸20重量部とした以外は同様の操作を行った。
Comparative Example 1
(Example not containing polyorganosiloxane)
In Example 2, component (A) was not added, and component (B) was (B-1) 38 parts by weight of isopropylacrylamide, 20 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts by weight of cyclohexyl methacrylate, and 1 part by weight of hydroxyethyl methacrylate. The same operation was performed except that 2 parts by weight of diacetone acrylamide and 20 parts by weight of (B-2) 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid were used.

比較例2
(スルホン酸基を含まない例)
実施例2にて(B−1)イソプロピルアクリルアミド18重量部、2−エチルヘキシルアクリレート9重量部、シクロヘキシルメタクリレート9重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート1重量部、ジアセトンアクリルアミド2重量部、(C)ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.8重量部とし、(B−2)2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸を加えなかった以外は同様の操作を行った。
Comparative Example 2
(Example without sulfonic acid group)
In Example 2, (B-1) 18 parts by weight of isopropylacrylamide, 9 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 9 parts by weight of cyclohexyl methacrylate, 1 part by weight of hydroxyethyl methacrylate, 2 parts by weight of diacetone acrylamide, (C) dodecylbenzenesulfone The same operation was carried out except that 0.8 part by weight of sodium acid was added and (B-2) 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid was not added.

Figure 2005132996
Figure 2005132996

表1に示すように、実施例1〜5は平均粒子径が本発明の範囲内にあり、スルホン酸基を有するため、耐水性および体積抵抗がともに良好な結果となった。
比較例1は、耐水性を発現するポリオルガノシロキサンが含まれていないため、耐水性が劣る結果となった。
比較例2は、スルホン酸基が含まれていないため、体積抵抗が大きい結果となった。
As shown in Table 1, since Examples 1 to 5 had an average particle diameter within the range of the present invention and had a sulfonic acid group, both water resistance and volume resistance were satisfactory.
Since the comparative example 1 did not contain the polyorganosiloxane which expresses water resistance, it resulted in inferior water resistance.
Since Comparative Example 2 did not contain a sulfonic acid group, the volume resistance was large.

本発明のスルホン酸基含有水系分散体は、コーティング材、特に電池セパレーター用不織布のコーティング材やバインダー樹脂、高分子固体電解質膜など種々用途に適用可能である。また、フィルムにも適用でき、例えば、イオン交換膜などに好適に用いることができる。
本発明のスルホン酸基含有水系分散体は、乾燥膜として燃料電池などの高分子固体電解質や、基材表面の改質剤として使用できる。
The sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention can be applied to various uses such as a coating material, particularly a non-woven fabric coating material for a battery separator, a binder resin, and a polymer solid electrolyte membrane. Moreover, it is applicable also to a film and can be used suitably for an ion exchange membrane etc., for example.
The sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention can be used as a dry membrane for a solid polymer electrolyte such as a fuel cell or a modifier for a substrate surface.

本発明のスルホン酸基含有水系分散体は、種々用途に応用可能である。多孔質材料などに応用した場合には、例えば繊維用カチオン染色助剤、吸水性不織布、防汚材料、イオン交換繊維、電池用セパレータ親水化処理剤、アンモニア、イオン性物質などを除去するための空気清浄フィルター、水清浄フィルターなどのフィルター用途、白血球除去用フィルター、花粉症アレルゲン除去材料、水蒸気透過材料、抗菌材料、消臭繊維、消臭塗料、消臭性紙、防曇材、結露防止材料などの調湿材料、帯電防止材料、防食材料、酸素吸収剤、衛生用品、活性炭の表面改質などが挙げられる。また、フロアポリッシュ用、マスキング材、紙用サイズ材、紙力増強材、接着剤、ハロゲン化銀写真感光材料などの写真材料などへの応用も可能である。 The sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention can be applied to various uses. When applied to porous materials, etc., for example, for removing cation dyeing aids for fibers, water-absorbing nonwoven fabrics, antifouling materials, ion exchange fibers, battery separator hydrophilizing agents, ammonia, ionic substances, etc. Filter applications such as air purification filters, water purification filters, leukocyte removal filters, hay fever allergen removal materials, water vapor permeable materials, antibacterial materials, deodorant fibers, deodorant paints, deodorant paper, antifogging materials, anti-condensation materials Humidity control materials such as antistatic materials, anticorrosion materials, oxygen absorbents, sanitary products, and surface modification of activated carbon. Further, it can be applied to photographic materials such as floor polish, masking material, paper size material, paper strength enhancing material, adhesive, and silver halide photographic light-sensitive material.

また、本発明のスルホン酸基含有水系分散体は、各種機能性粒子を組み合わせることにより、種々用途に適用可能である。例えば、一般塗料、回路基板用塗料、導電性材料、固体電解質のバインダー、あるいは電極物質用バインダーなどの電池材料、電磁波シールド材料、帯電防止塗料、面状発熱体、電気化学的反応電極版、電気接点材料、摩擦材、抗菌材料、摺動材、研磨材料、磁気記録媒体、感熱記録材料、エレクトロクロミック材料、光拡散フィルム、通信ケーブル用遮水材、遮光フィルム、遮音シート、プラスチック磁石、X線増感スクリーン、印刷インキ、農薬粒剤、電子写真トナーなどが挙げられる。また、表面保護用のコーティング材として、例えばステンレス、アルミニウム、銅などの金属、コンクリート、スレートなどの無機物、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどの高分子材料、木材、紙への応用も可能である。 Moreover, the sulfonic acid group-containing aqueous dispersion of the present invention can be applied to various applications by combining various functional particles. For example, battery materials such as general paint, circuit board paint, conductive material, solid electrolyte binder, or electrode material binder, electromagnetic shielding material, antistatic paint, sheet heating element, electrochemical reaction electrode plate, electric Contact materials, friction materials, antibacterial materials, sliding materials, polishing materials, magnetic recording media, thermal recording materials, electrochromic materials, light diffusion films, water shielding materials for communication cables, light shielding films, sound insulation sheets, plastic magnets, X-rays Examples include intensifying screens, printing inks, agricultural chemical granules, and electrophotographic toners. In addition, as a coating material for surface protection, for example, metals such as stainless steel, aluminum and copper, inorganic materials such as concrete and slate, polyolefin materials such as polyethylene and polypropylene, polymer materials such as polyester such as polyethylene terephthalate, wood and paper Application is also possible.

Claims (11)

ポリオルガノシロキサンを必須成分として含む重合体粒子および水系媒体を含む水系分散体であって、
さらにスルホン酸基を含む水系分散体。
An aqueous dispersion containing polymer particles containing polyorganosiloxane as an essential component and an aqueous medium,
Further, an aqueous dispersion containing sulfonic acid groups.
前記重合体粒子の平均粒子径が、0.002〜1μmである請求項1に記載の水系分散体。 The aqueous dispersion according to claim 1, wherein an average particle diameter of the polymer particles is 0.002 to 1 μm. 前記スルホン酸基が0.2〜5mmol/g含まれている請求項1又は2に記載の水系分散体。 The aqueous dispersion according to claim 1 or 2, wherein the sulfonic acid group is contained in an amount of 0.2 to 5 mmol / g. 水系媒体を蒸発させて得られる固体の体積抵抗が、10-2〜103Ω・cmである請求項1〜3のいずれか1項に記載の水系分散体。 The aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 3 , wherein the volume resistance of the solid obtained by evaporating the aqueous medium is 10 -2 to 10 3 Ω · cm. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の水系分散体から成るコーティング材。 The coating material which consists of an aqueous dispersion of any one of Claims 1-4. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の水系分散体から成るフィルム。 The film which consists of an aqueous dispersion of any one of Claims 1-4. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の水系分散体から成る高分子固体電解質。 A polymer solid electrolyte comprising the aqueous dispersion according to claim 1. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の水系分散体から成るフィルター。 A filter comprising the aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 4. 下記(A)〜(D)成分を混合し、エマルジョンの平均粒子径を1μm以下に微細化する工程を含み、必要に応じてラジカル重合を行なうことにより水系分散体を得る、水系分散体の製造方法。
(A)一般式(1)
(R1n−Si−(OR24-n……(1)
(式中、R1は2個存在するときは同一または異なり、フェニル基または炭素数1〜8の1価の有機基、R2は同一または異なり、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜6のアシル基を示し、nは0〜2の整数である)
で表されるオルガノシラン、その加水分解物およびその縮合物の群から選ばれた少なくとも1種を1〜100重量部
(B)ラジカル重合性モノマー99〜0重量部[ただし、(A)+(B)=100重量部]
(C)乳化剤0.1〜50重量部[ただし、(A)+(B)=100重量部に対して]
(D)水50〜2,000重量部[ただし、(A)+(B)=100重量部に対して]
The following (A)-(D) component is mixed, and the process of refine | miniaturizing the average particle diameter of an emulsion to 1 micrometer or less is included, Manufacture of an aqueous dispersion which obtains an aqueous dispersion by performing radical polymerization as needed Method.
(A) General formula (1)
(R 1) n -Si- (OR 2) 4-n ...... (1)
(In the formula, when two R 1 exist, they are the same or different, a phenyl group or a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 is the same or different, and an alkyl group or carbon number having 1 to 5 carbon atoms. An acyl group of 1-6, n is an integer of 0-2)
1 to 100 parts by weight (B) radical polymerizable monomer 99 to 0 parts by weight [provided that (A) + ( B) = 100 parts by weight]
(C) 0.1-50 parts by weight of emulsifier [provided that (A) + (B) = 100 parts by weight]
(D) 50 to 2,000 parts by weight of water [provided that (A) + (B) = 100 parts by weight]
前記(A)〜(D)成分を混合し、エマルジョンの平均粒子径を1μm以下に微細化する前および/または後において、該(A)成分の加水分解・縮合反応を促進する触媒(E)を併用する請求項9に記載の水系分散体の製造方法。 Catalyst (E) that promotes hydrolysis / condensation reaction of component (A) before and / or after mixing the components (A) to (D) and reducing the average particle size of the emulsion to 1 μm or less. The method for producing an aqueous dispersion according to claim 9, wherein 前記(B)成分を用いる場合において、ラジカル重合開始剤(F)を用いる請求項9又は10に記載の水系分散体の製造方法。 The method for producing an aqueous dispersion according to claim 9 or 10, wherein the radical polymerization initiator (F) is used when the component (B) is used.
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