JP2005344053A - Aqueous emulsion for adhesive and adhesive composition using the same - Google Patents

Aqueous emulsion for adhesive and adhesive composition using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous emulsion which is suitably used as an adhesive together with an isocyanate-based compound and exhibits excellent boiling-resistant adhesiveness and good storage stability after compounded with a pigment without deteriorating the pot life of the adhesive. <P>SOLUTION: This aqueous emulsion (1) obtained by emulsion-polymerizing a monomer composition comprising at least one monomer selected from aromatic vinyl monomers and (meth)acrylate monomers, a hydroxyl group-containing vinyl monomer, and an unsaturated carboxylic acid monomer in the presence of a reactive surfactant is characterized in that the particle diameter of the aqueous emulsion (1) is 200 to 600 nm. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&amp;NCIPI

Description

本発明は、水性エマルジョンに顔料を配合した時の貯蔵安定性が良好であり、かつ常態接着性、及び耐煮沸接着性に優れ、例えば木材用接着剤として好適な接着剤用水性エマルジョンに関するものである。さらに詳しくはイソシアネート系化合物と組み合わされて接着剤として好適に用いられ、その接着剤のポットライフを損なわずに、特に優れた耐煮沸接着性を発揮する水性エマルジョンに関する。   The present invention relates to an aqueous emulsion for adhesives which has good storage stability when blended with a pigment in an aqueous emulsion, and is excellent in normal state adhesiveness and boiling resistance, for example, suitable as an adhesive for wood. is there. More specifically, the present invention relates to an aqueous emulsion which is suitably used as an adhesive in combination with an isocyanate compound and exhibits particularly excellent boiling resistance without impairing the pot life of the adhesive.

水性エマルジョンに、イソシアネート系化合物を配合した接着剤は、水性高分子−イソシアネート系接着剤としてよく知られ、常温あるいは加温下に短時間で圧締するだけで、極めて高い接着強さが得られる。また、従来のアミノ・ユリア系接着剤とは異なりホルムアルデヒドの発生がないことから、近年室内の環境問題から注目されてきている。
この水性高分子−イソシアネート系接着剤は常態の接着性能ばかりでなく、耐煮沸性などの2次性能も良好であり、特に木材接着用に優れた性能を示す。例えば集成材、合板等に幅広く使用されている。しかしながら、近年の木材種の多様化により、従来の水性高分子−イソシアネート系接着剤において、常態接着性は問題ないものの、特に耐煮沸接着性が不充分になっている。また貼り合せた木材の使用環境も、従来に比べ長期に高温、高湿等に放置されるなど、より過酷な環境に置かれることがある。このような状況に対して、さらなる水性高分子−イソシアネート系接着剤の耐煮沸接着性の向上が市場で求められている。
An adhesive containing an isocyanate compound in an aqueous emulsion is well known as an aqueous polymer-isocyanate adhesive, and extremely high adhesive strength can be obtained simply by pressing in a short time at room temperature or under heating. . Unlike conventional amino-urea adhesives, there is no generation of formaldehyde, which has attracted attention in recent years due to indoor environmental problems.
This water-based polymer-isocyanate adhesive has not only normal adhesive performance but also secondary performance such as boiling resistance, and exhibits excellent performance particularly for wood bonding. For example, it is widely used for laminated timber and plywood. However, due to recent diversification of wood species, the conventional water-based polymer-isocyanate-based adhesives have no problem with normal adhesiveness, but particularly have low boiling resistance. In addition, the environment in which the laminated wood is used may be placed in a more severe environment, such as being left at a high temperature and high humidity for a long period of time compared to the past. In such a situation, further improvement in the boiling resistance of the aqueous polymer-isocyanate adhesive is required in the market.

さらに、多様化する要求性能に対して水性高分子−イソシアネート系接着剤に多種類の有機、無機の顔料が配合される。この顔料は一般に水性エマルジョンに配合されるが、近年その配合物の粘度が経時で変化する貯蔵安定性が問題となってきている。
接着性の向上を目的とした場合、どうしてもイソシアネート系化合物の硬化反応性を高めることが行われるので、これは貼り付け現場ではポットライフの短縮化に伴う作業性の低下につながり好ましくない。
また、顔料配合後の貯蔵安定性向上のためには、顔料分散剤を多量に添加されることがあるが、イソシアネート系化合物を配合した後のポットライフが不良となる。
したがって、先にあげた接着性の向上と顔料配合後の貯蔵安定性とポットライフの延長の向上が大きく望まれている。
Furthermore, various kinds of organic and inorganic pigments are blended in the water-based polymer-isocyanate adhesive for diversified required performance. This pigment is generally blended in an aqueous emulsion, but recently, storage stability in which the viscosity of the blend changes with time has become a problem.
For the purpose of improving adhesiveness, the curing reactivity of the isocyanate compound is inevitably increased, and this is not preferable because it leads to a decrease in workability associated with a shortened pot life at the pasting site.
Moreover, in order to improve the storage stability after blending the pigment, a large amount of pigment dispersant may be added, but the pot life after blending the isocyanate compound becomes poor.
Therefore, the improvement of the adhesiveness mentioned above, the storage stability after a pigment mixing | blending, and the improvement of the extension of a pot life are greatly desired.

この問題に対して、例えば、特許文献1には、芳香族ビニル単量体、(メタ)アクリル酸エステル単量体から選ばれる1種以上とヒドロキシ基含有ビニル系単量体、及び不飽和カルボン酸単量体を界面活性剤を用いて乳化重合した、粒子径が100〜400nmのエマルジョンが好ましいことが開示されている。しかしながら、このエマルジョンは初期接着性、耐煮沸接着性は良好なものの、特許文献1には顔料配合後の貯蔵安定性向上、及びイソシアネート系化合物配合後のポットライフ向上に関しては記載も示唆もなく、そして該エマルジョンはそれらの点で十分ではなかった。
また、例えば、特許文献2には、芳香族ビニル単量体、(メタ)アクリル酸エステル単量体から選ばれる1種以上とヒドロキシ基含有ビニル系単量体を、特定の構造を有しかつラジカル重合性二重結合を有する化合物の存在下で乳化重合して得られる水性エマルジョンが好ましいことが開示されている。しかしながら、このエマルジョンは初期接着性、耐煮沸接着性、及びポットライフは良好なものの、特許文献2には顔料配合後の貯蔵安定性向上に関しては記載も示唆もなく、そして該エマルジョンはその点で十分ではなかった。
For this problem, for example, Patent Document 1 discloses that at least one selected from an aromatic vinyl monomer, a (meth) acrylic acid ester monomer, a hydroxy group-containing vinyl monomer, and an unsaturated carboxylic acid. It is disclosed that an emulsion having a particle diameter of 100 to 400 nm obtained by emulsion polymerization of an acid monomer using a surfactant is preferable. However, although this emulsion has good initial adhesion and boiling resistance, Patent Document 1 does not have any description or suggestion regarding improvement in storage stability after blending pigments and improvement in pot life after blending isocyanate compounds. And the emulsion was not sufficient in those respects.
Further, for example, Patent Document 2 discloses that one or more selected from an aromatic vinyl monomer and a (meth) acrylic acid ester monomer and a hydroxy group-containing vinyl monomer have a specific structure and It is disclosed that an aqueous emulsion obtained by emulsion polymerization in the presence of a compound having a radical polymerizable double bond is preferred. However, although this emulsion has good initial adhesion, resistance to boiling, and pot life, Patent Document 2 does not have any description or suggestion regarding improvement of storage stability after blending the pigment, and the emulsion is in that respect. It was not enough.

特開2002−129121号公報JP 2002-129121 A 特開2003−193010号公報JP 2003-193010 A

本発明は、イソシアネート化合物と組み合わされて接着剤として好適に用いられ、(1)その接着剤のポットライフを損なわずに、(2)顔料配合後の貯蔵安定性が良好であり、(3)特に優れた常態接着性、及び耐煮沸接着性を発揮する水性エマルジョンを提供することを目的とする。   The present invention is suitably used as an adhesive in combination with an isocyanate compound, (1) without impairing the pot life of the adhesive, (2) good storage stability after pigment incorporation, (3) It is an object of the present invention to provide an aqueous emulsion exhibiting particularly excellent normal adhesion and boiling resistance.

本発明者は、前記(1)〜(3)の課題を同時に解決するために、特定の単量体組成物を反応性界面活性剤を用いて乳化重合することによって得られた水性エマルジョンを見いだし、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、
[1]芳香族ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体から選ばれる1種以上の単量体ならびにヒドロキシル基含有ビニル単量体、不飽和カルボン酸単量体を含む単量体組成物を、反応性界面活性剤を用いて乳化重合することによって得られた水性エマルジョン(1)であって、そのエマルジョン(1)の平均粒子径が200〜600nmであることを特徴とする接着剤用水性エマルジョン。
[2]ヒドロキシル基含有ビニル系単量体が全単量体組成物中0.5〜5質量%であることを特徴とする請求項1の接着剤用水性エマルジョン、
[3][1]又は[2]に記載の水性エマルジョン(1)と、イソシアネート系化合物(2)とを含むことを特徴とする接着剤組成物、
である。
In order to solve the problems (1) to (3) at the same time, the present inventor has found an aqueous emulsion obtained by emulsion polymerization of a specific monomer composition using a reactive surfactant. The present invention has been made.
That is, the present invention
[1] Monomer containing at least one monomer selected from aromatic vinyl monomers and (meth) acrylate monomers, hydroxyl group-containing vinyl monomers, and unsaturated carboxylic acid monomers An aqueous emulsion (1) obtained by emulsion polymerization of a body composition using a reactive surfactant, wherein the average particle size of the emulsion (1) is 200 to 600 nm Aqueous emulsion for adhesives.
[2] The aqueous emulsion for adhesives according to claim 1, wherein the hydroxyl group-containing vinyl monomer is 0.5 to 5% by mass in the total monomer composition.
[3] An adhesive composition comprising the aqueous emulsion (1) according to [1] or [2] and an isocyanate compound (2),
It is.

本発明の接着剤用水性エマルジョン(1)及びイソシアネート系化合物(2)とを含む接着剤組成物は、ポットライフを損なわずに、良好な状態接着性、耐煮沸接着性、及び良好な顔料配合後の貯蔵安定性を発現する効果を有する。   The adhesive composition containing the aqueous emulsion for adhesives (1) and the isocyanate compound (2) of the present invention has good state adhesiveness, boiling resistance, and good pigment composition without impairing pot life. It has the effect of developing later storage stability.

本発明について、以下具体的に説明する。
本発明の水性エマルジョン(1)は乳化重合によって得られる。乳化重合の方法に関しては特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。すなわち、水性媒体中で単量体組成物、ラジカル重合開始剤、反応性界面活性剤、必要に応じて非反応性界面活性剤、および必要に応じて用いられる連鎖移動剤等の他の添加剤成分などを基本組成成分とする分散系において、単量体組成物を重合する方法である。そして、重合に際しては、供給する単量体組成物の組成を全重合過程で一定にする方法や重合過程で逐次、あるいは連続的に変化させることによって生成するラテックス粒子の形態的な組成変化を与える方法など所望に応じてさまざまな方法が利用できる。
The present invention will be specifically described below.
The aqueous emulsion (1) of the present invention is obtained by emulsion polymerization. There is no restriction | limiting in particular regarding the method of emulsion polymerization, A conventionally well-known method can be used. That is, other additives such as a monomer composition, a radical polymerization initiator, a reactive surfactant, a non-reactive surfactant if necessary, and a chain transfer agent used as necessary in an aqueous medium This is a method in which a monomer composition is polymerized in a dispersion system in which components and the like are basic composition components. In the polymerization, the composition of the supplied monomer composition is made constant throughout the entire polymerization process, and the morphological composition change of the latex particles produced is changed by changing the polymerization process sequentially or continuously. Various methods can be used as desired.

本発明の水性エマルジョン(1)に用いられる芳香族ビニル系単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン等が挙げられる。好ましくはスチレンである。
本発明の水性エマルジョン(1)に用いられる(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート等が挙げられる。好ましくは、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレートである。
Examples of the aromatic vinyl monomer used in the aqueous emulsion (1) of the present invention include styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, β-methyl styrene and the like. Styrene is preferred.
Examples of the (meth) acrylic acid ester monomer used in the aqueous emulsion (1) of the present invention include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2 -Ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, benzyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl acrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate Over doors and the like. Preferred are butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and methyl methacrylate.

本発明の水性エマルジョン(1)に用いられるヒドロキシル基含有ビニル系単量体としては、例えばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート等が挙げられる。好ましくはヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートである。   Examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer used in the aqueous emulsion (1) of the present invention include hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, polyethylene glycol acrylate, polyethylene glycol methacrylate and the like. . Preferred are hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate.

本発明の水性エマルジョン(1)に用いられる不飽和カルボン酸単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸またはそのモノエステル、フマル酸またはそのモノエステル、イタコン酸またはそのモノエステルなどが挙げられる。好ましくは、アクリル酸、メタクリ酸、イタコン酸の不飽和カルボン酸単量体であり、さらに好ましくはアクリル酸、メタクリル酸である。
上記単量体に加えて、本発明の水性エマルジョン(1)に要求される様々な品質・物性を改良するために、上記以外の単量体成分を使用することができる。上記以外の単量体として、例えば(イ)アミド基含有ビニル単量体、(ロ)シアノ基含有ビニル単量体、(ハ)架橋性単量体、(ニ)その他のエチレン性不飽和単量体等を挙げることができる。
Examples of the unsaturated carboxylic acid monomer used in the aqueous emulsion (1) of the present invention include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid or monoester thereof, fumaric acid or monoester thereof, itaconic acid or monoester thereof, and the like. Is mentioned. Preferred are unsaturated carboxylic acid monomers of acrylic acid, methacrylic acid and itaconic acid, and more preferred are acrylic acid and methacrylic acid.
In addition to the above monomers, other monomer components can be used to improve various qualities and physical properties required for the aqueous emulsion (1) of the present invention. Examples of monomers other than those described above include (a) amide group-containing vinyl monomers, (b) cyano group-containing vinyl monomers, (c) crosslinkable monomers, and (d) other ethylenically unsaturated monomers. Examples include a polymer.

(イ)アミド基含有ビニル単量体としては、例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、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、ダイアセトンメタクリルアミド、マレイン酸アミド、マレイミド等を挙げることができる。
(ロ)シアノ基含有ビニル単量体としては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等を挙げることができる。
(ハ)架橋性単量体として、ラジカル重合性の二重結合を2個以上有している単量体や、または重合中、重合後に自己架橋構造を与える官能基を有している単量体が挙げられる。
ラジカル重合性の二重結合を2個以上有している単量体としては、例えばジビニルベンゼン等のラジカル重合性の二重結合を2個以上有している芳香族化合物、ポリオキシエチレンジアクリレート、ポリオキシエチレンジメタクリレート、ポリオキシプロピレンジアクリレート、ポリオキシプロピレンジメタクリレート等のポリオキシアルキレンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ブタンジオールジアクリレート、ブタンジオールジメタクリレート等のアルキルジオールジ(メタ)アクリレート等のジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等のトリオールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート等のテトラオール(メタ)アクリレート等の2個以上の(メタ)アクリル酸とのエステル化合物等を挙げることができる。
(A) Examples of the amide group-containing vinyl monomer include acrylamide, methacrylamide, N, N-methylenebisacrylamide, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, maleic acid amide, maleimide and the like.
(B) Examples of the cyano group-containing vinyl monomer include acrylonitrile and methacrylonitrile.
(C) A monomer having two or more radical polymerizable double bonds as a crosslinkable monomer, or a monomer having a functional group that gives a self-crosslinking structure after polymerization during polymerization The body is mentioned.
Examples of the monomer having two or more radical polymerizable double bonds include aromatic compounds having two or more radical polymerizable double bonds such as divinylbenzene, and polyoxyethylene diacrylate. , Polyoxyalkylene di (meth) acrylates such as polyoxyethylene dimethacrylate, polyoxypropylene diacrylate, polyoxypropylene dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, butanediol diacrylate, butanediol dimethacrylate Triol tri (meth) acrylates such as diol di (meth) acrylate such as alkyl diol di (meth) acrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate , And pentaerythritol tetraacrylate, an ester compound of two or more (meth) acrylic acid such as tetraol (meth) acrylates such as pentaerythritol tetramethacrylate and the like.

重合中、重合後に架橋構造を与える官能基を有している単量体としては、例えばエポキシ基含有ビニル単量体、メチロール基含有単量体、アルコキシメチル基含有単量体、加水分解性シリル基を有するビニル単量体等を挙げることができる。
またその他の単量体(ニ)も使用できる。例えば、アミノ基、スルホン酸基、リン酸基などの官能基を有する各種のビニル単量体、さらには酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ビニルピロリドン、メチルビニルケトン、ブタジエン、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデンなども所望に応じて使用できる。
Examples of monomers having a functional group that gives a cross-linked structure after polymerization include, for example, epoxy group-containing vinyl monomers, methylol group-containing monomers, alkoxymethyl group-containing monomers, hydrolyzable silyls. Examples thereof include vinyl monomers having a group.
Other monomers (d) can also be used. For example, various vinyl monomers having functional groups such as amino group, sulfonic acid group, and phosphoric acid group, as well as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl versatic acid, vinyl pyrrolidone, methyl vinyl ketone, butadiene, ethylene, propylene Vinyl chloride, vinylidene chloride and the like can be used as desired.

本発明の水性エマルジョン(1)に用いられる芳香族ビニル系単量体は全単量体中5〜80質量%である。芳香族ビニル系単量体が5質量%以上で耐煮沸接着性が良好であり、80質量%以下で常態接着性が良好である。好ましくは、10〜60質量%である。
本発明の水性エマルジョン(1)に用いられる(メタ)アクリル酸エステル単量体は全単量体中5〜80質量%である。(メタ)アクリル酸エステル単量体が5質量%以上で耐煮沸接着性が良好であり、80質量%以下で常態接着性が良好である。好ましくは、10〜60質量%である。
本発明の水性エマルジョン(1)に用いられるヒドロキシル基含有ビニル系単量体は全単量体中0.5〜5質量%である。0.5質量%以上で常態接着性が良好であり、且つポットライフ、耐煮沸接着性も良好であり、また、5質量%以下でポットライフが良好であり、常態接着性、耐煮沸接着性も良好である。好ましくは1〜4質量%である。
本発明の水性エマルジョン(1)に用いられる不飽和カルボン酸単量体は全単量体中0.1〜4質量%である。0.1質量%以上で顔料配合後の貯蔵安定性が良好であり、4質量%以下で耐煮沸接着性が良好である。好ましくは0.5〜3質量%である。
The aromatic vinyl-type monomer used for the aqueous emulsion (1) of this invention is 5-80 mass% in all the monomers. When the aromatic vinyl monomer is 5% by mass or more, the boiling resistance is good, and when it is 80% by mass or less, the normal adhesiveness is good. Preferably, it is 10-60 mass%.
The (meth) acrylic acid ester monomer used in the aqueous emulsion (1) of the present invention is 5 to 80% by mass in all monomers. When the (meth) acrylic acid ester monomer is 5% by mass or more, the boiling resistance is good, and when it is 80% by mass or less, the normal state adhesiveness is good. Preferably, it is 10-60 mass%.
The hydroxyl group-containing vinyl monomer used in the aqueous emulsion (1) of the present invention is 0.5 to 5% by mass in the total monomers. When 0.5% by mass or more, normal adhesiveness is good, pot life and boiling resistance are also good, and when 5% by mass or less, pot life is good, normal adhesiveness and boiling resistance. Is also good. Preferably it is 1-4 mass%.
The unsaturated carboxylic acid monomer used in the aqueous emulsion (1) of the present invention is 0.1 to 4% by mass in the total monomers. When the content is 0.1% by mass or more, the storage stability after blending the pigment is good, and when the content is 4% by mass or less, the boiling resistance is good. Preferably it is 0.5-3 mass%.

本発明の水性エマルジョン(1)のガラス転移温度Tgは−40℃〜40℃が好ましい。−40℃以上で耐煮沸接着性が良好であり、40℃以下で常態接着性が良好である。好ましくは−30℃〜30℃である。
なお、ここで言う重合体のガラス転移温度は、単量体のホモ重合体のガラス転移温度と単量体の共重合比率より次式によって定義することが可能である。
1/Tg=W1/Tg1 +W2/Tg2 +・・・
Tg:単量体1、2・・・よりなる重合体のガラス転移温度(゜K)
W1、W2・・:単量体1、単量体2、・・の質量分率
ここでW1+W2+・・=1
Tg1 、Tg2 ・・:単量体1、単量体2、・・・・のホモ重合体のガラス転移温度(゜K)
計算に使用する単量体のホモ重合体のTg(゜K)は、例えばポリマーハンドブック(Jhon Willey & Sons)に記載されている。本願において用いた数値を例示する。カッコ内の値がホモ重合体のTgを示す。ポリスチレン(373゜K)、ポリメチルメタクリレート(378゜K)、ポリブチルアクリレート(219゜K)、ポリ2−エチルヘキシルアクリレート(205゜K)、ポリアクリル酸(379゜K)、ポリメタクリル酸(403゜K)、ポリアクリロニトリル(373゜K)、ポリ2−ヒドロキシエチルアクリレート(258゜K)、ポリ2−ヒドロキシエチルメタクリレート(328゜K)である。
The glass transition temperature Tg of the aqueous emulsion (1) of the present invention is preferably -40 ° C to 40 ° C. Boiling resistance is good at -40 ° C or higher, and normal state adhesiveness is good at 40 ° C or lower. Preferably it is -30 degreeC-30 degreeC.
The glass transition temperature of the polymer mentioned here can be defined by the following equation from the glass transition temperature of the monomer homopolymer and the copolymerization ratio of the monomer.
1 / Tg = W1 / Tg1 + W2 / Tg2 + ...
Tg: Glass transition temperature (° K) of a polymer comprising monomers 1, 2...
W1, W2 ···: Monomer 1, monomer 2, ··· mass fraction W1 + W2 + ··· = 1
Tg1, Tg2 ···: Glass transition temperature (° K) of homopolymer of monomer 1, monomer 2, ...
The Tg (° K) of the monomer homopolymer used in the calculation is described in, for example, the polymer handbook (Jhon Willy & Sons). The numerical value used in this application is illustrated. The value in parentheses indicates the Tg of the homopolymer. Polystyrene (373 ° K), polymethyl methacrylate (378 ° K), polybutyl acrylate (219 ° K), poly 2-ethylhexyl acrylate (205 ° K), polyacrylic acid (379 ° K), polymethacrylic acid (403 ° K), polyacrylonitrile (373 ° K), poly-2-hydroxyethyl acrylate (258 ° K), and poly-2-hydroxyethyl methacrylate (328 ° K).

本発明の水性エマルジョン(1)に用いられる反応性界面活性剤とは一分子中に少なくとも一つ以上の親水基と一つ以上の親油基を有し、かつその構造中にエチレン性二重結合が導入されているものである。
反応性界面活性剤の中でアニオン性界面活性剤としては、例えばスルホン酸基、スルホネート基又は硫酸エステル基及びこれらの塩を有するエチレン性不飽和単量体であり、スルホン酸基、又はそのアンモニウム塩かアルカリ金属塩である基(アンモニウムスルホネート基、又はアルカリ金属スルホネート基)を有する化合物であることが好ましい。例えばアルキルアリルスルホコハク酸塩(例えば三洋化成(株)エレミノール(商標)JS−2、JS−5、例えば花王(株)製ラテムル(商標)S−120、S−180A、S−180等が挙げられる)、例えばポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステル塩(例えば第一工業製薬(株)製アクアロン(商標)HS−10等が挙げられる)、例えばα−〔1−〔(アリルオキシ)メチル〕−2−(ノニルフェノキシ)エチル〕−ω−ポリオキシエチレン硫酸エステル塩(例えば旭電化工業(株)製アデカリアソープ(商標)SE−1025N等が挙げられる)、例えばアンモニウムα−スルホナト−ω−1−(アリルオキシメチル)アルキルオキシポリオキシエチレン(例えば第一工業製薬(株)製アクアロンKH−10などが挙げられる)、例えばα−スルホ−ω−(1−(アルコキシ)メチル−2−(2−プロペニルオキシ)エトキシ)−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)のアンモニウム塩(例えば旭電化(株)製アデカリアソープSR−10)、スチレンスルホン酸塩等が挙げられる。
The reactive surfactant used in the aqueous emulsion (1) of the present invention has at least one hydrophilic group and one or more lipophilic group in one molecule, and has an ethylenic double group in its structure. A bond has been introduced.
Among the reactive surfactants, the anionic surfactant is, for example, an ethylenically unsaturated monomer having a sulfonic acid group, a sulfonate group or a sulfate ester group and a salt thereof, a sulfonic acid group, or an ammonium thereof. A compound having a group (ammonium sulfonate group or alkali metal sulfonate group) which is a salt or an alkali metal salt is preferable. For example, alkylallylsulfosuccinate (for example, Sanyo Kasei Co., Ltd., Eleminol (trademark) JS-2, JS-5, for example, Laomul (trademark) S-120, S-180A, S-180 manufactured by Kao Corporation), etc. ), For example, polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether sulfate ester salt (for example, Aqualon (trademark) HS-10 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), for example, α- [1-[(allyloxy) methyl] -2 -(Nonylphenoxy) ethyl] -ω-polyoxyethylene sulfate ester salt (for example, Adeka Soap (trademark) SE-1025N manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), for example, ammonium α-sulfonato-ω-1- (Allyloxymethyl) alkyloxypolyoxyethylene (for example, Aqualon KH manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 10), for example, ammonium salts of α-sulfo-ω- (1- (alkoxy) methyl-2- (2-propenyloxy) ethoxy) -poly (oxy-1,2-ethanediyl) (for example, Asahi Denka) (Adekaria soap SR-10), styrene sulfonate, etc. are mentioned.

また、反応性界面活性剤でノニオン性界面活性剤としては、例えばα−〔1−〔(アリルオキシ)メチル〕−2−(ノニルフェノキシ)エチル〕−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン(例えば旭電化工業(株)製アデカリアソープNE−20、NE−30、NE−40等が挙げられる)、例えばポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル(例えば第一工業製薬(株)製アクアロンRN−10、RN−20、RN−30、RN−50等が挙げられる)などが挙げられる。
本発明に用いられる反応性界面活性剤は、全単量体組成物100質量部に対してアニオン性界面活性剤0.1〜5質量部、ノニオン性界面活性剤0.1〜5質量部を用いることができる。該アニオン性界面活性剤0.1質量部以上で顔料配合後の貯蔵安定性が良好であり、5質量部以下で耐煮沸接着性が良好である。また、該ノニオン性界面活性剤0.1質量部以上で顔料配合後の貯蔵安定性が良好であり、5質量部以下で耐煮沸接着性が良好である。
アニオン性の反応性界面活性剤、ノニオン性の反応性界面活性剤は単独で又は併用して使用してもよい。また反応性界面活性剤の添加は重合前、重合中、または重合後いずれかでもよい。
Examples of the reactive surfactant and nonionic surfactant include α- [1-[(allyloxy) methyl] -2- (nonylphenoxy) ethyl] -ω-hydroxypolyoxyethylene (for example, Asahi Denka Kogyo ( Adekaria soap NE-20, NE-30, NE-40, etc.), for example, polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether (for example, Aqualon RN-10, RN-20, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) RN-30, RN-50, etc.).
The reactive surfactant used in the present invention comprises 0.1 to 5 parts by weight of anionic surfactant and 0.1 to 5 parts by weight of nonionic surfactant with respect to 100 parts by weight of the total monomer composition. Can be used. When the anionic surfactant is 0.1 part by mass or more, the storage stability after blending the pigment is good, and when it is 5 parts by mass or less, boiling resistance is good. Further, the storage stability after blending the pigment is good when the nonionic surfactant is 0.1 part by mass or more, and the boiling resistance is good when it is 5 parts by mass or less.
Anionic reactive surfactants and nonionic reactive surfactants may be used alone or in combination. The reactive surfactant may be added before polymerization, during polymerization, or after polymerization.

本発明の水性エマルジョン(1)に要求される様々な品質・物性を改良するために、非反応性の界面活性剤を併用することもできる。非反応性界面活性剤としては、例えば脂肪族セッケン、ロジン酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、ジアルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸塩などのアニオン性界面活性剤、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、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマーなどのノニオン性界面活性剤が挙げられる。
非反応性界面活性剤の使用方法も特に限定されず、例えば乳化重合時に使用しても、また乳化重合後にさらに必要量を添加してもよい。
In order to improve various qualities and physical properties required for the aqueous emulsion (1) of the present invention, a non-reactive surfactant can be used in combination. Non-reactive surfactants include, for example, aliphatic soaps, rosin acid soaps, alkyl sulfonates, dialkylaryl sulfonates, alkylsulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl aryl sulfates, etc. Nonionic surfactants such as anionic surfactants, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl aryl ethers, polyoxyethylene oxypropylene block copolymers and the like can be mentioned.
The method of using the non-reactive surfactant is not particularly limited, and for example, it may be used at the time of emulsion polymerization, or a necessary amount may be added after the emulsion polymerization.

重合開始剤としては、熱または還元性物質によりラジカル分解して単量体の付加重合を開始させるものであり、無機系開始剤および有機系開始剤のいずれも使用できる。このようなものとしては、水溶性、油溶性の重合開始剤が使用できる。水溶性の重合開始剤としては例えばペルオキソ二硫酸塩、過酸化物、水溶性のアゾビス化合物、過酸化物−還元剤のレドックス系などが挙げられ、ペルオキソ二硫酸塩としては例えばペルオキソ二硫酸カリウム(KPS)、ペルオキソ二硫酸ナトリウム(NPS)、ペルオキソ二硫酸アンモニウム(APS)などが挙げられ、過酸化物としては例えば過酸化水素、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、コハク酸パーオキシド、過酸化ベンゾイルなどが挙げられ、水溶性アゾビス化合物としては、例えば2,2−アゾビス(N−ヒドロキシエチルイソブチルアミド)、2、2−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩化水素、4,4−アゾビス(4−シアノペンタン酸)などが挙げられ、過酸化物−還元剤のレドックス系としては、例えば先の過酸化物にナトリウムスルホオキシレートホルムアルデヒド、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム、L−アスコルビン酸、およびその塩、第一銅塩、第一鉄塩などの還元剤を重合開始剤に組み合わせて用いることもできる。
この乳化重合における重合温度は、通常60〜100℃の範囲で選ばれるが、前記レドックス重合法等により、より低い温度で重合を行っても良い。また、例えば2段階重合においては、第1段での重合温度と第2段での重合温度は同じでも異なっていても良い。
The polymerization initiator is one that initiates the addition polymerization of the monomer by radical decomposition with heat or a reducing substance, and both inorganic and organic initiators can be used. As such, water-soluble and oil-soluble polymerization initiators can be used. Examples of water-soluble polymerization initiators include peroxodisulfates, peroxides, water-soluble azobis compounds, peroxide-reducing agent redox systems, and the like. Peroxodisulfates include, for example, potassium peroxodisulfate ( KPS), sodium peroxodisulfate (NPS), ammonium peroxodisulfate (APS) and the like. Examples of peroxides include hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, t-butyl peroxymaleic acid, and succinic acid peroxide. Examples of water-soluble azobis compounds include 2,2-azobis (N-hydroxyethylisobutyramide), 2,2-azobis (2-amidinopropane) hydrogen chloride, 4,4- Azobis (4-cyanopentanoic acid) and the like. Examples of the dox system include sodium sulfooxylate formaldehyde, sodium bisulfite, sodium thiosulfate, sodium hydroxymethanesulfinate, L-ascorbic acid, and salts thereof, cuprous salts and ferrous salts. A reducing agent such as can also be used in combination with the polymerization initiator.
The polymerization temperature in this emulsion polymerization is usually selected in the range of 60 to 100 ° C., but the polymerization may be carried out at a lower temperature by the redox polymerization method or the like. For example, in the two-stage polymerization, the polymerization temperature in the first stage and the polymerization temperature in the second stage may be the same or different.

本発明の水性エマルジョン(1)の平均粒子径は200〜600nmにコントロールする。平均粒子径が200nm以上でポットライフが良好であり且つ常態接着性、耐煮沸接着性も良好であり、また、600nm以下でポットライフ、常態接着性、耐煮沸接着性が良好である。好ましくは平均粒子径が300〜500nmである。
本発明の水性エマルジョン(1)の粒子径コントロール方法は特に限定されない。例えば、シード粒子、界面活性剤の使用割合などによって調整することができ、一般にそれらの使用割合を高くするほど生成するエマルジョンの平均粒子径は小さくなり、その逆は平均粒子径が大きくなる傾向がある。なお、シード粒子の重合は、本発明のエマルジョンスの重合に先だって同一反応容器で行っても、異なる反応容器で重合したシード粒子を用いても良い。
The average particle size of the aqueous emulsion (1) of the present invention is controlled to 200 to 600 nm. When the average particle size is 200 nm or more, the pot life is good, and the normal state adhesiveness and boiling resistance are also good. When the average particle size is 600 nm or less, the pot life, normal state adhesiveness and boiling resistance are good. The average particle size is preferably 300 to 500 nm.
The particle diameter control method of the aqueous emulsion (1) of the present invention is not particularly limited. For example, it can be adjusted according to the use ratio of seed particles and surfactants. In general, the higher the use ratio, the smaller the average particle diameter of the emulsion produced, and vice versa. is there. The seed particles may be polymerized in the same reaction vessel prior to the emulsion polymerization of the present invention, or seed particles polymerized in different reaction vessels may be used.

本発明に用いられるイソシアネート系化合物(2)とは一分子中にイソシアネート基を2個以上含むものであればよく、例えばトリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、メチレンビスジフェニルジイソシアネート、ポリメチレンフェニルポリイソシアネート、水素化メチレンビスジフェニルジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどが挙げられる。また、水、多価アルコール、水酸基含有ポリエーテル、または水酸基含有ポリエステルと、過剰のイソシアネート系化合物とを予め反応させて得られるイソシアネート系重合物であってもよい。好ましくは疎水性のイソシアネート系化合物であり、さらに好ましくはトリレンジイソシアネート、メチレンビスジフェニルジイソシアネート、ポリメチレンフェニルポリイソシアネート、及びそれらの重合物である。
水性エマルジョン(1)の固形分100質量部に対して、イソシアネート系化合物(2)は1〜150質量部である。1質量部以上で接着性能が良好となり、150質量部以下でポットライフが良好である。好ましくは2〜100質量部である。
The isocyanate compound (2) used in the present invention only needs to contain two or more isocyanate groups in one molecule. For example, tolylene diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, methylene bisdiphenyl. Examples thereof include diisocyanate, polymethylene phenyl polyisocyanate, hydrogenated methylene bisdiphenyl diisocyanate, xylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and the like. Further, it may be an isocyanate polymer obtained by previously reacting water, a polyhydric alcohol, a hydroxyl group-containing polyether, or a hydroxyl group-containing polyester with an excess of an isocyanate compound. Preferred are hydrophobic isocyanate compounds, and more preferred are tolylene diisocyanate, methylene bisdiphenyl diisocyanate, polymethylene phenyl polyisocyanate, and polymers thereof.
The isocyanate compound (2) is 1 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the aqueous emulsion (1). Adhesive performance is good at 1 part by mass or more, and pot life is good at 150 parts by mass or less. Preferably it is 2-100 mass parts.

本発明の水性エマルジョン、及び組成物には性能を向上させるために、以下の材料を配合してもよい。例えば、水溶性樹脂、溶剤、可塑剤、消泡剤、増粘剤、レベリング剤、分散剤、着色剤、耐水化剤、潤滑剤、pH調整剤、防腐剤、無機顔料、有機顔料、界面活性剤、イソシアネート系化合物以外の架橋剤、例えばエポキシ系化合物、多価金属化合物などが挙げられる。
本発明に用いられる水溶性樹脂としては、例えばポリビニルアルコール、エチレン性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール類、セルロース系樹脂(メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシセルロース、カルボキシセルロース等)、キチン、キトサン、デンプン類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルエーテル、ゼラチン、カゼイン類、シクロデキストリン類、水性硝化綿等を挙げることができる。ポリビニルアルコールは完全けん化、部分けん化でも良い。特にポリビニルアルコールが好ましい。
無機または有機の顔料としては、例えば無機顔料ではマグネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウム、チタン、アルミニウム、アンチモン、鉛などの各種金属酸化物、水酸化物、硫化物、炭酸塩、硫酸塩または珪酸化合物などが挙げられる。 具体的には例えば、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリカ、石膏、バライト粉、アルミナホワイト、サチンホワイトなどである。有機顔料ではポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどの固体高分子微粉末などが挙げられる。
In order to improve performance, the following materials may be blended in the aqueous emulsion and composition of the present invention. For example, water-soluble resins, solvents, plasticizers, antifoaming agents, thickeners, leveling agents, dispersants, colorants, water resistance agents, lubricants, pH adjusters, preservatives, inorganic pigments, organic pigments, surface activity And crosslinking agents other than isocyanate and isocyanate compounds, such as epoxy compounds and polyvalent metal compounds.
Examples of the water-soluble resin used in the present invention include polyvinyl alcohols such as polyvinyl alcohol, ethylenic polyvinyl alcohol, and silanol-modified polyvinyl alcohol, cellulose resins (methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxy cellulose, carboxy cellulose, etc.), chitin, chitosan, Mention may be made of starches, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl ether, gelatin, caseins, cyclodextrins, aqueous nitrified cotton and the like. Polyvinyl alcohol may be completely saponified or partially saponified. Polyvinyl alcohol is particularly preferable.
Examples of inorganic or organic pigments include inorganic oxides such as magnesium, calcium, zinc, barium, titanium, aluminum, antimony, lead, and other metal oxides, hydroxides, sulfides, carbonates, sulfates, and silicate compounds. Is mentioned. Specific examples include calcium carbonate, kaolin, talc, titanium dioxide, aluminum hydroxide, silica, gypsum, barite powder, alumina white, and satin white. Examples of organic pigments include solid polymer fine powders such as polystyrene, polyethylene, and polyvinyl chloride.

本発明を実施例に基づいて説明する。本発明の実施態様は、これらによって限定されるものではない。なお、例中の部数はすべて有り姿での部数(即ち、水性エマルジョンは水を含有したそのものの部数である)を示した。また、「部」は特に断らない限り「質量部」を示すものである。
[物性の測定]
各特性は次のようにして求めた。
(1)粒子径:
光散乱法により測定を行った。
測定装置は粒径測定装置(LEED&NORTHRUP社製、MICROTRACTMUPA150)を用い、体積平均粒子径を測定した。
(2)ポットライフ:
下記に示す配合組成の主剤100質量部に、イソシアネート化合物としてMR−100(日本ポリウレタン(株)製、ポリメチレンフェニルポリイソシアネート)(登録商標)を10〜25部配合し、激しく5分間攪拌を行う。
その後、20℃に放置し、ゲル化するまでの時間を観測する。90分以上を合格とする。なお、ゲル化の判定は、15分毎にスパチュラで軽く攪拌を行い、攪拌できなくなった時点とした。
主剤の配合組成 水性エマルジョン(固形分50%) 60質量部
ポリビニルアルコール(固形分15%) 20質量部
炭酸カルシウム 20質量部
ポリビニルアルコールは(株)クラレ製PVA217(登録商標)を用いた。 なお、主剤の製法は以下の通り。先ず、水性エマルジョンを攪拌しながら炭酸カルシウムを投入し、10分間攪拌を行う。次いで、ポリビニルアルコールを攪拌下に添加し、さらに10分間攪拌を行った。
The present invention will be described based on examples. However, the embodiments of the present invention are not limited thereto. In addition, all the parts in the examples indicate the number of parts as they are (that is, the aqueous emulsion is the number of parts containing water itself). “Part” means “part by mass” unless otherwise specified.
[Measurement of physical properties]
Each characteristic was calculated | required as follows.
(1) Particle size:
Measurement was performed by a light scattering method.
The measuring apparatus used the particle size measuring device (the product made by LEED & NORTHRUP, MICROTRACTMUPA150), and measured the volume average particle diameter.
(2) Pot life:
10 to 25 parts of MR-100 (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd., polymethylene phenyl polyisocyanate) (registered trademark) as an isocyanate compound is blended with 100 parts by mass of the main component having the composition shown below, and vigorously stirred for 5 minutes. .
Then, it is left at 20 ° C. and the time until gelation is observed. 90 minutes or more are accepted. Note that the gelation was judged by lightly stirring with a spatula every 15 minutes and when stirring became impossible.
Composition of main ingredient Aqueous emulsion (solid content 50%) 60 parts by mass
Polyvinyl alcohol (solid content 15%) 20 parts by mass
20 parts by mass of calcium carbonate PVA217 (registered trademark) manufactured by Kuraray Co., Ltd. was used as polyvinyl alcohol. In addition, the manufacturing method of the main ingredient is as follows. First, calcium carbonate is added while stirring the aqueous emulsion, and stirring is performed for 10 minutes. Next, polyvinyl alcohol was added with stirring, and stirring was further performed for 10 minutes.

(3)接着性試験:
a.常態接着性 (2)のポットライフ試験に用いた配合品(イソシアネート混合後10分以内に使用)を接着剤として使用した。試験条件はJISK6806:2003 5.11.1に準拠した。但し、除圧後の静値は14日とした。
b.耐煮沸接着性試験:(2)のポットライフ試験に用いた配合品(イソシアネート混合後10分以内に使用)を接着剤として使用した。試験条件はJISK6806:2003 5.11.1に準拠した。但し、沸騰水浸漬は次の条件とした。試験片を沸騰水中に4時間浸漬した後、60±3℃の空気中で20時間乾燥し、更に沸騰水に4時間浸漬する。その後再度60±3℃の空気中で20時間乾燥し、更に沸騰水に4時間浸漬し、その後濡れたままの状態で試験を行った。
(4)顔料配合後の貯蔵安定性試験
貯蔵安定性試験用に、下記に示す主剤配合品を作製した。なお、主剤作製は(2)で挙げた方法と同じであるが、全ての材料を投入したのち、攪拌を2時間行った。その後、60℃の乾燥機に4週間放置し、作製直後の20℃での粘度と4週間放置後の20℃での粘度の比(粘度(4週間放置後)/粘度(作製直後))を求めた。
主剤の配合組成 水性エマルジョン(固形分50%) 40質量部
(貯蔵安定性用) ポリビニルアルコール(固形分15%) 20質量部
炭酸カルシウム 40質量部
(3) Adhesion test:
a. Normal adhesiveness (2) The compound used in the pot life test (used within 10 minutes after mixing of isocyanate) was used as an adhesive. Test conditions were based on JISK6806: 2003 5.11.1. However, the static value after decompression was 14 days.
b. Boiling resistance test: The blended product used in the pot life test of (2) (used within 10 minutes after mixing of isocyanate) was used as an adhesive. Test conditions were based on JISK6806: 2003 5.11.1. However, immersion in boiling water was performed under the following conditions. The test piece is immersed in boiling water for 4 hours, then dried in air at 60 ± 3 ° C. for 20 hours, and further immersed in boiling water for 4 hours. Thereafter, it was again dried in air at 60 ± 3 ° C. for 20 hours, further immersed in boiling water for 4 hours, and then tested in a wet state.
(4) Storage stability test after pigment blending For the storage stability test, the following main compound blend was prepared. The preparation of the main agent was the same as that described in (2), but after all the materials were added, stirring was performed for 2 hours. After that, it was left in a dryer at 60 ° C. for 4 weeks, and the ratio of the viscosity at 20 ° C. immediately after production to the viscosity at 20 ° C. after standing for 4 weeks (viscosity (after 4 weeks) / viscosity (immediately after production)). Asked.
Composition of main ingredient Aqueous emulsion (solid content 50%) 40 parts by mass (for storage stability) Polyvinyl alcohol (solid content 15%) 20 parts by mass
40 parts by weight of calcium carbonate

[水性エマルジョン1〜10の製造]
水性エマルジョン1〜7は次のように作製した。表1に示す全単量体1000質量部に、エマルゲン150(花王(株)製、ポリオキシエチレンアルキルルエーテル)の20%水溶液25質量部、アクアロンKH−10(第一工業製薬(株)製、アンモニウムα−スルホナト−ω−1−(アリルオキシメチル)アルキルオキシポリオキシエチレン)の25%水溶液80質量部、アデカリアソープSR−10(旭電化(株)製、α−スルホ−ω−(1−(アルコキシ)メチル−2−(2−プロペニルオキシ)エトキシ)−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)のアンモニウム塩)の25%水溶液40質量部、ペルオキソ二硫酸アンモニウム3質量部、水440質量部を添加し、ホモミキサーで攪拌を行い、プレ乳化液を作製した。
別に攪拌装置と温度調節用ジャケットを取り付けた反応容器に、シード粒子(平均粒子径50nm メチルメタクリレート/ブチルアクリレート=50/45(質量比)系重合体 固形分35%)の水性分散体を表1に示す所定量投入し、さらに水350質量部を仕込み、内温を80℃に昇温し、ペルオキソ二硫酸アンモニウム0.5質量部を水25質量部に溶解したものを添加した。これに、前記のプレ乳化物を4時間かけて一定流速で添加した。その後80℃の温度のまま、1時間保ち、さらにペルオキソ二硫酸アンモニウム1質量部、水25質量部の溶解したものを添加し、同温度で1時間重合を続けた。1時間後、冷却し、10質量%濃度の水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを7とした。その後、200メッシュの金網を用いてろ過を行い、次いで固形分が50質量%となるよう水を配合し、表1に示す物性を有する水性エマルジョンを得た。
[Production of aqueous emulsions 1 to 10]
Aqueous emulsions 1-7 were prepared as follows. In 1000 parts by mass of all monomers shown in Table 1, 25 parts by mass of 20% aqueous solution of Emulgen 150 (manufactured by Kao Corporation, polyoxyethylene alkyl ether), Aqualon KH-10 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), 80 parts by mass of a 25% aqueous solution of ammonium α-sulfonato-ω-1- (allyloxymethyl) alkyloxypolyoxyethylene), Adekari Soap SR-10 (Asahi Denka Co., Ltd., α-sulfo-ω- (1 -(Alkoxy) methyl-2- (2-propenyloxy) ethoxy) -ammonium salt of poly (oxy-1,2-ethanediyl)) 40 parts by mass, ammonium peroxodisulfate 3 parts by mass, water 440 parts by mass And stirred with a homomixer to prepare a pre-emulsion solution.
Separately, an aqueous dispersion of seed particles (average particle size 50 nm methyl methacrylate / butyl acrylate = 50/45 (mass ratio) polymer solid content 35%) was added to a reaction vessel equipped with a stirrer and a temperature control jacket. Then, 350 parts by mass of water was charged, the internal temperature was raised to 80 ° C., and 0.5 part by mass of ammonium peroxodisulfate dissolved in 25 parts by mass of water was added. To this was added the pre-emulsion at a constant flow rate over 4 hours. Thereafter, the temperature was maintained at 80 ° C. for 1 hour, and further dissolved 1 part by weight of ammonium peroxodisulfate and 25 parts by weight of water were added, and polymerization was continued at the same temperature for 1 hour. After 1 hour, the mixture was cooled and a 10% strength by weight aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 7. Thereafter, filtration was carried out using a 200-mesh wire net, and then water was blended so that the solid content was 50% by mass to obtain an aqueous emulsion having the physical properties shown in Table 1.

水性エマルジョン8は、水性エマルジョン1〜7と同様にプレ乳化液を作製する際、エマルゲン150(花王(株)製、ポリオキシエチレンアルキルルエーテル)の20%水溶液25質量部、エマールD−3−D(花王(株)製、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムの25%水溶液)100質量部を用いた。その後の操作は水性エマルジョン1〜7と同様に行った。
水性エマルジョン9は、水性エマルジョン1〜7と同様にプレ乳化液を作製した。反応容器にはシード粒子の変わりにエマルゲン150の20%水溶液20質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5質量部を投入した。その後の操作は水性エマルジョン1〜7と同様に行った。
水性エマルジョン10は、水性エマルジョン1〜7と同様にプレ乳化液を作製した。反応容器には150nmの粒子径エマルジョン(スチレン/メチルメタクリレート/ブチルアクリレート=10/40/45(質量比)系重合体 固形分50%)を20質量部投入した。その後の操作は水性エマルジョン1〜7と同様に行った。
得られた水性エマルジョン8〜10の物性は表1に示されている。
When preparing the pre-emulsion liquid similarly to the aqueous emulsions 1 to 7, the aqueous emulsion 8 was 25 parts by mass of 20% aqueous solution of Emulgen 150 (manufactured by Kao Corporation, polyoxyethylene alkyl ether), Emar D-3-D. 100 parts by mass (manufactured by Kao Corporation, 25% aqueous solution of sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate) was used. Subsequent operations were performed in the same manner as aqueous emulsions 1-7.
As the aqueous emulsion 9, pre-emulsified liquids were prepared in the same manner as the aqueous emulsions 1-7. Instead of seed particles, 20 parts by mass of 20% aqueous solution of Emulgen 150 and 5 parts by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate were charged into the reaction vessel. Subsequent operations were performed in the same manner as aqueous emulsions 1-7.
The aqueous emulsion 10 produced the pre-emulsion liquid similarly to the aqueous emulsions 1-7. A reaction vessel was charged with 20 parts by mass of a 150 nm particle size emulsion (styrene / methyl methacrylate / butyl acrylate = 10/40/45 (mass ratio) polymer solid content 50%). Subsequent operations were performed in the same manner as aqueous emulsions 1-7.
The physical properties of the obtained aqueous emulsions 8 to 10 are shown in Table 1.

[実施例1〜9]
表1に記載の水性エマルジョン1〜7を用いて表2記載の配合品組成の主剤を作製し、上記(2)ポットライフ、(3)接着性試験を行った。その評価結果を合わせて表2に示す。
[比較例1〜2]
表1に記載の水性エマルジョン9〜10を用いて表3記載の配合品組成の主剤を作製し、上記(2)ポットライフ、(3)接着性試験を行った。その評価結果を合わせて表3に示す。
尚、比較例1は平均粒子径が200nm未満の水性エマルジョン9を用いた例であり、比較例2は平均粒子径が600nm超の水性エマルジョン10を用いた例である。
[実施例10〜16、比較例3]
表1記載の水性エマルジョン1〜8を用いて、上記(4)の顔料配合後の貯蔵安定性試験を実施した。その評価結果を表4に示す。
比較例3は反応性界面活性剤を用いないで得られた水性エマルジョン8を用いた例である。
[Examples 1 to 9]
Using the aqueous emulsions 1 to 7 shown in Table 1, main ingredients of the composition composition shown in Table 2 were prepared, and the above (2) pot life and (3) adhesion test were conducted. The evaluation results are shown together in Table 2.
[Comparative Examples 1-2]
Using the water-based emulsions 9 to 10 shown in Table 1, the main ingredients of the composition composition shown in Table 3 were prepared, and the above (2) pot life and (3) adhesion test were conducted. The evaluation results are shown together in Table 3.
Comparative Example 1 is an example using an aqueous emulsion 9 having an average particle diameter of less than 200 nm, and Comparative Example 2 is an example using an aqueous emulsion 10 having an average particle diameter exceeding 600 nm.
[Examples 10 to 16, Comparative Example 3]
Using the aqueous emulsions 1 to 8 shown in Table 1, the storage stability test after the pigment blending of the above (4) was carried out. The evaluation results are shown in Table 4.
Comparative Example 3 is an example using an aqueous emulsion 8 obtained without using a reactive surfactant.

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本発明の水性エマルジョン及びその組成物は、合板、集成材などの木材用接着剤として好適である。それ以外にも例えばパーティクルボード用、段ボール用、あるいは金属箔接着用、紙用、布用、繊維加工用、さらには陶磁器用、無機板用、塩ビ、ポリプロピレンなどのプラスチックシート用、ガラス板用などの接着剤としても好適に利用できる。   The aqueous emulsion and composition thereof of the present invention are suitable as an adhesive for wood such as plywood and laminated wood. Other than that, for example, for particle board, corrugated board, metal foil bonding, paper, cloth, textile processing, ceramics, inorganic board, PVC, plastic sheet such as polypropylene, glass board, etc. It can also be suitably used as an adhesive.

Claims (3)

芳香族ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体から選ばれる1種以上の単量体ならびにヒドロキシル基含有ビニル単量体、不飽和カルボン酸単量体を含む単量体組成物を、反応性界面活性剤を用いて乳化重合することによって得られた水性エマルジョン(1)であって、その水性エマルジョン(1)の平均粒子径が200〜600nmであることを特徴とする接着剤用水性エマルジョン。   Monomer composition containing one or more monomers selected from aromatic vinyl monomers and (meth) acrylic acid ester monomers, hydroxyl group-containing vinyl monomers, and unsaturated carboxylic acid monomers Is an aqueous emulsion (1) obtained by emulsion polymerization using a reactive surfactant, wherein the aqueous emulsion (1) has an average particle size of 200 to 600 nm. Aqueous emulsion. ヒドロキシル基含有ビニル系単量体が全単量体組成物中0.5〜5質量%であることを特徴とする請求項1の接着剤用水性エマルジョン。   2. The aqueous emulsion for adhesives according to claim 1, wherein the hydroxyl group-containing vinyl monomer is 0.5 to 5% by mass in the total monomer composition. 請求項1又は2に記載の水性エマルジョン(1)と、イソシアネート系化合物(2)とを含むことを特徴とする接着剤組成物。   An adhesive composition comprising the aqueous emulsion (1) according to claim 1 or 2 and an isocyanate compound (2).
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