JP2006052290A - Method for producing aqueous resin dispersion - Google Patents

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Hiromi Harakawa
浩美 原川
Masato Nakamizu
正人 中水
Takashi Kitamura
貴志 北村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for stably producing an aqueous resin dispersion forming a coated film exhibiting a good finish appearance and having excellent water, weather and corrosion resistances. <P>SOLUTION: The method for producing the aqueous resin dispersion is carried out as follows. A mixture (I) comprising a monomer component composed of (A) a polymerizable unsaturated monomer containing a fatty acid (a1), an epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer (a2) and an isocyanate compound (a3) as constituent units and (B) other polymerizable unsaturated monomers is finely dispersed in an aqueous medium so as to afford ≤500 nm average particle diameter. The resultant emulsion is then polymerized. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、良好な仕上がり外観を示し、耐水性、防食性に優れる塗膜を形成することが可能な水性樹脂分散体を安定に製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for stably producing an aqueous resin dispersion capable of forming a coating film that exhibits a good finished appearance and is excellent in water resistance and corrosion resistance.

近年、塗料、インキ、接着剤等の分野では、省資源、環境衛生、無公害、非危険物化等の観点から、有機溶剤型の組成物から水性型の組成物への転換が進められている。水性塗料組成物に使用されるビヒクルとしては、例えば、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂が挙げられる。これらの水性塗料組成物において、アルキド樹脂は、原材料として不飽和脂肪酸を用いることにより樹脂骨格中に酸化硬化基を導入することができ、それを用いた水性塗料組成物は1液常温硬化が可能となり、また、その油性から、金属面へ塗布された場合の防食性が期待できるが、その軟質な性質が塗膜の乾燥を遅らせ一般的に耐候性に弱さが見られる。他方、アクリル樹脂は、速乾性、耐候性に優れるものの防食性に劣る。これら2種の樹脂の特性を兼備した樹脂水性系材料として、アルキド樹脂とアクリル樹脂を化学反応により結合させるグラフト樹脂などが開発され数多く提案されている。例えば特許文献1には、界面活性剤及び/又は高分子保護コロイドを用い、乾性油脂肪酸又は半乾性油脂肪酸とα,β−エチレン性不飽和酸グリシジルエステルとの反応により得られる脂肪酸変性モノマーを含むラジカル重合可能なモノマー混合物を乳化重合して酸化重合型水性エマルションを製造することが開示されている。   In recent years, in the fields of paints, inks, adhesives, etc., from the viewpoint of resource saving, environmental hygiene, non-pollution, non-hazardous materials, etc., conversion from organic solvent type compositions to aqueous type compositions has been promoted. . Examples of the vehicle used in the aqueous coating composition include resins such as alkyd resins, acrylic resins, polyester resins, polyurethane resins, and epoxy resins. In these aqueous coating compositions, the alkyd resin can introduce an oxidative curing group into the resin skeleton by using an unsaturated fatty acid as a raw material, and the aqueous coating composition using the alkyd resin can be cured at one room temperature. In addition, due to its oiliness, anti-corrosion properties can be expected when applied to a metal surface, but its soft nature delays drying of the coating and generally has a weak weather resistance. On the other hand, the acrylic resin is inferior in anticorrosion property although it is excellent in quick drying property and weather resistance. As an aqueous resin material having the characteristics of these two types of resins, many graft resins and the like for bonding alkyd resins and acrylic resins by chemical reaction have been developed and proposed. For example, Patent Document 1 discloses a fatty acid-modified monomer obtained by reacting a dry oil fatty acid or semi-dry oil fatty acid with an α, β-ethylenically unsaturated acid glycidyl ester using a surfactant and / or a polymer protective colloid. It is disclosed that an oxidation polymerization type aqueous emulsion is produced by emulsion polymerization of a radically polymerizable monomer mixture.

ところで、乳化重合物の生成機構は、水相にある大きなモノマー滴からモノマーが水中を拡散し、界面活性剤が作るミセル中で重合が進行し重合体粒子(重合している小粒子)が生成することからなるものである。この場合、重合に用いられるモノマーは、重合を行う条件下でモノマー滴から重合体粒子へ水中を拡散して移動し供給されなければならない。   By the way, the formation mechanism of the emulsion polymer is that the monomer diffuses in the water from the large monomer droplets in the aqueous phase, and the polymerization proceeds in the micelles made by the surfactant to produce polymer particles (polymerized small particles). It consists of to do. In this case, the monomer used for the polymerization must be supplied by diffusing water from the monomer droplets to the polymer particles under the conditions for polymerization.

一般に、モノマー滴と、ミセルから成長してゆく重合体粒子との間には大きな粒子径差がある。このことはモノマー滴全表面積と重合体粒子の全表面積に大きな差があることを意味し、従って、開始剤ラジカルや水中を拡散するモノマーは、表面積の大きな方、すなわち重合体粒子に侵入し、そこで重合が進行する。乳化重合法では、重合体粒子は徐々に粒子径が大きくなりながら成長する。   In general, there is a large particle size difference between monomer droplets and polymer particles growing from micelles. This means that there is a large difference between the total surface area of the monomer droplets and the total surface area of the polymer particles, so that the initiator radical and the monomer diffusing in water penetrate the larger surface area, that is, the polymer particles, The polymerization then proceeds. In the emulsion polymerization method, polymer particles grow while the particle diameter gradually increases.

上記の脂肪酸変性モノマーを含むラジカル重合可能なモノマー混合物を乳化重合する場合、水への溶解性が極めて乏しい脂肪酸変性モノマーは、重合段階においてモノマー滴に取り残され、モノマー滴内で重合が進行し、脂肪酸変性モノマー単位を多く含む重合体粒子が生成し、他方、脂肪酸変性モノマー以外のモノマーは、モノマー滴からミセル内へ水中を拡散していき、そこで脂肪酸変性モノマー以外のモノマー単位を多く含む重合体粒子が生成するので、最終的に得られるエマルション中の重合体粒子には、親水性重合体粒子と疎水性重合体粒子との不均一分布が極端に生ずる可能性が大きい。従って、このような酸化重合型水性エマルションから形成される塗膜には、疎水性の重合体粒子が核となってハジキを生じたり、表面浮きして表面に粘着性が残ったり、相溶性不良から透明フィルムができず塗膜の仕上がり外観を著しく低下させる等の問題がある。   In the case of emulsion polymerization of a radically polymerizable monomer mixture containing the above fatty acid-modified monomer, the fatty acid-modified monomer having extremely poor solubility in water is left in the monomer droplets in the polymerization stage, and polymerization proceeds in the monomer droplets. Polymer particles containing a large amount of fatty acid-modified monomer units are formed, while monomers other than the fatty acid-modified monomer diffuse in water from the monomer droplets into the micelles, where the polymer contains many monomer units other than the fatty acid-modified monomer units. Since the particles are generated, there is a high possibility that the nonuniform distribution of the hydrophilic polymer particles and the hydrophobic polymer particles is extremely generated in the polymer particles in the finally obtained emulsion. Therefore, in the coating film formed from such an oxidation polymerization type aqueous emulsion, the hydrophobic polymer particles become nuclei and cause repelling, or the surface floats and remains sticky on the surface. Therefore, there is a problem that a transparent film cannot be formed and the finished appearance of the coating film is remarkably deteriorated.

上記の如き問題を克服するための方策として、例えば、特許文献2には、ビニルモノマーの重合生成物であるコポリマーと、疎水性のエステル又は部分エステルとを含む水系コポリマー及びその製造方法が提案されている。該公報には、重合時において、モノマー滴以外の第2世代粒子の形成を抑制させるべく、モノマー滴に乾性油酸とポリオールとからの疎水エステルを添加することが提案されている。該公報に記載の水系コポリマーは、揮発性の融合助剤を含まずに透明な酸化硬化被膜を常温でも形成することができるが、ビニルモノマー中に含まれる乾性油酸及び不飽和α,β−重合性不飽和カルボン酸とポリオールとの混合エステルが水酸基を生成することから、該水系コポリマーを用いて形成される塗膜の耐水性に影響を及ぼすことがあった。   As a measure for overcoming the above problems, for example, Patent Document 2 proposes an aqueous copolymer containing a copolymer that is a polymerization product of a vinyl monomer and a hydrophobic ester or a partial ester, and a method for producing the same. ing. In this publication, it is proposed to add a hydrophobic ester from a dry oil acid and a polyol to the monomer droplets in order to suppress the formation of second generation particles other than the monomer droplets during the polymerization. The water-based copolymer described in the publication can form a transparent oxide-cured film at room temperature without containing a volatile coalescing aid. However, the dry oil acid and unsaturated α, β- Since a mixed ester of a polymerizable unsaturated carboxylic acid and a polyol generates a hydroxyl group, the water resistance of a coating film formed using the aqueous copolymer may be affected.

特開昭59−8773号公報JP 59-8773 A 特開2000−319525号公報JP 2000-319525 A

本発明の目的は、良好な仕上がり外観を示し、耐水性、耐候性、防食性に優れる塗膜を形成できる水性樹脂分散体を安定に製造する方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for stably producing an aqueous resin dispersion that exhibits a good finished appearance and can form a coating film excellent in water resistance, weather resistance, and corrosion resistance.

本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討した結果、脂肪酸、エポキシ基含有重合性不飽和モノマー及びイソシアネート化合物を構成単位とする特定の重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマーを含む混合物を水性媒体中に特定の平均粒子径になるように微分散させ、得られる乳化物を重合する製造方法により本発明に到達した。
即ち本発明は、
1. (A)脂肪酸(a1)、エポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a2)及びイソシアネート化合物(a3)を構成単位として含有する重合性不飽和モノマー並びに(B)その他の重合性不飽和モノマーからなるモノマー成分を含む混合物(I)を水性媒体中に平均粒子径が500nm以下となるように微分散させ、得られる乳化物を重合することを特徴とする水性樹脂分散体の製造方法、
2. その他の重合性不飽和モノマー(B)が、炭素数が6以上の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基を含有する重合性不飽和モノマー(b1)、シクロアルキル基含有重合性不飽和モノマー(b2)及びカルボニル基含有重合性不飽和モノマー(b3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の重合性不飽和モノマーを含有することを特徴とする1項に記載の製造方法、
3. 混合物(I)が、エポキシ樹脂(C)をさらに含有する1項または2項に記載の製造方法、
4. 1項ないし3項のいずれか1項に記載の製造方法により得られる水性樹脂分散体、
5. 4項に記載の水性樹脂分散体を含有する水性樹脂組成物、
6. 水性エポキシ樹脂(D)をさらに含有する5項に記載の水性樹脂組成物、
7. ヒドラジン誘導体(E)をさらに含有する5項または6項に記載の水性樹脂組成物、
8. 5項ないし7項のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物を含有する水性塗料組成物、
9. 被塗面に、8項に記載の水性塗料組成物を塗装することを特徴とする塗膜形成方法、
10. 9項に記載の塗膜形成方法により得られる塗装物品、
に関する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have determined that specific polymerizable unsaturated monomers and other polymerizable unsaturated monomers having fatty acid, an epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer and an isocyanate compound as structural units. The present invention has been achieved by a production method in which a mixture containing a saturated monomer is finely dispersed in an aqueous medium so as to have a specific average particle diameter, and the resulting emulsion is polymerized.
That is, the present invention
1. (A) A polymerizable unsaturated monomer containing fatty acid (a1), an epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer (a2) and an isocyanate compound (a3) as structural units, and (B) a monomer comprising other polymerizable unsaturated monomer A method for producing an aqueous resin dispersion, wherein the mixture (I) containing the components is finely dispersed in an aqueous medium so that the average particle diameter is 500 nm or less, and the resulting emulsion is polymerized;
2. The other polymerizable unsaturated monomer (B) is a polymerizable unsaturated monomer (b1) containing a linear or branched hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, a cycloalkyl group-containing polymerizable unsaturated monomer ( 2. The production method according to 1, which comprises at least one polymerizable unsaturated monomer selected from the group consisting of b2) and a carbonyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b3);
3. Item 3. The method according to Item 1 or 2, wherein the mixture (I) further contains an epoxy resin (C).
4). An aqueous resin dispersion obtained by the production method according to any one of claims 1 to 3,
5. An aqueous resin composition containing the aqueous resin dispersion according to item 4,
6). The aqueous resin composition according to 5, further comprising an aqueous epoxy resin (D),
7). Item 7. The aqueous resin composition according to Item 5 or 6, further comprising a hydrazine derivative (E),
8). An aqueous coating composition containing the aqueous resin composition according to any one of items 5 to 7,
9. A method for forming a coating film, which comprises applying the water-based coating composition described in item 8 to a surface to be coated,
10. A coated article obtained by the method for forming a coating film according to Item 9,
About.

上記本発明の製造方法によれば、脂肪酸、エポキシ基含有重合性不飽和モノマー及びイソシアネート化合物を構成単位とする特定の重合性不飽和モノマーを使用することにより、多量の有機溶剤や補助界面活性剤等を使用しなくても、脂肪酸成分及びウレタン成分を含有する水性樹脂分散体を安定に製造することができる。また、該重合性不飽和モノマーは、水酸基がウレタン結合に一部もしくは全部変性されているので、得られる水性樹脂分散体は、形成塗膜の仕上がり性、付着性、耐水性が良好でありながら、ウレタン成分に起因する弾性、強靭性を有しているという利点を有する。また、該水性樹脂分散体は、貯蔵安定性にも優れ、耐水性、耐候性等の性能に優れる塗膜を常温でも形成することができ、自動車等の車両、建築物等の塗装など幅広い分野に適用することができる。   According to the production method of the present invention, a large amount of an organic solvent or an auxiliary surfactant is obtained by using a specific polymerizable unsaturated monomer having a fatty acid, an epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer and an isocyanate compound as structural units. Even if it does not use etc., the aqueous resin dispersion containing a fatty-acid component and a urethane component can be manufactured stably. In addition, since the polymerizable unsaturated monomer has a hydroxyl group partially or completely modified with a urethane bond, the resulting aqueous resin dispersion is excellent in the finish, adhesion, and water resistance of the formed coating film. It has the advantage of having elasticity and toughness due to the urethane component. In addition, the aqueous resin dispersion is excellent in storage stability, can form a coating film excellent in performance such as water resistance and weather resistance at room temperature, and can be used in a wide range of fields such as vehicles such as automobiles and coatings of buildings. Can be applied to.

本発明の水性樹脂分散体は、(A)脂肪酸(a1)、エポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a2)及びイソシアネート化合物(a3)を構成単位とする重合性不飽和モノマー並びに(B)その他の重合性不飽和モノマーからなるモノマー成分を含む混合物(I)を水性媒体中に平均粒子径が500nm以下の範囲内になるように微分散し、得られる乳化物を重合することを特徴とする。平均粒子径が500nmを超えると、水性樹脂分散体粒子の親水−疎水の不均一性が極端になり、貯蔵安定性が劣り、形成塗膜の仕上がり性、実用性が低下するので好ましくない。尚、本明細書において、平均粒子径は「SALD−3100」(商品名、島津製作所社製、レーザー回折式粒度分布測定装置)にて、試料を脱イオン水にて希釈して、20℃にして測定した時の値であり、また、微粒化された混合物(I)の乳化物又は樹脂分散体の平均粒子径の測定は、それぞれ製造後30分経過した時点で行うものとする。   The aqueous resin dispersion of the present invention comprises (A) a polymerizable unsaturated monomer having a fatty acid (a1), an epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer (a2) and an isocyanate compound (a3) as structural units, and (B) other The mixture (I) containing a monomer component composed of a polymerizable unsaturated monomer is finely dispersed in an aqueous medium so that the average particle diameter is in the range of 500 nm or less, and the resulting emulsion is polymerized. When the average particle diameter exceeds 500 nm, the hydrophilic-hydrophobic non-uniformity of the aqueous resin dispersion particles becomes extreme, storage stability is inferior, and the finish and practicality of the formed coating film are deteriorated. In this specification, the average particle size is “SALD-3100” (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation, laser diffraction particle size distribution analyzer), and the sample is diluted with deionized water to 20 ° C. The measurement of the average particle size of the emulsion or resin dispersion of the finely divided mixture (I) is performed at the time when 30 minutes have elapsed after the production, respectively.

また、重合時に使用する水性媒体としては、水、又は水を主体としてこれに水溶性有機溶媒などの有機溶媒を混合してなる水−有機溶媒混合溶液などを挙げることができる。   Moreover, as an aqueous medium used at the time of superposition | polymerization, the water-organic solvent mixed solution etc. which mix water and organic solvents, such as a water-soluble organic solvent, can be mentioned to this.

重合性不飽和モノマー(A)
本発明において、重合性不飽和モノマー(A)は、混合物(I)の乳化時の微粒化を容易にし、また、重合段階において微粒化後の乳化物を安定化させ、後述のその他の重合性不飽和モノマー(B)の水性媒体中への拡散を抑制させるため、そして、製造される水分散体を用いて形成される塗膜の仕上がり性を良好にし、柔軟性、強靭性を付与させ、また、水性樹脂分散体を用いて形成される塗膜に酸化硬化性を付与させる場合においては、酸化硬化基を導入するために使用されるものであり、脂肪酸(a1)、エポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a2)及びイソシアネート化合物(a3)を構成単位として含有する重合性不飽和モノマーである。
Polymerizable unsaturated monomer (A)
In the present invention, the polymerizable unsaturated monomer (A) facilitates atomization during the emulsification of the mixture (I), and stabilizes the emulsion after atomization in the polymerization stage. In order to suppress the diffusion of the unsaturated monomer (B) into the aqueous medium, and to improve the finish of the coating film formed using the produced water dispersion, to give flexibility and toughness, In addition, in the case of imparting oxidative curability to a coating film formed using an aqueous resin dispersion, it is used for introducing an oxidatively hardened group, and includes fatty acid (a1) and epoxy group-containing polymerizability. It is a polymerizable unsaturated monomer containing an unsaturated monomer (a2) and an isocyanate compound (a3) as structural units.

脂肪酸(a1)としては、炭化水素鎖の末端にカルボキシル基が結合した構造を有しているものが挙げられ、例えば、乾性油脂肪酸、半乾性油脂肪酸、不乾性油脂肪酸を挙げることができる。乾性油脂肪酸及び半乾性油脂肪酸は、厳密に区別できるものではないが、通常、乾性油脂肪酸はヨウ素化が130以上の不飽和脂肪酸であり、半乾性油脂肪酸はヨウ素化が100以上かつ130未満の不飽和脂肪酸である。他方、不乾性油脂肪酸は、通常、ヨウ素価が100未満である脂肪酸である。   Examples of the fatty acid (a1) include those having a structure in which a carboxyl group is bonded to the end of a hydrocarbon chain, and examples thereof include a dry oil fatty acid, a semi-dry oil fatty acid, and a non-dry oil fatty acid. Dry oil fatty acids and semi-dry oil fatty acids are not strictly distinguishable, but usually dry oil fatty acids are unsaturated fatty acids that are iodinated 130 or more, and semi-dry oil fatty acids are iodinated 100 or more and less than 130. Of unsaturated fatty acids. On the other hand, non-drying oil fatty acids are usually fatty acids having an iodine value of less than 100.

乾性油脂肪酸及び半乾性油脂肪酸としては、例えば、魚油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸、亜麻仁油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ゴマ油脂肪酸、ケシ油脂肪酸、エノ油脂肪酸、麻実油脂肪酸、ブドウ核油脂肪酸、トウモロコシ油脂肪酸、トール油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、クルミ油脂肪酸、ゴム種油脂肪酸、ハイジエン酸脂肪酸等が挙げられ、また、不乾性油脂肪酸としては、例えば、ヤシ油脂肪酸、水添ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。さらに、これらの脂肪酸は、カプロン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等と併用することができる。   Examples of the dry oil fatty acid and the semidry oil fatty acid include fish oil fatty acid, dehydrated castor oil fatty acid, safflower oil fatty acid, linseed oil fatty acid, soybean oil fatty acid, sesame oil fatty acid, poppy oil fatty acid, eno oil fatty acid, hemp oil fatty acid, grape Nuclear oil fatty acid, corn oil fatty acid, tall oil fatty acid, sunflower oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, walnut oil fatty acid, rubber seed oil fatty acid, hydienoic acid fatty acid, etc., and non-drying oil fatty acid include, for example, coconut oil fatty acid , Hydrogenated coconut oil fatty acid, palm oil fatty acid and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, these fatty acids can be used in combination with caproic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid and the like.

本発明において、形成塗膜の酸化硬化性を向上させる目的から、脂肪酸(a1)としては乾性油脂肪酸及び/又は半乾性油脂肪酸であることが望ましい。   In the present invention, for the purpose of improving the oxidative curability of the formed coating film, the fatty acid (a1) is preferably a dry oil fatty acid and / or a semi-dry oil fatty acid.

エポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a2)としては、1分子中に1個のエポキシ基と1個の重合性不飽和基を有する化合物が包含され、具体的には例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。   The epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer (a2) includes a compound having one epoxy group and one polymerizable unsaturated group in one molecule, and specifically, for example, glycidyl (meth) acrylate. , Β-methylglycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylpropyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, etc. Is mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.

イソシアネート化合物(a3)としては、1分子中にイソシアネート基を1個以上、好ましくは2個以上含有するものであり、その具体例としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート化合物;これらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;イソホロンジイソシアネート、4,4´−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン−2,4−(又は−2,6−)ジイソシアネート、1,3−(又は1,4−)ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,2−シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネート化合物;これらのジイソシアネ−トのビュ−レットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,4−ナフタレンジイソシアネート、4,4´−トルイジンジイソシアネ−ト、4,4´−ジフェニルエーテルイソシアネート、(m−もしくはp−)フェニレンジイソシアネート、4,4´−ビフェニレンジイソシアネート、3,3´−ジメチル−4,4´−ビフェニレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアナトフェニル)スルホン、イソプロピリデンビス(4−フェニルイソシアネート)などの芳香族ジイソシアネート化合物;これらのジイソシアネ−ト化合物のビュ−レットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;トリフェニルメタン−4,4´,4´´−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアナトベンゼン、2,4,6−トリイソシアナトトルエン、4,4´−ジメチルジフェニルメタン−2,2´,5,5´−テトライソシアネートなどの1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物;これらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、ポリアルキレングリコール、トリメチロ−ルプロパン、ヘキサントリオ−ルなどのポリオールの水酸基にイソシアネート基が過剰量となる比率でポリイソシアネート化合物を反応させてなるウレタン化付加物;これらのウレタン化付加物のビュ−レットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物等を挙げることができる。これらの中でも形成塗膜の耐候性の点から、脂肪族ジイソシアネート化合物及び/又は脂環族ジイソシアネート化合物が好適である。   The isocyanate compound (a3) contains one or more, preferably two or more isocyanate groups in one molecule. Specific examples thereof include hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, Aliphatic diisocyanate compounds such as lysine diisocyanate; burette-type adducts and isocyanurate cycloadducts of these polyisocyanates; isophorone diisocyanate, 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane-2,4- (or − 2,6-) diisocyanate, 1,3- (or 1,4-) di (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclopentane diisocyanate Alicyclic diisocyanate compounds such as 1,2-cyclohexane diisocyanate; bullet type adducts of these diisocyanates, isocyanurate cycloadducts; xylylene diisocyanate, metaxylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate , Tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,4-naphthalene diisocyanate, 4,4'-toluidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether isocyanate, (m- Or p-) phenylene diisocyanate, 4,4'-biphenylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, bis (4-isocyanatophenyl) sulfone Aromatic diisocyanate compounds such as isopropylidenebis (4-phenylisocyanate); burette type adducts and isocyanurate ring adducts of these diisocyanate compounds; triphenylmethane-4,4 ′, 4 ″ — In one molecule such as triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, 2,4,6-triisocyanatotoluene, 4,4'-dimethyldiphenylmethane-2,2 ', 5,5'-tetraisocyanate A polyisocyanate compound having three or more isocyanate groups; a burette-type adduct of these polyisocyanates, an isocyanurate cycloadduct; ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butylene glycol, dimethylolpropionic acid, polyalkylene Glycol, trimethylo Urethane adducts obtained by reacting a polyisocyanate compound in an excess ratio of isocyanate groups to the hydroxyl groups of polyols such as rupropane and hexanetriol; bullet type adducts of these urethanized adducts, isocyanurates A cycloadduct etc. can be mentioned. Among these, aliphatic diisocyanate compounds and / or alicyclic diisocyanate compounds are preferred from the viewpoint of the weather resistance of the formed coating film.

上記重合性不飽和モノマー(A)の製造は、特に限定されるものではなく、例えば前記した(a1)、(a2)及び(a3)成分を一度に反応させても良いし、多段的に反応させても良い。例えば、脂肪酸(a1)のカルボキシル基とエポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a2)のエポキシ基を反応させ、得られる脂肪酸変性重合性不飽和モノマーの2級水酸基にイソシアネート化合物(a3)を反応させることができる。   The production of the polymerizable unsaturated monomer (A) is not particularly limited. For example, the above-described components (a1), (a2) and (a3) may be reacted at once, or may be reacted in multiple stages. You may let them. For example, the carboxyl group of the fatty acid (a1) and the epoxy group of the epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer (a2) are reacted, and the isocyanate compound (a3) is reacted with the secondary hydroxyl group of the resulting fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer. be able to.

上記脂肪酸変性重合性不飽和モノマーにおいて、脂肪酸(a1)とエポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a2)は、脂肪酸(a1)中のカルボキシル基とエポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a2)中のエポキシ基との当量比が0.75:1〜1.25:1、好ましくは0.8:1〜1.2:1の範囲内となるような割合で反応させることができる。   In the fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer, the fatty acid (a1) and the epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer (a2) are a carboxyl group in the fatty acid (a1) and an epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer (a2). The reaction can be carried out in such a ratio that the equivalent ratio with the epoxy group is in the range of 0.75: 1 to 1.25: 1, preferably 0.8: 1 to 1.2: 1.

脂肪酸(a1)とエポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a2)との反応は、通常、重合禁止剤の存在下に、ゲル化などの反応上の問題を起こすことなく、脂肪酸成分中のカルボキシル基とエポキシ基含有重合性不飽和モノマー中のエポキシ基とが円滑に反応できる条件下で行うことができ、通常、約100〜約180℃の温度で約0.5〜約10時間加熱することにより行うのが適している。   The reaction between the fatty acid (a1) and the epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer (a2) is usually carried out in the presence of a polymerization inhibitor without causing a reaction problem such as gelation. And the epoxy group in the epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer can be carried out under conditions that allow smooth reaction, and usually by heating at a temperature of about 100 to about 180 ° C. for about 0.5 to about 10 hours. Suitable to do.

この反応において、N,N−ジメチルアミノエタノール等の3級アミン、臭化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム等の4級アンモニウム塩等のエステル化反応触媒を用いることができ、さらに、反応に対して不活性な有機溶剤を使用してもよい。   In this reaction, an esterification reaction catalyst such as a tertiary amine such as N, N-dimethylaminoethanol, a quaternary ammonium salt such as tetraethylammonium bromide or tetrabutylammonium bromide can be used. An inert organic solvent may be used.

上記重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ピロカテコール、p−tert−ブチルカテコールなどのヒドロキシ化合物;ニトロベンゼン、ニトロ安息香酸、o−,m−又はp−ジニトロベンゼン、2,4−ジニトロトルエン、2,4−ジニトロフェノール、トリニトロベンゼン、ピクリン酸などのニトロ化合物;p−ベンゾキノン、ジクロロベンゾキノン、クロルアニル、アンスラキノン、フェナンスロキノンなどのキノン化合物;ニトロソベンゼン、ニトロソ−β−ナフトールなどのニトロソ化合物等のそれ自体既知のラジカル重合禁止剤が挙げられ、これらは単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。   Examples of the polymerization inhibitor include hydroxy compounds such as hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, pyrocatechol and p-tert-butylcatechol; nitrobenzene, nitrobenzoic acid, o-, m- or p-dinitrobenzene, 2,4- Nitro compounds such as dinitrotoluene, 2,4-dinitrophenol, trinitrobenzene, and picric acid; quinone compounds such as p-benzoquinone, dichlorobenzoquinone, chloranil, anthraquinone, and phenanthroquinone; nitrosobenzene, nitroso-β-naphthol, and the like Examples thereof include radical polymerization inhibitors known per se such as nitroso compounds, and these can be used alone or in combination of two or more.

本発明において、上記脂肪酸変性重合性不飽和モノマーとイソシアネート化合物(a3)の使用割合は種々変えることができるが、形成塗膜の耐水性と水性樹脂分散体の製造安定性の点から、脂肪酸変性重合性不飽和モノマー中に含まれる水酸基と、イソシアネート基との当量比が一般に1:0.2〜1:1.2、好ましくは1:0.3〜1:1.1になるようにするのが望ましい。   In the present invention, the proportion of the fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer and the isocyanate compound (a3) used can be variously changed. From the viewpoint of the water resistance of the formed coating film and the production stability of the aqueous resin dispersion, the fatty acid-modified The equivalent ratio of the hydroxyl group contained in the polymerizable unsaturated monomer to the isocyanate group is generally 1: 0.2 to 1: 1.2, preferably 1: 0.3 to 1: 1.1. Is desirable.

反応は通常40〜180℃、好ましくは60〜130℃の温度で行われる。この反応を促進させるため、通常のウレタン化反応において使用されるトリエチルアミン、N−エチルモルホリン、トリエチレンジアミン等のアミン系触媒や、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート等の錫系触媒などを必要に応じて用いてもよい。   The reaction is usually carried out at a temperature of 40 to 180 ° C, preferably 60 to 130 ° C. In order to promote this reaction, an amine catalyst such as triethylamine, N-ethylmorpholine, or triethylenediamine used in a normal urethanization reaction, or a tin catalyst such as dibutyltin dilaurate or dioctyltin dilaurate is used as necessary. It may be used.

その他の重合性不飽和モノマー(B)
本発明において、その他の重合性不飽和モノマー(B)は、上記重合性不飽和モノマー(A)と共重合可能な該モノマー(A)以外の重合性不飽和モノマーであり、分子中に少なくとも1個、好ましくは1個の重合性不飽和基、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基などを含有する化合物が包含される。そのようなその他の重合性不飽和モノマー(B)の具体例としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、「イソステアリルアクリレート」(大阪有機化学社製)、シクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、シクロドデシル(メタ)アクリレ−ト等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソボルニル基含有重合性不飽和モノマー;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダマンチル基含有重合性不飽和モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有重合性不飽和モノマー;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニルモノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシランなどのアルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマー;ポリジメチルシロキサンマクロモノマー;パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等のアルキルフッ素基含有重合性不飽和モノマー;N−((メタ)アクリロキシエチル)−N,N’−エチレン尿素、N−(アクリルアミドエチル)−N、N’−エチレン尿素等の共重合性エチレン尿素誘導体;マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー;N−ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物;(メタ)アクリル酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸、β−カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸無水物;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、さらにグリシジル(メタ)アクリレートとアミン類との付加物等の含窒素重合性不飽和モノマー;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ−ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ−ト、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどの炭素数2〜8個のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アリルアルコ−ル、上記炭素数2〜8のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン変性体などの水酸基含有(メタ)アクリレート;分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等の水酸基含有重合性不飽和モノマー:分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖含有(メタ)アクリレート;2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム塩、スルホエチルメタクリレート及びそのナトリウム塩やアンモニウム塩等のスルホン酸基含有重合性不飽和モノマー;2−ヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−(3−アクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノンなど2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2',4−トリヒドロキシベンゾフェノンなどのヒドロキシベンゾフェノン類とグリシジル(メタ)アクリレートとの付加反応生成物、或いは2−(2'−ヒドロキシ−5'−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等の紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー;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、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−シアノ−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、1−(メタ)アクリロイル−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、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−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−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等の紫外線安定性官能基を有する重合性不飽和モノマー;アクロレイン、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、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4〜7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等のカルボニル基含有重合性不飽和モノマー;アリル(メタ)アクリレ−ト、エチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、トリエチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、テトラエチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、1,3−ブチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、トリメチロ−ルプロパントリ(メタ)アクリレ−ト、1,4−ブタンジオ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、ネオペンチルグリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、1,6−ヘキサンジオ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、ペンタエリスリト−ルジ(メタ)アクリレ−ト、ペンタエリスリト−ルテトラ(メタ)アクリレ−ト、グリセロ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレ−ト、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレ−ト、1,1,1−トリスヒドロキシメチルプロパントリ(メタ)アクリレ−ト、トリアリルイソシアヌレ−ト、ジアリルテレフタレ−ト、ジビニルベンゼン等の1分子中に少なくとも2個の重合性不飽和基を有する多ビニル化合物等;上記脂肪酸(a1)と上記エポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a2)/又は上記水酸基含有重合性不飽和モノマーとの反応生成物等が挙げられ、これらは所望の性能に応じて単独でもしくは2種以上を適宜使用される。
Other polymerizable unsaturated monomers (B)
In the present invention, the other polymerizable unsaturated monomer (B) is a polymerizable unsaturated monomer other than the monomer (A) copolymerizable with the polymerizable unsaturated monomer (A), and has at least 1 in the molecule. And preferably one compound containing one polymerizable unsaturated group such as vinyl group, (meth) acryloyl group and the like. Specific examples of such other polymerizable unsaturated monomer (B) include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n -Butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate , Tridecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, “isostearyl acrylate” (manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, t -Butyl Alkyl or cycloalkyl (meth) acrylates such as hexyl (meth) acrylate and cyclododecyl (meth) acrylate; isobornyl group-containing polymerizable unsaturated monomers such as isobornyl (meth) acrylate; adamantyl (meth) acrylate and the like Adamantyl group-containing polymerizable unsaturated monomer; glycidyl (meth) acrylate, β-methylglycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth) acrylate, 3, Epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomers such as 4-epoxycyclohexylpropyl (meth) acrylate and allyl glycidyl ether; aromatic vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene and vinyltoluene; Alkoxysilyl group-containing polymerizable unsaturated monomers such as xylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, γ- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane A polydimethylsiloxane macromonomer; a perfluoroalkyl (meth) acrylate such as perfluorobutylethyl (meth) acrylate and perfluorooctylethyl (meth) acrylate; an alkyl fluorine group-containing polymerizable unsaturated monomer such as a fluoroolefin; N- ((Meth) acryloxyethyl) -N, N′-ethyleneurea, N- (acrylamidoethyl) -N, N′-ethyleneurea and other copolymerizable ethyleneurea derivatives; photopolymerizable functional groups such as maleimide groups Have Compatible unsaturated monomers; vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone, ethylene, butadiene, chloroprene, vinyl propionate, vinyl acetate; (meth) acrylic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic acid, crotonic acid, β-carboxyethyl Carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers such as acrylate; unsaturated carboxylic anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride; (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, dimethylaminoethyl ( Nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomers such as meth) acrylate and adducts of glycidyl (meth) acrylate and amines; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3 -Hydroxypropyl (meta Hydroxyl groups such as hydroxyalkyl (meth) acrylates having 2 to 8 carbon atoms such as acrylate and hydroxybutyl (meth) acrylate, allyl alcohol, and ε-caprolactone modified products of the above hydroxyalkyl (meth) acrylates having 2 to 8 carbon atoms Containing (meth) acrylate; hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer such as (meth) acrylate having a polyoxyethylene chain having a hydroxyl group at the molecular end: polyoxyethylene chain-containing (meth) acrylate having an alkoxy group at the molecular end; 2 -Sulphonic acid group-containing polymerizable unsaturated monomers such as acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid sodium salt, sulfoethyl methacrylate and its sodium salt and ammonium salt; 2-hydroxy-4- (3 -Metak Liloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, 2-hydroxy-4- (3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, 2,2′-dihydroxy-4- (3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, Hydroxybenzophenones such as 2,2'-dihydroxy-4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,2 ', 4-trihydroxybenzophenone and glycidyl (meth) acrylate Or a polymerizable unsaturated monomer having an ultraviolet-absorbing functional group such as 2- (2′-hydroxy-5′-methacryloyloxyethylphenyl) -2H-benzotriazole; 4- (meth) acryloyl Oxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-cyano-4- (meth) acryloylamino-2, 2,6,6-tetramethylpiperidine, 1- (meth) acryloyl-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1- (meth) acryloyl-4-cyano-4- (Meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoylamino-2,2,6,6- Polymerizable unsaturation having UV-stable functional groups such as tetramethylpiperidine, 1-crotonoyl-4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine Monomers: Carbonyl such as acrolein, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, acetoacetoxyethyl methacrylate, formylstyrene, vinyl alkyl ketone having 4 to 7 carbon atoms (for example, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl butyl ketone) Group-containing polymerizable unsaturated monomer: allyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate G, 1,6-hexane Orange (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, 1,1,1- Trishydroxymethylethanedi (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethanetri (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylpropanetri (meth) acrylate, triallyl Polyvinyl compounds having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule such as isocyanurate, diallyl terephthalate, divinylbenzene, etc .; the fatty acid (a1) and the epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer (A2) / or a reaction product with the above hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer, etc., and these may be used alone depending on the desired performance. It is appropriately used or two or more kinds.

以上に述べた重合性不飽和モノマー(A)及びその他の重合性不飽和モノマー(B)の使用割合は、造膜性、乾燥性、仕上がり性、重合安定性の点から、モノマー(A)及びモノマー(B)の合計重量を基準にして、
上記重合性不飽和モノマー(A)が、5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、その他の重合性不飽和モノマー(B)が、50〜95重量%、好ましくは60〜90重量%の範囲内とすることができる。
The above-mentioned polymerizable unsaturated monomer (A) and other polymerizable unsaturated monomer (B) are used in proportions from the viewpoint of film-forming property, drying property, finishing property, and polymerization stability. Based on the total weight of monomer (B),
The polymerizable unsaturated monomer (A) is 5 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight, and the other polymerizable unsaturated monomer (B) is 50 to 95% by weight, preferably 60 to 90% by weight. Can be within the range.

本発明において、その他の重合性不飽和モノマー(B)は、炭素数が6以上の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基を含有する重合性不飽和モノマー(b1)、シクロアルキル基含有重合性不飽和モノマー(b2)及びカルボニル基含有重合性不飽和モノマー(b3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の重合性不飽和モノマーを含むことが望ましい。   In the present invention, the other polymerizable unsaturated monomer (B) includes a polymerizable unsaturated monomer (b1) containing a linear or branched hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, and a cycloalkyl group-containing polymerizable property. It is desirable to include at least one polymerizable unsaturated monomer selected from the group consisting of an unsaturated monomer (b2) and a carbonyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b3).

炭素数が6以上の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基を含有する重合性不飽和モノマー(b1)としては、例えば、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、「イソステアリルアクリレート」(大阪有機化学社製)等を挙げることができ、これらは単独でまたは2種以上組み合わせて使用することができる。   Examples of the polymerizable unsaturated monomer (b1) containing a linear or branched hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms include n-hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl ( And (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, “isostearyl acrylate” (manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), etc. Or in combination of two or more.

その他の重合性不飽和モノマー(B)の少なくとも一部として、炭素数が6以上の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基を含有する重合性不飽和モノマー(b1)を使用することにより、上記重合性不飽和モノマー(A)及びその他の重合性不飽和モノマー(B)からなるモノマー成分を含む混合物(I)を水性媒体中に微粒化した後の混合物(I)の乳化物の重合安定性を保持することができ、しかも、耐水性に優れた塗膜を形成する水性樹脂分散体を製造することができる。   By using the polymerizable unsaturated monomer (b1) containing a linear or branched hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms as at least a part of the other polymerizable unsaturated monomer (B), Polymerization stability of emulsion of mixture (I) after atomizing mixture (I) containing monomer component comprising polymerizable unsaturated monomer (A) and other polymerizable unsaturated monomer (B) in an aqueous medium In addition, it is possible to produce an aqueous resin dispersion that forms a coating film excellent in water resistance.

炭素数が6以上の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基を含有する重合性不飽和モノマー(b1)は、モノマー(A)及びモノマー(B)の合計重量に対して、1〜30重量%、好ましくは5〜25重量%含んでなることが望ましい。   The polymerizable unsaturated monomer (b1) containing a linear or branched hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms is 1 to 30% by weight based on the total weight of the monomer (A) and the monomer (B). , Preferably 5 to 25% by weight.

シクロアルキル基含有重合性不飽和モノマー(b2)としては、1分子中に1個の炭素数が6以上のシクロアルキル基と1個の重合性不飽和結合を有する化合物が好適であり、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、シクロドデシル(メタ)アクリレ−ト等を挙げることができ、これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。   As the cycloalkyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b2), a compound having one cycloalkyl group having 6 or more carbon atoms and one polymerizable unsaturated bond in one molecule is preferable. Examples include cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, cyclododecyl (meth) acrylate, and the like. These can be used in combination.

その他の重合性不飽和モノマー(B)が、その成分の一部としてシクロアルキル基含有重合性不飽和モノマー(b2)を含んでなることにより形成塗膜の耐候性を向上させることができる。かかる重合性不飽和モノマー(b2)は、モノマー(A)及びモノマー(B)の合計重量に対して、1〜70重量%、好ましくは10〜60重量%の範囲内で含んでなることが望ましい。   When the other polymerizable unsaturated monomer (B) contains the cycloalkyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b2) as a part of the component, the weather resistance of the formed coating film can be improved. The polymerizable unsaturated monomer (b2) is desirably contained in the range of 1 to 70% by weight, preferably 10 to 60% by weight, based on the total weight of the monomer (A) and the monomer (B). .

カルボニル基含有重合性不飽和モノマー(b3)としては、1分子中に1個のカルボニル基と1個の重合性不飽和結合を有する化合物が包含され、具体的には例えば、アクロレイン、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、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4〜7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。中でも、特にダイアセトン(メタ)アクリルアミドが好適である。モノマー(B)の少なくとも一部として、カルボニル基含有重合性不飽和モノマー(b3)を含んでなるものを使用し、且つ得られる分散体に後述のヒドラジン誘導体を配合せしめることにより、カルボニル基を含有する重合性不飽和モノマー(b3)由来のカルボニル基とヒドラジン誘導体との架橋を進行させることができ、塗膜の乾燥性をより一層向上させることができ、耐候性、耐水性等の物性にも優れた塗膜を形成する組成物を調製することができる。該モノマー(b3)の使用割合は、モノマー(A)及びモノマー(B)の合計重量に対して、0.5〜35重量%、好ましくは2〜20重量%の範囲内が好適である。   Examples of the carbonyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b3) include compounds having one carbonyl group and one polymerizable unsaturated bond in one molecule. Specific examples thereof include acrolein and diacetone acrylamide. , Diacetone methacrylamide, acetoacetoxyethyl methacrylate, formylstyrene, vinyl alkyl ketones having 4 to 7 carbon atoms (for example, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl butyl ketone) and the like. Or it can be used in combination of two or more. Of these, diacetone (meth) acrylamide is particularly preferred. As the at least part of the monomer (B), a carbonyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b3) is used, and a hydrazine derivative described later is added to the resulting dispersion to contain a carbonyl group. The carbonyl group derived from the polymerizable unsaturated monomer (b3) and the hydrazine derivative can be cross-linked, the drying property of the coating film can be further improved, and the physical properties such as weather resistance and water resistance can be improved. A composition that forms an excellent coating film can be prepared. The proportion of the monomer (b3) used is suitably in the range of 0.5 to 35% by weight, preferably 2 to 20% by weight, based on the total weight of the monomer (A) and the monomer (B).

また、その他の重合性不飽和モノマー(B)がカルボニル基を含有する重合性不飽和モノマー(b3)を含んでなる場合において、脂肪酸(a1)の種類は特に制限されるものではないが、半乾性油脂肪酸及び/又は不乾性油脂肪酸からなることもできる。半乾性油脂肪酸及び/又は不乾性油脂肪酸は、一般に酸化硬化性が低い脂肪酸であり、前記例示のものを使用することができる。   In the case where the other polymerizable unsaturated monomer (B) comprises a polymerizable unsaturated monomer (b3) containing a carbonyl group, the type of the fatty acid (a1) is not particularly limited, It can also consist of drying oil fatty acids and / or non-drying oil fatty acids. Semi-drying oil fatty acids and / or non-drying oil fatty acids are generally fatty acids with low oxidative curability, and those exemplified above can be used.

また、その他の重合性不飽和モノマー(B)は、酸基含有重合性不飽和モノマーを、モノマー(A)及びモノマー(B)の合計重量に対して、10重量%以下、好ましくは0.1〜5重量%の範囲内で含んでなることができる。   In addition, the other polymerizable unsaturated monomer (B) is an acid group-containing polymerizable unsaturated monomer of 10% by weight or less, preferably 0.1%, based on the total weight of the monomer (A) and the monomer (B). It can comprise within a range of ˜5% by weight.

酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸、β−カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム塩、スルホエチルメタクリレート及びそのナトリウム塩やアンモニウム塩等のスルホン酸基含有重合性不飽和モノマー等を挙げることができ、特に、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーが好適である。   Examples of the acid group-containing polymerizable unsaturated monomer include (meth) acrylic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic acid, crotonic acid, β-carboxyethyl acrylate and other carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers; 2-acrylamide -2-Methylpropane sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid sodium salt, sulfoethyl methacrylate and sulfonic acid group-containing polymerizable unsaturated monomers such as sodium salt and ammonium salt thereof can be mentioned, in particular, carboxyl group Containing polymerizable unsaturated monomers are preferred.

その他の重合性不飽和モノマー(B)の少なくとも一部として酸基含有重合性不飽和モノマーを使用することにより、得られる水性樹脂分散体粒子の水性媒体中における安定性や機械安定性を確保することができ、また、それを含有する水性樹脂組成物をエナメル塗料に適用した場合において、塗料の調色性を向上させることができる。   By using an acid group-containing polymerizable unsaturated monomer as at least a part of the other polymerizable unsaturated monomer (B), the stability and mechanical stability of the obtained aqueous resin dispersion particles in an aqueous medium are ensured. In addition, when the aqueous resin composition containing the same is applied to an enamel paint, the toning property of the paint can be improved.

水性樹脂分散体
本発明において上記混合物(I)は、重合性不飽和モノマー(A)及びその他の重合性不飽和モノマーからなるモノマー成分を必須成分として含有してなり、さらに、エポキシ樹脂(C)を含有することができる。
Aqueous Resin Dispersion In the present invention, the mixture (I) contains a monomer component composed of a polymerizable unsaturated monomer (A) and other polymerizable unsaturated monomers as essential components, and further includes an epoxy resin (C). Can be contained.

混合物(I)として、モノマー成分にさらに上記エポキシ樹脂(C)を加えた混合物を使用することにより、該樹脂(C)を内包する水性樹脂分散体粒子を製造することができ、形成塗膜の防食性を向上させることができるものである。その結果、得られる水分散体を用いて形成される塗膜に均一に該エポキシ樹脂(C)が分散されるようになるとともに、塗膜形成後、その効果を長期にわたり安定に発揮することができる。   By using a mixture in which the epoxy resin (C) is further added to the monomer component as the mixture (I), aqueous resin dispersion particles encapsulating the resin (C) can be produced. The anticorrosion property can be improved. As a result, the epoxy resin (C) is uniformly dispersed in the coating film formed using the resulting aqueous dispersion, and the effect can be stably exhibited over a long period of time after the coating film is formed. it can.

該エポキシ樹脂(C)としては、具体的には、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA/F型エポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などのポリフェノール類と、エピクロルヒドリンなどのエピハロヒドリンとを反応させてグリシジル基を導入してなるか又はこのグリシジル基導入反応生成物にさらにポリフェノール類を反応させて分子量を増大させてなる芳香族エポキシ樹脂;脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂;エポキシ基含有重合性不飽和モノマーとその他の重合性不飽和モノマーとを共重合させてなるエポキシ基含有アクリル系共重合体;エポキシ基を有するポリブタジエン樹脂;エポキシ基を有するポリウレタン樹脂等のエポキシ基含有樹脂(c1);該エポキシ基含有樹脂(c1)を変性してなる変性エポキシ樹脂等が挙げられる。   Specific examples of the epoxy resin (C) include polyphenols such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol A / F type epoxy resin, and novolac type phenol resin, and epihalohydrins such as epichlorohydrin. An aromatic epoxy resin obtained by reacting with glycidyl group and reacting polyphenols with this glycidyl group-introduced reaction product to increase molecular weight; aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin Epoxy resins such as: epoxy group-containing acrylic copolymers obtained by copolymerizing an epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer and other polymerizable unsaturated monomers; polybutadiene resins having an epoxy group; polyurethane resins having an epoxy group Epoxy group-containing resins such as 1); the epoxy group-containing resin (c1) modified epoxy resin obtained by modifying the like.

上記エポキシ基含有樹脂(c1)は、一般に200〜6000、特に300〜2000さらに特に350〜2000の範囲内の重量平均分子量及び一般に100〜3000、特に150〜1000、さらに特に175〜1000の範囲内のエポキシ当量を有することが好ましい。本明細書において重量平均分子量は、溶媒としてテトラヒドロフランを使用し、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィにより測定した重量平均分子量をポリスチレンの重量平均分子量を基準にして換算した値である。   The epoxy group-containing resin (c1) is generally in the range of 200 to 6000, particularly 300 to 2000, more particularly 350 to 2000, and generally 100 to 3000, especially 150 to 1000, more particularly 175 to 1000. It is preferable to have an epoxy equivalent of In this specification, the weight average molecular weight is a value obtained by converting the weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography using tetrahydrofuran as a solvent based on the weight average molecular weight of polystyrene.

上記エポキシ基含有樹脂(c1)は、目的に応じて、それぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができ、特に好適なエポキシ基含有樹脂(c1)としては、芳香族エポキシ樹脂を挙げることができる。   The epoxy group-containing resin (c1) can be used alone or in combination of two or more depending on the purpose, and particularly preferable epoxy group-containing resin (c1) is an aromatic epoxy resin. be able to.

また、重合性不飽和モノマー(A)及びその他の重合性不飽和モノマー(B)に対する相溶性、製造安定性、形成塗膜の仕上がり性の点から、上記エポキシ樹脂(C)は、変性エポキシ樹脂であることが望ましく、上記エポキシ基含有樹脂(c1)と脂肪酸を反応させてなる脂肪酸変性エポキシ樹脂であることが望ましい。脂肪酸で変性することにより、該エポキシ樹脂(C)が2級水酸基を有することができ、形成塗膜の付着性を向上させることができる。該脂肪酸としては、上記脂肪酸(a1)の説明で列記したものと同様のものを使用することができる。   From the viewpoint of compatibility with the polymerizable unsaturated monomer (A) and other polymerizable unsaturated monomers (B), production stability, and finish of the formed coating film, the epoxy resin (C) is a modified epoxy resin. It is desirable that it is a fatty acid-modified epoxy resin obtained by reacting the epoxy group-containing resin (c1) with a fatty acid. By modifying with a fatty acid, the epoxy resin (C) can have a secondary hydroxyl group, and the adhesion of the formed coating film can be improved. As this fatty acid, the thing similar to what was listed by description of the said fatty acid (a1) can be used.

上記エポキシ基含有樹脂(c1)と脂肪酸との反応は、通常、重合禁止剤の存在下に、ゲル化などの反応上の問題を起こすことなく、エポキシ基含有樹脂(c1)中のエポキシ基と脂肪酸中のカルボキシル基とが円滑に反応するような条件下で行うことができ、通常、約140〜約170℃の温度で約7〜約15時間加熱することにより行うのが適している。   The reaction between the epoxy group-containing resin (c1) and the fatty acid usually occurs in the presence of a polymerization inhibitor without causing a reaction problem such as gelation and the epoxy group in the epoxy group-containing resin (c1). The reaction can be carried out under conditions such that the carboxyl group in the fatty acid reacts smoothly, and it is usually suitable to heat at a temperature of about 140 to about 170 ° C. for about 7 to about 15 hours.

この反応において、N,N−ジメチルアミノエタノールなどの3級アミン、臭化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウムなどの4級アンモニウム塩等のエステル化反応触媒を用いることができ、さらに、反応に対して不活性な有機溶媒を使用してもよい。   In this reaction, an esterification reaction catalyst such as a tertiary amine such as N, N-dimethylaminoethanol, a quaternary ammonium salt such as tetraethylammonium bromide or tetrabutylammonium bromide can be used. An inert organic solvent may be used.

上記エポキシ樹脂(C)の混合物(I)中における含有量としては、形成塗膜の耐候性と防食性の点から、重合性不飽和モノマー(A)及びその他の重合性不飽和モノマー(B)の合計重量を基準にして該エポキシ樹脂(C)が、3〜60重量%、好ましくは5〜50重量%の範囲内であることができる。   As content in the mixture (I) of the said epoxy resin (C), the polymerizable unsaturated monomer (A) and other polymerizable unsaturated monomer (B) from the point of the weather resistance of a formed coating film, and corrosion resistance The epoxy resin (C) can be in the range of 3 to 60% by weight, preferably 5 to 50% by weight, based on the total weight.

また、混合物(I)は、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリオルガノシロキサン、ウレタン樹脂等の樹脂;紫外線吸収剤、紫外線安定剤及び金属ドライヤー等の塗料用添加剤;顔料、染料等の着色剤等を含むことができる。   The mixture (I) is a resin such as an acrylic resin, a polyester resin, an alkyd resin, a polyorganosiloxane, or a urethane resin; an additive for coating materials such as an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer, and a metal dryer; Agents and the like.

上記混合物(I)は、水性媒体に微分散するに際して、必要に応じて、乳化剤を含有してもよい。該乳化剤としては、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤が好適であり、該アニオン性乳化剤としては、例えば、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸などのナトリウム塩やアンモニウム塩が挙げられ、また、ノニオン性乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート等が挙げられる。   The mixture (I) may contain an emulsifier, if necessary, when finely dispersed in an aqueous medium. As the emulsifier, an anionic emulsifier and a nonionic emulsifier are suitable. Examples of the anionic emulsifier include sodium salts and ammonium salts such as alkylsulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, and alkylphosphoric acid. Nonionic emulsifiers include, for example, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octyl Phenyl ether, polyoxyethylene monolaurate, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene monooleate, sorbitan monolaurate, sorbitan monos Areto, sorbitan monostearate, sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, and the like.

また、1分子中にアニオン性基とポリオキシエチレン基やポリオキシプロピレン基等のポリオキシアルキレン基を有するポリオキシアルキレン基含有アニオン性乳化剤や、1分子中に該アニオン性基と重合性不飽和基とを有する反応性アニオン性乳化剤を使用してもよい。   Also, a polyoxyalkylene group-containing anionic emulsifier having an anionic group and a polyoxyalkylene group such as a polyoxyethylene group or a polyoxypropylene group in one molecule, or the anionic group and polymerizable unsaturated in one molecule Reactive anionic emulsifiers having groups may be used.

該乳化剤は使用されるモノマー(A)及びモノマー(B)の合計重量を基準にして0.1〜15重量%、好ましくは0.5〜12重量%の範囲内で使用することができる。   The emulsifier can be used in the range of 0.1 to 15% by weight, preferably 0.5 to 12% by weight, based on the total weight of the monomer (A) and monomer (B) used.

また、混合物(I)は、得られる水性樹脂分散体の分子量を調整する目的で、連鎖移動剤を含んでいてもよい。該連鎖移動剤としては、メルカプト基を有する化合物が包含され、具体的には例えば、ラウリルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、チオグリコール酸2−エチルへキシル、2−メチル−5−tert−ブチルチオフェノール、メルカプトエタノ−ル、チオグリセロ−ル、メルカプト酢酸(チオグリコ−ル酸)、メルカプトプロピオネート、n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート等が挙げられる。該連鎖移動剤の使用量は、一般に、モノマー(A)及びモノマー(B)の合計重量を基準にして、0.05〜10重量%、特に0.1〜5重量%の範囲内が好適である。   The mixture (I) may contain a chain transfer agent for the purpose of adjusting the molecular weight of the obtained aqueous resin dispersion. Examples of the chain transfer agent include compounds having a mercapto group. Specifically, for example, lauryl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, octyl mercaptan, 2-ethylhexyl thioglycolate, 2-methyl-5-tert- Examples thereof include butylthiophenol, mercaptoethanol, thioglycerol, mercaptoacetic acid (thioglycolic acid), mercaptopropionate, and n-octyl-3-mercaptopropionate. The chain transfer agent is generally used in an amount of 0.05 to 10% by weight, particularly 0.1 to 5% by weight, based on the total weight of monomer (A) and monomer (B). is there.

本発明の水性樹脂分散体は、上記重合性不飽和モノマー(A)等により、重合段階においてモノマー(B)等が重合場である微分散された粒子からの拡散を抑制することができ、安定に製造されるものであるが、必要に応じて混合物(I)に、ヘキサデカン等の長鎖飽和炭化水素系溶剤、ヘキサデカノール等の長鎖アルコール系溶剤等の一般にミニエマルション重合で使用される疎水性有機溶剤を配合してもよい。   The aqueous resin dispersion of the present invention can suppress diffusion from the finely dispersed particles in which the monomer (B) or the like is a polymerization field in the polymerization stage due to the above-described polymerizable unsaturated monomer (A) and the like. In general, the mixture (I) is generally used in miniemulsion polymerization such as a long-chain saturated hydrocarbon solvent such as hexadecane or a long-chain alcohol solvent such as hexadecanol as needed. A hydrophobic organic solvent may be blended.

以上に述べた混合物(I)は水性媒体中に微分散させることにより混合物(I)を含有する粒子分散物である乳化物(以下、「乳化物」と略称することがある)が形成せしめられる。   The mixture (I) described above is finely dispersed in an aqueous medium to form an emulsion (hereinafter sometimes referred to as “emulsion”) which is a particle dispersion containing the mixture (I). .

上記混合物(I)の水性媒体中における濃度は、形成される乳化物の微粒化適性、重合段階における安定性、水性塗料に適用したときの実用性などの観点から、一般に、10〜70重量%、好ましくは20〜60重量%の範囲内が好適である。   The concentration of the mixture (I) in the aqueous medium is generally 10 to 70% by weight from the viewpoint of atomization suitability of the emulsion to be formed, stability in the polymerization stage, practicality when applied to an aqueous paint, and the like. The preferred range is 20 to 60% by weight.

混合物(I)の水性媒体中への微分散は、乳化物の平均粒子径が上記範囲内にすることができるものであればよく、特に制限されるものではないが、高エネルギーせん断能力を有する分散機を用いて行うことができる。その際に使用しうる該分散機としては、例えば、高圧乳化装置、超音波乳化機、高圧コロイドミル、高圧ホモジナイザー等が挙げられる。これらの分散機は、通常、10〜1000MPa、好ましくは50〜300MPa程度の高圧下で操作することができる。また、該機械にて分散を行う前に、該混合物をあらかじめディスパー等で予備乳化してもよい。   The fine dispersion of the mixture (I) in the aqueous medium is not particularly limited as long as the average particle diameter of the emulsion can be within the above-mentioned range, but it has a high energy shearing ability. This can be done using a disperser. Examples of the disperser that can be used in this case include a high-pressure emulsifier, an ultrasonic emulsifier, a high-pressure colloid mill, and a high-pressure homogenizer. These dispersers can usually be operated under a high pressure of about 10 to 1000 MPa, preferably about 50 to 300 MPa. Further, the mixture may be pre-emulsified with a disper or the like in advance before being dispersed by the machine.

混合物(I)を水性媒体中に微分散させることにより得られるモノマー乳化物中の分散粒子の平均粒子径は、形成塗膜の透明性、耐水性等の点から、500nm以下であり、好ましくは80〜400nm、さらに好ましくは100〜300nmの範囲内が適している。   The average particle size of the dispersed particles in the monomer emulsion obtained by finely dispersing the mixture (I) in an aqueous medium is 500 nm or less from the viewpoint of the transparency of the formed coating film, water resistance, etc., preferably A range of 80 to 400 nm, more preferably 100 to 300 nm is suitable.

かくして得られる乳化物の重合は、例えば、ミニエマルション重合法に従い、微分散後のモノマー乳化物を撹拌機を備えた反応器に全量仕込み、重合開始剤を添加し、攪拌しながら加熱することにより行うことができる。   The polymerization of the emulsion thus obtained is performed by, for example, charging the entire amount of the monomer emulsion after fine dispersion into a reactor equipped with a stirrer, adding a polymerization initiator, and heating with stirring according to the miniemulsion polymerization method. It can be carried out.

上記重合開始剤としては、油溶性、水溶性のいずれのタイプのものであってもよく、油溶性の重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキシド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキシド、ステアロイルパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物等が挙げられ、また、水溶性の開始剤としては、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシラウレート、 tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、 tert−ブチルパーオキシアセテート、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビス(2−メチルプロピオンニトリル)、アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、4、4'−アゾビス(4−シアノブタン酸)、ジメチルアゾビス(2−メチルプロピオネート)、アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド]、アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]−プロピオンアミド}等のアゾ化合物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩等が挙げられる。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて用いることができる。また、上記重合開始剤に、必要に応じて、糖、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、鉄錯体等の還元剤を併用し、レドックス重合系としてもよい。   The polymerization initiator may be either oil-soluble or water-soluble, and examples of the oil-soluble polymerization initiator include benzoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide. Organic peroxides such as oxides; azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile); and water-soluble initiators such as cumene hydroperoxide , Organic peroxides such as tert-butyl peroxide, tert-butyl peroxylaurate, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate, tert-butyl peroxyacetate, diisopropylbenzene hydroperoxide; azobis (2-methylpropiononitrile) A Bis (2-methylbutyronitrile), 4,4′-azobis (4-cyanobutanoic acid), dimethylazobis (2-methylpropionate), azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl)- Azo compounds such as propionamide] and azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)]-propionamide}; and persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate. . These can be used alone or in combination of two or more. Further, if necessary, a reducing agent such as sugar, sodium formaldehyde sulfoxylate, or iron complex may be used in combination with the polymerization initiator to form a redox polymerization system.

上記重合開始剤の使用量は、一般に、モノマー(A)及びモノマー(B)の合計重量を基準にして、0.1〜5重量%、特に0.2〜3重量%の範囲内が好ましい。該重合開始剤の添加方法は、特に制限されるものではなく、その種類や量などに応じて適宜選択することができる。例えば、予め混合物(I)又は水性媒体に含ませてもよく、或いは重合時に一括して添加してもよく又は滴下してもよい。   In general, the amount of the polymerization initiator used is preferably in the range of 0.1 to 5% by weight, particularly 0.2 to 3% by weight, based on the total weight of the monomer (A) and the monomer (B). The method for adding the polymerization initiator is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type and amount thereof. For example, it may be previously contained in the mixture (I) or the aqueous medium, or may be added all at once during the polymerization, or may be added dropwise.

本発明においては、得られる水性樹脂分散体の粒子の機械的安定性を向上させるために、該分散体が酸性基を有する場合には、これを中和剤により中和することが望ましい。該中和剤としては、酸性基を中和できるものであれば特に制限はなく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、ジメチルアミノエタノール、2−メチル−2−アミノ−1−プロパノール、トリエチルアミン、アンモニア水などが挙げられ、これらの中和剤は、中和後の水性樹脂分散体のpHが6.5〜9.0程度となるような量で用いることが望ましい。   In the present invention, in order to improve the mechanical stability of the particles of the obtained aqueous resin dispersion, when the dispersion has an acidic group, it is desirable to neutralize it with a neutralizing agent. The neutralizing agent is not particularly limited as long as it can neutralize acidic groups. For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, trimethylamine, dimethylaminoethanol, 2-methyl-2-amino-1-propanol, Examples thereof include triethylamine and aqueous ammonia, and these neutralizing agents are desirably used in such an amount that the pH of the aqueous resin dispersion after neutralization is about 6.5 to 9.0.

上記の通り得られる水性樹脂分散体は、分散樹脂粒子の平均粒子径が、500nm以下、特に80〜400nm、さらに特に100〜300nmの範囲内であることができる。   In the aqueous resin dispersion obtained as described above, the average particle diameter of the dispersed resin particles can be 500 nm or less, particularly 80 to 400 nm, more particularly 100 to 300 nm.

水性樹脂組成物
本発明の水性樹脂組成物は、以上に述べた水性樹脂分散体を含有するものである。
Aqueous resin composition The aqueous resin composition of the present invention contains the aqueous resin dispersion described above.

また、本発明の水性樹脂組成物は、形成塗膜の仕上がり性を保ちつつ、硬化性及び防食性を向上させる点からさらに水性エポキシ樹脂(D)を含有することができる。   Moreover, the aqueous resin composition of this invention can contain a water-based epoxy resin (D) from the point which improves sclerosis | hardenability and corrosion resistance, maintaining the finishing property of a formed coating film.

上記水性エポキシ樹脂(D)としては、上記エポキシ樹脂(C)を水性化してなる樹脂であり、特にエポキシ樹脂(C)の中でも水性樹脂組成物の貯蔵安定性及び形成塗膜の仕上がり性の点から、変性エポキシ樹脂であることが望ましく、上記エポキシ基含有樹脂(c1)と脂肪酸を反応させてなる脂肪酸変性エポキシ樹脂を使用することが望ましい。水性化の方法としては、特に限定されるものではないが、上記エポキシ樹脂(C)に乳化剤を混合し、水性媒体中に分散する方法、上記エポキシ樹脂(C)がカルボキシル基を有する場合には、該カルボキシル基を塩基性物質にて中和した後、水性媒体中に分散する方法、等が挙げられる。   The water-based epoxy resin (D) is a resin obtained by making the epoxy resin (C) water-based, and in particular, the storage stability of the aqueous resin composition and the finish of the formed coating film among the epoxy resins (C). Therefore, it is desirable to use a modified epoxy resin, and it is desirable to use a fatty acid-modified epoxy resin obtained by reacting the epoxy group-containing resin (c1) with a fatty acid. The method of making the aqueous solution is not particularly limited. However, when the epoxy resin (C) has a carboxyl group, the epoxy resin (C) is mixed with an emulsifier and dispersed in an aqueous medium. And a method in which the carboxyl group is neutralized with a basic substance and then dispersed in an aqueous medium.

該水性エポキシ樹脂(D)を配合する場合はその配合量としては、上記水性樹脂分散体/水性エポキシ樹脂(D)固形分重量比で97/3〜50/50好ましくは95/5〜60/40の範囲内であることが望ましい。   When the water-based epoxy resin (D) is blended, the amount of the water-based epoxy resin dispersion (D) is 97 / 3-50 / 50, preferably 95 / 5-60 / solid-solid weight ratio. It is desirable to be within the range of 40.

また、本発明の水性樹脂組成物においては、さらにヒドラジン誘導体(E)を含有することができる。   The aqueous resin composition of the present invention can further contain a hydrazine derivative (E).

ヒドラジン誘導体(E)としては、具体的には、例えば、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、こはく酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等の2〜18個の炭素原子を有する飽和カルボン酸ジヒドラジド;マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジドなどのモノオレフィン性不飽和ジカルボン酸ジヒドラジド;フタル酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジドまたはイソフタル酸ジヒドラジド、ピロメリット酸のジヒドラジド、トリヒドラジドまたはテトラヒドラジド;ニトリロトリヒドラジド、クエン酸トリヒドラジド、1,2,4−ベンゼントリヒドラジド、エチレンジアミンテトラ酢酸テトラヒドラジド、1,4,5,8−ナフトエ酸テトラヒドラジド;カルボン酸低級アルキルエステル基を有する低重合体をヒドラジンまたはヒドラジン水化物(ヒドラジンヒドラード)と反応させてなるポリヒドラジド;炭酸ジヒドラジド等のヒドラジド基を有する化合物;ビスセミカルバジド;ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネート等のジイソシアネート及びそれにより誘導されるポリイソシアネート化合物にN,N−ジメチルヒドラジン等のN,N−置換ヒドラジンや上記例示のヒドラジドを過剰に反応させて得られる多官能セミカルバジド;該ポリイソシアネート化合物とポリエーテルとポリオール類やポリエチレングリコールモノアルキルエーテル類等の親水性基を含む活性水素化合物との反応物中のイソシアネート基に上記例示のジヒドラジドを過剰に反応させて得られる水系多官能セミカルバジド;該多官能セミカルバジドと水系多官能セミカルバジドとの混合物等のセミカルバジド基を有する化合物、ビスアセチルジヒドラゾン等のヒドラゾン基を有する化合物等が挙げられる。   Specific examples of the hydrazine derivative (E) include saturated oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide and the like. Carboxylic acid dihydrazides; monoolefinic unsaturated dicarboxylic acid dihydrazides such as maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, itaconic acid dihydrazide; phthalic acid dihydrazide, terephthalic acid dihydrazide or isophthalic acid dihydrazide, pyromellitic acid dihydrazide, trihydrazide or tetrahydrazide Nitrilotrihydrazide, citric acid trihydrazide, 1,2,4-benzenetrihydrazide, ethylenediaminetetraacetic acid tetrahydrazide, 1,4,5,8-naphtho Acid tetrahydrazide; polyhydrazide obtained by reacting a low polymer having a carboxylic acid lower alkyl ester group with hydrazine or hydrazine hydrate (hydrazine hydride); compound having hydrazide group such as carbonic acid dihydrazide; bissemicarbazide; hexamethylene diisocyanate Polyfunctional semicarbazide obtained by excessively reacting N, N-substituted hydrazine such as N, N-dimethylhydrazine or the above-mentioned hydrazide with a diisocyanate such as benzene or isophorone diisocyanate and a polyisocyanate compound derived therefrom; The dihydrazide exemplified above is added to an isocyanate group in a reaction product of a compound, a polyether, and an active hydrogen compound containing a hydrophilic group such as a polyol or a polyethylene glycol monoalkyl ether. Reacted obtained aqueous polyfunctional semicarbazide in linseed; compound having a semicarbazide group, such as a mixture of polyfunctional semicarbazide and aqueous polyfunctional semicarbazide, compounds and the like having a hydrazone group such as bis-acetyl-di hydrazone.

上記ヒドラジン誘導体(E)を含有せしめることにより、形成塗膜が空気中の有害物質、例えばホルムアルデヒド等を吸着除去することが可能となり有用であり、また、分散体がカルボニル基を有する場合はそれに反応する架橋剤として作用することも可能である。   By including the hydrazine derivative (E), the formed coating film is useful because it can adsorb and remove harmful substances in the air, such as formaldehyde, and reacts when the dispersion has a carbonyl group. It is also possible to act as a crosslinking agent.

上記ヒドラジン誘導体(E)の配合量は、上記水性樹脂分散体の固形分を基準にして、一般に0.01〜10重量%、特に0.1〜5重量%の範囲内が望ましい。   The amount of the hydrazine derivative (E) is generally 0.01 to 10% by weight, particularly preferably 0.1 to 5% by weight, based on the solid content of the aqueous resin dispersion.

また、上記水性樹脂組成物は、塗膜の硬化を促進させるために金属ドライヤーを含有することが望ましい。金属ドライヤーとしては、例えば、アルミニウム、カルシウム、セリウム、コバルト、鉄、リチウム、マグネシウム、マンガン、亜鉛、ジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種の金属と酸との塩が挙げられ、該酸としては、例えば、カプリン酸、カプリル酸、イソデカン酸、リノレン酸、ナフテン酸、ネオデカン酸、オクテン酸、オレイン酸、パルミチン酸、樹脂酸、リシノール酸、大豆油脂肪酸、ステアリン酸、トール油脂肪酸等が挙げられる。上記金属ドライヤーの使用割合は、水性樹脂組成物の樹脂固形分を基準にして0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜7重量%が好適である。   The aqueous resin composition preferably contains a metal dryer in order to accelerate the curing of the coating film. Examples of the metal dryer include salts of at least one metal selected from the group consisting of aluminum, calcium, cerium, cobalt, iron, lithium, magnesium, manganese, zinc, and zirconium with an acid. Examples include capric acid, caprylic acid, isodecanoic acid, linolenic acid, naphthenic acid, neodecanoic acid, octenoic acid, oleic acid, palmitic acid, resin acid, ricinoleic acid, soybean oil fatty acid, stearic acid, tall oil fatty acid and the like. . The use rate of the metal dryer is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 7% by weight based on the resin solid content of the aqueous resin composition.

また、上記水性樹脂組成物は、水性樹脂分散体が水酸基などの架橋性官能基を有する場合には、該官能基と反応し得る架橋性官能基を有する硬化剤、例えばイソシアネート系硬化剤及び/又はメラミン系硬化剤などを含有することができる。   In addition, when the aqueous resin dispersion has a crosslinkable functional group such as a hydroxyl group, the aqueous resin composition has a curing agent having a crosslinkable functional group capable of reacting with the functional group, such as an isocyanate-based curing agent and / or Or a melamine type hardening | curing agent etc. can be contained.

上記本発明の水性樹脂組成物は、上記成分の他に水溶性あるいはエマルション型のアクリル樹脂、アルキド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂等の改質樹脂;湿潤剤、消泡剤、可塑剤、造膜助剤、有機溶剤、増粘剤、防腐剤、防かび剤、pH調整剤、硬化触媒、表面調整剤などの添加剤を適宜選択し組合わせて含有することができる。   In addition to the above components, the aqueous resin composition of the present invention comprises a water-soluble or emulsion-type acrylic resin, alkyd resin, silicone resin, fluororesin, urethane resin, polyester resin, amino resin, or other modified resin; It contains appropriate combinations of additives such as antifoaming agents, plasticizers, film-forming aids, organic solvents, thickeners, preservatives, fungicides, pH adjusters, curing catalysts, and surface adjusters. Can do.

かくして、上記水性樹脂組成物は、自動車外板用、自動車部品用、自動車補修用、缶用、PCM用、建築用等の塗料用途や印刷インキ等の被覆材、不織布用等の接合剤、接着剤、充填剤、成形材料、レジスト等の種々の用途に使用することができる。   Thus, the above-mentioned aqueous resin composition is used for coatings such as automotive outer panels, automotive parts, automotive repairs, cans, PCMs, architectural coatings, printing inks, non-woven fabrics, etc. It can be used for various applications such as an agent, a filler, a molding material, and a resist.

水性塗料組成物
本発明の水性塗料組成物は、以上に述べた水性樹脂組成物を含んでなるものである。
Aqueous coating composition The aqueous coating composition of the present invention comprises the aqueous resin composition described above.

上記水性樹脂組成物を水性塗料組成物に適用した場合においては、クリヤー塗料、エナメル塗料のいずれにも適用できる。   When the aqueous resin composition is applied to an aqueous coating composition, it can be applied to either a clear coating or an enamel coating.

エナメル塗料として適用する場合には、顔料分として、従来公知の着色顔料、体質顔料、防錆顔料等を配合することができる。   When applied as an enamel paint, conventionally known color pigments, extender pigments, rust preventive pigments and the like can be blended as the pigment component.

上記水性塗料組成物においては、顔料分散剤、界面活性剤、表面調整剤、可塑剤、沈降防止剤、帯電防止剤、抗菌剤、香料、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、硬化触媒、分散剤、消泡剤、増粘剤、造膜助剤、防腐剤、防カビ剤、凍結防止剤、pH調整剤、フラッシュラスト抑止剤、アルデヒド捕捉剤、層状粘度鉱物、粉状もしくは微粒子状の活性炭、光触媒酸化チタン、アルキレングリコール変性アルキルシリケート等の低汚染化剤等の添加剤を適宣選択し組み合わせて含有することができる。   In the aqueous coating composition, pigment dispersant, surfactant, surface conditioner, plasticizer, anti-settling agent, antistatic agent, antibacterial agent, fragrance, ultraviolet absorber, ultraviolet stabilizer, curing catalyst, dispersant, Antifoaming agent, thickener, film-forming aid, preservative, antifungal agent, antifreezing agent, pH adjuster, flash last inhibitor, aldehyde scavenger, layered viscosity mineral, powdered or fine particle activated carbon, photocatalyst Additives such as low-contaminating agents such as titanium oxide and alkylene glycol-modified alkyl silicate can be appropriately selected and contained in combination.

本発明は、被塗面に、上記水性塗料組成物を塗装することを特徴とする塗装方法である。   The present invention is a coating method characterized by coating the surface to be coated with the water-based coating composition.

被塗面としては、特に制限されるものではなく、鉄、アルミニウム等の金属;プラスチック等の有機基材;コンクリートブロック、木材、石材等の無機基材等の基材、該基材上の旧塗膜を挙げることができる。旧塗膜としては、アクリル樹脂系、アクリルウレタン樹脂系、ポリウレタン樹脂系、フッ素樹脂系、シリコンアクリル樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、エポキシ樹脂系、アルキド樹脂などの塗膜等が挙げられる。また、これらの被塗面は、化成処理、下塗り塗装、中塗り塗装等を行ったものであってもよい。また、本発明の水性塗料組成物を塗布した後、既知の塗料を塗布することも可能である。   The surface to be coated is not particularly limited. Metals such as iron and aluminum; Organic base materials such as plastics; Base materials such as inorganic base materials such as concrete blocks, wood and stones; A coating film can be mentioned. Examples of the old coating film include acrylic resin, acrylic urethane resin, polyurethane resin, fluororesin, silicon acrylic resin, vinyl acetate resin, epoxy resin, alkyd resin, and the like. Further, these coated surfaces may be subjected to chemical conversion treatment, undercoating, intermediate coating, or the like. It is also possible to apply a known paint after applying the aqueous paint composition of the present invention.

上記水性塗料組成物の塗装は、ローラー、エアスプレー、エアレススプレー、リシンガン、万能ガン、ハケ、静電塗装などの従来公知の方法を用いて行うことができる。また、乾燥方法としては、加熱乾燥、強制乾燥、常温乾燥のいずれであってもよく、組成に応じて適宜調整することができる。本明細書では、40℃未満の乾燥条件を常温乾燥とし、40℃以上で且つ80℃未満の乾燥条件を強制乾燥とし、80℃以上の乾燥条件を加熱乾燥とする。   The aqueous coating composition can be applied using a conventionally known method such as roller, air spray, airless spray, lysine gun, universal gun, brush, electrostatic coating, or the like. Moreover, as a drying method, any of heat drying, forced drying, and normal temperature drying may be sufficient, and it can adjust suitably according to a composition. In this specification, the drying condition of less than 40 ° C. is normal temperature drying, the drying condition of 40 ° C. or more and less than 80 ° C. is forced drying, and the drying condition of 80 ° C. or more is heat drying.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、「部」及び「%」は「重量部」及び「重量%」である。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. “Parts” and “%” are “parts by weight” and “% by weight”.

脂肪酸変性重合性不飽和モノマーの製造
製造例1
反応容器にサフラワー油脂肪酸280部、グリシジルメタクリレート142部を入れ、攪拌しながら反応温度140℃で酸価が1以下になるまで反応させ、脂肪酸変性重合性不飽和モノマーを得た。次いで内液の温度を90℃にし、ジブチルチンジラウリレート0.11部投入し攪拌した。該反応容器にイソホロンジイソシアネート111部を1時間かけて滴下し、NCO価が1以下まで反応させることにより、ウレタンで変性された脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a−1)を得た。該モノマーの水酸基価は1未満であった。
Production of fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer Production Example 1
280 parts of safflower oil fatty acid and 142 parts of glycidyl methacrylate were placed in a reaction vessel and reacted with stirring at a reaction temperature of 140 ° C. until the acid value became 1 or less to obtain a fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer. Next, the temperature of the internal solution was set to 90 ° C., and 0.11 part of dibutyltin dilaurate was added and stirred. 111 parts of isophorone diisocyanate was dropped into the reaction vessel over 1 hour, and the NCO value was reacted to 1 or less to obtain a fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer (a-1) modified with urethane. The hydroxyl value of the monomer was less than 1.

製造例2
反応容器に大豆油脂肪酸280部、グリシジルメタクリレート142部を入れ、攪拌しながら反応温度140℃で酸価が1以下になるまで反応させ、脂肪酸変性重合性不飽和モノマーを得た。次いで内液の温度を90℃にし、ジブチルチンジラウリレート0.10部投入し、攪拌した。該反応容器にヘキサメチレンジイソシアネート84部を1時間かけて滴下し、NCO価が1以下になるまで反応させることにより、ウレタンで変性された脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a−2)を得た。該モノマーの水酸基価は1未満であった。
Production Example 2
In a reaction vessel, 280 parts of soybean oil fatty acid and 142 parts of glycidyl methacrylate were allowed to react with stirring at a reaction temperature of 140 ° C. until the acid value became 1 or less to obtain a fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer. Next, the temperature of the internal solution was set to 90 ° C., and 0.10 parts of dibutyltin dilaurate was added and stirred. 84 parts of hexamethylene diisocyanate was added dropwise to the reaction vessel over 1 hour and reacted until the NCO value was 1 or less to obtain a fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer (a-2) modified with urethane. . The hydroxyl value of the monomer was less than 1.

製造例3
反応容器にヤシ油脂肪酸210部、グリシジルメタクリレート142部を入れ、攪拌しながら反応温度140℃で酸価が1以下になるまで反応させ、水酸基価が159mgKOH/gの脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a−3)を得た。
製造例4
反応容器に大豆油脂肪酸280部、グリシジルメタクリレート142部を入れ、攪拌しながら反応温度140℃で酸価が1以下になるまで反応させ、水酸基価が133mgKOH/gの脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a−4)を得た。
Production Example 3
In a reaction vessel, 210 parts of coconut oil fatty acid and 142 parts of glycidyl methacrylate are stirred and reacted at a reaction temperature of 140 ° C. until the acid value becomes 1 or less, and a fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer having a hydroxyl value of 159 mgKOH / g ( a-3) was obtained.
Production Example 4
280 parts of soybean oil fatty acid and 142 parts of glycidyl methacrylate are placed in a reaction vessel and reacted with stirring at a reaction temperature of 140 ° C. until the acid value becomes 1 or less, and a fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer having a hydroxyl value of 133 mg KOH / g ( a-4) was obtained.

脂肪酸変性エポキシ樹脂の製造
製造例5
反応容器に、「エピコート828EL」(商品名、ジャパンエポキシレジン社製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量185)598部、アマニ油脂肪酸905部、テトラエチルアンモニウムブロマイド1.5部入れ、150℃に昇温し、酸価が1以下になるまで反応させ、脂肪酸変性エポキシ樹脂(C−1)を得た。
Production of fatty acid-modified epoxy resin Production Example 5
In a reaction vessel, put 598 parts of “Epicoat 828EL” (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin, bisphenol A type epoxy resin, epoxy equivalent 185), 905 parts of linseed oil fatty acid, 1.5 parts of tetraethylammonium bromide, and heated to 150 ° C. The mixture was heated and reacted until the acid value became 1 or less to obtain a fatty acid-modified epoxy resin (C-1).

水性脂肪酸変性エポキシ樹脂の製造
製造例6
容器に上記製造例5で得られた脂肪酸変性エポキシ樹脂(C−1)を300部、「ソルポール7425」(商品名、東邦化学社製、リン酸系乳化剤)12部を入れ混合した。該混合物に水355部を入れながら、分散し、固形分46%、平均粒子径300nmの水性脂肪酸変性エポキシ樹脂(D−1)を得た。
Production of aqueous fatty acid-modified epoxy resin Production Example 6
300 parts of the fatty acid-modified epoxy resin (C-1) obtained in Production Example 5 and 12 parts of “Solpol 7425” (trade name, manufactured by Toho Chemical Co., Ltd., phosphate emulsifier) were mixed in a container. The mixture was dispersed while adding 355 parts of water to obtain an aqueous fatty acid-modified epoxy resin (D-1) having a solid content of 46% and an average particle size of 300 nm.

水性樹脂分散体の製造
実施例1
容器に下記成分を入れ、ディスパーにて2000rpmで15分間攪拌し、予備乳化液を製造した後、この予備乳化液を、高圧エネルギーを加えて流体同士を衝突させる高圧乳化装置にて100MPaで高圧処理することにより、分散粒子の平均粒子径が170nmのモノマー乳化物を得た。
モノマー乳化物組成
ウレタンで変性された脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a−1)
30部
n−ブチルメタクリレート 25部
i−ブチルメタクリレート 27部
2−エチルヘキシルアクリレート 17部
メタクリル酸 1部
「Newcol707SF」(注1) 10部
脱イオン水 85部
上記モノマー乳化物546部をフラスコへ移し、脱イオン水95部にて希釈した。このものを攪拌しながら85℃まで昇温させ、過硫酸アンモニウム1部を脱イオン水64.7部に溶解させた開始剤水溶液をフラスコに投入し、該温度を保持しながら3時間攪拌した。さらに、過硫酸アンモニウム0.25部を脱イオン水16.2部に溶解させた開始剤水溶液をフラスコに投入し、該温度を保持しながら3時間攪拌した後40℃まで冷却した。ジメチルアミノエタノールでpHを8.0に調整し、固形分濃度40%、分散樹脂の平均粒子径が174nmの水性樹脂分散体(A−1)を得た。
(注1)「Newcol707SF」:商品名、日本乳化剤社製、ポリオキシエチレン鎖を有するアニオン性乳化剤、有効成分30%。
Production of aqueous resin dispersion Example 1
The following components are put in a container, stirred at 2000 rpm with a disper for 15 minutes to produce a preliminary emulsion, and then the preliminary emulsion is subjected to a high pressure treatment at 100 MPa in a high pressure emulsifier that collides the fluids by applying high pressure energy. As a result, a monomer emulsion having an average particle size of the dispersed particles of 170 nm was obtained.
Monomer emulsion composition Fatty acid-modified polymerizable unsaturated monomer (a-1) modified with urethane
30 parts n-butyl methacrylate 25 parts i-butyl methacrylate 27 parts 2-ethylhexyl acrylate 17 parts methacrylic acid 1 part “Newcol 707SF” (Note 1) 10 parts deionized water 85 parts The above monomer emulsion 546 parts is transferred to a flask and degassed. Diluted with 95 parts of ionic water. This was heated to 85 ° C. while stirring, and an initiator aqueous solution in which 1 part of ammonium persulfate was dissolved in 64.7 parts of deionized water was added to the flask and stirred for 3 hours while maintaining the temperature. Further, an initiator aqueous solution in which 0.25 parts of ammonium persulfate was dissolved in 16.2 parts of deionized water was added to the flask, stirred for 3 hours while maintaining the temperature, and then cooled to 40 ° C. The pH was adjusted to 8.0 with dimethylaminoethanol to obtain an aqueous resin dispersion (A-1) having a solid content concentration of 40% and an average particle diameter of the dispersion resin of 174 nm.
(Note 1) “Newcol 707SF”: trade name, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., an anionic emulsifier having a polyoxyethylene chain, 30% active ingredient.

実施例2〜5及び比較例1〜3
モノマー乳化物の配合組成及び平均粒子径を表1に記載のとおりに変更する以外は上記実施例1と同様にして、水性樹脂分散体(A−2)〜(A−8)を得た。分散体(A−8)については、濾過残渣が非常に多かった。残渣を除いた分散体の平均粒子径は、150nmであった。
Examples 2-5 and Comparative Examples 1-3
Aqueous resin dispersions (A-2) to (A-8) were obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition of the monomer emulsion and the average particle size were changed as shown in Table 1. About dispersion (A-8), there were very many filtration residues. The average particle size of the dispersion excluding the residue was 150 nm.

Figure 2006052290
Figure 2006052290

水性樹脂組成物の製造
実施例6
容器に40%水性樹脂分散体(A−1)250部、「DICNATE1000W」(注2)2.5部及び「TEXNOL」(注3)10部を入れ、攪拌混合し、水性樹脂組成物(B−1)を得た。
Production of aqueous resin composition Example 6
In a container, put 250 parts of 40% aqueous resin dispersion (A-1), 2.5 parts of “DICNATE 1000W” (Note 2) and 10 parts of “TEXNOL” (Note 3), and stir and mix to obtain an aqueous resin composition (B -1) was obtained.

実施例7〜11及び比較例4〜6
上記実施例6において、配合組成を下記表2とする以外は上記実施例6と同様にして各水性樹脂組成物(B−2)〜(B−9)を得た。
Examples 7-11 and Comparative Examples 4-6
In the said Example 6, each aqueous resin composition (B-2)-(B-9) was obtained like the said Example 6 except a compounding composition being set to following Table 2.

試験塗板の作成
各水性樹脂組成物を乾燥膜厚が40μmとなるように鋼板にスプレー塗装し、20℃、1週間乾燥させた後、各試験に供した。結果を表2に示す。
Preparation of test coated plate Each aqueous resin composition was spray-coated on a steel plate to a dry film thickness of 40 µm, dried at 20 ° C for 1 week, and then subjected to each test. The results are shown in Table 2.

Figure 2006052290
(注2)「DICNATE1000W」:商品名、大日本インキ社製、水性金属ドライヤー、Co含有率3.6%
(注3)「TEXNOL」:商品名、イーストマンケミカル社製、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート、造膜助剤。
Figure 2006052290
(Note 2) “DICnate 1000W”: trade name, manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd., aqueous metal dryer, Co content 3.6%
(Note 3) “TEXNOL”: trade name, manufactured by Eastman Chemical Co., Ltd., 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate, film-forming aid.

(*1)耐水性:
得られた各試験塗板を室温20℃の恒温水槽に7日間浸漬後、塗膜状態を目視で観察した。
◎:異常無し
○:若干フクレ、変色があるが、良好な状態
○△:若干フクレ、変色があるが、実用上支障無し
△:フクレ、変色があり、実用困難
×:フクレ、変色が著しい
(*2)硬化性:
上記で得られた各試験塗板からフリーフィルムを剥離し、4×4cmの大きさにカットした塗膜をアセトン中で還流条件下6時間浸漬した。抽出前後の塗膜重量から塗膜抽出残分を算出する。
塗膜抽出残分(%)=(抽出した後の膜の重量/抽出前の膜の重量)×100(%)
(*3)防食性:
得られた各試験塗板に、素地に達するようにナイフでクロスカット傷を入れ、これをJISZ−2371に準じて240時間耐塩水噴霧試験を行い、ナイフ傷からの錆、フクレ幅によって以下の基準で評価した。
○:錆、フクレの最大幅がカット部より2mm未満(片側)
△:錆、フクレの最大幅がカット部より2mm以上、3mm未満(片側)でかつ塗面全体にブリスターの発生がみられる
×:錆、フクレの最大幅がカット部より3mm以上でかつ塗面全体にブリスターの発生がみられる
(*4)仕上がり性
各試験塗板を目視にて評価した。
○:仕上がり性が非常に良好、△:仕上がり性がやや良好、×:仕上がり性が不良
(* 1) Water resistance:
Each obtained test coating plate was immersed in a constant temperature water bath at room temperature of 20 ° C. for 7 days, and the state of the coating film was visually observed.
◎: No abnormality ○: Slightly blistered and discolored, but in good condition ○ △: Slightly bluffed and discolored, but practically no hindrance △: Swelled and discolored, difficult to use ×: Swelled and discolored remarkably ( * 2) Curability:
The free film was peeled off from each test coated plate obtained above, and the coating film cut to a size of 4 × 4 cm was immersed in acetone for 6 hours under reflux conditions. The coating film extraction residue is calculated from the coating film weight before and after extraction.
Paint film extraction residue (%) = (weight of film after extraction / weight of film before extraction) × 100 (%)
(* 3) Corrosion protection:
Each test coated plate was cross-cut with a knife so as to reach the substrate, and this was subjected to a salt spray resistance test for 240 hours in accordance with JISZ-2371. It was evaluated with.
○: The maximum width of rust and blisters is less than 2 mm from the cut part (one side)
Δ: The maximum width of rust and blisters is 2 mm or more and less than 3 mm (one side) from the cut part, and blisters are observed on the entire coating surface. ×: The maximum width of rust and blisters is 3 mm or more from the cut part and the coating surface Blistering is observed throughout (* 4) Finishing property Each test coated plate was visually evaluated.
○: Finishing property is very good, △: Finishing property is slightly good, ×: Finishing property is poor

Claims (10)

(A)脂肪酸(a1)、エポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a2)及びイソシアネート化合物(a3)を構成単位として含有する重合性不飽和モノマー並びに(B)その他の重合性不飽和モノマーからなるモノマー成分を含む混合物(I)を水性媒体中に平均粒子径が500nm以下となるように微分散させ、得られる乳化物を重合することを特徴とする水性樹脂分散体の製造方法。 (A) A polymerizable unsaturated monomer containing fatty acid (a1), an epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer (a2) and an isocyanate compound (a3) as structural units, and (B) a monomer comprising other polymerizable unsaturated monomer A method for producing an aqueous resin dispersion, comprising: finely dispersing a mixture (I) containing components in an aqueous medium so as to have an average particle diameter of 500 nm or less, and polymerizing the resulting emulsion. その他の重合性不飽和モノマー(B)が、炭素数が6以上の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基を含有する重合性不飽和モノマー(b1)、シクロアルキル基含有重合性不飽和モノマー(b2)及びカルボニル基含有重合性不飽和モノマー(b3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の重合性不飽和モノマーを含有することを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 The other polymerizable unsaturated monomer (B) is a polymerizable unsaturated monomer (b1) containing a linear or branched hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, a cycloalkyl group-containing polymerizable unsaturated monomer ( The production method according to claim 1, comprising at least one polymerizable unsaturated monomer selected from the group consisting of b2) and a carbonyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b3). 混合物(I)が、エポキシ樹脂(C)をさらに含有する請求項1または2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the mixture (I) further contains an epoxy resin (C). 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の製造方法により得られる水性樹脂分散体。 The aqueous resin dispersion obtained by the manufacturing method of any one of Claims 1 thru | or 3. 請求項4に記載の水性樹脂分散体を含有する水性樹脂組成物。 An aqueous resin composition containing the aqueous resin dispersion according to claim 4. 水性エポキシ樹脂(D)をさらに含有する請求項5に記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 5, further comprising an aqueous epoxy resin (D). ヒドラジン誘導体(E)をさらに含有する請求項5または6に記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 5 or 6, further comprising a hydrazine derivative (E). 請求項5ないし7のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物を含有する水性塗料組成物。 An aqueous coating composition containing the aqueous resin composition according to any one of claims 5 to 7. 被塗面に、請求項8に記載の水性塗料組成物を塗装することを特徴とする塗膜形成方法。 A method of forming a coating film, comprising applying the aqueous coating composition according to claim 8 to a surface to be coated. 請求項9に記載の塗膜形成方法により得られる塗装物品。 The coated article obtained by the coating-film formation method of Claim 9.
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