JP2006342218A - Water-dispersible resin composition for coating steel plate - Google Patents

Water-dispersible resin composition for coating steel plate Download PDF

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Koichi Takawaki
浩一 高脇
Kiyotaka Ikami
清隆 井神
Teruhiko Miki
照彦 三木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-dispersible resin composition excellent in antirusting tendency, adhesivity to metal, adhesivity to topcoating material, alkali resistance, etc. <P>SOLUTION: The water-dispersible resin composition for coating steel plate comprises a copolymer resin emulsion that is obtained by emulsion copolymerization of an unsaturated monomer mixture comprising (a) a polymerizable unsaturated monomer containing neither epoxy group, acid group, hydroxy group and hydrolyzable silyl group, (b) an epoxy group-containing polymerizable unsaturated monomer, (c) an acid group-containing polymerizable unsaturated monomer, (d) a hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer and (e) a hydrolyzable silyl group-containing polymerizable unsaturated monomer. In this composition, the copolymer resin has a weight-average molecular weight of 30,000-500,000, and the resin particles as a constituent of the emulsion has an average size of 70 nm or smaller. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は水分散性樹脂組成物、特に鋼板塗装用として有用な水分散性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、防錆性、金属に対する付着性、アルキド塗料、ウレタン塗料、エポキシ塗料等の塗料、建材断熱材としての発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン等の上塗り材との付着性、耐水性及び耐沸騰水性、耐アルカリ性、耐ブロッキング性に優れ、さらにクロム酸、クロム酸塩系顔料を添加する必要のない、一般鋼板、ガルバリウム鋼板の表面処理、後処理用に好適な水分散性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a water-dispersible resin composition, and particularly to a water-dispersible resin composition useful as a steel sheet coating. More specifically, the present invention relates to rust prevention, adhesion to metals, paints such as alkyd paints, urethane paints, epoxy paints, adhesives with top coating materials such as foamed polyurethane and foamed polyethylene as heat insulating materials for building materials, and water resistance. Water-dispersible resin composition suitable for surface treatment and post-treatment of general steel plates and galvalume steel plates, which is excellent in boiling water resistance, alkali resistance and blocking resistance, and does not require addition of chromic acid or chromate pigments Related to things.

従来、建物の内外装用下塗り塗料や、家具、家電の筐体、農業ビニル用管、家畜小屋等の屋根材、自動車の車体、シャーシ、エンジン周囲部及び缶等の金属構造物の前塗装鋼板(プレコートメタル)用下塗り塗料としては、有機溶剤系のフタル酸アルキド塗料、ウレタン系塗料やエポキシ樹脂塗料が用いられてきた。しかしながら、近年有機溶剤による地球環境問題や火災の危険性等から、従来の有機溶剤系塗料に替わる水性樹脂塗料の利用が求められている。特に、作業性等取り扱いの利便性も考慮して、一液でそのまま使用できる水分散性樹脂塗料の利用が求められている。ところが、従来の水分散性樹脂塗料は、防錆性、金属への付着性、上塗り材への付着性、耐水性、耐沸騰水性、耐アルカリ性、耐ブロッキング性及び滑り性等が劣り、有機溶剤系塗料の代替には不十分であった。また、従来の水分散性樹脂塗料として水性ウレタンディスパージョンは非常に好適ではあるが、耐侯性が弱く、高価格であるという難点がある。従って、上記要望を十分に満たす水性樹脂塗料はほとんどなかった。また、建材用などには、ガルバリウム鋼板にメッキ処理後、樹脂液が薄膜でコーティングされ、その上に、発泡ウレタン等が塗装された金属板が用いられる。従来は、このコーティング剤として水性ではあるが、クロム系の防錆剤を2液で配合した樹脂液が用いられてきた。   Conventionally, undercoating paint for interior and exterior of buildings, furniture, home appliance casings, agricultural vinyl pipes, roofing materials for livestock sheds, pre-painted steel sheets for metal structures such as automobile bodies, chassis, engine surroundings and cans ( Organic solvent-based alkyd phthalate paints, urethane paints, and epoxy resin paints have been used as undercoat paints for (pre-coated metal). However, in recent years, the use of water-based resin paints in place of conventional organic solvent-based paints has been required due to global environmental problems caused by organic solvents, fire hazards, and the like. In particular, in view of convenience in handling such as workability, use of a water-dispersible resin coating that can be used as it is in one liquid is required. However, conventional water-dispersible resin coatings are inferior in rust prevention, adhesion to metals, adhesion to top coating materials, water resistance, boiling water resistance, alkali resistance, blocking resistance, slipping properties, etc. It was not sufficient to replace the paint. In addition, water-based urethane dispersions are very suitable as conventional water-dispersible resin coatings, but have the disadvantages of low weather resistance and high price. Accordingly, there has been almost no water-based resin paint that sufficiently satisfies the above-mentioned demand. For building materials and the like, a metal plate is used in which a resin liquid is coated with a thin film after plating on a Galvalume steel plate, and urethane foam or the like is coated thereon. Conventionally, although this is a water-based coating agent, a resin liquid in which a chromium-based rust preventive agent is mixed in two liquids has been used.

上記のような背景のなかで、水分散性樹脂組成物の前記欠点を克服するための試みが種々行われてきた。例えば特開平5−1244公報は、スチレン、(メタ)アクリル酸エステル、不飽和カルボン酸、及びグリシジル基を有する不飽和単量体の乳化共重合によって得られる防錆塗料用水分散性樹脂組成物を開示している。しかし、従来の溶剤系樹脂に替わるほどの防錆性、金属付着性、上塗り塗料付着性及び耐アルカリ性等は発揮できなかった。また特開平6−136241号公報は、芳香族系エポキシ樹脂、芳香族系エポキシ不飽和カルボン酸エステルモノマー単位を有するエポキシアクリル樹脂、及び不飽和カルボン酸モノマー単位を有するアクリル系樹脂を含む水分散性樹脂を開示している。この樹脂組成物は塗料の性能としては十分なものであるが、製造方法が複雑であった。また、水性であっても多量の有機溶剤を含んでいる上に、塗料化の際に極めて有害性の高い6価クロムであるストロンチウムクロメイトを多量に使用しており、地球環境汚染の観点からは著しく後退していた。   In the background as described above, various attempts have been made to overcome the above disadvantages of the water-dispersible resin composition. For example, JP-A-5-1244 discloses a water dispersible resin composition for an anticorrosive coating obtained by emulsion copolymerization of styrene, a (meth) acrylic ester, an unsaturated carboxylic acid, and an unsaturated monomer having a glycidyl group. Disclosure. However, the rust prevention property, metal adhesion property, top coating adhesion property, alkali resistance, etc. that can be replaced with conventional solvent-based resins cannot be exhibited. Japanese Patent Laid-Open No. 6-136241 discloses an aqueous epoxy resin, an epoxy acrylic resin having an aromatic epoxy unsaturated carboxylic acid ester monomer unit, and a water dispersibility containing an acrylic resin having an unsaturated carboxylic acid monomer unit. A resin is disclosed. Although this resin composition is sufficient as the performance of the paint, the production method is complicated. In addition, it contains a large amount of organic solvent even if it is aqueous, and uses a large amount of strontium chromate, a hexavalent chromium that is extremely harmful when making paints, from the viewpoint of global environmental pollution. Was retreating significantly.

特に、アルミニウムを含有する金属鋼板は、建材用素材として無塗装のまま大量に使用されており、コンクリート等セメント材料の強アルカリに曝されてアルミニウムがアルカリにより腐蝕され、黒錆びを発生しやすいという問題があった。このため、このような金属鋼板に塗布することにより、鋼板表面に緻密性の高い膜を形成し、且つ優れた耐アルカリ性を付与しうる塗料が望まれていた。   In particular, aluminum-containing metal steel plates are used in large quantities without being painted as building materials, and aluminum is easily corroded by alkali when exposed to strong alkalis in cement materials such as concrete, resulting in black rust. There was a problem. For this reason, the coating material which forms the film | membrane with high density | concentration on the steel plate surface and can provide the outstanding alkali resistance by apply | coating to such a metal steel plate was desired.

特開平5−1244号公報JP-A-5-1244 特開平6−136241号公報JP-A-6-136241

本発明の目的は、上記従来の水分散性樹脂塗料の欠点を克服し、防錆性、金属への付着性、アルキド塗料、発泡ウレタン等の上塗り材との付着性、耐水性、耐沸騰水性、耐アルカリ性、耐ブロッキング性及び滑り性に優れる水分散性樹脂組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、クロム酸塩系顔料を含まない、一般鋼板、ガルバリウム鋼板の後処理、下塗りを目的とした鋼板塗装用の樹脂組成物として好適な水分散性樹脂組成物を提供することにある。
The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the above conventional water-dispersible resin coatings, and to prevent rust, adhere to metal, adherence to topcoat materials such as alkyd paints and urethane foam, water resistance and boiling water resistance. Another object of the present invention is to provide a water-dispersible resin composition having excellent alkali resistance, blocking resistance and slipperiness.
Another object of the present invention is to provide a water-dispersible resin composition that does not contain chromate pigments and is suitable as a resin composition for steel sheet coating for post-treatment and undercoating of general steel sheets and galvalume steel sheets. There is.

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、特定組成の不飽和単量体混合物を乳化重合することにより得られた共重合体樹脂エマルジョンを含む水分散性組成物であって、該共重合体樹脂の重量平均分子量が特定の範囲であり、且つ前記共重合体樹脂エマルジョンを構成する樹脂粒子の平均粒子径が特定の範囲にある水分散性樹脂組成物によって、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventor has obtained a water-dispersible composition comprising a copolymer resin emulsion obtained by emulsion polymerization of an unsaturated monomer mixture having a specific composition. The above object is achieved by the water-dispersible resin composition in which the weight average molecular weight of the resin is in a specific range and the average particle diameter of the resin particles constituting the copolymer resin emulsion is in a specific range. The headline and the present invention were completed.

すなわち、本発明は、エポキシ基、酸基、水酸基及び加水分解性シリル基のいずれも含有しない重合性不飽和モノマー(a)と、エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(b)と、酸基含有重合性不飽和モノマー(c)と、水酸基含有重合性不飽和モノマー(d)と、加水分解性シリル基を有する重合性不飽和モノマー(e)とからなる不飽和単量体混合物が乳化重合された共重合体樹脂エマルジョンを含む水分散性樹脂組成物であって、該共重合体樹脂の重量平均分子量が3万〜50万であり、共重合体樹脂エマルジョンを構成する樹脂粒子の平均粒子径が70nm以下である鋼板塗装用水分散性樹脂組成物を提供する。   That is, the present invention comprises a polymerizable unsaturated monomer (a) containing no epoxy group, acid group, hydroxyl group or hydrolyzable silyl group, a polymerizable unsaturated monomer (b) having an epoxy group, and an acid group. An unsaturated monomer mixture comprising a polymerizable unsaturated monomer (c), a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d), and a polymerizable unsaturated monomer (e) having a hydrolyzable silyl group is emulsion-polymerized. A water-dispersible resin composition comprising the copolymer resin emulsion prepared, wherein the copolymer resin has a weight average molecular weight of 30,000 to 500,000 and the average particle size of the resin particles constituting the copolymer resin emulsion Provided is a water-dispersible resin composition for coating steel sheets having a diameter of 70 nm or less.

共重合体樹脂のガラス転移温度は20℃以上であるのが好ましい。   The glass transition temperature of the copolymer resin is preferably 20 ° C. or higher.

エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(b)、酸基含有重合性不飽和モノマー(c)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(d)、加水分解性シリル基を有する重合性不飽和モノマー(e)の使用量は、それぞれ重合性不飽和モノマー(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量に対して0.1〜10重量%程度であるのが好ましい。   Polymerizable unsaturated monomer (b) having an epoxy group, acid group-containing polymerizable unsaturated monomer (c), hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d), polymerizable unsaturated monomer having a hydrolyzable silyl group (e ) Is preferably about 0.1 to 10% by weight based on the total amount of the polymerizable unsaturated monomers (a), (b), (c), (d) and (e).

エポキシ基、酸基、水酸基及び加水分解性シリル基のいずれも含有しない重合性不飽和モノマー(a)としては、アルキル基の炭素数が1〜18である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)、又は前記アルキル基の炭素数が1〜18である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)と、スチレン系モノマー(a-2)、(メタ)アクリロニトリル(a-3)、アミド結合含有重合性不飽和モノマー(a-4)、及び多官能ビニル基含有重合性不飽和単量体(a-5)からなる群より選択された少なくとも1種のモノマーとの混合モノマーが好ましく用いられる。   As the polymerizable unsaturated monomer (a) which does not contain any of an epoxy group, an acid group, a hydroxyl group and a hydrolyzable silyl group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms (meth) acrylic acid alkyl ester (a- 1) or (meth) acrylic acid alkyl ester (a-1) having 1 to 18 carbon atoms of the alkyl group, styrene monomer (a-2), (meth) acrylonitrile (a-3), amide Preferably used is a monomer mixture with at least one monomer selected from the group consisting of a bond-containing polymerizable unsaturated monomer (a-4) and a polyfunctional vinyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a-5). It is done.

共重合体樹脂エマルジョンとしては、重合性不飽和モノマー(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量に対して0.3〜6重量%の反応性界面活性剤の存在下で不飽和単量体混合物が乳化重合されたものが好ましい。また、共重合体樹脂エマルジョンとしては、ラジカル連鎖移動剤(f)の存在下で不飽和単量体混合物が乳化重合されたものが好ましい。   The copolymer resin emulsion includes 0.3 to 6% by weight of a reactive surfactant based on the total amount of polymerizable unsaturated monomers (a), (b), (c), (d) and (e). It is preferable that the unsaturated monomer mixture is emulsion-polymerized in the presence of. The copolymer resin emulsion is preferably one obtained by emulsion polymerization of an unsaturated monomer mixture in the presence of the radical chain transfer agent (f).

共重合体樹脂エマルジョンは、好ましくはコア・シェル型樹脂エマルジョンである。   The copolymer resin emulsion is preferably a core / shell type resin emulsion.

なお、本発明において共重合体樹脂のガラス転移温度(Tg)は、その重合に使用されるモノマーMi(i=1,2,…,i)の各ホモポリマーのガラス転移温度Tgi(i=1,2,…,i)とモノマーMiの各重量分率Xi(i=1,2,…,i)とから、下記式:
1/Tg=Σ(Xi/Tgi)
による良好な近似で算出された理論値である。
In the present invention, the glass transition temperature (Tg) of the copolymer resin is the glass transition temperature Tgi (i = 1) of each homopolymer of the monomer Mi (i = 1, 2,..., I) used for the polymerization. , 2,..., I) and each weight fraction Xi (i = 1, 2,..., I) of the monomer Mi, the following formula:
1 / Tg = Σ (Xi / Tgi)
It is a theoretical value calculated by a good approximation.

本発明の水分散性樹脂組成物は、樹脂の重量平均分子量が特定の範囲にあり、且つ樹脂粒子の粒子径が小さいため、塗膜の緻密性が高く、防錆性、アルキド塗料や発泡ウレタン等の上塗り材との付着性に優れる。また、耐アルカリ性が高く、金属への付着性、、耐水性、耐沸騰水性、耐ブロッキング性及び滑り性にも優れる。さらに、クロム酸、クロム酸塩系顔料の添加を必要とせず、地球環境保護の観点からも優れており、一般鋼板、ガルバリウム鋼板の後処理、下塗りを目的とした鋼板塗装用の樹脂組成物として好適である。   The water-dispersible resin composition of the present invention has a resin having a weight average molecular weight in a specific range and a small particle size of resin particles, so that the denseness of the coating film is high, rust prevention, alkyd paint, and urethane foam. Excellent adhesion to topcoat materials such as. Moreover, it has high alkali resistance, and is excellent in adhesion to metal, water resistance, boiling water resistance, blocking resistance, and slipperiness. Furthermore, it does not require the addition of chromic acid or chromate pigments, and is excellent from the viewpoint of protecting the global environment. As a resin composition for steel sheet coating for the purpose of post-treatment and undercoating of general steel sheets and galvalume steel sheets. Is preferred.

本発明の水分散性樹脂組成物は、モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の乳化重合によって得られる共重合体樹脂エマルジョンを含んでいる。   The water-dispersible resin composition of the present invention contains a copolymer resin emulsion obtained by emulsion polymerization of monomer components (a), (b), (c), (d) and (e).

エポキシ基、酸基、水酸基及び加水分解性シリル基のいずれも含有しない重合性不飽和モノマー(a)としては、その代表的な例として、アルキル基の炭素数が1〜18である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)、スチレン系モノマー(a-2)、(メタ)アクリロニトリル(a-3)、アミド結合含有重合性不飽和モノマー(a-4)、多官能ビニル基含有重合性不飽和単量体(a-5)などが挙げられる。重合性不飽和モノマー(a)は単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。   As a typical example of the polymerizable unsaturated monomer (a) that does not contain any of an epoxy group, an acid group, a hydroxyl group, and a hydrolyzable silyl group, the alkyl group has 1 to 18 carbon atoms (meth). Acrylic acid alkyl ester (a-1), styrenic monomer (a-2), (meth) acrylonitrile (a-3), amide bond-containing polymerizable unsaturated monomer (a-4), polyfunctional vinyl group-containing polymerizable And unsaturated monomers (a-5). The polymerizable unsaturated monomer (a) can be used alone or in combination of two or more.

アルキル基の炭素数が1〜18である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が挙げられる。これらの1種又は2種以上が適宜組み合わされ使用される。なかでも、アルキル基の炭素数が1〜10の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。   Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester (a-1) having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, ( N-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, (meth) Examples include decyl acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, and the like. These 1 type (s) or 2 or more types are used in combination as appropriate. Among them, (meth) acrylic acid alkyl ester having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group is preferable.

スチレン系モノマー(a-2)としては、スチレンのほかに、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。これらのモノマーは1種又は2種以上組み合わせて使用できる。   Examples of the styrene monomer (a-2) include α-methylstyrene, vinyltoluene and the like in addition to styrene. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

アミド結合含有ビニルモノマー(a-4)としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、α−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、メチレンビスメタクリルアミド、N−ビニルピロリドンなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。   Examples of the amide bond-containing vinyl monomer (a-4) include acrylamide, methacrylamide, α-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, diacetone. (Meth) acrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, methylenebisacrylamide, methylenebismethacrylamide, N-vinylpyrrolidone and the like can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.

多官能ビニル基含有重合性不飽和モノマー(a-5)としては、例えばジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールジ(メタ)アクリレート等のジビニル化合物のほか、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組合わされて使用される。   Examples of the polyfunctional vinyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a-5) include divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, and allyl (meth). In addition to divinyl compounds such as acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) An acrylate etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

エポキシ基、酸基、水酸基及び加水分解性シリル基のいずれも含有しない重合性不飽和モノマー(a)としては、良好な成膜性と高い塗膜硬度を得るためには、少なくとも前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)を用いるのが好ましく、特に前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)とスチレン系モノマー(a-2)とを併用するのが好ましい。また、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)、又は(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)及びスチレン系モノマー(a-2)とともに、(メタ)アクリロニトリル(a-3)、アミド結合含有重合性不飽和モノマー(a-4)及び多官能ビニル基含有重合性不飽和モノマー(a-5)から選択された少なくとも1種のモノマーを用いるのも好ましい。   As the polymerizable unsaturated monomer (a) which does not contain any of an epoxy group, an acid group, a hydroxyl group and a hydrolyzable silyl group, at least the above (meth) is used in order to obtain good film formability and high coating film hardness. The acrylic acid alkyl ester (a-1) is preferably used, and it is particularly preferable to use the (meth) acrylic acid alkyl ester (a-1) and the styrenic monomer (a-2) in combination. Further, together with the (meth) acrylic acid alkyl ester (a-1), or the (meth) acrylic acid alkyl ester (a-1) and the styrenic monomer (a-2), (meth) acrylonitrile (a-3), It is also preferable to use at least one monomer selected from an amide bond-containing polymerizable unsaturated monomer (a-4) and a polyfunctional vinyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a-5).

(メタ)アクリロニトリル(a-3)を共重合モノマーとして用いると、シアノ基のポリマー中での配向、結晶化効果により緻密で強靭な膜が形成され、これによって水や防錆に悪影響を及ぼす成分の透過が抑制され、防錆性がより向上する。また、塗膜硬度が上がることから、耐ブロッキング性、滑り性も向上する。   When (meth) acrylonitrile (a-3) is used as a copolymerization monomer, a dense and tough film is formed due to the orientation and crystallization effect of the cyano group in the polymer, thereby adversely affecting water and rust prevention. Permeation is suppressed, and rust prevention is further improved. Moreover, since the coating film hardness is increased, blocking resistance and slipperiness are also improved.

アミド結合含有重合性不飽和モノマー(a-4)を共重合モノマーとして用いると、エマルジョンのニュートニアン的粘性が付与され、塗料のレベリング、作業性が向上し、そのため塗膜を形成した際、膜厚の均一性が高まり、薄い部分からの錆の発生を防止できる。   When the polymerizable unsaturated monomer (a-4) containing an amide bond is used as a copolymerization monomer, the emulsion's Newtonian viscosity is imparted and the leveling and workability of the paint are improved. Thickness uniformity is increased, and the generation of rust from thin portions can be prevented.

多官能ビニル基含有重合性不飽和モノマー(a-5)を共重合モノマーとして用いると、エマルジョン粒子内架橋が促進され、塗料塗膜の硬度が上がると同時に耐ブロッキング性、耐磨耗性、滑り性が改善される。また、耐水性や耐アルカリ性向上効果もある。   When a polyfunctional vinyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a-5) is used as a copolymerization monomer, crosslinking within the emulsion particles is promoted, and the hardness of the paint film is increased, and at the same time, blocking resistance, abrasion resistance, slippage are increased. Improved. It also has an effect of improving water resistance and alkali resistance.

前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)の量は、前記重合性不飽和モノマー(a)の総量に対して、例えば20〜100重量%、好ましくは30〜80重量%、さらに好ましくは35〜70重量%程度である。スチレン系モノマー(a-2)の量は、前記重合性不飽和モノマー(a)の総量に対して、例えば0〜80重量%、好ましくは20〜70重量%、さらに好ましくは30〜60重量%程度である。また、(メタ)アクリロニトリル(a-3)の量は、前記重合性不飽和モノマー(a)の総量に対して、通常0〜20重量%(例えば1〜20重量%)、好ましくは0〜10重量%(例えば1〜10重量%)程度である。また、アミド結合含有重合性不飽和モノマー(a-4)の量は、前記重合性不飽和モノマー(a)の総量に対して、通常0〜20重量%(例えば1〜20重量%)、好ましくは0〜10重量%(例えば1〜10重量%)程度であり、多官能ビニル基含有重合性不飽和単量体(a-5)の量は、前記重合性不飽和モノマー(a)の総量に対して、通常0〜10重量%(例えば1〜10重量%)、好ましくは0〜5重量%(例えば1〜5重量%)程度である。   The amount of the (meth) acrylic acid alkyl ester (a-1) is, for example, 20 to 100% by weight, preferably 30 to 80% by weight, more preferably, based on the total amount of the polymerizable unsaturated monomer (a). It is about 35 to 70% by weight. The amount of the styrenic monomer (a-2) is, for example, 0 to 80% by weight, preferably 20 to 70% by weight, more preferably 30 to 60% by weight, based on the total amount of the polymerizable unsaturated monomer (a). Degree. The amount of (meth) acrylonitrile (a-3) is usually 0 to 20% by weight (for example 1 to 20% by weight), preferably 0 to 10%, based on the total amount of the polymerizable unsaturated monomer (a). It is about weight% (for example, 1 to 10 weight%). The amount of the amide bond-containing polymerizable unsaturated monomer (a-4) is usually 0 to 20% by weight (eg 1 to 20% by weight), preferably based on the total amount of the polymerizable unsaturated monomer (a). Is about 0 to 10% by weight (for example, 1 to 10% by weight), and the amount of the polyfunctional vinyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a-5) is the total amount of the polymerizable unsaturated monomer (a). On the other hand, it is usually 0 to 10% by weight (eg 1 to 10% by weight), preferably 0 to 5% by weight (eg 1 to 5% by weight).

エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(b)としては、例えばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート(GMA)、グリシジルクロネ−ト、グリシジルアリルエーテル、β−グリシジルメタクリレート等のグリシジル基を有するモノマーのほか、(3,4−エポキシクロロヘキシル)メチルメタクリレート、3−エポキシクロロー2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。通常は、グリシジルメタクリレート等のグリシジル基を有するモノマーが使用されることが多い。   Examples of the polymerizable unsaturated monomer (b) having an epoxy group include monomers having a glycidyl group such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate (GMA), glycidyl chlorate, glycidyl allyl ether, β-glycidyl methacrylate, (3 , 4-epoxychlorohexyl) methyl methacrylate, 3-epoxychloro-2-hydroxypropyl methacrylate and the like. Usually, a monomer having a glycidyl group such as glycidyl methacrylate is often used.

エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(b)を用いることによって、エポキシ基の有する金属表面への親和性と、酸基含有重合性不飽和モノマー(c)の金属表面への密着性との相乗効果により、金属への密着性がより促進され、防錆効果の一層の向上に大きな効果が発揮される。さらに、樹脂組成物中でエポキシ基とカルボキシル基との架橋反応により三次元網目構造が形成され、樹脂組成物に耐水性、耐沸騰水性、耐アルカリ性、耐ブロッキング性及び滑り性を付与する効果が発揮される。   By using the polymerizable unsaturated monomer (b) having an epoxy group, synergy between the affinity of the epoxy group on the metal surface and the adhesion of the acid group-containing polymerizable unsaturated monomer (c) to the metal surface Due to the effect, adhesion to the metal is further promoted, and a great effect is exhibited for further improvement of the rust prevention effect. Furthermore, a three-dimensional network structure is formed by a cross-linking reaction between an epoxy group and a carboxyl group in the resin composition, and the resin composition has the effect of imparting water resistance, boiling water resistance, alkali resistance, blocking resistance, and slipperiness. Demonstrated.

エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(b)の量は、モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量を基準として、例えば0.1〜10重量%、好ましくは1〜7重量%程度である。エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(b)の量をこの範囲に設定することにより、共重合体樹脂エマルジョンを含む樹脂組成物を塗料として用いた場合において、塗膜の金属表面に対する親和性が増し、密着性が向上すると同時に優れた防錆力が得られる。エポキシ基含有重合性不飽和モノマー(b)の上記使用量が0.1重量%未満では、塗膜の防錆力が弱く、耐水性、耐沸騰水性及び耐ブロッキング性が低下しやすい。一方、10重量%を超えると、逆に樹脂塗膜の内部構造にミクロゲル的な不均一部分を生じ、歪によりクラックを生じたり、水の透過や、錆び発生の触媒成分である塩素イオンや硫酸イオンの透過を助長したりするため、防錆力が弱く、塗膜の強度も低下する傾向となる。   The amount of the polymerizable unsaturated monomer (b) having an epoxy group is, for example, 0.1 to 10 weights based on the total amount of the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e). %, Preferably about 1 to 7% by weight. By setting the amount of the polymerizable unsaturated monomer (b) having an epoxy group within this range, when the resin composition containing the copolymer resin emulsion is used as a paint, the affinity of the coating film to the metal surface is improved. As a result, the adhesion is improved, and at the same time, an excellent rust prevention power is obtained. If the said usage-amount of an epoxy-group-containing polymerizable unsaturated monomer (b) is less than 0.1 weight%, the rust prevention power of a coating film is weak, and water resistance, boiling water resistance, and blocking resistance will fall easily. On the other hand, if the amount exceeds 10% by weight, the internal structure of the resin coating will be unevenly microgel-like, causing cracks due to strain, water permeation, and rusting catalyst components such as chloride ions and sulfuric acid. In order to facilitate the permeation of ions, the rust preventive power is weak and the strength of the coating film tends to decrease.

酸基含有重合性不飽和モノマー(c)としては、例えばカルボキシル基、スルホン酸基およびリン酸基等から選ばれる少なくとも1つの酸基を分子内に有するエチレン性不飽和化合物を使用できる。   As the acid group-containing polymerizable unsaturated monomer (c), for example, an ethylenically unsaturated compound having in the molecule thereof at least one acid group selected from a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group and the like can be used.

酸基含有重合性不飽和モノマー(c)のうち、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、α−エチルアクリル酸、β−エチルアクリル酸、β−プロピルアクリル酸、β−イソプロピルアクリル酸,イタコン酸、無水マレイン酸およびフマール酸等が挙げられる。スルホン酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、p−ビニルベンゼンスルホン酸、p−アクリルアミドプロパンスルホン酸、t−ブチルアクリルアミドスルホン酸等が挙げられる。リン酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば2−ヒドロキシエチルアクリレートのリン酸モノエステル、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートのリン酸モノエステルなどが挙げられ、これらは商品名「ライトエステルPM」(共栄社化学社製)として市販されている。酸基含有重合性不飽和モノマー(c)は単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用できる。   Among the acid group-containing polymerizable unsaturated monomers (c), examples of the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, α-ethylacrylic acid, β-ethylacrylic acid, Examples thereof include β-propylacrylic acid, β-isopropylacrylic acid, itaconic acid, maleic anhydride and fumaric acid. Examples of the sulfonic acid group-containing polymerizable unsaturated monomer include p-vinylbenzenesulfonic acid, p-acrylamidepropanesulfonic acid, t-butylacrylamidesulfonic acid and the like. Examples of the phosphoric acid group-containing polymerizable unsaturated monomer include phosphoric acid monoester of 2-hydroxyethyl acrylate, phosphoric acid monoester of 2-hydroxypropyl methacrylate, etc., and these are trade names “Light Ester PM” (Kyoeisha). (Available from Chemical Co., Ltd.). The acid group-containing polymerizable unsaturated monomer (c) can be used alone or in combination of two or more.

酸基含有重合性不飽和モノマー(c)を共重合成分として用いることにより、共重合体樹脂エマルジョンを含む樹脂組成物やそれを用いた水性塗料の保存安定性、機械的安定性、及び凍結に対する安定性等の諸安定性が得られる。また、塗膜形成時における金属基材との密着性が強いため、金属基材と塗膜との界面へ水が進入したり、錆びの生成の促進及び触媒効果を及ぼす塩素イオンや硫酸イオン等が進入したりすることが阻止されるため、高い防錆力が得られる。   By using the acid group-containing polymerizable unsaturated monomer (c) as a copolymerization component, the storage composition, mechanical stability, and freezing of a resin composition containing a copolymer resin emulsion and a water-based paint using the same are used. Various stability such as stability can be obtained. In addition, because of the strong adhesion to the metal substrate during the formation of the coating film, water enters the interface between the metal substrate and the coating film. Therefore, it is possible to obtain a high rust preventive power.

酸基含有重合性不飽和モノマー(c)の量は、モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量を基準として、例えばは0.1〜10重量%、好ましくは1〜7重量%である。酸基含有重合性不飽和モノマー(c)の上記使用量が0.1重量%未満では、樹脂の重合安定性及び上記諸安定性が悪くなり、塗膜の金属表面に対する密着性及び防錆力が弱くなりやすい。一方、10重量%を超えると、樹脂の重合安定性及び上記諸安定性が悪くなり、得られた塗膜の耐水性、耐アルカリ性が弱くなりやすい。   The amount of the acid group-containing polymerizable unsaturated monomer (c) is, for example, 0.1 to 10 weights based on the total amount of the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e). %, Preferably 1 to 7% by weight. When the amount of the acid group-containing polymerizable unsaturated monomer (c) used is less than 0.1% by weight, the polymerization stability of the resin and the various stability are deteriorated, and the adhesion of the coating film to the metal surface and the rust-preventing power. Tends to be weak. On the other hand, when it exceeds 10% by weight, the polymerization stability of the resin and the above-mentioned various stability deteriorate, and the water resistance and alkali resistance of the obtained coating film tend to be weak.

水酸基含有重合性不飽和モノマー(d)としては、水酸基を有する不飽和モノマーであれば特に限定されないが、例えばアクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸ヒドロキシブチル、ε−カプロラクトン変性アクリルモノマー等の水酸基含有アクリル系モノマーなどが挙げられる。これらの1種又は2種以上が組み合わされて使用される。ε−カプロラクトン変性アクリルモノマーとしては、ダイセル化学工業(株)製の商品名「プラクセルFA−1」、「プラクセルFA−2」、「プラクセルFA−3」、「プラクセルFA−4」、「プラクセルFA−5」、「プラクセルFM−1」、「プラクセルFM−2」、「プラクセルFM−3」、「プラクセルFM−4」、及び「プラクセルFM−5」などが挙げられる。   The hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d) is not particularly limited as long as it is an unsaturated monomer having a hydroxyl group. Examples thereof include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, and hydroxy methacrylate. Examples thereof include hydroxyl-containing acrylic monomers such as propyl, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, and ε-caprolactone-modified acrylic monomer. These 1 type (s) or 2 or more types are used in combination. As the ε-caprolactone-modified acrylic monomer, trade names “Placcel FA-1”, “Placcel FA-2”, “Placcel FA-3”, “Placcel FA-4”, “Placcel FA” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. -5 "," Placcel FM-1 "," Placcel FM-2 "," Placcel FM-3 "," Placcel FM-4 "," Placcel FM-5 "and the like.

水酸基含有重合性不飽和モノマー(d)を共重合成分として用いることにより、共重合体樹脂エマルジョンを含む樹脂組成物やそれを用いた水性塗料の親水性が増し、塗膜形成後に建材断熱材としての発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレンや上塗り塗料等の上塗り材との親和性が増し、密着性が向上する。   By using the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d) as a copolymerization component, the hydrophilicity of the resin composition containing the copolymer resin emulsion and the water-based paint using the same increases, and as a building material heat insulating material after the coating film is formed. Affinity with top coating materials such as foamed polyurethane, foamed polyethylene, and top coating is increased, and adhesion is improved.

水酸基含有重合性不飽和モノマー(d)の量は、モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量を基準として、例えば0.1〜10重量%、好ましくは1〜7重量%である。水酸基含有重合性不飽和モノマー(c)の上記使用量が0.1重量%未満では、上記上塗り材との親和性が乏しく、密着性が不良となりやすい。一方、10重量%を超えると、親水性が強すぎて塗膜の耐水性が弱くなりやすい。   The amount of the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d) is, for example, 0.1 to 10% by weight based on the total amount of the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e), Preferably it is 1 to 7 weight%. When the amount of the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (c) used is less than 0.1% by weight, the affinity with the top coating material is poor and the adhesion tends to be poor. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the hydrophilicity is too strong and the water resistance of the coating film tends to be weak.

加水分解性シリル基を有する重合性不飽和モノマー(e)としては、分子内に加水分解性のシリル基を有する不飽和モノマーであれば特に限定されないが、例えば、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)クリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)クリロキシプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシリル基を含有するモノマーが挙げられる。   The polymerizable unsaturated monomer (e) having a hydrolyzable silyl group is not particularly limited as long as it is an unsaturated monomer having a hydrolyzable silyl group in the molecule. For example, γ- (meth) acryloxypropyl Monomers containing alkoxysilyl groups such as trimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane Can be mentioned.

加水分解性シリル基を有する重合性不飽和モノマー(e)を共重合成分として用いることにより、共重合体樹脂エマルジョンを含む樹脂組成物やそれを用いた水性塗料塗膜の耐水性が増し、結果として防錆力が向上する。また、架橋により耐ブロッキング性、滑り性も改善される。   By using a polymerizable unsaturated monomer (e) having a hydrolyzable silyl group as a copolymerization component, the water resistance of a resin composition containing a copolymer resin emulsion and an aqueous paint film using the same is increased. As a result, the rust prevention power is improved. Moreover, blocking resistance and slipperiness are also improved by crosslinking.

加水分解性シリル基を有する重合性不飽和モノマー(e)の量は、モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量を基準として、例えば0.1〜10重量%、好ましくは1〜5重量%である。加水分解性シリル基を有する重合性不飽和モノマー(e)の上記使用量が0.1重量%未満では、塗膜の耐水性が弱く、防錆力が劣る傾向となる。一方、10重量%を超えると、合成樹脂エマルジョンの重合安定性が低下しやすい。   The amount of the polymerizable unsaturated monomer (e) having a hydrolyzable silyl group is, for example, 0.1% based on the total amount of the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e). -10% by weight, preferably 1-5% by weight. If the said usage-amount of the polymerizable unsaturated monomer (e) which has a hydrolyzable silyl group is less than 0.1 weight%, the water resistance of a coating film will be weak and it will become the tendency for rust prevention power to be inferior. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the polymerization stability of the synthetic resin emulsion tends to decrease.

本発明における共重合体樹脂のガラス転移温度(Tg)は好ましくは20℃以上、さらに好ましくは35℃以上である。共重合体樹脂のTgが20℃以上の共重合体樹脂エマルジョンを含む樹脂組成物を一般鋼板やガルバリウム鋼板を基材とするプレコートメタル用防錆塗料として用いると、塗膜の粘着性が少なく、耐ブロッキング性が良好である。また、温水や沸騰水に浸漬した場合等にも高温による樹脂の変形が少なく、優れた耐温水性、耐煮沸水性、及び防錆力を示す。   The glass transition temperature (Tg) of the copolymer resin in the present invention is preferably 20 ° C. or higher, more preferably 35 ° C. or higher. When a resin composition containing a copolymer resin emulsion having a copolymer resin Tg of 20 ° C. or higher is used as a rust preventive paint for a pre-coated metal based on a general steel plate or a galbarium steel plate, the adhesiveness of the coating film is small. Good blocking resistance. Moreover, even when immersed in warm water or boiling water, the resin is hardly deformed due to high temperature, and exhibits excellent warm water resistance, boiling water resistance, and rust resistance.

共重合樹脂のTgが20℃未満では塗膜の粘着性が大きく、機械的強度が不足する場合が多く、耐ブロッキング性が劣ると同時に、耐温水性、耐沸騰水性、及び防錆力が低くなる。共重合樹脂のTgの上限は特に限定されないが、例えば100℃程度である。   When the Tg of the copolymer resin is less than 20 ° C., the adhesiveness of the coating film is large, the mechanical strength is often insufficient, the blocking resistance is inferior, and at the same time, the hot water resistance, boiling water resistance, and rust prevention power are low. Become. Although the upper limit of Tg of copolymer resin is not specifically limited, For example, it is about 100 degreeC.

本発明の乳化重合においては、必要に応じてラジカル連鎖移動剤(f)が用いられる。ラジカル連鎖移動剤(f)を用いると、乳化重合が円滑に進行すると共に、生成樹脂の重量平均分子量及び粒子径が比較的低くなるため、均一で緻密な(樹脂粒子間の空隙の小さい)塗膜が円滑に形成され、耐アルカリ性、基材への接着性、防錆性を向上できる。このようなラジカル連鎖移動剤(f)としては、重合反応時に分子量を調節可能な化合物であれば特に限定されず、例えば、メルカプタン系化合物(チオール系化合物)、アルコール、アミン、ハロゲン化炭化水素、テルペノイド化合物、エチレン性不飽和結合を有する単量体のオリゴマー(スチレン系単量体のオリゴマー等)などが挙げられる。ラジカル連鎖移動剤(f)は単独で又は2以上を組み合わせて使用できる。   In the emulsion polymerization of the present invention, a radical chain transfer agent (f) is used as necessary. When the radical chain transfer agent (f) is used, the emulsion polymerization proceeds smoothly, and the weight average molecular weight and particle diameter of the resulting resin are relatively low, so that the coating is uniform and dense (small gaps between resin particles). A film is formed smoothly, and alkali resistance, adhesion to a substrate, and rust prevention can be improved. Such a radical chain transfer agent (f) is not particularly limited as long as the molecular weight can be adjusted at the time of the polymerization reaction. For example, mercaptan compounds (thiol compounds), alcohols, amines, halogenated hydrocarbons, Examples thereof include terpenoid compounds and oligomers of monomers having an ethylenically unsaturated bond (such as oligomers of styrene monomers). The radical chain transfer agent (f) can be used alone or in combination of two or more.

前記メルカプタン系化合物としては、例えば、メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、ブチルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、t−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ステアリルメルカプタン、メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプトブタノール、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ベンジルメルカプタン、フェニルメルカプタン、シクロヘキシルメルカプタン、1−チオグリセロール、2,2′−ジメルカプトジエチルエーテル、2,2′−ジメルカプトジプロピルエーテル、2,2′−ジメルカプトジイソプロピルエーテル、3,3′−ジメルカプトジプロピルエーテル、2,2′−ジメルカプトジエチルスルフィド、3,3′−ジメルカプトジプロピルスルフィド、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール等が挙げられる。   Examples of the mercaptan compound include methyl mercaptan, ethyl mercaptan, butyl mercaptan, n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-stearyl mercaptan, mercaptoethanol. , Mercaptopropanol, mercaptobutanol, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, thiomalic acid, trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), benzyl mercaptan, phenyl mercaptan, cyclohexyl mercaptan 1-thioglycerol, 2,2'-dimercaptodiethyl ether, 2,2'-dimercaptodip Pyrether, 2,2'-dimercaptodiisopropyl ether, 3,3'-dimercaptodipropyl ether, 2,2'-dimercaptodiethyl sulfide, 3,3'-dimercaptodipropyl sulfide, octanethiol, decanethiol , Dodecanethiol and the like.

前記アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、n−プロパノール、イソブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、オクタノール、デカノール、ドデカノール、オクタデカノール等が挙げられる。   Examples of the alcohol include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, n-propanol, isobutanol, t-butanol, pentanol, hexanol, benzyl alcohol, octanol, decanol, dodecanol, octadecanol and the like.

前記アミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、イソプルアミン、n−ブチルアミン、n−プロピルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ベンジルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン等が挙げられる。   Examples of the amine include methylamine, ethylamine, isopuramine, n-butylamine, n-propylamine, isobutylamine, t-butylamine, pentylamine, hexylamine, benzylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine, octadecylamine and the like. Is mentioned.

前記ハロゲン化炭化水素としては、例えば、ジクロロメタン、ジブロモメタン、四塩化炭素、四臭化炭素等が挙げられる。前記テルペノイド化合物としては、例えば、ターピノーレン、ミルセン、リモネン、α−ピネン、β−ピネンなどが挙げられる。また、エチレン性不飽和結合を有する単量体のオリゴマーとしては、例えば、α−メチルスチレンダイマー等のエチレン性不飽和結合を有する単量体のダイマー(例えば、スチレン系単量体のダイマー等)などが挙げられる。   Examples of the halogenated hydrocarbon include dichloromethane, dibromomethane, carbon tetrachloride, carbon tetrabromide and the like. Examples of the terpenoid compound include terpinolene, myrcene, limonene, α-pinene, β-pinene and the like. Moreover, as an oligomer of a monomer having an ethylenically unsaturated bond, for example, a monomer dimer having an ethylenically unsaturated bond such as α-methylstyrene dimer (for example, a dimer of a styrene monomer) Etc.

ラジカル連鎖移動剤(f)の使用量は、モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量に対して、例えば0.01〜10重量%、好ましくは0.01〜5重量%である。ラジカル連鎖移動剤(f)の使用量が0.01重量%未満では、分子量及び粒子径の大きい樹脂が形成されて塗膜の緻密性が低下しやすくなり、一方、10重量%を超える場合には、分子量が小さくなり樹脂としての諸機能(付着性、耐水性、防錆性等)が低下しやすくなるため好ましくない。   The amount of the radical chain transfer agent (f) used is, for example, 0.01 to 10% by weight with respect to the total amount of the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e), preferably 0.01 to 5% by weight. When the amount of the radical chain transfer agent (f) used is less than 0.01% by weight, a resin having a large molecular weight and particle diameter is formed, and the denseness of the coating film tends to be lowered. Is not preferable because the molecular weight is reduced and various functions as a resin (adhesion, water resistance, rust resistance, etc.) are likely to be lowered.

本発明の乳化重合においては、通常乳化剤が用いられる。前記乳化剤としては、非反応性の一般乳化剤であってもよいが、後に述べる理由により反応性界面活性剤を用いるのが接着剤の性能上有利である。   In the emulsion polymerization of the present invention, an emulsifier is usually used. The emulsifier may be a non-reactive general emulsifier, but it is advantageous in terms of the performance of the adhesive to use a reactive surfactant for the reason described later.

非反応性の一般乳化剤としては特に制限されるものではないが、例えば、炭素数が6以上の炭素原子を有する炭化水素基と、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸塩部分エステル、リン酸塩、リン酸塩部分エステルなどの親水性部分とを同一分子中に有するミセル化合物;分子内にポリオキシアルキレン基を有するミセル化合物などから選ばれるアニオン系又は非イオン系(ノニオン系)の乳化剤が好ましく用いられる。このうち、アニオン系乳化剤としては、アルコキシフェノール類又は高級アルコール類の硫酸ハーフエステルのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;アルキル又はアリルスルホネートのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアリルエーテルの硫酸ハーフエステルのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩などが挙げられる。また非イオン系の乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアリルエーテルなどが挙げられる。これらの非反応性乳化剤は単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。またこれらの一般汎用のアニオン系、ノニオン系乳化剤は、分子内にラジカル重合性の不飽和二重結合を有する、すなわちアクリル、メタクリル、プロペニル、アリル、アリルオキシ、マレイン酸基などの基を有する各種アニオン系、ノニオン系反応性界面活性剤とも適宜組み合わされて使用される。   Although it does not restrict | limit especially as a non-reactive general emulsifier, For example, a hydrocarbon group which has a C6 or more carbon atom, carboxylate, sulfonate, sulfate partial ester, phosphate An anionic or nonionic (nonionic) emulsifier selected from micelle compounds having a hydrophilic moiety such as a phosphate partial ester in the same molecule; micelle compounds having a polyoxyalkylene group in the molecule Used. Among these, as an anionic emulsifier, alkali metal salt or ammonium salt of sulfuric acid half ester of alkoxyphenols or higher alcohols; alkali metal salt or ammonium salt of alkyl or allyl sulfonate; polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene Examples thereof include alkali metal salts or ammonium salts of alkyl ether or polyoxyethylene allyl ether sulfate half ester. Examples of nonionic emulsifiers include polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, and polyoxyethylene allyl ether. These non-reactive emulsifiers can be used alone or in combination of two or more. These general-purpose anionic and nonionic emulsifiers are various anions having radically polymerizable unsaturated double bonds in the molecule, that is, having groups such as acrylic, methacrylic, propenyl, allyl, allyloxy, and maleic acid groups. And nonionic reactive surfactants are used in appropriate combination.

反応性界面活性剤は、特に制限されるものではなく、重合性不飽和基等の反応性基を含む基と、ノニオン系親水基やアニオン系親水基などの界面活性作用を発現する基とを有するいかなる反応性界面活性剤を用いてもよい。前記重合性不飽和基等の反応性基を含む基としては、例えば、ビニル基、アリル基、メタクリル基、アリルオキシ基、メタリルオキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等が挙げられる。   The reactive surfactant is not particularly limited, and includes a group containing a reactive group such as a polymerizable unsaturated group and a group that exhibits a surface active action such as a nonionic hydrophilic group or an anionic hydrophilic group. Any reactive surfactant having may be used. Examples of the group containing a reactive group such as a polymerizable unsaturated group include a vinyl group, an allyl group, a methacryl group, an allyloxy group, a methallyloxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, an acryloyloxy group, and a methacryloyloxy group. It is done.

代表的な反応性界面活性剤には、例えば、下記式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)又は(7)で表される化合物が含まれる。   Representative reactive surfactants include, for example, compounds represented by the following formula (1), (2), (3), (4), (5), (6) or (7). .

Figure 2006342218
(式中、A1は炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素数7〜24の炭化水素基又は炭素数7〜24のアシル基、Xは水素原子、又はノニオン系若しくはアニオン系の親水基、mは0〜100の整数を示す)
Figure 2006342218
(In the formula, A 1 is a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrocarbon group having 7 to 24 carbon atoms or an acyl having 7 to 24 carbon atoms. Group, X is a hydrogen atom, or a nonionic or anionic hydrophilic group, m represents an integer of 0 to 100)

Figure 2006342218
(式中、A2は炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基、R3は炭素数1〜18の炭化水素基、R4は水素原子又は炭素数1〜18の炭化水素基、pは2〜200の整数、Mはアルカリ金属又はNH4を示す)
Figure 2006342218
(In the formula, A 2 is a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, R 4 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, p is an integer of 2 to 200, M represents an alkali metal or NH 4 )

Figure 2006342218
(式中、A3は炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基、R5は水素原子又はメチル基、R6は水素原子又はアルキル基、qは0〜100の整数、Mはアルカリ金属又はNH4を示す)
Figure 2006342218
(In the formula, A 3 represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group, q represents an integer of 0 to 100, and M represents an alkali. Represents metal or NH 4 )

Figure 2006342218
(式中、R7は置換基を有していてもよい炭化水素基、R8は水素原子又はメチル基、Mはアルカリ金属又はNH4を示す)
Figure 2006342218
(In the formula, R 7 is a hydrocarbon group which may have a substituent, R 8 is a hydrogen atom or a methyl group, M is an alkali metal or NH 4 )

Figure 2006342218
(式中、R9は置換基を有していてもよい炭化水素基、R10は水素原子又はメチル基、Mはアルカリ金属又はNH4を示す)
Figure 2006342218
(In the formula, R 9 is a hydrocarbon group which may have a substituent, R 10 is a hydrogen atom or a methyl group, M is an alkali metal or NH 4 )

Figure 2006342218
(式中、Φは多官能フェニル基、A4、A5は、それぞれ炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基、R11は水素原子又はメチル基、r、sは、それぞれ1〜100の整数、Mはアルカリ金属又はNH4を示す)
Figure 2006342218
(Wherein Φ is a polyfunctional phenyl group, A 4 and A 5 are each a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R 11 is a hydrogen atom or a methyl group, and r and s are each 1 to 1. An integer of 100, M represents an alkali metal or NH 4 )

Figure 2006342218
(式中、A6は炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基、R12は水素原子又はメチル基、Mはアルカリ金属又はNH4を示す)
Figure 2006342218
(In the formula, A 6 represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group, M represents an alkali metal or NH 4 )

前記式(1)において、A1における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基としては、例えば、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン基、又はこれらに、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)、ヒドロキシル基、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ基等のC1-4アルコキシ基など)などの置換基が結合したアルキレン基などが挙げられる。R2における炭素数7〜24の炭化水素基としては、例えば、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル基などのアルキル基;オクテニル、デセニル基などのアルケニル基;4−メチルフェニル、4−プロピルフェニル、4−オクチルフェニル、4−ノニルフェニル、4−デシルフェニル、4−ドデシルフェニル、4−テトラデシルフェニル、4−ヘキサデシルフェニル基などのアルキルアリール基などが挙げられる。R2における炭素数7〜24のアシル基としては、オクタノイル、ノナノイル、ドデカノイル、テトラデカノイル、ヘキサデカノイル、オクタデカノイル、4−ノニルベンゾイル基などの脂肪族、脂環式又は芳香族アシル基が挙げられる。mは、好ましくは0〜50程度の整数である。 In the formula (1), examples of the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in A 1 include, for example, ethylene, propylene, trimethylene, tetramethylene group, and halogen atom (fluorine atom, chlorine atom). Etc.), an alkylene group to which a substituent such as a hydroxyl group or an alkoxy group (C 1-4 alkoxy group such as methoxy or ethoxy group) is bonded. Examples of the hydrocarbon group having 7 to 24 carbon atoms in R 2 include alkyl groups such as octyl, nonyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl and octadecyl groups; alkenyl groups such as octenyl and decenyl groups; 4-methylphenyl, Examples thereof include alkylaryl groups such as 4-propylphenyl, 4-octylphenyl, 4-nonylphenyl, 4-decylphenyl, 4-dodecylphenyl, 4-tetradecylphenyl and 4-hexadecylphenyl groups. Examples of the acyl group having 7 to 24 carbon atoms in R 2 include aliphatic, alicyclic or aromatic acyl groups such as octanoyl, nonanoyl, dodecanoyl, tetradecanoyl, hexadecanoyl, octadecanoyl and 4-nonylbenzoyl groups. Is mentioned. m is preferably an integer of about 0 to 50.

Xにおけるノニオン系若しくはアニオン系の親水基としては、例えば、ポリオキシアルキレン基や、スルホン酸基、カルボキシル基等を含む種々の基が挙げられるが、代表的な基として、下記式(8)

Figure 2006342218
(式中、A7は炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基、Mはアルカリ金属又はNH4、nは0〜100の整数を示す)
で表される基が例示される。A7における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基としては、前記A1における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基と同様のものが挙げられる。Mにおけるアルカリ金属としては、例えば、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。nは、好ましくは0〜30程度の整数である。 Examples of the nonionic or anionic hydrophilic group in X include various groups including a polyoxyalkylene group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and the like. As a representative group, the following formula (8)
Figure 2006342218
(In the formula, A 7 represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, M represents an alkali metal or NH 4 , and n represents an integer of 0 to 100)
The group represented by these is illustrated. Examples of the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in A 7 include the same as the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in A 1 . Examples of the alkali metal in M include sodium and potassium. n is preferably an integer of about 0 to 30.

式(2)において、A2における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基としては、前記A1における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基と同様のものが挙げられる。R3、R4における炭素数1〜18の炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル基などのアルキル基;ビニル、アリル、ヘキセニル、オクテニル、ノネニル、デセニル基などのアルケニル基;ベンジル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、4−フェニルブチル基などのアラルキル基などが挙げられる。これらの中でも炭素数4〜18の炭化水素基が特に好ましい。Mにおけるアルカリ金属は前記と同様である。pは好ましくは2〜50程度の整数である。 In the formula (2), the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms for A 2, are the same as those of the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in the A 1. Examples of the hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms in R 3 and R 4 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, Alkyl groups such as hexadecyl and octadecyl groups; alkenyl groups such as vinyl, allyl, hexenyl, octenyl, nonenyl and decenyl groups; aralkyl groups such as benzyl, 2-phenylethyl, 3-phenylpropyl and 4-phenylbutyl groups It is done. Among these, a hydrocarbon group having 4 to 18 carbon atoms is particularly preferable. The alkali metal in M is the same as described above. p is preferably an integer of about 2 to 50.

式(3)において、A3における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基としては、前記A1における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基と同様のものが挙げられる。R6におけるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル基などの炭素数1〜20程度のアルキル基等が挙げられる。qは、好ましくは0〜50程度の整数である。Mにおけるアルカリ金属は前記と同様である。 In the formula (3), examples of the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in A 3 include the same as the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in A 1 . Examples of the alkyl group in R 6 include about 1 to 20 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, and hexadecyl groups. And the like. q is preferably an integer of about 0 to 50. The alkali metal in M is the same as described above.

式(4)及び式(5)において、R7、R9における置換基を有していてもよい炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル基などのアルキル基;ビニル、アリル、ヘキセニル、オクテニル、デセニル基などのアルケニル基;シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基などのアリール基;ベンジル、2−フェニルエチルなどのアラルキル基;又はこれらに、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)、ヒドロキシル基、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ基等のC1-4アルコキシ基など)などの置換基が結合した炭化水素基などが挙げられる。Mは前記と同様である。 In formula (4) and formula (5), examples of the hydrocarbon group optionally having a substituent in R 7 and R 9 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, alkyl groups such as t-butyl, hexyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, hexadecyl, octadecyl groups; alkenyl groups such as vinyl, allyl, hexenyl, octenyl, decenyl groups; cycloalkyl groups such as cyclohexyl groups; phenyl groups, etc. Aryl groups; aralkyl groups such as benzyl and 2-phenylethyl; or a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, etc.), hydroxyl group, alkoxy group (C 1-4 alkoxy group such as methoxy, ethoxy group, etc.), etc. And a hydrocarbon group to which the substituents are bonded. M is the same as described above.

式(6)において、A4、A5における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基としては、前記A1における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基と同様のものが挙げられる。r、sは、好ましくは1〜50程度の整数である。Mにおけるアルカリ金属は前記と同様である。式(6)で表される反応性界面活性剤として、日本乳化剤(株)製の商品名「アントックスMS−60」等が市販されている。 In formula (6), the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in A 4 and A 5 is the same as the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in A 1 . Can be mentioned. r and s are preferably integers of about 1 to 50. The alkali metal in M is the same as described above. As the reactive surfactant represented by the formula (6), a trade name “Antox MS-60” manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd. is commercially available.

式(7)において、A6における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基としては、前記A1における炭素数2〜4の置換若しくは無置換のアルキレン基と同様のものが挙げられる。Mにおけるアルカリ金属は前記と同様である。 In Formula (7), examples of the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in A 6 include the same as the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in A 1 . The alkali metal in M is the same as described above.

反応性界面活性剤は、前記モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)と共重合、またはグラフトし、重合後は高分子量の重合体の構成単位として存在する。そのため非反応性の一般乳化剤が重合後も水相中にフリーに水溶性のまま低分子の形で存在し、最終的に得られた樹脂分散液のキャストフィルムがそのために耐水性、耐煮沸水性、耐アルカリ性、防錆性、耐溶剤性と接着性の劣るものとなるのに対し、反応性界面活性剤を用いて得られた樹脂分散液のキャストフィルムは高度な耐水性、耐煮沸水性、耐アルカリ性、防錆性、耐溶剤性と接着性を発揮する。   The reactive surfactant is copolymerized or grafted with the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e), and is present as a structural unit of a high molecular weight polymer after polymerization. To do. For this reason, non-reactive general emulsifiers remain in the water phase in the low-molecular form in the water phase even after polymerization, and the cast film of the resin dispersion finally obtained is therefore water and boiling resistant. The cast film of the resin dispersion obtained using a reactive surfactant, while having poor alkali resistance, rust resistance, solvent resistance and adhesion, has high water resistance, boiling water resistance, Demonstrates alkali resistance, rust prevention, solvent resistance and adhesion.

反応性界面活性剤の乳化重合における使用量は、前記モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量に対して、例えば0.3〜6重量%程度である。この使用量が0.3重量%未満の場合は、乳化重合の安定性が悪く、重合中にグリッツが発生しやすく、また重合後得られた樹脂分散液の安定性が劣り、商品価値が劣るものとなり易い。また6重量%を超えると、耐水性、耐煮沸水性、耐アルカリ性、防錆性、耐溶剤性と接着性などに支障をきたす可能性がある上、経済性などにおいて問題となる場合も想定され、好ましくない。   The amount of the reactive surfactant used in the emulsion polymerization is, for example, about 0.3 to 6% by weight with respect to the total amount of the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e). It is. When the amount used is less than 0.3% by weight, the stability of emulsion polymerization is poor, grit is likely to occur during the polymerization, the stability of the resin dispersion obtained after the polymerization is poor, and the commercial value is poor. It tends to be a thing. On the other hand, if it exceeds 6% by weight, water resistance, boiling water resistance, alkali resistance, rust resistance, solvent resistance and adhesiveness may be hindered, and there may be a problem in economy. Is not preferable.

本発明では、防錆性、付着性、耐水性、耐アルカリ性等の特性を損なわない範囲で、モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)に加えて、又はこれらと連鎖移動剤に加えて、他の重合性不飽和モノマーを共重合させてもよい。このような重合性不飽和モノマーの使用量は、モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量に対して、例えば20重量%以下、好ましくは10重量%以下、さらに好ましくは5重量%以下である。   In the present invention, in addition to the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e), as long as the properties such as rust prevention, adhesion, water resistance and alkali resistance are not impaired, Alternatively, in addition to these and a chain transfer agent, other polymerizable unsaturated monomers may be copolymerized. The amount of the polymerizable unsaturated monomer used is, for example, 20% by weight or less, preferably 10% with respect to the total amount of the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e). % Or less, more preferably 5% by weight or less.

本発明では、共重合体樹脂エマルジョンとしては、特にコア・シェル型樹脂エマルジョンであるのが好ましい。ここで、コア・シェルの定義であるが、乳化重合において、重合を多段(例えば2段)で行う場合、第1段目の重合で形成された核となる樹脂成分をコアと称し、第2段目以降の重合で前記コアの表面に形成された殻となる樹脂成分をシェルと称する。例えばモノマーを2段に分けて滴下し、重合を行う場合、第1段目にモノマーを滴下して、重合により形成される樹脂成分がコアに相当し、コア形成後、第2段目にモノマーを滴下して、重合により形成される樹脂成分がシェルに相当する。   In the present invention, the copolymer resin emulsion is particularly preferably a core / shell type resin emulsion. Here, as the definition of the core / shell, in the emulsion polymerization, when the polymerization is performed in multiple stages (for example, two stages), the resin component that is the core formed in the first stage polymerization is referred to as the core, and the second A resin component that becomes a shell formed on the surface of the core in the polymerization after the step is referred to as a shell. For example, when the monomer is dropped in two stages and the polymerization is performed, the monomer is dropped in the first stage, the resin component formed by the polymerization corresponds to the core, and after the core formation, the monomer in the second stage The resin component formed by polymerization corresponds to the shell.

上記コア・シェル型合成樹脂エマルジョンにおいて、コア部とシェル部の割合は、重量基準で、合計重量に対して、コア部が20重量%〜95重量%、好ましくは30重量%〜90重量%、シェル部が5重量%〜80重量%、好ましくは10重量%〜70重量%の範囲内であるのが望ましい。   In the core-shell type synthetic resin emulsion, the ratio of the core part to the shell part is 20% by weight to 95% by weight, preferably 30% by weight to 90% by weight, based on the total weight, It is desirable that the shell portion is in the range of 5 wt% to 80 wt%, preferably 10 wt% to 70 wt%.

本発明においてコア・シェル型合成樹脂エマルジョンが特に好ましい理由は、均一重合エマルジョンに比し、より強靭で高硬度の樹脂皮膜が得られ、塗料塗膜にした場合も膜が強靭で高硬度であるため、耐ブロッキング性や滑り性において有利となるためである。上記コアとシェルの範囲から外れた場合はいずれもこのような特徴が得られにくくなる。   The reason why the core / shell type synthetic resin emulsion is particularly preferable in the present invention is that a tougher and harder resin film is obtained compared to the homopolymerized emulsion, and the film is tough and has a high hardness even when used as a paint film. Therefore, it is advantageous in terms of blocking resistance and slipperiness. Such features are difficult to obtain in any case outside the range of the core and shell.

コア・シェル型合成樹脂エマルジョンにおいて、コア部及びシェル部に用いられるモノマー組成は、全体として、前記モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)で構成され、且つ全モノマー組成から計算した合成樹脂(共重合体樹脂)のTgが20℃以上であればよいが、コア部よりシェル部のTgが10℃以上(特に20℃以上)高いことが好ましい。シェル部とコア部のTg差が10℃未満、又は逆にコア部のTgがシェル部のTgより高い場合は、十分な塗膜硬度が得られにくく、耐ブロッキング性や滑り性において不利となりやすい。シェル部のTg(シェル部が多層の場合には、最外層のTg)は、好ましくは50℃以上(例えば、50〜100℃)、さらに好ましくは60℃以上(例えば、60〜100℃)である。また、エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(b)は少なくともシェル部を構成するモノマー成分中に含まれているのが好ましい。   In the core-shell type synthetic resin emulsion, the monomer composition used for the core part and the shell part as a whole is composed of the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e), The Tg of the synthetic resin (copolymer resin) calculated from the total monomer composition may be 20 ° C. or higher, but the Tg of the shell portion is preferably 10 ° C. or higher (particularly 20 ° C. or higher) higher than the core portion. When the Tg difference between the shell part and the core part is less than 10 ° C., or conversely, when the Tg of the core part is higher than the Tg of the shell part, it is difficult to obtain sufficient coating film hardness, which tends to be disadvantageous in blocking resistance and slipperiness. . The Tg of the shell portion (when the shell portion is a multilayer, the outermost layer Tg) is preferably 50 ° C. or higher (eg, 50 to 100 ° C.), more preferably 60 ° C. or higher (eg, 60 to 100 ° C.). is there. Moreover, it is preferable that the polymerizable unsaturated monomer (b) which has an epoxy group is contained in the monomer component which comprises a shell part at least.

乳化重合は、前記モノマー成分(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)を水性液中で、ラジカル重合開始剤を用いて、一般乳化剤及び/又は反応性界面活性剤、及び必要に応じてラジカル連鎖移動剤(f)の存在下で、撹拌下加熱することによって実施できる。反応温度は例えば30〜100℃程度、反応時間は例えば1〜10時間程度が好ましい。水と一般乳化剤及び/又は反応性界面活性剤とを仕込んだ反応容器にラジカル連鎖移動剤(f)とモノマー混合液又はモノマープレ乳化液を一括添加又は暫時滴下することによって反応温度の調節を行うとよい。   In the emulsion polymerization, the monomer components (a), (b), (c), (d) and (e) are used in an aqueous liquid, using a radical polymerization initiator, and a general emulsifier and / or a reactive surfactant. , And if necessary, by heating in the presence of the radical chain transfer agent (f) with stirring. The reaction temperature is preferably about 30 to 100 ° C. and the reaction time is preferably about 1 to 10 hours, for example. The reaction temperature is adjusted by adding the radical chain transfer agent (f) and the monomer mixture liquid or monomer pre-emulsion liquid all at once or dropping them into a reaction vessel charged with water and a general emulsifier and / or reactive surfactant. Good.

ラジカル重合開始剤としては、通常アクリル樹脂の乳化重合で使用される公知の開始剤が使用できる。具体的には、水溶性のフリーラジカル重合開始剤として、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化水素などや、これらの酸化剤と、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ロンガリット、アスコルビン酸等の還元剤との組み合わせからなるいわゆるレドックス系開始剤などが、それぞれ例えば水溶液の形で使用される。   As the radical polymerization initiator, known initiators usually used in emulsion polymerization of acrylic resins can be used. Specifically, as a water-soluble free radical polymerization initiator, for example, persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, etc., these oxidizing agents, sodium bisulfite, thio So-called redox initiators composed of a combination with a reducing agent such as sodium sulfate, Rongalite, and ascorbic acid are each used, for example, in the form of an aqueous solution.

また、乳化重合の際、メルカプタン系化合物や低級アルコール等の分子量調節のための助剤(連鎖移動剤)を併用することは、乳化重合を進める上で、また例えば塗膜の円滑かつ均一な形成を促進し基材への接着性を向上させ、防錆性を向上させる上で好ましい場合が多く、適宜状況に応じて行われる。   In addition, in the emulsion polymerization, the use of an auxiliary agent (chain transfer agent) for molecular weight adjustment such as mercaptan compounds and lower alcohols, in order to advance the emulsion polymerization, for example, smooth and uniform formation of the coating film In many cases, it is preferable to improve the adhesion to the base material and improve the rust prevention property.

乳化重合の方法としては、通常の一段連続モノマー均一滴下法、多段モノマーフィード法であるコア・シェル重合法、重合中にフィードするモノマー組成を連続的に変化させるパワーフィード重合法等、いずれの重合法もとることができる。   Emulsion polymerization methods include any one of the following, such as the usual one-stage continuous monomer uniform dropping method, the core-shell polymerization method which is a multistage monomer feed method, and the power feed polymerization method in which the monomer composition fed continuously during the polymerization is changed. Can be legal.

このようにして本発明における共重合体樹脂エマルジョンが調製される。共重合体樹脂の重量平均分子量は、3万〜50万程度であり、好ましくは5万〜40万、より好ましくは6万〜30万程度である。重量平均分子量が3万以下では、耐水性、耐沸騰水性、耐アルカリ性、耐酸性、防錆性が低下しやすく、50万を超えると、金属基材との密着性、耐アルカリ性、防錆性が低下しやすい。また、共重合体樹脂の分子量分布(Mw/Mn;Mwは重量平均分子量、Mnは数平均分子量)は、例えば2〜10、好ましくは2〜8、さらに好ましくは2〜5の範囲である。重量平均分子量及び数平均分子量はGPC法(ポリスチレン換算)により測定できる。   Thus, the copolymer resin emulsion in the present invention is prepared. The weight average molecular weight of the copolymer resin is about 30,000 to 500,000, preferably 50,000 to 400,000, and more preferably about 60,000 to 300,000. When the weight average molecular weight is 30,000 or less, the water resistance, boiling water resistance, alkali resistance, acid resistance, and rust resistance are likely to decrease. When the weight average molecular weight exceeds 500,000, the adhesion to the metal substrate, alkali resistance, and rust resistance are reduced. Is prone to decline. Moreover, the molecular weight distribution (Mw / Mn; Mw is a weight average molecular weight, Mn is a number average molecular weight) of copolymer resin is 2-10, for example, Preferably it is 2-8, More preferably, it is the range of 2-5. A weight average molecular weight and a number average molecular weight can be measured by GPC method (polystyrene conversion).

本発明における共重合体樹脂エマルジョンを構成する共重合体樹脂粒子の平均粒子径は、70nm以下(例えば25〜70nm)であり、好ましくは60nm以下(例えば25〜60nm)、さらに好ましくは50nm以下(例えば25〜50nm)である。なお、樹脂粒子の平均粒子径は電気泳動光散乱式粒度分布測定器により測定できる。平均粒子径が70nm以下であると、樹脂粒子間の空隙(空孔)が小さい緻密性の高い塗膜を形成できるため、耐水性、耐沸騰水性、耐アルカリ性、耐酸性、防錆性等が向上し、ボイドやブリスターの発生を防止できる。一方、平均粒子径が70nmを超えると、緻密性の低い膜ができやすく、耐水性、耐沸騰水性、耐アルカリ性、耐酸性、防錆性等が低下し、ボイド、ブリスター等が発生する。   The average particle diameter of the copolymer resin particles constituting the copolymer resin emulsion in the present invention is 70 nm or less (for example, 25 to 70 nm), preferably 60 nm or less (for example, 25 to 60 nm), and more preferably 50 nm or less ( For example, 25 to 50 nm). The average particle diameter of the resin particles can be measured with an electrophoretic light scattering particle size distribution analyzer. When the average particle diameter is 70 nm or less, a highly dense coating film with small voids (holes) between the resin particles can be formed, so that water resistance, boiling water resistance, alkali resistance, acid resistance, rust resistance, etc. It can improve and prevent the generation of voids and blisters. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 70 nm, a film with low density is likely to be formed, water resistance, boiling water resistance, alkali resistance, acid resistance, rust resistance and the like are lowered, and voids, blisters and the like are generated.

また、本発明においては、共重合体樹脂粒子の粒子径分布が狭い(粒子が揃っている)ほど好ましい。共重合体樹脂粒子の粒子径分布が狭いと、樹脂粒子が密に並び、樹脂粒子間の空隙(空孔)がより小さくなるので、緻密性の極めて高い塗膜を形成できる。従って、耐水性、耐沸騰水性、耐アルカリ性、耐酸性、防錆性等が著しく向上する。   In the present invention, the smaller the particle size distribution of the copolymer resin particles (the more uniform the particles), the better. When the particle size distribution of the copolymer resin particles is narrow, the resin particles are closely arranged and the voids (holes) between the resin particles are smaller, so that a highly dense coating film can be formed. Accordingly, the water resistance, boiling water resistance, alkali resistance, acid resistance, rust resistance and the like are remarkably improved.

前記共重合体樹脂の重量平均分子量や分子量分布は、例えば、樹脂を構成するモノマーの種類及び量、ラジカル連鎖移動剤(f)の種類及び量、重合温度、モノマーの滴下速度、重合開始剤の種類及び量などを選択することにより調整することができる。   The weight average molecular weight and molecular weight distribution of the copolymer resin are, for example, the type and amount of monomer constituting the resin, the type and amount of the radical chain transfer agent (f), the polymerization temperature, the dropping rate of the monomer, the polymerization initiator It can be adjusted by selecting the type and amount.

本発明の水分散性樹脂組成物は、前記共重合体樹脂エマルジョンを主体として、さらに、塩基性化合物等の添加剤を含んでもよい。塩基性化合物としては、アンモニア、各種アミン類、及びアルカリ金属塩等が用いられる。塩基性化合物を加えることによって共重合体樹脂エマルジョン中に含まれる酸の一部又は全量が中和され、共重合体樹脂エマルジョンの安定性が確保される。   The water-dispersible resin composition of the present invention may contain an additive such as a basic compound, mainly based on the copolymer resin emulsion. As the basic compound, ammonia, various amines, alkali metal salts and the like are used. By adding a basic compound, a part or all of the acid contained in the copolymer resin emulsion is neutralized, and the stability of the copolymer resin emulsion is ensured.

本発明の水分散性樹脂組成物は、そのままコーティング剤としてクリヤー皮膜を形成させるために使用に供することもできるし、樹脂組成物に着色顔料、体質顔料、水性ウレタン樹脂ディスパージョン、分散剤、硬化剤、湿潤剤、消泡剤、防錆剤や防錆顔料としてのジルコニウム化合物、燐酸亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、滑り剤としてのワックスエマルジョン等の各種添加剤を配合して塗料として用いることもできる。着色顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄等が用いられる。体質顔料としては、炭酸カルシウム、クレー、マイカ、タルク等が用いられる。硬化剤としては、メラミン樹脂やイソシアネート系樹脂等が用いられる。   The water-dispersible resin composition of the present invention can be used as it is to form a clear film as a coating agent as it is, or a colored pigment, extender pigment, aqueous urethane resin dispersion, dispersant, curing can be added to the resin composition. Various additives such as an agent, a wetting agent, an antifoaming agent, a zirconium compound as a rust preventive or rust preventive pigment, zinc phosphate, aluminum tripolyphosphate, and a wax emulsion as a slipping agent can be blended and used as a paint. Examples of the color pigment include titanium oxide and iron oxide. As extender pigments, calcium carbonate, clay, mica, talc and the like are used. As the curing agent, melamine resin, isocyanate resin, or the like is used.

水分散性樹脂組成物中の共重合体樹脂の含有量は、用途に応じて適宜設定できるが、一般には10〜70重量%程度である。   The content of the copolymer resin in the water-dispersible resin composition can be appropriately set according to the use, but is generally about 10 to 70% by weight.

本発明の水分散性樹脂組成物は、特に、鋼板塗装用の塗料等として有用である。また、防錆性、金属に対する付着性、アルキド塗料、ウレタン塗料、エポキシ塗料等の塗料、建材断熱材としての発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン等の上塗り材との付着性、耐水性及び耐沸騰水性及び耐アルカリ性、耐ブロッキング性に優れているので、特に、プレコートメタルの下塗り剤として好適に使用できる。また、一般鋼板、ガルバリウム鋼板の表面処理、後処理用に好適である。   The water-dispersible resin composition of the present invention is particularly useful as a paint for coating steel sheets. In addition, rust prevention, adhesion to metals, paints such as alkyd paint, urethane paint, epoxy paint, adhesion to topcoat materials such as foamed polyurethane and foamed polyethylene as building material insulation, water resistance and boiling water resistance and resistance to water Since it is excellent in alkali resistance and blocking resistance, it can be suitably used particularly as a precoat metal primer. Moreover, it is suitable for surface treatment and post-treatment of general steel plates and galvalume steel plates.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に記載のない限り重量基準である。また、重量平均分子量及び分子量分布の測定には、ゲル浸透クロマトグラフ(株式会社島津製作所製、商品名「LC−10」)を、粒子径(平均粒子径)の測定には、電気泳動光散乱式粒度分布測定器(大塚電子株式会社製、商品名「ELS−800」)を用いた。また、無作為に抽出した100個の樹脂粒子に対して粒子径の標準偏差を求め、粒子径のCV値(変動係数)を前記式より算出した。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited by these Examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified. In addition, a gel permeation chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name “LC-10”) is used for measurement of weight average molecular weight and molecular weight distribution, and electrophoretic light scattering is used for measurement of particle diameter (average particle diameter). A particle size distribution analyzer (trade name “ELS-800” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) was used. Moreover, the standard deviation of the particle diameter was calculated | required with respect to 100 resin particles extracted at random, and CV value (variation coefficient) of the particle diameter was computed from the said formula.

実施例1(二段重合)
撹拌機、温度計、滴下ロート、還流冷却器を備えた通常のアクリル系樹脂エマルジョン製造用の反応容器に、水407部と下記式(9)

Figure 2006342218
(式中、Rはアルキル基を示し、qは0〜100の整数を示す)
で表される反応性界面活性剤[商品名「アデカリアソープSR−20」、旭電化工業(株)製](f1)5部を仕込み、75℃に昇温した。別途、次に示すモノマー、乳化剤及び水の混合液を高圧ホモジナイザーを用いて均一に乳化し、第1段目モノマー乳化液として滴下ロートに仕込んだ。
(第1段目モノマー乳化液)
反応性界面活性剤(f1) 4部
MMA(メタクリル酸メチル)(a1) 45部
SM(スチレン)(a2) 75部
2EHA(アクリル酸2−エチルヘキシル)(a3) 50部
アクリロニトリル(AN)(a4) 10部
MAA(メタクリル酸)(c1) 5部
2HEMA(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)(d1) 10部
加水分解性シリル基含有重合性不飽和モノマー[商品名「A−174」、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、日本ユニカー(株)製](e1) 5部
PEMP[トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート):連鎖移動剤] 1部
水 130部
また、別途、次に示すモノマー混合液を第2段目モノマーとして滴下ロートに仕込んだ。
(第2段目モノマー)
MMA(メタクリル酸メチル)(a1) 90部
SM(スチレン)(a2) 50部
アクリロニトリル(AN)(a4) 5部
GMA(グリシジルメタクリレート)(b1) 20部
MAA(メタクリル酸)(c1) 10部
2HEMA(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)(d1) 10部
2HEA(2−ヒドロキシエチルアクリレート)(d2) 15部
さらに、別途、次に示す滴下用開始剤水溶液を別の滴下ロートに仕込んだ。
(滴下用開始剤水溶液)
過硫酸カリウム 3部
水 50部
次に、前記反応容器内に、前記第1段目モノマー乳化液の5%を添加し、75℃に加熱後、前記滴下用開始剤水溶液の5%を投入し、10分間プレ重合反応を行った。この間反応容器の内温は自動的に80℃に上昇した。その後、残りの第1段目モノマー乳化液を80℃で3時間かけて、また滴下用開始剤水溶液を80℃で6時間かけて一定速度で同反応容器内に滴下した。第1段目モノマー乳化液の滴下終了後、80℃に保持して1時間熟成反応を行い、第2段目モノマーを2時間かけて滴下した。その後、80℃に1時間保ち、熟成を行い、室温に冷却した後、アンモニア水(25%)4部を反応容器内に投入し、水分散性樹脂組成物(コア−シェル型エマルジョン)を得た。得られた樹脂のコア部の理論Tgは38℃、シェル部の理論Tgは76℃、オーバーオールの理論Tgは56℃であり、重量平均分子量は193000、分子量分布は4.3、平均粒子径は49nmであった。 Example 1 (two-stage polymerization)
In a reaction vessel for producing an ordinary acrylic resin emulsion equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and reflux condenser, 407 parts of water and the following formula (9)
Figure 2006342218
(In the formula, R represents an alkyl group, and q represents an integer of 0 to 100)
5 parts of a surfactant (trade name “ADEKA rear soap SR-20” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) (f1) was charged, and the temperature was raised to 75 ° C. Separately, the following mixture of monomers, emulsifier and water was uniformly emulsified using a high-pressure homogenizer, and charged into the dropping funnel as a first-stage monomer emulsion.
(First stage monomer emulsion)
Reactive surfactant (f1) 4 parts MMA (methyl methacrylate) (a1) 45 parts SM (styrene) (a2) 75 parts 2EHA (2-ethylhexyl acrylate) (a3) 50 parts Acrylonitrile (AN) (a4) 10 parts MAA (methacrylic acid) (c1) 5 parts 2HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate) (d1) 10 parts Hydrolyzable silyl group-containing polymerizable unsaturated monomer [trade name “A-174”, γ-methacryloxypropyl Trimethoxysilane, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.] (e1) 5 parts PEMP [trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate): chain transfer agent] 1 part water 130 parts Was charged into the dropping funnel as the second stage monomer.
(Second stage monomer)
MMA (methyl methacrylate) (a1) 90 parts SM (styrene) (a2) 50 parts Acrylonitrile (AN) (a4) 5 parts GMA (glycidyl methacrylate) (b1) 20 parts MAA (methacrylic acid) (c1) 10 parts 2HEMA (2-Hydroxyethyl methacrylate) (d1) 10 parts 2HEA (2-hydroxyethyl acrylate) (d2) 15 parts Further, the following initiator solution for dropping was separately charged in another dropping funnel.
(Initiator aqueous solution for dripping)
Potassium persulfate 3 parts Water 50 parts Next, 5% of the first stage monomer emulsion is added to the reaction vessel, heated to 75 ° C., and then 5% of the dropping initiator aqueous solution is added. A prepolymerization reaction was performed for 10 minutes. During this time, the internal temperature of the reaction vessel automatically increased to 80 ° C. Thereafter, the remaining first-stage monomer emulsion was dropped into the reaction vessel at a constant rate over 3 hours at 80 ° C. and the initiator aqueous solution for dropping over 6 hours at 80 ° C. After completion of dropping of the first stage monomer emulsion, aging reaction was carried out for 1 hour while maintaining at 80 ° C., and the second stage monomer was added dropwise over 2 hours. Thereafter, the mixture was kept at 80 ° C. for 1 hour, matured, cooled to room temperature, and then 4 parts of ammonia water (25%) was put into the reaction vessel to obtain a water-dispersible resin composition (core-shell type emulsion). It was. The theoretical Tg of the core part of the obtained resin is 38 ° C., the theoretical Tg of the shell part is 76 ° C., the theoretical Tg of the overall is 56 ° C., the weight average molecular weight is 193,000, the molecular weight distribution is 4.3, and the average particle diameter is It was 49 nm.

実施例2
実施例1において、反応性界面活性剤(商品名「アデカリアソープSR−20」)(f1)の代わりに、同量の下記式(10)

Figure 2006342218
(式中、Φは多官能フェニル基、r、sは、それぞれ1〜100の整数、Mはアルカリ金属又はNH4を示す)
で表される反応性界面活性剤[商品名「アントックスMS−60」、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート硫酸エステル塩、日本乳化剤(株)製](f4)を用いた以外は、すべて実施例1と同様にして重合を行い、水分散性樹脂組成物を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は182000、分子量分布は3.7、平均粒子径は48nmであった。 Example 2
In Example 1, instead of the reactive surfactant (trade name “ADEKA rear soap SR-20”) (f1), the same amount of the following formula (10)
Figure 2006342218
(Wherein Φ is a polyfunctional phenyl group, r and s are each an integer of 1 to 100, and M is an alkali metal or NH 4 )
Except that the reactive surfactant represented by the formula [trade name “ANTOX MS-60”, bis (polyoxyethylene polycyclic phenyl ether) methacrylate sulfate ester, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.] (f4) was used. All were polymerized in the same manner as in Example 1 to obtain a water-dispersible resin composition. The obtained resin had a weight average molecular weight of 182,000, a molecular weight distribution of 3.7, and an average particle size of 48 nm.

実施例3
実施例1において、連鎖移動剤として、PEMPの代わりにn−ドデシルメルカプタン1部を用いた以外は、すべて実施例1と同様にして重合を行い、水分散性樹脂組成物を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は131000、分子量分布は4.8、平均粒子径は52nmであった。
Example 3
In Example 1, polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 1 part of n-dodecyl mercaptan was used instead of PEMP as a chain transfer agent to obtain a water-dispersible resin composition. The obtained resin had a weight average molecular weight of 131,000, a molecular weight distribution of 4.8, and an average particle diameter of 52 nm.

実施例4
実施例1において、連鎖移動剤として、PEMPの代わりにα−メチルスチレンダイマー8部を用いた以外は、すべて実施例1と同様にして重合を行い、水分散性樹脂組成物を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は214000、分子量分布は4.0、平均粒子径は36nmであった。
Example 4
In Example 1, polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 8 parts of α-methylstyrene dimer was used instead of PEMP as the chain transfer agent to obtain a water-dispersible resin composition. The obtained resin had a weight average molecular weight of 214,000, a molecular weight distribution of 4.0, and an average particle diameter of 36 nm.

実施例5(二段重合)
実施例1において、第1段目モノマーSA75部、2EHA50部の代わりに、SM45部、2EHA0部,EA(アクリル酸エチル)80部、第2段目モノマーMMA90部、2HEA15部の代わりにMMA75部、2HEA0部、EA25部にした以外は、実施例1とまったく同様に乳化重合を行い、水分散性樹脂組成物を得た。得られた樹脂のコア部の理論Tgは41℃、シェル部の理論Tgは75℃、オーバーオールの理論Tgは56℃であり、重量平均分子量は141000、分子量分布は3.9、平均粒子径は41nmであった。
Example 5 (two-stage polymerization)
In Example 1, instead of 75 parts of the first-stage monomer SA, 50 parts of 2EHA, SM45 parts, 2EHA0 parts, 80 parts of EA (ethyl acrylate), second-stage monomer MMA90 parts, instead of 2HEA15 parts, MMA75 parts, Emulsion polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 2 HEA was 0 parts and EA was 25 parts to obtain a water-dispersible resin composition. The theoretical Tg of the core part of the obtained resin is 41 ° C., the theoretical Tg of the shell part is 75 ° C., the theoretical Tg of the overall is 56 ° C., the weight average molecular weight is 141,000, the molecular weight distribution is 3.9, and the average particle diameter is It was 41 nm.

実施例6(二段重合)
実施例1において、第1段目モノマーMMA45部、SA75部の代わりに、MMA120部、SM0部、第2段目モノマーMMA90部、SM50部の代わりにMMA140部、MMA140部、SM0部にした以外は、実施例1とまったく同様に乳化重合を行い、水分散性樹脂組成物を得た。得られた樹脂のコア部の理論Tgは40℃、シェル部の理論Tgは77℃、オーバーオールの理論Tgは57℃であり、重量平均分子量は81000、分子量分布は3.9、平均粒子径は32nmであった。
Example 6 (two-stage polymerization)
In Example 1, instead of 45 parts of first stage monomer MMA and 75 parts of SA, MMA 120 parts, SM0 part, second stage monomer MMA 90 parts, SM50 part instead of MMA 140 parts, MMA 140 parts, SM0 part Emulsion polymerization was performed in exactly the same manner as in Example 1 to obtain a water-dispersible resin composition. The theoretical Tg of the core part of the obtained resin is 40 ° C., the theoretical Tg of the shell part is 77 ° C., the theoretical Tg of the overall is 57 ° C., the weight average molecular weight is 81,000, the molecular weight distribution is 3.9, and the average particle diameter is It was 32 nm.

比較例1
実施例1において、連鎖移動剤としてのPEMPを用いなかった点以外は、すべて実施例1と同様にして重合を行い、水分散性樹脂組成物を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は731000、分子量分布は3.1、平均粒子径は48nmであった。
Comparative Example 1
In Example 1, polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that PEMP as a chain transfer agent was not used to obtain a water-dispersible resin composition. The obtained resin had a weight average molecular weight of 731,000, a molecular weight distribution of 3.1, and an average particle diameter of 48 nm.

比較例2
実施例1において、仕込み時の反応性界面活性剤の使用量を5部から1部へ変更し、第1段目モノマー乳化液に用いる反応性界面活性剤の使用量を4部から8部へ変更し、さらに、連鎖移動剤としてのPEMPを用いなかった点以外は、実施例1とまったく同様に乳化重合を行い、水分散性樹脂組成物を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は791000、分子量分布は4.2、平均粒子径は125nmであった。
Comparative Example 2
In Example 1, the amount of the reactive surfactant used at the time of charging was changed from 5 parts to 1 part, and the amount of the reactive surfactant used in the first-stage monomer emulsion was changed from 4 parts to 8 parts. The emulsion was subjected to emulsion polymerization in exactly the same manner as in Example 1 except that PEMP as a chain transfer agent was not used, and a water-dispersible resin composition was obtained. The obtained resin had a weight average molecular weight of 791,000, a molecular weight distribution of 4.2, and an average particle diameter of 125 nm.

比較例3
実施例1において、第2段目モノマーMMA90部、GMA20部の代わりに、MMA110部、GMA0部にした以外は、実施例1とまったく同様に乳化重合を行い、水分散性樹脂組成物を得た。得られた樹脂のコア部の理論Tgは39℃、シェル部の理論Tgは83℃、オーバーオールの理論Tgは59℃であり、重量平均分子量は91000、分子量分布は3.5、平均粒子径は42nmであった。
Comparative Example 3
In Example 1, emulsion polymerization was performed in exactly the same manner as in Example 1 except that 90 parts of MMA and 90 parts of GMA were used instead of 90 parts of MMA and 0 parts of GMA to obtain a water-dispersible resin composition. . The theoretical Tg of the core part of the obtained resin is 39 ° C., the theoretical Tg of the shell part is 83 ° C., the theoretical Tg of the overall is 59 ° C., the weight average molecular weight is 91,000, the molecular weight distribution is 3.5, and the average particle diameter is It was 42 nm.

性能評価試験
実施例及び比較例において得られた各水分散性樹脂組成物に、それぞれのTgに合わせて、MFTが20℃以下になるように、ブチルセロソルブ水溶液を添加し、ガルバリウム鋼板の表面上に乾燥膜厚が1μmとなるように、#8バーコーターで塗装し、板温が80℃に達してから10秒乾燥後空冷し、24時間放置後、以下の各特性を測定した。結果を表1に示す。
Performance evaluation test To each water-dispersible resin composition obtained in the examples and comparative examples, an aqueous butyl cellosolve solution was added so that the MFT was 20 ° C. or lower in accordance with the respective Tg, and on the surface of the galvalume steel plate. It was coated with a # 8 bar coater so that the dry film thickness was 1 μm, dried for 10 seconds after the plate temperature reached 80 ° C., air-cooled, allowed to stand for 24 hours, and then measured for the following characteristics. The results are shown in Table 1.

(1)常態密着性
常温で塗膜の100目盛りゴバン目テープ試験を行い、常態密着性を測定した。ゴバン目の数100(分母)に対する剥離せずに残ったゴバン目の数(分子)による分数で表示した。
(1) Normal adhesion The 100-scale gobang tape test of the coating film was performed at room temperature to measure the normal adhesion. It was displayed as a fraction of the number of galvanic eyes (numerator) remaining without peeling with respect to the number of galvanic eyes 100 (denominator).

(2)発泡ウレタン密着性
塗膜上に発泡ポリウレタンを熱融着した後、剥離し、接着状態を観察した。
○;剥離時、発泡ポリウレタン部の凝集破壊が見られた
△;剥離時、発泡ポリウレタン部の凝集破壊と界面剥離とが共存していた
×;全面で界面剥離した
(2) Foamed urethane adhesion After the polyurethane foam was heat-sealed on the coating film, it was peeled off and the adhesion state was observed.
○: At the time of peeling, cohesive failure of the polyurethane foam part was observed. Δ: At the time of peeling, cohesive failure of the polyurethane foam part and interface peeling coexisted. ×: Interface peeling occurred on the entire surface.

(3)耐蝕性(耐SS性)
塩水噴霧試験機にて塗装鋼板の耐ソルトスプレーテスト(SST)を200時間行い、塗面のブリスター、剥離状態等を観察した。
○;ブリスター、剥離等はほとんどなく、良好であった
△;ブリスター、剥離等が塗面の1/3以上、2/3未満発生した
×;ブリスター、剥離等が塗面の2/3以上又は全面発生した
(3) Corrosion resistance (SS resistance)
A salt spray resistance test (SST) of the coated steel sheet was performed for 200 hours using a salt spray tester, and the blisters and the peeled state of the coated surface were observed.
○: Blister, peeling, etc. were scarce and good. Δ: Blister, peeling, etc. occurred at 1/3 or more and less than 2/3. ×: Blister, peeling, etc. were 2/3 or more of the coating surface. Occurred all over

(4)耐ブロッキング性
塗面同士を合わせて重ね、40℃で200Kg/cm2の荷重をかけ、7日間放置後、剥がし、固着状態を観察した。
○;固着なし
△;やや固着
×;固着
(4) Blocking resistance The coated surfaces were put together, applied with a load of 200 kg / cm 2 at 40 ° C., left for 7 days, then peeled off, and the fixed state was observed.
○: Not fixed △; Slightly fixed ×: Fixed

(5)耐アルカリ性
塗板の塗面以外の部分をパラフィンでシールした後、20℃の1%水酸化ナトリウム水溶液に5時間浸漬し、塗面の外観変化、特に黒ずみ状態をもとの塗装前と比較し、目視判定を行った。
○;外観変化なく良好である
△;全体の20%程度が黒ずんでいる
×;全体の50%以上が黒ずんでいる
(5) Alkali resistance After the parts other than the coated surface of the coated plate are sealed with paraffin, they are immersed in a 1% aqueous sodium hydroxide solution at 20 ° C. for 5 hours, and the appearance change of the coated surface, especially the darkened state, is as before the coating. Comparison was made and visual determination was performed.
○: Good with no change in appearance △: About 20% of the whole is dark ×: More than 50% of the whole is dark

(6)耐温水性
塗板の塗面以外の部分をパラフィンでシールした後、80℃の水に96時間浸漬し、塗面の軟化状態、ブリスターの発生状態等外観を目視判定した。
○;ブリスター等はなく外観は良好である
△;ブリスターの発生はあるものの、皮膜が金属に密着している
×;ブリスターが多量に発生し、皮膜が金属面より剥離している
(6) Warm water resistance The portions other than the coated surface of the coated plate were sealed with paraffin, and then immersed in water at 80 ° C. for 96 hours to visually determine the appearance of the coated surface, such as the softened state and the blister generation state.
○: There is no blister, etc., and the appearance is good. Δ: Although blisters are generated, the film is in close contact with the metal. ×: A large amount of blisters are generated, and the film is peeled off from the metal surface.

Figure 2006342218
Figure 2006342218

Claims (7)

エポキシ基、酸基、水酸基及び加水分解性シリル基のいずれも含有しない重合性不飽和モノマー(a)と、エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(b)と、酸基含有重合性不飽和モノマー(c)と、水酸基含有重合性不飽和モノマー(d)と、加水分解性シリル基を有する重合性不飽和モノマー(e)とからなる不飽和単量体混合物が乳化重合された共重合体樹脂エマルジョンを含む水分散性樹脂組成物であって、該共重合体樹脂の重量平均分子量が3万〜50万であり、共重合体樹脂エマルジョンを構成する樹脂粒子の平均粒子径が70nm以下である鋼板塗装用水分散性樹脂組成物。   Polymerizable unsaturated monomer (a) containing no epoxy group, acid group, hydroxyl group or hydrolyzable silyl group, polymerizable unsaturated monomer (b) having an epoxy group, and acid group-containing polymerizable unsaturated monomer A copolymer resin obtained by emulsion polymerization of an unsaturated monomer mixture comprising (c), a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d), and a polymerizable unsaturated monomer (e) having a hydrolyzable silyl group; A water-dispersible resin composition containing an emulsion, wherein the copolymer resin has a weight average molecular weight of 30,000 to 500,000, and an average particle diameter of resin particles constituting the copolymer resin emulsion is 70 nm or less. Water dispersible resin composition for steel sheet coating. 共重合体樹脂のガラス転移温度が20℃以上である請求項1記載の鋼板塗装用水分散性樹脂組成物。   The water-dispersible resin composition for coating steel sheets according to claim 1, wherein the glass transition temperature of the copolymer resin is 20 ° C or higher. エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(b)、酸基含有重合性不飽和モノマー(c)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(d)、加水分解性シリル基を有する重合性不飽和モノマー(e)の使用量が、それぞれ重合性不飽和モノマー(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量に対して0.1〜10重量%である請求項1記載の鋼板塗装用水分散性樹脂組成物。   Polymerizable unsaturated monomer (b) having an epoxy group, acid group-containing polymerizable unsaturated monomer (c), hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d), polymerizable unsaturated monomer having a hydrolyzable silyl group (e 2) is used in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the total amount of the polymerizable unsaturated monomers (a), (b), (c), (d) and (e), respectively. Water dispersible resin composition for steel sheet coating. エポキシ基、酸基、水酸基及び加水分解性シリル基のいずれも含有しない重合性不飽和モノマー(a)が、アルキル基の炭素数が1〜18である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)、又は前記アルキル基の炭素数が1〜18である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(a-1)と、スチレン系モノマー(a-2)、(メタ)アクリロニトリル(a-3)、アミド結合含有重合性不飽和モノマー(a-4)、及び多官能ビニル基含有重合性不飽和単量体(a-5)からなる群より選択された少なくとも1種のモノマーとの混合モノマーである請求項1記載の鋼板塗装用水分散性樹脂組成物。   The polymerizable unsaturated monomer (a) which does not contain any of an epoxy group, an acid group, a hydroxyl group and a hydrolyzable silyl group is a (meth) acrylic acid alkyl ester (a-1) in which the alkyl group has 1 to 18 carbon atoms. ), Or (meth) acrylic acid alkyl ester (a-1) having 1 to 18 carbon atoms, styrene monomer (a-2), (meth) acrylonitrile (a-3), amide bond A monomer mixed with at least one monomer selected from the group consisting of a polymerizable unsaturated monomer (a-4) containing a polyfunctional vinyl group and a polymerizable unsaturated monomer (a-5) containing a polyfunctional vinyl group 1. A water dispersible resin composition for coating steel sheets according to 1. 共重合体樹脂エマルジョンが、重合性不飽和モノマー(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)の総量に対して0.3〜6重量%の反応性界面活性剤の存在下で不飽和単量体混合物が乳化重合された共重合体樹脂エマルジョンである請求項1記載の鋼板塗装用水分散性樹脂組成物。   The copolymer resin emulsion contains 0.3 to 6% by weight of reactive surfactant based on the total amount of polymerizable unsaturated monomers (a), (b), (c), (d) and (e). The water-dispersible resin composition for steel sheet coating according to claim 1, which is a copolymer resin emulsion obtained by emulsion polymerization of an unsaturated monomer mixture in the presence. 共重合体樹脂エマルジョンが、ラジカル連鎖移動剤(f)の存在下で不飽和単量体混合物が乳化重合された共重合体樹脂エマルジョンである請求項1記載の鋼板塗装用水分散性樹脂組成物。   The water dispersible resin composition for steel sheet coating according to claim 1, wherein the copolymer resin emulsion is a copolymer resin emulsion obtained by emulsion polymerization of an unsaturated monomer mixture in the presence of the radical chain transfer agent (f). 共重合体樹脂エマルジョンがコア・シェル型樹脂エマルジョンである請求項1、5又は6記載の鋼板塗装用水分散性樹脂組成物。   The water-dispersible resin composition for coating steel sheets according to claim 1, 5 or 6, wherein the copolymer resin emulsion is a core-shell type resin emulsion.
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