JP2007023143A - アクリル酸エステル系共重合体および水性分散体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規なアクリル酸エステル系共重合体および水性分散体に関し、さらに詳しくは、エマルジョン安定性及び低発泡性に優れ、接着剤、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材、インク等の広範囲の用途分野に利用することができる水性分散体を与えるアクリル酸エステル系共重合体およびそれを含む水性分散体に関する。
アクリル酸や、アクリル酸エステルのポリマーは、各種エマルジョン系用途に用いられている。その用途は、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材、接着剤、インクなどの一成分として展開されている。
これらアクリル酸やアクリル酸エステルのポリマーの水性分散体(エマルジョン)には、各種要求に応じて、乳化剤、イオン系の界面活性剤および用途に応じた染料、顔料、粘接着剤等が配合されている。
しかし、一般的にアクリル酸エステルのポリマーは、疎水性が高いため、有機溶媒との相互作用が大きく水系にした場合、効果が充分発現しない場合がある。
例えば、水性インクに応用した場合、顔料分散性の不良が指摘されており、これを解決するために塩基性溶媒が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
また、共重合体の塩基性度を制御することは、その性能に大きな影響を与えることも知られている(例えば、特許文献2参照)。
これまでアクリル酸エステル系ポリマーは、上記問題を解決するために、適当な塩基性化合物、例えば、特許文献1に開示されているように、水酸化アンモニウム等の無機塩基性化合物、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン等の有機塩基性化合物を後工程で適用することで解決してきた。しかし、これらの手法は工程が煩雑になり、また、効果が充分得られない場合があった。
これらアクリル酸やアクリル酸エステルのポリマーの水性分散体(エマルジョン)には、各種要求に応じて、乳化剤、イオン系の界面活性剤および用途に応じた染料、顔料、粘接着剤等が配合されている。
しかし、一般的にアクリル酸エステルのポリマーは、疎水性が高いため、有機溶媒との相互作用が大きく水系にした場合、効果が充分発現しない場合がある。
例えば、水性インクに応用した場合、顔料分散性の不良が指摘されており、これを解決するために塩基性溶媒が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
また、共重合体の塩基性度を制御することは、その性能に大きな影響を与えることも知られている(例えば、特許文献2参照)。
これまでアクリル酸エステル系ポリマーは、上記問題を解決するために、適当な塩基性化合物、例えば、特許文献1に開示されているように、水酸化アンモニウム等の無機塩基性化合物、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン等の有機塩基性化合物を後工程で適用することで解決してきた。しかし、これらの手法は工程が煩雑になり、また、効果が充分得られない場合があった。
本発明は、新規なアクリル酸エステル系共重合体を用いて、安定性に優れ、低発泡性である水分散体(エマルジョン)を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、前記従来技術の問題点を解消するため、鋭意研究を重ねた結果特定の塩基性のモノマーを用いることによって共重合体の塩基性度を制御することができ、上記課題を達成しうることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
(1) 一般式(I)
(式中、R1は水素またはアルキル基を示し、R2はアルキレン基を示す。)で表されるピリジル基含有アクリル酸エステル系化合物由来の単位を有することを特徴するアクリル酸エステル系共重合体、
(2) 一般式(1)において、R1が水素またはメチル基、R2が−(CH2)n−(nは1〜8の整数)で表される基である上記(1)のアクリル酸エステル系共重合体、
(3) コモノマー由来の単位として、炭素数2〜30のα−オレフィン、芳香族ビニル化合物、エチレン系不飽和カルボン酸及びその酸無水物ならびに一般式(I)以外のアクリル酸エステル系化合物の中から選ばれる少なくともモノマー由来単位を有する上記(1)又は(2)のアクリル酸エステル系共重合体、
(4) 数平均分子量が1,000〜1,000,000である上記(1)〜(3)のアクリル酸エステル系共重合体、
(5) 一般式(I)で表されるピリジル基含有アクリル酸エステル系由来の単位含有量が0、1mol〜99.9mol%である上記(1)〜(4)のアクリル酸エステル系共重合体、
(6) (A)上記(1)〜(5)のアクリル酸エステル系共重合体0.01〜50質量%と(B)有機溶媒99.99〜50質量%とからなる混合液と、該混合液中の有機溶媒100質量部当り、(C)界面活性剤を0.01〜5質量%を含むことを特徴とする水性分散体、及び
(7) 接着剤、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材又はインクの用途に用いられる請求項6に記載の水性分散体、
を提供するものである。
すなわち、本発明は、
(1) 一般式(I)
(2) 一般式(1)において、R1が水素またはメチル基、R2が−(CH2)n−(nは1〜8の整数)で表される基である上記(1)のアクリル酸エステル系共重合体、
(3) コモノマー由来の単位として、炭素数2〜30のα−オレフィン、芳香族ビニル化合物、エチレン系不飽和カルボン酸及びその酸無水物ならびに一般式(I)以外のアクリル酸エステル系化合物の中から選ばれる少なくともモノマー由来単位を有する上記(1)又は(2)のアクリル酸エステル系共重合体、
(4) 数平均分子量が1,000〜1,000,000である上記(1)〜(3)のアクリル酸エステル系共重合体、
(5) 一般式(I)で表されるピリジル基含有アクリル酸エステル系由来の単位含有量が0、1mol〜99.9mol%である上記(1)〜(4)のアクリル酸エステル系共重合体、
(6) (A)上記(1)〜(5)のアクリル酸エステル系共重合体0.01〜50質量%と(B)有機溶媒99.99〜50質量%とからなる混合液と、該混合液中の有機溶媒100質量部当り、(C)界面活性剤を0.01〜5質量%を含むことを特徴とする水性分散体、及び
(7) 接着剤、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材又はインクの用途に用いられる請求項6に記載の水性分散体、
を提供するものである。
本発明によれば、塩基性モノマーである特定のピリジル基含有アクリル酸エステル系化合物由来の単位を有する新規なアクリル酸エステル系共重合体によって、安定性に優れ、低発泡性である水分散体(エマルジョン)を提供することができる。
さらに、本発明の水性分散体は、接着剤、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材又はインク等の用途に用いることができる。
さらに、本発明の水性分散体は、接着剤、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材又はインク等の用途に用いることができる。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明のアクリル酸エステル系共重合体は、一般式(I)
(式中、R1は水素原子またはアルキル基R2アルキレン基を示す。)で表されるピリジル基含有アクリル酸エステル系由来の単位を必須構成単位として有する共重合体である。
本発明のアクリル酸エステル系共重合体は、一般式(I)
本発明において、必須成分として用いられる前記一般式(I)で表される化合物は、不対電子をもつ窒素原子を含むピリジル基を有する電子対供与性の塩基性モノマーである。
塩基性とはLewis塩基をいい、アミノ基の塩基性基を供給するモノマーが主に該当する。
本発明においては、(A)成分としてピリジル基を含むことが必要である。
前記一般式(I)において、R1のうちのアルキル基としては、低級アルキル基、例えばメチル基、エチル基などが挙げられる。また、R2で示されるアルキレン基としては、直鎖状、分岐状、環状の炭化水素1〜10のアルキレン基を挙げることができる。
本発明においては、前記R1が水素原子又はメチル基で、R2が−(CH2)n−(nは1〜8の整数)であるものが好ましい。
前記一般式(I)で表されるピリジル基含有アクリル酸エステル系化合物の具体例としては、メタクリル酸(4−ピリジル)メチルエステル、メタクリル酸2−(4−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸1−(4−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸3−(4−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸2−(4−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸1−(4−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸4−(4−ピリジル)ブチルエステル、メタクリル酸(3−ピリジル)メチルエステル、メタクリル酸2−(3−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸−1−(3−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸3−(3−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸2−(3−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸1−(3−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸4−(3−ピリジル)ブチルエステル、メタクリル酸(2−ピリジル)メチルエステル、メタクリル酸2−(2−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸1−(2−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸−3−(2−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸2−(2−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸1−(2−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸4−(2−ピリジル)ブチルエステル、アクリル酸(4−ピリジル)メチルエステル、アクリル酸2−(4−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸1−(4−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸3−(4−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸2−(4−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸1−(4−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸4−(4−ピリジル)ブチルエステル、アクリル酸(3−ピリジル)メチルエステル、アクリル酸2−(3−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸1−(3−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸3−(3−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸2−(3−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸1−(3−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸4−(3−ピリジル)ブチルエステル、アクリル酸(2−ピリジル)メチルエステル、アクリル酸2−(2−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸1−(2−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸3−(2−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸2−(2−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸1−(2−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸4−(2−ピリジル)ブチルエステル、メタクリル酸4−(4−ピリジル)シクロへキシルエステル、アクリル酸4−(4−ピリジル)シクロへキシルエステルなどが挙げられる。これらの中でR2が炭素数1〜8の直鎖状のアルキレン基であって、4−ピリジル置換体が特に好ましい。
本発明においては、前記のピリジル基含有アクリル酸エステル系化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもちいてもよい。
尚、(A)成分のピリジル含有アクリル酸エステル化合物の合成方法の詳細はMacromolecular Chem. And Physics, 203(17), 2432−7(2002)に記載されている。
塩基性とはLewis塩基をいい、アミノ基の塩基性基を供給するモノマーが主に該当する。
本発明においては、(A)成分としてピリジル基を含むことが必要である。
前記一般式(I)において、R1のうちのアルキル基としては、低級アルキル基、例えばメチル基、エチル基などが挙げられる。また、R2で示されるアルキレン基としては、直鎖状、分岐状、環状の炭化水素1〜10のアルキレン基を挙げることができる。
本発明においては、前記R1が水素原子又はメチル基で、R2が−(CH2)n−(nは1〜8の整数)であるものが好ましい。
前記一般式(I)で表されるピリジル基含有アクリル酸エステル系化合物の具体例としては、メタクリル酸(4−ピリジル)メチルエステル、メタクリル酸2−(4−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸1−(4−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸3−(4−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸2−(4−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸1−(4−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸4−(4−ピリジル)ブチルエステル、メタクリル酸(3−ピリジル)メチルエステル、メタクリル酸2−(3−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸−1−(3−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸3−(3−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸2−(3−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸1−(3−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸4−(3−ピリジル)ブチルエステル、メタクリル酸(2−ピリジル)メチルエステル、メタクリル酸2−(2−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸1−(2−ピリジル)エチルエステル、メタクリル酸−3−(2−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸2−(2−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸1−(2−ピリジル)プロピルエステル、メタクリル酸4−(2−ピリジル)ブチルエステル、アクリル酸(4−ピリジル)メチルエステル、アクリル酸2−(4−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸1−(4−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸3−(4−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸2−(4−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸1−(4−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸4−(4−ピリジル)ブチルエステル、アクリル酸(3−ピリジル)メチルエステル、アクリル酸2−(3−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸1−(3−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸3−(3−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸2−(3−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸1−(3−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸4−(3−ピリジル)ブチルエステル、アクリル酸(2−ピリジル)メチルエステル、アクリル酸2−(2−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸1−(2−ピリジル)エチルエステル、アクリル酸3−(2−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸2−(2−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸1−(2−ピリジル)プロピルエステル、アクリル酸4−(2−ピリジル)ブチルエステル、メタクリル酸4−(4−ピリジル)シクロへキシルエステル、アクリル酸4−(4−ピリジル)シクロへキシルエステルなどが挙げられる。これらの中でR2が炭素数1〜8の直鎖状のアルキレン基であって、4−ピリジル置換体が特に好ましい。
本発明においては、前記のピリジル基含有アクリル酸エステル系化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもちいてもよい。
尚、(A)成分のピリジル含有アクリル酸エステル化合物の合成方法の詳細はMacromolecular Chem. And Physics, 203(17), 2432−7(2002)に記載されている。
次に、前記のピリジル基含有アクリル酸エステル系化合物と共重合させるコモノマー成分としては、例えば炭素数2〜30のα−オレフィン、芳香族ビニル化合物、エチレン系不飽和カルボン酸及びその酸無水物、前記一般式(I)以外のアクリル酸エステル化合物などを好ましく用いることができる、
前記炭素数2〜30のα−オレフィンとしては、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、1−へキセン、1−オクテン、1−デセン、高級オレフィンの混合物などを、芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、各種アルキルスチレンなどを、エチレン系不飽和カルボン酸及びその酸無水物としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などを挙げることができる。
前記一般式(I)以外のアクリル酸エステル系化合物としては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸-2-エチルへキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸-2-エチルへキシル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸オクタデシル、さらには数平均分子量(GPC)500〜10,000のポリブタジエン、ブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−スチレン−ビニルピリジン共重合体などの末端(メタ)アクリル化物やエチレングリコール及びポリエチレングリコールの部分(メタ)アクリル化物などを挙げることが出来る。
また、前記モノマー以外に、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類;塩化ビニル、ビニリデンクロリドなどのハロゲン化オレフィン類;ブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどのジエン系モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル系モノマー、アクリルアミド、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、N−メチロールメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミドなどのアクリル系モノマーなども、コモノマー成分として用いることができる。
本発明においては、これらのコモノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもちいてもよい。
前記炭素数2〜30のα−オレフィンとしては、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、1−へキセン、1−オクテン、1−デセン、高級オレフィンの混合物などを、芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、各種アルキルスチレンなどを、エチレン系不飽和カルボン酸及びその酸無水物としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などを挙げることができる。
前記一般式(I)以外のアクリル酸エステル系化合物としては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸-2-エチルへキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸-2-エチルへキシル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸オクタデシル、さらには数平均分子量(GPC)500〜10,000のポリブタジエン、ブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−スチレン−ビニルピリジン共重合体などの末端(メタ)アクリル化物やエチレングリコール及びポリエチレングリコールの部分(メタ)アクリル化物などを挙げることが出来る。
また、前記モノマー以外に、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類;塩化ビニル、ビニリデンクロリドなどのハロゲン化オレフィン類;ブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどのジエン系モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル系モノマー、アクリルアミド、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、N−メチロールメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミドなどのアクリル系モノマーなども、コモノマー成分として用いることができる。
本発明においては、これらのコモノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもちいてもよい。
本発明のアクリル酸エステル系共重合体における数平均分子量については特に制限はないが、通常1,000〜100万、好ましくは1,500〜50万、さらに好ましくは2,000〜30万である。数平均分子量を上記範囲内にすることによって、コモノマーとピリジル基含有アクリル酸エステル系化合物が好ましい分子鎖長で共重合し、エマルジョン化の効果が向上する。また、共重合体を有機溶媒に溶解させたときの粘度上昇を抑制し、取り扱いが容易となる。
尚、生成する共重合体の分子量は、GPCにて測定したポリスチレン換算の値である。
尚、生成する共重合体の分子量は、GPCにて測定したポリスチレン換算の値である。
また、本発明の共重合体における一般式(I)で表されるピリジル基含有アクリル酸エステル系化合物由来の単位含有量については特に制限はないが、0、1〜99.9mol%の範囲にあることが好ましく、より好ましくは0.5〜
90mmol%、さらに好ましくは1〜70mol%である。この共重合量は、所望する要求物性により各モノマーの仕込み量を調整することによって変化させることが可能である。
90mmol%、さらに好ましくは1〜70mol%である。この共重合量は、所望する要求物性により各モノマーの仕込み量を調整することによって変化させることが可能である。
本発明の共重合体を製造するにはラジカル開始剤を用いることが好ましい。ラジカル開始剤としては特に制限はなく、熱重合の場合には、従来公知のラジカル開始剤、例えば、各種有機過酸化物や、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリルなどのアゾ系化合物等の中から、適宜選択して用いることができるが、これらの中で、有機過酸化物が好適である。
この有機過酸化物としては、例えば、ジベンゾイルパーオキシド,ジ−3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキシド,ジラウロイルパーオキシド,ジデカノイルパーオキシド,ジ(2,4−ジクロロベンゾイル)パーオキシドなどのジアシルパーオキシド類、t−ブチルヒドロパーオキシド,キュメンヒドロパーオキシド,ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキシド,2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキシドなどのヒドロパーオキシド類、ジ−t−ブチルパーオキシド,ジクミルパーオキシド,2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン,2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3,α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼンなどのジアルキルパーオキシド類、1,1−ビス−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン,2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタンなどのパーオキシケタール類、t−ブチルパーオキシオクトエート,t−ブチルパーオキシピバレート,t−ブチルパーオキシネオデカノエート,t−ブチルパーオキシベンゾエートなどのアルキルパーエステル類、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート,ジイソプロピルパーオキシジカーボネート,ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート,t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートなどのパーオキシカーボネート類などが挙げられる。
これらの中ではジアルキルパーオキシド類が好ましい。
また、これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中ではジアルキルパーオキシド類が好ましい。
また、これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、本発明で使用されるラジカル開始剤としては、紫外線などを照射して光重合する場合には光重合開始剤も用いることができる。具体的には、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインエーテル系、2,2-ジアセトキシアセトフェノン、4-フェノキシ-2,2- ジクロロアセトフェノンなどのアセトフェノン系、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-エチルアントラキノン、2-クロルアントラキノンなどのアントラキノン系、そのほかチオキサントン系などの光重合開始剤があげられる。これらの光重合開始剤は1種でも、2種以上任意の割合で混合使用してもよい。
前記のラジカル開始剤の使用量としては、特に制限はなく、目的とする共重合体の所望物性に応じて適宜選定されるが、使用する全モノマー100質量部に対し、通常0.01〜10質量部、好ましくは0.01〜5質量部の範囲で用いられる。
前記のラジカル開始剤の使用量としては、特に制限はなく、目的とする共重合体の所望物性に応じて適宜選定されるが、使用する全モノマー100質量部に対し、通常0.01〜10質量部、好ましくは0.01〜5質量部の範囲で用いられる。
本発明の共重合体は、無溶媒で製造可能であるが、適当な有機溶媒を用いることもできる。有機溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロホルム、THF、アセトンなどがある。
重合は、熱重合、光重合のいずれでもよく、反応温度は、通常室温〜100℃、反応時間は、通常5分〜10時間程度である。
重合は、熱重合、光重合のいずれでもよく、反応温度は、通常室温〜100℃、反応時間は、通常5分〜10時間程度である。
本発明の共重合体は、極性の有機溶媒、例えばトルエン、キシレン、クロロホルム、THF、アセトンなどに可溶であり、水と任意の割合で混ざらない溶媒とエマルジョン化が可能である。
本発明の水性分散体は、(A)前記本発明のアクリル酸エステル系共重合体0.01〜50質量%と(B)有機溶媒99.99〜50質量%とからなる混合液と、該混合液中の有機溶媒100質量部当り、(C)界面活性剤0.01〜10質量%含有水溶液10〜1000質量部を含むものである。
本発明の水性分散体を製造するには、まず(A)本発明のアクリル酸エステル共重合体を、(B)前記有機溶媒に溶解して、該(A)成分の濃度が0.01〜50質量%、好ましくは0.1〜40質量%、より好ましくは0.5〜30質量%の共重合体溶液を調製する。共重合体濃度が上記範囲にあれば得られる水分散体は良好な性能を発揮することができる。
一方、(C)界面活性剤濃度が0.01〜10質量%、好ましくは0.02〜8質量%、より好ましくは0.05〜5質量%である水溶液を調製する。この界面活性剤は乳化剤として機能し、その濃度が上記範囲にあれば、共重合体溶液のエマルジョン化を好適に行なうことができる。
本発明の水性分散体は、(A)前記本発明のアクリル酸エステル系共重合体0.01〜50質量%と(B)有機溶媒99.99〜50質量%とからなる混合液と、該混合液中の有機溶媒100質量部当り、(C)界面活性剤0.01〜10質量%含有水溶液10〜1000質量部を含むものである。
本発明の水性分散体を製造するには、まず(A)本発明のアクリル酸エステル共重合体を、(B)前記有機溶媒に溶解して、該(A)成分の濃度が0.01〜50質量%、好ましくは0.1〜40質量%、より好ましくは0.5〜30質量%の共重合体溶液を調製する。共重合体濃度が上記範囲にあれば得られる水分散体は良好な性能を発揮することができる。
一方、(C)界面活性剤濃度が0.01〜10質量%、好ましくは0.02〜8質量%、より好ましくは0.05〜5質量%である水溶液を調製する。この界面活性剤は乳化剤として機能し、その濃度が上記範囲にあれば、共重合体溶液のエマルジョン化を好適に行なうことができる。
界面活性剤としては非イオン系界面活性剤又はアニオン系界面活性剤が用いられる。非イオン系分散剤の非イオン系界面活性剤としては、例えば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オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテルや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ソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレートなどのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル;エチレンオキサイドの付加量が10〜80質量%のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマーなどが例示される。アニオン系界面活性剤としては、例えばラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウムなどが例示される。
本発明においては、前記界面活性剤と共に、各種の水溶性高分子化合物を保護コロイドとして用いることもできる。保護コロイドとしては、ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、さらにはメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどの繊維系誘導体などが例示される。
次に、前記の共重合体溶液と、その中の有機溶媒100質量部に対し、前記の界面活性剤含有水溶液を10〜1000質量部、好ましくは20〜800質量部、より好ましくは30〜500質量部の割合で用い、従来の公知の方法、例えばホモジナイザー等を使用して混合・エマルジョン化することにより、本発明の水性分散体を得ることができる。
このようにして得られた本発明の水性分散体は、例えば接着剤、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材、インクなどの広範囲の用途分野に利用することができる。
次に、前記の共重合体溶液と、その中の有機溶媒100質量部に対し、前記の界面活性剤含有水溶液を10〜1000質量部、好ましくは20〜800質量部、より好ましくは30〜500質量部の割合で用い、従来の公知の方法、例えばホモジナイザー等を使用して混合・エマルジョン化することにより、本発明の水性分散体を得ることができる。
このようにして得られた本発明の水性分散体は、例えば接着剤、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材、インクなどの広範囲の用途分野に利用することができる。
次に、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらによって制限されるものではない。
なお、共重合体及び水性分散体の諸性質については、以下の方法に従って評価した。
<共重合体の数平均分子量の測定>
GPC法によりポリスチレン換算で測定した。
<水性分散体におけるエマルジョンの安定性>
下記の水性分散体の製造法に従って、IKAジャパン株式会社製ホモジナイザー(DI25)を用い13500rpmで1分間攪拌することによりエマルジョン溶液(水性分散体)を得た後室温で12時間放置した後のエマルジョンの状態を確認した。○印は、エマルジョンが安定していることを示す。
<水性分散体における界面発泡の有無>
IKAジャパン株式会社製ホモジナイザー(DI25)を用い13500rpmで1分間攪拌して水性分散体を調製し、発泡の有無を確認した。
<水性分散体におけるpHの測定>
pH試験紙を用いて測定した。
なお、共重合体及び水性分散体の諸性質については、以下の方法に従って評価した。
<共重合体の数平均分子量の測定>
GPC法によりポリスチレン換算で測定した。
<水性分散体におけるエマルジョンの安定性>
下記の水性分散体の製造法に従って、IKAジャパン株式会社製ホモジナイザー(DI25)を用い13500rpmで1分間攪拌することによりエマルジョン溶液(水性分散体)を得た後室温で12時間放置した後のエマルジョンの状態を確認した。○印は、エマルジョンが安定していることを示す。
<水性分散体における界面発泡の有無>
IKAジャパン株式会社製ホモジナイザー(DI25)を用い13500rpmで1分間攪拌して水性分散体を調製し、発泡の有無を確認した。
<水性分散体におけるpHの測定>
pH試験紙を用いて測定した。
実施例1
(共重合体の調製)
アクリル酸3−(4−ピリジル)プロピルエステル1.0g、スチレン 9.0gをトルエン30mlに溶かし、重合開始剤アゾビスイソブチルニトリル(AIBN)150mgを加えた。80℃で3時間保持した後、メタノール中に注ぎ込んで不溶物を回収、乾燥して共重合体を得た。得られた共重合体の数平均分子量を第1表に示す。
尚、アクリル酸3−(4−ピリジル)プロピルエステルとスチレンが共重合していることについては、1H−NMRスペクトルを測定することによって確認した。
また、その共重合比も同スペクトルの各モノマー由来の特徴的なピーク面積を比較することで算出可能である。
(共重合体の調製)
アクリル酸3−(4−ピリジル)プロピルエステル1.0g、スチレン 9.0gをトルエン30mlに溶かし、重合開始剤アゾビスイソブチルニトリル(AIBN)150mgを加えた。80℃で3時間保持した後、メタノール中に注ぎ込んで不溶物を回収、乾燥して共重合体を得た。得られた共重合体の数平均分子量を第1表に示す。
尚、アクリル酸3−(4−ピリジル)プロピルエステルとスチレンが共重合していることについては、1H−NMRスペクトルを測定することによって確認した。
また、その共重合比も同スペクトルの各モノマー由来の特徴的なピーク面積を比較することで算出可能である。
比較例1
実施例1におけるアクリル酸3−(4−ピリジル)プロピルエステルをアクリル酸−2−エチルへキシルエステルとした以外は実施例1と同じ条件で実施した。得られた共重合体の数平均分子量を第1表に示す。
実施例1におけるアクリル酸3−(4−ピリジル)プロピルエステルをアクリル酸−2−エチルへキシルエステルとした以外は実施例1と同じ条件で実施した。得られた共重合体の数平均分子量を第1表に示す。
(水性分散体の製造)
100mLのビーカーに実施例、比較例で製造した共重合体をそれぞれ別に0.5gおよびトルエン30mLを100mLのサンプル瓶に移して共重合体を溶解させた。別途、300mLのビーカーにイオン交換水100mLおよびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.16g、ポリアクリル酸ナトリウム0,06gを投入し、完全に溶解し、そのうちの20mLを先に調製した共重合体のトルエン溶液中に投入し、IKAジャパン株式会社製ホモジナイザー(DI25)を用い13500rpmで1分間攪拌することによりエマルジョン溶液(水性分散体)を得た。それぞれ得られた溶液のエマルジョンの安定性、界面発泡の有無およびエマルジョンのpHについて第1表に示す。
100mLのビーカーに実施例、比較例で製造した共重合体をそれぞれ別に0.5gおよびトルエン30mLを100mLのサンプル瓶に移して共重合体を溶解させた。別途、300mLのビーカーにイオン交換水100mLおよびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.16g、ポリアクリル酸ナトリウム0,06gを投入し、完全に溶解し、そのうちの20mLを先に調製した共重合体のトルエン溶液中に投入し、IKAジャパン株式会社製ホモジナイザー(DI25)を用い13500rpmで1分間攪拌することによりエマルジョン溶液(水性分散体)を得た。それぞれ得られた溶液のエマルジョンの安定性、界面発泡の有無およびエマルジョンのpHについて第1表に示す。
第1表に示されているように、本発明の水分散体のエマルジョンは、安定性に優れ、界面発泡が無いことがわかる。また、実施例のエマルジョンのpHは8であり塩基性であることを示している。
本発明の新規なアクリル酸エステル系共重合体によって、安定性に優れ、低発泡性である水分散体(エマルジョン)を提供することができる。
さらに、本発明の水性分散体は、接着剤、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材又はインクなどの用途に用いることができる。
さらに、本発明の水性分散体は、接着剤、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材又はインクなどの用途に用いることができる。
Claims (7)
- 一般式(1)において、R1が水素またはメチル基、R2が−(CH2)n−(nは1〜8の整数)で表される基である請求項1に記載のアクリル酸エステル系共重合体。
- コモノマー由来の単位として、炭素数2〜30のα−オレフィン、芳香族ビニル化合物、エチレン系不飽和カルボン酸及びその酸無水物ならびに一般式(I)以外のアクリル酸エステル系化合物の中から選ばれる少なくともモノマー由来単位を有する請求項1又は2に記載のアクリル酸エステル系共重合体。
- 数平均分子量が1,000〜1,000,000である請求項1〜3のいずれかに記載のアクリル酸エステル系共重合体。
- 一般式(I)で表されるピリジル基含有アクリル酸エステル系由来の単位含有量が0、1mol〜99.9mol%である請求項1〜4のいずれかに記載のアクリル酸エステル系共重合体。
- (A)請求項1〜5のいずれかに記載のアクリル酸エステル系共重合体0.01〜50質量%と(B)有機溶媒99.99〜50質量%とからなる混合液と、該混合液中の有機溶媒100質量部当り、(C)界面活性剤を0.01〜5質量%を含むことを特徴とする水性分散体。
- 接着剤、塗装剤、プライマー、コーティング剤、バリア材又はインクの用途に用いられる請求項6に記載の水性分散体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005206731A JP2007023143A (ja) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | アクリル酸エステル系共重合体および水性分散体 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010150316A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Tokyo Univ Of Science | インクジェット用インク |
JP2013087237A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Riso Kagaku Corp | 非水系顔料インク及び非水系顔料インク用顔料分散剤 |
JP5709219B2 (ja) * | 2009-12-11 | 2015-04-30 | 学校法人東京理科大学 | 金−銀コアシェルナノロッド粒子及びその製造方法 |
-
2005
- 2005-07-15 JP JP2005206731A patent/JP2007023143A/ja active Pending
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