JP2007077319A - Method for producing aqueous resin composition and aqueous resin composition - Google Patents

Method for producing aqueous resin composition and aqueous resin composition Download PDF

Info

Publication number
JP2007077319A
JP2007077319A JP2005268480A JP2005268480A JP2007077319A JP 2007077319 A JP2007077319 A JP 2007077319A JP 2005268480 A JP2005268480 A JP 2005268480A JP 2005268480 A JP2005268480 A JP 2005268480A JP 2007077319 A JP2007077319 A JP 2007077319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
monomer
resin composition
polymerization
aqueous resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005268480A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichiro Ishimoto
憲一郎 石本
Toshihiro Kobayashi
俊浩 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saiden Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Saiden Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saiden Chemical Industry Co Ltd filed Critical Saiden Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP2005268480A priority Critical patent/JP2007077319A/en
Publication of JP2007077319A publication Critical patent/JP2007077319A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous resin composition which is useful as a vehicle for various coatings, inks, and the like, is excellent in coating suitability, and can form good coating films. <P>SOLUTION: This method for producing the aqueous resin composition is characterized by comprising two polymerization steps which comprise emulsion-polymerizing 90 to 30 mass% of a monomer mixture (A) containing 1 to 30 mass% of a carboxyl group-containing monomer (a) and 1 to 60 mass% of an aromatic monomer (b), neutralizing all or a part of the carboxyl groups of the obtained emulsion polymer with a basic substance, and then emulsion-polymerizing 10 to 70 mass% of at least one monomer (B) except the above-mentioned monomer (a). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、水性樹脂組成物の製造方法および水性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、重合時安定性、保存安定性、成膜性、光沢性、耐水性、耐熱性、耐油性、耐ブロッキング性などに優れ、紙、フィルム、金属、ガラス、木材、皮革などの各種基材の被覆剤として、また、インキのビヒクルなどとして使用できる塗工適性に優れ、かつ良好な塗膜(塗膜)を形成する水性樹脂組成物の製造方法および水性樹脂組成物に関する。なお、本発明における「樹脂」と「重合体」とは同義である。   The present invention relates to a method for producing an aqueous resin composition and an aqueous resin composition. More specifically, it has excellent polymerization stability, storage stability, film-forming properties, glossiness, water resistance, heat resistance, oil resistance, blocking resistance, etc., and various paper, film, metal, glass, wood, leather, etc. The present invention relates to a method for producing an aqueous resin composition, which is excellent in coating suitability and can be used as a coating material for a substrate and as an ink vehicle, and forms a good coating film (coating film), and an aqueous resin composition. In the present invention, “resin” and “polymer” are synonymous.

一般的な乳化重合法としては、水媒体中で界面活性剤および重合開始剤を使用し、単量体を重合する方法がある。この方法で作られた水性樹脂組成物は、該樹脂の分子量が高く、被覆剤として使用した場合、優れた物性をもった塗膜が得られるが、上記樹脂は分子量が高いために成膜性が悪い傾向にあり、塗膜に光沢性が要求される用途には問題がある。樹脂組成物の成膜性を良くするために、単量体の重合時に水溶性の樹脂を高分子乳化剤として使用する乳化重合法が知られている。この方法で得られた水性樹脂組成物は、該組成物中に上記水溶性樹脂が存在するために成膜性がよく、光沢性を有する塗膜が得られる。しかし、該塗膜は水溶性樹脂を含有しているため耐水性に問題がある。   As a general emulsion polymerization method, there is a method of polymerizing a monomer using a surfactant and a polymerization initiator in an aqueous medium. The aqueous resin composition produced by this method has a high molecular weight of the resin, and when used as a coating agent, a coating film having excellent physical properties can be obtained. However, there is a problem in applications where glossiness is required for the coating film. In order to improve the film-forming property of the resin composition, an emulsion polymerization method is known in which a water-soluble resin is used as a polymer emulsifier at the time of monomer polymerization. The aqueous resin composition obtained by this method has good film formability because of the presence of the water-soluble resin in the composition, and a glossy coating film can be obtained. However, since the coating film contains a water-soluble resin, there is a problem in water resistance.

この問題を解決するために、前記水溶性樹脂を得る際に使用する酸基含有単量体の使用量を減らす方法が考えられるが、上記酸基含有単量体の使用量を減らすと重合時の重合液の安定性が悪くなり、また、得られた水性樹脂組成物の保存安定性も悪くなる傾向にある。上記のような水溶性高分子乳化剤としては、さまざまな水溶性樹脂が利用されており、また、水溶性高分子乳化剤の製造方法としても種々考えられ、例えば、溶液重合、塊状重合、乳化重合などによる方法がよく知られている。   In order to solve this problem, a method of reducing the amount of the acid group-containing monomer used when obtaining the water-soluble resin can be considered. There is a tendency that the stability of the polymerization solution is deteriorated and the storage stability of the obtained aqueous resin composition is also deteriorated. Various water-soluble resins are used as the water-soluble polymer emulsifier as described above, and various methods for producing the water-soluble polymer emulsifier are also considered. For example, solution polymerization, bulk polymerization, emulsion polymerization, etc. The method by is well known.

特許文献1では、一次重合体を溶液重合または塊状重合によって得る方法が開示されている。しかし、この溶液重合は重合終了後の脱溶剤の工程が必要であり、水性樹脂組成物の製造における効率性や経済性に問題があり、また、前記塊状重合では、該重合で得られた樹脂を水溶性高分子乳化剤として使用するには、塊状重合で得られた樹脂を水に溶解する工程が必要であり、水性樹脂組成物の製造において生産性や効率性に問題がある。   Patent Document 1 discloses a method for obtaining a primary polymer by solution polymerization or bulk polymerization. However, this solution polymerization requires a solvent-removing step after completion of the polymerization, and there are problems in the efficiency and economy in the production of the aqueous resin composition. In the bulk polymerization, the resin obtained by the polymerization is used. In order to use as a water-soluble polymer emulsifier, a step of dissolving the resin obtained by bulk polymerization in water is necessary, and there is a problem in productivity and efficiency in the production of an aqueous resin composition.

一方、乳化重合による水溶性高分子乳化剤の製造方法は、得られた重合液を連続して次の工程の重合反応媒体とすることができるために効率的には良い方法である。特許文献2では、一次重合で得られた高分子乳化剤が、二次乳化重合した後に塩基性物質で中和される方法が開示されている。この方法では、一次重合液中で二次重合体用の単量体を重合させるために重合反応が不安定であり、得られる水性樹脂組成物中に重合体粒子の凝集物が発生しやすい。さらに、この方法では、高固形分で、かつ粒子径の細かい重合体粒子を含む水性樹脂組成物は得られず、該組成物の塗工適性や該樹脂組成物からなる塗膜には光沢性の問題がある。   On the other hand, the method for producing a water-soluble polymer emulsifier by emulsion polymerization is an efficient method because the obtained polymerization solution can be continuously used as a polymerization reaction medium in the next step. Patent Document 2 discloses a method in which a polymer emulsifier obtained by primary polymerization is subjected to secondary emulsion polymerization and then neutralized with a basic substance. In this method, since the monomer for the secondary polymer is polymerized in the primary polymerization solution, the polymerization reaction is unstable, and aggregates of polymer particles are easily generated in the obtained aqueous resin composition. Furthermore, in this method, an aqueous resin composition containing polymer particles having a high solid content and a small particle diameter cannot be obtained, and the coating suitability of the composition and the coating film comprising the resin composition are glossy. There is a problem.

また、特許文献3では、一次重合体である高分子乳化剤の原料単量体としてスチレンなどの芳香族不飽和単量体が使用されていない水性樹脂組成物が開示されているが、一次重合体の原料単量体として芳香族不飽和単量体が使用されていないために、最終的に得られた水性樹脂組成物からなる塗膜には十分な耐水性や耐熱性が得られない。特許文献4では、一次重合体である高分子乳化剤の原料単量体として芳香族不飽和単量体を使用し、さらに重合媒体として親水性有機溶剤を使用することが必須となっている方法が開示されている。この方法では親水性有機溶剤を使用するため、得られる水性樹脂組成物を感熱紙、インクジェット紙などの情報関連用紙の被覆剤として使用した場合には、上記用紙の感熱層やインク受理層に悪影響を及ぼすという問題がある。   Patent Document 3 discloses an aqueous resin composition in which an aromatic unsaturated monomer such as styrene is not used as a raw material monomer for a polymer emulsifier that is a primary polymer. Since no aromatic unsaturated monomer is used as the raw material monomer, sufficient water resistance and heat resistance cannot be obtained for the coating film comprising the finally obtained aqueous resin composition. In Patent Document 4, there is a method in which it is essential to use an aromatic unsaturated monomer as a raw material monomer of a polymer emulsifier which is a primary polymer, and further to use a hydrophilic organic solvent as a polymerization medium. It is disclosed. Since a hydrophilic organic solvent is used in this method, when the obtained aqueous resin composition is used as a coating material for information-related paper such as thermal paper and inkjet paper, it adversely affects the thermal layer and ink receiving layer of the paper. There is a problem of affecting.

特開2002−256009号公報JP 2002-256209 A 特公平6−81765号公報Japanese Patent Publication No. 6-81765 特開2003−268020号公報JP 2003-268020 A 特開2001−323034号公報JP 2001-323034 A

従って本発明の目的は、重合時安定性、保存安定性、成膜性、光沢性、耐水性、耐熱性、耐油性、耐ブロッキング性などに優れ、紙、フィルム、金属、ガラス、木材、皮革などの各種基材の被覆剤として、また、インキのビヒクルなどとして有用であり、かつ塗工適性に優れ、かつ良好な塗膜を形成することができる水性樹脂組成物を提供することである。   Therefore, the object of the present invention is excellent in stability during polymerization, storage stability, film formability, glossiness, water resistance, heat resistance, oil resistance, blocking resistance, and the like, and is paper, film, metal, glass, wood, leather. It is useful as a coating agent for various substrates such as, and as an ink vehicle, and is excellent in coating suitability and can provide an aqueous resin composition capable of forming a good coating film.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、2段階重合方法において1段階目の乳化重合に際し、芳香族系単量体を含む単量体混合物を使用して得られた乳化物を中和することによって、該中和物が高分子乳化剤的働きをし、しかも重合媒体として有機溶剤などを使用することなく、本発明の目的を達成し得る水性樹脂組成物を得られることを見出し本発明に至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a two-stage polymerization method using a monomer mixture containing an aromatic monomer in the first stage of emulsion polymerization. By neutralizing the emulsion, the neutralized product functions as a polymer emulsifier, and an aqueous resin composition that can achieve the object of the present invention can be obtained without using an organic solvent or the like as a polymerization medium. As a result, the present invention was reached.

すなわち、本発明は下記の構成からなる。
1.少なくとも水、連鎖移動剤、界面活性剤および重合開始剤の存在下に、1〜30質量%のカルボキシル基含有単量体(a)および1〜60質量%の芳香族系単量体(b)を含む単量体混合物(A)90〜30質量%を乳化重合(1段階目重合)し、得られた乳化重合体のカルボキシル基の一部または全部を塩基性物質で中和した後、少なくとも水、界面活性剤および重合開始剤の存在下に、上記単量体(a)以外の少なくとも1種の単量体(B)10〜70質量%を乳化重合(2段階目重合)する2段階重合からなることを特徴とする水性樹脂組成物の製造方法(なお、上記における単量体の質量%は、全単量体の合計質量を100質量%とした場合の割合である)。
That is, the present invention has the following configuration.
1. In the presence of at least water, a chain transfer agent, a surfactant and a polymerization initiator, 1 to 30% by mass of the carboxyl group-containing monomer (a) and 1 to 60% by mass of the aromatic monomer (b) The monomer mixture (A) containing 90 to 30% by mass is subjected to emulsion polymerization (first stage polymerization), and after neutralizing part or all of the carboxyl groups of the obtained emulsion polymer with a basic substance, at least Two stages of emulsion polymerization (second stage polymerization) of 10 to 70% by mass of at least one monomer (B) other than the monomer (a) in the presence of water, a surfactant and a polymerization initiator A method for producing an aqueous resin composition comprising polymerization (in the above, the mass% of the monomer is a ratio when the total mass of all monomers is 100 mass%).

2.単量体混合物(A)が、単量体(a)および(b)以外の共重合可能な単量体(c)を、全単量体の1〜50質量%の割合で含む前記1に記載の製造方法。
3.1段階目の乳化重合によって得られる乳化重合体の重量平均分子量が、2,000〜20,000であり、中和後の乳化重合液のpHが5.0〜9.0であり、かつ中和後の吸光度が中和前の吸光度に対して100〜20%の比率となる前記1または2に記載の製造方法。
2. In the above 1, the monomer mixture (A) contains a copolymerizable monomer (c) other than the monomers (a) and (b) in a proportion of 1 to 50% by mass of the total monomers. The manufacturing method as described.
3. The weight average molecular weight of the emulsion polymer obtained by the first stage emulsion polymerization is 2,000 to 20,000, and the pH of the emulsion polymerization solution after neutralization is 5.0 to 9.0, And the manufacturing method of said 1 or 2 from which the light absorbency after neutralization becomes a ratio of 100 to 20% with respect to the light absorbency before neutralization.

4.界面活性剤が、重合性不飽和結合を有しないアニオン性界面活性剤である前記1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
5.前記1に記載の製造方法で得られたことを特徴とする水性樹脂組成物。
6.さらに多価金属錯塩を含有する前記5に記載の水性樹脂組成物。
4). 4. The production method according to any one of 1 to 3, wherein the surfactant is an anionic surfactant having no polymerizable unsaturated bond.
5. An aqueous resin composition obtained by the production method described in 1 above.
6). 6. The aqueous resin composition as described in 5 above, further comprising a polyvalent metal complex salt.

本発明によれば、各種基材に被覆することにより得られる塗膜が、成膜性、光沢性、耐水性、耐熱性、耐油性、耐ブロッキング性などに優れているために被覆剤として、また、インキのビヒクルなどとして有用な水性樹脂組成物が提供される。   According to the present invention, the coating film obtained by coating various substrates is excellent in film formability, glossiness, water resistance, heat resistance, oil resistance, blocking resistance, etc. An aqueous resin composition useful as an ink vehicle is also provided.

次に発明を実施するための最良の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
本発明の水性樹脂組成物の製造方法は、2段階に分けて乳化重合する製造方法である。1段階目の乳化重合として、少なくとも水、連鎖移動剤、界面活性剤および重合開始剤の存在下に、1段階目および2段階目で使用する全単量体の1〜30質量%のカルボキシル基含有単量体(a)と、1段階目および2段階目で使用する全単量体の1〜60質量%の芳香族系単量体(b)からなる単量体混合物(A)90〜30質量%を乳化重合する。この乳化重合に際しては、全ての単量体を重合させることは必須ではなく、単量体の全てが重合する以前(プレ重合状態)に次の工程に移行してもよい。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to the best mode for carrying out the invention.
The manufacturing method of the aqueous resin composition of the present invention is a manufacturing method in which emulsion polymerization is performed in two stages. As the first stage emulsion polymerization, 1-30 mass% carboxyl group of all monomers used in the first stage and the second stage in the presence of at least water, a chain transfer agent, a surfactant and a polymerization initiator. Monomer mixture (A) 90 to 90 comprising a monomer (a) containing and an aromatic monomer (b) of 1 to 60% by mass of the total monomers used in the first and second stages 30% by mass is emulsion polymerized. In this emulsion polymerization, it is not essential to polymerize all the monomers, and the process may proceed to the next step before all the monomers are polymerized (pre-polymerized state).

次に上記1段階目の重合が終了後、生成した重合液を、重合体が有するカルボキシル基の一部または全部を塩基性物質でpHが5.0〜9.0になるように中和する。続いて2段階目の乳化重合として上記中和した重合液中に、少なくとも水と界面活性剤と前記単量体(a)以外の少なくとも1種の単量体(B)10〜70質量%とを重合開始剤とともに滴下して乳化重合を行なう。上記の1段階目の乳化重合温度は80〜90℃で行い、この温度を下げることなく連続して2段階目の重合を行なうことができる。   Next, after the completion of the first stage polymerization, the produced polymerization solution is neutralized with a basic substance so that the pH is 5.0 to 9.0 with a basic substance in part or all of the carboxyl groups of the polymer. . Subsequently, in the neutralized polymerization solution as the second stage emulsion polymerization, at least one monomer (B) other than at least water, a surfactant, and the monomer (a) is 10 to 70% by mass. Is added dropwise together with a polymerization initiator to carry out emulsion polymerization. The first stage emulsion polymerization temperature is 80 to 90 ° C., and the second stage polymerization can be carried out continuously without lowering the temperature.

本発明で使用するカルボキシル基含有単量体(a)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸などの重合性不飽和カルボン酸およびそれらの無水物などが挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも1種を使用することができる。単量体(a)の使用量は、全単量体(単量体混合物(A)と単量体(B)との合計を100質量%とする)中において1〜30質量%を占める量であることが必要である。単量体(a)の使用量が1質量%より少ない場合、2段階目の重合時の重合液の安定性が悪く、得られる水性樹脂組成物中に重合体粒子の凝集物が生じる。一方、単量体(a)の使用量が30質量%より多い場合には、最終的に得られる水性樹脂組成物からなる塗膜の耐水性が低下する。   Examples of the carboxyl group-containing monomer (a) used in the present invention include polymerizable unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and crotonic acid, and anhydrides thereof. And at least one selected from these groups can be used. The amount of the monomer (a) used is an amount that occupies 1 to 30% by mass in all monomers (the total of the monomer mixture (A) and the monomer (B) is 100% by mass). It is necessary to be. When the amount of the monomer (a) used is less than 1% by mass, the stability of the polymerization liquid at the second stage of polymerization is poor, and aggregates of polymer particles are generated in the resulting aqueous resin composition. On the other hand, when the usage-amount of monomer (a) is more than 30 mass%, the water resistance of the coating film which consists of an aqueous resin composition finally obtained falls.

本発明で使用する芳香族系単量体(b)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、t−メチルスチレン、クロルスチレン、ベンジルアクリレート、ビニルトルエンなどが挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも1種を使用することができる。単量体(b)の使用量は、全単量体(単量体混合物(A)と単量体(B)との合計を100質量%とする)中において1〜60質量%を占める量であることが必要である。単量体(b)の使用量が1質量%より少ない場合、最終的に得られる水性樹脂組成物からなる塗膜の耐水性が低下する。一方、単量体(b)の使用量が60質量%を超える場合には、最終的に得られる水性樹脂組成物からなる塗膜の成膜性が低下する。   Examples of the aromatic monomer (b) used in the present invention include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, t-methylstyrene, chlorostyrene, benzyl acrylate, vinyltoluene, and the like. At least one selected from the group can be used. The amount of the monomer (b) used is an amount that occupies 1 to 60% by mass in all monomers (the total of the monomer mixture (A) and the monomer (B) is 100% by mass). It is necessary to be. When the usage-amount of a monomer (b) is less than 1 mass%, the water resistance of the coating film which consists of an aqueous resin composition finally obtained falls. On the other hand, when the usage-amount of a monomer (b) exceeds 60 mass%, the film formability of the coating film which consists of an aqueous resin composition finally obtained falls.

本発明においては、前記単量体混合物(A)が、必要に応じてさらにその他の共重合可能な単量体(c)を含むことができる。単量体(c)としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル類[例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートなど]、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル類[例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)モノアクリレートなど]、(メタ)アクリルアミド類[例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−i−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなど]、シアン化ビニル類[例えば、(メタ)アクリロニトリルなど]、ビニルエステル類[例えば、酢酸ビニルなど]が挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも1種を使用することができる。その使用量は、全単量体(単量体混合物(A)と単量体(B)を100質量%とした場合)中において1〜50質量%を占める量である。単量体(c)の使用量が50質量%を超える場合、最終的に得られる水性樹脂組成物からなる塗膜の耐水性が低下する。   In the present invention, the monomer mixture (A) may further contain another copolymerizable monomer (c) as necessary. Examples of the monomer (c) include (meth) acrylic acid alkyl esters [for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, etc.], hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid esters [for example, 2-hydroxyethyl ( Meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, glycerol (meth) monoacrylate, etc.], (meth) acrylamides [e.g. (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, Nn-butyl (meth) ) Acrylamide, Ni-propi (Meth) acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, etc.], vinyl cyanides [for example, (meta ) Acrylonitrile and the like] and vinyl esters [for example, vinyl acetate and the like], and at least one selected from these groups can be used. The amount used is an amount that occupies 1 to 50% by mass in all monomers (when the monomer mixture (A) and the monomer (B) are 100% by mass). When the usage-amount of a monomer (c) exceeds 50 mass%, the water resistance of the coating film which consists of an aqueous resin composition finally obtained falls.

本発明に使用する連鎖移動剤は、1段階目で得られる乳化重合体の分子量を調整するために必要である。該乳化重合体の分子量により重合液の安定性や最終的に得られる水性樹脂組成物の塗工性、該組成物からなる塗膜の性能に影響を及ぼす。該分子量としては重量平均分子量で2,000〜20,000が好ましい範囲であり、より好ましくは5,000〜15,000である。   The chain transfer agent used in the present invention is necessary for adjusting the molecular weight of the emulsion polymer obtained in the first stage. The molecular weight of the emulsion polymer affects the stability of the polymerization solution, the coatability of the finally obtained aqueous resin composition, and the performance of the coating film comprising the composition. The molecular weight is preferably a weight average molecular weight of 2,000 to 20,000, and more preferably 5,000 to 15,000.

使用する連鎖移動剤としては、例えば、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸メトキシブチル、メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、ステアリルメルカプタン、ラウリルメルカプタンなどのメルカプタン類、α−メチルスチレンダイマーなどが挙げられ、これらの群から選択される少なくとも1種を使用することができる。その使用量は、全単量体100質量部に対して0.5〜5質量部であることが好ましい。この範囲内で使用することで上記の分子量の重合体が得られる。   Examples of the chain transfer agent to be used include octyl thioglycolate, methoxybutyl thioglycolate, octyl mercaptopropionate, methoxybutyl mercaptopropionate, mercaptans such as stearyl mercaptan and lauryl mercaptan, α-methylstyrene dimer, and the like. And at least one selected from these groups can be used. It is preferable that the usage-amount is 0.5-5 mass parts with respect to 100 mass parts of all the monomers. When used within this range, a polymer having the above molecular weight can be obtained.

本発明において1段階目の乳化重合時に使用する界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤であればいずれも使用することができる。具体的には、例えば、オレイン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル硫酸アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩などが挙げられ、これらの群から選ばれる少なくとも1種を使用することができる。上記界面活性剤としては、分子中にラジカル重合性の不飽和基を1個以上有する反応性界面活性剤を含まないことが好ましい。1段階目の乳化重合時に使用する界面活性剤の使用量は、全単量体100質量部に対して0.2〜5質量部であることが好ましい。その使用量が0.2質量部より少ない場合は、乳化重合時の重合液の安定性が悪く、最終的に得られる水性樹脂組成物中に重合体粒子の凝集物が生じやすい。一方、その使用量が5質量部より多い場合は、最終的に得られる水性樹脂組成物からなる塗膜の耐水性が低下する。   Any surfactant can be used as the surfactant used in the emulsion polymerization in the first stage in the present invention as long as it is an anionic surfactant. Specifically, for example, sodium oleate, sodium lauryl sulfate, alkyl benzene sulfonate, alkyl lauryl sulfate alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, alkane sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, alkyl phosphate ester salt, naphthalene Examples include sulfonic acid formalin condensate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate ester salt, polyoxyethylene alkyl sulfate ester salt, and the like, and at least one selected from these groups can be used. The surfactant preferably does not contain a reactive surfactant having one or more radically polymerizable unsaturated groups in the molecule. The amount of the surfactant used at the first stage of the emulsion polymerization is preferably 0.2 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all monomers. When the amount used is less than 0.2 parts by mass, the stability of the polymerization solution during emulsion polymerization is poor, and aggregates of polymer particles tend to occur in the finally obtained aqueous resin composition. On the other hand, when the usage-amount is more than 5 mass parts, the water resistance of the coating film which consists of an aqueous resin composition finally obtained falls.

本発明に使用する塩基性物質は、1段階目で得られる乳化重合体のカルボキシル基を中和して、乳化重合体が溶解したり、または一部が親水性を有するようにする物質である。このように中和された乳化重合体が親水性部と疎水性部を有する1種の高分子乳化剤的な働きをするため、該乳化重合液を用いることにより、2段階目の乳化重合時の重合液が安定化する。使用する塩基性物質としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ブチルアミンなどのアルキルアミン類、2−ジメチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミノメチルプロパノールなどのアルコールアミン類、モルホリンなどが挙げられる。その使用量は、1段階目の乳化重合液のpHが5.0〜9.0になるような量が好ましい。pHが5.0〜9.0の範囲内であれば、2段階目の乳化重合時の重合液の安定性がよい。   The basic substance used in the present invention is a substance that neutralizes the carboxyl group of the emulsion polymer obtained in the first stage so that the emulsion polymer is dissolved or partly hydrophilic. . Since the neutralized emulsion polymer acts as one kind of polymer emulsifier having a hydrophilic part and a hydrophobic part, by using the emulsion polymerization liquid, it is possible to The polymerization solution is stabilized. Examples of the basic substance to be used include alkylamines such as ammonia, triethylamine, trimethylamine and butylamine, alcohol amines such as 2-dimethylaminoethanol, diethanolamine, triethanolamine and aminomethylpropanol, and morpholine. The amount used is preferably such that the pH of the first stage emulsion polymerization solution is 5.0 to 9.0. When the pH is in the range of 5.0 to 9.0, the stability of the polymerization solution during the second stage emulsion polymerization is good.

さらに、上記の塩基性物質で中和された乳化重合液の吸光度が、中和前の乳化重合液の吸光度に対して100〜20%(吸光度比)であることが好ましい。該吸光度比が20%より低い場合、最終的に得られる水性樹脂組成物からなる塗膜の耐水性が低下する。1段階目で得られる乳化重合液が中和により完全に透明にならなくても、また、乳化重合液中に粒子状のものが残存している状態でも、吸光度比が前記の範囲であれば上記の中和された重合体が2段階目の重合において十分に高分子乳化剤的な働きを有し、2段階目の乳化重合をする際の重合液の安定性には何ら影響なく、水性樹脂組成物を得ることができる。なお、吸光度比は下記の式から求める。
吸光度比(%)=1段階目乳化重合液(アンモニア水による中和後)/1段階目乳化重合液(アンモニア水による中和前)×100
Furthermore, the absorbance of the emulsion polymerization solution neutralized with the basic substance is preferably 100 to 20% (absorbance ratio) with respect to the absorbance of the emulsion polymerization solution before neutralization. When the absorbance ratio is lower than 20%, the water resistance of the coating film composed of the finally obtained aqueous resin composition is lowered. Even if the emulsion polymerization liquid obtained in the first stage is not completely transparent due to neutralization, and the particulate polymerization remains in the emulsion polymerization liquid, the absorbance ratio is within the above range. The neutralized polymer described above has a sufficient function as a polymer emulsifier in the second stage polymerization, and has no effect on the stability of the polymerization solution during the second stage emulsion polymerization. A composition can be obtained. The absorbance ratio is determined from the following formula.
Absorbance ratio (%) = first stage emulsion polymerization liquid (after neutralization with aqueous ammonia) / first stage emulsion polymerization liquid (before neutralization with aqueous ammonia) × 100

本発明の2段階目の乳化重合に使用する単量体(B)としては、カルボキシル基含有単量体(a)以外の1段階目の乳化重合に使用した単量体類(単量体(b)および(c))を使用することができる。1段階目の乳化重合に使用する単量体混合物(A)と2段階目の乳化重合に使用する単量体(B)の質量割合は、A:B=90:10〜30:70であることが必要である。1段階目の乳化重合に使用する単量体混合物(A)の使用量が90質量%を超えると、最終的に得られる水性樹脂組成物からなる塗膜の耐水性が低下する。一方、単量体混合物(A)の使用量が30質量%より少ない場合、2段階目の乳化重合液の安定性が悪くなり、最終的に得られる水性樹脂組成物中に重合体粒子の凝集物を生じやすくなり、また、該水性樹脂組成物からなる塗膜の耐熱性も低下する。   As the monomer (B) used in the emulsion polymerization of the second stage of the present invention, monomers used for the emulsion polymerization of the first stage other than the carboxyl group-containing monomer (a) (monomer ( b) and (c)) can be used. The mass ratio of the monomer mixture (A) used for the first stage emulsion polymerization and the monomer (B) used for the second stage emulsion polymerization is A: B = 90: 10 to 30:70. It is necessary. When the usage-amount of the monomer mixture (A) used for the emulsion polymerization of a 1st step exceeds 90 mass%, the water resistance of the coating film which consists of an aqueous resin composition finally obtained will fall. On the other hand, when the amount of the monomer mixture (A) used is less than 30% by mass, the stability of the emulsion polymerization solution in the second stage is deteriorated, and the polymer particles are aggregated in the finally obtained aqueous resin composition. It becomes easy to produce a thing, and the heat resistance of the coating film which consists of this aqueous resin composition also falls.

本発明の2段階目の乳化重合に使用する界面活性剤としては、1段階目の乳化重合に使用した界面活性剤と同様なものを使用することができる。その使用量は、全単量体100質量部に対して0.1〜5質量部であることが好まく、より好ましくは0.1〜2質量部である。この界面活性剤は、2段階目の乳化重合時の単量体乳化物を安定に乳化できる量があればよい。その使用量が0.1質量部より少ない場合では、2段階目の重合時の重合液の安定性が悪く、最終的に得られる水性樹脂組成物中に重合体粒子の凝集物が生じやすい。その使用量が5質量部より多い場合は、水性樹脂組成物からなる塗膜の耐水性が低下する。   As the surfactant used in the second stage emulsion polymerization of the present invention, the same surfactant as that used in the first stage emulsion polymerization can be used. The amount used is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all monomers. This surfactant only needs to have an amount capable of stably emulsifying the monomer emulsion during the second stage of emulsion polymerization. When the amount used is less than 0.1 part by mass, the stability of the polymerization solution during the second stage polymerization is poor, and aggregates of polymer particles tend to be formed in the finally obtained aqueous resin composition. When the usage-amount is more than 5 mass parts, the water resistance of the coating film which consists of an aqueous resin composition falls.

本発明で使用する重合開始剤としては、一般的に用いられているラジカル重合開始剤でよい。ラジカル重合開始剤は、熱または還元性物質などによってラジカルを生成して重合性単量体の付加重合を起させるもので、水溶性あるいは油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾビス化合物などが挙げられる。具体的には過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2−ジアミノプロパン)ハイドロクロライド、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニル)などがあり、好ましくは水溶性の重合開始剤である。なお、重合速度の促進や低温反応を望む場合には、重亜硫酸ナトリウム、塩化第一鉄、アスコルビン酸、ホルムアルデヒドスルホオキシレート塩などの還元剤をラジカル重合開始剤と組み合わせて用いることができる。   The polymerization initiator used in the present invention may be a generally used radical polymerization initiator. Radical polymerization initiators are those that generate radicals by heat or reducing substances to cause addition polymerization of polymerizable monomers. Water-soluble or oil-soluble persulfates, peroxides, azobis compounds, etc. Can be mentioned. Specifically, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, t-butyl peroxybenzoate, 2,2-azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis ( 2-diaminopropane) hydrochloride, 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronyl), and the like, preferably a water-soluble polymerization initiator. When acceleration of the polymerization rate or a low temperature reaction is desired, a reducing agent such as sodium bisulfite, ferrous chloride, ascorbic acid, formaldehyde sulfooxylate salt or the like can be used in combination with the radical polymerization initiator.

重合開始剤の使用量は、全単量体100質量部に対して通常0.02〜3質量部である。好ましくは0.05〜1質量部である。   The usage-amount of a polymerization initiator is 0.02-3 mass parts normally with respect to 100 mass parts of all the monomers. Preferably it is 0.05-1 mass part.

本発明においては、以上の如くして得られる水溶性樹脂組成物に、多価金属錯塩を配合して水性樹脂組成物からなる塗膜の耐水性や耐熱性をさらに向上させることができる。該多価金属錯塩は多価金属化合物と揮発性錯化剤からなる水溶液または水分散液であり、水性樹脂組成物に配合しても樹脂のゲル化や樹脂粒子の凝集物の発生は見られなく、多価金属錯塩を配合した水性樹脂組成物の保存安定性が良好である。水性樹脂組成物に上記多価金属錯塩の水溶液または水分散液を配合して基材に塗工し、乾燥させることにより揮発性錯化剤が蒸発し、水性樹脂組成物中のカルボキシル基と多価金属錯塩中の金属とが架橋して、強靭な塗膜が得られ、優れた耐水性や耐熱性を有する塗膜を得ることができる。よって、多価金属化合物としては二価以上の金属化合物が好ましく、例えば、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、ジルコニウム、チタンなどの金属の化合物が挙げられる。揮発性錯化剤としてはアミン類やアンモニアが挙げられ、その中でも、アンモニアが好ましい。特に、多価金属錯塩はアンモニアを含有する金属塩のアンモニウム錯体として使用され、前記多価金属錯塩を配合した水性樹脂組成物の安定性や金属架橋した塗膜の耐水性や耐熱性などの点から、亜鉛またはジルコニウムの炭酸塩のアンモニウム錯塩がより効果的であり、炭酸ジルコニウムアンモニウム錯塩や炭酸亜鉛アンモニウム錯塩から選ばれ使用することができる。   In the present invention, a water-soluble resin composition obtained as described above can be mixed with a polyvalent metal complex salt to further improve the water resistance and heat resistance of a coating film comprising the aqueous resin composition. The polyvalent metal complex salt is an aqueous solution or aqueous dispersion composed of a polyvalent metal compound and a volatile complexing agent, and even when blended in an aqueous resin composition, resin gelation and generation of resin particle aggregates are observed. In addition, the storage stability of the aqueous resin composition containing the polyvalent metal complex salt is good. The aqueous resin composition is mixed with an aqueous solution or aqueous dispersion of the above polyvalent metal complex salt, applied to a substrate, and dried to evaporate the volatile complexing agent. A metal in the valent metal complex salt is crosslinked to obtain a tough coating film, and a coating film having excellent water resistance and heat resistance can be obtained. Therefore, the polyvalent metal compound is preferably a divalent or higher metal compound, and examples thereof include compounds of metals such as calcium, magnesium, zinc, aluminum, zirconium, and titanium. Examples of the volatile complexing agent include amines and ammonia. Among them, ammonia is preferable. In particular, the polyvalent metal complex salt is used as an ammonium complex of a metal salt containing ammonia. Points such as the stability of an aqueous resin composition containing the polyvalent metal complex salt and the water resistance and heat resistance of a metal-crosslinked coating film are used. Therefore, an ammonium complex salt of zinc or zirconium carbonate is more effective, and can be selected from zirconium carbonate ammonium complex and zinc carbonate ammonium complex.

例えば、炭酸亜鉛アンモニウム水溶液は、下記のように調製される。撹拌機を付した反応容器に、脱イオン水60質量部、酸化亜鉛35質量部および重炭酸アンモニウム40質量部を仕込み、25質量%濃度のアンモニア水を55部添加して反応させる。得られた炭酸亜鉛アンモニウム水溶液は、酸化亜鉛換算(有効成分)として18.2質量%である。   For example, an aqueous zinc carbonate carbonate solution is prepared as follows. A reaction vessel equipped with a stirrer is charged with 60 parts by mass of deionized water, 35 parts by mass of zinc oxide, and 40 parts by mass of ammonium bicarbonate, and 55 parts of ammonia water having a concentration of 25% by mass is added and reacted. The obtained aqueous solution of zinc ammonium carbonate is 18.2% by mass in terms of zinc oxide (active ingredient).

上記の多価金属錯塩の使用量は、水性樹脂組成物の固形分100質量部に対して、多価金属錯塩の有効成分で1〜15質量部を配合することが好ましく、より好ましくは5〜15質量部である。その使用量が、1〜15質量部の範囲内であればより高い耐熱性を有する塗膜が得られる。このように多価金属錯塩を配合した水性樹脂組成物は、例えば、OP(オーバープリント)ニスプレスコート剤、エンボス加工用OPニス、感熱紙トップ保護用コート剤などの耐熱性を要求される用途において大きな効果が得られる。   The amount of the polyvalent metal complex salt used is preferably 1 to 15 parts by mass of the active ingredient of the polyvalent metal complex salt, more preferably 5 to 100 parts by mass of the solid content of the aqueous resin composition. 15 parts by mass. If the usage-amount is in the range of 1-15 mass parts, the coating film which has higher heat resistance is obtained. The aqueous resin composition containing the polyvalent metal complex salt as described above is used in applications requiring heat resistance such as OP (overprint) varnish press coating agent, embossing OP varnish, thermal paper top protective coating agent, etc. A great effect can be obtained.

本発明の水性樹脂組成物は、OPニス、塗料ワニス、インキ用ビヒクルなどの用途に使用することができる。本発明の水性樹脂組成物を用いて得られたOPニス、塗料、インキは、保存安定性や成膜性が良好で、塗工適性に優れ、光沢性、耐水性、耐熱性、耐油性、耐ブロッキング性の良好な塗膜が得られる。   The aqueous resin composition of the present invention can be used for applications such as OP varnish, paint varnish, and ink vehicle. The OP varnish, paint, and ink obtained using the aqueous resin composition of the present invention have good storage stability and film formability, excellent coating suitability, glossiness, water resistance, heat resistance, oil resistance, A coating film with good blocking resistance is obtained.

さらに、本発明の水性樹脂組成物は、必要に応じて顔料や染料などの着色剤、充填剤、微粉末シリカ、コロイダルシリカ、アルミナゾル、ポリピロリドンやポリビニルアルコールなどの水溶性樹脂、水溶性または水分散性のポリエステル樹脂やウレタン樹脂、消泡剤、レベリング剤、滑剤、樹脂類(例えば、石油樹脂、ロジン系の天然樹脂など)、防腐剤、成膜剤などを本発明の効果を損なわない範囲で配合することができる。   Furthermore, the water-based resin composition of the present invention may contain a colorant such as a pigment or dye, a filler, a water-soluble resin such as fine powder silica, colloidal silica, alumina sol, polypyrrolidone or polyvinyl alcohol, water-soluble or water as necessary. Dispersible polyester resin, urethane resin, antifoaming agent, leveling agent, lubricant, resins (for example, petroleum resin, rosin-based natural resin, etc.), preservative, film-forming agent, etc., within the range not impairing the effects of the present invention Can be blended.

次に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、文中「部」または「%」とあるのは特に断りがない限り質量基準である。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In the text, “part” or “%” is based on mass unless otherwise specified.

[実施例1]
温度計、滴下ロートおよび還流冷却管を備え窒素ガスで置換した反応容器に、イオン交換水75.3部と界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩、ニューレックスR、日本油脂(株)製)1部(固形分0.5部)とを仕込み昇温する。内温が80℃に昇温したら10%濃度の過硫酸アンモニウム3部を添加し、直ちに、予め準備したα−メチルスチレン2部、メチルメタクリレート26部、メタアクリル酸3部およびラウリルメルカプタン1.5部からなる混合液を1.5時間かけて滴下する。さらに1時間重合した後に、25%アンモニア水2部を添加して1段階目の乳化重合液とした。
[Example 1]
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a dropping funnel and a reflux condenser, and replaced with nitrogen gas, 75.3 parts of ion-exchanged water and 1 part of a surfactant (alkylbenzene sulfonate, Newlex R, manufactured by NOF Corporation) (Solid content 0.5 part) and the temperature is raised. When the internal temperature was raised to 80 ° C., 3 parts of 10% ammonium persulfate was added, and 2 parts of α-methylstyrene, 26 parts of methyl methacrylate, 3 parts of methacrylic acid and 1.5 parts of lauryl mercaptan were immediately prepared. The mixture consisting of is added dropwise over 1.5 hours. After further polymerization for 1 hour, 2 parts of 25% aqueous ammonia was added to obtain a first stage emulsion polymerization liquid.

続けて予め準備したイオン交換水33.3部、スチレン11部、メチルメタクリレート11部、ブチルアクリレート47部および界面活性剤(ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ラテムルE−118B、花王(株)製)1.2部(固形分0.3部)からなる単量体乳化液を2段階目の単量体(混合物)とし、該単量体(混合物)と5%濃度の過硫酸アンモニウム6部とを同時に、1.5時間かけて前記1段階目の重合液中に滴下する。さらに反応温度80℃で2時間重合させる。室温に冷却後、水および25%アンモニア水で濃度を調整し、固形分45%、粘度1,000mPa・s/30℃、pH8.3の水性樹脂組成物を得た。   Subsequently, 33.3 parts of ion-exchanged water prepared in advance, 11 parts of styrene, 11 parts of methyl methacrylate, 47 parts of butyl acrylate and a surfactant (polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate ester, Latemul E-118B, Kao Corporation) (Manufactured) A monomer emulsion consisting of 1.2 parts (solid content: 0.3 part) was used as the second stage monomer (mixture), and the monomer (mixture) and 6 parts of 5% ammonium persulfate. Are simultaneously dropped into the first stage polymerization solution over 1.5 hours. The polymerization is further carried out at a reaction temperature of 80 ° C. for 2 hours. After cooling to room temperature, the concentration was adjusted with water and 25% aqueous ammonia to obtain an aqueous resin composition having a solid content of 45%, a viscosity of 1,000 mPa · s / 30 ° C., and a pH of 8.3.

得られた水性樹脂組成物の1段階目乳化重合体の重量平均分子量は15,000であり、pHは8.5であり、1段階目乳化重合液(アンモニア水による中和前)の吸光度は1.12であり、アンモニア水による中和後の吸光度は0.47であり、よって吸光度比は42%であった。さらに、重合時の重合液の安定性、水性樹脂組成物の保存安定性および成膜性は良好であり、該水溶性樹脂組成物の塗工性は良好であり、形成された塗膜の光沢性、耐水性、耐熱性、耐油性、および耐ブロッキング性も良好であった。   The weight average molecular weight of the first stage emulsion polymer of the obtained aqueous resin composition is 15,000, the pH is 8.5, and the absorbance of the first stage emulsion polymer solution (before neutralization with ammonia water) is The absorbance after neutralization with aqueous ammonia was 0.47, and the absorbance ratio was 42%. Furthermore, the stability of the polymerization solution during polymerization, the storage stability of the aqueous resin composition, and the film formability are good, the coating property of the water-soluble resin composition is good, and the gloss of the formed coating film The water resistance, water resistance, heat resistance, oil resistance, and blocking resistance were also good.

[実施例2〜5および実施例7〜9]
表1−1および表1−2に示す1段階目および2段階目の単量体組成を変える以外は実施例1と全く同様の方法で重合し、それぞれ水性樹脂組成物を得た。結果は表1−4および表1−5に示す。全ての試験項目において良好であった。
[Examples 2 to 5 and Examples 7 to 9]
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the monomer compositions in the first stage and the second stage shown in Table 1-1 and Table 1-2 were changed to obtain aqueous resin compositions, respectively. The results are shown in Tables 1-4 and 1-5. All the test items were good.

[実施例6]
実施例6は、実施例5で得られた水性樹脂組成物固形分100部に対して多価金属錯塩を有効成分で8部配合したものである。得られた組成物からなる塗膜の耐熱性が非常に向上した。その他の全ての試験項目において良好であった。結果は表1−5に示す。
[Example 6]
In Example 6, 8 parts of the polyvalent metal complex salt as an active ingredient is blended with 100 parts of the solid content of the aqueous resin composition obtained in Example 5. The heat resistance of the coating film made of the obtained composition was greatly improved. All other test items were good. The results are shown in Table 1-5.

[比較例1]
比較例1は、1段階目の乳化重合に際し芳香族系単量体を使用しない例である。1段階目の乳化重合後に重合液を中和することにより、重合液は透明性が向上して吸光度比が1%となり、本発明の範囲から外れる。得られた水性樹脂組成物の性能では、光沢性、耐水性および耐ブロッキング性が低下した。結果は表1−6に示す。
[Comparative Example 1]
Comparative Example 1 is an example in which no aromatic monomer is used in the first stage of emulsion polymerization. By neutralizing the polymerization solution after the first stage of emulsion polymerization, the polymerization solution is improved in transparency and the absorbance ratio is 1%, which is outside the scope of the present invention. In the performance of the obtained aqueous resin composition, glossiness, water resistance and blocking resistance were lowered. The results are shown in Table 1-6.

[比較例2]
比較例2は、1段階目の乳化重合に際し使用する芳香族系単量体を70%と本発明の範囲から外れた例である。2段階目の重合時の重合液の安定性が悪く、さらに得られた水性樹脂組成物の性能は成膜性が悪いために、塗膜の光沢性、耐水性および耐油性が低下し、塗工適性も低粘度のために悪い。結果は表1−6に示す。
[Comparative Example 2]
Comparative Example 2 is an example in which 70% of the aromatic monomer used in the first stage emulsion polymerization is out of the scope of the present invention. Since the stability of the polymerization solution during the second stage polymerization is poor, and the performance of the obtained aqueous resin composition is poor in film formability, the glossiness, water resistance and oil resistance of the coating film are reduced, and coating is not possible. The workability is also poor because of its low viscosity. The results are shown in Table 1-6.

[比較例3]
比較例3は、1段階目の乳化重合に際し使用するカルボキシル基含有単量体が35%と本発明の範囲から外れた例である。共重合体中のカルボキシル基の含有量が多いために、得られた水性樹脂組成物の粘度がかなり高くなり、塗工適性が悪い。そのほか塗膜の光沢性および耐水性が低下した。結果は表1−6に示す。
[Comparative Example 3]
Comparative Example 3 is an example in which the carboxyl group-containing monomer used in the first stage of emulsion polymerization is 35%, which is out of the scope of the present invention. Since there is much content of the carboxyl group in a copolymer, the viscosity of the obtained aqueous resin composition becomes quite high, and coating suitability is bad. In addition, the gloss and water resistance of the coating film decreased. The results are shown in Table 1-6.

[比較例4]
比較例4は、1段階目で乳化重合する単量体混合物の量が24%と本発明の範囲から外れた例である。1段階目で乳化重合して得られる重合体が高分子乳化剤的働きを有しないために、2段階目の反応が進まなかった。
[Comparative Example 4]
Comparative Example 4 is an example in which the amount of the monomer mixture that undergoes emulsion polymerization in the first stage is 24%, which is out of the scope of the present invention. Since the polymer obtained by emulsion polymerization in the first stage does not have a function as a polymer emulsifier, the reaction in the second stage did not proceed.

Figure 2007077319
Figure 2007077319

Figure 2007077319
Figure 2007077319

Figure 2007077319
Figure 2007077319

Figure 2007077319
Figure 2007077319

Figure 2007077319
Figure 2007077319

Figure 2007077319
Figure 2007077319

表中に書かれている略号などの意味は下記の通りである。
[単量体]
St:スチレン
α−MSt:α−メチルスチレン
MMA:メチルメタクリレート
BA:ブチルアクリレート
2EHA:2エチルヘキシルアクリレート
AAc:アクリル酸
MAAc:メタクリル酸
[界面活性剤]
ラテムルE−118B:ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩系、アニオン系、花王(株)製、有効成分25%
ニューレックスR:アルキルベンゼンスルホン酸塩系、アニオン系、日本油脂(株)製、有効成分50%
[重合開始剤]
APS:過硫酸アンモニウム
[多価金属錯塩]
炭酸亜鉛アンモニウム水溶液、酸化亜鉛換算(有効成分)として18.2%
The meanings of abbreviations etc. written in the table are as follows.
[Monomer]
St: styrene α-MSt: α-methylstyrene MMA: methyl methacrylate BA: butyl acrylate 2EHA: 2-ethylhexyl acrylate AAc: acrylic acid MAAc: methacrylic acid [surfactant]
Latemul E-118B: Polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate ester salt system, anion system, manufactured by Kao Corporation, active ingredient 25%
Newlex R: Alkylbenzenesulfonate, anion, manufactured by NOF Corporation, 50% active ingredient
[Polymerization initiator]
APS: ammonium persulfate [polyvalent metal complex salt]
Aqueous zinc carbonate solution, 18.2% as zinc oxide equivalent (active ingredient)

試験方法
1.重量平均分子量
各水性樹脂組成物から常温で乾燥させて得られた塗膜をテトラヒドロフランに溶解し、高速液体クロマトグラフ((株)島津製作所製、LC−10ADvp、カラム;KF−G+KF−806×2本)で測定し、St換算で重量平均分子量を求める。
Test method 1. Weight average molecular weight A coating film obtained by drying each aqueous resin composition at room temperature was dissolved in tetrahydrofuran, and a high performance liquid chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, LC-10ADvp, column; KF-G + KF-806 × 2). The weight average molecular weight is calculated in terms of St.

2.吸光度比
吸光度の測定方法は、各水性樹脂組成物の蒸発残分から計算して、蒸発残分が10,000ppmになるように蒸留水で希釈し、日立製作所(株)製の分光光度計(100−40型)にて10mm角型石英セルを使用して、蒸留水をブランクとし波長550nmで吸光度(−logT)を測定する。なお、吸光度比は下記の式から求めることができる。
吸光度比=1段階目乳化重合液(アンモニア水による中和後)/1段階目乳化重合液(アンモニア水による中和前)×100
2. Absorbance ratio Absorbance was measured from the evaporation residue of each aqueous resin composition, diluted with distilled water so that the evaporation residue was 10,000 ppm, and a spectrophotometer manufactured by Hitachi, Ltd. (100 Using a 10 mm square quartz cell at −40 type, the absorbance (−log T) is measured at a wavelength of 550 nm using distilled water as a blank. The absorbance ratio can be obtained from the following equation.
Absorbance ratio = first stage emulsion polymerization liquid (after neutralization with aqueous ammonia) / first stage emulsion polymerization liquid (before neutralization with aqueous ammonia) × 100

3.重合時安定性
重合終了後の反応容器への樹脂の付着量および125メッシュの濾布でろ過し凝集物の量を目視で評価する。
◎:凝集物なし
○:凝集物がわずかにある
△:凝集物がやや多い
×:凝集物が非常に多い
3. Stability at the time of polymerization The amount of resin adhering to the reaction vessel after the completion of polymerization and the amount of aggregates are visually evaluated by filtering with a 125 mesh filter cloth.
◎: No aggregate ○: Slightly aggregate △: Slightly aggregate *: Very large aggregate

4.保存安定性
各水性樹脂組成物を密閉したガラス容器(500ml)に入れて40℃中で1ヶ月保存し、その粘度の変化率を測定する。
○:粘度変化率が10%以内である
△:粘度変化率が10〜30%以内である
×:粘度変化率が30%を超える
4). Storage Stability Each aqueous resin composition is placed in a sealed glass container (500 ml) and stored at 40 ° C. for 1 month, and the rate of change in viscosity is measured.
○: Viscosity change rate is within 10% Δ: Viscosity change rate is within 10-30% ×: Viscosity change rate exceeds 30%

5.成膜性
各水性樹脂組成物をイオン交換水で40%濃度に希釈し、ガラス板(60×150×2mm)に50μmの厚さに塗工して、23℃、50%RH中に1日放置して、その成膜状態を観察する。
◎:きれいな透明な膜である
○:クラックはなく、若干白化が見られる
△:かなり(約30%)クラックが見られる
×:全体に白化が見られ、クラックも多い
5. Film-forming properties Each aqueous resin composition was diluted to 40% concentration with ion-exchanged water, applied to a glass plate (60 × 150 × 2 mm) to a thickness of 50 μm, and one day in 23 ° C. and 50% RH. Leave it to observe the film formation state.
◎: A clear transparent film ○: No cracks, some whitening is seen Δ: Quite (about 30%) cracks are seen ×: Whitening is seen throughout and there are many cracks

6.光沢性
各水性樹脂組成物をイオン交換水で40%濃度に希釈し、板紙(商品名OKエルカード、王子製紙(株)製)に乾燥塗膜厚が7g/m2になるようにバ−コーターで塗工し、80℃の熱風循環器で1分間乾燥させ光沢性の試料とした。該試料をグロスメーター(BYKガードナー(株)製)にて60°鏡面反射の光沢を測定する。
◎:80を超える
○:80〜70
△:70〜50
×:50未満
6). Glossiness Each aqueous resin composition was diluted with ion-exchanged water to a concentration of 40%, and the paper coating (trade name: OK L Card, Oji Paper Co., Ltd.) was used to adjust the dry coating thickness to 7 g / m 2. The sample was coated with a coater and dried for 1 minute in a hot air circulator at 80 ° C. to obtain a glossy sample. The gloss of the specular reflection at 60 ° is measured on the sample with a gloss meter (BYK Gardner Co., Ltd.).
A: Over 80 B: 80-70
Δ: 70-50
X: less than 50

7.耐水性
室温で、光沢性と同様にして得られた試料の塗工面上に水をスポイトで1滴スポットし、塗膜が白化するまでの時間で判定する。
◎:60分を超える
○:60〜45分
△:45〜30分
×:30分未満
7). Water resistance At room temperature, a drop of water is spotted with a dropper on the coated surface of a sample obtained in the same manner as the glossiness, and the time until the coating film turns white is determined.
◎: More than 60 minutes ○: 60-45 minutes △: 45-30 minutes ×: Less than 30 minutes

8.耐熱性
室温で、光沢性と同様にして得られた試料で、ヒートシールテスター(理学工業(株)製)にて塗工面上にアルミ箔(厚さ12μm)を乗せ、アルミ箔の上から2.5Kg/cm2、2秒間各温度でヒートシールし、材破する温度で判定する。
◎:200℃を超える
○:120〜200℃
△:120〜80℃
×:80℃未満
8). Heat resistance A sample obtained in the same way as glossiness at room temperature. Place aluminum foil (thickness 12 μm) on the coated surface with a heat seal tester (manufactured by Rigaku Industry Co., Ltd.). .5Kg / cm 2 , heat seal at each temperature for 2 seconds, and judge by the temperature at which the material breaks.
A: Over 200 ° C ○: 120-200 ° C
Δ: 120-80 ° C.
×: Less than 80 ° C

9.耐油性
室温で、光沢性と同様にして得られた試料の塗工面上にサラダオイルを1滴スポットし、30分後にキッチンタオルで拭き取った後のオイルの滲み具合を判定する。
◎:全く変化なし
○:わずかな滲みが見られる
△:点状の滲みが数箇所みられる
×:滲みが半分以上見られる
9. Oil resistance At room temperature, a drop of salad oil is spotted on the coated surface of the sample obtained in the same manner as the glossiness, and the degree of oil bleeding after wiping with a kitchen towel after 30 minutes is determined.
◎: No change ○: Slight bleeding is observed △: Spot-like bleeding is observed in several places ×: More than half of bleeding is observed

10.耐ブロッキング性
光沢性と同様にして得られた試料の塗工面同士を重ね合わせ50℃、90%RHの恒温恒湿槽中に500g/cm2の荷重をかけて24時間放置後、室温に戻してブロックングの具合を判定する。
◎:ブロッキングがなく簡単に剥がれる
○:剥がれるが、少し音がする
△:部分的にブロッキングする
×:全面にブロッキングする
10. 50 ° C. superposed coated surface with each other of the obtained sample in the same manner as in the blocking resistance gloss, 24 hours after standing under a load of 500 g / cm 2 in a thermo-hygrostat of RH 90%, allowed to return to room temperature To determine the degree of blocking.
◎: Easily peeled off without blocking ○: Peeled off but slightly sounded △: Partially blocked ×: Blocked over the entire surface

11.塗工適性
各水性樹脂組成物をイオン交換水で40%濃度に希釈して塗工液とする。該塗工液をKロックスロール(RK Print-Coat INSTRUMENTS社製、アニロックスロール165線使用)にて板紙(商品名OKエルカード、王子製紙(株)製)上に塗工してその状態を観察する。
◎:塗工スジなし
○:若干塗工スジは生じるが目立たない
△:塗工スジがかなりあり目立つ
×:全面に塗工スジが見られる
11. Coating suitability Each aqueous resin composition is diluted with ion-exchanged water to a concentration of 40% to obtain a coating solution. The coating solution is coated on a paperboard (trade name: OK El Card, manufactured by Oji Paper Co., Ltd.) with K Rocks Roll (RK Print-Coat INSTRUMENTS, using Anilox Roll 165 line) and the state is observed. To do.
◎: No coating streaks ○: Some coating streaks occur but is not noticeable △: Coating streaks are quite conspicuous ×: Coating streaks are seen on the entire surface

本発明によれば、各種基材に被覆することにより得られる塗膜が、成膜性、光沢性、耐水性、耐熱性、耐油性、耐ブロッキング性などに優れているために被覆剤として、また、インキのビヒクルなどとして有用な水性樹脂組成物が提供される。   According to the present invention, the coating film obtained by coating various substrates is excellent in film formability, glossiness, water resistance, heat resistance, oil resistance, blocking resistance, etc. An aqueous resin composition useful as an ink vehicle is also provided.

Claims (6)

少なくとも水、連鎖移動剤、界面活性剤および重合開始剤の存在下に、1〜30質量%のカルボキシル基含有単量体(a)および1〜60質量%の芳香族系単量体(b)を含む単量体混合物(A)90〜30質量%を乳化重合(1段階目重合)し、得られた乳化重合体のカルボキシル基の一部または全部を塩基性物質で中和した後、少なくとも水、界面活性剤および重合開始剤の存在下に、上記単量体(a)以外の少なくとも1種の単量体(B)10〜70質量%を乳化重合(2段階目重合)する2段階重合からなることを特徴とする水性樹脂組成物の製造方法(なお、上記における単量体の質量%は、全単量体の合計質量を100質量%とした場合の割合である)。   In the presence of at least water, a chain transfer agent, a surfactant and a polymerization initiator, 1 to 30% by mass of the carboxyl group-containing monomer (a) and 1 to 60% by mass of the aromatic monomer (b) The monomer mixture (A) containing 90 to 30% by mass is subjected to emulsion polymerization (first stage polymerization), and after neutralizing part or all of the carboxyl groups of the obtained emulsion polymer with a basic substance, at least Two stages of emulsion polymerization (second stage polymerization) of 10 to 70% by mass of at least one monomer (B) other than the monomer (a) in the presence of water, a surfactant and a polymerization initiator A method for producing an aqueous resin composition comprising polymerization (in the above, the mass% of the monomer is a ratio when the total mass of all monomers is 100 mass%). 単量体混合物(A)が、単量体(a)および(b)以外の共重合可能な単量体(c)を、全単量体の1〜50質量%の割合で含む請求項1に記載の製造方法。   The monomer mixture (A) contains a copolymerizable monomer (c) other than the monomers (a) and (b) in a proportion of 1 to 50% by mass of the total monomers. The manufacturing method as described in. 1段階目の乳化重合によって得られる乳化重合体の重量平均分子量が、2,000〜20,000であり、中和後の乳化重合液のpHが5.0〜9.0であり、かつ中和後の吸光度が中和前の吸光度に対して100〜20%の比率となる請求項1または2に記載の製造方法。   The weight average molecular weight of the emulsion polymer obtained by the first stage emulsion polymerization is 2,000 to 20,000, the pH of the emulsion polymerization solution after neutralization is 5.0 to 9.0, and The production method according to claim 1 or 2, wherein the absorbance after summation is 100 to 20% of the absorbance before neutralization. 界面活性剤が、重合性不飽和結合を有しないアニオン性界面活性剤である請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the surfactant is an anionic surfactant having no polymerizable unsaturated bond. 請求項1に記載の製造方法で得られたことを特徴とする水性樹脂組成物。   An aqueous resin composition obtained by the production method according to claim 1. さらに多価金属錯塩を含有する請求項5に記載の水性樹脂組成物。   Furthermore, the aqueous resin composition of Claim 5 containing a polyvalent metal complex salt.
JP2005268480A 2005-09-15 2005-09-15 Method for producing aqueous resin composition and aqueous resin composition Pending JP2007077319A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005268480A JP2007077319A (en) 2005-09-15 2005-09-15 Method for producing aqueous resin composition and aqueous resin composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005268480A JP2007077319A (en) 2005-09-15 2005-09-15 Method for producing aqueous resin composition and aqueous resin composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007077319A true JP2007077319A (en) 2007-03-29

Family

ID=37937939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005268480A Pending JP2007077319A (en) 2005-09-15 2005-09-15 Method for producing aqueous resin composition and aqueous resin composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007077319A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016521771A (en) * 2013-05-21 2016-07-25 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Production of pressure-sensitive adhesive dispersions by multi-stage emulsion polymerization for the application of protective films

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016521771A (en) * 2013-05-21 2016-07-25 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Production of pressure-sensitive adhesive dispersions by multi-stage emulsion polymerization for the application of protective films

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106939060B (en) Polymer, method and composition
RU2609010C2 (en) Method for preparing aqueous vinyl polymer dispersions
KR102604755B1 (en) Aqueous polymer dispersions and aqueous coating compositions comprising the same
TWI757347B (en) Aqueous matte coating compositions
JP5530156B2 (en) Resin emulsion for sealer and method for producing the same
JP5654403B2 (en) Aqueous resin composition for rust preventive paint
JP5016817B2 (en) Method for producing aqueous resin dispersion
JP5296506B2 (en) Anti-corrosion paint emulsion
JPH06298877A (en) Air-drying aqueous polymer dispersion
WO2010061586A1 (en) Resin emulsion for sealer
JP3689131B2 (en) Aqueous polymer dispersions as binders for tack-free, scratch-resistant and chemical-resistant coatings
JPH0753913A (en) Water-base coating composition
JP2012021135A (en) Aqueous resin composition for rustproof coating material
JP5284914B2 (en) Resin composition for damping material
JP2007077319A (en) Method for producing aqueous resin composition and aqueous resin composition
JP2004256577A (en) Water-based coating resin composition for polyolefin substrate
TW202214711A (en) Waterborne coating composition
JP2022034316A (en) Carbon nanotube dispersion, and coating including the same
JPH0616993A (en) Aqueous coating composition and its production
JP2015218232A (en) Synthetic resin emulsion for aqueous coating composition
JP5741838B2 (en) Water-based coating material for plastic substrate, paint and plastic molding containing the same
JPH04110302A (en) Aqueous resin dispersion composition
JP4070017B2 (en) Aqueous resin dispersion and method for producing the same
JP5379354B2 (en) Method for producing resin composition for paint and paint containing the resin composition for paint
JP2002194012A (en) Method for producing aqueous dispersion and aqueous dispersion