JP2007091999A - Aqueous primer composition, method of surface treatment using the same and laminated structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、土木建築用水性プライマー組成物、それを用いた土木建築物の無機質基材の下地処理方法および積層構造体に関する。さらに詳しくは、屋根、壁、床、道路などのコンクリート、アスファルト等無機質基材の下地処理に用いることで、下地処理工程の低臭かつ迅速化が図れ、かつ各種無機質基材への接着性や被覆樹脂層の膨れ防止効果に優れる、臭いが少なく乾燥性に優れた水性プライマー組成物に関するものであり、さらにこの水性プライマー組成物を用いる下地処理方法および積層構造体に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water-based primer composition for civil engineering construction, a method for ground treatment of an inorganic base material of a civil engineering building using the same, and a laminated structure. More specifically, it can be used for the surface treatment of inorganic base materials such as concrete, asphalt such as roofs, walls, floors, roads, etc., and the odor and speed of the surface treatment process can be reduced, and adhesion to various inorganic base materials can be achieved. The present invention relates to an aqueous primer composition that is excellent in the effect of preventing the swelling of the coating resin layer, has little odor, and is excellent in drying properties, and further relates to a base treatment method and a laminated structure using the aqueous primer composition.
一般に、モルタルやコンクリートなど無機質基材からなる土木建築物においては、無機質基材の腐食、劣化防止を目的として防水材、塗り床材、シーリング材などの被覆樹脂層を設ける場合が多く、被覆樹脂層の接着性向上のためプライマーを下地処理剤として使用する。
土木建築用プライマーの一例として、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系などが挙げられるが、何れも塗布作業性や下地への浸透性を向上させる目的で多量の有機溶剤を含有しており、作業者の健康への悪影響のみならず室内空気汚染(シックハウス)ひいては大気汚染への影響も懸念されるため、プライマーの水系化などによる有機溶剤の使用削減が期待されていた。
In general, civil engineering buildings made of inorganic base materials such as mortar and concrete are often provided with a coating resin layer such as waterproofing materials, flooring materials, and sealing materials for the purpose of preventing corrosion and deterioration of the inorganic base material. A primer is used as a base treatment to improve the adhesion of the layer.
Examples of civil engineering and construction primers include urethane resin and epoxy resin, all of which contain a large amount of organic solvent for the purpose of improving application workability and penetration into the ground. Since there is concern about not only adverse health effects but also indoor air pollution (sick house) and air pollution, it has been expected to reduce the use of organic solvents by making the primer water-based.
防水工法や塗り床工法におけるプライマーは、塗布直後の乾燥性に優れるとともに各種無機質基材への浸透性、遮蔽性、接着性などの基本性能、かつ耐水接着性などの耐久性能に優れたものでなければならない。しかしながら、溶剤系プライマーでは性能を満足するものもあるが、水系では全てを十分に満足するものは未だ見出されていない。 Primers in the waterproof method and coating floor method are excellent in drying properties immediately after application, as well as in basic performance such as permeability to various inorganic substrates, shielding properties, adhesiveness, and durability performance such as water-resistant adhesion. There must be. However, there are some solvent-based primers that satisfy the performance, but no water-based primer has yet been found that satisfies all the requirements.
一般に水性樹脂は、水溶性樹脂と粒子の形態をもつ水分散性樹脂に大別でき、常温の乾燥性では水分散性樹脂、とりわけ粒子径の大きいエマルジョンが適しており、無機質基材への浸透性では水溶性樹脂が適している。つまり、水性樹脂をプライマーとして使用する場合、水溶性樹脂や水分散性樹脂単独では、全ての要求性能を満足することが困難であり、更に耐水接着性等の耐久性能を付与するためには、架橋による強靭化が必要となる。 In general, water-based resins can be broadly classified into water-soluble resins and water-dispersible resins with particle morphology. Water-dispersible resins, especially emulsions with large particle diameters, are suitable for drying at room temperature, and penetrate into inorganic substrates. In terms of properties, water-soluble resins are suitable. In other words, when using a water-based resin as a primer, it is difficult to satisfy all the required performance with a water-soluble resin or a water-dispersible resin alone, and in order to impart durability performance such as water-resistant adhesion, Toughening by cross-linking is required.
これらの要求に応えるべく、架橋可能な水性樹脂を無機質基材の下地処理に使用する方法が提案されている。例えば、乳化性親水基含有イソシアネートプレポリマーを水で希釈して下地処理に使用する方法が開示されている(例えば特許文献1及び2参照)。しかしながらこれらの方法は、有機溶剤を使用しない点や多孔性無機質基材への含浸と基材の表層強化の点で優れるものの、前記イソシアネートプレポリマーを防水や塗り床工法に使用した場合、乾燥性が遅いため迅速に次工程に移れないという問題があり、また遮蔽性に乏しいため、その上に塗布する防水材や塗り床材などの被覆樹脂層が下地コンクリートの水分の影響を受けやすく、膨れが発生しやすいという問題がある。 In order to meet these demands, a method has been proposed in which a crosslinkable aqueous resin is used for the base treatment of an inorganic substrate. For example, a method of diluting an emulsifying hydrophilic group-containing isocyanate prepolymer with water and using it for the base treatment is disclosed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). However, these methods are excellent in terms of not using an organic solvent, impregnating the porous inorganic base material, and reinforcing the surface layer of the base material. Since there is a problem that it cannot move quickly to the next process because of its slow speed, and the shielding property is poor, the coating resin layer such as waterproofing and flooring applied on it is easily affected by the moisture of the underlying concrete and swells. There is a problem that is likely to occur.
さらに、乳化性親水基含有イソシアネートプレポリマーとエマルジョン樹脂液からなる水性プライマー組成物を下地処理に使用する方法が開示されている(例えば特許文献3参照)。
しかしながらこの方法は、有機溶剤を使用しない点や多孔性無機質基材への含浸と基材の表層強化の点で優れるものの、エマルジョン樹脂の分子量が小さいため、防水や塗り床工法に使用した場合、遮蔽性に乏しく、その上に塗布する防水材や塗り床材などの被覆樹脂層が下地コンクリートの水分の影響を受けやすく、膨れが発生しやすい。また、熱風乾燥機などでプレヒートされない多孔性無機質基材の場合は、乾燥性が遅く迅速に次工程に移れないという問題がある。
Furthermore, a method is disclosed in which an aqueous primer composition comprising an emulsifying hydrophilic group-containing isocyanate prepolymer and an emulsion resin liquid is used for the base treatment (see, for example, Patent Document 3).
However, although this method is excellent in terms of not using an organic solvent and impregnating the porous inorganic base material and strengthening the surface layer of the base material, since the molecular weight of the emulsion resin is small, when used in waterproofing and coating floor methods, It has poor shielding properties, and the coating resin layer such as a waterproofing material or a flooring material applied thereon is easily affected by the moisture of the underlying concrete and is likely to swell. Further, in the case of a porous inorganic base material that is not preheated by a hot air dryer or the like, there is a problem that the drying property is slow and it is not possible to quickly move to the next process.
また架橋構造を有する水酸基含有水性アクリル樹脂、架橋構造を有する水酸基含有水性ウレタン樹脂、及び水に分散可能なポリイソシアネート化合物の三種の組み合わせからなる水性樹脂組成物が開示されている(例えば特許文献4参照)。この組成物からなる塗料は、ウレタンシート等の樹脂基材への密着性、耐水性及び耐水密着性に優れるものの、水酸基含有水性アクリル樹脂の割合が高いため、無機質基材への浸透性が低く、接着性も低下する傾向にある。
本発明の目的は、屋根、壁、床、道路などの土木建築物の無機質基材の下地処理工程の低臭化かつ迅速化が図れ、かつ凹部に溜まったプライマーの乾燥性に優れ、ウレタン樹脂の被覆樹脂層の発泡を抑制し、さらに無機質基材への接着性、被覆樹脂層のフクレ防止効果に優れた水性プライマー組成物、それを用いた下地処理方法およびその積層構造体を提供することにある。 It is an object of the present invention to achieve a low bromide and speed-up of a base treatment process for an inorganic base material of civil engineering buildings such as roofs, walls, floors, roads, etc. An aqueous primer composition that suppresses foaming of the coating resin layer and is excellent in adhesion to an inorganic base material and has an excellent anti-dandruff effect on the coating resin layer, a base treatment method using the same, and a laminated structure thereof It is in.
そこで、本発明者らは、前記課題について鋭意研究した結果、水分散性ポリイソシアネート(A)と水(B)とセメント(C)とを必須成分とする水性プライマー組成物が、臭気が少なく乾燥性に優れること、各種無機質基材への浸透性が良好で架橋による強靭化が可能であるため、基材との接着性に優れること、遮蔽性に優れるためその上に塗布される被覆樹脂の膨れが発生しないことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、水分散性ポリイソシアネート(A)と水(B)とセメント(C)とを必須成分とする水性プライマー組成物を提供するものである。
Therefore, as a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that an aqueous primer composition containing water-dispersible polyisocyanate (A), water (B), and cement (C) as essential components has little odor and is dried. Excellent in permeability, good permeability to various inorganic base materials and toughening by cross-linking is possible. Excellent adhesion to the base material and excellent shielding properties. The inventors found that no blistering occurred and completed the present invention.
That is, the present invention provides an aqueous primer composition comprising water-dispersible polyisocyanate (A), water (B) and cement (C) as essential components.
また本発明は、前記水性プライマー組成物を無機質基材に塗布することを特徴とする無機質基材の下地処理方法を提供するものである。 In addition, the present invention provides a method for ground treatment of an inorganic base material, which comprises applying the aqueous primer composition to the inorganic base material.
さらに本発明は、無機質基材層、前記の水性プライマー組成物からなる樹脂層、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂又は重合性不飽和樹脂のいずれかの樹脂からなる被覆樹脂層の少なくとも3つの層から構成されてなる積層構造体を提供するものである。
なお、本明細書においては、「アクリル酸」と「メタクリル酸」を総称して(メタ)アクリル酸といい、「アクリレート」と「メタクリレート」を総称して(メタ)アクリレートという。
Furthermore, the present invention is composed of at least three layers: an inorganic base material layer, a resin layer composed of the above aqueous primer composition, and a coating resin layer composed of any one of an epoxy resin, a urethane resin, and a polymerizable unsaturated resin. A laminated structure is provided.
In this specification, “acrylic acid” and “methacrylic acid” are collectively referred to as (meth) acrylic acid, and “acrylate” and “methacrylate” are collectively referred to as (meth) acrylate.
本発明の水性プライマー組成物は、下地処理工程の低臭化かつ迅速化が図れ、無機質基材への接着性、被覆樹脂層のフクレ防止効果や乾燥性に優れるため、屋根、壁、床、道路などの各種土木建築用無機質基材の下地処理に有用であり、信頼性の高い積層構造体を提供することが可能である。 The water-based primer composition of the present invention can reduce the bromide and speed of the base treatment process, and is excellent in adhesion to an inorganic base material, anti-dandruffing effect and drying property of the coating resin layer, so that the roof, wall, floor, It is useful for ground treatment of various inorganic base materials for civil engineering and construction such as roads, and can provide a highly reliable laminated structure.
以下に、本発明をより詳細に説明する。
はじめに、本発明で使用する水分散性ポリイソシアネート(A)について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
First, the water-dispersible polyisocyanate (A) used in the present invention will be described.
本発明で使用する水分散性ポリイソシアネート(A)とは、水に入れて攪拌したとき水分散体を形成しうるポリイソシアネートを意味するものであり、公知慣用各種の水分散性ポリイソシアネートが挙げられる。好ましくはイソシアネート基含有率が10〜30重量%、より好ましくは10〜20重量%のものである。
公知慣用の水分散性ポリイソシアネートとしては、例えば(1)疎水性ポリイソシアネートと親水性基を有するポリイソシアネートとの混合物、(2)疎水性ポリイソシアネートとイソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤との混合物、(3)親水性基を有するポリイソシアネート単独等が挙げられる。これらのうち、耐フクレ性等の点で、(1)の水分散性ポリイソシアネートが好ましい。
The water-dispersible polyisocyanate (A) used in the present invention means a polyisocyanate that can form a water dispersion when stirred in water, and includes various known and commonly used water-dispersible polyisocyanates. It is done. The isocyanate group content is preferably 10 to 30% by weight, more preferably 10 to 20% by weight.
Examples of known and commonly used water-dispersible polyisocyanates include (1) a mixture of a hydrophobic polyisocyanate and a polyisocyanate having a hydrophilic group, and (2) a hydrophobic polyisocyanate having no isocyanate group but having a hydrophilic group. Examples thereof include a mixture with a dispersant having (3) a polyisocyanate having a hydrophilic group alone. Of these, the water-dispersible polyisocyanate (1) is preferred from the viewpoint of swelling resistance and the like.
前記疎水性ポリイソシアネートとは、分子中に公知慣用の各種のアニオン性基、カチオン性基及びノニオン性基等の親水性基を有さないものであり、例えば、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、エチル(2,6−ジイソシアネート)ヘキサノエート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(以下HDIという)、1,12−ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−または2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、2−イソシアネートエチル(2,6−ジイソシアネート)ヘキサノエート等の脂肪族トリイソシアネート; The hydrophobic polyisocyanate is one having no hydrophilic group such as various known anionic groups, cationic groups and nonionic groups in the molecule, such as 1,4-tetramethylene diisocyanate, Ethyl (2,6-diisocyanate) hexanoate, 1,6-hexamethylene diisocyanate (hereinafter referred to as HDI), 1,12-dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, etc. Aliphatic diisocyanates; aliphatic triisocyanates such as 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate methyloctane, 2-isocyanatoethyl (2,6-diisocyanate) hexanoate;
1,3−または1,4−ビス(イソシアネートメチルシクロヘキサン)、1,3−または1,4−ジイソシアネートシクロヘキサン、3,5,5−トリメチル(3−イソシアネートメチル)シクロヘキシルイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシネート、2,5−または2,6−ジイソシアネートメチルノルボルナン等の脂環族ジイソシアネート;2,5−または2,6−ジイソシアネートメチル−2−イソシネートプロピルノルボルナン等の脂環族トリイソシアネート;m−キシリレンジイソシアネート、α,α,α'α'−テトラメチル−m−キシリレンジイソシアネート等のアラルキレンジイソシアネート; 1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethylcyclohexane), 1,3- or 1,4-diisocyanatecyclohexane, 3,5,5-trimethyl (3-isocyanatemethyl) cyclohexyl isocyanate, dicyclohexylmethane-4,4 '-Diisocyanates, alicyclic diisocyanates such as 2,5- or 2,6-diisocyanate methyl norbornane; alicyclic triisocyanates such as 2,5- or 2,6-diisocyanate methyl-2-isocyanate propyl norbornane; aralkylene diisocyanates such as m-xylylene diisocyanate, α, α, α′α′-tetramethyl-m-xylylene diisocyanate;
m−またはp−フェニレンジイソシアネート、トリレン−2,4−または2,6−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、ジフェニル−4,4'−ジイソシアネート、4,4'−ジイソシアネート−3,3'−ジメチルジフェニル、3−メチル−ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−4,4'−ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート; トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート等の芳香族トリイソシアネート; m- or p-phenylene diisocyanate, tolylene-2,4- or 2,6-diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, diphenyl-4,4′-diisocyanate, 4,4 Aromatic diisocyanates such as' -diisocyanate-3,3'-dimethyldiphenyl, 3-methyl-diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, diphenylether-4,4'-diisocyanate; triphenylmethane triisocyanate, tris (isocyanatephenyl) Aromatic triisocyanates such as thiophosphate;
前記した各種のジイソシアネート又はトリイソシアネートのイソシアネート基どうしを環化二量化して得られるウレトジオン構造を有するポリイソシアネート;前記した各種のジイソシアネートあるいはトリイソシアネートのイソシアネート基同士を環化三量化して得られるイソシアヌレート構造を有するポリイソシアネート;前記した各種のジイソシアネートあるいはトリイソシアネートを水と反応させることにより得られるビュレット構造を有するポリイソシアネート;前記した各種のジイソシアネートあるいはトリイソシアネートを二酸化炭素と反応せしめて得られるオキサダイアジントリオン構造を有するポリイソシアネート;アロファネート構造を有するポリイソシアネート等が挙げられる。 Polyisocyanates having a uretdione structure obtained by cyclizing and dimerizing the isocyanate groups of the various diisocyanates or triisocyanates described above; Isocyanates obtained by cyclizing and trimerizing the isocyanate groups of the various diisocyanates or triisocyanates described above A polyisocyanate having a nurate structure; a polyisocyanate having a burette structure obtained by reacting the aforementioned various diisocyanates or triisocyanates with water; an oxadiater obtained by reacting the various diisocyanates or triisocyanates with carbon dioxide Examples include polyisocyanates having a gintrione structure; polyisocyanates having an allophanate structure.
前記親水性基を有するポリイソシアネートの親水性基としては、例えば、公知慣用の各種のアニオン性基、カチオン性基及びノニオン性基等が挙げられる。本発明の水性プライマー組成物は、遮蔽性の観点から、親水性基がノニオン性基であることが好ましく、このなかでも、ポリオキシエチレン基であることがより好ましい。 Examples of the hydrophilic group of the polyisocyanate having a hydrophilic group include various known and commonly used anionic groups, cationic groups, and nonionic groups. In the aqueous primer composition of the present invention, the hydrophilic group is preferably a nonionic group from the viewpoint of shielding properties, and among these, a polyoxyethylene group is more preferable.
前記した親水性基を有するポリイソシアネートとしては、例えば、前記親水性基及びイソシアネート基を有するポリマーであり、ポリマーとしては例えばポリエーテル、ポリエステル、ポリウレタン、ビニル系重合体、アルキド樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。なかでも、水分散性の観点から、親水性基とイソシアネート基とを有する、ポリエーテル、あるいはビニル系重合体を使用することが好ましい。これらを単独又は2種以上併用することができる。 Examples of the above-mentioned polyisocyanate having a hydrophilic group include a polymer having the hydrophilic group and an isocyanate group. Examples of the polymer include polyether, polyester, polyurethane, vinyl polymer, alkyd resin, fluororesin, and silicon. Examples thereof include resins. Among these, from the viewpoint of water dispersibility, it is preferable to use a polyether or a vinyl polymer having a hydrophilic group and an isocyanate group. These can be used alone or in combination of two or more.
本発明で使用できる親水性基を有するポリイソシアネートのうち、イソシアネート基と親水性基を有するポリエーテルについて説明する。 Of the polyisocyanates having a hydrophilic group that can be used in the present invention, a polyether having an isocyanate group and a hydrophilic group will be described.
イソシアネート基と親水性基とを有するポリエーテルは、例えば、親水性基と活性水素含有基とを併有するポリエーテル化合物と前記疎水性のポリイソシアネートとを反応させることで製造することができる。 The polyether having an isocyanate group and a hydrophilic group can be produced, for example, by reacting a polyether compound having both a hydrophilic group and an active hydrogen-containing group with the hydrophobic polyisocyanate.
かかる親水性基と活性水素含有基とを併有するポリエーテル化合物としては、例えばモノアルコキシポリオキシエチレングリコール、モノアルコキシポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコール等の水酸基含有ポリエーテル類等が挙げられ、これらを単独又は二種以上を併用しても使用することができる。 Examples of the polyether compound having both a hydrophilic group and an active hydrogen-containing group include monoalkoxy polyoxyethylene glycol, monoalkoxy polyoxyethylene-polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene glycol, polyoxyethylene-polyoxypropylene. Examples thereof include hydroxyl group-containing polyethers such as glycol, and these can be used alone or in combination of two or more.
前記イソシアネート基と親水性基とを有するポリエーテルを製造する際に、前記した親水性基と活性水素含有基とを併有するポリエーテル化合物に対して、過剰量の疎水性のポリイソシアネートを使用することにより、一段の反応で、前記イソシアネート基と親水性基とを有するポリエーテル、すなわち親水性基を有するポリイソシアネートと疎水性ポリイソシアネートとの混合物を製造することができる。 When producing a polyether having an isocyanate group and a hydrophilic group, an excessive amount of a hydrophobic polyisocyanate is used with respect to the polyether compound having both the hydrophilic group and the active hydrogen-containing group. By this, the polyether which has the said isocyanate group and a hydrophilic group, ie, the mixture of the polyisocyanate which has a hydrophilic group, and hydrophobic polyisocyanate can be manufactured by one-step reaction.
また、前記したイソシアネート基と親水性基とを有するポリエーテルには、炭素原子数が3個以上の疎水性基を導入することが好ましく、これにより、本発明の水性プライマー組成物の可使時間を十分に長くさせることができる。 Moreover, it is preferable to introduce a hydrophobic group having 3 or more carbon atoms into the above-described polyether having an isocyanate group and a hydrophilic group, whereby the pot life of the aqueous primer composition of the present invention is improved. Can be made sufficiently long.
かかる炭素原子を3個以上有する疎水性基としては、例えば、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、ヘキシル基等のアルキル基や、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の脂環アルキル基や、フェニル基等の芳香族基が挙げられる。 Examples of the hydrophobic group having 3 or more carbon atoms include alkyl groups such as n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group and hexyl group, and alicyclic alkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group. And aromatic groups such as a phenyl group.
前記イソシアネート基と親水性基とを有するポリエーテルに、炭素原子数が3個以上の疎水性基を導入する方法としては、例えば、前記親水性基と活性水素含有基とを併有するポリエーテル化合物、炭素原子が3個以上の疎水性基と活性水素含有基を有する化合物及び疎水性のポリイソシアネートを反応させる方法が挙げられる。 Examples of a method for introducing a hydrophobic group having 3 or more carbon atoms into the polyether having an isocyanate group and a hydrophilic group include, for example, a polyether compound having both the hydrophilic group and the active hydrogen-containing group. And a method of reacting a compound having a hydrophobic group having 3 or more carbon atoms with an active hydrogen-containing group and a hydrophobic polyisocyanate.
本発明で使用できる親水性基を有するポリイソシアネートとしては、イソシアネート基と親水性基とを有するビニル系重合体であることが特に好ましい。 The polyisocyanate having a hydrophilic group that can be used in the present invention is particularly preferably a vinyl polymer having an isocyanate group and a hydrophilic group.
かかるビニル系重合体としては、例えば、アクリル系重合体、フルオロオレフィン系重合体、ビニルエステル系重合体、芳香族ビニル系重合体、ポリオレフィン系重合体等が挙げられる。これらの重合体のうち、本発明の水性プライマー組成物で使用する後記のアクリル樹脂水分散液(D)との相溶性の観点から、イソシアネート基及び親水性基を有する、アクリル系重合体を使用することが好ましい。 Examples of such vinyl polymers include acrylic polymers, fluoroolefin polymers, vinyl ester polymers, aromatic vinyl polymers, polyolefin polymers, and the like. Among these polymers, an acrylic polymer having an isocyanate group and a hydrophilic group is used from the viewpoint of compatibility with the acrylic resin aqueous dispersion (D) described later used in the aqueous primer composition of the present invention. It is preferable to do.
前記イソシアネート基及び親水性基を有するビニル系重合体は、例えばa)イソシアネート基を有するビニル系単量体と親水性基を有するビニル系単量体とを重合させる方法、b)活性水素含有基を有するビニル系単量体と親水性基を有するビニル系単量体とを重合させて得られる活性水素含有基を有するビニル系重合体とポリイソシアネートとを反応させることで製造することができる。 Examples of the vinyl polymer having an isocyanate group and a hydrophilic group include a) a method of polymerizing a vinyl monomer having an isocyanate group and a vinyl monomer having a hydrophilic group, and b) an active hydrogen-containing group. It can be produced by reacting a vinyl polymer having an active hydrogen-containing group obtained by polymerizing a vinyl monomer having a hydrophilic group and a vinyl monomer having a hydrophilic group with polyisocyanate.
前記製造方法a)で使用できるイソシアネート基を有するビニル系単量体としては、例えば、2−イソシアネートプロペン、2−イソシアネートエチルビニルエーテル、2−イソシアネートエチルメタアクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、ポリイソシアネートと水酸基を有するビニル系単量体との反応生成物等が挙げられる。 Examples of the vinyl monomer having an isocyanate group that can be used in the production method a) include 2-isocyanate propene, 2-isocyanate ethyl vinyl ether, 2-isocyanate ethyl methacrylate, m-isopropenyl-α, α-dimethyl. Examples thereof include reaction products of benzyl isocyanate, polyisocyanate and a vinyl monomer having a hydroxyl group.
前記製造方法a)で使用できる親水性基を有するビニル系単量体としては、例えば、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリオキシエチレンビニル、等のアルコキシポリオキシエチレン基を有するビニル系単量体、アルキルアリルスルホン酸ナトリウム、アルキルアリル燐酸ナトリウム等に代表されるアニオン性基含有のビニル系単量体が挙げられる。 Examples of vinyl monomers having a hydrophilic group that can be used in the production method a) include alkoxypolyoxy such as methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, butoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, and methoxypolyoxyethylene vinyl. Examples thereof include vinyl monomers having an anionic group represented by vinyl monomers having an ethylene group, sodium alkylallylsulfonate, sodium alkylallylphosphate, and the like.
前記製造方法b)で使用できるビニル系単量体の活性水素含有基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、燐酸基、亜燐酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、メルカプト基、シラノール基、活性メチレン基、カーバメート基、ウレイド基、カルボン酸アミド基、スルホン酸アミド基等が挙げられる。これらの中でも、該活性水素含有基のビニル系重合体への導入のし易さの観点から、水酸基、アミノ基、カルボキシル基および活性メチレン基が好ましく、このうち水酸基およびカルボキシル基がより好ましい。前記活性水素含有基は、前記ビニル系重合体中に、単独で導入されても、2種類以上の官能基を同時に導入されていてもよい。 Examples of the active hydrogen-containing group of the vinyl monomer that can be used in the production method b) include a hydroxyl group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a phosphorous acid group, a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, a mercapto group, a silanol group, and an activity. Examples include a methylene group, a carbamate group, a ureido group, a carboxylic acid amide group, and a sulfonic acid amide group. Among these, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, and an active methylene group are preferable from the viewpoint of easy introduction of the active hydrogen-containing group into the vinyl polymer, and among these, a hydroxyl group and a carboxyl group are more preferable. The active hydrogen-containing group may be introduced alone or two or more functional groups may be simultaneously introduced into the vinyl polymer.
前記製造方法b)で使用できる活性水素含有基を有するビニル系単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリレートモノマーが挙げられる。また、親水性基を有するビニル系単量体としては、前記製造方法a)で使用できるものと同様のものを使用することができる。 Examples of the vinyl monomer having an active hydrogen-containing group that can be used in the production method b) include acrylate monomers such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and 2-hydroxypropyl methacrylate. Moreover, as a vinyl-type monomer which has a hydrophilic group, the thing similar to what can be used by the said manufacturing method a) can be used.
前記製造方法a)及びb)では、総炭素原子数が4個以上の疎水性基を有するビニル系単量体を併用して使用することができる。かかるビニル系単量体を使用することにより、水分散性ポリイソシアネートと水との反応を防ぐことができ、本発明の水性プライマー組成物に十分な可使時間を持たせることが可能となる。 In the production methods a) and b), a vinyl monomer having a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms can be used in combination. By using such a vinyl monomer, the reaction between the water-dispersible polyisocyanate and water can be prevented, and the aqueous primer composition of the present invention can have a sufficient pot life.
イソシアネート基及び親水性基を有するビニル系重合体に、総炭素原子数が4個以上の疎水性基を導入する方法としては、例えば、総炭素原子数が4個以上の疎水性基を有するビニル系単量体を、前記した製造方法a)又はb)において、他のビニル系単量体と共重合させる方法が挙げられる。 As a method for introducing a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms into a vinyl polymer having an isocyanate group and a hydrophilic group, for example, vinyl having a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms can be used. Examples thereof include a method in which a monomer is copolymerized with another vinyl monomer in the production method a) or b) described above.
前記総炭素原子数が4個以上の疎水性基を有するビニル系単量体としては、例えば、n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシル基もしくはn−オクタデシル基等の炭素原子数が4以上のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、ジシクロペンタニル基、ボルニル基、イソボルニル基等の炭素原子数が4以上のシクロアルキル基を有するものであり、具体的には、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート等のアクリレート系単量体が挙げられる。 Examples of the vinyl monomer having a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms include n-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, An alkyl group having 4 or more carbon atoms such as 2-ethylhexyl group, n-octyl group, n-dodecyl group or n-octadecyl group; cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, dicyclopentanyl group, bornyl group, It has a cycloalkyl group having 4 or more carbon atoms such as an isobornyl group, and specific examples thereof include acrylate monomers such as n-butyl acrylate and n-butyl methacrylate.
前記した親水性基及びイソシアネート基を有するビニル系重合体には、前記した各種ビニル系単量体の他に、本発明の目的を達成する範囲内で、その他のビニル系単量体を併用することができる。 In addition to the various vinyl monomers described above, other vinyl monomers are used in combination with the vinyl polymer having a hydrophilic group and an isocyanate group as long as the object of the present invention is achieved. be able to.
前記その他のビニル系単量体としては、例えば、メチルアクリレート、メチルメタアクリレート等のアクリル系単量体が挙げられる。 Examples of the other vinyl monomers include acrylic monomers such as methyl acrylate and methyl methacrylate.
かくして得られるイソシアネート基及び親水性基を有するビニル系重合体の重量平均分子量は、水への分散性、イソシアネート基の水に対する安定性の観点から、2,000〜100,000が好ましく、3,000〜50,000の範囲内がより好ましい。 The weight-average molecular weight of the vinyl polymer having an isocyanate group and a hydrophilic group thus obtained is preferably from 2,000 to 100,000 from the viewpoint of dispersibility in water and stability of the isocyanate group in water. A range of 000 to 50,000 is more preferable.
前記親水性基及びイソシアネート基を有するビニル系重合体と前記した疎水性ポリイソシアネートとの混合物を本発明の水分散性ポリイソシアネート(A)として用いる場合、両者の重量比率(親水性基及びイソシアネート基を有するビニル系重合体(A2)/疎水性ポリイソシアネート(A1))は、0.5/9.5〜7/3の範囲内が好ましく、1/9〜5/5の範囲内がより好ましく、2/8〜4/6の範囲内が更に好ましい。 When a mixture of the vinyl polymer having the hydrophilic group and isocyanate group and the hydrophobic polyisocyanate described above is used as the water-dispersible polyisocyanate (A) of the present invention, the weight ratio between the two (hydrophilic group and isocyanate group). The vinyl polymer (A2) / hydrophobic polyisocyanate (A1)) having a ratio of 0.5 / 9.5 to 7/3 is preferable, and 1/9 to 5/5 is more preferable. A range of 2/8 to 4/6 is more preferable.
前記親水性基及びイソシアネート基を有するビニル系重合体(A2)と前記疎水性ポリイソシアネート(A1)との混合物は、前記製造方法a)又はb)において疎水性ポリイソシアネートを過剰量使用することにより、一段の反応で製造することができる。 The mixture of the vinyl polymer (A2) having the hydrophilic group and the isocyanate group and the hydrophobic polyisocyanate (A1) can be obtained by using an excessive amount of the hydrophobic polyisocyanate in the production method a) or b). , Can be produced by a one-step reaction.
前記イソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤としては、例えば、前記したビニル系単量体のうちイソシアネート基を有するビニル系単量体と活性水素含有基を有する単量体を除いた、前記した各種ビニル系単量体を用いて得られるビニル重合体が挙げられる。 Examples of the dispersant having no isocyanate group but having a hydrophilic group include, for example, vinyl monomers having an isocyanate group and monomers having an active hydrogen-containing group among the aforementioned vinyl monomers. In addition, vinyl polymers obtained using the various vinyl monomers described above can be mentioned.
水分散性ポリイソシアネート(A)として、前記疎水性ポリイソシアネートに、前記親水性基を有するポリイソシアネート及びイソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤とを併用して用いることもできる。この場合、疎水性ポリイソシアネートに対する、親水性基を有するポリイソシアネート(A2)及び親水性基を有するがイソシアネート基を有さない分散剤の割合[(親水性基を有するポリイソシアネート+イソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤)/疎水性ポリイソシアネート]は、重量比で、0.5/9.5〜7/3の範囲内が好ましく、1/9〜5/5の範囲内がより好ましく、2/8〜4/6の範囲内が最も好ましい。 As the water-dispersible polyisocyanate (A), the hydrophobic polyisocyanate may be used in combination with a polyisocyanate having the hydrophilic group and a dispersant having no isocyanate group but having a hydrophilic group. In this case, the ratio of the polyisocyanate (A2) having a hydrophilic group to the hydrophobic polyisocyanate and the dispersant having a hydrophilic group but no isocyanate group [(polyisocyanate having a hydrophilic group + isocyanate group The dispersing agent having a hydrophilic group) / hydrophobic polyisocyanate] is preferably in the range of 0.5 / 9.5 to 7/3, preferably in the range of 1/9 to 5/5. Is more preferable, and the range of 2/8 to 4/6 is most preferable.
また前記親水性基を有するポリイソシアネートは、本発明の目的を達成する範囲内で、イソシアネート基に対して不活性な有機溶剤で希釈して使用することもできる。 In addition, the polyisocyanate having a hydrophilic group can be used by diluting with an organic solvent inert to the isocyanate group within the range of achieving the object of the present invention.
前記有機溶剤としては、例えば、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂肪族系ないしは脂環族系の炭化水素類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸n−アミル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の各種のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn−アミルケトン、シクロヘキサノン等の各種ケトン類; Examples of the organic solvent include aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane, and cyclopentane; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene. Various esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, n-amyl acetate, and ethylene glycol monomethyl ether acetate; various ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-amyl ketone, and cyclohexanone;
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のポリアルキレングリコールジアルキルエーテル類;エチレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールメチルエーテルアセテート等のポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドまたはエチレンカーボネート等が挙げられ、これらを単独又は2種以上を併用して使用することができる。 Polyalkylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether and dipropylene glycol dimethyl ether; polyalkylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate and diethylene glycol methyl ether acetate ; Ethers such as 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane; N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, ethylene carbonate and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more. .
次に、本発明で使用する水(B)は、水道水、蒸留水又はイオン交換水等の一般的な水であり、これに水溶性又は水に分散可能な有機溶剤等を含んでいてもよい。 Next, the water (B) used in the present invention is general water such as tap water, distilled water or ion exchange water, and may contain water-soluble or water-dispersible organic solvents. Good.
次に、本発明で使用するセメント(C)について説明する。 Next, the cement (C) used in the present invention will be described.
本発明に使用するセメントとしては、CaO 45−75重量%、SiO2 15−30重量%、残りに例えばAl2O3、Fe2O3、MgO、SO3を含有するものが挙げられ、その代表的なものは普通ポルトランドセメントであり、その他早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩等も挙げられる。また、混合セメントすなわち、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等も挙げられる。 Examples of the cement used in the present invention include CaO 45-75% by weight, SiO 2 15-30% by weight, and the rest containing, for example, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MgO, SO 3. A typical one is ordinary Portland cement, and other examples include early strength, very early strength, moderate heat, and sulfate resistance. In addition, mixed cement, that is, blast furnace cement, silica cement, fly ash cement, and the like are also included.
更に特殊セメント、例えば白セメント、アルミナセメント、オイルウェルセメント、コロイドセメント、熱硬化性セメント、高硫酸塩スラグセメント、地熱セメント等も挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて使用することも出来る。 Further, special cements such as white cement, alumina cement, oil well cement, colloidal cement, thermosetting cement, high sulfate slag cement, geothermal cement and the like can also be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明で使用するセメントは、可使時間の観点からJIS R 5210に規定される普通ポルトランドセメントであることが好ましい。 The cement used in the present invention is preferably ordinary Portland cement defined in JIS R 5210 from the viewpoint of pot life.
可使時間および塗布作業性の観点から、水分散ポリイソシアネート(A)およびアクリル樹脂水分散液(D)を混合した液体の固形分100重量部に対し、セメント(C)を5〜400重量部添加することが好ましく、30〜300重量部添加することが更に好ましい。 From the viewpoint of pot life and coating workability, 5 to 400 parts by weight of cement (C) is added to 100 parts by weight of the solid content of the liquid obtained by mixing water-dispersed polyisocyanate (A) and acrylic resin aqueous dispersion (D). It is preferable to add, and it is more preferable to add 30 to 300 parts by weight.
本発明は、さらに、水性プライマー組成物中にアクリル樹脂水分散液(D)を含んでいることが被覆樹脂層のフクレを防止する点で好ましい。 In the present invention, it is further preferable that the aqueous primer composition contains an acrylic resin aqueous dispersion (D) from the viewpoint of preventing swelling of the coating resin layer.
かかるアクリル樹脂水分散液(D)のアクリル樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が350,000以上であり、かつ示差走査型熱量計により測定したガラス転移温度が15〜130℃であることを特徴とするものである。 The acrylic resin of the acrylic resin aqueous dispersion (D) has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 350,000 or more measured by gel permeation chromatography and a glass transition temperature of 15 measured by a differential scanning calorimeter. It is -130 degreeC.
本発明で使用するアクリル樹脂水分散液(D)は、アクリル樹脂が水性媒体中に分散したものであり、公知慣用各種のアクリル樹脂水分散液が挙げられる。大別すると、(1)乳化剤等の分散剤でアクリル樹脂を水性媒体中に分散したもの、(2)親水性基を有するアクリル樹脂が水性媒体中に分散したもの等が挙げられる。 The acrylic resin aqueous dispersion (D) used in the present invention is one in which an acrylic resin is dispersed in an aqueous medium, and examples thereof include various known and common acrylic resin aqueous dispersions. Broadly speaking, there are (1) an acrylic resin dispersed in an aqueous medium with a dispersant such as an emulsifier, and (2) an acrylic resin having a hydrophilic group dispersed in an aqueous medium.
前記(1)の乳化剤等の分散剤で水性媒体中に分散したアクリル樹脂水分散液としては、例えばアクリル樹脂のエマルジョン、公知慣用のアクリル系単量体を乳化剤の存在下、水性媒体中で乳化重合して得られるものが挙げられる。 Examples of the acrylic resin aqueous dispersion dispersed in an aqueous medium with a dispersant such as the emulsifier of (1) above include, for example, an acrylic resin emulsion, and a conventional acrylic monomer emulsified in an aqueous medium in the presence of an emulsifier. The thing obtained by superposition | polymerization is mentioned.
アクリル系単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸やそのアルカリ金属塩、(メタ)アクリル酸の各種エステル類、(メタ)アクリロニトリル、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−(メタ)アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。また、必要に応じてアクリル系単量体以外のビニル系単量体を用いることもできる。 Examples of acrylic monomers include (meth) acrylic acid and alkali metal salts thereof, various esters of (meth) acrylic acid, (meth) acrylonitrile, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, and 2-hydroxyethyl. (Meth) acrylate, 3- (meth) acryloylpropyltrimethoxysilane, 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, and the like. Further, if necessary, vinyl monomers other than acrylic monomers can be used.
また、乳化重合を行う際に使用できる乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体などのノニオン系乳化剤、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキ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フェニルエーテル硫酸エステル塩などのアニオン系乳化剤、4級アンモニウム塩等のカチオン系乳化剤などが挙げられる。乳化剤は、単量体の全重量の0.1〜10重量%の範囲で使用するのが好ましく、さらに、本発明の水性プライマー組成物の遮蔽性の観点から、0.1〜5重量%が好適である。 Examples of the emulsifier that can be used for emulsion polymerization include nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer, alkyl sulfate ester salts, and alkylbenzene. Anionic emulsifiers such as sulfonates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfates, and cationic emulsifiers such as quaternary ammonium salts. The emulsifier is preferably used in the range of 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the monomers, and further from the viewpoint of the shielding property of the aqueous primer composition of the present invention, 0.1 to 5% by weight. Is preferred.
前記乳化重合法のうち、ラジカル重合開始剤を使用するラジカル乳化重合法が、特に簡便である。この際使用されるラジカル重合開始剤としては、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、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−2,2‘−アゾビスイソブチレート等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物、さらには、クメンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物と酸化鉄等の還元剤との組み合わせによるレドックス系開始剤等が挙げられる。これらラジカル開始剤の使用量は、通常、単量体の全重量の0.01〜5重量%程度、好ましくは、0.05〜2重量%程度である。 Of the emulsion polymerization methods, the radical emulsion polymerization method using a radical polymerization initiator is particularly simple. Examples of the radical polymerization initiator used at this time include persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate, 2,2′-azobisisobutyronitrile, dimethyl-2,2′-azo. Azo compounds such as bisisobutyrate, organic peroxides such as benzoyl peroxide, tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and organic peroxides such as cumene hydroperoxide and iron oxide Examples include redox initiators in combination with a reducing agent. The amount of these radical initiators used is usually about 0.01 to 5% by weight, preferably about 0.05 to 2% by weight, based on the total weight of the monomers.
前記アクリル単量体、乳化剤およびラジカル重合開始剤のほかに、必要に応じて、各種の連鎖移動剤、pH調整剤等を併用して、単量体の全重量の100〜500重量%の水中にて、5〜100℃、好ましくは50〜90℃の温度範囲で、0.1〜10時間かけて乳化重合を行うことにより、目的とするアクリル樹脂エマルジョンを得ることができる。 In addition to the acrylic monomer, the emulsifier and the radical polymerization initiator, various chain transfer agents, pH adjusters and the like may be used in combination, as necessary, in 100 to 500% by weight of the total weight of the monomers. Thus, the target acrylic resin emulsion can be obtained by carrying out emulsion polymerization in a temperature range of 5 to 100 ° C., preferably 50 to 90 ° C., for 0.1 to 10 hours.
本発明で使用するアクリル樹脂水分散液(D)のうち、前記(2)の親水性基を有するアクリル樹脂が水性媒体に分散したアクリル樹脂水分散液は、親水性基を有するアクリル樹脂を水性媒体中に分散せしめることにより得ることができる。 Among the acrylic resin aqueous dispersion (D) used in the present invention, the acrylic resin aqueous dispersion in which the acrylic resin having a hydrophilic group (2) is dispersed in an aqueous medium is an aqueous acrylic resin having a hydrophilic group. It can be obtained by dispersing in a medium.
前記親水性基を有するアクリル樹脂は、例えばアニオン性基、カチオン性基、ノニオン性基等の親水性基を有するものである。 The acrylic resin having a hydrophilic group has a hydrophilic group such as an anionic group, a cationic group, or a nonionic group.
アニオン性基としては、例えばカルボキシル基、燐酸基、酸性リン酸エステル基、亜燐酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基などが挙げられ、これらを塩基性化合物で中和したものを使用することが好ましい。 Examples of the anionic group include a carboxyl group, a phosphoric acid group, an acidic phosphate ester group, a phosphorous acid group, a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, and the like, which are neutralized with a basic compound. preferable.
前記アニオン性基を中和する際に使用できる塩基性化合物としては、例えばメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、2−アミノエタノール、2−ジメチルアミノエタノール、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムハイドロオキサイドなどが挙げられる。 Examples of basic compounds that can be used for neutralizing the anionic group include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, 2-aminoethanol, 2-dimethylaminoethanol, ammonia, sodium hydroxide, Examples include potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide, and trimethylbenzylammonium hydroxide.
カチオン性基としては、例えば1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、アンモニウムハイドロオキシド基などが挙げられ、これらを酸性化合物で中和したものが好ましい。 Examples of the cationic group include a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and an ammonium hydroxide group, and those obtained by neutralizing these with an acidic compound are preferable.
酸性化合物としては、例えば蟻酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、リン酸モノメチルエステル、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、塩酸、硫酸、硝酸等が挙げられる。 Examples of the acidic compound include formic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid, phosphoric acid monomethyl ester, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid.
ノニオン性基としては、例えばポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレンなどのポリエーテル鎖を有するものが挙げられる。 Examples of nonionic groups include those having a polyether chain such as polyoxyethylene and polyoxypropylene.
親水性基を有するアクリル樹脂は、例えば親水性基を有するアクリル系単量体を重合することにより製造することができる。 The acrylic resin having a hydrophilic group can be produced, for example, by polymerizing an acrylic monomer having a hydrophilic group.
親水性基を有するアクリル系単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、2−カルボキシエチル(メタ)アクリレートなどの各種のカルボキシル基含有アクリル単量体やそれらのアルカリ金属塩等、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミドなどの各種の3級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの各種の3級アミノ基含有(メタ)アクリル酸エステルやそれらの四級化物等挙げられ、これらのなかでも、(メタ)アクリル酸もしくはジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートが、好ましい。これらを単独又は2種以上併用することができる。 Examples of the acrylic monomer having a hydrophilic group include various carboxyl group-containing acrylic monomers such as (meth) acrylic acid and 2-carboxyethyl (meth) acrylate, alkali metal salts thereof, and the like. -Various tertiary amino group-containing (meth) acrylamides such as dimethyl (meth) acrylamide, various tertiary amino group-containing (meth) acrylic esters such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, and quaternized products thereof Of these, (meth) acrylic acid or dimethylaminoethyl (meth) acrylate is preferable. These can be used alone or in combination of two or more.
前記単量体を使用して、親水性基を有するアクリル樹脂を調製する方法としては、公知慣用の種々の重合方法が挙げられるが、その中でも有機溶剤を使用した溶液ラジカル重合法が最も簡便である。この際使用される有機溶剤としては、例えばn−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂肪族又は脂環族炭化水素;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸n−アミル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエステル類;メタノール、エタノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn−アミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル類;N−メチルピロリドン、ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド、エチレンカーボネートなどが挙げられる。これらを単独又は2種以上併用することができる。 Examples of the method for preparing an acrylic resin having a hydrophilic group using the monomer include various known and conventional polymerization methods. Among them, the solution radical polymerization method using an organic solvent is the simplest. is there. Examples of the organic solvent used here include aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane and cyclopentane; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and ethylbenzene; Esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, n-amyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate; methanol, ethanol, iso-propanol, n-butanol, iso- Butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol mono-n Alcohols such as propyl ether and diethylene glycol monobutyl ether; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-amyl ketone and cyclohexanone; dimethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Examples include ethers such as dibutyl ether; N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, ethylene carbonate, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
また、前記した溶液ラジカル重合法において使用するラジカル重合開始剤としては、公知慣用の種々の化合物を使用することができるが、それらのうちでも特に代表的なもののみを例示すれば、2,2’―アゾビス(イソブチル二トリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)などの各種のアゾ化合物類;tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートなどの各種の過酸化物などがある。 In addition, as the radical polymerization initiator used in the solution radical polymerization method, various known and commonly used compounds can be used. Of these, only typical ones are illustrated as examples. Various azo compounds such as' -azobis (isobutylnitryl), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile); tert-butyl peroxypivalate, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl There are various peroxides such as peroxy-2-ethylhexanoate.
前記した親水基を有するアクリル系単量体の他に、必要に応じ、それらと共重合可能なアクリル系単量体を併用することもできる。前記アクリル系単量体と共重合可能なアクリル系単量体として特に代表的なものを例示すれば、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、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸のアルキルエステル類が挙げられる。 In addition to the acrylic monomer having a hydrophilic group as described above, an acrylic monomer copolymerizable with them can be used in combination as required. Examples of typical acrylic monomers copolymerizable with the acrylic monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meta ) Alkyl esters of (meth) acrylic acid such as acrylate.
上に掲げたような、単量体類、重合開始剤類および有機溶剤類を使用して、公知慣用の溶液ラジカル重合法を適用することによって、目的とする、親水性基含有アクリル樹脂を調製することができる。 Preparation of the desired hydrophilic group-containing acrylic resin by applying a well-known and usual solution radical polymerization method using monomers, polymerization initiators and organic solvents as listed above can do.
得られた親水性基含有アクリル樹脂を水性媒体中に分散させる方法としては、公知慣用の方法が挙げられるが、なかでも、転相乳化法で分散させることが好ましい。 Examples of a method for dispersing the obtained hydrophilic group-containing acrylic resin in an aqueous medium include known and commonly used methods. Among them, it is preferable to disperse by a phase inversion emulsification method.
転相乳化法は、前記アクリル樹脂の有する親水性基を必要に応じて、塩基性化合物もしくは酸性化合物で中和せしめた後、水性媒体中に分散させる方法である。 The phase inversion emulsification method is a method in which the hydrophilic group of the acrylic resin is neutralized with a basic compound or an acidic compound, if necessary, and then dispersed in an aqueous medium.
前記アクリル樹脂の有する親水性基がカチオン性基である場合、前記アクリル樹脂を有機溶剤に溶解させた後、前記酸性化合物で中和し、次いで水を添加する方法が好ましい。 In the case where the hydrophilic group of the acrylic resin is a cationic group, a method of dissolving the acrylic resin in an organic solvent, neutralizing with the acidic compound, and then adding water is preferable.
前記アクリル樹脂の有する親水性基がアニオン性基である場合、前記アクリル樹脂を有機溶剤に溶解させた後、前記塩基性化合物で中和し、次いで水を添加する方法が好ましい。 When the hydrophilic group of the acrylic resin is an anionic group, it is preferable to dissolve the acrylic resin in an organic solvent, neutralize with the basic compound, and then add water.
転相乳化法の際には、必要に応じて乳化剤を本発明の目的を達成する範囲内で使用することができる。 In the phase inversion emulsification method, an emulsifier can be used as necessary within the range of achieving the object of the present invention.
乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体などのノニオン系乳化剤、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキ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フェニルエーテル硫酸エステル塩などのアニオン系乳化剤、4級アンモニウム塩等のカチオン系乳化剤などが挙げられる。 Examples of the emulsifier include nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer, alkyl sulfate ester salt, alkylbenzene sulfonate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate. Anionic emulsifiers such as ester salts and polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate esters, and cationic emulsifiers such as quaternary ammonium salts.
水性媒体としては、水および有機溶剤を含有した水が挙げられる。 Examples of the aqueous medium include water and water containing an organic solvent.
有機溶剤としては、溶液ラジカル重合法に使用できる有機溶剤として列記したものをそのまま使用することができるが、特にエステル類、ケトン類、エーテル類が好ましい。水性媒体に含まれる有機溶剤は単独又は2種類以上であっても良く、その使用割合は水性媒体中1重量%以上40重量%以下であることが好ましく、1重量%以上20重量%以下であることがより好ましく、1重量%以上10重量%以下であることが更に好ましい。 As the organic solvent, those listed as organic solvents that can be used in the solution radical polymerization method can be used as they are, and esters, ketones, and ethers are particularly preferable. The organic solvent contained in the aqueous medium may be used alone or in combination of two or more, and the use ratio is preferably 1% by weight or more and 40% by weight or less in the aqueous medium, and is 1% by weight or more and 20% by weight or less. More preferably, the content is 1% by weight or more and 10% by weight or less.
かくして得られるアクリル樹脂水分散液は、アクリル樹脂固形分が1〜20重量%であるものが好ましい。 The acrylic resin aqueous dispersion thus obtained preferably has an acrylic resin solid content of 1 to 20% by weight.
本発明で使用するアクリル樹脂水分散液(D)のアクリル樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が350,000以上、好ましくは400,000以上であることが、乾燥性、遮蔽性の観点から必要である。 The acrylic resin of the acrylic resin aqueous dispersion (D) used in the present invention has a polystyrene equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography of 350,000 or more, preferably 400,000 or more. From the viewpoint of safety and shielding properties.
かかるアクリル樹脂水分散液(D)のアクリル樹脂は、高分子量であるためテトラヒドロフラン(以下THFと略称する)等の有機溶剤には溶解しない場合が多々ある。このようなTHF等有機溶剤不溶物の大部分は検出限界以上の超高分子量成分であり、少なくとも重量平均分子量で500,000以上の分子量を有していることから、THF等有機溶剤不溶物を検出限界以上の超高分子量成分と見なしても事実上支障ない。本明細書における分子量成分の量の計算も、そのような取扱いで行っている。 Since the acrylic resin of the acrylic resin aqueous dispersion (D) has a high molecular weight, it often does not dissolve in an organic solvent such as tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF). Most of such organic solvent insolubles such as THF are ultra high molecular weight components exceeding the detection limit and have a molecular weight of at least 500,000 in weight average molecular weight. Even if it is regarded as an ultra-high molecular weight component exceeding the detection limit, there is virtually no problem. Calculation of the amount of the molecular weight component in the present specification is also performed in such a manner.
またポリスチレン換算分子量とは、一般のゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析装置を用いて、下記の条件で測定されるものである。
カラム温度 : 40℃
溶 媒 : THF
流 速 : 1.0ml/分
検出器 : RI(示差屈折率検出器)
The polystyrene-reduced molecular weight is measured under the following conditions using a general gel permeation chromatography analyzer.
Column temperature: 40 ° C
Solvent: THF
Flow velocity: 1.0 ml / min Detector: RI (differential refractive index detector)
この分子量条件を満たすアクリル樹脂水分散液(D)を得るには、重合中の系内に存在するビニル系単量体に対し重合開始剤由来のラジカル発生数を低くする方法がある。
この観点より、1)重合開始剤の使用量を低減させる方法、2)低温で重合する方法、具体的には(2a)乳化剤等の分散剤でアクリル樹脂を水性媒体中に分散した場合は50℃以下の重合温度で所謂レドックス開始剤を用いて重合する、(2b)親水性基を有するアクリル樹脂が水性媒体中に分散した場合は、80℃以下の重合温度で重合する、3)重合時間を延長する方法等の何れか、又はこれらの方法の組み合わせが有効である。
In order to obtain the acrylic resin aqueous dispersion (D) satisfying this molecular weight condition, there is a method of reducing the number of radicals derived from the polymerization initiator relative to the vinyl monomer present in the polymerization system.
From this point of view, 1) a method for reducing the amount of polymerization initiator used, 2) a method for polymerization at low temperature, specifically (2a) 50% when an acrylic resin is dispersed in an aqueous medium with a dispersant such as an emulsifier. (2b) When an acrylic resin having a hydrophilic group is dispersed in an aqueous medium, polymerization is performed at a polymerization temperature of 80 ° C. or less. 3) Polymerization time Any of the methods for extending the length, or a combination of these methods is effective.
また、この分子量条件を満たすアクリル樹脂水分散液(D)を得るには、架橋構造を付与する方法が効果的である。ここでいう架橋構造とは、アクリル樹脂の主鎖間を化学的結合によって結合することで、化学的に安定な網目状の構造をいう。 Moreover, in order to obtain the acrylic resin aqueous dispersion (D) satisfying this molecular weight condition, a method of imparting a crosslinked structure is effective. The cross-linked structure here refers to a network structure that is chemically stable by bonding the main chains of the acrylic resin by chemical bonds.
前記分子量条件を満たすアクリル樹脂水分散液(D)を得るには、前記のラジカル発生数を低くする方法と架橋構造を付与する方法とを組み合わせることが本発明の水性プライマー組成物の乾燥性、遮蔽性の観点から好ましい。 In order to obtain the acrylic resin aqueous dispersion (D) satisfying the molecular weight condition, the drying property of the aqueous primer composition of the present invention can be obtained by combining the method for reducing the number of radical generation and the method for imparting a crosslinked structure, It is preferable from the viewpoint of shielding properties.
架橋構造を付与する方法としては、1分子中に複数の重合性不飽和結合基を有する単量体を共重合する方法、重合性不飽和結合基を有するシランカップリング剤を共重合する方法等が挙げられる。 As a method for imparting a crosslinked structure, a method of copolymerizing a monomer having a plurality of polymerizable unsaturated bond groups in one molecule, a method of copolymerizing a silane coupling agent having a polymerizable unsaturated bond group, etc. Is mentioned.
1分子中に複数の重合性不飽和結合基を有する単量体を共重合する方法の場合、または重合性不飽和結合基を有するシランカップリング剤を共重合する方法の場合、これらの単量体又はシランカップリング剤は、本発明の水性プライマー組成物の乾燥性、遮蔽性の観点から重合性不飽和基含有単量体100重量部当たり0.05〜10重量部であることが好ましい。 In the case of a method of copolymerizing a monomer having a plurality of polymerizable unsaturated bond groups in one molecule or a method of copolymerizing a silane coupling agent having a polymerizable unsaturated bond group, these monomers The body or the silane coupling agent is preferably 0.05 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the polymerizable unsaturated group-containing monomer from the viewpoints of drying and shielding properties of the aqueous primer composition of the present invention.
また、1分子中に複数の重合性不飽和結合基を有する単量体の中でも、隣接する重合性不飽和結合基間の分子鎖が特定の分子量を有するものであると、遮蔽性を落とすことなく乾燥性を向上させることができるので好ましい。具体的には重合性不飽和結合基間の分子鎖の分子量が100以上のものが好ましく、さらには100〜700のものが特に好ましい。 Further, among the monomers having a plurality of polymerizable unsaturated bond groups in one molecule, the shielding property is lowered when the molecular chain between adjacent polymerizable unsaturated bond groups has a specific molecular weight. This is preferable because the drying property can be improved. Specifically, the molecular weight of the molecular chain between the polymerizable unsaturated bonding groups is preferably 100 or more, more preferably 100 to 700.
1分子中に複数の重合性不飽和結合基を有する単量体としては、ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、アリルアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート(エチレングリコール骨格数4以上)、ポリプロピレングリコールジメタクリレート(プロピレングリコール骨格数1以上)、 As monomers having a plurality of polymerizable unsaturated bond groups in one molecule, diallyl phthalate, divinylbenzene, allyl acrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, Polyethylene glycol dimethacrylate (ethylene glycol skeleton number 4 or more), polypropylene glycol dimethacrylate (propylene glycol skeleton number 1 or more),
ネオペンチルグリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、3−メチル1,5−ペンタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジメタクリレート、1,10−デカンジオールジメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタアクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジメタクリロキシプロパン、2,2−ビス,4−(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン(エトキシ骨格数2以上)、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールジメタクリレート、 Neopentyl glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 3-methyl 1,5-pentanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, 1,9-nonane Diol dimethacrylate, 2-methyl-1,8-octanediol dimethacrylate, 1,10-decanediol dimethacrylate, tricyclodecane dimethanol dimethacrylate, 2-hydroxy-1,3-dimethacryloxypropane, 2, 2-bis, 4- (methacryloxypolyethoxy) phenyl) propane (ethoxy skeleton number 2 or more), 2,4-diethyl-1,5-pentanediol dimethacrylate,
1,4−シクロヘキサンジメタノールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレングリコール数1以上)、ポリプロピレングリコールジアクリレート(プロピレングリコール数1以上)、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、2−メチルー1,8−オクタンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、2−ヒドロキシ1−アクリロキシー3−メタクリロキシプロパン、2,2−ビス(4−アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン(エトキシ数1以上)、2,2−水添ビス(4−(アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン(エトキシ数1以上)、 1,4-cyclohexanedimethanol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate (ethylene glycol number 1 or more), polypropylene glycol diacrylate (propylene glycol number 1 or more), neopentyl glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1 , 9-nonanediol diacrylate, 3-methyl-1,5-pentanediol diacrylate, 2-methyl-1,8-octanediol diacrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate, 2-hydroxy 1-acryloxy-3- Methacryloxypropane, 2,2-bis (4-acryloxypolyethoxy) phenyl) propane (ethoxy number 1 or more), 2,2-hydrogenated bis (4- (acryloxypolyethoxy) phenyl) propane One or more ethoxy number),
2,2−ビス(4−(アクリロキシポリプロポキシ)フェニル)プロパン(プロポキシ数1以上)、2,4−ジエチルー1,5−ペンタンジオールジアクリレート等が挙げられる。重合性不飽和結合基を有する単量体を2種以上併用することも可能である。 Examples include 2,2-bis (4- (acryloxypolypropoxy) phenyl) propane (propoxy number 1 or more), 2,4-diethyl-1,5-pentanediol diacrylate, and the like. Two or more monomers having a polymerizable unsaturated bond group can be used in combination.
重合性不飽和結合基を有するシランカップリング剤としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等の不飽和結合含有シラン化合物が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having a polymerizable unsaturated bond group include unsaturated bond-containing silane compounds such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and γ-methacryloxypropyltriethoxysilane.
また、1分子中に複数の重合性不飽和結合基を有する単量体と重合性不飽和結合基を有するシランカップリング剤を併用してもよい。 Further, a monomer having a plurality of polymerizable unsaturated bond groups in one molecule and a silane coupling agent having a polymerizable unsaturated bond group may be used in combination.
本発明で使用するアクリル樹脂水分散液(D)のアクリル樹脂は、乾燥性、遮蔽性の観点から、ガラス転移温度が15〜130℃であることが必要であり、25〜100℃であることが好ましい。 The acrylic resin of the acrylic resin aqueous dispersion (D) used in the present invention is required to have a glass transition temperature of 15 to 130 ° C. and 25 to 100 ° C. from the viewpoints of drying properties and shielding properties. Is preferred.
本発明でいうアクリル樹脂水分散液(D)のアクリル樹脂のガラス転移温度(以下Tgという)は、示差走査型熱量計(以下DSCという)により測定した数値に基づくものである。 The glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) of the acrylic resin in the acrylic resin aqueous dispersion (D) referred to in the present invention is based on a numerical value measured by a differential scanning calorimeter (hereinafter referred to as DSC).
さらに、本発明で使用するアクリル樹脂水分散液(D)のアクリル樹脂は、前記のアクリル系単量体を用いることができるが、そのなかでイソシアネート基と反応する活性水素基を含有する単量体を用いることができる。イソシアネート基と反応する活性水素含有基としては、公知慣用の各種のものが挙げられ、その代表的なものとしては、水酸基、カルボキシル基、燐酸基、亜燐酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、メルカプト基、シラノール基、活性メチレン基、カーバメート基、ウレイド基、カルボン酸アミド基、スルホン酸アミド基等が挙げられる。そして、これらの中で、導入のし易さの点で、水酸基、アミノ基、カルボキシル基および活性メチレン基が好ましく、特に好ましいものは水酸基である。そして、こうした各種の活性水素含有基は、それぞれが単独で導入されていてもよいし、2種類以上が導入されていてもよい。 Furthermore, the acrylic resin of the acrylic resin aqueous dispersion (D) used in the present invention can use the above-mentioned acrylic monomers, and among them, a single amount containing an active hydrogen group that reacts with an isocyanate group. The body can be used. Examples of the active hydrogen-containing group that reacts with the isocyanate group include various known and commonly used groups, and representative examples thereof include a hydroxyl group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a phosphorous acid group, a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, Examples include a mercapto group, a silanol group, an active methylene group, a carbamate group, a ureido group, a carboxylic acid amide group, and a sulfonic acid amide group. Of these, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group and an active methylene group are preferred from the viewpoint of ease of introduction, and a hydroxyl group is particularly preferred. And these various active hydrogen containing groups may each be introduce | transduced independently, and 2 or more types may be introduce | transduced.
水酸基を有するアクリル単量体としては、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、3−ヒドキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(2−ヒドロキシメチル)アクリレート、エチル(2−ヒドロキシメチル)アクリレート、ブチル(2−ヒドロキシメチル)アクリレート、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、フタル酸モノ(2−ヒドロキシプロピル)−モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシ〕エチルエステル、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、の如き水酸基を含有する(メタ)アクリル酸エステル類; As an acrylic monomer having a hydroxyl group, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxy Butyl (meth) acrylate, methyl (2-hydroxymethyl) acrylate, ethyl (2-hydroxymethyl) acrylate, butyl (2-hydroxymethyl) acrylate, (4-hydroxymethylcyclohexyl) methyl (meth) acrylate, glycerol mono (meta) ), Hydroxyl groups such as acrylate, phthalic acid mono (2-hydroxypropyl) -mono [2- (meth) acryloyloxy] ethyl ester, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate (meta) Acrylic acid esters;
ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレートの如き水酸基を含有するポリオキシアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリレート類が挙げられる。
これらの単量体を1種又は2種以上併用することができる。
Examples thereof include mono (meth) acrylates of polyoxyalkylene glycol containing a hydroxyl group such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, and polybutylene glycol mono (meth) acrylate.
These monomers can be used alone or in combination of two or more.
アクリル樹脂水分散液(D)のアクリル樹脂の水酸基価(mgKOH/g)は、本発明の水性プライマー組成物の乾燥性、遮蔽性の観点から、0〜60であることが好ましく、さらに0〜35であることがより好ましい。 The hydroxyl value (mgKOH / g) of the acrylic resin in the acrylic resin aqueous dispersion (D) is preferably from 0 to 60, more preferably from 0 to 60, from the viewpoints of drying property and shielding property of the aqueous primer composition of the present invention. More preferably, it is 35.
アクリル樹脂水分散液(D)のアクリル樹脂は、必要に応じて、シリコン樹脂、フッソ樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂で変性したものでもよいし、もしくはこれらの樹脂をブレンドすることも可能である。 The acrylic resin in the acrylic resin aqueous dispersion (D) may be modified with a resin such as a silicon resin, a fluorine resin, a urethane resin, or an epoxy resin, if necessary, or these resins may be blended. It is.
アクリル樹脂水分散液(D)は必要に応じて、顔料、充填剤、骨材、分散剤、湿潤剤、増粘剤及び/又はレオロジーコントロール剤、消泡剤、防腐剤、凍結防止剤、防バイ剤、pH調整剤、防錆剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を配合することも可能である。 Acrylic resin aqueous dispersion (D) may be used as necessary in pigments, fillers, aggregates, dispersants, wetting agents, thickeners and / or rheology control agents, antifoaming agents, antiseptics, antifreezing agents, It is also possible to add a binder, a pH adjuster, a rust inhibitor, an ultraviolet absorber, an antioxidant and the like.
水分散ポリイソシアネート(A)と水(B)とセメント(C)とを任意の割合で混合し、攪拌することにより、凹部に溜まったプライマーの乾燥性に優れ、ウレタン樹脂の被覆樹脂層の発泡を抑制し、さらに無機質基材への接着性、被覆樹脂層のフクレ防止効果に優れた本発明の水性プライマー組成物を得ることができる。 Water-dispersed polyisocyanate (A), water (B), and cement (C) are mixed in any proportion and stirred to provide excellent drying of the primer accumulated in the recess and foaming of the urethane resin coating resin layer It is possible to obtain the aqueous primer composition of the present invention that is excellent in adhesion to an inorganic substrate and excellent in the effect of preventing swelling of the coating resin layer.
前記水性プライマーに対し、さらにアクリル樹脂水分散液(D)を任意の割合で加えることにより、被覆樹脂層のフクレ防止効果をより向上させることができる。 By further adding the acrylic resin aqueous dispersion (D) at an arbitrary ratio to the aqueous primer, the effect of preventing the swelling of the coating resin layer can be further improved.
水分散ポリイソシアネート(A)とアクリル樹脂水分散液(D)の重量比率は、固形分換算で、水分散ポリイソシアネート(A)/アクリル樹脂水分散液(D)が100:0〜15:85であることが好ましい。さらに、無機基材への接着性、乾燥性、被覆樹脂層のフクレ防止効果の観点から、(A):(D)=100:0〜50:50であることがより好ましく、(A):(D)=100:0〜55:45であることがさらに好ましい。 The weight ratio of the water-dispersed polyisocyanate (A) and the acrylic resin water dispersion (D) is 100: 0 to 15:85 in terms of solid content, where the water-dispersed polyisocyanate (A) / acrylic resin water dispersion (D) is 100: 0 to 15:85. It is preferable that Furthermore, from the viewpoint of adhesiveness to an inorganic base material, drying property, and the effect of preventing swelling of the coating resin layer, (A) :( D) = 100: 0 to 50:50 is more preferable, and (A): (D) = 100: 0 to 55:45 is more preferable.
水分散性ポリイソシアネート(A)と水(B)とセメント(C)、およびアクリル樹脂水分散液(D)の混合方法に特に制約は無く、任意の方法および順番で混合可能である。 There are no particular restrictions on the method of mixing the water-dispersible polyisocyanate (A), water (B), cement (C), and acrylic resin aqueous dispersion (D), and they can be mixed in any method and order.
水分散ポリイソシアネート(A)と水(B)とセメント(C)、およびアクリル樹脂水分散液(D)の混合方法については、攪拌棒などの手攪拌、ハンドミキサー等の公知慣用の攪拌方法を用いることができる。 About the mixing method of water-dispersed polyisocyanate (A), water (B), cement (C), and acrylic resin water dispersion (D), well-known and usual stirring methods, such as a hand stirring with a stirring rod, a hand mixer, etc. Can be used.
本発明の水性プライマー組成物を用いる下地処理方法は、水性プライマー組成物を土木建築物の無機質基材にスプレー、ハケ等の手段で塗布し、土木建築物の無機質基材表面を処理する方法である。 The ground treatment method using the aqueous primer composition of the present invention is a method of treating the inorganic base material surface of a civil engineering building by applying the aqueous primer composition to the inorganic base material of the civil engineering building by means of spraying, brushing or the like. is there.
下地処理に使用する水性プライマー組成物の塗布量は、下地を構成する無機基材の種類により異なるが、コンクリート、モルタル等の多孔質なものには、1m2あたり0.1〜1.0kg用いられる。さらに、無機質基材への接着性、乾燥性、被覆樹脂層のフクレ防止効果の観点から、水性プライマー組成物を固形分換算で1m2あたり7〜45gを無機質基材に塗布することが好ましい。 The coating amount of the aqueous primer composition used for the base treatment varies depending on the type of inorganic base material constituting the base, but 0.1 to 1.0 kg per 1 m 2 is used for porous materials such as concrete and mortar. It is done. Furthermore, it is preferable to apply 7 to 45 g of the aqueous primer composition per 1 m 2 in terms of solid content to the inorganic base material from the viewpoints of adhesion to the inorganic base material, drying properties, and the effect of preventing the bulging of the coating resin layer.
本発明の積層構造体は、無機質基材層、前記の水性プライマー組成物からなる樹脂層、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂又は重合性不飽和樹脂のいずれかの樹脂からなる被覆樹脂層の少なくとも3つの層から構成されてなる積層構造体である。 The laminated structure of the present invention includes at least three layers of an inorganic base material layer, a resin layer made of the above aqueous primer composition, and a coating resin layer made of any one of an epoxy resin, a urethane resin, and a polymerizable unsaturated resin. It is the laminated structure comprised from these.
かかるエポキシ樹脂は、市販品の例として、ケミクリートE(汎用エポキシ樹脂:ABC商会製)が挙げられる。 An example of such a commercially available epoxy resin is Chemicrete E (general-purpose epoxy resin: manufactured by ABC Shokai).
前記ウレタン樹脂は、市販品として、プライアデックHF−3500[天然油および/またはその誘導体、およびポリイソシアネート化合物からなる硬質ウレタン樹脂:大日本インキ化学工業(株)製]、プライアデックPF−570/E−570[TDIを付加させたプレポリマーと活性水素化合物(PPGまたは/及び4,4’−ジアミノ−3,3’−ジクロロジフェニルメタン(MBOCA))の反応を利用した汎用ウレタン樹脂:大日本インキ化学工業(株)製]が挙げられる。 The urethane resin is a commercially available product, Priadec HF-3500 [Hard urethane resin comprising natural oil and / or its derivative, and polyisocyanate compound: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.], Priadec PF-570 / General-purpose urethane resin using reaction of E-570 [prepolymer added with TDI and active hydrogen compound (PPG or / and 4,4′-diamino-3,3′-dichlorodiphenylmethane (MBOCA)): Dainippon Ink Chemical Industry Co., Ltd.].
前記重合性不飽和樹脂としては、例えばウレタン(メタ)アクリレート樹脂、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、ポリエステル(メタ)アクリレート樹脂から選択される重合性樹脂及び/またはα,β−不飽和二塩基酸を含む二塩基酸類と多価アルコール類との縮合反応で得られる不飽和ポリエステル樹脂、及びラジカル重合性不飽和基含有単量体を必須成分として得られるものが挙げられる。これらの市販品としては、ディオバーHTP−563[重合性樹脂:大日本インキ化学工業(株)]や、ポリライトFR−200[不飽和ポリエステル樹脂:大日本インキ化学工業(株)製]が挙げられる。 Examples of the polymerizable unsaturated resin include a polymerizable resin selected from urethane (meth) acrylate resin, epoxy (meth) acrylate resin, and polyester (meth) acrylate resin and / or α, β-unsaturated dibasic acid. Examples thereof include unsaturated polyester resins obtained by condensation reaction of dibasic acids and polyhydric alcohols, and those obtained by using radically polymerizable unsaturated group-containing monomers as essential components. Examples of these commercially available products include Diover HTP-563 [polymerizable resin: Dainippon Ink & Chemicals, Inc.] and Polylite FR-200 [Unsaturated polyester resin: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.]. .
また前記無機質基材としては、コンクリート、モルタルなどの建築、土木等に一般的に用いられているセメントのものが挙げられる。特に本発明の水性プライマー組成物は、乾燥性に優れるため、現場施工用途に適しており、無機質基材として躯体のコンクリート等が好ましく適用される。 Examples of the inorganic base material include cement, which is generally used in construction such as concrete and mortar, civil engineering, and the like. In particular, since the aqueous primer composition of the present invention is excellent in drying properties, it is suitable for on-site construction use, and a concrete of a casing is preferably applied as an inorganic base material.
以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また本文中「部」とあるのは、重量部を示すものである。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples. In the text, “parts” indicates parts by weight.
参考例1〔活性水素基含有ビニル重合体(q−1)の調製〕
攪拌機、温度計、冷却管、窒素導入管を装備した、4つ口のフラスコにジエチレングリコールジエチルエーテル(以下EDEという)429部を仕込み、窒素気流下に110℃に昇温した後、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(1分子当たりオキシエチレン単位を平均9個含有、以下「MPEGMA−1」という)500部、メチルメタクリレート(以下、MMAという)300部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下、2−HEMAという) 50部、シクロヘキシルメタクリレート(以下、CHMAという)150部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 45部、t−ブチルパーオキシベンゾエート 5部からなる混合液を5時間かけて滴下した。滴下後、110℃にて9時間反応せしめ、不揮発分が70%なるアクリル系重合体の溶液を得た。以下、これを活性水素基含有ビニル重合体(q−1)という。
Reference Example 1 [Preparation of active hydrogen group-containing vinyl polymer (q-1)]
429 parts of diethylene glycol diethyl ether (hereinafter referred to as EDE) was charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, cooling pipe, and nitrogen introduction pipe, heated to 110 ° C. in a nitrogen stream, and then methoxypolyethylene glycol methacrylate 500 parts (containing 9 average oxyethylene units per molecule, hereinafter referred to as “MPEGMA-1”), 300 parts of methyl methacrylate (hereinafter referred to as MMA), 50 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as 2-HEMA) A mixed solution consisting of 150 parts of cyclohexyl methacrylate (hereinafter referred to as CHMA), 45 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate and 5 parts of t-butylperoxybenzoate was added dropwise over 5 hours. After the dropwise addition, the mixture was reacted at 110 ° C. for 9 hours to obtain an acrylic polymer solution having a nonvolatile content of 70%. Hereinafter, this is referred to as an active hydrogen group-containing vinyl polymer (q-1).
参考例2〔水分散性ポリイソシアネート(a−1)の調製〕
参考例1と同様の反応器に、バーノックDN−980S[HDI系イソシアヌレート型疎水性ポリイソシアネート イソシアネート基含有率(以下NCO基含有率という)、21%、平均NCO官能基数が約3.6、不揮発分 100% 大日本インキ化学工業(株)製]200部と活性水素基含有ビニル重合体(q−1) 100部を仕込み、窒素気流下に90℃に昇温した後、同温度で6時間攪拌下に反応を行って、不揮発分が90%、NCO基含有率が13%なる水分散性ポリイソシアネート組成物を得た。以下、これをポリイソシアネート組成物(a−1)という。
Reference Example 2 [Preparation of water-dispersible polyisocyanate (a-1)]
In the same reactor as in Reference Example 1, Bernock DN-980S [HDI-based isocyanurate-type hydrophobic polyisocyanate isocyanate group content (hereinafter referred to as NCO group content), 21%, average NCO functional group number of about 3.6, Non-volatile content 100% Dainippon Ink & Chemicals, Inc.] 200 parts and active hydrogen group-containing vinyl polymer (q-1) 100 parts were charged, heated to 90 ° C. under a nitrogen stream, and then heated to 6 at the same temperature. The reaction was carried out with stirring for a time to obtain a water-dispersible polyisocyanate composition having a non-volatile content of 90% and an NCO group content of 13%. Hereinafter, this is called a polyisocyanate composition (a-1).
参考例3〔アクリル樹脂水分散液(d−1)の調製〕
参考例1と同様の反応器に、脱イオン交換水 400部およびニューコール707SF(日本乳化剤社製の固形分30%のアニオン系乳化剤)7部を仕込み、攪拌を開始し、80℃まで昇温した。過硫酸ナトリウムの0.35部を仕込み、反応温度を78℃〜80℃に保ちつつ、別途調製した脱イオン交換水70部、ニューコール707SF 17.5部、ブチルアクリレート(以下BAという)122.5部、MMA 217部およびメタクリル酸(以下MAAという)0.5部、メタクリロキシトリメトキシシラン(以下MTMSという)3.5部を攪拌乳化せしめた単量体混合物と、過硫酸ナトリウム 0.35部と脱イオン水 7部の混合物を、別々に3時間をかけて滴下した。同温度に保ちつつ過硫酸ナトリウム 0.35部と脱イオン水 28部の混合物を加え、さらに同温度で4時間保持した後、室温まで冷却した。25%アンモニア水を用いてpHを7.5に調整し、不揮発分が50重量%、重量平均分子量が50万以上、Tg=45℃であるアクリル樹脂水分散液(d−0)を得た。
Reference Example 3 [Preparation of Acrylic Resin Aqueous Dispersion (d-1)]
In the same reactor as in Reference Example 1, 400 parts of deionized water and 7 parts of New Coal 707SF (30% solid anionic emulsifier manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) were added, stirring was started, and the temperature was raised to 80 ° C. did. While adding 0.35 part of sodium persulfate and maintaining the reaction temperature at 78 ° C. to 80 ° C., 70 parts of deionized water prepared separately, 17.5 parts of New Coal 707SF, butyl acrylate (hereinafter referred to as BA) 122. 5 parts, 217 parts of MMA, 0.5 parts of methacrylic acid (hereinafter referred to as MAA), 3.5 parts of methacryloxytrimethoxysilane (hereinafter referred to as MTMS) with stirring and emulsification, and sodium persulfate 0.35 A mixture of 5 parts and 7 parts deionized water was added dropwise separately over 3 hours. While maintaining the same temperature, a mixture of 0.35 part of sodium persulfate and 28 parts of deionized water was added, and further kept at the same temperature for 4 hours, and then cooled to room temperature. The pH was adjusted to 7.5 using 25% aqueous ammonia, and an acrylic resin aqueous dispersion (d-0) having a nonvolatile content of 50% by weight, a weight average molecular weight of 500,000 or more, and Tg = 45 ° C. was obtained. .
参考例4〔アクリル樹脂水分散液(d−2)の調製〕
参考例1と同様の反応器に、脱イオン交換水 400部およびニューコール707SF 7部を仕込み、攪拌を開始し、80℃まで昇温した。過硫酸ナトリウム 0.70部を仕込み、反応温度を78℃〜80℃に保ちつつ、別途調製した脱イオン交換水 70部、ニューコール707SF 17.5部、BA 121.1部、MMA 218.4部およびMAA 10.5部、ラウリルメルカプタン 3.5部、を攪拌乳化せしめた単量体混合物と、過硫酸ナトリウム 0.70部と脱イオン水の7部の混合物を、別々に、3時間をかけて滴下した。同温度に保ちつつ過硫酸ナトリウム 0.70部と脱イオン水 28部の混合物を加え、さらに同温度で4時間保持した後、室温まで冷却した。25%アンモニア水を用いてpHを7.5に調整し、不揮発分が50重量%、重量平均分子量が24万、Tg=45℃であるアクリル樹脂水分散液(d−2)を得た。
Reference Example 4 [Preparation of Acrylic Resin Aqueous Dispersion (d-2)]
In the same reactor as in Reference Example 1, 400 parts of deionized exchange water and 7 parts of New Coal 707SF were charged, stirring was started, and the temperature was raised to 80 ° C. 0.70 part of sodium persulfate was charged, and 70 parts of deionized exchange water prepared separately, 17.5 parts of New Coal 707SF, 121.1 parts of BA, MMA 218.4 while maintaining the reaction temperature at 78 ° C to 80 ° C. And a monomer mixture obtained by stirring and emulsifying 10.5 parts of MAA and 3.5 parts of lauryl mercaptan, and a mixture of 0.70 parts of sodium persulfate and 7 parts of deionized water separately for 3 hours. It was dripped over. While maintaining the same temperature, a mixture of 0.70 parts of sodium persulfate and 28 parts of deionized water was added, and the mixture was further maintained at the same temperature for 4 hours, and then cooled to room temperature. The pH was adjusted to 7.5 using 25% aqueous ammonia to obtain an acrylic resin aqueous dispersion (d-2) having a nonvolatile content of 50% by weight, a weight average molecular weight of 240,000, and Tg = 45 ° C.
参考例5〔アクリル樹脂水分散液(d−3)の調製〕
参考例1と同様の反応器に、脱イオン交換水 400部およびニューコール707SF 7部を仕込み、攪拌を開始し、80℃まで昇温した。過硫酸ナトリウム 0.35部を仕込み、反応温度を78℃〜80℃に保ちつつ、別途調製した脱イオン交換水 70部、ニューコール707SF 17.5部、BA 178.5部、MMA 161.0部およびMAA 10.5部、MTMS 3.5部、を攪拌乳化せしめた単量体混合物と、過硫酸ナトリウム 0.35部と脱イオン水の7部の混合物を、別々に、3時間をかけて滴下した。同温度に保ちつつ過硫酸ナトリウム 0.35部と脱イオン水 28部の混合物を加え、さらに同温度で4時間保持した後、室温まで冷却した。25%アンモニア水を用いてpHを7.5に調整し、不揮発分が50重量%、重量平均分子量が50万以上、Tg=10℃であるアクリル樹脂水分散液(d−3)を得た。
Reference Example 5 [Preparation of Acrylic Resin Aqueous Dispersion (d-3)]
In the same reactor as in Reference Example 1, 400 parts of deionized exchange water and 7 parts of New Coal 707SF were charged, stirring was started, and the temperature was raised to 80 ° C. Sodium persulfate (0.35 parts) was charged, and while maintaining the reaction temperature at 78 ° C. to 80 ° C., 70 parts of deionized water prepared separately, 17.5 parts of New Coal 707SF, 178.5 parts of BA, MMA 161.0 And a monomer mixture obtained by stirring and emulsifying 10.5 parts of MAA and 3.5 parts of MTMS, and a mixture of 0.35 part of sodium persulfate and 7 parts of deionized water separately over 3 hours. And dripped. While maintaining the same temperature, a mixture of 0.35 part of sodium persulfate and 28 parts of deionized water was added, and further kept at the same temperature for 4 hours, and then cooled to room temperature. The pH was adjusted to 7.5 using 25% aqueous ammonia to obtain an acrylic resin aqueous dispersion (d-3) having a nonvolatile content of 50% by weight, a weight average molecular weight of 500,000 or more, and Tg = 10 ° C. .
実施例1〜5及び比較例1〜5
参考例で得られた水分散性ポリイソシアネートとアクリル樹脂水分散液、および水、セメントを混合してプライマー組成物を得た。このプライマー組成物を用いて積層構造体を作製し、この積層構造体について、接着性および耐フクレ性試験を行った。
基材層 ;舗道用コンクリート平板(厚さ60×300×300mm)。
被覆樹脂層;上記コンクリート平板に前記プライマー組成物を塗布・乾燥した後、補強用のディッククロス[ガラスクロス:大日本インキ化学工業(株)製]を敷き、被覆樹脂層としてプライアデックHF−3500[硬質ウレタン樹脂:大日本インキ化学工業(株)製]を通常処方で厚さ2mmに塗布し、温度23℃湿度50%条件下7日間養生した。
Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5
The primer composition was obtained by mixing the water-dispersible polyisocyanate obtained in Reference Example, an acrylic resin aqueous dispersion, water, and cement. A laminated structure was produced using this primer composition, and the adhesion and swelling resistance tests were performed on this laminated structure.
Base material layer: concrete plate for pavement (thickness 60 × 300 × 300 mm).
Coating resin layer: After applying and drying the primer composition on the above concrete flat plate, a reinforcing dick cloth [Glass cloth: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.] is laid, and Priadec HF-3500 is used as a coating resin layer. [Rigid urethane resin: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.] was applied to a thickness of 2 mm according to a normal formulation and cured for 7 days under conditions of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%.
<可使時間評価方法>
プライマー調製後から、プライマーがゲル化し始めるまでの時間を測定した。
○:30分を越える場合
△:20分〜30分の場合
×:20分に満たない場合
<Evaluation method for pot life>
The time from when the primer was prepared until the primer started to gel was measured.
○: When it exceeds 30 minutes Δ: When it is 20 minutes to 30 minutes ×: When it is less than 20 minutes
<凹部乾燥性評価方法>
コンクリート舗道板に深さ1mmの凹部を設け、プライマー塗布時に凹部の上辺までプライマーを満たして、その部分のタックフリーまでの時間を測定した。
なお、タックフリーとは、粘着感のなさをいい、タックフリーまでの時間は、プライマーを塗布してから、塗布プライマー面に触れても指先に付着しなくなるまでに要した時間を計測することにより、得た。
○:4時間以下の場合
×:4時間を越える場合
<Recess drying evaluation method>
A concrete pavement board was provided with a 1 mm deep recess, the primer was filled up to the upper side of the recess when the primer was applied, and the time until tack free of that portion was measured.
Tack-free refers to the absence of tackiness, and the time until tack-free is measured by measuring the time it takes from applying the primer until it no longer adheres to the fingertips even after touching the applied primer surface. ,Obtained.
○: Less than 4 hours ×: More than 4 hours
<被覆樹脂層の発泡程度評価方法>
被覆樹脂層を無機質基材より剥離し、該被覆樹脂層をカッターナイフで切断して断面をデジタルマイクロスコープ(株式会社キーエンス社製)で観察し、断面積中の発泡部分の面積の割合を計測した。
◎:0%以上で、5%未満の場合
○:5%以上で、10%未満の場合
×:10%以上の場合
<耐フクレ性試験方法>
上記の試験体を常温水に半浸漬させ、16時間静置後、60℃温水8時間と常温水16時間の温冷繰り返し試験を7サイクル実施し、被覆樹脂層表面に発生したフクレ面積の割合を算出することで評価を行った。
フクレ面積の割合が5%未満の場合を◎、5%以上20%未満の場合を○、20%以上45%未満の場合を△、45%以上60%未満の場合を△〜×、60%以上の場合を×として評価した。
<Method for evaluating foaming degree of coating resin layer>
The coating resin layer is peeled off from the inorganic substrate, the coating resin layer is cut with a cutter knife, the cross section is observed with a digital microscope (manufactured by Keyence Corporation), and the ratio of the area of the foamed portion in the cross sectional area is measured. did.
◎: 0% or more and less than 5% ○: 5% or more and less than 10% ×: 10% or more <Friction resistance test method>
The test specimen is immersed in room temperature water for a half hour, left to stand for 16 hours, and then subjected to 7 cycles of 60 ° C. warm water for 8 hours and room temperature water for 16 hours, and the ratio of the swelling area generated on the surface of the coated resin layer. Evaluation was carried out by calculating.
When the percentage of the blister area is less than 5%, ◎ when it is 5% or more and less than 20%, △ when it is 20% or more and less than 45%, Δ when it is 45% or more and less than 60%, Δ˜ ×, 60% The above case was evaluated as x.
<引張接着強度試験法>
プライマー塗布から4時間後に、被覆樹脂層を塗布して硬化形成させて得られた積層構造体を試験体とし、以下の様な単軸引張接着試験にて接着性試験を行った。
被覆樹脂層表面をあらかじめサンドペーパー等でよく磨き、40×40mmの鋼製治具をエポキシ系接着剤にて被覆樹脂層表面に接着する。接着剤が硬化した後、治具に沿ってダイヤモンドカッターにて下地基材に達するまで切り込みを入れる。鋼製治具を単軸引張試験機(株式会社モトフジ製)に取り付け、試験環境温度23℃、載荷速度1kgf/cm2/秒で破断するまで載荷を行う。
接着強度は次の式で表される。
引張接着強度(N/mm2)=接着荷重(N)/接着面積(mm2)
評価は、引張接着強度および材破状態の目視観察で行なった。
試験結果は、表−1及び表−2に記載した。
<Tensile bond strength test method>
Four hours after the primer application, a laminate structure obtained by applying a coating resin layer and curing it was used as a test body, and an adhesion test was performed by the following uniaxial tensile adhesion test.
The surface of the coating resin layer is polished well with sandpaper or the like in advance, and a 40 × 40 mm steel jig is bonded to the surface of the coating resin layer with an epoxy adhesive. After the adhesive has hardened, cut along the jig until the base material is reached with a diamond cutter. A steel jig is attached to a uniaxial tensile testing machine (manufactured by Motofuji Co., Ltd.), and loading is carried out until it breaks at a test environment temperature of 23 ° C. and a loading speed of 1 kgf / cm 2 / sec.
The adhesive strength is expressed by the following formula.
Tensile bond strength (N / mm2) = adhesive force (N) / bonded area (mm 2)
The evaluation was performed by visual observation of the tensile adhesive strength and the material breakage state.
The test results are shown in Table-1 and Table-2.
表中、成分(A)は、水分散性ポリイソシアネートであり、成分(D)は、アクリル樹脂水分散液である。以下同様である In the table, component (A) is a water-dispersible polyisocyanate, and component (D) is an acrylic resin aqueous dispersion. The same applies hereinafter
比較例1および2は、セメントが入っていないために凹部の乾燥性が悪く迅速な施工が出来ず、被覆樹脂層の発泡も発生し、また耐フクレ性にも劣る結果となった。比較例3はセメントの配合量が少ないためセメントの分散が困難で、かつ凹部の乾燥性が悪く迅速な施工が出来ず、被覆樹脂層の発泡も発生してしまう結果となった。また、比較例4はセメントの配合量が多く、5分以内でゲル化してしまい、プライマーとしては使用不可能であった。比較例5は、セメントに早強ポルトランドセメントを用いたため反応性が早く、5分以内でゲル化してしまい、プライマーとしては使用不可能であった。 In Comparative Examples 1 and 2, since the cement was not contained, the drying of the recesses was poor and the rapid construction was not possible, the foaming of the coating resin layer was generated, and the swelling resistance was inferior. In Comparative Example 3, since the amount of cement was small, it was difficult to disperse the cement, and the drying of the recesses was poor, so that rapid construction could not be performed, and foaming of the coating resin layer occurred. Further, Comparative Example 4 had a large amount of cement and gelled within 5 minutes, so that it could not be used as a primer. In Comparative Example 5, since early strong Portland cement was used as the cement, the reactivity was fast, and gelation occurred within 5 minutes, making it impossible to use as a primer.
本発明の水性プライマー組成物は、下地処理工程の低臭化かつ迅速化が図れ、無機質基材への接着性、被覆樹脂層のフクレ防止効果や乾燥性に優れるため、屋根、壁、床、道路などの各種土木建築用無機質基材の下地処理に有用であり、信頼性の高い積層構造体を提供することが可能であるため、産業上有用である。
The water-based primer composition of the present invention can reduce the bromide and speed of the base treatment process, and is excellent in adhesion to an inorganic base material, anti-dandruffing effect and drying property of the coating resin layer, so that the roof, wall, floor, It is useful for the ground treatment of various inorganic base materials for civil engineering and construction such as roads, and since it is possible to provide a highly reliable laminated structure, it is industrially useful.
Claims (8)
An inorganic base material layer for civil engineering buildings, a resin layer comprising the aqueous primer composition according to any one of claims 1 to 6, and an epoxy resin, a urethane resin or a polymerizable unsaturated resin on the resin layer. A laminated structure comprising at least three coating resin layers selected from the above resins.
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