JP2007246799A - Resin composition for ultraviolet shielding aqueous coating - Google Patents

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Kunihiro Inui
州弘 乾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an inexpensive resin composition for ultraviolet shielding aqueous coating, which forms a coating film having excellent weather resistance, transparency, adhesivity to a substrate, processability and various resistances in a short time. <P>SOLUTION: The resin composition for ultraviolet shielding aqueous coating comprises an aqueous dispersion (A) of a polymer which is an aqueous dispersion of a polymer obtained by multistage emulsion polymerization of a polymerizable composition containing a radically polymerizable unsaturated monomer, in which a polymerizable composition composed of a polymerizable ultraviolet stabilizer having a specific structure as an essential component is polymerized in the presence of a cycloalkyl group-containing silane coupling agent at the final stage and a metal oxide (B) having a specific surface area by a nitrogen adsorption method (BET method) of 30-160 m<SP>2</SP>/g and forms a dried film having a haze of ≤1% at 2-5 μm film thickness. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、紫外線遮断能を備えた、長期耐候性にも優れる水系コーティング用樹脂組成物に関する。   The present invention relates to an aqueous coating resin composition having an ultraviolet blocking ability and excellent long-term weather resistance.

屋外で用いられる塗膜が、紫外線への暴露によって劣化することは周知である。紫外線による劣化は250〜400nmの波長の光が原因であり、この範囲の光を防ぐ事が望まれる。包装等に用いられる材料の多くは、400nm以上の波長の可視光は透過して透明であることが必要とされている。
紫外線による塗膜劣化を防止するために、塗膜は紫外線吸収剤を含むことが一般的である。塗料に添加して紫外線を吸収する材料としては、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、サリチル酸フェニル等のような有機化合物が知られている。
しかし、有機紫外線吸収剤は、有機物であるために劣化が起り易く、塗膜からの溶出、分解などによって効力が経時的に低下する傾向が見られる。これらはしばしば黄変の原因となる。
It is well known that coatings used outdoors degrade with exposure to ultraviolet light. Deterioration due to ultraviolet rays is caused by light having a wavelength of 250 to 400 nm, and it is desirable to prevent light in this range. Many materials used for packaging and the like are required to be transparent to transmit visible light having a wavelength of 400 nm or more.
In order to prevent the coating film from being deteriorated by ultraviolet rays, the coating film generally contains an ultraviolet absorber. Organic materials such as benzophenone, benzotriazole, and phenyl salicylate are known as materials that are added to paints and absorb ultraviolet rays.
However, since the organic ultraviolet absorber is an organic substance, the organic ultraviolet absorber is likely to be deteriorated, and the efficacy tends to decrease with time due to elution and decomposition from the coating film. These often cause yellowing.

上記問題に対し、平均粒径0.1μm以下の微粒子酸化チタン、微粒子酸化亜鉛、微粒子酸化セリウムなどは同様に紫外線を選択的に吸収する性質を有し、化学的に安定であることから有機紫外線吸収剤に代わって塗料に配合することが提案されている。
しかし、可視光の透過性に優れる塗膜を形成するためには、微粒子酸化チタン、微粒子酸化亜鉛等の粉末を多量には添加できないため、紫外線の吸収が完全ではない。
また、これらの材料は、屈折率が約1.9〜2.8であり、一般的な塗膜形成性材料の屈折率との乖離が大きい為、高い機能を得る為に高濃度で使用すると、塗膜にしたときの透明性が得られないといった問題がある。
さらに、微粒子酸化チタン、微粒子酸化亜鉛等は紫外線によりラジカルを発生し塗膜のバインダーである有機樹脂を劣化させて、結果として塗膜の耐候性を悪化させてしまう問題がある。したがって有機樹脂自体にも高度な耐候性が要求される。
In response to the above problems, fine particle titanium oxide, fine particle zinc oxide, fine particle cerium oxide and the like having an average particle size of 0.1 μm or less similarly have the property of selectively absorbing ultraviolet rays and are chemically stable, so It has been proposed to blend in paints instead of absorbents.
However, in order to form a coating film having excellent visible light permeability, a large amount of powders such as fine particle titanium oxide and fine particle zinc oxide cannot be added, so that the absorption of ultraviolet rays is not complete.
In addition, these materials have a refractive index of about 1.9 to 2.8, and have a large deviation from the refractive index of general film-forming materials, so that when used at a high concentration in order to obtain a high function. There is a problem that the transparency when formed into a coating film cannot be obtained.
Furthermore, fine particle titanium oxide, fine particle zinc oxide and the like have a problem in that radicals are generated by ultraviolet rays to degrade the organic resin that is a binder of the coating film, and as a result, the weather resistance of the coating film is deteriorated. Therefore, the organic resin itself is required to have high weather resistance.

ところで、微粒子の可視光散乱強度は、その粒子と媒質とが有する屈折率にも依存するが、一般的に粒径が波長の1/2付近で最大となり、それよりも粒径が小さくなるとレイリーの散乱式から示される様に、粒径の6乗に比例して散乱強度は小さくなっていく。よって可視光(波長が400〜800nm)に対しては、粒径が200〜400nmの時に散乱強度が最大となり、それ以下になるにつれて散乱強度が低下(透明化)していくことになる。即ち、一次粒子径の小さな粒子を高度に分散することが透明性の確保に関しては不可欠となる。
しかし、金属酸化物の様な無機粒子を溶剤やポリマー中に分散する場合、無機粒子の表面張力は媒質の表面張力に比べて大きい為、二者間の表面張力の乖離が大きくなる程、粒子と媒質との界面における界面エネルギーも大きくなり粒子は凝集する。
また、一次粒子径の小さな無機粒子を使用するということは、同時に粒子の比表面積が増大することを意味し、結果、粒子同士の接触機会が増え、凝集傾向が強くなり、安定した分散体を得ることが更に難しくなる。
By the way, although the visible light scattering intensity of the fine particles depends on the refractive index of the particles and the medium, generally, the particle size is maximized in the vicinity of ½ of the wavelength, and if the particle size becomes smaller than that, the Rayleigh As shown by the scattering formula, the scattering intensity decreases in proportion to the sixth power of the particle diameter. Therefore, for visible light (wavelength: 400 to 800 nm), the scattering intensity is maximized when the particle diameter is 200 to 400 nm, and the scattering intensity is lowered (transparent) as the particle diameter becomes smaller. That is, it is indispensable to highly disperse particles having a small primary particle diameter in order to ensure transparency.
However, when inorganic particles such as metal oxides are dispersed in a solvent or polymer, the surface tension of the inorganic particles is larger than the surface tension of the medium. The interfacial energy at the interface between the liquid and the medium also increases and the particles aggregate.
In addition, the use of inorganic particles having a small primary particle size means that the specific surface area of the particles is increased at the same time. As a result, the opportunity for contact between particles increases, the tendency to agglomerate increases, and a stable dispersion is obtained. It becomes more difficult to obtain.

特許文献1には、10m2/g以上60m2/g以下の比表面積を有する酸化亜鉛粉末を、塗料固形分中30〜80wt%含有する紫外線吸収塗料が開示されている。特許文献1には、「透明」紫外線吸収塗料と記載される。しかし、特許文献1に開示される紫外線吸収塗料から形成される塗膜は、それ自体はヘーズ値が高く、けっして透明性に優れるものではない。特許文献1は、あまり透明性に優れない塗膜の上に透明な樹脂だけの塗料をオーバーコートすることによって、透明な塗膜が得られることを開示するものである。 Patent Document 1 discloses an ultraviolet absorbing paint containing zinc oxide powder having a specific surface area of 10 m 2 / g or more and 60 m 2 / g or less in a paint solid content of 30 to 80 wt%. Patent Document 1 describes “transparent” ultraviolet absorbing paint. However, the coating film formed from the ultraviolet absorbing paint disclosed in Patent Document 1 itself has a high haze value and is never excellent in transparency. Patent Document 1 discloses that a transparent coating film can be obtained by overcoating a coating material of only a transparent resin on a coating film that is not very excellent in transparency.

特許文献2には、一次粒子径が0.1μm以下の酸化亜鉛を単分散させた透明紫外線吸収酸化亜鉛塗料材料を用いて、ヘイズ値0.5%程度のかなり透明性に優れる塗膜を形成し得る旨記載されている。
しかし、特許文献2記載の塗料は、酸化亜鉛とポリエステル樹脂とをサンドミルで8時間混合後に超音波処理し、合計45時間かけて分散したものである。超音波分散機は分散する力が比較的弱いので、上記のように分散に長時間を要したものと推測される。このような長時間の分散は非効率的であり、工業的な生産には不適当である。
特開平1−217084公報 特開平2−169673公報
Patent Document 2 forms a coating film with a very excellent transparency having a haze value of about 0.5% using a transparent ultraviolet absorbing zinc oxide coating material in which zinc oxide having a primary particle size of 0.1 μm or less is monodispersed. It is described that it is possible.
However, the coating material described in Patent Document 2 is a mixture of zinc oxide and polyester resin mixed in a sand mill for 8 hours and then subjected to ultrasonic treatment and dispersed over a total of 45 hours. Since an ultrasonic disperser has a relatively weak dispersion force, it is estimated that a long time is required for dispersion as described above. Such long-time dispersion is inefficient and unsuitable for industrial production.
JP-A-1-217084 JP-A-2-169673

本発明の目的は、長期耐候性及び透明性に優れ、基材との密着性、加工性、各種の耐性に優れる塗膜を短時間で形成し得る安価な紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物を提供することにある。   An object of the present invention is an inexpensive UV-blocking water-based coating resin composition capable of forming a coating film excellent in long-term weather resistance and transparency, adhesion to a substrate, processability, and various resistances in a short time. Is to provide.

すなわち、本発明は、ラジカル重合性不飽和単量体を含む重合性組成物を多段乳化重合してなる重合体の水性分散体であって、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤の存在下に、一般式(1)で示される重合性紫外線安定剤を必須成分とする重合性組成物を最終段階で重合せしめた重合体の水性分散体(A)と、紫外線吸収能を有し、且つチッソ吸着法(BET法)による比表面積が30〜160m2/gである金属酸化物(B)とを含有する、膜厚2〜5μmにおいてヘイズが1%以下の乾燥膜を形成し得る、紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物に関する。 That is, the present invention is an aqueous dispersion of a polymer obtained by multi-stage emulsion polymerization of a polymerizable composition containing a radically polymerizable unsaturated monomer, in the presence of a silane coupling agent having a cycloalkyl group. An aqueous dispersion (A) of a polymer obtained by polymerizing a polymerizable composition having a polymerizable ultraviolet stabilizer represented by the general formula (1) as an essential component in the final stage, and an ultraviolet absorbing ability and nitrogen UV shielding capable of forming a dry film having a specific surface area of 30 to 160 m 2 / g by adsorption method (BET method) and having a haze of 1% or less at a film thickness of 2 to 5 μm The present invention relates to a water-based resin composition for coating.

Figure 2007246799
Figure 2007246799

(式中、R1は水素原子又はシアノ基を表し、R2、R3はそれぞれ独立して水素原子、メチル基又はエチル基を表し、R4は水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、−CO−C(R5)=CH(R6)を表し、Xはイミノ基又は酸素原子を表す。R5、R6はそれぞれ独立して水素原子、メチル基又はエチル基を表わす。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a cyano group, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. , —CO—C (R 5 ) ═CH (R 6 ), X represents an imino group or an oxygen atom, and R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.

また本発明は、重合体の水性分散体(A)がラジカル重合可能な不飽和二重結合を有する反応性乳化剤を使用して得られることを特徴とする上記の発明記載の紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物に関する。   The present invention also provides the ultraviolet blocking water-based coating according to the above invention, wherein the aqueous dispersion (A) of the polymer is obtained by using a reactive emulsifier having an unsaturated double bond capable of radical polymerization. The present invention relates to a resin composition.

さらに本発明は、一般式(1)で示される重合性紫外線安定剤を必須成分とする重合性組成物を最終段階で重合せしめる際に、下記一般式(2)で示される重合性紫外線吸収剤を併用してなることを特徴とする上記いずれかの発明記載の紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物に関する。   Furthermore, the present invention provides a polymerizable ultraviolet absorber represented by the following general formula (2) when the polymerizable composition having the polymerizable ultraviolet stabilizer represented by the general formula (1) as an essential component is polymerized in the final stage. It is related with the resin composition for ultraviolet blocking water-system coating of any one of the said invention characterized by using together.

Figure 2007246799
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(式中、R7は水素原子又はメチル基を表し、Yは炭素数1〜6のアルキレン基を表す。) (In the formula, R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)

また本発明は、シクロアルキル基がシクロヘキシル基であり、環状エーテル構造を有しないシランカップリング剤を用いることを特徴とする上記いずれかの発明記載の紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物に関する。   The present invention also relates to the ultraviolet blocking water-based coating resin composition according to any one of the above inventions, wherein a silane coupling agent having a cycloalkyl group having a cyclohexyl group and having no cyclic ether structure is used.

さらにまた、本発明は、紫外線吸収能を有し、且つ窒素吸着法(BET法)による比表面積が30〜160m2/gである金属酸化物(B)70〜95重量%と分散樹脂または分散剤30〜5重量%とを、2本ロールで混練するか、もしくは乾式粉砕装置で混練して予備分散体を得、
ラジカル重合性不飽和単量体を含む重合性組成物を多段乳化重合してなる重合体の水性分散体であって、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤の存在下に、一般式(1)で示される重合性紫外線安定剤を必須成分とする重合性組成物を最終段階で重合せしめた重合体の水性分散体(A)100重量部に対して、
前記予備分散体を、前記金属酸化物(B)が30〜200重量部となるように配合することを特徴とする紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物の製造方法に関する。
Furthermore, the present invention provides 70 to 95% by weight of a metal oxide (B) having ultraviolet absorbing ability and a specific surface area of 30 to 160 m 2 / g by a nitrogen adsorption method (BET method) and a dispersion resin or dispersion. 30 to 5% by weight of the agent is kneaded with two rolls or kneaded with a dry pulverizer to obtain a preliminary dispersion,
An aqueous dispersion of a polymer obtained by multi-stage emulsion polymerization of a polymerizable composition containing a radically polymerizable unsaturated monomer, in the presence of a silane coupling agent having a cycloalkyl group, represented by the general formula (1) 100 parts by weight of an aqueous dispersion (A) of a polymer obtained by polymerizing a polymerizable composition containing a polymerizable ultraviolet stabilizer represented by formula (1) as an essential component in the final stage,
The pre-dispersion is blended so that the metal oxide (B) is 30 to 200 parts by weight, and relates to a method for producing a resin composition for ultraviolet blocking water-based coating.

本発明によって、長期耐候性及び透明性に優れ、基材との密着性、加工性、各種の耐性に優れる塗膜を短時間で形成し得る安価な紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物を提供することができるようになった。   According to the present invention, an inexpensive UV-blocking water-based coating resin composition capable of forming a coating film excellent in long-term weather resistance and transparency, adhesion to a substrate, processability, and various resistances in a short time is provided. I was able to do that.

本発明に用いられる重合体の水性分散体(A)は、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤の存在下に一般式(1)で示される重合性紫外線安定剤を必須成分とする重合性組成物を、多段乳化重合の最終段階で重合せしめてなるものである。重合性紫外線安定剤とシクロアルキル基を有するシランカップリング剤とを重合体粒子の最外層に共存させることにより、相溶性に優れた均質なコーティング膜が得られ、耐候性、特に、長期における光沢保持性をさらに向上させることができる。
尚、本発明にいう多段乳化重合とは、乳化重合の一種であって、二つ以上の異なる重合段階からなるものである。即ち、使用する単量体、乳化剤、重合開始剤等の相違する複数の重合段階を経る重合方法である。
The polymer aqueous dispersion (A) used in the present invention has a polymerizable composition comprising, as an essential component, a polymerizable UV stabilizer represented by the general formula (1) in the presence of a silane coupling agent having a cycloalkyl group. The product is polymerized at the final stage of the multistage emulsion polymerization. By making the polymerizable UV stabilizer and the silane coupling agent having a cycloalkyl group coexist in the outermost layer of the polymer particles, a homogeneous coating film having excellent compatibility can be obtained, and weather resistance, in particular, long-term gloss Retention can be further improved.
The multistage emulsion polymerization referred to in the present invention is a kind of emulsion polymerization and comprises two or more different polymerization stages. That is, it is a polymerization method that passes through a plurality of different polymerization stages such as monomers, emulsifiers, polymerization initiators to be used.

Figure 2007246799
Figure 2007246799

(式中、R1は水素原子又はシアノ基を表し、R2、R3はそれぞれ独立して水素原子、メチル基又はエチル基を表し、R4は水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、−CO−C(R5)=CH(R6)を表し、Xはイミノ基又は酸素原子を表す。R5、R6はそれぞれ独立して水素原子、メチル基又はエチル基を表わす。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a cyano group, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. , —CO—C (R 5 ) ═CH (R 6 ), X represents an imino group or an oxygen atom, and R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.

本発明における重合性紫外線安定剤の具体例としては、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等が挙げられる。これらは1種類のみを用いてもよく、2種類以上を適宜混合して用いてもよい。   Specific examples of the polymerizable ultraviolet stabilizer in the present invention include 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6- Tetramethylpiperidine, 4- (meth) acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4- (meth) acryloylamino-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4- Cyano-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-crotonoylamino-2,2, 6,6-tetramethylpiperidine, 1- (meth) acryloyl-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1- (meta Examples include acryloyl-4-cyano-4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-crotonoyl-4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine and the like. It is done. These may use only 1 type and may mix and use 2 or more types suitably.

本発明においては、前記例示の重合性紫外線安定剤の中でも特に、前記一般式(1)において、R1 が水素原子であり、R2 がメチル基であり、R3 が水素原子であり、R4 が水素原子またはメチル基であり、Xが酸素原子であるような化合物が、特に好ましい。このような化合物としては、具体的には、例えば、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン等が挙げられる。 In the present invention, among the polymerizable ultraviolet stabilizers exemplified above, in the general formula (1), R 1 is a hydrogen atom, R 2 is a methyl group, R 3 is a hydrogen atom, R A compound in which 4 is a hydrogen atom or a methyl group and X is an oxygen atom is particularly preferable. Specific examples of such compounds include 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (meth) acryloyloxy-1,2,2,6, and the like. Examples include 6-pentamethylpiperidine.

上記重合性紫外線安定剤の含有量は、重合性紫外線安定剤、後述するシクロアルキル基を有するシランカップリング剤及び後述するラジカル重合性不飽和単量体の合計100重量%中に(後述する重合性紫外線吸収剤やアルコキシシリル基を有する重合性単量体を用いる場合にはこれらも含めて合計100重量%中に)、0.1〜60重量%であるのがよい。重合性紫外線安定剤が0.1重量%未満では耐候性向上の効果を十分に発揮しにくい。また60重量%を越えると重合反応が進行しにくくなり未反応モノマーが多量に残存し、また乳化重合の際に重合安定性も低下し凝集物が発生するので好ましくない。尚、本発明でいう「ラジカル重合性不飽和単量体」の中には、重合性紫外線安定剤、後述する重合性紫外線吸収剤やアルコキシシリル基を有する重合性単量体は含めないものとする。   The content of the polymerizable ultraviolet stabilizer is 100% by weight in total of the polymerizable ultraviolet stabilizer, a silane coupling agent having a cycloalkyl group described later, and a radical polymerizable unsaturated monomer described later (polymerization described later. In the case of using a polymerizable ultraviolet light absorber or a polymerizable monomer having an alkoxysilyl group, it is preferable that the amount is 0.1 to 60% by weight in a total of 100% by weight including these. When the polymerizable ultraviolet stabilizer is less than 0.1% by weight, it is difficult to sufficiently exert the effect of improving the weather resistance. On the other hand, if it exceeds 60% by weight, the polymerization reaction is difficult to proceed and a large amount of unreacted monomer remains. Further, the polymerization stability is lowered during the emulsion polymerization, and aggregates are generated. The “radically polymerizable unsaturated monomer” in the present invention does not include a polymerizable UV stabilizer, a polymerizable UV absorber described later, or a polymerizable monomer having an alkoxysilyl group. To do.

また、本発明においては、後述するようにアクリル酸等の重合性不飽和カルボン酸を最終段階の重合の前までに重合せしめておくことが好ましい。このような場合、上記重合性紫外線安定剤を最終段階で乳化重合させる前に、重合性不飽和カルボン酸に由来する−COOHをアンモニア水などの中和剤で中和し、予め反応液のpHを4.0以上に調整しておくことが好ましい。pHを調整しておかないと重合安定性が悪くなりやすい。   In the present invention, it is preferable to polymerize a polymerizable unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid before the final stage polymerization, as will be described later. In such a case, before emulsion polymerization of the polymerizable ultraviolet stabilizer is carried out at the final stage, -COOH derived from the polymerizable unsaturated carboxylic acid is neutralized with a neutralizing agent such as aqueous ammonia, and the pH of the reaction solution is previously determined. Is preferably adjusted to 4.0 or more. If the pH is not adjusted, the polymerization stability tends to deteriorate.

また、本発明の水性分散体(A)は、使用する重合性紫外線安定剤の含有量に応じて様々な使い方ができる。
すなわち、重合性紫外線安定剤の含有量が、水性分散体(A)の固形分重量100重量%中0.1〜10重量%である場合、重合体の水性分散体そのものをコーティング剤として用い、長期耐候性に優れたコーティング膜が得られる。
また、重合性紫外線安定剤の含有量が10〜60重量%である場合には、アクリル、ウレタン、ポリエステル、エポキシ、アルキッド等の各種重合体の水性分散体の固形分で100重量部に対し、本発明の水性分散体を固形分で0.5〜5重量部を後添加することにより、長期耐候性向上用の添加剤として使用することができる。
Further, the aqueous dispersion (A) of the present invention can be used in various ways depending on the content of the polymerizable ultraviolet stabilizer used.
That is, when the content of the polymerizable ultraviolet stabilizer is 0.1 to 10% by weight in 100% by weight of the solid content of the aqueous dispersion (A), the aqueous dispersion of the polymer itself is used as a coating agent. A coating film having excellent long-term weather resistance can be obtained.
Further, when the content of the polymerizable ultraviolet stabilizer is 10 to 60% by weight, the solid content of the aqueous dispersion of various polymers such as acrylic, urethane, polyester, epoxy, and alkyd is 100 parts by weight, The aqueous dispersion of the present invention can be used as an additive for improving long-term weather resistance by post-adding 0.5 to 5 parts by weight of a solid content.

本発明の水性分散体(A)を得るにあたり、その重合工程において、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤を使用することが重要である。
シクロアルキル基を有するシランカップリング剤の具体例としては、シクロヘキシルジメチルクロロシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジクロロシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、(シクロヘキシルメチル)トリクロロシラン、シクロヘキシルトリクロロシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロオクチルトリクロロシラン、シクロペンチルトリクロロシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらは1種類のみを用いてもよく、2種類以上を適宜混合して用いてもよい。
In obtaining the aqueous dispersion (A) of the present invention, it is important to use a silane coupling agent having a cycloalkyl group in the polymerization step.
Specific examples of the silane coupling agent having a cycloalkyl group include cyclohexyldimethylchlorosilane, cyclohexylethyldimethoxysilane, cyclohexylmethyldichlorosilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, (cyclohexylmethyl) trichlorosilane, cyclohexyltrichlorosilane, cyclohexyltrimethoxysilane, Examples include cyclooctyltrichlorosilane, cyclopentyltrichlorosilane, cyclopentyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane. These may use only 1 type and may mix and use 2 or more types suitably.

本発明においては、前記例示のシクロアルキル基を有するシランカップリング剤の中でも特に好ましい化合物としては、シクロヘキシル基を有し、かつ環状エーテル構造を有しない、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のように環状エーテル構造を有する化合物を使用した場合、この環状エーテル構造が塗膜中で−COOHと反応すると、水酸基が生じる。あるいは、この環状エーテル構造が−COOHと反応することなく単独で
開環重合した場合、ポリエーテル構造が形成される。これらの水酸基やポリエーテル構造の存在は、塗膜の耐水性を悪化させることがある。従って、シクロヘキシル基を有し、かつ環状エーテル構造を有しないシランカップリング剤を用いることが好ましい。
In the present invention, among the silane coupling agents having a cycloalkyl group exemplified above, particularly preferred compounds include cyclohexylethyldimethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, cyclohexyl having a cyclohexyl group and having no cyclic ether structure. Examples include trimethoxysilane and cyclopentyltrimethoxysilane.
When a compound having a cyclic ether structure such as 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane or 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane is used, this cyclic ether structure is coated. When reacted with -COOH in the membrane, a hydroxyl group is formed. Alternatively, when this cyclic ether structure undergoes ring-opening polymerization alone without reacting with -COOH, a polyether structure is formed. The presence of these hydroxyl groups and polyether structures may deteriorate the water resistance of the coating film. Therefore, it is preferable to use a silane coupling agent having a cyclohexyl group and not having a cyclic ether structure.

シクロアルキル基を有するシランカップリング剤の含有量は、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤、重合性紫外線安定剤、後述するラジカル重合性不飽和単量体、必要に応じて使用し得る重合性紫外線吸収剤及び必要に応じて使用し得るアルコキシシリル基を有する重合性単量体の合計100重量%中に、0.1〜10重量%、好ましくは0.2〜5重量%であるのがよい。シクロアルキル基を有するシランカップリング剤の含有量が0.1重量%未満であると、耐候性および相溶性の向上効果が現れにくく、一方、10重量%を超えると、コーティング膜の耐水性が低下する傾向があるので好ましくない。   The content of the silane coupling agent having a cycloalkyl group includes a silane coupling agent having a cycloalkyl group, a polymerizable UV stabilizer, a radically polymerizable unsaturated monomer described later, and a polymerizable that can be used as necessary. It is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight, in a total of 100% by weight of the polymerizable monomer having an alkoxysilyl group that can be used as necessary. Good. When the content of the silane coupling agent having a cycloalkyl group is less than 0.1% by weight, the effect of improving weather resistance and compatibility is hardly exhibited. On the other hand, when the content exceeds 10% by weight, the water resistance of the coating film is reduced. Since it tends to decrease, it is not preferable.

本発明において多段乳化重合の際には、種々の乳化剤を用いることができるが、塗膜の耐水性向上の観点からは、ラジカル重合性と乳化剤としての機能を併せ持つ、いわゆる反応性乳化剤を用いることが好ましい。
本発明で好適に使用する反応性乳化剤としては、非ノニルフェノール構造の分子内にラジカル重合可能な不飽和二重結合を1個以上有するアニオン性またはノニオン性の乳化剤が挙げられる。例えば、スルフォコハク酸エステル系(市販品としては、例えば花王株式会社製ラテムルS−120,S−180P,S−180A,三洋化成株式会社製エレミノールJS−2等)やアルキルエーテル系(市販品としては、例えば第一工業製薬株式会社製アクアロンKH−05、KH−10、旭電化工業株式会社製アデカリアソープSR−10N、SR−20N、ER−10、20、30、40等)がある。
In the present invention, various emulsifiers can be used in the multistage emulsion polymerization, but from the viewpoint of improving the water resistance of the coating film, so-called reactive emulsifiers having both a radical polymerization property and a function as an emulsifier are used. Is preferred.
Examples of the reactive emulsifier preferably used in the present invention include an anionic or nonionic emulsifier having one or more unsaturated double bonds capable of radical polymerization in the molecule of the non-nonylphenol structure. For example, sulfosuccinic acid ester type (for example, Latemul S-120, S-180P, S-180A, Sanyo Kasei Co., Ltd. Eleminol JS-2, etc., manufactured by Kao Corporation) or alkyl ether type (for commercial products, for example) For example, there are Aqualon KH-05 and KH-10 manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Adeka Soap SR-10N, SR-20N, ER-10, 20, 30, 40, etc. manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.).

乳化重合に際しては、これらの1種または2種以上を混合して使用することができる。これら乳化剤は、重合性紫外線安定剤、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤、後述するラジカル重合性不飽和単量体、後述するように必要に応じて使用し得る重合性紫外線吸収剤及び後述するように必要に応じて使用し得るアルコキシシリル基を有する重合性単量体の合計100重量部に対し、0.1〜10重量部であることが好ましい。10重量部を超えると粒子径は小さくなるが、多量の乳化剤を使用するため、その悪影響として被膜の耐水性が悪くなる傾向にある。尚、本発明でいう「ラジカル重合性不飽和単量体」の中には、反応性乳化剤は、含めないものとする。   In emulsion polymerization, one or more of these can be mixed and used. These emulsifiers include a polymerizable UV stabilizer, a silane coupling agent having a cycloalkyl group, a radical polymerizable unsaturated monomer described later, a polymerizable UV absorber that can be used as necessary as described later, and a later described. Thus, it is preferable that it is 0.1-10 weight part with respect to a total of 100 weight part of the polymerizable monomer which has the alkoxy silyl group which can be used as needed. When the amount exceeds 10 parts by weight, the particle size becomes small, but since a large amount of an emulsifier is used, the water resistance of the coating tends to deteriorate as an adverse effect. In the “radically polymerizable unsaturated monomer” referred to in the present invention, a reactive emulsifier is not included.

本発明は多段乳化重合の最終段階において、一般式(2)で示される重合性紫外線吸収剤をさらに共重合せしめることが好ましい。   In the final stage of the multistage emulsion polymerization of the present invention, it is preferable to further copolymerize a polymerizable ultraviolet absorber represented by the general formula (2).

Figure 2007246799
Figure 2007246799

(式中、R7は水素原子又はメチル基を表し、Yは炭素数1〜6のアルキレン基を表す。) (In the formula, R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)

本発明における重合性紫外線吸収剤の具体例としては、 2−〔2'−ヒドロキシ−5'−(メタクリロイルオキシメチル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2'−ヒドロキシ−5'−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2'−ヒドロキシ−5'−(メタクリロイルオキシプロピル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2'−ヒドロキシ−5'−(メタクリロイルオキシヘキシル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2'−ヒドロキシ−3'−t−ブチル−5'−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2'−ヒドロキシ−5'−t−ブチル−3'−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2'−ヒドロキシ−5'−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2'−ヒドロキシ−5'−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕−5−メトキシ−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2'−ヒドロキシ−5'−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕−5−シアノ−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2'−ヒドロキシ−5'−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕−5−t−ブチル−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2'−ヒドロキシ−5'−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕−5−ニトロ−2H−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。これらは1種類のみを用いてもよく、2種類以上を適宜混合して用いてもよい。
これらの中でも、特に2−〔2'−ヒドロキシ−5'−(メタクリロイルオキシメチル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾールが好ましい。
Specific examples of the polymerizable ultraviolet absorber in the present invention include 2- [2′-hydroxy-5 ′-(methacryloyloxymethyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-5 ′-( Methacryloyloxyethyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-5 ′-(methacryloyloxypropyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-5 ′-(methacryloyloxy) Hexyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-3′-t-butyl-5 ′-(methacryloyloxyethyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-5 '-T-butyl-3'-(methacryloyloxyethyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 2- [ '-Hydroxy-5'-(methacryloyloxyethyl) phenyl] -5-chloro-2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-5 '-(methacryloyloxyethyl) phenyl] -5-methoxy-2H-benzo Triazole, 2- [2′-hydroxy-5 ′-(methacryloyloxyethyl) phenyl] -5-cyano-2H-benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-5 ′-(methacryloyloxyethyl) phenyl] -5 -T-butyl-2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-5 '-(methacryloyloxyethyl) phenyl] -5-nitro-2H-benzotriazole, and the like. These may use only 1 type and may mix and use 2 or more types suitably.
Among these, 2- [2′-hydroxy-5 ′-(methacryloyloxymethyl) phenyl] -2H-benzotriazole is particularly preferable.

前記重合性紫外線吸収剤の含有率は、重合性紫外線吸収剤、重合性紫外線安定剤、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤、後述するラジカル重合性不飽和単量体及び後述するように必要に応じて使用し得るアルコキシシリル基を有する重合性単量体の合計100重量%中に、0.1〜10重量%、好ましくは0.2〜5重量%であるのがよい。重合性紫外線吸収剤の含有率が、0.1重量%未満であると、耐侯性の相乗向上効果が現れにくい。一方、10重量%を越えると、重合安定性が悪く、しかも一般に重合性紫外線吸収剤は高価であり、コスト的に不利となるため、好ましくない。   The content of the polymerizable UV absorber is required as described below, the polymerizable UV absorber, the polymerizable UV stabilizer, the silane coupling agent having a cycloalkyl group, the radical polymerizable unsaturated monomer described later, and the later described. The total amount of polymerizable monomers having an alkoxysilyl group that can be used is 100 to 10% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight, based on 100% by weight. When the content of the polymerizable ultraviolet absorber is less than 0.1% by weight, the synergistic improvement effect of weather resistance is hardly exhibited. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the polymerization stability is poor, and generally, the polymerizable ultraviolet absorber is expensive and disadvantageous in terms of cost.

本発明において、コーティング膜に架橋構造を導入して各種物性を向上させ、かつ、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤と、重合性紫外線安定剤やラジカル重合性不飽和単量体等との相溶性を高め、耐候性向上の相乗効果を現すために、重合の際にアルコキシシリル基を有する重合性単量体を使用することができる。
アルコキシシリル基を有する重合性単量体の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルアリルアミン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらは1種類のみを用いてもよく、2種類以上を適宜混合して用いてもよい。
In the present invention, a phase change between a silane coupling agent having a cycloalkyl group and a polymerizable ultraviolet stabilizer, a radically polymerizable unsaturated monomer, etc., by introducing a crosslinked structure into the coating film to improve various physical properties. A polymerizable monomer having an alkoxysilyl group can be used in the polymerization in order to increase the solubility and exhibit the synergistic effect of improving the weather resistance.
Specific examples of the polymerizable monomer having an alkoxysilyl group include vinyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, trimethoxysilylpropylallylamine, vinyltriethoxysilane, vinyltris. (Β-methoxyethoxy) silane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane and the like can be mentioned. These may use only 1 type and may mix and use 2 or more types suitably.

前記アルコキシシリル基を有する重合性単量体の含有率は、アルコキシシリル基を有する重合性単量体、重合性紫外線安定剤、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤、後述するラジカル重合性不飽和単量体及び必要に応じて使用し得る重合性紫外線吸収剤の合計100重量%中に、0.1〜5重量%、好ましくは0.3〜3重量%であるのがよい。アルコキシシリル基を有する重合性単量体の含有率が、0.1重量%未満であると、耐侯性の相乗向上効果が現れにくい、一方、5重量%を越えると、塗膜が脆くなりやすく、貯蔵中に物性が変化しやすくなるため、好ましくない。尚、本発明でいう「ラジカル重合性不飽和単量体」の中には、アルコキシシリル基を有する重合性単量体は、含めないものとする。   The content of the polymerizable monomer having an alkoxysilyl group includes a polymerizable monomer having an alkoxysilyl group, a polymerizable UV stabilizer, a silane coupling agent having a cycloalkyl group, and a radical polymerizable unsaturated described later. It is 0.1 to 5% by weight, preferably 0.3 to 3% by weight, in a total of 100% by weight of the monomer and the polymerizable ultraviolet absorber that can be used as required. When the content of the polymerizable monomer having an alkoxysilyl group is less than 0.1% by weight, the synergistic improvement effect of weather resistance is hardly exhibited. On the other hand, when the content exceeds 5% by weight, the coating film tends to be brittle. , Because the physical properties easily change during storage. In the “radical polymerizable unsaturated monomer” in the present invention, a polymerizable monomer having an alkoxysilyl group is not included.

本発明で用いられる、ラジカル重合性不飽和単量体としては、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、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等の、コーティング膜に架橋構造を導入することが可能な多官能の重合性不飽和単量体を使用することができる。   As radically polymerizable unsaturated monomers used in the present invention, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, diallyl phthalate, divinylbenzene, allyl methacrylate, glycidyl methacrylate and the like are crosslinked to the coating film. Polyfunctional polymerizable unsaturated monomers capable of introducing a structure can be used.

その他のラジカル重合性不飽和単量体として具体的には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−アミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシルなどのアクリル酸アルキルエステル類、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−アミル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ドデシルなどのメタクリル酸アルキルエステル類、
スチレン、ビニルトルエン、2−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン系単量体、
アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピルなどのヒドロキシ基含有単量体、
N−メチロールアクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミド、N−メチロールメタアクリルアミド、N−ブトキシメチルメタアクリルアミドなどのN−置換アクリル系もしくはメタクリル系単量体、並びにアクリロニトリルなどの1種または2種以上から選択することができる。
Specific examples of other radical polymerizable unsaturated monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, n-amyl acrylate, Alkyl acrylates such as isoamyl acrylate, n-hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, decyl acrylate, dodecyl acrylate,
Methyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-methacrylate Alkyl methacrylates such as octyl, decyl methacrylate and dodecyl methacrylate,
Styrene monomers such as styrene, vinyltoluene, 2-methylstyrene, t-butylstyrene, chlorostyrene,
Hydroxy group-containing monomers such as hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate,
Select from N-substituted acrylic or methacrylic monomers such as N-methylol acrylamide, N-butoxymethyl acrylamide, N-methylol methacrylamide, N-butoxymethyl methacrylamide and one or more of acrylonitrile. be able to.

さらに、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は、重合時あるいは水性樹脂分散体の保存安定性を保つため併用することが好ましい。この目的のために重合性不飽和カルボン酸は、重合性紫外線安定剤、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤、ラジカル重合性不飽和単量体、必要に応じて使用し得る重合性紫外線吸収剤及び必要に応じて使用し得るアルコキシシリル基を有する重合性単量体の合計100重量%中に、0.05〜5重量%を使用することができる。   Furthermore, polymerizable unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and crotonic acid and their anhydrides are used in combination during polymerization or in order to maintain the storage stability of the aqueous resin dispersion. It is preferable. For this purpose, the polymerizable unsaturated carboxylic acid comprises a polymerizable UV stabilizer, a silane coupling agent having a cycloalkyl group, a radical polymerizable unsaturated monomer, and a polymerizable UV absorber that can be used as necessary. And 0.05 to 5 weight% can be used in 100 weight% of the total of the polymerizable monomer which has the alkoxy silyl group which can be used as needed.

乳化重合時に使用する開始剤としては、アンモニウムパーサルフェイト、ソディウムパーサルフェイト等の無機系過酸化物重合開始剤や水溶性アゾ系開始剤を使用する。場合によればベンゾイルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリルなどの油溶性の開始剤を併用することもできる。これら開始剤は単独で使用することもできるが、ロンガリット等の還元剤との併用によるレドックス型で使用してもよい。   As an initiator used at the time of emulsion polymerization, an inorganic peroxide polymerization initiator such as ammonium persulfate or sodium persulfate or a water-soluble azo initiator is used. In some cases, oil-soluble initiators such as benzoyl peroxide and azobisisobutyronitrile can be used in combination. These initiators can be used alone, but may be used in a redox type in combination with a reducing agent such as Rongalite.

また乳化重合中に、硫酸第二銅、塩化第二銅等の銅イオンや、硫酸第二鉄、塩化第二鉄等の鉄イオンなどの遷移金属イオンを重合系に10-7〜10-5モル/リットルの範囲で添加することができる。これら遷移金属イオンは、重合反応をスムーズに開始する一種の触媒的な機能を担う。 Further, during emulsion polymerization, transition metal ions such as copper ions such as cupric sulfate and cupric chloride, and iron ions such as ferric sulfate and ferric chloride are added to the polymerization system at 10 −7 to 10 −5. It can be added in the range of mol / liter. These transition metal ions have a kind of catalytic function for smoothly starting the polymerization reaction.

さらに緩衝剤として酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等が、また保護コロイドとしてのポリビニルアルコール、水溶性セルロース誘導体等が、連鎖移動剤としてのステアリルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類が使用できる。   Furthermore, sodium acetate, sodium citrate, sodium bicarbonate, etc. are used as buffering agents, polyvinyl alcohol, water-soluble cellulose derivatives, etc. are used as protective colloids, and mercaptans, such as stearyl mercaptan and t-dodecyl mercaptan, are used as chain transfer agents. it can.

本発明に用いる金属酸化物(B)としては、紫外線吸収能を有する金属酸化物であれば特に制限はなく、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄等が挙げられる。金属酸化物(B)としては、窒素吸着法(BET法)により求められる比表面積が30〜160m2/gの金属酸化物粉末を用いる。比表面積が30m2/gを下回ると、金属酸化物粒子による光の散乱が顕著となり、透明な塗膜を得ることが難しくなる。
これら金属酸化物(B)は単独で使用しても良いし、複数を組み合わせて使用しても良いが、得られる塗膜が無色になること、および紫外線遮蔽能の高さの点から、二酸化チタンもしくは、酸化亜鉛の使用が好ましい。また、二酸化チタンや酸化亜鉛は触媒活性を示し、有機塗膜の劣化(チョーキング)の原因となる為、粒子表面をシリカ、アルミナ、ジルコニア等の金属酸化物やその水和物で表面処理し、触媒活性を落としたものを使用することが好ましい。
The metal oxide (B) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a metal oxide having ultraviolet absorbing ability, and examples thereof include titanium dioxide, zinc oxide, cerium oxide, and iron oxide. As the metal oxide (B), a metal oxide powder having a specific surface area of 30 to 160 m 2 / g determined by a nitrogen adsorption method (BET method) is used. When the specific surface area is less than 30 m 2 / g, light scattering by the metal oxide particles becomes remarkable, and it becomes difficult to obtain a transparent coating film.
These metal oxides (B) may be used singly or in combination of two or more. From the viewpoint of the obtained coating film becoming colorless and the high ultraviolet shielding ability, The use of titanium or zinc oxide is preferred. In addition, titanium dioxide and zinc oxide exhibit catalytic activity and cause deterioration (choking) of the organic coating film, so the surface of the particles is surface-treated with a metal oxide such as silica, alumina, zirconia or its hydrate, It is preferable to use one with reduced catalytic activity.

また本発明に用いる金属酸化物(B)は、予めカップリング剤、オルガノシリコーン、高級脂肪酸、リン酸エステルおよび高級アルコール等で疎水化処理されていても良い。
例えばカップリング剤は、シラン系、チタネート系、アルミキレート系のいずれでも良く、具体的には、シラン系としてはメチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、N(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン;
チタン系としてはイソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ(N-アミドエチル・アミノエチル)チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート;
アルミキレート系としてはアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等がある。
The metal oxide (B) used in the present invention may be previously hydrophobized with a coupling agent, organosilicone, higher fatty acid, phosphate ester, higher alcohol, or the like.
For example, the coupling agent may be any of silane, titanate, and aluminum chelate. Specifically, as the silane, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldimethoxylane, tetraethoxy Silane, tetramethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, N (2-amino Ethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrime Toxisilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxy Silane;
Titanium-based isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, tetraoctyl bis (ditridecyl phosphite) titanate, bis (dioctyl) Pyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, isopropyltrioctanoyl titanate, isopropyldimethacrylisostearoyl titanate, isopropylisostearoyldiacryl titanate, isopropyltri (dioctylphosphate) titanate, isopropyltricumylphenyl titanate, Isopropyl (N- amidoethyl-aminoethyl) titanate, dicumyl phenyloxy acetate titanate, diisostearoyl ethylene titanate;
Examples of the aluminum chelate system include acetoalkoxyaluminum diisopropylate.

本発明における金属酸化物(B)の疎水化処理方法としては、従来公知の方法を用いることができる。
しかしながら、本発明では水系コーティング剤であるのであえて金属酸化物(B)の疎水化処理を行う必要はない。
As a method for hydrophobizing the metal oxide (B) in the present invention, a conventionally known method can be used.
However, in the present invention, since it is an aqueous coating agent, it is not necessary to perform the hydrophobization treatment of the metal oxide (B).

本発明のコーテイング用樹脂組成物は、金属酸化物(B)を含有する予備分散体を予め得ておき、該予備分散体を水性分散体(A)と混合することが好ましい。
金属酸化物粉末(B)を含有する予備分散体について説明する。予備分散体は、金属酸化物粉末(B)70〜95重量%と分散樹脂または分散剤30〜5重量%とを、2本ロールで混練してなるかもしくは乾式粉砕装置で混練してなるものである。
2本ロールの強力な剪断作用、もしくは粉砕メディアの強力な衝撃力により、凝集している金属酸化物(B)粒子が解砕されると同時に、粒子表面への分散樹脂または分散剤の強固な吸着が起こる為、微細且つ分散安定性良好な分散体を得ることができる。
また、2本ロールもしくは乾式粉砕装置による混練処理と、湿式メディア型分散機による分散処理を併用することもできる。併用することによってメディア型分散機単独で長時間分散を行う場合に比して分散時間が大幅に短縮されるとともに、ベッセルやメディアの摩耗等に起因するコンタミネーションの大幅軽減が可能となる。
In the coating resin composition of the present invention, it is preferable that a preliminary dispersion containing the metal oxide (B) is obtained in advance and the preliminary dispersion is mixed with the aqueous dispersion (A).
The preliminary dispersion containing the metal oxide powder (B) will be described. The preliminary dispersion is obtained by kneading 70 to 95% by weight of the metal oxide powder (B) and 30 to 5% by weight of the dispersion resin or dispersant with two rolls or kneading with a dry pulverizer. It is.
The aggregated metal oxide (B) particles are crushed by the strong shearing action of the two rolls or the powerful impact force of the grinding media, and at the same time, the dispersion resin or dispersant on the particle surface is strong. Since adsorption occurs, a fine dispersion having good dispersion stability can be obtained.
Further, a kneading process using a two-roll or dry pulverizer and a dispersing process using a wet media type disperser can be used in combination. When used together, the dispersion time is greatly shortened as compared with the case where the dispersion is performed for a long time alone, and contamination caused by wear of the vessel or the medium can be greatly reduced.

まず、2本ロールによる混練処理によって予備分散体を得る方法について説明する。
本発明における2本ロールによる混練処理は、2本ロールによるせん断力を利用して金属酸化物粒子の凝集体を解砕しつつ、粒子表面に分散樹脂を吸着させるものである。
金属酸化物(B)70〜95重量%と分散樹脂または分散剤30〜5重量%とを常温もしくは加熱下で混合し、均質な混合物を作る。特に水系の場合は表面が疎水化処理されていない金属酸化物を用いる場合が好ましい。
金属酸化物(B)が70重量%未満であると、次の2本ロールによる混練処理工程の作業性が悪化する。また90重量%を超える場合には、得られる予備分散体の分散安定性が低下する。
First, a method for obtaining a preliminary dispersion by kneading with two rolls will be described.
The kneading treatment with two rolls in the present invention is to adsorb the dispersion resin on the particle surfaces while crushing the aggregates of metal oxide particles using the shearing force of the two rolls.
70 to 95% by weight of the metal oxide (B) and 30 to 5% by weight of the dispersion resin or dispersant are mixed at room temperature or under heating to make a homogeneous mixture. In particular, in the case of an aqueous system, it is preferable to use a metal oxide whose surface is not hydrophobized.
When the metal oxide (B) is less than 70% by weight, the workability of the next kneading treatment step using two rolls is deteriorated. On the other hand, when it exceeds 90% by weight, the dispersion stability of the obtained preliminary dispersion is lowered.

こうして得られた混合物を、加熱温度40〜200℃、回転速度を10〜50rpmとした2本ロールにて複数回混練処理し、断片状もしくはシート状の混練物を得る。混練回数は、希望とする混練度に応じて任意に設定できる。得られた混練物がシート状の場合は、粉砕して粉状または断片状とした後に、次の溶解、分散工程に使用するのが好ましい。シート状の混練物を粉砕する方法としては、通常の粉砕機を用いればよく、特に限定されない。   The mixture thus obtained is kneaded a plurality of times with two rolls at a heating temperature of 40 to 200 ° C. and a rotation speed of 10 to 50 rpm to obtain a fragment-like or sheet-like kneaded product. The number of kneading can be arbitrarily set according to the desired degree of kneading. When the obtained kneaded material is in the form of a sheet, it is preferably used in the subsequent dissolution and dispersion steps after being pulverized into powder or fragments. A method for pulverizing the sheet-like kneaded material is not particularly limited, and an ordinary pulverizer may be used.

続いて、金属酸化物粉末(B)と分散樹脂または分散剤との乾式粉砕装置による混練処理について説明する。
本発明における乾式粉砕装置による混練処理は、紫外線吸収能を有し、且つ窒素吸着法(BET法)による比表面積が30〜160m2/gである金属酸化物(B)70〜95重量%と分散樹脂または分散剤30〜5重量%とを添加し、常温もしくは加熱下で、ビーズ等の粉砕メディアを内蔵した粉砕機を使用して行われる。すなわち、粉砕メディアの衝撃力を利用して金属酸化物粒子の凝集体を粉砕しつつ、粒子表面に分散樹脂を吸着させるものである。乾式粉砕装置としては、乾式のアトライター、ボールミル、振動ミルなどの公知の方法を用いることができる。必要に応じて窒素ガスなどを流すことで、乾式粉砕処理装置内部を脱酸素雰囲気として混練処理を行っても良い。
Next, the kneading process of the metal oxide powder (B) and the dispersion resin or dispersant using a dry pulverizer will be described.
The kneading treatment by the dry pulverizer in the present invention has an ultraviolet absorbing ability and a metal oxide (B) having a specific surface area of 30 to 160 m 2 / g by nitrogen adsorption method (BET method) and 70 to 95% by weight. The dispersion resin or the dispersant is added in an amount of 30 to 5% by weight, and the reaction is carried out at room temperature or under heating by using a pulverizer incorporating a pulverization medium such as beads. That is, the dispersion resin is adsorbed on the particle surface while pulverizing the aggregate of the metal oxide particles using the impact force of the pulverizing media. As the dry pulverizer, known methods such as a dry attritor, a ball mill, and a vibration mill can be used. If necessary, the inside of the dry pulverization apparatus may be subjected to a deoxidizing atmosphere by flowing nitrogen gas or the like to perform the kneading process.

このような予備分散体を水性分散体(A)に分散することで本発明の紫外線遮断性コーティング用樹脂組成物を得ることができる。
予備分散体を水性分散体(A)に分散させるには、これらをディゾルバー等の高速攪拌機を用いて分散し、その後各種分散機で更に分散処理をすることが、均一且つ微細な分散体を得るのに好ましい。
By dispersing such a preliminary dispersion in the aqueous dispersion (A), the resin composition for ultraviolet blocking coating of the present invention can be obtained.
In order to disperse the preliminary dispersion in the aqueous dispersion (A), these can be dispersed using a high-speed stirrer such as a dissolver and then further dispersed with various dispersers to obtain a uniform and fine dispersion. Is preferable.

ここで用いる分散機としては、通常顔料分散に用いる分散機が使用できる。
以下に具体例を挙げるが、それらに限定されるものではない。
例えば、ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、ボールミル、サンドミル(シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、コボールミル、ホモミキサー、ホモジナイザー(エム・テクニック社製「クレアミックス」等)、湿式ジェットミル(ジーナス社製「ジーナスPY」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等)等を用いることができる。コスト、処理能力等を考えた場合、メディア型分散機を使用するのが好ましい。また、メディアとしてはガラスビーズ、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ、磁性ビーズ、ステンレスビーズ等を用いることができる。
As the disperser used here, a disperser usually used for pigment dispersion can be used.
Although a specific example is given below, it is not limited to them.
For example, paint conditioner (manufactured by Red Devil), ball mill, sand mill (such as “Dynomill” manufactured by Shinmaru Enterprises), attritor, pearl mill (such as “DCP mill” manufactured by Eirich), coball mill, homomixer, homogenizer (M -"Clairemix" manufactured by Technic Co., Ltd.), wet jet mill (such as "Genus PY" manufactured by Genus, "Nanomizer" manufactured by Nanomizer, etc.) can be used. In view of cost, processing capability, etc., it is preferable to use a media type dispersing machine. As the media, glass beads, zirconia beads, alumina beads, magnetic beads, stainless beads, etc. can be used.

本発明の紫外線遮断性コーティング用樹脂組成物は、コーティング膜の可視光(波長が400〜800nm)に対する透明性を考えた場合、一般にフィラーの分散粒径を波長の1/2 (200〜400nm)以下、さらに好ましくは100nm以下にすることが好ましい。即ち、一次粒径の細かいフィラーを高度に分散することが透明性の確保には好適である。   When considering the transparency of the coating film to visible light (wavelength: 400 to 800 nm), the resin composition for ultraviolet blocking coating of the present invention generally has a dispersed particle diameter of the filler of 1/2 of the wavelength (200 to 400 nm). Hereinafter, it is more preferable that the thickness is 100 nm or less. That is, it is suitable for ensuring transparency that the filler with a fine primary particle size is highly dispersed.

本発明の紫外線遮断性コーティング用樹脂組成物は、長期耐候性に優れたコーティング膜を形成することができ、各種コーティング剤として使用することができる。
コーティング剤の具体的な用途としては紙、フィルム、金属、ガラス、木材、皮革などの各種基材に使用することのできる塗料やインキが挙げられる。
またコーティング剤には、顔料、染料等の着色剤やフィラー、微粉末シリカ等のチキソ性調整剤、コロイダルシリカ、アルミナゾル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、水溶性ポリエステル樹脂、水溶性または水分散性ポリウレタン樹脂、乳化剤、消泡剤、レベリング剤、滑り剤、粘着性付与剤、防腐剤、防黴剤、造膜助剤としての有機溶剤などを必要に応じて配合してもよい。
The resin composition for ultraviolet blocking coating of the present invention can form a coating film excellent in long-term weather resistance, and can be used as various coating agents.
Specific applications of the coating agent include paints and inks that can be used on various substrates such as paper, film, metal, glass, wood, and leather.
Coating agents include pigments, dyes and other colorants and fillers, thixotropic modifiers such as finely divided silica, colloidal silica, alumina sol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, water-soluble polyester resins, water-soluble or water-dispersible polyurethane resins. An emulsifier, an antifoaming agent, a leveling agent, a slipping agent, a tackifier, an antiseptic, an antifungal agent, an organic solvent as a film-forming aid, and the like may be blended as necessary.

以下実施例により、本発明を説明する。例中、部とは重量部を、%とは重量%をそれぞれ表す。   The following examples illustrate the invention. In the examples, “part” represents “part by weight” and “%” represents “% by weight”.

[製造例1]
温度計、滴下ロート、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240部、及び表1に示すあらかじめ調製しておいた一段目用のプレエマルジョンのうちの5%を仕込んだ。内温を80℃に昇温した後、滴下を開始した。内温を80℃に保ちながら一段目用プレエマルジョンの残りを1時間かけて滴下し、さらにその温度で0.5時間反応した後、25%アンモニア水を2部添加し、生成エマルジョンを中和した。
次に表1に示すあらかじめ調製しておいた2段目用のプレエマルジョンを0.5時間かけて上記中和後のエマルジョン中に滴下し、さらに80℃で2時間反応させた。冷却後、固形分40.5%、粘度100mPa・s、pH5.3、粒子径150nmの水性分散体を得た。
[Production Example 1]
A reaction vessel equipped with a thermometer, a dropping funnel, and a reflux condenser and replaced with nitrogen gas was charged with 240 parts of ion exchange water and 5% of the pre-emulsion for the first stage prepared in advance shown in Table 1. It is. After the internal temperature was raised to 80 ° C., dropping was started. While maintaining the internal temperature at 80 ° C., the remainder of the pre-emulsion for the first stage is added dropwise over 1 hour, and after reacting at that temperature for 0.5 hour, 2 parts of 25% ammonia water is added to neutralize the resulting emulsion. did.
Next, the pre-emulsion for the second stage prepared in advance shown in Table 1 was dropped into the emulsion after neutralization over 0.5 hour, and further reacted at 80 ° C. for 2 hours. After cooling, an aqueous dispersion having a solid content of 40.5%, a viscosity of 100 mPa · s, a pH of 5.3, and a particle diameter of 150 nm was obtained.

[製造例2〜4]
表1に示す組成にもとづいて、製造例1と同様の方法で重合して、それぞれの水性分散体を得た。
[Production Examples 2 to 4]
Based on the composition shown in Table 1, polymerization was carried out in the same manner as in Production Example 1 to obtain respective aqueous dispersions.

[製造例5〜12]
表2に示す組成にもとづいて、製造例1と同様の方法で重合して、それぞれの水性分散体を得た。
[Production Examples 5 to 12]
Based on the composition shown in Table 2, polymerization was carried out in the same manner as in Production Example 1 to obtain respective aqueous dispersions.

Figure 2007246799
Figure 2007246799

Figure 2007246799
Figure 2007246799

[実施例1〜4、および比較例1〜8]
製造例1〜12の水性分散体を用いて下記の方法によりコーティング剤を作製した。
NANOFINE50A(シリカ−アルミナ処理酸化亜鉛、BET比表面積 50m2/g、堺化学社製)120部とデモールEP(花王(株)製 分散剤)10部、エチレングリコール10部および水15部を室温下で混合し、均質な湿潤混合物を得た。この湿潤混合物を80℃に加温した2本ロールで繰り返し混練処理し、6時間後に固形の予備分散体Aを得た。
続いて、表3に示すそれぞれの水性分散体100部、プライマル ASE−60(日本アクリル(株)製の増粘剤)1部、CS-12 (チッソ(株)製の成膜助剤)8部、SNデフォーマー−364(サンノプコ(株)製の消泡剤)0.5部、アンモニア水0.2部、水7部を、上記予備分散体Aに添加し、高速ディスパーを用いて分散した後にガラス瓶に仕込み、ジルコニアビーズをメディアとしてペイントシェーカーで更に2時間分散し、コーティング剤を得た。
得られたコーティング剤を膜厚0.5mmのアルミシートにバーコーターを用いて乾燥後の厚みが3μmになるように塗工し、150℃の電気オーブン中で10分間加熱硬化させ、塗工物を得た。
[Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 8]
Using the aqueous dispersions of Production Examples 1 to 12, coating agents were produced by the following method.
120 parts of NANOFINE 50A (silica-alumina treated zinc oxide, BET specific surface area 50 m 2 / g, manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.), 10 parts of Demol EP (dispersant manufactured by Kao Corporation), 10 parts of ethylene glycol and 15 parts of water at room temperature To obtain a homogeneous wet mixture. This wet mixture was repeatedly kneaded with two rolls heated to 80 ° C., and a solid preliminary dispersion A was obtained after 6 hours.
Subsequently, 100 parts of each aqueous dispersion shown in Table 3, 1 part of Primal ASE-60 (thickener made by Nippon Acrylic Co., Ltd.), CS-12 (film forming aid made by Chisso Corporation) 8 Part, SN deformer-364 (San Nopco Co., Ltd. antifoaming agent) 0.5 part, ammonia water 0.2 part, water 7 part was added to the above-mentioned pre-dispersion A and dispersed using a high-speed disper. Later, it was charged into a glass bottle and dispersed with a paint shaker for 2 hours using zirconia beads as a medium to obtain a coating agent.
The obtained coating agent was applied to an aluminum sheet having a thickness of 0.5 mm using a bar coater so that the thickness after drying was 3 μm, and was cured by heating in an electric oven at 150 ° C. for 10 minutes. Got.

[比較例9]
二本ロールではなくサンドミルでNANOFINE50Aを湿式分散処理して予備分散体A’を得、次いで実施例1と同様にして水性分散体と予備分散体A’とを高速ディスパーを用いて分散した後、ペイントシェーカーではなく超音波処理機を用いて処理したこと以外は、実施例1と同様に行い、塗工物を得た。
[Comparative Example 9]
After wet dispersion treatment of NANOFINE 50A with a sand mill instead of two rolls to obtain a preliminary dispersion A ′, the aqueous dispersion and the preliminary dispersion A ′ were then dispersed using a high-speed disper in the same manner as in Example 1, A coated material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the treatment was performed using an ultrasonic treatment machine instead of a paint shaker.

[ヘイズ]
各実施例、比較例で得られたコーティング剤を厚さ32μmのPETフィルムにバーコーターを用いて乾燥後の厚みが3μmになるように塗工し、150℃の電気オーブン中で10分間加熱硬化させ塗工物を得た。
得られた塗工物のヘイズを「HAZEMETER HM-150」(村上色彩技術研究所製)で測定した。
[Haze]
The coating agent obtained in each Example and Comparative Example was applied to a PET film having a thickness of 32 μm using a bar coater so that the thickness after drying was 3 μm, and was cured by heating in an electric oven at 150 ° C. for 10 minutes. A coated product was obtained.
The haze of the obtained coating was measured with “HAZEMETER HM-150” (Murakami Color Research Laboratory).

[ブリードアウト性]
上記で得られた、アルミシートを基材とした塗工物の試験前と、65℃−90%RHの条件下で5000時間放置させた試験後の、重合性紫外線安定剤あるいは重合性紫外線吸収剤がブリードアウトしているかを観察した。
〇・・・・・ブリードアウトなし
×・・・・・ブリードアウトあり
[Bleed-out property]
Polymerizable UV stabilizer or polymerizable UV absorption before the test of the coating material obtained from the above and using the aluminum sheet as a base material and after the test that was allowed to stand at 65 ° C.-90% RH for 5000 hours. The agent was observed to bleed out.
〇 ・ ・ ・ ・ ・ Without bleed out × ・ ・ ・ ・ ・ With bleed out

[促進耐侯性試験]
試験条件は以下の通りである。
試験機:「QUV/Spray」耐候試験機(Q-Panel Lab Products社製)
ランプ:UVB-313
試験サイクル;照射65℃ 8時間、シャワー:5分間、結露:50℃ 3時間55分
試験時間:5000時間
上記で得られた、アルミシートを基材とした塗工物を用いて曝露試験を行い、暴露していない試験片(ブランク)との色差を測定した。
[Accelerated weather resistance test]
The test conditions are as follows.
Testing machine: “QUV / Spray” weathering tester (Q-Panel Lab Products)
Lamp: UVB-313
Test cycle: Irradiation 65 ° C. 8 hours, Shower: 5 minutes, Condensation: 50 ° C. 3 hours 55 minutes Test time: 5000 hours An exposure test was performed using the aluminum sheet-based coating material obtained above. The color difference from the unexposed test piece (blank) was measured.

結果を表3に示す。 The results are shown in Table 3.

Figure 2007246799
Figure 2007246799

本発明の紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物は、自動車用のフロントガラス、リアガラス、ドアガラス、フェンダーミラー、ドアミラー及び鉄道、飛行機等の輸送用機器用のガラス、高層建築の窓ガラス、一般窓ガラス、酵素等保存用ガラス瓶、アンプル瓶、試薬保存瓶、その他一般に使用されるガラス瓶、鏡等のガラス製品、更に、医療関連分野、食品、工業、農業等の各種産業分野及び一般家庭において使用されるプラスチック製品、各種フィルム製品、金属製品、コンクリート、セラミック製品、布、皮革製品等で、撥水性、撥油性、防汚性、耐候性等が必要とされる各種の用途、例えば、撥水性ガラス、防曇鏡、酵素、試薬等非付着性ガラス瓶、防菌、防黴性プラスチック、インクジェットプリンターヘッド、着雪、着氷防止塗装板、厨房用防汚アルミシート、水無しオフセット版等の印刷版材料、オフセット印刷で使用する捨て版用塗料、及びその他の印刷版関連製品等に使用可能である。

The resin composition for ultraviolet blocking water-based coating of the present invention includes: automotive windshield, rear glass, door glass, fender mirror, door mirror and glass for transportation equipment such as railways, airplanes, high-rise building window glass, general window Glass, glass bottles for enzyme storage, ampoule bottles, reagent storage bottles, other commonly used glass bottles, glass products such as mirrors, and other medical fields, food, industry, agriculture and other industrial fields and general households Plastic products, various film products, metal products, concrete, ceramic products, cloth, leather products, etc. that require water repellency, oil repellency, antifouling properties, weather resistance, etc., for example, water repellant glass Non-adhesive glass bottles, anti-fogging mirrors, enzymes, reagents, etc., antibacterial, anti-fouling plastic, inkjet printer head, snow accretion, anti-icing Coated plates can be used in the kitchen for antifouling aluminum sheet, printing plate material, such as waterless offset plate, discard plate for paint used in offset printing, and other printing-related products and the like.

Claims (5)

ラジカル重合性不飽和単量体を含む重合性組成物を多段乳化重合してなる重合体の水性分散体であって、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤の存在下に、一般式(1)で示される重合性紫外線安定剤を必須成分とする重合性組成物を最終段階で重合せしめた重合体の水性分散体(A)と、紫外線吸収能を有し、且つチッソ吸着法(BET法)による比表面積が30〜160m2/gである金属酸化物(B)とを含有する、膜厚2〜5μmにおいてヘイズが1%以下の乾燥膜を形成し得る、紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物。
Figure 2007246799
(式中、R1は水素原子又はシアノ基を表し、R2、R3はそれぞれ独立して水素原子、メチル基又はエチル基を表し、R4は水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、−CO−C(R5)=CH(R6)を表し、Xはイミノ基又は酸素原子を表す。R5、R6はそれぞれ独立して水素原子、メチル基又はエチル基を表わす。)
An aqueous dispersion of a polymer obtained by multi-stage emulsion polymerization of a polymerizable composition containing a radically polymerizable unsaturated monomer, in the presence of a silane coupling agent having a cycloalkyl group, represented by the general formula (1) An aqueous dispersion (A) of a polymer obtained by polymerizing a polymerizable composition having the polymerizable ultraviolet stabilizer shown in the above as an essential component at the final stage, and a nitrogen absorption method (BET method) having ultraviolet absorbing ability Containing a metal oxide (B) having a specific surface area of 30 to 160 m 2 / g, and capable of forming a dry film having a haze of 1% or less at a film thickness of 2 to 5 μm. object.
Figure 2007246799
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a cyano group, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. , —CO—C (R 5 ) ═CH (R 6 ), X represents an imino group or an oxygen atom, and R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.
重合体の水性分散体(A)がラジカル重合可能な不飽和二重結合を有する反応性乳化剤を使用して得られることを特徴とする請求項1記載の紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物。 The resin composition for ultraviolet blocking water-based coating according to claim 1, wherein the aqueous dispersion (A) of the polymer is obtained by using a reactive emulsifier having an unsaturated double bond capable of radical polymerization. 一般式(1)で示される重合性紫外線安定剤を必須成分とする重合性組成物を最終段階で重合せしめる際に、下記一般式(2)で示される重合性紫外線吸収剤を併用してなることを特徴とする請求項1又は2記載の紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物。
Figure 2007246799
(式中、R7は水素原子又はメチル基を表し、Yは炭素数1〜6のアルキレン基を表す。)
When the polymerizable composition having the polymerizable ultraviolet stabilizer represented by the general formula (1) as an essential component is polymerized in the final stage, the polymerizable ultraviolet absorber represented by the following general formula (2) is used in combination. The resin composition for ultraviolet blocking water-based coating according to claim 1 or 2.
Figure 2007246799
(In the formula, R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)
シクロアルキル基がシクロヘキシル基であり、環状エーテル構造を有しないシランカップリング剤を用いることを特徴とする請求項1ないし3いずれか記載の紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物。 4. The ultraviolet blocking water-based coating resin composition according to claim 1, wherein the cycloalkyl group is a cyclohexyl group and a silane coupling agent having no cyclic ether structure is used. 紫外線吸収能を有し、且つ窒素吸着法(BET法)による比表面積が30〜160m2/gである金属酸化物(B)70〜95重量%と分散樹脂または分散剤30〜5重量%とを、2本ロールで混練するか、もしくは乾式粉砕装置で混練して予備分散体を得、
ラジカル重合性不飽和単量体を含む重合性組成物を多段乳化重合してなる重合体の水性分散体であって、シクロアルキル基を有するシランカップリング剤の存在下に、一般式(1)で示される重合性紫外線安定剤を必須成分とする重合性組成物を最終段階で重合せしめた重合体の水性分散体(A)100重量部に対して、
前記予備分散体を、前記金属酸化物(B)が30〜200重量部となるように配合することを特徴とする紫外線遮断性水系コーティング用樹脂組成物の製造方法。

70 to 95% by weight of a metal oxide (B) having ultraviolet absorbing ability and a specific surface area of 30 to 160 m 2 / g by nitrogen adsorption method (BET method), and 30 to 5% by weight of a dispersion resin or dispersant Kneaded with two rolls or kneaded with a dry pulverizer to obtain a preliminary dispersion,
An aqueous dispersion of a polymer obtained by multi-stage emulsion polymerization of a polymerizable composition containing a radically polymerizable unsaturated monomer, in the presence of a silane coupling agent having a cycloalkyl group, represented by the general formula (1) 100 parts by weight of an aqueous dispersion (A) of a polymer obtained by polymerizing a polymerizable composition containing a polymerizable ultraviolet stabilizer represented by formula (1) as an essential component in the final stage,
The pre-dispersion is blended such that the metal oxide (B) is 30 to 200 parts by weight.

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