JP2008038115A - Acrylic aqueous emulsion - Google Patents

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Hideki Naruse
秀樹 成瀬
Yuji Masui
勇二 増井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acrylic aqueous emulsion capable of providing a coated film excellent in balance of blocking resistance and film-forming property and excellent also in flexibility. <P>SOLUTION: The acrylic aqueous emulsion is obtained by carrying out multi-stage emulsion polymerization of an ethylenic unsaturated monomer. In the aqueous emulsion, two or more kinds of polymers different in glass transition temperature (Tg) form different phase structure particles each composed of a central part (core) and an outside part (shell) and Tg of a polymer constituting the core part is higher by ≥10°C than Tg of a polymer constituting the shell part and the polymer constituting the core part are obtained from emulsion polymerization of a monomer system [I] having a specific composition and a polymer existing on outermost side of the polymer constituting the shell is obtained from emulsion polymerization of a monomer system [II] having a specific constitution. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は塗料、建材の下地処理材又は仕上げ材、その他コーティング材において優れた性能を有する塗膜を形成することができるアクリル系水性エマルジョンに関するものである。
本発明のアクリル系水性エマルジョンにより形成された塗膜は、耐ブロッキング性と成膜性とのバランスに優れ、また柔軟性にも優れる。なお、ブロッキングとは、水性塗料等が塗装された製品が積み重ねられた際に、塗膜が製品の非塗装面又は製品間に挿入する緩衝材等と接着する現象、あるいは塗膜どうしが接着する現象を指す。
The present invention relates to an acrylic aqueous emulsion capable of forming a coating film having excellent performance in paints, base materials for building materials or finishing materials, and other coating materials.
The coating film formed from the acrylic aqueous emulsion of the present invention is excellent in the balance between blocking resistance and film-forming property, and is excellent in flexibility. In addition, blocking is a phenomenon in which the coating film adheres to the non-painted surface of the product or a cushioning material inserted between products when products coated with water-based paint are stacked, or the coating films adhere to each other. Refers to the phenomenon.

乳化重合により得られるアクリル系水性エマルジョン(以下、単にエマルジョンと略す)は、常温あるいは加熱下で乾燥形成した塗膜が比較的良好な耐久性を示すことから、水性塗料や各種コーティング材の原料として多く用いられている。水性塗料等は、工場で建築用部材、家電品、プラスチック製品等の様々な物体に塗装されるが、塗装後に十分な乾燥を行ったとしても、製品を多数積み重ねたり、高温条件下で積み重ねることにより、ブロッキングが起こる場合があるため、このような状況下で使用される場合には、耐ブロッキング性に対する要求は非常に厳しい。ブロッキングは、重合体のガラス転移温度(Tg)が大いに関係し、一般にTgが低く、成膜性(塗膜形成性)に優れるエマルジョンにより得られる塗膜は、乾燥後も粘着性が残り、耐ブロッキング性は劣る。一方Tgが高い水性エマルジョンの場合には、高温状態で塗装することにより得られる塗膜の耐ブロッキング性は優れるものの、成膜が困難である。従って、ヒビ割れの無い良好な塗膜を得るためには、多量の成膜助剤を添加する必要があり、その結果乾燥が不十分な場合は、製膜助剤が塗膜中に残留し、ブロッキングが起こる。このように耐ブロッキング性と成膜性は二律背反の関係にあるため、Tgが高く耐ブロッキング性に優れると共に成膜性も良好なエマルジョン開発が望まれ、これまで様々な検討が行われてきた。   Acrylic aqueous emulsion obtained by emulsion polymerization (hereinafter simply referred to as emulsion) is a raw material for water-based paints and various coating materials because the coating film formed by drying at room temperature or under heating exhibits relatively good durability. Many are used. Water-based paints are applied to various objects such as building materials, home appliances, and plastic products at the factory, but even if they are sufficiently dried after painting, many products are stacked or stacked under high temperature conditions. Therefore, when used in such a situation, the requirement for anti-blocking property is very strict. Blocking is greatly related to the glass transition temperature (Tg) of the polymer, and generally a coating film obtained by an emulsion having a low Tg and excellent film forming property (coating film forming property) remains tacky even after drying. The blocking property is inferior. On the other hand, in the case of an aqueous emulsion having a high Tg, although the coating film obtained by coating at a high temperature has excellent blocking resistance, film formation is difficult. Therefore, in order to obtain a good coating film without cracks, it is necessary to add a large amount of film forming aid. As a result, if the drying is insufficient, the film forming aid remains in the coating film. , Blocking occurs. Thus, since the blocking resistance and the film forming property are in a trade-off relationship, development of an emulsion having a high Tg and excellent blocking resistance and good film forming property is desired, and various studies have been conducted so far.

しかしながら、このような要求を満足するエマルジョンは無いのが現状であり、耐ブロッキング性と成膜性とのバランスに優れるエマルジョンの開発が期待されている。そのための手法としては、エマルジョン粒子のコア部が高Tg重合体、シェル部が低Tg重合体で構成された異相構造エマルジョンとする手法が、特許文献1及び特許文献2に記載されている。しかしながら、特許文献1に記載のエマルジョンにおいては、例えばMFT(最低成膜温度)が40℃未満であり、成膜性が非常に優れるエマルジョンを得るためには、粒子全体の平均Tgを21℃以下にする必要があり、耐ブロッキング性の要求が非常に厳しい用途に対しては、Tgが低く不適である。また、特許文献2に記載のエマルジョンは、製膜性には優れるものの、高Tg成分の比率が10〜35質量%と少なく、同様に耐ブロッキング性の要求が非常に厳しい用途には不適である。このように従来のエマルジョンでは、成膜性の良いエマルジョンを得るため、Tgが90℃以上の重合体の割合を下げたり、粒子全体の平均Tgを下げたりして、耐ブロッキング性を犠牲にするものであった。   However, there is currently no emulsion satisfying such requirements, and development of an emulsion having an excellent balance between blocking resistance and film-forming property is expected. As a technique for that purpose, Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a technique in which the emulsion particles have a core part of a high Tg polymer and a shell part of a heterogeneous structure emulsion composed of a low Tg polymer. However, in the emulsion described in Patent Document 1, for example, MFT (minimum film forming temperature) is less than 40 ° C., and in order to obtain an emulsion having excellent film forming properties, the average Tg of the whole particles is 21 ° C. or less. For applications where the requirement for blocking resistance is very strict, Tg is low and unsuitable. Moreover, although the emulsion described in Patent Document 2 is excellent in film forming property, the ratio of the high Tg component is as small as 10 to 35% by mass, and is similarly unsuitable for applications where the requirement for blocking resistance is very severe. . Thus, in the conventional emulsion, in order to obtain an emulsion having a good film forming property, the proportion of the polymer having a Tg of 90 ° C. or higher is lowered, or the average Tg of the whole particle is lowered to sacrifice the blocking resistance. It was a thing.

特開2000−355602号公報JP 2000-355602 A 特開2003−226793号公報JP 2003-226793 A

このように、従来のエマルジョンでは、高いレベルで耐ブロッキング性と成膜性を両立することが困難であったが、近年の当業界の要求レベルはますます厳しいものとなってきており、より一層の改良が求められている。更には、塗膜の柔軟性は水性塗料等の耐凍害
性を支配する重要な因子であるが、本発明の目的は前述の課題を解決すると共に、塗膜の柔軟性にも優れるアクリル系水性エマルジョンを提供することにある。
Thus, with conventional emulsions, it has been difficult to achieve both blocking resistance and film-forming properties at a high level. However, the level of demand in the industry in recent years has become increasingly severe, and even more There is a need for improvements. Furthermore, the flexibility of the coating film is an important factor governing the frost damage resistance of water-based paints and the like, but the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to improve the flexibility of the coating film based on acrylic water. It is to provide an emulsion.

本発明者らは、前述の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、エマルジョン粒子のコア部とシェル部の重合体比率を最適化することにより、耐ブロッキング性と成膜性のバランスに優れ、また塗膜の柔軟性にも優れるエマルジョンが得られることを見出し、本発明に至った。
すなわち第1の発明は、エチレン性不飽和単量体を多段乳化重合することにより得られるアクリル系水性エマルジョンであって、ガラス転移温度(Tg)が異なる2種類以上の重合体を含み、かつ該重合体が中心部分(コア)と外側部分(シェル)から成る異相構造粒子を形成し、コア部を構成する重合体のTgがシェル部を構成する重合体のTgよりも10℃以上高く、コア部を構成する重合体が、ホモポリマーTgが90℃以上であるエチレン性不飽和単量体(A成分)50〜94.9質量%、ホモポリマーTgが90℃未満であるエチレン性不飽和単量体(B成分)5〜40質量%、カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体(C成分)0.1〜10質量%からなる単量体系[I]の乳化重合により得られ、シェル部を構成する重合体のうちの最も外側に存在する重合体が、A成分0〜10質量%、B成分80〜100質量%、C成分0〜10質量%からなる単量体系[II]の乳化重合により得られることを特徴とするアクリル系水性エマルジョンに関するものである。
第2の発明は、コア部を構成する重合体のTgが70℃以上、異相構造粒子全体の平均Tgが40℃以上である第1の発明におけるアクリル系水性エマルジョンである。
第3の発明は、異相構造粒子全体に占めるコア部の比率が35質量%以上70質量%以下である第1の発明又は第2の発明におけるアクリル系水性エマルジョンである。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have optimized the polymer ratio of the core part and the shell part of the emulsion particles, thereby achieving a balance between blocking resistance and film formability. The inventors have found that an emulsion having excellent coating film flexibility can be obtained, and the present invention has been achieved.
That is, the first invention is an acrylic aqueous emulsion obtained by multi-stage emulsion polymerization of an ethylenically unsaturated monomer, comprising two or more types of polymers having different glass transition temperatures (Tg), and The polymer forms heterogeneous structure particles composed of a central part (core) and an outer part (shell), and the Tg of the polymer constituting the core part is 10 ° C. or more higher than the Tg of the polymer constituting the shell part, The polymer constituting the part is 50 to 94.9% by mass of an ethylenically unsaturated monomer (component A) having a homopolymer Tg of 90 ° C. or higher, and an ethylenically unsaturated monomer having a homopolymer Tg of less than 90 ° C. It is obtained by emulsion polymerization of a monomer system [I] consisting of 5 to 40% by mass of a monomer (B component) and 0.1 to 10% by mass of a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer (C component). Polymerization constituting The outermost polymer is obtained by emulsion polymerization of a monomer system [II] composed of A component 0 to 10% by mass, B component 80 to 100% by mass, and C component 0 to 10% by mass. The present invention relates to an acrylic aqueous emulsion characterized by
The second invention is the acrylic aqueous emulsion according to the first invention in which the polymer constituting the core part has a Tg of 70 ° C. or higher and the average Tg of the whole heterophasic structure particles is 40 ° C. or higher.
A third invention is the acrylic aqueous emulsion according to the first invention or the second invention, wherein the ratio of the core portion to the whole heterophasic structure particles is 35% by mass or more and 70% by mass or less.

本発明のアクリル系水性エマルジョンにより得られる塗膜は、耐ブロッキング性と成膜性とのバランスに優れ、また柔軟性にも優れる。   The coating film obtained from the acrylic aqueous emulsion of the present invention is excellent in the balance between blocking resistance and film-forming property, and also excellent in flexibility.

本発明について、以下に具体的に説明する。
本発明のアクリル系水性エマルジョンは、通常の乳化重合法によって得られる。乳化重合の方法に関しては特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。すなわち、水性媒体中でエチレン性不飽和単量体、界面活性剤、ラジカル重合開始剤および必要に応じて用いられる他の添加剤成分などを基本組成成分とする分散系において、通常60〜90℃の加温下にて単量体成分の乳化重合を行い、この工程を少なくとも2回以上繰り返す方法である。重合系内への単量体組成物の供給方法としては、単量体を一括して仕込む単量体一括仕込み法や、単量体を連続的に滴下する単量体滴下法、単量体と水と乳化剤とを予め混合乳化しておき、これらを滴下するプレエマルジョン法、あるいはこれらを組み合わせる方法などが挙げられる。
The present invention will be specifically described below.
The acrylic aqueous emulsion of the present invention can be obtained by a usual emulsion polymerization method. There is no restriction | limiting in particular regarding the method of emulsion polymerization, A conventionally well-known method can be used. That is, in a dispersion system in which an ethylenically unsaturated monomer, a surfactant, a radical polymerization initiator, and other additive components used as required in an aqueous medium are basic composition components, usually 60 to 90 ° C. In this method, the monomer component is subjected to emulsion polymerization under heating, and this step is repeated at least twice. As a method for supplying the monomer composition into the polymerization system, a monomer batch charging method in which monomers are charged in a batch, a monomer dropping method in which monomers are continuously dropped, a monomer And a pre-emulsion method in which water, an emulsifier and an emulsifier are mixed and emulsified in advance, and these are added dropwise, or a combination thereof.

まず本発明のエマルジョンにおけるコア部とシェル部の定義であるが、異相構造粒子が3相以上(3種類以上の重合体)で構成されている場合、中心側と外側の2つの領域で分割し、中心に位置する重合体を含む領域をコア部とし、最も外側に位置する重合体を含むコア部以外の外側の領域をシェル部と定義する。領域分割の仕方については特に制限はなく、コア部又はシェル部が2相以上で構成されている場合のTgは平均値を用いることとする。   First, the definition of the core part and the shell part in the emulsion of the present invention. When the heterophasic structure particles are composed of three or more phases (three or more types of polymers), the emulsion is divided into two regions on the center side and the outer side. The region including the polymer located at the center is defined as the core portion, and the outer region other than the core portion including the polymer positioned at the outermost side is defined as the shell portion. There is no restriction | limiting in particular about the method of area | region division, and Tg when a core part or a shell part is comprised by 2 or more phases shall use an average value.

本発明のエマルジョンにおいて、異相構造粒子のコア部を構成する重合体は、単量体系[I]の乳化重合により得られるが、単量体系[I]におけるA成分の比率を高め、コア
部を構成する重合体のTgを高くするほど、得られる塗膜の耐ブロッキング性が良くなる。具体的なTgの値としては50℃以上であり、好ましくは60℃以上、更に好ましくは70℃以上である。その上限は130℃以下、好ましくは120℃以下である。
コア部の高Tg重合体を得るために必要なA成分の量としては、単量体系[I]におけるB成分とC成分のホモポリマーTgや量によって変わるが、具体的には50質量%以上、好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上である。
ところでA成分の量を増やし過ぎると、重合安定性が悪くなり、凝集物が多量に発生する場合があるため、具体的には94.9質量%以下とすることが好ましい。
コア部の高Tg重合体を得る際に用いるB成分の量としては、単量体系[I]におけるA成分とC成分のホモポリマーTgや量によって変わるが、少なくするほどコア部を構成する重合体のTgを高くできるため、具体的には5質量%以上40質量%以下、好ましくは5質量%以上35質量%以下、更に好ましくは5質量%以上30質量%以下である。
In the emulsion of the present invention, the polymer constituting the core part of the heterophasic structure particles is obtained by emulsion polymerization of the monomer system [I], but the ratio of the A component in the monomer system [I] is increased to reduce the core part. The higher the Tg of the constituting polymer, the better the blocking resistance of the resulting coating film. A specific value of Tg is 50 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher, and more preferably 70 ° C. or higher. The upper limit is 130 ° C. or lower, preferably 120 ° C. or lower.
The amount of the A component necessary for obtaining the high Tg polymer in the core portion varies depending on the homopolymer Tg and the amount of the B component and the C component in the monomer system [I], but specifically, 50% by mass or more. , Preferably it is 60 mass% or more, More preferably, it is 70 mass% or more.
By the way, if the amount of the component A is excessively increased, the polymerization stability is deteriorated and a large amount of aggregates may be generated. Specifically, the content is preferably 94.9% by mass or less.
The amount of the B component used for obtaining the high Tg polymer of the core portion varies depending on the homopolymer Tg and the amount of the A component and the C component in the monomer system [I]. Since Tg of coalescence can be increased, specifically, it is 5% by mass or more and 40% by mass or less, preferably 5% by mass or more and 35% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less.

本発明においては、異相構造粒子を乳化重合する際、単量体系[I]にC成分のカルボキシル含有エチレン性不飽和単量体を含むことが必須である。C成分を含有することにより、本発明のアクリル系水性エマルジョンから得られる塗膜の柔軟性が向上する。C成分の量としては、具体的には0.1質量%以上10質量%以下、好ましくは0.3質量%以上10質量%以下、更に好ましくは0.5質量%以上10質量%以下である。また単量体系[II]におけるC成分の量については、塗膜表面の乾燥速度に影響し、C成分が無い又は少ない場合には、作製する水性塗料の組成にもよるが、塗膜表面の乾燥が急速に進行してクラックが発生する場合があるため、0質量%以上10質量%以下であることが好ましい。
一方シェルを構成する重合体のうちの最も外側に存在する重合体は、単量体系[II]の乳化重合により得られるが、そのTgは低いほど成膜性が良くなり、具体的なTgの値としては40℃未満であり、好ましくは30℃未満、更に好ましくは20℃未満である。その下限は−80℃以上、好ましくは−70℃以上である。
In the present invention, it is essential that the monomer system [I] contains a carboxyl-containing ethylenically unsaturated monomer as a component C when emulsion-phase heterogeneous structure particles are subjected to emulsion polymerization. By containing C component, the softness | flexibility of the coating film obtained from the acrylic aqueous emulsion of this invention improves. The amount of component C is specifically 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, preferably 0.3% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less. . In addition, the amount of the C component in the monomer system [II] affects the drying speed of the coating film surface. When there is no or little C component, depending on the composition of the aqueous paint to be prepared, Since drying may proceed rapidly and cracks may occur, the content is preferably 0% by mass or more and 10% by mass or less.
On the other hand, the outermost polymer among the polymers constituting the shell is obtained by emulsion polymerization of the monomer system [II]. The lower the Tg, the better the film-forming property. As a value, it is less than 40 degreeC, Preferably it is less than 30 degreeC, More preferably, it is less than 20 degreeC. The lower limit is −80 ° C. or higher, preferably −70 ° C. or higher.

ここで、単量体系[II]におけるA成分の比率は、本発明においては0質量%以上30質量%以下とすることが必須である。A成分の比率を30質量%以下とすることで、成膜性が非常に優れるアクリル系水性エマルジョンが得られる。
単量体系[II]におけるB成分の比率は60質量%以上100質量%以下であり、好ましくは70質量%以上99質量%以下である。
異相構造粒子全体の平均Tgは耐ブロッキング性と成膜性に大きく影響し、40℃未満の場合は成膜性は良好であるが、耐ブロッキング性の要求が厳しい場合には、適さないことがある。耐ブロッキング性が良好なエマルジョンを得るためには、異相構造粒子全体の平均Tgを40℃以上にすることが好ましい。その上限は80℃以下、好ましくは70℃以下である。
Here, in the present invention, it is essential that the ratio of the component A in the monomer system [II] is 0% by mass or more and 30% by mass or less. By setting the ratio of the component A to 30% by mass or less, an acrylic aqueous emulsion having excellent film forming properties can be obtained.
The ratio of the B component in the monomer system [II] is 60% by mass or more and 100% by mass or less, and preferably 70% by mass or more and 99% by mass or less.
The average Tg of the entire heterophasic structure particles greatly affects the blocking resistance and film forming property. When the temperature is lower than 40 ° C., the film forming property is good, but it is not suitable when the requirement for blocking resistance is severe. is there. In order to obtain an emulsion having good blocking resistance, the average Tg of the whole heterophasic structure particles is preferably 40 ° C. or higher. The upper limit is 80 ° C. or lower, preferably 70 ° C. or lower.

異相構造粒子におけるコア部とシェル部の比率については、コア部と粒子全体のTgが前記の温度範囲にあれば、特に制限は無いが、コア部の比率が低いと耐ブロッキング性が悪くなるため、具体的には35質量%以上であることが好ましい。一方、コア部の比率を高くし過ぎると、耐ブロッキング性は向上する方向であるが、Tgの低い重合体で構成されるシェル部が少なり、成膜性が悪くなる。その結果、成膜助剤の添加量を増やすことになって耐ブロッキング性を低下させることにつながるため、コア部の比率としては、70質量%以下とすることが好ましい。   The ratio of the core part to the shell part in the heterophasic structure particles is not particularly limited as long as the Tg of the core part and the whole particle is within the above temperature range, but the blocking resistance deteriorates if the ratio of the core part is low. Specifically, it is preferably 35% by mass or more. On the other hand, if the ratio of the core part is increased too much, the blocking resistance is improved, but the shell part composed of a polymer having a low Tg is reduced and the film formability is deteriorated. As a result, the amount of the film-forming aid added is increased, leading to a decrease in blocking resistance. Therefore, the core portion ratio is preferably 70% by mass or less.

ここで本発明において示される重合体のTgは、実験的にまたは計算により得られる。実験的には、重合体の動的粘弾性測定や示差走査熱量分析(DSC)を行うことにより測定できる。計算では、通常知られているFoxの式:1/Tg=W1 /Tg1 +W2
/Tg2 +・・・+Wn /Tgn(W1、W2、・・・、Wn は各重合性単量体
の質量分率、Tg1、Tg2、・・・、Tgn は各重合性単量体のホモポリマーTg(K:絶対温度))により求めることができる。このとき、計算に使用するホモポリマーのTgは、例えばポリマーハンドブック(John Willey & Sons)に記載されている。なお、実施例及び比較例で用いた各単量体のホモポリマーTgを表1に記載する。
Here, the Tg of the polymer shown in the present invention is obtained experimentally or by calculation. Experimentally, it can be measured by performing dynamic viscoelasticity measurement or differential scanning calorimetry (DSC) of the polymer. In the calculation, the generally known Fox formula: 1 / Tg = W1 / Tg1 + W2
/ Tg2 + ... + Wn / Tgn (W1, W2,..., Wn Is the mass fraction of each polymerizable monomer, Tg1, Tg2, ..., Tgn Can be obtained from the homopolymer Tg (K: absolute temperature) of each polymerizable monomer. At this time, the Tg of the homopolymer used for the calculation is described in, for example, the polymer handbook (John Willy & Sons). In addition, Table 1 shows the homopolymer Tg of each monomer used in Examples and Comparative Examples.

本発明に用いられるA成分及びB成分のエチレン性不飽和単量体は、カルボキシル基を含有しない単量体であり、具体例としては、(メタ)アクリル酸エステル単量体、芳香族単量体、ヒドロキシル基含有単量体、アミド基含有単量体、エポキシ基含有単量体などが挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート等が挙げられる。好ましくは、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレートである。
The ethylenically unsaturated monomers of component A and component B used in the present invention are monomers that do not contain a carboxyl group. Specific examples include (meth) acrylic acid ester monomers and aromatic monomers. Body, hydroxyl group-containing monomer, amide group-containing monomer, epoxy group-containing monomer and the like.
Examples of (meth) acrylic acid ester monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, and benzyl acrylate. , Phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl acrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, benzyl methacrylate, and phenyl methacrylate. Preferred are butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, butyl methacrylate, and cyclohexyl methacrylate.

芳香族単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどが挙げられる。好ましくはスチレンである。ヒドロキシル基含有単量体としては、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート等が挙げられる。好ましくはヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートである。   Examples of the aromatic monomer include styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, and the like. Styrene is preferred. Examples of the hydroxyl group-containing monomer include hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, polyethylene glycol acrylate, and polyethylene glycol methacrylate. Preferred are hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate.

アミド基含有単量体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−メチレンビスアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、マレイン酸アミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−メトキシメチルメタクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミド、N−ブトキシメチルメタクリルアミド等を挙げることができる。好ましくはアクリルアミド、メタクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミドである。
エポキシ基含有単量体としては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、メチルグリシジルアクリレート、メチルグリシジルメタクリレートなどが挙げられる。好ましくはグリシジルメタクリレートである。
Examples of the amide group-containing monomer include acrylamide, methacrylamide, N, N-methylenebisacrylamide, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, maleic acid amide, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, N- Mention may be made of methoxymethyl acrylamide, N-methoxymethyl methacrylamide, N-butoxymethyl acrylamide, N-butoxymethyl methacrylamide and the like. Preferred are acrylamide, methacrylamide, and diacetone acrylamide.
Examples of the epoxy group-containing monomer include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, methyl glycidyl acrylate, and methyl glycidyl methacrylate. Glycidyl methacrylate is preferred.

また、これらの単量体に加えて、本発明のアクリル系水性エマルジョンに要求される様々な品質・物性を改良するために、前記以外の単量体成分をさらに使用することもできる。それらの単量体としては、上記の単量体と共重合可能なその他のエチレン性不飽和単量体が使用できる。例えば、アミノ基、スルホン酸基、リン酸基などの官能基を有する各種の単量体、さらには酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ビニルピロリドン、メチルビニルケトン、ブタジエン、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデンなども所望に応じて使用できる。   In addition to these monomers, monomer components other than those described above can be further used in order to improve various qualities and physical properties required for the acrylic aqueous emulsion of the present invention. As these monomers, other ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with the above monomers can be used. For example, various monomers having functional groups such as amino group, sulfonic acid group, and phosphoric acid group, as well as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl versatic acid, vinyl pyrrolidone, methyl vinyl ketone, butadiene, ethylene, propylene, Vinyl chloride, vinylidene chloride and the like can be used as desired.

C成分のカルボキシル含有エチレン性不飽和単量体の具体例としては、例えば、モノカルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸のハーフエステル、マレイン酸のハーフエステル、フマール酸のハーフエステルなどが挙げられ、ジカルボン酸としては
イタコン酸、マレイン酸、フマール酸等が挙げられる。好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸である。
Specific examples of the carboxyl-containing ethylenically unsaturated monomer of component C include, for example, monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid half ester, maleic acid half ester, and fumaric acid half ester. Examples of the dicarboxylic acid include itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid. Acrylic acid, methacrylic acid and itaconic acid are preferred.

本発明で用いられる界面活性剤は、一分子中に少なくとも一つ以上の親水基と一つ以上の親油基を有する化合物を指す。
界面活性剤としては、例えば非反応性のアルキル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩、脂肪酸塩、アルキルリン酸塩、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性界面活性剤が挙げられ、また非反応性のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどのノニオン性界面活性剤が挙げられる。
これらのほかに親水基と親油基を有する界面活性剤の化学構造式の中にエチレン性2重結合を導入した、いわゆる反応性界面活性剤を用いても良い。
The surfactant used in the present invention refers to a compound having at least one hydrophilic group and one or more lipophilic groups in one molecule.
Examples of the surfactant include non-reactive alkyl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, alkylbenzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, alkyl sulfosuccinate, alkyl diphenyl ether disulfonate, and naphthalene sulfonate formalin. Anionic surfactants such as condensates, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfates, polyoxyethylene distyrenated phenyl ether sulfates, fatty acid salts, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfates Non-reactive polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether, polyoxyethylene disty Phenyl ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, alkylalkanolamide, polyoxyethylene alkylphenyl ether, etc. Nonionic surfactants.
In addition to these, a so-called reactive surfactant in which an ethylenic double bond is introduced into the chemical structural formula of a surfactant having a hydrophilic group and a lipophilic group may be used.

反応性界面活性剤の中でアニオン性界面活性剤としては、例えばスルホン酸基、スルホネート基又は硫酸エステル基及びこれらの塩を有するエチレン性不飽和単量体であり、スルホン酸基、又はそのアンモニウム塩かアルカリ金属塩である基(アンモニウムスルホネート基、又はアルカリ金属スルホネート基)を有する化合物であることが好ましい。例えばアルキルアリルスルホコハク酸塩(例えば三洋化成(株)エレミノール(商標)JS−2、JS−5等が挙げられる)、例えばポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステル塩(例えば第一工業製薬(株)製アクアロン(商標)HS−10等が挙げられる)、例えばα−〔1−〔(アリルオキシ)メチル〕−2−(ノニルフェノキシ)エチル〕−ω−ポリオキシエチレン硫酸エステル塩(例えば旭電化工業(株)製アデカリアソープ(商標)SE−1025N等が挙げられる)、例えばアンモニウム−α−スルホナト−ω−1−(アリルオキシメチル)アルキルオキシポリオキシエチレン(例えば第一工業製薬(株)製アクアロンKH−10などが挙げられる)など、スチレンスルホン酸塩が挙げられる。   Among the reactive surfactants, the anionic surfactant is, for example, an ethylenically unsaturated monomer having a sulfonic acid group, a sulfonate group or a sulfate ester group and a salt thereof, a sulfonic acid group, or an ammonium thereof. A compound having a group (ammonium sulfonate group or alkali metal sulfonate group) which is a salt or an alkali metal salt is preferable. For example, alkylallylsulfosuccinate (for example, Sanyo Kasei Co., Ltd., Eleminol (trademark) JS-2, JS-5 etc.), for example, polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether sulfate (for example, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) Manufactured by Aqualon (trademark) HS-10), for example, α- [1-[(allyloxy) methyl] -2- (nonylphenoxy) ethyl] -ω-polyoxyethylene sulfate ester salt (for example, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) Adeka Soap (trademark) SE-1025N, etc.), for example, ammonium-α-sulfonato-ω-1- (allyloxymethyl) alkyloxypolyoxyethylene (for example, Aqualon manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) Styrene sulfonates such as KH-10).

また、反応性界面活性剤でノニオン性界面活性剤としては、例えばα−〔1−〔(アリルオキシ)メチル〕−2−(ノニルフェノキシ)エチル〕−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン(例えば旭電化工業(株)製アデカリアソープNE−20、NE−30、NE−40等が挙げられる)、例えばポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル(例えば第一工業製薬(株)製アクアロンRN−10、RN−20、RN−30、RN−50等が挙げられる)などが挙げられる。
界面活性剤の量としては、単量体組成物100質量部に対して0.1〜5質量%とするのが良い。
Examples of the reactive surfactant and nonionic surfactant include α- [1-[(allyloxy) methyl] -2- (nonylphenoxy) ethyl] -ω-hydroxypolyoxyethylene (for example, Asahi Denka Kogyo ( Adekaria soap NE-20, NE-30, NE-40, etc.), for example, polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether (for example, Aqualon RN-10, RN-20, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) RN-30, RN-50, etc.).
The amount of the surfactant is preferably 0.1 to 5% by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer composition.

本発明で用いられるラジカル重合開始剤としては、熱または還元性物質によりラジカル分解して単量体の付加重合を開始させるものであり、無機系開始剤および有機系開始剤のいずれも使用できる。このようなものとしては、水溶性、油溶性の重合開始剤が使用できる。
水溶性の重合開始剤としては例えばペルオキソ二硫酸塩、過酸化物、水溶性のアゾビス化合物、過酸化物−還元剤のレドックス系などが挙げられ、ペルオキソ二硫酸塩としては
例えばペルオキソ二硫酸カリウム(KPS)、ペルオキソ二硫酸ナトリウム(NPS)、ペルオキソ二硫酸アンモニウム(APS)などが挙げられ、過酸化物としては例えば過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t―ブチルパーオキシマレイン酸、コハク酸パーオキシド、過酸化ベンゾイルなどが挙げられ、水溶性アゾビス化合物としては、例えば2,2−アゾビス(N−ヒドロキシエチルイソブチルアミド)、2、2−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩化水素、4,4−アゾビス(4−シアノペンタン酸)などが挙げられ、過酸化物−還元剤のレドックス系としては、例えば先の過酸化物にナトリウムスルホオキシレートホルムアルデヒド、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム、L−アスコルビン酸、およびその塩、第一銅塩、第一鉄塩などの還元剤を重合開始剤に組み合わせて用いることもできる。
ラジカル重合開始剤の使用量としては、単量体組成物100質量部に対して、ラジカル重合開始剤0.05〜1質量%とするのが良い。
The radical polymerization initiator used in the present invention is one that initiates addition polymerization of a monomer by radical decomposition with heat or a reducing substance, and any of inorganic initiators and organic initiators can be used. As such, water-soluble and oil-soluble polymerization initiators can be used.
Examples of water-soluble polymerization initiators include peroxodisulfates, peroxides, water-soluble azobis compounds, peroxide-reducing agent redox systems, and the like. Peroxodisulfates include, for example, potassium peroxodisulfate ( KPS), sodium peroxodisulfate (NPS), ammonium peroxodisulfate (APS) and the like. Examples of peroxides include hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, t-butyl peroxymaleic acid, and succinic acid peroxide. Examples of water-soluble azobis compounds include 2,2-azobis (N-hydroxyethylisobutyramide), 2,2-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 4,4- Azobis (4-cyanopentanoic acid) and the like. Examples of the dox system include sodium sulfooxylate formaldehyde, sodium bisulfite, sodium thiosulfate, sodium hydroxymethanesulfinate, L-ascorbic acid, and salts thereof, cuprous salts and ferrous salts. A reducing agent such as can also be used in combination with the polymerization initiator.
As a usage-amount of a radical polymerization initiator, it is good to set it as 0.05-1 mass% of radical polymerization initiators with respect to 100 mass parts of monomer compositions.

本発明においては、エマルジョンを乾燥して得られる塗膜が屋外等に長時間暴露された際の光沢保持性を改良する目的で、乳化重合時に加水分解性のシランを添加しても良い。加水分解性のシランとは、酸触媒又はアルカリ触媒等によって加水分解及び縮合し、オルガノポリシロキサンを形成するものであり、例えば、下式(1)で示されるシリコーン構造を有するものである。
(R1)n−Si−(R2)4−n (1)
(式中nは0〜3の整数であり、R1は水素原子、炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、炭素数5〜10のアリール基、炭素数5〜6のシクロアルキル基、ビニル基、炭素数1〜10のアクリロキシアルキル基、または炭素数1〜10のメタクリロキシアルキル基から選ばれる。n個のR1は同一であっても、異なっても良い。R2は炭素数1〜8のアルコキシ基、アセトキシ基または水酸基から選ばれる。4−n個のR2は同一であっても、異なっても良い。)
In the present invention, hydrolyzable silane may be added during emulsion polymerization for the purpose of improving the gloss retention when the coating film obtained by drying the emulsion is exposed outdoors for a long time. The hydrolyzable silane is one that hydrolyzes and condenses with an acid catalyst or an alkali catalyst to form an organopolysiloxane, and has, for example, a silicone structure represented by the following formula (1).
(R1) n-Si- (R2) 4-n (1)
(In the formula, n is an integer of 0 to 3, R1 is a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, an aryl group having 5 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms, vinyl. Selected from a group, an acryloxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a methacryloxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, n R1s may be the same or different, and R2 may have 1 to 1 carbon atoms. 8 is selected from an alkoxy group, an acetoxy group, or a hydroxyl group. 4-n R2s may be the same or different.

加水分解性シランは、大まかにはラジカル重合性の二重結合を有するものと、有しないものとに大別される。
重合性加水分解性シランの具体例としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、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が挙げられる。好ましくは、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である。
Hydrolyzable silanes are roughly classified into those having radically polymerizable double bonds and those having no radically polymerizable double bonds.
Specific examples of the polymerizable hydrolyzable silane include, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane. , Γ-methacryloxypropyltriethoxysilane and the like. Preferred are γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and γ-methacryloxypropyltriethoxysilane.

非重合性の加水分解性シランの具体例としては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等が挙げられる。好ましくは、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランである。   Specific examples of non-polymerizable hydrolyzable silanes include, for example, dimethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyl Examples include triethoxysilane and phenyltriethoxysilane. Preferred are dimethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and phenyltrimethoxysilane.

その他の非重合性加水分解性シランとしては、環状シラン等も上げられ、例えばオクタメチルシクロテトラシロキサン、オクタフェニルシクロシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン、及びポリシロキサンなどが挙げられる。
これらの加水分解性シランは、1種又は2種以上含んでいても良い。これらの加水分解性シランを用いることにより、本発明のエマルジョンにより得られる
Other non-polymerizable hydrolyzable silanes include cyclic silanes, such as octamethylcyclotetrasiloxane, octaphenylcyclosiloxane, hexamethylcyclotrisiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxane. , And polysiloxane.
These hydrolyzable silanes may contain one or more kinds. By using these hydrolyzable silanes, the emulsion of the present invention can be used.

加水分解性シランの添加方法は特に限定されない。例えば、単量体組成物と別々に添加
する方法、単量体組成物にあらかじめ混合して添加する方法、単量体組成物の乳化液にあらかじめ混合して添加する方法、単量体組成物の乳化液を反応機に投入する時に混合して添加する方法などが挙げられる。好ましくは乳化重合の安定性に問題ないことから、単量体組成物の乳化液を反応機に投入する時に混合して添加する方法である。加水分解性シランは、乳化重合中に存在することにより、加水分解、それに続いて縮合反応が進行する。
乳化重合中の乳化重合系の水素イオン濃度(pH)は特に限定されないが、pH4.0以下で実施することが好ましい。pH4.0以下で加水分解性シランの縮合反応が進行し、製品としての貯蔵安定性が問題ない。特に好ましくはpH1.5以上3.0以下である。
The addition method of hydrolyzable silane is not specifically limited. For example, a method of adding separately from the monomer composition, a method of adding in advance to the monomer composition, a method of adding in advance to the emulsion of the monomer composition, a monomer composition And a method of mixing and adding the above emulsion to the reactor. Since there is no problem in the stability of emulsion polymerization, it is a method of mixing and adding the emulsion of the monomer composition to the reactor. Hydrolyzable silane is present during emulsion polymerization, so that hydrolysis and subsequent condensation reaction proceed.
The hydrogen ion concentration (pH) of the emulsion polymerization system during the emulsion polymerization is not particularly limited, but it is preferably carried out at pH 4.0 or less. At pH 4.0 or less, the condensation reaction of hydrolyzable silane proceeds, and there is no problem in storage stability as a product. Particularly preferably, the pH is 1.5 to 3.0.

加水分解性シランの加水分解、縮合反応をさらに促進させるために、例えば塩酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、β−ナフタレンスルホン酸、2−メシチレンスルホン酸、カンファ−10−スルホン酸、三フッ化ホウ素などが乳化重合中に用いられる。とくにヘキシルベンゼンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、セチルベンゼンスルホン酸のような酸触媒と乳化重合用界面活性剤との両機能を有するものを乳化重合中に使用してもよい。   In order to further promote the hydrolysis and condensation reaction of the hydrolyzable silane, for example, hydrochloric acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, β-naphthalenesulfonic acid, 2-mesitylenesulfonic acid, camphor-10-sulfonic acid, three Boron fluoride or the like is used during emulsion polymerization. In particular, emulsion catalysts that use both an acid catalyst such as hexylbenzenesulfonic acid, octylbenzenesulfonic acid, decylbenzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, and cetylbenzenesulfonic acid and a surfactant for emulsion polymerization are used. May be.

本発明の水性樹脂分散体には耐久性の向上のために紫外線吸収剤及び/または光安定剤を添加することができる。紫外線吸収剤としては、分子内にラジカル重合性の二重結合を有する反応性のもの、及びラジカル重合性の二重結合を有しない非反応性のもの、光安定剤として、分子内にラジカル重合性の二重結合を有する反応性のもの、及びラジカル重合性の二重結合を有しない非反応性のものを用いることもできる。
本発明において紫外線吸収剤としては、例えばベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、蓚酸アニリド系、シアノアクリレート系、ベンゾエート系、サリシレート系から選ばれる少なくとも1種以上を用いることが好ましく、光安定剤として、例えば2,2,6,6−テトラアルキルピペリジン骨格を有するヒンダードアミン系から選ばれる少なくとも1種以上を用いることが好ましい。
An ultraviolet absorber and / or a light stabilizer can be added to the aqueous resin dispersion of the present invention to improve durability. As UV absorbers, reactive ones that have radical polymerizable double bonds in the molecule and non-reactive ones that do not have radical polymerizable double bonds, radical stabilizers in the molecule as light stabilizers A reactive compound having a reactive double bond and a non-reactive compound having no radical polymerizable double bond can also be used.
In the present invention, as the ultraviolet absorber, it is preferable to use at least one selected from, for example, benzophenone series, benzotriazole series, triazine series, oxalic acid anilide series, cyanoacrylate series, benzoate series, and salicylate series. For example, it is preferable to use at least one selected from hindered amines having a 2,2,6,6-tetraalkylpiperidine skeleton.

ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤としては、例えば、非反応性のものとして2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシベンゾフェノン、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェニル)メタン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、4−ドデシルオキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ステアリルオキシベンゾフェノンなどが挙げられる。   Examples of the benzophenone-based ultraviolet absorber include 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid, and 2-hydroxy as non-reactive ones. -4-n-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-dodecyloxybenzophenone, 2-hydroxy-4-benzyloxybenzophenone, bis (5-benzoyl-4-hydroxy-2-methoxyphenyl) methane, 2, 2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4,4′dimethoxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 4-dodecyloxy-2-hydroxybenzophenone, 2- Hydroxy-4-meth Shi-2'-carboxybenzophenone, 2-hydroxy-4-stearyloxy benzophenone.

反応性のベンゾフェノン系の紫外線吸収剤として例えば、2−ヒドロキシ−4−アクリロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メタクリロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−5−アクリロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−5−メタクリロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(アクリロキシ−エトキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(メタクリロキシ−エトキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(メタクリロキシ−ジエトキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(アクリロキシ−トリエトキシ)ベンゾフェノンなどが挙げられる。   Examples of reactive benzophenone UV absorbers include 2-hydroxy-4-acryloxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methacryloxybenzophenone, 2-hydroxy-5-acryloxybenzophenone, 2-hydroxy-5-methacryloxy. Benzophenone, 2-hydroxy-4- (acryloxy-ethoxy) benzophenone, 2-hydroxy-4- (methacryloxy-ethoxy) benzophenone, 2-hydroxy-4- (methacryloxy-diethoxy) benzophenone, 2-hydroxy-4- (acryloxy- And triethoxy) benzophenone.

ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤として、例えば、非反応性としては2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキ シ−3’
,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−3’,5’−ビス(α,α’−ジメチルベンジル)フェニル〕ベンゾトリアゾール)、メチル−3−〔3−tert−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル〕プロピオネートとポリエチレングリコール(分子量300)との縮合物(例えば日本チバガイギー(株)製、製品名:TINUVIN1130が挙げられる)、イソオクチル−3−〔3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル〕プロピオネート(例えば日本チバガイギー(株)製、製品名:TINUVIN384が挙げられる)、2−(3−ドデシル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール(例えば日本チバガイギー(株)製、製品名:TINUVIN571が挙げられる)、2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−4’−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−3’−(3’’,4’’,5’’,6’’−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5’−メチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、2,2−メチレンビス〔4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール〕、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール(例えば日本チバガイギー(株)製、製品名:TINUVIN900が挙げられる)などが挙げられる。
Examples of the benzotriazole-based UV absorber include 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole and 2- (2′-hydroxy-5′-tert-butylphenyl) benzo as non-reactive. Triazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′
, 5′-di-tert-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy-5-tert-octylphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy-3,5-di-tert-octylphenyl) benzo Triazole, 2- [2′-hydroxy-3 ′, 5′-bis (α, α′-dimethylbenzyl) phenyl] benzotriazole), methyl-3- [3-tert-butyl-5- (2H-benzotriazole) 2-yl) -4-hydroxyphenyl] propionate and polyethylene glycol (with a molecular weight of 300) (for example, product name: TINUVIN 1130, manufactured by Nippon Ciba-Geigy Co., Ltd.), isooctyl-3- [3- (2H -Benzotriazol-2-yl) -5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl] Lopionate (for example, Nippon Ciba-Geigy Co., Ltd., product name: TINUVIN 384), 2- (3-dodecyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole (for example, Ciba-Geigy Co., Ltd., product name: TINUVIN 571) 2- (2′-hydroxy-3′-tert-butyl-5′-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert) -Amylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-4'-octoxyphenyl) benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-3 '-(3 ", 4", 5 ", 6 '' -Tetrahydrophthalimidomethyl) -5'-methylphenyl] benzotriazole, 2,2-methylenebis [4- (1,1,3,3-tetra Tilbutyl) -6- (2H-benzotriazol-2-yl) phenol], 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4,6-bis (1-methyl-1-phenylethyl) phenol (eg, Japan) Ciba Geigy Co., Ltd., product name: TINUVIN900).

反応性ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤として例えば、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(例えば大塚化学(株)製、製品名:RUVA−93が挙げられる)、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロキシエチル−3−tert−ブチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリルオキシプロピル−3−tert−ブチルフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、3−メタクリロイル−2−ヒドロキシプロピル−3−〔3’−(2’’−ベンゾトリアゾリル)−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチル〕フェニルプロピオネート(例えば日本チバガイギー(株)製、製品名:CGL−104が挙げられる)などが挙げられる。   Examples of reactive benzotriazole-based ultraviolet absorbers include 2- (2′-hydroxy-5′-methacryloxyethylphenyl) -2H-benzotriazole (for example, Otsuka Chemical Co., Ltd., product name: RUVA-93). 2- (2′-hydroxy-5′-methacryloxyethyl-3-tert-butylphenyl) -2H-benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-methacryloxypropyl-3-tert-) Butylphenyl) -5-chloro-2H-benzotriazole, 3-methacryloyl-2-hydroxypropyl-3- [3 ′-(2 ″ -benzotriazolyl) -4-hydroxy-5-tert-butyl] phenylpropi Honate (for example, product name: CGL-104 manufactured by Nippon Ciba-Geigy Co., Ltd.) It is.

トリアジン系紫外線吸収剤として、例えば、非反応性としては例えば2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシロキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシロキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン混合物(例えば日本チバガイギー社(株)製、製品名:TINUVIN400が挙げられる)、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−(2−ヒドロキシー4−イソ−オクチルフェニル)−s−トリアジン(例えば日本チバガイギー社(株)製、製品名:TINUVIN411Lが挙げられる)などが挙げられる。   Examples of the triazine-based ultraviolet absorber include, for example, 2- [4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl) oxy] -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2, 4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine and 2- [4-[(2-hydroxy-3-tridecyloxypropyl) oxy] -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4- Dimethylphenyl) -1,3,5-triazine mixture (for example, product name: TINUVIN400 manufactured by Nippon Ciba-Geigy Co., Ltd.), 2,4-bis (2,4-dimethylphenyl) -6- (2- Hydroxy-4-iso-octylphenyl) -s-triazine (for example, product name: TINUVIN411L manufactured by Nippon Ciba-Geigy Co., Ltd.) .

本発明において使用できるヒンダードアミン系光安定剤としては、塩基性が低いものが好ましく、具体的には塩基定数(pKb)が8以上のものが好ましい。例えば、非反応性としてはビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)サクシネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)2−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−ブチルマロネート、1−〔2−〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピニルオキシ〕エチル〕−4−〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジン、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートとメチル−1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル−セバケートの混合物(例えば日本チバガイギー(株)製、製品名:TINUVIN292が挙げられる)、ビス(1−オクトキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート(例えば日本チバガイギー(株)製、製品名:TINUVIN123が挙げられる)などが挙げられる。
As the hindered amine light stabilizer that can be used in the present invention, those having a low basicity are preferable, and specifically, those having a base constant (pKb) of 8 or more are preferable. For example, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) succinate, bis (2,2,6,6-tetramethylpiperidyl) sebacate, bis (1,2,2, 6,6-pentamethyl-4-piperidyl) 2- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-butylmalonate, 1- [2- [3- (3,5-di- tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propynyloxy] ethyl] -4- [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propynyloxy] -2,2,6,6-tetramethyl A mixture of piperidine, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate and methyl-1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl-sebacate (eg Ciba Geigy Co., Ltd., product name: TINUVIN292), bis (1-octoxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate (for example, Ciba Geigy Japan Co., Ltd., product name: TINUVIN123).

反応性のヒンダードアミン系光安定剤として例えば、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルアクリレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアクリレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−イミノピペリジルメタクリレート、2,2,6,6,−テトラメチル−4−イミノピペリジルメタクリレート、4−シアノ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、4−シアノ−1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレートなどが挙げられる。
紫外線吸収剤及び/または光安定剤は、乳化重合時に存在させる、または成膜助剤などと混合して後添加させるなど添加方法に制限はない。好ましくは、乳化重合時に存在させることである。紫外線吸収剤及び/または光安定剤の好ましい量としては、全単量体組成物100質量部に対して、紫外線吸収剤及び/または光安定剤0.1〜10質量部である。
Examples of reactive hindered amine light stabilizers include 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl methacrylate, 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl acrylate, 2,2,6. , 6-tetramethyl-4-piperidyl methacrylate, 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl acrylate, 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-iminopiperidyl methacrylate, 2,2,6 , 6, -tetramethyl-4-iminopiperidyl methacrylate, 4-cyano-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl methacrylate, 4-cyano-1,2,2,6,6-pentamethyl-4 -Piperidyl methacrylate and the like.
The ultraviolet absorber and / or the light stabilizer are not limited in the addition method such as being present at the time of emulsion polymerization, or being added after mixing with a film forming auxiliary agent. Preferably, it is present during emulsion polymerization. A preferable amount of the ultraviolet absorber and / or light stabilizer is 0.1 to 10 parts by mass of the ultraviolet absorber and / or light stabilizer with respect to 100 parts by mass of the total monomer composition.

本発明のエマルジョンには、前記シリコーン変性剤、紫外線吸収剤、光安定剤以外にも、水性塗料に一般に配合される成分、例えば防腐剤、成膜助剤、増粘剤、消泡剤、凍結防止剤等を任意に配合することができる。
本発明のエマルジョンは、長期の分散安定性を保つため、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ジメチルアミノエタノールなどのアミン類を用いてpH5〜10の範囲に調整することが好ましい。本発明のアクリル系エマルジョンは、分散質の平均粒子径として、10〜1000nmであることが好ましい。
本発明のエマルジョンには、通常水系塗料などに添加配合される成分、例えば、成膜助剤、増粘剤、消泡剤、顔料、分散剤、染料、防腐剤などを任意に配合することができる。
In the emulsion of the present invention, in addition to the silicone modifier, ultraviolet absorber, and light stabilizer, components generally incorporated in water-based paints such as preservatives, film-forming aids, thickeners, antifoaming agents, freezing agents An inhibitor or the like can be optionally blended.
The emulsion of the present invention is preferably adjusted to a pH range of 5 to 10 using amines such as ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide and dimethylaminoethanol in order to maintain long-term dispersion stability. The acrylic emulsion of the present invention preferably has a dispersoid average particle size of 10 to 1000 nm.
In the emulsion of the present invention, components that are usually added to and blended with water-based paints, for example, film forming aids, thickeners, antifoaming agents, pigments, dispersants, dyes, preservatives and the like may be arbitrarily blended. it can.

以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものでない。なお、実施例および比較例中の部および%は、それぞれ質量部および質量%を示す。また、得られたアクリル系水性エマルジョンの物性試験については、下記に示す配合組成で塗料を調整し、以下に示す試験方法に従って試験を実施した。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention in detail, this invention is not limited at all by these examples. In addition, the part and% in an Example and a comparative example show a mass part and mass%, respectively. Moreover, about the physical-property test of the obtained acrylic aqueous emulsion, the coating material was adjusted with the compounding composition shown below, and the test was implemented according to the test method shown below.

・引張試験用クリアー塗料の作製
実施例及び比較例のエマルジョン(固形分換算) 50 部
エチレングリコールモノブチルエーテル 5 部
水 5 部
CS−12(チッソ株式会社製) 10 部
・ Preparation of clear paint for tensile test Emulsions of Examples and Comparative Examples (solid content conversion) 50 parts Ethylene glycol monobutyl ether 5 parts Water 5 parts CS-12 (manufactured by Chisso Corporation) 10 parts

・耐ブロッキング性評価用クリアー塗料の作製
実施例及び比較例のエマルジョン(固形分換算) 50 部
エチレングリコールモノブチルエーテル 評価法を参照
・ Preparation of clear paint for blocking resistance evaluation Example and comparative emulsion (solid content conversion) 50 parts Ethylene glycol monobutyl ether See Evaluation Method

<評価方法>
・固形分率の測定
予め質量の分かっているアルミ皿に、実施例及び比較例で得られたエマルジョン約1gを正確に秤量し、乾燥機で105℃にて3時間乾燥した後、シリカゲルを入れたデシケーター中で30分放冷後に秤量する。乾燥物の質量を乾燥前質量で割った値を固形分率とした。
<Evaluation method>
・ Measurement of the solid content rate About 1 g of the emulsion obtained in the examples and comparative examples was accurately weighed in an aluminum dish with a known mass in advance, dried at 105 ° C. for 3 hours with a dryer, and then silica gel was added. Weigh after cooling in a desiccator for 30 minutes. The value obtained by dividing the mass of the dried product by the mass before drying was defined as the solid content.

・粒子径の測定
リーズ&ノースラップ社製の粒度分布計UPA150を用い、実施例及び比較例で得られたエマルジョンの平均粒子径を測定した。測定値の1つとして、体積平均粒子径を表3に示す。
-Measurement of particle diameter The average particle diameter of the emulsion obtained by the Example and the comparative example was measured using the particle size distribution analyzer UPA150 made from Leeds & Northrup. Table 3 shows the volume average particle diameter as one of the measured values.

・成膜性の評価:MFT(最低成膜温度)の測定
MFT測定装置の温度勾配板上に実施例及び比較例のエマルジョンを0.1ミリの厚みで塗工し、測定したMFT値を以下の基準で評価した。MFT値及び成膜性の評価結果を表3に示す。△以上が合格ラインである。
◎ : MFTが25℃未満
○ : MFTが25℃以上40℃未満
△ : 40℃以上50℃未満
× : 50℃以上
・ Evaluation of film formability: Measurement of MFT (minimum film formation temperature) The emulsions of Examples and Comparative Examples were applied with a thickness of 0.1 mm on the temperature gradient plate of the MFT measuring apparatus, and the measured MFT values were as follows: Evaluation based on the criteria. Table 3 shows the evaluation results of the MFT value and film formability. Δ or more is a pass line.
A: MFT is less than 25 ° C. ○: MFT is 25 ° C. or more and less than 40 ° C. Δ: 40 ° C. or more and less than 50 ° C. ×: 50 ° C. or more

・耐ブロッキング性の評価
実施例及び比較例のエマルジョンに対し、MFTが10〜15℃の範囲になるように成膜助剤のエチレングリコールモノブチルエーテルを配合し、評価用クリアー塗料を作製した。これをガラス板上に0.1ミリの厚みで塗工し、恒温室(室温23℃、湿度50%)にて1時間自然乾燥させた。次に設定温度100℃の乾燥機で5分間乾燥した後、塗布表面に5cm角に切り取ったガーゼを4枚重ねて乗せ、40℃の乾燥機内で0.1MPaの荷重を16時間かけた。乾燥機から取り出して室温に戻した後、荷重を取り除き、ガーゼをゆっくり剥がして塗膜表面の状態を目視で観察した。評価の基準は以下であり、評価結果を表3に示す。△以上が合格ラインである。
◎ : ガーゼの痕跡がほとんどなし。
○ : ガーゼの痕跡が少し見られる。
△ : 網目状の痕跡あり。
× : ガーゼの剥離が困難
Evaluation of blocking resistance The emulsions of Examples and Comparative Examples were blended with ethylene glycol monobutyl ether as a film forming aid so that the MFT was in the range of 10 to 15 ° C., and a clear paint for evaluation was prepared. This was coated on a glass plate with a thickness of 0.1 mm and naturally dried for 1 hour in a thermostatic chamber (room temperature 23 ° C., humidity 50%). Next, after drying for 5 minutes with a drier at a set temperature of 100 ° C., 4 sheets of gauze cut into 5 cm squares were placed on the coated surface, and a load of 0.1 MPa was applied in a drier at 40 ° C. for 16 hours. After removing from the dryer and returning to room temperature, the load was removed, the gauze was slowly peeled off, and the state of the coating film surface was visually observed. The evaluation criteria are as follows, and the evaluation results are shown in Table 3. Δ or more is a pass line.
A: There is almost no trace of gauze.
○: A trace of gauze is seen.
Δ: Reticulated traces.
×: Difficult to peel off gauze

・柔軟性の評価:クリアー塗膜の引張試験
前記の引張試験用クリアー塗料をガラス板に0.25ミリの厚みで塗工し、室温23℃、湿度50%の条件下で3時間自然乾燥させた。得られた塗膜を10ミリ×80ミリの短冊型に切り出し、50℃の乾燥機で7日間乾燥後、前記恒温室で1日養生した後、同恒温室に設置されている株式会社オリエンテック製テンシロン引張試験機RTC−1250Aを用い、チャック間距離を50ミリに設定して塗膜の伸度を測定し、結果を以下の基準で評価した。測定結果及び柔軟性の評価結果を表3に示す。△以上が合格ラインである。
◎ : 伸度100%以上
○ : 伸度50%以上100%未満
△ : 伸度20%以上50%未満
× : 伸度20%未満
-Flexibility evaluation: Clear coating tensile test Apply the above clear coating for tensile test to a glass plate with a thickness of 0.25 mm and let it naturally dry for 3 hours under conditions of room temperature 23 ° C and humidity 50%. It was. The obtained coating film was cut into a 10 mm × 80 mm strip, dried for 7 days in a dryer at 50 ° C., cured for 1 day in the temperature-controlled room, and then installed in the temperature-controlled room. Using a Tensilon tensile tester RTC-1250A, the distance between chucks was set to 50 mm, the elongation of the coating film was measured, and the results were evaluated according to the following criteria. Table 3 shows the measurement results and the evaluation results of the flexibility. Δ or more is a pass line.
◎: Elongation 100% or more ○: Elongation 50% or more and less than 100% △: Elongation 20% or more and less than 50% ×: Elongation 20% or less

[実施例1]
第1段階の乳化重合で異相構造粒子のコア部を形成させ、第2段階の乳化重合でシェル部を形成させる2段乳化重合を行った。まず第1段階として、撹拌機、還流冷却器、滴下槽および温度計を取り付けた反応容器に水449部、乳化剤としてアクアロンKH−1025(第一工業製薬株式会社製)3.2部及びアデカリアソープSR−1025(旭電化
工業株式会社製)3.2部を投入し、反応容器を加熱した。反応容器内の液温が80℃に到達したところで、2%過硫酸アンモニウム水溶液を12部添加した。その5分後、表2に示す組成の単量体系[I]乳化液(平均計算Tg 101℃)を滴下槽より105分かけて滴下した。滴下中は反応容器内の液温を80℃に保った。滴下終了後、乳化液の入っていた容器に水17.5部を投入して容器の底面を簡単にすすぎ、そのすすぎ液を反応容器内に投入して、30分間80℃に保った。
[Example 1]
Two-stage emulsion polymerization was performed in which the core part of the heterophasic structure particles was formed by the first stage emulsion polymerization and the shell part was formed by the second stage emulsion polymerization. First, as a first stage, 449 parts of water and 3.2 parts of Aqualon KH-1025 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) as an emulsifier and Adekaria are installed in a reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping tank and thermometer. 3.2 parts of Soap SR-1025 (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) was added and the reaction vessel was heated. When the liquid temperature in the reaction vessel reached 80 ° C., 12 parts of 2% aqueous ammonium persulfate solution was added. After 5 minutes, the monomer system [I] emulsion (average calculation Tg 101 ° C.) having the composition shown in Table 2 was dropped from the dropping tank over 105 minutes. During the dropping, the liquid temperature in the reaction vessel was kept at 80 ° C. After completion of the dropping, 17.5 parts of water was put into the container containing the emulsified liquid, and the bottom surface of the container was simply rinsed, and the rinse liquid was put into the reaction container and kept at 80 ° C. for 30 minutes.

第2段階として、表2に示す組成の単量体系[II]乳化液(平均計算Tg 0℃)を滴下槽より90分かけて滴下した。滴下中は反応容器の温度を80℃に保ち、滴下終了後は第1段階と同様に乳化液の容器すすぎ液17.5部を反応容器へ投入し、液温80℃で60分保った後、水を72部投入し、室温まで冷却した。得られたエマルジョンについて、25%アンモニア水を添加してpHを8.5に調整後、前記の評価を行った。その結果を表3に示す。また、単量体系[I]及び[II]における各単量体の比率を百分率で表した値を表3に併せて示す。   As a 2nd step, the monomer system [II] emulsion (average calculation Tg 0 degreeC) of the composition shown in Table 2 was dripped over 90 minutes from the dripping tank. During the dropping, the temperature of the reaction vessel is kept at 80 ° C. After the dropping is completed, 17.5 parts of the container rinsing liquid is put into the reaction vessel in the same manner as in the first stage, and the liquid temperature is kept at 80 ° C. for 60 minutes. 72 parts of water was added and cooled to room temperature. About the obtained emulsion, 25% ammonia water was added to adjust the pH to 8.5, and then the above evaluation was performed. The results are shown in Table 3. Further, Table 3 also shows values representing the ratio of each monomer in the monomer systems [I] and [II] in percentage.

[実施例2]
実施例1における単量体系[II]の組成において、シクロヘキシルメタクリレートをブチルメタクリレートに変更し、平均計算Tgが同じ0℃となるように組成比を変更した点以外は、すべて実施例1と同様にして乳化重合を行い、得られたエマルジョンについて同様の評価を行った。その結果を表3に示す。
[Example 2]
In the composition of the monomer system [II] in Example 1, cyclohexyl methacrylate was changed to butyl methacrylate, and everything was the same as in Example 1 except that the composition ratio was changed so that the average calculated Tg was 0 ° C. The emulsion was subjected to emulsion polymerization, and the obtained emulsion was evaluated in the same manner. The results are shown in Table 3.

[実施例3]
表2に示す組成の単量体系[I]及び[II]乳化液を用い、実施例1と同様にして乳化重合を行い、得られたエマルジョンについて同様の評価を行った。その結果を表3に示す。
[実施例4及び5]
実施例3における単量体系[I]の組成において、メチルメタクリレートとシクロヘキシルメタクリレートの組成比を変更した点以外は、すべて実施例3と同様にして乳化重合を行い、得られたエマルジョンについて同様の評価を行った。その結果を表3に示す。
[Example 3]
Emulsion polymerization was performed in the same manner as in Example 1 using the monomer system [I] and [II] emulsions having the compositions shown in Table 2, and the obtained emulsions were evaluated in the same manner. The results are shown in Table 3.
[Examples 4 and 5]
In the composition of the monomer system [I] in Example 3, all the emulsion polymerization was carried out in the same manner as in Example 3 except that the composition ratio of methyl methacrylate and cyclohexyl methacrylate was changed. Went. The results are shown in Table 3.

[比較例1及び2]
実施例1における単量体系[I]の組成において、メチルメタクリレートとシクロヘキシルメタクリレートの組成比を変更した点以外は、すべて実施例1と同様にして乳化重合を行い、得られたエマルジョンについて同様の評価を行った。その結果を表3に示すが、塗膜の柔軟性は優れるものの、成膜性が非常に劣り、MFTが通常の温度設定(高温側80℃設定)では測定できないほどである。添加する成膜助剤(エチレングリコールモノブチルエーテル)量も増えるため、耐ブロッキング性は芳しくない。
[Comparative Examples 1 and 2]
In the composition of the monomer system [I] in Example 1, emulsion polymerization was performed in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio of methyl methacrylate and cyclohexyl methacrylate was changed. Went. Although the result is shown in Table 3, although the flexibility of the coating film is excellent, the film formability is very inferior, and the MFT cannot be measured at a normal temperature setting (high temperature side 80 ° C. setting). Since the amount of film-forming auxiliary (ethylene glycol monobutyl ether) to be added increases, the blocking resistance is not good.

[比較例3]
実施例1における単量体系[II]の組成において、シクロヘキシルメタクリレートをメチルメタクリレートに変更し、平均計算Tgが同じ0℃となるように組成比を変更した点以外は、すべて実施例1と同様にして乳化重合を行い、得られたエマルジョンについて同様の評価を行った。その結果を表3に示すが、単量体系[II]におけるMMA比率が38.9%と高いため、成膜性が劣る。
[Comparative Example 3]
In the composition of the monomer system [II] in Example 1, cyclohexyl methacrylate was changed to methyl methacrylate and the composition ratio was changed so that the average calculation Tg was the same 0 ° C. The emulsion was subjected to emulsion polymerization, and the obtained emulsion was evaluated in the same manner. The results are shown in Table 3. As the MMA ratio in the monomer system [II] is as high as 38.9%, the film formability is inferior.

[比較例4]
実施例3における単量体系[I]の組成において、アクリル酸の量を0にした点以外は、すべて実施例3と同様にして乳化重合を行い、得られたエマルジョンについて同様の評価を行った。その結果を表3に示すが、単量体系[I]にカルボキシル基含有単量体が含まれないため、塗膜の柔軟性が悪い。
[Comparative Example 4]
In the composition of the monomer system [I] in Example 3, emulsion polymerization was performed in the same manner as in Example 3 except that the amount of acrylic acid was 0, and the obtained emulsion was evaluated in the same manner. . The results are shown in Table 3. Since the monomer system [I] does not contain a carboxyl group-containing monomer, the flexibility of the coating film is poor.

[比較例5]
実施例4における単量体系[I]の組成において、アクリル酸の量を0にした点以外は、すべて実施例4と同様にして乳化重合を行い、得られたエマルジョンについて同様の評価を行った。その結果を表3に示す。単量体系[I]にカルボキシル基含有単量体が含まれないため、塗膜の柔軟性が悪い。
[Comparative Example 5]
In the composition of the monomer system [I] in Example 4, emulsion polymerization was performed in the same manner as in Example 4 except that the amount of acrylic acid was 0, and the obtained emulsion was evaluated in the same manner. . The results are shown in Table 3. Since the monomer system [I] does not contain a carboxyl group-containing monomer, the coating film has poor flexibility.

[比較例6]
実施例5における単量体系[I]の組成において、アクリル酸の量を0にした点以外は、すべて実施例5と同様にして乳化重合を行い、得られたエマルジョンについて同様の評価を行った。その結果を表3に示す。単量体系[I]にカルボキシル基含有単量体が含まれないため、塗膜の柔軟性が悪い。
[Comparative Example 6]
In the composition of the monomer system [I] in Example 5, emulsion polymerization was performed in the same manner as in Example 5 except that the amount of acrylic acid was 0, and the obtained emulsion was evaluated in the same manner. . The results are shown in Table 3. Since the monomer system [I] does not contain a carboxyl group-containing monomer, the coating film has poor flexibility.

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本発明のアクリル系エマルジョンは、塗料、建材の下地処理材または仕上げ材、接着剤、紙加工剤、または織布、不織布の仕上げ材として有用である。特に塗料用、建材の仕上げ材として、具体的にはコンクリート、セメントモルタル、スレート板、ケイカル板、石膏ボード、押出成形板、発砲性コンクリートなどの無機建材、織布あるいは不織布を基材とした建材、金属建材などの各種下地に対する塗料または建築仕上げ材として、複層仕上げ塗材用の主材およびトップコート、薄付け仕上塗材、厚付け仕上塗材、石材調仕上げ材、グロスペイントなどの合成樹脂エマルジョンペイント、金属用塗料、木部塗料、瓦用塗料として有用である。   The acrylic emulsion of the present invention is useful as a coating material, a base treatment material or finishing material for building materials, an adhesive, a paper processing agent, or a finishing material for woven or non-woven fabrics. In particular, as a finishing material for paints and building materials, concrete materials such as concrete, cement mortar, slate plates, calcium plates, gypsum boards, extruded plates, foamed concrete, and building materials based on woven or non-woven fabrics. As a paint or building finishing material for various bases such as metal building materials, composite materials such as main materials and top coats for multi-layer finishing coating materials, thin finish coating materials, thick finish coating materials, stone finish materials, gloss paints, etc. It is useful as a resin emulsion paint, metal paint, wood paint, and tile paint.

Claims (3)

エチレン性不飽和単量体を多段乳化重合することにより得られる水性エマルジョンであって、ガラス転移温度(Tg)が異なる2種類以上の重合体を含み、かつ該重合体が中心部分(コア)と外側部分(シェル)から成る異相構造粒子を形成し、コア部を構成する重合体のTgがシェル部を構成する重合体のTgよりも10℃以上高く、コア部を構成する重合体が下記に示す単量体系[I]の乳化重合により得られ、シェル部を構成する重合体のうちの最も外側に存在する重合体が下記に示す単量体系[II]の乳化重合により得られることを特徴とするアクリル系水性エマルジョン。
[I];A成分が50〜94.9質量%、B成分が5〜40質量%、C成分が0.1〜10質量%からなる単量体系。
[II];A成分が0〜30質量%、B成分が60〜100質量%、C成分が0〜10質量%からなる単量体系。
ただし、前記A〜C成分は、下記に示す通り。
A成分;ホモポリマーTgが90℃以上であるエチレン性不飽和単量体。
B成分;ホモポリマーTgが90℃未満であるエチレン性不飽和単量体。
C成分;カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体。
An aqueous emulsion obtained by multistage emulsion polymerization of an ethylenically unsaturated monomer, comprising two or more types of polymers having different glass transition temperatures (Tg), and the polymer comprises a central portion (core) The Tg of the polymer constituting the core part is 10 ° C. higher than the Tg of the polymer constituting the shell part, and the polymer constituting the core part is shown below. It is obtained by emulsion polymerization of the monomer system [I] shown, and the outermost polymer among the polymers constituting the shell part is obtained by emulsion polymerization of the monomer system [II] shown below Acrylic aqueous emulsion.
[I]: A monomer system in which the A component is 50 to 94.9% by mass, the B component is 5 to 40% by mass, and the C component is 0.1 to 10% by mass.
[II]: A monomer system in which the A component is 0 to 30% by mass, the B component is 60 to 100% by mass, and the C component is 0 to 10% by mass.
However, the A to C components are as shown below.
Component A; an ethylenically unsaturated monomer having a homopolymer Tg of 90 ° C. or higher.
Component B: an ethylenically unsaturated monomer having a homopolymer Tg of less than 90 ° C.
Component C: a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer.
コア部を構成する重合体のTgが70℃以上、異相構造粒子全体の平均Tgが40℃以上である請求項1記載のアクリル系水性エマルジョン。   2. The acrylic aqueous emulsion according to claim 1, wherein the polymer constituting the core part has a Tg of 70 ° C. or higher and the average Tg of the whole heterophasic structure particles is 40 ° C. or higher. 異相構造粒子全体に占めるコア部の比率が35質量%以上70質量%以下である請求項1又は2記載のアクリル系水性エマルジョン。   The acrylic aqueous emulsion according to claim 1 or 2, wherein the ratio of the core portion to the whole of the heterophasic structure particles is 35% by mass or more and 70% by mass or less.
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