JP2008056877A - Method for manufacturing polyolefin resin aqueous dispersion - Google Patents

Method for manufacturing polyolefin resin aqueous dispersion Download PDF

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Yoshito Shiba
賢人 志波
Akifumi Yamada
昌文 山田
Arihiro Anada
有弘 穴田
Takuma Yano
拓磨 矢野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a polyolefin resin aqueous dispersion capable of dispersing a polyolefin resin in an aqueous medium finely and stably, without using a nonvolatile compound such as a surfactant. <P>SOLUTION: The method for manufacturing a polyolefin resin aqueous dispersion without substantially using a surfactant includes a step of reacting a nonchlorinated acid-modified polyolefin resin dissolved in a water-soluble organic solvent with a basic compound to neutralize an acid group in the resin and a step of adding water to the resin. The method further includes a step of heating the resin at 50-250°C after the step of adding water thereto. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、非塩素系の酸変性ポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an aqueous dispersion of a non-chlorine acid-modified polyolefin resin.

プロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂は、電気特性、力学特性、化学特性、賦形性、衛生性、リサイクル性等が優れていることから、自動車、電気、包装、日用雑貨を中心に大量に使用されている。しかし、通常、ポリオレフィン樹脂は分子鎖に極性基を含まないため、コーティングや接着が困難であるという問題がある。
このため、プロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂のコーティングや接着には、塩素化ポリオレフィン樹脂を主成分とした樹脂を使用する方法が提案されている。しかし、塩素化した樹脂は、焼却時に酸性ガス等の有害物質を発生するため、近年環境への関心が高まるとともに非塩素系材料への移行が強く望まれている。
そこで、酸などで変性した変性ポリオレフィン樹脂の開発が行われている。変性ポリオレフィン樹脂をコーティングや接着の用途に使用するためには、樹脂を液状化する必要があり、例えば、a)樹脂を溶融して用いる方法、b)樹脂を有機溶剤に溶解または分散して用いる方法、c)樹脂を水性媒体に分散して用いる方法などが使われている。しかし、a)の方法では、用途が限定され、樹脂の溶融粘度との兼ね合いで薄肉化が困難である。そして、b)とc)の方法を比べた場合、環境保護、省資源、消防法等による危険物規制、職場環境改善の立場から、有機溶剤の使用が制限される傾向にあり、c)の方法が望まれている。
Polyolefin resins such as propylene resin are used in large quantities mainly in automobiles, electricity, packaging, and household goods because of their excellent electrical, mechanical, chemical, shaping, hygienic, and recyclability properties. ing. However, since polyolefin resins usually do not contain polar groups in the molecular chain, there is a problem that coating and adhesion are difficult.
For this reason, a method using a resin mainly composed of a chlorinated polyolefin resin has been proposed for coating or adhesion of a polyolefin resin such as a propylene resin. However, since chlorinated resins generate harmful substances such as acidic gas during incineration, interest in the environment has increased in recent years and there has been a strong demand for a shift to non-chlorine materials.
Therefore, development of modified polyolefin resins modified with acid or the like has been carried out. In order to use the modified polyolefin resin for coating or adhesion, it is necessary to liquefy the resin. For example, a) a method in which the resin is melted, and b) a method in which the resin is dissolved or dispersed in an organic solvent. And c) a method in which a resin is dispersed in an aqueous medium. However, in the method a), the use is limited, and it is difficult to reduce the thickness in consideration of the melt viscosity of the resin. And when the methods of b) and c) are compared, the use of organic solvents tends to be restricted from the standpoints of environmental protection, resource saving, regulation of dangerous goods by the Fire Service Act, and improvement of the workplace environment. A method is desired.

上記のような背景から、変性ポリオレフィン樹脂の水性化の検討が盛んに行われている。例えば、特許文献1〜3等には、変性ポリオレフィン樹脂を水性媒体中に安定に分散するために、各種の界面活性剤を必須成分として用いることが記載されている。しかしながら、界面活性剤は不揮発性であり、乾燥後も変性ポリオレフィン樹脂の塗膜中に残存する。そして残存した界面活性剤は、その使用量が多い場合は、塗膜の耐水性を著しく低下させ、また、例え少量でも界面特性を劇的に変化させて、基材との接着性等の性能に悪影響を及ぼす。さらに、界面活性剤は、塗膜からブリードアウトする恐れがあるために、環境的、衛生的にも好ましくないばかりか、経時的に基材との接着性等の性能が変化してしまう恐れがある。   From the background as described above, studies on making the modified polyolefin resin aqueous have been actively conducted. For example, Patent Documents 1 to 3 and the like describe that various surfactants are used as essential components in order to stably disperse the modified polyolefin resin in an aqueous medium. However, the surfactant is non-volatile and remains in the coating film of the modified polyolefin resin even after drying. The remaining surfactant, when used in a large amount, significantly reduces the water resistance of the coating, and even a small amount can dramatically change the interface properties to improve performance such as adhesion to the substrate. Adversely affect. Furthermore, since the surfactant may bleed out from the coating film, it is not preferable in terms of environment and hygiene, and performance such as adhesion to the substrate may change over time. is there.

そこで、特許文献4、5には、界面活性剤等の不揮発性化合物を添加せずに変性ポリオレフィン樹脂を水性分散体とすることが報告されている。しかし、特許文献4では、樹脂を分散化するのに比較的高い温度での処理を必要とするため、装置や処方が限定される問題があった。また、特許文献5には、塩素化ポリオレフィン樹脂をエーテル系溶媒を用いて乳化する方法が記載されているが、この方法は、塩素化ポリオレフィン樹脂を用いているため、前述したような環境面の問題があった。
特開平8−3376号公報 特開平8−92427号公報 特許2895574号公報 国際公開第02/055598号パンフレット 特開平2004−18659号公報
Therefore, Patent Documents 4 and 5 report that a modified polyolefin resin is made into an aqueous dispersion without adding a non-volatile compound such as a surfactant. However, in patent document 4, since the process at a comparatively high temperature is required in order to disperse | distribute resin, there existed a problem that an apparatus and prescription were limited. Further, Patent Document 5 describes a method of emulsifying a chlorinated polyolefin resin using an ether solvent. However, since this method uses a chlorinated polyolefin resin, the environmental aspects described above are used. There was a problem.
JP-A-8-3376 JP-A-8-92427 Japanese Patent No. 2895574 International Publication No. 02/055598 Pamphlet Japanese Patent Laid-Open No. 2004-18659

本発明の課題は、上記非塩素系のポリオレフィン樹脂の水性分散体を製造する際の問題点を解決し、界面活性剤等の不揮発性化合物を使用しなくても、ポリオレフィン樹脂を水性媒体中に微細かつ安定に分散することができる製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in producing an aqueous dispersion of a non-chlorinated polyolefin resin, and to use the polyolefin resin in an aqueous medium without using a non-volatile compound such as a surfactant. An object of the present invention is to provide a production method capable of finely and stably dispersing.

本発明者らは、鋭意検討した結果、非塩素系の酸変性ポリオレフィン樹脂を水溶性有機溶剤に溶解させ、塩基性化合物により樹脂中の酸基を中和し、水を添加することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies, the present inventors dissolved non-chlorine acid-modified polyolefin resin in a water-soluble organic solvent, neutralized acid groups in the resin with a basic compound, and added water, The present inventors have found that the problem can be solved and have reached the present invention.

すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
(1)水溶性有機溶剤に溶解した非塩素系の酸変性ポリオレフィン樹脂に、塩基性化合物を作用させて樹脂中の酸基を中和し、次いで水を添加することを特徴とする、界面活性剤を実質的に使用しないポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法。
(2)水を添加した後に50〜250℃に加熱することを特徴とする(1)記載のポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法。
(3)水を添加した後に水溶性有機溶剤を除去することを特徴とする(1)記載のポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法。
(4)加熱した後に水溶性有機溶剤を除去することを特徴とする(2)記載のポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A surface activity characterized in that a basic compound is allowed to act on a non-chlorine acid-modified polyolefin resin dissolved in a water-soluble organic solvent to neutralize the acid groups in the resin and then add water. The manufacturing method of the polyolefin resin aqueous dispersion which does not use an agent substantially.
(2) The method for producing an aqueous polyolefin resin dispersion as described in (1), wherein water is added to heat at 50 to 250 ° C.
(3) The method for producing an aqueous polyolefin resin dispersion according to (1), wherein the water-soluble organic solvent is removed after adding water.
(4) The method for producing an aqueous polyolefin resin dispersion according to (2), wherein the water-soluble organic solvent is removed after heating.

本発明によると、簡便な方法で界面活性剤等の不揮発性化合物を使用しなくても、ポリオレフィン樹脂を水性媒体中に微細かつ安定に分散することができる。   According to the present invention, a polyolefin resin can be finely and stably dispersed in an aqueous medium without using a non-volatile compound such as a surfactant by a simple method.

以下本発明を詳細に説明する。
本発明のポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法は、水溶性有機溶剤に溶解した非塩素系の酸変性ポリオレフィン樹脂に塩基性化合物を作用させて樹脂中の酸基を中和し、次いで水を添加する工程、好ましくは水を添加した後に50〜250℃に加熱する工程からなり、界面活性剤を実質的に使用しないものである。さらに、水溶性有機溶剤を除去する工程を含んでいることが好ましい。
The present invention will be described in detail below.
The method for producing an aqueous dispersion of polyolefin resin of the present invention is to neutralize acid groups in a resin by allowing a basic compound to act on a non-chlorine acid-modified polyolefin resin dissolved in a water-soluble organic solvent, and then adding water. And preferably a step of heating to 50 to 250 ° C. after adding water, and the surfactant is not substantially used. Furthermore, it is preferable that the process of removing a water-soluble organic solvent is included.

本発明で用いられる非塩素系の酸変性ポリオレフィン樹脂の酸基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、リン酸基などが挙げられ、中でも製造面において入手し易い点からカルボキシル基が好ましい。
カルボキシル基の導入方法は特に限定されないが、不飽和カルボン酸成分によって導入する方法が簡便で好ましい。不飽和カルボン酸成分の含有量は、0.1〜20質量%が好ましく、0.2〜10質量%がより好ましく、0.3〜8質量%がさらに好ましく、0.5〜6質量%が特に好ましい。不飽和カルボン酸単位が0.1質量%未満の場合、接着剤とする際の水性化(液状化)が困難になる。一方、20質量%を超えると、水性化は容易になるが耐アルカリ性などの塗膜物性が低下する。
Examples of the acid group of the non-chlorine acid-modified polyolefin resin used in the present invention include a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfuric acid group, and a phosphoric acid group. Among them, a carboxyl group is preferable because it is easily available in terms of production. .
A method for introducing a carboxyl group is not particularly limited, but a method for introducing a carboxyl group with an unsaturated carboxylic acid component is simple and preferable. The content of the unsaturated carboxylic acid component is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.2 to 10% by mass, further preferably 0.3 to 8% by mass, and 0.5 to 6% by mass. Particularly preferred. When the unsaturated carboxylic acid unit is less than 0.1% by mass, it becomes difficult to make the adhesive aqueous (liquefaction). On the other hand, if it exceeds 20% by mass, it becomes easy to make it water-based, but the coating film properties such as alkali resistance deteriorate.

不飽和カルボン酸成分とは、分子内(モノマー単位内)に少なくとも1個のカルボキシル基または酸無水物基を有する化合物であり、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、クロトン酸等のほか、不飽和ジカルボン酸のハーフエステル、ハーフアミド等が挙げられる。中でもアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸が好ましく、特にアクリル酸、無水マレイン酸が好ましい。
また不飽和カルボン酸単位は、ポリオレフィン樹脂中に共重合されていればよく、その形態は限定されず、例えばランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合等が挙げられる。
なお、酸無水物を導入した場合には、樹脂の乾燥状態では隣接カルボキシル基が脱水環化した酸無水物構造を形成しているが、特に塩基性化合物を含有する媒体中では、その一部、または全部が開環してカルボン酸、あるいはその塩の構造をとる場合がある。
The unsaturated carboxylic acid component is a compound having at least one carboxyl group or acid anhydride group in the molecule (in the monomer unit), specifically, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride. In addition to itaconic acid, itaconic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, and the like, unsaturated dicarboxylic acid half esters, half amides and the like can be mentioned. Of these, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride are preferable, and acrylic acid and maleic anhydride are particularly preferable.
Moreover, the unsaturated carboxylic acid unit should just be copolymerized in polyolefin resin, The form is not limited, For example, random copolymerization, block copolymerization, graft copolymerization etc. are mentioned.
When an acid anhydride is introduced, an acid anhydride structure is formed in which the adjacent carboxyl group is dehydrated and cyclized in the dry state of the resin, but in particular in a medium containing a basic compound, a part of the acid anhydride structure is formed. Or all ring-opened to take the structure of a carboxylic acid or a salt thereof.

酸変性ポリオレフィン樹脂の主成分であるオレフィン成分(不飽和炭化水素化合物成分)としては、直鎖状炭化水素、分岐炭化水素、環状炭化水素であってもよく、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、ノルボルネン、シクロペンタジエン、ビニルシクロヘキサン、β−ピネン誘導体等が挙げられ、中でも炭素数2〜6のオレフィン化合物が樹脂の入手し易さの点から好ましく、この中でもエチレン、プロピレン、1−ブテンが好ましい。
オレフィン成分の含有量は、樹脂構成成分の50質量%以上でないとポリオレフィン樹脂といえず、ポリオレフィン樹脂の塗膜性能やポリオレフィン材料との接着性の点から、60質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上が特に好ましい。
The olefin component (unsaturated hydrocarbon compound component) that is the main component of the acid-modified polyolefin resin may be a linear hydrocarbon, a branched hydrocarbon, or a cyclic hydrocarbon. Ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene , 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene, norbornene, cyclopentadiene, vinylcyclohexane, β-pinene derivatives, etc., among which olefin compounds having 2 to 6 carbon atoms are resins. From the viewpoint of easy availability, ethylene, propylene, and 1-butene are preferable among these.
The content of the olefin component is not a polyolefin resin unless it is 50% by mass or more of the resin component, and is preferably 60% by mass or more, and 70% by mass from the viewpoint of the coating properties of the polyolefin resin and the adhesion to the polyolefin material. The above is more preferable, and 80% by mass or more is particularly preferable.

不飽和カルボン酸成分およびオレフィン成分を除く、酸変性ポリオレフィン樹脂の構成成分は、特に限定されず、例えば、ブタジエンやイソプレン等のジエン類、(メタ)アクリル酸エステル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル等のマレイン酸エステル類、(メタ)アクリル酸アミド類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル類、ぎ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル類ならびにビニルエステル類を塩基性化合物等でケン化して得られるビニルアルコール、2−ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、置換スチレン、一酸化炭素、二酸化硫黄、などが挙げられ、これらの混合物を用いることもできる。
これらの成分もポリオレフィン樹脂中に共重合されていればよく、その形態は限定されず、例えばランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合等が挙げられる。さらに、本発明のポリオレフィン樹脂は変性されていれもよく、変性としては、エポキシ化、ヒドロシル化、架橋など公知の方法が挙げられる。
The constituent components of the acid-modified polyolefin resin excluding the unsaturated carboxylic acid component and the olefin component are not particularly limited. For example, dienes such as butadiene and isoprene, (meth) acrylic acid ester, dimethyl maleate, diethyl maleate, Maleic esters such as dibutyl maleate, (meth) acrylic amides, alkyl vinyl ethers such as methyl vinyl ether and ethyl vinyl ether, vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl versatate, etc. Vinyl alcohol obtained by saponifying esters and vinyl esters with basic compounds, 2-hydroxyethyl acrylate, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, styrene, substituted styrene, carbon monoxide Sulfur, and the like dioxide, may be a mixture thereof.
These components only have to be copolymerized in the polyolefin resin, and the form thereof is not limited, and examples thereof include random copolymerization, block copolymerization, and graft copolymerization. Furthermore, the polyolefin resin of the present invention may be modified, and examples of the modification include known methods such as epoxidation, hydrosilation, and crosslinking.

ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量は、10000〜200000であるのが好ましく、20000〜150000がより好ましく、20000〜100000がさらに好ましく、30000〜90000が特に好ましい。重量平均分子量が10000未満の場合、樹脂の凝集力が弱くなり接着性等の塗膜性能が劣る場合がある。一方、重量平均分子量が200000を超えると、溶解状態が悪くて水への分散が行えない場合がある。なお、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、標準ポリスチレン検量線から求めた値である。   The weight average molecular weight of the polyolefin resin is preferably 10,000 to 200,000, more preferably 20,000 to 150,000, still more preferably 20,000 to 100,000, and particularly preferably 30,000 to 90,000. When the weight average molecular weight is less than 10,000, the cohesive force of the resin is weakened and the coating film performance such as adhesiveness may be inferior. On the other hand, if the weight average molecular weight exceeds 200,000, the dissolved state may be poor and dispersion in water may not be possible. The weight average molecular weight is a value obtained from a standard polystyrene calibration curve by gel permeation chromatography (GPC).

本発明の水性分散体の製造方法においては、まず、上記ポリオレフィン樹脂を水溶性有機溶剤に溶解する。その際、加熱した方がより早く均一に溶解させることができるため好ましい。容器としては、固/液撹拌装置や乳化機として広く当業者に知られている装置を使用することができ、0.1MPa以上の加圧が可能な装置を使用することが好ましい。撹拌の方法、撹拌の回転速度は特に限定されないが、樹脂が水性媒体中で浮遊状態となる程度の低速の撹拌でよい。したがって、高速撹拌(例えば1,000rpm以上)は必須ではなく、簡便な装置でも水性分散体の製造が可能である。   In the method for producing an aqueous dispersion of the present invention, first, the polyolefin resin is dissolved in a water-soluble organic solvent. At that time, heating is preferable because it can be dissolved quickly and uniformly. As the container, an apparatus widely known to those skilled in the art as a solid / liquid stirring apparatus or an emulsifier can be used, and an apparatus capable of pressurization of 0.1 MPa or more is preferably used. The stirring method and the rotation speed of the stirring are not particularly limited, but may be stirring at a low speed such that the resin is in a floating state in the aqueous medium. Therefore, high-speed stirring (for example, 1,000 rpm or more) is not essential, and an aqueous dispersion can be produced with a simple apparatus.

ここで水溶性有機溶剤としては、20℃における水に対する溶解性が50g/L以上のものが好ましく用いられ、さらに好ましくは100g/L以上、特に好ましくは200g/L以上である。
水溶性有機溶剤としては、塗膜から除去し易い点から、沸点が250℃以下のものが好ましく、50〜200℃のものが特に好ましい。沸点が250℃を超える水溶性有機溶剤は、樹脂塗膜から乾燥によって飛散させることが困難であり、特に低温乾燥時の塗膜の耐水性や基材との接着性等が悪化する場合がある。
使用される水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール、sec−アミルアルコール、tert−アミルアルコール、1−エチル−1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−sec−ブチル、酢酸−3−メトキシブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等のエステル類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート等のグリコール誘導体、さらには、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、メトキシブタノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアセトンアルコール、アセト酢酸エチル、1,2−ジメチルグリセリン、1,3−ジメチルグリセリン、トリメチルグリセリン等が挙げられる。
これらの水溶性有機溶剤は2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、樹脂を溶解させ易い点から、ケトン類、エーテル類、エステル類が好ましい。
As the water-soluble organic solvent, those having a solubility in water at 20 ° C. of 50 g / L or more are preferably used, more preferably 100 g / L or more, and particularly preferably 200 g / L or more.
As the water-soluble organic solvent, those having a boiling point of 250 ° C. or lower are preferable, and those having a temperature of 50 to 200 ° C. are particularly preferable from the viewpoint of easy removal from the coating film. Water-soluble organic solvents having a boiling point exceeding 250 ° C. are difficult to disperse from the resin coating film by drying, and the water resistance of the coating film at low temperature drying, adhesion to the substrate, etc. may be deteriorated. .
Specific examples of the water-soluble organic solvent used include, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n-amyl alcohol, isoamyl alcohol, sec- Alcohols such as amyl alcohol, tert-amyl alcohol, 1-ethyl-1-propanol, 2-methyl-1-butanol, n-hexanol and cyclohexanol, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl butyl ketone and cyclohexanone , Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, ethyl acetate, acetic acid-n-propyl, isopropyl acetate, acetic acid-n-butyl, isobutyl acetate, acetic acid-sec-butyl, acetic acid-3-methoxybutyl, Esters such as methyl lopionate, ethyl propionate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, glycol derivatives such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, Furthermore, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, methoxybutanol, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, diacetone alcohol, ethyl acetoacetate, 1,2-dimethylglycerol, 1,3-dimethylglycerol, trimethylglycerol, etc. are mentioned.
These water-soluble organic solvents may be used as a mixture of two or more. Among these, ketones, ethers, and esters are preferable because the resin is easily dissolved.

樹脂溶液におけるポリオレフィン樹脂の固形分濃度は、1〜70質量%が好ましく、作業性の点から、5〜50質量%がより好ましく、10〜40質量%がさらに好ましく、10〜35質量%が特に好ましい。   The solid content concentration of the polyolefin resin in the resin solution is preferably 1 to 70% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, further preferably 10 to 40% by mass, particularly 10 to 35% by mass from the viewpoint of workability. preferable.

次いで、本発明の水性分散体の製造方法においては、ポリオレフィン樹脂中の酸基に、塩基性化合物を作用させて、少なくともその一部を中和する。塩基性化合物を作用させることによって、ポリオレフィン樹脂のカルボキシル基、酸無水物基などの酸基はアニオン化し、アニオンの静電気的反発力によって水性媒体中における樹脂微粒子間の凝集が防がれ、良好な分散化が達成される。   Next, in the method for producing an aqueous dispersion of the present invention, a basic compound is allowed to act on the acid group in the polyolefin resin to neutralize at least a part thereof. By making the basic compound act, acid groups such as carboxyl groups and acid anhydride groups of the polyolefin resin are anionized, and the electrostatic repulsion of the anion prevents aggregation between the resin fine particles in the aqueous medium. Decentralization is achieved.

塩基性化合物を作用させる方法としては、1)樹脂溶解時に水溶性有機溶剤と共に添加する方法、2)樹脂が溶解した後に添加する方法、3)樹脂が溶解した後に水溶液として添加する方法が挙げられる。
塩基性化合物の添加量は、ポリオレフィン樹脂中の酸基(酸無水物基1モルはカルボキシル基2モルとみなす)に対して0.3〜3倍当量であることが好ましく、0.5〜2倍当量がより好ましく、0.6〜1.5倍当量が特に好ましい。0.3倍当量未満では、塩基性化合物の添加効果が認められず、3倍当量を超えると、分散体の臭気の問題や塗膜や接着層等を形成する際の乾燥時間が長くなる問題がある。
Examples of the method of allowing the basic compound to act include 1) a method of adding together with a water-soluble organic solvent when the resin is dissolved, 2) a method of adding after the resin is dissolved, and 3) a method of adding as an aqueous solution after the resin is dissolved. .
The addition amount of the basic compound is preferably 0.3 to 3 times equivalent to the acid group in the polyolefin resin (1 mol of acid anhydride group is regarded as 2 mol of carboxyl group), 0.5 to 2 A double equivalent is more preferable, and a 0.6 to 1.5-fold equivalent is particularly preferable. If the amount is less than 0.3 times equivalent, the addition effect of the basic compound is not recognized, and if the amount exceeds 3 times equivalent, the problem of the odor of the dispersion and the problem of increasing the drying time when forming a coating film, an adhesive layer, etc. There is.

このような塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、有機アミン、アンモニアなどが挙げられ、特に限定されないが、塗膜形成時に揮発するアンモニア又は有機アミン化合物は、塗膜の耐水性、接着性の面から好ましく、中でも沸点が30〜250℃、さらには50〜200℃の有機アミン化合物が好ましい。沸点が30℃未満の場合は、後述する樹脂の水性化時に揮発する割合が多くなり、水性化が完全に進行しない場合がある。沸点が250℃を超えると樹脂塗膜から乾燥によって有機アミン化合物を飛散させることが困難になり、塗膜の耐水性、接着性が悪化する場合がある。
有機アミン化合物の具体例としては、トリエチルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、アミノエタノールアミン、N−メチル−N,N−ジエタノールアミン、イソプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、3−エトキシプロピルアミン、3−ジエチルアミノプロピルアミン、sec−ブチルアミン、プロピルアミン、メチルアミノプロピルアミン、3−メトキシプロピルアミン、モノエタノールアミン、モルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン等を挙げることができる。
Examples of such a basic compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, organic amine, ammonia, and the like. Although not particularly limited, ammonia or an organic amine compound that volatilizes at the time of coating film formation is water resistance of the coating film, From the viewpoint of adhesiveness, an organic amine compound having a boiling point of 30 to 250 ° C, more preferably 50 to 200 ° C is preferable. When the boiling point is less than 30 ° C., the rate of volatilization when the resin described later becomes aqueous may increase, and the aqueous formation may not proceed completely. When the boiling point exceeds 250 ° C., it becomes difficult to disperse the organic amine compound from the resin coating film by drying, and the water resistance and adhesiveness of the coating film may deteriorate.
Specific examples of the organic amine compound include triethylamine, N, N-dimethylethanolamine, aminoethanolamine, N-methyl-N, N-diethanolamine, isopropylamine, iminobispropylamine, ethylamine, diethylamine, and 3-ethoxypropylamine. , 3-diethylaminopropylamine, sec-butylamine, propylamine, methylaminopropylamine, 3-methoxypropylamine, monoethanolamine, morpholine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine and the like.

さらに、本発明の水性分散体の製造方法においては、中和したポリオレフィン樹脂の水溶性有機溶剤溶液に、水を添加してW/O型の分散体を形成させ、続いて水を添加しながらこれをO/W型に転相させる。添加する水の温度は特に制限されないが、通常、10〜90℃であり、30〜70℃が好ましい。さらに、水の添加速度も特に制限されないが、系内の状態(樹脂の凝集や析出の状態)をみながら適宜、調整すればよい。また、添加する水の量も特に制限されないが、最終的に、樹脂の固形分が1〜50質量%、好ましくは5〜40質量%、より好ましくは、5〜30質量%になるようにすればよい。   Furthermore, in the method for producing an aqueous dispersion of the present invention, water is added to a water-soluble organic solvent solution of a neutralized polyolefin resin to form a W / O type dispersion, and then water is added. This is phase-shifted to O / W type. The temperature of the water to be added is not particularly limited, but is usually 10 to 90 ° C, and preferably 30 to 70 ° C. Further, the addition rate of water is not particularly limited, but may be appropriately adjusted while observing the state in the system (the state of resin aggregation or precipitation). Further, the amount of water to be added is not particularly limited, but the final solid content of the resin is 1 to 50% by mass, preferably 5 to 40% by mass, and more preferably 5 to 30% by mass. That's fine.

上述した本発明の水性分散体の製造方法によって、界面活性剤を実質的に使用しなくとも、ポリオレフィン樹脂を数平均粒子径1μm以下に安定に分散することができる。水性分散体中のポリオレフィン樹脂粒子の数平均粒子径は、液安定性が向上する点から、低温造膜性や塗膜の平滑性の観点から0.5μm以下がより好ましく、0.3μm以下がさらに好ましく、0.2μm以下が最も好ましい。   By the method for producing an aqueous dispersion of the present invention described above, the polyolefin resin can be stably dispersed to a number average particle diameter of 1 μm or less without substantially using a surfactant. The number average particle diameter of the polyolefin resin particles in the aqueous dispersion is more preferably 0.5 μm or less, and preferably 0.3 μm or less from the viewpoint of low-temperature film-forming properties and coating film smoothness from the viewpoint of improving liquid stability. More preferred is 0.2 μm or less.

本発明の水性分散体の製造方法は、界面活性剤を実質的に使用しないことを特徴とし、これらを用いずとも、ポリオレフィン樹脂を数平均粒子径1μm以下で水性媒体中に安定に維持することができる。界面活性剤は、塗膜形成後にもポリオレフィン樹脂中に残存し、塗膜を可塑化することにより、ポリオレフィン樹脂の特性、例えば耐水性等を悪化させる。本発明の製造方法で得られる水性分散体は、界面活性剤を実質的に含有しないため、塗膜特性、特に耐水性、接着性が優れている。
ここで、「界面活性剤」とは、後述するような水性分散体の製造において、水性化促進や水性分散体の安定化の目的で添加される薬剤や化合物のことである。
「界面活性剤を実質的に使用しない」とは、界面活性剤を積極的には系に添加しないことにより、結果的にこれらを使用しないことを意味する。こうした界面活性剤は、含有量がゼロであることが特に好ましいが、本発明の効果を損ねない範囲で、ポリオレフィン樹脂成分に対して0.5質量%未満程度含まれていても差し支えない。
本発明でいう界面活性剤成分としては、分子量が300以上であり、水に溶解し、樹脂の分散や安定化に寄与する化合物のことであり、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性(非イオン性)界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、反応性界面活性剤、水溶性高分子などが挙げられ、一般に乳化重合に用いられるもののほか、乳化剤類も含まれる。
例えば、アニオン性界面活性剤としては、高級アルコールの硫酸エステル塩、高級アルキルスルホン酸およびその塩、アルキルベンゼンスルホン酸およびその塩、ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート塩、ビニルスルホサクシネート等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、エチレンオキサイドプロピレンオキサイドブロック共重合体、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体等やポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のソルビタン誘導体等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、ラウリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド等が挙げられる。
反応性界面活性剤としては、アルキルプロペニルフェノールポリエチレンオキサイド付加物やこれらの硫酸エステル塩、アリルアルキルフェノールポリエチレンオキサイド付加物やこれらの硫酸エステル塩、アリルジアルキルフェノールポリエチレンオキサイド付加物やこれらの硫酸エステル塩等の反応性2重結合を有する化合物が挙げられる。
水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、変性デンプン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸およびその塩等が挙げられる。
The method for producing an aqueous dispersion of the present invention is characterized in that a surfactant is not substantially used, and a polyolefin resin can be stably maintained in an aqueous medium with a number average particle diameter of 1 μm or less without using a surfactant. Can do. The surfactant remains in the polyolefin resin even after the coating film is formed, and plasticizes the coating film, thereby deteriorating the properties of the polyolefin resin, such as water resistance. Since the aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention does not substantially contain a surfactant, the coating film properties, particularly water resistance and adhesiveness are excellent.
Here, the “surfactant” is a drug or compound added for the purpose of promoting aqueous formation or stabilizing the aqueous dispersion in the production of an aqueous dispersion as described later.
“Substantially no surfactant” means that surfactants are not actively added to the system and consequently are not used. Such a surfactant is particularly preferably zero in content, but may be contained in an amount of less than 0.5% by mass with respect to the polyolefin resin component as long as the effects of the present invention are not impaired.
The surfactant component in the present invention is a compound having a molecular weight of 300 or more, dissolved in water, and contributing to dispersion and stabilization of the resin. A cationic surfactant, an anionic surfactant, Nonionic (nonionic) surfactants, amphoteric surfactants, fluorosurfactants, reactive surfactants, water-soluble polymers, etc. are included. In addition to those commonly used for emulsion polymerization, emulsifiers are also included. It is.
For example, anionic surfactants include sulfates of higher alcohols, higher alkyl sulfonic acids and salts thereof, alkyl benzene sulfonic acids and salts thereof, polyoxyethylene alkyl sulfate salts, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate salts, vinyl sulfone salts. Examples include succinate.
Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyethylene glycol fatty acid ester, ethylene oxide propylene oxide block copolymer, polyoxyethylene fatty acid amide, ethylene oxide-propylene oxide copolymer, etc. And sorbitan derivatives such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters.
Examples of amphoteric surfactants include lauryl betaine and lauryl dimethylamine oxide.
Examples of reactive surfactants include alkylpropenylphenol polyethylene oxide adducts and their sulfate esters, allyl alkylphenol polyethylene oxide adducts and their sulfate esters, allyl dialkylphenol polyethylene oxide adducts and their sulfate esters, etc. Examples thereof include compounds having a reactive double bond.
Examples of the water-soluble polymer include polyvinyl alcohol, carboxyl group-modified polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, modified starch, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid and salts thereof.

本発明の水性分散体の製造方法においては、さらに、得られた水性分散体を40〜250℃で加熱攪拌することが、粒子の微細化、均一化の点から好ましい。この工程を加えることで、水を添加した際に発生した凝集物、析出物の微細化、均一化が行われ、良好な水性分散体となり、水性分散体から未分散物等の不要物をろ過性するフィルターリング性が格段に向上する。従って生産性が向上する。加熱する際は開放系や還流下でもよいが、温度を沸点以上に上げれる点から、加圧下、密閉系で行うことが好ましい。加熱温度は、60〜200℃がより好ましく、80〜190℃がさらに好ましく、100〜180℃が特に好ましい。温度が40℃未満の場合は、加熱の効果が小さく、250℃を超える場合は、ポリオレフィン樹脂の分子量が低下する恐れがある。また、加熱攪拌時間は、0.1〜24時間が好ましく、0.2〜5時間がさらに好ましい。0.1時間未満であると、加熱の効果が小さく、24時間を超えると、ポリオレフィン樹脂の分子量が低下する恐れがある。槽内の加熱方法としては槽外部からの加熱が好ましく、例えば、オイルや水を用いて槽を加熱する、あるいはヒーターを槽に取り付けて加熱を行うことができる。   In the method for producing an aqueous dispersion of the present invention, it is further preferable from the viewpoint of finer and uniform particles to heat and stir the obtained aqueous dispersion at 40 to 250 ° C. By adding this step, the aggregates and precipitates generated when water is added are refined and homogenized, and a good aqueous dispersion is obtained. Unnecessary substances such as undispersed matter are filtered from the aqueous dispersion. Filterability is greatly improved. Therefore, productivity is improved. When heating, it may be an open system or under reflux, but it is preferably carried out under pressure and in a closed system from the viewpoint of raising the temperature above the boiling point. The heating temperature is more preferably 60 to 200 ° C, further preferably 80 to 190 ° C, particularly preferably 100 to 180 ° C. When the temperature is less than 40 ° C., the effect of heating is small, and when it exceeds 250 ° C., the molecular weight of the polyolefin resin may decrease. The heating and stirring time is preferably 0.1 to 24 hours, more preferably 0.2 to 5 hours. If it is less than 0.1 hour, the effect of heating is small, and if it exceeds 24 hours, the molecular weight of the polyolefin resin may decrease. As a heating method in the tank, heating from the outside of the tank is preferable. For example, the tank can be heated using oil or water, or a heater can be attached to the tank for heating.

また、本発明の水性分散体の製造方法においては、上記、加熱攪拌後の水性分散体を含め、得られた水性分散体から、それに含有されている水溶性有機溶剤の一部を、ストリッピングと呼ばれる脱溶剤操作で系外へ留去させることが好ましい。この操作によって、水性分散体中の水溶性有機溶剤量を上記の範囲内で適度に減量してもよく、10質量%以下とすることもでき、3質量%以下であれば、環境上好ましく、1質量%以下であればより好ましい。ストリッピングによって水溶性有機溶剤を留去するには、装置の減圧度を高めたり、操業時間を長くするなどの生産プロセスにおける処置が必要となるため、こうした生産性を考慮した水溶性有機溶剤量の下限は0.01質量%程度(本発明の測定に使用した分析機器の検出限界)である。しかし、0.01質量%未満であっても水性分散体としての性能は特に問題とはならない。本発明の製造方法で得られた水性分散体は、ストリッピングによって水溶性有機溶剤量を低くしても、特に性能面での影響はなく、各種用途に良好に使用することができる。
ストリッピングの方法としては、常圧または減圧下で水性分散体を攪拌しながら加熱し、有機溶剤を留去する方法を挙げることができる。有機溶剤の含有率はガスクロマトグラフィーで定量することができる。また、水性媒体が留去されることにより、固形分濃度が高くなるために、例えば、粘度が上昇し作業性が悪くなるような場合には、予め水性分散体に水を添加しておくこともできる。
In the method for producing an aqueous dispersion of the present invention, a part of the water-soluble organic solvent contained therein is stripped from the obtained aqueous dispersion including the aqueous dispersion after heating and stirring. It is preferable to distill out of the system by a solvent removal operation called. By this operation, the amount of the water-soluble organic solvent in the aqueous dispersion may be appropriately reduced within the above range, may be 10% by mass or less, and is preferably 3% by mass or less, If it is 1 mass% or less, it is more preferable. Distilling off the water-soluble organic solvent by stripping requires measures in the production process such as increasing the pressure reduction of the equipment or extending the operation time. Is about 0.01% by mass (the detection limit of the analytical instrument used for the measurement of the present invention). However, even if it is less than 0.01% by mass, the performance as an aqueous dispersion is not particularly problematic. Even if the amount of the water-soluble organic solvent is reduced by stripping, the aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention is not particularly affected in terms of performance and can be used favorably for various applications.
Examples of the stripping method include a method in which the aqueous dispersion is heated with stirring at normal pressure or reduced pressure to distill off the organic solvent. The organic solvent content can be quantified by gas chromatography. Further, since the solid content concentration is increased by distilling off the aqueous medium, for example, in the case where the viscosity increases and the workability deteriorates, water is added to the aqueous dispersion in advance. You can also.

本発明の製造方法で得られる水性分散体の樹脂含有率は、成膜条件、目的とする樹脂層の厚さや性能等により適宜調整され、特に限定されるものではないが、分散体の粘性を適度に保ち、かつ良好なプライマー層形成能を発現させる点で、1〜50質量%が好ましく、3〜50質量%がより好ましく、5〜45質量%がさらに好ましく、5〜40質量%が特に好ましい。   The resin content of the aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention is appropriately adjusted depending on the film forming conditions, the thickness and performance of the target resin layer, and is not particularly limited. It is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 3 to 50% by mass, still more preferably 5 to 45% by mass, and particularly preferably 5 to 40% by mass in terms of maintaining an appropriate amount and exhibiting good primer layer forming ability. preferable.

本発明の製造方法で得られる水性分散体は、そのまま使用してもよいが、各種の塗膜性能を向上させるために、イソシアネート化合物、エポキシ化合物などの架橋剤、アクリル、ウレタンなどの他の重合体の水性分散体、ロジン類、テルペン類などの粘着付与成分等を添加することができる。   The aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention may be used as it is. However, in order to improve various coating film performances, other heavy agents such as an isocyanate compound and an epoxy compound, and acrylic and urethane are used. An aqueous dispersion of coalescence, tackifying components such as rosins and terpenes, and the like can be added.

本発明の製造方法で得られる水性分散体に、使用目的に応じて、顔料または染料を添加してもよいし、市販の塗料やインキに、水性分散体を添加してもよい。使用する顔料または染料は特に限定されるものではなく、一般的に使用されているものを塗料やインキの種類によって適宜選択すればよい。さらに、水性分散体には、必要に応じて、レベリング剤、消泡剤、ワキ防止剤、顔料分散剤、紫外線吸収剤等の各種薬剤を添加することも可能である。また、水性分散体の保存安定性を損なわない範囲で上記以外の有機もしくは無機の化合物を添加することも可能である。   Depending on the intended use, a pigment or a dye may be added to the aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention, or an aqueous dispersion may be added to a commercially available paint or ink. The pigment or dye to be used is not particularly limited, and a commonly used pigment or dye may be appropriately selected depending on the type of paint or ink. Furthermore, various agents such as a leveling agent, an antifoaming agent, an anti-waxing agent, a pigment dispersant, and an ultraviolet absorber can be added to the aqueous dispersion as necessary. It is also possible to add organic or inorganic compounds other than those described above as long as the storage stability of the aqueous dispersion is not impaired.

以下に実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

なお、各種の特性については以下の方法によって測定または評価した。
1.ポリオレフィン樹脂の特性
(1)構成
H−NMR分析(バリアン社製、300MHz)より求めた。ポリオレフィン樹脂は、オルトジクロロベンゼン(d)を溶媒とし、120℃で測定した。
(2)重量平均分子量
GPC分析(東ソー社製HLC−8020、カラムはTSK−GEL)を用いて、試料をテトラヒドロフランに溶解して40℃で測定し、ポリスチレン標準試料で作成した検量線から数平均分子量を求めた。
Various characteristics were measured or evaluated by the following methods.
1. Characteristics of polyolefin resin (1) Configuration
It calculated | required from < 1 > H-NMR analysis (The product made by Varian, 300MHz). The polyolefin resin was measured at 120 ° C. using orthodichlorobenzene (d 4 ) as a solvent.
(2) Weight average molecular weight Using GPC analysis (HLC-8020 manufactured by Tosoh Corporation, column is TSK-GEL), the sample was dissolved in tetrahydrofuran, measured at 40 ° C., and the number average from a calibration curve prepared with a polystyrene standard sample The molecular weight was determined.

2.ポリオレフィン樹脂水性分散体の特性
(1)固形分濃度
水性分散体を適量秤量し、これを150℃で残存物(固形分)の質量が恒量に達するまで加熱し、固形分濃度を求めた。
(2)数平均粒子径
日機装株式会社製、マイクロトラック粒度分布計UPA150(MODEL No.9340、動的光散乱法)を用い、数平均粒子径を求めた。ここで、粒子径算出に用いる樹脂の屈折率は1.50とした。
(3)ポットライフ
ポリオレフィン樹脂水性分散体を室温で90日放置したときの外観を、次の3段階で評価した。
○:外観に変化なし。
△:増粘がみられる。
×:固化、凝集や沈殿物の発生が見られる。
(4)ろ過性
水性分散体200gを600メッシュのステンレス製フィルター(ろ過面積130cm、線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)した際に、ろ過時間によりろ過性を評価した。
○:10秒以内
△:10〜30秒
×:30秒以上
(5)水溶性有機溶剤の含有率
島津製作所社製ガスクロマトグラフGC−8A〔FID検出器使用、キャリアーガス:窒素、カラム充填物質(ジーエルサイエンス社製):PEG−HT(5%)−Uniport HP(60/80メッシュ)、カラムサイズ:直径3mm×3m、試料投入温度(インジェクション温度):150℃、カラム温度:60℃、内部標準物質:n−ブタノール〕を用い、水性分散体、またはそれを水で希釈したものを直接装置内に投入して、水溶性有機溶剤の含有率を求めた。検出限界は0.01質量%であった。
2. Characteristics of Aqueous Polyolefin Resin Dispersion (1) Solid Concentration A suitable amount of the aqueous dispersion was weighed and heated at 150 ° C. until the mass of the residue (solid content) reached a constant weight to determine the solid content concentration.
(2) Number average particle diameter The number average particle diameter was calculated | required using the Nikkiso Co., Ltd. make and Microtrac particle size distribution analyzer UPA150 (MODEL No.9340, dynamic light scattering method). Here, the refractive index of the resin used for calculating the particle diameter was set to 1.50.
(3) Pot life The appearance when the aqueous polyolefin resin dispersion was allowed to stand at room temperature for 90 days was evaluated in the following three stages.
○: No change in appearance.
Δ: Thickening is observed.
X: Solidification, aggregation and precipitation are observed.
(4) Filterability When 200 g of the aqueous dispersion was subjected to pressure filtration (air pressure 0.2 MPa) with a 600-mesh stainless steel filter (filtration area 130 cm 2 , wire diameter 0.035 mm, plain weave), the filterability was improved depending on the filtration time. evaluated.
○: Within 10 seconds Δ: 10 to 30 seconds ×: 30 seconds or more (5) Content of water-soluble organic solvent Shimadzu Corporation gas chromatograph GC-8A [using FID detector, carrier gas: nitrogen, column packing material ( (Manufactured by GL Sciences Inc.): PEG-HT (5%)-Uniport HP (60/80 mesh), column size: diameter 3 mm × 3 m, sample charging temperature (injection temperature): 150 ° C., column temperature: 60 ° C., internal standard Substance: n-butanol], an aqueous dispersion or a solution obtained by diluting it with water was directly put into the apparatus, and the content of the water-soluble organic solvent was determined. The detection limit was 0.01% by mass.

3.材料特性
以下の評価においては、基材として、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(ユニチカ社製エンブレットPET12、厚み12μm、以下、PET)、2軸延伸ナイロン6フィルム(ユニチカ社製エンブレム、厚み15μm、以下、Ny)、延伸ポリプロピレンフィルム(東セロ社製、厚み50μm、以下、PP)、銅板(厚み5mm)を用いた。
(1)塗膜の耐水性評価方法
PETフィルムに水性分散体を乾燥後の塗膜層の厚みが2μmになるようにマイヤーバーを用いてコートした後、90℃で1分間、乾燥させた。得られたコートフィルムは40℃で1日放置後、60℃の温水に24時間浸漬し、風乾燥後の塗膜の状態を目視で評価した。
○:変化なし。
△:塗膜がくもる。
×:塗膜が完全に溶解、または剥離。
(2)塗膜の耐アルカリ性評価方法
PETフィルムに水性分散体を乾燥後の塗膜層の厚みが2μmになるようにマイヤーバーを用いてコートした後、90℃で1分間、乾燥させた。得られたコートフィルムは40℃で1日放置後、室温で5質量%の水酸化ナトリウム水溶液に1時間浸漬し、風乾燥後の塗膜の状態を目視で評価した。
○:変化なし。
△:塗膜がくもる。
×:塗膜が完全に溶解、または剥離。
(3)基材/塗膜層の接着性評価
各種基材に水性分散体を乾燥後の塗膜層の厚みが2μmになるようにマイヤーバーを用いてコートした後、90℃で1分間、乾燥させた。得られた積層体は室温で1日放置後、表面にセロハンテープ(ニチバン社製TF−12)を貼り付け、テープを一気に剥がした場合の剥がれの程度を目視で評価した。
○:全く剥がれなし。
△:一部、剥がれた。
×:全て剥がれた。
3. Material characteristics In the following evaluation, as a base material, a biaxially stretched polyethylene terephthalate film (Embret PET12 manufactured by Unitika, thickness 12 μm, hereinafter, PET), a biaxially stretched nylon 6 film (emblem manufactured by Unitika, thickness 15 μm, below) Ny), a stretched polypropylene film (manufactured by Tosero Co., Ltd., thickness 50 μm, hereinafter referred to as PP), and a copper plate (thickness 5 mm) were used.
(1) Water resistance evaluation method of coating film The aqueous dispersion was coated on a PET film using a Meyer bar so that the thickness of the coating layer after drying was 2 μm, and then dried at 90 ° C. for 1 minute. The obtained coated film was allowed to stand at 40 ° C. for 1 day, then immersed in warm water at 60 ° C. for 24 hours, and the state of the coating film after air drying was visually evaluated.
○: No change.
Δ: The coating film is cloudy.
X: The coating film was completely dissolved or peeled off.
(2) Method for evaluating alkali resistance of coating film A PET film was coated with an aqueous dispersion using a Meyer bar so that the thickness of the coating layer after drying was 2 μm, and then dried at 90 ° C. for 1 minute. The obtained coated film was allowed to stand at 40 ° C. for 1 day, then immersed in a 5% by mass aqueous sodium hydroxide solution at room temperature for 1 hour, and the state of the coating film after air drying was visually evaluated.
○: No change.
Δ: The coating film is cloudy.
X: The coating film was completely dissolved or peeled off.
(3) Evaluation of Adhesiveness of Substrate / Coating Layer After coating the aqueous dispersion on various substrates using a Mayer bar so that the thickness of the coating layer after drying is 2 μm, at 90 ° C. for 1 minute, Dried. The obtained laminate was allowed to stand at room temperature for 1 day, and then a cellophane tape (TF-12 manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was attached to the surface, and the degree of peeling when the tape was peeled at a stretch was visually evaluated.
○: No peeling at all.
Δ: Partially peeled off.
X: All peeled off.

参考例1(ポリオレフィン樹脂P−1の製造)
プロピレン−ブテン−エチレン三元共重合体(ヒュルスジャパン社製、ベストプラスト708、プロピレン/ブテン/エチレン=64.8/23.9/11.3質量%)100g、トルエン500gを、攪拌機、冷却管、滴下ロートを取り付けた4つ口フラスコ中、窒素雰囲気下で加熱溶融させた後、系内温度を110℃に保って攪拌下、ラジカル発生剤としてジクミルパーオキサイド1.0gのヘプタン20g溶液を1時間かけて加えた後、不飽和カルボン酸として無水マレイン酸6.0g、アクリル酸ラウリル10.0g、ジクミルパーオキサイド0.5gのヘプタン10g溶液をそれぞれ1時間かけて滴下し、その後30分間反応させた。反応終了後、室温まで冷却した後、得られた反応物を多量のアセトン中に投入し、樹脂を析出させた。この樹脂をさらにアセトンで数回洗浄し、未反応物を除去した後、減圧乾燥機中で減圧乾燥してポリオレフィン樹脂P−1を得た。得られた樹脂の特性を表1に示す。
Reference Example 1 (Production of polyolefin resin P-1)
Propylene-butene-ethylene terpolymer (manufactured by Huls Japan, Bestplast 708, propylene / butene / ethylene = 64.8 / 23.9 / 11.3% by mass) 100 g, 500 g of toluene, agitator, cooling In a four-necked flask equipped with a tube and a dropping funnel, after being heated and melted in a nitrogen atmosphere, a solution of 1.0 g of dicumyl peroxide as a radical generator and a 20 g solution of heptane was maintained while maintaining the system temperature at 110 ° C. Is added dropwise over 1 hour, and 6.0 g of maleic anhydride, 10.0 g of lauryl acrylate, and 10 g of heptane of 0.5 g of dicumyl peroxide are added dropwise over 1 hour. Reacted for 1 minute. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, and then the obtained reaction product was put into a large amount of acetone to precipitate a resin. This resin was further washed several times with acetone to remove unreacted substances, and then dried under reduced pressure in a vacuum dryer to obtain polyolefin resin P-1. The properties of the obtained resin are shown in Table 1.

参考例2(ポリオレフィン樹脂P−2の製造)
プロピレン−エチレン共重合体(プロピレン/エチレン=81.8/18.2質量%、重量平均分子量85,000)280gを4つ口フラスコ中、窒素雰囲気下で加熱溶融させた後、系内温度を180℃に保って攪拌下、不飽和カルボン酸として無水マレイン酸25.0gとラジカル発生剤としてジ−t−ブチルパーオキサイド6.0gをそれぞれ2時間かけて加え、その後1時間反応させた。反応終了後、得られた反応物を多量のアセトン中に投入し、樹脂を析出させた。この樹脂をさらにアセトンで数回洗浄し、未反応の無水マレイン酸を除去した後、減圧乾燥機中で減圧乾燥してポリオレフィン樹脂P−2を得た。得られた樹脂の特性を表1に示す。
Reference Example 2 (Production of polyolefin resin P-2)
After heating and melting 280 g of propylene-ethylene copolymer (propylene / ethylene = 81.8 / 18.2% by mass, weight average molecular weight 85,000) in a four-necked flask under a nitrogen atmosphere, the temperature in the system was changed. While maintaining at 180 ° C., 25.0 g of maleic anhydride as an unsaturated carboxylic acid and 6.0 g of di-t-butyl peroxide as a radical generator were added over 2 hours, respectively, and then reacted for 1 hour. After completion of the reaction, the obtained reaction product was put into a large amount of acetone to precipitate a resin. This resin was further washed several times with acetone to remove unreacted maleic anhydride, and then dried under reduced pressure in a vacuum dryer to obtain polyolefin resin P-2. The properties of the obtained resin are shown in Table 1.

実施例1
ヒーター付きの密閉できる耐圧1リットル容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、48.0gのポリオレフィン樹脂P−1、128.0gのテトラヒドロフラン(和光純薬社製)、4.0gのN,N−ジメチルエタノールアミン(和光純薬社製)を仕込み、系内温度を60℃として樹脂を溶解させた。
空冷にて30℃まで冷却して、144gの蒸留水を約5分かけて添加した。
さらに系を密閉し、110℃で1時間攪拌した。
その後、空冷にて、攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、600メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、ポリオレフィン樹脂水性分散体を得た。水性分散体の各種特性を表2に示した。
Example 1
Using a stirrer equipped with a heat-resistant 1-liter glass container with a heater, 48.0 g of polyolefin resin P-1, 128.0 g of tetrahydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 4.0 g of N, N -Dimethylethanolamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was charged to dissolve the resin at a system temperature of 60 ° C.
After cooling to 30 ° C. by air cooling, 144 g of distilled water was added over about 5 minutes.
The system was further sealed and stirred at 110 ° C. for 1 hour.
Then, after cooling to room temperature (about 25 ° C.) while stirring with air cooling, pressure filtration (air pressure 0.2 MPa) with a 600 mesh stainless steel filter (wire diameter 0.035 mm, plain weave), polyolefin resin aqueous A dispersion was obtained. Various characteristics of the aqueous dispersion are shown in Table 2.

実施例2
ヒーター付きの密閉できる耐圧1リットル容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、48.0gのポリオレフィン樹脂P−1、128.0gのテトラヒドロフラン(和光純薬社製)、4.0gのN,N−ジメチルエタノールアミン(和光純薬社製)を仕込み、系内温度を60℃として樹脂を溶解させた。
空冷にて30℃まで冷却して、144gの水を約5分かけて添加した。
さらに系を密閉し、110℃で1時間攪拌した。
その後、空冷にて、攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した。
得られた水性分散体200gと蒸留水38gとを1Lの2口丸底フラスコに仕込み、メカニカルスターラーとリービッヒ型冷却器を設置し、フラスコをオイルバスで加熱し、水性媒体を留去した。約110gの水性媒体を留去したところで、加熱を終了し、室温まで冷却した。
冷却後、フラスコ内の液状成分を600メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、濾液の固形分濃度を測定したところ、25.4質量%であった。この濾液を攪拌しながら蒸留水を添加し、固形分濃度が25.0質量%になるように調整した。水性分散体の各種特性を表2に示した。
Example 2
48.0 g of polyolefin resin P-1, 128.0 g of tetrahydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 4.0 g of N, N using a stirrer equipped with a hermetic pressure-resistant 1 liter glass container with a heater. -Dimethylethanolamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was charged to dissolve the resin at a system temperature of 60 ° C.
After cooling to 30 ° C. with air cooling, 144 g of water was added over about 5 minutes.
The system was further sealed and stirred at 110 ° C. for 1 hour.
Then, it cooled to room temperature (about 25 degreeC), stirring by air cooling.
200 g of the obtained aqueous dispersion and 38 g of distilled water were charged into a 1 L two-necked round bottom flask, a mechanical stirrer and a Liebig condenser were installed, the flask was heated in an oil bath, and the aqueous medium was distilled off. When about 110 g of the aqueous medium was distilled off, the heating was terminated and the mixture was cooled to room temperature.
After cooling, the liquid component in the flask was filtered under pressure (air pressure 0.2 MPa) with a 600 mesh stainless steel filter (wire diameter 0.035 mm, plain weave), and the solid content concentration of the filtrate was measured to find 25.4 mass. %Met. While stirring the filtrate, distilled water was added to adjust the solid content concentration to 25.0% by mass. Various characteristics of the aqueous dispersion are shown in Table 2.

実施例3
ポリオレフィン樹脂P−1に代えてポリオレフィン樹脂P−2を用いた以外は実施例2と同様の操作で水性分散体を得た。水性分散体の各種特性を表2に示した。
Example 3
An aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 2 except that the polyolefin resin P-2 was used instead of the polyolefin resin P-1. Various characteristics of the aqueous dispersion are shown in Table 2.

実施例4
実施例1において、水を添加した後の加熱を行わなかった以外は同様の操作で水性分散体を得た。水性分散体の各種特性を表2に示した。
Example 4
An aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that heating after adding water was not performed. Various characteristics of the aqueous dispersion are shown in Table 2.

実施例5
実施例1において、水を添加した後、40℃で1時間攪拌した以外は同様の操作で水性分散体を得た。水性分散体の各種特性を表2に示した。
Example 5
In Example 1, an aqueous dispersion was obtained by the same operation except that water was added and then stirred at 40 ° C. for 1 hour. Various characteristics of the aqueous dispersion are shown in Table 2.

本発明の製造方法を用いることで、界面活性剤を添加することなしに非塩素系のポリオレフィン樹脂を良好な水性分散体とすることができた(実施例1〜5)。また、水を添加後、所定の温度で加熱することでより微細な粒子径となり、ろ過性は向上した(実施例1と4、5の比較)。
本発明の方法で作製した水性分散体は界面活性剤を含有していないため塗膜の耐水性や接着性に優れていた。

By using the production method of the present invention, a non-chlorinated polyolefin resin could be made into a good aqueous dispersion without adding a surfactant (Examples 1 to 5). Moreover, it became a finer particle diameter by heating at predetermined temperature after adding water, and the filterability improved (Comparison of Examples 1 and 4, 5).
Since the aqueous dispersion produced by the method of the present invention did not contain a surfactant, it was excellent in water resistance and adhesion of the coating film.

Claims (4)

水溶性有機溶剤に溶解した非塩素系の酸変性ポリオレフィン樹脂に、塩基性化合物を作用させて樹脂中の酸基を中和し、次いで水を添加することを特徴とする、界面活性剤を実質的に使用しないポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法。   A surfactant substantially comprising a non-chlorine acid-modified polyolefin resin dissolved in a water-soluble organic solvent is allowed to act on a basic compound to neutralize acid groups in the resin, and then water is added. Process for producing an aqueous polyolefin resin dispersion which is not used in general. 水を添加した後に50〜250℃に加熱することを特徴とする請求項1記載のポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法。   The method for producing an aqueous polyolefin resin dispersion according to claim 1, wherein the aqueous dispersion is heated to 50 to 250 ° C. after adding water. 水を添加した後に水溶性有機溶剤を除去することを特徴とする請求項1記載のポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法。   The method for producing an aqueous polyolefin resin dispersion according to claim 1, wherein the water-soluble organic solvent is removed after adding water. 加熱した後に水溶性有機溶剤を除去することを特徴とする請求項2記載のポリオレフィン樹脂水性分散体の製造方法。

The method for producing an aqueous polyolefin resin dispersion according to claim 2, wherein the water-soluble organic solvent is removed after the heating.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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