JP2008255194A - 水性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】脂肪酸変性アクリル樹脂水分散体(A)およびシリコーン樹脂水分散体(B)を含有する水性樹脂組成物であって、シリコーン樹脂水分散体(B)がオルガノポリシロキサンを乳化剤の存在下に水性媒体中に乳化分散させてなる乳化組成物であり、かつシリコーン樹脂水分散体(B)を脂肪酸変性アクリル樹脂水分散体(A)およびシリコーン樹脂水分散体(B)の合計固形分質量を基準として0.5〜50質量%の範囲内の固形分質量で含有することを特徴とする水性樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
他の重合性不飽和モノマーを共重合することにより得られる樹脂を水性媒体中に分散してなる水性脂肪酸変性樹脂分散体の存在下に、アルコキシシリル基含有オルガノシランを縮合重合反応させることを特徴とするポリシロキサン複合重合体粒子の製造方法が開示されている。
本発明の水性樹脂組成物において使用される脂肪酸変性アクリル樹脂水分散体(A)は、アクリル樹脂を脂肪酸で変性した後水性媒体中に分散させたものであり、それ自体既知のものを制限なく使用することができ、使用材料、製造方法などに特に制限はない。
ーとともに(共)重合することにより得られるものを使用することができ、また、アクリル樹脂を変性するための脂肪酸としては、乾性油脂肪酸、半乾性油脂肪酸および不乾性油脂肪酸のいずれも使用可能であるが、本発明の水性樹脂組成物を常温一液架橋型とすることができるという点で、特に、乾性油脂肪酸、半乾性油脂肪酸等の酸化硬化性の脂肪酸が好適である。
一般に0.75:1〜1.25:1、好ましくは0.8:1〜1.2:1の範囲内となるような割合で反応させることができる。
ート;フルオロオレフィン等のアルキルフッ素基含有する重合性不飽和モノマー;マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー;N−ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物;メタ)アクリル酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸、β−カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸無水物;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、さらにグリシジル(メタ)アクリレートとアミン類との付加物等の含窒素重合性不飽和モノマー;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ−ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ−ト、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の炭素数2〜8個の水酸基を含有するアルキル(メタ)アクリレート、アリルアルコ−ル、上記炭素数2〜8のヒドロキシ(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン変性体等の水酸基を有する(メタ)アクリレート;分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等の水酸基含有重合性不飽和モノマー:分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート;2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム塩、スルホエチルメタクリレートおよびそのナトリウム塩やアンモニウム塩等のスルホン酸基含有重合性不飽和モノマー;2−ヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−(3−アクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2',4−トリヒドロキシベンゾフェノン等のヒドロキシベンゾフェノン類とグリシジル(メタ)アクリレートとの付加反応生成物、あるいは2−(2'−ヒドロキシ−5'−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等の紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー;4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等の紫外線安定性官能基を有する重合性不飽和モノマー;アクロレイン、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、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4〜7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等のカルボニル基含有重合性不飽和モノマー;アリル(メタ)アクリレ−ト、エチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、トリエチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、テトラエチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、1,3−ブチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、トリメチロ−ルプロパントリ(メタ)アクリレ−ト、1,4−ブタンジオ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、ネオペンチルグリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、1,6−ヘキサンジオ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、ペンタエリスリト−ルジ(メタ)アクリレ−ト、ペンタエリスリト−ルテトラ(メタ)アクリレ−ト、グリセロ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレ−ト、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレ−ト、1,1,1−トリスヒドロキシメチルプロパントリ(メタ)アクリレ−ト、トリアリルイソシアヌレ−ト、ジアリルテレフタレ−ト、ジビニルベンゼン等の1分子中に少なくとも2個の重合性不飽和基を有する多ビニル化合物などが挙げられ、これらは脂肪酸変性
アクリル樹脂水分散体に望まれる性能などに応じてそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
に10〜70質量%、特に20〜60質量%、さらに特に30〜55質量%の範囲内が好適である。
アミン、アンモニア水などが挙げられ、これらの中和剤は、中和後の脂肪酸変性アクリル樹脂水分散体(A)のpHが6.5〜9程度となるような量で用いることが望ましい。
本発明の水性樹脂組成物において脂肪酸変性アクリル樹脂水分散体(A)と併用されるシリコーン樹脂水分散体(B)には、オルガノポリシロキサンを乳化剤の存在下に水性媒体中に乳化分散させてなる乳化組成物が包含される。
本発明の水性樹脂組成物は、以上に述べた脂肪酸変性アクリル樹脂水分散体(A)およびシリコーン樹脂水分散体(B)を必須成分として含有するものであり、それらの配合割合は厳密に制限されるものではなく、該水性樹脂組成物の用途などに応じて適宜変えるこ
とができるが、該水性樹脂組成物から形成される皮膜の耐候性などの観点から、シリコーン樹脂水分散体(B)を、脂肪酸変性アクリル樹脂水分散体(A)およびシリコーン樹脂水分散体(B)の合計固形分質量を基準として、0.5〜50質量%、好ましくは1〜40質量%、さらに好ましくは1.5〜30質量%の範囲内の固形分質量で含有することが適している。シリコーン樹脂水分散体(B)の含有量が0.5質量%未満では形成皮膜の耐候性が不十分となり、反対に50質量%を超えると形成皮膜の硬化性の低下に伴い耐水性などの塗膜物性が低下する可能性がある。
リコールメチルエーテル等のエーテル系有機溶剤などを挙げることができ、これらはそれぞれ単独でまたは2種以上組み合わせて使用することができる。
以上に述べた本発明の水性樹脂組成物は、必要に応じて、塗装に適する粘度に調整することにより、水性塗料組成物として好適に使用することができる。該水性塗料組成物を塗装することができる被塗面としては、例えば、石膏ボード、コンクリート壁、モルタル壁、スレート板、PC板、ALC板、セメント珪酸カルシウム板、木材、石材、プラスチック成形物、金属加工材等の基材の表面;これら基材上に設けられたアクリル樹脂系、アクリルウレタン樹脂系、ポリウレタン樹脂系、フッ素樹脂系、シリコンアクリル樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、エポキシ樹脂系等の樹脂塗膜面;ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、紙、布等の材質からなる壁紙面などを挙げることができる。
製造例1
ガラスビーカーにモノマー成分を下記の割合で仕込み、ディスパーで2000rpmで15分間攪拌し予備乳化液を製造した後、この予備乳化液を、高圧エネルギーを加えて流体同士を衝突させる高圧乳化装置にて100MPaで高圧処理することにより、平均粒子径が190nmのモノマー乳化物を得た。
脂肪酸変性モノマー(注1) 30部
n−ブチルメタクリレート 25部
i−ブチルメタクリレート 27部
2−エチルヘキシルメタクリレート 17部
メタクリル酸 1部
「Newcol707SF」(注2) 10部
脱イオン水 85部
コに、サフラワー油脂肪酸280部およびグリシジルメタクリレート142部を
仕込み、140℃で5時間反応させて得た反応生成物。
(注2)「Newcol707SF」: 商品名、日本乳化剤社製、ポリオキシエチレン
鎖を有するアニオン性乳化剤、有効成分30%。
製造例2
[(CH3)SiO3/2]0.65[(C6H5)SiO3/2]0.35で示されるシリコーンレジン(メチル基/フェニル基=65/35)のエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート溶液(シリコーンレジン/エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート質量比=83/17)530部、乳化剤として「ノイゲンXL40」(商品名、第一工業製薬社製、ポリオキシアルキレンデシルエーテル、HLB10.5)25部、「ノイゲンXL400」(商品名、第一工業製薬社製、ポリオキシアルキレンデシルエーテル、HLB18.4)25部、「ニューコール291M」(商品名、日本乳化剤社製、アルキルスルホコハク酸ソーダ75%液)5部および脱イオン水415部を、ホモディスパーを用いて乳化分散し、150℃/3時間での不揮発分が47%および平均粒径(コールター社製粒度分布測定装置N4Plusで測定)が200nmの青白色なシリコーン樹脂分散体(B−1)を得た。
[(CH3)2SiO2/2]0.33[(C6H5)2SiO2/2]0.01[(CH3)SiO3/2]0.24[(C6H5)SiO3/2]0.42で示されるシリコーンレジン(メチル/フェニル=67/33)のエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート溶液(シリコーンレジン/エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート質量比=85/15)530部、乳化剤として「ノイゲンXL40」(商品名、第一工業製薬社製、ポリオキシアルキレンデシルエーテル、HLB10.5)25部、「ノイゲンXL400」(商品名、第一工業製薬社製、ポリオキシアルキレンデシルエーテル、HLB18.4)25部、「ニューコール291M」(商品名、日本乳化剤社製、アルキルスルホコハク酸ソーダ75%液)5部および脱イオン水415部を、ホモディスパーを用いて乳化分散し、150℃/3時間での不揮発分が48%および平均粒径(コールター社製粒度分布測定装置N4Plusで測定)が240nmの青白色なシリコーン樹脂分散体(B−2)を得た。
[(CH3)2SiO2/2]0.25[(CH3)SiO3/2]0.75で示されるシリコーンレジン(メチル/フェニル=100/0)のエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート溶液(シリコーンレジン/エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート質量比=92/8)530部、乳化剤として「ノイゲンXL40」(商品名、第一工業製薬社製、ポリオキシアルキレンデシルエーテル、HLB10.5)25部、「ノイゲンXL400」(商品名、第一工業製薬社製、ポリオキシアルキレンデシルエーテル、HLB18.4)25部、「ニューコール291M」(商品名、日本乳化剤社製、アルキルスルホコハク酸ソーダ75%液)5部および脱イオン水415部を、ホモディスパーを用いて乳化分散し、150℃/3時間での不揮発分が50%および平均粒径(コールター社製粒度分布測定装置N4Plusで測定)が200nmの青白色なシリコーン樹脂分散体(B−3)を得た。
実施例1
容器に、製造例1で得られた不飽和脂肪酸変性アクリル樹脂分散体(A−1)198部、製造例2で得られたシリコーン樹脂分散体(B−1)10.2部、「DICNATE1000W」(商品名、大日本インキ社製、金属ドライヤー、Co含有率3.6%)2.5部および「TEXNOL」(商品名、イーストマンケミカル社製、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール モノイソブチレート)10部を入れ、攪拌混合し、水性樹脂組成物(I−1)を得た。
下記表1に示す配合割合の成分を用い、上記実施例1と同様にして、水性樹脂組成物(I−2)〜(I−7)を得た。
上記水性樹脂組成物(I−1)〜(I−7)について、下記の方法で評価試験を行い、下記基準にて評価した。その結果を表1に示す。
ガラス板に各水性樹脂組成物を乾燥膜厚で40μmになるようにアプリケーターで塗装し、25℃で10日間養生させて膜を形成し、試験板とし、下記評価基準で目視評価した。
○:透明、 ○△:やや濁りあり、 △:ブルーイング、 ×:半透明。
上記相溶性試験で使用した試験塗板の60°グロスを測定した。
各水性樹脂組成物を乾燥膜厚で40μmになるようにアプリケーターでポリプロピレン板に塗装し、25℃で10日間養生させた後、ポリプロピレン板から乾燥膜を剥離し、4×4cmの大きさにカットして試験片とした。得られた試験片を、アセトン中に20℃で24時間浸漬し、抽出前後の塗膜質量から塗膜抽出残分を下記式により算出した。
塗膜抽出残分(%)=(抽出した後の膜の質量/抽出前の膜の質量)×100。
ブリキ板に各水性樹脂組成物を乾燥膜厚で40μmになるようにアプリケーターで塗装し、25℃で10日間養生させたものを試験板とし、サンシャインカーボンアーク灯式試験機(スガ試験機社製)を用いて1,500時間促進耐候性試験を行った後、試験前後の60°グロスの光沢保持率(%)を下記式により算出した。
光沢保持率=(試験後60°グロス値/試験前60°グロス値)×100
Claims (5)
- 脂肪酸変性アクリル樹脂水分散体(A)およびシリコーン樹脂水分散体(B)を含有する水性樹脂組成物であって、シリコーン樹脂水分散体(B)がオルガノポリシロキサンを乳化剤の存在下に水性媒体中に乳化分散させてなる乳化組成物であり、かつシリコーン樹脂水分散体(B)を脂肪酸変性アクリル樹脂水分散体(A)およびシリコーン樹脂水分散体(B)の合計固形分質量を基準として0.5〜50質量%の範囲内の固形分質量で含有することを特徴とする水性樹脂組成物。
- 脂肪酸変性アクリル樹脂水分散体(A)が脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a)およびその他の重合性不飽和モノマー(b)を含むモノマー混合物を水性媒体中に平均粒子径が500nm以下になるように微分散させ、得られるモノマー乳化物を重合することにより製造されるものである請求項1に記載の水性樹脂組成物。
- オルガノポリシロキサンがR1SiO3/2単位およびR2 2SiO2/2単位[ここで、R1およびR2は、同一または異なり、各々炭素原子数1〜20の一価有機基を表す]を含んでなるシリコーンレジンである請求項1または2に記載の水性樹脂組成物。
- シリコーンレジンがメチル基とフェニル基をメチル基/フェニル基のモル比が99/1〜0/100の範囲内となる割合で含有するものである請求項3に記載の水性樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の水性樹脂組成物を含んでなる水性塗料組成物。
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