JP2008308523A - Composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a composition useful as an aqueous binder of coating material, ink or a viscous adhesive agent, forming a coat film having high hardness, and excellent water resistance and solvent resistance. <P>SOLUTION: This composition contains a water-soluble resin solution (I) obtained by neutralizing a vinyl polymer (A) with a basic compound (B) and a water-insoluble resin dispersion (II), wherein a carboxy group-containing vinyl monomer unit (a) and an epoxy radical-containing vinyl monomer unit (b) are contained as the constitutional unit of the vinyl polymer A, and the molar equivalent ratio of the carboxy group of the carboxy group-containing vinyl monomer unit (a) and the epoxy group of the epoxy radical-containing vinyl monomer unit (b) is carboxy group/epoxy radical=1/30 to 30/1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、組成物に関するものであり、特に塗料、インク、粘接着剤等の水性バインダーとして好適な組成物に関する。   The present invention relates to a composition, and particularly to a composition suitable as an aqueous binder for paints, inks, adhesives and the like.

近年、塗料、インク、粘接着剤等の分野においては、環境への意識の高まりから水系の塗料、インク、粘接着剤が用いられるようになっており、これらのバインダー樹脂が開発されている。   In recent years, water-based paints, inks, and adhesives have been used in the fields of paints, inks, adhesives, etc. due to the growing awareness of the environment, and these binder resins have been developed. Yes.

例えば、特許文献1には、懸濁重合法により重合された酸基含有ビニル系重合体を塩基性化合物で中和して得られるビニル系重合体水溶液と、エマルションに代表される水性分散液を含有する水性被覆用組成物が開示されている。これによれば、ビニル系重合体水溶液と水性分散液とを組み合わせることで、塗膜の造膜性と硬度の両立化が図られている。
また、特許文献2には、特定の単量体単位からなる水分散体と、特定の単量体単位からなる水溶性樹脂を含有する水性樹脂組成物が開示されている。
特開平7−48537号公報 特開2006−282808号公報
For example, Patent Document 1 discloses an aqueous vinyl polymer solution obtained by neutralizing an acid group-containing vinyl polymer polymerized by a suspension polymerization method with a basic compound, and an aqueous dispersion represented by an emulsion. An aqueous coating composition containing is disclosed. According to this, the film-forming property and hardness of a coating film are made compatible by combining a vinyl polymer aqueous solution and an aqueous dispersion.
Patent Document 2 discloses an aqueous resin composition containing an aqueous dispersion composed of a specific monomer unit and a water-soluble resin composed of a specific monomer unit.
JP 7-48537 A JP 2006-282808 A

しかしながら、特許文献1に記載の水性被覆用組成物より形成される塗膜は、40℃の温水中で2日間保持する程度の耐水性は有するものの、50℃の温水中で数週間保持するといった、より過酷な条件下では耐水性が不十分であった。また、室温付近であっても、キシレン等の溶剤に対しては十分な耐性を有していなかった。
また、特許文献2では、水性樹脂組成物に含まれる水溶性樹脂を多量(該水溶性樹脂を構成する単量体の合計と同量)の親水性有機溶剤を用いて製造することにより、水性樹脂組成物の水溶液化を図っており、環境に対する負荷を十分に低減できなかった。また、該水溶性樹脂は、上塗材及び下地との密着性を改良するものであり、得られる塗膜の耐水性や耐溶剤性の改良に寄与するものではなかった。さらに、該水溶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は−20〜−15℃と低く、塗膜の硬度は必ずしも満足できるものではなかった。
However, the coating film formed from the aqueous coating composition described in Patent Document 1 has water resistance enough to be kept in warm water at 40 ° C. for 2 days, but is kept for several weeks in warm water at 50 ° C. Under more severe conditions, the water resistance was insufficient. Moreover, even near room temperature, it did not have sufficient resistance to solvents such as xylene.
Moreover, in patent document 2, water-soluble resin contained in an aqueous resin composition is manufactured by using a large amount (the same amount as the sum total of the monomer which comprises this water-soluble resin) of hydrophilic organic solvent, and is aqueous. The resin composition was made into an aqueous solution, and the load on the environment could not be reduced sufficiently. Moreover, this water-soluble resin improves adhesiveness with a top coating material and a foundation | substrate, and did not contribute to the improvement of water resistance and solvent resistance of the coating film obtained. Furthermore, the glass transition temperature (Tg) of the water-soluble resin was as low as -20 to -15 ° C, and the hardness of the coating film was not always satisfactory.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、硬度が高く、耐水性、耐溶剤性に優れた塗膜を形成できる塗料、インク、粘接着剤等の水性バインダーとして有用な組成物を実現すること目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a composition useful as an aqueous binder for paints, inks, adhesives and the like that can form a coating film having high hardness and excellent water resistance and solvent resistance. It is intended to be realized.

本発明者らは、上記目的を解決するべく鋭意検討した結果、水溶性樹脂に用いられるビニル系重合体を構成する単位を特定することにより、多量の親水性有機溶剤を用いることなく、硬度が高く、耐水性、耐溶剤性に優れた塗膜を形成できる塗料などの水性バインダーとなることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned object, the present inventors have identified the unit constituting the vinyl polymer used in the water-soluble resin, and without using a large amount of a hydrophilic organic solvent, The present invention has been completed by finding that it is an aqueous binder such as a paint that is high and can form a coating film that is excellent in water resistance and solvent resistance.

すなわち、本発明の組成物は、ビニル系重合体(A)を塩基性化合物(B)で中和して得られる水溶性樹脂溶液(I)と、非水溶性樹脂分散液(II)とを含有する組成物であって、前記ビニル系重合体(A)の構成単位として、カルボキシル基含有ビニル系単量体単位(a)と、エポキシ基含有ビニル系単量体単位(b)とを含み、かつ、前記カルボキシル基含有ビニル系単量体単位(a)のカルボキシ基と、前記エポキシ基含有ビニル系単量体単位(b)のエポキシ基のモル当量比が、カルボキシル基/エポキシ基=1/30〜30/1であることを特徴とする。
また、前記ビニル系重合体(A)は、下記式(1)を用いて算出したガラス転移温度(Tg)が0〜150℃であることが好ましい。
1/Tg=Σ(w/Tg)・・・(1)
式(1)中、wは重合体を構成する単量体iの質量分率を表し、Tgは単量体iのホモポリマーのガラス転移温度を表す。
さらに、前記ビニル系重合体(A)が、懸濁重合法により製造されることが好ましい。
That is, the composition of the present invention comprises a water-soluble resin solution (I) obtained by neutralizing a vinyl polymer (A) with a basic compound (B), and a water-insoluble resin dispersion (II). A composition containing, comprising as a constituent unit of the vinyl polymer (A), a carboxyl group-containing vinyl monomer unit (a) and an epoxy group-containing vinyl monomer unit (b). And the molar equivalent ratio of the carboxy group of the carboxyl group-containing vinyl monomer unit (a) and the epoxy group of the epoxy group-containing vinyl monomer unit (b) is carboxyl group / epoxy group = 1. / 30 to 30/1.
The vinyl polymer (A) preferably has a glass transition temperature (Tg) calculated using the following formula (1) of 0 to 150 ° C.
1 / Tg = Σ (w i / Tg i ) (1)
Wherein (1), w i represents the weight fraction of the monomer i which constitutes the polymer, Tg i represents the glass transition temperature of the homopolymer of the monomer i.
Furthermore, it is preferable that the vinyl polymer (A) is produced by a suspension polymerization method.

本発明によれば、硬度が高く、耐水性、耐溶剤性に優れた塗膜を形成できる塗料、インク、粘接着剤等の水性バインダーとして有用な組成物を実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a composition useful as aqueous binders, such as a coating material, ink, and an adhesive agent which can form the coating film which is high in hardness and excellent in water resistance and solvent resistance, is realizable.

以下本発明を詳細に説明する。なお、本発明において、「塗膜の密着性、硬度、耐水性、耐溶剤性、外観、初期光沢」とは、本発明の組成物を水性バインダーとして用いた塗料、インク、粘接着剤などから形成される塗膜の密着性、硬度、耐水性、耐溶剤性、外観、初期光沢のことである。
本発明の組成物は、ビニル系重合体(A)を塩基性化合物(B)で中和して得られる水溶性樹脂溶液(I)と、非水溶性樹脂分散液(II)とを含有する。
The present invention will be described in detail below. In the present invention, “cohesiveness, hardness, water resistance, solvent resistance, appearance, initial gloss of the coating film” means paints, inks, adhesives, etc. using the composition of the present invention as an aqueous binder. The adhesion, hardness, water resistance, solvent resistance, appearance, and initial gloss of the coating film formed from
The composition of the present invention contains a water-soluble resin solution (I) obtained by neutralizing a vinyl polymer (A) with a basic compound (B), and a water-insoluble resin dispersion (II). .

[水溶性樹脂溶液(I)]
<ビニル系重合体(A)>
本発明に用いられるビニル系重合体(A)は、構成単位として、カルボキシル基含有ビニル系単量体単位(a)(以下、「単量体(a)」という場合がある。)と、エポキシ基含有ビニル系単量体単位(b)(以下、「単量体(b)」という場合がある。)とを含む。
単量体(a)としては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルテトラヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロフタル酸、5−メチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルマレイン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルマレイン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルシュウ酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルシュウ酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、ソルビン酸等のカルボキシル基を含有するビニル系単量体;無水イタコン酸、無水マレイン酸等のカルボン酸無水基含有ビニル系単量体;イタコン酸モノメチル等のジカルボン酸のモノエステル等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、他のビニル系単量体との共重合性が良好であるという点から、(メタ)アクリル酸が特に好ましい。
尚、「(メタ)アクリル酸」は「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」を、「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」をそれぞれ意味する。
[Water-soluble resin solution (I)]
<Vinyl polymer (A)>
The vinyl polymer (A) used in the present invention includes, as a structural unit, a carboxyl group-containing vinyl monomer unit (a) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a)”) and an epoxy. Group-containing vinyl monomer unit (b) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (b)”).
Although it does not restrict | limit especially as a monomer (a), For example, (meth) acrylic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyloxypropyl hexahydrophthalic acid, 2- (Meth) acryloyloxyethyltetrahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyloxypropyltetrahydrophthalic acid, 5-methyl-2- (meth) acryloyloxyethylhexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethylphthalic acid, 2- (meth) acryloyloxypropylphthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethylmaleic acid, 2- (meth) acryloyloxypropylmaleic acid, 2- (meth) acryloyloxyethylsuccinic acid, 2- (meth) acryloyl Oxypropyl succinic acid, 2- Vinyl monomers containing carboxyl groups such as (meth) acryloyloxyethyl oxalic acid, 2- (meth) acryloyloxypropyl oxalic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, sorbic acid; itaconic anhydride, Examples thereof include carboxylic acid anhydride group-containing vinyl monomers such as maleic anhydride; monoesters of dicarboxylic acids such as monomethyl itaconate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, (meth) acrylic acid is particularly preferable from the viewpoint of good copolymerizability with other vinyl monomers.
“(Meth) acrylic acid” means “acrylic acid and / or methacrylic acid”, and “(meth) acryloyl” means “acryloyl and / or methacryloyl”.

単量体(a)の含有量は、ビニル系重合体(A)100質量%中、2〜40質量%が好ましく、3〜30質量%がより好ましい。含有量が2質量%以上であれば、後述する塩基性化合物(B)の添加により、ビニル系重合体(A)の水溶解性が向上すると共に、塗膜の密着性、硬度、耐溶剤性が向上する傾向にある。一方、含有量が40質量%以下であれば、水溶性樹脂溶液(I)とした際に粘度を低下させたり、高固形分化し易くなったりする傾向にある。   The content of the monomer (a) is preferably 2 to 40% by mass and more preferably 3 to 30% by mass in 100% by mass of the vinyl polymer (A). When the content is 2% by mass or more, the addition of the basic compound (B) described later improves the water solubility of the vinyl polymer (A), and the adhesion, hardness, and solvent resistance of the coating film. Tend to improve. On the other hand, when the content is 40% by mass or less, when the water-soluble resin solution (I) is obtained, the viscosity tends to be lowered or high solid differentiation tends to occur.

単量体(b)としては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4−エポキシブチル、(メタ)アクリル酸6,7−エポキシへプチル、α−エチルアクリル酸6,7−エポキシへプチル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、他のビニル系単量体との共重合性が良好であるという点から、メタクリル酸グリシジルが特に好ましい。   The monomer (b) is not particularly limited. For example, glycidyl (meth) acrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, glycidyl α-n-propyl acrylate, glycidyl α-n-butyl acrylate, (meth ) 3,4-epoxybutyl acrylate, 6,7-epoxyheptyl (meth) acrylate, α-ethyl acrylate 6,7-epoxyheptyl, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinyl benzyl glycidyl ether etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, glycidyl methacrylate is particularly preferable because it has good copolymerizability with other vinyl monomers.

単量体(b)の含有量は、ビニル系重合体(A)100質量%中、0.5〜50質量%が好ましく、1〜40質量%がより好ましい。含有量が0.5質量%以上であれば、塗膜の硬度、耐水性、耐溶剤性が向上する傾向にある。一方、含有量が50質量%以下であれば、塗膜の外観や初期光沢が向上する傾向にある。   The content of the monomer (b) is preferably 0.5 to 50% by mass and more preferably 1 to 40% by mass in 100% by mass of the vinyl polymer (A). If content is 0.5 mass% or more, it exists in the tendency for the hardness of a coating film, water resistance, and solvent resistance to improve. On the other hand, when the content is 50% by mass or less, the appearance and initial gloss of the coating film tend to be improved.

前記単量体(a)と前記単量体(b)の質量比は、単量体(a)のカルボキシル基と単量体(b)のエポキシ基のモル当量比(カルボキシル基/エポキシ基)が1/30〜30/1であることが必要であり、1/20〜20/1となるのが好ましい。モル当量比が1/30以上であれば塗膜の密着性、硬度、耐水性、耐溶剤性が向上する。一方、モル当量比が30/1以下であれば、塗膜の外観や初期光沢が向上する。   The mass ratio of the monomer (a) to the monomer (b) is the molar equivalent ratio of the carboxyl group of the monomer (a) to the epoxy group of the monomer (b) (carboxyl group / epoxy group). Is required to be 1/30 to 30/1, and preferably 1/20 to 20/1. When the molar equivalent ratio is 1/30 or more, the adhesion, hardness, water resistance, and solvent resistance of the coating film are improved. On the other hand, when the molar equivalent ratio is 30/1 or less, the appearance and initial gloss of the coating film are improved.

ビニル系重合体(A)は、上述した単量体単位の他にも、必要に応じて、その他のビニル系単量体単位(c)(以下、「単量体(c)」という場合がある。)を構成成分として含有してもよい。単量体(c)は、例えば、塗膜性能の改質や、重合工程における前記単量体(a)のカルボキシル基と前記単量体(b)のエポキシ基との反応を緩和することを目的として用いることができる。   The vinyl polymer (A) may contain other vinyl monomer units (c) (hereinafter referred to as “monomer (c)”) as necessary, in addition to the monomer units described above. May be included as a constituent component. The monomer (c) is, for example, to relieve the reaction between the carboxyl group of the monomer (a) and the epoxy group of the monomer (b) in the coating film performance modification or polymerization process. It can be used as a purpose.

単量体(c)としては、特に制限されないが、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−エチルヘキサオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−メチル−2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、3−メチル−3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、o−メトキシフェニル(メタ)アクリレート、m−メトキシフェニル(メタ)アクリレート、p−メトキシフェニル(メタ)アクリレート、o−メトキシフェニルエチル(メタ)アクリレート、m−メトキシフェニルエチル(メタ)アクリレート、p−メトキシフェニルエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル単量体;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル単量体;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル単量体;トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタデカフルオロオクチル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフルオロデシル(メタ)アクリレート等のフッ素原子含有(メタ)アクリル酸エステル単量体;(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、マレイン酸アミド、マレイミド等のアミド基含有単量体;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル系単量体;3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、スチリルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のアルコキシシリル基含有ビニル系単量体等;ジビニルベンゼン、ジアリルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、トリアリルシアヌレート等の多官能性単量体;などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、塗膜の硬度や初期光沢を向上させる成分として、メチルメタクリレートやスチレンが特に好ましい。また、塗膜の外観、柔軟性、基材との密着性を向上させる成分として、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレートが特に好ましい。
尚、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート及び/又はメタクリレート」を、「(メタ)アクリロニトリル」は「アクリロニトリル及び/又はメタクリロニトリル」を、「(メタ)アクリルアミド」は「アクリルアミド及び/又はメタクリルアミド」を、「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」をそれぞれ意味する。
Although it does not restrict | limit especially as a monomer (c), For example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) Acrylate, i-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-lauryl (meth) acrylate, n-stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, Feno Siethyl (meth) acrylate, 2- (2-ethylhexaoxy) ethyl (meth) acrylate, 1-methyl-2-methoxyethyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, 3-methyl-3-methoxy Butyl (meth) acrylate, o-methoxyphenyl (meth) acrylate, m-methoxyphenyl (meth) acrylate, p-methoxyphenyl (meth) acrylate, o-methoxyphenylethyl (meth) acrylate, m-methoxyphenylethyl (meta ) Acrylate, p-methoxyphenylethyl (meth) acrylate and other (meth) acrylate monomers; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate Hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester monomers such as 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate and glycerol (meth) acrylate; dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) ) Amino group-containing (meth) acrylic acid ester monomers such as acrylate; Fluorine atom-containing (meth) such as trifluoroethyl (meth) acrylate, pentadecafluorooctyl (meth) acrylate, heptadecafluorodecyl (meth) acrylate Acrylic acid ester monomer; (meth) acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide, Amide group-containing monomers such as diacetone acrylamide, maleic acid amide, maleimide; vinyl-based monomers such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, (meth) acrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, vinyl propionate 3-mer (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 2- (meth) acryloyloxyethyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, 2- (meth) acryloyloxyethyltriethoxysilane Alkoxysilyl group-containing vinyl monomers such as 3-, (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, styryltrimethoxysilane, styryltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane Divinylbenzene, diallylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate , Triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, N, N′-methylenebis ( And polyfunctional monomers such as (meth) acrylamide and triallyl cyanurate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, methyl methacrylate and styrene are particularly preferable as components for improving the hardness and initial gloss of the coating film. In addition, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, and n-butyl methacrylate are particularly preferable as components that improve the appearance, flexibility, and adhesion to the substrate.
“(Meth) acrylate” means “acrylate and / or methacrylate”, “(meth) acrylonitrile” means “acrylonitrile and / or methacrylonitrile”, and “(meth) acrylamide” means “acrylamide and / or methacrylamide”. "(Meth) acryloyl" means "acryloyl and / or methacryloyl", respectively.

単量体(c)の含有量は、ビニル系重合体(A)100質量%中、10〜97.5質量%が好ましく、30〜96質量%がより好ましい。含有量が10質量%以上であれば、塗膜の外観や初期光沢が向上する傾向にある。一方、含有量が97.5質量%以下であれば、塗膜の硬度、耐水性、耐溶剤性が向上する傾向にある。   The content of the monomer (c) is preferably 10 to 97.5% by mass and more preferably 30 to 96% by mass in 100% by mass of the vinyl polymer (A). When the content is 10% by mass or more, the appearance and initial gloss of the coating film tend to be improved. On the other hand, if the content is 97.5% by mass or less, the hardness, water resistance and solvent resistance of the coating film tend to be improved.

このような各単量体単位を含有するビニル系重合体(A)の製造方法としては、特に制限されないが、例えば、懸濁重合法、塊状重合法、溶液重合法、乳化重合法などの公知の重合方法が挙げられる。中でも、懸濁重合法が好ましい。ビニル系重合体(A)を懸濁重合法で製造すると、水を媒体として用いることができ、溶剤を含まないため油滴粘度を高めることができる。さらに、重合反応場のモノマー濃度を高く設定できるので、比較的低温かつ短時間での重合が可能となり、重合中における前記単量体(a)のカルボキシル基と前記単量体(b)のエポキシ基との反応の進行を抑制する傾向にある。なお、カルボキシル基とエポキシ基との反応が重合中に進行したとしても、重合体は架橋粒子となり、系全体のゲル化には至らないので、作業性、工程通過性の面からも、懸濁重合法で重合するのが好ましい。   The method for producing such a vinyl polymer (A) containing each monomer unit is not particularly limited, and known methods such as suspension polymerization, bulk polymerization, solution polymerization, and emulsion polymerization are known. These polymerization methods can be mentioned. Among these, the suspension polymerization method is preferable. When the vinyl polymer (A) is produced by a suspension polymerization method, water can be used as a medium, and the oil droplet viscosity can be increased because it does not contain a solvent. Furthermore, since the monomer concentration in the polymerization reaction field can be set high, polymerization at a relatively low temperature and in a short time becomes possible, and the carboxyl group of the monomer (a) and the epoxy of the monomer (b) during the polymerization It tends to suppress the progress of the reaction with the group. Even if the reaction between the carboxyl group and the epoxy group proceeds during the polymerization, the polymer becomes a crosslinked particle and does not lead to gelation of the entire system. It is preferable to polymerize by a polymerization method.

ビニル系重合体(A)を懸濁重合法で製造する方法としては、特に制限されないが、例えば、水性媒体中にビニル系重合体(A)を構成する単量体の混合物(単量体混合物(A))、分散剤、重合開始剤、連鎖移動剤などを添加し、これを撹拌して懸濁化させて懸濁液とした後、該懸濁液を加熱して重合を進行させる方法が挙げられる。さらに、重合後の懸濁液を濾過、洗浄、脱水、乾燥することにより、ビニル系重合体(A)が得られる。
尚、得られるビニル系重合体(A)のガラス転移温度(Tg)が低く、粉体としての取り扱いが困難な場合などには、懸濁重合後の懸濁液に、後述する塩基性化合物(B)を添加して、直接、水溶性樹脂溶液(I)を製造することもできる。
The method for producing the vinyl polymer (A) by suspension polymerization is not particularly limited. For example, a mixture of monomers constituting the vinyl polymer (A) in an aqueous medium (monomer mixture). (A)), a dispersing agent, a polymerization initiator, a chain transfer agent, etc. are added, and this is stirred and suspended to form a suspension, and then the suspension is heated to proceed polymerization. Is mentioned. Furthermore, the vinyl polymer (A) is obtained by filtering, washing, dehydrating and drying the suspension after polymerization.
In addition, when the glass transition temperature (Tg) of the obtained vinyl polymer (A) is low and handling as a powder is difficult, a basic compound (described later) is added to the suspension after suspension polymerization. The water-soluble resin solution (I) can be directly produced by adding B).

ビニル系重合体(A)を製造する際の重合温度は、特に制限されないが、30〜130℃が好ましく、50〜100℃がより好ましい。重合温度が30℃以上であれば、比較的短時間で重合が進行し、ビニル系重合体(A)の生産性が向上する傾向にある。一方、重合温度が130℃以下であれば、単量体(a)のカルボキシル基と単量体(b)のエポキシ基との反応の進行を抑制する傾向にある。   The polymerization temperature for producing the vinyl polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 30 to 130 ° C, more preferably 50 to 100 ° C. When the polymerization temperature is 30 ° C. or higher, the polymerization proceeds in a relatively short time, and the productivity of the vinyl polymer (A) tends to be improved. On the other hand, if the polymerization temperature is 130 ° C. or lower, the reaction between the carboxyl group of the monomer (a) and the epoxy group of the monomer (b) tends to be suppressed.

分散剤としては、特に制限されないが、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩、(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体、(メタ)アクリル酸スルホアルキルのアルカリ金属塩と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体、ポリスチレンスルホン酸のアルカリ金属塩、スチレンスルホン酸のアルカリ金属塩と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体、またはこれら単量体の組み合わせからなる共重合体;ケン化度70〜100%のポリビニルアルコ−ル、メチルセルロ−ス等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、懸濁重合時の分散安定性が良好な(メタ)アクリル酸スルホアルキルのアルカリ金属塩と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体が好ましい。   Although it does not restrict | limit especially as a dispersing agent, For example, the alkali metal salt of poly (meth) acrylic acid, the copolymer of the alkali metal salt of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylic acid sulfone Alkali alkali metal salt and (meth) acrylic acid ester copolymer, polystyrene sulfonic acid alkali metal salt, styrene sulfonic acid alkali metal salt and (meth) acrylic acid ester copolymer, or these monomers Copolymers composed of combinations; polyvinyl alcohol having a saponification degree of 70 to 100%, methyl cellulose and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, a copolymer of an alkali metal salt of (alkyl) sulfoalkyl (meth) acrylate and a (meth) acrylic acid ester having good dispersion stability during suspension polymerization is preferable.

分散剤の配合量は、特に制限されないが、単量体混合物(A)100質量部に対して、0.005〜5質量部が好ましく、0.01〜1質量部がより好ましい。分散剤の配合量が0.005質量部以上であれば、懸濁重合時の分散安定性が向上する傾向にある。一方、分散剤の配合量が5質量部以下であれば、重合後の洗浄性、脱水性、乾燥性、及び塗膜の耐水性が向上する傾向にある。
尚、懸濁重合時の分散安定性を向上させる目的で、無機電解質を併用してもよい。無機電解質としては、特に制限されないが、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マンガンなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Although the compounding quantity of a dispersing agent is not restrict | limited in particular, 0.005-5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of monomer mixtures (A), and 0.01-1 mass part is more preferable. If the amount of the dispersant is 0.005 parts by mass or more, the dispersion stability during suspension polymerization tends to be improved. On the other hand, when the blending amount of the dispersant is 5 parts by mass or less, the detergency after polymerization, dewaterability, drying property, and water resistance of the coating film tend to be improved.
In addition, you may use together an inorganic electrolyte in order to improve the dispersion stability at the time of suspension polymerization. Although it does not restrict | limit especially as an inorganic electrolyte, For example, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium sulfate, manganese sulfate etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

重合開始剤としては、特に制限されないが、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート等のアゾ化合物;ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の無機過酸化物などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、ラウロイルパーオキサイドが好ましい。   The polymerization initiator is not particularly limited. For example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (2,4 -Dimethylvaleronitrile), azo compounds such as dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate; lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, benzoyl peroxide, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, 1, 1,3,3-tetramethylbutylperoxy 2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy 2-ethylhexanoate, t-butylperoxy 2-ethylhexanoate, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate , T-butyl peroxyisopropyl monocarbonate, diisopropyl Organic peroxides such as hydrogen peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, t-hexyl hydroperoxide; inorganic peroxides such as hydrogen peroxide, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate Etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, lauroyl peroxide is preferable.

重合開始剤の配合量は、特に制限されないが、単量体混合物(A)100質量部に対して、0.05〜10が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましい。重合開始剤の配合量が0.05質量部以上であれば、比較的短時間で重合が進行し、ビニル系重合体(A)の生産性が向上する傾向にある。一方、重合開始剤の配合量が10質量部以下であれば、重合発熱が緩和され、重合温度の制御が容易となる傾向にある。   Although the compounding quantity of a polymerization initiator is not restrict | limited in particular, 0.05-10 are preferable with respect to 100 mass parts of monomer mixtures (A), and 0.1-5 mass parts is more preferable. If the blending amount of the polymerization initiator is 0.05 parts by mass or more, the polymerization proceeds in a relatively short time, and the productivity of the vinyl polymer (A) tends to be improved. On the other hand, when the blending amount of the polymerization initiator is 10 parts by mass or less, the heat generated by polymerization tends to be relaxed, and the polymerization temperature tends to be easily controlled.

連鎖移動剤は、ビニル系重合体(A)の分子量を調整する目的で配合される。連鎖移動剤としては、特に制限されないが、例えば、n−ブチルメルカプタン、sec−ブチルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類;チオグリコール酸2−エチルヘキシル、チオグリコール酸メトキシブチル、トリメチロールプロパントリス(チオグリコレート)等のチオグリコール酸エステル類;β−メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシル、β−メルカプトプロピオン酸3−メトキシブチル、トリメチロールプロパントリス(β−チオプロピオネート)等のメルカプトプロピオン酸エステル類などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、塗膜の外観や初期光沢を向上させる点でn−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸2−エチルヘキシルが特に好ましい。   The chain transfer agent is blended for the purpose of adjusting the molecular weight of the vinyl polymer (A). The chain transfer agent is not particularly limited, but examples thereof include alkyl mercaptans such as n-butyl mercaptan, sec-butyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octadecyl mercaptan; 2-ethylhexyl thioglycolate, Thioglycolic acid esters such as methoxybutyl thioglycolate, trimethylolpropane tris (thioglycolate); 2-ethylhexyl β-mercaptopropionate, 3-methoxybutyl β-mercaptopropionate, trimethylolpropane tris (β-thiol) And mercaptopropionic acid esters such as propionate). These may be used alone or in combination of two or more. Among these, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, and 2-ethylhexyl thioglycolate are particularly preferable in terms of improving the appearance and initial gloss of the coating film.

連鎖移動剤の配合量は、特に制限されないが、単量体混合物(A)100質量部に対して、0.05〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましい。連鎖移動剤の配合量が0.05質量部以上であれば、単量体(a)のカルボキシル基と単量体(b)のエポキシ基との反応を抑制すると共に、塗膜の外観や初期光沢が向上する傾向にある。一方、連鎖移動剤の配合量が10質量部以下であれば、未反応の単量体や連鎖移動剤の残存量が減少し、塗膜の硬度や耐溶剤性が向上する傾向にある。   Although the compounding quantity of a chain transfer agent is not restrict | limited in particular, 0.05-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of monomer mixtures (A), and 0.1-5 mass parts is more preferable. If the blending amount of the chain transfer agent is 0.05 parts by mass or more, the reaction between the carboxyl group of the monomer (a) and the epoxy group of the monomer (b) is suppressed, and the appearance and initial stage of the coating film are reduced. Gloss tends to improve. On the other hand, if the blending amount of the chain transfer agent is 10 parts by mass or less, the residual amount of unreacted monomer and chain transfer agent is decreased, and the hardness and solvent resistance of the coating film tend to be improved.

このようにして得られるビニル系重合体(A)のTgは、0〜150℃が好ましく、10〜120℃がより好ましく、20〜100℃が特に好ましい。ビニル系重合体(A)のTgが0℃以上であれば、塗膜の硬度、耐水性、耐溶剤性が向上する傾向にある。一方、ビニル系重合体(A)のTgが150℃以下であれば、塗膜の密着性、外観、初期光沢が向上する傾向にある。   The Tg of the vinyl polymer (A) thus obtained is preferably from 0 to 150 ° C, more preferably from 10 to 120 ° C, particularly preferably from 20 to 100 ° C. When the Tg of the vinyl polymer (A) is 0 ° C. or higher, the hardness, water resistance, and solvent resistance of the coating film tend to be improved. On the other hand, if the Tg of the vinyl polymer (A) is 150 ° C. or less, the adhesion, appearance, and initial gloss of the coating film tend to be improved.

尚、本発明におけるビニル系重合体(A)、及び後述する重合体(C)のTgは、下記式(1)より算出した値である。
1/Tg=Σ(w/Tg)・・・(1)
式(1)中、wは重合体を構成する単量体iの質量分率を表し、Tgは単量体iのホモポリマーのガラス転移温度を表し、式(1)中のTg及びTgは、絶対温度(K)で表した値である。また、Tgは、「POLYMER HANDBOOK、FOURTH EDITION、VI/193〜VI/253」に記載されている値である。
In addition, Tg of the vinyl-type polymer (A) in this invention and the polymer (C) mentioned later is the value computed from following formula (1).
1 / Tg = Σ (w i / Tg i ) (1)
In the formula (1), w i represents the weight fraction of the monomer i which constitutes the polymer, Tg i represents the glass transition temperature of the homopolymer of the monomer i, Tg and in the formula (1) tg i is a value expressed in absolute temperature (K). Further, Tg i is a value in the "POLYMER HANDBOOK, FOURTH EDITION, VI / 193~VI / 253 ".

また、ビニル系重合体(A)の質量平均分子量は、特に制限されないが、5,000〜200,000が好ましく、10,000〜100,000がより好ましい。ビニル系重合体(A)の質量平均分子量が5,000以上であれば、塗膜の耐水性や耐溶剤性が向上する傾向にある。一方、ビニル系重合体(A)の質量平均分子量が200,000以下であれば、後述する塩基性化合物(B)の添加により、ビニル系重合体(A)の水溶解性が向上し、塗膜の外観や初期光沢が向上する傾向にある。   Moreover, especially the mass average molecular weight of a vinyl type polymer (A) is although it does not restrict | limit, 5,000-200,000 are preferable and 10,000-100,000 are more preferable. If the weight average molecular weight of the vinyl polymer (A) is 5,000 or more, the water resistance and solvent resistance of the coating film tend to be improved. On the other hand, if the weight average molecular weight of the vinyl polymer (A) is 200,000 or less, the water solubility of the vinyl polymer (A) is improved by the addition of the basic compound (B) to be described later. The appearance and initial gloss of the film tend to be improved.

また、ビニル系重合体(A)の質量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)は、特に制限されないが、4以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましい。ビニル系重合体(A)のMw/Mnが4以下であれば、塗膜の外観や初期光沢が向上する傾向にある。
さらに、ビニル系重合体(A)の酸価は、特に制限されないが、15〜250mgKOH/gが好ましく、20〜200mgKOH/gが好ましい。ビニル系重合体(A)の酸価が15mgKOH/g以上であれば、後述する塩基性化合物(B)の添加により、ビニル系重合体(A)の水溶解性が向上すると共に、塗膜の密着性、硬度、耐溶剤性が向上する傾向にある。一方、ビニル系重合体(A)の酸価が250mgKOH/g以下であれば、水溶性樹脂溶液(I)とした際に粘度を低下させたり、高固形分化し易くなったりする傾向にある。
Further, the mass average molecular weight / number average molecular weight (Mw / Mn) of the vinyl polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 4 or less, more preferably 3 or less. If Mw / Mn of the vinyl polymer (A) is 4 or less, the appearance and initial gloss of the coating film tend to be improved.
Furthermore, the acid value of the vinyl polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 15 to 250 mgKOH / g, and more preferably 20 to 200 mgKOH / g. If the acid value of the vinyl polymer (A) is 15 mgKOH / g or more, the addition of the basic compound (B) described later improves the water solubility of the vinyl polymer (A) and improves the coating film. Adhesion, hardness, and solvent resistance tend to improve. On the other hand, when the acid value of the vinyl polymer (A) is 250 mgKOH / g or less, the viscosity tends to be lowered or it is likely to be highly solid differentiated when the water-soluble resin solution (I) is obtained.

<塩基性化合物(B)>
塩基性化合物(B)は、上述したビニル系重合体(A)を中和するものである。
塩基性化合物(B)としては、特に制限されないが、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、1−アミノオクタン、2−ジメチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、1−アミノ−2−プロパノール、2−アミノ−1−プロパノール、3−アミノ−1−プロパノール、1−ジメチルアミノ−2−プロパノール、3−ジメチルアミノ−1−プロパノール、2−プロピルアミノエタノール、エトキシプロピルアミン、アミノベンジルアルコール、モルホリン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウムなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、塗膜の外観、初期光沢、耐水性が向上する傾向にあるアンモニアやアミン系化合物が好ましい。
<Basic compound (B)>
The basic compound (B) neutralizes the vinyl polymer (A) described above.
The basic compound (B) is not particularly limited, and examples thereof include ammonia, triethylamine, propylamine, dibutylamine, amylamine, 1-aminooctane, 2-dimethylaminoethanol, ethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 1- Amino-2-propanol, 2-amino-1-propanol, 3-amino-1-propanol, 1-dimethylamino-2-propanol, 3-dimethylamino-1-propanol, 2-propylaminoethanol, ethoxypropylamine, Examples include aminobenzyl alcohol, morpholine, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, ammonia and amine compounds that tend to improve the appearance, initial gloss, and water resistance of the coating film are preferable.

塩基性化合物(B)の使用量は、特に制限されないが、ビニル系重合体(A)のカルボキシル基に対して、0.5〜1.5モル当量が好ましく、0.8〜1.2モル当量がより好ましい。塩基性化合物(B)の使用量が0.5モル当量以上であれば、ビニル系重合体(A)の水溶解性が向上し、塗膜の外観や初期光沢が向上する傾向にある。一方、塩基性化合物(B)の使用量が1.5モル当量以下であれば、塗膜の耐水性が向上する傾向にある。   Although the usage-amount of a basic compound (B) is not restrict | limited in particular, 0.5-1.5 molar equivalent is preferable with respect to the carboxyl group of a vinyl type polymer (A), 0.8-1.2 mol The equivalent is more preferable. If the usage-amount of a basic compound (B) is 0.5 molar equivalent or more, it exists in the tendency for the water solubility of a vinyl type polymer (A) to improve, and for the external appearance and initial stage glossiness of a coating film to improve. On the other hand, if the usage-amount of a basic compound (B) is 1.5 molar equivalent or less, it exists in the tendency for the water resistance of a coating film to improve.

<水溶性樹脂溶液(I)の製造方法>
本発明に用いられる水溶性樹脂溶液(I)は、上述したビニル系重合体(A)を塩基性化合物(B)で中和することにより得られるものであり、具体的には、ビニル系重合体(A)と塩基性化合物(B)を混合することにより製造される。
ビニル系重合体(A)と塩基性化合物(B)の混合方法としては、特に制限されないが、例えば、ビニル系重合体(A)を、水を含有する溶媒(S)中に分散した後、塩基性化合物(B)を添加する方法や、塩基性化合物(B)及び水を含有する溶媒(S)中にビニル系重合体(A)を添加する方法などが挙げられる。
尚、本発明において「中和する」とは、ビニル系重合体(A)中のカルボキシル基の一部または全てが、塩基性化合物(B)と中和反応して、カルボン酸塩になることを指すものである。即ち、塩基性化合物(B)の使用量は、ビニル系重合体(A)のカルボキシル基に対して、必ずしも当量である必要はなく、上述した範囲内であればよい。
<Method for producing water-soluble resin solution (I)>
The water-soluble resin solution (I) used in the present invention is obtained by neutralizing the above-described vinyl polymer (A) with the basic compound (B). It is produced by mixing the union (A) and the basic compound (B).
The mixing method of the vinyl polymer (A) and the basic compound (B) is not particularly limited. For example, after the vinyl polymer (A) is dispersed in a solvent (S) containing water, Examples thereof include a method of adding the basic compound (B) and a method of adding the vinyl polymer (A) to the solvent (S) containing the basic compound (B) and water.
In the present invention, “neutralize” means that a part or all of the carboxyl groups in the vinyl polymer (A) are neutralized with the basic compound (B) to form carboxylates. It points to. That is, the usage-amount of a basic compound (B) does not necessarily need to be an equivalent with respect to the carboxyl group of a vinyl type polymer (A), and should just be in the range mentioned above.

溶媒(S)は、水を含有する溶媒であり、水と、必要に応じて親水性有機溶剤とからなる。
親水性有機溶剤としては、特に制限されないが、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、t−ブタノール等のアルコール類;エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノアセテート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等のエチレングリコール誘導体;プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート、1−ブトキシエトキシプロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のプロピレングリコール誘導体;テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The solvent (S) is a solvent containing water, and includes water and, if necessary, a hydrophilic organic solvent.
Although it does not restrict | limit especially as a hydrophilic organic solvent, For example, alcohol, such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol; Ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Ethylene glycol derivatives such as acetate, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoacetate, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether; propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether propionate, 1 -Butoxyethoxypropanol, dipro Ethers such as tetrahydrofuran; glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol derivatives such as tripropylene glycol monomethyl ether, acetone, and the like ketones such as methyl ethyl ketone. These may be used alone or in combination of two or more.

溶媒(S)中の水と親水性有機溶剤の質量比(水/親水性有機溶剤)は、特に制限されないが、水/親水性有機溶剤=70/30〜99.5/0.5が好ましく、80/20〜99/1がより好ましく、90/10〜98/2が特に好ましい。ただし、水と親水性有機溶剤の合計を100質量%とする。
水/親水性有機溶剤の質量比が70/30以上であれば、親水性有機溶剤による溶剤臭を低減したり、引火を抑制したりする傾向にある。一方、水/親水性有機溶剤の質量比が99.5/0.5以下であれば、塩基性化合物(B)の添加によりビニル系重合体(A)が水溶化する際に、粘度上昇を緩和する傾向にある。
The mass ratio of water to the hydrophilic organic solvent (water / hydrophilic organic solvent) in the solvent (S) is not particularly limited, but water / hydrophilic organic solvent = 70/30 to 99.5 / 0.5 is preferable. 80/20 to 99/1 are more preferable, and 90/10 to 98/2 are particularly preferable. However, the total of water and the hydrophilic organic solvent is 100% by mass.
If the mass ratio of water / hydrophilic organic solvent is 70/30 or more, the solvent odor due to the hydrophilic organic solvent tends to be reduced or ignition is likely to be suppressed. On the other hand, when the mass ratio of water / hydrophilic organic solvent is 99.5 / 0.5 or less, the viscosity increases when the vinyl polymer (A) is water-solubilized by the addition of the basic compound (B). It tends to relax.

溶媒(S)の使用量は、特に制限されないが、ビニル系重合体(A)100質量部に対して、100〜2000質量部が好ましく、150〜900質量部がより好ましく、200〜600質量部が特に好ましい。溶媒(S)の使用量が100質量部以上であれば、組成物とした際の取り扱い性、塗装性などが向上する傾向にある。一方、溶媒(S)の使用量が2000質量部以下であれば、塗膜形成時の乾燥性が向上する傾向にある。   Although the usage-amount of a solvent (S) is not restrict | limited in particular, 100-2000 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of vinyl polymer (A), 150-900 mass parts is more preferable, 200-600 mass parts Is particularly preferred. If the usage-amount of a solvent (S) is 100 mass parts or more, it exists in the tendency for the handleability at the time of setting it as a composition, a coating property, etc. to improve. On the other hand, if the usage-amount of a solvent (S) is 2000 mass parts or less, it exists in the tendency for the drying property at the time of coating-film formation to improve.

このようにして得られる水溶性樹脂溶液(I)は、上述した溶媒(S)に対して完全に溶解している必要はなく、その一部が分散状態で存在していてもよい。
また、水溶性樹脂溶液(I)の形態としては、特に制限されないが、例えば、透明な水溶液、半透明なコロイダルディスパージョン、乳白色のエマルションなどが挙げられる。中でも、後述する非水溶性樹脂分散液(II)の造膜性を促進し、塗膜の外観、初期光沢、耐水性が向上する傾向にある水溶液が好ましい。
The water-soluble resin solution (I) thus obtained does not need to be completely dissolved in the solvent (S) described above, and a part thereof may exist in a dispersed state.
The form of the water-soluble resin solution (I) is not particularly limited, and examples thereof include a transparent aqueous solution, a translucent colloidal dispersion, and a milky white emulsion. Especially, the aqueous solution which accelerates | stimulates the film forming property of the water-insoluble resin dispersion liquid (II) mentioned later, and tends to improve the external appearance of a coating film, initial gloss, and water resistance is preferable.

また、水溶性樹脂溶液(I)の粘度は、特に制限されないが、10〜1000mPa・sが好ましく、20〜500mPa・sがより好ましい。水溶性樹脂溶液(I)の粘度が10mPa・s以上であれば、得られる組成物の貯蔵安定性や塗装性が向上する傾向にある。一方、水溶性樹脂溶液(I)の粘度が1000mPa・s以下であれば、生産性や取り扱い性が向上する傾向にある。   Moreover, especially the viscosity of water-soluble resin solution (I) is although it does not restrict | limit, 10-1000 mPa * s is preferable and 20-500 mPa * s is more preferable. When the viscosity of the water-soluble resin solution (I) is 10 mPa · s or more, the storage stability and paintability of the resulting composition tend to be improved. On the other hand, if the viscosity of the water-soluble resin solution (I) is 1000 mPa · s or less, the productivity and the handleability tend to be improved.

[非水溶性樹脂分散液(II)]
本発明に用いられる非水溶性樹脂分散液(II)は、乳化剤により下記に示す重合体(C)が水性媒体中に分散された分散体である。
重合体(C)としては、特に制限されないが、例えば、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、セルロース樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、塗膜の外観や初期光沢が向上する傾向にあるアクリル樹脂、ビニル樹脂が好ましい。
[Water-insoluble resin dispersion (II)]
The water-insoluble resin dispersion (II) used in the present invention is a dispersion in which a polymer (C) shown below is dispersed in an aqueous medium using an emulsifier.
Although it does not restrict | limit especially as a polymer (C), For example, acrylic resin, alkyd resin, urethane resin, epoxy resin, diallyl phthalate resin, cellulose resin, vinyl resin, phenol resin, polyolefin resin, polyester resin, melamine resin, urea Resin etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic resins and vinyl resins that tend to improve the appearance and initial gloss of the coating film are preferable.

重合体(C)を構成する単量体単位としては、特に制限されないが、例えば、重合体(C)がアクリル樹脂及び/またはビニル樹脂の場合は、前記ビニル系重合体(A)を構成するビニル系単量体単位(a)、(b)、(c)などの単量体単位が挙げられる。各単量体単位としては、先に例示した各ビニル系単量体単位(a)、(b)、(c)の中から、1種以上を選択して使用してもよい。   Although it does not restrict | limit especially as a monomer unit which comprises a polymer (C), For example, when a polymer (C) is an acrylic resin and / or a vinyl resin, it comprises the said vinyl-type polymer (A). Examples of the monomer unit include vinyl monomer units (a), (b), and (c). As each monomer unit, one or more types selected from the vinyl monomer units (a), (b), and (c) exemplified above may be used.

また、重合体(C)の質量平均分子量は、特に制限されないが、10,000〜2,000,000が好ましく、50,000〜1,000,000がより好ましい。重合体(C)の質量平均分子量が10,000以上であれば、塗膜の耐水性や耐溶剤性が向上する傾向にある。一方、重合体(C)の質量平均分子量が2,000,000以下であれば、塗膜の外観や初期光沢が向上する傾向にある。
さらに、重合体(C)のTgは、特に制限されないが、−20〜100℃が好ましく、0〜80℃がより好ましい。重合体(C)のTgが−20℃以上であれば、塗膜の硬度、耐水性、耐溶剤性が向上する傾向にある。一方、重合体(C)のTgが100℃以下であれば、塗膜の造膜性、密着性、外観、初期光沢が向上する傾向にある。
Moreover, especially the mass average molecular weight of a polymer (C) is although it does not restrict | limit, 10,000-2,000,000 are preferable and 50,000-1,000,000 are more preferable. When the mass average molecular weight of the polymer (C) is 10,000 or more, the water resistance and solvent resistance of the coating film tend to be improved. On the other hand, if the mass average molecular weight of the polymer (C) is 2,000,000 or less, the appearance and initial gloss of the coating film tend to be improved.
Furthermore, Tg of a polymer (C) is not specifically limited, However, -20-100 degreeC is preferable and 0-80 degreeC is more preferable. If the Tg of the polymer (C) is −20 ° C. or higher, the hardness, water resistance and solvent resistance of the coating film tend to be improved. On the other hand, when the Tg of the polymer (C) is 100 ° C. or lower, the film forming property, adhesion, appearance, and initial gloss of the coating film tend to be improved.

<非水溶性樹脂分散液(II)の製造方法>
非水溶性樹脂分散液(II)の製造方法としては、特に制限されないが、例えば、乳化重合法などの公知の重合方法や、樹脂を有機溶剤に溶解させた樹脂溶液を乳化剤等の界面活性剤を含む水性媒体中に高剪断力をかけて分散させる方法などが挙げられる。中でも、有機溶剤の使用量が少ない乳化重合法が好ましい。
<Method for producing water-insoluble resin dispersion (II)>
The method for producing the water-insoluble resin dispersion (II) is not particularly limited. For example, a known polymerization method such as an emulsion polymerization method, or a surfactant such as an emulsifier obtained from a resin solution obtained by dissolving a resin in an organic solvent. And a method of dispersing in an aqueous medium containing a high shear force. Among these, an emulsion polymerization method using a small amount of organic solvent is preferable.

非水溶性樹脂分散液(II)を乳化重合法で製造する方法としては、特に制限されないが、例えば、水性媒体中に各原料(重合体(C)を構成する単量体の混合物(単量体混合物(C))、乳化剤、重合開始剤、連鎖移動剤など)を添加し、これを乳化させて乳化液とした後、該乳化液を加熱して重合させる方法が挙げられ、これにより、重合体(C)が水性媒体中で分散した非水溶性樹脂分散液(II)が得られる。
尚、上記の各原料の添加(仕込み)方法としては、特に制限されないが、例えば、反応系内に一括して仕込む方法、一部を仕込んだ後、残りを連続または分割して仕込む方法、全量を連続して仕込む方法などが挙げられる。特に、一部を仕込んだ後、残りを連続または分割して仕込むと、得られる重合体(C)はコアシェル構造となり、より造膜性に優れるものとなる。
The method for producing the water-insoluble resin dispersion (II) by the emulsion polymerization method is not particularly limited. For example, each raw material (mixture of monomers constituting the polymer (C) (single amount) in an aqueous medium is used. Body mixture (C)), an emulsifier, a polymerization initiator, a chain transfer agent, etc.), and emulsifying this to obtain an emulsion, followed by heating and polymerizing the emulsion. A water-insoluble resin dispersion (II) in which the polymer (C) is dispersed in an aqueous medium is obtained.
The method for adding (preparing) each of the above raw materials is not particularly limited. For example, a method of batch charging into the reaction system, a method of charging a part and then charging the remainder continuously or divided, the total amount For example, a method of continuously charging is used. In particular, when a part is charged and then the remainder is continuously or dividedly charged, the resulting polymer (C) has a core-shell structure and is more excellent in film forming properties.

非水溶性樹脂分散液(II)を乳化重合法で製造する際の重合温度は、特に制限されないが、30〜130℃が好ましく、50〜100℃がより好ましい。重合温度が30℃以上であれば、比較的短時間で重合が進行し、非水溶性樹脂分散液(II)の生産性が向上する傾向にある。一方、重合温度が130℃以下であれば、乳化重合時の分散安定性が向上する傾向にある。   The polymerization temperature for producing the water-insoluble resin dispersion (II) by the emulsion polymerization method is not particularly limited, but is preferably 30 to 130 ° C, more preferably 50 to 100 ° C. When the polymerization temperature is 30 ° C. or higher, the polymerization proceeds in a relatively short time and the productivity of the water-insoluble resin dispersion (II) tends to be improved. On the other hand, when the polymerization temperature is 130 ° C. or lower, the dispersion stability during emulsion polymerization tends to be improved.

乳化剤としては、特に制限されないが、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のノニオン性乳化剤;高級アルコール硫酸エステルナトリウム塩、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、コハク酸ジアルキルエステルスルホン酸ナトリウム塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等のアニオン性乳化剤;アルキルピリジニルクロライド、アルキルアンモニウムクロライド等のカチオン性乳化剤;スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルアルキルスルホン酸ナトリウム、アルキルアリルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリルグリセリンエーテルサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェノールアリルグリセリンエーテルサルフェート等の反応性乳化剤などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、市販のものを使用してもよい。   Although it does not restrict | limit especially as an emulsifier, For example, Nonionic emulsifiers, such as polyoxyethylene nonyl phenyl ether and polyoxyethylene octyl phenyl ether; Higher alcohol sulfuric acid ester sodium salt, alkylbenzenesulfonic acid sodium salt, succinic acid dialkylester sodium sulfonate Salts, anionic emulsifiers such as sodium alkyldiphenyl ether disulfonate; cationic emulsifiers such as alkylpyridinyl chloride and alkylammonium chloride; sodium styrenesulfonate, sodium allylalkylsulfonate, alkylallylsulfosuccinate, polyoxyethylene alkylallyl Glycerin ether sulfate, polyoxyethylene alkylphenol allyl glycerin ether sulfate Such reactive emulsifying agents. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use a commercially available thing.

乳化剤の配合量は、特に制限されないが、単量体混合物(C)100質量部に対して、0.005〜5質量部が好ましく、0.01〜3質量部がより好ましい。乳化剤の配合量が0.005質量部以上であれば、乳化時の分散安定性が向上する傾向にある。一方、乳化剤の配合量が5質量部以下であれば、塗膜の耐水性が向上する傾向にある。   Although the compounding quantity of an emulsifier is not restrict | limited in particular, 0.005-5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of monomer mixtures (C), and 0.01-3 mass parts is more preferable. If the amount of the emulsifier is 0.005 parts by mass or more, the dispersion stability during emulsification tends to be improved. On the other hand, if the amount of the emulsifier is 5 parts by mass or less, the water resistance of the coating film tends to be improved.

重合開始剤としては、特に制限されないが、例えば、前記ビニル系重合体(A)の説明において先に例示した重合開始剤の中から、1種以上宜選択して使用してもよい。
重合開始剤の配合量は、特に制限されないが、単量体混合物(C)100質量部に対して、0.05〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましい。重合開始剤の配合が0.05質量部以上であれば、比較的短時間で重合が進行し、非水溶性樹脂分散液(II)の生産性が向上する傾向にある。一方、重合開始剤の配合量が10質量部以下であれば、重合発熱が緩和され、重合温度の制御が容易となる傾向にある。
Although it does not restrict | limit especially as a polymerization initiator, For example, you may select and use suitably 1 or more types from the polymerization initiator illustrated previously in description of the said vinyl-type polymer (A).
Although the compounding quantity of a polymerization initiator is not restrict | limited in particular, 0.05-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of monomer mixtures (C), and 0.1-5 mass parts is more preferable. If the amount of the polymerization initiator is 0.05 parts by mass or more, the polymerization proceeds in a relatively short time, and the productivity of the water-insoluble resin dispersion (II) tends to be improved. On the other hand, when the blending amount of the polymerization initiator is 10 parts by mass or less, the heat generated by polymerization tends to be relaxed, and the polymerization temperature tends to be easily controlled.

尚、重合開始剤として過酸化物系の開始剤を使用する場合には、重合の促進を目的として、還元剤を併用してもよい。還元剤としては、特に制限されないが、例えば、二亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄、L−アスコルビン酸およびその塩、ロンガリットなどが挙げられる。   In addition, when using a peroxide-type initiator as a polymerization initiator, you may use a reducing agent together for the purpose of acceleration | stimulation of superposition | polymerization. Although it does not restrict | limit especially as a reducing agent, For example, sodium disulfite, sodium hydrogensulfite, sodium thiosulfate, ferrous sulfate, L-ascorbic acid and its salt, Rongalite etc. are mentioned.

連鎖移動剤は、重合体(C)の分子量を調整する目的で配合される。連鎖移動剤としては、特に制限されないが、例えば、前記ビニル系重合体(A)の説明において先に例示した連鎖移動剤の中から、1種以上宜選択して使用してもよい。
連鎖移動剤の配合量は、特に制限されないが、単量体混合物(C)100質量部に対して、0.05〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましい。連鎖移動剤の配合量が0.05質量部以上であれば、塗膜の外観や初期光沢が向上する傾向にある。一方、連鎖移動剤の配合量が10質量部以下であれば、未反応の単量体や連鎖移動剤の残存量が減少し、塗膜の硬度や耐溶剤性が向上する傾向にある。
A chain transfer agent is mix | blended in order to adjust the molecular weight of a polymer (C). Although it does not restrict | limit especially as a chain transfer agent, For example, you may select and use suitably 1 or more types from the chain transfer agent illustrated previously in description of the said vinyl-type polymer (A).
Although the compounding quantity of a chain transfer agent is not restrict | limited in particular, 0.05-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of monomer mixtures (C), and 0.1-5 mass parts is more preferable. When the amount of the chain transfer agent is 0.05 parts by mass or more, the appearance and initial gloss of the coating film tend to be improved. On the other hand, if the blending amount of the chain transfer agent is 10 parts by mass or less, the residual amount of unreacted monomer and chain transfer agent is decreased, and the hardness and solvent resistance of the coating film tend to be improved.

[組成物]
本発明の組成物は、上述した水溶性樹脂溶液(I)と非水溶性樹脂分散液(II)とを混合することによって得られる。
混合方法としては、特に制限されないが、例えば、非水溶性樹脂分散液(II)に水溶性樹脂溶液(I)を添加する方法、水溶性樹脂溶液(I)の存在下で非水溶性樹脂分散液(II)を製造する方法、ビニル系重合体(A)を非水溶性樹脂分散液(II)に分散した後、塩基性化合物(B)を添加する方法、塩基性化合物(B)を含有する非水溶性樹脂分散液(II)にビニル系重合体(A)を添加する方法などが挙げられる。
尚、本発明の組成物は、カルボキシル基含有ビニル系重合体単位(a)とエポキシ基含有ビニル系重合体単位(b)を含むビニル系重合体(A)を含有するため、加熱すると両基が反応して硬化する。そのため、室温で水溶性樹脂溶液(I)と非水溶性樹脂分散液(II)とを混合するのが好ましい。
[Composition]
The composition of the present invention can be obtained by mixing the water-soluble resin solution (I) and the water-insoluble resin dispersion (II).
The mixing method is not particularly limited. For example, the method of adding the water-soluble resin solution (I) to the water-insoluble resin dispersion (II), or the water-insoluble resin dispersion in the presence of the water-soluble resin solution (I). A method for producing the liquid (II), a method for adding the basic compound (B) after dispersing the vinyl polymer (A) in the water-insoluble resin dispersion (II), and containing the basic compound (B) And a method of adding the vinyl polymer (A) to the water-insoluble resin dispersion (II).
The composition of the present invention contains a vinyl polymer (A) containing a carboxyl group-containing vinyl polymer unit (a) and an epoxy group-containing vinyl polymer unit (b). Reacts and cures. Therefore, it is preferable to mix the water-soluble resin solution (I) and the water-insoluble resin dispersion (II) at room temperature.

水溶性樹脂溶液(I)と非水溶性樹脂分散液(II)とを混合するに際しては、水溶性樹脂溶液(I)と非水溶性樹脂分散液(II)の質量比(固形分換算)が、水溶性樹脂溶液(I)/非水溶性樹脂分散液(II)=1/99〜50/50となるように混合するのが好ましく、より好ましくは2/98〜30/70であり、特に好ましくは3/97〜10/90である。水溶性樹脂溶液(I)と非水溶性樹脂分散液(II)の質量比が1/99以上であれば、塗膜の密着性、硬度、耐水性、耐溶剤性が向上する傾向にある。一方、水溶性樹脂溶液(I)と非水溶性樹脂分散液(II)の質量比が50/50以下であれば、塗膜の外観や初期光沢が向上する傾向にある。
尚、水溶性樹脂溶液(I)と非水溶性樹脂分散液(II)の質量比は、実質上、ビニル系重合体(A)と重合体(C)の質量比である。
When mixing the water-soluble resin solution (I) and the water-insoluble resin dispersion (II), the mass ratio (in terms of solid content) of the water-soluble resin solution (I) and the water-insoluble resin dispersion (II) is The water-soluble resin solution (I) / the water-insoluble resin dispersion (II) is preferably mixed so as to be 1/99 to 50/50, more preferably 2/98 to 30/70. Preferably it is 3 / 97-10 / 90. If the mass ratio of the water-soluble resin solution (I) and the water-insoluble resin dispersion (II) is 1/99 or more, the adhesion, hardness, water resistance, and solvent resistance of the coating film tend to be improved. On the other hand, when the mass ratio of the water-soluble resin solution (I) to the water-insoluble resin dispersion (II) is 50/50 or less, the appearance and initial gloss of the coating film tend to be improved.
The mass ratio between the water-soluble resin solution (I) and the water-insoluble resin dispersion (II) is substantially the mass ratio between the vinyl polymer (A) and the polymer (C).

本発明の組成物は、必要に応じて、硬化触媒を配合してもよい。硬化触媒としては、特に制限されないが、例えば、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラn−ブチルアンモニウムクロリド、テトラn−ブチルアンモニウムブロミド、テトラn−ブチルアンモニウムホスフェート、テトラn−ドデシルアンモニウムクロリド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムブロミド等の4級アンモニウム塩;アリルトリフェニルホスフォニウムクロリド、n−アミルトリフェニルホスフォニウムブロミド、ベンジルトリフェニルホスフォニウムクロリド、ブロモメチルトリフェニルホスフォニウムブロミド、エトキシカルボニルホスフォニウムブロミド、n−ヘプチルトリフェニルホスフォニウムブロミド、メチルトリフェニルホスフォニウムブロミド、テトラフェニルホスフォニウムブロミド等のホスフォニウム塩などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The composition of this invention may mix | blend a curing catalyst as needed. The curing catalyst is not particularly limited, but examples thereof include tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium hydroxide, tetra n-butylammonium chloride, tetra n-butylammonium bromide, tetra n-butylammonium phosphate, tetra n-dodecylammonium chloride, Quaternary ammonium salts such as trimethylbenzylammonium hydroxide and phenyltrimethylammonium bromide; allyltriphenylphosphonium chloride, n-amyltriphenylphosphonium bromide, benzyltriphenylphosphonium chloride, bromomethyltriphenylphosphonium Bromide, ethoxycarbonylphosphonium bromide, n-heptyltriphenylphosphonium bromide, methyltriphe Le phosphonium bromide, etc. phosphonium salts such as tetraphenyl phosphonium bromide. These may be used alone or in combination of two or more.

硬化触媒の配合量は、特に制限されないが、水溶性樹脂溶液(I)の固形分と非水溶性樹脂分散液(II)の固形分の合計100質量部に対して、0.001〜0.5質量部が好ましく、0.005〜0.1質量部がより好ましい。硬化触媒の配合量が0.001質量部以上であれば、ビニル系重合体(A)のカルボキシル基とエポキシ基との反応性が向上し、耐水性や耐溶剤性が向上する傾向にある。一方、硬化触媒の配合量が0.5質量部以下であれば、硬化触媒に起因する着色や塗膜欠陥が減少する傾向にある。   The blending amount of the curing catalyst is not particularly limited, but is 0.001 to 0.000 based on 100 parts by mass in total of the solid content of the water-soluble resin solution (I) and the solid content of the water-insoluble resin dispersion (II). 5 mass parts is preferable and 0.005-0.1 mass part is more preferable. If the compounding quantity of a curing catalyst is 0.001 mass part or more, the reactivity of the carboxyl group of a vinyl polymer (A) and an epoxy group will improve, and it exists in the tendency for water resistance and solvent resistance to improve. On the other hand, when the blending amount of the curing catalyst is 0.5 parts by mass or less, coloring and coating film defects due to the curing catalyst tend to decrease.

さらに、本発明の組成物には、必要に応じて、着色剤、充填剤、顔料分散剤、ゲル化防止剤、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、ハジキ防止剤、垂止め剤、スリップ剤、防腐剤、可塑剤等の各種添加剤を配合してもよい。   Further, the composition of the present invention may include a colorant, a filler, a pigment dispersant, an antigelling agent, an antioxidant, a radical scavenger, an ultraviolet absorber, a leveling agent, a repellency inhibitor, a dripping agent, if necessary. You may mix | blend various additives, such as a stopper, a slip agent, antiseptic | preservative, and a plasticizer.

このようにして得られる本発明の組成物によれば、水溶性樹脂溶液(I)として、カルボキシル基含有ビニル系重合体単位(a)とエポキシ基含有ビニル系重合体単位(b)を含むビニル系重合体(A)を用いているので、親水性有機溶剤の使用量を抑制できる。従って、環境に対する負荷を低減できる。
また、本発明の組成物を塗料、インク、粘接着剤などの水性バインダーとして用いた場合、硬度が高く、耐水性、耐溶剤性に優れた塗膜を形成できる。
According to the composition of the present invention thus obtained, a vinyl containing a carboxyl group-containing vinyl polymer unit (a) and an epoxy group-containing vinyl polymer unit (b) as the water-soluble resin solution (I). Since the polymer (A) is used, the amount of the hydrophilic organic solvent used can be suppressed. Therefore, the load on the environment can be reduced.
In addition, when the composition of the present invention is used as an aqueous binder such as a paint, ink, or adhesive, a coating film having high hardness and excellent water resistance and solvent resistance can be formed.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の記載において「部」は「質量部」を表す。
ここで、物性測定及び評価方法を以下に示す。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto. In the following description, “part” represents “part by mass”.
Here, physical property measurement and evaluation methods are shown below.

(1)ガラス転移温度(Tg)の測定
Tgは、上記式(1)より算出した。
(1) Measurement of glass transition temperature (Tg) Tg was calculated from the above formula (1).

(2)質量平均分子量の測定
ビニル系重合体(A)を0.4質量%溶解したTHF溶液を調製した。該THF溶液を100μL採取し、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)(東ソー(株)製、「HLC−8120」)を用いて、40℃にて測定を行った。カラムは、東ソー(株)製の「TSKgel G5000HXL」と「GMHXL−L」を直列に連結したものを用いた。検量線は、F288/F80/F40/F10/F4/F1/A5000/A1000/A500(東ソー(株)製、標準ポリスチレン)及びスチレンモノマーを用いて作成した。検量線より、標準ポリスチレン換算にてMw(質量平均分子量)、Mn(数平均分子量)、Mw/Mn(質量平均分子量/数平均分子量)を算出した。
(2) Measurement of mass average molecular weight A THF solution in which 0.4% by mass of vinyl polymer (A) was dissolved was prepared. 100 μL of the THF solution was collected and measured at 40 ° C. using gel permeation chromatography (GPC) (“HLC-8120” manufactured by Tosoh Corporation). As the column, a column obtained by connecting “TSKgel G5000HXL” and “GMHXL-L” manufactured by Tosoh Corporation in series was used. The calibration curve was prepared using F288 / F80 / F40 / F10 / F4 / F1 / A5000 / A1000 / A500 (manufactured by Tosoh Corporation, standard polystyrene) and a styrene monomer. From the calibration curve, Mw (mass average molecular weight), Mn (number average molecular weight), and Mw / Mn (mass average molecular weight / number average molecular weight) were calculated in terms of standard polystyrene.

(3)酸価の測定
固形分約1gのビニル系重合体(A)を精秤し、溶剤50g(イソプロパノール/アセトン/水=50/25/25質量%)を加えて溶解させた。これにフェノールフタレインの変色点を基準にして0.2規定の水酸化カリウム(KOH)−エタノール溶液を滴定し、固形分1gを中和するのに必要なKOHのmg数(酸価)を下記式(2)より算出した。
酸価(mgKOH/g)=A×0.2×f×56.1/試料固形分質量(g)・・・(2)
ただし、Aを滴定量(ml)、fを0.2規定の水酸化カリウム溶液の力価とする。
(3) Measurement of Acid Value A vinyl polymer (A) having a solid content of about 1 g was precisely weighed, and 50 g of a solvent (isopropanol / acetone / water = 50/25/25 mass%) was added and dissolved. To this, 0.2N potassium hydroxide (KOH) -ethanol solution was titrated based on the discoloration point of phenolphthalein, and the number of mg of KOH (acid value) required to neutralize 1 g of solid content was determined. It computed from following formula (2).
Acid value (mgKOH / g) = A × 0.2 × f × 56.1 / Sample solid mass (g) (2)
Here, A is the titer (ml), and f is the titer of 0.2 N potassium hydroxide solution.

(4)粘度の測定
25℃に保持した水溶性樹脂溶液(I)の粘度を、B型粘度計(TOKIMEC製、「R100型粘度計(RBタイプ)」)を用いて測定した。
(4) Measurement of viscosity The viscosity of the water-soluble resin solution (I) maintained at 25 ° C. was measured using a B-type viscometer (manufactured by TOKIMEC, “R100-type viscometer (RB type)”).

(5)塗膜外観の評価
試験板の塗膜表面を目視観察し、下記基準にて判定した。
○:艶むら、はじき、割れ、レベリングに異常がない。
×:艶むら、はじき、割れ、レベリングに異常がある。
(5) Evaluation of coating film appearance The coating film surface of the test plate was visually observed and judged according to the following criteria.
○: There is no abnormality in gloss unevenness, repellency, cracking and leveling.
X: Abnormal glossiness, repellency, cracking, and leveling.

(6)密着性の評価
水研中塗ダル鋼板と塗膜との密着性をJIS K 5600−5−6:1999に準じたクロスカット法により測定した。
尚、表3に示す数値は、剥離せずに残った面積を%表示したものであり、100%に近づくほど、密着性が良好であることを意味する。
(6) Evaluation of adhesion The adhesion between the Suken middle-coated dull steel sheet and the coating film was measured by a cross-cut method according to JIS K 5600-5-6: 1999.
In addition, the numerical value shown in Table 3 represents the area remaining without peeling in%, and the closer to 100%, the better the adhesion.

(7)塗膜硬度の評価
塗膜の鉛筆硬度をJIS K 5600−5−4:1999に準じた手かき法により測定した。
尚、2B以上を合格とし、3B以下を不合格とする。
(7) Evaluation of coating film hardness The pencil hardness of the coating film was measured by a hand-drawing method according to JIS K 5600-5-4: 1999.
It should be noted that 2B or more is acceptable and 3B or less is unacceptable.

(8)初期光沢の評価
入射角60°及び20°における塗膜の鏡面光沢度(G)を光沢計(日本電色工業(株)製、「VG−2000」)を用いて測定した。
尚、60°の鏡面光沢度は、80.0以上を合格、80.0未満を不合格とした。また、20°の鏡面光沢度は、70.0以上を合格、70.0未満を不合格とした。
(8) Evaluation of initial gloss The specular gloss (G 0 ) of the coating film at incident angles of 60 ° and 20 ° was measured using a gloss meter (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., “VG-2000”).
The specular gloss at 60 ° was 80.0 or more as acceptable and less than 80.0 as unacceptable. Moreover, the specular glossiness of 20 ° was determined to be 70.0 or more, and less than 70.0 was rejected.

(9)耐水性の評価
光沢保持率の測定;
塗膜の耐水試験として、試験板を脱イオン水に浸漬して、50℃の恒温水槽中で8週間保持した。その後、前記(8)の初期光沢の評価と同様にして、入射角60°及び20°における塗膜の鏡面光沢度(G)を測定し、下記式(3)より光沢保持率を算出した。
尚、60°の鏡面光沢度の光沢保持率は、95.0%以上を合格、95.0%未満を不合格とした。また、20°の鏡面光沢度の光沢保持率は、75.0%以上を合格、75.0%未満を不合格とした。
光沢保持率(%)=(G/G)×100・・・(3)
(9) Evaluation of water resistance Gloss retention measurement;
As a water resistance test of the coating film, the test plate was immersed in deionized water and kept in a constant temperature water bath at 50 ° C. for 8 weeks. Thereafter, in the same manner as the evaluation of the initial gloss of (8) above, the specular gloss (G 1 ) of the coating film at incident angles of 60 ° and 20 ° was measured, and the gloss retention was calculated from the following formula (3). .
In addition, the gloss retention of the 60 ° specular gloss was 95.0% or more as acceptable and less than 95.0% as unacceptable. Further, the gloss retention of the 20 ° specular gloss was 75.0% or more as acceptable and less than 75.0% as unacceptable.
Gloss retention (%) = (G 1 / G 0 ) × 100 (3)

色差の測定;
塗膜の色数を分光式色差計(日本電色工業(株)製、「SE−2000」)を用いて測定した。初期の色数(L、a、b)及び耐水試験後の色数(L、a、b)を測定し、下記式(4)より色差(△E)を算出した。
尚、△Eは、0.8以下を合格、0.8を超える場合を不合格とした。
色差(△E)={(L−L+(a−a+(b−b1/2・・(4)
Measurement of color difference;
The number of colors of the coating film was measured using a spectroscopic color difference meter (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., “SE-2000”). The initial number of colors (L 0 , a 0 , b 0 ) and the number of colors after the water resistance test (L 1 , a 1 , b 1 ) were measured, and the color difference (ΔE) was calculated from the following formula (4).
In addition, (triangle | delta) E made 0.8 or less pass, and made the case where it exceeded 0.8 disqualified.
Color difference (ΔE) = {(L 1 −L 0 ) 2 + (a 1 −a 0 ) 2 + (b 1 −b 0 ) 2 } 1/2 (4)

(10)耐溶剤性の評価
試験板を25℃のキシレン中に1分間浸漬し、塗膜の状態を目視観察し、下記基準にて判定した。
○:異常なし。
△:ごく僅かに光沢が低下した。
×:塗膜が白化あるいは溶解した。
(10) Evaluation of solvent resistance The test plate was immersed in xylene at 25 ° C. for 1 minute, the state of the coating film was visually observed, and judged according to the following criteria.
○: No abnormality.
Δ: Gloss slightly decreased.
X: The coating film was whitened or dissolved.

[分散剤1の製造]
撹拌機、冷却管、温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水900部、メタクリル酸2−スルホエチルナトリウム60部、メタクリル酸カリウム10部、メチルメタクリレート12部を加えて撹拌し、重合装置内を窒素置換しながら、50℃(重合温度)に昇温し、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩0.08部を添加して60℃に昇温した。重合開始剤の添加と同時に、滴下ポンプを使用して、メチルメタクリレートを0.24部/分の速度で75分間連続的に滴下した。60℃で6時間保持した後、室温に冷却して、透明な重合体水溶液である分散剤1を得た。この分散剤1の固形分は10%、粘度は950mPa・sであった。
[Production of Dispersant 1]
In a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a condenser, and a thermometer, 900 parts of deionized water, 60 parts of sodium 2-sulfoethyl methacrylate, 10 parts of potassium methacrylate, and 12 parts of methyl methacrylate were added and stirred, and the polymerization apparatus While replacing the inside with nitrogen, the temperature was raised to 50 ° C. (polymerization temperature), and 0.08 part of 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride was added as a polymerization initiator, and the temperature was raised to 60 ° C. Warm up. Simultaneously with the addition of the polymerization initiator, methyl methacrylate was continuously added dropwise at a rate of 0.24 parts / minute for 75 minutes using a dropping pump. After holding at 60 ° C. for 6 hours, the mixture was cooled to room temperature to obtain Dispersant 1 which was a transparent polymer aqueous solution. The dispersant 1 had a solid content of 10% and a viscosity of 950 mPa · s.

[ビニル系重合体(A−1)の製造]
撹拌機、冷却管、温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水170部、硫酸ナトリウム0.1部、分散剤1(固形分10%)0.2部を加えて撹拌し、均一な水溶液とした。次に、表1に示す組成の単量体の混合物(単量体(a)としてメタクリル酸8部、単量体(b)としてメタクリル酸グリシジル1.65部、単量体(c)としてメチルメタクリレート52.35部、n−ブチルメタクリレート28部、n−ブチルアクリレート10部)と、重合開始剤としてラウロイルパーオキサイド1.5部、連鎖移動剤としてn−ドデシルメルカプタン1.9部を加え、水性懸濁液とした。次に、重合装置内を窒素置換し、70℃に昇温して約1時間反応させ、さらに、90℃に昇温して0.5時間保持した後、40℃に冷却して、ビニル系重合体(A−1)を含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液を目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、脱水し、40℃で16時間乾燥して、ビニル系重合体(A−1)を得た。このビニル系重合体(A−1)のTgは60℃、Mwは25,600、Mw/Mnは2.12、酸価は51.6mgKOH/gであった。結果を表1に示す。
[Production of vinyl polymer (A-1)]
In a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a condenser, and a thermometer, 170 parts of deionized water, 0.1 part of sodium sulfate, and 0.2 part of dispersant 1 (solid content 10%) are added and stirred. An aqueous solution was obtained. Next, a mixture of monomers having the composition shown in Table 1 (8 parts of methacrylic acid as monomer (a), 1.65 parts of glycidyl methacrylate as monomer (b), and methyl as monomer (c) Methacrylate, 52.35 parts, n-butyl methacrylate 28 parts, n-butyl acrylate 10 parts), lauroyl peroxide 1.5 parts as a polymerization initiator, and 1.9 parts n-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent. A suspension was obtained. Next, the inside of the polymerization apparatus was purged with nitrogen, heated to 70 ° C. and reacted for about 1 hour, further heated to 90 ° C. and held for 0.5 hour, then cooled to 40 ° C. An aqueous suspension containing the polymer (A-1) was obtained. This aqueous suspension is filtered through a nylon filter cloth having an opening of 45 μm, and the filtrate is washed with deionized water, dehydrated, and dried at 40 ° C. for 16 hours to obtain a vinyl polymer (A-1). Obtained. Tg of this vinyl polymer (A-1) was 60 ° C., Mw was 25,600, Mw / Mn was 2.12, and the acid value was 51.6 mgKOH / g. The results are shown in Table 1.

[水溶性樹脂溶液(I−1)の製造]
撹拌機、冷却管、温度計を備えた装置中に、ビニル系重合体(A−1)100部と脱イオン水273.7部を加え、室温にて撹拌した後、イソプロパノール(IPA)15部と、塩基性化合物(B)として14質量%アンモニア水11.3部を加え、1時間撹拌を継続して、水溶性樹脂溶液(I−1)を得た。この水溶性樹脂溶液(I−1)は透明であり、固形分は25質量%、粘度は114mPa・sであった。結果を表2に示す。
尚、水溶性樹脂溶液(I−1)の透明性は目視にて判断した。
[Production of water-soluble resin solution (I-1)]
In a device equipped with a stirrer, a condenser, and a thermometer, 100 parts of vinyl polymer (A-1) and 273.7 parts of deionized water are added and stirred at room temperature, and then 15 parts of isopropanol (IPA). And 11.3 parts of 14 mass% ammonia water was added as a basic compound (B), and stirring was continued for 1 hour, and the water-soluble resin solution (I-1) was obtained. This water-soluble resin solution (I-1) was transparent, the solid content was 25 mass%, and the viscosity was 114 mPa · s. The results are shown in Table 2.
The transparency of the water-soluble resin solution (I-1) was determined visually.

[ビニル系重合体(A−2)〜(A−4)、(A−7)の製造]
単量体、連鎖移動剤、重合開始剤の配合量(部)を表1に示すように変更した以外は、ビニル系重合体(A−1)と同様にして、ビニル系重合体(A−2)〜(A−4)、(A−7)を製造した。ビニル系重合体(A−2)〜(A−4)、(A−7)の特性を表1に示す。
[Production of vinyl polymers (A-2) to (A-4) and (A-7)]
A vinyl polymer (A-) is the same as the vinyl polymer (A-1) except that the amount (parts) of the monomer, chain transfer agent and polymerization initiator is changed as shown in Table 1. 2) to (A-4) and (A-7) were produced. Table 1 shows the characteristics of the vinyl polymers (A-2) to (A-4) and (A-7).

[水溶性樹脂溶液(I−2)〜(I−4)、(I−7)の製造]
表2に示すビニル系重合体(A)を用い、表2に示す固形分となるように調整した以外は、水溶性樹脂溶液(I−1)と同様にして、水溶性樹脂溶液(I−2)〜(I−4)、(I−7)を製造した。水溶性樹脂溶液(I−2)〜(I−4)、(I−7)の特性を表2に示す。
[Production of water-soluble resin solutions (I-2) to (I-4) and (I-7)]
A water-soluble resin solution (I-) was prepared in the same manner as the water-soluble resin solution (I-1) except that the vinyl polymer (A) shown in Table 2 was used and the solid content shown in Table 2 was adjusted. 2) to (I-4) and (I-7) were produced. Table 2 shows the characteristics of the water-soluble resin solutions (I-2) to (I-4) and (I-7).

[ビニル系重合体(A−5)、(A−6)、水溶性樹脂溶液(I−5)、(I−6)の製造]
脱イオン水の量を250部にし、単量体、連鎖移動剤、重合開始剤の配合量(部)を表1に示すように変更した以外は、ビニル系重合体(A−1)と同様にして、ビニル系重合体(A−5)、(A−6)を各々含む水性懸濁液を調製した。このビニル系重合体(A−5)、(A−6)の特性を表1に示す。ただし、特性を測定する際には、ビニル系重合体(A−1)と同様の操作を行い、乾燥させた状態のビニル系重合体(A−5)、(A−6)を製造して、各特性を測定した。
次いで、得られたビニル系重合体(A−5)、(A−6)を各々含む各水性懸濁液に、脱イオン水75.5部を加え、室温にて撹拌した後、イソプロパノール(IPA)17.7部と、塩基性化合物(B)として14質量%アンモニア水11.3部を加え、1時間撹拌を継続して、水溶性樹脂溶液(I−5)、(I−6)を得た。水溶性樹脂溶液(I−5)、(I−6)の特性を表2に示す。
[Production of vinyl polymer (A-5), (A-6), water-soluble resin solution (I-5), (I-6)]
The same as the vinyl polymer (A-1) except that the amount of deionized water was 250 parts and the blending amount (parts) of monomer, chain transfer agent and polymerization initiator was changed as shown in Table 1. Thus, an aqueous suspension containing each of the vinyl polymers (A-5) and (A-6) was prepared. The properties of the vinyl polymers (A-5) and (A-6) are shown in Table 1. However, when measuring the characteristics, the same operations as for the vinyl polymer (A-1) were performed to produce the dried vinyl polymers (A-5) and (A-6). Each characteristic was measured.
Next, 75.5 parts of deionized water was added to each aqueous suspension containing the obtained vinyl polymers (A-5) and (A-6), and the mixture was stirred at room temperature. 17.7 parts and 11.3 parts of 14% by mass ammonia water as the basic compound (B) were added and stirring was continued for 1 hour to obtain water-soluble resin solutions (I-5) and (I-6). Obtained. Table 2 shows the characteristics of the water-soluble resin solutions (I-5) and (I-6).

Figure 2008308523
Figure 2008308523

表中の略号は以下の通りである。
MAA:メタクリル酸、
GMA:メタクリル酸グリシジル、
MMA:メチルメタクリレート、
BMA:n−ブチルメタクリレート、
BA:n−ブチルアクリレート、
LPO:ラウロイルパーオキサイド、
n−DM:n−ドデシルメルカプタン。
Abbreviations in the table are as follows.
MAA: methacrylic acid,
GMA: glycidyl methacrylate,
MMA: methyl methacrylate,
BMA: n-butyl methacrylate,
BA: n-butyl acrylate,
LPO: Lauroyl peroxide
n-DM: n-dodecyl mercaptan.

Figure 2008308523
Figure 2008308523

[非水溶性樹脂分散液(II−1)の製造]
撹拌機、冷却管、温度計、滴下ポンプ、窒素導入管を備えた重合装置中に、脱イオン水50部、乳化剤((株)ADEKA製、「SR−1025」)2部、メチルメタクリレート2部、n−ブチルメタクリレート6部、t−ブチルメタクリレート2部を加えて撹拌した後、重合装置内を窒素置換した。次に、80℃まで昇温し、過硫酸ナトリウム0.05部を加えて15分間反応させた。次に、脱イオン水18部、乳化剤2部、メチルメタクリレート6部、n−ブチルメタクリレート18部、t−ブチルメタクリレート6部、過硫酸ナトリウム0.05部からなる乳化液1を45分かけて滴下して加え、1時間保持した。次に、脱イオン水36部、乳化剤4部、メチルメタクリレート14部、2−エチルヘキシルアクリレート40部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4部、メタクリル酸2部、過硫酸ナトリウム0.1部からなる乳化液2を1.5時間かけて滴下して加え、30分保持した後、脱イオン水18.2部を加え、室温に冷却して、ビニル系重合体(C−1)を含む非水溶性樹脂分散液(II−1)を得た。この非水溶性樹脂分散液(II−1)の固形分は45質量%、平均粒子径は120nm、粘度は600mPa・sであった。
尚、この非水溶性樹脂分散液(II−1)は、Tg49℃のコアとTg−20℃のシェルを有し、コアとシェルの質量比(コア/シェル)が40/60である二層構造エマルションであり、造膜性に優れたものであった。
[Production of water-insoluble resin dispersion (II-1)]
In a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a cooling pipe, a thermometer, a dropping pump, and a nitrogen introduction pipe, 50 parts of deionized water, 2 parts of emulsifier (manufactured by ADEKA, "SR-1025"), 2 parts of methyl methacrylate After adding 6 parts of n-butyl methacrylate and 2 parts of t-butyl methacrylate and stirring, the inside of the polymerization apparatus was purged with nitrogen. Next, it heated up to 80 degreeC, 0.05 part of sodium persulfate was added, and it was made to react for 15 minutes. Next, emulsion 1 consisting of 18 parts of deionized water, 2 parts of emulsifier, 6 parts of methyl methacrylate, 18 parts of n-butyl methacrylate, 6 parts of t-butyl methacrylate and 0.05 part of sodium persulfate is added dropwise over 45 minutes. Added for 1 hour. Next, emulsion 2 comprising 36 parts of deionized water, 4 parts of emulsifier, 14 parts of methyl methacrylate, 40 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 4 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 2 parts of methacrylic acid, and 0.1 part of sodium persulfate Was added dropwise over 1.5 hours and held for 30 minutes, then 18.2 parts of deionized water was added and cooled to room temperature to disperse the water-insoluble resin containing the vinyl polymer (C-1). A liquid (II-1) was obtained. The water-insoluble resin dispersion (II-1) had a solid content of 45% by mass, an average particle size of 120 nm, and a viscosity of 600 mPa · s.
This water-insoluble resin dispersion (II-1) has a Tg of 49 ° C. core and a Tg of −20 ° C. shell, and the core / shell mass ratio (core / shell) is 40/60. It was a structural emulsion and had excellent film forming properties.

[実施例1]
水溶性樹脂溶液(I−1)20部(樹脂固形分換算5部)、非水溶性樹脂分散液(II−1)211.1部(樹脂固形分換算95部)、硬化触媒としてテトラn−ブチルアンモニウムブロミド(TBAB)0.025部を混合し、組成物を得た。
得られた組成物を塗料として使用し、水研中塗ダル鋼板(日本ルートサービス(株)製、標準試験板)にバーコーターNo.14で塗布し、室温で0.5時間保持した後、90℃で10分間加熱乾燥して、試験板を作製した。この試験板の塗膜を上記の試験により評価した。
得られた結果を表3に示す。
[Example 1]
20 parts of water-soluble resin solution (I-1) (5 parts in terms of resin solid content), 211.1 parts of water-insoluble resin dispersion (II-1) (95 parts in terms of resin solid content), tetra-n- as a curing catalyst 0.025 part of butylammonium bromide (TBAB) was mixed to obtain a composition.
The obtained composition was used as a paint, and it was applied to a Suken middle-coated dull steel plate (manufactured by Nippon Route Service Co., Ltd., standard test plate). 14 and held at room temperature for 0.5 hour, followed by heating and drying at 90 ° C. for 10 minutes to produce a test plate. The coating film of this test plate was evaluated by the above test.
The obtained results are shown in Table 3.

[実施例2〜6、比較例2]
水溶性樹脂溶液(I)を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして組成物の製造及び試験板の作製を行い、塗膜を評価した。結果を表3に示す。
[Examples 2 to 6, Comparative Example 2]
Except having changed water-soluble resin solution (I) as shown in Table 3, it manufactured the composition and produced the test board like Example 1, and evaluated the coating film. The results are shown in Table 3.

[比較例1]
水溶性樹脂溶液を用いず、非水溶性樹脂分散液(II−1)222.2部(樹脂固形分換算100部)と、硬化触媒としてテトラn−ブチルアンモニウムブロミド(TBAB)0.025部を混合した以外は、実施例1と同様にして組成物の製造及び試験板の作製を行い、塗膜を評価した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 1]
Without using a water-soluble resin solution, 222.2 parts of water-insoluble resin dispersion (II-1) (100 parts in terms of resin solid content) and 0.025 part of tetra n-butylammonium bromide (TBAB) as a curing catalyst Except for mixing, the composition was produced and the test plate was produced in the same manner as in Example 1, and the coating film was evaluated. The results are shown in Table 3.

Figure 2008308523
Figure 2008308523

表3に示す結果から明らかなように、実施例1〜5では、塗膜の外観、密着性、硬度、初期光沢、耐水性、耐溶剤性が良好であった。尚、実施例6は、ビニル系重合体(A−6)のガラス転移温度が−17℃と、他のビニル系重合体(A)に比べて低かったため、塗膜硬度が他の実施例に比べて劣っていたが、その他の塗膜の性能については良好であった。
これに対し、水溶性樹脂溶液(I)を含まない比較例1では、塗膜の硬度、耐水性、耐溶剤性が実施例に比べて劣っていた。
比較例2では、水溶性樹脂溶液(I−7)を含有することで、比較例1に比べて塗膜硬度が向上した。しかし、水溶性樹脂溶液(I−7)は、エポキシ基含有ビニル系単量体単位(b)を含まないビニル系重合体(A−7)を用いたため、耐水性、耐溶剤性は改善できなかった。特に、耐溶剤性については、水溶性樹脂溶液を含まない比較例1と比較しても劣っていた。
As is apparent from the results shown in Table 3, in Examples 1 to 5, the appearance, adhesion, hardness, initial gloss, water resistance, and solvent resistance of the coating film were good. In Example 6, the glass transition temperature of the vinyl polymer (A-6) was -17 ° C., which was lower than that of the other vinyl polymers (A). Although it was inferior, the performance of other coating films was good.
On the other hand, in the comparative example 1 which does not contain water-soluble resin solution (I), the hardness of the coating film, water resistance, and solvent resistance were inferior compared with the Example.
In Comparative Example 2, the coating film hardness was improved as compared with Comparative Example 1 by containing the water-soluble resin solution (I-7). However, since the water-soluble resin solution (I-7) uses the vinyl polymer (A-7) not containing the epoxy group-containing vinyl monomer unit (b), the water resistance and solvent resistance can be improved. There wasn't. In particular, the solvent resistance was inferior to that of Comparative Example 1 that did not contain a water-soluble resin solution.

本発明の組成物は、親水性有機溶剤の使用量を抑制できるので、環境に対する負荷が低い塗料、インク、粘接着剤などの水性バインダーとして好適に使用できる。
また、本発明の組成物を用いた塗料、インク、粘接着剤は、硬度が高く、耐水性、耐溶剤性に優れた塗膜を形成できる。
さらに、本発明の組成物は塗料、インク、粘接着剤の用途以外にも、例えば、レジスト材料、焼成材料などの各種分野において幅広く使用することが可能であり、工業上極めて有益なものである。
The composition of the present invention can be suitably used as an aqueous binder for paints, inks, adhesives and the like that have a low environmental load because the amount of the hydrophilic organic solvent used can be suppressed.
In addition, paints, inks, and adhesives using the composition of the present invention can form a coating film having high hardness and excellent water resistance and solvent resistance.
Furthermore, the composition of the present invention can be widely used in various fields such as resist materials and baking materials in addition to the applications of paints, inks, and adhesives, and is extremely useful industrially. is there.

Claims (3)

ビニル系重合体(A)を塩基性化合物(B)で中和して得られる水溶性樹脂溶液(I)と、非水溶性樹脂分散液(II)とを含有する組成物であって、
前記ビニル系重合体(A)の構成単位として、カルボキシル基含有ビニル系単量体単位(a)と、エポキシ基含有ビニル系単量体単位(b)とを含み、かつ、前記カルボキシル基含有ビニル系単量体単位(a)のカルボキシ基と、前記エポキシ基含有ビニル系単量体単位(b)のエポキシ基のモル当量比が、カルボキシル基/エポキシ基=1/30〜30/1であることを特徴とする組成物。
A composition comprising a water-soluble resin solution (I) obtained by neutralizing a vinyl polymer (A) with a basic compound (B), and a water-insoluble resin dispersion (II),
As a structural unit of the vinyl polymer (A), a carboxyl group-containing vinyl monomer unit (a) and an epoxy group-containing vinyl monomer unit (b) are included, and the carboxyl group-containing vinyl The molar equivalent ratio of the carboxy group of the monomer unit (a) and the epoxy group of the epoxy group-containing vinyl monomer unit (b) is carboxyl group / epoxy group = 1/30 to 30/1. The composition characterized by the above-mentioned.
前記ビニル系重合体(A)は、下記式(1)を用いて算出したガラス転移温度(Tg)が0〜150℃であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
1/Tg=Σ(w/Tg)・・・(1)
式(1)中、wは重合体を構成する単量体iの質量分率を表し、Tgは単量体iのホモポリマーのガラス転移温度を表す。
The composition according to claim 1, wherein the vinyl polymer (A) has a glass transition temperature (Tg) calculated using the following formula (1) of 0 to 150 ° C.
1 / Tg = Σ (w i / Tg i ) (1)
Wherein (1), w i represents the weight fraction of the monomer i which constitutes the polymer, Tg i represents the glass transition temperature of the homopolymer of the monomer i.
前記ビニル系重合体(A)が、懸濁重合法により製造されることを特徴とする請求項1または2に記載の組成物。   The composition according to claim 1 or 2, wherein the vinyl polymer (A) is produced by a suspension polymerization method.
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